JP5233444B2 - 歪補償増幅器および前置歪補償増幅装置 - Google Patents

歪補償増幅器および前置歪補償増幅装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5233444B2
JP5233444B2 JP2008171417A JP2008171417A JP5233444B2 JP 5233444 B2 JP5233444 B2 JP 5233444B2 JP 2008171417 A JP2008171417 A JP 2008171417A JP 2008171417 A JP2008171417 A JP 2008171417A JP 5233444 B2 JP5233444 B2 JP 5233444B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gain
distortion compensation
circuit
feedback
lut
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008171417A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010011390A (ja
Inventor
英治 車古
健 大庭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2008171417A priority Critical patent/JP5233444B2/ja
Priority to US12/415,138 priority patent/US7961046B2/en
Priority to EP09158442.5A priority patent/EP2141801A3/en
Publication of JP2010011390A publication Critical patent/JP2010011390A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5233444B2 publication Critical patent/JP5233444B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/34Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • H03F1/3241Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using predistortion circuits
    • H03F1/3247Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using predistortion circuits using feedback acting on predistortion circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Description

フォワード回路及びフィードバック回路を有する歪補償増幅器および前置歪補償増幅装置に関する。
無線通信においてデジタル変調方式等を使用する際、電力増幅器の増進特性を直線化して非線型歪を抑える技術が重要である。非線型歪を抑える電力増幅器として、歪補償係数を使用する歪補償増幅器がある。
図1は、従来の歪補償アンプ(増幅器)の構成の例を示す図である。
歪補償アンプは、ベースバンド信号X(I,Q)とLUT(Look Up Table)パラメー
タh(|X|)とを掛け算する掛け算器、デジタルアナログ変換器(DAC:Digital-Analog Converter)、直交変換器(QMOD:Quadrature Modulator)、ゲインアンプ、方向性結合器(DC:Directional Coupler)、アンテナ、ダウンコンバータ(MIX:Mixer)、アナログデジタル変換器(ADC:Analog-Digital Converter)、復調器(DEM:Demodulator)、減算器、振幅算出部(|X|)、LUT部を備える。
歪補償アンプに、ベースバンド信号X(I,Q)が入力されると、X(I,Q)とベースバンド信号の振幅|X|でアドレッシングしたLUTパラメータh(|X|)とを掛け算する。掛け算された結果は、DACでアナログデータに変換される。QMODは、アナログに変換されたアナログデータを、直交変調する。直交変調されたデータは、アンプでゲインされた後、RF(Radio Frequency)出力Yとして、アンテナから送信される。
また、方向性結合器は、DCで送信出力Yをモニタする。周波数変換器(MIX、ダウンコンバータ)は、出力YをADCでサンプリング可能な周波数にダウンコンバートした後、ADCでデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された信号は、DEMによりベースバンドデータY(I,Q)として復調される。歪補償は、復調データY(I,Q)を参照側のベースバンド信号X(I,Q)と一致するようにLUT内の歪補償係数を更新することによって、アンプ出力信号が入力信号に対してリニア(線型)になるように、制御する。
図3は、歪補償の原理を示す図である。
入力|X|と出力|Y|とを比較して、誤差成分を求め、その誤差成分が、0に近づくように、LUT内の歪補償パラメータh(|X|)を更新する。ここでは、簡単のために、振幅補正についてのみ説明する。実際には、位相回転補正も行う。
図3は、入力|X|に対する出力|Y|の特性カーブ(歪補償なし)を示している。理想的なアンプは、入力に対して出力が比例する。しかし、一般的に、アンプは飽和点に近づくとゲインが低下するため出力Yが低下する。歪補償は、この出力の低下分のゲインをあらかじめ入力|X|に掛け算することにより、出力がリニア(線型)になるように、補正する動作である。
一般的な式は、式(1)で表される。
Figure 0005233444
ここで、Gは、アンプのゲインである。また、h(|X|)は、LUTより読み出されたLUTパラメータである。このh(|X|)により、出力がリニア(線型)になるように補正する。
LUTパラメータ(歪補償係数)h(|X|)を、入力|X|と出力|Y|との誤差成分が0になるように、更新することにより、出力Yのリニアリティ特性を向上することができる。
図4は、LUTの構成を示す図である。入力|X|及び出力|Y|より求めた誤差成分e(I,Q)及び前回使用した歪補償係数h(|X|)より、誤差成分が圧縮される方向の新しい歪補償係数h´(|X|)を算出して、h´(|X|)をLUTのLUTメモリ内の該当アドレス|X|に書き込む。歪補償係数h(|X|)を更新する係数更新部による係数更新方法に関しては、特許文献4に記載される。
