JP2016039379A - 歪み補償制御装置、歪み補償増幅システム、歪み補償制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力の増加を抑制可能な歪み補償制御装置を提供する。【解決手段】歪み補償制御装置１は、フィードバック制御に基づいて、送信信号の増幅器による増幅後に生じる歪みを相殺するための歪み補償処理を当該送信信号に施して出力する歪み補償機能部の、フィードバック制御の収束速度を調整可能とし、かつ、歪み補償処理が施された送信信号を所定の増幅量だけ増幅させて出力する増幅器の、当該増幅量を調整可能とする調整部１０を備えている。調整部１０は、歪み補償機能部の収束速度の調整と、増幅器の増幅量の調整と、を交互に繰り返しながら送信信号の出力レベルを所望に変更する。【選択図】図１

Description

本発明は、歪み補償制御装置、歪み補償増幅システム、歪み補償制御方法及びプログラムに関する。

携帯電話に代表されるモバイルブロードバンド通信においては、ピーク・アベレージ比の大きな信号を低歪みで送信することが望まれている。特に、基地局から送信されるダウンリンク信号に対しては、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）規格に規定されている隣接チャネルへの漏えい電力の抑制条件を満足しつつ、送信増幅器の低消費電力化を進めるために、デジタルプリディストーション等の歪み補償機能を有する歪み補償増幅器（歪み補償増幅システム）が一般的である。

なお、特許文献１には、高周波増幅器の出力信号に基づいてＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換部のサンプリング速度を制御する技術が開示されている。また、特許文献２には、歪み補償機能部が、送信信号への歪み補償処理に用いる補償係数の算出アルゴリズムを、当該歪み補償処理の処理速度重視と、当該歪み補償処理の精度重視とで、それぞれ異なるアルゴリズムに切り替える技術が開示されている。

特開２００３−０４６３４３号公報 特開２０１０−１４７９８３号公報

一般に、歪み補償機能部は、フィードバック制御の収束速度を高める目的で動作速度を上昇させると、当該歪み補償機能部において消費される電力が増加する。また、歪み補償機能部の後段に配される増幅器は、出力する送信信号の出力レベルを増加させると、当該増幅器が出力する送信信号の歪みの度合いが高くなると同時に、当該増幅器で消費される電力も増加する。特に、送信システムの起動時や送信信号の出力レベルが低いレベルから高いレベルに変更された際には、これに伴って増幅器からの歪みの度合いが上昇するため、増幅器から出力される送信信号の歪みの度合いの変化に追従するように、歪み補償機能部における歪み補償性能（即ち、フィードバック制御の収束能力）を高くする必要がある。そうすると、歪み補償機能部の動作速度を上昇させる必要があり、その結果、歪み補償機能部の消費電力が増加すると同時に、増幅器自体の消費電力も増加するため、送信システム全体の消費電力が一挙に増加するという課題がある。

この発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであって、消費電力の増加を抑制可能な歪み補償制御装置、歪み補償増幅システム、歪み補償制御方法及びプログラムを提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明の一態様は、フィードバック制御に基づいて、送信信号の増幅器による増幅後に生じる歪みを相殺するための歪み補償処理を当該送信信号に施して出力する歪み補償機能部の、前記フィードバック制御の収束速度を調整可能とし、かつ、前記歪み補償処理が施された前記送信信号を所定の増幅量だけ増幅して出力する増幅器の、前記増幅量を調整可能とする調整部を備え、前記調整部は、前記歪み補償機能部の収束速度の調整と、前記増幅器の増幅量の調整と、を交互に繰り返しながら前記送信信号の出力レベルを所望に変更することを特徴とする歪み補償制御装置である。

また、本発明の一態様は、上述の歪み補償制御装置と、フィードバック制御に基づいて、送信信号の増幅器による増幅後に生じる歪みを相殺するための歪み補償処理を当該送信信号に施して出力する歪み補償機能部と、前記歪み補償処理が施された前記送信信号を所定の増幅量だけ増幅して出力する増幅器と、を備える歪み補償増幅システムである。

また、本発明の一態様は、フィードバック制御に基づいて、送信信号の増幅器による増幅後に生じる歪みを相殺するための歪み補償処理を当該送信信号に施して出力する歪み補償機能部の、前記フィードバック制御の収束速度の調整と、前記歪み補償処理が施された前記送信信号を所定の増幅量だけ増幅して出力する増幅器の、前記増幅量の調整と、を交互に繰り返しながら、前記送信信号の出力レベルを所望に変更することを特徴とする歪み補償制御方法である。

また、本発明の一態様は、歪み補償制御装置のコンピュータを、フィードバック制御に基づいて、送信信号の増幅器による増幅後に生じる歪みを相殺するための歪み補償処理を当該送信信号に施して出力する歪み補償機能部の、前記フィードバック制御の収束速度の調整と、前記歪み補償処理が施された前記送信信号を所定の増幅量だけ増幅させて出力する増幅器の、前記増幅量の調整と、を交互に繰り返しながら、前記送信信号の出力レベルを所望に変更する調整手段として機能させるプログラムである。

