JP4035095B2 - Nonlinear distortion compensator - Google Patents

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本発明は、無線通信システムの送信機の増幅器で発生する非線形歪を補償する非線形歪補償装置に関する。   The present invention relates to a nonlinear distortion compensation apparatus that compensates for nonlinear distortion generated in an amplifier of a transmitter of a wireless communication system.

無線通信システムの送信機は、送信する信号を電気的に増幅した後にアンテナを経由して空中へ電波を送出するため、増幅器が必要である。この種の増幅器は、省電力化を図るために消費電力の効率化が進められている。一般に、高効率な増幅器は、入力電力が比較的高くなるとその出力（電力および位相）に非線形成分を含む入出力特性を示す。通常これは非線形歪と呼ばれる。非線形歪量が大きくなると無線通信の品質は劣化し、結果として通信ができなくなる場合がある。ここで、増幅器の入力電力に対する出力電力特性をＡＭ−ＡＭ特性といい、入力電力に対する出力位相特性をＡＭ−ＰＭ特性という。   A transmitter of a wireless communication system needs an amplifier because it electrically amplifies a signal to be transmitted and then transmits a radio wave to the air via an antenna. In this type of amplifier, efficiency of power consumption is being promoted in order to save power. In general, a highly efficient amplifier exhibits input / output characteristics including nonlinear components in its output (power and phase) when the input power becomes relatively high. This is usually called nonlinear distortion. If the amount of nonlinear distortion increases, the quality of wireless communication deteriorates, and as a result, communication may not be possible. Here, the output power characteristic with respect to the input power of the amplifier is referred to as an AM-AM characteristic, and the output phase characteristic with respect to the input power is referred to as an AM-PM characteristic.

図１２は、非線形歪を含む増幅器の入出力特性の例を示している。図において、横軸は入力電力（ＡＭ）、左縦軸は出力電力（ＡＭ）、右縦軸は出力位相（ＰＭ）を示し、実線はＡＭ−ＡＭ特性、破線はＡＭ−ＰＭ特性を表す。図に示すように、ＡＭ−ＡＭ特性は入力電力が比較的小さい領域（０dBｍ以下）ではほぼ線形となっているが、入力電力が比較的大きい領域（０dBｍ以上）では非線形になっていることがわかる。ＡＭ−ＰＭ特性においても同様である。   FIG. 12 shows an example of input / output characteristics of an amplifier including nonlinear distortion. In the figure, the horizontal axis represents input power (AM), the left vertical axis represents output power (AM), the right vertical axis represents output phase (PM), the solid line represents AM-AM characteristics, and the broken line represents AM-PM characteristics. As shown in the figure, the AM-AM characteristic is almost linear in a region where the input power is relatively small (0 dBm or less), but is non-linear in a region where the input power is relatively large (0 dBm or more). Recognize. The same applies to the AM-PM characteristics.

非線形歪を補償する方法として、比較的簡単に実現可能なディジタル信号を利用した非線形歪補償方法が提案されている。この方法は、増幅器で信号が歪むことを承知した上で、その逆の特性を有する非線形歪を予めディジタル信号処理により与え、増幅器の非線形な入出力特性による非線形歪を相殺するものである。この方法は、ディジタルプレディストーション方法と呼ばれる。また、非線形歪を与えるためのデータは、歪補償データと呼ばれる。   As a method for compensating nonlinear distortion, a nonlinear distortion compensation method using a digital signal that can be realized relatively easily has been proposed. This method recognizes that a signal is distorted by an amplifier, and applies a nonlinear distortion having the opposite characteristic in advance by digital signal processing to cancel the nonlinear distortion due to the nonlinear input / output characteristic of the amplifier. This method is called a digital predistortion method. Data for giving nonlinear distortion is called distortion compensation data.

増幅器の入出力特性は、温度条件や経年条件等の環境条件や、駆動電圧レベル等により変動するのが一般的である。このため、非線形歪を、ディジタルプレディストーションで用いる歪補償データが常時、定数であるとして補償することは効果的ではない。また、増幅器の入出力特性（歪特性）は、たとえ製造ロットが同じであっても個体差を有する。このため、製品型番が同じ増幅器を使用する場合であっても、同一の歪補償係数を使用して歪を補償することは効果的でない。しかしながら、全ての増幅器の歪特性を測定することは効率が悪いため、実際には同一の歪補償係数を使用することが多い。このように、実際の歪特性に適合しない歪補償係数を使用して歪補償を行う場合、プレディストーションが逆効果になることもある。したがって、歪補償データを逐次更新することは運用上必要である。   The input / output characteristics of an amplifier generally vary depending on environmental conditions such as temperature conditions and aging conditions, drive voltage levels, and the like. For this reason, it is not effective to compensate for nonlinear distortion on the assumption that distortion compensation data used in digital predistortion is always a constant. The input / output characteristics (distortion characteristics) of the amplifier have individual differences even if the production lot is the same. For this reason, even when amplifiers having the same product model number are used, it is not effective to compensate for distortion using the same distortion compensation coefficient. However, since it is inefficient to measure the distortion characteristics of all amplifiers, the same distortion compensation coefficient is often used in practice. As described above, when distortion compensation is performed using a distortion compensation coefficient that does not conform to actual distortion characteristics, predistortion may have an adverse effect. Therefore, it is necessary for the operation to sequentially update the distortion compensation data.

図１３は、従来の非線形歪補償装置の構成例を示している（例えば、非特許文献１）。
非線形歪補償装置は、歪補償部１１０、電力計算部１１２、参照テーブル部１１４、直交変調部１１６、増幅器１１８、分配部１２０、直交復調部１２２および係数更新部１２４を有している。
送信信号として入力される直交ベースバンド信号１００は、歪補償部１１０、電力計算部１１２および係数更新部１２４に入力される。電力計算部１１２は入力された直交ベースバンド信号１００の信号電力を計算し、その値を参照テーブル部１１４および係数更新部１２４に出力する。 FIG. 13 shows a configuration example of a conventional nonlinear distortion compensator (for example, Non-Patent Document 1).
The nonlinear distortion compensation apparatus includes a distortion compensation unit 110, a power calculation unit 112, a reference table unit 114, an orthogonal modulation unit 116, an amplifier 118, a distribution unit 120, an orthogonal demodulation unit 122, and a coefficient update unit 124.
The orthogonal baseband signal 100 input as a transmission signal is input to the distortion compensation unit 110, the power calculation unit 112, and the coefficient update unit 124. The power calculation unit 112 calculates the signal power of the input orthogonal baseband signal 100 and outputs the value to the reference table unit 114 and the coefficient update unit 124.

参照テーブル部１１４は、信号電力と、増幅器１１８の非線形歪を補償するための歪補償データとを対応付けた書き換え可能な歪補償データテーブルを有している。参照テーブル部１１４は、電力計算部１１２から入力される信号電力に対応する歪補償データ１０２を歪補償データテーブルから読み出して歪補償部１１０に出力する。歪補償部１１０は、直交ベースバンド信号１００とその信号電力に対応した歪補償データ１０２との複素積を計算し、増幅器１１８で発生する非線形歪と逆特性の非線形歪を付与した直交ベースバンド信号を直交変調部１１６に出力する。   The reference table unit 114 has a rewritable distortion compensation data table in which signal power and distortion compensation data for compensating for nonlinear distortion of the amplifier 118 are associated with each other. The reference table unit 114 reads the distortion compensation data 102 corresponding to the signal power input from the power calculation unit 112 from the distortion compensation data table and outputs the data to the distortion compensation unit 110. The distortion compensator 110 calculates a complex product of the orthogonal baseband signal 100 and the distortion compensation data 102 corresponding to the signal power, and provides the orthogonal baseband signal to which the nonlinear distortion generated by the amplifier 118 and the nonlinear distortion having the inverse characteristic are given. Is output to the quadrature modulation unit 116.

直交変調部１１６は、歪補償部１１０で歪補償処理された直交ベースバンド信号を直交変調する。増幅器１１８は、直交変調部１１６からの変調信号を所定のレベルまで増幅する。増幅器１８で増幅され歪補償された変調信号１０４は、無線信号として送信されるとともに、その一部は、分配部１２０を介して分配され、直交復調部１２２に入力される。直交復調部１２２は、変調信号１０４を復調し、復調した直交ベースバンド信号１０６を係数更新部１２４に出力する。
係数更新部１２４は、復調された直交ベースバンド信号１０６と歪補償前の直交ベースバンド信号１００との誤差を算出する。係数更新部１２４は、信号比較により得られた誤差に基づいて、電力計算部１１２で計算された信号電力に対応する誤差成分を求め、参照テーブル部１１４に与える。参照テーブル部１１４は、受けた誤差成分に応じて歪補償係数を更新する。 The quadrature modulation unit 116 performs quadrature modulation on the quadrature baseband signal subjected to the distortion compensation processing by the distortion compensation unit 110. The amplifier 118 amplifies the modulation signal from the quadrature modulation unit 116 to a predetermined level. The modulated signal 104 that has been amplified by the amplifier 18 and compensated for distortion is transmitted as a radio signal, and a part of the modulated signal 104 is distributed via the distribution unit 120 and input to the quadrature demodulation unit 122. The orthogonal demodulation unit 122 demodulates the modulated signal 104 and outputs the demodulated orthogonal baseband signal 106 to the coefficient update unit 124.
The coefficient updating unit 124 calculates an error between the demodulated orthogonal baseband signal 106 and the orthogonal baseband signal 100 before distortion compensation. The coefficient update unit 124 obtains an error component corresponding to the signal power calculated by the power calculation unit 112 based on the error obtained by the signal comparison, and gives the error component to the reference table unit 114. The reference table unit 114 updates the distortion compensation coefficient in accordance with the received error component.

一方、フィードフォワード方式の歪補償装置において、増幅器で発生する歪成分を除去するために、この歪成分をフィルタを用いて取り出し、取り出した歪成分の電力レベルを電力検出回路により検出し、検出した電力が小さくなるように振幅および位相を調整する手法が提案されている（例えば、特開２００１−７６５６号公報）。
特開２００１−７６５６号公報 移動体通信用送信系非線形歪補償方式、Matsushita Technical Journal, Vol.44, No.6, Dec.1998 On the other hand, in the feedforward distortion compensation device, in order to remove the distortion component generated by the amplifier, this distortion component is extracted using a filter, and the power level of the extracted distortion component is detected by the power detection circuit. A method of adjusting the amplitude and phase so as to reduce the power has been proposed (for example, JP 2001-7656 A).
JP 2001-7656 A Nonlinear distortion compensation method for mobile communication transmission system, Matsushita Technical Journal, Vol.44, No.6, Dec.1998

図１３に示した従来の非線形歪補償装置は、歪補償前のベースバンド信号１００と、歪補償し増幅した後の変調信号をフィードバックして復調したベースバンド信号１０６とを比較し、その誤差に基づいて歪補償データを更新している。この手法では、歪補償データを更新するためにベースバンド信号１０６を生成する復調器が必要になる。この結果、非線形歪補償装置の構成が複雑になり、非線形歪補償装置のコストが増加する問題がある。
特開２００１−７６５６号公報では、増幅器で発生する歪を小さくするための制御手法が具体的に開示されていない。また、検出すべき歪成分の電力レベルが電力検出回路の最低検出電力レベルより低い場合、歪補償を最適に行うことができない。 The conventional nonlinear distortion compensator shown in FIG. 13 compares the baseband signal 100 before distortion compensation with the baseband signal 106 demodulated by feedback of the modulated signal after distortion compensation and amplification, and the error is detected. Based on this, the distortion compensation data is updated. This technique requires a demodulator that generates the baseband signal 106 to update the distortion compensation data. As a result, there is a problem that the configuration of the nonlinear distortion compensator becomes complicated and the cost of the nonlinear distortion compensator increases.
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-7656 does not specifically disclose a control method for reducing distortion generated in an amplifier. Further, when the power level of the distortion component to be detected is lower than the lowest detection power level of the power detection circuit, distortion compensation cannot be optimally performed.