歪補償係数が収束した場合、式(2)が成り立つ。
Figure 0005233444
従って、h(|X|)は、次の式(3)で表される。
Figure 0005233444
ここで、Gfbは、フィードバックゲイン(FBゲイン:Feedback Gain)である。
図2は、ゲイン調整機能部を有する歪補償アンプの例を示す図である。ゲイン調整機能部以外の部分は、図1の歪補償アンプの例とおおむね同様である。
FBゲインの調整機能を設けてFBゲインが変化する構成とすることにより、送信出力を調整することができる。
ゲイン調整ボリュームを調整するとVATT(Variable Attenuator)の制動電圧が変
動する。VATTの減衰量が変動することにより、FBゲインが変化する。FBゲインが変化すると、歪補償係数が更新されて出力レベルが変化する。
図2の構成の場合、出力レベルの変更には、歪補償係数が使用される。出力レベルの調整のためにFBゲインをk倍する。
このとき、新たな歪補償係数が収束すると、次の式(4)のようになる。
Figure 0005233444
従って、h´(|X|)は、次の式(5)のようになる。
Figure 0005233444
式(3)、式(5)より、元の歪補償係数h(|X|)と新たな歪補償係数h´(|X|)との関係は、次の式(6)のようになる。
Figure 0005233444
従って、FBゲインがk倍になると、歪補償係数(LUT係数)は、1/k倍になる。この結果、FBゲインをk倍した後の出力Y´は、次の式(7)のようになる。
Figure 0005233444
FBゲインをk倍した結果、出力Y´は元の出力Yの1/k倍になる。
特開平5−129845号公報 特開2005−5834号公報 特開2002−176321号公報 国際公開WO01/008320号パンフレット
図5及び図6は、歪補償係数の範囲の例を示す図である。
歪補償係数(LUT係数)は、実部が0から2、虚部が−1から+1までの範囲で設定される。FBゲインの調整により、歪補償係数の値が大きくなると、歪補償のリニアリティ補正に使用できる範囲が小さくなる。
例えば、図5のように工場出荷時に1に調整されていた歪補償係数は、その後、FBゲインの調整によりαに調整されると、工場出荷時の歪補償係数では、2倍まで補償できたものが2/α倍までしか補償できなくなる。
また、FBゲインを調整することによって出力レベルを変更する方法では、FBゲインの調整直後には出力レベルに変化はなく、FBゲインの変化によって歪補償係数(LUT係数)が更新されて初めて出力レベルが変化する。従って、FBゲインの調整から出力レベルが変化するまでタイムラグが発生する。実際には、1秒程度のタイムラグが生じる場合もある。
本件は、フォワード側のゲインを変更することで出力調整を行うことができる歪補償増幅器を提供することを課題とする。
開示の歪補償増幅器は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
即ち、第1の態様は、
フォワード回路及びフィードバック回路を有し、該フィードバック回路のゲインを用いて該フォワード回路での信号の歪補正を行う歪補償増幅器であって、
前記フォワード回路のゲインが変更されたことを検出する検出部と、
前記検出部が前記フォワード回路のゲインが変更されたことを検出した場合、該フォワード回路への入力信号と該フォワード回路からの出力信号とに基づいて前記フィードバック回路のゲインを算出する算出部と、
現在の前記フィードバック回路のゲインを、前記算出部が算出した前記ゲインに更新するフィードバックゲイン更新部と、
を備える歪補償増幅器とした。
第1の態様によると、フォワード回路のゲインが変更されたことに伴って、フィードバック回路のゲインを変更することができる。
開示の実施形態によれば、フォワード側のゲインを変更することで出力調整を行うことができる歪補償増幅器を提供することができる。
以下、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、開示の実施形態の構成に限定されない。
〔実施形態1〕
(構成例)
図7は、本実施形態の歪補償アンプ(増幅器)の構成の例を示す図である。
歪補償アンプ100は、ベースバンド信号X(I,Q)とLUT(Look Up Table)パ
ラメータh(|X|)とを掛け算する掛け算器102、デジタルアナログ変換器(DAC:Digital-Analog Converter)104、直交変換器(QMOD:Quadrature Modulator)106、VATT(Variable Attenuator、電圧可変減衰器)108、ゲインアンプ11
0、方向性結合器(DC:Directional Coupler)112、アンテナ114、ゲイン調整
機能部120、ダウンコンバータ(MIX:Mixer)150、アナログデジタル変換器(
ADC:Analog-Digital Converter)148、復調器(DEM:Demodulator)146、
掛け算器144、減算器142、振幅算出部(|X|)132、LUT部134を備える。また、歪補償アンプ100は、入力信号を積分する積分器172、フィードバックゲイン(FB−GAIN:Feedback Gain)部162、出力信号を積分する積分器164、C
PU174、メモリ(MEM)176を備える。これらの各構成要素は、ハードウェアとしても、ソフトウェアとしても実現され得る。また、これらの構成要素のうち2以上の構成要素が1つの機能部として機能してもよい。これらの構成要素のうちいずれか1つの構成要素が、複数の機能部として機能してもよい。
入力からアンテナ114まで及びその周辺の回路をフォワード回路、DC112から減算器142まで及びその周辺の回路をフィードバック回路と呼ぶこともある。
積分器172は、入力のベースバンド信号X(I,Q)を、所定時間、積分する。
掛け算器102は、ベースバンド信号X(I,Q)とLUT(Look Up Table)パラメ
ータh(|X|)とを掛け算する。掛け算の結果は、DAC104に入力される。
DAC104は、入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換する。DAC104により、デジタル離散信号がアナログ連続信号に変換される。
QMOD106は、直交変調器である。QMOD106は、ベースバンド信号を搬送波周波数にのせる。
VATT108は、電圧可変減衰器である。VATT108は、ゲイン調整機能部120によって調整され得る。ゲイン調整機能部120による調整量は、ADC166により、デジタル信号に変換され、MEM176等に格納される。ゲイン調整機能部120は、可変抵抗等により実現され得る。ゲイン調整機能部120を操作することにより、出力の大きさを調整することができる。VATT108は、第1調整部として機能しうる。
