JP2014158230A - Digital pre-distorter and method of controlling the same - Google Patents
Digital pre-distorter and method of controlling the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014158230A JP2014158230A JP2013029262A JP2013029262A JP2014158230A JP 2014158230 A JP2014158230 A JP 2014158230A JP 2013029262 A JP2013029262 A JP 2013029262A JP 2013029262 A JP2013029262 A JP 2013029262A JP 2014158230 A JP2014158230 A JP 2014158230A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- order distortion
- papr
- distortion
- band
- nth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、ディジタルプリディストータとその制御方法、特にべき級数型のディジタルプリディストータとその制御方法に関する。 The present invention relates to a digital predistorter and a control method thereof, and more particularly to a power series type digital predistorter and a control method thereof.
移動通信において、送信用電力増幅器(以下、電力増幅器)は基地局もしくは移動局の送信アンテナから出力される送信信号を所定の電力まで増幅する役割を持つ重要な無線回路である。電力増幅器は大きな電力を扱うことから高い効率が望まれる。 In mobile communications, a transmission power amplifier (hereinafter referred to as a power amplifier) is an important radio circuit having a role of amplifying a transmission signal output from a transmission antenna of a base station or a mobile station to a predetermined power. Since power amplifiers handle large amounts of power, high efficiency is desired.
一般に、電力増幅器を高効率動作させるために、電力増幅器の動作点を飽和出力近傍に設定すること、言い換えると電力増幅器の飽和出力からのマージンを示す出力バックオフを低減することが行われている。このとき、電力増幅器の非線形特性により歪成分が発生する。特に、電力増幅器の動作点を飽和出力に近づけるほど歪成分は増加する.さらに、歪成分は周波数依存性を持つ。 Generally, in order to operate a power amplifier with high efficiency, the operating point of the power amplifier is set near the saturated output, in other words, output back-off indicating a margin from the saturated output of the power amplifier is reduced. . At this time, a distortion component is generated due to the nonlinear characteristic of the power amplifier. In particular, the distortion component increases as the operating point of the power amplifier approaches the saturated output. Furthermore, the distortion component has frequency dependence.
一方、電力増幅器入力信号を見ると、近年、周波数利用効率の観点からOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)伝送が注目を集めている。OFDM信号は高い周波数利用効率を得られるが、平均電力対ピーク電力比(PAPR:Peak-to-Average Power Ratio)が高いという特徴を持つ。電力増幅器は飽和出力を超えて電力増幅器入力信号を増幅できないので、出力バックオフが電力増幅器入力信号のPAPRよりも低い場合、電力増幅器出力信号の波形がクリップされる。この場合でも電力増幅器出力信号に歪成分が生じる。 On the other hand, looking at the power amplifier input signal, in recent years, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) transmission has attracted attention from the viewpoint of frequency utilization efficiency. An OFDM signal has a high frequency utilization efficiency, but has a high average power-to-peak power ratio (PAPR). Since the power amplifier cannot amplify the power amplifier input signal beyond the saturation output, if the output backoff is lower than the PAPR of the power amplifier input signal, the waveform of the power amplifier output signal is clipped. Even in this case, a distortion component is generated in the power amplifier output signal.
歪成分は隣接する周波数帯域を使用する無線通信システムへの干渉となる。そのため、各種無線通信システムの仕様で規定されたレベルまで歪成分を低減することが必須となる。 The distortion component becomes interference to a wireless communication system using an adjacent frequency band. For this reason, it is essential to reduce the distortion component to a level defined by the specifications of various wireless communication systems.
電力増幅器の非線形特性により生じる歪成分を低減する(補償するともいう)方法としてプリディストーション法に代表される歪補償法がある。プリディストーション法は、プリディストータを用いて電力増幅器で発生する歪成分を打ち消すような歪補償成分を電力増幅器入力信号に付加する。周波数依存性を持つ歪成分を補償するプリディストータとして、歪成分の周波数依存性を補償するべき級数型ディジタルプリディストータ(以下、ディジタルプリディストータという)がある。(例えば、非特許文献1)。 There is a distortion compensation method typified by a predistortion method as a method for reducing (compensating for) distortion components generated by the nonlinear characteristics of the power amplifier. The predistortion method uses a predistorter to add a distortion compensation component that cancels a distortion component generated in the power amplifier to the power amplifier input signal. As a predistorter that compensates for a frequency-dependent distortion component, there is a series digital predistorter (hereinafter referred to as a digital predistorter) that should compensate for the frequency dependence of the distortion component. (For example, Non-Patent Document 1).
一方、波形クリップにより生じる歪成分は、歪補償法により補償できない。これは、電力増幅器が飽和出力を超えて信号を増幅できないためである。この歪成分を低減する方法としてクリッピングとフィルタリングを用いる方法に代表されるPAPR低減法がある。クリッピングとフィルタリングを用いる方法では、ディジタルプリディストータの前段にて電力増幅器入力信号の振幅値を予め定めた閾値以下となるように波形をクリップした後、フィルタリングによりクリップにより発生した歪成分を低減する(例えば、非特許文献2)。この方法は入力信号のPAPRが予め定めた閾値より大きい場合、リミッタとフィルタで閾値以下となるまでクリッピングとフィルタリングを繰り返し行なってからディジタルプリディストータにより歪成分の補償処理を行う。しかし、この歪補償処理によりディジタルプリディストータの出力におけるPAPRが閾値を超えてしまうことがある。そのような場合はクリッピングとフィルタリングによるPAPR低減とディジタルプリディストータによる歪補償処理を交互に繰り返し行なう必要があり、時間がかかる。 On the other hand, the distortion component caused by the waveform clip cannot be compensated by the distortion compensation method. This is because the power amplifier cannot amplify the signal beyond the saturation output. As a method of reducing the distortion component, there is a PAPR reduction method represented by a method using clipping and filtering. In the method using clipping and filtering, the waveform is clipped so that the amplitude value of the power amplifier input signal is equal to or lower than a predetermined threshold before the digital predistorter, and then distortion components generated by the clipping are reduced by filtering. (For example, Non-Patent Document 2). In this method, when the PAPR of the input signal is larger than a predetermined threshold, clipping and filtering are repeated until the limiter and the filter are equal to or lower than the threshold, and then a distortion component compensation process is performed by the digital predistorter. However, the PAPR at the output of the digital predistorter may exceed the threshold value due to this distortion compensation processing. In such a case, it is necessary to repeatedly perform PAPR reduction by clipping and filtering and distortion compensation processing by a digital predistorter, which takes time.
図1に非特許文献1に示されたディジタルプリディストータの構成を示す。この構成では、複素包絡で表されたディジタル信号(サンプル列)を入力信号x(t)として入力端子に入力した場合を示す。
FIG. 1 shows the configuration of the digital predistorter disclosed in Non-Patent
ディジタルプリディストータ10は、線形伝達経路12と、3次歪発生経路13と、合成器14と、ディジタルアナログ変換器(以下、DAC)15と、アナログディジタル変換器(以下、ADC)16と、歪観測器17と、制御器18とを含む。なお、非特許文献1においては5次歪発生経路も設けられているが、説明を簡単にするため省略する。線形伝達経路12は、遅延器12Aを有する。3次歪発生経路13は、3次歪発生器13Aと3次歪ベクトル調整器13Bと3次歪周波数特性補償器13Cとを含む。
The
入力信号x(t)は、線形伝達経路12と3次歪発生経路13に分配される。3次歪発生器13Aは、分配された入力信号を3乗し、3次歪成分を発生させる。3次歪ベクトル調整器13Bは、3次歪発生器13Aで発生された3次歪成分に制御器18から与えられた3次歪ベクトル調整器係数を乗算することで、3次歪成分の位相と振幅を調整する。3次歪周波数特性補償器13Cは、図2に示すように入力信号帯域(送信帯域とも呼ぶ)FBSより上側の3次歪成分下側帯域(以下、簡略化して下側帯域と呼ぶ場合もある)FBDLと上側の3次歪成分上側帯域(以下、簡略化して上側帯域と呼ぶ場合もある)FBDUを合わせてM分割した各分割帯域(帯域B1から帯域BM)に対し、制御器18から与えられた3次歪周波数特性補償器係数をそれぞれ乗算する。なお、入力信号の3次歪成分は下側帯域FBDL、入力信号帯域FBS、上側帯域FBDUを含む帯域幅FBDを有してる。
The input signal x (t) is distributed to the
合成器14は、線形伝達経路12の出力と3次歪発生経路13の出力を合成する。DAC15は、合成器14の出力をアナログ送信信号に変換する。アナログ送信信号はアップコンバータ22によりキャリア周波数の高周波信号に変換され、その高周波信号は電力増幅器23により電力増幅される。電力増幅された高周波信号は出力端子から例えば図示してないデュープレクサを介してアンテナに供給される。電力増幅器23の出力信号の一部は帰還信号として取り出され、ダウンコンバータ32によりダウンコンバートされ、ADC16に与えられる。
The
ADC16は、電力増幅器23の出力からの帰還信号をディジタル信号に変換する。歪観測器17は、ADC16の出力から歪成分を検出する。制御器18は、歪観測器17により検出される歪成分が最小(又は予め決めた閾値以下)となるよう、3次歪ベクトル調整器13Bに設定する3次歪ベクトル調整器係数(振幅値と位相値)と3次歪周波数特性補償器13Cに設定する複数の3次歪周波数特性補償器係数(振幅値と位相値)を調整する。
The ADC 16 converts the feedback signal from the output of the
非特許文献1に示されているディジタルプリディストータでは、3次歪ベクトル調整器13Bに与える3次歪ベクトル調整器係数もしくは3次歪周波数特性補償器13Cに与える3次歪周波数特性補償器係数によっては合成器14の出力信号のPAPRが上昇する場合がある。このような歪補償処理に起因するPAPRの増加を抑えることができるディジタルプリディストータ及びその制御方法が本出願人による特許文献1に提案されている。以下にそのディジタルプリディストータについて簡単に説明する。
In the digital predistorter shown in
図3に特許文献1で提案したディジタルプリディストータ100とその周辺装置である増幅装置20と帰還信号生成装置30を示す。この例では入力端子TINからI相とQ相のディジタル信号が入力される場合を示している。プリディストータ100は、分配器11と、線形伝達経路12と、3次歪発生経路13と、合成器14と、DAC15と、ADC16と、歪観測器17と、PAPR観測器19と、制御器180とを含む。
FIG. 3 shows a
分配器11は、入力端子TINからの入力信号SINを線形伝達経路12と3次歪発生経路13にそれぞれ分配する。線形伝達経路12は、遅延経路12Aを含み、歪発生経路13で生じる遅延時間だけ遅延器12Aの入力信号を遅延させる。3次歪発生経路13は、3次歪発生器13Aと、3次歪ベクトル調整器13Bと、3次歪周波数特性補償器13Cを含む。合成器14は、遅延器12Aの出力信号と3次歪周波数特性補償器13Cの出力信号を合成し、DAC15とPAPR観測器19にそれぞれ与える。DAC15は、合成器14から出力されるディジタル信号をアナログ信号に変換する。PAPR観測器19は、合成器14の出力信号におけるPAPRを観測する。
増幅装置20は、直交変調器21と、アップコンバータ22と、電力増幅器23を含む。直交変調器21はDAC15からの出力信号を直交変調する。アップコンバータ22は直交変調器21からの出力信号を所定の周波数にアップコンバートする。電力増幅器23はアップコンバータ22の出力信号を所定の電力に増幅する。
The amplifying
帰還信号生成装置30は、方向性結合器31と、ダウンコンバータ32と、直交復調器33を含む。方向性結合器31は電力増幅器23からの出力信号の一部を取り出す。ダウンコンバータ32は方向性結合器31で取り出された信号を所定の周波数にダウンコンバートする。直交復調器33はダウンコンバータ32からの出力信号を直交復調し、I相信号とQ相信号を出力する。
The feedback signal generation device 30 includes a directional coupler 31, a
ADC16は、起案信号生成装置30から出力されたアナログ信号であるI相信号とQ相信号をディジタル信号に変換する。歪観測器17は、増幅装置20の電力増幅器23で発生される歪成分の電力を予め定めた帯域毎に測定する。制御器180は、歪観測器17で観測された結果に基づいて電力増幅器23で発生される歪成分を補償するように3次歪ベクトル調整器13Bを制御する。また、PAPR観測器19の観測結果に基づいてディジタルプリディストータ100から出力される信号のPAPRを低減するように3次歪周波数特性補償器13Cを制御する。加えて、電力増幅器23で発生される歪成分を補償するように3次歪周波数特性補償器13Cを制御する。
The
図2に3次歪ベクトル調整器13Bの出力信号のスペクトルを模式的に示す。図中、送信帯域FBSは、入力端子TINから入力する信号の帯域を示し、その下側に3次歪成分下側帯域FBDLが、上側に3次歪成分上側帯域FBDUが位置する。
FIG. 2 schematically shows the spectrum of the output signal of the third-order
3次歪周波数特性補償器13Cの構成例を図4に示す。3次歪周波数特性補償器13Cは、シリアルパラレル変換部13C1と、J点FFT(Fast Fourier Transform)部13C2と、J個(J≧M)の複素乗算器13C3j(j=1, …, J)を有する複素乗算部13C3と、J点IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)部13C4と、パラレルシリアル変換部13C5と、を備えている。シリアルパラレル変換部13C1は、3次歪ベクトル調整器13Bからの入力信号をシリアルパラレル変換する。J点FFT部13C2は、シリアルパラレル変換部13C1からの入力信号をJ個のサンプル毎に時間領域から周波数領域へ変換する。
An example of the configuration of the third-order distortion frequency
J点FFT部13C2の出力は、図2に示したように3次歪成分上側帯域FBDUと3次歪成分下側帯域FBDLを合わせてM分割され、複素乗算部13C3は分割した各帯域(帯域B1から帯域BM)に対し制御器180から与えられた各分割帯域に対応する3次帯域外歪補償係数を乗算され、J点IFFT部13C4に与えられる。即ち、分割帯域B1に対応する出力信号は、帯域B1に対応する複素乗算部13C3に入力され、制御器180より与えられた3次歪周波数特性補償器係数を乗算することでその帯域での歪観測器17により観測される歪が低減するよう振幅と位相が調整される。分割帯域B2〜BMについても同様となる。また、入力信号帯域FBSに対応する出力は対応する複素乗算部13C3にて制御器180から与えられた3次帯域内歪係数を乗算することでPAPR観測器19により観測されるPAPRが低減するよう振幅と位相が調整される。分割帯域B1よりも低い帯域に対応する出力及び分割帯域BMよりも高い帯域に対応する出力は、複素乗算部で係数を乗算されることなくJ点IFFT部13C4に入力される。
The output of the J-point FFT part 13C2 is M divided combined third-order distortion component upper band FB DU and third-order distortion component lower band FB DL as shown in FIG. 2, the complex multiplier 13C3 was sub-bands (Band B 1 to Band B M ) is multiplied by a third-order out-of-band distortion compensation coefficient corresponding to each divided band given from the
J点IFFT部13C4は、前段からの入力信号をJ個のサンプル毎に周波数領域から時間領域に変換する。パラレルシリアル変換部13C5は、J点IFFT部13C4からの入力信号をJ個のサンプル毎にパラレルシリアル変換する。 The J-point IFFT unit 13C4 converts the input signal from the previous stage from the frequency domain to the time domain every J samples. The parallel-serial conversion unit 13C5 performs parallel-serial conversion on the input signal from the J-point IFFT unit 13C4 for every J samples.
