JP4048202B2 - Distortion compensation amplification apparatus, amplification system, and radio base station - Google Patents
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Description
本発明は、一般に無線送信機において使用されるディジタルプレディストーション型歪み補償増幅装置に関し、具体的には、移動通信システムの無線基地局で使用されるディジタルプレディストーション型歪み補償増幅装置、および該増幅装置を具備する無線基地局に関する。 The present invention relates to a digital predistortion type distortion compensation amplification apparatus generally used in a radio transmitter, and more specifically, to a digital predistortion type distortion compensation amplification apparatus used in a radio base station of a mobile communication system, and the amplification. The present invention relates to a radio base station including the apparatus.
携帯通信システム、基幹通信システム、放送システム等の無線通信システムにおける無線基地局では、比較的大きな出力で無線信号を送信している。送信装置で使用される電力増幅器は、入力電力に対して線形な信号を出力することが望まれるが、実際には非線形な歪み成分を有する。この電力増幅器の非線形性に起因して、電力増幅器の出力信号に不要な信号成分が混入し、出力波形を歪ませてしまう。例えば、不要な信号成分に起因して、周波数スペクトル上でサイドローブが許容値を超えると、隣接チャネル妨害を生じてしまう。このような電力増幅器の非線形性に対処するため、フィルタ素子を利用して波形整形を行うことに加えて、従来行われている手法の1つにディジタルプリディストーション方式を採用するものがある。 A radio base station in a radio communication system such as a mobile communication system, a backbone communication system, and a broadcast system transmits a radio signal with a relatively large output. A power amplifier used in a transmission apparatus is desired to output a signal linear with respect to input power, but actually has a nonlinear distortion component. Due to the nonlinearity of the power amplifier, unnecessary signal components are mixed into the output signal of the power amplifier, and the output waveform is distorted. For example, if a side lobe exceeds an allowable value on the frequency spectrum due to unnecessary signal components, adjacent channel interference occurs. In order to cope with such nonlinearity of the power amplifier, in addition to performing waveform shaping using a filter element, there is one that adopts a digital predistortion method as one of the conventional methods.
図1は、この方式を採用して歪み補償を行う増幅装置100のブロック図である。増幅装置100は、ルック・アップ・テーブル120から読み出した歪み補償パラメータを利用して、ディジタル・ベースバンド信号である送信入力信号をプリディストーション信号(前置補償信号)に変換する。プリディストーション信号は、ディジタル・アナログ変換器104によりアナログ信号に変換される。変調器106は、この入力アナログ信号を用いた変調処理を行う。変調された信号は、例えば一般のセルラ電話システムの800MHz帯域や、IMT2000における2GHz帯域の信号であり、電力増幅器108によって増幅され、図示されていないアンテナを通じて送信される。
FIG. 1 is a block diagram of an amplifying
また、送信信号の一部は、分配器110を通じて復調器112に供給される。復調器112では、復調処理を行って変調信号を出力する。復調後の信号は、アナログ・ディジタル変換器114によって、ディジタル信号に変換され、誤差検出回路116の一方の入力に結合される。誤差検出回路116の他方の入力には、遅延回路118により送信入力信号を遅延させることによって形成された遅延信号が入力される。遅延回路118における遅延量は、送信入力信号が分配器110を経て誤差検出回路116に至るまでの遅延に相当する量である。誤差検出回路116は、フィードバック信号および遅延信号の差分に基づいて、誤差信号を出力する。フィードバック信号は、増幅後の信号に基づくものであるが、分配器等によって減衰し、理想的には、遅延回路118からの信号と、アナログ・ディジタル変換器114からのフィードバック信号が一致するように形成される。すなわち、誤差検出回路116は、遅延回路118からの信号とフィードバック信号の差分を測定し、遅延回路118の遅延量を増減させ、その差分が小さくなるようにする。そして、差分が最小となるポイントに遅延量を固定し、以後ルックアップテーブル120における歪み補償パラメータの更新を行って、誤差検出回路116における誤差を小さくするような制御が行われる。更新後の歪み補償パラメータは、歪み補償回路102に与えられる。
A part of the transmission signal is supplied to the
歪み補償パラメータは、送信入力信号に対して所望の線形な送信出力信号が得られるように、予め送信入力信号のゲイン(振幅)および位相を変化させるためのパラメータ(逆歪み特性を与えるパラメータ)である。この逆歪み特性を有する信号は、変調器106や電力増幅器108等における歪みを受けるが、結果的には所望の出力が形成され、最終的に出力される。運用状態においては、例えば、遅延回路の遅延量の更新をルックアップテーブルの更新に対して間隔を長くとった周期で行うことで、運用状態での各種パラメータの更新が行われる。
