JP2016119601A - Distortion compensation circuit - Google Patents

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Nobuhiko Ando
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a distortion compensation circuit capable of precisely compensating nonlinear distortion which is generated by a power amplifier without being mounted with any digital circuit of a large calculation scale with a simple feedback circuit configuration requiring no quadrature demodulator.SOLUTION: The distortion compensation circuit has a deviation calculation section 12 that analyzes the frequency of a feedback signal Mix2(t) output from an A/D converter 11; based on the analysis result of the frequency, identifies magnitude value Magand phase value θ of an analog signal after down-conversion by a mixer 10; based on the identified magnitude value Magand phase value θ and magnitude value Aand phase value θof a known signal, calculates a gain deviation ΔGain(n) and a phase deviation ΔPhase(n) on a power amplifier 7.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、電力増幅器で発生する非線形歪みを補償する歪み補償回路に関するものである。   The present invention relates to a distortion compensation circuit that compensates for nonlinear distortion generated in a power amplifier.

以下の非特許文献1に開示されている歪み補償回路は、変調波信号を生成する変調波生成部と、変調波生成部により生成された変調波信号をアナログ信号に変換するD/A変換器と、局部発振信号を生成する局部信号源と、局部信号源により生成された局部発振信号を用いて、D/A変換器により変換されたアナログの変調波信号の周波数をアップコンバートし、アップコンバート後の変調波信号である高周波信号を出力する第1のミクサと、第1のミクサから出力された高周波信号を増幅し、増幅後の高周波信号をアンテナに出力する電力増幅器とを備えている。
また、歪み補償回路は、電力増幅器で発生する非線形歪みを補償するために、電力増幅器により増幅された高周波信号の帰還回路を備えている。
A distortion compensation circuit disclosed in the following Non-Patent Document 1 includes a modulation wave generation unit that generates a modulation wave signal, and a D / A converter that converts the modulation wave signal generated by the modulation wave generation unit into an analog signal And using the local signal source that generates the local oscillation signal, the local oscillation signal generated by the local signal source, and upconverting the frequency of the analog modulated wave signal converted by the D / A converter. A first mixer that outputs a high-frequency signal that is a subsequent modulated wave signal, and a power amplifier that amplifies the high-frequency signal output from the first mixer and outputs the amplified high-frequency signal to the antenna.
In addition, the distortion compensation circuit includes a feedback circuit for a high-frequency signal amplified by the power amplifier in order to compensate for nonlinear distortion generated in the power amplifier.

この帰還回路は、局部信号源により生成された局部発振信号を用いて、電力増幅器により増幅された高周波信号から変調波信号のIベースバンド信号及びQベースバンド信号を復調する直交復調器と、直交復調器により復調されたIベースバンド信号をディジタル信号に変換する第1のA/D変換器と、直交復調器により復調されたQベースバンド信号をディジタル信号に変換する第2のA/D変換器と、第1及び第2のA/D変換器により変換された2つのディジタル信号から電力増幅器の逆特性を算出する増幅器特定推定部とを備えている。
歪み補償回路のDPD処理部は、増幅器特定推定部により算出された電力増幅器の逆特性を用いて、変調波生成部により生成された変調波信号に対する歪み補償処理を実施し、歪み補償処理後の変調波信号をD/A変換器に出力する。
The feedback circuit includes a quadrature demodulator that demodulates the I baseband signal and the Q baseband signal of the modulated wave signal from the high frequency signal amplified by the power amplifier using the local oscillation signal generated by the local signal source, A first A / D converter that converts the I baseband signal demodulated by the demodulator into a digital signal, and a second A / D converter that converts the Q baseband signal demodulated by the quadrature demodulator into a digital signal And an amplifier specific estimator that calculates inverse characteristics of the power amplifier from the two digital signals converted by the first and second A / D converters.
The DPD processing unit of the distortion compensation circuit performs distortion compensation processing on the modulation wave signal generated by the modulation wave generation unit using the inverse characteristic of the power amplifier calculated by the amplifier specific estimation unit, and performs distortion compensation processing after the distortion compensation processing. The modulated wave signal is output to the D / A converter.

また、以下の特許文献1に開示されている歪み補償回路では、増幅器特定推定部により算出される電力増幅器の逆特性の高精度化を図るために、変調波生成部により生成された変調波信号と、帰還回路から出力される帰還信号とのタイミングを一致させるディジタル信号処理を実施するようにしている。   Further, in the distortion compensation circuit disclosed in Patent Document 1 below, the modulation wave signal generated by the modulation wave generation unit is used to improve the accuracy of the inverse characteristic of the power amplifier calculated by the amplifier specific estimation unit. And digital signal processing for matching the timing of the feedback signal output from the feedback circuit.

特開2013−132009号公報(段落番号[0011]、図1)JP2013-132009A (paragraph number [0011], FIG. 1)

“携帯電話基地局用高効率増幅器の開発,”SEIテクニカルレビュー,2010年1月“Development of high-efficiency amplifiers for mobile phone base stations,” SEI Technical Review, January 2010

従来の歪み補償回路は以上のように構成されているので、非特許文献1の場合、電力増幅器の逆特性を算出するには、電力増幅器により増幅された高周波信号から変調波信号のIベースバンド信号及びQベースバンド信号を復調する直交復調器と2個のA/D変換器を実装する必要があり、帰還回路の回路規模が大きくなってしまうという課題があった。
また、特許文献1の場合、電力増幅器の逆特性の高精度化を図ることができるが、変調波信号と帰還信号のタイミングを一致させるディジタル信号処理を実施するには、演算規模が大きなディジタル回路を実装する必要があるという課題があった。
Since the conventional distortion compensation circuit is configured as described above, in the case of Non-Patent Document 1, in order to calculate the reverse characteristic of the power amplifier, the I baseband of the modulated wave signal from the high-frequency signal amplified by the power amplifier. The quadrature demodulator that demodulates the signal and the Q baseband signal and the two A / D converters need to be mounted, and there is a problem that the circuit scale of the feedback circuit becomes large.
In the case of Patent Document 1, it is possible to improve the accuracy of the reverse characteristic of the power amplifier. However, in order to perform digital signal processing for matching the timing of the modulated wave signal and the feedback signal, a digital circuit having a large operation scale is required. There was a problem that it was necessary to implement.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、直交復調器などを不要にして帰還回路の構成を簡略化することができるとともに、演算規模が大きなディジタル回路を実装することなく、電力増幅器で発生する非線形歪みを高精度に補償することができる歪み補償回路を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can simplify the configuration of the feedback circuit by eliminating the need for a quadrature demodulator or the like, and without mounting a digital circuit having a large calculation scale. An object of the present invention is to obtain a distortion compensation circuit capable of highly accurately compensating for nonlinear distortion generated in a power amplifier.

この発明に係る歪み補償回路は、振幅値が異なる複数の既知信号を順番に出力する既知信号生成部と、その既知信号をアナログ信号に変換し、そのアナログ信号の周波数を変換する第1の変換部と、周波数が変換されたアナログ信号を増幅する電力増幅器と、電力増幅器により増幅されたアナログ信号を減衰する減衰器と、減衰器により減衰されたアナログ信号の周波数を変換し、周波数変換後のアナログ信号をディジタル信号に変換する第2の変換部と、ディジタル信号の周波数を解析することで、第2の変換部による周波数変換後のアナログ信号の振幅値及び位相値を特定し、その特定した振幅値及び位相値と既知信号の振幅値及び位相値とから、その既知信号の振幅値に対応する電力増幅器の利得偏差及び位相偏差を算出する偏差算出部とを設け、歪み補償部が、偏差算出部により算出された各々の振幅値に対応する利得偏差及び位相偏差の中から、変調波信号の振幅値に対応する利得偏差及び位相偏差を特定して、その特定した利得偏差及び位相偏差を用いて、その変調波信号に対する歪み補償処理を実施し、歪み補償処理後の変調波信号を第1の変換部に出力するようにしたものである。   The distortion compensation circuit according to the present invention includes a known signal generation unit that sequentially outputs a plurality of known signals having different amplitude values, a first conversion that converts the known signal into an analog signal, and converts the frequency of the analog signal. A power amplifier for amplifying the analog signal whose frequency is converted, an attenuator for attenuating the analog signal amplified by the power amplifier, and a frequency of the analog signal attenuated by the attenuator, A second conversion unit that converts an analog signal into a digital signal, and an amplitude value and a phase value of the analog signal after frequency conversion by the second conversion unit are identified by analyzing the frequency of the digital signal, and the identification is performed Deviation calculation that calculates the gain deviation and phase deviation of the power amplifier corresponding to the amplitude value of the known signal from the amplitude value and phase value and the amplitude value and phase value of the known signal The distortion compensator specifies the gain deviation and the phase deviation corresponding to the amplitude value of the modulated wave signal from the gain deviation and the phase deviation corresponding to each amplitude value calculated by the deviation calculating unit. The distortion compensation process is performed on the modulated wave signal using the specified gain deviation and phase deviation, and the modulated wave signal after the distortion compensation process is output to the first conversion unit.

この発明によれば、ディジタル信号の周波数を解析することで、第2の変換部による周波数変換後のアナログ信号の振幅値及び位相値を特定し、その特定した振幅値及び位相値と既知信号の振幅値及び位相値とから、その既知信号の振幅値に対応する電力増幅器の利得偏差及び位相偏差を算出する偏差算出部を設け、歪み補償部が、偏差算出部により算出された各々の振幅値に対応する利得偏差及び位相偏差の中から、変調波信号の振幅値に対応する利得偏差及び位相偏差を特定して、その特定した利得偏差及び位相偏差を用いて、その変調波信号に対する歪み補償処理を実施し、歪み補償処理後の変調波信号を第1の変換部に出力するように構成したので、演算規模が大きなディジタル回路や直交復調器などを実装することなく、電力増幅器で発生する非線形歪みを高精度に補償することができる効果がある。   According to the present invention, by analyzing the frequency of the digital signal, the amplitude value and phase value of the analog signal after frequency conversion by the second conversion unit are specified, and the specified amplitude value and phase value and the known signal A deviation calculating unit that calculates a gain deviation and a phase deviation of the power amplifier corresponding to the amplitude value of the known signal from the amplitude value and the phase value is provided, and each distortion value is calculated by the deviation calculating unit. The gain deviation and the phase deviation corresponding to the amplitude value of the modulated wave signal are identified from the gain deviation and the phase deviation corresponding to, and distortion compensation for the modulated wave signal is performed using the identified gain deviation and phase deviation. Since it is configured to output the modulated wave signal after distortion compensation processing to the first conversion unit, power amplification is achieved without mounting a large-scale digital circuit or quadrature demodulator. In an effect that can compensate for nonlinear distortion generated with high accuracy.

