JP4326673B2

JP4326673B2 - 非線形歪補償装置を有する通信装置の起動方法

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Publication number: JP4326673B2
Application number: JP2000168844A
Authority: JP
Inventors: 徳郎久保; 高義大出; 和男長谷; 一浜田; 広吉石川; 泰之大石
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2020-06-06
Also published as: JP2001345718A; US6907085B2; US20010051504A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歪補償装置（あるいは、リニアライザ）を有する通信装置において、通信装置の各部分の起動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、周波数利用効率の良い線形変調方式（ＱＰＳＫなど）を用いた無線装置が多く利用されている。この際、電波を送信する送信部においても高い線形性が要求されている。通常、送信部に設けられる、最終段の高出力増幅器（ＰＡ）において高い線形性を求めようとすると相反的に効率が悪くなり、増幅器の大きさ、電源容量、放熱などの条件が厳しくなっていく。すなわち、線形性を示すパワーレンジの大きいＰＡを使用しようとすると、必然的に大型のＰＡを使用することになり、電力の消費量や効率が悪くなる。よって、小型で、線形性を示すパワーレンジの比較的小さい増幅器を非線形領域で使用し、非線形歪補償回路により該小型の増幅器の非線形領域の線形化を図り、高い電力効率と線形性を同時に得ている。
【０００３】
しかしながら、現状においては、十分満足のいく非線形歪補償装置（リニアライザ；特に、ＰＡの入力に更新可能な補償係数を演算してＰＡに入力し、得られるＰＡの出力と当該ＰＡの入力との線形性を見かけ上達成するプリディストータ型リニアライザ）を有した送信装置の実用化例は非常に少なく、起動の手順も確立されていない。
【０００４】
また、リニアライザを有している送信装置においては、リニアライザを有していない送信装置に比べ、多くの調整箇所及び補償テーブルの作成などがあり、起動の際に複雑な手順が要求される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、十分満足のいくリニアライザを搭載した送信装置は、実用化が少なく、このような装置の制御に必要な技術が完全に成熟しているとは言えない。特に、現在実用化が盛んに研究・開発されているWideband-CDMA （Ｗ−ＣＤＭＡ）においては、広帯域の信号を大出力で送信することが考えられるが、それと同時に装置の大型化、高消費電力化を避けるため、上記したような小型のＰＡを使用して、装置を構成することが望まれる。従って、将来においては、リニアライザを搭載した送信装置が主流となることは十分考えられることであり、従って、そのようなリニアライザを搭載した送信装置において、各部分の制御方法などの技術を十分成熟させる必要がある。そして、リニアライザを搭載した装置においては、通常の送信装置と比べて、多くの調整箇所及び補償テーブルの作成等が必要であるため、正確な手順により起動する必要がある。
【０００６】
本発明の課題は、歪補償係数作成・更新機能を有するリニアライザを搭載した通信装置において、適切な起動方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の起動方法は、フィードバックループを持ち、歪補償係数の作成・更新機能を有する非線形歪補償装置を有する通信装置の起動方法であって、（ａ）該フィードバックループをオープンするステップと、（ｂ）該通信装置の有するアナログ信号のレベル調整と位相調整を行うステップと、（ｃ）該フィードバックループをクローズするステップと、（ｄ）該歪補償係数の作成・更新を行うステップとを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、従来確立されていなかった、フィードバックループを持ち、歪補償係数の作成・更新機能を持つリニアライザ（非線形歪補償装置）を搭載した通信装置に適切な起動方法を提供することが出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態は、フィードバック回路を持ち、歪み補償係数を更新することができるプリディストータ型リニアライザを有する送信装置を前提にする。
【００１０】
リニアライザを通常動作させる前には以下に示す項目を行う必要がある。
（１）フィードバックＡＴＴ（アッテネータ；減衰器）の減衰量を指定する値の調整、（２）フィードバック信号遅延量（ＰＡやフィルタなどによって生じるアナログ的に生じる信号の遅延量）の調整、
（１）と（２）はフィードバックループが開いた状態において調整を行う必要があり、この調整なしでは、プリディストーションを行わせるための正確な歪補償係数を作成することは出来ない。すなわち、フィードバックループが閉じた状態で、上記（１）と（２）を行おうとすると、（１）または（２）の調整によって生じたフィードバックループを伝送される信号の変化に対応して歪補償係数の更新が行われてしまうので、（１）と（２）の調整を上手く行うことが出来なくなってしまう。
【００１１】
図１は、リニアライザの原理構成を示す図である。
図１は、フィードバック回路を持ち歪補償係数を更新することができるプリディストータ形のリニアライザの原理構成図であり、図２は、本発明の実施形態の起動方法の基本手順を適用する送信装置の構成図である。
