JP4941261B2 - 歪補償増幅装置および歪補償方法 - Google Patents

Description

本発明は歪補償増幅装置および歪補償方法に関し、特に増幅する送信信号の歪を補償して出力する歪補償増幅装置および歪補償方法に関する。

近年、無線通信において、デジタル化による高能率伝送が多く採用されるようになっている。無線通信に多値位相変調方式を適用する場合では、基地局などの送信側で送信用電力増幅器の増幅特性を直線化して非線形歪を抑え、隣接チャネル漏洩電力を低減する技術が重要である。また、線形性に劣る増幅器を使用して電力効率の向上を図る場合は、そのために生じる非線形歪を補償する技術が必須である（例えば、特許文献１参照）。

一般的な歪補償増幅装置は、歪成分を抑えるために、ピーク抑圧処理を行っている（例えば、特許文献２参照）。ピーク抑圧処理は、飽和電力以上の信号が入力されるのを阻止して歪補償を実現する。

図１０は、歪補償増幅装置のアンプ特性を説明する図である。図の横軸は、歪補償増幅装置に入力される信号の入力レベルを示し、縦軸は、歪補償増幅装置から出力される信号の出力レベルを示す。

図に示す波形Ｗ１０１は、歪補償増幅装置の理想とするアンプ特性を示している。歪補償増幅装置では、信号を歪なく増幅して出力できるよう、入力信号と出力信号との関係は、波形Ｗ１０１に示すように、線形関係にあることが望ましい。

図に示す波形Ｗ１０２は、歪補償増幅装置の歪補償を行わなかった場合のアンプ特性を示している。歪補償増幅装置は、波形Ｗ１０２に示すように、あるレベルの入力信号までは、線形性を有しているが、あるレベルを超えると線形性を失う。さらに、入力信号のレベルが大きくなると、歪補償増幅装置はゲインが飽和し、出力信号のレベルは一定となる（波形Ｗ１０２のフラットな部分）。

図に示す波形Ｗ１０３は、歪補償増幅装置の歪補償を行った場合の入力信号と出力信号のレベル関係を示している。前述したように、歪補償を行わない場合の歪補償増幅装置のアンプ特性は、入力信号レベルがあるレベルを超えると線形性を有さない。そこで、歪補償増幅装置は、波形Ｗ１０３に示すように、アンプ特性が非線形となる部分（波形Ｗ１０２が非線形となる部分）において、入力信号のレベルを大きくなるように補償し、線形性を得るようにしている。具体的には、歪補償増幅装置は、入力信号に対して、出力信号が線形となるような歪補償係数を乗算し、波形Ｗ１０１に示すような線形のアンプ特性を得る。

ただし、歪補償増幅装置のアンプ飽和点以上の入力信号が来ると、歪補償係数を大きくしても出力信号は一定で大きくならない。このため、ゲインの飽和する部分では、歪補償係数は無限大の値へ向かう更新が行われ、発散してしまう。従って、歪補償増幅装置に入力される信号のレベルは、少なくとも図の点線Ｄ１０１以下であることを要する。すなわち、歪補償増幅装置は、入力信号のレベルが図の点線Ｄ１０１を超えないように、ピーク抑圧処理を行う必要がある。

なお、図１０の点線Ｄ１０２は、歪補償増幅装置の動作点を示している。動作点とピーク抑圧点との比は、ＰＡＲ（Peak Average Rate）と呼ばれる。
図１１は、ピーク抑圧処理を説明する図である。図の点線Ｄ１１１は、ピーク抑圧点を示す。点線Ｄ１１１に示すピーク抑圧点の値は、歪補償係数が発散しないように、例えば、図１０の点線Ｄ１０１の値に固定する。

歪補償増幅装置は、入力信号Ｘ₁（ｔ）に示すような、ピーク抑圧点を超える信号が入力された場合、入力信号Ｘ₂（ｔ）に示すように、ピーク抑圧処理を施す。これにより、歪補償増幅装置は、歪補償係数を発散しないようにする。

なお、図の点線Ｄ１１２は、入力信号Ｘ₂（ｔ）の平均電力を示している。歪補償増幅装置は、入力信号Ｘ₂（ｔ）の平均電力を動作点となるように設計する。
図１２は、変調精度とピーク抑圧点の関係を示した図である。図の横軸は、ピーク抑圧点（ＰＡＲ）を示している。図の縦軸は、ＥＶＭ（Error Vector Magnitude）を示している。

図に示すように、ピーク抑圧点が大きくなると、ＥＶＭ（変調精度）はよくなる。ＥＶＭの範囲は規格で決められており、図の例では、ピーク抑圧点は、γ以上に設定する必要がある。

