JP2017050694A - 無線通信装置及びバースト歪み補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バースト歪みを十分に補正すること。【解決手段】無線通信装置は、一定の電力レベルが継続するバースト信号の先頭からの経過時間に応じたバースト歪みに含まれる瞬時変動であって、バースト信号の電力レベルを瞬時的に変動させる瞬時変動を補正する瞬時係数を取得する瞬時係数取得部と、前記バースト歪みに含まれる平均変動であって、バースト信号の電力レベルを先頭から終端にかけて徐々に変動させる平均変動を補正する平均係数を取得する平均係数取得部と、前記瞬時係数取得部によって取得された瞬時係数と前記平均係数取得部によって取得された平均係数とを合成する合成部と、前記合成部によって合成して得られた補正係数を用いてバースト信号に発生するバースト歪みを補正する補正部とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、無線通信装置及びバースト歪み補正方法に関する。

無線通信システムにおける送信装置には、通常、送信信号を増幅する電力増幅器が設けられる。電力増幅器は、入力信号の電力が比較的小さい場合には、入力信号を線形増幅するため、入力電力と出力電力の線形性が保たれる。しかし、入力信号の電力が比較的大きい場合には、入出力特性の飽和領域に達して入力電力と出力電力の線形性が崩れる。このため、一般に効率が良い飽和領域で電力増幅器を稼働させると、電力増幅器によって増幅される送信信号に非線形歪みが発生する。非線形歪みは、隣接チャネル漏洩電力（ＡＣＬＲ：Adjacent Channel Leakage Ratio）を増大させる一因となるため、低減することが好ましい。

そこで、電力増幅器において発生する非線形歪みの逆特性の歪みをあらかじめ送信信号に付与することにより非線形歪みを補償するプリディストーション方式の歪み補償技術が送信装置に採用されることがある。プリディストーション方式において送信信号にあらかじめ付与される歪みは、歪み補償係数などとも呼ばれ、例えば送信信号の電力レベルに応じた歪み補償係数がルックアップテーブルから読み出されて送信信号に乗算される。そして、歪み補償係数が乗算された送信信号が電力増幅器によって増幅されると、電力増幅器において発生する非線形歪みによって歪み補償係数による歪みが相殺され、送信信号の歪みが低減される。

ところで、送信信号に発生する歪みには、電力増幅器において発生する非線形歪みの他にも、例えばＴＤＤ（Time Division Duplex）通信などで送信されるバースト信号において発生するバースト歪みがある。バースト歪みは、バースト信号の立ち上がり時に電力が大きくなり、時間が経過するに連れて電力が低下していく歪みである。具体的には、バースト信号の送信開始時には電力増幅器が動作を開始し急激に暖まるため、送信開始後数十ナノ秒（ｎｓ）から数百ナノ秒程度の間は、バースト信号の電力が突出して大きくなる。そして、送信開始から数十から数百ミリ秒（ｍｓ）が経過すると、電力増幅器が全体的に暖まりゲインが徐々に低下するため、バースト信号の電力も徐々に低下する。このようにバースト信号の電力を変動させるバースト歪みについても、非線形歪みと同様に、バースト歪みの逆特性を有する補正係数を送信信号に付与することで低減することが検討されている。

国際公開第２００８／１２０３１８号 国際公開第２００８／１２６２１７号

しかしながら、バースト歪みには、バースト信号の先頭から終端にかけて電力を徐々に低下させる平均変動だけでなく、より短期的にバースト信号の瞬時電力を変動させる瞬時変動が含まれる。そして、バースト信号の先頭からの経過時間に応じた平均変動を低減するだけでは、瞬時変動が残存し、バースト歪みを十分に補正することができないという問題がある。

すなわち、バースト信号の先頭から終端までを巨視的に見れば、バースト信号の電力が徐々に低下する平均変動が観測されるが、バースト信号を微視的に見ると、バースト信号の電力が瞬時的に変動する瞬時変動が観測される。このため、バースト信号の品質を向上するためには、平均変動のみではなく、瞬時変動を含めてバースト歪みを補正することが好ましい。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、バースト歪みを十分に補正することができる無線通信装置及びバースト歪み補正方法を提供することを目的とする。

本願が開示する無線通信装置は、１つの態様において、一定の電力レベルが継続するバースト信号の先頭からの経過時間に応じたバースト歪みに含まれる瞬時変動であって、バースト信号の電力レベルを瞬時的に変動させる瞬時変動を補正する瞬時係数を取得する瞬時係数取得部と、前記バースト歪みに含まれる平均変動であって、バースト信号の電力レベルを先頭から終端にかけて徐々に変動させる平均変動を補正する平均係数を取得する平均係数取得部と、前記瞬時係数取得部によって取得された瞬時係数と前記平均係数取得部によって取得された平均係数とを合成する合成部と、前記合成部によって合成して得られた補正係数を用いてバースト信号に発生するバースト歪みを補正する補正部とを有する。

本願が開示する無線通信装置及びバースト歪み補正方法の１つの態様によれば、バースト歪みを十分に補正することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。 図２は、実施の形態１に係る補正係数生成部の構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１に係る無線送信処理を示すフロー図である。 図４は、実施の形態１に係る補正係数生成処理を示すフロー図である。 図５は、実施の形態２に係る補正係数生成部の構成を示すブロック図である。 図６は、実施の形態２に係る補正係数生成処理を示すフロー図である。 図７は、実施の形態３に係る補正係数生成部の構成を示すブロック図である。 図８は、バースト信号の区間の具体例を示す図である。 図９は、実施の形態４に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。 図１０は、実施の形態５に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。 図１１は、実施の形態５に係る補正係数生成部の構成を示すブロック図である。 図１２は、実施の形態５に係るパラメータ更新処理を示すフロー図である。 図１３は、パラメータ更新の具体例を説明する図である。 図１４は、実施の形態６に係る補正係数生成部の構成を示すブロック図である。 図１５は、実施の形態７に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。

以下、本願が開示する無線通信装置及びバースト歪み補正方法の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る無線通信装置１００の構成を示すブロック図である。図１に示す無線通信装置１００は、プロセッサ１１０、ＤＡ（Digital Analogue）コンバータ１２０、発振器１３０、ミキサ１４０及び電力増幅器１５０を有する。

プロセッサ１１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又はＤＳＰ（Digital Processing Unit）などを備え、バースト信号を生成するとともに、バースト信号に発生するバースト歪みを補正する。具体的には、プロセッサ１１０は、バースト信号生成部１１１、非線形歪み補償部１１２、補正係数生成部１１３及びバースト歪み補正部１１４を有する。これらの各処理部は、ハードウェアで構成されても良いし、ソフトウェアで構成されても良い。

バースト信号生成部１１１は、送信データを含むバースト信号を生成する。バースト信号とは、一定の電力レベルが所定時間継続する信号であり、例えばＴＤＤ通信において間欠的に送信される。バースト信号生成部１１１は、生成したバースト信号を非線形歪み補償部１１２及び補正係数生成部１１３へ送出する。また、バースト信号生成部１１１は、バースト信号を生成するタイミングを示すタイミング情報を補正係数生成部１１３へ出力する。すなわち、バースト信号は間欠的に送信される信号であるため、バースト信号生成部１１１は、バースト信号の送出を開始するタイミングの情報を補正係数生成部１１３へ出力する。

非線形歪み補償部１１２は、電力増幅器１５０において発生する非線形歪みをプリディストーション方式によって補償する。すなわち、非線形歪み補償部１１２は、電力増幅器１５０において発生する非線形歪みの逆特性を有する歪み補償係数をバースト信号に付与する。なお、図１では省略したが、電力増幅器１５０の出力が非線形歪み補償部１１２へフィードバックされ、非線形歪み補償部１１２は、フィードバック信号に残存する非線形歪みを小さくするように歪み補償係数を更新しても良い。

補正係数生成部１１３は、バースト歪みを補正するための補正係数を生成する。このとき、補正係数生成部１１３は、バースト信号の先頭から終端にかけて徐々に小さくなる平均変動を補正する平均係数と、バースト信号の電力を瞬時的に変動させる瞬時変動を補正する瞬時係数とを生成し、平均係数と瞬時変動を合成することにより補正係数を生成する。補正係数生成部１１３の具体的な処理については、後に詳述する。

バースト歪み補正部１１４は、非線形歪み補償部１１２によって非線形歪みが補償されたバースト信号に対して、補正係数生成部１１３によって生成された補正係数を乗算又は加算してバースト歪みを補正する。なお、図１においては、非線形歪み補償部１１２が非線形歪みを補償した後にバースト歪み補正部１１４がバースト歪みを補正するものとしているが、非線形歪み補償部１１２とバースト歪み補正部１１４の位置は入れ替え可能である。すなわち、バースト歪み補正部１１４がバースト歪みを補正した後に非線形歪み補償部１１２が非線形歪みを補償しても良い。

ＤＡコンバータ１２０は、プロセッサ１１０から出力されるバースト信号をＤＡ変換し、得られたアナログ信号をミキサ１４０へ出力する。

発振器１３０は、所定周波数のローカル信号を生成する。具体的には、発振器１３０は、ベースバンド周波数と無線周波数とを相互に変換するためのローカル信号を生成してミキサ１４０へ出力する。

ミキサ１４０は、発振器１３０によって生成されたローカル信号を用いて、ＤＡコンバータ１２０から出力されるベースバンド周波数のアナログ信号をアップコンバートする。そして、ミキサ１４０は、得られた無線信号を電力増幅器１５０へ出力する。

電力増幅器１５０は、ミキサ１４０から出力される無線信号を増幅し、アンテナを介して送信する。このとき、電力増幅器１５０においては、非線形歪み及びバースト歪みが発生するが、非線形歪み補償部１１２及びバースト歪み補正部１１４による歪み補償及びバースト歪みの補正により、非線形歪み及びバースト歪みが相殺される。

次に、補正係数生成部１１３の詳細な構成について、図２を参照して説明する。図２は、実施の形態１に係る補正係数生成部１１３の構成を示すブロック図である。図２に示す補正係数生成部１１３は、パラメータ保持部１０１、瞬時係数算出部１０２、平均係数算出部１０３及び係数合成部１０４を有する。

パラメータ保持部１０１は、バースト歪みのうち瞬時変動の逆特性を有する瞬時係数を算出するためのパラメータと、バースト歪みのうち平均変動の逆特性を有する平均係数を算出するためのパラメータとを保持する。すなわち、パラメータ保持部１０１は、瞬時係数及び平均係数を算出するための演算式に含まれるパラメータを保持する。

瞬時係数算出部１０２は、瞬時係数を算出するための演算式を記憶しており、バースト信号生成部１１１から出力されるタイミング情報によって、バースト信号の送出が開始されることを検知すると、演算式を用いて瞬時係数を算出する。このとき、瞬時係数算出部１０２は、パラメータ保持部１０１によって保持されたパラメータを用いた演算式に、バースト信号の振幅を代入して瞬時係数を算出する。具体的には、瞬時係数算出部１０２は、例えば以下の式（１）によって瞬時係数Ｃ_Iを算出する。
Ｃ_I＝ｄ・ｌｏｇ｜ｘ｜ …（１）

ただし、式（１）において、ｄはパラメータ保持部１０１によって保持されたパラメータであり、ｘはバースト信号の振幅である。

平均係数算出部１０３は、平均係数を算出するための演算式を記憶しており、バースト信号生成部１１１から出力されるタイミング情報によって、バースト信号の送出が開始されることを検知すると、演算式を用いて平均係数を算出する。このとき、平均係数算出部１０３は、パラメータ保持部１０１によって保持されたパラメータを用いた演算式に、バースト信号の送出開始からの経過時間を代入して平均係数を算出する。具体的には、平均係数算出部１０３は、例えば以下の式（２）によって平均係数Ｃ_Aを算出する。
Ｃ_A＝ａｔ²＋ｂｔ＋ｃ …（２）

ただし、式（２）において、ａ、ｂ、ｃはパラメータ保持部１０１によって保持されたパラメータであり、ｔはバースト信号の送出開始からの経過時間である。

係数合成部１０４は、瞬時係数算出部１０２によって算出された瞬時係数と平均係数算出部１０３によって算出された平均係数とを合成し、瞬時変動及び平均変動を含むバースト歪みを補正するための補正係数を生成する。そして、係数合成部１０４は、生成した補正係数をバースト歪み補正部１１４へ出力する。

次いで、上記のように構成された無線通信装置１００による無線送信処理について、図３に示すフロー図を参照しながら説明する。

無線通信装置１００は、間欠的にバースト信号を送信するため、バースト信号を送信するタイミングが到来すると、バースト信号生成部１１１によってバースト信号が生成され、非線形歪み補償部１１２及び補正係数生成部１１３へ送出される（ステップＳ１０１）。バースト信号が送出されるタイミングは、バースト信号生成部１１１から出力されるタイミング情報によって、補正係数生成部１１３の瞬時係数算出部１０２及び平均係数算出部１０３へ通知される。

バースト信号が非線形歪み補償部１１２へ送出されると、バースト信号に歪み補償係数が付与され、電力増幅器１５０において発生する非線形歪みが補償される（ステップＳ１０２）。すなわち、電力増幅器１５０において発生する非線形歪みの逆特性を有する歪み補償係数がバースト信号に付与される。

一方、バースト信号が補正係数生成部１１３へ送出されると、バースト歪みを補正するための補正係数が生成される（ステップＳ１０３）。補正係数生成部１１３では、瞬時係数と平均係数とが別々に算出され、算出された２つの係数が合成されることにより、補正係数が生成される。補正係数生成処理については、後に詳述する。

補正係数が生成されると、バースト歪み補正部１１４によって、非線形歪みが補償された後のバースト信号のバースト歪みが補正される（ステップＳ１０４）。具体的には、バースト歪み補正部１１４によって、バースト信号に補正係数が乗算又は加算されることにより、バースト歪みが補正される。ここで、補正係数生成部１１３によって生成される補正係数は、瞬時係数及び平均係数を合成したものであるため、この補正係数によってバースト歪みが補正されることにより、バースト歪みに含まれる瞬時変動及び平均変動の双方を低減することができる。換言すれば、バースト信号の先頭から終端にかけて徐々に小さくなる平均変動のみならず、バースト信号の電力を瞬時的に変動させる瞬時変動を含めて補正し、バースト歪みを十分に補正することができる。

なお、非線形歪み補償部１１２による非線形歪み補償（ステップＳ１０２）、補正係数生成部１１３による補正係数生成処理（ステップＳ１０３）及びバースト歪み補正部１１４によるバースト歪みの補正（ステップＳ１０４）は、必ずしもこの順序で実行される必要はない。すなわち、例えばステップＳ１０２とステップＳ１０３とが同時に実行されても良いし、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４の後にステップＳ１０２が実行されても良い。

バースト歪みが補償されたバースト信号は、ＤＡコンバータ１２０によってＤＡ変換される（ステップＳ１０５）。そして、アナログ信号に変換されたバースト信号は、ミキサ１４０によってアップコンバートされることにより、無線周波数の無線信号に変換される（ステップＳ１０６）。無線信号は、電力増幅器１５０で増幅され（ステップＳ１０７）、アンテナから無線送信される（ステップＳ１０８）。このとき、電力増幅器１５０においては非線形歪み及びバースト歪みが発生するが、バースト信号にはあらかじめ歪み補償係数及び補正係数が付与されているため、非線形歪み及びバースト歪みが相殺される。結果として、無線送信される無線信号は、非線形歪み及びバースト歪みが低減されたものとなり、隣接チャネル漏洩電力（ＡＣＬＲ）を小さくすることができる。

次に、補正係数生成部１１３による補正係数生成処理について、図４に示すフロー図を参照しながら説明する。

上述したように、バースト信号の送出が開始されるタイミングは、タイミング情報によって瞬時係数算出部１０２及び平均係数算出部１０３へ通知される。この通知を受け、瞬時係数算出部１０２によって、パラメータ保持部１０１から瞬時係数算出用のパラメータが取得され、このパラメータを適用した演算式にバースト信号の振幅が代入されることにより、瞬時係数が算出される（ステップＳ２０１）。すなわち、瞬時係数は、バースト信号の振幅に基づいて算出される。したがって、瞬時係数の算出に用いられる演算式は、例えば上式（１）のように、バースト信号の瞬時電力（又は振幅）を変数としている。この演算式は、バースト歪みのうち瞬時変動の逆特性を近似する演算式であるため、瞬時係数は瞬時変動の逆特性を有する。

瞬時係数の算出と同時に、平均係数算出部１０３によって、パラメータ保持部１０１から平均係数算出用のパラメータが取得され、このパラメータを適用した演算式にバースト信号の送出開始からの経過時間が代入されることにより、平均係数が算出される（ステップＳ２０２）。すなわち、平均係数は、バースト信号の送出開始からの経過時間に基づいて算出される。したがって、平均係数の算出に用いられる演算式は、例えば上式（２）のように、バースト信号の送出開始からの経過時間を変数としている。この演算式は、バースト歪みのうち平均変動の逆特性を近似する演算式であるため、平均係数は平均変動の逆特性を有する。

算出された瞬時係数及び平均係数は、係数合成部１０４によって合成される（ステップＳ２０３）。そして、得られた補正係数は、バースト歪み補正部１１４へ出力され、バースト歪みの補正に用いられる。補正係数が瞬時係数及び平均係数を合成して得られたものであるため、この補正係数を用いてバースト歪みが補正されると、バースト歪みに含まれる瞬時変動及び平均変動の双方が補正される。

以上のように、本実施の形態によれば、バースト信号の瞬時電力に基づいて算出された瞬時係数とバースト信号の送出開始からの経過時間に基づいて算出された平均係数とを合成し、得られた補正係数によってバースト歪みを補正する。このため、バースト信号の先頭から終端にかけて徐々に小さくなる平均変動のみならず、バースト信号の電力を瞬時的に変動させる瞬時変動を含めて補正し、バースト歪みを十分に補正することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２の特徴は、バースト信号の送出開始からの経過時間に応じた瞬時係数及び平均係数をあらかじめ記憶するテーブルから出力される瞬時係数及び平均係数を合成する点である。

実施の形態２に係る無線通信装置の構成は、実施の形態１に係る無線通信装置１００（図１）と同様であるため、その説明を省略する。実施の形態２においては、補正係数生成部１１３の構成が実施の形態１とは異なる。

図５は、実施の形態２に係る補正係数生成部１１３の構成を示すブロック図である。図５において、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図５に示す補正係数生成部１１３は、瞬時係数保持部２０１、瞬時係数調整部２０２、平均係数保持部２０３及び係数合成部１０４を有する。

瞬時係数保持部２０１は、バースト信号の送出開始からの経過時間ごとに、バースト歪みのうち瞬時変動相当の瞬時係数を記憶するテーブルを保持する。そして、瞬時係数保持部２０１は、タイミング情報によってバースト信号の送出が開始されるタイミングを把握し、送出開始からの経過時間に対応する瞬時係数を瞬時係数調整部２０２へ出力する。

瞬時係数調整部２０２は、瞬時係数保持部２０１から出力された瞬時係数を、バースト信号の振幅に応じて調整する。すなわち、瞬時係数調整部２０２は、例えば、瞬時係数保持部２０１から出力された瞬時係数にバースト信号の振幅の絶対値を乗算する。このように調整された瞬時係数は、バースト信号の送出開始からの経過時間に基づくとともに、バースト信号の瞬時電力（又は振幅の絶対値）に基づいている。

平均係数保持部２０３は、バースト信号の送出開始からの経過時間ごとに、バースト歪みのうち平均変動相当の平均係数を記憶するテーブルを保持する。そして、平均係数保持部２０３は、タイミング情報によってバースト信号の送出が開始されるタイミングを把握し、送出開始からの経過時間に対応する平均係数を係数合成部１０４へ出力する。すなわち、平均係数は、バースト信号の送出開始からの経過時間に基づいている。

次いで、上記のように構成された補正係数生成部１１３による補正係数生成処理について、図６に示すフロー図を参照しながら説明する。

バースト信号の送出が開始されるタイミングは、タイミング情報によって瞬時係数保持部２０１及び平均係数保持部２０３へ通知される。この通知を受け、瞬時係数保持部２０１によって、バースト信号の送出開始からの経過時間に対応する瞬時係数がテーブルから読み出され、瞬時係数調整部２０２へ出力される（ステップＳ３０１）。出力された瞬時係数は、瞬時係数調整部２０２によって調整される（ステップＳ３０２）。すなわち、例えば瞬時係数にバースト信号の振幅の絶対値が乗算されることにより、バースト信号の瞬時電力が瞬時係数に反映される。バースト信号の瞬時電力に基づいて調整された瞬時係数は、瞬時係数調整部２０２から係数合成部１０４へ出力される。

瞬時係数の出力及び調整と同時に、平均係数保持部２０３によって、バースト信号の送出開始からの経過時間に対応する平均係数がテーブルから読み出され、係数合成部１０４へ出力される（ステップＳ３０３）。

瞬時係数及び平均係数は、係数合成部１０４によって合成される（ステップＳ３０４）。そして、得られた補正係数は、バースト歪み補正部１１４へ出力され、バースト歪みの補正に用いられる。補正係数が瞬時係数及び平均係数を合成して得られたものであるため、この補正係数を用いてバースト歪みが補正されると、バースト歪みに含まれる瞬時変動及び平均変動の双方が補正される。

以上のように、本実施の形態によれば、バースト信号の送出開始からの経過時間に対応する瞬時係数及び平均係数をテーブルから読み出し、バースト信号の瞬時電力に基づいて瞬時係数を調整した上で平均係数と合成し、得られた補正係数によってバースト歪みを補正する。このため、バースト信号の先頭から終端にかけて徐々に小さくなる平均変動のみならず、バースト信号の電力を瞬時的に変動させる瞬時変動を含めて補正し、バースト歪みを十分に補正することができる。また、例えばバースト歪みの時間変動が不規則であり、瞬時係数や平均係数を演算式によって算出することが困難である場合にも、あらかじめテーブルを作成することでバースト歪みを補正することができる。

（実施の形態３）
実施の形態３の特徴は、バースト信号の先頭からの経過時間に応じて瞬時係数及び平均係数を算出するための演算式を切り替える点である。

実施の形態３に係る無線通信装置の構成は、実施の形態１に係る無線通信装置１００（図１）と同様であるため、その説明を省略する。実施の形態３においては、補正係数生成部１１３の構成が実施の形態１とは異なる。

図７は、実施の形態３に係る補正係数生成部１１３の構成を示すブロック図である。図７において、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図７に示す補正係数生成部１１３は、パラメータ保持部３０１、瞬時係数算出部３０２、平均係数算出部３０３、切替制御部３０４及び係数合成部１０４を有する。

パラメータ保持部３０１は、バースト歪みのうち瞬時変動の逆特性を有する瞬時係数を算出するためのパラメータと、バースと歪みのうち平均変動の逆特性を有する平均係数を算出するためのパラメータとを保持する。すなわち、パラメータ保持部３０１は、瞬時係数及び平均係数を算出するための演算式に含まれるパラメータを保持する。ただし、パラメータ保持部３０１は、バースト信号の先頭からの経過時間に応じて異なる複数のパラメータ群を保持する。すなわち、パラメータ保持部３０１は、例えば図８に示すバースト信号の区間３５１、３５２、…、３５３について、それぞれ異なるパラメータ群を保持する。

瞬時係数算出部３０２は、瞬時係数を算出するための演算式を記憶しており、バースト信号生成部１１１から出力されるタイミング情報によって、バースト信号の送出が開始されることを検知すると、演算式を用いて瞬時係数を算出する。このとき、瞬時係数算出部３０２は、パラメータ保持部３０１によって保持されたパラメータ群のうちバースト信号の先頭からの経過時間に対応するパラメータを用いた演算式に、バースト信号の振幅を代入して瞬時係数を算出する。また、瞬時係数算出部３０２は、バースト信号の先頭からの経過時間に応じて異なる複数の演算式を記憶しており、経過時間に対応する演算式を用いて瞬時係数を算出する。したがって、瞬時係数算出部３０２は、バースト信号の区間ごとに異なるパラメータ及び演算式を用いて瞬時係数を算出する。

平均係数算出部３０３は、平均係数を算出するための演算式を記憶しており、バースト信号生成部１１１から出力されるタイミング情報によって、バースト信号の送出が開始されることを検知すると、演算式を用いて平均係数を算出する。このとき、平均係数算出部３０３は、パラメータ保持部３０１によって保持されたパラメータ群のうちバースト信号の先頭からの経過時間に対応するパラメータを用いた演算式に、バースト信号の先頭からの経過時間を代入して平均係数を算出する。また、平均係数算出部３０３は、バースト信号の先頭からの経過時間に応じて異なる複数の演算式を記憶しており、経過時間に対応する演算式を用いて平均係数を算出する。したがって、平均係数算出部３０３は、バースト信号の区間ごとに異なるパラメータ及び演算式を用いて平均係数を算出する。

切替制御部３０４は、タイミング情報に基づいてバースト信号の区間の境界が到来したことを検知し、パラメータ保持部３０１、瞬時係数算出部３０２及び平均係数算出部３０３におけるパラメータ及び演算式の切り替えを制御する。すなわち、切替制御部３０４は、例えば図８に示す区間３５１においては、区間３５１に対応するパラメータを出力するようにパラメータ保持部３０１を制御するとともに、区間３５１に対応する演算式を用いるように瞬時係数算出部３０２及び平均係数算出部３０３を制御する。

本実施の形態においては、バースト信号の区間ごとに異なるパラメータ及び演算式が用いられて瞬時係数及び平均係数が算出される。このため、バースト歪みの特性がバースト信号の区間ごとに異なるような場合でも、バースト歪みを十分に補正することができる。すなわち、例えば図８に示す区間３５１と区間３５３とでは、図中斜線で示すバースト歪みの特性が異なることが考えられるが、本実施の形態では、区間３５１と区間３５３とで異なるパラメータ及び演算式が用いられる。これにより、それぞれの区間におけるバースト歪みの特性に応じた補正をすることが可能となり、補正の精度が向上する。なお、図８においては、区間３５１〜３５３をすべて同じ幅の区間としているが、これらの区間の幅は等しくなくても良い。また、区間によってパラメータ及び演算式の双方を切り替えるのではなく、どちらか一方を切り替えるようにしても良い。同様に、瞬時係数算出用のパラメータ及び演算式を切り替えずに、平均係数算出用のパラメータ及び演算式のみを切り替えるようにすることなども可能である。

以上のように、本実施の形態によれば、バースト信号の先頭からの経過時間に応じて異なるパラメータ及び演算式を用いて瞬時係数及び平均係数を算出し、算出された瞬時係数及び平均係数を合成して得られる補正係数によってバースト歪みを補正する。このため、バースト信号のそれぞれの区間におけるバースト歪みの特性に応じた補正をすることが可能となり、補正の精度を向上することができる。

（実施の形態４）
実施の形態４の特徴は、電力レベルが異なるバースト信号に合わせて、電力レベルごとの補正係数生成部が無線通信装置に備えられ、バースト信号の電力レベルに応じた補正係数生成処理を実行する点である。

図９は、実施の形態４に係る無線通信装置１００の構成を示すブロック図である。図９において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図９に示す無線通信装置１００は、図１に示す無線通信装置１００のプロセッサ１１０内の補正係数生成部１１３に代えて補正係数生成部１１３ａ及び電力算出部４０１を有する。

補正係数生成部１１３ａは、バースト信号の電力レベルに応じた複数の補正係数生成処理を実行する。補正係数生成部１１３ａが実行するそれぞれの補正係数生成処理は、上記実施の形態１〜３のいずれかと同様であっても良い。すなわち、補正係数生成部１１３ａは、バースト信号の電力レベルごとに異なる演算式又はテーブルを用いて瞬時係数及び平均係数をそれぞれ取得し、取得された瞬時係数及び平均係数を合成して得られる補正係数をバースト歪み補正部１１４へ出力する。

電力算出部４０１は、バースト信号生成部１１１から出力されるタイミング情報に基づいてバースト信号が送出されるタイミングを把握し、バースト信号の電力レベルを算出する。そして、電力算出部４０１は、算出した電力レベルに対応する補正係数生成処理を実行するように補正係数生成部１１３ａへ指示する。すなわち、電力算出部４０１は、例えばバースト信号の電力レベルに対応する演算式又はテーブルを用いて瞬時係数及び平均係数を求めるように補正係数生成部１１３ａに指示する。

本実施の形態においては、バースト信号の電力レベルが１種類ではなく、電力レベルが異なるバースト信号が無線通信装置１００から送信される。このため、バースト信号の電力レベルが電力算出部４０１によって算出され、補正係数生成部１１３ａによって、電力レベルに応じた補正係数生成処理が実行される。バースト歪みの特性は、バースト信号の電力レベルによって変化することがあるため、それぞれの電力レベルに応じた補正係数生成処理が実行されることにより、バースト信号の電力レベルが変化する場合にも、バースト歪みを効率的に補正することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、バースト信号の電力レベルを算出し、電力レベルに応じた補正係数生成処理によって生成された補正係数によってバースト歪みを補正する。このため、バースト信号の電力レベルが複数段階に変化する場合でも、バースト歪みを効率的に補正することができる。

（実施の形態５）
実施の形態５の特徴は、電力増幅器の出力をフィードバックして、フィードバック信号に含まれるバースト歪みが小さくなるように、瞬時係数及び平均係数を算出するための演算式に用いられるパラメータを更新する点である。

図１０は、実施の形態５に係る無線通信装置１００の構成を示すブロック図である。図１０において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１０に示す無線通信装置１００は、図１に示す無線通信装置１００にミキサ１６０及びＡＤ（Analogue Digital）コンバータ１７０を追加するとともに、プロセッサ１１０内の補正係数生成部１１３に代えて補正係数生成部１１３ｂを有する。

ミキサ１６０は、電力増幅器１５０から出力される無線信号をフィードバックさせ、発振器１３０によって生成されたローカル信号を用いてフィードバック信号をダウンコンバートする。すなわち、ミキサ１６０は、フィードバック信号の周波数を無線周波数からベースバンド周波数に変換する。

ＡＤコンバータ１７０は、フィードバック信号をＡＤ変換し、得られたデジタルのフィードバック信号をプロセッサ１１０へ出力する。

補正係数生成部１１３ｂは、バースト歪みを補正するための補正係数を生成する。このとき、補正係数生成部１１３ｂは、バースト信号の先頭から終端にかけて徐々に小さくなる平均変動を補正する平均係数と、バースト信号の電力を瞬時的に変動させる瞬時変動を補正する瞬時係数とを生成し、平均係数と瞬時変動を合成することにより補正係数を生成する。また、補正係数生成部１１３ｂは、バースト信号とＡＤコンバータ１７０から出力されるフィードバック信号とを用いて、瞬時係数及び平均係数を算出するためのパラメータを更新する。具体的には、補正係数生成部１１３ｂは、図１１に示す構成を有する。

図１１は、実施の形態５に係る補正係数生成部１１３ｂの構成を示すブロック図である。図１１において、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１１に示す補正係数生成部１１３ｂは、図２に示す補正係数生成部１１３にパラメータ更新部５０１を追加した構成を採る。

パラメータ更新部５０１は、バースト信号生成部１１１から出力されたバースト信号とＡＤコンバータ１７０から出力されたフィードバック信号（図中「ＦＢ信号」と略記する）との誤差が小さくなるように、パラメータ保持部１０１に記憶されたパラメータを更新する。すなわち、パラメータ保持部１０１は瞬時係数算出用及び平均係数算出用のパラメータを保持しているため、パラメータ更新部５０１は、フィードバック信号に残存するバースト歪みを小さくするように、瞬時係数算出用及び平均係数算出用のパラメータを更新する。このとき、パラメータ更新部５０１は、バースト信号及びフィードバック信号の瞬時電力の差分に基づいて、瞬時係数算出用のパラメータを更新する。一方、パラメータ更新部５０１は、バースト歪み補正部１１４によるバースト歪みの補正が実行されない状態で、バースト信号の所定区間における平均的な電力の差分に基づいて、平均係数算出用のパラメータを更新する。

ここで、パラメータ更新部５０１によるパラメータ更新処理について、図１２に示すフロー図を参照しながら具体的に説明する。

バースト信号生成部１１１によって生成されたバースト信号とＡＤコンバータ１７０から出力されたフィードバック信号とがパラメータ更新部５０１へ入力されると、まず、瞬時係数算出用のパラメータが更新される（ステップＳ４０１）。すなわち、バースト信号及びフィードバック信号の瞬時電力の差分を小さくするように、瞬時係数算出用のパラメータが更新される。なお、当然ながら、バースト信号生成部１１１によって生成されたバースト信号がフィードバック信号として補正係数生成部１１３ｂへ入力されるまでの処理遅延を考慮して、遅延したバースト信号とフィードバック信号との瞬時電力の差分に基づく処理が行われる。

一方、平均係数算出用のパラメータが更新される場合には、バースト歪み補正部１１４によるバースト歪みの補正が一時的に停止される（ステップＳ４０２）。したがって、これ以後は、バースト歪みが完全に残存するフィードバック信号がパラメータ更新部５０１へ入力される。そして、パラメータ更新部５０１によって、例えば１つのバースト信号の全区間におけるバースト信号とフィードバック信号の瞬時電力の差分が求められる。さらに、瞬時電力の差分が求められる全区間内に少なくとも３つの区間が設定され、各区間における瞬時電力の差分の平均値が算出される。算出された平均値は、各区間の代表点に決定される（ステップＳ４０３）。

各区間の代表点について、図１３に示す具体例を参照しながら説明する。図１３は、縦軸をバースト信号とフィードバック信号の電力の差分とし、横軸を時間とする座標系を示す図である。ここでは、バースト歪みの補正が一時停止しているため、フィードバック信号にはバースト歪みが残存する。したがって、バースト信号の先頭に近い部分ではバースト信号とフィードバック信号の電力の差分が大きくなり、バースト信号の終端に近づくに連れてバースト信号とフィードバック信号の電力の差分が小さくなる。このため、区間５５１、５５２、５５３それぞれにおける電力の差分の平均値を算出すると、区間５５１における平均値が最も大きく、区間５５３における平均値が最も小さくなる。そして、図１３に示すように、各区間の中央の時刻と各区間内の平均値とに対応する点が各区間の代表点となる。

このようにして少なくとも３区間の代表点が得られると、パラメータ更新部５０１によって、３区間の代表点から平均係数算出用のパラメータが更新される（ステップＳ４０４）。具体的には、例えば図１３に示した３つの区間５５１、５５２、５５３の代表点を通る曲線５５４が求められ、この曲線５５４に対応するパラメータが新たな平均係数算出用のパラメータとなる。区間５５１、５５２、５５３の代表点は、バースト信号とフィードバック信号の電力の差分を示しているため、曲線５５４は、バースト歪みによって発生する平均変動を近似する曲線である。このため、この曲線５５４を相殺するパラメータを求めることにより、平均係数の算出に適したパラメータを求めることができる。

本実施の形態においては、バースト信号及びフィードバック信号の瞬時電力の差分が小さくなるように瞬時係数算出用のパラメータが更新される。また、バースト信号及びフィードバック信号の所定区間にわたる平均的な電力の差分が小さくなるように平均係数算出用のパラメータが更新される。このように更新されたパラメータがパラメータ保持部１０１に保持されるため、瞬時係数算出部１０２及び平均係数算出部１０３は、更新されたパラメータを適用した演算式を用いて、それぞれ瞬時係数及び平均係数を算出する。このため、瞬時変動及び平均変動を精度良く相殺する瞬時係数及び平均係数が算出され、これらの瞬時係数及び平均係数を合成して得られる補正係数の精度が向上する。結果として、バースト歪み補正部１１４におけるバースト歪みの補正の精度を向上することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、バースト信号とフィードバック信号の電力の差分が小さくなるように、瞬時係数算出用及び平均係数算出用のパラメータを更新し、更新されたパラメータを適用した演算式を用いて補正係数を算出する。このため、補正係数の精度を向上し、バースト歪みの補正の精度を向上することができる。

（実施の形態６）
実施の形態６の特徴は、バースト信号の送出開始からの経過時間に応じてあらかじめテーブルに記憶された瞬時係数及び平均係数を、フィードバック信号に含まれるバースト歪みが小さくなるように更新する点である。

実施の形態６に係る無線通信装置の構成は、実施の形態５に係る無線通信装置１００（図１０）と同様であるため、その説明を省略する。実施の形態６においては、補正係数生成部１１３ｂの構成が実施の形態５とは異なる。

図１４は、実施の形態６に係る補正係数生成部１１３ｂの構成を示すブロック図である。図１４において、図２及び図５と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１４に示す補正係数生成部１１３ｂは、図５に示す補正係数生成部１１３に瞬時係数更新部６０１及び平均係数更新部６０２を追加した構成を採る。

瞬時係数更新部６０１は、バースト信号生成部１１１から出力されたバースト信号とＡＤコンバータ１７０から出力されたフィードバック信号（図中「ＦＢ信号」と略記する）との誤差が小さくなるように、瞬時係数保持部２０１に記憶された瞬時係数を更新する。すなわち、瞬時係数保持部２０１はバースト信号の送出開始からの経過時間ごとの瞬時係数を保持しているため、瞬時係数更新部６０１は、フィードバック信号に残存するバースト歪みを小さくするように、瞬時係数を更新する。このとき、瞬時係数更新部６０１は、バースト信号及びフィードバック信号の瞬時電力の差分に基づいて、フィードバック信号に残存するバースト歪みの補正に用いられた瞬時係数を更新する。

平均係数更新部６０２は、バースト信号生成部１１１から出力されたバースト信号とＡＤコンバータ１７０から出力されたフィードバック信号との誤差が小さくなるように、平均係数保持部２０３に記憶された平均係数を更新する。すなわち、平均係数保持部２０３はバースト信号の送出開始からの経過時間ごとの平均係数を保持しているため、平均係数更新部６０２は、フィードバック信号に残存するバースト歪みを小さくするように、平均係数を更新する。このとき、平均係数更新部６０２は、複数のタイミングにおけるバースト信号及びフィードバック信号の瞬時電力の差分に基づいて、平均係数を更新しても良い。すなわち、平均係数更新部６０２は、例えば更新対象の平均係数に対応するタイミングのバースト信号及びフィードバック信号の瞬時電力の差分と、その前後のタイミングのバースト信号及びフィードバック信号の瞬時電力の差分とに基づいて、平均係数を更新しても良い。

本実施の形態においては、バースト信号及びフィードバック信号の瞬時電力の差分が小さくなるように瞬時係数及び平均係数が更新される。このように更新された瞬時係数及び平均係数がそれぞれ瞬時係数保持部２０１及び平均係数保持部２０３に保持されるため、係数合成部１０４は、更新された瞬時係数及び平均係数を合成して補正係数を生成する。このため、瞬時変動及び平均変動を精度良く相殺する補正係数が生成され、バースト歪み補正部１１４におけるバースト歪みの補正の精度を向上することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、バースト信号とフィードバック信号の電力の差分が小さくなるように、瞬時係数及び平均係数を更新し、更新された瞬時係数及び平均係数を合成して補正係数を生成する。このため、補正係数の精度を向上し、バースト歪みの補正の精度を向上することができる。

（実施の形態７）
実施の形態７の特徴は、電力レベルが異なる複数のバースト信号のうち、電力レベルが高いバースト信号のみを用いて補正係数の生成に係る更新処理を実行する点である。

図１５は、実施の形態７に係る無線通信装置１００の構成を示すブロック図である。図１５において、図１及び図１０と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１５に示す無線通信装置１００は、図１０に示す無線通信装置１００のプロセッサ１１０内に、電力算出部７０１及び更新判定部７０２を追加した構成を採る。

電力算出部７０１は、バースト信号生成部１１１から出力されるタイミング情報に基づいてバースト信号が送出されるタイミングを把握し、バースト信号の電力レベルを算出する。そして、電力算出部７０１は、算出した電力レベルを更新判定部７０２へ通知する。

更新判定部７０２は、電力算出部７０１から通知された電力レベルが所定レベル以上であるか否かを判定し、バースト信号の電力レベルが所定レベル以上である場合には、補正係数に係る更新処理を実行するように、補正係数生成部１１３ｂに対して指示する。ここで、補正係数生成部１１３ｂは、上記実施の形態５、６で説明したように、瞬時係数及び平均係数を算出するための演算式に用いられるパラメータ、又は瞬時係数及び平均係数そのものを更新する。したがって、更新判定部７０２は、バースト信号の電力レベルに基づいて更新処理を実行すると判定した場合には、演算式に用いられるパラメータの更新、又は瞬時係数及び平均係数の更新を指示する。

本実施の形態においては、バースト信号の電力レベルが１種類ではなく、電力レベルが異なるバースト信号が無線通信装置１００から送信される。このため、バースト信号の電力レベルが電力算出部７０１によって算出され、更新判定部７０２によって、補正係数の生成に係る更新処理を実行するか否かが判定される。一般に、バースト歪みは、バースト信号の電力レベルが大きい場合に大きくなる傾向がある。このため、電力レベルが大きいバースト信号に適合した補正係数が生成されるように更新処理の有無を切り替えることにより、大きいバースト歪みを正確に補正することができる。

なお、本実施の形態においては、電力レベルが大きいバースト信号に適合した補正係数が生成されるため、電力レベルが所定レベル以下のバースト信号については、バースト歪み補正部１１４によるバースト歪みの補正が実行されないようにしても良い。上述したように、バースト歪みの大きさはバースト信号の電力レベルによって変化し、バースト信号の電力レベルが小さければ、バースト歪みも小さい傾向がある。このため、電力レベルが小さいバースト信号については、バースト歪みが補正されなくても影響は小さい。

以上のように、本実施の形態によれば、バースト信号の電力レベルを算出し、電力レベルに基づいて、補正係数の生成に係る更新処理を実行するか否かを判定する。このため、バースト信号の電力レベルが複数段階に変化する場合でも、大きいバースト歪みが発生し得るバースト信号に適合した補正係数を生成することができ、バースト歪みを効率的に補正することができる。

なお、上記各実施の形態は、適宜組み合わせて実施することが可能である。すなわち、例えば実施の形態２と実施の形態３とを組み合わせて、バースト信号の先頭からの経過時間に応じて異なるテーブルから瞬時係数及び平均係数を読み出すようにしても良い。

また、上記各実施の形態においては、バースト信号生成部１１１からバースト信号及びタイミング情報が出力されるものとしたが、バースト信号生成部１１１は、必ずしも無線通信装置１００が有していなくても良い。すなわち、例えばベースバンドユニット（ＢＢＵ：Base Band Unit）と遠隔無線部（ＲＲＨ：Remote Radio Head）とが光ファイバなどで接続される無線通信システムにおいては、ＲＲＨは、バースト信号及びタイミング情報をＢＢＵから取得しても良い。また、ＲＲＨは、光ファイバからの入力電力を監視し、入力電力が所定の閾値以上となった場合にバースト信号がＢＢＵから受信されたと判定し、判定結果に基づいてタイミング情報を生成しても良い。

１０１、３０１ パラメータ保持部
１０２、３０２ 瞬時係数算出部
１０３、３０３ 平均係数算出部
１０４ 係数合成部
１１０ プロセッサ
１１１ バースト信号生成部
１１２ 非線形歪み補償部
１１３、１１３ａ、１１３ｂ 補正係数生成部
１１４ バースト歪み補正部
１２０ ＤＡコンバータ
１３０ 発振器
１４０、１６０ ミキサ
１５０ 電力増幅器
１７０ ＡＤコンバータ
２０１ 瞬時係数保持部
２０２ 瞬時係数調整部
２０３ 平均係数保持部
３０４ 切替制御部
４０１、７０１ 電力算出部
５０１ パラメータ更新部
６０１ 瞬時係数更新部
６０２ 平均係数更新部
７０２ 更新判定部

Claims (13)

1. 一定の電力レベルが継続するバースト信号の先頭からの経過時間に応じたバースト歪みに含まれる瞬時変動であって、バースト信号の電力レベルを瞬時的に変動させる瞬時変動を補正する瞬時係数を取得する瞬時係数取得部と、
   前記バースト歪みに含まれる平均変動であって、バースト信号の電力レベルを先頭から終端にかけて徐々に変動させる平均変動を補正する平均係数を取得する平均係数取得部と、
   前記瞬時係数取得部によって取得された瞬時係数と前記平均係数取得部によって取得された平均係数とを合成する合成部と、
   前記合成部によって合成して得られた補正係数を用いてバースト信号に発生するバースト歪みを補正する補正部と
   を有することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記瞬時係数取得部は、
   バースト信号の振幅を変数とする演算式を用いて瞬時係数を算出する瞬時係数算出部を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記瞬時係数算出部は、
   バースト信号の振幅を変数とする複数の演算式を記憶し、バースト信号の先頭からの経過時間に応じて異なる演算式を用いて瞬時係数を算出することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
4. 前記平均係数取得部は、
   バースト信号の先頭からの経過時間を変数とする演算式を用いて平均係数を算出する平均係数算出部を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
5. 前記平均係数算出部は、
   バースト信号の先頭からの経過時間を変数とする複数の演算式を記憶し、バースト信号の先頭からの経過時間に応じて異なる演算式を用いて平均係数を算出することを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
6. 前記瞬時係数取得部は、
   バースト信号の先頭からの経過時間に対応付けて複数の瞬時係数を保持し、バースト信号の先頭からの経過時間に応じた瞬時係数を出力する瞬時係数保持部と、
   前記瞬時係数保持部から出力された瞬時係数をバースト信号の振幅に応じて調整する瞬時係数調整部と
   を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
7. 前記平均係数取得部は、
   バースト信号の先頭からの経過時間に対応付けて複数の平均係数を保持し、バースト信号の先頭からの経過時間に応じた平均係数を出力する平均係数保持部を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
8. バースト信号の電力レベルを算出する電力算出部をさらに有し、
   前記瞬時係数取得部は、
   前記電力算出部によって算出された電力レベルに対応する瞬時係数を取得し、
   前記平均係数取得部は、
   前記電力算出部によって算出された電力レベルに対応する平均係数を取得する
   ことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
9. 前記補正部によってバースト歪みが補正されたバースト信号を増幅する増幅部と、
   前記補正部によってバースト歪みが補正される前のバースト信号と前記増幅部によって増幅された後にフィードバックされたフィードバック信号とを用いて、瞬時係数及び平均係数に係る更新処理を実行する更新部と
   をさらに有することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
10. 前記更新部は、
    バースト信号とフィードバック信号とを用いて、瞬時係数及び平均係数を算出するための演算式に含まれるパラメータを更新することを特徴とする請求項９記載の無線通信装置。
11. 前記更新部は、
    バースト信号とフィードバック信号とを用いて、バースト信号の先頭からの経過時間に対応付けて保持された瞬時係数及び平均係数を更新することを特徴とする請求項９記載の無線通信装置。
12. バースト信号の電力レベルを算出する電力算出部と、
    前記電力算出部によって算出された電力レベルに基づいて、前記更新部による更新処理を実行するか否かを判定する更新判定部と
    をさらに有することを特徴とする請求項９記載の無線通信装置。
13. 一定の電力レベルが継続するバースト信号の先頭からの経過時間に応じたバースト歪みに含まれる瞬時変動であって、バースト信号の電力レベルを瞬時的に変動させる瞬時変動を補正する瞬時係数を取得し、
    前記バースト歪みに含まれる平均変動であって、バースト信号の電力レベルを先頭から終端にかけて徐々に変動させる平均変動を補正する平均係数を取得し、
    取得された瞬時係数及び平均係数を合成して補正係数を生成し、
    生成された補正係数を用いてバースト信号に発生するバースト歪みを補正する
    処理を有することを特徴とするバースト歪み補正方法。

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