制御器180による3次歪ベクトル調整器13Bと3次歪周波数特性補償器13Cに対する制御手順を図5の処理フローを参照して説明する。
A control procedure for the third-order
歪観測器17により観測した3次歪成分下側帯域FBDL又は上側帯域FBDUの歪成分が最小となるよう、3次歪発生器13Aが出力する3次歪成分に対し3次ベクトル調整器13Bで乗算する係数を調整することにより信号の位相と振幅を設定する(3次歪ベクトル調整器係数調整処理S11)。係数の調整は例えば摂動法により行う。次に、3次歪周波数特性補償器13Cにより、3次歪ベクトル調整器13Bの出力歪成分の送信帯域FBS内の成分に乗算する係数を調整して、PAPR観測器19により観測した合成器14の出力信号におけるPAPRが閾値以下となるよう位相と振幅を設定する(3次帯域内歪係数調整処理S12)。次に、3次歪周波数特性補償器13Cにより、3次歪ベクトル調整器13Bの出力歪成分の下側帯域FBDL及び上側帯域FBDUの各分割帯域B1〜BMの成分に乗算する係数を調整して、歪観測器17で観測される各分割帯域に対応する帯域の歪成分が最小となるよう位相と振幅を設定する(3次帯域外歪係数調整処理S13)。
A third-order vector adjuster for the third-order distortion component output from the third-
処理S12におけるPAPRを低減する位相と振幅は摂動法により求めてもよいし、以下のように計算で求めてもよい。計算で求めるための準備として、べき級数型ディジタルプリディストータの原理について図6を参照して説明する。 The phase and amplitude for reducing the PAPR in the process S12 may be obtained by the perturbation method, or may be obtained by calculation as follows. As preparation for calculation, the principle of a power series digital predistorter will be described with reference to FIG.
図6はべき級数型のディジタルプリディストータの簡易なモデルを示す。このモデルは、線形伝達経路12と3次歪発生経路13で構成され、3次歪発生経路13は3次歪発生器13Aと3次歪ベクトル調整器13Bを有する。
FIG. 6 shows a simple model of a power series digital predistorter. This model is composed of a
ディジタルプリディストータの入力複素包絡信号xin(t)をxin(t)=s(t)ejθ(t)と表し、3次歪ベクトル調整器23Bの位相値、振幅値をそれぞれXP(-π≦XP ≦π)、XA(0 <XA)とする。このときディジタルプリディストータの出力信号xout(t)は、次式で表せる。 The input complex envelope signal x in (t) of the digital predistorter is expressed as x in (t) = s (t) e jθ (t), and the phase value and amplitude value of the third-order distortion vector adjuster 23B are expressed as X P (−π ≦ X P ≦ π) and X A (0 <X A ). At this time, the output signal x out (t) of the digital predistorter can be expressed by the following equation.
式(1)の右辺第2項は3次歪発生経路13の出力信号を表している。即ち、3次歪ベクトル調整器13Bは3次歪発生器13Aの出力に対し複素係数XAejXpを乗算している。前述及び以下の説明において、振幅値XAと位相値XPを設定するとは、複素係数XAejXpを乗算することを意味しており、このことは図4に示した3次歪周波数特性補償器13Cにおける複素乗算器による位相値と振幅値の設定も同じである。時刻t(0 ≦t ≦T) においてxout(t)にピーク電力Poutが発生する時刻をt1とすると、式(1)より、Poutは
Pout=|xout(t1)|2=|s(t1)|2(1+2|s(t1)|2XAcos(XP)+|s(t1)|4XA 2) (2)
と表せる。このとき、入力信号xin(t1)の瞬時電力Pinは、
Pin = |s(t1)|2 (3)
と表せ、3次歪発生経路13における出力信号の瞬時電力P3rdは、
P3rd = |s(t1)|6XA 2 (4)
と表せる。ここで、λ=10log10(P3rd/Pin)とすると、xin(t1)の瞬時電力とxout(t1)のピーク電力比を対数で表したΔPは、
ΔP =10log10|(Pin/Pout)|
= 10log10(1/(1+2|s(t1)|2XAcos(XP)+|s(t1)|4XA 2))
= 10log10(1/(1+2×10(λ/20)cos(XP)+10(λ/10))) (5)
となる。式(5)より、振幅値XAを定数とした場合、位相値XPを-π(もしくはπ)にしたとき、ΔPを最小にできることがわかる。このとき、ΔPはXAが一定値以下であれば0dBより大となるので、ディジタルプリディストータ入力信号に対して3次歪発生経路13における出力信号の位相を逆相にすることで、ディジタルプリディストータの出力信号におけるPAPRを低減できる。
The second term on the right side of Equation (1) represents the output signal of the third-order distortion generation path 13. That is, the third-order
Pout = | x out (t 1 ) | 2 = | s (t 1 ) | 2 (1 + 2 | s (t 1 ) | 2 X A cos (X P ) + | s (t 1 ) | 4 X A 2 ) (2)
It can be expressed. At this time, the instantaneous power Pin of the input signal x in (t 1 ) is
Pin = | s (t 1 ) | 2 (3)
The instantaneous power P3rd of the output signal in the third-order distortion generation path 13 is
P3rd = | s (t 1 ) | 6 X A 2 (4)
It can be expressed. Here, lambda = the 10 log 10 and (P3rd / Pin), ΔP expressed in logarithmic peak power ratio of the instantaneous power and x out of x in (t 1) (t 1) is
ΔP = 10log 10 | (Pin / Pout) |
= 10log 10 (1 / (1 + 2 | s (t 1 ) | 2 X A cos (X P ) + | s (t 1 ) | 4 X A 2 ))
= 10log 10 (1 / (1 + 2 × 10 (λ / 20) cos (X P ) +10 (λ / 10) )) (5)
It becomes. The equation (5), when the amplitude value X A constant, when the phase value X P was - [pi] (or [pi), it can be seen that the ΔP minimized. At this time, ΔP is larger than 0 dB if X A is equal to or smaller than a certain value. Therefore, the phase of the output signal in the third-order distortion generation path 13 is reversed with respect to the digital predistorter input signal. PAPR in the output signal of the predistorter can be reduced.
振幅については、PoutをPinからΔPred(dB)だけ低減したい場合、XAは
と一意に求められる。
For amplitude, if you want to reduce Pout from Pin by ΔP red (dB), X A is
And is uniquely required.
このようにして電力増幅器23の発生する歪とは無関係に求めた位相値XPと振幅値XAを3次歪ベクトル調整器13Bに設定してPAPRの低減を図っても、3次歪発生経路13の出力信号は電力増幅器23で発生する歪成分を打ち消すような成分とならないため3次歪成分を補償できるとはかぎらない。そこで、図3に示す特許文献1のディジタルプリディストータでは、3次歪周波数特性補償器13Cを用いて周波数領域において入力信号帯域の位相値と振幅値をそれぞれ調整することでPAPRを低減することを提案した。これにより、3次歪成分を補償しつつPAPRの低減が可能となる。具体的には、下側又は上側帯域で観測される歪成分が最小となるよう3次歪ベクトル調整器13Bに設定した位相をXPとすると、3次歪ベクトル調整器13Bの出力信号に対し、3次歪周波数特性補償器13Cにおいて送信帯域FBSの位相として(π−XP)を設定することにより線形伝達経路12の出力信号に対し、3次歪発生経路13の出力信号の位相を逆相にすることができる。
Even thereby reducing the this way the distortion occurring in the
振幅については、具体的には、PAPR観測器19で測定したディジタルプリディストータ100の入力信号におけるPAPR(PAPRINと表す)と予め決めた閾値PAPRTHとの差分ΔPAPR(=PAPRIN-PAPRTH)(dB)を求める。そして、式(6)に倣って入力信号帯域FSに対応する3次歪周波数特性補償器13Cの複素乗算部13C3に与える振幅値YAを次式(7)により計算し設定する。
Regarding the amplitude, specifically, a difference ΔPAPR (= PAPR IN −PAPR TH ) between PAPR (represented as PAPR IN ) in the input signal of the
ここで、|s(t1)|4は合成器出力のピーク電力が発生する時刻t1における入力信号の瞬時電力値を2乗したものであり、PAPR観測器19で観測し計算する。ただしこの場合、図3中に破線で示すように分配器11から分配された入力信号をPAPR観測器19に与える必要がある。
Here, | s (t 1 ) | 4 is the square of the instantaneous power value of the input signal at time t 1 when the peak power of the combiner output occurs, and is observed and calculated by the PAPR observer 19. However, in this case, it is necessary to give the input signal distributed from the
位相については上述のようにして計算で決定し、振幅については式(7)による計算ではなく摂動法で決定してもよい。 The phase may be determined by calculation as described above, and the amplitude may be determined by the perturbation method instead of the calculation by Equation (7).
以上に説明した特許文献1によるディジタルプリディストータを用いた場合、3次歪ベクトル調整器13Aによる位相と振幅の調整により、3次歪成分の全帯域(送信帯域FBS、3次歪成分上側帯域FBDU、及び3次歪成分下側帯域FBDL)で電力増幅器23が発生する3次歪成分をある程度補償することができる。ところが、3次歪ベクトル調整器13Aにより3次歪成分が低減するよう位相と振幅が調整された信号に対し、更に送信帯域FBSの振幅と位相を3次歪周波数特性補償器13Cにより調整してPAPRを低減させている。そのため、電力増幅器23において送信帯域FBSに発生する歪成分はディジタルプリディストータで補償されない場合がある。送信帯域FBS内の歪成分が補償されない場合、送信帯域FBS内の歪成分が残留もしくは増加するため電力増幅器23の出力信号におけるEVM(Error Vector Magnitude)が劣化することが問題となる。特許文献1によるディジタルプリディストータでは、PAPRを低減するよう送信帯域FBS全体を処理しているため、 OFDMのような通信方式を用いた場合、送信帯域FBS内に含まれるサブキャリアのEVMは歪成分により劣化する。
When the digital predistorter according to
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、EVMの劣化が少なくPRPRを低減できるディジタルプリディストータおよびその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a digital predistorter that can reduce PRPR with little degradation of EVM and a control method thereof.