図１３は、隣接チャネル漏洩電力を説明する図である。図の横軸は周波数を示し、縦軸は電力を示す。図に示す電力Ｐ１０１〜Ｐ１０４は、送信キャリアの電力を示す。電力Ｐ１１１〜Ｐ１１４は、隣接チャネル漏洩電力を示している。

隣接チャネル漏洩電力は規格で決められており、例えば、送信キャリア周波数帯から±５ＭＨｚ離れた漏洩電力は−４５ｄＢ以下、±１０ＭＨｚ離れた漏洩電力は−５０ｄＢ以下と規定されている。
特開２００６−２７０２４６号公報 特開２００４−６４７１１号公報

ところで、ピーク抑圧処理は、図１１に示すように送信信号波形を加工するため、変調精度の劣化原因となる。例えば、ピーク抑圧点を小さく設定すると（図１１の点線Ｄ１１１を下げると）、変調精度がより劣化してＥＶＭ規格を満足できなくなる。

逆に、変調精度をよくするために、ピーク抑圧点を大きく設定すると（図１０の点線Ｄ１０１を右方向に設定すると）、送信信号の歪量が増え、隣接チャネル漏洩電力の規格を満足できなくなる。

そこで、従来、歪補償増幅装置のゲイン飽和点（図１０の波形Ｗ１０２のフラットとなる部分）は、温度特性などを考慮し、ピーク抑圧点に対して数ｄＢのマージンをとるようにしていた。つまり、波形１０２のフラットな部分をかさ上げし、線形性をよくしていた。そのため、消費電力が増加していたという問題点があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、消費電力を増加することなく、適切な変調精度を得ることができ、かつ、送信信号の歪を抑えた歪補償増幅装置および歪補償方法を提供することを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、図１に示すような増幅する送信信号の歪を補償して出力する歪補償増幅装置において、送信信号に歪補償処理を施す歪補償処理手段１と、歪補償処理手段１によって歪補償処理が施された送信信号を増幅する増幅手段２と、増幅手段２によって増幅された送信信号の周波数成分の電力を算出する周波数成分算出手段３と、周波数成分算出手段３によって算出された周波数成分の電力に基づいて歪補償処理手段１に入力される送信信号のピーク値を抑圧するピーク抑圧手段４と、を有することを特徴とする歪補償増幅装置が提供される。

このような歪補償増幅装置によれば、増幅された送信信号の周波数成分の電力を算出し、算出した送信信号の周波数成分の電力に基づいて送信信号のピーク値を抑圧する。
また、本発明では上記問題を解決するために、増幅する送信信号の歪を補償して出力する歪補償増幅装置において、指定された書き込みアドレスに歪補償係数を記憶し、指定された読み出しアドレスに記憶している前記歪補償係数を出力する係数記憶手段と、前記係数記憶手段から出力された前記歪補償係数を用いて、前記送信信号に歪補償処理を施す歪補償処理手段と、前記係数記憶手段に記憶されている前記歪補償係数に基づいて前記歪補償処理手段に入力される前記送信信号のピーク値を抑圧するピーク抑圧手段と、を有することを特徴とする歪補償増幅装置が提供される。

このような歪補償増幅装置によれば、送信信号の歪を補償する歪補償係数に基づいて送信信号のピーク値を抑圧する。

本発明の歪補償増幅装置では、増幅された送信信号の周波数成分の電力を算出し、算出した送信信号の周波数成分の電力に基づいて送信信号のピーク値を抑圧するようにした。これによって、アンプをマージンレスで使用することにより、消費電力を増加することなく、適切な変調精度を得ることができ、かつ、送信信号の歪を抑えることができる。

また、本発明の歪補償増幅装置では、送信信号の歪を補償する歪補償係数に基づいて送信信号のピーク値を抑圧するようにした。これによって、消費電力を増加することなく、適切な変調精度を得ることができ、かつ、送信信号の歪を抑えることができる。

以下、本発明の原理を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、歪補償増幅装置の概要を示した図である。図に示すように歪補償増幅装置は、歪補償処理手段１、増幅手段２、周波数成分算出手段３、およびピーク抑圧手段４を有している。歪補償増幅装置は、例えば、無線通信システムの基地局に設置され、携帯端末に無線送信する送信信号の歪を補償して増幅する。

歪補償処理手段１は、送信信号に歪補償処理を施す。例えば、図１０で説明したように、増幅手段２のアンプ特性が線形性を有するように歪補償処理を施す。
増幅手段２は、歪補償処理手段１によって歪補償処理が施された送信信号を増幅する。

周波数成分算出手段３は、増幅手段２によって増幅された送信信号の周波数成分の電力を算出する。周波数成分算出手段３は、例えば、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）によって、送信信号の周波数成分の電力を算出する。

ピーク抑圧手段４は、周波数成分算出手段３によって算出された周波数成分の電力に基づいて、歪補償処理手段１に入力する送信信号のピーク値を抑圧する。
例えば、ピーク抑圧手段４は、送信信号の隣接チャネル漏洩電力に対応する周波数成分の電力が所定のしきい値より小さければ、送信信号の歪が小さいと判断し、ピーク抑圧点の値を大きくする。これにより、送信信号の歪は大きくなるが、変調精度はよくなる。

一方、送信信号の隣接チャネル漏洩電力に対応する周波数成分の電力が所定のしきい値より大きければ、送信信号の歪が大きいと判断し、ピーク抑圧点の値を小さくする。これにより、変調精度は悪くなるが、送信信号の歪を抑制することができる。

すなわち、図１の歪補償増幅装置は、送信信号のピーク値を抑圧するピーク抑圧点を固定せず、送信信号の周波数成分の電力に基づいて変動させ、トレードオフの関係にある変調精度と送信信号の歪とを適正にリアルタイムに制御する。これにより、歪補償増幅装置は、ゲイン飽和点にマージンを設けることなく、適切な変調精度を得ることができ、かつ、送信信号の歪を抑えることができる。

次に、本発明の第１の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図２は、第１の実施の形態に係る歪補償増幅装置の回路図である。図に示すように歪補償増幅装置は、ゲイン調整部１１、ピーク抑圧部１２、乗算器１３，１９、Ｄ／Ａ（Digital Analog）変換器（図中Ｄ／Ａ）１４、発振器１５，１８、ＱＭＯＤ（Quadrature MODulation）１６、パワーアンプ１７、Ａ／Ｄ（Analog Digital）変換器（図中Ａ／Ｄ）２０、復調部２１、遅延部２２、減算器２３、ＬＭＳ（Least Mean Square）部２４、アドレス生成部２５、ＬＵＴ（Look Up Table）２６、ＦＦＴ演算器２７、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２８、およびバス２９を有している。図に示す歪補償増幅装置は、例えば、携帯電話の無線通信システムの基地局に適用され、送信電力の非線形歪を補償する。

ゲイン調整部１１には、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）が入力される。ゲイン調整部１１は、バス２９を介してＣＰＵ２８と接続されており、ＣＰＵ２８の制御によって、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）のゲインを調整する。

ピーク抑圧部１２は、ゲイン調整されたベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）のピーク抑圧処理を行う。ピーク抑圧部１２は、バス２９を介してＣＰＵ２８と接続されており、ＣＰＵ２８の制御によって、ピーク抑圧点（ピーク抑圧値）が変更される。すなわち、ピーク抑圧部１２は、ゲイン調整部１１から出力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）が、ＣＰＵ２８によって指定されるピーク抑圧点を超えないように制御する。

アドレス生成部２５は、ピーク抑圧部１２から出力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）の電力（Ｉ²＋Ｑ²）に応じたアドレスを生成する。
ＬＵＴ２６は、歪補償係数を記憶しており、アドレス生成部２５から出力されるアドレスに対応した歪補償係数を乗算器１３に出力する。また、ＬＵＴ２６は、ＬＭＳ部２４によって更新される歪補償係数を、アドレス生成部２５によって指定されるアドレスに格納する。ＬＵＴ２６は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置によって構成される。

乗算器１３は、ピーク抑圧部１２から出力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）に、ＬＵＴ２６から出力される歪補償係数を乗算してＤ／Ａ変換器１４に出力する。すなわち、乗算器１３は、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）に歪補償処理を施す。

Ｄ／Ａ変換器１４は、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）をアナログのベースバンド信号に変換し、ＱＭＯＤ１６に出力する。
ＱＭＯＤ１６は、発振器１５から出力される信号によって、ベースバンド信号の周波数を無線周波数に変換し、パワーアンプ１７に出力する。

パワーアンプ１７は、ＱＭＯＤ１６から出力される信号を増幅し、図示していないアンテナに出力する。
乗算器１９には、パワーアンプ１７の出力の一部が入力される。乗算器１９は、発振器１８から出力される信号によって、パワーアンプ１７から出力される信号の周波数をダウンコンバートし、Ａ／Ｄ変換器２０に出力する。

Ａ／Ｄ変換器２０は、乗算器１９から出力されるフィードバック信号をアナログ信号に変換し、復調部２１に出力する。
復調部２１は、Ａ／Ｄ変換器２０から出力される、ＱＭＯＤ１６によって変調されたアナログ信号をベースバンドデータに復調する。