本発明の目的は、増幅器の入出力特性が運用中に変化する場合にも、簡単な構成でその入出力特性の変化に対応して歪補償データの更新を行い、効率的な歪補償を行うことにある。
本発明の別の目的は、歪成分の電力レベルが電力検出回路の最低検出電力レベルより低い場合にも増幅器の歪が最小になるように歪補償を最適に行うことにある。 An object of the present invention is to perform efficient distortion compensation by updating distortion compensation data in response to a change in input / output characteristics with a simple configuration even when the input / output characteristics of the amplifier change during operation. There is.
Another object of the present invention is to optimally perform distortion compensation so that the distortion of the amplifier is minimized even when the power level of the distortion component is lower than the lowest detection power level of the power detection circuit.

請求項１の非線形歪補償装置では、電力計算部は、入力される直交ベースバンド信号の信号電力を計算する。歪補償データ部は、複数の歪補償データで構成される一つの歪補償データ群を記憶し、記憶している歪補償データ群の中から信号電力に対応する歪補償データを選択し出力する。歪補償データ保有部は、歪補償データ部に記憶される複数の歪補償データの数と同数の歪補償データでそれぞれ構成される特性の異なる複数の歪補償データ群を記憶している。歪補償部は、直交ベースバンド信号を歪補償データ部から出力される歪補償データを用いて信号処理し、この歪補償データに対応する非線形歪を付与した直交ベースバンド信号を生成する。直交変調部は、非線形歪が付与された直交ベースバンド信号を直交変調し変調信号を出力する。増幅器は、非線形な入出力特性を有し、変調信号を増幅して出力する。分配部は、増幅器から出力される変調信号の一部を分配する。フィルタは、分配部で分配された変調信号から有効帯域外の成分である歪成分を取り出す。電力検出部は、フィルタにより取り出された歪成分の電力レベルを検出する。歪補償データ制御部は、歪補償データ保有部を制御して歪補償データ部に記憶される歪補償データ群を一時的に順次書き換えながら、歪成分の電力レベルの変化を監視し、これ等電力レベルの変化から歪成分が最も小さくなる歪補償データ群を歪補償データ部に記憶させる。 In the nonlinear distortion compensation apparatus according to the first aspect, the power calculation unit calculates the signal power of the input orthogonal baseband signal. The distortion compensation data section stores one distortion compensation data group composed of a plurality of distortion compensation data, and selects and outputs distortion compensation data corresponding to the signal power from the stored distortion compensation data group. The distortion compensation data holding unit stores a plurality of distortion compensation data groups having different characteristics, each of which is composed of the same number of distortion compensation data as the number of distortion compensation data stored in the distortion compensation data unit . The distortion compensation unit performs signal processing on the orthogonal baseband signal using distortion compensation data output from the distortion compensation data unit, and generates an orthogonal baseband signal to which nonlinear distortion corresponding to the distortion compensation data is added. The orthogonal modulation unit orthogonally modulates the orthogonal baseband signal to which the nonlinear distortion is added, and outputs a modulated signal. The amplifier has nonlinear input / output characteristics, and amplifies and outputs the modulation signal. The distribution unit distributes a part of the modulation signal output from the amplifier. The filter extracts a distortion component that is a component outside the effective band from the modulated signal distributed by the distribution unit. The power detection unit detects the power level of the distortion component extracted by the filter. The distortion compensation data control unit monitors the change in the power level of the distortion component while temporarily rewriting the distortion compensation data group stored in the distortion compensation data unit by controlling the distortion compensation data holding unit. A distortion compensation data group having the smallest distortion component due to the level change is stored in the distortion compensation data section.

請求項２の非線形歪補償装置では、歪補償データ部は、ＲＡＭで構成されている。歪補償データ保有部は、ＲＡＭより低速で動作するＲＯＭで構成されている。   According to another aspect of the nonlinear distortion compensation apparatus of the present invention, the distortion compensation data section is composed of a RAM. The distortion compensation data holding unit is composed of a ROM that operates at a lower speed than the RAM.

請求項３の非線形歪補償装置では、周波数変換部は、直交変調部と増幅器との間に配置され、直交変調部で変調された信号の周波数帯を、この周波数帯より高い周波数帯に変換し、増幅器に出力する。周波数逆変換部は、分配部とフィルタとの間に配置され、分配部からの信号の周波数帯を、この周波数帯より低い周波数帯に変換し、フィルタに出力する。 In the nonlinear distortion compensator according to claim 3 , the frequency conversion unit is disposed between the quadrature modulation unit and the amplifier, and converts the frequency band of the signal modulated by the quadrature modulation unit to a frequency band higher than the frequency band. And output to the amplifier. The frequency inverse conversion unit is disposed between the distribution unit and the filter, converts the frequency band of the signal from the distribution unit to a frequency band lower than this frequency band, and outputs the frequency band to the filter.

請求項４の非線形歪補償装置では、歪補償データ制御部は、歪補償データ群の特性が徐々に変化するようにこれ等歪補償データ群を順次切り替える。歪補償データ制御部は、切り替えた歪補償データ群を用いてそれぞれ測定される歪成分の電力レベルが、複数の歪補償データ群で連続して等しいとき、この電力レベルを電力検出部の検出下限と判定する。そして、歪補償データ制御部は、切り替えた歪補償データ群にそれぞれ対応する歪成分の電力レベルを二次元情報として保持し、電力レベルが検出下限に向けて下降する直線と、電力レベルが検出下限から上昇する直線とを求め、これ等２つの直線の交点に対応する歪補償データ群を、歪補償データ部に記憶させる。 In the nonlinear distortion compensation apparatus according to the fourth aspect , the distortion compensation data control unit sequentially switches these distortion compensation data groups so that the characteristics of the distortion compensation data groups gradually change. When the distortion component power level measured using each of the switched distortion compensation data groups is continuously equal in a plurality of distortion compensation data groups, the distortion compensation data control unit determines the power level as a lower detection limit of the power detection unit. Is determined. Then, the distortion compensation data control unit holds the power level of the distortion component corresponding to each of the switched distortion compensation data groups as two-dimensional information, a straight line in which the power level decreases toward the detection lower limit, and the power level indicates the detection lower limit. And a distortion compensation data group corresponding to the intersection of these two straight lines is stored in the distortion compensation data section.

請求項５の非線形歪補償装置では、歪補償データ制御部は、歪補償データ群の特性が徐々に変化するようにこれ等歪補償データ群を順次切り替える。歪補償データ制御部は、切り替えた歪補償データ群を用いてそれぞれ測定される歪成分の電力レベルが、複数の歪補
償データ群で連続して等しいとき、この電力レベルを電力検出部の検出下限と判定する。そして、歪補償データ制御部は、切り替えた歪補償データ群に対応する歪成分の電力レベルを二次元情報として保持し、検出下限に対応する複数の歪補償データ群のうち、中央に最も近い歪補償データ群を、歪補償データ部に記憶させる。 In the nonlinear distortion compensation apparatus according to the fifth aspect , the distortion compensation data control unit sequentially switches these distortion compensation data groups so that the characteristics of the distortion compensation data groups gradually change. When the distortion component power level measured using each of the switched distortion compensation data groups is continuously equal in a plurality of distortion compensation data groups, the distortion compensation data control unit determines the power level as a lower detection limit of the power detection unit. Is determined. Then, the distortion compensation data control unit holds the power level of the distortion component corresponding to the switched distortion compensation data group as two-dimensional information, and among the plurality of distortion compensation data groups corresponding to the detection lower limit, the distortion closest to the center is stored. The compensation data group is stored in the distortion compensation data section.

請求項６の非線形歪補償装置では、フィルタ、電力検出部および歪補償データ制御部は、歪補償データ部が用いる歪補償データ群を最適な歪補償データ群に更新するために所定の周期で起動される更新モード中のみ動作する。 The nonlinear distortion compensation apparatus according to claim 6 , wherein the filter, the power detection unit, and the distortion compensation data control unit are activated at a predetermined cycle in order to update the distortion compensation data group used by the distortion compensation data unit to an optimum distortion compensation data group. Only works during the update mode

請求項１の非線形歪補償装置では、歪補償データ保有部に記憶された特性の異なる複数の歪補償データ群を用いて、歪補償データ群を一時的に順次切り替えながら歪成分の電力レベルの変化を監視することで、非線形歪を示す歪成分電力が最も小さくなる最適な歪補償データ群を容易に求めることができる。また、復調器などの複雑な回路を用いることなく簡易な回路構成で歪補償を実現できる。この結果、無線システムの運用中に増幅器の入出力特性が変化する場合にも、低い装置コストで、入出力特性の変化に対応して歪補償データ群を更新でき、無線通信の品質が低下することを防止できる。また、特性の異なる複数の歪補償データ群を歪補償データ保有部に予め記憶しておくことで、歪補償データ部への歪補償データ群の書き換えを迅速に行うことができ、歪補償の更新動作を短時間で実施できる。   The nonlinear distortion compensator according to claim 1 uses a plurality of distortion compensation data groups having different characteristics stored in the distortion compensation data holding unit to change the power level of the distortion component while temporarily switching the distortion compensation data groups. By monitoring this, it is possible to easily obtain an optimal distortion compensation data group in which the distortion component power indicating nonlinear distortion is minimized. Further, distortion compensation can be realized with a simple circuit configuration without using a complicated circuit such as a demodulator. As a result, even when the input / output characteristics of the amplifier change during operation of the wireless system, the distortion compensation data group can be updated in response to the change of the input / output characteristics at a low device cost, and the quality of the wireless communication is lowered. Can be prevented. In addition, by storing a plurality of distortion compensation data groups having different characteristics in the distortion compensation data holding unit in advance, it is possible to quickly rewrite the distortion compensation data group to the distortion compensation data unit, and update the distortion compensation. The operation can be performed in a short time.

請求項２の非線形歪補償装置では、歪補償データ群の更新動作は、歪補償部の信号処理動作に比べて時間的に余裕がある。また、歪補償データ保有部が記憶する歪補償データ群は、書き換えの必要がない。このため、歪補償データ保有部は、歪補償データ部に比べて低速なＲＯＭで構成可能である。安価なＲＯＭを使用できるため、装置コストを削減できる。歪補償データ保有部をＲＯＭで構成することで、歪補償データ保有部に記憶される歪補償データがノイズ等により破壊されることを防止できる。このため、無線通信の信頼性が低下することを防止できる。   In the nonlinear distortion compensation apparatus according to the second aspect, the update operation of the distortion compensation data group has a time margin as compared with the signal processing operation of the distortion compensation unit. The distortion compensation data group stored in the distortion compensation data holding unit does not need to be rewritten. Therefore, the distortion compensation data holding unit can be configured with a ROM that is slower than the distortion compensation data unit. Since an inexpensive ROM can be used, the device cost can be reduced. By configuring the distortion compensation data holding unit with a ROM, it is possible to prevent the distortion compensation data stored in the distortion compensation data holding unit from being destroyed by noise or the like. For this reason, it can prevent that the reliability of radio | wireless communication falls.