ゲインアンプ110は、入力信号を増幅する。理想的なゲインアンプでは、出力信号は入力信号に比例する。実際のゲインアンプは、入力信号が大きくなると出力が入力信号に比例しなくなる。つまり、入力信号が大きくなるとゲインが低下する。
DC112は、方向性結合器である。DC112は、主伝送路から信号波を検出する機能を有する。DC112は、ゲインアンプ110からアンテナ114に送られる信号波を検出し、MIX150に送信する。
MIX150は、DC112で検出されたRF(Radio Frequency)信号の周波数をI
F(Intermediate Frequency)信号の周波数に変換する。
ADC148は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。ADC148は、アナログ連続信号をデジタル離散信号に変換する。
DEM146は、復調器である。DEM146は、ADC148で変換されたデジタル信号から、ベースバンド信号を取り出す。取り出されたベースバンド信号は、掛け算器144、及び、積分器164に入力される。
積分器(Σ)164は、DEM146から入力されたベースバンド信号を、所定時間、積分する。
掛け算器144は、DEM146から入力されたベースバンド信号とCPU174で算出されたフィードバックゲインとを掛け算する。掛け算器144は、第2調整部として機能しうる。
減算器142は、ベースバンド信号X(I,Q)と掛け算器144で算出された信号との差を算出し、その結果をLUT部134に入力する。
CPU174は、歪補償アンプ100の制御及び演算を行う。
MEM176は、メモリである。MEM176は、FBゲイン値等を保存しうる。MEM176は、不揮発性メモリ等によって実現され得る。
振幅算出部(|X|)132は、ベースバンド信号X(I,Q)の振幅成分を演算する。ベースバンド信号の振幅成分(|X|)は、次の式(8)で、算出される。
Figure 0005233444
ここで、IはXのIn-phase成分、QはXのQuadrature成分である。
LUT部134は、減算器132から入力された信号を使用して、LUT(Look Up Table)の更新を行う。LUTテーブルには、ベースバンド信号の振幅成分(|X|)毎に
LUTパラメータh(|X|)が記載されている。LUT部134は、減算器134から入力された信号が0に近づくように、新たなLUTパラメータを算出し、LUTを更新する。また、LUT部134は、振幅算出部132が算出したベースバンド信号の振幅成分(|X|)に基づいてLUTを参照し、掛け算器102に、LUTパラメータh(|X|)を出力する。
(動作例1−1)
図8は、歪補償アンプの動作例1−1の動作フローの例を示す図である。図8は、歪補償アンプ100が定常状態で動作しているときに、ゲイン調整機能部120を操作することにより出力調整を行った場合の歪補償アンプ100の動作フローを示す図である。
歪補償アンプ100のCPU174は、ADC166を通じて、ゲイン調整機能部120を監視する。ゲイン調整機能部120が操作されると、調整値(例えば、制動電圧値、抵抗値)が変化する。ADC166は、常時、ゲイン調整機能部120の調整値を、デジタルデータに変換する。また、ADC166は、ゲイン調整機能部120の調整値に変化があったときのみ、当該調整値をデジタルデータに変換するとしてもよい。
ここで、出力調整のためにゲイン調整機能部120が操作され、調整値が変化したとする(S1002)。ゲイン調整機能部120によって調整されたVATT108によりゲインアンプ110への入力信号が変化し、アンテナ114からの出力信号が調整される。
CPU174は、ADC166を通じて、ゲイン調整機能部120が操作され、調整値が変化したことを検出する(S1004)。
ゲイン調整機能部120の調整値が変化したことが検出されると、CPU174は、LUT部134に対し、LUTパラメータ(係数)の更新処理の停止を指示する(S1006)。LUT部134は、LUTのLUTパラメータの更新処理を停止する。
仮に、更新処理を停止しないと、LUTのLUTパラメータの更新処理によって、ゲイン調整機能部120の調整値の変化を、相殺する。ゲイン調整機能部120の調整値の変化がLUTパラメータの更新処理によって相殺されると、出力電力はほとんど変化しない。よって、この場合は、ゲイン調整機能部120の機能が没却されることになる。
CPU174は、FBゲイン(Feedback Gain)の演算を行う(S1022)。CPU
174は、積分器172からフォワード(FW:Forward)の信号の積分値を、積分器1
64からフィードバック(FB:Feedback)の信号の積分値を、取得する。入力のベースバンド信号をフォワードの信号、DC112で検出されMIX150方向に送られる信号をフィードバックの信号という。CPU174は、次の式(9)により、新たなFBゲインの算出を行う。
Figure 0005233444
CPU174は、算出された新しいFBゲインGfb(n+1)を、FB−GAIN部162にFBゲイン係数として設定する(S1024)。出力調整によりフィードバック信号の大きさが変化したときにFBゲインを調整することで、出力調整がLUT係数の算出に影響を与えないようにすることができる。なお、ゲイン調整機能部120の出力調整によりフォワードの出力が増大する(VATT108の減衰量を小さくする)場合は、FBゲインを減少させるように調整される。また、ゲイン調整機能部120の出力調整によりフォワードの出力が減少する(VATT108の減衰量を大きくする)場合は、FBゲインを増大させるように調整される。
CPU174は、LUT部134に対し、LUTパラメータ(LUT係数)の更新処理の再開を指示する。LUT部134は、LUTのLUTパラメータの更新処理を再開する(S1026)。これにより、ゲイン調整機能部120を操作することにより出力調整を行った場合の処理が終了する(S1030)。
この動作例によると、フォワードで出力調整を行うため、出力調整は、即時、出力電力に反映される。また、フォワードの出力調整を行ってもLUTが更新されないので、出力調整がLUT係数によって相殺されることがない。
CPU174は、算出された新しいFBゲインGfb(n+1)をMEM176に保存することができる。CPU174は、次回の起動時に当該FBゲインを読み込み、FBゲイン係数としてFB−GAIN部162に設定することにより、出力電力のレベルを調整値変更後の出力電力のレベルとすることができる。
なお、新しいFBゲインは、ゲイン調整機能120による調整量(電圧変化等)に基づいて算出されてもよい。
(動作例1−2)
図9は、歪補償アンプの動作例1−2の動作フローの例を示す図である。