この発明の実施の形態1による歪み補償回路を示す構成図である。It is a block diagram which shows the distortion compensation circuit by Embodiment 1 of this invention. 歪み補償回路のディジタル回路部がコンピュータで構成される場合のハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram in case the digital circuit part of a distortion compensation circuit is comprised with a computer. フーリエ変換部13によるフーリエ変換で得られた周波数領域の信号のスペクトルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the spectrum of the signal of the frequency domain obtained by the Fourier-transform by the Fourier-transform part. 補償テーブル作成部15による補償テーブルの作成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of preparation of the compensation table by the compensation table preparation part 15. FIG. 既知信号s(t)の周波数の変更例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a change of the frequency of known signal s (t). 補償テーブル作成部15により記憶されている(M×N)個の振幅値Aに対応する利得偏差ΔGain(n,f)及び位相偏差ΔPhase(n,f)の一例を示す説明図である。In explanatory diagram showing an example of a stored by the compensation table creation unit 15 (M × N) number of gain deviation ΔGain corresponding to the amplitude value A n (n, f m) and the phase deviation ΔPhase (n, f m) is there. 補償テーブル作成部15による補償テーブルの作成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of preparation of the compensation table by the compensation table preparation part 15. FIG.

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による歪み補償回路を示す構成図である。
この歪み補償回路では、事前に、電力増幅器で発生する非線形歪みを補償する際に参照する補償テーブルを作成する段階ではキャリブレーションモードを実施し、補償テーブルの作成が完了した段階では、キャリブレーションモードで作成された補償テーブルを参照して、変調波信号に対する歪み補償処理を実施する運用モードを実施する。
Hereinafter, in order to describe the present invention in more detail, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a distortion compensation circuit according to Embodiment 1 of the present invention.
In this distortion compensation circuit, the calibration mode is executed in advance at the stage of creating a compensation table to be referred to when compensating nonlinear distortion generated in the power amplifier, and the calibration mode is completed at the stage of completing the creation of the compensation table. With reference to the compensation table created in step 1, an operation mode for performing distortion compensation processing on the modulated wave signal is performed.

図1において、既知信号生成部1はキャリブレーションモードで動作し、振幅値A及び位相値θが既知である周波数fの信号(以下、「既知信号」と称する)を生成し、その既知信号を出力する。
ここでは、位相値θが同一で、振幅値Aが異なるN個(n=1,・・・,N:Nは2以上の整数)の既知信号を生成し、N個の既知信号を順番に出力するものとする。
変調波生成部2は運用モードで動作し、変調波信号を生成して、その変調波信号を歪み補償部16に出力する。
スイッチ3はキャリブレーションモードでは既知信号生成部1から出力された既知信号をD/A変換器5に出力し、運用モードでは歪み補償部16による歪み補償処理後の変調波信号をD/A変換器5に出力する。
なお、既知信号生成部1、変調波生成部2及びスイッチ3に対するモードの通知は、制御部20から与えられる。制御部20は、歪み補償回路の内部に実装されていてもよいし、歪み補償回路の外部に実装されていてもよい。
また、既知信号生成部1及び変調波生成部2にはモードの通知が行われず、常に、信号を生成する構成であってもよい。
In FIG. 1, a known signal generator 1 operates in a calibration mode, generates a signal of frequency f 0 (hereinafter referred to as “known signal”) whose amplitude value An and phase value θ 0 are known, and Output a known signal.
Here, the phase value θ is identical, the N amplitude values A n are different (n = 1, ···, N : N is an integer of 2 or more) to generate a known signal, the order of N known signal Shall be output.
The modulated wave generator 2 operates in the operation mode, generates a modulated wave signal, and outputs the modulated wave signal to the distortion compensator 16.
The switch 3 outputs the known signal output from the known signal generator 1 to the D / A converter 5 in the calibration mode, and D / A converts the modulated wave signal after distortion compensation processing by the distortion compensator 16 in the operation mode. Output to the device 5.
Note that a mode notification to the known signal generation unit 1, the modulated wave generation unit 2, and the switch 3 is given from the control unit 20. The control unit 20 may be mounted inside the distortion compensation circuit or may be mounted outside the distortion compensation circuit.
Alternatively, the known signal generation unit 1 and the modulated wave generation unit 2 may be configured to always generate signals without being notified of the mode.

局部信号源4は局部発振信号を生成して、その局部発振信号をミクサ6,10に出力する。
D/A変換器5はスイッチ3から出力された既知信号又は変調波信号をアナログ信号に変換する。
ミクサ6は局部信号源4から出力された局部発振信号を用いて、D/A変換器5により変換されたアナログ信号の周波数をアップコンバート(周波数変換)し、周波数変換後のアナログ信号である高周波信号を電力増幅器7に出力する。
なお、D/A変換器5及びミクサ6から第1の変換部が構成されている。
The local signal source 4 generates a local oscillation signal and outputs the local oscillation signal to the mixers 6 and 10.
The D / A converter 5 converts the known signal or modulated wave signal output from the switch 3 into an analog signal.
The mixer 6 upconverts the frequency of the analog signal converted by the D / A converter 5 using the local oscillation signal output from the local signal source 4 and converts the frequency of the analog signal after the frequency conversion into a high frequency signal. The signal is output to the power amplifier 7.
The D / A converter 5 and the mixer 6 constitute a first conversion unit.

電力増幅器7はミクサ6から出力された高周波信号を増幅し、増幅後の高周波信号を出力端子8及び減衰器9に出力する。
出力端子8は電力増幅器7により増幅された高周波信号を出力する端子であり、例えばアンテナなどが接続される。
減衰器9は電力増幅器により増幅された高周波信号を減衰する。
この実施の形態1では、減衰器9により減衰された高周波信号の振幅値が、電力増幅器7により増幅される前の高周波信号の振幅値と一致するような減衰率が減衰器9に設定されているものとする。
The power amplifier 7 amplifies the high frequency signal output from the mixer 6 and outputs the amplified high frequency signal to the output terminal 8 and the attenuator 9.
The output terminal 8 is a terminal that outputs a high-frequency signal amplified by the power amplifier 7, and is connected to an antenna, for example.
The attenuator 9 attenuates the high frequency signal amplified by the power amplifier.
In the first embodiment, an attenuation factor is set in the attenuator 9 so that the amplitude value of the high-frequency signal attenuated by the attenuator 9 matches the amplitude value of the high-frequency signal before being amplified by the power amplifier 7. It shall be.

ミクサ10は局部信号源4から出力された局部発振信号を用いて、減衰器9により減衰された高周波信号の周波数をダウンコンバート(周波数変換)し、周波数変換後のアナログ信号である帰還信号をA/D変換器11に出力する。
A/D変換器11はミクサ10から出力された帰還信号をディジタル信号に変換し、ディジタルの帰還信号を偏差算出部12に出力する。
なお、ミクサ10及びA/D変換器11から第2の変換部が構成されている。
The mixer 10 uses the local oscillation signal output from the local signal source 4 to down-convert the frequency of the high-frequency signal attenuated by the attenuator 9 and converts the feedback signal, which is an analog signal after frequency conversion, to A / D converter 11 to output.
The A / D converter 11 converts the feedback signal output from the mixer 10 into a digital signal, and outputs the digital feedback signal to the deviation calculation unit 12.
The mixer 10 and the A / D converter 11 constitute a second conversion unit.

偏差算出部12はフーリエ変換部13、振幅位相特定部14及び補償テーブル作成部15から構成されており、A/D変換器11から出力された帰還信号の周波数を解析し、その周波数の解析結果から、ミクサ10によるダウンコンバート後のアナログ信号(帰還信号)の振幅値Mag及び位相値θを特定し、その特定した振幅値Mag及び位相値θと、既知信号の振幅値A及び位相値θとから、既知信号の振幅値Aに対応する電力増幅器7の利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を算出する処理を実施する。
フーリエ変換部13はA/D変換器11から出力された帰還信号に対するフーリエ変換を実施して、その帰還信号を周波数領域の信号に変換する処理を実施する。
振幅位相特定部14はフーリエ変換部13により変換された周波数領域の信号のピーク値を探索し、そのピーク値から周波数fにおける振幅値Mag及び位相値θ(ミクサ10による周波数変換後のアナログ信号の振幅値Mag及び位相値θ)を特定する処理を実施する。
補償テーブル作成部15は振幅位相特定部14により特定された振幅値Mag及び位相値θと、既知信号の振幅値A及び位相値θとから、既知信号の振幅値Aに対応する電力増幅器7の利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を算出し、各々の振幅値Aに対応する電力増幅器7の利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を示す補償テーブルを作成する処理を実施する。
The deviation calculation unit 12 includes a Fourier transform unit 13, an amplitude phase identification unit 14, and a compensation table creation unit 15. The deviation calculation unit 12 analyzes the frequency of the feedback signal output from the A / D converter 11, and analyzes the frequency. From this, the amplitude value Mag n and phase value θ of the analog signal (feedback signal) after down-conversion by the mixer 10 are specified, the specified amplitude value Mag n and phase value θ, and the amplitude value An and phase of the known signal. the value theta 0 Prefecture, carries out a process of calculating a gain deviation of the power amplifier 7 corresponding to the amplitude value a n of the known signal ΔGain (n) and the phase deviation ΔPhase (n).
The Fourier transform unit 13 performs a Fourier transform on the feedback signal output from the A / D converter 11 and performs a process of converting the feedback signal into a frequency domain signal.
The amplitude phase specifying unit 14 searches for the peak value of the signal in the frequency domain converted by the Fourier transform unit 13, and from the peak value, the amplitude value Mag n and the phase value θ at the frequency f 0 (analog after frequency conversion by the mixer 10). Processing for specifying the amplitude value Mag n and the phase value θ) of the signal is performed.
Compensation table creation unit 15 from the amplitude values Mag n and a phase value theta specified by the amplitude phase identification unit 14, an amplitude value of the known signal A n and phase value theta 0 Prefecture, corresponds to the amplitude value A n of known signals calculating a gain deviation ΔGain of the power amplifier 7 (n) and the phase deviation ΔPhase (n), compensating showing a gain deviation ΔGain of the power amplifier 7 corresponding to each of the amplitude values a n (n) and the phase deviation ΔPhase (n) Implement the process to create a table.

歪み補償部16は変調波生成部2により生成された変調波信号の振幅値Bを検出し、偏差算出部12の補償テーブル作成部15により作成された補償テーブルから、その振幅値Bに対応する利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を読み出し、その読み出した利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を用いて、その変調波信号に対する歪み補償処理を実施し、歪み補償処理後の変調波信号をスイッチ3に出力する。   The distortion compensator 16 detects the amplitude value B of the modulated wave signal generated by the modulated wave generator 2 and corresponds to the amplitude value B from the compensation table created by the compensation table creator 15 of the deviation calculator 12. The gain deviation ΔGain (n) and the phase deviation ΔPhase (n) are read out, and the distortion compensation processing is performed on the modulated wave signal by using the read gain deviation ΔGain (n) and the phase deviation ΔPhase (n). The modulated wave signal after processing is output to the switch 3.

図1の例では、歪み補償回路のディジタル回路部の構成要素である既知信号生成部1、変調波生成部2、偏差算出部12及び歪み補償部16のそれぞれが専用のハードウェア(例えば、CPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど)で構成されているものを想定しているが、そのディジタル回路部がコンピュータで構成されていてもよい。
図2は歪み補償回路のディジタル回路部がコンピュータで構成される場合のハードウェア構成図である。
歪み補償回路のディジタル回路部がコンピュータで構成される場合、図2に示すように、既知信号生成部1、変調波生成部2、偏差算出部12及び歪み補償部16の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリ51に格納し、当該コンピュータのプロセッサ52がメモリ51に格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
In the example of FIG. 1, each of the known signal generation unit 1, the modulation wave generation unit 2, the deviation calculation unit 12, and the distortion compensation unit 16 that is a component of the digital circuit unit of the distortion compensation circuit is dedicated hardware (for example, CPU However, the digital circuit portion may be configured by a computer.
FIG. 2 is a hardware configuration diagram when the digital circuit portion of the distortion compensation circuit is configured by a computer.
When the digital circuit unit of the distortion compensation circuit is configured by a computer, the processing contents of the known signal generation unit 1, the modulation wave generation unit 2, the deviation calculation unit 12, and the distortion compensation unit 16 are described as shown in FIG. May be stored in the memory 51 of the computer, and the processor 52 of the computer may execute the program stored in the memory 51.

次に動作について説明する。
この実施の形態1では、歪み補償回路が、補償テーブルを作成するキャリブレーションモードと、変調波信号に対する歪み補償処理を実施する運用モードとを備えている。
最初に、キャリブレーションモードでの動作を説明する。
制御部20は、動作モードがキャリブレーションモードであることを既知信号生成部1及びスイッチ3に通知する。
Next, the operation will be described.
In the first embodiment, the distortion compensation circuit includes a calibration mode for creating a compensation table and an operation mode for performing distortion compensation processing on a modulated wave signal.
First, the operation in the calibration mode will be described.
The control unit 20 notifies the known signal generation unit 1 and the switch 3 that the operation mode is the calibration mode.

既知信号生成部1は、制御部20から動作モードがキャリブレーションモードである旨の通知を受けると、振幅値A及び位相値θが既知である周波数fの既知信号s(t)を生成し、その既知信号をスイッチ3及び補償テーブル作成部15に出力する。
このとき、既知信号s(t)の位相値はθで同一であるが、振幅値Aが異なるN個(n=1,・・・,N:Nは2以上の整数)の既知信号s(t)を生成し、N個の既知信号s(t)を順番に出力する。
なお、既知信号生成部1により生成される既知信号s(t)は、下記の式(1)のように表される。

Figure 2016119601
式(1)において、tは時間を表す変数である。 When the known signal generation unit 1 receives a notification from the control unit 20 that the operation mode is the calibration mode, the known signal generation unit 1 outputs a known signal s (t) having a frequency f 0 at which the amplitude value An and the phase value θ 0 are known. The known signal is output to the switch 3 and the compensation table creating unit 15.
At this time, the phase value of the known signal s (t) is identical with theta 0, N pieces of amplitude A n are different: known signal (n = 1, ···, N N is an integer of 2 or more) s (t) is generated, and N known signals s (t) are output in order.
The known signal s (t) generated by the known signal generation unit 1 is expressed as the following formula (1).

Figure 2016119601
In Expression (1), t is a variable representing time.

スイッチ3は、制御部20から動作モードがキャリブレーションモードである旨の通知を受けているので、既知信号生成部1から既知信号s(t)を受けると、その既知信号s(t)をD/A変換器5に出力する。
D/A変換器5は、スイッチ3から既知信号s(t)を受けると、その既知信号s(t)をアナログ信号に変換し、そのアナログ信号をミクサ6に出力する。
ミクサ6は、D/A変換器5からアナログ信号を受けると、局部信号源4から出力された局部発振信号を用いて、そのアナログ信号の周波数をアップコンバートし、アップコンバート後のアナログ信号である高周波信号Mix1(t)を電力増幅器7に出力する。
ここで、局部信号源4から出力された局部発振信号の周波数がfRFであるとすると、ミクサ6から出力される高周波信号Mix1(t)は、下記の式(2)のように表される。

Figure 2016119601
Since the switch 3 receives the notification that the operation mode is the calibration mode from the control unit 20, when the switch 3 receives the known signal s (t) from the known signal generation unit 1, the switch 3 converts the known signal s (t) to D. / A converter 5 to output.
When receiving the known signal s (t) from the switch 3, the D / A converter 5 converts the known signal s (t) into an analog signal and outputs the analog signal to the mixer 6.
When receiving an analog signal from the D / A converter 5, the mixer 6 uses the local oscillation signal output from the local signal source 4 to up-convert the frequency of the analog signal, and is an analog signal after the up-conversion. The high frequency signal Mix1 (t) is output to the power amplifier 7.
Here, when the frequency of the local oscillation signal output from the local signal source 4 is assumed to be f RF, high-frequency signal Mix1 (t) output from the mixer 6 is expressed by the following equation (2) .
Figure 2016119601

電力増幅器7は、ミクサ6から高周波信号Mix1(t)を受けると、その高周波信号Mix1(t)を増幅し、増幅後の高周波信号Pout(t)を出力端子8及び減衰器9に出力する。
電力増幅器7により増幅された高周波信号Pout(t)には、電力増幅器7で発生する非線形歪みが含まれているので、高周波信号Pout(t)は、下記の式(3)のように表される。

Figure 2016119601
式(3)において、Gは電力増幅器7の線形利得、ΔGは振幅値Aの信号を増幅する場合の電力増幅器7の利得偏差、Δφは振幅値Aの信号を増幅する場合の電力増幅器7の位相偏差である。 When receiving the high frequency signal Mix1 (t) from the mixer 6, the power amplifier 7 amplifies the high frequency signal Mix1 (t) and outputs the amplified high frequency signal P out (t) to the output terminal 8 and the attenuator 9. .
Since the high frequency signal P out (t) amplified by the power amplifier 7 includes nonlinear distortion generated in the power amplifier 7, the high frequency signal P out (t) is expressed by the following equation (3). expressed.
Figure 2016119601
In the formula (3), G 0 is linear gain of the power amplifier 7, .DELTA.G n if the gain deviation of the power amplifier 7 in the case of amplifying a signal amplitude A n, the [Delta] [phi n for amplifying a signal of amplitude A n The phase deviation of the power amplifier 7 of FIG.

減衰器9は、電力増幅器7から増幅後の高周波信号Pout(t)を受けると、その高周波信号Pout(t)を減衰し、減衰後の高周波信号ATT(t)をミクサ10に出力する。
この実施の形態1では、上述したように、減衰器9により減衰された高周波信号ATT(t)の振幅値が、電力増幅器7により増幅される前の高周波信号Mix1(t)の振幅値と一致するような減衰率が減衰器9に設定されているものとしているので、下記の式(4)に示すように、減衰器9によって振幅値が1/Gになる。

Figure 2016119601
Attenuator 9 receives the RF signal P out (t) after amplification from the power amplifier 7, attenuates the high-frequency signal P out (t), and outputs the high frequency signal ATT after attenuation (t) to the mixer 10 .
In the first embodiment, as described above, the amplitude value of the high-frequency signal ATT (t) attenuated by the attenuator 9 matches the amplitude value of the high-frequency signal Mix1 (t) before being amplified by the power amplifier 7. Since the attenuation factor is set in the attenuator 9, the amplitude value becomes 1 / G 0 by the attenuator 9, as shown in the following equation (4).
Figure 2016119601

ミクサ10は、減衰器9から減衰後の高周波信号ATT(t)を受けると、局部信号源4から出力された局部発振信号を用いて、その高周波信号ATT(t)の周波数をダウンコンバートし、ダウンコンバート後のアナログ信号である帰還信号Mix2(t)をA/D変換器11に出力する。
ここで、局部信号源4から出力された局部発振信号の周波数がfRFであるとすると、ミクサ10から出力される帰還信号Mix2(t)は、下記の式(5)のように表される。

Figure 2016119601
A/D変換器11は、ミクサ10から帰還信号Mix2(t)を受けると、その帰還信号Mix2(t)をディジタル信号に変換し、ディジタルの帰還信号Mix2(t)を偏差算出部12に出力する。 When the mixer 10 receives the attenuated high-frequency signal ATT (t) from the attenuator 9, it uses the local oscillation signal output from the local signal source 4 to down-convert the frequency of the high-frequency signal ATT (t), A feedback signal Mix2 (t), which is an analog signal after down-conversion, is output to the A / D converter 11.
Here, when the frequency of the local oscillation signal output from the local signal source 4 is assumed to be f RF, the feedback signal output from the mixer 10 Mix2 (t) is expressed by the following formula (5) .
Figure 2016119601
When the A / D converter 11 receives the feedback signal Mix2 (t) from the mixer 10, the A / D converter 11 converts the feedback signal Mix2 (t) into a digital signal and outputs the digital feedback signal Mix2 (t) to the deviation calculation unit 12. To do.

偏差算出部12のフーリエ変換部13は、A/D変換器11からディジタルの帰還信号Mix2(t)を受けると、ディジタルの帰還信号Mix2(t)に対するフーリエ変換を実施して、その帰還信号Mix2(t)を周波数領域の信号に変換する。
図3はフーリエ変換部13によるフーリエ変換で得られた周波数領域の信号のスペクトルを示す説明図である。
周波数領域の信号のピーク値は、図3に示すように、帰還信号Mix2(t)の周波数fに現れ、そのピーク値は周波数fにおける振幅値Mag及び位相値θを示す複素数で表される。
Upon receiving the digital feedback signal Mix2 (t) from the A / D converter 11, the Fourier transform unit 13 of the deviation calculation unit 12 performs Fourier transform on the digital feedback signal Mix2 (t), and the feedback signal Mix2 (T) is converted into a signal in the frequency domain.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a spectrum of a frequency domain signal obtained by Fourier transform by the Fourier transform unit 13.
As shown in FIG. 3, the peak value of the signal in the frequency domain appears at the frequency f 0 of the feedback signal Mix2 (t), and the peak value is expressed by a complex number indicating the amplitude value Mag n and the phase value θ at the frequency f 0 . Is done.

偏差算出部12の振幅位相特定部14は、フーリエ変換部13がディジタルの帰還信号Mix2(t)を周波数領域の信号に変換すると、その周波数領域の信号のピーク値を探索し、そのピーク値から周波数fにおける振幅値Mag及び位相値θを特定する。
振幅位相特定部14により特定される周波数fにおける振幅値Magは、ミクサ10によるダウンコンバート後のアナログ信号の振幅値Magに相当し、振幅位相特定部14により特定される周波数fにおける位相値θは、ミクサ10によるダウンコンバート後のアナログ信号の位相値θに相当する。
振幅値Mag及び位相値θは、下記の式(6)及び式(7)のように表される。

Figure 2016119601

Figure 2016119601
When the Fourier transform unit 13 converts the digital feedback signal Mix2 (t) into a frequency domain signal, the amplitude phase specifying unit 14 of the deviation calculating unit 12 searches for the peak value of the frequency domain signal, and from the peak value, The amplitude value Mag n and the phase value θ at the frequency f 0 are specified.
Amplitude Mag n at frequency f 0 which is specified by the amplitude phase identification unit 14 corresponds to the amplitude value Mag n of the analog signal down-converted by mixer 10, at a frequency f 0 which is specified by the amplitude phase identification unit 14 The phase value θ corresponds to the phase value θ of the analog signal after down-conversion by the mixer 10.
The amplitude value Mag n and the phase value θ are expressed by the following equations (6) and (7).
Figure 2016119601

Figure 2016119601

偏差算出部12の補償テーブル作成部15は、振幅位相特定部が周波数fにおける振幅値Mag及び位相値θを特定すると、下記の式(8)に示すように、周波数fにおける振幅値Mag及び位相値θと、既知信号の振幅値A及び位相値θとから、電力増幅器7の利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を算出する。

Figure 2016119601

Figure 2016119601
Compensation table creation unit 15 of the deviation calculator 12, the amplitude-phase identifying unit identifies the amplitude values Mag n and a phase value θ at the frequency f 0, as shown in the following equation (8), an amplitude value at a frequency f 0 The gain deviation ΔGain (n) and phase deviation ΔPhase (n) of the power amplifier 7 are calculated from Mag n and the phase value θ, and the amplitude value An and the phase value θ 0 of the known signal.

Figure 2016119601

Figure 2016119601

上記の式(6)より、Mag=ΔGであるため、式(8)に示す電力増幅器7の利得偏差ΔGain(n)は、下記の式(10)に示すように、振幅値Aの信号を増幅する場合の電力増幅器7の利得偏差ΔGと一致する。
また、上記の式(7)より、θ=Δφであるため、既知信号s(t)の位相値θ(既知の位相値)が例えば“0”であれば、式(9)に示す電力増幅器7の位相偏差ΔPhase(n)は、下記の式(11)に示すように、振幅値Aの信号を増幅する場合の電力増幅器7の位相偏差Δφと一致する。

Figure 2016119601

Figure 2016119601
The equation (6) above, since it is Mag n = ΔG n A n, gain deviation ΔGain of the power amplifier 7 shown in equation (8) (n), as shown in the following equation (10), the amplitude value consistent with gain deviation .DELTA.G n of power amplifier 7 in the case of amplifying a signal of the a n.
Further, from the above equation (7), since it is theta = [Delta] [phi n, if the phase value theta 0 known signal s (t) (known phase value) is for example "0", shown in the formula (9) phase deviation ΔPhase power amplifier 7 (n), as shown in the following equation (11), coincides with the phase deviation [Delta] [phi n of power amplifier 7 in the case of amplifying a signal amplitude value a n.

Figure 2016119601

Figure 2016119601

補償テーブル作成部15は、既知信号生成部1が既知信号s(t)を出力する毎に、電力増幅器7の利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を算出すると、その利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を記憶する。
この実施の形態1では、既知信号生成部1が、振幅値Aが異なるN個の既知信号s(t)を出力するものとしているので、N個の振幅値Aに対応する利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を記憶する。
これにより、補償テーブル作成部15は、既知信号s(t)の各々の振幅値Aに対応する電力増幅器7の利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を示す補償テーブルを作成する。
The compensation table creation unit 15 calculates the gain deviation ΔGain (n) and the phase deviation ΔPhase (n) of the power amplifier 7 every time the known signal generation unit 1 outputs the known signal s (t). (N) and the phase deviation ΔPhase (n) are stored.
In the first embodiment, a known signal generator 1, since it is assumed that the amplitude value A n outputs the N different known signal s (t), the gain corresponding to the N amplitude values A n deviation ΔGain (N) and the phase deviation ΔPhase (n) are stored.
Thus, compensation table creation unit 15 creates a compensation table indicating the gain deviation ΔGain of the power amplifier 7 corresponding to each of the amplitude values A n of the known signal s (t) (n) and the phase deviation ΔPhase (n) .

図4は補償テーブル作成部15による補償テーブルの作成例を示す説明図である。
図4の例では、既知信号生成部1から出力される既知信号s(t)の振幅値Aが3ビットで表現される場合を示しており、既知信号s(t)の振幅値Aが0〜7まで変化する。
図4に示している電力増幅器7の利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)は、実際の算出値を四捨五入等することで規格化された値になっている。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of creating a compensation table by the compensation table creating unit 15.
In the example of FIG. 4 shows the case where the amplitude value A n of the known signal s (t) outputted from the known-signal generating unit 1 is represented by 3 bits, the amplitude values A n of the known signal s (t) Varies from 0 to 7.
The gain deviation ΔGain (n) and phase deviation ΔPhase (n) of the power amplifier 7 shown in FIG. 4 are normalized values by rounding off the actual calculated values.

次に、運用モードでの動作を説明する。
制御部20は、補償テーブルの作成が完了すると、動作モードが運用であることを変調波生成部2及びスイッチ3に通知する。
変調波生成部2は、制御部20から動作モードが運用モードである旨の通知を受けると、変調波信号m(t)を生成して、その変調波信号m(t)を歪み補償部16に出力する。
なお、変調波生成部2により生成される変調波信号m(t)は、下記の式(12)のように表される。

Figure 2016119601
式(12)において、Bは変調波信号m(t)の振幅値である。 Next, the operation in the operation mode will be described.
When the creation of the compensation table is completed, the control unit 20 notifies the modulated wave generation unit 2 and the switch 3 that the operation mode is operation.
When receiving a notification from the control unit 20 that the operation mode is the operation mode, the modulation wave generation unit 2 generates a modulation wave signal m (t) and uses the modulation wave signal m (t) as the distortion compensation unit 16. Output to.
The modulated wave signal m (t) generated by the modulated wave generator 2 is expressed as the following equation (12).

Figure 2016119601
In Expression (12), B is the amplitude value of the modulated wave signal m (t).

歪み補償部16は、変調波生成部2から変調波信号m(t)を受けると、その変調波信号m(t)の振幅値Bを検出する。
振幅値Bの検出処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略するが、変調波生成部2から変調波信号m(t)の振幅値Bを知らせてもらうようにしてもよい。
歪み補償部16は、変調波信号m(t)の振幅値Bを検出すると、偏差算出部12の補償テーブル作成部15により作成された補償テーブルから、その振幅値Bに対応する利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を読み出す処理を行う。
When the distortion compensator 16 receives the modulated wave signal m (t) from the modulated wave generator 2, the distortion compensator 16 detects the amplitude value B of the modulated wave signal m (t).
Since the detection process of the amplitude value B itself is a known technique, a detailed description thereof is omitted, but the amplitude value B of the modulated wave signal m (t) may be notified from the modulated wave generation unit 2.
When the distortion compensator 16 detects the amplitude value B of the modulated wave signal m (t), the gain deviation ΔGain (corresponding to the amplitude value B is obtained from the compensation table created by the compensation table creator 15 of the deviation calculator 12. n) and phase deviation ΔPhase (n) are read out.