この発明の第1の観点によれば、入力信号に電力増幅器で発生する歪成分を打ち消すための歪補償成分を付加して出力するディジタルプリディストータは、入力信号を遅延伝達する線形伝達経路と、入力信号から歪補償成分を生成するN(Nは3以上の奇数)次歪発生経路と、入力信号の帯域幅を判定する帯域幅判定器と、入力信号を線形伝達経路とN次歪発生経路と帯域幅判定器に分配する分配器と、線形伝達経路の出力とN次歪発生経路の出力を合成する合成器と、合成器の出力からピーク対平均電力比(PAPR)を観測するPAPR観測器と、制御器と、を含み、
N次歪発生経路は、入力信号をN乗してN次歪成分を生成するN次歪発生器と、N次歪成分の振幅と位相を調整するN次歪ベクトル調整器と、周波数領域においてN次ベクトル調整器の出力信号を複数の帯域に分割し、分割した帯域毎に振幅と位相を調整するN次歪周波数特性補償器とを含み、制御器は、PAPR観測器の観測結果を用いて、帯域幅判定器で判定された帯域幅より小となる帯域内の振幅と位相についてPAPRを低減するようにN次周波数特性補償器を制御するように構成されていることを特徴とする。
この発明の第2の観点によれば、上記ディジタルプリディストータの制御方法は、PAPR観測器により観測されたPAPRが予め決めた閾値より高いか判定する処理と、PAPRが閾値より高い場合、入力信号の帯域幅を判定する処理と、判定された帯域幅に応じて適応的にその帯域幅より狭いPAPR低減帯域を設定する処理と、PAPR観測器により観測されるPAPRが低減するようN次歪周波数特性補償器によりPAPR低減帯域における振幅と位相を調整する処理と、を含むことを特徴とする。
この発明の第3の観点によれば、入力信号に電力増幅器で発生する歪成分を打ち消すための歪補償成分を付加して出力するディジタルプリディストータは、入力信号を遅延伝達する線形伝達経路と、入力信号から歪補償成分を生成するN(Nは3以上の奇数)次歪発生経路と、入力信号の帯域幅を判定する帯域幅判定器と、入力信号を線形伝達経路とN次歪発生経路と帯域幅判定器に分配する分配器と、線形伝達経路の出力とN次歪発生経路の出力を合成する合成器と、合成器の出力からピーク対平均電力比(PAPR)を観測するPAPR観測器と、制御器と、を含み、
N次歪発生経路は、入力信号をN乗してN次歪成分を生成するN次歪発生器と、N次歪成分の振幅と位相を調整するN次歪ベクトル調整器と、周波数領域においてN次ベクトル調整器の出力信号を複数の帯域に分割し、分割した帯域毎に振幅と位相を調整するN次歪周波数特性補償器とを含み、制御器は、PAPR観測器の観測結果を用いて、帯域幅判定器で判定された帯域幅以下となるPAPR低減帯域を決め、PAPR低減帯域を複数に分割して決めた分割帯域のそれぞれの帯域内の振幅と位相についてPAPRを低減するようにN次周波数特性補償器を制御するように構成されていることを特徴とする。
この発明の第4の観点によれば、異なる周波数帯域となる複数の入力信号に電力増幅器で発生する歪成分を打ち消すための歪補償成分を付加するディジタルプリディストータは、複数の入力信号をそれぞれ遅延伝達する複数の線形伝達経路と、複数の入力信号に基づいて歪補償成分を生成する歪発生経路と、各入力信号を対応する線形伝達経路と歪発生経路に分配する分配器と、線形伝達経路の出力と歪発生経路の出力を合成する合成器と、合成器の出力からピーク対平均電力比(PAPR)を観測するPAPR観測器と、 制御器と、を含み、
歪発生経路は、各入力信号のそれぞれのN(Nは3以上の奇数)次歪成分を生成するN次歪発生器と、各N次歪発生器により発生されたN次歪成分の振幅と位相を調整するN次歪ベクトル調整器と、複数の入力信号間の相互変調歪成分を生成するN次相互変調歪算出器と、各相互変調歪成分の振幅と位相を調整する副N次歪ベクトル調整器と、を含み、N次歪ベクトル調整器の出力と副N次歪ベクトル調整器の出力を歪補償成分として出力し、
記相互変調歪成分は各入力信号のN次歪成分の帯域内の相互変調歪成分、以下、帯域内相互変調歪成分と呼ぶ、と、各入力信号のN次歪成分の帯域外の相互変調歪成分、以下帯域外相互変調歪成分と呼ぶ、を含み、制御器は、帯域外相互変調歪成分の振幅と位相についてPAPR低減するように対応するベクトル調整器を制御するよう構成されていることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, a digital predistorter that adds a distortion compensation component for canceling a distortion component generated by a power amplifier to an input signal and outputs the linear signal is provided with a linear transmission path for delay transmission of the input signal. N-th order distortion generation path for generating a distortion compensation component from the input signal, N-order distortion generation path for determining the bandwidth of the input signal, and linear transmission path for the input signal and N-order distortion generation A divider that distributes the path and bandwidth determiner, a synthesizer that combines the output of the linear transfer path and the output of the Nth order distortion generation path, and a PAPR that observes the peak-to-average power ratio (PAPR) from the output of the synthesizer Including an observer and a controller,
The Nth order distortion generation path includes an Nth order distortion generator that generates an Nth order distortion component by raising the input signal to the Nth power, an Nth order distortion vector adjuster that adjusts the amplitude and phase of the Nth order distortion component, and a frequency domain. An N-order distortion frequency characteristic compensator that divides the output signal of the N-order vector adjuster into a plurality of bands and adjusts the amplitude and phase for each of the divided bands, and the controller uses the observation results of the PAPR observer Thus, the N-order frequency characteristic compensator is configured to control the PAPR with respect to the amplitude and phase in the band that is smaller than the bandwidth determined by the bandwidth determiner.
According to a second aspect of the present invention, the digital predistorter control method includes a process for determining whether the PAPR observed by the PAPR observer is higher than a predetermined threshold, and when the PAPR is higher than the threshold, A process for determining the signal bandwidth, a process for adaptively setting a PAPR reduction band narrower than the bandwidth according to the determined bandwidth, and an Nth-order distortion so as to reduce the PAPR observed by the PAPR observer And adjusting the amplitude and phase in the PAPR reduction band by the frequency characteristic compensator.
According to a third aspect of the present invention, a digital predistorter that adds a distortion compensation component for canceling a distortion component generated by a power amplifier to an input signal and outputs the signal is a linear transmission path for delay transmission of the input signal. N-th order distortion generation path for generating a distortion compensation component from the input signal, N-order distortion generation path for determining the bandwidth of the input signal, and linear transmission path for the input signal and N-order distortion generation A divider that distributes the path and bandwidth determiner, a synthesizer that combines the output of the linear transfer path and the output of the Nth order distortion generation path, and a PAPR that observes the peak-to-average power ratio (PAPR) from the output of the synthesizer Including an observer and a controller,
The Nth order distortion generation path includes an Nth order distortion generator that generates an Nth order distortion component by raising the input signal to the Nth power, an Nth order distortion vector adjuster that adjusts the amplitude and phase of the Nth order distortion component, and a frequency domain. An N-order distortion frequency characteristic compensator that divides the output signal of the N-order vector adjuster into a plurality of bands and adjusts the amplitude and phase for each of the divided bands, and the controller uses the observation results of the PAPR observer The PAPR reduction band that is equal to or less than the bandwidth determined by the bandwidth determiner is determined, and the PAPR is reduced for the amplitude and phase of each of the divided bands determined by dividing the PAPR reduction band into a plurality of bands. The N-order frequency characteristic compensator is configured to be controlled.
According to a fourth aspect of the present invention, a digital predistorter for adding a distortion compensation component for canceling a distortion component generated by a power amplifier to a plurality of input signals having different frequency bands is provided with a plurality of input signals. A plurality of linear transmission paths for delay transmission, a distortion generation path for generating distortion compensation components based on a plurality of input signals, a distributor for distributing each input signal to the corresponding linear transmission path and distortion generation path, and linear transmission A combiner that combines the output of the path and the output of the distortion generation path, a PAPR observer that observes a peak-to-average power ratio (PAPR) from the output of the combiner, and a controller,
The distortion generation path includes an Nth order distortion generator that generates each N (N is an odd number of 3 or more) order distortion component of each input signal, and the amplitude of the Nth order distortion component generated by each Nth order distortion generator. N-order distortion vector adjuster for adjusting phase, N-order intermodulation distortion calculator for generating intermodulation distortion components between a plurality of input signals, and sub-Nth order distortion for adjusting the amplitude and phase of each intermodulation distortion component A vector adjuster, and outputs the output of the Nth-order distortion vector adjuster and the output of the sub-Nth-order distortion vector adjuster as distortion compensation components,
The intermodulation distortion component is the intermodulation distortion component in the band of the Nth order distortion component of each input signal, hereinafter referred to as the inband intermodulation distortion component, and the intermodulation outside the band of the Nth order distortion component of each input signal. The controller is configured to control the corresponding vector adjuster to reduce the PAPR for the amplitude and phase of the out-of-band intermodulation distortion component. It is characterized by.
この発明の第1乃至第3の観点によれば、送信帯域以下となるPAPR低減帯域を設定することによりPAPR低減処理の影響を減らし、それによりEVMの劣化を低減することができる。
この発明の第4の観点によれば、送信帯域内の位相と振幅調整によるPAPR低減処理を行わず、帯域外相互変調歪成分の位相と振幅を調整してPAPRを低減するので、EVMの劣化を防ぐことができる。
According to the first to third aspects of the present invention, it is possible to reduce the influence of the PAPR reduction processing by setting a PAPR reduction band that is equal to or less than the transmission band, thereby reducing EVM degradation.
According to the fourth aspect of the present invention, PAPR reduction processing is not performed by adjusting the phase and amplitude in the transmission band, and the PAPR is reduced by adjusting the phase and amplitude of the out-of-band intermodulation distortion component. Can be prevented.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, the same number is attached | subjected to the structure part which has the same function, and duplication description is abbreviate | omitted.
実施例の説明に先立ち、本発明の原理を簡単に説明する。本発明では入力信号帯域FBS内にそれより狭いPAPR低減帯域FBCTLを設け、その帯域幅を入力信号帯域幅に応じて適応的に変化させることである。例えば図9に示すように、PAPR低減帯域FBCTLを送信帯域FBSより縮小することにより、入力信号帯域FBS内にPAPR低減帯域FBCTLに含まれない帯域を設け、その帯域の成分についてはPAPR低減処理を行なわないことによりEVMが低減する。あるいは、その帯域の成分に対し積極的にEVMを改善するよう位相と振幅の調整を行ってもよい。また、例えば図11に示すように、PAPR低減帯域FBCTLを複数の帯域(図11ではBCTL1とBCTL2)に分割し、分割した帯域のうちEVMの劣化を許容できる帯域は他の分割した帯域に比べPAPR低減量が大きくなるように振幅と位相を調整する。これにより、一部の帯域はEVMが大きく劣化する可能性があるが他の帯域はEVMの劣化を低減できる。OFDMといった信号が入力される場合、サブキャリアが含まれない複数の帯域をPAPR低減帯域FBCTLとすることにより、PAPR低減処理によるサブキャリアのEVM劣化を低減することができる。また、FBsとFBCTLを同じ帯域幅とし、FBCTLに位相と振幅の初期値を与えたときにPAPRが目標値よりも低くなった場合、PAPRが目標値となるようにFBCTLを縮小するように調整する。 Prior to the description of the embodiments, the principle of the present invention will be briefly described. In the present invention provided a narrower PAPR reduction band FB CTL than in the input signal band FB S, is adaptively be changed in accordance with the input signal bandwidth and the bandwidth. For example, as shown in FIG. 9, by reducing from the transmission band FB S a PAPR reduction band FB CTL, provided the band not included in the PAPR reduction zone FB CTL in the input signal band FB S, the component of the band EVM is reduced by not performing PAPR reduction processing. Alternatively, the phase and amplitude may be adjusted so as to positively improve the EVM for the band components. Also, for example, as shown in FIG. 11, the PAPR reduction band FB CTL is divided into a plurality of bands (B CTL1 and B CTL2 in FIG. 11), and among the divided bands, the band that can allow the degradation of EVM is divided. Adjust the amplitude and phase so that the amount of PAPR reduction is greater than the bandwidth. As a result, EVM may be greatly degraded in some bands, but degradation of EVM can be reduced in other bands. When a signal such as OFDM is input, it is possible to reduce EVM degradation of subcarriers due to PAPR reduction processing by setting a plurality of bands not including subcarriers as PAPR reduction band FB CTL . Further, the same bandwidth FB s and FB CTL, if the PAPR is lower than the target value when given an initial value of the phase and amplitude FB CTL, reduced FB CTL so PAPR becomes the target value Adjust to
図7は本実施例に係るディジタルプリディストータ101と周辺装置の全体構成を示すブロック図である。図7において、図3における構成要素と同じ構成要素には同じ参照番号を付け、それらの説明はできるだけ簡略にする。本実施例の周辺装置としては、増幅装置20と帰還信号生成装置30が設けられている。特に指定のない限り以下では、入力端子TINに入力する信号SINは複素ベースバンド信号である。以下に示す例では、3次歪成分を補償する構成例を示しているが、5次以降の高次歪成分を補償する場合、3次歪発生経路に対し並列に高次歪発生経路を追加すればよい。高次歪発生経路を用いたPAPR低減は、以下に示す3次歪発生経路を用いた考え方で対応できる。
FIG. 7 is a block diagram showing the overall configuration of the digital predistorter 101 and peripheral devices according to this embodiment. In FIG. 7, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified as much as possible. As peripheral devices of this embodiment, an amplifying
本実施例のディジタルプリディストータ101は、分配器11、線形伝達経路12、3次歪発生経路13、合成器14、DAC15、ADC16、歪観測器17、PAPR観測器19、制御器181、帯域幅判定器181D、を含む。制御器181は、3次歪発生経路制御部181AとPAPR判定制御部181BとPAPR低減帯域制御部181Cを含む。
The digital predistorter 101 of this embodiment includes a
分配器11は、入力端子TINからの入力信号SINを線形伝達経路12と3次歪発生経路13と帯域幅判定器181Dにそれぞれ分配する。PAPR観測器19は、合成器14の出力信号におけるPAPRを観測する。帯域幅判定器181Dは、分配器11から分配された入力信号SINの帯域幅を判定する。
3次歪周波数特性補償器13Cの構成は図4に示したものと同じなので図4を参照して説明する。
The configuration of the third-order distortion frequency
シリアルパラレル変換部13C1は、3次歪ベクトル調整器13Bからの出力信号をシリアルパラレル変換する。J点FFT部13C2は、シリアルパラレル変換部13C1の出力信号を時間領域から周波数領域に変換するためJ点フーリエ変換を行う。複素乗算部13C3は、J個の複素乗算器13C31〜13C31Jを含み、J点FFT部13C2の各出力の振幅と位相を3次歪発生経路制御部181Aからの制御情報に基づいて調整する。J点IFFT部13C4は、複素乗算部13C3からの出力信号を周波数領域から時間領域に変換するためJ点フーリエ逆変換を行う。パラレルシリアル変換部13C5は、J点IFFT部13C4からの出力信号をパラレルシリアル変換し、合成器14に出力する。
The serial / parallel converter 13C1 performs serial / parallel conversion on the output signal from the third-order
複素乗算部13C3において、分割した帯域に対応する信号が入力する複素乗算器13C3jは3次歪発生経路制御部181Aからの制御情報に基づいて振幅と位相を調整する。 In the complex multiplier 13C3, the complex multiplier 13C3 j to which a signal corresponding to the divided band is input adjusts the amplitude and phase based on the control information from the third-order distortion generation path control unit 181A.
図8を参照して制御器181の制御フローP1を説明する。 A control flow P1 of the controller 181 will be described with reference to FIG.