動作例1−2では、出力調整を検出すると、出力調整が止まるまでFBゲイン演算を待機する構成とする。
歪補償アンプ100のCPU174は、ADC166を通じて、ゲイン調整機能部120を監視する。ゲイン調整機能部120が操作されると、調整値(例えば、制動電圧値、抵抗値)が変化する。ADC166は、常時、ゲイン調整機能部120の調整値を、デジタルデータに変換する。また、ADC166は、ゲイン調整機能部120の調整値に変化があったときのみ、当該調整値をデジタルデータに変換するとしてもよい。
ここで、出力調整のためにゲイン調整機能部120が操作され、調整値が変化したとする(S2002)。ゲイン調整機能部120によって調整されたVATT108によりゲインアンプ110への入力信号が変化し、アンテナ114からの出力信号が調整される。
CPU174は、ADC166を通じて、ゲイン調整機能部120が操作され、調整値が変化したことを検出する(S2004)。
ゲイン調整機能部120の調整値が変化したことが検出されると、CPU174は、LUT部134に対し、LUTパラメータ(係数)の更新処理の停止を指示する(S2006)。LUT部134は、LUTのLUTパラメータの更新処理を停止する。
CPU174は、ゲイン調整機能部120の調整値が変化したことを検出すると、5秒タイマを起動する(S2014)。ゲイン調整機能部120による出力調整を検出した後、FBゲイン演算をするまで、所定時間、待機するためである。この待機時間の5秒は、5秒に限定されることなく、自由に設定することができる。この所定時間の待機は、タイマ以外の構成によって、実現されてもよい。
CPU174は、ADC166を通じて、ゲイン調整機能部120を監視する。CPU174は、ゲイン調整機能部120が操作されたことを検出する(S2014;YES)と、5秒タイマを停止して、再度5秒タイマを起動する(S2016)。CPU174が、ゲイン調整機能部120が操作されたことを検出せず(S2014;NO)、5秒タイマが満了する(S2018;YES)とFBゲイン演算を行う。5秒タイマが満了しない場合(S2018;NO)は、CPU174は、ADC166を通じて、ゲイン調整機能部120の監視を続ける。
CPU174は、5秒タイマが満了すると、FBゲイン演算を行う(S2022)。FBゲイン演算は、動作例1−1の場合と同様である。積分器164、積分器174による積分時間は、タイマの所定時間より、十分短い時間である。
CPU174は、算出された新しいFBゲインGfb(n+1)を、FB−GAIN部162にFBゲイン係数として設定する(S2024)。出力調整によりフィードバック信号の大きさが変化したときにFBゲインを調整することで、出力調整がLUT係数の算出に影響を与えないようにすることができる。
CPU174は、LUT部134に対し、LUTパラメータ(係数)の更新処理の再開を指示する。LUT部134は、LUTのLUTパラメータの更新処理を再開する(S2026)。これにより、ゲイン調整機能部120を操作することにより出力調整を行った場合の処理が終了する(S2030)。
この動作例によると、出力調整を検出すると、出力調整が止まるまでFBゲイン演算を待機する構成とすることで、正確なFBゲイン演算を行うことができる。
(本実施形態の作用、効果)
本実施形態によると、ゲイン調整機能部によりフォワードの信号の出力レベルを変更しても、LUT係数を理想的な値で使用することができるため、歪補償可能範囲が狭くなることがない。従って、高い性能での歪補償動作が可能になる。
本実施形態によると、フォワードの信号のゲインを直接変更することが可能となり、ゲイン調整機能部により調整値を変更した際の出力レベルの追従の高速化が可能となる。
また、本実施形態によると、FBゲイン値をメモリからの読み込みにより、電源再投入時においても、調整後のFBゲインが設定され、出力調整後の送信電力で送信できる。
本実施形態によれば、FBゲインの調整を高速に行えることにより、歪補償アンプの工場における試験時間の短縮をすることができる。
〔実施形態2〕
次に実施形態2について説明する。実施形態2は、実施形態1との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については、説明を省略する。
実施形態1では、フォワードの信号をアナログによる調整をし、フィードバックの信号をデジタルによる調整をしている。本実施形態では、フォワードの信号をデジタルによる調整をし、フィードバックの信号をアナログによる調整をする例を示す。フォワード又はフィードバックの信号の調整をアナログで行うか、デジタルで行うかは、必要に応じて適宜選択することができる。
(構成)
図10は、本実施形態の歪補償アンプ(増幅器)の構成の例を示す図である。
歪補償アンプ200は、ベースバンド信号X(I,Q)とLUT(Look Up Table)パ
ラメータh(|X|)とを掛け算する掛け算器202、掛け算器202の結果とFWゲインとを掛け算する掛け算器203、デジタルアナログ変換器(DAC)204、直交変換器(QMOD)206、ゲインアンプ210、方向性結合器(DC)212、アンテナ214、ゲイン調整機能部220、ダウンコンバータ(MIX)250、VATT(電圧可変減衰器)249、アナログデジタル変換器(ADC)248、復調器(DEM)246、減算器242、振幅算出部(|X|)232、LUT部234を備える。また、歪補償アンプ100は、入力信号を積分する積分器272、フォワードゲイン(FW−GAIN:Forward Gain)部263、出力信号を積分する積分器264、CPU274、メモリ(MEM)276を備える。
積分器272は、入力のベースバンド信号X(I,Q)を、所定時間、積分する。
掛け算器202は、ベースバンド信号X(I,Q)とLUT(Look Up Table)パラメ
ータh(|X|)とを掛け算する。掛け算の結果は、次の掛け算器203に入力される。
掛け算器203は、掛け算器203の結果と算出されたFWゲイン値とを掛け算する。掛け算の結果は、DAC204に入力される。
FWゲイン値は、CPU274で算出される。CPU274は、ゲイン調整機能部220を、ADC266を通じて、監視する。ゲイン調整機能部220が操作されて出力調整されると、ADC266で調整値がアナログ情報からデジタル情報に変換される。CPU274は、調整値のデジタル情報を元に、FW−GAIN部263にFWゲイン値を通知する。FW−GAIN部263は、掛け算部203に通知されたFWゲイン値を入力する。
DAC204は、入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換する。DAC204により、デジタル離散信号がアナログ連続信号に変換される。
QMOD206は、直交変調器である。QMOD206は、ベースバンド信号を搬送波周波数にのせる。
