JP5290698B2 - Predistorter - Google Patents

Predistorter Download PDF

Info

Publication number
JP5290698B2
JP5290698B2 JP2008271861A JP2008271861A JP5290698B2 JP 5290698 B2 JP5290698 B2 JP 5290698B2 JP 2008271861 A JP2008271861 A JP 2008271861A JP 2008271861 A JP2008271861 A JP 2008271861A JP 5290698 B2 JP5290698 B2 JP 5290698B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
matrix
signal
distortion compensation
calculated
input
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.)
Active
Application number
JP2008271861A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010103675A (en
Inventor
孝基 柴田
拓也 舩山
孝義 佐々木
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.)
Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co 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 Japan Radio Co Ltd filed Critical Japan Radio Co Ltd
Priority to JP2008271861A priority Critical patent/JP5290698B2/en
Publication of JP2010103675A publication Critical patent/JP2010103675A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5290698B2 publication Critical patent/JP5290698B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Description

本発明は、信号増幅器などの被補償回路からの出力信号の歪を補償するため、入力信号に予め加えるプリディストーション信号を生成するプリディストータに関するものである。   The present invention relates to a predistorter that generates a predistortion signal applied in advance to an input signal in order to compensate for distortion of an output signal from a compensated circuit such as a signal amplifier.

従来、プリディストータで用いる歪補償値を生成する多項式の係数(もしくはルックアップテーブル)の更新の際に用いる入出力信号のサンプリングポイント数は固定されていた(例えば、特許文献1を参照。)。
特許3560398号
Conventionally, the number of sampling points of an input / output signal used when updating a coefficient (or look-up table) of a polynomial that generates a distortion compensation value used in a predistorter has been fixed (see, for example, Patent Document 1). .
Japanese Patent No. 3560398

例えば、サンプリングポイント数を多くすると歪補償精度は高くなるが更新速度および更新速度に対応する追従速度や収束速度が遅くなる。一方、逆にサンプリングポイント数を少なくすると更新速度および追従速度は速くなるが、歪補償精度が低くなる。このため、送信キャリア数の変化や温度の変化などにより、増幅装置の歪特性が変化した場合に、プリディストータで乗じる歪補償値を生成する多項式の係数(もしくはルックアップテーブル)を即座に変化、追従させる必要があるが、歪補償精度を維持することと追従性や更新速度を速めることとは両立しないという課題があった。   For example, when the number of sampling points is increased, the distortion compensation accuracy is increased, but the update speed and the tracking speed corresponding to the update speed and the convergence speed are reduced. On the other hand, when the number of sampling points is reduced, the update speed and the follow-up speed are increased, but the distortion compensation accuracy is lowered. For this reason, when the distortion characteristics of the amplifier change due to changes in the number of transmission carriers or changes in temperature, the coefficient (or lookup table) of the polynomial that generates the distortion compensation value multiplied by the predistorter is changed immediately. However, there is a problem that maintaining the distortion compensation accuracy is not compatible with increasing the followability and the update speed.

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、歪補償するためのメモリ量を低減でき、且つ高い歪補償精度と歪補償追従性とを両立できるプリディストータを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a predistorter that can reduce the amount of memory for distortion compensation and can achieve both high distortion compensation accuracy and distortion compensation follow-up performance. With the goal.

前記目的を達成するために、本発明に係るプリディストータは、歪補償値を生成する歪補償多項式の係数(もしくはルックアップテーブル)更新の際に用いられる入出力信号のサンプリングポイント数を可変にすることとした。   In order to achieve the above object, the predistorter according to the present invention can change the number of sampling points of an input / output signal used when updating a coefficient (or lookup table) of a distortion compensation polynomial for generating a distortion compensation value. It was decided to.

具体的には、本発明に係るプリディストータは、所定の基準に基づく歪補償値で入力信号を歪補償して被補償回路へ出力する歪補償部と、互いに異なるサンプリングポイントで前記入力信号を取り込んだ複数の入力サンプリング信号及び前記サンプリングポイントで前記被補償回路からの出力信号を取り込んだ複数の出力サンプリング信号から前記基準の更新量を算出し、前記歪補償部に前記基準を更新させる制御部と、を備えるプリディストータであって、前記制御部は、前記サンプリングポイントの数を可変できることを特徴とする。   Specifically, the predistorter according to the present invention includes a distortion compensator that distorts an input signal with a distortion compensation value based on a predetermined criterion and outputs the input signal to a compensated circuit, and the input signal at different sampling points. A control unit that calculates an update amount of the reference from a plurality of input sampling signals acquired and a plurality of output sampling signals acquired from the compensated circuit at the sampling points, and causes the distortion compensation unit to update the reference The control unit can vary the number of sampling points.

ここで、所定の基準とは、歪補償値を得る際に用いる歪補償多項式の係数もしくはルックアップテーブルのテーブル値である。制御部は入出力信号のサンプリングポイントの数を変化させることができるため、歪補償追従性を重視するときはサンプリングポイント数を少なくし、歪補償精度を重視するときはサンプリングポイント数を多くすることができる。   Here, the predetermined reference is a coefficient of a distortion compensation polynomial used when obtaining a distortion compensation value or a table value of a lookup table. Since the control unit can change the number of sampling points of the input / output signal, reduce the number of sampling points when emphasizing distortion compensation followability, and increase the number of sampling points when emphasizing distortion compensation accuracy. Can do.

従って、本発明に係るプリディストータは、高い歪補償精度と歪補償追従性とを両立できる。   Therefore, the predistorter according to the present invention can achieve both high distortion compensation accuracy and distortion compensation followability.

本発明に係るプリディストータの前記歪補償部は、歪補償多項式を保有しており、前記基準が前記歪補償多項式の係数であり、前記制御部は、N(Nは1以上の整数)番目に取り込まれた出力サンプリング信号を(2a+2b−2)乗した値(a、bは1以上の整数)を、N−1番目に取り込まれた出力サンプリング信号までで算出したa行b列の行列要素に加算し、N番目のa行b列の行列要素とした出力信号行列を算出し、前記出力信号行列の複素共役転置行列を左側から乗算して第一行列を算出し、N番目に取り込まれた入力サンプリング信号を(2a+2b−2)乗した値を、N−1番目に取り込まれた入力サンプリング信号までで算出したa行b列の行列要素に加算し、N番目のa行b列の行列要素とした入力信号行列を算出し、N個の入力サンプリング信号から算出した前記入力信号行列とN個の出力サンプリング信号から算出した前記出力信号行列との差分に前記歪補償多項式の係数の行列を右側から乗算して誤差行列とし、前記誤差行列にN個の前記出力信号行列の複素共役転置行列を左側から乗算して第二行列を算出し、前記第一行列の逆行列と前記第二行列とを乗算して前記歪補償多項式の係数の更新量を算出する。   The distortion compensation unit of the predistorter according to the present invention has a distortion compensation polynomial, the reference is a coefficient of the distortion compensation polynomial, and the control unit is Nth (N is an integer equal to or greater than 1) The matrix element of a row and b column calculated by the value (a, b are integers of 1 or more) obtained by multiplying the output sampling signal taken in by (2a + 2b-2) up to the (N-1) th taken output sampling signal To calculate the first matrix by multiplying the complex conjugate transpose matrix of the output signal matrix from the left side and calculating the first matrix. The value obtained by multiplying the input sampling signal to the power of (2a + 2b-2) is added to the matrix element of a row and b column calculated up to the N-1th input sampling signal, and the Nth matrix of a row and b column is added. Calculate the input signal matrix as elements, The difference between the input signal matrix calculated from the input sampling signals and the output signal matrix calculated from the N output sampling signals is multiplied from the right side by a matrix of coefficients of the distortion compensation polynomial to obtain an error matrix, and the error A matrix is multiplied by a complex conjugate transpose matrix of N output signal matrices from the left side to calculate a second matrix, and an inverse matrix of the first matrix and the second matrix are multiplied to obtain a coefficient of the distortion compensation polynomial. The update amount of is calculated.