遅延部２２は、ピーク抑圧部１２から出力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）を遅延して、減算器２３に出力する。遅延部２２は、例えば、ｎタップの遅延フィルタであり、回路動作クロック周波数の１／ｎ倍の精度で、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）を遅延することができる。これにより、ピーク抑圧部１２から出力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）と、遅延したフィードバック信号とのタイミングを合わせることができる。

減算器２３は、遅延部２２から出力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）と、復調部２１から出力されるフィードバック信号との差分を算出し、ＬＭＳ部２４に出力する。
ＬＭＳ部２４は、ＬＭＳに基づいて、減算器２３から出力される差分値がゼロとなるように、ＬＵＴ２６の歪補償係数を更新する。すなわち、歪補償増幅装置は、入力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）に、ＬＵＴ２６に記憶されている歪補償係数を乗算してパワーアンプ１７に出力する。そして、ＬＭＳ部２４は、入力されたベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）と、パワーアンプ１７からのフィードバック信号との差分がゼロとなるように、ＬＭＳによる適応信号処理によって、ＬＵＴ２６の歪補償係数を更新する。

ＦＦＴ演算器２７は、Ａ／Ｄ変換器２０から出力されるフィードバック信号をＦＦＴ処理する。すなわち、ＦＦＴ演算器２７は、携帯電話に送信される信号の周波数成分を算出する。

ＣＰＵ２８は、バス２９を介して、ゲイン調整部１１、ピーク抑圧部１２、およびＦＦＴ演算器２７と接続されている。ＣＰＵ２８は、ＦＦＴ演算器２７から、隣接チャネル漏洩電力に対応する周波数成分の電力（以下、隣接チャネル漏洩電力）を取得する。ＣＰＵ２８は、取得した隣接チャネル漏洩電力に基づいて、ゲイン調整部１１およびピーク抑圧部１２を制御する。

図３は、ＣＰＵの機能ブロック図である。図に示すようにＣＰＵ２８は、ＦＦＴ演算結果取得部４１、しきい値比較部４２、ピーク抑圧点制御部４３、およびゲイン制御部４４を有している。ＣＰＵ２８は、図示していない記憶装置に記憶されているプログラムに従って、図のような機能を有する。

ＦＦＴ演算結果取得部４１は、携帯電話に送信される信号の隣接チャネル漏洩電力をＦＦＴ演算器２７から取得する。
しきい値比較部４２は、ＦＦＴ演算結果取得部４１によって取得された隣接チャネル漏洩電力と２つのしきい値とを比較する。

図４は、しきい値を説明する図である。図には、ＦＦＴ演算器２７のＦＦＴ演算結果が示してある。横軸は周波数を示し、縦軸は電力を示す。図に示す電力Ｐ１１〜Ｐ１４は、送信キャリアの電力を示す。電力Ｐ２１，Ｐ２２は、隣接チャネル漏洩電力を示している。

しきい値比較部４２は、ＦＦＴ演算器２７から取得した電力Ｐ２１，Ｐ２２と、予め設定されている上限しきい値α１と下限しきい値β１（β１＜α１）とを比較する。
下限しきい値β１は、ＡＣＬＲ（隣接チャネル漏洩電力）規格（−４５ｄＢ）に対して十分マージンの取れた値に設定する。例えば、−４８ｄＢとなるように下限しきい値β１を設定する。上限しきい値α１は、下限しきい値β１より大きく、ＡＣＬＲ規格（−４５ｄＢ）に対して、スペックアウトしない値に設定する。例えば、−４６ｄＢとなるように上限しきい値α１を設定する。

しきい値比較部４２は、隣接チャネル漏洩電力の電力Ｐ２１，Ｐ２２と、上限しきい値α１と下限しきい値β１との比較結果を、ピーク抑圧点制御部４３に出力する。
ピーク抑圧点制御部４３は、しきい値比較部４２の比較結果に基づいて、ピーク抑圧部１２を制御する。

具体的には、ピーク抑圧点制御部４３は、隣接チャネル漏洩電力の電力Ｐ２１，Ｐ２２が下限しきい値β１より小さいと判断（比較）された場合、送信信号の波形の歪が十分小さいと判断できるので、ピーク抑圧点を大きくなるようにピーク抑圧部１２を制御する。

また、ピーク抑圧点制御部４３は、隣接チャネル漏洩電力の電力Ｐ２１，Ｐ２２が上限しきい値α１より大きいと判断された場合、送信信号の波形の歪が大きいと判断できるので、ピーク抑圧点を小さくなるように制御する。

また、ピーク抑圧点制御部４３は、隣接チャネル漏洩電力の電力Ｐ２１，Ｐ２２が下限しきい値β１と上限しきい値α１の間にあると判断された場合、現在のピーク抑圧点を維持するようにする。