[3次歪ベクトル調整器係数調整処理S11]
3次歪ベクトル調整器係数調整処理S11は図5における処理S11と同じであり、3次歪発生経路制御部181Aは、歪観測器17の観測結果に基づいて3次歪成分下側帯域FBDLもしくは上側帯域FBDUのいずれかの帯域における歪成分を低減するように3次歪ベクトル調整器13Bに与える振幅VA,MINと位相VP,MINを調整する。
[Third-order distortion vector adjuster coefficient adjustment processing S11]
The third-order distortion vector adjuster coefficient adjustment process S11 is the same as the process S11 in FIG. 5, and the third-order distortion generation path control unit 181A is based on the observation result of the
[閾値判定S121]
PAPR判定制御部181Bは、PAPR観測器19により観測された合成器14からの出力信号におけるPAPRが閾値PAPRTHよりも高いか否か判定し、高い場合、後述する帯域幅判定処理S122を行うように帯域幅判定器181Dに指示する。PAPRが閾値PAPRTH以下の場合、図5における処理S13と同じ3次帯域外歪補償係数調整処理S13を行うように3次歪発生経路制御部181Aに指示する。
[Threshold determination S121]
The PAPR
[帯域幅判定処理S122]
PAPR判定制御部181Bから送信帯域FBSを判別するよう指示を受けると、帯域幅判定器181Dは、分配器11から分配された入力信号SINの送信帯域幅FBSを判定する。判定は、分配器11からの入力信号をフーリエ変換し、フーリエ変換の結果から帯域幅FBSを求めてもよく、あるいは分配器11からの入力信号SINに含まれる同期信号、制御信号などから送信帯域幅FBSを判定してもよい。判定した結果をPAPR低減帯域制御部181Cに伝達する。PAPR低減帯域制御部181Cは、得られた送信帯域幅FBSに対して予め定めた倍率α(1>α>0の所定の値)を乗算して得たFBCTL=αFBSをPAPR低減帯域として3次歪発生経路制御部181Aに伝達する。
[Bandwidth determination processing S122]
When receiving an instruction to determine the transmission band FB S from PAPR
ここで倍率αは一定値でもよいが、送信帯域幅FBSや変調方式の変調多値数に応じた値とすることが好ましい。帯域幅FBSや変調多値数に応じて倍率αを選定することでEVMの劣化量を低減できる場合がある。そのため、送信帯域幅FBS、変調多値数、倍率αを関連づけるLUT(Look Up Table)を用意し、LUTを参照し倍率αを決めてもよい。変調多値数が高いほどEVMの許容値が低い場合、変調多値数が高いほど倍率αを小さくすることが好ましい。これは、PAPR低減帯域FBCTLを縮小しEVMが劣化する帯域を狭くするためである。あるいは、送信帯域FBSが大きい程、倍率αを段階的に小さくするように倍率αを決めてもよい。 Here magnification α may be a constant value but is preferably set to a value corresponding to the modulation level of the transmission bandwidth FB S and modulation scheme. It may be possible to reduce the amount of degradation EVM by selecting the magnification α in accordance with the bandwidth FB S and modulation level. Therefore, the transmission bandwidth FB S, modulation level, prepared an LUT (Look Up Table) that associates the magnification alpha, may be determined magnification alpha refers to the LUT. When the modulation multi-level number is high, the allowable value of EVM is low. When the modulation multi-level number is high, it is preferable to reduce the magnification α. This is because the PAPR reduction band FB CTL is reduced to narrow the band where EVM deteriorates. Alternatively, the larger the transmission bandwidth FB S, it may be determined magnification α to reduce the magnification α in stages.
[3次帯域内歪補償係数調整処理S123]
3次歪発生経路制御部181Aは、複素乗算部13C3のうちPAPR低減帯域PBCTLに対応する各複素乗算器の振幅XAと位相XPをそれぞれ調整することでPAPRを低減する。ここで、図9に示すように帯域B2とFBCTLの間、帯域FBCTLとB3の間に対応する複素乗算器は振幅と位相を調整することなくJ点IFFT部に出力する。これにより、帯域B2とFBCTLの間、帯域FBCTLとB3の間はPAPR低減によるEVMの劣化を回避できる。このようにPAPRを低減する帯域幅を送信帯域FBSに応じて縮小し、EVMの劣化を低減できる点が特許文献1による技術と異なる。
[Third-order in-band distortion compensation coefficient adjustment processing S123]
Third-order distortion generating path control unit 181A reduces PAPR by adjusting the amplitude X A and phase X P of the complex multiplier corresponding to PAPR reduction zone PB CTL of the complex multiplier 13C3 respectively. Here, as shown in FIG. 9, the complex multiplier corresponding to between the bands B 2 and FB CTL and between the bands FB CTL and B 3 outputs to the J-point IFFT section without adjusting the amplitude and phase. Thereby, it is possible to avoid degradation of EVM due to PAPR reduction between the bands B 2 and FB CTL and between the bands FB CTL and B 3 . Thus the bandwidth to reduce the PAPR reduced in accordance with the transmission band FB S, that can reduce the degradation of EVM is different from the technique according to
図9では、PAPR低減帯域FBCTLは送信帯域FBSの中央に配置しているが、FBSの信号点配置によってはFBSの中央よりも上側または下側にFBCTLを配置してもよい。配置点を変えることでEVMの劣化を低減できる場合がある。FBCTLの配置は、後述するようにOFDMといったマルチキャリア信号を用いた場合、FBSのサブキャリア配置や変調方式に応じて適応的に行ってもよい。FBCTL内のサブキャリア配置は帯域幅判定器181Dで観測し、その結果に応じてPAPR低減帯域制御部181Cで行ってもよい。
In Figure 9, the PAPR reduction zone FB CTL is placed in the center of the transmission band FB S, depending constellation of FB S may be placed FB CTL above or below the center of the FB S . In some cases, changing the placement point can reduce the degradation of EVM. Arrangement of FB CTL, when using a multi-carrier signal such as OFDM as described below, may be performed adaptively according to the subcarrier arrangement and modulation scheme FB S. The subcarrier arrangement in the FB CTL may be observed by the
PAPR低減帯域FBCTLにおける位相の調整では、図5の処理S12と同様に処理S11で3次歪ベクトル調整器13Bに設定した位相VP,MINを使って XP=π−VP,MINとなるように帯域FBCTL内の全ての複素乗算器に位相XPを設定する。振幅の調整では、摂動法による場合、最初に任意に設定した初期値XAとその前後の値におけるPAPRを観測し、PAPRが減少する方向へ事前に定めたオフセット値ΔXAだけ振幅を変更し、PAPRを観測する。振幅の変更とPAPRの観測を繰り返すことで、PAPRが予め定めた閾値PAPRTH以下となる振幅値XA,MINを求め、帯域FBCTL内の全ての複素乗算器に設定する。PAPRがPAPRTH以下となった場合、3次歪帯域外歪補償係数調整処理S13に遷移する。処理S123における位相の調整において3次歪ベクトル調整器13Bに設定した位相VP,MINが必要となるため、3次帯域内歪補償係数調整処理S123は3次歪ベクトル調整器係数調整処理S11の後に行う。
In the adjustment of the phase in the PAPR reduction band FB CTL , X P = π−V P, MIN using the phase V P, MIN set in the third-order
[3次歪帯域外歪補償係数調整処理S13]
3次歪発生経路制御部181Aによる3次歪帯域外歪補償係数調整処理S13は図5における処理S13と同様であり、分割帯域B1〜B4について歪観測器17の観測結果に基づいて各分割帯域の歪成分を低減するように対応する複素乗算器の振幅と位相を調整する。この場合、歪観測器17は帰還信号をFFTして分割帯域ごとの電力を観測するか、あるいは帰還信号をフィルタで分割帯域毎に分けて電力を観測するように構成されている。
[Third-order distortion out-of-band distortion compensation coefficient adjustment processing S13]
The third-order distortion out-of-band distortion compensation coefficient adjustment processing S13 by the third-order distortion generation path control unit 181A is the same as the processing S13 in FIG. 5, and each of the divided bands B 1 to B 4 based on the observation result of the
複素乗算器の振幅と位相を調整した後、3次歪成分下側帯域FBDLと3次歪成分上側帯域FBDUの電力がそれぞれ閾値PTHより大きくなる場合、破線で示すように3次歪ベクトル調整器係数調整処理S11に戻るようにしてもよい。ここで、閾値PTHは分割帯域毎に設定してもよい。分割帯域毎に閾値PTHを設定することで電力増幅器23の性能やディジタルプリディストータ101に必要となる歪補償量を緩和できる場合がある。
After adjusting the amplitude and phase of the complex multiplier, when the power of the third-order distortion component lower band FB DL and the third-order distortion component upper band FB DU is larger than the threshold value P TH , the third-order distortion is shown as shown by the broken line. You may make it return to vector adjuster coefficient adjustment processing S11. Here, the threshold value P TH may be set for each divided band. By setting a threshold value P TH for each divided band, the performance of the
このように本実施例では、入力端子TINに入力する信号の帯域幅FBSに応じてPAPR低減帯域FBCTLを適応的に縮小する点が特許文献1のディジタルプリディストータと異なる。
上記の実施例では、FBSに応じてFBCTLを決めたのちPAPRを低減するように振幅と位相を調整しているが、PAPRを低減する位相と振幅と設定した後、目標とするPAPRとなるようにFBCTLを縮小してもよい。以下に詳細を述べる。
S122において暫定的にα=1、すなわちFBS=FBCTLとする。次いで、S123においてXP=π−VP,MINとなるように帯域FBCTL内の全ての複素乗算器に位相XPを設定する。次いで、振幅の初期値XAを設定する。このとき、PAPR観測器19の観測結果が閾値PAPRTHよりも小さい場合、FBCTL内の位相と振幅の調整を終了する。次いで、PAPR低減帯域制御部181CにてPAPR観測器19の観測結果に基づいてPAPRがPAPRTHとなるまでFBCTLを縮小する。ここで、FBS内でFBCTLと重ならない帯域に与える振幅を1.0、位相を0とすること、言い換えると無調整とすることでEVMは改善する。FBCTLの縮小は予め定めた倍率とし、PAPRTHとなるまでその倍率をFBCTLに乗算してもよく、FBCTLのリスト(FBCTL1>FBCTL2>・・・>FBCTLI)を予め作り帯域幅が広いものから順に設定してもよい。リストを用いる場合、メモリが必要となるが乗算が不要のため信号処理量を減らせる利点がある。この場合、PAPR観測器19とPAPR低減帯域制御部181Cは破線で示すように接続されているものとする。FBCTL内の位相と振幅を摂動法といった方法で調整せずFBCTLを縮小することで上述の方法に比べ短い調整時間でEVM劣化を抑えつつPAPRをPAPRTHにできる場合がある。
図22A及びBにXPとXAを定数としFBCTLを縮小した場合のPAPRとEVMを計算機シミュレーションにより求めた結果をそれぞれ示す。計算機シミュレーションでは、変調方式QPSK、FBS=5MHz のLTE 信号を用いた。3 次歪ベクトル調整器に与える位相VP,MINと振幅VA,MIN、B1 からB4に与える位相と振幅は、このLTE 信号とAB 級動作の1W級電力増幅器を用いた実験から得た値とした。実験において電力増幅器の出力バックオフは10.1dB である。横軸のPAPR低減帯域縮小比γはFBCTLのFBSに対する比(FBCTLは中心周波数(fc)を中心として設定)である。FBCTLに与える位相XPはπ−VP,MINとし、振幅XAは1.0 から5.0 まで増加させてPAPR とEVM をそれぞれ求めた。
結果より、XPとXAを定数としγを100%から小さくした場合、PAPR低減量は減少するもののEVMは改善していることがわかる。以上のことより、XPとXAを設定した際にPAPRが閾値PAPRTHよりも小さい場合、PAPRがPAPRTHとなるまでFBCTLを縮小することでEVMを改善できる。
Thus, in the present embodiment, the point of reducing the PAPR reduction band FB CTL adaptively depending on the bandwidth FB S of the signal input to the input terminal T IN is different from the digital predistorter in
In the above embodiment, although adjusting the amplitude and phase so as to reduce the PAPR after decided FB CTL according to FB S, after setting phase and the amplitude of reducing PAPR, and PAPR to target The FB CTL may be reduced so that Details are described below.
In S122, α = 1 is temporarily set, that is, FB S = FB CTL . Next, in S123, the phase X P is set for all the complex multipliers in the band FB CTL so that X P = π−V P, MIN . Next, an initial value X A of amplitude is set. At this time, when the observation result of the PAPR observer 19 is smaller than the threshold PAPR TH , the adjustment of the phase and amplitude in the FB CTL is finished. Next, the FB CTL is reduced by the PAPR reduction
Shown FIGS. 22A and B to X P and in the case of reduced X A was a constant FB CTL PAPR and EVM a computer simulation by the determined results, respectively. The computer simulation was used LTE signal modulation scheme QPSK, FB S = 5MHz. Phase V P applied to the third-order distortion vector regulator, MIN amplitude V A, MIN, phase and amplitude supplied from B 1 to B 4 are from experiments with 1W-class power amplifier of this LTE signal and AB class operation Value. In the experiment, the output back-off of the power amplifier is 10.1dB. The PAPR reduction zone reduction ratio γ of the horizontal axis is the ratio FB S of FB CTL (FB CTL is set around the center frequency (f c)). PAPR and EVM were obtained by increasing the phase X P given to FB CTL to π−V P, MIN and increasing the amplitude X A from 1.0 to 5.0.
Results from, the reduction in the constant X P and X A gamma of 100%, although PAPR reduction amount is reduced EVM is seen to improve. From the above, when PAPR when setting X P and X A is smaller than the threshold value PAPR TH, can improve EVM by reducing the FB CTL until PAPR is PAPR TH.
図10は本実施例に係るディジタルプリディストータ102と周辺装置の全体構成を示すブロック図である。
ディジタルプリディストータ102は、分配器11、線形伝達経路12、3次歪発生経路13、合成器14、DAC15、ADC16、歪観測器17、PAPR観測器19、帯域幅判定器181D、制御器182を含む。制御器182は、3次歪発生経路制御部182A、PAPR判定制御部181B、PAPR低減帯域決定部182Cを含む。
FIG. 10 is a block diagram showing the overall configuration of the digital predistorter 102 and peripheral devices according to this embodiment.
The digital predistorter 102 includes a
3次歪発生経路制御部182AとPAPR低減帯域制御部182Cが上述の実施例1と異なり、制御処理は図8における3次帯域内歪補償係数調整処理S123が異なる。以下に異なる点を説明する。 The third-order distortion generation path control unit 182A and the PAPR reduction band control unit 182C are different from the first embodiment, and the control process is different from the third-order in-band distortion compensation coefficient adjustment process S123 in FIG. Different points will be described below.