本発明に係るプリディストータの前記歪補償部は、ルックアップテーブルを保有していてもよい。この場合、前記基準が前記ルックアップテーブルのテーブル値であり、前記制御部は、N(Nは1以上の整数)番目に取り込まれた出力サンプリング信号を(2a+2b−2)乗した値(a、bは1以上の整数)を、N−1番目に取り込まれた出力サンプリング信号までで算出したa行b列の行列要素に加算し、N番目のa行b列の行列要素とした出力信号行列を算出し、前記出力信号行列の複素共役転置行列を左側から乗算して第一行列を算出し、N番目に取り込まれた入力サンプリング信号を(2a+2b−2)乗した値を、N−1番目に取り込まれた入力サンプリング信号までで算出したa行b列の行列要素に加算し、N番目のa行b列の行列要素とした入力信号行列を算出し、N個の入力サンプリング信号から算出した前記入力信号行列とN個の出力サンプリング信号から算出した前記出力信号行列との差分に前記歪補償多項式の係数の行列を右側から乗算して誤差行列とし、前記誤差行列にN個の前記出力信号行列の複素共役転置行列を左側から乗算して第二行列を算出し、前記第一行列の逆行列と前記第二行列とを乗算して前記ルックアップテーブルのテーブル値の更新量を算出する。   The distortion compensator of the predistorter according to the present invention may have a lookup table. In this case, the reference is a table value of the look-up table, and the control unit obtains a value (a, 2b−2) raised to the Nth (N is an integer of 1 or more) output sampling signal (2a + 2b−2). b is an integer greater than or equal to 1) and is added to the matrix element of a row and b column calculated up to the (N-1) th output sampling signal, and the output signal matrix as the Nth a row and b column matrix element The first matrix is calculated by multiplying the complex conjugate transpose matrix of the output signal matrix from the left side, and the value obtained by multiplying the Nth input sampling signal to the (2a + 2b-2) th power is the (N-1) th. Is added to the matrix element of a row and b column calculated up to the input sampling signal taken in to calculate the input signal matrix as the matrix element of the Nth a row and b column, and calculated from the N input sampling signals The input signal The difference between the column and the output signal matrix calculated from the N output sampling signals is multiplied by a matrix of coefficients of the distortion compensation polynomial from the right side to obtain an error matrix, and the error matrix includes the complex of the N output signal matrices. A conjugate transpose matrix is multiplied from the left side to calculate a second matrix, and an inverse matrix of the first matrix and the second matrix are multiplied to calculate an update amount of the table value of the lookup table.

歪補償値を生成する歪補償多項式の係数を求める際の途中段階で求める行列の各要素を漸化式で表現し直すことにより、逐次更新ができるようにした。このため、保持しておくデータ数は行列要素数であり、入出力信号のサンプリングポイント数(取り込み点数)ではなくなるので、歪補償多項式の係数(もしくはルックアップテーブル)の算出に用いるサンプリングポイント数が多いほど、従来の方法に比べてメモリ量が削減できる効果が高くなる。   By sequentially expressing each element of the matrix obtained in the middle of obtaining the distortion compensation polynomial coefficient for generating the distortion compensation value by a recurrence formula, it is possible to sequentially update. For this reason, the number of data to be stored is the number of matrix elements, not the number of sampling points (capture points) of the input / output signal, so the number of sampling points used for calculating the coefficient (or lookup table) of the distortion compensation polynomial is The greater the number, the higher the effect of reducing the amount of memory compared to the conventional method.

本発明に係るプリディストータの前記制御部は、前記入力信号と前記出力信号との誤差電力の積算値をモニタし、前記積算値が所定の閾値を超えた場合に前記歪補償部に前記基準を更新させてもよい。制御部は、追従性が求められる場合か、精度が求められる場合かを自動で判断し、歪補償多項式の係数(もしくはルックアップテーブル)を更新できる。   The control unit of the predistorter according to the present invention monitors an integrated value of error power between the input signal and the output signal, and when the integrated value exceeds a predetermined threshold, the control unit is connected to the distortion compensating unit. May be updated. The control unit can automatically determine whether followability or accuracy is required, and can update the coefficient (or look-up table) of the distortion compensation polynomial.

本発明に係るプリディストータの前記制御部は、前記入力信号と前記出力信号との誤差電力をモニタし、前記誤差電力が所定の閾値を超えた場合に前記サンプリングポイント数(取り込み点数)を前記誤差電力が所定の閾値以内の場合より減らして前記基準を更新させてもよい。制御部は、追従性が求められる場合か、精度が求められる場合かを自動で判断し、歪補償多項式の係数(もしくはルックアップテーブル)を更新できる。また、歪補償値を生成する多項式の係数(もしくはルックアップテーブル)を作成する初期の段階では、サンプリングポイント数を少なくし、歪補償の引き込みを速くし、引き込みが終わった後はサンプリングポイント数を多くすることも可能となる。   The control unit of the predistorter according to the present invention monitors the error power between the input signal and the output signal, and when the error power exceeds a predetermined threshold, the sampling point number (capture point number) is The reference may be updated by reducing the error power as compared with a case where the error power is within a predetermined threshold. The control unit can automatically determine whether followability or accuracy is required, and can update the coefficient (or look-up table) of the distortion compensation polynomial. In addition, at the initial stage of creating the coefficient (or lookup table) of the polynomial that generates the distortion compensation value, the number of sampling points is reduced to speed up the drawing of distortion compensation. It can also be increased.

本発明は、メモリの量がサンプルポイント数(取り込み点数)ではなく行列の要素数になるため、歪補償するためのメモリ量を低減できる。また、歪補償値を生成する多項式の係数(もしくはルックアップテーブル)を更新する際に用いられる入出力信号のサンプリングポイント数(取り込み点数)を任意にできるため、任意の精度、任意の更新速度、任意の追従速度、および任意の収束速度での歪補償が可能となる。このため、本発明は、高い歪補償精度と歪補償追従性とを両立できるプリディストータを提供することができる。   According to the present invention, since the amount of memory is not the number of sample points (number of acquisition points) but the number of matrix elements, the amount of memory for distortion compensation can be reduced. In addition, since the number of sampling points (capture points) of the input / output signal used when updating the coefficient (or lookup table) of the polynomial that generates the distortion compensation value can be arbitrarily set, any accuracy, any update speed, Distortion compensation at an arbitrary tracking speed and an arbitrary convergence speed is possible. For this reason, this invention can provide the predistorter which can make high distortion compensation precision and distortion compensation followability compatible.

添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is an example of the configuration of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.

(実施の形態1)
図1は本実施形態のプリディストータ301の構成を説明するブロック図である。プリディストータ301は、所定の基準に基づく歪補償値で入力信号Xを歪補償した予歪補償信号Aを被補償回路401へ出力する歪補償部11と、互いに異なるサンプリングポイントで入力信号Xを取り込んだ複数の入力サンプリング信号及び前記サンプリングポイントで被補償回路401からの出力信号Yを取り込んだ複数の出力サンプリング信号から前記基準の更新量を算出し、歪補償部11に前記基準を更新させる制御部13と、を備える。例えば、被補償回路401は信号増幅器である。また、歪補償部11が保有する基準とは歪補償多項式の係数もしくはルックアップテーブルのテーブル値であるが、以下では歪補償多項式の係数として説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of the predistorter 301 of the present embodiment. The predistorter 301 outputs the predistortion compensation signal A obtained by compensating the distortion of the input signal X with a distortion compensation value based on a predetermined reference to the compensated circuit 401, and the input signal X at different sampling points. Control for calculating the reference update amount from a plurality of input sampling signals acquired and a plurality of output sampling signals acquiring the output signal Y from the compensated circuit 401 at the sampling points, and causing the distortion compensator 11 to update the reference Unit 13. For example, the compensated circuit 401 is a signal amplifier. Further, the standard possessed by the distortion compensation unit 11 is a coefficient of a distortion compensation polynomial or a table value of a lookup table, but will be described below as a coefficient of a distortion compensation polynomial.