ゲインアンプ210は、入力信号を増幅する。理想的なゲインアンプでは、出力信号は入力信号に比例する。実際のゲインアンプは、入力信号が大きくなると出力が入力信号に比例しなくなる。つまり、入力信号が大きくなるとゲインが低下する。
DC212は、方向性結合器である。DC212は、主伝送路から信号波を検出する機
能を有する。DC212は、ゲインアンプ210からアンテナ214に送られる信号波を検出し、MIX250に送信する。
MIX250は、DC212で検出されたRF(Radio Frequency)信号の周波数をI
F(Intermediate Frequency)信号の周波数に変換する。
VATT249は、電圧可変減衰器である。VATT249は、CPU274によって調整され得る。VATT249の調整量(FBゲイン値)は、CPU274で算出され、DAC268でアナログ情報に変換されて、VATT249に入力される。MIX250から出力された信号は、VATT249により信号の大きさが調整される。
ADC248は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。ADC248は、アナログ連続信号をデジタル離散信号に変換する。
DEM246は、復調器である。DEM246は、ADC248で変換されたデジタル信号から、ベースバンド信号を取り出す。取り出されたベースバンド信号は、減算器242、および、積分器264に入力される。
積分器(Σ)264は、DEM246から入力されたベースバンド信号を、所定時間、積分する。
減算器242は、ベースバンド信号X(I,Q)とDEM246から入力された信号との差を算出し、その結果をLUT部234に入力する。
CPU274は、歪補償アンプ200の制御及び演算を行う。
MEM276は、メモリである。MEM176は、FBゲイン値等を保存しうる。MEM276は、不揮発性メモリ等によって実現され得る。
振幅算出部(|X|)232は、ベースバンド信号X(I,Q)の振幅成分を演算する。演算方法は、実施形態1の場合と同様である。ここで、IはXのIn-phase成分、QはXのQuadrature成分である。
LUT部234は、減算器232から入力された信号を使用して、LUT(Look Up Table)の更新を行う。LUTテーブルには、ベースバンド信号の振幅成分(|X|)毎に
LUTパラメータh(|X|)が記載されている。LUT部234は、減算器234から入力された信号が0に近づくように、新たなLUTパラメータを算出し、LUTを更新する。また、LUT部234は、振幅算出部232が算出したベースバンド信号の振幅成分(|X|)に基づいてLUTを参照し、掛け算器202に、LUTパラメータh(|X|)を出力する。
(動作例2−1)
図11は、歪補償アンプの動作例2−1の動作フローの例を示す図である。図11は、歪補償アンプ200が定常状態で動作しているときに、ゲイン調整機能部220を操作することにより出力調整を行った場合の歪補償アンプ100の動作フローを示す図である。
本動作例は、動作例1−1と多くの共通点を有する。ここでは、主に相違点について説明する。
歪補償アンプ200のCPU274は、ADC266を通じて、ゲイン調整機能部22
0を監視する。ゲイン調整機能部220が操作されると、調整値(例えば、制動電圧値、抵抗値)が変化する。ADC266は、常時、ゲイン調整機能部220の調整値を、デジタルデータに変換する。また、ADC266は、ゲイン調整機能部220の調整値に変化があったときのみ、当該調整値をデジタルデータに変換するとしてもよい。
ここで、出力調整のためにゲイン調整機能部220が操作され、調整値が変化したとする(S3002)。CPU274は、ADC266を通じて、ゲイン調整機能部220が操作され、調整値が変化したことを検出する(S3004)。
ゲイン調整機能部220による調整は、ADC266により、デジタルデータに変換される。CPU274は、デジタルデータに変換された調整値に基づいて、入力のベースバンド信号に掛け算すべき値を、決定する。CPU274が決定する値は、当該調整値自体、又は、当該調整値に比例した値とすることができる。CPU274は、決定した値を、FW−GAIN部263に通知する。FW−GAIN部263に通知された値は、掛け算器203で、LUT係数を掛け算された後の入力のベースバンド信号に、掛け算される。これにより、出力電力が調整される。
ゲイン調整機能部220の調整値が変化したことが検出されると、CPU274は、LUT部234に対し、LUTパラメータ(係数)の更新処理の停止を指示する(S3006)。LUT部234は、LUTのLUTパラメータの更新処理を停止する。
仮に、更新処理を停止しないと、LUTのLUTパラメータの更新処理によって、ゲイン調整機能部220の調整値の変化を、相殺する。ゲイン調整機能部220の調整値の変化がLUTパラメータの更新処理によって相殺されると、出力電力はほとんど変化しない。よって、この場合は、ゲイン調整機能部220の機能が没却されることになる。
CPU274は、FBゲイン(Feedback Gain)の演算を行う(S3022)。CPU
274は、積分器272からフォワード(FW:Forward)の信号の積分値を、積分器2
64からフィードバック(FB:Feedback)の信号の積分値を、取得する。新たなFBゲインの算出方法は、実施形態1の動作例1−1と同様である。
CPU274は、算出された新しいFBゲインGfb(n+1)を、DAC268で、アナログ情報に変換する。DAC268は、アナログに変換された値をVATT249に入力する。VATT249は、入力された値を基に調整される(S3024)。VATT249が調整されると、MIX250から入力された信号は、調整されたVATTにより調整され、ADC248に入力される。
出力調整がされてフィードバック信号の大きさが変化したときにFBゲインを調整することで、出力調整がLUT係数の算出に影響を与えないようにすることができる。
CPU274は、LUT部234に対し、LUTパラメータ(LUT係数)の更新処理の再開を指示する。LUT部234は、LUTのLUTパラメータの更新処理を再開する(S3026)。これにより、ゲイン調整機能部220を操作することにより出力調整を行った場合の処理が終了する(S3030)。
この動作例によると、ゲイン調整機能部による調整がデジタル情報に変換され、フォワード側で、入力のベースバンド信号に乗算される。よって、ゲイン調整機能部による出力調整は、即時、出力電力に反映される。また、フォワードの出力調整を行ってもLUTが更新されないので、出力調整がLUT係数によって相殺されることがない。
CPU274は、算出された新しいFBゲインGfb(n+1)をMEM276に保存することができる。CPU274は、次回の起動時に当該FBゲインを読み込み、FBゲイン係数としてDAC268を通じてVATT249に設定することにより、出力電力のレベルを調整値変更後の出力電力のレベルとすることができる。