請求項３の非線形歪補償装置では、フィルタは、相対的に高い精度で帯域外放射電力（歪成分）を取り出すことができる。精度の向上が不要な場合は、フィルタのコストを削減できる。この結果、装置コストを増加させることなく高い精度で歪補償処理を実施でき、無線通信の品質が低下することを防止できる。 In the nonlinear distortion compensation apparatus according to the third aspect , the filter can extract out-of-band radiated power (distortion component) with relatively high accuracy. If no improvement in accuracy is required, the cost of the filter can be reduced. As a result, it is possible to perform distortion compensation processing with high accuracy without increasing the device cost, and it is possible to prevent the quality of wireless communication from being deteriorated.

請求項４の非線形歪補償装置では、電力検出部の精度が低く、帯域外放射電力の最小値が電力検出部の検出下限を下回る場合にも、非線形歪を最小にする歪補償データ群を高い精度で判定できる。相対的に電力検出部のコストを下げることができ、装置コストを削減できる。 In the nonlinear distortion compensation apparatus according to claim 4 , even when the accuracy of the power detection unit is low and the minimum value of out-of-band radiated power is below the detection lower limit of the power detection unit, the distortion compensation data group that minimizes the nonlinear distortion is high. Can be judged with accuracy. The cost of the power detection unit can be relatively reduced, and the device cost can be reduced.

請求項５の非線形歪補償装置では、電力検出部の精度が低く、帯域外放射電力の最小値
が電力検出部の検出下限を下回る場合にも、非線形歪を最小にする歪補償データ群を高い精度で判定できる。相対的に電力検出部のコストを下げることができ、装置コストを削減できる。検出下限に並ぶ複数の電力レベルを結ぶ線分の中点を求めるだけで、非線形歪を最小にする歪補償データ群に容易に決定できる。 In the nonlinear distortion compensation apparatus according to claim 5 , even when the accuracy of the power detection unit is low and the minimum value of out-of-band radiated power is below the detection lower limit of the power detection unit, the distortion compensation data group that minimizes the nonlinear distortion is high. Can be judged with accuracy. The cost of the power detection unit can be relatively reduced, and the device cost can be reduced. A distortion compensation data group that minimizes nonlinear distortion can be easily determined by simply obtaining the midpoint of a line segment that connects a plurality of power levels arranged at the detection lower limit.

請求項６の非線形歪補償装置では、必要なときに必要な回路のみを動作させることで、消費電力を削減できる。 In the nonlinear distortion compensating apparatus according to the sixth aspect, the power consumption can be reduced by operating only the necessary circuit when necessary.

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の非線形歪補償装置の第１の実施形態を示している。非線形歪補償装置は、携帯電話等の無線通信の基地局、携帯電話、加入者系無線（FWA: Fixed Wireless Access）の基地局、あるいは無線ＬＡＮの親機・子機等の送信部に適用される。非線形歪補償装置は、ディジタルプレディストーション手法を採用した装置であり、電力計算部１６、歪補償データ部１８、歪補償データ保有部２０、歪補償部２２、直交変調部２４、増幅器２６、分配部２８、フィルタ３０、電力検出部３２および歪補償データ制御部３４を有している。   FIG. 1 shows a first embodiment of the nonlinear distortion compensator of the present invention. The nonlinear distortion compensation device is applied to a wireless communication base station such as a mobile phone, a mobile phone, a subscriber wireless (FWA: Fixed Wireless Access) base station, or a transmission unit such as a base unit / slave unit of a wireless LAN. The The non-linear distortion compensation apparatus is an apparatus that employs a digital predistortion technique, and includes a power calculation unit 16, a distortion compensation data unit 18, a distortion compensation data holding unit 20, a distortion compensation unit 22, an orthogonal modulation unit 24, an amplifier 26, and a distribution unit. 28, a filter 30, a power detection unit 32, and a distortion compensation data control unit 34.

電力計算部１６は、入力された直交ベースバンド信号１０の信号電力を計算し、その値を歪補償データ部１８に出力する。歪補償データ部１８は、増幅器２６のＡＭ−ＡＭ特性およびＡＭ−ＰＭ特性の歪を補償するために、電力計算部１６が通知可能な信号電力にそれぞれ対応する複数の歪補償データからなる一つの歪補償データ群を記憶する。そして、歪補償データ部１８は、電力計算部１６により計算された信号電力に対応する歪補償データ１２を、歪補償データ群の中から読み出し、歪補償部２２に出力する。ここで、歪補償データ１２は、振幅補償用および位相補償用のデータで構成される。歪補償データ１２は、信号処理を高速に行うために、電力計算部１６により計算された信号電力に応答して高速に出力する必要がある。また、歪補償データ部１８は、後述するように、歪補償データ保有部２０により書き換えられる。このため、歪補償データ部１８は、高速なＲＡＭ（Random Access Memory）で構成されている。   The power calculator 16 calculates the signal power of the input orthogonal baseband signal 10 and outputs the value to the distortion compensation data unit 18. The distortion compensation data unit 18 is a single piece of distortion compensation data each corresponding to signal power that can be notified by the power calculation unit 16 in order to compensate for distortion of the AM-AM characteristic and AM-PM characteristic of the amplifier 26. A distortion compensation data group is stored. Then, the distortion compensation data unit 18 reads out the distortion compensation data 12 corresponding to the signal power calculated by the power calculation unit 16 from the distortion compensation data group and outputs it to the distortion compensation unit 22. Here, the distortion compensation data 12 is composed of amplitude compensation and phase compensation data. The distortion compensation data 12 needs to be output at high speed in response to the signal power calculated by the power calculation unit 16 in order to perform signal processing at high speed. Further, the distortion compensation data unit 18 is rewritten by the distortion compensation data holding unit 20 as described later. For this reason, the distortion compensation data unit 18 is composed of a high-speed RAM (Random Access Memory).

歪補償データ保有部２０は、互いに特性が異なるｍ個の歪補償データ群Gr1-Grmを記憶している。各歪補償データ群Gr1-Grmは、歪補償データ部１８に記憶される歪補償データの数と同じ数の歪補償データを有している。歪補償データ保有部２０は、増幅器２６で発生する非線形歪を小さくするために歪補償データ部１８に最適な歪補償データ群を記憶させる更新モード中に、歪補償データ制御部３４からの指示内容に対応する歪補償データ群（Gr1-Grmのいずれか）を歪補償データ部１８に転送する。すなわち、歪補償データ部１８が記憶する歪補償データ群は、書き換えられ、更新される。   The distortion compensation data holding unit 20 stores m distortion compensation data groups Gr1-Grm having different characteristics. Each distortion compensation data group Gr1-Grm has the same number of distortion compensation data as the number of distortion compensation data stored in the distortion compensation data unit 18. The distortion compensation data holding unit 20 is instructed by the distortion compensation data control unit 34 during the update mode in which the distortion compensation data unit 18 stores the optimum distortion compensation data group in order to reduce the nonlinear distortion generated in the amplifier 26. The distortion compensation data group corresponding to (any one of Gr1-Grm) is transferred to the distortion compensation data unit 18. That is, the distortion compensation data group stored in the distortion compensation data unit 18 is rewritten and updated.

歪補償データ群の更新動作は、歪補償部２２の信号処理動作に比べて時間的に余裕がある。また、歪補償データ保有部２０が記憶する歪補償データ群Gr1-Grmは、書き換えの必要がない。このため、歪補償データ保有部２０は、歪補償データ部１８に比べて低速なＲＯＭ（Read Only Memory）で構成されている。安価なＲＯＭを使用できるため、装置コストを削減できる。なお、歪補償データ部１８の記憶容量をｍ倍にし、歪補償データ部１８に全ての歪補償データ群Gr1-Grmを記憶してもよい。しかし、この場合、高価な高速メモリ（高速ＲＡＭまたは高速ＲＯＭ）の記憶容量が増えるため、装置コストが増加する。また、全ての歪補償データ群Gr1-GrmをＲＡＭに記憶すると、ノイズ等により歪補償データ部１８内のデータが破壊された場合に復帰できない。   The update operation of the distortion compensation data group has a time margin as compared with the signal processing operation of the distortion compensation unit 22. The distortion compensation data group Gr1-Grm stored in the distortion compensation data holding unit 20 does not need to be rewritten. For this reason, the distortion compensation data holding unit 20 is composed of a ROM (Read Only Memory) that is slower than the distortion compensation data unit 18. Since an inexpensive ROM can be used, the device cost can be reduced. Alternatively, the storage capacity of the distortion compensation data unit 18 may be multiplied by m, and all the distortion compensation data groups Gr1-Grm may be stored in the distortion compensation data unit 18. However, in this case, since the storage capacity of an expensive high-speed memory (high-speed RAM or high-speed ROM) increases, the device cost increases. Further, if all the distortion compensation data groups Gr1-Grm are stored in the RAM, it cannot be restored when the data in the distortion compensation data section 18 is destroyed due to noise or the like.

歪補償部２２は、直交ベースバンド信号１０とその信号電力に対応した歪補償データ１２との複素積を計算し、増幅器２６で発生する非線形歪と逆特性の非線形歪を付与した直交ベースバンド信号を直交変調部２４に出力する。直交変調部２４は、歪補償部２２で歪補償処理された直交ベースバンド信号を直交変調する。増幅器２６は、直交変調部２４からの変調信号を所定のレベルまで増幅する。増幅器２６で増幅され歪補償された変調信号１４は、無線信号として送信され、その一部は、分配部２８を介して分配され、フィルタ３０に入力される。   The distortion compensator 22 calculates a complex product of the orthogonal baseband signal 10 and the distortion compensation data 12 corresponding to the signal power, and provides the orthogonal baseband signal to which the nonlinear distortion generated by the amplifier 26 and the nonlinear distortion having the inverse characteristic are given. Is output to the quadrature modulation unit 24. The orthogonal modulation unit 24 orthogonally modulates the orthogonal baseband signal that has been subjected to distortion compensation processing by the distortion compensation unit 22. The amplifier 26 amplifies the modulation signal from the quadrature modulation unit 24 to a predetermined level. The modulated signal 14 amplified by the amplifier 26 and compensated for distortion is transmitted as a radio signal, a part of which is distributed via the distribution unit 28 and input to the filter 30.

フィルタ３０は、例えば、バンドパスフィルタであり、増幅後の変調信号のうち有効帯域外成分である歪成分を通過させる。すなわち、増幅器２６で発生する非線形歪は、フィルタ３０により取り出される。電力検出部３２は、フィルタ３０から出力される信号（歪成分を示す）の電力を検出し、検出した電力を歪補償データ制御部３４に出力する。   The filter 30 is, for example, a band-pass filter, and allows distortion components that are components outside the effective band of the modulated signal after amplification to pass therethrough. That is, the nonlinear distortion generated in the amplifier 26 is extracted by the filter 30. The power detection unit 32 detects the power of a signal (indicating a distortion component) output from the filter 30 and outputs the detected power to the distortion compensation data control unit 34.