歪み補償制御装置、歪み補償増幅システム、歪み補償制御方法及びプログラムによれば、消費電力の増加を抑制することができる。

第１の実施形態に係る歪み補償制御装置の機能構成を示す図である。 第１の実施形態に係る歪み補償増幅システムの機能構成を示す図である。 第１の実施形態に係る判定部の機能を説明する図である。 送信信号の出力レベルと歪みレベルとの関係を説明する図である。 第１の実施形態に係る歪み補償制御装置の処理フローを示す図である。 第２の実施形態に係る歪み補償制御装置の処理フローを示す図である。 他の実施形態に係る歪み補償増幅システムの機能構成を示す図である。

＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、第１の実施形態に係る歪み補償制御装置の機能構成を示す図である。
図１に示すように、歪み補償制御装置１は、調整部１０を備えている。
第１の実施形態に係る調整部１０は、歪み補償機能部（後述の歪み補償機能部２１）の動作速度、即ち、フィードバック制御の収束速度を調整可能とする。また、調整部１０は、増幅器（後述の増幅器２４）の増幅量を調整可能とする。
更に、調整部１０は、歪み補償機能部の動作速度の調整と、増幅器の増幅量の調整と、を交互に繰り返しながら、送信対象とする送信信号の出力レベルを所望の出力レベルに変更する制御を行う。

図２は、第１の実施形態に係る歪み補償増幅システムの機能構成を示す図である。
図２に示すように、歪み補償増幅システム２は、歪み補償制御装置１と、デジタル信号処理部２０と、歪み補償機能部２１と、アップコンバータ２２と、減衰器２３と、増幅器２４と、結合器２５と、ダウンコンバータ２６と、監視部２７と、アイソレータ２８と、を備え、いわゆる歪み補償機能付き増幅器を構成する。

図２に示すように、歪み補償制御装置１は、上述した調整部１０と、判定部１１と、出力レベル目標値取得部１２と、を備えている。
判定部１１は、送信対象とする送信信号Ｑの増幅器２４による増幅後に生じる歪みの度合いが所定の第１判定閾値Ｐｔｈ１及び当該第１判定閾値Ｐｔｈ１よりも大きい第２判定閾値Ｐｔｈ２を上回ったか否かを判定する。上述した調整部１０は、判定部１１による判定結果に基づきながら、歪み補償機能部２１の動作速度の調整と、増幅器２４の増幅量の調整と、を実行する。
出力レベル目標値取得部１２は、送信信号Ｑの出力レベルの目標値を示す通知信号を受け付ける。送信信号Ｑの出力レベルは、送信信号Ｑの送信元（図２には図示せず）からの指示に基づいて適宜変更される。本実施形態においては、送信信号Ｑの出力レベルの目標値を示す通知信号は、デジタル信号処理部２０を介して出力レベル目標値取得部１２に入力される。

デジタル信号処理部２０は、上記送信元から入力された送信信号Ｑに対し、波形成形等のデジタル信号処理を実行する。ここで、送信信号Ｑは、送信の対象とする情報を含んだデジタル信号である。デジタル信号処理部２０は、デジタル信号処理を通じて、送信しようとする情報が重畳された高周波信号波形をデジタル値（サンプリング値）として算出し、これを歪み補償機能部２１へ向けて出力する。

歪み補償機能部２１は、フィードバック制御に基づいて、入力される送信信号Ｑに対し、送信信号Ｑの増幅器２４による増幅後に生じる歪みを相殺するための歪み補償処理を施して出力する。具体的には、歪み補償機能部２１は、後述のダウンコンバータ２６からフィードバックされてくるフィードバック信号に基づいて、増幅器２４で発生する歪み成分と逆位相の歪み補償信号を算出するとともに、当該歪み補償信号を送信信号Ｑに重畳して出力する。なお、歪み補償機能部２１による歪み補償信号の算出は逐次連続的に実施されており、その動作速度は、歪み補償制御装置１によって制御されている。
ここで、歪み補償機能部２１の「動作速度」とは、歪み補償機能部２１におけるサンプリング周波数に関係する量である。即ち、歪み補償機能部２１の動作速度が上昇するほどサンプリング周波数が増加してフィードバック制御の収束速度が上昇し、その結果、フィードバック制御が安定するまでの時間が短縮される。ただし、一般に、歪み補償機能部２１の動作速度の上昇に伴って、当該歪み補償機能部２１において消費される電力（消費電力）が増加することが知られている。

アップコンバータ２２は、歪み補償機能部２１から出力された歪み補償後の送信信号Ｑの周波数を、送信キャリア周波数ｆ０に変換（アップコンバート）するとともに、当該送信信号Ｑをアナログ信号に変換して出力する。即ち、本実施形態に係るアップコンバータ２２は、デジタル信号である送信信号Ｑを、アナログ信号に変換して出力するＤ／Ａ変換器の機能も有している。ただし、他の実施形態に係る歪み補償増幅システム２においては、アナログ信号に対する周波数変換のみを行うアップコンバータ２２の前段に別途のＤ／Ａ変換器が配される態様であってもよい。

減衰器２３は、歪み補償信号が重畳された送信信号を所定の減衰量だけ減衰させて増幅器２４に出力する。減衰器２３における減衰量は可変とされており、歪み補償制御装置１によって制御されている。本実施形態に係る調整部１０は、減衰器２３の減衰量を調整することで、増幅器２４の増幅量を間接的に調整するものとして説明する。即ち、調整部１０は、増幅器２４の増幅量を上昇させる場合は、減衰器２３の減衰量を低下させる制御を行う。また、調整部１０は、増幅器２４の増幅量を低下させる場合は、減衰器２３の減衰量を上昇させる制御を行う。なお、歪み補償制御装置１は、送信信号Ｑの出力レベルが、歪み補償制御装置１（出力レベル目標値取得部１２）に通知された目標値と一致するように減衰器２３の減衰量を調整する。