The distortion compensation parameter is a parameter for changing the gain (amplitude) and phase of the transmission input signal in advance so as to obtain a desired linear transmission output signal with respect to the transmission input signal (a parameter that gives an inverse distortion characteristic). is there. The signal having the inverse distortion characteristic is distorted by the
なお、図1の説明では、簡単のため歪み補償回路102で処理される信号が単独の信号系列であるように描かれているが、変調器106において直交変調を施す場合は、Ich,Qchの2系列の信号に、それぞれの処理が施される。
In the description of FIG. 1, for simplicity, the signal processed by the
図1に示すような増幅装置100には、アナログ素子が多数使用されている。例えば、電力増幅器は多数段により構成されるのが一般的であり、また、不要波を除去するフィルタの特性を急峻にするには多くの素子(インダクタおよびキャパシタ等)を要する。一般に、アナログ素子には個体差によるばらつきに加えて、温度変化、経年変化等による特性変動が生じ得る。この特性変動は、信号の伝搬時間すなわち信号経路の遅延量(および位相角)を変化させ得る。すなわち、増幅装置100の送信入力信号から送信出力信号に至るまでの時間(およびフィードバック信号に至るまでの時間)が変化してしまう。この場合、増幅装置100は、フィードバック信号および遅延信号の差分に基づいて、遅延量の変化を検出し、遅延回路118の遅延量を調整する。このようにして、増幅装置100は、経年変化等による遅延量の変化に追従して、歪みの補償された送信信号を出力することができる。
A large number of analog elements are used in the amplifying
ところで、無線基地局では、上記のような増幅装置を複数系列用意して並列運転し、各増幅装置からの出力を合成する手法を採用するものもある。複数の増幅出力の合成は、例えば、より大きな出力電力を得る目的で行われる。また、各系列にそれぞれアンテナを結合し、各系列の位相を調整しつつ増幅出力を空間的に合成することによって、所望の指向特性を有するアンテナ・ビームを作成する目的でも行われる(送信ダイバーシチ)。このような増幅出力の合成を行う場合には、各系列の遅延量(および位相)が正確に一致している必要がある。 By the way, some radio base stations employ a technique in which a plurality of amplifying devices as described above are prepared and operated in parallel to synthesize outputs from the amplifying devices. The combination of a plurality of amplified outputs is performed for the purpose of obtaining larger output power, for example. It is also performed for the purpose of creating an antenna beam having a desired directivity by combining an antenna with each series and spatially combining the amplified outputs while adjusting the phase of each series (transmission diversity). . When synthesizing such amplified outputs, it is necessary that the delay amounts (and phases) of the respective sequences are exactly the same.
しかしながら、上述したような温度変化、経年変化等によりアナログ素子の特性変動に起因して、信号経路の遅延量が変化すると、各系列の送信入力信号から送信出力信号までの遅延量等は互いに異なるものとなる。このため、時間的に異なる信号を合成することとなり、所望の大きな出力電力や、所望のアンテナ・ビーム・パターンが得られなくなってしまうことが懸念される。 However, when the delay amount of the signal path is changed due to the characteristic variation of the analog element due to the temperature change, aging change, etc. as described above, the delay amount from the transmission input signal to the transmission output signal of each series is different from each other. It will be a thing. For this reason, signals different in time are synthesized, and there is a concern that a desired large output power and a desired antenna beam pattern cannot be obtained.
特許文献1,2,3は、従来の歪み補償増幅装置を開示する。しかしながら、これらは何れも、複数の信号系列の増幅出力を良好に合成しようとするものではない。
本発明の一般的課題は、温度変化や経年変化等よる素子の特性変動があったとしても、送信入力信号および送信出力信号間の遅延量を一定に維持することが可能な歪み補償増幅装置および増幅システムを提供することである。 A general problem of the present invention is that a distortion compensation amplifying apparatus capable of maintaining a constant delay amount between a transmission input signal and a transmission output signal even if there is a variation in element characteristics due to temperature change, aging, etc. It is to provide an amplification system.
本発明の具体的課題は、経年変化その他の素子の特性変動があったとしても、並列信号経路からの増幅出力を良好に合成することが可能な歪み補償増幅装置および増幅システムを提供することである。 A specific problem of the present invention is to provide a distortion compensation amplifying apparatus and an amplifying system capable of satisfactorily synthesizing amplified outputs from parallel signal paths even when there is aging and other element characteristic fluctuations. is there.
本発明で使用されるディジタルプレディストーション型歪補償増幅装置は、送信入力信号を遅延させる第2遅延回路と、該遅延された信号に対して、歪み補償パラメータを利用して、前置歪み補償処理を施す歪み補償回路と、該歪み補償処理後の信号の増幅を行う増幅器と、該第2遅延回路で遅延させた信号を更に遅延させる第1遅延回路と、該第1遅延回路からの信号と前記増幅後の信号との差分に基づいて、前記歪み補償処理に用いる歪み補償パラメータを算出する算出部を備える。 The digital predistortion type distortion compensation amplification apparatus used in the present invention includes a second delay circuit that delays a transmission input signal, and a predistortion processing for the delayed signal using a distortion compensation parameter. A distortion compensation circuit that performs amplification, an amplifier that amplifies the signal after the distortion compensation processing, a first delay circuit that further delays a signal delayed by the second delay circuit, and a signal from the first delay circuit; A calculation unit configured to calculate a distortion compensation parameter used in the distortion compensation processing based on a difference from the amplified signal;
本発明によれば、温度変化や経年変化等よる素子の特性変動があったとしても、送信入力信号および送信出力信号間の遅延量を一定に維持できるよう改善できる。 According to the present invention, it is possible to improve the delay amount between the transmission input signal and the transmission output signal so that the delay amount can be maintained constant even if there is a variation in element characteristics due to a temperature change or a secular change.
以下、本発明による実施例を説明する。 Examples according to the present invention will be described below.
図2は、本願第1実施例によって形成された歪み補償を行う増幅装置200のブロック図を示す。この増幅装置は、無線通信システムにおける無線基地局で使用することが可能である。図中左側の第2遅延回路に関連する部分を除いて、増幅装置200は図1の増幅装置100と概ね同様である。
FIG. 2 shows a block diagram of an amplifying
増幅装置200は、ルック・アップ・テーブル220から読み出した歪み補償パラメータを利用して、入力された信号(後述する第2遅延装置からの遅延入力信号)をプリディストーション信号(前置補償信号)に変換する歪み補償回路202を有する。プリディストーション信号は、ディジタル・アナログ変換器204によりアナログ信号に変換され、変調器206による変調処理が施され、電力増幅器208によって増幅され、図示されていないアンテナを通じて送信される。送信信号の一部は、分配器210を通じて復調器212に供給され、復調後にアナログ・ディジタル変換器214によってディジタル信号に変換され、誤差検出回路216の一方の入力に結合される。
Using the distortion compensation parameter read from the look-up table 220, the amplifying
増幅装置200は、送信入力信号を遅延させることによって遅延入力信号を出力する第2遅延回路224と、遅延入力信号を更に遅延させることによって遅延信号を出力する第1遅延回路218とを有する。また、第2遅延回路224の出力(遅延入力信号)は、歪み補償回路202に入力される。増幅装置200は、第1遅延回路218からの遅延信号とアナログ・ディジタル変換器214からのフィードバック信号との差分に基づいて誤差信号を形成し、これをルック・アップ・テーブル220に出力する誤差検出回路216を有する。第1遅延回路218における遅延量および第2遅延回路224における遅延量は、誤差検出回路216からの制御信号に基づいて決定される。尚、分配器210、復調器212、アナログ・ディジタル変換器214、誤差検出回路216およびルックアップテーブル220は、第1遅延回路からの信号と増幅後の信号の差分に基づいて、歪み補償回路202における前置歪み補償処理に用いる歪み補償パラメータを算出する算出部226を形成する。
The amplifying
動作を次に説明する。増幅装置200の動作についても、歪み補償回路202で予め歪み補償処理を行うことによって、電力増幅器208等の非線形性を補償する点は、図1の増幅装置100と共通する。ただし、本実施例では、歪み補償回路202の入力に、送信入力信号を直接入力するのではなく、それを時間T2だけ遅延させた遅延入力信号を入力している点が異なる(遅延量T2は、後述するΔTとして規定される値より大きい値とすることが望ましい。)。
The operation will be described next. The operation of the amplifying
この遅延入力信号は、歪み補償増幅回路202に入力され、ルック・アップ・テーブル220からの歪み補償パラメータに従って、その振幅および位相が制御される。この制御は、以後の変調器206や電力増幅器208等に起因する非線形歪みを更に受けた後にも所望の出力が得られるように、遅延入力信号にこの非線形歪みに対する逆特性の歪みを与える歪み補償処理といわれるものである。このように振幅および位相の補償された遅延入力信号は、ディジタル・アナログ変換器204,変調器206,電力増幅器208を経て送信出力信号として出力され、後段のアンテナから送信される。送信出力信号の一部は分配器210によってフィードバックループに導かれ、復調器212およびアナログ・ディジタル変換器214を経て、誤差検出回路216における遅延入力信号との比較用のディジタル信号(フィードバック信号)に変換される。一方、第2遅延回路224からの遅延入力信号は、第1遅延回路218にも入力される。第1遅延回路218では、事前に設定された遅延量T1だけ遅延させることによって、遅延信号を出力する。この遅延量T1は、遅延入力信号が歪み補償回路202から分配器210を経て誤差検出回路216に至るまでの遅延に対応するように決められたものである。
This delayed input signal is input to the distortion
誤差検出回路216は、この遅延信号とフィードバック信号とを比較して、誤差信号を形成する。この誤差信号のレベルが最小になるように適応制御を行うべく、ルック・アップ・テーブル220の歪み補償パラメータが更新される。適応制御は、最小二乗アルゴリズムや逐次修正アルゴリズムのような既存の適応アルゴリズムを利用して行うことが可能である。
The
次に、例えば経年変化に起因して、変調器206や電力増幅器208等で使用されるアナログ素子の特性が変化し、これらの素子を通過する際の遅延量が変化したと仮定する。より具体的には、歪み補償回路202の入力から分配器210を経て誤差検出回路216に至るまでの遅延量が、T1からT1+ΔTに変化したとする。遅延回路218での遅延量はT1であり、フィードバック信号と遅延量ΔTだけずれている。誤差検出回路216では上述した適応制御を行うことによって、この誤差信号を小さくする条件を見出し、遅延回路218への制御信号により結果的に第1遅延回路218の遅延量をT1からT1+ΔTとする方向へ変更する。こうして、誤差検出回路216は、時間的に等しい信号を比較することが可能になる。
Next, it is assumed that the characteristics of analog elements used in the
従来の技術とは異なり、本願実施例では、第2遅延回路224は、誤差検出回路216からの制御信号に基づいて、遅延量をT2からT2−ΔTに変更する。すなわち、送信入力信号をT2−ΔTだけ遅延させることによって、遅延入力信号を形成するようにする。尚、この−ΔTは、第1遅延回路218に与えたΔTと符号を反転させた値に相当する。第1および第2遅延回路218,224の遅延量をこのように設定すると、次のメリットがある。先ず、遅延回路の遅延量T1の更新前においては、第2遅延回路224に入力された送信入力信号は、第2遅延回路224によりT2の時間の遅延を受け、更に、歪み補償回路202〜分配器210の間で遅延Tnを受けるため、第2遅延回路224の入力端から分配器210の出力端まで合計T2+Tn(1)の時間の遅延を受けていたこととなる。
Unlike the prior art, in the present embodiment, the
次に、先に説明したように、変調器206や電力増幅器208等における遅延量の変化により、TnがTn+ΔTとなった場合には、誤差検出回路216において同じタイミングの信号同士を比較すべく、第1遅延回路218の遅延量がT1+ΔTに更新されることとなる。そして、更に、第2遅延回路224の遅延量もT2−ΔTに更新される。
Next, as described above, when Tn becomes Tn + ΔT due to a change in the delay amount in the
従って、結果的に、第1遅延回路218の遅延量更新後における、第2遅延回路224の入力端から分配器210の出力端までの遅延時間は、(T2−ΔT)+(Tn+ΔT)=T2+Tnとなり、歪み補償処理のための遅延回路の遅延量の更新前の遅延量(1)(T2+Tn)と等しくなっている。これは、歪み補償処理のための遅延回路の遅延量の更新前後において、増幅装置200について送信信号が入力されてから出力されるまでの時間(遅延時間)の一定化を図ることができることを意味する。遅延の変動量ΔTは、正であっても負であってもよい。第1遅延回路218に導入する遅延量を相殺するような遅延が第2遅延回路224に導入されればよいからである。T1+T2は例えば数十マイクロ秒であり、ΔTは例えば数十ナノ秒である。
Therefore, as a result, the delay time from the input terminal of the
一般に、第2遅延回路224の入力から分配器210の出力までの遅延の変動量は、分配器210から誤差検出回路216の入力までの遅延の変動量に比較して大きい。前者は、アナログ・フィルタや多くの増幅段数を含み、より多くのアナログ素子を有するので、遅延量が大きいことに加えて、温度変化、経年変化等の影響を受けやすいからである。また、アナログ領域における遅延量の変動に加えて、ディジタル領域における遅延量の変動も理論上はあり得るが、ディジタル素子はアナログ素子とは異なり、主にクロック信号が正確であれば、そのような遅延量は無視し得る程度に小さい。従って、ΔTの発生原因は歪み補償回路202〜分配器210の間に主に存在するとして、フィードバック系の遅延量の変動を無視し、第2遅延回路224に(−ΔT)を加える制御を行ったとしても、増幅装置200の主信号の遅延時間をほぼ一定に維持することができる。
In general, the amount of delay variation from the input of the
図3および図4は、図2の第1遅延回路218および第2遅延回路224に使用することの可能なメモリを示す。図3は、FIFO型メモリ(First in First out Memory)を利用して遅延回路を構成する場合の例を示す。入力信号としては、図2の送信入力信号又は遅延入力信号とすることが可能である。この種のメモリは、最初に格納されたデータ項目が、最初に取り出されるように構成される。データ1からデータNまで順に書き込み、データN+1以降はデータ1以降に上書きし、これをサイクリックに繰り返す。設定された遅延量に相当する時間だけ入力信号から遅れて、データ項目を順にサイクリックに出力から取り出すようにする。このようにして、遅延回路を構成することが可能である。
FIGS. 3 and 4 show memories that can be used for the
図4は、フリップ・フロップ回路のような遅延素子とセレクタを利用して遅延回路を構成する場合の例を示す。この遅延回路は、直列に結合された複数の遅延素子Tと、各遅延素子の出力に結合されたセレクタより成る。入力信号は、直列に接続された遅延素子の一方の側から入力され、クロックが進む毎に順次記憶内容がシフトされてゆく(図では、左側から右側に向かってシフトされてゆく)。セレクタは、制御信号に基づいて、各遅延素子の出力の内の何れかを選択して出力信号とする。例えば、最も右側の遅延素子の出力を選択すると、最大の遅延量(遅延素子の総数)だけ遅延した信号系列を出力することが可能である。 FIG. 4 shows an example in which a delay circuit is configured using a delay element such as a flip-flop circuit and a selector. This delay circuit comprises a plurality of delay elements T coupled in series and a selector coupled to the output of each delay element. The input signal is input from one side of the delay elements connected in series, and the stored contents are sequentially shifted each time the clock advances (in the figure, it is shifted from the left side to the right side). The selector selects any one of the outputs of the delay elements based on the control signal as an output signal. For example, when the output of the rightmost delay element is selected, it is possible to output a signal sequence delayed by the maximum delay amount (total number of delay elements).
図5および図6は、図2に説明した増幅装置200を複数用意して、並列運転させる場合の構成例を示す。図5は、送信入力信号を2つの増幅装置に入力し、各々の増幅装置からの出力を、合成器にて並列合成し、アンテナから出力するものである。各増幅装置について、AB間とCD間の遅延時間を初期状態において一致させておけば、第1遅延回路218の遅延量の更新を行ったとしても、合成器等に入力されるタイミングは一致し、好適な合成を行うことができる。この例では、2つの増幅装置が回路的に並列に合成されているので、大きな電力が得られるのはもちろんのこと、一方が故障した場合であっても半分の出力で送信を維持することができ、停波に至らず信頼性の高いシステムを構築できる点で有利である。
5 and 6 show a configuration example in the case where a plurality of
図6も送信入力信号を2つの増幅装置に入力するまでは同じであるが、各増幅装置で増幅された信号を空間的に合成する点が異なる(ダイバーシチ合成)。この場合も、各増幅装置を通過するのに要する遅延量は、常に等しく維持されるので、良好に空間合成を行うことが可能になる。このように空間的に合成を行うと、図5のように送信前に回路的に合成する場合に比べて、合成時の電力損失が少なくてすむ点で有利である。また、複数のアンテナを用いると、単独のアンテナでは形成することの困難なビーム波形を容易に形成することが可能になる点でも有利である。図5および図6では簡単のため増幅回路数を2つにしているが、より多くの増幅装置を並列運転させることも可能である。 FIG. 6 is the same until the transmission input signal is input to the two amplifying devices, but differs in that the signals amplified by the amplifying devices are spatially combined (diversity combining). Also in this case, the delay amount required to pass through each amplifying device is always kept equal, so that it is possible to perform spatial synthesis satisfactorily. Spatial synthesis in this way is advantageous in that the power loss at the time of synthesis is less than that in the case of circuit synthesis before transmission as shown in FIG. Use of a plurality of antennas is also advantageous in that it is possible to easily form beam waveforms that are difficult to form with a single antenna. In FIG. 5 and FIG. 6, the number of amplifier circuits is two for simplicity, but more amplifiers can be operated in parallel.