PAPR低減帯域決定部182Cは、送信帯域FBSを判別するように帯域幅判定器181Dに指示する。帯域幅判定器181Dは、前述の方法にて判定した送信帯域幅FBSをPAPR低減帯域決定部182Cに与える。PAPR低減帯域決定部182Cは、図11に示すように得られたFBSに基づいてPAPR低減帯域FBCTLを決め、FBCTLを予め定めた複数の帯域(BCTL1、BCTL2)に分割する(ただし、この実施例ではFBCTL≦FBSとする)。図11ではFBCTLを等帯域幅に2分割した例を示しているが、分割数MDIVは予め決めた2以上の任意に設定して良いし、分割帯域幅も帯域毎に独立に設定して良い。BCTL1、BCTL2が不連続であってもよい。帯域幅FBSが大きいほど大きい分割数MDIVを予め決め、前述のように、帯域幅FBSと分割数MDIV、各分割帯域BCTL1, BCTL2の帯域幅を関連づけるLUT(Look Up Table)を用意し、LUTを参照し分割数MDIVと各分割帯域BCTL1,BCTL2の帯域幅を決めてもよい。PAPR低減帯域FBCTLを複数に分割し、その分割帯域毎にPAPRを低減する振幅と位相を変えることでEVM劣化量をMDIV=1の場合に比べ更に低減できる場合がある。
PAPR reduction band determining unit 182C instructs the
3次歪発生経路制御部182Aは、複素乗算部13C3内の、分割帯域BCTL1とBCTL2に対応する複素乗算器の振幅XAと位相XPをそれぞれ前述と同様の手順で個別に調整することでPAPRを低減する。即ち、位相の調整では、各分割帯域の位相XPをXP=π−VPとするように調整してもよいし、Xp=π−VPを初期値として摂動法により調整してもよい。また、振幅の調整では、各分割帯域において前述した摂動法を用いてPAPRが予め定めた閾値PAPRTH以下となる振幅値XA,MINを求める。位相の調整、振幅の調整は1帯域ずつ順番に行ってもよいが、並行して行うことでPAPRを閾値PAPRTH以下にするまでに要する時間を短縮できる場合がある。 Third-order distortion generating path controller 182A includes, in the complex multipliers 13C3, to individually adjust the amplitude X A and phase X P of the complex multiplier corresponding to the divided band B CTL1 and B CTL2, respectively above the same procedure To reduce PAPR. That is, in the phase adjustment, the phase X P of each divided band may be adjusted to be X P = π−V P , or may be adjusted by the perturbation method with X p = π−V P as an initial value. Also good. In the amplitude adjustment, the amplitude value X A, MIN at which PAPR is equal to or less than a predetermined threshold PAPR TH is obtained in each divided band using the perturbation method described above. The phase adjustment and the amplitude adjustment may be performed one by one in order, but the time required for the PAPR to be equal to or less than the threshold PAPR TH may be shortened by performing in parallel.
LTE-Advancedといった無線通信方式において、複数の周波数帯域(以下、コンポーネントキャリア(CC)ともいう)を同時に使用するキャリアアグリゲーション(以下、CAともいう)と呼ばれる技術がある。図13に5個のCC(CC1〜CC5)を連続して配置した例を示すが、不連続に配置する場合もある。この例では、CCの各帯域幅に合わせて同一数にPAPR低減帯域FBCTLを分割し、分割した帯域(図13中、BCTL1〜BCTL5)毎に複素乗算器の振幅と位相を調整する場合を示している。FBCTLの分割数MDIV、帯域幅はこの例に示した限りではなく任意に設定して良い。 In a wireless communication system such as LTE-Advanced, there is a technology called carrier aggregation (hereinafter also referred to as CA) that uses a plurality of frequency bands (hereinafter also referred to as component carriers (CC)) simultaneously. Although FIG. 13 shows an example in which five CCs (CC1 to CC5) are continuously arranged, they may be discontinuously arranged. In this example, the PAPR reduction band FB CTL is divided into the same number in accordance with each CC bandwidth, and the amplitude and phase of the complex multiplier are adjusted for each divided band (B CTL1 to B CTL5 in FIG. 13). Shows the case. The division number M DIV and the bandwidth of the FB CTL are not limited to those shown in this example, and may be set arbitrarily.
このとき、BCTL1〜BCTL5において、EVMを大きく劣化させたくない帯域がある場合、EVMを劣化させないようにその帯域の位相と振幅を調整してもよい。例えば、BCTL1とBCTL4のEVM許容値をEVMTHと設定し、BCTL1とBCTL4内のEVMがEVMTH以下、BCTL2、BCTL3,BCTL4内のEVM許容値はEVMTHよりも高くてもよい場合について説明する。 At this time, in B CTL1 to B CTL5 , if there is a band where it is not desired to greatly degrade EVM, the phase and amplitude of the band may be adjusted so as not to degrade EVM. For example, the EVM tolerance for B CTL1 and B CTL4 is set to EVM TH , the EVM in B CTL1 and B CTL4 is less than EVM TH , and the EVM tolerance in B CTL2 , B CTL3 , B CTL4 is higher than EVM TH The case where it may be sufficient is demonstrated.
図12は本実施例に係るディジタルプリディストータ103と周辺装置の全体構成を示すブロック図である。 FIG. 12 is a block diagram showing the overall configuration of the digital predistorter 103 and peripheral devices according to this embodiment.
ディジタルプリディストータ103は、分配器11、線形伝達経路12、3次歪発生経路13、合成器14、DAC15、ADC16、EVM・歪観測器171、PAPR観測器19、帯域幅判定器181D、制御器183を含む。制御器183は、3次歪発生経路制御部183A、PAPR判定制御部181B、PAPR低減帯域決定部183Cを含む。
The digital predistorter 103 includes a
3次歪発生経路制御部183AとPAPR低減帯域制御部183CとEVM・歪観測器171が上述の実施例2と異なり、制御処理は図8における3次帯域内歪補償係数調整処理S123が異なる。以下に異なる点を説明する。
The third-order distortion generation path control
PAPR低減帯域決定部183Cは、送信帯域FBSを判別するように帯域幅判定器181Dに指示する。帯域幅判定器181Dは、前述の方法にて判定した送信帯域幅FBSをPAPR低減帯域決定部182Cに与える。PAPR低減帯域決定部183Cは、図13に示すように得られたFBSに基づいてPAPR低減帯域FBCTLを決め、FBCTLをCCに合わせて複数の帯域(BCTL1〜BCTL5)に分割する(ただし、この実施例においてはFBCTL≦FBSとする)。図12ではCCの数に合わせてFBCTLを等帯域幅に5分割した例を示している。
PAPR reduction band determining unit 183C instructs the
EVM・歪観測器171は帰還信号の各帯域の歪成分を観測する機能(歪観測手段)に加えて、分配器11から分配された入力信号サンプルと、それらとタイミングが取れた帰還信号サンプルからEVMを計算する機能(EVM観測手段)を有する。
In addition to the function of observing the distortion component of each band of the feedback signal (distortion observation means), the EVM /
3次歪発生経路制御部183Aは、複素乗算部13C3内の、分割帯域BCTL1〜BCTL5に対応する複素乗算器の振幅XAと位相XPをPAPRとEVMの観測結果に基づいてそれぞれ個別に調整する。調整はEVM許容値が最も高い分割帯域から開始する。振幅と位相を調整する分割帯域のEVM許容値にEVMが到達した場合、次の分割帯域の振幅と位相を調整する。ここで、EVM許容値は帯域毎に設定してもよい。帯域毎に設定することで振幅と位相が調整できる範囲が広がる場合があり、PAPRTHに到達するまでの時間を短縮できる場合がある。EVMを劣化させたくない帯域における位相の調整では、位相をXP=π−VPとするのではなく、0に近づくようにXPを調整することが望ましい。XPを0に近づけること、言い換えるとその帯域の位相を無調整とすることで歪成分を低減できる場合があり、EVMの劣化を回避できるためである。各分割帯域のEVM許容値にマージンΔEVMを付加してもよい。この場合、EVMがEVM許容値−ΔEVMとなった場合に他の分割帯域の振幅と位相の調整に遷移する。マージンを付加することで他の分割帯域の振幅と位相を調整による影響でEVM劣化があった場合もEVM許容値を満たすことができる場合がある。
Third-order distortion generating
BCTL1〜BCTL5の振幅と位相の調整によりPAPR観測器で観測するPAPRがPAPRTHを大きく下回る場合、PAPRがPAPRTHを下回る範囲でEVMを改善するようにBCTL1〜BCTL5の振幅と位相を調整してもよい。このとき、BCTL1〜BCTL5のうちEVMが最も悪い帯域から振幅と位相の調整を行う。これにより特定の帯域だけEVMが大きく劣化することを回避できる場合がある。振幅の調整では、オフセット値Dだけ振幅を変え、EVMを観測し、EVMが改善する方向にDずつ振幅を変えるとともにEVMとPAPRを観測する。振幅の変更、EVMとPAPRの観測を繰り返すことでPAPRTHを上回らない範囲でEVMを最も改善する振幅を求める。位相についても同様である。
BCTL1〜BCTL5の振幅と位相の調整によりPAPR観測器で観測するPAPRがPAPRTHを大きく下回る場合、PAPRTHを上回らない範囲で振幅と位相を調整せずBCTL1〜BCTL5を縮小してもよい。帯域幅の縮小は最もEVMが悪いもの、もしくは最もEVM許容値に近いものから順番に行う。BCTL1〜BCTL5の振幅と位相を調整する場合に比べてEVM劣化量を改善できる場合があるためである。
If PAPR for observing PAPR observer by adjusting the amplitude and phase of B CTL1 .about.B CTL5 is significantly below the PAPR TH, the B CTL1 .about.B CTL5 so PAPR improves the EVM within a range below the PAPR TH amplitude and phase May be adjusted. At this time, the amplitude and phase are adjusted from the band having the worst EVM among B CTL1 to B CTL5 . Thereby, it may be possible to avoid that the EVM is greatly deteriorated only in a specific band. In amplitude adjustment, the amplitude is changed by the offset value D, EVM is observed, the amplitude is changed by D in the direction in which EVM improves, and EVM and PAPR are observed. By repeating the amplitude change and EVM and PAPR observations, the amplitude that best improves EVM within the range not exceeding PAPR TH is obtained. The same applies to the phase.
If PAPR for observing PAPR observer by adjusting the amplitude and phase of B CTL1 .about.B CTL5 is significantly below the PAPR TH, by reducing the B CTL1 .about.B CTL5 without adjusting the amplitude and phase in a range that does not exceed the PAPR TH Also good. Bandwidth reduction is performed in order from the worst EVM or closest to the EVM tolerance. This is because the EVM degradation amount may be improved as compared with the case where the amplitude and phase of B CTL1 to B CTL5 are adjusted.
[実施例3の変形例1]
LTE-Advancedにおいて1つのCCは複数のリソースブロック(以下、RBともいう)で構成されている。変調方式は、RB毎に適応的に割り当てを行っている。また、EVMの許容値は変調多値数が高いほど低い。そのため、各RBの変調方式を判別し、RBに合わせてPAPR低減帯域FBCTLを分割し、変調多値数の低いRBの振幅を大きくしPAPR低減量を増やしてもよい。これは、変調多値数が低いほどEVMの許容値が大きいこと、位相がXP=π−VPとした場合、一般に振幅を大きくすることでPAPR低減量が増加するためである。
[
In LTE-Advanced, one CC is composed of a plurality of resource blocks (hereinafter also referred to as RBs). The modulation scheme is adaptively assigned for each RB. Also, the allowable value of EVM is lower as the modulation multi-level number is higher. Therefore, the modulation scheme of each RB may be discriminated, and the PAPR reduction band FB CTL may be divided in accordance with the RB to increase the amplitude of the RB having a low modulation multilevel number and increase the PAPR reduction amount. This is because the lower the modulation multi-value number, the larger the allowable value of EVM. When the phase is X P = π−V P , the PAPR reduction amount generally increases by increasing the amplitude.
変調方式の判別は図12において帯域幅判定器181Dで行い、その結果を用いてPAPR低減帯域制御部183CにてPAPR低減帯域FBCTLの分割と割り当てを行う。
The discrimination of the modulation method is performed by the
[実施例3の変形例2]
図3に示した特許文献1記載の方法にて送信帯域FBS内の振幅と位相を調整した場合、ディジタルプリディストータで補償できない歪成分が電力増幅器で発生する場合がある。これは、3次歪周波数特性補償器13Cにおいて帯域FBS内における歪補償成分の振幅と位相についてPAPRを低減するように調整するため、電力増幅器が生成する FBS内の歪成分が大きくなり、図2の3次歪成分下側帯域FBDU、3次歪成分上側帯域FBDUに影響を与える場合があるためである。この歪成分はディジタルプリディストータで予期していない歪成分となるため補償できない。そのため、3次歪成分下側帯域FBDL、3次歪成分上側帯域FBDUにおける歪成分の電力が閾値PTHを超えてしまう懸念がある。
[Modification 2 of Example 3]
Adjusted for amplitude and phase in the transmission band FB S at
図13の帯域設定においても同様の問題があり、この問題を回避するため、PAPR低減帯域制御部183Cでは、PAPR低減帯域を送信帯域FBSの中央部のCC帯域にのみに設置し、他のCC帯域には設けないほうが好ましい場合がある。例えば図13の例の場合、CC3の帯域BCTL3のみをPAPRの低減に用いる。これにより帯域BCTL3に発生する歪成分は隣接のCC2,CC4の帯域に影響を与える懸念があるものの、3次歪成分下側帯域FBDL、3次歪成分上側帯域FBDUに影響を与える可能性を低減できる。これは、帯域BCTL3に対して3倍の歪成分が発生すると考えられるため、CC2,CC4におけるEVM劣化が想定されるのに対して、3次歪成分下側帯域FBDL、3次歪成分上側帯域FBDUは帯域BCTL3の3倍の帯域幅(図13のCC2〜CC4の帯域)よりも遠い周波数にあるためである。 There are similar problems in the band configuration in Figure 13, To avoid this problem, the PAPR reduction bandwidth control unit 183C, established the PAPR reduction zone only the CC band in the center of the transmission band FB S, other It may be preferable not to provide the CC band. For example, in the example of FIG. 13, only the band B CTL3 of CC3 is used for PAPR reduction. As a result, the distortion component generated in the band B CTL3 may affect the adjacent CC2 and CC4 bands, but may affect the third-order distortion component lower band FB DL and the third-order distortion component upper band FB DU. Can be reduced. This is because a distortion component that is three times as large as that generated in the band B CTL3 is generated, and therefore, EVM degradation in CC2 and CC4 is assumed, whereas the third-order distortion component lower band FB DL , third-order distortion component This is because the upper band FB DU is at a frequency farther than the bandwidth (band of CC2 to CC4 in FIG. 13) three times the band B CTL3 .