【００１２】
図１に示されるように、プリディストータ型リニアライザへの入力をｘ（ｔ）とすると、このｘ（ｔ）が減算器１３と歪補償テーブル１０に入力される。減算器１３は、ＰＡ１２からの出力のパワー調整した信号とｘ（ｔ）との差を演算し、歪補償信号更新部１１に入力する。歪補償信号更新部１１には、歪補償テーブルからの出力値ｈ（ｐ）が入力され、減算器からの差信号とｈ（ｐ）とを適切に演算することによって、歪補償テーブルのエントリの更新信号とする。
【００１３】
また、ｘ（ｔ）は、歪補償テーブル１０に入力され、歪補償テーブル１０のエントリを取得するためのアドレス値として入力されると共に、歪補償テーブルのエントリを更新する場合に、どのエントリを更新するかを示すアドレス値を与えるものとなる。
【００１４】
歪補償テーブル１０から出力される歪補償係数ｈ（ｐ）は、乗算器１４において、ｘ（ｔ）と乗算され、ｈ（ｐ）とｘ（ｔ）の乗算結果がｆ（ｐ）というゲインを有するＰＡ１２に入力される。ＰＡ１２の出力ｙ（ｔ）は、後段の回路に送信されると共に、フィードバック経路を通って、減算器１３に入力される。後述するように、フィードバック経路には、ＰＡ１２の出力ｙ（ｔ）を適切に減衰するためのアッテネータなどが設けられるが、図１では省略されている。
【００１５】
図２は、図１の原理に基づいて構成された、本実施形態の起動方法を適用する送信装置の基本構成である。図２においては、変調部２０から出力された変調信号は、乗算器２１に入力されると共に、歪補償テーブル３７、減算器３５にも入力される。スイッチ３８は、乗算器２１において、変調信号に乗算する信号を歪補償テーブル３７で得られた値とするか、１＋ｊ０（ｊは虚数単位）を乗算するかを選択するために設けられている。ここで、図２においては、信号は、単一の経路を送信されるように記載しているが、実際には、各信号にはＩ信号とＱ信号とがあり、それぞれに配線が設けられているが、これらをまとめて、複素信号として考えている。従って、図２の回路においては、複素信号が伝搬されているものとする。従って、変調部２０からの複素変調信号に乗算器２１において、１＋ｊ０を乗算することは、複素変調信号になんら変化を及ぼさないという結果となる。従って、スイッチ３８において、１＋ｊ０を選択して、乗算器２１に入力することによって、歪補償係数の更新のためのフィードバックループを開いた状態とすることができる。一方、スイッチ３８において、歪補償テーブル３７からの値を乗算器２１に入力した場合には、歪補償係数が変調部２０からの複素変調信号に乗算されることになり、すなわち、フィードバックループが閉じた状態となる。なお、変調信号が複素信号であることに伴って、歪補償係数も本実施形態においては、複素値となっている。
【００１６】
乗算器２１からの出力は、直交変調された後、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）２２において、アナログ信号に変換され、次に、バンドパスフィルタ２３を通過し、乗算器２４において、局部発振器２８からの高周波が乗算され、ＲＦ信号に変換される。このようにして得られたＲＦ信号は、ＰＡ２５によって増幅され、アンテナ２６から送出される。
【００１７】
また、ＰＡ２５の出力は、フィードバック経路を介して、乗算器２９に入力され、局部発振器２７の高周波が乗算されて、ＲＦ信号から低周波変調信号に逆変換される。そして、可変アッテネータ（ＶＡＴＴ）３０において、ＰＡ２５によって増幅された分のパワーが減衰される。ＶＡＴＴ３０は、複素変調信号の電力値を検出し、ＰＡ２５によって与えられた位相変化は無視して、パワーの減衰のみを行う。このようにして、減衰された複素変調信号は、バンドパスフィルタ３１を通過し、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）３２によってデジタル信号に変換され、直交変調された後、可変遅延器３３に入力される。
【００１８】
可変遅延器３３は、遅延量制御部３４において検出された、変調部２０からの直接の変調信号と、フィードバック経路を介して入力される変調信号のアナログ的な遅延差に基づいて、フィードバック経路を介して可変遅延器３３に入力される変調信号の遅延量を調整し、減算器３５において、減算が正しく行われるようにするために設けられている。ここで、可変遅延器３３は、フィルタやＰＡ２５によって変調信号に与えられるアナログ的な遅延量を調整するものであり、図示してはいないが、ＦＦなどによって生成される、マスタクロックの精度のデジタル的な遅延は全て調整済みであることを前提にしている。
【００１９】
そして、減算器３５から歪補償信号更新部３６に差信号が入力されると、図１で説明した通り、歪補償テーブルの更新を索引が行われ、歪補償係数がスイッチ３８に出力される。
【００２０】
なお、本発明の実施形態の説明においては、図２の点線で示すように、ＤＡＣ２２及び、ＡＤＣ３２より、アンテナ２６側をアナログ部と呼び、これらより変調部２０側をリニアライザデジタル部と呼ぶ。
【００２１】
図３は、図２の基本構成における、起動手順を示すフローチャートであり、本発明の実施形態における基本起動手順を示す図である。
起動手順としてまず、最終段の高出力増幅器（ＰＡ）の電源を入れる前に、リニアライザ部を稼働させ（ステップＳ１０）、フィードバックループをオープンにする（ステップＳ１１）。フィードバックループをオープンにする方法の一例としては、変調器からの信号をプリディストーションするための複素乗算器に歪補償係数を入力させず、１＋ｊ０を乗算の係数とすることと、歪補償更新部を動作させないことによりループオープンとすることができる。
【００２２】
次に、ＰＡを含むアナログ部を稼働させ（ステップＳ１２）、フィードバック信号減衰器（図２中のＶＡＴＴ３０）により、参照信号（変調器２０から直接減算器３５に入力される信号）とフィードバック信号（ＰＡ２５の出力から得られた信号）のレベルを合わせる（ステップＳ１３）。その後フィードバック信号と参照信号の比較タイミングを合わせるために、図２中の可変遅延器３３によりタイミング調整を行う（ステップＳ１４）。以上のステップＳ１３とＳ１４の調整が終了した後に、フィードバックループをクローズさせ（ステップＳ１５）、歪補償係数（テーブル作成）の作成を行う（ステップＳ１６）。以上の起動手順後に通常のリニアライザ動作が行われる（ステップＳ１７）。
【００２３】
なお、図３の手順においては、アンテナからは電波は送出されず、アンテナと同じインピーダンスを有する信号終端部が接続されていることを仮定している。
図４は、本発明の実施形態を適用する基地局送信部の構成図である。
【００２４】
図４において、図２と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、説明を省略する。
図４のテスト信号発生部４０は、歪補償テーブル３７の作成用に設けた信号である。変調部２０からの変調信号を歪補償テーブル３７の作成のために使用すると、変調信号のパワーが所定の範囲内に収まってしまい、歪補償テーブル３７が格納することが出来る全てのパワーについての歪補償係数を作成することができない場合がある。そこで、テスト信号発生部４０において、歪補償テーブル３７のカバーする全てのパワー値をテスト信号が発生するように構成し、パワーの非常に低い部分やパワーの非常に大きい部分についても歪補償テーブルが作成できるようにする。
【００２５】
また、ＰＡ２５は、通常、入力パワーが大きくなると出力パワーが飽和するようになる。すなわち、どのように大きなパワーの入力信号を入力しても、出力パワーが大きくならない現象が生じる。このような場合、何もしないと、歪補償信号更新部３６においては、十分な線形性が得られるまで歪補償係数を補正しようとするが、この補正は収束せず、補償係数をデジタル値で表現できるビット数の最大値にまで上げてしまう。この結果、歪補償後の送信信号波形に不連続点が発生し更なる信号の歪の増大が起きる。そこで、飽和処理部４１は、ＤＡＣ２２の入力信号を取得し、これが十分大きなパワーとなっている場合には、ＰＡ２５は、飽和状態になってしまうと予測し、ＰＡ２５からのフィードバック信号のパワーを増幅して、歪補償信号更新部３６に入力し、歪補償信号更新部３６が十分な線形性が得られたと判断して、これ以上の歪補償係数の補正を行わないように制御する回路である。
【００２６】
図５は、本実施形態で示している適応プリディストータ型のリニアライザの構成及び動作を説明する図である。
適応プリディストータ方式はアンプの非線形歪みを適応アルゴリズムを用いて推定し、デジタル処理によりプリディストーションを行う歪補償方式である。歪みは入力振幅の非線形関数なので、量子化された入力の各値に対し、それぞれ独立に歪みを推定しており、適応アルゴリズムを用いて、アンプ出力信号をレベル調整した信号と参照信号との平均二乗誤差を最小にするように補正値を求めている。平均二乗誤差を最小化するＭＭＳＥアルゴリズムに、本方式では、演算量が最も少なく安定性の良い最小二乗法（ＬＭＳ）を用いている。
【００２７】
複素信号であるｘ（ｔ）は、ブロック４５において、絶対値の２乗の演算がされ、歪補償テーブル４６のエントリｈ（ｐ）を索引するためのインデックスあるいはアドレス値ｐとなる。また、ｘ（ｔ）は、更新前の歪補償係数ｈ_n-1（ｐ）と乗算され、ＰＡ４７によって増幅され、ｙ（ｔ）となる。ｙ（ｔ）は、レベル調整された後（不図示）減算器に入力され、ｘ（ｔ）と減算されて、ｅ（ｔ）＝ｘ（ｔ）−ｙ（ｔ）が演算される。また、ｙ（ｔ）の複素共役がブロック４８に於いて取られ、ｙ^*（ｔ）は、ｈ_n-1（ｐ）と乗算されて、ｕ^*（ｔ）となる。なお、ここで、上付“＊”は、複素共役を示すものとする。次に、ｅ（ｔ）とｕ^*（ｔ）が乗算され、更に、μが乗算されて、ｈ_n-1（ｐ）と加算されて歪補償係数の補正値が算出される。
【００２８】
図６は、図４の送信装置における起動手順を示すフローチャートである。
図６においては、図３の場合と同様に、まず、リニアライザデジタル部を起動し（ステップＳ２０）、次に、フィードバックループをオープン（ステップＳ２１）にした後に、ＰＡを含むアナログ部を起動させる（ステップＳ２２）が、この際に信号として通常の変調信号ではなく、フィードバックＡＴＴ及びフィードバック信号遅延量の調整を行いやすくするためのテスト信号を使用する。フィードバックＡＴＴ、フィードバック信号遅延量の調整後（ステップＳ２３、Ｓ２４）、歪補償テーブル作成を行うが、この際テスト信号レベルが歪補償テーブルの全てのアドレスに対応するようにレベルを可変して補償係数の作成を行う（ステップＳ２７）。
【００２９】
補償係数の作成においては、歪補償テーブルのあるアドレスにおいて歪係数を更新し（ステップＳ２８）、ステップＳ２９において、補償係数が収束したか否かを判断する（ステップＳ２９）。ステップＳ２９において、補償係数が収束していないと判断された場合には、ステップＳ３０において、飽和処理が必要か（飽和処理とは、プリディストーション後の信号がＤＡＣの出力可能範囲を超える、あるいは、ＰＡの出力が飽和するような制御が行われそうになったときに振幅制限を行い、かつ、振幅制限が行われた場合においても位相については追従動作を行わせる動作である）否かが判断され、必要でない場合には、ステップＳ２８に戻り、必要であると判断された場合には、ステップＳ３１において、飽和処理を行って、ステップＳ２８に戻る。
【００３０】
ステップＳ２９において、補償係数が収束したと判断された場合には、ステップＳ３２において、全ての歪補償テーブルのアドレスに対応した歪補償係数が作成されたか否かが判断される。ステップＳ３２において、作成されていないと判断された場合には、ステップＳ２８に戻り、ステップＳ３２において、全て作成されたと判断された場合には、ステップＳ３３で、テスト信号を停止し、ステップＳ３４で、通常動作に移る。
【００３１】
同図の起動手順においても、ＰＡの先には、アンテナの他に、アンテナと同じインピーダンスを有する信号終端部が設けられ、歪補償テーブル作成時には、信号がアンテナには送られず、信号終端部に送られることを前提にしている。
【００３２】
図７は、マルチキャリアタイプの歪補償構成の１構成例であるマルチＤＡＣを用いた場合のリニアライザ構成を示す図である。
なお、同図において、図４と同じ構成には、同じ参照符号を付し、説明を省略する。
【００３３】
本構成においては、ＤＡＣ２２を複数（各キャリア）使用し、アナログ信号で加算（加算器５２）するため、４つの各ＤＡＣ２２出力から加算器５２の出力までにＤＡＣの個別誤差、ＤＡＣから加算器までの４本のアナログ信号ライン長差及び加算器の周波数特性などにより、振幅及び位相偏差が生ずる。従って、ＤＡＣ２２の前段に、振幅・位相調整器５１を設け、アナログ的な遅延及び位相変化を調整する。
【００３４】
すなわち、キャリア１〜キャリア４までの変調器２０（４波とは限らない）から出力された変調信号、あるいは、キャリア１〜キャリア４までのテスト信号発生部４０から出力されたテスト信号は、乗算器５０において、それぞれ位相シフトが行われる。各キャリアの信号は、加算器５６において、それぞれ加算される。また、各キャリアの信号は、それぞれ、振幅・位相調整器５１によって振幅及び位相の調整がされ、直交変調後、ＤＡＣ２２において、それぞれデジタル信号からアナログ信号に変換される。
【００３５】
加算器５２において、加算された結果の信号は、加算器５３において、歪補償値が加算され、バンドパスフィルタ２３を通過する。そして、乗算器２４において、局部発振器２８の高周波と乗算され、ＰＡ２５で増幅されて、送出される。ＰＡ２５の出力は、前述のように、フィードバック経路を介して、歪補償係数が取得され、乗算器５７において、各キャリアの信号が加算された結果の信号に乗算される。更に、本構成では、減算器５５において、歪補償係数乗算後の信号から元の信号を引いて、差信号を生成し、ＤＡＣ５４を介して加算器５３において、各キャリアの信号を加算した結果の信号をＤＡＣ２２でデジタル信号に変換した結果の信号に加算することによって、歪補償を行う。
【００３６】
フィードバックループを開く場合には、前述の通り、スイッチ３８において、歪補償係数ではなく、１＋ｊ０を選択することによって行う。
図８は、図７の構成における起動手順の一例を示すフローチャートである。
【００３７】
図８に示す起動手順では、各キャリア毎に参照信号との位相差及び振幅差を測定し、各キャリア間の偏差をなくすルーチンが追加されている。
まず、ステップＳ４０において、リニアライザデジタル部を起動し、ステップＳ４１において、フィードバックループをオープンにする（開く）。そして、ステップＳ４２において、アナログ部を起動し、ステップＳ４３において、テスト信号を発生する。テスト信号は、複数のキャリアで構成される使用帯域の中心周波数を有するものとする。そして、ステップＳ４４において、フィードバックＡＴＴの減衰値を調整し、ステップＳ４５において、フィードバック信号遅延量を調整する。
【００３８】
そして、ステップＳ４６において、キャリアｉのテスト信号を設定された所定のレベルで発生し、ステップＳ４７において、参照信号とフィードバック信号との位相差及び振幅差を測定する。そして、ステップＳ４８において、全てのキャリアについて測定を行ったか否かを判断する。今の場合、４つのキャリアについて全て測定が完了したか否かを判断する。全てのキャリアについて測定がまだ終わっていない場合には、ステップＳ４９において、ｉを１つ増加し、ステップＳ４６に戻って測定を繰り返す。ステップＳ４８において、全てのキャリアについて測定が終わったと判断された場合には、ステップＳ５０に進む。
【００３９】
ステップＳ５０においては、歪補償テーブルを初期値に設定し、ステップＳ５１において、全てのキャリアでテストパターンを発生する。そして、ステップＳ５２において、フィードバックループをクローズし歪補償テーブルの作成に入る。
【００４０】
歪補償テーブルの作成においては、ステップＳ５３において、テスト信号レベルを歪補償テーブルの全てのアドレスに対応するように可変していく。まず、ステップＳ５４において、あるアドレスにおいて、歪補償テーブルの歪補償係数を更新し、ステップＳ５５において、補償係数が収束したか否かを判断する。収束していない場合には、ステップＳ５６に進んで、飽和処理が必要か否かを判断する。必要でない場合には、ステップＳ５４に戻る。ステップＳ５６において、飽和処理が必要と判断された場合には、ステップＳ５７において、飽和処理を行い、ステップＳ５４に戻る。
【００４１】
ステップＳ５５において、補償係数が収束したと判断された場合には、ステップＳ５８において、全てのアドレスに対応した歪補償係数が作成されたか否かを判断し、作成されていない場合には、ステップＳ５３に戻る。全てのアドレスに対応する歪補償係数が作成された場合には、ステップＳ５９に進み、テスト信号を停止し、ステップＳ６０において、通常動作に移行する。
【００４２】
図９は、本発明の実施形態の起動手順の別の実施形態を説明するための送信器の回路構成例を示した図である。
上記実施形態の構成例は送信部フォワード系１つに対して歪補償変更部１つとフィードバック系１つの構成である。この構成においても歪補償係数更新部による歪補償係数の更新は常に行う必要はなく、ある定期的に更新を行う間欠更新でも問題はない。そこで、図９に示すように、リニアライザデジタル部（補償テーブルを含む）とアナログ部の送信フォワード系複数に対して、フィードバック系と歪補償信号更新部１つを用い、ＳＷによるループの切替を行うことにより回路構成の削減が可能となる。
【００４３】
なお、同図において、図４と同じ構成要素には同じ参照符号を付して、説明を省略する。
図９の構成においては、変調部２０からＰＡ２５までの構成が複数基板上に設けられており、フィードバック経路が、これらに共通に設けられており、スイッチＳＷ１〜ＳＷ７を切り替えて歪補償テーブルの作成などを行う。ここで、１つの基板には、図９では、図４の構成を記載しているが、図７のような構成を１つの基板に設けることも可能である。
【００４４】
図８において、基本構成は、図４と同様であって、ＳＷ１〜ＳＷ７が設けられている点が異なる。スイッチＳＷ１からＳＷ５は、複数の基板からの入力や基板への出力を切り替え、共通に設けられているフィードバック経路を使って、各基板毎に設けられている歪補償テーブル３７を更新するために使用する。スイッチＳＷ６、ＳＷ７は、ＶＡＴＴ３０や、可変遅延器３３の減衰値や遅延値を各基板毎に記憶しておいたものを、それぞれ、対応する基板に対して動作しているとき、対応する減衰値（ＡＴＴ値）や遅延値に切り替えて、それぞれ可変遅延器３３やＶＡＴＴ３０に供給するためのものである。
【００４５】
図１０は、図９に示す補償係数時分割更新構成に対する起動手順を示すフローチャートである。
図１０に４多重例の場合の起動手順を示す。
【００４６】
フィードバックループのオープン時におけるフィードバックＡＴＴ及びフィードバック信号遅延量調整はＳＷを切り替えることにより、各送信系毎（＃１〜４）に順番に行う。この際ＶＡＴＴと可変遅延器は１つしか持たない構成とするので、調整後はその値を記憶しておく必要がある。フィードバックループのクローズ時での補償テーブルの作成においてもＳＷによりループを切り替え各送信系毎（＃１〜４）に順番に行う。
【００４７】
まず、ステップＳ６５において、全ての基板のリニアライザデジタル部を起動し、ステップＳ６６において、全ての基板のフィードバックループをオープンにする。そして、ステップＳ６７において、全ての基板のアナログ部を移動し、テスト信号を設定レベルで発生する。
【００４８】
次に、ステップＳ６８において、スイッチＳＷ１とＳＷ５をｉ番目の基板（送信部）に設定し、ステップＳ６９において、ｉ番目の基板に対するフィードバックＡＴＴ値の調整と調整後のＡＴＴ値を記憶する。次に、ステップＳ７０において、ｉ番目の基板に対応するフィードバック信号遅延量の調整と、調整後の遅延量の記憶を行う。そして、ステップＳ７１において、全ての基板（今の場合、＃１〜＃４）について処理が終わったか否かを判断し、まだ終わっていない場合には、ステップＳ７２において、ｉを１つ増加して、ステップＳ６８に戻る。処理が全ての基板に対し終わったと、ステップＳ７１において判断された場合には、ステップＳ７３に進み、歪補償テーブルを初期値に設定する。
【００４９】
そして、ステップＳ７４において、スイッチＳＷ１〜ＳＷ７をｉ番目の基板に設定して、ｉ番目の基板について形成されたフィードバックループをクローズする。そして、ステップＳ８４において、テスト信号を歪補償テーブルの全てのアドレスに対応するように可変し、ステップＳ７５において、あるアドレスにおいて、歪補償係数を更新し、ステップＳ７６において、補償係数が収束したか否かを判断する。ステップＳ７６において、補償係数が収束していないと判断された場合には、ステップＳ７８に進み、飽和処理が必要か否かを判断し、必要ない場合にはステップＳ７５にそのまま進み、必要な場合には、ステップＳ７９において、飽和処理を行ってステップＳ７５に戻る。
【００５０】
ステップＳ７６において、補償係数が収束したと判断された場合には、ステップＳ７７において、全てのアドレスに対応した歪補償係数が作成されたか否かを判断し、作成されていない場合には、ステップＳ８４に進み、作成された場合には、ステップＳ８０に進む。
【００５１】
ステップＳ８０においては、全ての基板（今の場合＃１〜＃４）について、処理が終わったか否かを判断し、終わっていない場合には、ステップＳ８１において、ｉの値を１増加し、ステップＳ７４に戻って処理を繰り返す。ステップＳ８０において、全ての基板について処理が終わったと判断された場合には、ステップＳ８２に進み、テスト信号を停止し、ステップＳ８３において、通常動作に移行する。
【００５２】
なお、この起動手順は、起動処理状態にある場合には、ＰＡの先にはアンテナではなく、アンテナと同じインピーダンスを備えた信号終端部が設けられていることを念頭に置いている。
【００５３】
図１１は、アンテナを付けた状態（電波が発射する状態）においてリニアライザを有する送信装置の起動手順を示すフローチャートである。
この際ポイントとなるのは、帯域外輻射レベルを規格以上に発生させ隣接する帯域のシステムに妨害を与えてはいけないことである。すなわち、歪補償係数の作成段階では、歪補償係数が大きく変動し、ＰＡの非線形動作が補償されていないので、信号に歪が生じ、従って、アンテナから送出される信号のスペクトルを見ると、サイドローブのようなスペクトルの広がりが生じている。従って、もし、他の動作中の通信システムがあり、そのシステムの使用周波数帯域が、上記サイドローブ状のスペクトルの広がりと重なる場合には、他の通信システムの通信品質を劣化させ、悪影響を与えてしまう。
【００５４】
よって、本起動手順では、フィードバックループをクローズする前に歪補償係数の更新ステップであるμ値を小さい値に設定し、歪補償係数が急激に変動しないようにしている。また、補償係数の作成の際にはテスト信号を小さいレベルから徐々に大きくしていく手順を取る構成としている。フィードバックループのオープンの場合での調整は歪は発生しないレベルで行う。
【００５５】
まず、ステップＳ９０において、リニアライザデジタル部を起動し、ステップＳ９１において、フィードバックループをオープンにする。そして、ステップＳ９２において、アナログ部を起動し、テスト信号を歪が生じないレベルで発生する。そして、ステップＳ９３において、フィードバックＡＴＴを調整し、ステップＳ９４において、フィードバック信号遅延量を調整し、ステップＳ９５において、歪補償テーブルを初期値に設定する。そして、ステップＳ９６において、μ値を最小値に設定し、ステップＳ９７において、テスト信号レベルを最小値に設定する。
【００５６】
そして、ステップＳ９８において、フィードバックループをクローズし、ステップＳ９９において、あるアドレスにおいて、歪補償係数を更新し、ステップＳ１００において、補償係数が収束したか否かを判断し、収束していない場合には、ステップＳ１０１において、飽和処理が必要か否かを判断する。ステップＳ１０１において、飽和処理が不要と判断された場合には、ステップＳ９９に戻る。また、ステップＳ１０１において、飽和処理が必要と判断された場合には、ステップＳ１０２において、飽和処理を行い、ステップＳ９９に戻る。
【００５７】
ステップＳ１００において、補償係数が収束したと判断された場合には、ステップＳ１０４に進む。
ステップＳ１０４では、信号レベルが規定のレベルに到達したか否かを判断し、到達していない場合には、ステップＳ１０５において、信号レベルを１段階上げて、ステップＳ９９に戻る。ステップＳ１０４において、信号レベルが規定のレベルに到達したと判断された場合には、ステップＳ１０６において、テスト信号を停止し、ステップＳ１０７で、通常動作の移行する。
【００５８】
なお、図１１のフローチャートでは、図４の構成を前提に起動手順を説明したが、図７の構成、図９の構成に適用することが可能であり、これは当業者によれば容易に理解されるであろう。
【００５９】
図１２は、歪補償係数の更新ステップであるμ値を可変させるための構成例を示した図である。
上記した実施形態における起動手順において、歪補償係数の作成の際にμ値を大きい値から小さい値に可変（多段階可変）させる。
【００６０】
図１２（ａ）は、固定されたμ値に１〜０．００００１の多段階に設けられた係数を乗算し、歪補償係数の更新ステップを可変使用とするものである。図１２（ａ）中、μ値に１〜０．０００１の係数を乗算して、μ値を可変しているが、異なるμ値を直接与えても同じである。また、１〜０．０００１という値は例としての値であり、実際に構築する際には、そのシステムに適合した値が存在する。
【００６１】
また、図１２（ｂ）に示す様に多段階ではなく、最初はμ値を大きくし、ある程度収束した段階でμ値を小さくする２段階での構成もある。図１２（ｂ）の場合では、μ値に１をかけた値と、０．００００１をかけた値とを用意しており、これをスイッチＳＷで切り替えて使用する構成となっている。
【００６２】
図１３は、歪補償テーブルの係数値を初期設定について説明する図である。
上記実施形態では、初期の歪補償係数値を完全なリセット状態（１＋ｊ０；この係数では変調器からの信号と乗算つまりプリディストーションしても信号は全く変化しない係数）とすることを念頭に置いて説明してきたが、リセット状態ではなく、工場出荷時に予め作成しておいた補償係数値を図１３（ａ）に示す様に補償テーブルにロードさせ、起動時の歪補償係数作成時間の短縮を図ることも可能である。
【００６３】
また、図１２（ａ）において、工場出荷時の歪補償係数作成時に図１２（ｂ）に示すように参照信号とフィードバック信号との位相回転量を測定しておく。出荷後の歪補償係数作成前に同様に位相回転量を測定し、工場出荷時に歪補償係数を作成した時と同じ位相回転量が与えられれば、既に、歪補償係数の初期値に位相回転量も反映されているので、起動時の補償係数作成時間の短縮を図ることができる。
【００６４】
図１４は、歪補償係数の収束判定のための構成の一例を示す図である。
歪補償係数収束の判定を図１４に示すように、減算器３５の出力である差信号レベルの大きさにより判定する。この際、具体的な差信号の収束閾値はリニアライザデジタル部の信号のビット数などにより異なるため具体的には示さない。すなわち、減算器３５の差信号のレベルが小さくなると言うことは、変調器あるいはテスト信号生成器からの信号とＰＡの出力の信号との間の非線形関係がかなり抑制されたことを意味するので、このように、差信号のレベルを検出することによって歪補償係数の収束を判定することが出来る。
【００６５】
図１５は、歪補償係数の収束判定のための別の構成例を示す図である。
歪補償係数収束の判定において、図１５に示す様にアナログ部もしくはリニアライザデジタル部の信号の帯域外信号レベルを直接測定し、システムの規格レベル以下の大きさになったことにより収束判定を行う。
【００６６】
すなわち、歪補償係数が適切な値に収束していない場合には、ＰＡ２５の出力信号には歪が含まれている。信号が歪を含んでいると、信号のスペクトル上でサイドローブ上のスペクトルの広がり、すなわち、帯域外信号レベルが大きくなるので、これをフィルタ６０によって抽出し、電力測定部６１によって電力を測定する。帯域外信号レベルの電力が小さくなれば、ＰＡ２５の出力信号の歪が小さくなったことを意味し、従って、歪補償係数が適切に設定されたことを意味するので、歪補償係数の収束判定に使用することが出来る。
【００６７】
なお、ここで、スイッチ６２は、ＡＤＣ６３の前後から信号を入力し、切り替えるようになっている。これは、実際に切り替えるという意味ではなく、アナログ信号を使って帯域外信号レベルを測定しても良いし、デジタル信号に変換してから、帯域外信号レベルを測定しても良いということを示している。この場合、フィルタ６０や、電力測定部６１は、アナログ信号を使うか、デジタル信号を使うかによって、それぞれ、アナログフィルタ、アナログ電力測定器、あるいは、デジタルフィルタ、デジタル電力測定器を設けることになる。
【００６８】
上記の実施形態においては、通常動作時前の起動時のアナログレベル及び遅延量の調整及び歪補償係数作成時にテスト信号を用いることを好適として記載したが、必ずしもこれには限定されず、変調器からの通常の変調波を用いて行うことも可能である。このとき、通信データの先頭に、調整時用のテストパターンのようなものを付加しておくことが好ましい。
【００６９】
図１６は、リニアライザＯＦＦ状態からのリニアライザの起動手順を示すフローチャートである。
通信時間帯が夜間であったり、通信エリアがトラフィックの少ない地域である場合など、出力レベルが低く、リニアライザを必要としない状況に置いては、リニアライザをＯＦＦにして消費電力を抑え、大きい出力電力が必要になった時に、再びリニアライザをＯＮにすることが考えられる。この場合、図１６に示す手順において起動する。この際には当然通信中であるため、フィードバックループをクローズする時に急激な送信波の位相と振幅変動を起こさせないために、フィードバックループのクローズ前に補償係数を１＋ｊ０にセットし、μ値も小さい値にし、起動段階で歪が発生するのを防ぐ必要がある。
【００７０】
図１６において、まず、ステップＳ１１０で、リニアライザデジタル部を起動し、ステップＳ１１１において、フィードバックループをオープンにし、ステップＳ１１２において、フィードバックＡＴＴ値をリニアライザがＯＦＦになる以前の値に設定し、再度微調整する。次に、ステップＳ１１３において、フィードバック信号遅延量をリニアライザがＯＦＦになる以前の値に設定し、再度微調整する。そして、ステップＳ１１４において、歪補償テーブルのエントリを１＋ｊ０に設定する。更に、ステップＳ１１５において、μ値を最小値に設定する。そして、ステップＳ１１６において、フィードバックループをクローズし、ステップＳ１１７において、歪補償テーブルの更新を行い、更新が終わったか否かを判断する。ステップＳ１１７において、更新が完了していない場合には、ステップＳ１１７を繰り返す。ステップＳ１７７で、更新が完了した場合には、ステップＳ１１８で、通常動作に移行する。
【００７１】
なお、この起動手順は、前述の各起動手順と組み合わせることが可能であり、これは、当業者によれば、容易に理解されるであろう。
図１７は、移動局にリニアライザを適用した場合の構成例である。
【００７２】
なお、同図において、図２、図４と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、説明を省略する。
移動局にリニアライザを適用させた場合、基地局と比べ、出力電力が小さいなどの規模の違いから、図１７に示すようにアンテナ２６、アンテナ２６と同じインピーダンスの終端部６６及びその切り替え器（スイッチ６５）を小型で小電力のもので構成することが可能であり、起動時において通常動作前の補償係数更新完了までは、信号を終端部６６に終端させて、電波をアンテナ２６から出力させずに、各調整及び補償係数作成が可能となる。その他は、基地局を基本とした上記実施形態における場合と同様であり、起動手順も、前述の起動手順に加え、リニアライザの起動の一番最初にアンテナ２６を終端部６６に切り替え、リニアライザの起動完了後に終端部６６をアンテナ２６に切り替える様にすればよい。
【００７３】
なお、移動局は基地局と違い、常に送信を行うことは無いので、設定した時間毎に送信系を立ち上げ、定期的に補償係数の更新作業を行っておくことにより、通常の送信動作に入る際に補償係数の再更新をする必要をなくし、素早く通常動作モードに入るようにすることが可能である。
【００７４】
もちろん、基地局においても、アンテナとアンテナと同じインピーダンスを有する終端部とをスイッチを用いて切り替えるようにすることは可能であり、前述したように、起動手順としては、終端部を有する場合と、有しない場合とで、使い分けることが好ましい。
＜付記＞
１．フィードバックループを持ち、歪補償係数の作成・更新機能を有する非線形歪補償装置を有する通信装置の起動方法であって、
（ａ）該フィードバックループをオープンするステップと、
（ｂ）該通信装置の有するアナログ信号のレベル調整と位相調整を行うステップと、
（ｃ）該フィードバックループをクローズするステップと、
（ｄ）該歪補償係数の作成・更新を行うステップと、
を備えることを特徴とする起動方法。
２．（ｅ）前記ステップ（ａ）の前に、前記通信装置のデジタル部を起動するステップと、
（ｆ）前記ステップ（ａ）と（ｂ）の間に、該通信装置のアナログ部の起動を行うステップと、
を更に備えることを特徴とする付記１に記載の起動方法。
３．前記レベル調整は、前記通信装置の電波を送信するために信号を増幅する増幅器のゲインを相殺するための調整であることを特徴とする付記１に記載の起動方法。
４．前記位相調整は、前記通信装置のアナログ部において生じる、アナログ的な信号遅延を調整し、フィードバックループを伝送された信号と、直接前記非線形歪補償装置に入力された信号のタイミングを一致させる調整であることを特徴とする付記１に記載の起動方法。
５．前記通信装置は、マルチキャリア伝送を行い、
（ｇ）各キャリア毎の振幅及び位相調整を行うステップを、
更に備えることを特徴とする付記１に記載の起動方法。
６．前記複数のキャリアが全体で占有する帯域の中心周波数を有する信号を用いて、前記ステップ（ｂ）を行うことを特徴とする付記５に記載の起動方法。
７．前記歪補償係数の作成・更新は、テスト信号を用いて作成することを特徴とする付記１に記載の起動方法。
８．前記通信装置は、複数の送信系からなり、これら複数の送信系を順次切り替えることにより、フィードバックループを構成し、前記歪補償係数の作成・更新を行うことを特徴とする付記１に記載の起動方法。（３）
９．前記歪補償係数の作成・更新ステップを複数設定可能とすることを特徴とする付記１に記載の起動方法。
１０．前記歪補償係数の作成・更新ステップを最小に設定し、該歪補償係数の作成・変更に使用する信号のレベルを最小値から多段に変化させ、順次大きくしていくことによって、該歪補償係数の作成・変更を行うことを特徴とする付記９に記載の起動方法。
１１．前記歪補償係数の作成・更新の初期値として、予め測定された値を使うことを特徴とする付記１に記載の起動方法。
１２．前記歪補償係数の作成・更新の初期値として、全ての係数を１＋ｊ０（ここで、ｊは虚数単位）に設定することを特徴とする付記１に記載の起動方法。
１３．前記歪補償係数の作成・更新処理の収束判定は、前記非線形歪補償装置に直接入力される信号と、前記フィードバックループを伝送され、レベル調整された信号との差信号のレベルの大きさを検出して行うことを特徴とする付記１に記載の起動方法。
１４．前記歪補償係数の作成・更新処理の収束判定は、前記送信部から送出直前の信号の帯域外輻射レベルを検出することによって行うことを特徴とする付記１に記載の起動方法。
１５．前記非線形歪補償装置が一旦ＯＦＦにされた後、再びＯＮにされる場合、前記ステップ（ｂ）のレベル調整及び、位相調整処理の初期値として、該非線形歪補償装置がＯＦＦにされる直前の値を使用することを特徴とする付記１に記載の起動方法。
１６．前記通信装置の送出側には、アンテナと、該アンテナと同等のインピーダンスを有する信号終端部とを有し、前記歪補償係数の作成・更新処理のための信号を該信号終端部で終端しながら、該歪補償係数の作成・更新処理を行うことを特徴とする付記１に記載の起動方法。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、リニアライザを有する送信装置の各部調整及び補償係数を正確に設定することができ、なお、かつ、他のシステムへの帯域外輻射などを抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】リニアライザの原理構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態の起動方法の基本手順を適用する送信装置の構成図である。
【図３】図２の基本構成における、起動手順を示すフローチャートであり、本発明の実施形態における基本起動手順を示す図である。
【図４】本発明の実施形態を適用する基地局送信部の構成図である。
【図５】本実施形態で示している適応プリディストータ型のリニアライザの構成及び動作を説明する図である。
【図６】図４の送信装置における起動手順を示すフローチャートである。
【図７】マルチキャリアタイプの歪補償構成の１構成例であるマルチＤＡＣを用いた場合のリニアライザ構成を示す図である。
【図８】図７の構成における起動手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態の起動手順の別の実施形態を説明するための送信器の回路構成例を示した図である。
【図１０】図９に示す補償係数時分割更新構成に対する起動手順を示すフローチャートである。
【図１１】アンテナを付けた状態（電波が発射する状態）においてリニアライザを有する送信装置の起動手順を示すフローチャートである。
【図１２】歪補償係数の更新ステップであるμ値を可変させるための構成例を示した図である。
【図１３】歪補償テーブルの係数値を初期設定について説明する図である。
【図１４】歪補償係数の収束判定のための構成の一例を示す図である。
【図１５】歪補償係数の収束判定のための別の構成例を示す図である。
【図１６】リニアライザＯＦＦ状態からのリニアライザの起動手順を示すフローチャートである。
【図１７】移動局にリニアライザを適用した場合の構成例である。
【符号の説明】
１０、３７歪補償テーブル
１１、３６歪補償信号更新部
１２、２５ＰＡ
１３、３５、５５減算器
１４、２１、２４、２９、５０、５７乗算器
２０変調部
２２、５４ＤＡＣ
２３、３１、６０（バンドパス）フィルタ
２６アンテナ
２７、２８局部発振器
３０可変減衰器（ＶＡＴＴ）
３２、６３ＡＤＣ
３３可変遅延器
３４遅延量制御部
３８、６２、６５スイッチ
４０テスト信号発生部
４１飽和処理部
５１振幅・位相調整器
５２、５３、５６加算器
６１電力測定部
６６終端部

Claims

入力信号を歪補償処理後に変換したアナログ信号を増幅する増幅器の出力をフィードバックするフィードバックループと、該入力信号と該フィードバックされた信号とに基づいて該歪補償処理に用いる歪補償係数の作成・更新を行う歪補償信号更新部と、を有する非線形歪補償装置を有する通信装置の起動方法であって、
（ａ）該フィードバックループをオープンするステップと、
（ｂ）該通信装置の有するアナログ信号のレベル調整と位相調整を行うステップと、
（ｃ）該フィードバックループをクローズするステップと、
（ｄ）該歪補償係数の作成・更新を行うステップと、
を備え、
該歪補償係数の作成・更新ステップを最小に設定し、該歪補償係数の作成・変更に使用する信号のレベルを最小値から多段に変化させ、順次大きくしていくことによって、該歪補償係数の作成・変更を行うことを特徴とする起動方法。
前記通信装置は、マルチキャリア伝送を行い、（ｇ）各キャリア毎の振幅及び位相調整を行うステップを、更に備えることを特徴とする請求項１に記載の起動方法。
前記通信装置は、複数の送信系からなり、これら複数の送信系を順次切り替えることにより、フィードバックループを構成し、前記歪補償係数の作成・更新を行うことを特徴とする請求項１に記載の起動方法。
前記歪補償係数の作成・更新ステップを複数設定可能とすることを特徴とする請求項１に記載の起動方法。
前記歪補償係数の作成・更新の初期値として、全ての係数を１＋ｊ０（ここで、ｊは虚数単位）に設定することを特徴とする請求項１に記載の起動方法。