制御部13は、歪補償多項式の係数、またはルックアップテーブル値の計算に用いるサンプリングポイントの数(取り込み点数)を可変できる。これは、制御部13が、第一行列の逆行列と第二行列とを乗算して歪補償多項式の係数の更新量を算出するからである。ここで、第一行列とは、N番目に取り込まれた出力サンプリング信号を(2a+2b−2)乗した値を、N−1番目に取り込まれた出力サンプリング信号までで算出したa行b列の行列要素に加算し、N番目のa行b列の行列要素とした出力信号行列を算出し、前記出力信号行列の複素共役転置行列を左側から乗算した行列である。また、第二行列とは、N個の入力サンプリング信号からなる入力信号行列とN個の出力サンプリング信号からなる出力信号行列との差分に歪補償多項式の係数の行列を右側から乗算して誤差行列とし、前記誤差業列にN個の出力サンプリング信号からなる出力信号行列の複素共役転置行列を左側から乗算した行列である。更新量の算出の詳細については後述する。   The control unit 13 can vary the coefficient of the distortion compensation polynomial or the number of sampling points (number of capture points) used for calculating the lookup table value. This is because the control unit 13 calculates the coefficient update amount of the distortion compensation polynomial by multiplying the inverse matrix of the first matrix and the second matrix. Here, the first matrix is a matrix of a rows and b columns calculated from the value obtained by raising the Nth output sampling signal to the power of (2a + 2b-2) up to the N−1th output sampling signal. It is a matrix obtained by adding an element and calculating an output signal matrix as a matrix element of the Nth a row and b column and multiplying the complex conjugate transpose matrix of the output signal matrix from the left side. The second matrix is an error matrix obtained by multiplying the difference between an input signal matrix made up of N input sampling signals and an output signal matrix made up of N output sampling signals by a matrix of distortion compensation polynomial coefficients from the right side. And a matrix obtained by multiplying the error column from the left by a complex conjugate transpose matrix of an output signal matrix composed of N output sampling signals. Details of the calculation of the update amount will be described later.

例えば、制御部13は、入力信号Xと出力信号Yとの誤差電力の積算値をモニタし、前記積算値が所定の閾値を超えた場合に歪補償部11に前記基準を更新させてもよい。制御部13は入力信号Xと出力信号Yとの電力の差を計算して誤差電力とする。例えば、サンプリングポイント毎の誤差電力を積算し、これを累積誤差電力とする。また、制御部13には累積誤差電力の閾値が設定されている。制御部13は、累積誤差電力が閾値を超えた場合に歪補償多項式の係数もしくはルックアップテーブルのテーブル値の更新量を計算し、歪補償部11の歪補償多項式の係数もしくはルックアップテーブルのテーブル値を更新する。   For example, the control unit 13 may monitor an integrated value of error power between the input signal X and the output signal Y, and cause the distortion compensation unit 11 to update the reference when the integrated value exceeds a predetermined threshold value. . The control unit 13 calculates the difference in power between the input signal X and the output signal Y to obtain error power. For example, the error power for each sampling point is integrated, and this is used as the accumulated error power. The control unit 13 is set with a threshold of accumulated error power. When the accumulated error power exceeds the threshold, the control unit 13 calculates the update amount of the distortion compensation polynomial coefficient or the lookup table value, and the distortion compensation polynomial coefficient or lookup table table of the distortion compensation unit 11. Update the value.

また、制御部13は、入力信号Xと出力信号Yとの累積誤差電力をモニタし、累積誤差電力が所定の閾値を超えた場合にサンプリングポイントの数を累積誤差電力が所定の閾値以内の場合より減らして前記基準を更新させてもよい。例えば、制御部13には、累積誤差電力の閾値が設定されている。累積誤差電力が閾値以内の場合には制御部13は、所定のサンプリングポイントの数で歪補償多項式の係数もしくはルックアップテーブルのテーブル値の更新量を計算し、歪補償部11の歪補償多項式の係数もしくはルックアップテーブルのテーブル値を更新する。累積誤差電力が閾値を超えた場合には制御部13は、累積誤差電力が閾値以内の場合のときより少ない数のサンプリングポイントの数で歪補償多項式の係数もしくはルックアップテーブルのテーブル値の更新量を計算し、歪補償部11の歪補償多項式の係数もしくはルックアップテーブルのテーブル値を更新する。これにより、追従性および歪補償精度を両立させることが可能となる。   Further, the control unit 13 monitors the accumulated error power between the input signal X and the output signal Y, and when the accumulated error power exceeds a predetermined threshold, the number of sampling points is determined when the accumulated error power is within the predetermined threshold. The reference may be updated with fewer. For example, a threshold value of accumulated error power is set in the control unit 13. When the accumulated error power is within the threshold value, the control unit 13 calculates the update amount of the coefficient of the distortion compensation polynomial or the table value of the lookup table by the predetermined number of sampling points, and the distortion compensation polynomial of the distortion compensation unit 11 is calculated. Update the coefficient or the table value in the lookup table. When the accumulated error power exceeds the threshold value, the control unit 13 updates the coefficient of the distortion compensation polynomial or the table value of the lookup table with a smaller number of sampling points than when the accumulated error power is within the threshold value. And the coefficient of the distortion compensation polynomial of the distortion compensation unit 11 or the table value of the lookup table is updated. As a result, it is possible to achieve both tracking ability and distortion compensation accuracy.

図2は、プリディストータ301の歪補償部11を説明するブロック図である。歪補償部11は、数式1又は数式2で表せる歪補償多項式を記憶しており、入力信号Xを歪補償多項式で歪補償した予歪補償信号Aを生成し、被補償回路401へ出力する。

Figure 0005290698
ただし、x(n)は入力信号、a(n)は予歪補償信号、w’d,k、w’r,d,l及びw’r,d,l,kは係数、d及びrは正規化先行時間又は正規化遅延時間、k及びlは次数である。また、D=max(D1,R1)、D=max(D2,R2)、およびK=K+L−1である。ここで、max(c,c,・・・,c)はc、c、・・・、cの最大値を表す。
Figure 0005290698
FIG. 2 is a block diagram illustrating the distortion compensator 11 of the predistorter 301. The distortion compensation unit 11 stores a distortion compensation polynomial that can be expressed by Equation 1 or Equation 2. The distortion compensation unit 11 generates a predistortion compensation signal A obtained by compensating the distortion of the input signal X using the distortion compensation polynomial, and outputs the predistortion compensation signal A to the compensated circuit 401.
Figure 0005290698
Where x (n) is an input signal, a (n) is a predistortion compensation signal, w ′ d, k , w ′ r, d, l and w ′ r, d, l, k are coefficients, d and r are Normalized lead time or normalized delay time, k and l are orders. Also, D a = max (D1, R1), D b = max (D2, R2), and K b = K + L-1. Here, max (c 1, c 2 , ···, c J) represents the maximum value of c 1, c 2, ···, c J.
Figure 0005290698

制御部13は、後述する係数算出方法で歪補償多項式の係数を算出する。さらに、制御部13は算出した係数を歪補償部11へ出力する。歪補償部11は、この係数を利用して予歪補償信号Aを生成する。また、歪補償部11は、定期的に歪補償多項式の係数を更新する。   The control unit 13 calculates the coefficient of the distortion compensation polynomial by a coefficient calculation method described later. Further, the control unit 13 outputs the calculated coefficient to the distortion compensation unit 11. The distortion compensator 11 generates a predistortion compensation signal A using this coefficient. Further, the distortion compensation unit 11 periodically updates the coefficient of the distortion compensation polynomial.