[実施例3の変形例3]
CAを用いる場合、帯域幅判定器181DでCCの数とCCの帯域幅を判定し、その結果に基づいてPAPR低減帯域制御部183Cは図14に示すようにFBCTLを分割してもよい。ここでは、送信帯域FBSのうち入力信号成分が無いもしくは入力信号成分のピークレベルに対して予め定めたレベル差(例えば20dB以上)となる帯域のみPAPR低減分割帯域BCTL1〜BCTL4を設ける。3次歪発生経路制御部183Aは、PAPRを低減するように帯域BCTL1〜BCTL4に対応する複素乗算器の振幅と位相を調整する。
[
When CA is used, the
LTE-Advancedにおいて各CCの帯域幅が20MHzの場合、その帯域の中心から18.015MHz内にサブキャリアが配置されているが、上側0.9925MHz、下側0.9925MHzにはサブキャリアが配置されていない。サブキャリアが配置されていない(入力信号成分が無い)帯域(図14中、BCTL1〜BCTL4)をPAPR低減に用いることでEVMを劣化させることなくPAPRを低減できる場合がある。 When the bandwidth of each CC is 20 MHz in LTE-Advanced, subcarriers are arranged within 18.015 MHz from the center of the band, but no subcarriers are arranged on the upper 0.9925 MHz and the lower 0.9925 MHz. By using a band (B CTL1 to B CTL4 in FIG. 14) in which no subcarrier is arranged (no input signal component) for PAPR reduction, PAPR may be reduced without degrading EVM.
この例では、BCTL1〜BCTL4を送信帯域FBSのうち入力信号成分が無い帯域としている。BCTL1〜BCTL4に与える振幅と位相は同じ値を設定することが簡易であるが、上述した歪成分の影響によりEVM劣化が大きくなる場合、個別に調整する。CC1の下端側、CC5の上端側に帯域を割り当てていないのは上述したように3次歪成分下側帯域FBDLと3次歪成分上側帯域FBDUの歪成分が増加する場合があるためであるが、影響が小さいことが予めわかる場合はPAPR低減に用いてもよい。 In this example, the input signal component of the transmission band FB S and B CTL1 .about.B CTL4 is that there is no band. It is easy to set the same value for the amplitude and phase applied to B CTL1 to B CTL4 , but when the EVM deterioration becomes large due to the influence of the distortion component described above, it is adjusted individually. The reason why no band is allocated to the lower end side of CC1 and the upper end side of CC5 is that the distortion components of the third order distortion component lower band FB DL and the third order distortion component upper band FB DU may increase as described above. However, if it is known in advance that the influence is small, it may be used for PAPR reduction.
PAPR低減帯域制御部183CにおいてCC1〜CC5の帯域幅を指定し、その帯域幅を3次歪発生経路制御部183Aに伝達する。3次歪発生経路制御部183Aは、指定されたCC1〜CC5に対応する複素乗算器に与える振幅と位相についてEVMを改善するように調整してもよい。
The PAPR reduction band control unit 183C designates the bandwidth of CC1 to CC5, and transmits the bandwidth to the third-order distortion generation path control
OFDMといった方式を用いた場合、帯域幅判定器181Dでサブキャリア間隔を判定し、サブキャリア間の成分を用いてPAPRを低減するように振幅と位相を調整してもよい。例えば、LTEではサブキャリア間隔は15kHzとなっている。そのため、帯域幅判定器181Dで分配器11からの入力信号がLTE(もしくはサブキャリア間隔が15kHz)であると判別し、入力信号をFFTした時の周波数間隔が15kHzよりも狭い場合、3次歪周波数特性補償器13Cに入力する補償信号のうちサブキャリア間の成分を用いてPAPRを低減する。
When a method such as OFDM is used, the
前述した各実施例においては、送信帯域FBS内に設定するPAPR低減帯域FBCTLを制御することにより、PAPR低減処理に原因するEVMの増加を抑圧したが、実施例4においては、帯域が離れた2つの入力信号に対し、送信帯域外の相互変調歪成分帯域にPAPR低減帯域を設けてPAPR低減処理を行なうことにより、EVM増加を避けつつPAPRを低減させる。 In each embodiment described above, by controlling the PAPR reduction band FB CTL to set in the transmission band FB S, was suppressed an increase in EVM to cause the PAPR reduction process, in Example 4, the band is separated For the two input signals, PAPR reduction processing is performed by providing a PAPR reduction band in the intermodulation distortion component band outside the transmission band, thereby reducing PAPR while avoiding an increase in EVM.
図15は本実施例に係るディジタルプリディストータ104と周辺装置の全体構成を示すブロック図である。周辺装置は、増幅装置20と帰還信号生成装置30を含む。この例では、図16に示すように2つの入力信号の帯域FBS1とFBS2が離れた帯域にある場合に対応するディジタルプリディストータを示している。ここで、図16の信号帯域FBS1に対応する信号は入力端子TIN1からディジタルプリディストータ104に入力され、信号帯域FBS2に対応する信号は入力端子TIN2からディジタルプリディストータ104に入力されるものとする。ここでは、帯域FBS1とFBS2にそれぞれ1つのCCを割り当てた場合について説明するが、FBS1とFBS2にそれぞれ複数のCCを割り当てた場合や、FBS1とFBS2以外の第3の帯域を用いる場合についても同様の考え方にて対応できる。
FIG. 15 is a block diagram showing the overall configuration of the digital predistorter 104 and peripheral devices according to this embodiment. The peripheral device includes an
図16に示すように2つの帯域にCCを割り当てた信号を1つの電力増幅器23で増幅した場合、図16に示す3次歪成分下側帯域FBDL1、FBDL2、3次歪成分上側帯域FBDU1、FBDU2、相互変調歪成分下側帯域FBML、相互変調歪成分上側帯域FBMUに歪成分がそれぞれ発生する。例えば、等価低域系を仮定し、FBS1を用いる複素ベースバンド信号をs1、FBS2を用いる複素ベースバンド信号をs2とし、電力増幅器の歪発生モデルを3次のべき級数とした場合、電力増幅器で発生する歪成分D3は、次式(8)で表せる。
ここで、||は絶対値、*は複素共役を示す。以下においては、式(8)中の|s1|2s1と|s2|2s2をそれぞれ信号s1の3次歪成分、信号s2の3次歪成分と呼び、2|s1|2s2、2|s2|2s1、s1 2s2 *、s2 2s1 *を信号s1とs2の相互変調歪成分と呼ぶことにする。式(8)において、相互変調歪成分s1 2s2 *とs2 2s1 *はそれぞれ入力信号帯域FBS1、FBS2の外側の相互変調歪成分下側帯域FBML、相互変調歪成分上側帯域FBMUに発生する歪成分である。信号帯域FBS1とFBS2の中心周波数fC1とfC2の間隔をΔFとすると、s1 2s2 *とs2 2s1 *は中心周波数fC1、fC2からそれぞれΔFだけ下側及び上側に離れた周波数に発生する。ΔFが大きい場合、電力増幅器の出力側にFBS1とFBS2を通過させるフィルタを設置することでs1 2s2 *とs2 2s1 *は抑圧できる。そのため、s1 2s2 *とs2 2s1 *はディジタルプリディストータで補償しなくともよいことから本実施例ではこの2つの相互変調歪成分を補償する信号をPAPR低減に用いる。PAPR低減に用いる帯域をFBS1とFBS2とは異なる帯域にすることでEVMを劣化させることなくPAPRを低減できる点が他の実施例と異なる。
As shown in FIG. 16, when a signal in which CCs are assigned to two bands is amplified by one
Where || is an absolute value and * is a complex conjugate. In the following, | s 1 | 2 s 1 and | s 2 | 2 s 2 in equation (8) are called the third-order distortion component of signal s 1 and the third-order distortion component of signal s 2 , respectively. 1 | 2 s 2 , 2 | s 2 | 2 s 1 , s 1 2 s 2 * , and s 2 2 s 1 * are referred to as intermodulation distortion components of the signals s 1 and s 2 . In equation (8), the intermodulation distortion components s 1 2 s 2 * and s 2 2 s 1 * are the inter-modulation distortion component lower band FB ML and inter-modulation distortion component outside the input signal bands FB S1 and FB S2 , respectively. This is a distortion component generated in the upper band FB MU . When the interval between the center frequencies f C1 and f C2 of the signal bands FB S1 and FB S2 is ΔF, s 1 2 s 2 * and s 2 2 s 1 * are lower than the center frequencies f C1 and f C2 by ΔF, respectively. Occurs at a frequency distant from the upper side. When ΔF is large, s 1 2 s 2 * and s 2 2 s 1 * can be suppressed by installing a filter that passes FB S1 and FB S2 on the output side of the power amplifier. For this reason, since s 1 2 s 2 * and s 2 2 s 1 * do not need to be compensated by the digital predistorter, in this embodiment, signals for compensating these two intermodulation distortion components are used for PAPR reduction. It differs from the other embodiments in that PAPR can be reduced without degrading EVM by making the band used for PAPR reduction different from FB S1 and FB S2 .
式(8)中の相互変調歪成分2|s1|2s2は、入力信号s2の3次歪成分と同じ帯域FBD2を有し、また、相互変調歪成分2|s2|2s1は、入力信号s1の3次歪成分と同じ帯域FBD1を有している。 Intermodulation distortion component 2 in the formula (8) | s 1 | 2 s 2 have the same band FB D2 and the third-order distortion component of the input signal s 2, also intermodulation distortion component 2 | s 2 | 2 s 1 has the same band FB D1 and the third-order distortion component of the input signal s 1.
ここでは、 3次歪成分を用いた場合について説明したが、5次以上の高次歪成分を用いた場合についても同様の考え方で対応できる。 Here, the case where the third-order distortion component is used has been described, but the case where a fifth-order or higher-order distortion component is used can be dealt with in the same way.
ディジタルプリディストータ104は、分配器111、112、合成器113、線形伝達経路12、3次歪発生経路130、合成器14、DAC15、ADC16、歪観測器17、PAPR観測器19、制御器184を含む。制御器184は、3次歪発生経路制御部184A、PAPR判定制御部181Bを含む。
The digital predistorter 104 includes
分配器111は、入力端子TIN1からの信号を3次歪発生経路130と合成器113に分配する。分配器112は、入力端子TIN2からの信号を3次歪発生経路130と合成器113に分配する。入力端子TIN1、TIN2に入力する信号が直流を中心としたベースバンド信号の場合、分配器111,112では、中心周波数fC1、fC2の周波数差がΔFとなるように各入力端子からの信号の周波数をそれぞれシフトさせる。周波数のシフトは例えば、FFTにより信号を周波数領域に変換し、所望の周波数(例えば、入力端子TIN1からの信号を−ΔF/2、入力端子TIN2からの信号を+ΔF/2)にシフトさせたのちIFFTすることで行う。 合成器113は分配器111と分配器112からの信号を合成し、線形伝達経路12に合成した信号を出力する。
The
図17に3次歪発生経路130の構成を示す。3次歪発生経路130は、信号分配器13D1、13D2、信号生成部1301、1302、副信号生成部1303、信号合成器13Gを含む。信号分配器13D1は、分配器111からの分配信号を信号生成部1301と副信号生成部1303に分配する。信号分配器13D2は、分配器112からの分配信号を信号生成部1302と副信号生成部1303に分配する。
FIG. 17 shows the configuration of the third-order
信号生成部1301は、3次歪発生器13A1、3次歪ベクトル調整器13B1を含む。3次歪発生器13A1は、信号分配器13D1からの信号を3乗し、3次歪成分(式(8)の|s1|2s1)を生成する。3次歪ベクトル調整器13B1は、歪観測器17により観測された3次歪成分下側帯域FBDL1または上側帯域FBDU1の歪成分が最小となるよう制御器184からの制御情報に基づいて|s1|2s1の振幅と位相を調整する。信号生成部1302は、3次歪発生器13A2、3次歪ベクトル調整器13B2を含む。3次歪発生器13A2は、信号分配器13D2からの信号を3乗し、3次歪成分(式(8)の|s2|2s2)を生成する。3次歪ベクトル調整器13B2は、歪観測器17により観測された3次歪成分下側帯域FBDL2または上側帯域FBDU2の歪成分が最小となるよう制御器184からの制御情報に基づいて|s2|2s2の振幅と位相を調整する。
The signal generation unit 1301 includes a third-order distortion generator 13A1 and a third-order distortion vector adjuster 13B1. The third-order distortion generator 13A1 generates the third-order distortion component (| s 1 | 2 s 1 in Expression (8)) by cubeing the signal from the signal distributor 13D1. The third-order distortion vector adjuster 13B1 is based on the control information from the controller 184 so that the distortion component of the third-order distortion component lower band FB DL1 or the upper band FB DU1 observed by the
副信号生成部1303は、3次相互変調歪算出器13E、副3次歪ベクトル調整器13F1、13F2、13F3、13F4を含む。3次相互変調歪算出器13Eは、信号分配器13D1、13D2からの信号から3次相互変調歪成分(式(8)の2|s2|2s1、2|s1|2s2、 s1 2s2 *、s2 2s1 *)を生成する。副3次歪ベクトル調整器13F1は、3次歪ベクトル調整器13B1の調整で用いた帯域の歪成分が最小となるよう制御器184からの制御情報に基づいて2|s2|2s1の振幅と位相を調整する。副3次歪ベクトル調整器13F2は、3次歪ベクトル調整器13B2の調整で用いた帯域の歪成分が最小となるよう制御器184からの制御情報に基づいて2|s1|2s2の振幅と位相を調整する。副3次歪ベクトル調整器13F3は、PAPR観測器19により観測される帯域FBS1のPAPRが最小となるよう制御器184からの制御情報に基づいてs1 2s2 *の振幅と位相を調整する。副3次歪ベクトル調整器13F4は、PAPR観測器19により観測される帯域FBS2のPAPRが低減するよう制御器184からの制御情報に基づいてs2 2s1 *の振幅と位相を調整する。
The
図18を参照し、制御器184の制御フローP2を説明する。ここでは、入力信号帯域FBS1とFBS2は予め制御器184に設定されているものとする。 The control flow P2 of the controller 184 will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that the input signal bands FB S1 and FB S2 are set in the controller 184 in advance.