図7は、本願第2実施例による増幅システム700のブロック図である。増幅システム700は、送信入力信号をそれぞれ受信する第1および第2の増幅装置702,704を有する。第1および第2の増幅装置702,704は、図2に説明したものと同一の構成であるので、説明を省略する。これらの増幅装置の出力は、第1合成器706により回路的に合成され、図示されていないアンテナに結合される。本実施例による増幅システム700は更に、これら増幅装置702,704の出力信号の間の位相差を検出する位相差検出器708を有する。上述したように、第1および第2の増幅システム702,704の遅延量は等しく維持されるのであるが、温度特性や経年変化等に加えて、出力信号のキャリアに起因した位相のずれが生じ得る。位相差検出回路708は、この位相差を検出して補償するものである。
FIG. 7 is a block diagram of an
位相差検出器708は、第1の増幅装置702の分配器210に結合された分配器710を有し、第1の増幅装置702の送信出力信号の一部を抽出する。抽出された信号は、減衰器712に入力される。減衰器712で適切なレベルに減衰させられた信号は、移相器714に入力され、信号の位相が調整される。移相器714の出力は第2合成器716の一方の入力に与えられる。なお、第1の増幅装置702の分配器210から抽出した信号レベルが充分に大きいならば、分配器210から抽出した信号を、復調器212に入力することに加えて、減衰器712または移相器714に入力することも可能である。第2の増幅装置704の送信出力信号も同様に、分配器718、減衰器720および移相器722を経て、第2合成器716の他方の入力に与えられる。第2合成器716は、各経路からの信号を合成した合成信号を出力する。レベル検出器724はその合成信号に基づいて位相差を検出し、それを制御装置726に与える。制御装置726は、第1の増幅装置702の歪み補償回路202に制御信号を与える。
The
移相器714,722では、第1合成器706で最大の合成出力が得られる場合に、第2合成器で最小の合成出力が得られるように位相が調整される。すなわち、逆位相で合成されるようにする。調整される位相は、信号間の相対的な量であるので、原理的には、2つの移相器714,722のうち何れか一方のみによって調整することが可能である。しかし、現実の調整の容易性等の観点からは、移相器を両信号経路に設けることが好ましい。
In the
このようにして位相の調整された信号は、第2合成器716で合成される。第1合成器706で最大の合成出力が得られる場合に、第2合成器で最小の合成出力が得られるように位相が調整されているので、レベル検出器724で検出される信号レベルは、位相差の大きさを表現する。すなわち、合成出力が大きいこと及び小さいことは、検出される信号レベルが小さいこと及び大きいことに対応し、更には位相差が小さいこと及び大きいことに対応する。従って、位相差を小さくするには、検出される信号レベルを小さくするような制御が必要である。制御装置726では、最小二乗アルゴリズムや逐次近似アルゴリズムのような周知の適応アルゴリズムを利用して、レベル検出器724からの信号レベルを最小にするための位相差を見出す。制御装置は、その位相差を補償するように、遅延入力信号に適切な位相角を付与するよう第1の増幅装置702の歪み補償回路202に指示する。これにより、第1および第2の増幅装置702,704の遅延量だけでなく、両者の間の位相差をも調整した上で、信号を合成することが可能になる。
The phase-adjusted signal is synthesized by the
本実施例によれば、第1,第2の増幅装置702,704の構成を変更することなしに、単に位相検出回路706を付加することにより実現することができる。したがって、本実施例は増幅装置を変更せずに簡易に実現する観点から好ましい形態である。
According to the present embodiment, this can be realized by simply adding the
本実施例では、送信出力の合成と位相差検出のための合成とを別々に行っているが、合成された送信出力の最適値からのずれを検出する観点からは、必ずしも別々に行う必要はない。第1合成器706からの出力の一部を抽出して、位相差を検出することも理論上は可能である。ただし、信号の抽出に関する信号損失を小さくして精度高く位相差を検出する観点からは、本実施例のように構成することが好ましい。合成前の小電力信号を抽出する際の信号損失量は、合成後の大電力信号を抽出する際の信号損失量より小さいので、精度高く信号を抽出することが可能だからである。
In this embodiment, transmission output synthesis and phase difference detection synthesis are performed separately. However, from the viewpoint of detecting a deviation from the optimum value of the synthesized transmission output, it is not always necessary to perform them separately. Absent. It is theoretically possible to detect a phase difference by extracting a part of the output from the
本実施例では、位相差を補償するために、制御装置726が歪み補償回路202に位相角を付与するよう指示している。しかし、このような指示を誤差検出器216に与えて補償を行うことも可能である。いずれにせよ、遅延入力信号に適切な位相角が付与されればよいからである。
In this embodiment, in order to compensate for the phase difference, the