(増幅回路のモデル化と歪特性の推定)
まず、増幅回路の歪特性をモデル化する。図3は複数の増幅器で構成された増幅回路をモデル化した図である。入力信号Xが入力され出力信号Yを出力する。ここで、入力信号Xを周期Tでサンプリングした離散時間信号をx(nT)とし、出力信号Yを周期Tでサンプリングした離散時間信号をy(nT)とし、表記を簡単にするためにそれぞれをx(n)、y(n)で表すこととする。また、x(n)、およびy(n)はともに実数成分と虚数成分を持つ複素数信号であり、x(n)、およびy(n)に対する乗算、および加算は、それぞれ複素乗算、および複素加算を示すものとする。増幅回路を構成する要素増幅器513の歪特性をそれぞれ

Figure 0005290698
とおく。ここで、jは要素増幅器513の番号であり、Jは要素増幅器513の全個数である。また、dは入力信号の正規化先行時間、または正規化遅延時間を表し、D1はj番目の要素増幅器の最大正規化先行時間、D2はj番目の要素増幅器の最大正規化遅延時間、kは次数であり、Kはj番目の要素増幅器の歪成分の最大次数を表す。 (Modeling of amplifier circuit and estimation of distortion characteristics)
First, the distortion characteristics of the amplifier circuit are modeled. FIG. 3 is a diagram modeling an amplifier circuit composed of a plurality of amplifiers. Input signal X is input and output signal Y is output. Here, a discrete time signal obtained by sampling the input signal X with a period T s is x (nT s ), and a discrete time signal obtained by sampling the output signal Y with a period T s is y (nT s ) to simplify the notation. Therefore, each is represented by x (n) and y (n). Further, both x (n) and y (n) are complex signals having a real component and an imaginary component, and multiplication and addition for x (n) and y (n) are complex multiplication and complex addition, respectively. It shall be shown. Each of the distortion characteristics of the element amplifier 513 constituting the amplifier circuit
Figure 0005290698
far. Here, j is the number of the element amplifier 513, and J is the total number of element amplifiers 513. Further, d represents a normalization leading time of the input signal, or a normalization delay time, D1 j is a maximum normalization leading time of the jth element amplifier, D2 j is a maximum normalization delay time of the jth element amplifier, k is the order, and K j represents the maximum order of the distortion component of the j-th element amplifier.

また、要素増幅器513を合成する比率は入力信号Xの振幅値の関数(合成多項式)512を

Figure 0005290698
とおく。ここで、rは入力信号の正規化先行時間、または正規化遅延時間を表し、R1はj番目の要素増幅器に対する合成する比率において関係する入力信号の最大正規化先行時間、R2はj番目の要素増幅器に対する合成する比率において関係する入力信号の最大正規化遅延時間、lは次数であり、Lはj番目の要素増幅器に対する合成する比率において関係する入力信号の最大次数から1次高い次数を表す。 The ratio of combining the element amplifiers 513 is a function (combining polynomial) 512 of the amplitude value of the input signal X.
Figure 0005290698
far. Here, r represents the normalization leading time of the input signal, or the normalization delay time, R1 j is the maximum normalization leading time of the input signal related in the combining ratio with respect to the jth element amplifier, and R2 j is the jth The maximum normalized delay time of the input signal related in the combining ratio with respect to the element amplifier of L, l is the order, and L j is the first order higher than the maximum order of the input signal related in the ratio of combining with the j-th element amplifier. Represents.

このとき、増幅回路の出力は

Figure 0005290698
である。 At this time, the output of the amplifier circuit is
Figure 0005290698
It is.

ここで、数式5を整理する。まず、異なる増幅器(異なるj)の同じ項をまとめると

Figure 0005290698
Here, Formula 5 is arranged. First, the same terms for different amplifiers (different j)
Figure 0005290698

次に、数式6のr=dの項をまとめると

Figure 0005290698
である。 Next, if the term of r = d of Formula 6 is put together,
Figure 0005290698
It is.

また、数式7は、

Figure 0005290698
Equation 7 is
Figure 0005290698

さらに、

Figure 0005290698
further,
Figure 0005290698

すなわち、図3のようにモデル化できる増幅回路の歪特性を推定するには、係数h’d,k、h’r,d,l、およびh’r,d,l,kを算出すれば良い。係数h’d,k、h’r,d,l、およびh’r,d,l,kを算出するには入力信号X、および出力信号Yを数式9のモデルに適用して最小二乗法を用いればよい。 That is, in order to estimate the distortion characteristics of the amplifier circuit that can be modeled as shown in FIG. 3, the coefficients h ′ d, k , h ′ r, d, l , and h ′ r, d, l, k are calculated. good. The coefficients h ′ d, k , h ′ r, d, l , and h ′ r, d, l, k are calculated by applying the input signal X and the output signal Y to the model of Equation 9 and using the least squares method. May be used.

(歪補償方法)
次に、図3のモデルに基づいた増幅回路の歪補償方法について説明する。増幅装置全体の入出力信号の関係は

Figure 0005290698
となり、線形であるのが理想的である。但し、Gは増幅装置の利得を表す実数定数である。ここでは、以降の議論を簡単にする目的で、G=1とおくこととする。 (Distortion compensation method)
Next, a distortion compensation method for the amplifier circuit based on the model of FIG. 3 will be described. The relationship between the input and output signals of the entire amplifier is
Figure 0005290698
Ideally, it should be linear. Here, G is a real constant representing the gain of the amplifier. Here, G = 1 is set for the purpose of simplifying the following discussion.

しかし、実際の増幅装置では、入力信号の振幅(もしくは電力)が大きくなると入出力信号の関係は線形ではなく数式5、または数式9で表現されるように非線形となる。図3のモデルに基づいた増幅回路を歪補償するには、図3のモデルを数式で表現した歪特性多項式である数式5、または数式9において入力信号Xと出力信号Yを入れ替えた歪補償多項式

Figure 0005290698
However, in an actual amplifying device, when the amplitude (or power) of the input signal increases, the relationship between the input and output signals is not linear but nonlinear as expressed by Equation 5 or Equation 9. In order to compensate for distortion in the amplifier circuit based on the model of FIG. 3, a distortion compensation polynomial in which the input signal X and the output signal Y are interchanged in Equation 5 or Equation 9, which is a distortion characteristic polynomial expressing the model of FIG.
Figure 0005290698

数式5から数式9に整理したのと同様に、数式11を整理すると、

Figure 0005290698
Similar to the arrangement from Equation 5 to Equation 9,
Figure 0005290698

この数式12の係数w’d,k、w’r,d,l、及びw’r,d,l,kを最小二乗法を用いて推定し、入力信号Xを歪補償多項式に従って補償すればよい。最小二乗法により係数w’d,k、w’r,d,l、及びw’r,d,l,kを算出するに際しては、係数w’d,k、w’r,d,l、及びw’r,d,l,kの総数よりも多くの入力信号Xと出力信号Yをサンプリングしたx(n)とy(n)の組を用いる。 If the coefficients w ′ d, k , w ′ r, d, l , and w ′ r, d, l, k in Equation 12 are estimated using the least square method, the input signal X is compensated according to the distortion compensation polynomial. Good. In calculating the coefficients w ′ d, k , w ′ r, d, l and w ′ r, d, l, k by the least square method, the coefficients w ′ d, k , w ′ r, d, l , And a set of x (n) and y (n) obtained by sampling more input signals X and output signals Y than the total number of w ′ r, d, l, k .