[副3次歪ベクトル調整器係数調整処理S21]
3次歪発生経路制御部184Aは、副3次歪ベクトル調整器13F3、13F4に与える位相ZPと振幅ZAを帯域FBS1、FBS2のPAPRが低減するようにそれぞれ調整する。
[Sub-third-order distortion vector adjuster coefficient adjustment processing S21]
The third-order distortion generation path control
位相の調整では、副3次歪ベクトル調整器13F3、13F4に位相ZP=πを与える(図6で説明した原理に基づく)。振幅の調整では、最初に任意に設定した初期値ZAとその前後の値でのPAPRを観測し、PAPRが減少する方向へ事前に定めたオフセット値ΔZAだけ振幅を変更し、PAPRを観測する。振幅の変更とPAPRの観測を繰り返すことで、PAPRが予め定めた閾値PAPRTH以下となる振幅ZA,MINを求める。PAPRがPAPRTH以下となった場合、3次歪ベクトル調整器係数調整処理S32に遷移する。PAPRを観測する場合、3次歪発生経路制御部184AはPAPR判定制御部181BにPAPRを測定し、測定結果を伝達するように指示する。
In the phase adjustment, the phase Z P = π is given to the sub third-order distortion vector adjusters 13F3 and 13F4 (based on the principle explained in FIG. 6). When adjusting the amplitude, observe the PAPR at the initial value Z A set arbitrarily and the values before and after it, and change the amplitude by a preset offset value ΔZ A in the direction of decreasing PAPR, and observe the PAPR. To do. By repeatedly changing the amplitude and observing the PAPR, the amplitude Z A, MIN is obtained so that the PAPR is equal to or less than a predetermined threshold PAPR TH . When PAPR becomes equal to or less than PAPR TH, the process proceeds to the third-order distortion vector adjuster coefficient adjustment process S32. When observing the PAPR, the third-order distortion generation path control
上記の例では、副3次歪ベクトル調整器13F3、13F4に設定する位相と振幅を同じ値としたが、異なる値としてもよい。異なる値とした場合、副3次歪ベクトル調整器13F3と副3次歪ベクトル調整器13F4の調整は同時ではなく順番に行う。同時に調整を行った場合、PAPR低減効果が打ち消される場合があるためである。このとき、位相の調整は、振幅の調整と同様に位相の変更とPAPRの観測を繰返し、閾値PAPRTH以下となる振幅ZP,MINを求めてもよい。 In the above example, the phase and amplitude set in the sub third-order distortion vector adjusters 13F3 and 13F4 have the same value, but may have different values. When the values are different, the adjustment of the sub third-order distortion vector adjuster 13F3 and the sub third-order distortion vector adjuster 13F4 is performed in order, not simultaneously. This is because the PAPR reduction effect may be canceled when adjustments are made simultaneously. At this time, in the phase adjustment, the phase change and the PAPR observation are repeated similarly to the amplitude adjustment, and the amplitudes Z P and MIN that are equal to or less than the threshold PAPR TH may be obtained.
[3次歪ベクトル調整器係数調整処理S22]
3次歪発生器経路制御部184Aは、図3で説明した手法を用いて電力増幅器23で発生する歪成分を補償するように3次歪ベクトル調整器13B1、13B2、副3次歪ベクトル調整器13F1、13F2に与える振幅VA,MINと位相VP,MINをそれぞれ調整する。即ち、歪観測器17で観測される3次歪成分下側帯域FBDL1、FBDL2又は上側帯域FBDU1、FBDU2の電力が最小となるように、それぞれの3次歪ベクトル調整器13B1,13B2,13F1,13F2に与える振幅と位相を調整する。ここで、各3次歪ベクトル調整器の調整は1つずつ順番に行ってもよいが、調整時間を短縮したい場合、3次歪ベクトル調整器13B1、13B2を同時に調整してもよい。これは、3次歪ベクトル調整器13B1、13B2で補償する歪成分が異なる帯域に発生するためである。同様に、副3次歪ベクトル調整器13F1、13F2を同時に調整してもよい。
[Third-order distortion vector adjuster coefficient adjustment processing S22]
The third-order distortion generator path control
副3次歪ベクトル調整器係数調整処理S21を行った後に3次歪ベクトル調整器係数調整処理S22を行うことが好ましい。これは、PAPRを低減した後に、電力増幅器23で発生する歪成分の補償を行えるためである。S22によってPAPRがPAPRTHを超える場合、S21、S22を繰返し行ってもよい。
It is preferable to perform the third-order distortion vector adjuster coefficient adjustment process S22 after the sub-third-order distortion vector adjuster coefficient adjustment process S21. This is because the distortion component generated in the
電力増幅器23で発生する歪成分が周波数依存性を持たない場合、上述のように実施例では3次歪周波数特性補償器を用いることなくPAPRを低減できる。これにより、FFT、IFFTといった信号処理を減らせるためDSP、FPGAといった信号処理回路を簡易化できる。
When the distortion component generated in the
[実施例4の変形例]
歪成分が周波数依存性を持つ場合、図17における3次歪発生経路130の変形例として図19に3次歪発生経路131を示すように、3次歪ベクトル調整器13C1,13C2の後段にそれぞれ3次歪周波数特性補償器13C01,13C02を設け、副3次歪ベクトル調整器13F1,13F2の後段にそれぞれ副3次歪周波数特性補償器13H1,13H2を設置してもよい。
[Modification of Example 4]
When the distortion component has frequency dependence, as a modification of the third-order
この場合の制御フローは、図18に破線で示すように、3次帯域外歪係数調整処理S23が処理S22の後に追加される。処理S23においては、図2の場合と同様に各3次歪成分下側帯域FBDL1、上側帯域FBDU1、3次歪成分下側帯域FBDL2、下側帯域FBDU2を複数に分割し、歪観測機17により観測される各分割帯域の歪成分が低減するよう、3次歪周波数特性補償器13C01,13C02,副3次歪周波数特性補償器13H1,13H2における周波数領域の対応する分割帯域の位相と振幅を調整する。
In the control flow in this case, a third-order out-of-band distortion coefficient adjustment process S23 is added after the process S22 as indicated by a broken line in FIG. In the process S23, each third-order distortion component lower band FB DL1 , upper band FB DU1 , third-order distortion component lower band FB DL2 and lower band FB DU2 are divided into a plurality of distortions in the same manner as in FIG. The phase of the corresponding divided band in the frequency domain in the third-order distortion frequency characteristic compensators 13C01 and 13C02 and the sub-third-order distortion frequency characteristic compensators 13H1 and 13H2 is reduced so that the distortion component of each divided band observed by the
実施例4の変形例において副3次歪ベクトル調整器13F3、13F4によりPAPRをPAPRTH以下にできない場合、他の実施例1、2又は3に示した方法を用いてPAPRを低減するように周波数特性補償器を制御してもよい。
In the modification of the fourth embodiment, when the sub-third-order distortion vector adjusters 13F3 and 13F4 cannot reduce the PAPR to PAPR TH or less, the frequency is set so as to reduce the PAPR using the method shown in the
図20は本実施例にかかるディジタルプリディストータ105と周辺装置の全体を示すブロック図である。 FIG. 20 is a block diagram showing the entire digital predistorter 105 and peripheral devices according to this embodiment.
ディジタルプリディストータ105は、分配器111、112、合成器113、線形伝達経路12、3次歪発生経路131、合成器14、DAC15、ADC16、歪観測器17、PAPR観測器19、帯域幅判定器181D、制御器185を含む。制御器185は、3次歪発生経路制御部185A、PAPR判定制御部181B、PAPR低減帯域制御部185Cを含む。図15の構成と異なる点は、帯域幅判定器181Dが追加され、分配器111、112からの信号が与えられることと、制御器185にPAPR低減帯域制御部185Cが追加され、3次歪発生経路制御部185Aは図15における3次歪発生経路制御部184Aの機能に加えて送信帯域内のPAPR低減帯域に対し位相と振幅を調整する機能を有することである。3次歪発生経路131の構成と動作は図19に示したものと同じであり、説明を省略する。
The digital predistorter 105 includes
図21を参照し、制御器184の制御フローP3を説明する。全体の流れは図18における処理S22と処理S23の間に図8の処理S121,S122,S123を挿入したものである。 The control flow P3 of the controller 184 will be described with reference to FIG. The entire flow is obtained by inserting the processes S121, S122, and S123 of FIG. 8 between the processes S22 and S23 in FIG.
副3次歪ベクトル調整器係数調整処理S21は図18における対応する処理S21と同じであり、3次歪発生経路制御部185Aは、副3次歪ベクトル調整器13F3、13F4に与える位相ZPと振幅ZAを帯域FBS1、FBS2のPAPRが低減するようにそれぞれ調整する。 The sub third-order distortion vector adjuster coefficient adjustment process S21 is the same as the corresponding process S21 in FIG. 18, and the third-order distortion generation path control unit 185A determines the phase Z P to be given to the sub-third order distortion vector adjusters 13F3 and 13F4. The amplitude Z A is adjusted so that the PAPR of the bands FB S1 and FB S2 is reduced.
3次歪ベクトル調整器係数調整処理S22は図18における対応する処理S22と同じであり、3次歪発生器経路制御部185Aは、図3で説明した手法を用いて電力増幅器23で発生する歪成分を補償するように3次歪ベクトル調整器13B1、13B2、副3次歪ベクトル調整器13F1、13F2に与える振幅VA,MINと位相VP,MINをそれぞれ調整する。即ち、歪観測器17で観測される3次歪成分下側帯域FBDL1、FBDL2又は上側帯域FBDU1、FBDU2の電力が最小となるように、それぞれの3次歪ベクトル調整器13B1,13B2,13F1,13F2に与える振幅と位相を調整する。
The third-order distortion vector adjuster coefficient adjustment process S22 is the same as the corresponding process S22 in FIG. 18, and the third-order distortion generator path control unit 185A uses the technique described in FIG. The amplitude V A, MIN and the phase V P, MIN given to the third order distortion vector adjusters 13B1, 13B2 and the sub third order distortion vector adjusters 13F1, 13F2 are adjusted so as to compensate the components. That is, the third-order distortion vector adjusters 13B1 and 13B2 are set so that the powers of the third-order distortion component lower bands FB DL1 and FB DL2 or the upper bands FB DU1 and FB DU2 observed by the
PAPR判定制御部181Bは、PAPR観測器19により観測された合成器14からの出力信号におけるPAPRが閾値PAPRTHよりも高いか否か判定し、高い場合、後述する帯域幅判定処理S122を行うように帯域幅判定器181Dに指示する。PAPRが閾値PAPRTH以下の場合、図5における処理S13と同じ3次帯域外歪補償係数調整処理S23を行うように3次歪発生経路制御部181Aに指示する(S121)。
The PAPR
PAPR判定制御部181Bから送信帯域FBSを判別するよう指示を受けると、帯域幅判定器181Dは、分配器111、112から分配された入力信号SIN1、SIN2の送信帯域幅FBS1、FBS2を判定し、結果をPAPR低減帯域制御部185Cに伝達する。PAPR低減帯域制御部185Cは、得られた送信帯域幅FBS1、FBS2に対して予め定めた倍率α(1>α>0の所定の値)を乗算して得たFBCTL1=αFBS1、FBCTL2=αFBS2をPAPR低減帯域として3次歪発生経路制御部185Aに伝達する(S122)。
When receiving an instruction to determine a transmission band FB S from PAPR
3次歪発生経路制御部185Aは、3次歪周波数特性補償器13C01,13C02の各複素乗算部のうちPAPR低減帯域PBCTLに対応する各複素乗算器の振幅XAと位相XPをそれぞれ調整することでPAPRを低減する(S123)。
3次歪発生経路制御部185Aによる3次歪帯域外歪補償係数調整処理S23は図8における処理S13と同様であり、各入力信号の3次歪成分下側帯域FBDL1, FBDL2、上側帯域FBDU1, FBDU2の各分割帯域について歪観測器17の観測結果に基づいて各分割帯域の歪成分を低減するように対応する複素乗算器の振幅と位相を調整する。複素乗算器の振幅と位相を調整した後、3次歪成分下側帯域FBDL1, FBDL2と3次歪成分上側帯域FBDU1, FBDU2の電力がそれぞれ閾値PTHより大きくなる場合、破線で示すように3次歪ベクトル調整器係数調整処理S22に戻るようにしてもよい。
Third-order distortion generating path control unit 185A includes third-order distortion frequency characteristic compensator, respectively adjust the amplitude X A and phase X P of the complex multiplier corresponding to PAPR reduction zone PB CTL among the complex multiplier of 13C01,13C02 This reduces PAPR (S123).
The third-order distortion out-of-band distortion compensation coefficient adjustment processing S23 by the third-order distortion generation path control unit 185A is the same as the processing S13 in FIG. 8, and the third-order distortion component lower bands FB DL1 and FB DL2 and upper bands of each input signal The amplitude and phase of the corresponding complex multiplier are adjusted so as to reduce the distortion component of each divided band based on the observation result of the
以上に説明したディジタルプリディストータの各実施例及び変形例は、その動作をプログラムに従ってコンピュータにより実行するように構成してもよいし、あるいは構成要素をDSP(Digital Signal Processor)やFPGA(Field Programmable Gate Array)により構成してもよい。 Each embodiment and modification of the digital predistorter described above may be configured such that the operation is executed by a computer according to a program, or the constituent elements thereof are DSP (Digital Signal Processor) or FPGA (Field Programmable). Gate Array).