また、本実施例では、第1の増幅装置702の側の信号の位相を調整するよう構成されているが、第2の増幅装置704の側を調整することや、両者を調整することも可能である。上述したように、調整される位相は信号間の相対的な量だからである。
In this embodiment, the phase of the signal on the
本願実施例では、位相差検出回路708を、図5に示すような回路的に信号を合成する増幅システムに適用しているが、図6に示すようなダイバーシチ合成を行う増幅システムにも適用することが可能である。この場合は、第1合成器706を設けることなしに、分配器710および718の出力をそれぞれ独立したアンテナに結合すればよい。
In this embodiment, the phase
図8は、本願第3実施例による増幅システム800のブロック図を示す。増幅システム800は、送信入力信号をそれぞれ受信する第1および第2の増幅装置802,804を有する。第1および第2の増幅装置702,704は、図2に説明したものとほぼ同様であるので、共通する部分の説明を省略する。これらの増幅装置の出力は、合成器806により回路的に合成され、図示されていないアンテナに結合される。本実施例による増幅システム800は更に、第1の増幅装置802の復調器212に結合された第1スイッチ808を有する。第1スイッチ808の一方の入力Aは、分配器210に結合される。増幅システム800は、第2の増幅装置804の分配器210に結合された第2スイッチ810を有する。第2スイッチ810の一方の出力Aは、第2の増幅装置804の復調器212に結合される。第2スイッチ810の他方の出力Bは、移相器812を介して第1スイッチ808の他方の入力Bに結合される。
FIG. 8 shows a block diagram of an
増幅システム800は、通常動作モードおよび位相調整モードの2つの動作モードを有する。通常動作モードでは、第1スイッチ808は一方の入力Aを復調器212に出力し、第2スイッチ810は入力を一方の出力Aから出力する。この動作モードでは、各増幅装置802,804がそれぞれ独立して並列運転を行い、図5で説明した場合と同様の動作を行う。
The
位相調整モードでは、第1スイッチ808は他方の入力Bを復調器212に出力し、第2スイッチ810は入力を他方の出力Bから出力する。この出力は、移相器812を介して第1スイッチ808の他方の入力Bに入力され、その結果第1の増幅器802の復調器212に入力される。移相器812では、第2の増幅装置804の分配器210から第1スイッチ808に至るまでの位相が、第1の増幅装置802の分配器210から第1スイッチ808に至るまでの位相に等しくなるように位相を調整する。
In the phase adjustment mode, the
この動作モードでは、第1の増幅装置802は、自身の送信出力信号の代わりに、第2の増幅装置804の送信信号に基づいてフィードバック信号を形成し、誤差検出回路216で信号の比較が行われる。各増幅装置802,804の電力増幅器の通過位相が共に等しいならば、位相差はゼロである。しかしながら、各増幅装置間で通過位相が異なるならば、第1増幅装置802の誤差検出回路216により位相差が検出される。誤差検出回路216は、この位相差を補償するような位相角を与えるように、第2の増幅装置804の歪み補償回路202に指示を行う。なお、調整すべき位相差は、信号間の相対的な量なので、第2の増幅装置804の側でなく第1の増幅装置802の側を調整しても良い。位相の調整が終了すると、再びスイッチを切り替えて、通常動作モードに移行する。経年変化や温度変化等はさほど頻繁に生じるものではないので、第1,第2スイッチ808,810の切り替えもさほど頻繁に行う必要はない。例えば、数十分毎に行うことが可能である。
In this operation mode, the
本実施例によれば、新たに追加する素子は、第1,第2スイッチ808,810および移相器812に過ぎない。したがって、本実施例は少ない素子数で位相を検出する観点から好ましい形態である。
According to the present embodiment, the newly added elements are only the first and
本実施例は、図5に示すような回路的に信号を合成する増幅システムに適用されていが、図6に示すようなダイバーシチ合成を行う増幅システムに適用することも可能である。この場合は、合成器806を設けることなしに、各分配器210,210の出力をそれぞれ独立したアンテナに結合すればよい。
Although this embodiment is applied to an amplification system that synthesizes signals in a circuit as shown in FIG. 5, it can also be applied to an amplification system that performs diversity synthesis as shown in FIG. In this case, the outputs of the
以上説明したように、本願実施例によれば、フィードバック信号と遅延信号との差分に基づいて第1遅延回路の遅延量が調整され、この遅延量を相殺するように第2遅延回路の遅延量が調整される。これにより、送信入力信号から送信出力信号までの遅延量は、経年変化による信号経路の遅延特性に変化が生じたとしても、実質的に一定に維持される。 As described above, according to the embodiment of the present invention, the delay amount of the first delay circuit is adjusted based on the difference between the feedback signal and the delay signal, and the delay amount of the second delay circuit is offset so as to cancel out this delay amount. Is adjusted. As a result, the delay amount from the transmission input signal to the transmission output signal is maintained substantially constant even if the delay characteristic of the signal path changes due to aging.