すなわち、最小2乗法を用いて得られた数式12の係数を用いて増幅装置の入出力関係を線形にする目的で、増幅装置の前段に設けてある増幅装置の非線形な歪特性(歪値)に対する逆歪特性(歪補償特性)を生成するプリディストータ301において、入力信号Xに歪補償値を予め与えた予歪補償信号Aを生成して増幅装置に入力する。このとき、増幅装置の出力信号Yがy(n)=x(n)となる予歪補償信号Aを得るために、プリディストータ301は、数式1で表される歪補償多項式で入力信号Xに歪補償値を予め与えて予歪補償信号Aを生成して増幅装置に入力する。   That is, for the purpose of linearizing the input / output relationship of the amplifying apparatus using the coefficient of Equation 12 obtained using the least square method, the nonlinear distortion characteristic (distortion value) of the amplifying apparatus provided in the previous stage of the amplifying apparatus. In a predistorter 301 that generates a reverse distortion characteristic (distortion compensation characteristic) for the input signal X, a predistortion compensation signal A in which a distortion compensation value is given in advance to the input signal X is generated and input to an amplifying apparatus. At this time, in order to obtain a predistortion compensation signal A in which the output signal Y of the amplification device becomes y (n) = x (n), the predistorter 301 uses the distortion compensation polynomial expressed by Equation 1 as the input signal X A distortion compensation value is given in advance to generate a predistortion compensation signal A and input to the amplifying apparatus.

図3のモデルを数式で表現した歪特性多項式である数式5、または数式9で与えられる非線形な歪を補償する逆歪特性(歪補償特性)を与える予歪補償信号A、すなわち数式1のa(n)を得るには、数式5、または数式9においてx(n)とy(n)を入れ替えた数式11、または数式12の関係を満たす係数w’j,r,d,l,k、または、係数w’d,k、w’r,d,l、及びw’r,d,l,kを得ればよい。 A predistortion compensation signal A that gives a reverse distortion characteristic (distortion compensation characteristic) that compensates for a non-linear distortion given by a mathematical expression 5 or 9, which is a distortion characteristic polynomial expressing the model of FIG. In order to obtain (n), the coefficient w ′ j, r, d, l, k , which satisfies the relationship of Expression 11 or Expression 12 in which x (n) and y (n) are replaced in Expression 5 or 9, Alternatively, the coefficients w ′ d, k , w ′ r, d, l , and w ′ r, d, l, k may be obtained.

(歪補償多項式の係数の算出方法)
ここで、数式12を利用して歪補償多項式の係数を求める方法について説明する。但し、ここでは、表現の簡単のためにDa=0、R1=0、D1=0とおく。係数w’d,k、w’r,d,l、及びw’r,d,l,kを全て並べた係数のベクトルを数式13のようにおく。

Figure 0005290698
ここで、Tは行列の転置を表す。 (Calculation method of distortion compensation polynomial coefficients)
Here, a method for obtaining the coefficient of the distortion compensation polynomial using Expression 12 will be described. However, here, for simplicity of expression, Da = 0, R1 = 0, and D1 = 0. A coefficient vector in which all the coefficients w ′ d, k , w ′ r, d, l , and w ′ r, d, l, k are arranged is set as in Expression 13.
Figure 0005290698
Here, T represents transposition of the matrix.

ここで、数式12の歪補償多項式の係数w、w、・・・、wQを求めるには、異なるnにおけるQ+1個以上の数式12が必要である。ここで、数式12を行列表現すると数式14となる。

Figure 0005290698
但し、
Figure 0005290698
歪補償多項式の係数を推定する際に使用する異なるnに対する数式12の個数はN(N≧Q+1)であり、数式12をN個まとめると数式14は数式16の連立方程式となる。
Figure 0005290698
Figure 0005290698
Here, in order to obtain the coefficients w 0 , w 1 ,..., W Q of the distortion compensation polynomial in Expression 12, Q + 1 or more Expressions 12 in different n are required. Here, when Expression 12 is expressed as a matrix, Expression 14 is obtained.
Figure 0005290698
However,
Figure 0005290698
The number of Equations 12 for different n used for estimating the coefficient of the distortion compensation polynomial is N (N ≧ Q + 1), and when Equations 12 are combined, Equation 14 becomes the simultaneous equations of Equation 16.
Figure 0005290698
Figure 0005290698

数式16又は数式18の連立方程式を解くことで、係数w、w、・・・、wが求まる。数式16又は数式18の連立方程式を解くには掃き出し法を用いても良いし、最小二乗法を用いて数式19としても良い。

Figure 0005290698
Figure 0005290698
但し、Hは表列の複素共役転置を表す。このようにして得られた係数w、w、・・・、wをa(n)に適用し、x(n)に応じた歪補償値を算出すれば歪補償ができる。 The coefficients w 0 , w 1 ,..., W Q are obtained by solving the simultaneous equations of Expression 16 or Expression 18. In order to solve the simultaneous equations of Expression 16 or Expression 18, the sweeping method may be used, or Expression 19 may be used by using the least square method.
Figure 0005290698
Figure 0005290698
However, H represents the complex conjugate transpose of a table row. If the coefficients w 0 , w 1 ,..., W Q obtained in this way are applied to a (n) and a distortion compensation value corresponding to x (n) is calculated, distortion compensation can be performed.

歪補償部11は、制御部13が算出した係数を受け取り、歪補償多項式に適用する。プリディストータ301は、この係数を適用した歪補償多項式で入力信号Xから予歪補償信号Aを生成する。歪補償部11が記憶する歪補償多項式は被補償回路401を適切にモデル化し、そのモデルの歪特性から得られたものであるため、プリディストータ301は少ない計算量で歪補償値を算出でき、歪補償の精度を高くすることができる。   The distortion compensation unit 11 receives the coefficient calculated by the control unit 13 and applies it to the distortion compensation polynomial. The predistorter 301 generates a predistortion compensation signal A from the input signal X using a distortion compensation polynomial to which this coefficient is applied. Since the distortion compensation polynomial stored in the distortion compensation unit 11 is obtained by appropriately modeling the compensated circuit 401 and obtained from the distortion characteristics of the model, the predistorter 301 can calculate the distortion compensation value with a small amount of calculation. The accuracy of distortion compensation can be increased.

(更新アルゴリズム)
次に、歪補償多項式の係数を時刻の経過とともに更新する更新アルゴリズムを説明する。
(Update algorithm)
Next, an update algorithm for updating the coefficient of the distortion compensation polynomial over time will be described.

増幅回路の歪補償をしながら歪補償多項式の係数を更新する場合、増幅回路へ入力する信号はx(n)ではなく、増幅回路の出力信号Yであるy(n)をx(n)に近づけるように歪補償した数式2で表せる予歪補償信号A、すなわちa’(n)である。この数式2は歪補償多項式の係数を更新しながら歪補償をする際に、今まで説明してきた数式1の役割を果たす。   When updating the coefficient of the distortion compensation polynomial while compensating for distortion of the amplifier circuit, the signal input to the amplifier circuit is not x (n), but y (n), which is the output signal Y of the amplifier circuit, is changed to x (n). This is a predistortion compensation signal A that can be expressed by Formula 2 in which distortion compensation is performed so as to be close, that is, a ′ (n). Formula 2 plays the role of Formula 1 described so far when performing distortion compensation while updating the coefficient of the distortion compensation polynomial.

このとき、正確に増幅回路の歪補償がなされていれば、y(n)=x(n)が成立するので、

Figure 0005290698
も成立する。 At this time, if distortion compensation of the amplifier circuit is accurately performed, y (n) = x (n) is established.
Figure 0005290698
Also holds.

もし、増幅回路の歪補償が十分でなければ、y(n)=x(n)とはならず、

Figure 0005290698
とおくと、誤差
Figure 0005290698
が得られる。この誤差e(n)が零になるように歪補償多項式の係数を更新する。 If the distortion compensation of the amplifier circuit is not sufficient, y (n) = x (n) is not satisfied,
Figure 0005290698
Error
Figure 0005290698
Is obtained. The coefficient of the distortion compensation polynomial is updated so that this error e (n) becomes zero.