このように、送信信号の歪が十分小さい場合、ピーク抑圧点を大きくして、変調精度を向上する。また、送信信号の波形の歪が大きい場合、ピーク抑圧点を小さくして、送信信号の歪を低減する。つまり、図２の歪補償増幅装置は、ピーク抑圧点を変動させ、トレードオフの関係にある変調精度と送信信号の波形の歪とを適正に制御し、最適な送信信号を携帯電話に送信できるようにする。

ゲイン制御部４４は、ピーク抑圧点制御部４３の制御するピーク抑圧点を監視し、そのピーク抑圧点に基づいてゲイン調整部１１のゲインを調整する。
具体的には、ピーク抑圧点制御部４３の制御しようとするピーク抑圧点が、図１２に示した下限値γを下回る場合、ゲイン制御部４４は、そのピーク抑圧点をピーク抑圧部１２に出力しないようにピーク抑圧点制御部４３を制御する。そして、ゲイン制御部４４は、ゲイン調整部１１のゲインが小さくなるようにゲイン調整部１１を制御する。

すなわち、ピーク抑圧点は、ＥＶＭ規格上、図１２で示したγの値を下回ることができないので、この場合、ゲイン制御部４４は、ピーク抑圧部１２に出力するベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）のゲインが小さくなるように制御する。つまり、ゲイン制御部４４は、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）のゲインを下げることによって、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）のピーク値がピーク抑圧点を超えないように制御する。

図５は、歪補償増幅装置の動作を示したフローチャートである。歪補償増幅装置は、送信信号出力時において、以下のステップに基づく処理を間欠的に行う。例えば、６０秒おきに図のステップの処理を行う。

ステップＳ１において、ＣＰＵ２８は、ＦＦＴ演算器２７からＡＣＬＲを取得する。
ステップＳ２において、ＣＰＵ２８は、ＡＣＬＲが下限しきい値β１より大きいか否か判断する。ＡＣＬＲが下限しきい値β１より大きければ、ステップＳ４へ進む。ＡＣＬＲが下限しきい値β１以下であれば、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３において、ＣＰＵ２８は、ピーク抑圧点（ＰＡＲ）を所定値上げるようにピーク抑圧部１２を制御する。すなわち、ＣＰＵ２８は、送信信号の波形の歪が十分小さいので、ピーク抑圧点を所定値上げて変調精度がよくなるようにする。

ステップＳ４において、ＣＰＵ２８は、ＡＣＬＲが上限しきい値α１より小さいか否か判断する。ＡＣＬＲが上限しきい値α１より小さければ、処理を終了する。すなわち、ＡＣＬＲが下限しきい値β１より大きく、上限しきい値α１１より小さければ、ピーク抑圧点を変更することなく、処理を終了する。ＡＣＬＲが上限しきい値α１以上であれば、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５において、ＣＰＵ２８は、ピーク抑圧点（ＰＡＲ）を所定値下げるようにピーク抑圧部１２を制御する。すなわち、ＣＰＵ２８は、送信信号の波形の歪が大きいので、ピーク抑圧点を所定値下げるようにし、送信信号の波形の歪が小さくなるようにする。

ステップＳ６において、ＣＰＵ２８は、ステップＳ５で下げたピーク抑圧点がＥＶＭ規格で決められた下限値γより大きいか否か判断する。ステップＳ５で下げたピーク抑圧点がＥＶＭ規格で決められた下限値γより大きい場合、処理を終了する。ステップＳ５で下げたピーク抑圧点がＥＶＭ規格で決められた下限値γ以下である場合、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７において、ＣＰＵ２８は、ゲイン調整部１１を制御し、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）のゲインを下げる。すなわち、ＣＰＵ２８は、ピーク抑圧点をγより下げることができないので、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）のゲインを下げて、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）のピーク値がピーク抑圧点を超えないようにする。

このように、歪補償増幅装置は、パワーアンプ１７によって増幅された送信信号の隣接チャネル漏洩電力に基づいて送信信号のピーク値を抑圧するようにした。これによって、ゲイン飽和点のマージンを設けることなく、適切な変調精度を得ることができ、かつ、送信信号の歪を抑えることができる。

なお、上記では、上限しきい値α１と下限しきい値β１は、１つの隣接チャネル漏洩電力の周波数に対してのみ設けていた。しかし、複数の隣接チャネル漏洩電力の周波数に対して複数の上限しきい値と下限しきい値とを設けてもよい。例えば、送信キャリア周波数帯から±５ＭＨｚ離れた漏洩電力に対し、上記の上限しきい値α１と下限しきい値β１とを設け、±１０ＭＨｚ離れた漏洩電力に対し、別の上限しきい値と下限しきい値とを設けるようにする。

また、上記では、ＦＦＴ演算器２７がＦＦＴ演算を行っているが、ＣＰＵ２８がプログラムに従って、ＦＦＴ演算を行うようにしてもよい。
次に、本発明の第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１０で説明したように、ピーク抑圧点がゲイン飽和する部分に設定されると、歪補償係数が発散する場合が生じる。第２の実施の形態では、歪補償係数のピーク値を監視し、そのピーク値に基づいてピーク抑圧点およびベースバンドデータのゲインを制御するようにする。

図６は、第２の実施の形態に係る歪補償増幅装置の回路図である。図６において、図２と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
図６の歪補償増幅装置は、図２の歪補償増幅装置に対し、ＦＦＴ演算器２７が省略されている。また、ＣＰＵ２８は、バス２９を介して、ＬＵＴ２６と接続されている。

ピーク抑圧点が大きい場合、ゲイン飽和するレベルのベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）が入力されると、歪補償係数は無限大の値（実際は有限の値）となり、発散してしまう。そこで、ＣＰＵ２８は、ＬＵＴ２６の歪補償係数のピーク値を検出し、検出した歪補償係数のピーク値に基づいて、ゲイン調整部１１およびピーク抑圧部１２を制御する。

図７は、ＣＰＵの機能ブロック図である。図に示すようにＣＰＵ２８は、歪補償係数取得部５１、しきい値比較部５２、ピーク抑圧点制御部５３、およびゲイン制御部５４を有している。ＣＰＵ２８は、図示していない記憶装置に記憶されているプログラムに従って、図のような機能を有する。

歪補償係数取得部５１は、ＬＵＴ２６に記憶されている歪補償係数のピーク値（最大値）を検出する。
しきい値比較部５２は、歪補償係数取得部５１によって取得された歪補償係数のピーク値と２つのしきい値とを比較する。

図８は、歪補償係数のピーク値を説明する図である。図の横軸は歪補償増幅装置に入力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）の入力レベルを示し、縦軸はＬＵＴ２６の歪補償係数の値を示している。

歪補償係数は、歪補償増幅装置に入力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）のレベル変動に伴って、図８に示すように変動する。図１０で説明したようにベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）の入力レベルが上昇し、ゲイン飽和部分に近づくと、パワーアンプ１７のゲイン特性は線形性からずれてくる。このため、歪補償係数も、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）の入力レベルが大きくなるに従って大きくなっている。

ある時間内において、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）の入力レベルが図８の範囲で変化したとすると、歪補償係数のピーク値は、図の矢印Ａ１となる。この場合、歪補償係数取得部５１は、歪補償係数のピーク値として図の矢印Ａ１の値を取得することになる。

しきい値比較部５２は、ＬＵＴ２６から取得した歪補償係数のピーク値と、予め設定されている上限しきい値α１１と下限しきい値β１１（β１１＜α１１）とを比較する。
ピーク抑圧点制御部５３は、しきい値比較部５２の比較結果に基づいて、ピーク抑圧部１２を制御する。

具体的には、歪補償係数のピーク値が上限しきい値α１１より大きいと判断（比較）された場合、そのピーク値がしきい値α１１より小さくなるように、ピーク抑圧点を設定する。すなわち、ピーク抑圧点制御部５３は、ピーク抑圧点を下げるようにピーク抑圧部１２を制御する。なお、ピーク抑圧点制御部５３は、しきい値比較部５２によって、歪補償係数のピーク値が上限しきい値α１１より大きいと判断された場合、ＬＵＴ２６のそのピーク値をα１１−δの値に書き換える。すなわち、ＬＵＴ２６のピーク値を、上限しきい値α１１より小さい値に書き換える。これは、ＬＵＴ２６のピーク値が再度、同じピーク値で上限しきい値α１１を超えたと判断されるのを防ぐためである。

また、歪補償係数のピーク値が下限しきい値β１１より小さいと判断された場合、そのピーク値がしきい値β１１以上となるように、ピーク抑圧点を設定する。すなわち、ピーク抑圧点制御部５３は、ピーク抑圧点を上げるようにピーク抑圧部１２を制御する。

また、歪補償係数のピーク値が下限しきい値β１１より大きく上限しきい値α１１より小さいと判断された場合、ピーク抑圧点制御部５３は、現在のピーク抑圧点を維持するようにする。

このように、歪補償係数のピーク値が上限しきい値α１１より大きくなった場合、ピーク抑圧点を小さくして歪補償係数の発散を抑制するようにする。また、歪補償係数のピーク値が下限しきい値β１１より小さくなった場合、ピーク抑圧点を大きくして、変調精度を向上する。つまり、図６の歪補償増幅装置は、ピーク抑圧点を変動させ、トレードオフの関係にある変調精度と送信信号の波形の歪とを適正に制御し、最適な送信信号を出力する。

ゲイン制御部５４は、ピーク抑圧点制御部５３の制御するピーク抑圧点を監視し、そのピーク抑圧点に基づいてゲイン調整部１１のゲインを調整する。
具体的には、ピーク抑圧点制御部５３の制御しようとするピーク抑圧点が、図１２に示した下限値γを下回る場合、ゲイン制御部５４は、そのピーク抑圧点をピーク抑圧部１２に出力しないようにピーク抑圧点制御部５３を制御する。そして、ゲイン制御部５４は、ゲイン調整部１１のゲインが小さくなるようにゲイン調整部１１を制御する。

すなわち、ピーク抑圧点は、ＥＶＭ規格上、図１２で示したγの値を下回ることができないので、この場合、ゲイン制御部５４は、ピーク抑圧部１２に出力するベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）のゲインが小さくなるように制御する。つまり、ゲイン制御部５４は、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）のゲインを下げることによって、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）のピーク値がピーク抑圧点を超えないように制御する。

図９は、歪補償増幅装置の動作を示したフローチャートである。歪補償増幅装置は、送信信号出力時において、以下のステップに基づく処理を間欠的に行う。例えば、６０秒おきに図のステップの処理を行う。

ステップＳ１１において、ＣＰＵ２８は、ＬＵＴ２６から歪補償係数の最大値を取得する。
ステップＳ１２において、ＣＰＵ２８は、歪補償係数の最大値が上限しきい値α１１より小さいか否か判断する。歪補償係数の最大値が上限しきい値α１１より小さければ、ステップＳ１７へ進む。歪補償係数の最大値が上限しきい値α１１以上であれば、ステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１３において、ＣＰＵ２８は、ＬＵＴ２６の歪補償係数の最大値を、α１１−δに書き換える。
ステップＳ１４において、ＣＰＵ２８は、ピーク抑圧点（ＰＡＲ）を所定値下げるようにピーク抑圧部１２を制御する。すなわち、ＣＰＵ２８は、送信信号の波形の歪が大きいので、ピーク抑圧点を所定値下げるようにし、送信信号の波形の歪が小さくなるようにする。

ステップＳ１５において、ＣＰＵ２８は、ステップＳ１４で下げたピーク抑圧点がＥＶＭ規格で決められた下限値γより大きいか否か判断する。ステップＳ１４で下げたピーク抑圧点がＥＶＭ規格で決められた下限値γより大きい場合、処理を終了する。ステップＳ１４で下げたピーク抑圧点がＥＶＭ規格で決められた下限値γ以下である場合、ステップＳ１６へ進む。

ステップＳ１６において、ＣＰＵ２８は、ゲイン調整部１１を制御し、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）のゲインを下げる。すなわち、ＣＰＵ２８は、ピーク抑圧点をγより下げることができないので、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）のゲインを下げて、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）のピーク値がピーク抑圧点を超えないようにする。

ステップＳ１７において、ＣＰＵ２８は、歪補償係数の最大値が下限しきい値β１１より大きいか否か判断する。歪補償係数の最大値が下限しきい値β１１より大きければ、処理を終了する。すなわち、歪補償係数の最大値が下限しきい値β１１より大きく、上限しきい値α１１より小さければ、ピーク抑圧点を変更することなく、処理を終了する。歪補償係数の最大値が下限しきい値β１１以下であれば、ステップＳ１８へ進む。

ステップＳ１８において、ＣＰＵ２８は、ピーク抑圧点（ＰＡＲ）を所定値上げるようにピーク抑圧部１２を制御する。すなわち、ＣＰＵ２８は、送信信号の波形の歪が十分小さいので、ピーク抑圧点を上げて変調精度がよくなるようにする。

このように、歪補償増幅装置は、ＬＵＴ２６の歪補償係数のピーク値に基づいて送信信号のピーク値を抑圧するようにした。これによって、ゲイン飽和点のマージンを設けることなく、適切な変調精度を得ることができ、かつ、送信信号の歪を抑えることができる。

歪補償増幅装置の概要を示した図である。 第１の実施の形態に係る歪補償増幅装置の回路図である。 ＣＰＵの機能ブロック図である。 しきい値を説明する図である。 歪補償増幅装置の動作を示したフローチャートである。 第２の実施の形態に係る歪補償増幅装置の回路図である。 ＣＰＵの機能ブロック図である。 歪補償係数のピーク値を説明する図である。 歪補償増幅装置の動作を示したフローチャートである。 歪補償増幅装置のアンプ特性を説明する図である。 ピーク抑圧処理を説明する図である。 変調精度とピーク抑圧点の関係を示した図である。 隣接チャネル漏洩電力を説明する図である。

符号の説明

１ 歪補償処理手段
２ 増幅手段
３ 周波数成分算出手段
４ ピーク抑圧手段

Claims (7)

1. 増幅する送信信号の歪を補償して出力する歪補償増幅装置において、
   前記送信信号に歪補償処理を施す歪補償処理手段と、
   前記歪補償処理手段によって前記歪補償処理が施される前記送信信号を増幅する増幅手段と、
   前記増幅手段によって増幅される前記送信信号の周波数成分の電力を算出する周波数成分算出手段と、
   前記周波数成分算出手段によって算出される前記周波数成分の電力に基づいて前記歪補償処理手段に入力される前記送信信号のピーク値を抑圧するピーク抑圧手段と、を備え、
   前記ピーク抑圧手段は、
   隣接チャネル漏洩電力に対応する前記周波数成分の電力が、下限しきい値より小さい場合、前記送信信号のピーク抑圧点を上げ、隣接チャネル漏洩電力に対応する前記周波数成分の電力が、前記下限しきい値より大きい上限しきい値より大きい場合、前記ピーク抑圧点を下げ、
   前記ピーク抑圧手段が前記送信信号の前記ピーク抑圧点を下げた場合で、前記ピーク抑圧点が変調精度を満たすための閾値より小さい場合、前記ピーク抑圧手段に入力される前記送信信号のゲインを下げるゲイン制御部をさらに有することを特徴とする歪補償増幅装置。
2. 増幅する送信信号の歪を補償して出力する歪補償増幅装置の歪補償方法において、
   歪補償処理手段が前記送信信号に歪補償処理を施し、
   増幅手段が前記歪補償処理手段によって前記歪補償処理が施される前記送信信号を増幅し、
   周波数成分算出手段が前記増幅手段によって増幅される前記送信信号の周波数成分の電力を算出し、
   ピーク抑圧手段が前記周波数成分算出手段によって算出される前記周波数成分の電力に基づいて前記歪補償処理手段に入力される前記送信信号のピーク値を抑圧する、とともに、
   前記ピーク抑圧手段は、隣接チャネル漏洩電力に対応する前記周波数成分の電力が、下限しきい値より小さい場合、前記送信信号のピーク抑圧点を上げ、隣接チャネル漏洩電力に対応する前記周波数成分の電力が、前記下限しきい値より大きい上限しきい値より大きい場合、前記ピーク抑圧点を下げ、
   ゲイン制御部が前記ピーク抑圧手段が前記送信信号の前記ピーク抑圧点を下げた場合で、前記ピーク抑圧点が変調精度を満たすための閾値より小さい場合、前記ピーク抑圧手段に入力される前記送信信号のゲインを下げる、
   ことを特徴とする歪補償方法。
3. 増幅する送信信号の歪を補償して出力する歪補償増幅装置において、
   指定される書き込みアドレスに歪補償係数を記憶し、指定される読み出しアドレスに記憶している前記歪補償係数を出力する係数記憶手段と、
   前記係数記憶手段から出力される前記歪補償係数を用いて、前記送信信号に歪補償処理を施す歪補償処理手段と、
   前記係数記憶手段に記憶されている前記歪補償係数に基づいて前記歪補償処理手段に入力される前記送信信号のピーク値を抑圧するピーク抑圧手段と、
   を有することを特徴とする歪補償増幅装置。
4. 前記ピーク抑圧手段は、前記歪補償係数の最大値を、上限しきい値と前記上限しきい値より小さい下限しきい値と比較して、前記送信信号のピーク値を抑圧することを特徴とする請求項３記載の歪補償増幅装置。
5. 前記ピーク抑圧手段は、前記歪補償係数の最大値が前記上限しきい値より大きい場合、前記ピーク値を抑圧する抑圧点を下げ、前記歪補償係数の最大値が前記下限しきい値より小さい場合、前記ピーク値を抑圧する前記抑圧点を上げることを特徴とする請求項４記載の歪補償増幅装置。
6. 前記抑圧点を下げた値が予め決められた設定値よりも小さい場合、前記歪補償処理手段に入力される前記送信信号のゲインを下げるゲイン制御手段を有することを特徴とする請求項５記載の歪補償増幅装置。
7. 増幅する送信信号の歪を補償して出力する歪補償増幅装置の歪補償方法において、
   歪補償処理手段が指定される書き込みアドレスに歪補償係数を記憶し、指定される読み出しアドレスに記憶している前記歪補償係数を出力する係数記憶手段から出力される前記歪補償係数を用いて、前記送信信号に歪補償処理を施し、
   ピーク抑圧手段が前記係数記憶手段に記憶されている前記歪補償係数に基づいて前記歪補償処理手段に入力される前記送信信号のピーク値を抑圧する、
   ことを特徴とする歪補償方法。
   

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