本願実施例によれば、複数の信号経路内の各増幅装置が、遅延量を一定に維持することが可能であるので、等しく遅延した増幅出力を合成することが可能になり、回路的に又は空間的に出力を良好に合成することが可能になる。 According to the embodiment of the present application, since each amplifying device in a plurality of signal paths can maintain a constant delay amount, it is possible to synthesize an equally delayed amplified output, either in a circuit or It becomes possible to synthesize outputs well spatially.
本願実施例によれば、各増幅装置から出力される信号の位相差を検出し、この位相差を補償するようにプリディストーション信号(前置補償信号)の位相角を調整する。これにより、送信入力信号から送信出力信号までの遅延量だけでなく、搬送波による位相ずれをも調整し、更に良好な出力合成を行うことが可能になる。 According to the embodiment of the present application, the phase difference of the signal output from each amplification device is detected, and the phase angle of the predistortion signal (pre-compensation signal) is adjusted so as to compensate for this phase difference. As a result, not only the delay amount from the transmission input signal to the transmission output signal but also the phase shift due to the carrier wave is adjusted, and it becomes possible to perform better output synthesis.
本願実施例によれば、各増幅装置からの出力信号を合成する合成器によって、位相差を検出する。これにより、合成信号の最適値を直接的に探索することが可能になり、本願増幅システムを簡易且つ直接的に実現することが可能になる。 According to the present embodiment, the phase difference is detected by the synthesizer that synthesizes the output signals from the amplification devices. As a result, it is possible to directly search for the optimum value of the combined signal, and it is possible to easily and directly realize the amplification system of the present application.
本願実施例によれば、信号経路を切り替えるスイッチが設けられ、増幅装置のフィードバック信号が、該増幅装置とは異なる他の増幅装置の送信出力信号に基づいて形成されるようにする。これにより、複雑な検出手段を設けることなしに、増幅装置内の誤差検出回路にて位相差の検出を行うことが可能になる。 According to the embodiment of the present application, the switch for switching the signal path is provided, and the feedback signal of the amplification device is formed based on the transmission output signal of another amplification device different from the amplification device. Thereby, it is possible to detect the phase difference by the error detection circuit in the amplification device without providing complicated detection means.
以上、本発明を特定の実施例に基づいて説明してきたが、本発明はそれらに限定されるものではなく、ディジタル・プリディストーション方式の歪み補償を行う増幅装置に広く適用することが可能である。 As described above, the present invention has been described based on specific embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments, and can be widely applied to amplification apparatuses that perform digital predistortion distortion compensation. .
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