すなわち、増幅回路全体の入出力関係を線形とする条件y(n)=x(n)を満たす係数w’d,k(i)、w’r,d,l(i)、およびw’r,d,l,k(i)は数式12を満たす。ここで、係数w’d,k、w’r,d,l、およびw’r,d,l,kを全て並べた係数は数式13によりw、w、・・・、wで表されるので、i回目の更新で得られた係数w、w、・・・、wをそれぞれw(i)、w(i)、・・・、w(i)とおくと、増幅回路全体の入出力関係を線形とする条件y(n)=x(n)を満たす係数w(i)、w(i)、・・・、w(i)は数式12を満たす。従って、a’(n)とa”(n)が一致するように、w(i)、w(i)、・・・、w(i)を求めればよい。 That is, the coefficients w ′ d, k (i), w ′ r, d, l (i), and w ′ r satisfying the condition y (n) = x (n) that makes the input / output relationship of the entire amplifier circuit linear. , D, l, k (i) satisfies Expression 12. Here, the coefficients w ′ d, k , w ′ r, d, l , and w ′ r, d, l, k are all arranged as w 0 , w 1 ,. because represented, i-th coefficient w 0 obtained updates, w 1, ···, w Q each w 0 (i), w 1 (i), ···, w Q (i) and In other words, the coefficients w 0 (i), w 1 (i),..., W Q (i) satisfying the condition y (n) = x (n) that makes the input / output relationship of the entire amplifier circuit linear 12 is satisfied. Accordingly, w 0 (i), w 1 (i),..., W Q (i) may be obtained so that a ′ (n) and a ″ (n) match.

ここで、w(i)、w(i)、・・・、w(i)の更新について説明する。

Figure 0005290698
とおく。但し、i≧0である。なお、数式23の係数w(i)の初期値としては、w(0)=(1,0,…,0)を用いるか、同じ被補償部に対して十分な取り込み点数Nのときに数式16、数式18、または数式19を用いて予め求めておいた係数wをw(0)=wとして用いるか、同じ被補償部に対して十分に更新回数を確保して予め求めておいた係数の行列w(∞)をw(0)=w(∞)として用いればよい。 Here, the update of w 0 (i), w 1 (i),..., W Q (i) will be described.
Figure 0005290698
far. However, i ≧ 0. Note that as the initial value of the coefficient w (i) of Equation 23, w (0) = (1, 0,..., 0) T is used, or when a sufficient number of capture points N is obtained for the same compensated portion. The coefficient w obtained in advance using Expression 16, Expression 18 or Expression 19 is used as w (0) = w, or is obtained in advance by sufficiently ensuring the number of updates for the same compensated portion. The coefficient matrix w (∞) may be used as w (0) = w (∞).

ここでは、表現の簡単のためにDa=0、R1=0、D1=0とおいた場合、w(i),w(i),・・・w(i)に対応した入力信号Xおよび出力信号Yの行列はそれぞれ数式24及び数式28と表せる。

Figure 0005290698
である。
また、行x(i)を構成するベクトルx1(i)、x2(i)およびx3(i)はそれぞれ数式25、数式26及び数式27で表せる。
Figure 0005290698
Figure 0005290698
Figure 0005290698
Figure 0005290698
Figure 0005290698
である。
また、行y(i)を構成するベクトルy1(i)、y2(i)およびy3(i)はそれぞれ数式29、数式30及び数式31で表せる。
Figure 0005290698
Figure 0005290698
Figure 0005290698
Figure 0005290698
但し、Nは歪補償値を推定する際に使用する入出力信号の取り込み点数、Mは次の多項式係数の更新時に用いる入出力信号の取り込み開始までのサンプリング間隔数である。 Here, if placed with Da = 0, R1 = 0, D1 = 0 for simplicity of representation, w 0 (i), w 1 (i), the input signal X corresponding to the ··· w Q (i) And the matrix of the output signal Y can be expressed as Equation 24 and Equation 28, respectively.
Figure 0005290698
It is.
Further, the vectors x1 n (i), x2 n (i), and x3 n (i) constituting the row x n (i) can be expressed by Expression 25, Expression 26, and Expression 27, respectively.
Figure 0005290698
Figure 0005290698
Figure 0005290698
Figure 0005290698
Figure 0005290698
It is.
Further, the vectors y1 n (i), y2 n (i), and y3 n (i) constituting the row y n (i) can be expressed by Expression 29, Expression 30, and Expression 31, respectively.
Figure 0005290698
Figure 0005290698
Figure 0005290698
Figure 0005290698
Here, N is the number of input / output signal capture points used when estimating the distortion compensation value, and M is the number of sampling intervals until the start of input / output signal capture used when updating the next polynomial coefficient.

また、

Figure 0005290698
とおくと、連立方程式
Figure 0005290698
によりw(i)を更新すればよい。但し、μは0<μ≦1.0を満たす。 Also,
Figure 0005290698
Then, simultaneous equations
Figure 0005290698
The w (i) may be updated by However, μ satisfies 0 <μ ≦ 1.0.

具体的には、制御部13は、歪補償多項式に入力信号Xを代入して得た値と入力信号Xとを乗算して予歪補償信号Aを推定した入力レプリカ信号を生成する。また、制御部13は、歪補償多項式に出力信号Yを代入して得た値と出力信号Yとを乗算して予歪補償信号Aを推定した出力レプリカ信号を生成する。入力レプリカ信号と出力レプリカ信号との誤差が最小となるように歪補償多項式の係数を更新する。   Specifically, the control unit 13 generates an input replica signal in which the predistortion compensation signal A is estimated by multiplying the input signal X by a value obtained by substituting the input signal X into the distortion compensation polynomial. The control unit 13 generates an output replica signal in which the predistortion compensation signal A is estimated by multiplying the output signal Y by a value obtained by substituting the output signal Y into the distortion compensation polynomial. The coefficient of the distortion compensation polynomial is updated so that the error between the input replica signal and the output replica signal is minimized.

図2のプリディストータ301は、歪補償係数算出部13において算出されたw(i)を用いて、歪補償部11において予歪補償信号Aのa’(i(N+M)+n)を算出して、被補償回路401へ入力する。歪補償された予歪補償信号Aが入力されるので、被補償回路401は出力信号Yのy(i(N+M)+n)を得る。   The predistorter 301 in FIG. 2 calculates a ′ (i (N + M) + n) of the predistortion signal A in the distortion compensation unit 11 using w (i) calculated in the distortion compensation coefficient calculation unit 13. To the compensated circuit 401. Since the distortion-compensated predistortion compensation signal A is input, the compensated circuit 401 obtains y (i (N + M) + n) of the output signal Y.

(更新量の算出アルゴリズム)
歪補償多項式の係数w(i)を更新する量Δw(i)の行列は数式34で表される。

Figure 0005290698
ここで、Y(i)は出力信号Yの出力サンプリング信号の行列、Y(i)はY(i)の複素共役転置行列、e(i)は前記歪補償多項式に入力信号を代入して得た値と前記入力信号とを乗算して入力レプリカ信号と前記歪補償多項式に出力信号を代入して得た値と前記出力信号とを乗算して出力レプリカ信号との差分行列である。 (Update amount calculation algorithm)
A matrix of an amount Δw (i) for updating the coefficient w (i) of the distortion compensation polynomial is expressed by Expression 34.
Figure 0005290698
Here, Y (i) is the matrix of the output sampling signal of the output signal Y, Y H (i) is the complex conjugate transpose matrix of Y (i), and e (i) is the input signal substituted into the distortion compensation polynomial. It is a difference matrix between the output replica signal obtained by multiplying the output signal by the value obtained by multiplying the obtained value by the input signal and substituting the output signal into the distortion compensation polynomial.

このため、歪補償部11は、数式35のように係数w(i)を更新する。

Figure 0005290698
但し、μは0<μ≦1.0を満たす。 For this reason, the distortion compensation unit 11 updates the coefficient w (i) as in Expression 35.
Figure 0005290698
However, μ satisfies 0 <μ ≦ 1.0.

従来の方法では、出力信号Yを用いて行列Y(i)を算出し、複素共役転置行列Y(i)を算出し、Y(i)Y(i)、およびY(i)e(i)を算出していたので、Nサンプルの入出力信号をそのまま保持する必要があった。 In the conventional method, the matrix Y (i) is calculated using the output signal Y, the complex conjugate transpose matrix Y H (i) is calculated, and Y H (i) Y (i) and Y H (i) e are calculated. Since (i) was calculated, it was necessary to hold the input / output signals of N samples as they were.

ここで、

Figure 0005290698
とおく。但し、
Figure 0005290698
である。このとき、行列Y(i)Y(i)は
Figure 0005290698
となるので、例えば行列Y(i)Y(i)の一部である行列Y (i)Y(i)のa行b列要素Z1,1,a,b
Figure 0005290698
であるので、従来はN回の乗算とN−1回の加算が必要であり、かつ加算結果Z1,1,a,bとN個の出力信号を保持しておくメモリが必要であった。ここで、lは0以上N−1以下の整数である。但し、ここでは記述の簡単のためにy(i(N+M)+l)をy(l)としている。 here,
Figure 0005290698
far. However,
Figure 0005290698
It is. At this time, the matrix Y H (i) Y (i) is
Figure 0005290698
Since the, for example, the matrix Y H (i) a line of Y is part matrix Y 1 H in (i) (i) Y 1 (i) b sequence component Z 1, 1, a, b is
Figure 0005290698
Therefore, conventionally, N multiplications and N-1 additions are necessary, and a memory for holding the addition results Z 1, 1, a, b and N output signals is required. . Here, l is an integer of 0 or more and N−1 or less. However, here, y (i (N + M) + l) is set to y (l) for simplicity of description.

ここで、数式39のZ1,1,a,b

Figure 0005290698
と変形できる。nサンプル目までの出力信号を用いて求めたZ1,1,a,bをZ1,1,a,b(n)とおくと、数式39、および数式40のZ1,1,a,bはZ1,1,a,b(N−1)となり、
Figure 0005290698
で表される。但し、ここでも記述の簡単のためにy(i(N+M)+n)をy(n)としている。 Here, Z 1, 1, a, b in Equation 39 is
Figure 0005290698
And can be transformed. If Z 1,1, a, b obtained using the output signals up to the nth sample is Z 1,1, a, b (n), Z 1,1, a, b becomes Z 1,1, a, b (N−1),
Figure 0005290698
It is represented by Here, however, y (i (N + M) + n) is set to y (n) for simplicity of description.

すなわち、一般的に任意のnサンプル目の出力信号まで全てを用いて求めた行列要素は漸化式

Figure 0005290698
により逐次的に算出できることとなる。ここまでの説明で、行列要素Z1、1、a、b(n)が逐次的に算出できることを明らかにした。しかし、|y(n)|2a+2b−2を求める際、全ての行列要素Z1、1、a、b(n)においてy(n)を(2a+2b−2)乗するのでは、従来の方法に比べてかえって計算量が多くなってしまう。そこで、本発明では出力信号のサンプルy(n)毎に数式28の出力信号ベクトルを予め算出しておき、数式43によりZ1、1、a、b(n)を算出する。
Figure 0005290698
ただし、上付きの*は複素共役を表す。 That is, in general, the matrix element obtained using all the output signals up to an arbitrary n-th sample is a recurrence formula
Figure 0005290698
Can be calculated sequentially. In the description so far, it has been clarified that the matrix elements Z1,1, a, b (n) can be calculated sequentially. However, when obtaining | y (n) | 2a + 2b-2 , if y (n) is raised to the power of (2a + 2b-2) in all matrix elements Z 1, 1, a, b (n), the conventional method is used. In comparison, the amount of calculation increases. Therefore, in the present invention, the output signal vector of Equation 28 is calculated in advance for each sample y (n) of the output signal, and Z 1, 1, a, b (n) is calculated by Equation 43.
Figure 0005290698
However, the superscript * represents a complex conjugate.

従って、行列Y (i)Y(i)の演算において、N回の乗算とN−1回の加算が必要なのは従来と同様であるが、メモリに保持しておく必要があるのは加算結果であるZ1,1,a,b(n)と最新の出力信号y(n)のみとなる。従って、本発明の方法により出力信号のメモリがN分の1になり、Nが大きいほど保持しておくべきメモリ量が相対的に減らせる。 Therefore, in the calculation of the matrix Y 1 H (i) Y 1 (i), N multiplications and N−1 additions are necessary as in the conventional case, but it is necessary to store them in the memory. Only the addition result Z 1,1, a, b (n) and the latest output signal y (n) are obtained. Therefore, according to the method of the present invention, the memory of the output signal is reduced to 1 / N, and the larger the N, the smaller the amount of memory to be held.

同様に、行列Y(i)e(i)の一部Y (i)e(i)のa行要素V1、aは、

Figure 0005290698
より
Figure 0005290698
となる。但し、記述の簡単のために
l,a(i)=y(i(n+M)+n)|y(i(N+M)+l)|2a−2
、および
(i)=e(i(N+M)+l)
をそれぞれ、y(l)、及びe(l)としている。ここでも、Z1,1,a,bのときと同様にV1,a
Figure 0005290698
と変形できる。ここで、nサンプル目までの出力信号を用いて求めたV1,aをV1,a(n)とおくと、数式45、および数式46のV1,aはV1,a(N−1)となり、
Figure 0005290698
で表される。 Similarly, a row element V 1, a part of the matrix Y H (i) e (i ) Y 1 H (i) e (i) is
Figure 0005290698
Than
Figure 0005290698
It becomes. However, for simplicity of description, y l, a (i) = y (i (n + M) + n) | y (i (N + M) + l) | 2a−2
And e l (i) = e (i (N + M) + l)
Are y (l) and e (l), respectively. Here again, V 1, a is the same as Z 1,1, a, b.
Figure 0005290698
And can be transformed. Here, placing the V 1, a obtained by using the output signal to the n-th sample and V 1, a (n), V 1, a formula 45, and formula 46 is V 1, a (N- 1)
Figure 0005290698
It is represented by

すなわち、一般的に任意のnサンプル目の出力信号まで全てを用いて求めた行列要素は漸化式

Figure 0005290698
により逐次的に算出できる。 That is, in general, the matrix element obtained using all the output signals up to an arbitrary n-th sample is a recurrence formula
Figure 0005290698
Can be calculated sequentially.

この誤差信号e(n)の各要素に関しても、

Figure 0005290698
により入出力信号のサンプル毎に算出できる。ただし、
Figure 0005290698
である。 Regarding each element of the error signal e (n),
Figure 0005290698
Can be calculated for each sample of input / output signals. However,
Figure 0005290698
It is.

従って、行列Yeの演算においては、従来はN回の乗算とN−1回の加算が必要であり、かつ加算結果V1,aとN個の出力信号とN個の入力信号を保持しておくメモリが必要であったのが本発明により、N回の乗算とN−1回の加算が必要であるものの1個の出力信号と1個の入力信号を保持しておくメモリのみが必要となる。 Thus, in the operation of the matrix Y H e, conventionally requires N multiplications and N-1 additions, and hold the addition result V 1, a and N output signals N input signals However, according to the present invention, only a memory for holding one output signal and one input signal is required according to the present invention, although N multiplications and N-1 additions are necessary. Necessary.