(動作例2−2)
図12は、歪補償アンプの動作例2−2の動作フローの例を示す図である。
動作例2−2では、出力調整を検出すると、出力調整が止まるまでFBゲイン演算を待機する構成とする。
本動作例は、動作例1−2と多くの共通点を有する。ここでは、主に相違点について説明する。
歪補償アンプ200のCPU274は、ADC266を通じて、ゲイン調整機能部220を監視する。ゲイン調整機能部220が操作されると、調整値(例えば、制動電圧値、抵抗値)が変化する。ADC266は、常時、ゲイン調整機能部220の調整値を、デジタルデータに変換する。また、ADC266は、ゲイン調整機能部220の調整値に変化があったときのみ、当該調整値をデジタルデータに変換するとしてもよい。
ここで、出力調整のためにゲイン調整機能部220が操作され、調整値が変化したとする(S4002)。CPU274は、ADC266を通じて、ゲイン調整機能部220が操作され、調整値が変化したことを検出する(S4004)。
ゲイン調整機能部220による調整は、ADC266により、デジタルデータに変換される。CPU274は、デジタルデータに変換された調整値に基づいて、入力のベースバンド信号に掛け算すべき値を、決定する。CPU274が決定する値は、当該調整値自体、又は、当該調整値に比例した値とすることができる。CPU274は、決定した値を、FW−GAIN部263に通知する。FW−GAIN部263に通知された値は、掛け算器203で、LUT係数を掛け算された後の入力のベースバンド信号に、掛け算される。これにより、出力電力が調整される。
ゲイン調整機能部220の調整値が変化したことが検出されると、CPU274は、LUT部234に対し、LUTパラメータ(係数)の更新処理の停止を指示する(S4006)。LUT部234は、LUTのLUTパラメータの更新処理を停止する。
CPU274は、ゲイン調整機能部220の調整値が変化したことを検出すると、5秒タイマを起動する(S3014)。ゲイン調整機能部220による出力調整を検出した後、FBゲイン演算をするまで、所定時間、待機するためである。この待機時間の5秒は、5秒に限定されることなく、自由に設定することができる。
CPU274は、ADC266を通じて、ゲイン調整機能部220を監視する。CPU274は、ゲイン調整機能部220が操作されたことを検出する(S4014;YES)と、5秒タイマを停止して、再度5秒タイマを起動する(S4016)。CPU274が、ゲイン調整機能部220が操作されたことを検出せず(S4014;NO)、5秒タイマが満了する(S4018;YES)とFBゲイン演算を行う。5秒タイマが満了しない場合(S4018;NO)は、CPU274は、ADC266を通じて、ゲイン調整機能部220の監視を続ける。
CPU274は、5秒タイマが満了すると、FBゲイン演算を行う(S4022)。F
Bゲイン演算は、動作例2−1の場合と同様である。積分器264、積分器274による積分時間は、タイマの所定時間より、十分短い時間である。
CPU274は、算出された新しいFBゲインGfb(n+1)を、DAC268で、アナログ情報に変換する。DAC268は、アナログに変換された値をVATT249に入力する。VATT249は、入力された値を基に調整される(S4024)。VATT249が調整されると、MIX250から入力された信号は、調整されたVATTにより調整され、ADC248に入力される。
出力調整がされてフィードバック信号の大きさが変化したときにFBゲインを調整することで、出力調整がLUT係数の算出に影響を与えないようにすることができる。
CPU274は、LUT部234に対し、LUTパラメータ(LUT係数)の更新処理の再開を指示する。LUT部234は、LUTのLUTパラメータの更新処理を再開する(S4026)。これにより、ゲイン調整機能部220を操作することにより出力調整を行った場合の処理が終了する(S4030)。
この動作例によると、出力調整を検出すると出力調整が止まるまでFBゲイン演算を待機する構成とすることで、正確なFBゲイン演算を行うことができる。
(本実施形態の作用、効果)
本実施形態によると、ゲイン調整機能部による調整をデジタル情報に変換することにより算出したフォワードゲインをベースバンド信号に乗算することで、ゲイン調整機能部による調整への出力信号の追従の高速化が可能になる。入力信号と調整された出力信号に基づいて、フィードバックゲインを算出することで、ゲイン調整機能部による調整をLUT係数の更新に影響を与えない。よって、LUT係数を理想的な値で使用することができるため、歪補償可能範囲が狭くなることがない。従って、高い性能での歪補償動作が可能になる。
また、本実施形態によると、FBゲイン値をメモリからの読み込みにより、電源再投入時においても、調整後のFBゲインが設定され、出力調整後の送信電力で送信できる。
本実施形態によれば、FBゲインの調整を高速に行えることにより、歪補償アンプの工場における試験時間の短縮をすることができる。
図1は、歪補償アンプの構成例を示す図である。 図2は、歪補償アンプのゲイン調整機能の構成例を示す図である。 図3は、入力に対する出力の関係を示す図である。 図4は、歪補償アンプのLUT部の構成例を示す図である。 図5は、歪補償係数(LUT係数)の補正範囲の例(1)を示す図である。 図6は、歪補償係数(LUT係数)の補正範囲の例(2)を示す図である。 図7は、歪補償アンプの構成例を示す図である。 図8は、歪補償アンプの動作例1−1の動作フローの例を示す図である。 図9は、歪補償アンプの動作例1−2の動作フローの例を示す図である。 図10は、歪補償アンプの構成例を示す図である。 図11は、歪補償アンプの動作例2−1の動作フローの例を示す図である。 図12は、歪補償アンプの動作例2−2の動作フローの例を示す図である。
符号の説明
100 歪補償アンプ
102 掛け算器
104 DAC
106 QMOD
108 VATT
110 ゲインアンプ
112 DC
114 アンテナ
120 ゲイン調整機能部
132 振幅調整部
134 LUT部
142 減算器
144 掛け算器
146 DEM
148 ADC
150 MIX
162 FB−GAIN部
164 積分器
166 ADC
172 積分器
174 CPU
176 ADC
200 歪補償アンプ
202 掛け算器
203 掛け算器
204 DAC
206 QMOD
210 ゲインアンプ
212 DC
214 アンテナ
220 ゲイン調整機能部
232 振幅調整部
234 LUT部
242 減算器
246 DEM
248 ADC
249 VATT
250 MIX
263 FW−GAIN部
264 積分器
266 ADC
268 DAC
272 積分器
274 CPU
276 ADC

