JP4801079B2 - 任意波形のプリディストーション・テーブルの生成 - Google Patents

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Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２００４年１０月６日に出願された米国仮出願第６０／６１６，４９３号の利益を主張し、ここで参照により全体として本願に援用される。
［技術分野］
本発明は、例えば無線通信で使用される型式などの電力増幅器に関する。より具体的には、電力増幅器によってもたらされる歪みの補償を目的に、電力増幅器による増幅に先立って、信号のプリディストーション(predistortion)調整を決定し実施することに関する。
電力増幅器は電気通信に広く使用されている。例えば、無線通信への適用では、電力増幅器は送信機回路の最終段にあり、供給信号の電力を、アンテナからの送信に満足するレベルに引き上げるために使用される。さらに、電力増幅器は、しばしば、振幅変調（AM）機能を備えており、それにより、ＥＤＧＥ（Enhanced Data rates for GSM Evolution）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、および広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）などで使用されている方式などの、非定包絡線変調方式に従って動作することが可能となる。定振幅変調方式が使用されるときでも、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システムなどで生じているように、その伝送がタイムスロットにおいて行われる場合、電力増幅器のＡＭ機能性は電力制御に適用可能である。汎欧州デジタル移動電話方式（ＧＳＭ）とＥＤＧＥは、ＴＭＤＳの２つの例として挙げられる。
移動体通信のようなアプリケーションにおいて市場で入手可能な電力増幅器を使用することに伴う１つの問題は、通常、電力増幅器は歪みを生じさせるということである。例えば、無線周波数（ＲＦ）信号の包絡線（ＡＭ）を表す中間周波数（ＩＦ）信号である基準入力（ＡＭｒｅｆと呼ぶ）が、多くの変調方式のいずれかで変調されることを考える。理想的には、電力増幅器のＡＭ入力にＡＭｒｅｆを供給すると、電力増幅器の出力でＲＦ ＡＭ信号が歪み無しに生成されるであろう。しかしながら、実際には、電力増幅器で生成される歪みは存在する。すなわち、ＡＭｒｅｆ対位相変調歪み（ＰＭｄｉｓｔ）、およびＡＭｒｅｆ対ＡＭである。このような型式の歪みは、ＡＭ／ＰＭおよびＡＭ／ＡＭとそれぞれ略称できる。
信号の位相および振幅のうちの少なくとも一方で情報が符号化される通信の分野では、付加された歪みがあると、意図した情報を受信機が抽出しようとするときに、重大な誤りが起こる可能性がある。この望ましくない結果を避けるため、電力増幅器で付加されると分かっている歪みをキャンセルするように、増幅前に信号を調整することが可能である。このことを、信号を「プリディストーションする(predistorting)」といい、そして、この目的のため付加される必要のある振幅および位相の調整値を「プリディストーション」という。
内蔵のプリディストーションをもつ電力増幅器を作ることは可能であるが、いろいろな電力増幅器のベンダによる標準的な「既製品」の部品にはこの特性がないので、通常、歪みは、通信装置の他の部分で評価され、補償されなければならない。
他の複数の方法で、電力増幅器における歪みを補償するプリディストーションを導入することは可能である。この点における重要な態様は、名目上同じ電力増幅器の部品でもサンプル（個体）が異なれば、異なるＡＭ／ＰＭ特性およびＡＭ／ＡＭ特性を示すだろうということである。さらに、電力増幅変調器では、広い周波数バンドにわたって、ＡＭ／ＰＭ歪みおよびＡＭ／ＡＭ歪みが変動するであろう。この意味することは、異なる電力増幅器および異なる周波数には、異なるプリディストーション補償を必要とするということである。
移動局（ＭＳ）のような通信装置の製造／生産期間中には、各種の校正（キャリブレーション）が行われる。電力増幅器の歪みを検出し、そして、必要とする補償（プリディストーション）を付加する校正方法があれば望ましいことである。最適なプリディストーション値を検出する１つの方法は、測定したスペクトル性能を理想的なスペクトル性能と比較することにより、その値を最適化することである。しかしながら、この型式の解析には非常に時間を消費することになり、したがって、高速で正確な解決策が非常に大きく望まれることになろう。また、測定データにもノイズが含まれると予期される事実により、測定処理をさらに大きく低速になるので、問題はさらにもっと困難になる。
最も伝統的なプリディストーション・アルゴリズムは、エラー・ベクトル・モジュレーション（ＥＶＭ）および「変調に起因するスペクトル」のうちの少なくとも一方のような、異なる性能指数の測定に基づく。従って、十分によい結果を与えるプリディストーションを検出するため、反復処理が必要となる。しかしながら、非常に多くの異なる形式の測定を行い、続いて、満足できる結果に到達ために必要な反復を行わなければならないということは、非常に時間を消費することになる。
従って、通信装置の生産で使用するための校正システムであって、１）通信装置の優れた／ロバストな性能の確保、および２）時間と金銭の節約の助けとなる校正システムを持つことが望ましい。
強調すべきことであるが、本明細書で使用する場合、「含む(comprises)」および「含んでいる(comprising)」という用語は、述べられた特徴、整数、ステップまたは部品の存在を特定するものと解釈される。しかし、この用語の使用によって、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、部品またはそのグループの存在または追加を排除することはない。
本発明の１つの態様に従って、上述した目的、および他の目的は、電力増幅器回路によってもたらされる歪みを補償するプリディストーションを決定する方法、装置、および機械読み取り可能な記憶媒体に格納されたプログラム可能な命令によって達成される。プリディストーションを決定することは、電力増幅器回路に時間的に変化する基準信号を付加（適用）することを含み、各タイミングにおいて、時間的に変化する基準信号は、基準振幅および基準位相を持つ。電力増幅器回路によって供給された対応する出力信号が測定され、その出力信号は、各タイミングにおいて、測定された振幅および測定された位相を持つ。振幅のプリディストーションは、基準振幅を測定された振幅と比較することによって決定される。位相のプリディストーションは、基準位相を測定された位相と比較することによって決定される。位相のプリディストーションと基準振幅との間の関係は、基準振幅のいずれかの値に対して対応する位相のプリディストーションの値が特定されるように、決定される。
基準信号はいかなる形式も取ることができ、例えば、基準振幅がランプ波であり基準位相が一定である形式、基準振幅が三角波であり基準位相が一定である形式、さらに、基準信号が変動（変化）する振幅と変動する位相の両方を持つような形式がある。
他の態様では、振幅のプリディストーションは測定された振幅値の範囲と関連する。また、プリディストーションの決定は、さらに、測定された振幅値の範囲を複数の区間に分割し、複数の区間それぞれに対して、振幅のプリディストーションの平均値を判定し、かつ、振幅のプリディストーションの平均値を、区間の中心において測定された振幅値に関連付けられた振幅のプリディストーションの値として使用することを実行することにより、振幅のプリディストーションから個々の点を抽出することを含む。
このような実施形態は、さらに、隣接する第１および第２の区間それぞれの中心の間にある基準振幅値と関連する、振幅のプリディストーションの値を決定するため、第１および第２の区間それぞれに関連する２個の振幅のプリディストーションの平均値の間を内挿すること含んでもよい。
さらに他の態様では、位相のプリディストーションは基準振幅値の範囲と関連する。そして、プリディストーションの決定は、さらに、基準振幅値の範囲を複数の区間に分割し、複数の区間それぞれに対して、位相のプリディストーションの平均値を判定し、かつ、位相のプリディストーションの平均値を、区間の中心において基準振幅値に関連付けられた位相のプリディストーションの値として使用することを実行することにより、位相のプリディストーションから個々の点を抽出することを含む。
このような実施形態は、さらに、隣接する第１および第２の区間それぞれの中心の間にある基準振幅値と関連する、位相のプリディストーションの値を決定するため、第１および第２の区間それぞれに関連する２個の位相のプリディストーションの平均値の間を内挿すること含んでもよい。