歪補償データ制御部３４は、増幅器２６で発生する非線形歪を小さくするための最適な歪補償データ群を探す更新モード中に、歪補償データ群の更新動作を行う。更新動作では、歪補償データ制御部３４は、歪補償データ部１８に記憶される歪補償データ群を一時的に順次切り替えて（書き換えて）、歪成分の電力の変化を監視する。歪補償データ制御部３４は、上記電力の変化から非線形歪を最も小さくできる歪補償データ群を判定し、判定結果を歪補償データ保有部２０に通知する。すなわち、歪補償データ保有部２０が保有する複数の歪補償データ群Gr1-Grmのいずれかが選択される。そして、上述したように、非線形歪を小さくするための最適な歪補償データ群が歪補償データ部１８に転送される。更新動作後、更新モードは終了する。そして、歪補償部２２は、更新された最適な歪補償データ群の歪補償データを用いて増幅器２６で発生する非線形歪と逆特性の非線形歪を付与した直交ベースバンド信号を生成する。なお、更新モード中においても、非線形歪補償装置は、直交ベースバンド信号１０に応じた変調信号１４を出力する。すなわち、無線通信が、更新モード中に停止することはない。   The distortion compensation data control unit 34 performs an operation of updating the distortion compensation data group during the update mode in which an optimum distortion compensation data group for reducing the nonlinear distortion generated in the amplifier 26 is searched. In the update operation, the distortion compensation data control unit 34 temporarily switches (rewrites) the distortion compensation data group stored in the distortion compensation data unit 18 and monitors a change in power of the distortion component. The distortion compensation data control unit 34 determines a distortion compensation data group that can minimize the non-linear distortion from the power change, and notifies the distortion compensation data holding unit 20 of the determination result. That is, one of a plurality of distortion compensation data groups Gr1-Grm held by the distortion compensation data holding unit 20 is selected. Then, as described above, an optimal distortion compensation data group for reducing the nonlinear distortion is transferred to the distortion compensation data unit 18. After the update operation, the update mode ends. Then, the distortion compensator 22 generates an orthogonal baseband signal to which a nonlinear distortion having a characteristic opposite to that of the nonlinear distortion generated in the amplifier 26 is applied using the distortion compensation data of the updated optimal distortion compensation data group. Even in the update mode, the nonlinear distortion compensator outputs a modulated signal 14 corresponding to the orthogonal baseband signal 10. That is, wireless communication does not stop during the update mode.

更新モードへの移行頻度は、例えば、数十分〜１日に１回程度である。更新モードの起動は、例えば、非線形歪補償装置にタイマを内蔵し、タイマ周期に基づいて行われる。このとき、歪補償データ制御部３４、フィルタ３０および電力検出部３２は、更新モードへの移行に応答して活性化し、歪補償データの更新動作を開始する。すなわち、フィルタ３０、電力検出部３２および歪補償データ制御部３４は、更新モード中のみに動作する。フィルタ３０、電力検出部３２および歪補償データ制御部３４は、更新モード中を除いて動作を停止するため、消費電力が削減される。なお、更新モードへの移行は、外部から非線形歪補償装置に供給される制御信号により行ってもよい。   The frequency of transition to the update mode is, for example, about several tens of minutes to once a day. The update mode is activated, for example, by incorporating a timer in the nonlinear distortion compensator and based on the timer period. At this time, the distortion compensation data control unit 34, the filter 30, and the power detection unit 32 are activated in response to the transition to the update mode, and start the distortion compensation data update operation. That is, the filter 30, the power detection unit 32, and the distortion compensation data control unit 34 operate only during the update mode. Since the filter 30, the power detection unit 32, and the distortion compensation data control unit 34 stop operating except during the update mode, power consumption is reduced. Note that the transition to the update mode may be performed by a control signal supplied from the outside to the nonlinear distortion compensator.

ところで、通常、増幅器２６の特性の変化は、自身の経年変化、あるいは温度変動、湿度変動、駆動電圧変動、電流変動等の環境変化により起こるため緩やかである。このため、更新モードへの移行周期は、ある程度長くてよく、歪補償データ制御部３４が歪成分の電力の変化を監視する期間（電力レベルの比較周期）もある程度長くてよい。電力レベルの比較周期が長くなることにより、直交ベースバンド信号１０は、分布が一様になるランダム信号として考えることができ、ある程度長時間に発生した信号電力分布は、時不変（定常系）として扱うことができる。したがって、入力信号である直交ベースバンド信号１０の信号パターンに関わらず、増幅後の帯域外信号成分（歪成分）のレベル比較を行って、その結果に基づいて歪補償データ群を更新しても無線通信の品質が低下することはない。さらに、電力レベルの比較周期を長くできるため、上述したように、歪補償データ保有部２０を低速のメモリで構成でき、装置コストを削減できる。   By the way, normally, the change in the characteristics of the amplifier 26 is gradual because it occurs due to its own aging or environmental changes such as temperature fluctuation, humidity fluctuation, drive voltage fluctuation, current fluctuation and the like. For this reason, the transition period to the update mode may be long to some extent, and the period during which the distortion compensation data control unit 34 monitors the power change of the distortion component (power level comparison period) may be long to some extent. As the power level comparison period becomes longer, the orthogonal baseband signal 10 can be considered as a random signal with a uniform distribution, and the signal power distribution generated over a long period of time is time-invariant (stationary system). Can be handled. Therefore, regardless of the signal pattern of the orthogonal baseband signal 10 that is the input signal, the level comparison of the amplified out-of-band signal component (distortion component) is performed, and the distortion compensation data group is updated based on the result. The quality of wireless communication does not deteriorate. Furthermore, since the power level comparison cycle can be lengthened, as described above, the distortion compensation data holding unit 20 can be configured with a low-speed memory, and the apparatus cost can be reduced.

図２〜図４は、第１の実施形態における更新モード中の詳細を示している。図２は、様々なＡＭ−ＡＭ特性およびＡＭ−ＰＭ特性の例を示している。図３は、図２に示した増幅器特性を補償する歪補償データ群をそれぞれ適用したときの送信スペクトル（増幅器２６の出力）の例を示している。図４は、図２に示した増幅器特性を補償する歪補償データ群をそれぞれ適用したときに電力検出部３２が検出する帯域外放射電力の例を示している。図２〜図４中の（１）、（２）、（３）は、互いに特性が隣接する３つの歪補償データ群（１）、（２）、（３）[Gr1〜Grｍのうち連続する３つ]にそれぞれ対応している。   2 to 4 show details during the update mode in the first embodiment. FIG. 2 shows examples of various AM-AM characteristics and AM-PM characteristics. FIG. 3 shows an example of a transmission spectrum (output of the amplifier 26) when the distortion compensation data groups for compensating the amplifier characteristics shown in FIG. 2 are applied. FIG. 4 shows an example of out-of-band radiated power detected by the power detection unit 32 when the distortion compensation data groups for compensating the amplifier characteristics shown in FIG. 2 are applied. 2 to 4, (1), (2), and (3) are continuous among three distortion compensation data groups (1), (2), and (3) [Gr1 to Grm whose characteristics are adjacent to each other. 3] respectively.

図２において、横軸は入力電力（ＡＭ）、左縦軸は出力電力（ＡＭ）、右縦軸は出力位相（ＰＭ）を示している。一組のＡＭ−ＡＭ特性およびＡＭ−ＰＭ特性は、一つの歪補償データ群を示している。すなわち、図２には、歪補償データ群（１）の歪補償データＡＭ−ＡＭ（１）、ＡＭ−ＰＭ（１）、歪補償データ群（２）の歪補償データＡＭ−ＡＭ（２）、ＡＭ−ＰＭ（２）、および歪補償データ群（３）の歪補償データＡＭ−ＡＭ（３）、ＡＭ−ＰＭ（３）が示されている。   In FIG. 2, the horizontal axis represents input power (AM), the left vertical axis represents output power (AM), and the right vertical axis represents output phase (PM). A set of AM-AM characteristics and AM-PM characteristics represents one distortion compensation data group. That is, FIG. 2 shows distortion compensation data AM-AM (1) and AM-PM (1) of the distortion compensation data group (1), distortion compensation data AM-AM (2) of the distortion compensation data group (2), AM-PM (2) and distortion compensation data AM-AM (3) and AM-PM (3) of the distortion compensation data group (3) are shown.

この例では、歪補償データ部１８は、更新モードへの移行前に、ＡＭ−ＡＭ特性（２）およびＡＭ−ＰＭ特性（２）を有する歪補償データ群を記憶している。更新モードにおいて、歪補償データ制御部３４は、歪補償データ保有部２０を制御し、歪補償データ部１８を、ＡＭ−ＡＭ特性（１）およびＡＭ−ＰＭ特性（１）を有する歪補償データ群に書き換える。このとき、図３に示すように、増幅器２２から出力される送信スペクトルは、スペクトル（２）からスペクトル（１）に変化する。   In this example, the distortion compensation data unit 18 stores a distortion compensation data group having an AM-AM characteristic (2) and an AM-PM characteristic (2) before shifting to the update mode. In the update mode, the distortion compensation data control unit 34 controls the distortion compensation data holding unit 20 to change the distortion compensation data unit 18 into a distortion compensation data group having AM-AM characteristics (1) and AM-PM characteristics (1). Rewrite to At this time, as shown in FIG. 3, the transmission spectrum output from the amplifier 22 changes from the spectrum (2) to the spectrum (1).

電力検出部３２は、図４に示すように、スペクトル（１）の帯域外放射電力（歪成分）を検出する（電力（１））。歪補償データ制御部３４は、電力検出部３２がスペクトル（２）の帯域外放射電力（電力（２））と今回検出した帯域外放射電力（電力（１））とを比較する。歪補償データ制御部３４は、帯域外放射電力が増加しているため、歪補償データ群（２）から歪補償データ群（１）への切り替えは、誤りであると判定する。歪補償データ制御部３４は、歪補償データ部１８を、元のＡＭ−ＡＭ特性（２）およびＡＭ−ＰＭ特性（２）を有する歪補償データ群に書き換える。   As shown in FIG. 4, the power detector 32 detects out-of-band radiated power (distortion component) of the spectrum (1) (power (1)). The distortion compensation data control unit 34 compares the out-of-band radiated power (power (2)) of the spectrum (2) with the out-of-band radiated power (power (1)) detected this time by the power detection unit 32. The distortion compensation data control unit 34 determines that switching from the distortion compensation data group (2) to the distortion compensation data group (1) is an error because the out-of-band radiated power has increased. The distortion compensation data control unit 34 rewrites the distortion compensation data unit 18 into a distortion compensation data group having the original AM-AM characteristic (2) and AM-PM characteristic (2).

次に、歪補償データ制御部３４は、歪補償データ保有部２０を制御し、歪補償データ部１８を、ＡＭ−ＡＭ特性（３）およびＡＭ−ＰＭ特性（３）を有する歪補償データ群に書き換える。このとき、図３に示すように、増幅器２２から出力される送信スペクトルは、スペクトル（２）からスペクトル（３）に変化する。   Next, the distortion compensation data control unit 34 controls the distortion compensation data holding unit 20, and converts the distortion compensation data unit 18 into a distortion compensation data group having AM-AM characteristics (3) and AM-PM characteristics (3). rewrite. At this time, as shown in FIG. 3, the transmission spectrum output from the amplifier 22 changes from the spectrum (2) to the spectrum (3).

電力検出部３２は、図４に示すように、スペクトル（３）の帯域外放射電力（歪成分）を検出する（電力（３））。歪補償データ制御部３４は、スペクトル（２）の帯域外放射電力（電力（２））と今回検出した帯域外放射電力（電力（３））とを比較する。歪補償データ制御部３４は、帯域外放射電力が減少しているため、歪補償データ群（２）から歪補償データ群（３）への切り替えは、正しいと判定する。このため、歪補償データ部１８が記憶しているＡＭ−ＡＭ特性（３）およびＡＭ−ＰＭ特性（３）を有する歪補償データ群を保持する。   As shown in FIG. 4, the power detection unit 32 detects out-of-band radiated power (distortion component) of the spectrum (3) (power (3)). The distortion compensation data control unit 34 compares the out-of-band radiated power (power (2)) of the spectrum (2) with the out-of-band radiated power (power (3)) detected this time. The distortion compensation data control unit 34 determines that switching from the distortion compensation data group (2) to the distortion compensation data group (3) is correct because the out-of-band radiated power has decreased. Therefore, the distortion compensation data group having the AM-AM characteristic (3) and the AM-PM characteristic (3) stored in the distortion compensation data unit 18 is held.