Claims (4)

  1. フォワード回路及びフィードバック回路を有する歪補償増幅器であって、
    前記フォワード回路のゲインが変更されたことを検出する検出部と、
    前記検出部が前記フォワード回路のゲインが変更されたことを検出した場合、該フォワード回路への入力信号と該フォワード回路からの出力信号とに基づいて前記フィードバック回路のゲインを算出する算出部と、
    現在の前記フィードバック回路のゲインを、前記算出部が算出した前記ゲインに更新するフィードバックゲイン更新部と、
    出力信号の歪を補正する歪補償係数を更新する歪補償係数更新部と、
    前記検出部が前記フォワード回路のゲインが変更されたことを検出した場合、前記歪補償係数更新部に歪補償係数の更新を停止することを指示し、前記フィードバックゲイン更新部が前記フィードバック回路のゲインを更新した後、前記歪補償係数更新部に歪補償係数の更新を再開することを指示する指示部と、
    を備える歪補償増幅器。
  2. フォワード回路及びフィードバック回路を有する歪補償増幅器であって、
    前記フォワード回路のゲインが変更されたことを検出する検出部と、
    前記検出部が前記フォワード回路のゲインが変更されたことを検出した場合、該フォワード回路への入力信号と該フォワード回路からの出力信号とに基づいて前記フィードバック回路のゲインを算出する算出部と、
    現在の前記フィードバック回路のゲインを、前記算出部が算出した前記ゲインに更新するフィードバックゲイン更新部と、を備え、
    前記算出部は、前記検出部が前記フォワード回路のゲインが変更されたことを検出した場合、所定時間経過するまで待機し、前記フィードバック回路のゲインを算出し、
    前記算出部は、前記所定時間経過するまでに再び前記検出部が前記フォワード回路のゲインが変更されたことを検出した場合、その後、所定時間経過するまで待機し、前記フィードバック回路のゲインを算出する、
    歪補償増幅器。
  3. フォワード回路及びフィードバック回路を有する歪補償増幅器であって、
    前記フォワード回路のゲインが変更されたことを検出する検出部と、
    前記検出部が前記フォワード回路のゲインが変更されたことを検出した場合、該フォワード回路への入力信号と該フォワード回路からの出力信号とに基づいて前記フィードバック回路のゲインを算出する算出部と、
    現在の前記フィードバック回路のゲインを、前記算出部が算出した前記ゲインに更新するフィードバックゲイン更新部と、
    前記フィードバック回路のゲインを格納する記憶部と、を備え、
    前記フィードバックゲイン更新部は、起動時に、前記記憶部に格納された前記フィードバック回路のゲインに、前記フィードバック回路のゲインを変更する、
    歪補償増幅器。
  4. フォワード回路及びフィードバック回路を有する歪補償増幅器であって、
    前記フォワード回路のゲインが変更されたことを検出する検出部と、
    前記検出部が前記フォワード回路のゲインが変更されたことを検出した場合、該フォワード回路への入力信号と該フォワード回路からの出力信号とに基づいて前記フィードバック回路のゲインを算出する算出部と、
    現在の前記フィードバック回路のゲインを、前記算出部が算出した前記ゲインに更新するフィードバックゲイン更新部と、を備え、
    前記算出部は、前記入力信号を所定時間積算した値を前記出力信号を同じ所定時間積算した値で除した値に現在の前記フィードバック回路のゲインを乗算した値を、新たな前記フィードバック回路のゲインとして算出する、
    歪補償増幅器。
JP2008171417A 2008-06-30 2008-06-30 歪補償増幅器および前置歪補償増幅装置 Expired - Fee Related JP5233444B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008171417A JP5233444B2 (ja) 2008-06-30 2008-06-30 歪補償増幅器および前置歪補償増幅装置
US12/415,138 US7961046B2 (en) 2008-06-30 2009-03-31 Distortion compensating amplifier and front-end distortion compensation amplifying device
EP09158442.5A EP2141801A3 (en) 2008-06-30 2009-04-22 Distortion compensating amplifier and front-end distortion compensation amplifying device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008171417A JP5233444B2 (ja) 2008-06-30 2008-06-30 歪補償増幅器および前置歪補償増幅装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010011390A JP2010011390A (ja) 2010-01-14
JP5233444B2 true JP5233444B2 (ja) 2013-07-10