図4の補償テーブルが作成されているとき、変調波信号m(t)の振幅値Bが、例えば、振幅値Aと一致する場合、その振幅値Bに対応する利得偏差ΔGain(n)として“1”を特定し、その振幅値Bに対応する位相偏差ΔPhase(n)として“2”を特定する。
また、変調波信号m(t)の振幅値Bが、例えば、振幅値Aと振幅値Aとの間の値である場合、その振幅値Bが振幅値Aより振幅値Aの方に近ければ、その振幅値Bに対応する利得偏差ΔGain(n)として“1”(振幅値Aに対応する利得偏差ΔGain(n))を特定し、その振幅値Bに対応する位相偏差ΔPhase(n)として“2”(振幅値Aに対応する位相偏差ΔPhase(n))を特定する。一方、その振幅値Bが振幅値Aより振幅値Aの方に近ければ、その振幅値Bに対応する利得偏差ΔGain(n)として“2”(振幅値Aに対応する利得偏差ΔGain(n))を特定し、その振幅値Bに対応する位相偏差ΔPhase(n)として“2”(振幅値Aに対応する位相偏差ΔPhase(n))を特定する。
ここでは、振幅値A又は振幅値Aのうちの近い方の振幅値に対応する利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を特定する例を示しているが、振幅値Aに対応する利得偏差ΔGain(n)と振幅値Aに対応する利得偏差ΔGain(n)との補間値を振幅値Bに対応する利得偏差ΔGain(n)とし、振幅値Aに対応する位相偏差ΔPhase(n)と振幅値Aに対応する位相偏差ΔPhase(n)との補間値を振幅値Bに対応する位相偏差ΔPhase(n)としてもよい。
When compensation table of FIG. 4 has been created, the amplitude value B of the modulated wave signal m (t) is, for example, if it matches the amplitude value A 3, as the gain deviation ΔGain (n) corresponding to the amplitude value B “1” is specified, and “2” is specified as the phase deviation ΔPhase (n) corresponding to the amplitude value B.
Further, when the amplitude value B of the modulated wave signal m (t) is, for example, a value between the amplitude value A 3 and the amplitude value A 4 , the amplitude value B is greater than the amplitude value A 4 by the amplitude value A 3 . the closer towards the phase difference thereof as the amplitude value B to the corresponding gain deviation ΔGain (n) "1" which identifies the (gain deviation corresponds to the amplitude value a 3 ΔGain (n)), corresponding to the amplitude value B as ΔPhase (n) "2" specifying the (phase deviation corresponds to the amplitude value a 3 ΔPhase (n)). On the other hand, the if the amplitude value B is close than the amplitude value A 3 towards the amplitude A 4, gain deviation corresponds to the gain deviation ΔGain (n) as the "2" (amplitude value A 4 corresponding to the amplitude value B DerutaGain (n)) to identify, for specifying the phase deviation DerutaPhase corresponding to the amplitude value B (as n) "2" (phase deviation corresponds to the amplitude value a 4 ΔPhase (n)).
Here, an example is shown in which the gain deviation ΔGain (n) and the phase deviation ΔPhase (n) corresponding to the closer amplitude value of the amplitude value A 3 or the amplitude value A 4 are specified, but the amplitude value A 3 the interpolation value of the corresponding gain deviation DerutaGain (n) and the gain deviation DerutaGain (n) corresponding to the amplitude value a 4 and gain deviation DerutaGain (n) corresponding to the amplitude value B, the phase corresponding to the amplitude value a 3 interpolated value of the phase deviation DerutaPhase (n) the deviation DerutaPhase and (n) corresponding to the amplitude value a 4 may be the phase deviation DerutaPhase (n) corresponding to the amplitude value B of.

歪み補償部16は、変調波信号m(t)の振幅値Bに対応する利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を読み出すと、その利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を用いて、その変調波信号m(t)に対する歪み補償処理を実施し、歪み補償処理後の変調波信号であるm(t)をスイッチ3に出力する。
具体的には、電力増幅器7により増幅された高周波信号Pout(t)の振幅値である(G×ΔG)×Aが(式(3)を参照)、G×Aになるようにするため、変調波信号m(t)の振幅値Bを利得偏差ΔGain(n)で除算する。
また、電力増幅器7により増幅された高周波信号Pout(t)の位相値である2π×(fRF+f)t+Δφが、2π×(fRF+f)tになるようにするため、変調波信号m(t)の位相値から位相偏差ΔPhase(n)を減算する。
これにより、歪み補償処理後の変調波信号であるm(t)は、下記の式(13)のように表される。

Figure 2016119601
When the distortion compensator 16 reads the gain deviation ΔGain (n) and the phase deviation ΔPhase (n) corresponding to the amplitude value B of the modulated wave signal m (t), the gain deviation ΔGain (n) and the phase deviation ΔPhase (n) ) Is used to perform distortion compensation processing on the modulated wave signal m (t), and m c (t), which is the modulated wave signal after the distortion compensation processing, is output to the switch 3.
Specifically, (see Equation (3)) is the amplitude value of the amplified RF signal P out (t) by the power amplifier 7 (G 0 × ΔG n) × A n is the G 0 × A n In order to achieve this, the amplitude value B of the modulated wave signal m (t) is divided by the gain deviation ΔGain (n).
Further, modulation is performed so that 2π × (f RF + f 0 ) t + Δφ n that is the phase value of the high-frequency signal P out (t) amplified by the power amplifier 7 becomes 2π × (f RF + f 0 ) t. The phase deviation ΔPhase (n) is subtracted from the phase value of the wave signal m (t).
Thereby, m c (t), which is the modulated wave signal after the distortion compensation processing, is expressed as the following equation (13).

Figure 2016119601

スイッチ3は、制御部20から動作モードが運用モードである旨の通知を受けているので、歪み補償部16から歪み補償処理後の変調波信号m(t)を受けると、その変調波信号m(t)をD/A変換器5に出力する。
D/A変換器5は、スイッチ3から変調波信号m(t)を受けると、その変調波信号m(t)をアナログ信号に変換し、そのアナログ信号をミクサ6に出力する。
ミクサ6は、D/A変換器5からアナログ信号を受けると、局部信号源4から出力された局部発振信号を用いて、そのアナログ信号の周波数をアップコンバートし、アップコンバート後のアナログ信号である高周波信号Mix1(t)を電力増幅器7に出力する。
ここで、局部信号源4から出力された局部発振信号の周波数がfRFであるとすると、ミクサ6から出力される高周波信号Mix1(t)は、下記の式(14)のように表される。

Figure 2016119601
Since the switch 3 receives notification from the control unit 20 that the operation mode is the operation mode, when receiving the modulated wave signal m c (t) after distortion compensation processing from the distortion compensating unit 16, the modulated wave signal m c (t) is output to the D / A converter 5.
When receiving the modulation wave signal m c (t) from the switch 3, the D / A converter 5 converts the modulation wave signal m c (t) into an analog signal and outputs the analog signal to the mixer 6.
When receiving an analog signal from the D / A converter 5, the mixer 6 uses the local oscillation signal output from the local signal source 4 to up-convert the frequency of the analog signal, and is an analog signal after the up-conversion. The high frequency signal Mix1 (t) is output to the power amplifier 7.
Here, when the frequency of the local oscillation signal output from the local signal source 4 is assumed to be f RF, high-frequency signal Mix1 output from the mixer 6 (t) is represented as the following equation (14) .
Figure 2016119601

電力増幅器7は、ミクサ6から高周波信号Mix1(t)を受けると、その高周波信号Mix1(t)を増幅し、増幅後の高周波信号Pout(t)を出力端子8に出力する。
歪み補償部16によって変調波信号m(t)に対する歪み補償処理が実施されているので、電力増幅器7により増幅された高周波信号Pout(t)は、下記の式(15)のように表される。

Figure 2016119601
When receiving the high frequency signal Mix1 (t) from the mixer 6, the power amplifier 7 amplifies the high frequency signal Mix1 (t) and outputs the amplified high frequency signal P out (t) to the output terminal 8.
Since distortion compensation processing is performed on the modulated wave signal m (t) by the distortion compensator 16, the high-frequency signal P out (t) amplified by the power amplifier 7 is expressed as the following equation (15). The
Figure 2016119601

以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、A/D変換器11から出力された帰還信号Mix2(t)の周波数を解析し、その周波数の解析結果から、ミクサ10によるダウンコンバート後のアナログ信号の振幅値Mag及び位相値θを特定し、その特定した振幅値Mag及び位相値θと、既知信号の振幅値A及び位相値θとから、既知信号の振幅値Aに対応する電力増幅器7の利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を算出する偏差算出部12を設け、歪み補償部16が、偏差算出部12により算出された各振幅値Aに対応する利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)の中から、変調波信号m(t)の振幅値Bに対応する利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を特定し、その特定した利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を用いて、その変調波信号m(t)に対する歪み補償処理を実施するように構成したので、演算規模が大きなディジタル回路や直交復調器などを実装することなく、電力増幅器7で発生する非線形歪みを高精度に補償することができる効果を奏する。 As apparent from the above, according to the first embodiment, the frequency of the feedback signal Mix2 (t) output from the A / D converter 11 is analyzed, and the down-conversion by the mixer 10 is performed based on the analysis result of the frequency. The amplitude value Mag n and phase value θ of the subsequent analog signal are specified, and the amplitude value of the known signal is determined from the specified amplitude value Mag n and phase value θ and the amplitude value An and phase value θ 0 of the known signal. the deviation calculating section 12 for calculating a gain deviation ΔGain of the power amplifier 7 corresponding to a n (n) and the phase deviation ΔPhase (n) is provided, the distortion compensation section 16, the amplitude value a calculated by the deviation calculating section 12 from the corresponding gain deviation ΔGain (n) and the phase deviation ΔPhase (n) for n, the gain deviation DerutaGain corresponding to the amplitude value B of the modulated wave signal m (t) (n) and the phase deviation ΔPhase (n And the distortion compensation processing for the modulated wave signal m (t) is performed using the specified gain deviation ΔGain (n) and phase deviation ΔPhase (n). There is an effect that nonlinear distortion generated in the power amplifier 7 can be compensated with high accuracy without mounting a circuit, a quadrature demodulator, or the like.

即ち、変調波信号m(t)に対する歪み補償処理に用いる電力増幅器7の利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を算出するに際して、電力増幅器により増幅された高周波信号から変調波信号のIベースバンド信号及びQベースバンド信号を復調する直交復調器を帰還回路に実装する必要がない。また、帰還回路には1個のA/D変換器11を実装すれば足りる。したがって、非特許文献1に開示されている歪み補償回路と比べて、帰還回路の構成を簡略化することができる。
また、変調波信号m(t)に対する歪み補償処理に用いる電力増幅器7の利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を算出するに際して、変調波信号m(t)と帰還信号Mix2(t)のタイミングを一致させるディジタル信号処理を実施することなく、利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を高精度に算出することができるため、演算規模が大きなディジタル回路を実装する必要がない。したがって、演算規模の大規模を招くことなく、電力増幅器7で発生する非線形歪みを高精度に補償することができる。
That is, when calculating the gain deviation ΔGain (n) and phase deviation ΔPhase (n) of the power amplifier 7 used for the distortion compensation processing for the modulated wave signal m (t), the modulated wave signal is calculated from the high frequency signal amplified by the power amplifier. There is no need to mount a quadrature demodulator for demodulating the I baseband signal and the Q baseband signal in the feedback circuit. Further, it is sufficient to mount one A / D converter 11 in the feedback circuit. Therefore, the configuration of the feedback circuit can be simplified as compared with the distortion compensation circuit disclosed in Non-Patent Document 1.
Further, when calculating the gain deviation ΔGain (n) and phase deviation ΔPhase (n) of the power amplifier 7 used for the distortion compensation processing for the modulated wave signal m (t), the modulated wave signal m (t) and the feedback signal Mix2 (t ), The gain deviation ΔGain (n) and the phase deviation ΔPhase (n) can be calculated with high accuracy without performing the digital signal processing for matching the timings), so that it is necessary to mount a digital circuit having a large computation scale. Absent. Therefore, the nonlinear distortion generated in the power amplifier 7 can be compensated with high accuracy without incurring a large computation scale.

実施の形態2.
上記実施の形態1では、既知信号s(t)の周波数がfで一定である例を示したが、この実施の形態2では、既知信号s(t)の周波数が変更される場合について説明する。
図5は既知信号s(t)の周波数の変更例を示す説明図である。
図5の例では、既知信号s(t)の周波数が時間の経過に伴ってf→fのように変更され、また、既知信号s(t)の周波数がfのとき振幅値がA→A→A・・・のように変更され、既知信号s(t)の周波数がfのとき振幅値がA→A→A・・・のように変更されている。
時間の経過に伴って既知信号s(t)の周波数f及び振幅値Aが変更されるため、既知信号生成部1により生成される既知信号s(t)は、下記の式(16)のように表される。

Figure 2016119601
式(16)において、m=0,・・・Mである。 Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, an example in which the frequency of the known signal s (t) is constant at f 0 has been described. However, in the second embodiment, a case where the frequency of the known signal s (t) is changed will be described. To do.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of changing the frequency of the known signal s (t).
In the example of FIG. 5, the frequency of the known signal s (t) is changed as f 0 → f 1 as time passes, and the amplitude value is changed when the frequency of the known signal s (t) is f 0. A 0 → A 1 → A 2 ... And when the frequency of the known signal s (t) is f 1 , the amplitude value is changed as A 0 → A 1 → A 2. Yes.
Because with the passage of time the frequency f n and the amplitude values A n of the known signal s (t) is changed, a known signal s generated by the known signal generator unit 1 (t), the following equation (16) It is expressed as
Figure 2016119601
In equation (16), m = 0,...

歪み補償回路の構成は上記実施の形態1と同様である。
以下、歪み補償回路の動作を説明する。
最初に、キャリブレーションモードでの動作を説明する。
制御部20は、動作モードがキャリブレーションモードであることを既知信号生成部1及びスイッチ3に通知する。
The configuration of the distortion compensation circuit is the same as that of the first embodiment.
Hereinafter, the operation of the distortion compensation circuit will be described.
First, the operation in the calibration mode will be described.
The control unit 20 notifies the known signal generation unit 1 and the switch 3 that the operation mode is the calibration mode.

既知信号生成部1は、制御部20から動作モードがキャリブレーションモードである旨の通知を受けると、式(16)に示す既知信号s(t)を生成し、その既知信号をスイッチ3及び補償テーブル作成部15に出力する。
図5は、M=1の例であり、既知信号s(t)の周波数がf→fのように変更されるため、最初に、位相値がθ、周波数がfで、振幅値Aが異なるN個の既知信号s(t)を生成して、N個の既知信号s(t)を順番に出力する。
次に、位相値がθ、周波数がfで、振幅値Aが異なるN個の既知信号s(t)を生成し、N個の既知信号s(t)を順番に出力する。
When the known signal generation unit 1 receives a notification from the control unit 20 that the operation mode is the calibration mode, the known signal generation unit 1 generates a known signal s (t) represented by Expression (16), and the known signal is converted to the switch 3 and the compensation. The data is output to the table creation unit 15.
FIG. 5 is an example of M = 1, and since the frequency of the known signal s (t) is changed as f 0 → f 1 , first, the phase value is θ 0 , the frequency is f 0 , and the amplitude N known signals s (t) having different values An are generated, and N known signals s (t) are output in order.
Next, N known signals s (t) having a phase value of θ 0 , a frequency of f 1 and different amplitude values An are generated, and the N known signals s (t) are sequentially output.

スイッチ3は、制御部20から動作モードがキャリブレーションモードである旨の通知を受けているので、既知信号生成部1から既知信号s(t)を受けると、上記実施の形態1と同様に、その既知信号s(t)をD/A変換器5に出力する。
D/A変換器5は、スイッチ3から既知信号s(t)を受けると、上記実施の形態1と同様に、その既知信号s(t)をアナログ信号に変換し、そのアナログ信号をミクサ6に出力する。
ミクサ6は、D/A変換器5からアナログ信号を受けると、上記実施の形態1と同様に、局部信号源4から出力された局部発振信号を用いて、そのアナログ信号の周波数をアップコンバートし、アップコンバート後のアナログ信号である高周波信号Mix1(t)を電力増幅器7に出力する。
ここで、局部信号源4から出力された局部発振信号の周波数がfRFであるとすると、ミクサ6から出力される高周波信号Mix1(t)は、下記の式(17)のように表される。

Figure 2016119601
Since the switch 3 receives the notification that the operation mode is the calibration mode from the control unit 20, when the known signal s (t) is received from the known signal generation unit 1, the switch 3 is similar to the first embodiment. The known signal s (t) is output to the D / A converter 5.
When the D / A converter 5 receives the known signal s (t) from the switch 3, the D / A converter 5 converts the known signal s (t) into an analog signal as in the first embodiment, and converts the analog signal into the mixer 6. Output to.
When the mixer 6 receives the analog signal from the D / A converter 5, the mixer 6 up-converts the frequency of the analog signal using the local oscillation signal output from the local signal source 4 as in the first embodiment. The high-frequency signal Mix1 (t), which is an analog signal after up-conversion, is output to the power amplifier 7.
Here, assuming that the frequency of the local oscillation signal output from the local signal source 4 is f RF , the high-frequency signal Mix1 (t) output from the mixer 6 is expressed by the following equation (17). .
Figure 2016119601

電力増幅器7は、ミクサ6から高周波信号Mix1(t)を受けると、上記実施の形態1と同様に、その高周波信号Mix1(t)を増幅し、増幅後の高周波信号Pout(t)を出力端子8及び減衰器9に出力する。
電力増幅器7により増幅された高周波信号Pout(t)には、電力増幅器7で発生する非線形歪みが含まれているので、高周波信号Pout(t)は、下記の式(18)のように表される。

Figure 2016119601
When receiving the high frequency signal Mix1 (t) from the mixer 6, the power amplifier 7 amplifies the high frequency signal Mix1 (t) and outputs the amplified high frequency signal P out (t), as in the first embodiment. Output to terminal 8 and attenuator 9.
Since the high frequency signal P out (t) amplified by the power amplifier 7 includes nonlinear distortion generated in the power amplifier 7, the high frequency signal P out (t) is expressed by the following equation (18). expressed.
Figure 2016119601

減衰器9は、電力増幅器7から増幅後の高周波信号Pout(t)を受けると、上記実施の形態1と同様に、その高周波信号Pout(t)を減衰し、減衰後の高周波信号ATT(t)をミクサ10に出力する。
減衰器9により減衰された高周波信号ATT(t)は、下記の式(19)のように表される。

Figure 2016119601
When receiving the amplified high-frequency signal P out (t) from the power amplifier 7, the attenuator 9 attenuates the high-frequency signal P out (t) and attenuates the high-frequency signal ATT as in the first embodiment. (T) is output to the mixer 10.
The high frequency signal ATT (t) attenuated by the attenuator 9 is expressed as the following equation (19).
Figure 2016119601

ミクサ10は、減衰器9から減衰後の高周波信号ATT(t)を受けると、上記実施の形態1と同様に、局部信号源4から出力された局部発振信号を用いて、その高周波信号ATT(t)の周波数をダウンコンバートし、ダウンコンバート後のアナログ信号である帰還信号Mix2(t)をA/D変換器11に出力する。
ミクサ10から出力される帰還信号Mix2(t)は、下記の式(20)のように表される。

Figure 2016119601
A/D変換器11は、ミクサ10から帰還信号Mix2(t)を受けると、上記実施の形態1と同様に、その帰還信号Mix2(t)をディジタル信号に変換し、ディジタルの帰還信号Mix2(t)を偏差算出部12に出力する。 When receiving the attenuated high-frequency signal ATT (t) from the attenuator 9, the mixer 10 uses the local oscillation signal output from the local signal source 4 and uses the high-frequency signal ATT ( The frequency of t) is down-converted, and the feedback signal Mix2 (t), which is an analog signal after down-conversion, is output to the A / D converter 11.
The feedback signal Mix2 (t) output from the mixer 10 is represented by the following equation (20).
Figure 2016119601
When the A / D converter 11 receives the feedback signal Mix2 (t) from the mixer 10, the A / D converter 11 converts the feedback signal Mix2 (t) into a digital signal as in the first embodiment, and the digital feedback signal Mix2 ( t) is output to the deviation calculator 12.

偏差算出部12のフーリエ変換部13は、A/D変換器11からディジタルの帰還信号Mix2(t)を受けると、上記実施の形態1と同様に、ディジタルの帰還信号Mix2(t)に対するフーリエ変換を実施して、その帰還信号を周波数領域の信号に変換する。
偏差算出部12の振幅位相特定部14は、フーリエ変換部13がディジタルの帰還信号Mix2(t)を周波数領域の信号に変換すると、上記実施の形態1と同様に、その周波数領域の信号のピーク値を探索し、そのピーク値から周波数fにおける振幅値Mag及び位相値θを特定する。
既知信号s(t)の周波数fが時間の経過に伴って変更されるので、既知信号生成部1から、例えば周波数fの既知信号s(t)が出力されているときは、周波数領域の信号のピーク値から周波数fにおける振幅値Mag及び位相値θを特定し、例えば周波数fの既知信号s(t)が出力されているときは、周波数領域の信号のピーク値から周波数fにおける振幅値Mag及び位相値θを特定する。
振幅位相特定部14により特定される周波数fにおける振幅値Magは、ミクサ10によるダウンコンバート後のアナログ信号の振幅値Magに相当し、振幅位相特定部14により特定される周波数fにおける位相値θは、ミクサ10によるダウンコンバート後のアナログ信号の位相値θに相当する。
振幅値Mag及び位相値θは、上記の式(6)及び式(7)のように表される。
Upon receiving the digital feedback signal Mix2 (t) from the A / D converter 11, the Fourier transform unit 13 of the deviation calculating unit 12 performs a Fourier transform on the digital feedback signal Mix2 (t) as in the first embodiment. To convert the feedback signal into a frequency domain signal.
When the Fourier transform unit 13 converts the digital feedback signal Mix2 (t) into a frequency domain signal, the amplitude / phase specifying unit 14 of the deviation calculating unit 12 peaks the signal in the frequency domain as in the first embodiment. searching a value to identify the amplitude values Mag n and a phase value θ at the frequency f m from its peak value.
Since the frequency f m of the known signal s (t) is changed over time, from the known signal generator 1, for example, when a known signal s frequency f 0 (t) is being output, the frequency domain The amplitude value Mag n and the phase value θ at the frequency f 0 are specified from the peak value of the signal of, for example, and when the known signal s (t) of the frequency f 1 is output, the frequency The amplitude value Mag n and the phase value θ at f 1 are specified.
Amplitude Mag n at the frequency f m which is specified by the amplitude phase identification unit 14 corresponds to the amplitude value Mag n of the analog signal down-converted by mixer 10, at a frequency f m which is specified by the amplitude phase identification unit 14 The phase value θ corresponds to the phase value θ of the analog signal after down-conversion by the mixer 10.
The amplitude value Mag n and the phase value θ are expressed as in the above equations (6) and (7).

偏差算出部12の補償テーブル作成部15は、振幅位相特定部が周波数fにおける振幅値Mag及び位相値θを特定すると、下記の式(21)に示すように、周波数fにおける振幅値Mag及び位相値θと、既知信号の振幅値A及び位相値θとから、電力増幅器7の利得偏差ΔGain(n,f)及び位相偏差ΔPhase(n,f)を算出する。

Figure 2016119601

Figure 2016119601
Compensation table creation unit 15 of the deviation calculator 12, the amplitude-phase identifying unit identifies the amplitude values Mag n and a phase value θ at the frequency f m, as shown in the following equation (21), the amplitude value at a frequency f m The gain deviation ΔGain (n, f m ) and the phase deviation ΔPhase (n, f m ) of the power amplifier 7 are calculated from Mag n and the phase value θ and the amplitude value An and the phase value θ 0 of the known signal.

Figure 2016119601

Figure 2016119601

上記の式(6)より、Mag=Aであるため、式(21)に示す電力増幅器7の利得偏差ΔGain(n,f)は、下記の式(23)に示すように、振幅値Aの信号を増幅する場合の電力増幅器7の利得偏差ΔGと一致する。
また、上記の式(7)より、θ=Δφであるため、既知信号s(t)の位相値θ(既知の位相値)が例えば“0”であれば、式(22)に示す電力増幅器7の位相偏差ΔPhase(n)は、下記の式(24)に示すように、振幅値Aの信号を増幅する場合の電力増幅器7の位相偏差Δφと一致する。

Figure 2016119601

Figure 2016119601
From the above equation (6), since Mag n = An , the gain deviation ΔGain (n, f m ) of the power amplifier 7 shown in equation (21) has an amplitude as shown in the following equation (23). consistent with gain deviation .DELTA.G n of power amplifier 7 in the case of amplifying a signal having a value a n.
Further, from the above equation (7), since θ = Δφn, if the phase value θ 0 (known phase value) of the known signal s (t) is, for example, “0”, the equation (22) is obtained. phase deviation ΔPhase power amplifier 7 (n), as shown in the following equation (24), coincides with the phase deviation [Delta] [phi n of power amplifier 7 in the case of amplifying a signal amplitude value a n.

Figure 2016119601

Figure 2016119601

補償テーブル作成部15は、既知信号生成部1が既知信号s(t)を出力する毎に、電力増幅器7の利得偏差ΔGain(n,f)及び位相偏差ΔPhase(n,f)を算出すると、その利得偏差ΔGain(n,f)及び位相偏差ΔPhase(n,f)を記憶する。
この実施の形態2では、既知信号生成部1が、周波数fを変更しながら、振幅値Aが異なるN個の既知信号s(t)を出力するものとしているので、(M×N)個の振幅値Aに対応する利得偏差ΔGain(n,f)及び位相偏差ΔPhase(n,f)を記憶する。
Compensation table creation unit 15 calculates, for each of the known signal generating unit 1 outputs a known signal s (t), the gain deviation ΔGain (n, f m) of the power amplifier 7 and phase deviation ΔPhase (n, f m) a Then, store the gain deviation ΔGain (n, f m) and the phase deviation ΔPhase (n, f m) a.
In the second embodiment, the known signal generator 1, while changing the frequency f m, since it is assumed that the amplitude value A n outputs the N different known signal s (t), (M × N) storing pieces of gain deviation ΔGain (n, f m) corresponding to the amplitude value a n and phase deviation ΔPhase (n, f m) a.

図6は補償テーブル作成部15により記憶されている(M×N)個の振幅値Aに対応する利得偏差ΔGain(n,f)及び位相偏差ΔPhase(n,f)の一例を示す説明図である。
図6の例では、既知信号生成部1から出力される既知信号s(t)の振幅値Aが3ビットで表現される場合を示しており、既知信号s(t)の振幅値Aが0〜7まで変化する。
図6に示している電力増幅器7の利得偏差ΔGain(n,f)及び位相偏差ΔPhase(n,f)は、実際の算出値を四捨五入等することで規格化された値になっている。
Figure 6 shows an example of compensation are stored by the table creating unit 15 (M × N) number of gain deviation ΔGain corresponding to the amplitude value A n (n, f m) and the phase deviation ΔPhase (n, f m) It is explanatory drawing.
In the example of FIG. 6 shows the case where the amplitude value A n of the known signal s (t) outputted from the known-signal generating unit 1 is represented by 3 bits, the amplitude values A n of the known signal s (t) Varies from 0 to 7.
Gain deviation ΔGain of the power amplifier 7 that are shown in FIG. 6 (n, f m) and the phase deviation ΔPhase (n, f m) is adapted to the value normalized by rounding or the like of the actual calculated value .

補償テーブル作成部15は、例えば、図6の場合、周波数fの既知信号s(t)の8個の振幅値Aに対応する利得偏差ΔGain(n,f)及び位相偏差ΔPhase(n,f)と、周波数fの既知信号s(t)の8個の振幅値Aに対応する利得偏差ΔGain(n,f)及び位相偏差ΔPhase(n,f)とを記憶しているので、2つの周波数f,fに対応する利得偏差ΔGain(n,f),ΔGain(n,f)を統合するとともに、2つの周波数f,fに対応する位相偏差ΔPhase(n,f),ΔPhase(n,f)を統合することで、各々の振幅値Aに対応する電力増幅器7の利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を示す補償テーブルを作成する。
図7は補償テーブル作成部15による補償テーブルの作成例を示す説明図である。
図7の例では、2つの周波数f,fに対応する利得偏差ΔGain(n,f),ΔGain(n,f)を平均化することで統合し、2つの周波数f,fに対応する位相偏差ΔPhase(n,f),ΔPhase(n,f)を平均化することで統合している。
例えば、図6における統合前の振幅値Aに着目すると、利得偏差ΔGain(6,f)が4、利得偏差ΔGain(6,f)が3、位相偏差ΔPhase(6,f)が4、位相偏差ΔPhase(6,f)が2であるため、図7に示すように、統合後の利得偏差ΔGain(6)及び位相偏差ΔPhase(6)は下記のようになる。
統合後の利得偏差ΔGain(6)=(4+3)/2=3.5
統合後の位相偏差ΔPhase(6)=(4+2)/2=3
Compensation table creation unit 15, for example, the case of FIG. 6, the gain deviation ΔGain (n, f 0) corresponding to the eight amplitude values A n of the known signal s (t) of frequency f 0 and phase deviation ΔPhase (n stores the f 0), 8 pieces of gain deviation ΔGain (n corresponding to the amplitude value a n of the frequency f 1 of the known signal s (t), f 1) and the phase deviation ΔPhase (n, the f 1) and since it has two gain deviation DerutaGain corresponding to the frequency f 0, f 1 (n, f 0), ΔGain (n, f 1) with integrating two phase deviation corresponding to the frequency f 0, f 1 ΔPhase (n, f 0), ΔPhase (n, f 1) by integrating compensation illustrating a gain deviation ΔGain of the power amplifier 7 corresponding to each of the amplitude values a n (n) and the phase deviation ΔPhase (n) Create a table.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of creating a compensation table by the compensation table creating unit 15.
In the example of FIG. 7, the gain deviations ΔGain (n, f 0 ) and ΔGain (n, f 1 ) corresponding to the two frequencies f 0 and f 1 are integrated by averaging, and the two frequencies f 0 and f are integrated. The phase deviations ΔPhase (n, f 0 ) and ΔPhase (n, f 1 ) corresponding to 1 are integrated by averaging.
For example, paying attention to the amplitude value A 6 before integration in FIG 6, the gain deviation ΔGain (6, f 0) is 4, the gain deviation ΔGain (6, f 1) is 3, the phase deviation ΔPhase (6, f 0) is 4. Since the phase deviation ΔPhase (6, f 1 ) is 2, as shown in FIG. 7, the gain deviation ΔGain (6) and the phase deviation ΔPhase (6) after integration are as follows.
Gain deviation after integration ΔGain (6) = (4 + 3) /2=3.5
Phase deviation after integration ΔPhase (6) = (4 + 2) / 2 = 3

運用モードでの動作は、上記実施の形態1と同じであるため説明を省略する。
この実施の形態2のように、補償テーブル作成部15が、周波数が異なる同一の振幅値Aに対応する複数の利得偏差を統合するとともに、周波数が異なる同一の振幅値Aに対応する複数の位相偏差を統合することで、各々の振幅値Aに対応する利得偏差ΔGain(n)及び位相偏差ΔPhase(n)を示す補償テーブルを作成するように構成したので、既知信号s(t)の周波数fを時間の経過に伴って変更する場合でも、上記実施の形態1と同様に、演算規模が大きなディジタル回路や直交復調器などを実装することなく、電力増幅器7で発生する非線形歪みを高精度に補償することができる効果を奏する。
また、既知信号s(t)の周波数fを変更することにより、電力増幅器7の周波数特性を考慮した補償テーブルを作成することができるため、上記実施の形態1よりも更に高精度に電力増幅器7で発生する非線形歪みを補償することができる効果を奏する。
Since the operation in the operation mode is the same as that in the first embodiment, description thereof is omitted.
As the second embodiment, a plurality compensation table creation unit 15, while integrating the plurality of gain deviation corresponding to the same amplitude values A n of different frequencies, corresponding to the same amplitude values A n of different frequencies of by integrating the phase difference, since it is configured to create a compensation table indicating the gain deviation corresponding to each of the amplitude values a n ΔGain (n) and the phase deviation ΔPhase (n), a known signal s (t) even if the change with a frequency f m to the passage of time, as in the first embodiment, without the computational complexity to implement, such as large digital circuits and quadrature demodulator, nonlinear distortion generated by the power amplifier 7 Can be compensated with high accuracy.
Further, by changing the frequency f m of the known signal s (t), it is possible to create a compensation table in consideration of the frequency characteristic of the power amplifier 7, a power amplifier to a higher accuracy than the first embodiment 7 can compensate for the non-linear distortion that occurs in 7.

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。   In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .

1 既知信号生成部、2 変調波生成部、3 スイッチ、4 局部信号源、5 D/A変換器(第1の変換部)、6 ミクサ(第1の変換部)、7 電力増幅器、8 出力端子、9 減衰器、10 ミクサ(第2の変換部)、11 A/D変換器(第2の変換部)、12 偏差算出部、13 フーリエ変換部、14 振幅位相特定部、15 補償テーブル作成部、16 歪み補償部、20 制御部、51 メモリ、52 プロセッサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Known signal production | generation part, 2 Modulation wave production | generation part, 3 Switch, 4 Local signal source, 5 D / A converter (1st conversion part), 6 Mixer (1st conversion part), 7 Power amplifier, 8 outputs Terminal, 9 Attenuator, 10 Mixer (second conversion unit), 11 A / D converter (second conversion unit), 12 Deviation calculation unit, 13 Fourier transform unit, 14 Amplitude phase identification unit, 15 Compensation table creation Unit, 16 distortion compensation unit, 20 control unit, 51 memory, 52 processor.

Claims (5)

振幅値が異なる複数の既知信号を順番に出力する既知信号生成部と、
前記既知信号をアナログ信号に変換し、前記アナログ信号の周波数を変換する第1の変換部と、
前記周波数が変換されたアナログ信号を増幅する電力増幅器と、
前記電力増幅器により増幅されたアナログ信号を減衰する減衰器と、
前記減衰器により減衰されたアナログ信号の周波数を変換し、周波数変換後のアナログ信号をディジタル信号に変換する第2の変換部と、
前記ディジタル信号の周波数を解析することで、前記第2の変換部による周波数変換後のアナログ信号の振幅値及び位相値を特定し、前記特定した振幅値及び位相値と前記既知信号の振幅値及び位相値とから、前記既知信号の振幅値に対応する前記電力増幅器の利得偏差及び位相偏差を算出する偏差算出部と、
前記偏差算出部により算出された各々の振幅値に対応する利得偏差及び位相偏差の中から、前記変調波信号の振幅値に対応する利得偏差及び位相偏差を特定して、前記特定した利得偏差及び位相偏差を用いて、前記変調波信号に対する歪み補償処理を実施し、歪み補償処理後の変調波信号を前記第1の変換部に出力する歪み補償部と
を備えた歪み補償回路。
A known signal generator for sequentially outputting a plurality of known signals having different amplitude values;
A first converter that converts the known signal into an analog signal and converts the frequency of the analog signal;
A power amplifier for amplifying the analog signal having the converted frequency;
An attenuator for attenuating the analog signal amplified by the power amplifier;
A second converter that converts the frequency of the analog signal attenuated by the attenuator and converts the analog signal after the frequency conversion into a digital signal;
By analyzing the frequency of the digital signal, the amplitude value and phase value of the analog signal after frequency conversion by the second conversion unit are specified, and the specified amplitude value and phase value and the amplitude value of the known signal and A deviation calculating unit for calculating a gain deviation and a phase deviation of the power amplifier corresponding to the amplitude value of the known signal from the phase value;
From the gain deviation and the phase deviation corresponding to each amplitude value calculated by the deviation calculating unit, the gain deviation and the phase deviation corresponding to the amplitude value of the modulated wave signal are specified, and the specified gain deviation and A distortion compensation circuit comprising: a distortion compensation unit that performs a distortion compensation process on the modulated wave signal using a phase deviation and outputs the modulated wave signal after the distortion compensation process to the first conversion unit.
前記偏差算出部は、
前記第2の変換部により変換されたディジタル信号に対するフーリエ変換を実施して、前記ディジタル信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部により変換された周波数領域の信号から、前記第2の変換部による周波数変換後のアナログ信号の振幅値及び位相値を特定する振幅位相特定部と、
前記振幅位相特定部により特定されたアナログ信号の振幅値と前記既知信号の振幅値から、前記既知信号の振幅値に対応する前記電力増幅器の利得偏差を算出するとともに、前記振幅位相特定部により特定されたアナログ信号の位相値と前記既知信号の位相値から、前記既知信号の振幅値に対応する前記電力増幅器の位相偏差を算出し、各々の振幅値に対応する前記電力増幅器の利得偏差及び位相偏差を示す補償テーブルを作成する補償テーブル作成部とから構成されていることを特徴とする請求項1記載の歪み補償回路。
The deviation calculator is
A Fourier transform unit that performs a Fourier transform on the digital signal converted by the second conversion unit, and converts the digital signal into a frequency domain signal;
An amplitude phase specifying unit for specifying an amplitude value and a phase value of an analog signal after frequency conversion by the second conversion unit, from the frequency domain signal converted by the Fourier transform unit;
The gain deviation of the power amplifier corresponding to the amplitude value of the known signal is calculated from the amplitude value of the analog signal specified by the amplitude phase specifying unit and the amplitude value of the known signal, and specified by the amplitude phase specifying unit The phase deviation of the power amplifier corresponding to the amplitude value of the known signal is calculated from the phase value of the analog signal and the phase value of the known signal, and the gain deviation and phase of the power amplifier corresponding to each amplitude value are calculated. The distortion compensation circuit according to claim 1, further comprising a compensation table creation unit that creates a compensation table indicating a deviation.
前記歪み補償部は、前記補償テーブル作成部により作成された補償テーブルから、前記変調波信号の振幅値に対応する利得偏差及び位相偏差を読み出し、前記読み出した利得偏差及び位相偏差を用いて、前記変調波信号に対する歪み補償処理を実施することを特徴とする請求項2記載の歪み補償回路。   The distortion compensation unit reads the gain deviation and the phase deviation corresponding to the amplitude value of the modulated wave signal from the compensation table created by the compensation table creation unit, and uses the read gain deviation and phase deviation, 3. The distortion compensation circuit according to claim 2, wherein a distortion compensation process is performed on the modulated wave signal. 前記補償テーブル作成部が補償テーブルを作成する段階では、前記既知信号生成部から出力された既知信号を前記第1の変換部に与え、前記補償テーブル作成部による補償テーブルの作成が完了した段階では、前記歪み補償部による歪み補償処理後の変調波信号を前記第1の変換部に与えるスイッチを備えたことを特徴とする請求項2または請求項3記載の歪み補償回路。   In the step of creating the compensation table by the compensation table creation unit, the known signal output from the known signal generation unit is given to the first conversion unit, and the creation of the compensation table by the compensation table creation unit is completed. 4. The distortion compensation circuit according to claim 2, further comprising a switch that applies a modulated wave signal after distortion compensation processing by the distortion compensation unit to the first conversion unit. 前記既知信号生成部は、振幅値が異なる複数の既知信号を順番に出力すると、前記複数の既知信号の周波数を変更してから、前記複数の既知信号を順番に出力する処理を繰り返し実施し、
前記補償テーブル作成部は、周波数が異なっているが振幅値が同一である複数の既知信号に対応する複数の利得偏差を統合するとともに、周波数が異なっているが振幅値が同一である複数の既知信号に対応する位相偏差を統合することで、各々の振幅値に対応する前記電力増幅器の利得偏差及び位相偏差を示す補償テーブルを作成することを特徴とする請求項2から請求項4のうちのいずれか1項記載の歪み補償回路。
When the known signal generation unit sequentially outputs a plurality of known signals having different amplitude values, the frequency of the plurality of known signals is changed, and then the process of outputting the plurality of known signals in order is repeatedly performed.
The compensation table creation unit integrates a plurality of gain deviations corresponding to a plurality of known signals having different frequencies but having the same amplitude value, and a plurality of known signals having different frequencies but the same amplitude value. The compensation table which shows the gain deviation and phase deviation of the power amplifier corresponding to each amplitude value is created by integrating the phase deviation corresponding to the signal. The distortion compensation circuit according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117375538A (en) * 2023-10-09 2024-01-09 新港海岸(北京)科技有限公司 Attenuation compensation method and attenuation compensation circuit

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