歪補償データ制御部３４は、以上の手順を帯域外放射電力が減少しなくなるまで繰り返し、帯域外放射電力が減少しなくなった時点の歪補償データ群を、最適な歪補償データ群とし、歪補償データ部１８に保持する。そして、更新モード（歪補償データの更新）が終了する。このように、更新モードにおいて、歪補償データ群を摂動により順次切り替えながら帯域外放射電力を測定することで、増幅器２６の特性の変化に追従して最適な歪補償データ群を選択できる。   The distortion compensation data control unit 34 repeats the above-described procedure until the out-of-band radiated power does not decrease, and sets the distortion compensation data group at the time when the out-of-band radiated power does not decrease as an optimal distortion compensation data group. It is stored in the data part 18. Then, the update mode (update of distortion compensation data) ends. In this manner, in the update mode, by measuring the out-of-band radiated power while sequentially switching the distortion compensation data group by perturbation, the optimum distortion compensation data group can be selected following the change in the characteristics of the amplifier 26.

以上、本実施形態では、歪補償データ保有部２０に記憶された特性の異なる複数の歪補償データ群Gr1-Grmを用いて歪補償データ群Gr1-Grmを一時的に順次切り替えながら歪成分の電力レベルの変化を監視することで、歪成分電力が最も小さくなる最適な歪補償データ群を容易に求めることができる。また、復調器などの複雑な回路を用いることなく簡易な回路構成で歪補償を実現できる。この結果、無線システムの運用中に増幅器２６の入出力特性が変化する場合にも、低い装置コストで、入出力特性の変化に対応して歪補償データ群を更新でき、無線通信の品質が低下することを防止できる。すなわち、ディジタルプレディストーションにおいて、歪補償を簡易かつ確実に実現できる。   As described above, in the present embodiment, the distortion compensation power group Gr1-Grm is temporarily switched sequentially using the plurality of distortion compensation data groups Gr1-Grm having different characteristics stored in the distortion compensation data holding unit 20, and the distortion component power is temporarily changed. By monitoring the level change, it is possible to easily obtain the optimum distortion compensation data group that minimizes the distortion component power. Further, distortion compensation can be realized with a simple circuit configuration without using a complicated circuit such as a demodulator. As a result, even when the input / output characteristics of the amplifier 26 change during operation of the wireless system, the distortion compensation data group can be updated in response to the change of the input / output characteristics at a low device cost, and the quality of the wireless communication decreases. Can be prevented. That is, in digital predistortion, distortion compensation can be realized easily and reliably.

また、特性の異なる複数の歪補償データ群Gr1-Grmを歪補償データ保有部２０に予め記憶しておくことで、更新モード中に歪補償データ部１８への歪補償データ群Gr1-Grmの書き換えを迅速に行うことができる。このため、歪補償の更新動作を短時間で実施できる。   Further, by storing a plurality of distortion compensation data groups Gr1-Grm having different characteristics in the distortion compensation data holding unit 20 in advance, the distortion compensation data group Gr1-Grm can be rewritten to the distortion compensation data unit 18 during the update mode. Can be done quickly. Therefore, the distortion compensation update operation can be performed in a short time.

図５は、本発明の非線形歪補償装置の第２の実施形態を示している。第１の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態では、第１の実施形態の歪補償データ保有部２０および歪補償データ制御部３４の代わりに歪補償データ作成部３６および歪補償データ制御部３４Ａが形成されている。その他の構成は、第１の実施形態と同じである。非線形歪補償装置は、ディジタルプレディストーション手法を採用した装置であり、携帯電話等の無線通信の基地局、携帯電話、加入者系無線の基地局、あるいは無線ＬＡＮの親機・子機等の送信部に適用される。フィルタ３０、電力検出部３２および歪補償データ制御部３４Ａは、第１の実施形態と同様に、更新モード中のみ動作する。   FIG. 5 shows a second embodiment of the nonlinear distortion compensator of the present invention. The same elements as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this embodiment, a distortion compensation data creation unit 36 and a distortion compensation data control unit 34A are formed instead of the distortion compensation data holding unit 20 and the distortion compensation data control unit 34 of the first embodiment. Other configurations are the same as those of the first embodiment. A nonlinear distortion compensation device is a device that employs a digital predistortion technique, and is transmitted from a wireless communication base station such as a mobile phone, a mobile phone, a subscriber radio base station, or a base unit / slave unit of a wireless LAN. Applied to the department. The filter 30, the power detection unit 32, and the distortion compensation data control unit 34A operate only during the update mode, as in the first embodiment.

歪補償データ作成部３６は、更新モード中に歪補償データ制御部３４Ａから出力される指示に基づいて、歪補償データを作成して歪補償データ群を構成し、この歪補償データ群を歪補償データ部１８に転送する。転送により、歪補償データ部１８に記憶される歪補償データ群は、書き換えられる。歪補償データ群の作成が容易である場合、または複数の歪補償データ群を予め保有することが困難な場合、第１の実施形態の歪補償データ保有部２０ではなく歪補償データ作成部３６を形成した方が装置コストに対して有効である。   The distortion compensation data creation unit 36 creates distortion compensation data by creating distortion compensation data based on an instruction output from the distortion compensation data control unit 34A during the update mode, and performs distortion compensation on the distortion compensation data group. Transfer to the data section 18. By the transfer, the distortion compensation data group stored in the distortion compensation data unit 18 is rewritten. When it is easy to create a distortion compensation data group, or when it is difficult to hold a plurality of distortion compensation data groups in advance, the distortion compensation data creation unit 36 is used instead of the distortion compensation data holding unit 20 of the first embodiment. The formation is more effective for the device cost.

歪補償データ制御部３４Ａは、電力検出部３２が検出した帯域外放射電力（歪成分）が増加するときに、一時的に適用した歪補償データ群が誤っていると判定する。そして歪補償データ制御部３４Ａは、歪補償データ群の切り替えに伴う特性の変化を逆向きにするための制御信号を、歪補償データ作成部３６に出力する。具体的には、上述した図２に示したように、更新モードへの移行前に特性ＡＭ−ＡＭ（２）、ＡＭ−ＰＭ（２）を有する歪補償データ群が適用されており、歪補償データ作成部３６が、歪補償データ制御部３４Ａからの制御信号に基づいて、特性ＡＭ−ＡＭ（１）、ＡＭ−ＰＭ（１）を有する歪補償データ群を作成するときに、歪補償データ制御部３４Ａは、歪成分が増加するためこの歪補償データ群が最適でないと判定し、歪補償データ作成部３６に特性の変化が逆向きである特性ＡＭ−ＡＭ（３）、ＡＭ−ＰＭ（３）を有する歪補償データ群を作成させる。   The distortion compensation data control unit 34A determines that the temporarily applied distortion compensation data group is erroneous when the out-of-band radiated power (distortion component) detected by the power detection unit 32 increases. Then, the distortion compensation data control unit 34A outputs to the distortion compensation data creation unit 36 a control signal for reversing the characteristic change caused by switching the distortion compensation data group. Specifically, as illustrated in FIG. 2 described above, the distortion compensation data group having the characteristics AM-AM (2) and AM-PM (2) is applied before the transition to the update mode, and the distortion compensation is performed. When the data creation unit 36 creates a distortion compensation data group having characteristics AM-AM (1) and AM-PM (1) based on the control signal from the distortion compensation data control unit 34A, distortion compensation data control is performed. The unit 34A determines that this distortion compensation data group is not optimal because the distortion component increases, and the distortion compensation data creation unit 36 has characteristics AM-AM (3), AM-PM (3) whose characteristics change in the opposite direction. ) Is created.

同様に、歪補償データ制御部３４Ａは、電力検出部３２が検出した帯域外放射電力（歪成分）が減少するときに、一時的に適用した歪補償データ群が正しいと判定する。そして歪補償データ制御部３４Ａは、歪補償データ群の特性を同じ方向にさらに変化させるための制御信号を、歪補償データ作成部３６に出力する。具体的には、上述した図２に示したように、更新モードへの移行前に特性ＡＭ−ＡＭ（１）、ＡＭ−ＰＭ（１）を有する歪補償データ群が適用されており、歪補償データ作成部３６が、歪補償データ制御部３４Ａからの制御信号に基づいて、特性ＡＭ−ＡＭ（２）、ＡＭ−ＰＭ（２）を有する歪補償データ群を作成するときに、歪補償データ制御部３４Ａは、歪成分が減少するため、歪補償データ作成部３６に特性をさらに変化させた特性ＡＭ−ＡＭ（３）、ＡＭ−ＰＭ（３）を有する歪補償データ群を作成させる。   Similarly, the distortion compensation data control unit 34A determines that the temporarily applied distortion compensation data group is correct when the out-of-band radiated power (distortion component) detected by the power detection unit 32 decreases. Then, the distortion compensation data control unit 34A outputs a control signal for further changing the characteristics of the distortion compensation data group in the same direction to the distortion compensation data creation unit 36. Specifically, as shown in FIG. 2 described above, the distortion compensation data group having the characteristics AM-AM (1) and AM-PM (1) is applied before the transition to the update mode, and the distortion compensation is performed. When the data creation unit 36 creates a distortion compensation data group having the characteristics AM-AM (2) and AM-PM (2) based on the control signal from the distortion compensation data control unit 34A, the distortion compensation data control is performed. Since the distortion component decreases, the unit 34A causes the distortion compensation data creation unit 36 to create a distortion compensation data group having characteristics AM-AM (3) and AM-PM (3) whose characteristics are further changed.

このように、第１の実施形態と同様に、更新モードにおいて、歪補償データ群を摂動により順次切り替えながら帯域外放射電力を測定することで、増幅器２６の特性の変化に追従して最適な歪補償データ群を選択できる。
この実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、歪補償データ群をその都度作成することで、複数の歪補償データ群を予め記憶するメモリ（第１の実施形態の歪補償データ保有部２０）が不要になるため、装置コストを削減できる。 Thus, as in the first embodiment, in the update mode, by measuring the out-band radiated power while sequentially switching the distortion compensation data group by perturbation, the optimum distortion following the change in the characteristics of the amplifier 26 is measured. A compensation data group can be selected.
Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained. Furthermore, in this embodiment, since a distortion compensation data group is created each time, a memory (a distortion compensation data holding unit 20 of the first embodiment) that stores a plurality of distortion compensation data groups in advance becomes unnecessary. Equipment cost can be reduced.

図６は、本発明の非線形歪補償装置の第３の実施形態を示している。第１の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態では、第１の実施形態の非線形歪補償装置に、さらに周波数変換部３８および周波数逆変換部４０が追加されている。その他の構成は、第１の実施形態と同じである。非線形歪補償装置は、ディジタルプレディストーション手法を採用した装置であり、携帯電話等の無線通信の基地局、携帯電話、加入者系無線の基地局、あるいは無線ＬＡＮの親機・子機等の送信部に適用される。フィルタ３０、電力検出部３２および歪補償データ制御部３４は、第１の実施形態と同様に、更新モード中のみ動作する。   FIG. 6 shows a third embodiment of the nonlinear distortion compensator of the present invention. The same elements as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this embodiment, a frequency converter 38 and a frequency inverse converter 40 are further added to the nonlinear distortion compensator of the first embodiment. Other configurations are the same as those of the first embodiment. A nonlinear distortion compensation device is a device that employs a digital predistortion technique, and is transmitted from a wireless communication base station such as a mobile phone, a mobile phone, a subscriber radio base station, or a base unit / slave unit of a wireless LAN. Applied to the department. The filter 30, the power detection unit 32, and the distortion compensation data control unit 34 operate only during the update mode, as in the first embodiment.