Family

ID=41137109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008171417A Expired - Fee Related JP5233444B2 (ja) 2008-06-30 2008-06-30 歪補償増幅器および前置歪補償増幅装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7961046B2 (ja)
EP (1) EP2141801A3 (ja)
JP (1) JP5233444B2 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5158034B2 (ja) * 2009-08-12 2013-03-06 富士通株式会社 無線装置及び信号処理方法
JP2011172415A (ja) * 2010-02-19 2011-09-01 Toshiba Corp 二次電池装置
US8710930B2 (en) * 2012-01-12 2014-04-29 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Differential ring oscillator and method for calibrating the differential ring oscillator
CN103634252B (zh) * 2012-08-20 2016-08-17 富士通株式会社 一种数字预失真系数的更新控制方法和装置
JP6179148B2 (ja) * 2013-03-19 2017-08-16 日本電気株式会社 歪み補償回路および歪み補償方法
JP5925729B2 (ja) * 2013-05-24 2016-05-25 日本電信電話株式会社 無線通信装置および干渉軽減制御方法
GB2529691B (en) * 2014-08-29 2018-03-21 Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd Class D amplifier circuit
US11190148B2 (en) * 2020-01-02 2021-11-30 Cirrus Logic, Inc. Minimizing idle channel noise in a class-D pulse width modulation amplifier
US20230156706A1 (en) * 2021-11-16 2023-05-18 Qualcomm Incorporated Direct current location reporting in sidelink

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR9007372A (pt) * 1989-05-18 1992-04-28 Olin Corp Aparelho para producao de um acido hipohalogenado
JPH05129845A (ja) 1991-11-01 1993-05-25 Oki Electric Ind Co Ltd 線形化電力増幅器
JP3156439B2 (ja) * 1993-04-20 2001-04-16 三菱電機株式会社 歪補償回路
JP2576357B2 (ja) * 1993-04-21 1997-01-29 日本電気株式会社 多値直交振幅変調波歪補償回路
GB9316869D0 (en) * 1993-08-13 1993-09-29 Philips Electronics Uk Ltd Transmitter and power amplifier therefor
JP2980021B2 (ja) * 1996-03-19 1999-11-22 日本電気株式会社 リニアライザの利得制御方法
GB9811381D0 (en) * 1998-05-27 1998-07-22 Nokia Mobile Phones Ltd Predistortion control for power reduction
JP3570898B2 (ja) * 1998-08-24 2004-09-29 日本電気株式会社 プレディストーション回路
WO2001008320A1 (fr) 1999-07-28 2001-02-01 Fujitsu Limited Procede et appareil pour compensation de distorsion de dispositif radio
JP4183364B2 (ja) * 1999-12-28 2008-11-19 富士通株式会社 歪補償装置
JP2002176321A (ja) 2000-12-06 2002-06-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 無線装置における送信信号の歪補正方法及び歪補正機能を有する無線装置
US7085330B1 (en) * 2002-02-15 2006-08-01 Marvell International Ltd. Method and apparatus for amplifier linearization using adaptive predistortion
US7333557B2 (en) * 2002-12-16 2008-02-19 Nortel Networks Limited Adaptive controller for linearization of transmitter with impairments
JP2005005834A (ja) 2003-06-10 2005-01-06 Hitachi Kokusai Electric Inc 送信機
JP4641715B2 (ja) * 2003-11-14 2011-03-02 富士通株式会社 歪補償装置及び無線基地局
US7102430B2 (en) * 2005-01-18 2006-09-05 Northrop Grumman Corporation Efficient method and means for integration of power control and predistortion in a transmitter
JP5184754B2 (ja) * 2005-05-12 2013-04-17 ソニーモバイルコミュニケーションズ株式会社 歪み補償装置及び無線通信装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2141801A2 (en) 2010-01-06
JP2010011390A (ja) 2010-01-14
EP2141801A3 (en) 2014-11-05
US20090322425A1 (en) 2009-12-31
US7961046B2 (en) 2011-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5233444B2 (ja) 歪補償増幅器および前置歪補償増幅装置
JP5137973B2 (ja) プレディストータ
US8351875B2 (en) Distortion compensator, distortion compensation method, and transmitter
JP5242024B2 (ja) 歪補償装置、増幅装置、送信装置、歪補償方法
JP5049562B2 (ja) 電力増幅器
JP5106614B2 (ja) 定包絡線信号生成回路、電力増幅装置および通信装置
EP2277262B1 (en) Feedforward linearization of rf power amplifiers
JP2004165900A (ja) 通信装置
JP2003298429A (ja) 非線形歪補償装置
JP5110165B2 (ja) 歪み補償装置
JP5371354B2 (ja) 送信機
JP2002176321A (ja) 無線装置における送信信号の歪補正方法及び歪補正機能を有する無線装置
JP2018142798A (ja) 増幅装置及び通信機
US20070159245A1 (en) Apparatus for calibrating non-linearity of radio frequency power amplifier
JP5258545B2 (ja) 送信機および信号処理方法
JP4123225B2 (ja) 歪補償増幅器
JP4243526B2 (ja) 送信電力制御方法及び装置
JP5258621B2 (ja) 送信機および信号処理方法
JP2005236715A (ja) 歪補償回路
JP2000244597A (ja) 非線形歪補償装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110315

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120113

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120117

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120319

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120911

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121018

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130226

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130311

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160405

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees