JP2018148360A

JP2018148360A - 無線通信装置と歪補償制御方法

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Publication number: JP2018148360A
Application number: JP2017040795A
Authority: JP
Inventors: 冰韓; Hiyou Kan
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2017-03-03
Filing date: 2017-03-03
Publication date: 2018-09-20

Abstract

【課題】送信側の歪補償を行うユニットと、電力増幅器とを含むユニットが互いに離れて設置される無線通信装置において、フィードバック信号による歪補償を可能とする。【解決手段】プリディストーション部１１を備えた第１のユニット１０と、プリディストーション部からの信号を周波数変換して無線周波数とした信号を増幅する電力増幅器２１を備えた第２のユニット２０と、離間して配設された第１、第２のユニット間で信号を伝送する伝送インタフェース３１、３２を備え、電力増幅器からの出力信号を抽出し中間周波数に周波数変換した信号を狭帯域化したフィードバック信号を生成し第１のユニットに伝送するフィードバック処理部２２を備える。第１のユニットは、フィードバック信号と、プリディストーション部に供給される送信信号を遅延させた信号とを比較して、補償係数を補正するための補正係数を生成し、プリディストーション部に供給する制御部を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信装置と歪補償制御方法に関する。

マイクロ波無線通信装置では遠く離れた対向局まで無線（Radio Frequency: RF）信号を到達させる必要があることから、無線周波数信号を電力増幅器（Power Amplifier: PA）で電力増幅しアンテナから送出する。電力増幅器の入出力特性は非線形となる。特に、飽和点と呼ばれる増幅限界付近では、電力増幅器に入力される電力が増大しても出力電力があまり大きくならなくなる。そして、この非線形な出力によって非線形歪が発生する。

電力増幅器に入力される前の送信信号は希望信号帯域外の信号成分が帯域制限フィルタ等によって低レベルに抑えられる。しかし、電力増幅器を通過後の信号は、非線形歪により、希望信号帯域外（隣接チャネル）の成分が発生する。

無線通信装置では、隣接チャネルへの漏洩電力（Adjacent Channel Leakage power Ratio ：ACLR）は厳しく規定されている。隣接チャネル漏洩電力をいかにして削減するかが大きな問題となっている。

さらに、マイクロ波固定デジタル無線通信装置の送信機において使用される変調方式にはさまざまなものがある。装置によってはいくつかの変調方式を切り替えて使用する。このとき、送信出力のスペクトラムマスクの規格は変調方式ごとに異なっている。

一般に、低多値(例えばQPSK（Quadrature Phase Shift Keying :4位相偏移変調）、BPSK（Binary Phase Shift Keying:2位相偏移変調）など)では、非線形歪の許容量が大きく、高多値(2048QAM（Quadrature Amplitude Modulation：直角位相振幅変調）、4096QAMなど)では許容量が小さい。すなわち、低多値では、歪を許容して大きな送信電力にすることができるが、高多値では、歪の影響で送信電力を大きく取れない。

電力増幅器の非線形歪等により発生する帯域外成分を抑制するために、歪補償回路（「リニアライザ」ともいう）が用いられる。

リニアライザとして、送信側で、変調部と、電力増幅器等の非線形デバイスが離れた場所にある場合には、送信出力からのフィードバックを用いないフィードフォワード型のものが使用される。

フィードフォアワード型のリニアライザは、例えば、補償対象となる主増幅器と、副（誤差）増幅器、方向結合器からなり、主増幅器の出力と副増幅器の出力を方向結合器で結合させて出力する構成とされる。例えば、主増幅器のひずみ成分を検出し、検出したひずみ成分を誤差増幅器（出力RF信号から誤差増幅器におけるパスの遅延、位相が制御される）で増幅した後、再び主増幅器の出力に、例えば等振幅且つ逆相で注入することによりひずみを除去する。

またプリディストーション型歪補償技術では、電力増幅器の入出力特性の逆特性を表す補償係数（プリディストーション係数）を送信信号（ベースバンド信号）に乗算することで、電力増幅器に入力するためのプリディストーション信号を生成するプリディストーション回路を備える。電力増幅器から出力された信号の一部は、該電力増幅器の歪補償用の補償係数（プリディストーション係数）を学習するためにフィードバックされ、送信信号と、フィードバックされた信号との誤差に基づき、補償係数が更新される。

瞬時電力に対する電力増幅器の入出力特性であるAM/AM特性（パワーアンプの入力パワー（Amplitude：振幅）と出力パワー（Amplitude：振幅）の関係をプロットしたものがAM/AM特性）と、AM/PM特性（入力パワー（Amplitude：振幅）と出力位相（Phase）の関係をプロットしたものがAM/PM特性）の逆特性の歪を予め与えておき、逆特性を与えた信号を電力増幅器に入力することによって、電力増幅器の出力は非線形な領域が相殺されて線形な特性となり、効率を高く保ったまま歪を低く抑えることが可能となる。

なお、特許文献１には、出力信号のフィードバックにエリアシング（Aliasing）が生じ得るアナログデジタル変換器（A/Dコンバータ）を利用しても、電力増幅器のプリディストーション係数を最適化することが可能な送信信号電力制御装置が開示されている。このでは、プリディストーション信号の一部に電力増幅器の入出力特性を擬似的に表すモデル係数を乗じることで学習用デジタル信号を生成する電力増幅器モデル部と、学習用デジタル信号に重み係数を乗じることで学習用デジタル信号の高周波数成分を減衰させて擬似フィードバック信号を生成する適応ローパスフィルタを有する。電力増幅器モデル部は、ローパスフィルタにより高周波数成分が減衰され、かつデジタル化されたフィードバック信号と擬似フィードバック信号との間の誤差を最小化するようにモデル係数を更新し、適応ローパスフィルタは、その誤差を最小化するように重み係数を更新する。

無線通信装置において、屋外ユニット（Outdoor Unit：ODU）と、屋外ユニット（ODU）と離れて設置される屋内ユニット（Indoor Unit：IDU）に分割し、両者を同軸ケーブルで接続し、小型軽量化して高所への設置を容易にし、かつ通信処理や制御機能を司る部分は屋内ユニット（IDU）に設置して、保守の容易性、信頼性の向上、低コスト化を図る構成が用いられている（特許文献２）。ODUには、IDUの変調部から送出された変調波を無線周波数（RF）信号（例えばマイクロ波帯等）に周波数変換（アップコンバート）し電力増幅してアンテナから送出するとともに、アンテナで受信されたＲＦ周波数信号を中間周波数（Intermediate Frequency：IF）信号に周波数変換（ダウンコンバート）してIDUへ出力する送受信回路等が配置される。IDUには、ベースバンド処理部と、中間周波数（IF）信号をベースバンド信号で変調した変調波を、ODUに出力する変調部と、ODUから受信した中間周波数信号をベースバンド信号に復調する復調部等が配置される。IDUとODUを接続する同軸ケーブルや光ファイバケーブル等により、送受信の主信号である変調波や監視制御信号および直流（Direct Current: DC）電源等を周波数多重して伝送している。

特開２０１４−１３２７２７号公報特開２００６−１９７３４３号公報

以下に関連技術の分析を与える。

特許文献２等に開示された変調部を備えた屋内ユニット（IDU）と、屋内ユニット（IDU）と離れて配置される屋外ユニット（ODU)を備えた無線通信装置では、歪補償部はIDU内に配置され、ODUの電力増幅器と離れて配置される。このため、IDUとODUを接続するIF(Interface)ケーブルにフィードバックを行うための通信帯域を確保することは難しい。特許文献１、２には、この課題はいっさい開示されていない。

本発明は上記課題を解決するために創案されたものであって、その目的は、送信側の歪補償を行うユニットと、電力増幅器とを含むユニットが互いに離れて設置される無線通信装置において、フィードバック信号による歪補償を可能とする無線通信装置および歪補償制御方法を提供することにある。

本発明の一つの側面によれば、電力増幅器の歪を補償するための補償係数を送信信号に乗じ前記電力増幅器に入力する信号を生成するプリディストーション部を備えた第１のユニットと、前記プリディストーション部からの信号を周波数変換して無線周波数とした信号を受け電力増幅する前記電力増幅器を備えた第２のユニットと、互いに離間して配設された前記第１、第２のユニット間で信号を伝送する伝送インタフェースと、を備え、前記第２のユニットは、前記電力増幅器からアンテナに送出される無線周波数信号を抽出し中間周波数に周波数変換した信号を受け、狭帯域化したフィードバック信号を生成し、前記伝送インタフェースを介して前記第１のユニットに伝送するフィードバック処理部を備え、前記第１のユニットは、前記第２のユニットから前記伝送インタフェースを介して伝送された前記フィードバック信号と、前記プリディストーション部に供給される前記送信信号を遅延させた信号の位相、振幅を比較して、前記補償係数を補正するための補正係数を生成し、前記プリディストーション部に供給する制御部を備えた無線通信装置が提供される。

本発明の他の側面によれば、電力増幅器の歪を補償するための補償係数を送信信号に乗じ前記電力増幅器に入力する信号を生成するプリディストーション部を備えた第１のユニットと、前記プリディストーション部からの信号を周波数変換して無線周波数とした信号を受け電力増幅する前記電力増幅器を備えた第２のユニットと、互いに離間して配設された前記第１、第２のユニット間で信号を伝送する伝送インタフェースと、を備えた無線通信装置の歪補償制御方法であって、
前記第２のユニットは、前記電力増幅器からアンテナに送出される無線周波数信号を抽出し中間周波数に周波数変換した信号を受け、狭帯域化したフィードバック信号を生成し、前記伝送インタフェースを介して前記第１のユニットに伝送し、
前記第１のユニットは、前記第２のユニットから前記伝送インタフェースを介して伝送された前記フィードバック信号と、前記プリディストーション部に供給される前記送信信号を遅延させた信号の位相、振幅を比較して、前記補償係数を補正するための補正係数を生成し、前記プリディストーション部に供給する、歪補償制御方法が提供される。

本発明によれば、送信側の歪補償を行うユニットと、電力増幅器とを含むユニットが互いに離れて設置される無線通信装置において、フィードバック信号による歪補償を可能としている。

本発明の例示的な一実施形態を説明する図である。本発明の例示的な一実施形態の構成の一例を説明する図である。本発明の例示的な一実施形態のプリディストーション部の構成例を説明する図である。本発明の例示的な一実施形態を説明する図である。本発明の例示的な一実施形態を説明する図である。本発明の例示的な一実施形態の動作を説明する流れ図である。

本発明の例示的な一実施形態について説明する。図１を参照すると、無線通信装置１は、電力増幅器２１の入出力特性の逆特性を表す歪補償係数を送信信号に乗じることで電力増幅器２１に入力するための信号（プリディストーション信号）を生成するプリディストーション部１１と、制御部１２と、プリディストーション信号を中間周波数に変調する変調部１３を備えた屋内ユニット（IDU）１０と、電力増幅器２１を備えた屋外ユニット（ODU）２０と、これらのユニット１０、２０間で信号を伝送するインタフェース（Interface: IF）ケーブル３０を備えている。

屋外ユニット（ODU）２０は、屋内ユニット（IDU）１０からインタフェースケーブル３１を介して送信された中間周波数信号を無線周波数（RF）信号に周波数変換するアップコンバータ２３と、RF信号を電力増幅する電力増幅器２１と、電力増幅器２１からアンテナ２６に向けて送出されるRF信号をカプラ（方向性結合器：Directional Coupler: DC)２５（分配器）で取り出し、取り出したRF信号を中間周波数（Intermediate Frequency: IF）信号に周波数変換するダウンコンバータ２４と、ダウンコンバータ２４からの中間周波数信号を狭帯域化したフィードバック信号を生成し、インタフェースケーブル３２を介して屋内ユニット１０に伝送するフィードバック処理部２２を備えている。

屋内ユニット１０において、プリディストーション部１１は、入力される送信信号I（In-Phase：同相）信号／Q（Quadrature：直交）信号の値（例えば、パワー又は振幅）をインデックス（アドレス）として、電力増幅器２１の歪を補償するための補償係数を記憶した歪補償テーブル(Look Up Table：LUT)(図１では不図示、図３の１１４)にアクセスし、補償係数を取得し、送信信号（I.Q信号）に乗算（複素乗算）して補正することで、電力増幅器２１のAM-AM/PM特性とは逆の特性の信号（プリディストーション信号）を出力する。

制御部１２は、屋外ユニット２０からインタフェースケーブル３２を介して送信されたフィードバック信号と、歪補償前の送信信号（Ｉ／Ｑ信号）を遅延させた信号の振幅、位相を比較して、補正係数を生成し、プリディストーション部１１に供給する制御部１２を備えている。

プリディストーション部１１は、補償係数を補正係数で補正した上で、前記送信信号に乗算する。制御部１２において、送信信号とフィードバック信号の位相、振幅を比較し、誤差に応じた補正係数を、プリディストーション部１１に供給し、LUTの値を、逐次補正していくことで、歪が小さくなるように、収束させることができる。インタフェースケーブル３１、３２は同軸ケーブルで構成される。あるいは、電気信号と光信号を変換するEO変換器（Electric-Optic converter）、OE変換器（Optic-Electric converter）を介して光ファイバケーブルで接続する構成としてもよい。

特に制限されないが、屋外ユニット（ODU）２０において、フィードバック処理部２２は、フィードバック信号を例えばASK（Amplitude Shift Keying）変調等してインタフェースケーブル３２から制御部１２に送信する。主信号に影響しない程度の狭い通信帯域の信号を用いて通信する。なお、図１には、アンテナ２６で受信されODU２０からIDU１０へ送信される受信信号、及びIDU１０における復調回路等は図示されていない。

図４は、インタフェースケーブル３１を介してIDU１０からODU２０へ送信される主信号の周波数帯域と、ODU２０からIDU１０に、インタフェースケーブル３２を介して送信される狭帯域の信号（フィードバック信号）の帯域を模式的に示す図である。なお、図４の例では、IDU１０からODU２０へ送信される送信中間周波数信号（主信号）の帯域（To ODU）は、ODU２０のアンテナ２６で受信され中間周波数信号に周波数変換されODU２０からIDU１０へ送信される受信中間周波数信号（主信号）の帯域（To IDU）よりも高い。インタフェースケーブル３１を介して送信される主信号の周波数帯域は、例えばMbps（Mega bits/per second）オーダ以上であるの対して、インタフェースケーブル３２を介して送信される狭帯域のフィードバック信号は例えば数十kbps（kilo bits/per second）以下としてもよい。

図２は、図１に示した本発明の第１の実施形態の構成の一例を示す図である。屋内ユニット（IDU）１０において、制御部１２は、データ抽出部１２１、遅延部１２２、複素比較器１２３、歪補償テーブル補正部１２４、自動利得制御部（Auto Gain Control: AGC）１２５、アナログデジタル変換器（Analog to Digital Converter: ADC）１２６、ASK（Amplitude Shift Keying）復調部１２７備えている。

プリディストーション部１１は、デジタル型プリディストーション部からなる。デジタルアナログ変換器（Digital to Analog Converter: DAC）１４は、プリディストーション部１１からのデジタル信号（歪補償されたベースバンド信号）をアナログ信号に変換する。変調部１３は、中間周波数信号を歪補償されたベースバンド信号で変調した信号（中間周波数信号）を出力し、インタフェース（ケーブル・ドライバ）１５を介してインタフェースケーブル（同軸ケーブル）３１に送出する。

屋外ユニット（IDU）２０において、インタフェース（レシーバ）２７は、屋内ユニット（IDU）１０からインタフェースケーブル（同軸ケーブル）３１を介して送信された中間周波数信号を受信し、周波数変換器（アップコンバータ）２３で無線周波数に周波数変換し、電力増幅器２１で電力増幅し、アンテナ２６から送出する。電力増幅器２１の出力は、カプラ２５で取り出され、減衰器２９で減衰し、周波数変換器（ダウンコンバータ）２４にて、無線周波数（RF）信号から、中間周波数（IF）信号に周波数変換される。

フィードバック処理部２２は、周波数変換器（ダウンコンバータ）２４からの中間周波数信号を、デジタル信号に変換するアナログデジタル変換器（ADC）２２３と、アナログデジタル変換器２２３から出力されるデジタル信号を受け、データを抽出するデータ抽出部２２２と、データ抽出部２２２で抽出されたデジタル信号をASK変調するASK変調部２２１を備えている。

データ抽出部２２２は、IDU１０のデータ抽出部１２１でI/Q信号を抽出したのと同じ頻度で、アナログデジタル変換器（ADC）２２３から信号を抜き出す。データ抽出部２２２で抜き出された信号は、ASK変調部２２１でASK変調され、インタフェース（ケーブル・ドライバ）２８を介して、インタフェースケーブル３２に送出される。

IDU１０において、データ抽出部１２１は、一定の頻度で送信信号（I/Q信号）から信号を抜き出し、抜き出したデータを遅延器１２２に出力する。

遅延器１２２は、プリディストーション部１１からAGC１２５までの遅延分だけ、データ抽出部１２１から渡された信号を遅延させる。

ODU２０のフィードバック処理部２２のデータ抽出部２２２で抽出した信号はASK変調部２２１で変調され、インタフェースケーブル３２を介して、IDU１０のASK復調部１２７に入力される。ASK復調部１２７で復調された信号は、A/Dコンバータ１２６でデジタル信号に変換され、AGC１２５に入力される。

AGC１２５は、フィードバック処理部２２から入力された信号のパワーを、遅延器１２２で遅延させた信号のパワーと一致するように調整（利得制御）する。

複素比較器１２３は、遅延器１２２から出力されたI/Q信号とAGC１２５から出力されたI／Q信号を受け取り相関をとる。

次に、複素比較器１２３は、振幅と位相のそれぞれの誤差を計算して歪補償テーブル補正部１２４に出力する。

歪補償テーブル補正部１２４は、複素比較器１２３からの誤差情報を用いて、歪補償テーブルから読み出された補償係数を補正するための補正係数を計算する。

歪補償テーブル補正部１２４は、補正された補償係数をプリディストーション部１１に出力する。

図２において、インタフェースケーブル３１、３２は同軸ケーブルである。

図３は、プリディストーション部１１の構成を示す図である。プリディストーション部１１は、電力計算器１１１と、乗算器１１２と、アドレス生成部１１３と、歪補償テーブル１１４と、逆特性計算器１１５と、遅延器１１６、複素乗算器１１７を備える。

電力計算器１１１は、入力したI信号とQ信号を二乗して加算し、入力した信号の電力（パワー）X^2=I^2＋Q^2を算出する（＾は冪乗演算子）。乗算器１１２は、非線形補償の強さを決める。電力計算器１１１で算出した信号のパワーと、電力増幅器２１の動作点に対応した補正量を乗算して、逆特性を計算するためのパワーを求める。特に制限されないが、電力増幅器２１の動作点は、例えば屋内ユニット（IDU）１０に接続したときに、電力増幅器２１の実際のパワー情報を取得することで求めるようにしてもよい。この場合、電力増幅器２１の動作点情報に基づき補正量を求める制御部１２の計算回路（不図示）は、ファームウェア等でプログラム制御する構成としてもよい。

アドレス生成部１１３は、乗算器１１２で計算したパワーから、補償に使用する係数が格納されている歪補償テーブル１１４のアドレスを算出する。なお、電力計算器１１１で送信信号の電力を計算するかわりに、振幅＝√（I^2＋Q^2）を計算し、これを用いて、アドレス生成部１１３でアドレスを生成してもよい。

歪補償テーブル１１４は、入力されたアドレスに対応する補償係数を出力するルックアップテーブルである。歪補償テーブル１１４は、半導体メモリ（RAM(Random Access Memory）、EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)等)で構成してもよい。

逆特性計算器１１５は、補償係数を歪補償テーブル１１４から受け取り、制御部１２の歪補償テーブル補正部１２４からのフィードバック補正信号に基づき、補償係数を補正する。補正した補償係数は、電力増幅器２１のAM-AM/PMの逆特性に対する。

なお、歪補償テーブル１１４がEEPROM等の書き換え可能なメモリである場合、逆特性計算器１１５は、歪補償テーブル１１４の当該アドレスから読み出された補償係数を、制御部１２の歪補償テーブル補正部１２４からのフィードバック補正信号に基づき補正した補償係数に基づき、歪補償テーブル１１４の当該アドレスの内容を更新する（書き換える）ようにしてもよい。この場合、例えば、フィードバック補正信号が０(null)のときは、歪補償テーブル１１４の当該アドレスの内容は更新されない。

遅延器１１６は、信号（I/Q信号）を、電力計算器１１１から逆特性計算器１１５までの遅延に対応した時間、遅延させ、複素乗算器１１７に出力する。

複素乗算器１１７は、遅延器１１６からのI／Q信号と、逆特性計算器１１５からの、逆特性の補償係数を乗算する。遅延器１１６からのI、Q信号を(Iin, Qin)、複素乗算器１１７から出力されるI、Q信号を(Iout, Qout)、逆特性計算器１１５からの振幅、位相の補償係数をＡ（P）、θ（P）（ただし、Ａ（P）、θ（P）は、I、Q信号(Iin, Qin)のパワーPにおける振幅と位相の補償係数）とすると、複素乗算器１１７の出力(Iout, Qout)は以下で与えられる。

・・・（１）

プリディストーション部１１は、入力した信号のシンボル毎のパワーPを算出すると共に、その瞬間の補償量を求める。この補償量は、補償係数を求めたときの増幅器の動作点と、現在使用している状態での動作点の差を調整するための値である。例えば、補償動作点を１．０に設定し、電力増幅器２１を最大出力にしてテーブルの係数を調整した場合、電力増幅器２１の出力を最大値の半分で使用するときには、補償量も半分の０．５にすることにより、電力増幅器２１の動作点の変化に合わせた非線形補償を行うことができる。

逆特性計算器１１５より求めた振幅と位相の逆特性を使用して、入力信号に振幅及び位相のプリディストーションを加える。

周波数変換器２４は、入力され信号を周波数変換（ダウンコンバート）によりベースバンド帯の信号へ変換して、A/Dコンバータ２２３へ出力する。

図５は、データ抽出部２２２におけるデータ抽出を説明する図である。図５（ａ）に示すように、定期的にバースト的に抽出するか、又は、図５（ｂ）に示すように、定期的に１シンボルを抽出する。

図４を参照して説明したように、インタフェースケーブル３２の周波数領域は制限されている。主信号に影響しない狭い通信帯域の制御信号ラインを用いてフィードバック信号を伝送する。

AGC１２５では、遅延器１２２から遅延された信号のパワーと一致するように、フィードバックされた信号のパワーをベースバンドの平均パワーに調整して、複素比較器１２３に出力する。

データ抽出部１２１では、データ抽出部２２２と同じ方法でデータを抽出する。抽出した信号を遅延器１２２で遅延させ、複素比較器１２３でAGC１２５からのフィードバック信号と比較して誤差を計算する。

歪補償テーブル補正部１２４では、複素比較器１２３で計算された振幅と位相の誤差を用いて、フィードバック補正信号を生成する。歪補償テーブル補正部１２４は、フィードバック補正信号をプリディストーション部１１の逆特性計算器１１５に出力し、誤差成分が小さくなるように逆特性の調整を行うことで、温度変化、電源変動、RF周波数変化、経時変化等に追従するために適応制御を行う。

図６は、実施形態における歪補償の処理フローを説明する流れ図である。

IDU１０のプリディストーション部１１で、送信信号に歪補償用の補償係数を乗算して歪補償を行う(ステップS1)。送信信号はパイロット信号等特定の信号であってもよい。

プリディストーション部１１から出力される歪補償された信号（プリディストーション信号）で中間周波数信号を変調した信号（変調部１３の出力）をインタフェースケーブル３１を介してODU20に送信する。ODU20では、無線周波数（RF）に周波数変換した信号を、電力増幅器２１で電力増幅し（ステップS2）、アンテナ２６から送信する（ステップS3）。

ODU２０では、電力増幅器２１から無線周波数（RF）信号を取り出して中間周波数に周波数変換し、データ抽出部２２２で抽出したフィードバック信号を、インタフェースケーブル３２を介して、IDU１０の制御部１２に送信する（ステップS4）。

IDU１０の制御部１２の複素比較器１２３で、プリディストーション部１１に入力される送信信号を遅延させた信号（I/Q信号）と、フィードバックされた信号の位相、振幅を複素比較器１２３で比較し、誤差が所定値以上である場合（ステップS5のYes分岐）、歪補償テーブル補正部１２４は、歪補償テーブルを補正する。具体的には、歪補償テーブル補正部１２４は、誤差の大きさに応じた値のフィードバック補正係数をプリディストーション部１１の逆特性計算器１１５に出力する（ステップS６）。

複素比較器１２３での比較の結果、誤差が所定値以下である場合、歪補償テーブル補正部１２４は、歪補償テーブルの補正は行わない（ステップS5のNo分岐）。

上記した実施の形態によれば、送信側で変調部１３と、非線形デバイスである電力増幅器２１とが互いに離れた場所に設置される構成において、電力増幅器の出力から抽出した信号をフィードバックすることができる。このため、電力増幅器における電源変動、温度変化、RF周波数等の変動や各種経時変化等などによる特性の変化に応じて、補償係数を補正していくことで、上記変化に細かく追従することができる。この結果、電力増幅器の能力を有効に使用できるほか、装置の性能向上にも寄与する。特に、超多値変調の高出力を得ようとするとき、出力信号の歪を削減することができる。

なお、上記の特許文献１、２の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ乃至選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

１無線通信装置
１０屋内ユニット（IDU）
１１プリディストーション部（Predistorter）
１２制御部
１３変調部
１４ D/Aコンバータ（DAC）
１５、１６ケーブルインタフェース
２０屋外ユニット（ODU）
２１電力増幅器（Power Amplifier：PA）
２２フィードバック処理部
２３周波数変換器（アップコンバータ）
２４周波数変換器（ダウンコンバータ）
２５カプラ（方向性結合器）
２６アンテナ
２７、２８ケーブルインタフェース
２９減衰器
３０、３１、３２インタフェースケーブル（伝送インタフェース）
１１１電力計算器
１１２乗算器
１１３アドレス生成部
１１４歪補償テーブル
１１５逆特性計算器
１１６遅延器
１１７複素乗算器
１２１データ抽出部
１２２遅延器
１２３複素比較器
１２４歪補償テーブル補正部
１２５ AGC(Auto Gain Control)
１２６ A/Dコンバータ（ADC）
１２７ ASK復調部
２２１ ASK変調部
２２２データ抽出部
２２３ A/Dコンバータ（ADC）

Claims

電力増幅器の歪を補償するための補償係数を送信信号に乗じ前記電力増幅器に入力する信号を生成するプリディストーション部を備えた第１のユニットと、
前記プリディストーション部からの信号を周波数変換して無線周波数とした信号を受け電力増幅する前記電力増幅器を備えた第２のユニットと、
互いに離間して配設された前記第１、第２のユニット間で信号を伝送する伝送インタフェースと、
を備え、
前記第２のユニットは、
前記電力増幅器からアンテナに送出される無線周波数信号を抽出し中間周波数に周波数変換した信号を受け、狭帯域化したフィードバック信号を生成し、前記伝送インタフェースを介して前記第１のユニットに伝送するフィードバック処理部を備え、
前記第１のユニットは、
前記第２のユニットから前記伝送インタフェースを介して伝送された前記フィードバック信号と、前記プリディストーション部に供給される前記送信信号を遅延させた信号との位相、振幅を比較して、前記補償係数を補正するための補正係数を生成し、前記プリディストーション部に供給する制御部を備えた、ことを特徴とする無線通信装置。
前記第２のユニットにおいて、前記フィードバック処理部は、
前記中間周波数に周波数変換した信号の一部を抜き出す第１のデータ抽出部と、
前記第１のデータ抽出部で抜き出した信号を変調する変調器と、
を備え、
前記変調器の出力信号が、前記フィードバック信号として、前記伝送インタフェースを介して、前記第１のユニットに伝送される、ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
前記第１のユニットにおいて、前記制御部は、
前記プリディストーション部に入力される前の前記送信信号の一部を抜き出す第２のデータ抽出部と、
前記第２のデータ抽出部で抜き出された前記送信信号を遅延させる第１の遅延器と、
前記第２のユニットから受信した前記フィードバック信号を復調する復調器と、
前記第２のデータ抽出部で抜き出され前記第１の遅延器で遅延された前記送信信号と、前記復調器の出力信号をデジタル化した信号との振幅、位相を比較する比較器と、
前記比較器での比較結果に基づき、前記補正係数を生成し、前記プリディストーション部に供給する補正部と、
を備えた、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
前記第１のユニットにおいて、前記プリディストーション部は、
前記送信信号のパワー又は振幅の大きさに基づきアドレスを生成するアドレス生成部と、
前記電力増幅器の歪を補償する前記補償係数を予め記憶し、前記アドレス生成部からのアドレスに対応した補償係数を出力する歪補償テーブルと、
前記歪補償テーブルから取得した前記補償係数を、前記制御部からの前記補正係数に基づき補正した値を生成する逆特性計算器と、
前記逆特性計算器で補正された補償係数を、前記送信信号を第２の遅延器で遅延させた信号に乗算する乗算器と、
を備えた、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
前記プリディストーション部は、
前記送信信号の電力値を算出する電力計算器と、
前記電力値を前記電力増幅器の動作点に対応した補正量を演算する演算器と、
を備え、
前記アドレス生成部は前記演算器の出力に基づき前記アドレスを生成する、ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
前記第１のユニットは、
前記第１のユニットのプリディストーション部から出力される信号を中間周波数に変調する変調器を備え、
前記伝送インタフェースが、
前記第１のユニットの前記変調器から前記第２のユニットへ送信信号を伝送する第１のインタフェースケーブルと、
前記第２のユニットの前記フィードバック処理部から前記第１のユニットへフィードバック信号を伝送する第２のインタフェースケーブルと、
を備えた、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
電力増幅器の歪を補償するための補償係数を送信信号に乗じ前記電力増幅器に入力する信号を生成するプリディストーション部を備えた第１のユニットと、
前記プリディストーション部からの信号を周波数変換して無線周波数とした信号を受け電力増幅する前記電力増幅器を備えた第２のユニットと、
互いに離間して配設された前記第１、第２のユニット間で信号を伝送する伝送インタフェースと、を備えた無線通信装置の歪補償制御方法であって、
前記第２のユニットは、
前記電力増幅器からアンテナに送出される無線周波数信号を抽出し中間周波数に周波数変換した信号を受け、狭帯域化したフィードバック信号を生成し、前記伝送インタフェースを介して前記第１のユニットに伝送し、
前記第１のユニットは、
前記第２のユニットから前記伝送インタフェースを介して伝送された前記フィードバック信号と、前記プリディストーション部に供給される前記送信信号を遅延させた信号との位相、振幅を比較して、前記補償係数を補正するための補正係数を生成し、前記プリディストーション部に供給する、ことを特徴とする歪補償制御方法。
前記第２のユニットは、
前記中間周波数に周波数変換した信号の一部を抜き出し、
前記抜き出した信号を変調した信号を前記フィードバック信号として前記伝送インタフェースを介して、前記第１のユニットに伝送する、ことを特徴とする請求項７に記載の歪補償制御方法。
前記第１のユニットは、
前記プリディストーション部に入力される前の前記送信信号の一部を抜き出し、
前記抜き出された前記送信信号を遅延させ、
前記第２のユニットから受信した前記フィードバック信号を復調し、
前記抜き出され遅延された前記送信信号と、前記復調した信号をデジタル化した信号との振幅、位相を比較し、
前記比較結果に基づき、前記補正係数を生成し、前記プリディストーション部に供給する、ことを特徴とする請求項７に記載の歪補償制御方法。
前記第１のユニットの前記プリディストーション部からの信号を前記第２のユニットへ伝送する第１のインタフェースケーブルと、
前記第２のユニットから前記第１のユニットに前記フィードバック信号を伝送する第２のインタフェースケーブルが前記伝送インタフェースを構成している、ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の歪補償制御方法。