周波数変換部３８は、直交変調部２４と増幅器２６との間に配置されており、直交変調部２４から出力される変調信号の周波数帯をこの周波数帯より高い所定の周波数帯に変換する。周波数逆変換部４０は、分配部２８とフィルタ３０の間に配置されており、分配後の変調信号の周波数帯を、この周波数帯より低い所定の周波数帯に変換する。周波数逆変換部４０から出力される信号の周波数帯は、周波数変換部３８に入力される信号の周波数帯と同じでもよく、相違してもよい。   The frequency conversion unit 38 is disposed between the quadrature modulation unit 24 and the amplifier 26, and converts the frequency band of the modulation signal output from the quadrature modulation unit 24 into a predetermined frequency band higher than this frequency band. The frequency reverse conversion unit 40 is disposed between the distribution unit 28 and the filter 30 and converts the frequency band of the modulated signal after distribution into a predetermined frequency band lower than the frequency band. The frequency band of the signal output from the frequency inverse conversion unit 40 may be the same as or different from the frequency band of the signal input to the frequency conversion unit 38.

通常の無線送信機においては、最終段の増幅器は、そのまま空中へ放射する周波数帯の増幅器であり、伝搬特性上あるいは法律等の理由により、これは比較的高い周波数を利用することが多い。あるいは、図６に示したように、直交変調部２４から出力される変調信号の周波数帯を、周波数変換部３８によって高い周波数帯に変換した後、空中へ放射する。高い周波数帯の変調信号をフィルタ３０に直接入力し、帯域外放射電力（歪成分）を検出することも可能である。しかし、変調信号を低い周波数帯に変換した後にフィルタ３０に入力して帯域外放射電力を検出することで、より高い精度で帯域外放射電力を取り出すことができる。精度の向上が不要な場合、安価なフィルタを採用でき、装置コストを削減できる。   In a normal wireless transmitter, the final stage amplifier is an amplifier in a frequency band that radiates into the air as it is, and this often uses a relatively high frequency for propagation characteristics or for legal reasons. Alternatively, as shown in FIG. 6, the frequency band of the modulation signal output from the quadrature modulation unit 24 is converted into a high frequency band by the frequency conversion unit 38 and then radiated into the air. It is also possible to directly input a modulation signal in a high frequency band to the filter 30 and detect out-of-band radiated power (distortion component). However, the out-of-band radiated power can be taken out with higher accuracy by converting the modulated signal into a low frequency band and then inputting it to the filter 30 to detect the out-of-band radiated power. When improvement in accuracy is not necessary, an inexpensive filter can be employed, and the device cost can be reduced.

この実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、低い周波数帯域の変調信号をフィルタ３０に入力することで、相対的に高い精度で帯域外放射電力（歪成分）を取り出すことができる。この結果、装置コストを増加させることなく高い精度で歪補償処理を実施でき、無線通信の品質が低下することを防止できる。   Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained. Furthermore, in this embodiment, by inputting a modulation signal in a low frequency band to the filter 30, out-of-band radiation power (distortion component) can be extracted with relatively high accuracy. As a result, it is possible to perform distortion compensation processing with high accuracy without increasing the device cost, and it is possible to prevent the quality of wireless communication from being deteriorated.

図７は、本発明の非線形歪補償装置の第４の実施形態を示している。第１〜第３の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態では、第２の実施形態の非線形歪補償装置に、さらに周波数変換部３８および周波数逆変換部４０が追加されている。その他の構成は、第２の実施形態と同じである。非線形歪補償装置は、ディジタルプレディストーション手法を採用した装置であり、携帯電話等の無線通信の基地局、携帯電話、加入者系無線の基地局、あるいは無線ＬＡＮの親機・子機等の送信部に適用される。フィルタ３０、電力検出部３２および歪補償データ制御部３４Ａは、第１の実施形態と同様に、更新モード中のみ動作する。この実施形態においても、上述した第１〜第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。   FIG. 7 shows a fourth embodiment of the nonlinear distortion compensator of the present invention. The same elements as those described in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this embodiment, a frequency converter 38 and a frequency inverse converter 40 are further added to the nonlinear distortion compensator of the second embodiment. Other configurations are the same as those of the second embodiment. A nonlinear distortion compensation device is a device that employs a digital predistortion technique, and is transmitted from a wireless communication base station such as a mobile phone, a mobile phone, a subscriber radio base station, or a base unit / slave unit of a wireless LAN. Applied to the department. The filter 30, the power detection unit 32, and the distortion compensation data control unit 34A operate only during the update mode, as in the first embodiment. Also in this embodiment, the same effect as the first to third embodiments described above can be obtained.

図８は、本発明の非線形歪補償装置の第５の実施形態を示している。第１の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態では、第１の実施形態の電力検出部３２および歪補償データ制御部３４の代わりに電力検出部３２Ｄおよび歪補償データ制御部３４Ｄが形成されている。その他の構成は、第１の実施形態と同じである。非線形歪補償装置は、ディジタルプレディストーション手法を採用した装置であり、携帯電話等の無線通信の基地局、携帯電話、加入者系無線の基地局、あるいは無線ＬＡＮの親機・子機等の送信部に適用される。フィルタ３０、電力検出部３２Ｄおよび歪補償データ制御部３４Ｄは、更新モード中のみ動作する。
電力検出部３２Ｄは、第１の実施形態の電力検出部３２より検出精度が低い（コストも低い）。このため、図９に示すように、帯域外放射電力の検出下限を有しており、非線形歪の帯域外放射電力の最小値（図中の網掛けの丸印）を検出できない。 FIG. 8 shows a fifth embodiment of the nonlinear distortion compensator of the present invention. The same elements as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this embodiment, a power detection unit 32D and a distortion compensation data control unit 34D are formed instead of the power detection unit 32 and the distortion compensation data control unit 34 of the first embodiment. Other configurations are the same as those of the first embodiment. A nonlinear distortion compensation device is a device that employs a digital predistortion technique, and is transmitted from a wireless communication base station such as a mobile phone, a mobile phone, a subscriber radio base station, or a base unit / slave unit of a wireless LAN. Applied to the department. The filter 30, the power detection unit 32D, and the distortion compensation data control unit 34D operate only during the update mode.
The power detection unit 32D has lower detection accuracy (and costs are lower) than the power detection unit 32 of the first embodiment. For this reason, as shown in FIG. 9, it has a detection lower limit of out-of-band radiated power, and the minimum value of out-of-band radiated power of non-linear distortion (shaded circles in the figure) cannot be detected.

歪補償データ制御部３４Ｄは、増幅器２６で発生する非線形歪を小さくするための最適な歪補償データ群を探す更新モード中に、歪補償データ群の更新動作を行う。更新動作では、歪補償データ制御部３４Ｄは、歪補償データ群の特性が徐々に変化するように、歪補償データ部１８に記憶される歪補償データ群を順次切り替えて（書き換えて）、歪成分の電力の変化を監視する。歪補償データ制御部３４Ｄは、帯域外放射電力（歪成分）が、複数の歪補償データ群で連続して等しいとき、この電力レベルを電力検出部３２Ｄの検出下限と判定する。そして、歪補償データ制御部３４Ｄは、切り替えた歪補償データ群に対応する歪成分の電力レベルを順にプロットするときに、電力レベルが検出下限に向けて下降する直線と、電力レベルが検出下限から上昇する直線とを求め、これ等２つの直線の交点に対応する歪補償データ群を、非線形歪が最小となる歪補償データ群と推定し、歪補償データ保有部２０に通知する。歪補償データ保有部２０は、歪補償データ制御部３４Ｄから指示された歪補償データ群を歪補償データ部１８に書き込む。そして、歪補償データ部１８に記憶される歪補償データ群が更新される。   The distortion compensation data control unit 34D performs an operation of updating the distortion compensation data group during the update mode for searching for an optimal distortion compensation data group for reducing the nonlinear distortion generated in the amplifier 26. In the update operation, the distortion compensation data control unit 34D sequentially switches (rewrites) the distortion compensation data group stored in the distortion compensation data unit 18 so that the characteristics of the distortion compensation data group gradually change, and the distortion component. Monitor changes in power. The distortion compensation data control unit 34D determines that this power level is the lower detection limit of the power detection unit 32D when the out-of-band radiated power (distortion component) is continuously equal in a plurality of distortion compensation data groups. Then, when the distortion compensation data control unit 34D plots the power levels of the distortion components corresponding to the switched distortion compensation data group in order, the straight line in which the power level decreases toward the detection lower limit and the power level from the detection lower limit. An ascending straight line is obtained, and a distortion compensation data group corresponding to the intersection of these two straight lines is estimated as a distortion compensation data group that minimizes nonlinear distortion, and is notified to the distortion compensation data holding unit 20. The distortion compensation data holding unit 20 writes the distortion compensation data group instructed from the distortion compensation data control unit 34D in the distortion compensation data unit 18. Then, the distortion compensation data group stored in the distortion compensation data unit 18 is updated.

図９は、第５の実施形態における更新モードでの動作の詳細を示している。この図は、歪補償データ制御部３４Ｄが、帯域外放射電力（歪成分）を歪補償データ群に対応させて二次元情報として保持している様子を示している。図では、特性が隣接する歪補償データ群を示すラベルを横軸に等間隔に順に並べ、これ等歪補償データ群を用いてそれぞれ測定される帯域外放射電力（歪成分）をプロットしている。ここで、「特性が隣接する歪補償データ群」は、例えば、図２に示したように、特性ＡＭ−ＡＭ（２）に対応する歪補償データ群に対して、特性ＡＭ−ＡＭ（１）に対応する歪補償データ群または特性ＡＭ−ＡＭ（３）に対応する歪補償データ群である。すなわち、横軸に並ぶ歪補償データ群は、その特性が同じ方向に向けて徐々に変化する。この例では、歪補償データ制御部３４Ｄは、１０個の歪補償データ群に対する電力の変化を監視している。しかし、電力の変化の監視は、最大でｍ個の歪補償データ群Gr1-Grmに対して行うことができる。   FIG. 9 shows details of the operation in the update mode in the fifth embodiment. This figure shows that the distortion compensation data control unit 34D holds out-of-band radiated power (distortion component) as two-dimensional information in association with the distortion compensation data group. In the figure, labels indicating distortion compensation data groups having adjacent characteristics are arranged in order on the horizontal axis at equal intervals, and the out-of-band radiated power (distortion component) measured using these distortion compensation data groups is plotted. . Here, the “distortion compensation data group with adjacent characteristics” is, for example, as shown in FIG. 2, the characteristic AM-AM (1) with respect to the distortion compensation data group corresponding to the characteristic AM-AM (2). Or a distortion compensation data group corresponding to the characteristic AM-AM (3). In other words, the characteristics of the distortion compensation data groups arranged on the horizontal axis gradually change toward the same direction. In this example, the distortion compensation data control unit 34D monitors a change in power for ten distortion compensation data groups. However, the change in power can be monitored for a maximum of m distortion compensation data groups Gr1-Grm.

図中の白丸は、各歪補償データ群に対応して電力検出部３２Ｄが検出した帯域外放射電力を示している。歪補償データ群（４）〜（７）に対応する帯域外放射電力は、電力検出部３２Ｄが検出できる電力レベル（検出下限）より小さいため、同じ値がプロットされる。このとき、歪補償データ制御部３４Ｄは、電力検出部３２Ｄの検出下限と判定する。歪補償データ制御部３４Ｄは、電力レベルが検出下限に向かう歪補償データ群（１）〜（４）に対応する４つの白丸を結ぶ直線の式と、電力レベルが検出下限から上方に向かう歪補償データ群（７）〜（１０）に対応する４つの白丸を結ぶ直線の式とを求める。直線の式は、例えば、最小二乗法を用いることで容易に求められる。   White circles in the figure indicate the out-of-band radiated power detected by the power detection unit 32D corresponding to each distortion compensation data group. Since the out-of-band radiated power corresponding to the distortion compensation data groups (4) to (7) is smaller than the power level (detection lower limit) that can be detected by the power detection unit 32D, the same value is plotted. At this time, the distortion compensation data control unit 34D determines the detection lower limit of the power detection unit 32D. The distortion compensation data control unit 34D includes an equation of a straight line connecting four white circles corresponding to the distortion compensation data groups (1) to (4) whose power level goes to the detection lower limit, and distortion compensation whose power level goes upward from the detection lower limit. A straight line connecting four white circles corresponding to the data groups (7) to (10) is obtained. The straight line equation can be easily obtained by using, for example, the least square method.

次に、歪補償データ制御部３４Ｄは、図中に太い実線で示した２つの直線の交点に対応する歪補償データ群を、最適な歪補償データ群と判定し、第１の実施形態と同様に、歪補償データ保有部２０を制御して、この歪補償データ群を歪補償データ部１８に記憶させる。この例では、図中に網掛けの丸印で示した２つの直線の交点に最も近い歪補償データ群（５）が、最適な歪補償データ群と判定される。そして、更新モードは、終了する。   Next, the distortion compensation data control unit 34D determines that the distortion compensation data group corresponding to the intersection of the two straight lines indicated by the thick solid line in the drawing is the optimum distortion compensation data group, and is the same as in the first embodiment. Then, the distortion compensation data holding unit 20 is controlled to store the distortion compensation data group in the distortion compensation data unit 18. In this example, the distortion compensation data group (5) closest to the intersection of the two straight lines indicated by the shaded circles in the figure is determined as the optimum distortion compensation data group. Then, the update mode ends.

なお、帯域外放射電力（歪成分）が、全て異なるとき、これ等電力レベルは、電力検出部３２Ｄの検出下限より上に位置する。このとき、歪補償データ制御部３４Ｄは、最も小さい帯域外放射電力に対応する歪補償データ群を最適な歪補償データ群と判定する。   When all the out-of-band radiated powers (distortion components) are different, these power levels are located above the detection lower limit of the power detection unit 32D. At this time, the distortion compensation data control unit 34D determines that the distortion compensation data group corresponding to the smallest out-of-band radiated power is the optimum distortion compensation data group.

この実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、順次切り替えられる歪補償データ群に対応して測定される帯域外放射電力の変化を監視することで、歪補償データ部１８に記憶される歪補償データ群を、非線形歪を最小にする歪補償データ群に確実に更新できる。電力検出部３２Ｄの精度が低く、帯域外放射電力の最小値が電力検出部３２Ｄの検出下限を下回る場合にも、非線形歪を最小にする歪補償データ群を高い精度で判定できる。電力検出部３２Ｄのコストを相対的に低くできるため、装置コストを削減できる。   Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained. Furthermore, in this embodiment, the distortion compensation data group stored in the distortion compensation data unit 18 is converted into a non-linear distortion by monitoring the change in the out-of-band radiated power measured corresponding to the distortion compensation data group that is sequentially switched. Can be reliably updated to a distortion compensation data group that minimizes. Even when the accuracy of the power detection unit 32D is low and the minimum value of out-of-band radiated power is below the detection lower limit of the power detection unit 32D, the distortion compensation data group that minimizes the nonlinear distortion can be determined with high accuracy. Since the cost of the power detection unit 32D can be relatively lowered, the device cost can be reduced.

図１０は、本発明の非線形歪補償装置の第６の実施形態を示している。第１、第２および第５の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態では、第２の実施形態の電力検出部３２および歪補償データ制御部３４の代わりに電力検出部３２Ｄおよび歪補償データ制御部３４Ｅが形成されている。その他の構成は、第２の実施形態と同じである。非線形歪補償装置は、ディジタルプレディストーション手法を採用した装置であり、携帯電話等の無線通信の基地局、携帯電話、加入者系無線の基地局、あるいは無線ＬＡＮの親機・子機等の送信部に適用される。フィルタ３０、電力検出部３２Ｄおよび歪補償データ制御部３４Ｅは、第１の実施形態と同様に、更新モード中のみ動作する。   FIG. 10 shows a sixth embodiment of the nonlinear distortion compensator of the present invention. The same elements as those described in the first, second and fifth embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this embodiment, a power detection unit 32D and a distortion compensation data control unit 34E are formed instead of the power detection unit 32 and the distortion compensation data control unit 34 of the second embodiment. Other configurations are the same as those of the second embodiment. A nonlinear distortion compensation device is a device that employs a digital predistortion technique, and is transmitted from a wireless communication base station such as a mobile phone, a mobile phone, a subscriber radio base station, or a base unit / slave unit of a wireless LAN. Applied to the department. The filter 30, the power detection unit 32D, and the distortion compensation data control unit 34E operate only during the update mode, as in the first embodiment.

歪補償データ制御部３４Ｅは、更新モード中に、歪補償データ作成部３６に制御信号を順次出力し、特性が隣接する歪補償データ群Gr1-Grmを順次作成させる。歪補償データ作成部３６は、作成した歪補償データ群Gr1-Grmを歪補償データ部１８に順次転送する。そして、歪補償データ制御部３４Ｅは、歪補償データ群Gr1-Grmにそれぞれ対応して電力検出部３２Ｄにより検出される帯域外放射電力（歪成分）を監視する。歪補償データ制御部３４Ｅは、帯域外放射電力（歪成分）が、複数の歪補償データ群で連続して等しいとき、この電力レベルを電力検出部３２Ｄの検出下限と判定する。そして、歪補償データ制御部３４Ｅは、切り替えた歪補償データ群に対応する歪成分の電力レベルを順にプロットするときに、検出下限に対応する複数の歪補償データ群のうち、中央の最も近くに位置する歪補償データ群を、非線形歪が最小となる歪補償データ群と推定し、この歪補償データ群を作成するための制御信号を歪補償データ作成部３６に出力する。歪補償データ作成部３６は、歪補償データ制御部３４Ｅからの制御信号に基づいて歪補償データ群（Gr1-Grmのいずれか）を作成し、作成した歪補償データ群を歪補償データ部１８に書き込む。そして、歪補償データ部１８に記憶される歪補償データ群が更新される。   During the update mode, the distortion compensation data control unit 34E sequentially outputs control signals to the distortion compensation data creation unit 36 to sequentially create distortion compensation data groups Gr1-Grm having adjacent characteristics. The distortion compensation data creation unit 36 sequentially transfers the created distortion compensation data group Gr1-Grm to the distortion compensation data unit 18. Then, the distortion compensation data control unit 34E monitors the out-of-band radiated power (distortion component) detected by the power detection unit 32D corresponding to each of the distortion compensation data groups Gr1-Grm. When the out-of-band radiated power (distortion component) is continuously equal in a plurality of distortion compensation data groups, the distortion compensation data control unit 34E determines this power level as the detection lower limit of the power detection unit 32D. Then, when the distortion compensation data control unit 34E sequentially plots the power level of the distortion component corresponding to the switched distortion compensation data group, the distortion compensation data control unit 34E is closest to the center among the plurality of distortion compensation data groups corresponding to the detection lower limit. The distortion compensation data group that is positioned is estimated as a distortion compensation data group that minimizes nonlinear distortion, and a control signal for creating this distortion compensation data group is output to the distortion compensation data creation unit 36. The distortion compensation data creation unit 36 creates a distortion compensation data group (any one of Gr1-Grm) based on the control signal from the distortion compensation data control unit 34E, and the created distortion compensation data group is stored in the distortion compensation data unit 18. Write. Then, the distortion compensation data group stored in the distortion compensation data unit 18 is updated.

図１１は、第６の実施形態における更新モードでの動作の詳細を示している。上述した図９と同じ内容については、詳細な説明を省略する。この図は、歪補償データ制御部３４Ｅが、帯域外放射電力（歪成分）を歪補償データ群に対応させて二次元情報として保持している様子を示している。図では、特性が隣接する歪補償データ群を横軸に等間隔に順に並べ、これ等歪補償データ群を用いてそれぞれ測定される帯域外放射電力（歪成分）をプロットしている。この例では、歪補償データ制御部３４Ｅは、１０個の歪補償データ群に対する電力の変化を監視している。しかし、電力の変化の監視は、最大でｍ個の歪補償データ群Gr1-Grmに対して行うことができる。   FIG. 11 shows details of the operation in the update mode in the sixth embodiment. Detailed description of the same contents as those in FIG. 9 described above will be omitted. This figure shows a state in which the distortion compensation data control unit 34E holds out-of-band radiated power (distortion component) as two-dimensional information in association with the distortion compensation data group. In the figure, distortion compensation data groups having adjacent characteristics are arranged in order on the horizontal axis at equal intervals, and out-of-band radiated power (distortion component) measured using these distortion compensation data groups is plotted. In this example, the distortion compensation data control unit 34E monitors changes in power with respect to ten distortion compensation data groups. However, the change in power can be monitored for a maximum of m distortion compensation data groups Gr1-Grm.

歪補償データ群（４）〜（７）に対応する帯域外放射電力は、電力検出部３２Ｄが検出できる電力レベル（検出下限）より小さいため、同じ値がプロットされる。このとき、歪補償データ制御部３４Ｅは、電力検出部３２Ｄの検出下限と判定する。歪補償データ制御部３４Ｅは、電力レベルが検出下限に並ぶ４つの白丸を結ぶ線分（図中の太い実線）の中点に最も近い歪補償データ群（５）を、最適な歪補償データ群と判定する。歪補償データ制御部３４Ｅは、第２の実施形態と同様に、歪補償データ作成部３６を制御して、この歪補償データ群（５）を再度作成させ、歪補償データ部１８に記憶させる。そして、更新モードは、終了する。   Since the out-of-band radiated power corresponding to the distortion compensation data groups (4) to (7) is smaller than the power level (detection lower limit) that can be detected by the power detection unit 32D, the same value is plotted. At this time, the distortion compensation data control unit 34E determines the detection lower limit of the power detection unit 32D. The distortion compensation data control unit 34E determines the distortion compensation data group (5) closest to the midpoint of the line segment (thick solid line in the figure) connecting the four white circles whose power levels are at the detection lower limit as the optimum distortion compensation data group. Is determined. As in the second embodiment, the distortion compensation data control unit 34E controls the distortion compensation data creation unit 36 to recreate this distortion compensation data group (5) and store it in the distortion compensation data unit 18. Then, the update mode ends.

なお、帯域外放射電力（歪成分）が、全て異なるとき、これ等電力レベルは、電力検出部３２Ｄの検出下限より上に位置する。このとき、第５の実施形態と同様に、歪補償データ制御部３４Ｅは、最も小さい帯域外放射電力に対応する歪補償データ群を最適な歪補償データ群と判定する。   When all the out-of-band radiated powers (distortion components) are different, these power levels are located above the detection lower limit of the power detection unit 32D. At this time, as in the fifth embodiment, the distortion compensation data control unit 34E determines that the distortion compensation data group corresponding to the smallest out-of-band radiated power is the optimum distortion compensation data group.

この実施形態においても、上述した第１、第２および第５の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、検出下限に並ぶ複数の電力レベルを結ぶ線分の中点を求めるだけで、非線形歪を最小にする歪補償データ群に容易に決定できる。   Also in this embodiment, the same effects as those of the first, second, and fifth embodiments described above can be obtained. Furthermore, in this embodiment, it is possible to easily determine the distortion compensation data group that minimizes the nonlinear distortion by merely obtaining the midpoint of the line segment that connects a plurality of power levels arranged at the detection lower limit.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、第５の実施形態の歪補償データ保有部２０の代わりに、第２の実施形態の歪補償データ作成部３６を形成してもよい。第６の実施形態の歪補償データ作成部３６の代わりに、第２の実施形態の歪補償データ保有部２０を形成してもよい。さらに、第５および第６の実施形態の非線形歪補償装置に、第３の実施形態の周波数変換部３８および周波数逆変換部４０をそれぞれ形成してもよい。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. For example, instead of the distortion compensation data holding unit 20 of the fifth embodiment, the distortion compensation data creation unit 36 of the second embodiment may be formed. Instead of the distortion compensation data creation unit 36 of the sixth embodiment, the distortion compensation data holding unit 20 of the second embodiment may be formed. Furthermore, the frequency conversion unit 38 and the frequency inverse conversion unit 40 of the third embodiment may be formed in the nonlinear distortion compensation apparatuses of the fifth and sixth embodiments, respectively.

以上、本発明について詳細に説明してきたが、上記の実施形態およびその変形例は発明の一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。本発明を逸脱しない範囲で変形可能であることは明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail, said embodiment and its modification are only examples of this invention, and this invention is not limited to this. Obviously, modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の非線形歪補償装置の第１の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 1st Embodiment of the nonlinear distortion compensation apparatus of this invention. 様々なＡＭ−ＡＭ特性およびＡＭ−ＰＭ特性の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of various AM-AM characteristics and AM-PM characteristics. 図２に示した増幅器特性を補償する歪補償データ群をそれぞれ適用したときの送信スペクトルの例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a transmission spectrum when the distortion compensation data group which compensates the amplifier characteristic shown in FIG. 2 is applied, respectively. 図２に示した増幅器特性を補償する歪補償データ群をそれぞれ適用したときに電力検出部が検出する帯域外放射電力の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the out-of-band radiation power which a power detection part detects when each distortion compensation data group which compensates the amplifier characteristic shown in FIG. 2 is applied. 本発明の非線形歪補償装置の第２の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 2nd Embodiment of the nonlinear distortion compensation apparatus of this invention. 本発明の非線形歪補償装置の第３の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 3rd Embodiment of the nonlinear distortion compensation apparatus of this invention. 本発明の非線形歪補償装置の第４の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 4th Embodiment of the nonlinear distortion compensation apparatus of this invention. 本発明の非線形歪補償装置の第５の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 5th Embodiment of the nonlinear distortion compensation apparatus of this invention. 第５の実施形態における更新モードでの動作の詳細を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detail of operation | movement in the update mode in 5th Embodiment. 本発明の非線形歪補償装置の第６の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 6th Embodiment of the nonlinear distortion compensation apparatus of this invention. 第６の実施形態における更新モードでの動作の詳細を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detail of operation | movement in the update mode in 6th Embodiment. 非線形歪を含む増幅器の入出力特性の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the input-output characteristic of the amplifier containing nonlinear distortion. 従来の非線形歪補償装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the conventional nonlinear distortion compensation apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 直交ベースバンド信号
１２ 歪補償データ
１４ 変調信号
１６ 電力計算部
１８ 歪補償データ部
２０ 歪補償データ保有部
２２ 歪補償部
２４ 直交変調部
２６ 増幅器
２８ 分配部
３０ フィルタ
３２、３２Ｄ 電力検出部
３４、３４Ａ、３４Ｄ、３４Ｅ 歪補償データ制御部
３６ 歪補償データ作成部
３８ 周波数変換部
４０ 周波数逆変換部
Gr1-Grm 歪補償データ群 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Orthogonal baseband signal 12 Distortion compensation data 14 Modulation signal 16 Power calculation part 18 Distortion compensation data part 20 Distortion compensation data holding part 22 Distortion compensation part 24 Orthogonal modulation part 26 Amplifier 28 Distribution part 30 Filter 32, 32D Power detection part 34, 34A, 34D, 34E Distortion compensation data control unit 36 Distortion compensation data creation unit 38 Frequency conversion unit 40 Frequency inverse conversion unit
Gr1-Grm distortion compensation data group

Claims (6)

入力される直交ベースバンド信号の信号電力を計算する電力計算部と、
複数の歪補償データで構成される一つの歪補償データ群を記憶し、記憶している歪補償データ群の中から前記信号電力に対応する歪補償データを選択し出力する歪補償データ部と、
前記歪補償データ部に記憶される複数の歪補償データの数と同数の歪補償データでそれぞれ構成される特性の異なる複数の歪補償データ群を記憶する歪補償データ保有部と、
前記直交ベースバンド信号を前記歪補償データ部から出力される歪補償データを用いて信号処理し、この歪補償データに対応する非線形歪を付与した直交ベースバンド信号を生成する歪補償部と、
非線形歪が付与された直交ベースバンド信号を直交変調し変調信号を出力する直交変調部と、
非線形な入出力特性を有し、前記変調信号を増幅して出力する増幅器と、
前記増幅器から出力される変調信号の一部を分配する分配部と、
前記分配部で分配された変調信号から有効帯域外の成分である歪成分を取り出すフィルタと、
前記フィルタにより取り出された前記歪成分の電力レベルを検出する電力検出部と、
前記歪補償データ保有部を制御して前記歪補償データ部に記憶される歪補償データ群を一時的に順次書き換えながら、前記歪成分の電力レベルの変化を監視し、これ等電力レベルの変化から前記歪成分が最も小さくなる歪補償データ群を前記歪補償データ部に記憶させる歪補償データ制御部とを備えていることを特徴とする非線形歪補償装置。 A power calculator for calculating the signal power of the input orthogonal baseband signal;
Storing one distortion compensation data group composed of a plurality of distortion compensation data, and selecting and outputting distortion compensation data corresponding to the signal power from the stored distortion compensation data group; and
A distortion compensation data holding unit for storing a plurality of distortion compensation data groups each having a different characteristic composed of the same number of distortion compensation data as the number of distortion compensation data stored in the distortion compensation data unit;
A distortion compensation unit that performs signal processing on the orthogonal baseband signal using distortion compensation data output from the distortion compensation data unit, and generates an orthogonal baseband signal to which nonlinear distortion corresponding to the distortion compensation data is added;
A quadrature modulation unit that quadrature modulates a quadrature baseband signal to which nonlinear distortion is applied and outputs a modulation signal;
An amplifier having non-linear input / output characteristics and amplifying and outputting the modulated signal;
A distribution unit for distributing a part of the modulation signal output from the amplifier;
A filter that extracts a distortion component that is a component outside the effective band from the modulated signal distributed by the distributor;
A power detector that detects a power level of the distortion component extracted by the filter;
While controlling the distortion compensation data holding unit and temporarily rewriting the distortion compensation data group stored in the distortion compensation data unit, the change in the power level of the distortion component is monitored, and the change in the power level A nonlinear distortion compensation apparatus comprising: a distortion compensation data control unit that stores a distortion compensation data group in which the distortion component is minimized in the distortion compensation data unit. 請求項１記載の非線形歪補償装置において、
前記歪補償データ部は、ＲＡＭで構成され、
前記歪補償データ保有部は、前記ＲＡＭより低速で動作するＲＯＭで構成されていることを特徴とする非線形歪補償装置。 The nonlinear distortion compensator according to claim 1,
The distortion compensation data part is composed of a RAM,
The non-linear distortion compensation apparatus, wherein the distortion compensation data holding unit is composed of a ROM that operates at a lower speed than the RAM. 請求項１記載の非線形歪補償装置において、
前記直交変調部と前記増幅器との間に配置され、前記直交変調部で変調された信号の周波数帯を、この周波数帯より高い周波数帯に変換し、前記増幅器に出力する周波数変換部と、
前記分配部と前記フィルタとの間に配置され、前記分配部からの信号の周波数帯を、この周波数帯より低い周波数帯に変換し、前記フィルタに出力する周波数逆変換部とを備えていることを特徴とする非線形歪補償装置。 The nonlinear distortion compensator according to claim 1,
A frequency conversion unit disposed between the orthogonal modulation unit and the amplifier and converting a frequency band of a signal modulated by the orthogonal modulation unit to a frequency band higher than the frequency band, and outputting the frequency band to the amplifier;
A frequency reverse conversion unit that is disposed between the distribution unit and the filter, converts a frequency band of a signal from the distribution unit to a frequency band lower than the frequency band, and outputs the frequency band to the filter; A nonlinear distortion compensator characterized by the above. 請求項１記載の非線形歪補償装置において、
前記歪補償データ制御部は、前記歪補償データ群の特性が徐々に変化するようにこれ等歪補償データ群を順次切り替え、切り替えた前記歪補償データ群を用いてそれぞれ測定される前記歪成分の電力レベルが、複数の歪補償データ群で連続して等しいとき、この電力レベルを前記電力検出部の検出下限と判定し、切り替えた前記歪補償データ群にそれぞれ対応する前記歪成分の電力レベルを二次元情報として保持し、電力レベルが検出下限に向けて下降する直線と、電力レベルが検出下限から上昇する直線とを求め、これ等２つの直線の交点に対応する歪補償データ群を、前記歪補償データ部に記憶させることを特徴とする非線形歪補償装置。 The nonlinear distortion compensator according to claim 1 ,
The distortion compensation data control unit sequentially switches the distortion compensation data groups so that the characteristics of the distortion compensation data groups gradually change, and the distortion component data measured using the switched distortion compensation data groups. When the power level is continuously equal in a plurality of distortion compensation data groups, this power level is determined as the detection lower limit of the power detection unit, and the power levels of the distortion components respectively corresponding to the switched distortion compensation data groups are determined. Two-dimensional information is stored, and a straight line in which the power level decreases toward the detection lower limit and a straight line in which the power level increases from the detection lower limit are obtained, and the distortion compensation data group corresponding to the intersection of these two straight lines is A non-linear distortion compensator characterized by being stored in a distortion compensation data section . 請求項１記載の非線形歪補償装置において、
前記歪補償データ制御部は、前記歪補償データ群の特性が徐々に変化するようにこれ等歪補償データ群を順次切り替え、切り替えた前記歪補償データ群を用いてそれぞれ測定される前記歪成分の電力レベルが、複数の歪補償データ群で連続して等しいとき、この電力レベルを前記電力検出部の検出下限と判定し、切り替えた前記歪補償データ群に対応する前記歪成分の電力レベルを二次元情報として保持し、検出下限に対応する複数の前記歪補償データ群のうち、中央に最も近い歪補償データ群を、前記歪補償データ部に記憶させることを特徴とする非線形歪補償装置。 The nonlinear distortion compensator according to claim 1 ,
The distortion compensation data control unit sequentially switches the distortion compensation data groups so that the characteristics of the distortion compensation data groups gradually change, and the distortion component data measured using the switched distortion compensation data groups. When the power level is continuously equal in a plurality of distortion compensation data groups, this power level is determined as the detection lower limit of the power detection unit, and the power level of the distortion component corresponding to the switched distortion compensation data group is determined as two. A non-linear distortion compensation apparatus , wherein a distortion compensation data group closest to the center among a plurality of distortion compensation data groups corresponding to a detection lower limit and stored as dimension information is stored in the distortion compensation data unit. 請求項１記載の非線形歪補償装置において、
前記フィルタ、前記電力検出部および前記歪補償データ制御部は、前記歪補償データ部が用いる歪補償データ群を最適な歪補償データ群に更新するために所定の周期で起動される更新モード中のみ動作することを特徴とする非線形歪補償装置。 The nonlinear distortion compensator according to claim 1 ,
The filter, the power detection unit, and the distortion compensation data control unit are only in an update mode that is activated at a predetermined period in order to update a distortion compensation data group used by the distortion compensation data unit to an optimal distortion compensation data group. A non-linear distortion compensation device that operates .
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