さらに他の態様では、基準振幅を測定された振幅と比較する前に、基準振幅における１以上のディップが特定され、かつ、測定された振幅における１以上のディップが特定される。基準振幅のディップをそれに対応する測定された振幅のディップと最良に揃える（整列させる）量だけ、基準振幅と測定された振幅とを相互に相対的にシフトさせることにより、基準振幅と測定された振幅が時間に関して揃えられる。
さらに他の態様では、基準位相を測定された位相と比較する前に、基準位相における１以上のディップが特定され、かつ、測定された位相における１以上のディップが特定される。基準位相のディップをそれに対応する測定された位相のディップと最良に揃える（整列させる）量だけ、基準位相と測定された位相とを相互に相対的にシフトさせることにより、基準位相と測定された位相が時間に関して揃えられる。
他の実施形態では、基準振幅を測定された振幅と比較する前に、振幅の基準値のいずれかに関連する複数の振幅のプリディストーションの値の間のスプレッドを最小にする量によって、基準振幅と測定された振幅とが時間に関して揃えられる。
ある実施形態では、振幅の基準値に関連する振幅のプリディストーションの値のうちの最小値と、振幅の基準値に関連する振幅のプリディストーションの値のうちの最大値との間の差を判定することにより、スプレッドが決定される。
或いは、スプレッドを決定することは、振幅の基準値に関連する振幅のプリディストーションの値のうち最大の値を持つもののセットを判定することと、振幅の基準値に関連する振幅のプリディストーションの値のうち最小の値を持つもののセットを判定することと、振幅の基準値に関連する振幅のプリディストーションの値のうち最大の値を持つもののセットを平均することにより、振幅のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最大値を判定することと、振幅の基準値に関連する振幅のプリディストーションの値のうち最小の値を持つもののセットを平均することにより、振幅のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最小値を判定することと、振幅のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最小値と、振幅のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最大値との間の差を判定することにより、スプレッドを決定することを含む。
さらに他の態様では、基準位相を測定された位相と比較する前に、振幅の基準値のいずれかに関連する複数の位相のプリディストーションの値の間のスプレッドを最小にする量によって、基準位相と測定された位相とが時間に関して揃えられる。その上、これは多くの方法のいずれによって実行してもよい。例えば、振幅の基準値に関連する位相のプリディストーションの値のうちの最小値と、振幅の基準値に関連する位相のプリディストーションの値のうちの最大値との間の差を判定することにより、スプレッドは決定され得る。或いは、振幅の基準値に関連する位相のプリディストーションの値のうち最大の値を持つもののセットが判定され、振幅の基準値に関連する位相のプリディストーションの値のうち最小の値を持つもののセットが判定され、振幅の基準値に関連する位相のプリディストーションの値のうち最大の値を持つもののセットを平均することにより、位相のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最大値が判定され、振幅の基準値に関連する位相のプリディストーションの値のうち最小の値を持つもののセットを平均することにより、位相のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最小値が判定される。そして、位相のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最小値と、位相のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最大値との間の差を判定することにより、スプレッドを決定することが達成される。
本発明の目的と利点は、以下の詳細な説明を図面と併せて読むことにより理解されるであろう。
以下、図面を参照して、本発明のさまざまな特徴を説明する。図面において、同様の部分は同一の参照符号を用いて特定する。
本発明のさまざまな態様が、多くの典型的な実施形態と結びつけてより深く詳細に説明されるだろう。本発明の理解を援けるため、本発明の多くの態様は、コンピュータシステムの構成要素で実行される動作のシーケンスの観点から説明される。各実施形態では、特別な回路（例えば、特別の機能を実行するよう相互接続された個別（ディスクリート）論理ゲート）によって、一つ以上のプロセッサで実行されるプログラム命令によって、あるいは、両方の組合せによって、さまざまな動作が実施され得るということが認識されるであろう。さらに、加えて考えることができるが、本発明は、例えば、固体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、或いは本明細書で説明する技術をプロセッサに実行させるコンピュータ命令の適切なセットを含むキャリア波（例えば、無線周波数、音声周波数、または光周波数のキャリア波）などのような、全ての形態のコンピュータ読み取り可能なキャリアの中で完全に実施される。かくして、本発明のさまざまな態様が多くの異なる形式で実施可能であり、そのような形式は全て本発明の範囲内にあると意図されている。本発明のさまざまな態様各々に対して、そのような形式の実施形態は全て、説明した動作を実行する「ように構成された論理」として、または、説明した動作を実行する「論理」として、本明細書では言及する。
本明細書で説明するさまざまな典型的実施形態は、製造中に測定／分析工程を繰り返す必要性を回避しつつ、電力増幅器と関連するプリディストーションに関係する多数の問題に取り組む。この改善に関連するこれらの実施形態の一つの態様は、実際のシステム性能それ自身の代わりに、システム性能の劣化（すなわち、ＡＭ／ＡＭおよびＡＭ／ＰＭ）の理由に焦点を当てている。
以下に説明するさまざまな実施形態は、ＡＭ／ＡＭ歪み、およびＡＭ／ＰＭ歪みを低減することを狙っているので、ある意味では「最適」である。さらに、これらの実施形態は、繰り返し測定／分析する技術に頼らないので、速く動作する。他の態様では、プリディストーションの実施を雑音および変調のうちの少なくとも一方が存在する測定結果にさえも適するようにする「抽出(extracting)」技術を開示する。本発明のこれらの、および他の態様について、以下、より深く詳細に説明する。
プリディストーションを適用できる種々の方法があり、それらは、無線を構成するベースバンド・アーキテクチュアおよび送信機（または受信機）ソリューションの型式に依存する。本発明のさまざまな態様を説明するため、本明細書で開示される例では、プリディストーションを生成して付加するためにルックアップテーブル（ＬＵＴ）を使用する。しかしながら、本発明はそのような実施形態に制限されるものではない。さらに、本明細書における議論と例では、送信機がポーラ変調の型式であるという状況に焦点を当てている。図１は、プリディストーションを生成し、ポーラ(polar)電力増幅器によって増幅される信号に付加するための、ＬＵＴベースの構成１００を示すブロック図である。
基準ＡＭおよび基準ＰＭの入力信号は、本明細書では、ＡＭｒｅｆおよびＰＭｒｅｆとしてそれぞれ呼ばれ、波形発生器（不図示）によって生成される。ＡＭｒｅｆ信号は、構成１００のＡＭパスに供給される。同様に、ＰＭｒｅｆ信号は、構成１００のＰＭパスに供給される。ＡＭパスは振幅プリディストーション信号ＡＭｐｒｅを生成し、その信号は、ポーラ電力増幅器１０１の包絡線制御入力に供給される。ＰＭパスは位相プリディストーション信号ＰＭｐｒｅを生成し、その信号は、電力増幅器１０１のＲＦ入力に供給されるＲＦ信号の位相を変化させることになる。電力増幅器１０１は、電力増幅器１０１によって生成される出力信号の振幅を制御するためにＡＭｏｕｔ信号を使用するＡＭ変調器１０３を含む。また、電力増幅器１０１は、「カーネル」部分１０５を含み、それは、供給されたＲＦ入力信号の電力を増幅する責任を負っている。
ＡＭパスは、ＡＭ／ＡＭプリディストーションＬＵＴ１０７を含み、それは、ＡＭｒｅｆを受信し、そこからプリディストーション信号ＡＭｐｒｅを生成し、その出力で供給される。合成回路１０９は、ＡＭプリディストーション信号ＡＭｐｒｅと元のＡＭ基準信号ＡＭｒｅｆとを合成し、合成回路１０９の出力（ＡＭパスからの出力を示す）で供給される出力信号ＡＭｏｕｔは、次式に従ってＡＭｒｅｆ信号とＡＭｐｒｅ信号との和となる。
ＡＭｏｕｔ＝ＡＭｒｅｆ＋ＡＭｐｒｅ（ＡＭｒｅｆ） （１）
ここで、記法ＡＭｐｒｅ（ＡＭｒｅｆ）は、ＡＭｐｒｅの値がＡＭｒｅｆ信号の関数であることを示す。
ＡＭｏｕｔはプリディストーションを受けたＡＭ信号であり、この信号はポーラ増幅器１０１の包絡線制御入力に対する入力信号の役目を果たす。