Claims (8)
前記入力信号を遅延伝達する線形伝達経路と、
前記入力信号から歪補償成分を生成するN(Nは3以上の奇数)次歪発生経路と、
前記入力信号の帯域幅を判定する帯域幅判定器と、
前記入力信号を前記線形伝達経路と前記N次歪発生経路と前記帯域幅判定器に分配する分配器と、
前記線形伝達経路の出力と前記N次歪発生経路の出力を合成する合成器と、
前記合成器の出力からピーク対平均電力比(PAPR)を観測するPAPR観測器と、
制御器と、
を含み、
前記N次歪発生経路は、前記入力信号をN乗してN次歪成分を生成するN次歪発生器と、前記N次歪成分の振幅と位相を調整するN次歪ベクトル調整器と、周波数領域において前記N次ベクトル調整器の出力信号を複数の帯域に分割し、分割した帯域毎に振幅と位相を調整するN次歪周波数特性補償器とを含み、
前記制御器は、前記PAPR観測器の観測結果を用いて、前記帯域幅判定器で判定された前記入力信号の帯域幅より小となるPAPR低減帯域を決め、前記PAPR低減帯域内の振幅と位相についてPAPRを低減するように前記N次周波数特性補償器を制御するように構成されていることを特徴とするディジタルプリディストータ。 A digital predistorter that outputs a distortion compensation component for canceling a distortion component generated by a power amplifier to an input signal,
A linear transmission path for delay transmission of the input signal;
N (N is an odd number greater than or equal to 3) order distortion generation path for generating a distortion compensation component from the input signal;
A bandwidth determiner for determining the bandwidth of the input signal;
A distributor for distributing the input signal to the linear transmission path, the Nth-order distortion generation path, and the bandwidth determination unit;
A synthesizer that synthesizes the output of the linear transfer path and the output of the Nth-order distortion generation path;
A PAPR observer that observes the peak-to-average power ratio (PAPR) from the output of the combiner;
A controller;
Including
The Nth order distortion generation path includes an Nth order distortion generator that generates an Nth order distortion component by raising the input signal to the Nth power, an Nth order distortion vector adjuster that adjusts the amplitude and phase of the Nth order distortion component, An N-order distortion frequency characteristic compensator that divides the output signal of the N-order vector adjuster into a plurality of bands in the frequency domain and adjusts the amplitude and phase for each of the divided bands;
The controller uses the observation result of the PAPR observer to determine a PAPR reduction band that is smaller than the bandwidth of the input signal determined by the bandwidth determiner, and the amplitude and phase within the PAPR reduction band A digital predistorter configured to control the Nth order frequency characteristic compensator so as to reduce the PAPR.
前記入力信号を遅延伝達する線形伝達経路と、
前記入力信号から歪補償成分を生成するN(Nは3以上の奇数)次歪発生経路と、
前記入力信号の帯域幅を判定する帯域幅判定器と、
前記入力信号を前記線形伝達経路と前記N次歪発生経路と前記帯域幅判定器に分配する分配器と、
前記線形伝達経路の出力と前記N次歪発生経路の出力を合成する合成器と、
前記合成器の出力からピーク対平均電力比(PAPR)を観測するPAPR観測器と、
制御器と、
を含み、
前記N次歪発生経路は、前記入力信号をN乗してN次歪成分を生成するN次歪発生器と、前記N次歪成分の振幅と位相を調整するN次歪ベクトル調整器と、周波数領域において前記N次ベクトル調整器の出力信号を複数の帯域に分割し、分割した帯域毎に振幅と位相を調整するN次歪周波数特性補償器とを含み、
前記制御器は、前記PAPR観測器の観測結果を用いて、前記帯域幅判定器で判定された帯域幅以下となるPAPR低減帯域を決め、前記PAPR低減帯域を複数に分割して決めた分割帯域のそれぞれの帯域内の振幅と位相についてPAPRを低減するように前記N次周波数特性補償器を制御するように構成されていることを特徴とするディジタルプリディストータ。 A digital predistorter that outputs a distortion compensation component for canceling a distortion component generated by a power amplifier to an input signal,
A linear transmission path for delay transmission of the input signal;
N (N is an odd number greater than or equal to 3) order distortion generation path for generating a distortion compensation component from the input signal;
A bandwidth determiner for determining the bandwidth of the input signal;
A distributor for distributing the input signal to the linear transmission path, the Nth-order distortion generation path, and the bandwidth determination unit;
A synthesizer that synthesizes the output of the linear transfer path and the output of the Nth-order distortion generation path;
A PAPR observer that observes the peak-to-average power ratio (PAPR) from the output of the combiner;
A controller;
Including
The Nth order distortion generation path includes an Nth order distortion generator that generates an Nth order distortion component by raising the input signal to the Nth power, an Nth order distortion vector adjuster that adjusts the amplitude and phase of the Nth order distortion component, An N-order distortion frequency characteristic compensator that divides the output signal of the N-order vector adjuster into a plurality of bands in the frequency domain and adjusts the amplitude and phase for each of the divided bands;
The controller uses the observation result of the PAPR observer to determine a PAPR reduced band that is equal to or less than the bandwidth determined by the bandwidth determiner, and to divide the PAPR reduced band into a plurality of divided bands A digital predistorter configured to control the Nth-order frequency characteristic compensator so as to reduce PAPR with respect to amplitude and phase in each of the bands.
前記複数の入力信号をそれぞれ遅延伝達する複数の線形伝達経路と、
前記複数の入力信号に基づいて前記歪補償成分を生成する歪発生経路と、
各前記入力信号をその入力信号に対応する前記線形伝達経路と、前記歪発生経路とに分配する分配器と、
前記線形伝達経路の出力と前記歪発生経路の出力を合成する合成器と、
前記合成器の出力からピーク対平均電力比(PAPR)を観測するPAPR観測器と、
制御器と、
を含み、
前記歪発生経路は、
各前記入力信号のそれぞれのN(Nは3以上の奇数)次歪成分を生成するN次歪発生器と、
各N次歪発生器により発生されたN次歪成分の振幅と位相を調整するN次歪ベクトル調整器と、
前記複数の入力信号間の相互変調歪成分を生成するN次相互変調歪算出器と、
各相互変調歪成分の振幅と位相を調整する副N次歪ベクトル調整器と、
を含み、前記N次歪ベクトル調整器の出力と前記副N次歪ベクトル調整器の出力を前記歪補償成分として出力し、
前記相互変調歪成分は各入力信号のN次歪成分の帯域内の相互変調歪成分、以下、帯域内相互変調歪成分と呼ぶ、と、各入力信号のN次歪成分の帯域外の相互変調歪成分、以下帯域外相互変調歪成分と呼ぶ、を含み、
前記制御器は、前記帯域外相互変調歪成分の振幅と位相についてPAPR低減するように対応する前記ベクトル調整器を制御するよう構成されていることを特徴とするディジタルプリディストータ。 A digital predistorter for adding a distortion compensation component for canceling a distortion component generated by a power amplifier to a plurality of input signals having different frequency bands,
A plurality of linear transmission paths for delay transmission of the plurality of input signals,
A distortion generation path for generating the distortion compensation component based on the plurality of input signals;
A distributor for distributing each of the input signals to the linear transmission path corresponding to the input signal and the distortion generation path;
A synthesizer that synthesizes the output of the linear transmission path and the output of the distortion generation path;
A PAPR observer that observes the peak-to-average power ratio (PAPR) from the output of the combiner;
A controller;
Including
The strain generation path is
An Nth order distortion generator for generating respective N (N is an odd number greater than or equal to 3) order distortion component of each of the input signals;
An Nth order distortion vector adjuster for adjusting the amplitude and phase of the Nth order distortion component generated by each Nth order distortion generator;
An Nth order intermodulation distortion calculator for generating an intermodulation distortion component between the plurality of input signals;
A sub Nth-order distortion vector adjuster for adjusting the amplitude and phase of each intermodulation distortion component;
And outputs the output of the Nth order distortion vector adjuster and the output of the sub Nth order distortion vector adjuster as the distortion compensation component,
The intermodulation distortion component is an intermodulation distortion component in the band of the Nth order distortion component of each input signal, hereinafter referred to as an inband intermodulation distortion component. Including distortion components, hereinafter referred to as out-of-band intermodulation distortion components,
The digital predistorter, wherein the controller is configured to control the vector adjuster corresponding to PAPR reduction for the amplitude and phase of the out-of-band intermodulation distortion component.
前記制御器は前記歪観測器により観測された各前記入力信号のN次歪成分下側帯域または上側帯域の成分が低減するよう前記N次歪ベクトル調整器と前記副N次歪ベクトル調整器を制御し、前記N次歪周波数特性補償器及び前記副N次歪周波数特性補償器において各入力信号のN次歪成分下側帯域及び上側帯域の振幅と位相を、前記歪観測器で観測された対応する帯域の歪成分が低減するよう調整するよう構成されていることを特徴とするディジタルプリディストータ。 7. The digital predistorter according to claim 6, further comprising a distortion observer for observing a distortion component of a feedback signal from the output of the power amplifier, wherein the distortion generation path is connected to each of the Nth-order distortion vector adjusters. An Nth-order distortion frequency characteristic compensator for adjusting the output of the sub-Nth order distortion, and a sub-Nth order distortion frequency characteristic adjuster for adjusting the in-band intermodulation distortion component of the output of the sub-Nth order distortion vector adjuster in the frequency domain; Including
The controller controls the Nth-order distortion vector adjuster and the sub-Nth-order distortion vector adjuster so as to reduce the Nth order distortion component lower band or upper band component of each input signal observed by the distortion observer. In the Nth order distortion frequency characteristic compensator and the sub Nth order distortion frequency characteristic compensator, the amplitude and phase of the Nth order distortion component lower band and upper band of each input signal were observed by the distortion observer. A digital predistorter configured to adjust so as to reduce a distortion component of a corresponding band.
前記PAPR観測器により観測されたPAPRが予め決めた閾値より高いか判定する処理と、
前記PAPRが前記閾値より高い場合、前記入力信号の帯域幅を判定する処理と、
判定された前記帯域幅に応じて適応的に前記帯域幅より狭いPAPR低減帯域を設定する処理と、
前記PAPR観測器により観測されるPAPRが低減するよう前記N次歪周波数特性補償器により前記PAPR低減帯域における振幅と位相を調整する処理と、
を含むことを特徴とする制御方法。 A method of controlling a digital predistorter according to claim 1,
A process of determining whether the PAPR observed by the PAPR observer is higher than a predetermined threshold;
When the PAPR is higher than the threshold, a process for determining the bandwidth of the input signal;
A process of adaptively setting a PAPR reduction band narrower than the bandwidth according to the determined bandwidth;
A process of adjusting the amplitude and phase in the PAPR reduction band by the Nth-order distortion frequency characteristic compensator so that the PAPR observed by the PAPR observer is reduced;
The control method characterized by including.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013029262A JP2014158230A (en) | 2013-02-18 | 2013-02-18 | Digital pre-distorter and method of controlling the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013029262A JP2014158230A (en) | 2013-02-18 | 2013-02-18 | Digital pre-distorter and method of controlling the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014158230A true JP2014158230A (en) | 2014-08-28 |
Family
ID=51578843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013029262A Pending JP2014158230A (en) | 2013-02-18 | 2013-02-18 | Digital pre-distorter and method of controlling the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014158230A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018109862A1 (en) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | 三菱電機株式会社 | Power amplification circuit |
-
2013
- 2013-02-18 JP JP2013029262A patent/JP2014158230A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018109862A1 (en) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | 三菱電機株式会社 | Power amplification circuit |
JPWO2018109862A1 (en) * | 2016-12-14 | 2018-12-20 | 三菱電機株式会社 | Power amplifier circuit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5427300B2 (en) | Power series digital predistorter and its control method | |
EP3061184B1 (en) | Reduced bandwidth of signal in an envelope path for envelope tracking system | |
CN110138348B (en) | Apparatus and method for adaptive crest factor reduction in dynamic predistortion | |
JP5698419B2 (en) | Linearization for a single power amplifier in a multiband transmitter | |
TWI489830B (en) | Peak electric power restraining circuit and communication device having the same | |
US8594231B2 (en) | Power series digital predistorter and distortion compensation control method therefor | |
CN108173795B (en) | Segmented digital predistortion apparatus and method | |
CN109314493B (en) | Transmitter architecture for massive MIMO | |
JP6119735B2 (en) | Transmitting apparatus and transmitting method | |
US20140191799A1 (en) | Predistorter and predistorter control method | |
JP2009516421A (en) | RF power distribution in the time domain | |
US20150091643A1 (en) | Using Fractional Delay Computations to Improve Intermodulation Performance | |
CN104584501A (en) | Method and system for aligning signals widely spaced in frequency for wideband digital predistortion in wireless communication systems | |
US20160227549A1 (en) | Radio device that has function to reduce peak power of multiplexed signal | |
EP3309959B1 (en) | Amplification system and enodeb | |
Yadav et al. | Nonlinearity effect of Power Amplifiers in wireless communication systems | |
EP3804128A1 (en) | Mitigation of intermodulation distortion | |
JP2014158230A (en) | Digital pre-distorter and method of controlling the same | |
JP3643803B2 (en) | Amplifier | |
KR101169880B1 (en) | Digital predistortion method, system and computer-readable recording medium for compensating nonlinear power amplifier which receives ofdm signal | |
Yadav et al. | Nonlinearity effect of high power amplifiers in communication systems | |
JP6070820B2 (en) | Communication apparatus and peak suppression method thereof | |
JP6064906B2 (en) | Distortion compensation amplification apparatus and distortion compensation amplification method | |
JP2018019246A (en) | Peak suppression circuit and peak suppression method | |
Akira et al. | DPD based HPA linearizer using in-band operation point estimation pilot for mobile device applications |