増幅器２４は、送信信号Ｑを目標値とする出力レベルにまで増幅して出力する。増幅器２４は、高周波信号の増幅に用いられる一般的な高周波増幅器であってよい。増幅器２４は、入力信号の増幅に伴って、当該増幅後の出力信号に歪みを発生させ得る。なお、増幅器２４で発生する歪み成分は、増幅器２４の動作点（増幅器２４を構成する半導体素子の動作の基準となる電圧）によって変化するため、歪み補償機能部２１において生成される歪み補償信号も、増幅器２４の動作点に応じて変化する。
上述したように、本実施形態に係る増幅器２４は、その前段に配される減衰器２３の減衰量を調整可能とすることで、間接的に増幅量が調整可能とされる。

結合器２５は、増幅器２４によって増幅された送信信号Ｑを、アイソレータ２８を通じて送信信号Ｑの送信先（図２には図示せず）に向けて出力する。また、結合器２５は、増幅された送信信号Ｑの一部を取り込んで、これをフィードバック信号としてダウンコンバータ２６に向けて出力する。

ダウンコンバータ２６は、フィードバック信号の周波数をアップコンバータ２２によるアップコンバート前の周波数に変換（ダウンコンバート）するとともに、当該フィードバック信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して歪み補償機能部２１に向けて出力する。ダウンコンバータ２６を経て歪み補償機能部２１に出力されたフィードバック信号は、歪み補償機能部２１において、歪み補償信号を生成する際に使用される。なお、他の実施形態に係る歪み補償増幅システム２においては、周波数変換のみを行うダウンコンバータ２６の後段に別途のＡ／Ｄ変換器が配される態様であってもよい。

監視部２７は、ダウンコンバータ２６によって各種変換がなされたフィードバック信号を入力して、増幅器２４による増幅後の送信信号Ｑの出力レベル、及び、当該増幅後の送信信号Ｑの歪みレベル（歪みの度合い）を取得して、当該出力レベル及び歪みレベルを示す通知信号を歪み補償制御装置１（判定部１１）に向けて出力する。

図３は、第１の実施形態に係る判定部の機能を説明する図である。
図３に示すグラフは、増幅器２４により増幅された送信信号Ｑの周波数スペクトルを示している。具体的には、増幅器２４により増幅された送信信号Ｑの出力レベルは、周波数スペクトル（図３）において、送信キャリア周波数ｆ０における最も高いピークで表されている。また、図３に示すように、送信信号Ｑに発生した歪みである上側波帯３次歪み成分及び下側波帯３次歪み成分が、送信キャリア周波数ｆ０の側波帯（周波数ｆ０±ｆ１）に生じている。ここで、周波数ｆ１は、３次歪み成分の周波数である。同様に、上側波帯５次歪み成分及び下側波帯５次歪み成分が、送信キャリア周波数ｆ０の側波帯（周波数ｆ０±ｆ２）に生じている。ここで、周波数ｆ２は、５次歪み成分の周波数である。

監視部２７は、結合器２５及びダウンコンバータ２６を介して入力されたフィードバック信号を通じて、増幅器２４によって増幅された送信信号Ｑの出力レベルＰｑと歪みレベルＰｄとを取得して、当該出力レベルＰｑ及び歪みレベルＰｄを示す通知信号を、判定部１１に向けて出力する。なお、本実施形態において、歪みレベルＰｄは、３次歪み成分の歪みレベルであるものとして説明する。

判定部１１は、歪みレベルの大きさを示す指標として、第１判定閾値Ｐｔｈ１、第２判定閾値Ｐｔｈ２及び静的安定レベルＰｔｈ０を予め規定している。静的安定レベルＰｈｔ０とは、増幅器２４から出力された送信信号Ｑの出力レベルＰｑが安定し、かつ、歪み補償機能部２１によるフィードバック制御が収束して安定した後の歪みレベルである。第１判定閾値Ｐｔｈ１及び第２判定閾値Ｐｔｈ２は、送信信号Ｑの出力レベルＰｑが変動し、増幅器２４の動作点が変わって歪み補償機能部２１におけるフィードバック制御が不安定になり、歪みレベルＰｄが上昇した場合に、調整部１０が歪み補償処理の処理内容を決定するために設けられた閾値である。
なお、第１判定閾値Ｐｔｈ１及び第２判定閾値Ｐｔｈ２は、歪みレベルＰｄを静的安定レベルＰｔｈ０まで低減させる際に要する歪み補償機能部２１の消費電力が過大とならない歪みレベルの範囲を規定する。

図４は、送信信号の出力レベルと歪みレベルとの関係を説明する図である。
図４に示すグラフは、増幅器２４により増幅された送信信号Ｑの出力レベルＰｑと、増幅器２４で発生する歪みレベルＰｄの関係を模式的に示している。図４において、曲線α１は、何らの歪み補償処理が施されていない送信信号Ｑの出力レベルＰｑと、当該送信信号Ｑが増幅器２４によって増幅された場合に生じる歪みレベルＰｄとの関係を示している。一方、曲線α２は、フィードバック制御により安定した歪み補償処理が施された送信信号Ｑの出力レベルＰｑと、当該送信信号Ｑが増幅器２４によって増幅された場合に生じる歪みレベルＰｄ（即ち、静的安定レベルＰｔｈ０）との関係を示している。図４に示す通り、いずれの関係（曲線α１、α２）も、出力レベルＰｑが高くなるほど、歪みレベルＰｄが高くなる傾向を示している。