また、ＡＭｏｕｔ信号はＡＭ／ＰＭプリディストーションＬＵＴ１１１に供給され、そこからＰＭプリディストーション信号ＰＭｐｒｅを生成し、その出力で供給される。合成回路１１３は、ＰＭプリディストーション信号ＰＭｐｒｅと元のＰＭ基準信号ＰＭｒｅｆとを合成し、合成回路１１３の出力（ＰＭパスからの出力を示す）で供給される出力信号ＰＭｏｕｔは、次式に従ってＰＭｒｅｆ信号とＰＭｐｒｅ信号との和となる。
ＰＭｏｕｔ＝ＰＭｒｅｆ＋ＰＭｐｒｅ（ＡＭｏｕｔ） （２）
ＰＭｏｕｔは、ＲＦ送信機の位相変調器１１５を経由して電力増幅器１０１のＲＦ入力に伝達される、プリディストーションを受けた位相情報である。ＰＭｐｒｅ信号はＡＭｏｕｔ信号に依存し、その依存性は記法ＰＭｐｒｅ（ＡＭｏｕｔ）で示される。
ここで、信号ＡＭｐｒｅとＰＭｐｒｅをそれぞれ生成する２つのルックアップテーブル１０７、１１１の内容を決定する技術をもっと詳しく見て議論することにする。２つの異なる実施形態を説明する。１つは、本明細書で「三角波手法(Triangle Wave Method)」と呼ぶものであり、もう１つは、本明細書で「変調手法(Modulation Method)」と呼ぶものである。
図２に、図１の構成がいかに設定されて電力増幅器の歪みの特徴づけが可能となるかを示す。基本的には、ＡＭ／ＡＭプリディストーションＬＵＴ１０７およびＡＭ／ＰＭプリディストーションＬＵＴ１１１は、両方とも無効化されている。従って、ＡＭｏｕｔ＝ＡＭｒｅｆかつＰＭｏｕｔ＝ＰＭｒｅｆである。
まず、三角波手法を採用した実施形態を見ると、名前が意味するように、三角波、または線形ランプ波（傾斜波形）を、振幅変調のための基準信号ＡＭｒｅｆとして使用している。位相基準信号ＰＭｒｅｆは一定に設定されている。
ふたたび、図１を考えよう。ＡＭパスは、
ＡＭｍｅａｓ＝ＡＭｏｕｔ＋ＨＡＭＡＭ｛ＡＭｏｕｔ｝ （３）
と記述可能である。ここで、ＨＡＭＡＭは、電力増幅器１０１においてＡＭ／ＡＭ歪みを引き起す関数である。プリディストーションの影響を計算に入れるために、式（１）を使用して式（３）を評価すると、
ＡＭｍｅａｓ＝ＡＭｒｅｆ＋ＡＭｐｒｅ＋ＨＡＭＡＭ｛ＡＭｏｕｔ｝ （４）
となる。式（４）から明らかなことは、
ＡＭｐｒｅ＝−ＨＡＭＡＭ｛ＡＭｏｕｔ｝ （５）
を選択すると、図１の回路ではＡＭｍｅａｓ＝ＡＭｒｅｆとなり、これによって、電力増幅器１０１で持ち込まれたＡＭ歪みに対する補償となるということである。
どのＡＭプリディストーションを使用すべきかを見つけるため、ＡＭｍｅａｓ（すなわち、電力増幅器モジュールの出力で測定されたＲＦ包絡線）をＡＭｒｅｆ（すなわち、ＡＭ基準信号）と比較する。２つの信号を時間軸に揃えた（整列した）後、典型的な電力増幅器に対する結果は図３のグラフに示すように見ることができる。
これらの曲線は、ＡＭｍｅａｓとＡＭｒｅｆとの間の関係を示す。あるＡＭｍｅａｓを得るためにはどのようなＡＭｒｅｆを使用すべきかを知ることが望まれるので、図４のグラフに示されているように、情報を再構成することが助けとなる。ここでは、ＡＭｒｅｆは垂直（すなわち、ｙ）軸に、ＡＭｍｅａｓは水平（すなわち、ｘ）軸に採ってある。
すると、振幅プリディストーションを計算できる。式（３）と（５）を使用し、プリディストーションを特徴付ける段階中はＡＭｏｕｔ＝ＡＭｒｅｆであることを思い出すと、
ＡＭｐｒｅ＝ＡＭｒｅｆ−ＡＭｍｅａｓ （６）
を得る。
図５は、これらの例で使用されている電力増幅器に対するＡＭプリディストーション（すなわち、ＡＭｐｒｅとＡＭｍｅａｓとの間の関係）を表すグラフである。
プリディストーションを特徴付ける技術の第２の部分では、ＡＭ／ＰＭプリディストーションで使用されるＰＭプリディストーションを決定する。以前述べたように、三角波手法では、振幅変調のための基準信号として、三角波、または線形ランプ波を使用する。しかしながら、位相基準信号は一定に設定される。
図１を参照すると、ＰＭパスの入力−出力関係は次式のように表すことができる。
ＰＭｍｅａｓ＝ＰＭｏｕｔ＋ＨＡＭＰＭ｛ＡＭｏｕｔ｝ （７）
ここで、ＨＡＭＰＭは、電力増幅器１０１においてＡＭ／ＰＭ歪みを引き起す関数である。式（２）を使用して式（７）を評価すると、
ＰＭｍｅａｓ＝ＰＭｒｅｆ＋ＰＭｐｒｅ＋ＨＡＭＰＭ｛ＡＭｏｕｔ｝ （８）
となり、これから、
ＰＭｐｒｅ＝−ＨＡＭＰＭ｛ＡＭｏｕｔ｝ （９）
を選択するとＰＭｍｅａｓ＝ＰＭｒｅｆとなることが明らかであり、これによって、位相歪みに対する補償の望ましい目的の役目を果たす。
どのＰＭプリディストーションを使用すべきかを見つけるため、信号ＰＭｍｅａｓ（すなわち、ＰＡモジュールの出力で測定されたＲＦ信号の位相）をＰＭｒｅｆ信号（すなわち、位相基準信号）と比較する。典型的な電力増幅器に対しては、結果は図６のグラフに示すように見ることができる。
すると、振幅プリディストーションを計算できる。式（７）と（９）を使用し、特徴づけの間はＰＭｏｕｔ＝ＰＭｒｅｆであることを思い出すと、
ＰＭｐｒｅ＝ＰＭｒｅｆ−ＰＭｍｅａｓ （１０）
を得る。
図７は、これらの例で使用されている電力増幅器に対するＰＭプリディストーション、すなわち、信号ＰＭｐｒｅと信号ＡＭｒｅｆとの間の関係を表すグラフである。
これから、適切なＡＭ／ＡＭプリディストーションとＡＭ／ＰＭプリディストーションとを決定するもう他の実施形態、即ち、本明細書で「変調手法」と呼ぶものに焦点を当てて述べよう。名前の意味するように、この場合、変調された（例えば、ＥＤＧＥ）信号が三角波に代わって基準信号として使用される。ＥＤＧＥ信号は３π／８−８ＰＳＫ変調を使用している。これは、情報のある部分は伝送信号の振幅（包絡線）にあり、ある部分は伝送信号の位相にあることを意味する。つまり、これはＡＭとＰＭの合成である。図８は標準的なＥＤＧＥ信号図である。配置点はＩ位相／Ｑ位相（Ｉ／Ｑ）平面でのさまざまな振幅と位相で規定されることに気付くであろう。
図９にＥＤＧＥ変調信号の電力スペクトル特性を示す。垂直軸は電力スペクトル密度（ＰＳＤ）をｄＢ表示で、水平軸はキャリアからの周波数差をＨｚ表示で示す。破線の曲線は「変調によるスペクトル」の要求条件を示す。
従って、ＥＤＧＥ変調信号が図２に示す構成の基準信号として付与されると、２つの信号が入力に現れる。１つはＥＤＧＥの振幅部分を持ち、そして、１つはＥＤＧＥの位相情報部分を持つ。プリディストーション・テーブルの由来／生成元となる測定データは、「三角波」の場合のそれと比較すると、やや異なる様に見えるが、自動化の観点からは、「三角波手法」と「変調手法」との間には何の相違もない。さらに、また、ＬＵＴのエントリの生成中に使用されるアルゴリズムは、以下の議論で見られるだろうが、同じものである。
上記に説明した全ての技術によって得られたプリディストーションの結果は、次に示す各種の方法で使用できる。
１．適切な量子化歪みのために十分な点を持つルックアップテーブルとして。
２．点の数を少なくし、内挿を伴わせる方法として。
３．多項式を生成するテーブルとして。
項目番号２に関連する態様に焦点を当てて議論しよう。
電力増幅器の特徴づけ処理過程を高速かつ正確にし、さらには、低雑音にすることが望まれる。さらに、一度必要なプリディストーション曲線が見つかれば、限定されたテーブルサイズで実際のシステムに実装される必要がある。従って、高速な特徴づけと小さいテーブルを一緒に結びつける手段と方法に焦点を当てて議論することにする。
三角波手法によって生成されたＡＭ／ＡＭの特性が、図１０に示すようなＡＭプリディストーション曲線になったと仮定する。図１０において、決定されたＡＭｐｒｅは、ＡＭｍｅａｓの関数としてプロットされている。決定されたＡＭｐｒｅには重大な量の雑音（ノイズ）があるのは明らかである。
もし、ある種のフィルタまたは平均化を測定系に付加したとすれば、ノイズは減少するであろう。しかしながら、平均化には時間を要し、（特に、秒単位で計算される生産ラインでは）時間にはお金がかかる。その上、測定設備に（さらに）フィルタを付加する場合、何をフィルタするか知る必要があるが、常に知ることができる訳ではない。測定をするコンピュータにデジタル・ポストフィルタ(post-filtering)を導入することに決定した場合も、同じことが言える。
そこで、他の態様に従い、本明細書で「データ抽出」と呼ぶ技術について説明する。すなわち、その技術は、図１０にあるような雑音のある結果から、プリディストーションを生成するルックアップテーブル（例えば、図１に示すルックアップテーブル）で使用するための有益なデータ点のセットを決定する。「データ抽出」処理過程の典型的な実施形態を、次のステップで説明する。
１．最初に、ｘ軸で最大値ｍａｘ（ｘ）をみつける。例として図１０に示す結果をとると、このことは、約０．４５のｍａｘ（ＡＭｍｅａｓ）を見つけることを意味する。
２．次に、ｘ軸を多くの区間に分割する。もし、Ｅ個のエントリを持つテーブルが使用されようとしているなら、そのときはＥ個の区間を使用する。各区間の中心間の差はＳｔｅｐ＝ｍａｘ（ｘ）／Ｅ、または、もっと一般的にはＳｔｅｐ＝［ｍａｘ（ｘ）−ｍｉｎ（ｘ）］／Ｅ（ｘの最小値が零に等しくない場合）となる。
３．ｘ軸上で、信号処理が始まるべきところから、値Ｓｔａｒｔを選ぶ。また、使用すべきＩｎｔｅｒｖａｌＳｉｚｅはなにかを決定する。これら２つのパラメータの値は、第１の区間の最小値（ＬｏｗＬｉｍｉｔ＝Ｓｔａｒｔ−ＩｎｔｅｒｖａｌＳｉｚｅ／２）と、第１の区間の最大値（ＨｉｇｈＬｉｍｉｔ＝Ｓｔａｒｔ＋ＩｎｔｅｒｖａｌＳｉｚｅ／２）とが共に、有効でない値で終了することなく定義できるように選ぶべきである。言い換えれば、この例では、ＬｏｗＬｉｍｉｔ＞ｍｉｎ（ＡＭｍｅａｓ）、かつ、ＨｉｇｈＬｉｍｉｔ＜ｍａｘ（ＡＭｍｅａｓ）のようにＳｔａｒｔを選ばなければならない。もし、変数Ｍｉｄを区間の中間の値と定義すれば、このことは、処理過程が開始する区間では、Ｍｉｄ＝Ｓｔａｒｔを意味する。
４．信号処理は、測定信号された信号のサンプルのどの（そして何個の）サンプルが次の基準を満足するかを判定する（そして計数する）ことから開始する。Ｓｔａｒｔ−ＩｎｔｅｒｖａｌＳｉｚｅ／２＜ＡＭｍｅａｓ＜Ｓｔａｒｔ＋ＩｎｔｅｒｖａｌＳｉｚｅ／２。その結果はベクトルにセーブされ、この例では、これをＩｎｔｅｒｅｓｔｉｎｇと呼ぶ。ベクトルＩｎｔｅｒｅｓｔｉｎｇの要素は、さらに詳細に調査すべきサンプル対（ｘ，ｙ）＝（ＡＭｍｅａｓ，ＡＭｐｒｅ）に対するサンプル番号（例えば、場所）を含む。Ｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｇのベクトル長は、ステップ５で使用されようとする平均化計数(factor)Ｆである。
５．各区間ｉでＡＭｐｒｅの平均値を計算する。
ＡＭｐｒｅＡｖｇ，ｉ＝ｍｅａｎ｛ＡＭｐｒｅ｜ｉ｝＝ｓｕｍ｛ＡＭｐｒｅ｜ｉ｝／Ｆ
６．区間ｉに対して、ＡＭｐｒｅの加重平均値が計算されたので、それによって、点（ｘｉ，ｙｉ）＝（Ｍｉｄｉ，ＡＭｐｒｅＡｖｇ，ｉ）がフィルタ出力される。
７．残りの区間全てに対して、ステップ４−６を繰り返す。
以下に、Ｍａｔｌａｂ（登録商標）において抽出アルゴリズムがどのように実施可能であるかに関する例を示す。
%
NumSteps=32;
Xmax=Amlevel;（最大振幅を設定）
Step=Xmax/NumSteps;
IntervalSize=Xmax/16;
LowLimit=Xmax;
interesting=[];
number_of_samples_AMpredist=zeros(1,NumSteps);
sum_AM_predist=zeros(1,NumSteps);
Mid_old=Xmax+Step;
for r=1:NumSteps
Mid_new=Mid_old-Step;
HighLimit=Mid_new+IntevalSize/2;
LowLimit=Mid_new-IntervalSize/2;
interesting=find(AM_meas＞LowLimit & AM_meas＜HighLimit);
number_of_samples_AMpre(r)=length(interesting);
sum_AM_predist(r)=sum(AM_predist(min(interesting):max(interesting)));
AM_predist32(r)=sum_AM_predist(r)/number_of_samples_AMpre(r);
AM_meas32(r)=Mid_new;
Mid_old=Mid_new;
end
%
図１１ａおよび図１１ｂは、図１０に示したデータに抽出アルゴリズムを使用した例を示す。この場合、３２区間が使用された。図１１ａは、元のＡＭｐｒｅ対ＡＭｍｅａｓ曲線（灰色の線）を示し、さらに、平均化アルゴリズムによって生成された点（ｘｉ，ｙｉ）＝（Ｍｉｄｉ，ＡＭｐｒｅＡｖｇ，ｉ）（黒のドットで表現）も示す。図１１ｂは、各それぞれの区間（ｉ＝１から３２まで）で使用される平近化係数Ｆｉを示す。
プリディストーション・テーブルをアプリケーション（実用用途）に使用する場合、ある点とそれに最も近い（単数または複数の）隣接点との間の「ギャップを埋める」ため、ある種の内挿を使用しなければならない。例として、図１２は、抽出アルゴリズムによって生成された点（黒のドット）に適用した線形内挿の結果（黒の実線）を示す。比較を容易にするため、これらは、元のＡＭｐｒｅ対ＡＭｍｅａｓ曲線（灰色の線）上に重ねてある。抽出アルゴリズムは、ノイズのある測定結果から意味のあるプリディストーションを生成できることが理解できるであろう。
変調手法を使用してプリディストーション情報を生成する場合も、抽出アルゴリズムは、プリディストーション・ルックアップテーブルのために使用される点のセットを決定するために、再度有効である。利点をもっと良く理解するため、ＥＤＧＥ変調信号が変調手法に使用されている例を考える。ここで、２つの基準信号（それぞれ、ＥＤＧＥ ＡＭ部分に対して１つ、および、ＰＭ部分に対して１つ）は、１ＭＨｚ領域で周波数成分を持つ。ＥＤＧＥ信号の性質は、基準値（例えば、ＡＭｒｅｆ）と測定値（例えば、ＡＭｍｅａｓ）との関係が変化する原因となるだろう。結果として、ＡＭプリディストーションおよびＰＭプリディストーションの曲線は、それぞれ、図１３および１４に示すように見えるだろう。仮にノイズの無い結果が変調手法から得られたとしても、付加されるべきＡＭプリディストーションとＡＭプリディストーションとの間には非関数的な関係しかないことが明らかである。従って、プリディストーション・ルックアップテーブルを構築することに関して直ちに明白な点のセットは存在しない。しかしながら、抽出アルゴリズムは、ＡＭプリディストーションとＰＭプリディストーションの両方に関して適切な点を引き出すために、この全てのデータをソートすることができる。
これを図１５ａに示す。この図は、図１３に示すＡＭプリディストーションのデータに抽出アルゴリズムを適用した結果を示す典型的なグラフである。生成された点間の線形内挿の結果も、また、表されている。図１５ｂは、図１３に示したグラフの各それぞれの区間（ｉ＝１から３３まで）で使用される平均化係数Ｆｉを示すグラフである。
同様に、図１６ａは、図１４に示したＰＭプリディストーションに抽出アルゴリズムを適用した結果を示す典型的なグラフである。生成された点間を線形内挿した結果も表示されている。図１６ｂは、図１４に示したグラフの各それぞれの区間（ｉ＝１から３３まで）で使用される平均化係数Ｆｉを示すグラフである。
前述のとおり、三角波手法および変調手法の両方とも、測定結果を、付加される基準信号と比較することを含む。最良の結果を達成するため、まず、２つの信号を時間軸に揃えた後に、この比較を実行すべきである。基準信号および測定信号を揃えるための、いくつかの技術を提示しよう。
これらの技術のうち第１の技術を、本明細書では「ディップ技術(dips technique)」と呼ぶ。名前が示唆するように、この技術は、最適な整列（揃え方）を見つけ出すため、（揃えることを望む変調方式に応じて、）変調におけるＡＭディップまたはＰＭディップを使用する。一例として、図１７ａは、ＥＤＧＥ基準信号のＰＭ部分を示すグラフ１７０１と、図２に示されているような構成（すなわち、プリディストーション無しの構成）を使用する場合の出力において測定されたＰＭ部分を表すもう１つのグラフ１７０３の、両方を示す。ディップ技術の目的は、それぞれの信号で明らかなディップを最良に揃えるために、複数のグラフのうちの１つにどれだけの時間シフトを適用すればよいかを決定することである。
図１７ｂは、ディップ技術を実行するための典型的な処理過程のフローチャートである。例えば、その手順は、大雑把な／粗い時間軸で揃えることを（例えば、数学的相関を使用して）実行することから開始可能である（ステップ１７５１）。図１７ｂのブロック１７５１は、このステップは任意であることを示すために、破線で示されている。
次のステップは、２つの曲線（すなわち、基準曲線１７０１および測定曲線１７０３それぞれ）の各々で、あるレベル（閾値）未満の全ディップ（最小値）を見つけるステップである（ステップ１７５３）。すなわち、閾値を選択し、そして、曲線上においてその閾値のレベル未満の全ての点をディップの部分であると認定する。基準曲線にある各々のディップ（判断ブロック１７６１と連動する「選定」ステップ１７５５）に対して、基準曲線１７０１にある「基準ディップ」に対応すると思われる、測定曲線１７０３にあるディップを見つけようと試みる（ステップ１７５７）。もしも、「測定ディップ」が「基準ディップ」に対応するように見えると分かれば、「ディップ対」を持つことになる。次のステップは、各ディップ対間のタイミング不整合を見つけ出すステップとなる（ステップ１７５９）。全ディップが分析された（判断ブロック１７６１の「ＮＯ」パス出口）後は、測定曲線と基準曲線を揃えるのに必要とする時間調整値（Δｔ）を最終的に決定する（ステップ１７６３）。
Δｔの適切な値を決定する１つの可能な基準は、次式の平均値である。
Δｔａｖｇ＝（Δｔ１＋Δｔ２＋．．．ΔｔＮ−１＋ΔｔＮ）／Ｎ
ここでは、Ｎ個のディップ対が見つかったと仮定している。時間離散システム(time-discreet system)では、Δｔａｖｇは実数なので、Δｔａｖｇで示すシフト量を厳密に実行することは不可能であるかもしれない。それ故、Ｔｓをサンプル周期とすると、Δｔａｖｇの近似値としてｋａｖｇ・Ｔｓ（ここで、ｋａｖｇは整数）を使用できる。ｋａｖｇの値は以下のように決定できる。
ｋａｖｇ＝ＲＯＵＮＤ（Δｔａｖｇ／Ｔｓ）
ここで、「ＲＯＵＮＤ（ｘ）」は、引数ｘの最も近い整数値を見つけ出す関数である。従って、ｋａｖｇの値は、理想的な時間シフトに対応する離散時間ステップの数を示す。
Δｔの適切な値を決定する他の可能な基準は、多数決である。すなわち、各ディップ対ｐに対して、時間調整値がいくつのサンプルｋに対応するかを決定することである。Ｔｓをサンプル周期とすると、サンプル対ｐに対してΔｔｐ≒ｋｐ・Ｔｓと書くことができる。全ての対のチェックを完了した後、次に、その処理で、どのｋの値が最も多数派であったか決定する。
基準信号と測定信号を揃えるための他の技術を、本明細書では「スプレッド技術」と呼ぶ。この技術は非常に正確であり、かつ、ＡＭ／ＡＭ歪み、およびＡＭ／ＰＭ歪みのうちの少なくとも一方の分析を含む。ＥＤＧＥ変調された信号のような信号が特徴づけの処理過程における基準信号として使用される場合、これらの曲線には常に「スプレッド」が存在するであろう。本明細書で使用されているように、用語「スプレッド」は、測定されたＡＭ信号（ＡＭプリディストーション曲線の場合）またはＡＭ基準信号（ＰＭプリディストーション曲線の場合、例えば、図１３および１４参照）のあらゆる任意の値のいずれかに対する、必要なプリディストーションの最大値と最小値との間の差をいう。例えば、測定されたＡＭ信号（「ボルト」の単位で表す）が０．５の値に等しいようなＡＭプリディストーション曲線上の点を考えよう。ここでは、必要なＡＭプリディストーションの最小値は約０．０３であり、そして、必要なＡＭプリディストーションの最大値は約０．０４６である。従って、この点におけるスプレッドは、０．０４６−０．０３＝０．０１６である。同様な計算は、測定されたＡＭ信号の他の値でスプレッドを決定するために実行可能であり、その結果、ＡＭ基準信号のさまざまな値に対するスプレッドを表す曲線を生成できる。
プリディストーション曲線に見られるスプレッド量は、プリディストーション曲線が生成される際に、基準信号および測定信号がいかに良く時間軸で揃っているかに関係する。すなわち、より良く揃っているほど、スプレッドはより小さい。この特性は基準信号と測定信号との間の適切な揃え方を見つけ出すのに使用可能である。その処理過程は、基準曲線と測定された曲線とを相互に相対的にシフトし、かつ、対応するプリディストーション曲線のスプレッドに結果として与える影響を判定することを含む。測定値がサンプル化される場合、Δｔの時間遅延は、次の式を両方とも満足すれば、最適であると考えることができる。
Ｓｐｒｅａｄ（ｋＴＳ）＜Ｓｐｒｅａｄ（（ｋ−１） ＴＳ）
Ｓｐｒｅａｄ（ｋＴＳ）＜Ｓｐｒｅａｄ（（ｋ＋１） ＴＳ）
ここで、ｋはサンプル数、ＴＳはサンプル間隔であり、そして、スプレッドは次のように定義される。
Ｓｐｒｅａｄ（ＡＭｒｅｆ）＝ｍａｘ｛Ｐｒｅｄｉｔ（ＡＭｒｅｆ）｝−ｍｉｎ｛Ｐｒｅｄｉｓｔ（ＡＭｒｅｆ）｝ （１１）
遅延スプレッド上で揃えることの効果を図１８ａ、１８ｂ、および１８ｃに示す。ここで、各図は、それぞれ異なる時間整列値（揃えるための値）に対するＡＭｒｅｆの関数としてプロットされた信号（例えば、ＥＤＧＥ変調信号）の位相スプレッド（ＰＭｍｅａｓ−ＰＭｒｅｆ）のグラフを含む。図１８ａは理想状態を表す。この図では、遅延スプレッドは、ＡＭｒｅｆ１、ＡＭｒｅｆ２およびＡＭｒｅｆ３として特定された、３つのＡＭｒｅｆの値に対して示されている。ここで、最大のスプレッドはＡＭｒｅｆ２の近傍にある。
図１８ｂは、測定信号と基準信号が時間軸で揃っていない場合に、遅延スプレッドに何が起こるかを示す。ここでは、ＡＭｒｅｆ１におけるスプレッド（両端矢印の長さで示されている）は、理想的な場合（図１８ａ）に対応する点の場合より、この場合の方が大きいと見ることができる。
図１８ｃは、タイミング誤りがさらに悪化した場合に何が起こるかを示す、すなわち、図１８ａおよび１８ｂで示された対応するスプレッドに比べ、点ＡＭｒｅｆ１において、さらに長くなった両端矢印で示さているように、スプレッドはさらに増加する。
さらに他の方法においては、ｍａｘ｛．｝およびｍｉｎ｛．｝関数が、測定ノイズからの影響を削減する方法で再定義される。これらの関数をそれぞれ、ｍａｘＮＲ｛．｝およびｍｉｎＮＲ｛．｝と呼ぶことにする（ここで、「ＮＲ」はＮｏｉｓｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ（ノイズ削減）を示す）。これらの関数とそれらを使用した典型的な実施形態は、次のステップで示される。
１．ｍａｘ｛．｝およびｍｉｎ｛．｝の元々の定義を使用して、
Ｐｒｅｄｉｓｔｍａｘ（Δｔ）＝ｍａｘ｛Ｐｒｅｄｉｓｔ（Δｔ）｝および
Ｐｒｅｄｉｓｔｍｉｎ（Δｔ）＝ｍｉｎ｛Ｐｒｅｄｉｓｔ（Δｔ）｝
を見つける。
２．次式でスプレッドを計算する。
Ｓｐｒｅａｄ（Δｔ）＝Ｐｒｅｄｉｓｔｍａｘ（Δｔ）−Ｐｒｅｄｉｓｔｍｉｎ（Δｔ）
３．スプレッドの方向に沿って、Ｐｒｅｄｉｓｔ信号をＭ個の区間に分割する。
ここで、各部分は、
Ｌ＝Ｓｐｒｅａｄ／Ｍである。
４．Ｐｒｅｄｉｓｔ１を、区間１における全ての値をとする。すなわち、ＰｒｅｄｉｓｔｍｉからＰｒｅｄｉｓｔｍｉ＋Ｌまでである。
５．ＰｒｅｄｉｓｔＭを、区間Ｍにおける全ての値をとする。すなわち、Ｐｒｅｄｉｓｔｍａｘ−ＬからＰｒｅｄｉｓｔｍａｘまでである。
６．次に、次式でｍｉｎＮＲ｛．｝、ｍａｘＮＲ｛．｝、およびＳｐｒｅａｄＮＲを定義する。
ｍｉｎＮＲ＝ａｖｇ｛Ｐｒｅｄｉｓｔ１｝ （１２）
ｍａｘＮＲ＝ａｖｇ｛ＰｒｅｄｉｓｔＭ｝ （１３）
ＳｐｒｅａｄＮＲ＝ｍａｘＮＲ−ｍｉｎＮＲ （１４）
式（１４）は、低い値のグループの平均と高い値のグループの平均とを使用しているため、ノイズのある環境において、式（１１）よりもっと信頼のおける結果を与えるだろう。このフィルタ効果は、数値Ｍを変更することによって調整可能である。Ｍの値が減少すると、フィルタ効果は高まる。しかしながら、Ｍは、パラメータＳｐｒｅａｄＮＲに対して必要な精度を与えるのに十分な高い値に設定されるべきである。
もしもＡＭ／ＡＭおよびＡＭ／ＰＭの両方とも最良の揃え方を見つけるために使用され、しかも、それらが異なっているのなら、そのときは、異なる整列値（すなわち、ＡＭ基準とＰＭ基準との間の遅延）を選ぶべきである。
本発明のさまざまな態様を説明したが、試験中の電力増幅器のためのプリディストーション・ルックアップテーブル値を生成する全般的処理過程について、図１９のフローチャートを参照してこれから説明しよう。もちろん、この処理過程は、例えば、適切な命令セットを実行するプログラマブル・プロセッサの指示に従う自動機械／回路によって実行されるだろうということを期待している。
処理過程は、図２に示されたような構成における基準信号ＡＭｒｅｆを使用して、電力増幅器／ＡＭ変調器を動作させることから開始する（ステップ１９０１）。ＩおよびＱの両方の値として、或いは、位相および振幅として表される、測定された応答で、振幅（ＡＭｍｅａｓ）の応答および位相（ＰＭｍｅａｓ）の応答を電力増幅器の出力で測定する（ステップ１９０３）。
ＡＭｍｅａｓ信号に対するＡＭｒｅｆは、ピークの基準値において、例えば１：１のようなある比に設定されるべきである（ステップ１９０５）。すなわち、結果を正規化し、同じスケール（尺度）で表せるようにする。
振幅と位相の結果は別々に分析されることになる。従って、測定された応答がＩとＱの値の形式で得られた場合には、これらは振幅と位相の値に変換されるべきである。まず、振幅の分析を見ると、ＡＭｒｅｆ信号とＡＭｍｅａｓ信号は、限定はしないが例えば先に説明した技術のような、多くの技術のいずれかを使用して、時間軸で揃えられる（ステップ１９０７）。
測定データを、所与のベースバンド表現のための所与のダイナミックレンジと分解能に適合するようにスケーリングする（ステップ１９０９）。例えば、数値を表現するのに８ビットを使用すれば、そのときは、データは２５６の可能なレベル（０から２５５の範囲）を使用するようにスケーリングされる。次に、ＡＭｒｅｆの値は、ＡＭｍｅａｓの対応する値にマッピングされる（ステップ１９１１）。
続いて、ＡＭｒｅｆ曲線に沿ってＭ＋１個の点が選ばれ、（先に説明したように）抽出アルゴリズムが実行され、Ｍ＋１個のプリディストーション値を生成する（ステップ１９１３）。
次に、Ｍ＋１個のプリディストーション値は、ＡＭ／ＡＭプリディストーション・テーブルとして使用するテーブルに格納される。
位相値も同様な方法で処理される。ステップ１９１７で開始され、ＰＭｒｅｆ曲線とＰＭｍｅａｓ曲線は、限定はしないが例えば先に説明した技術のような、多くの技術のいずれかを使用して、時間軸で揃えられる。
次に、ＰＭｍｅａｓ信号は絶対値にシフトされるが、相対的なデータは保持される（ステップ１９１９）。図２０ａと２０ｂは、このステップで実行されるシフトの型式を示す。図２０ａは、あらゆるシフトが行われる前の時間の関数としてプロットしたＰＭｍｅａｓのグラフである。ＰＭｒｅｆは時間においては一定であり、この例では、０度と等しく設定されている。測定された位相と基準位相との間の最大差は、ｙ１＝ＰＭｍｅａｓ，ｍａｘ１である。また、最小差はＰＭｍｅａｓ，ｍｉｎである。シフト無しでは、プリディストーション信号は、０からＰＭｍｅａｓ，ｍａｘ１にまで広がることになる。
図２０ｂは、ＰＭｍｅａｓ，ｍｉｎ分だけ下方にシフトした図２０ａのデータを表し、ベースバンドにおける分解能をさらに効率的な方法で使用可能としている。これは、プリディストーション信号は、０からｙ２＝ＰＭｍｅａｓ，ｍａｘ２＝ＰＭｍｅａｓ，ｍａｘ１−ＰＭｍｅａｓ，ｍｉｎまでしか広がらないからである。
ここで図１９に戻って、次に、ＡＭｒｅｆ曲線に沿ってＬ＋１個の点を選び、（先に説明したように）抽出アルゴリズムを実行してＬ＋１個のプリディストーション値を生成する（ステップ１９２１）。
次に、Ｌ＋１個のプリディストーション値は、ＡＭ／ＰＭプリディストーション・テーブルとして使用するテーブルに格納される（ステップ１９２３）。
本明細書で説明した技術は、電力増幅器に対して、プリディストーションの高速な校正を提供し、例えば、個体毎にばらつきのある電力増幅変調器を持つ送信機を低コストで生産可能とする。また、これらの技術は、正確な一段階のプリディストーションおよび抽出と平滑を含むルックアップテーブル生成を提供する。これらの技術を使用すると、優れた変調性能（例えば、変調精度(Error Vector Magnitude)および隣接チャネル漏洩電力(Adjacent Channel Power Ratio)）をもたらし、かつ、ＡＭ／ＡＭ歪みとＡＭ／ＰＭ歪みとに関連する電力増幅器の要求条件を緩和する。
本発明について特別な実施形態を参照して説明してきた。しかしながら、上述した実施形態の形式とは別の特定の形式で本発明を具体化することが可能であるということは、当業者にとって容易に明らかであろう。
例えば、いろいろ示した実施形態では、１）ポーラ変調無線アーキテクチャ、および２）ルックアップテーブルによるプリディストーションを使用する移動局を想定した。しかしながら、本技術は、他の型式のシステム（例えば、線形無線アーキテクチャ、多項式を使用するプリディストーション、など）にも同様に応用できる。
このように、説明した実施形態は単に説明に役立つのであり、いかなる方法でも制限的に考慮すべきでない。本発明の範囲は、先立って行った説明ではなく、添付の請求項によって与えられ、かつ、請求項の範囲に入る全ての変化形や均等物は、その中に包含されることが意図されている。
ポーラ電力増幅器に対するプリディストーションの生成と適用のためのＬＵＴベースのアプローチを示すブロック図である。 電力増幅器歪みの特徴付けを可能にするために、図１の構成をどのように変形するかを示す図である。 典型的な電力増幅器モジュールに対して、ＡＭ基準信号として使用される、付加される三角波またはランプ波(ramp waveform)と、測定されたＡＭ出力との間の比較を、２つの信号を時間軸で揃えて示すグラフである。 図３に示す情報のグラフであるが、ＡＭｒｅｆは垂直（すなわち、ｙ）軸に、かつ、ＡＭｍｅａｓは水平（すなわち、ｘ）軸に見えるように変更した図である。 これらの例で使用される電力増幅器のためのＡＭプリディストーション（すなわち、ＡＭｐｒｅとＡＭｍｅａｓとの間の関係）を示すグラフである。 典型的な電力増幅器モジュールに対して、付加された一定位相基準信号と、電力増幅器モジュールの出力におけるＲＦ信号の測定された位相との間の比較を示すグラフである。 典型的な電力増幅器に対して、ＰＭプリディストーション、すなわち、信号ＰＭｐｒｅと信号ＡＭｒｅｆとの間の関係を示すグラフである。 典型的なＥＤＧＥ変調信号のＩ／Ｑ図である。 ＥＤＧＥ変調信号のスペクトル特性を示すグラフである。 三角波手法によって生成された、典型的なノイズのあるＡＭプリディストーション曲線を示すグラフである。 図１０に示すノイズのあるデータに対して抽出アルゴルズムを適用して得られた典型的な結果を示すグラフである。 図１０に示すグラフの各区間（ｉ＝１から３２）それぞれで使用される平均化係数Ｆｉを示すグラフである。 抽出アルゴリズムによって生成された点に対して適用した線形内挿の線の典型的な結果を示すグラフである。 基準信号として使用されたＥＤＧＥ変調信号を用い、変調手法によって生成された典型的なＡＭプリディストーション曲線である。 基準信号として使用されたＥＤＧＥ変調信号を用い、変調手法によって生成された典型的なＰＭプリディストーション曲線である。 図１３に示すＡＭプリディストーション・データに抽出アルゴリズムを適用した結果を示す典型的なグラフである。 図１３に示すグラフの各区間（ｉ＝１から３３）それぞれで使用される平均化係数Ｆｉを示すグラフである。 図１４に示すＰＭプリディストーション・データに抽出アルゴリズムを適用した結果を示す典型的なグラフである。 図１４に示すグラフの各区間（ｉ＝１から３３）それぞれで使用される平均化係数Ｆｉを示すグラフである。 ＥＤＧＥ基準信号のＡＭ部分を示すグラフと、図２に示すような構成を使用した時の出力について測定されたＡＭ部分を示す他のグラフの両方を示す。 基準信号と測定信号とを揃えるディップ技術を実行するための典型的な処理を示すフローチャートである。 おのおの異なる時間整列値に対するＡＭｒｅｆの関数としてプロットされた信号（例えばＥＤＧＥ変調信号）の位相スプレッド（ＰＭｍｅａｓ−ＰＭｒｅｆ）のグラフを含む図である。 おのおの異なる時間整列値に対するＡＭｒｅｆの関数としてプロットされた信号（例えばＥＤＧＥ変調信号）の位相スプレッド（ＰＭｍｅａｓ−ＰＭｒｅｆ）のグラフを含む図である。 おのおの異なる時間整列値に対するＡＭｒｅｆの関数としてプロットされた信号（例えばＥＤＧＥ変調信号）の位相スプレッド（ＰＭｍｅａｓ−ＰＭｒｅｆ）のグラフを含む図である。 試験中の電力増幅器のためにプリディストーション・ルックアップテーブル値を生成するための典型的な全体的処理過程を示すフローチャートである。 本発明の典型的な実施形態で実行される曲線シフトの型式を示すグラフである。 本発明の典型的な実施形態で実行される曲線シフトの型式を示すグラフである。

Claims (29)

  1. 電力増幅器によってもたらされる歪みを補償するプリディストーションを決定する方法であって、
    各タイミングにおいて基準振幅および基準位相を有する、時間的に変化する基準信号を前記電力増幅器に適用するステップと、
    前記電力増幅器によって供給される、対応する出力信号であって、測定された振幅および測定された位相を各タイミングにおいて有する出力信号を測定するステップと、
    前記基準振幅を前記測定された振幅と比較することによって振幅のプリディストーションを決定するステップと、
    前記基準位相を前記測定された位相と比較することによって位相のプリディストーションを決定するステップと、
    前記基準振幅のいずれかの値に対して、対応する前記位相のプリディストーションの値が特定されるように、前記位相のプリディストーションと前記基準振幅との間の関係を決定するステップと、
    を備え、
    前記振幅のプリディストーションは、測定された振幅値の範囲に関連付けられており、
    さらに、
    前記測定された振幅値の範囲を複数の区間に分割し、
    前記複数の区間それぞれに対して、振幅のプリディストーションの平均値を判定し、かつ、前記振幅のプリディストーションの平均値を、前記区間の中心において測定された振幅値に関連付けられた前記振幅のプリディストーションの値として使用する
    ことを実行することにより、前記振幅のプリディストーションから個々の点を抽出するステップと、
    前記基準振幅を前記測定された振幅と比較するステップに先立って、振幅の基準値のいずれかに関連する複数の振幅のプリディストーションの値の間のスプレッドを最小にする量によって、前記基準振幅と前記測定された振幅とを時間に関して揃えるステップと、
    を備える
    ことを特徴とする方法。
  2. 前記基準振幅はランプ波であり、前記基準位相は定数であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記基準振幅は三角波であり、前記基準位相は定数であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 前記基準信号は、変化する振幅、および変化する位相を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 隣接する第１および第２の区間それぞれの中心の間にある、測定された振幅値に関連付けられた振幅のプリディストーションの値を決定するために、前記第１および前記第２の区間に関連付けられた２つの振幅の平均値それぞれの間を内挿するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 前記位相のプリディストーションは、基準振幅値の範囲に関連付けられており、
    さらに、
    前記基準振幅値の範囲を複数の区間に分割し、
    前記複数の区間それぞれに対して、位相のプリディストーションの平均値を判定し、かつ、前記位相のプリディストーションの平均値を、前記区間の中心において基準振幅値に関連付けられた前記位相のプリディストーションの値として使用する
    ことを実行することにより、前記位相のプリディストーションから個々の点を抽出するステップを備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  7. 隣接する第１および第２の区間それぞれの中心の間にある、基準振幅値に関連付けられた位相のプリディストーションの値を決定するために、前記第１および前記第２の区間に関連付けられた２つの位相のプリディストーションの平均値それぞれの間を内挿するステップをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 前記基準振幅を前記測定された振幅と比較するステップに先立って、
    前記基準振幅における１以上のディップを特定し、
    前記測定された振幅における１以上のディップを特定し、
    前記基準振幅のディップを対応する前記測定された振幅のディップに対して最良に揃える量だけ、前記基準振幅と前記測定された振幅とを相互に相対的にシフトさせることにより、前記基準振幅と前記測定された振幅とを時間に関して揃える
    ことを実行するステップを備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  9. 前記基準位相を前記測定された位相と比較するステップに先立って、
    前記基準位相における１以上のディップを特定し、
    前記測定された位相における１以上のディップを特定し、
    前記基準位相のディップを対応する前記測定された位相のディップに対して最良に揃える量だけ、前記基準位相と前記測定された位相とを相互に相対的にシフトさせることにより、前記基準位相と前記測定された位相とを時間に関して揃える
    ことを実行するステップを備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  10. 前記振幅の基準値に関連する前記振幅のプリディストーションの値のうちの最小値と、前記振幅の基準値に関連する前記振幅のプリディストーションの値のうちの最大値との間の差を判定することにより、前記スプレッドを決定するステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  11. 前記振幅の基準値に関連する前記振幅のプリディストーションの値のうち最大の値を持つもののセットを判定するステップと、
    前記振幅の基準値に関連する前記振幅のプリディストーションの値のうち最小の値を持つもののセットを判定するステップと、
    前記振幅の基準値に関連する前記振幅のプリディストーションの値のうち最大の値を持つもののセットを平均することにより、前記振幅のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最大値を判定するステップと、
    前記振幅の基準値に関連する前記振幅のプリディストーションの値のうち最小の値を持つもののセットを平均することにより、前記振幅のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最小値を判定するステップと、
    前記振幅のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最小値と、前記振幅のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最大値との間の差を判定することにより、前記スプレッドを決定するステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  12. 前記基準位相を前記測定された位相と比較するステップに先立って、振幅の基準値のいずれかに関連する複数の位相のプリディストーションの値の間のスプレッドを最小にする量によって、前記基準位相と前記測定された位相とを時間に関して揃えるステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  13. 前記振幅の基準値に関連する前記位相のプリディストーションの値のうちの最小値と、前記振幅の基準値に関連する前記位相のプリディストーションの値のうちの最大値との間の差を判定することにより、前記スプレッドを決定するステップを備えることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
  14. 前記振幅の基準値に関連する前記位相のプリディストーションの値のうち最大の値を持つもののセットを判定するステップと、
    前記振幅の基準値に関連する前記位相のプリディストーションの値のうち最小の値を持つもののセットを判定するステップと、
    前記振幅の基準値に関連する前記位相のプリディストーションの値のうち最大の値を持つもののセットを平均することにより、前記位相のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最大値を判定するステップと、
    前記振幅の基準値に関連する前記位相のプリディストーションの値のうち最小の値を持つもののセットを平均することにより、前記位相のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最小値を判定するステップと、
    前記位相のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最小値と、前記位相のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最大値との間の差を判定することにより、前記スプレッドを決定するステップを備えることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
  15. 電力増幅器によってもたらされる歪みを補償するプリディストーションを決定する装置であって、
    各タイミングにおいて基準振幅および基準位相を有する、時間的に変化する基準信号を前記電力増幅器に適用する論理と、
    前記電力増幅器によって供給される、対応する出力信号であって、測定された振幅および測定された位相を各タイミングにおいて有する出力信号を測定する論理と、
    前記基準振幅を前記測定された振幅と比較することによって振幅のプリディストーションを決定する論理と、
    前記基準位相を前記測定された位相と比較することによって位相のプリディストーションを決定する論理と、
    前記基準振幅のいずれかの値に対して、対応する前記位相のプリディストーションの値が特定されるように、前記位相のプリディストーションと前記基準振幅との間の関係を決定する論理と、
    を備え、
    前記振幅のプリディストーションは、測定された振幅値の範囲に関連付けられており、
    さらに、
    前記測定された振幅値の範囲を複数の区間に分割し、
    前記複数の区間それぞれに対して、振幅のプリディストーションの平均値を判定し、かつ、前記振幅のプリディストーションの平均値を、前記区間の中心において測定された振幅値に関連付けられた前記振幅のプリディストーションの値として使用する
    ことを実行することにより、前記振幅のプリディストーションから個々の点を抽出する論理と、
    前記基準振幅を前記測定された振幅と比較する論理に先立って、振幅の基準値のいずれかに関連する複数の振幅のプリディストーションの値の間のスプレッドを最小にする量によって、前記基準振幅と前記測定された振幅とを時間に関して揃える論理と、
    を備える
    ことを特徴とする装置。
  16. 前記基準振幅はランプ波であり、前記基準位相は定数であることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
  17. 前記基準振幅は三角波であり、前記基準位相は定数であることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
  18. 前記基準信号は、変化する振幅、および変化する位相を有することを特徴とする請求項１５に記載の装置。
  19. 隣接する第１および第２の区間それぞれの中心の間にある、測定された振幅値に関連付けられた振幅のプリディストーションの値を決定するために、前記第１および前記第２の区間に関連付けられた２つの振幅のプリディストーションの平均値それぞれの間を内挿する論理をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
  20. 前記位相のプリディストーションは、基準振幅値の範囲に関連付けられており、
    さらに、
    前記基準振幅値の範囲を複数の区間に分割し、
    前記複数の区間それぞれに対して、位相のプリディストーションの平均値を判定し、かつ、前記位相のプリディストーションの平均値を、前記区間の中心において基準振幅値に関連付けられた前記位相のプリディストーションの値として使用する
    ことを実行することにより、前記位相のプリディストーションから個々の点を抽出する論理を備える
    ことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
  21. 隣接する第１および第２の区間それぞれの中心の間にある、基準振幅値に関連付けられた位相のプリディストーションの値を決定するために、前記第１および前記第２の区間に関連付けられた２つの位相のプリディストーションの平均値それぞれの間を内挿する論理をさらに備えることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
  22. 前記基準振幅を前記測定された振幅と比較する論理に先立って、
    前記基準振幅における１以上のディップを特定し、
    前記測定された振幅における１以上のディップを特定し、
    前記基準振幅のディップを対応する前記測定された振幅のディップに対して最良に揃える量だけ、前記基準振幅と前記測定された振幅とを相互に相対的にシフトさせることにより、前記基準振幅と前記測定された振幅とを時間に関して揃える
    ことを実行する論理を備える
    ことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
  23. 前記基準位相を前記測定された位相と比較する論理に先立って、
    前記基準位相における１以上のディップを特定し、
    前記測定された位相における１以上のディップを特定し、
    前記基準位相のディップを対応する前記測定された位相のディップに対して最良に揃える量だけ、前記基準位相と前記測定された位相とを相互に相対的にシフトさせることにより、前記基準位相と前記測定された位相とを時間に関して揃える
    ことを実行する論理を備える
    ことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
  24. 前記振幅の基準値に関連する前記振幅のプリディストーションの値のうちの最小値と、前記振幅の基準値に関連する前記振幅のプリディストーションの値のうちの最大値との間の差を判定することにより、前記スプレッドを決定する論理を備えることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
  25. 前記振幅の基準値に関連する前記振幅のプリディストーションの値のうち最大の値を持つもののセットを判定する論理と、
    前記振幅の基準値に関連する前記振幅のプリディストーションの値のうち最小の値を持つもののセットを判定する論理と、
    前記振幅の基準値に関連する前記振幅のプリディストーションの値のうち最大の値を持つもののセットを平均することにより、前記振幅のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最大値を判定する論理と、
    前記振幅の基準値に関連する前記振幅のプリディストーションの値のうち最小の値を持つもののセットを平均することにより、前記振幅のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最小値を判定する論理と、
    前記振幅のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最小値と、前記振幅のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最大値との間の差を判定することにより、前記スプレッドを決定する論理を備えることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
  26. 前記基準位相を前記測定された位相と比較する論理に先立って、振幅の基準値のいずれかに関連する複数の位相のプリディストーションの値の間のスプレッドを最小にする量によって、前記基準位相と前記測定された位相とを時間に関して揃える論理を備えることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
  27. 前記振幅の基準値に関連する前記位相のプリディストーションの値のうちの最小値と、前記振幅の基準値に関連する前記位相のプリディストーションの値のうちの最大値との間の差を判定することにより、前記スプレッドを決定する論理を備えることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
  28. 前記振幅の基準値に関連する前記位相のプリディストーションの値のうち最大の値を持つもののセットを判定する論理と、
    前記振幅の基準値に関連する前記位相のプリディストーションの値のうち最小の値を持つもののセットを判定する論理と、
    前記振幅の基準値に関連する前記位相のプリディストーションの値のうち最大の値を持つもののセットを平均することにより、前記位相のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最大値を判定する論理と、
    前記振幅の基準値に関連する前記位相のプリディストーションの値のうち最小の値を持つもののセットを平均することにより、前記位相のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最小値を判定する論理と、
    前記位相のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最小値と、前記位相のプリディストーションの値のうちのノイズが削減された最大値との間の差を判定することにより、前記スプレッドを決定する論理を備えることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
  29. 電力増幅器によってもたらされる歪みを補償するプリディストーションを決定するプログラム命令のセットを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、プログラム命令の前記セットは、プロセッサおよび関連する論理に、
    各タイミングにおいて基準振幅および基準位相を有する、時間的に変化する基準信号を前記電力増幅器に適用するステップと、
    前記電力増幅器によって供給される、対応する出力信号であって、測定された振幅および測定された位相を各タイミングにおいて有する出力信号を測定するステップと、
    前記基準振幅を前記測定された振幅と比較することによって振幅のプリディストーションを決定するステップと、
    前記基準位相を前記測定された位相と比較することによって位相のプリディストーションを決定するステップと、
    前記基準振幅のいずれかの値に対して、対応する前記位相のプリディストーションの値が特定されるように、前記位相のプリディストーションと前記基準振幅との間の関係を決定するステップと、
    を実行させ、
    前記振幅のプリディストーションは、測定された振幅値の範囲に関連付けられており、
    さらに、
    前記測定された振幅値の範囲を複数の区間に分割し、
    前記複数の区間それぞれに対して、振幅のプリディストーションの平均値を判定し、かつ、前記振幅のプリディストーションの平均値を、前記区間の中心において測定された振幅値に関連付けられた前記振幅のプリディストーションの値として使用する
    ことを実行することにより、前記振幅のプリディストーションから個々の点を抽出するステップと、
    前記基準振幅を前記測定された振幅と比較するステップに先立って、振幅の基準値のいずれかに関連する複数の振幅のプリディストーションの値の間のスプレッドを最小にする量によって、前記基準振幅と前記測定された振幅とを時間に関して揃えるステップと、
    を実行させる
    ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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