歪み補償増幅システム２を具備する送信システム全体の起動直後や、送信信号Ｑの出力レベルＰｑが変動した直後は、歪み補償機能部２１において生成される歪み補償信号が増幅器２４で生じる送信信号Ｑの歪み成分に対して最適な状態に収束しきっていない不安定な状態にある。したがって、同時点における歪みレベルＰｄは、何らの歪み補償処理が施されていない場合歪みレベルＰｄ（曲線α１）と、安定的な歪み補償後における静的安定レベル（曲線α２）の間の値をとる。歪み補償機能部２１は、ダウンコンバータ２６等を経て入力するフィードバック信号に基づいて、逐次連続的に歪み補償信号の最適化を行う（フィードバック制御）。これにより、増幅器２４で発生する歪み成分の歪みレベルＰｄは、時間の経過とともに低下し、静的安定レベルに収束していく。

図５は、第１の実施形態に係る歪み補償制御装置の処理フローを示す図である。
以下、図５を参照しながら、歪み補償制御装置１の調整部１０、判定部１１及び出力レベル目標値取得部１２各々の処理について順を追って説明する。なお、図５に示す処理フローは、例えば、オペレータの入力操作等に基づいて、送信信号Ｑの出力レベルの変更の指示があった場合に実行される。

まず、出力レベル目標値取得部１２は、デジタル信号処理部２０を通じて、送信信号Ｑの出力レベルの目標値を示す通知信号を受け付けるとともに、当該目標値が上昇したか否かを判定する（ステップＳ０１）。なお、当該出力レベルの目標値は、上記変更の指示に応じた値である。
ここで、通知された出力レベルの目標値が以前よりも低下した場合（ステップＳ０１：ＮＯ）、調整部１０は、減衰器２３の減衰量が目標値に対応する減衰量となるように所定量だけ上昇させる（ステップＳ０２）。これにより、減衰器２３及び増幅器２４を経て出力される送信信号Ｑの出力レベルＰｑは、外部から通知された目標値に相当する出力レベルまで低下する。
この場合、歪みレベルＰｄは、目標値まで低下した出力レベルＰｑとともに低下するので、歪みレベルＰｄが上昇することはない。したがって、この場合、調整部１０は、歪み補償機能部２１の動作速度を変更せずに、通常の動作速度で歪み補償処理を実行させる。これにより、歪み補償機能部２１による通常の動作速度に基づくフィードバック制御がなされ、歪みレベルＰｄが静的安定レベルＰｔｈ０に収束して安定する（ステップＳ１０）。送信信号Ｑの出力レベルが下がる方向に指示された場合は、以上で処理を終了する。

一方、通知された出力レベルの目標値が以前よりも上昇した場合（ステップＳ０１：ＹＥＳ）、調整部１０は、減衰器２３の減衰量を低下させる（ステップＳ０３）。これにより、減衰器２３及び増幅器２４を経て出力される送信信号Ｑの出力レベルＰｑは上昇する。

ステップＳ０３で出力レベルＰｑが上昇した結果、歪みレベルＰｄも所定量だけ上昇する。ここで、判定部１１は、歪みレベルＰｄが第２判定閾値Ｐｔｈ２を上回ったか否かを判定する（ステップＳ０４）。歪みレベルＰｄが第２判定閾値Ｐｔｈ２以下となっている場合（ステップＳ０４：ＮＯ）、調整部１０は、ステップＳ０９に移行する。そして、調整部１０は、送信信号Ｑの出力レベルＰｑが目標値に達していない場合（ステップＳ０９：ＮＯ）、ステップＳ０６に移行する。なお、ステップＳ０６以降の処理については後述する。

一方、歪みレベルＰｄが第２判定閾値Ｐｔｈ２を上回った場合（ステップＳ０４：ＹＥＳ）、調整部１０は、以下の手順に沿って、歪み補償機能部２１の動作速度の調整と、減衰器２３の減衰量の調整と、を交互に繰り返しながら、送信信号Ｑの出力レベルが所望する値となるように変更する。

具体的には、まず、調整部１０は、歪みレベルＰｄが第２判定閾値Ｐｔｈ２以下となるまで減衰器２３の減衰量を上昇させる（ステップＳ０５）。これにより、送信信号Ｑの出力レベルは、Ｐｄ≦Ｐｔｈ２を満たすレベルまで一旦低下する。したがって、この時点では、送信信号Ｑの出力レベルは、通知された目標値には達していない。
ステップＳ０５で、歪みレベルＰｄが第２判定閾値Ｐｔｈ２以下となった後、調整部１０は、歪み補償機能部２１の動作速度を上昇させる（ステップＳ０６）。これにより、歪み補償機能部２１においてフィードバック制御に基づく歪み補償信号が高速で逐次算出されるため、歪みレベルＰｄは、急速に低下していく。

更に、ステップＳ０６で歪みレベルＰｄが第１判定閾値Ｐｔｈ１以下まで低下した後、調整部１０は、ステップＳ０５で上昇させていた歪み補償機能部２１の動作速度を低下させ、通常の動作速度とする（ステップＳ０７）。これにより、歪み補償機能部２１において、ステップＳ０５で一時的に増加していた消費電力が低減される。

更に、ステップＳ０６で歪みレベルＰｄが第１判定閾値Ｐｔｈ１以下まで低下し、かつ、ステップＳ０７で歪み補償機能部２１の動作速度が低下した後、調整部１０は、歪みレベルＰｄが第２判定閾値Ｐｔｈ２以下を満たす限度で、減衰器２３の減衰量を低下させる（ステップＳ０８）。その結果、送信信号Ｑの出力レベルＰｑは、歪みレベルＰｄが第２判定閾値Ｐｔｈ２に到達する出力レベルまで上昇する。

出力レベル目標値取得部１２は、ステップＳ０８で上昇した出力レベルＰｑが、通知されている目標値に到達しているか否かを判定する（ステップＳ０９）。ここで、出力レベルＰｑが、通知されている目標値に到達していない場合（ステップＳ０９：ＮＯ）、ステップＳ０６の処理に戻り、調整部１０は、再度、歪み補償機能部２１の動作速度を上昇させる。これにより、ステップＳ０８で一旦第２判定閾値Ｐｔｈ２まで上昇した歪みレベルＰｄが、再度、急速に低減する。以降、調整部１０は、ステップＳ０７〜ステップＳ０９の処理を再度実行する。

ステップＳ０６〜ステップＳ０８を繰り返し実行する度に、送信信号Ｑの出力レベルＰｑは、徐々に上昇し、目標値に到達する（ステップＳ０９：ＹＥＳ）。この間、歪みレベルＰｄは、少なくとも第２判定閾値Ｐｔｈ２以下の範囲に留められる。
送信信号Ｑの出力レベルＰｑが目標値に到達した後は、歪み補償制御装置１は、ステップＳ１０の処理を経て、歪みレベルＰｄが静的安定レベルＰｔｈ０まで収束する。歪み補償制御装置１は、以上の処理を経て、送信信号Ｑの出力レベルの変更、及び、当該出力レベルの変更に伴って発生する歪みに対する歪み補償処理を完了する。

次に、第１の実施形態に係る歪み補償制御装置１の効果について説明する。
上述したように、調整部１０は、歪み補償機能部２１の動作速度の調整（ステップＳ０６、Ｓ０７）と、減衰器２３の減衰量の調整（ステップＳ０８）と、を交互に繰り返しながら送信信号の出力レベルを所望に変更する（図５参照）。
これにより、歪み補償機能部２１は、ステップＳ０６〜Ｓ０８の各サイクルにおいて、最大でも、第２判定閾値Ｐｔｈ２相当の歪みレベルＰｄを第１判定閾値Ｐｔｈ１以下にまで低減可能な動作速度で動作すればよいので、歪み補償機能部２１の消費電力が大幅に上昇することを防止することができる。

また、調整部１０は、歪みレベルＰｄが第１判定閾値Ｐｔｈ１以下となった場合に、歪みレベルＰｄが第２判定閾値Ｐｔｈ２に到達するまで減衰器２３の減衰量を低下させて、送信信号Ｑの出力レベルＰｑを上昇させる（ステップＳ０８）。歪みレベルＰｄが第２判定閾値Ｐｔｈ２に到達した場合には、調整部１０は、一旦、出力レベルＰｑの上昇を停止するとともに、歪み補償機能部２１の動作速度を上昇させ、高速な歪み補償処理を実行させる（ステップＳ０６）。そして、調整部１０は、歪みレベルＰｄが再度第１判定閾値Ｐｔｈ１以下となって歪み補償機能部２１の動作速度を低下させてから（ステップＳ０７）、改めて、送信信号Ｑの出力レベルＰｑを上昇させる（再度のステップＳ０８）。
このようにすることで、送信信号Ｑの出力レベルＰｑを目標値まで上昇させる過程において、歪みレベルＰｄは、最大でも第１判定閾値Ｐｔｈ１をわずかに上回る程度に抑制される。したがって、歪みレベルＰｄの大幅な上昇を抑制することができる。

また、調整部１０は、ステップＳ０６〜Ｓ０８の各サイクルにおいて、歪みレベルＰｄが第２判定閾値Ｐｔｈ２に到達した場合に歪み補償機能部２１の動作速度を上昇させるとともに、歪みレベルＰｄが第１判定閾値Ｐｔｈ１以下となった場合には、歪み補償機能部２１の動作速度を直ちに低下させる。
このようにすることで、ステップＳ０６〜Ｓ０８の各サイクルにおいて、歪み補償機能部２１の動作速度が上昇するので、歪みレベルＰｄの低減速度（フィードバック制御の収束速度）を高めることができる。したがって、ステップＳ０６〜Ｓ０８の各サイクルを経て、出力レベルＰｑを目標値に到達させるまでに要する時間を短縮することができる。また、ステップＳ０６〜Ｓ０８の各サイクルにおいて、歪みレベルＰｄが判定閾値Ｐｔｈ１以下まで低減された後は、直ちに歪み補償機能部２１の動作速度が低下するので、歪み補償機能部２１で生じる消費電力の増加を最小限に留めることができる。

また、上述のように、判定部１１は、歪みレベルＰｄが第１判定閾値Ｐｔｈ１よりも高い第２判定閾値Ｐｔｈ２を上回ったか否かを判定する（ステップＳ０４）。そして、調整部１０は、歪みレベルＰｄが第２判定閾値Ｐｔｈ２を上回っている場合に、当該歪みレベルＰｄが第２判定閾値Ｐｔｈ２以下となるまで減衰器２３の減衰量を上昇させる（ステップＳ０５）。
このように、送信信号Ｑの出力レベルＰｑを、目標値に相当する出力レベルから一旦低減させることで、増幅器２４において生じる消費電力の増加を抑制することができる。また、ここでは、出力レベルＰｑとともに歪みレベルＰｄも下がっているので、歪み補償機能部２１による歪み補償処理を容易にすることができる。
更に、増幅器２４の消費電力が下がることで、増幅器２４の温度が低下する。一般に、増幅器２４は、増幅器２４自身が低温であるほど歪み成分が生じにくくなる。よって、増幅器２４における送信信号Ｑの出力レベルＰｑを、歪みレベルＰｄが第２判定閾値Ｐｔｈ２以下となるレベルまで低減させておくことで、増幅器２４の急激な温度上昇を抑制することができ、これにより、歪み補償機能部２１による歪みレベルＰｄの低減速度を一層高めることができる。

以上、第１の実施形態に係る歪み補償制御装置１について詳細に説明したが、本実施形態に係る歪み補償制御装置１の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。
例えば、第１の実施形態に係る歪み補償制御装置１は、出力レベルＰｑが目標値と一致するように減衰器２３の減衰量を低下させ（ステップＳ０３）、この際、歪みレベルＰｄが第２判定閾値Ｐｔｈ２を上回っている場合には、再度、減衰量を上昇させる（ステップＳ０４、Ｓ０５）ものとして説明した。しかし、他の実施形態に係る歪み補償制御装置１は、目標値の上昇を検知した場合（ステップＳ０１：ＹＥＳ）には、ステップＳ０３〜ステップＳ０５の処理を行わずに、直ちに、ステップＳ０６〜Ｓ０８のサイクルを実行するようにしてもよい。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、第２の実施形態に係る歪み補償制御装置１及び歪み補償増幅システム２の機能構成は、第１の実施形態（図２）と同様であるため図示を省略する。また、第１の実施形態と同一の機能構成については、同一の符号を付して説明する。
第２の実施形態に係る歪み補償制御装置１は、監視部２７を通じて歪みレベルＰｄを監視しながら各種調整を行うのではなく、出力レベルの変更の指示を受け付けた場合に、予め規定されたプロセスに従って送信信号Ｑの出力レベルＰｑを目標値に近づけていく。

図６は、第２の実施形態に係る歪み補償制御装置の処理フローを示す図である。
図６に示す処理フローは、第２の実施形態に係る歪み補償制御装置１が実行する処理フローである。
以下、図６を参照しながら、歪み補償制御装置１の調整部１０、判定部１１及び出力レベル目標値取得部１２各々の処理について順を追って説明する。なお、図６に示す処理フローは、第１の実施形態（図５）と同様に、オペレータの入力操作等に基づいて、送信信号Ｑの出力レベルの変更の指示があった場合に実行される。

まず、出力レベル目標値取得部１２は、デジタル信号処理部２０を通じて、送信信号Ｑの出力レベルの目標値を示す通知信号を受け付けるとともに、当該目標値が上昇したか否かを判定する（ステップＳ２１）。
ここで、通知された出力レベルの目標値が以前よりも低下した場合（ステップＳ２１：ＮＯ）における処理は、第１の実施形態（図５）と同様であるため説明を省略する。

一方、通知された出力レベルの目標値が以前よりも上昇した場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、調整部１０は、予め規定された微小幅ΔＤだけ減衰器２３の減衰量を低下させる（ステップＳ２３）。これにより、増幅器２４から出力される送信信号Ｑの出力レベルＰｑが当該微小幅ΔＤに相当する微小幅だけ上昇する。そうすると、出力レベルＰｑの上昇に伴って、歪みレベルＰｄもわずかに上昇する。なお、微小幅ΔＤは、例えば、歪みレベルＰｄが少なくとも第２判定閾値Ｐｔｈ２（図３）を上回らない程度の出力レベルＰｑの上昇幅に相当する値に規定される。

次に、調整部１０は、歪み補償機能部２１の動作速度を上昇させる（ステップＳ２４）。これにより、ステップＳ２３でわずかに上昇した歪みレベルＰｄは、歪み補償機能部２１の高速な歪み補償処理によって急速に低減されていく。
調整部１０は、ステップＳ２４において予め規定された所定時間Δｔが経過すると、歪み補償機能部２１の動作速度を低下させる（ステップＳ２５）。ここで、所定時間Δｔは、ステップＳ２３で上昇した歪みレベルＰｄを、例えば、第１判定閾値Ｐｔｈ１以下にまで低減するのに要する最低限の時間に規定される。

出力レベル目標値取得部１２は、ステップＳ２３で上昇した出力レベルＰｑが、通知されている目標値に到達しているか否かを判定する（ステップＳ２６）。ここで、出力レベルＰｑが、通知されている目標値に到達していない場合（ステップＳ２６：ＮＯ）、ステップＳ２３の処理に戻り、調整部１０は、更に、微小幅ΔＤの減衰量の低下に相当する分だけ出力レベルＰｑを上昇させる。以降、調整部１０は、ステップＳ２４〜ステップＳ２６の処理を再度実行する。

ステップＳ２３〜ステップＳ２５を繰り返し実行する度に、送信信号Ｑの出力レベルＰｑは、徐々に上昇し、目標値に到達する（ステップＳ２６：ＹＥＳ）。この間、歪みレベルＰｄは、第１の実施形態と同様に、少なくとも第２判定閾値Ｐｔｈ２以下の範囲に留められる。
送信信号Ｑの出力レベルＰｑが目標値に到達した後は、歪み補償制御装置１は、ステップＳ２７の処理（歪み補償機能部２１による通常速度の歪み補償）を経て、歪みレベルＰｄが静的安定レベルＰｔｈ０まで収束する。歪み補償制御装置１は、以上の処理を経て、送信信号Ｑの出力レベルの変更、及び、当該出力レベルの変更に伴って発生する歪みに対する歪み補償処理を完了する。

次に、第２の実施形態に係る歪み補償制御装置１の効果について説明する。
上述したように、調整部１０は、歪み補償機能部２１の動作速度の調整（ステップＳ２４、Ｓ２５）と、減衰器２３の減衰量の調整（ステップＳ２３）と、を交互に繰り返しながら送信信号の出力レベルを所望に変更する（図６参照）。
これにより、歪み補償機能部２１は、ステップＳ２３〜Ｓ２５の各サイクルにおいて、最大でも、第２判定閾値Ｐｔｈ２相当の歪みレベルＰｄを第１判定閾値Ｐｔｈ１以下にまで低減可能な動作速度で動作すればよいので、歪み補償機能部２１の消費電力が大幅に上昇することを防止することができる。

また、第２の実施形態に係る歪み補償機能部２１は、予め規定された微小幅ΔＤだけ減衰器２３の減衰量を低下させる処理（ステップＳ２３）と、予め規定された所定時間Δｔだけ歪み補償機能部２１の動作速度を上昇させる処理（ステップＳ２４、Ｓ２５）と、を繰り返し実行しながら送信信号Ｑの出力レベルＰｑを上げていく。
このようにすることで、監視部２７による歪みレベルＰｄと複数の判定閾値（第１判定閾値Ｐｔｈ１、第２判定閾値Ｐｔｈ２）との比較を行う処理を排することができるので、歪み補償制御装置１全体の処理の高速化及び簡素化を図ることができる。

以上、第２の実施形態に係る歪み補償制御装置１について詳細に説明したが、本実施形態に係る歪み補償制御装置１の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。
例えば、第２の実施形態に係る歪み補償制御装置１は、減衰器２３の減衰量の微小幅ΔＤが一定値であるものとして説明したが、微小幅ΔＤは一定値とする必要はない。即ち、他の実施形態に係る歪み補償制御装置１は、出力レベルＰｑが低い段階においては、１回の変更で出力レベルを上げる量（即ち、減衰量の微小幅ΔＤ）を大きく規定し、出力レベルＰｑが通知された目標値に近づくほど、１回の変更で出力レベルを上げる量（微小幅ΔＤ）を小さくするようにしてもよい。
このように、出力レベルＰｑが低く、歪みレベルＰｄの大幅な上昇が見込まれない段階においては、１回の変更で上昇する出力レベルの量を大きくすることで、歪みレベルＰｄの大幅な上昇を抑制しつつ、出力レベルＰｑが目標値に到達するまでに要する時間を短縮することができる。

また、上述した第１、第２の実施形態に係る歪み補償制御装置１は、以下のようにも変更可能である。

例えば、各実施形態に係る歪み補償制御装置１は、デジタル信号処理部２０を介して外部より入力される通知信号に基づいて、送信信号Ｑの出力レベルの目標値を取得するものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されず、他の異なる専用の通信経路を通じて目標値を示す通知信号を受け付ける態様であってもよい。

また、上述の各実施形態に係る歪み補償制御装置１においては、送信信号Ｑの出力レベルの変更指示を受け付けたことを前提として各種処理フローを説明したが、歪み補償制御装置１における処理フローは、出力レベルの変更指示を受け付けた場合以外の状況においても適用可能である。
例えば、歪み補償制御装置１の各処理フローは、当該歪み補償制御装置１及び歪み補償増幅システム２を具備する送信システム全体の起動時にも活用可能である。つまり、送信システム全体の起動時において、送信信号Ｑが所望の出力レベルとなり、歪みレベルＰｄが静的な安定レベルに至るまでに、図５または図６に示す処理フローに従って、歪み補償機能部２１の動作速度と減衰器２３の減衰量とを制御すれば、当該送信システム全体の消費電力と歪みレベルとを低く維持しながら起動することができる。

また、上述の各実施形態に係る歪み補償機能部２１は、送信信号Ｑがデジタル信号として伝送される段階において歪み補償処理を施すデジタルプリディストーションを実行するものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。

図７は、他の実施形態に係る歪み補償増幅システムの機能構成を示す図である。
例えば、他の実施形態に係る歪み補償機能部２１は、図７に示すように、動作速度を変更可能な機能部（歪み成分計算部２１０）を有するデジタル−アナログ混在の機能部であってもよい。即ち、歪み補償機能部２１は、デジタル信号を扱う領域において歪み補償信号の算出を行うとともに、当該算出の動作速度を変更可能な歪み成分計算部２１０と、アナログ信号を扱う領域において、歪み成分計算部２１０によって算出された歪み補償信号のアナログ波形を生成して送信信号Ｑに重畳する歪み成分生成重畳部２１１と、を有し、更に、ダウンコンバータ２６を含む構成としてもよい。

また、上述の各実施形態に係る歪み補償増幅システム２は、図４に示したように、増幅器２４で増幅された送信信号Ｑの出力レベルＰｑが高くなるほど、歪みレベルＰｄも高くなる場合について述べてきたが、増幅器２４を構成する半導体素子の性能や動作点の設定によっては、出力レベルＰｑが高くなる方が歪みレベルＰｄが低くなる場合もあり得る。したがって、他の実施形態に係る歪み補償制御装置１は、例えば、ステップＳ０５、ステップＳ０２（又は、ステップＳ２２）で減衰器２３の減衰量を上昇させて出力レベルＰｑを低下させた直後において、歪み補償機能部２１の動作速度を上昇させてもよい。

また、上述の各実施形態においては、歪み補償制御装置１の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各手順を行うものとしている。ここで、上述した歪み補償制御装置１の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
また、歪み補償制御装置１の各機能構成が、ネットワークで接続される複数の装置に渡って具備される態様であってもよい。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。

１ 歪み補償制御装置
１０ 調整部
１１ 判定部
１２ 出力レベル目標値取得部
２ 歪み補償増幅システム
２０ デジタル信号処理部
２１ 歪み補償機能部
２２ アップコンバータ
２３ 減衰器
２４ 増幅器
２５ 結合器
２６ ダウンコンバータ
２７ 監視部
Ｑ 送信信号

Claims (8)

1. フィードバック制御に基づいて、送信信号の増幅器による増幅後に生じる歪みを相殺するための歪み補償処理を当該送信信号に施して出力する歪み補償機能部の、前記フィードバック制御の収束速度を調整可能とし、かつ、前記歪み補償処理が施された前記送信信号を所定の増幅量だけ増幅して出力する増幅器の、前記増幅量を調整可能とする調整部を備え、
   前記調整部は、前記歪み補償機能部の収束速度の調整と、前記増幅器の増幅量の調整と、を交互に繰り返しながら前記送信信号の出力レベルを所望に変更する
   ことを特徴とする歪み補償制御装置。
2. 前記送信信号の前記増幅器による増幅後に生じる歪みの度合いが所定の第１判定閾値及び当該第１判定閾値よりも大きい第２判定閾値を上回ったか否かを判定する判定部を更に備え、
   前記調整部は、前記歪みの度合いが前記第２判定閾値に到達した場合に前記歪み補償機能部の収束速度を上昇させるとともに、前記歪みの度合いが前記第１判定閾値以下となった場合に前記収束速度を低下させ、
   前記調整部は、前記歪みの度合いが前記第１判定閾値以下となった場合に、当該歪みの度合いが前記第２判定閾値に到達するまで前記増幅器の増幅量を上昇させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の歪み補償制御装置。
3. 前記調整部は、前記歪みの度合いが前記第２判定閾値を上回った場合に、当該歪みの度合いが前記第２判定閾値以下となるまで前記増幅器の増幅量を低下させる
   ことを特徴とする
   請求項２に記載の歪み補償制御装置。
4. 前記出力レベルの目標値を示す情報を受け付ける出力レベル目標値取得部を更に備え、
   前記調整部は、前記目標値が上昇した場合において、前記出力レベルが前記目標値に到達するまで、予め規定された微小幅だけ前記増幅器の増幅量を上昇させる処理と、予め規定された所定時間だけ前記歪み補償機能部の収束速度を上昇させる処理と、を交互に繰り返し実行する
   ことを特徴とする請求項１に記載の歪み補償制御装置。
5. 前記調整部は、前記出力レベルが前記目標値に近づくほど、前記微小幅を小さくする
   ことを特徴とする請求項４に記載の歪み補償制御装置。
6. 請求項１から請求項５の何れか一項に記載の歪み補償制御装置と、
   フィードバック制御に基づいて、送信信号の増幅器による増幅後に生じる歪みを相殺するための歪み補償処理を当該送信信号に施して出力する歪み補償機能部と、
   前記歪み補償処理が施された前記送信信号を所定の増幅量だけ増幅して出力する増幅器と、
   を備える歪み補償増幅システム。
7. フィードバック制御に基づいて、送信信号の増幅器による増幅後に生じる歪みを相殺するための歪み補償処理を当該送信信号に施して出力する歪み補償機能部の、前記フィードバック制御の収束速度の調整と、
   前記歪み補償処理が施された前記送信信号を所定の増幅量だけ増幅して出力する増幅器の、前記増幅量の調整と、
   を交互に繰り返しながら、前記送信信号の出力レベルを所望に変更する
   ことを特徴とする歪み補償制御方法。
8. 歪み補償制御装置のコンピュータを、
   フィードバック制御に基づいて、送信信号の増幅器による増幅後に生じる歪みを相殺するための歪み補償処理を当該送信信号に施して出力する歪み補償機能部の、前記フィードバック制御の収束速度の調整と、前記歪み補償処理が施された前記送信信号を所定の増幅量だけ増幅させて出力する増幅器の、前記増幅量の調整と、を交互に繰り返しながら、前記送信信号の出力レベルを所望に変更する調整手段として機能させるプログラム。

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