(メモリ量の比較)
本節では、従来の方法と本発明において使用するメモリ量について比較する。従来の方法では、N個のサンプリングポイントに対応するN行(Q+1)列の行列Y、および行列Xを算出し、N行1列の誤差ベクトルeを算出した後で(Q+1)行(Q+1)列の行列YY、および(Q+1)行1列の行列Yeを算出していた。従って、YY、およびYeの演算ではYY、およびYeを保持しておくメモリを除くと
2N(Q+1)+N
に比例した量のメモリが必要であった。
(Comparison of memory)
In this section, the amount of memory used in the present method and the present invention is compared. In the conventional method, an N-row (Q + 1) column matrix Y and a matrix X corresponding to N sampling points are calculated, and an error vector e of N rows and 1 column is calculated (Q + 1) rows (Q + 1). The matrix Y H Y of the column and the matrix Y H e of (Q + 1) rows and 1 column were calculated. Thus, Y H Y, and Y H e Y in operation H Y, and Y H Excluding memory to hold the e 2N (Q + 1) + N
An amount of memory proportional to was required.

これに対し、本発明ではYY、およびYeの演算において、1個のサンプリングポイントに対応する1行(Q+1)列のベクトルy、およびx、並びにN行1列の誤差ベクトルeのみを保持しておくので、従来の方法でも必要なYY、およびYeの演算結果を保持しておくメモリを除くと
2(Q+1)+1
に比例した量のメモリが必要である。すなわち、従来の方法に比べて本発明で必要なメモリ量は

Figure 0005290698
になる。一般にNは数千以上であるので、大幅にメモリ量が削減できる。従って、多項式係数(もしくはルックアップテーブル)の更新に用いる入出力信号のサンプリングポイント数が多いほど、本発明によるメモリ量の削減効果が高い。 On the other hand, in the present invention, in the calculation of Y H Y and Y H e, only the vectors y and x of 1 row (Q + 1) column corresponding to one sampling point, and the error vector e of N rows 1 column only. Except for the memory that holds the calculation results of Y H Y and Y H e that are also necessary in the conventional method,
2 (Q + 1) +1
An amount of memory proportional to is required. That is, the amount of memory required in the present invention compared to the conventional method is
Figure 0005290698
become. Since N is generally several thousand or more, the amount of memory can be greatly reduced. Therefore, as the number of input / output signal sampling points used for updating the polynomial coefficient (or look-up table) increases, the memory amount reduction effect according to the present invention increases.

(実施の形態2)
図4は本実施形態のプリディストータ302の構成を説明するブロック図である。プリディストータ302は、所定の基準に基づく歪補償値で入力信号Xを歪補償した予歪補償信号Aを被補償回路401へ出力する歪補償部11と、互いに異なるサンプリングポイントで予歪補償信号Aを取り込んだ複数の予歪サンプリング信号及び同じサンプリングポイントで被補償回路401からの出力信号Yを取り込んだ複数の出力サンプリング信号から前記基準の更新量を算出し、歪補償部11に前記基準を更新させる制御部13と、を備える。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a block diagram illustrating the configuration of the predistorter 302 according to this embodiment. The predistorter 302 outputs a predistortion compensation signal A obtained by distortion-compensating the input signal X with a distortion compensation value based on a predetermined reference to the compensated circuit 401, and a predistortion compensation signal at different sampling points. An update amount of the reference is calculated from a plurality of predistortion sampling signals that include A and a plurality of output sampling signals that include the output signal Y from the compensated circuit 401 at the same sampling point. A control unit 13 to be updated.

プリディストータ302も実施の形態1で説明したプリディストータ301と同様に動作する。具体的には、制御部13は、所定のサンプリングポイントで予歪補償信号A及び出力信号Yからそれぞれ予歪サンプリング信号及び出力サンプリング信号を取り込む。さらに、制御部13は、歪補償多項式の係数又はルックアップテーブルのテーブル値の更新量を算出し、補償部11が保有する歪補償多項式の係数又はルックアップテーブルのテーブル値を更新する。   The predistorter 302 operates in the same manner as the predistorter 301 described in the first embodiment. Specifically, the control unit 13 captures the predistortion sampling signal and the output sampling signal from the predistortion compensation signal A and the output signal Y, respectively, at predetermined sampling points. Further, the control unit 13 calculates the update amount of the distortion compensation polynomial coefficient or the table value of the lookup table, and updates the distortion compensation polynomial coefficient or lookup table value held by the compensation unit 11.

本発明に係るプリディストータは、移動体通信基地局などに用いられる無線送信機の電力増幅器に適用することができる。   The predistorter according to the present invention can be applied to a power amplifier of a radio transmitter used in a mobile communication base station or the like.

本発明に係るプリディストータの構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of the predistorter which concerns on this invention. 本発明に係るプリディストータの歪補償部を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the distortion compensation part of the predistorter which concerns on this invention. 本発明に係るプリディストータの構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of the predistorter which concerns on this invention. 本発明に係るプリディストータの構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of the predistorter which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

301、302:プリディストータ
11:歪補償部
13:制御部
401:被補償回路
511:遅延素子
512−j:振幅値関数(jは自然数)
513:要素増幅器
514:乗算器
515:加算器
X:入力信号
Y:出力信号
A:予歪補償信号
301, 302: Predistorter 11: Distortion compensation unit 13: Control unit 401: Compensated circuit 511: Delay element 512-j: Amplitude value function (j is a natural number)
513: Element amplifier 514: Multiplier 515: Adder X: Input signal Y: Output signal A: Predistortion compensation signal

Claims (5)

所定の基準に基づく歪補償値で入力信号を歪補償して被補償回路へ出力する歪補償部と、
互いに異なるサンプリングポイントで前記入力信号を取り込んだ複数の入力サンプリング信号及び前記サンプリングポイントで前記被補償回路からの出力信号を取り込んだ複数の出力サンプリング信号から前記基準の更新量を複素数を扱う直交座標の行列式で算出し、前記歪補償部に前記基準を更新させる制御部と、
を備えるプリディストータであって、
前記制御部は、前記サンプリングポイントの数を可変できることを特徴とするプリディストータ。
A distortion compensation unit that compensates the distortion of the input signal with a distortion compensation value based on a predetermined criterion and outputs the distortion to the compensated circuit;
A plurality of input sampling signals that capture the input signal at different sampling points, and a plurality of output sampling signals that capture the output signal from the compensated circuit at the sampling point, and the orthogonal coordinate that handles the complex update number of the reference update amount . calculated by the matrix equation, a control unit for updating the reference to the distortion compensating unit,
A predistorter comprising:
The predistorter, wherein the control unit can vary the number of sampling points.
前記歪補償部は、
歪補償多項式を保有しており、前記基準が前記歪補償多項式の係数であり、
前記制御部は、
N(Nは1以上の整数)番目に取り込まれた出力サンプリング信号を(2a+2b−2)乗した値(a、bは1以上の整数)を、N−1番目に取り込まれた出力サンプリング信号までで算出したa行b列の行列要素に加算し、N番目のa行b列の行列要素とした出力信号行列を算出し、前記出力信号行列の複素共役転置行列を左側から乗算して第一行列を算出し、
N番目に取り込まれた入力サンプリング信号を(2a+2b−2)乗した値を、N−1番目に取り込まれた入力サンプリング信号までで算出したa行b列の行列要素に加算し、N番目のa行b列の行列要素とした入力信号行列を算出し、N個の入力サンプリング信号から算出した前記入力信号行列とN個の出力サンプリング信号から算出した前記出力信号行列との差分に前記歪補償多項式の係数の行列を右側から乗算して誤差行列とし、前記誤差行列にN個の前記出力信号行列の複素共役転置行列を左側から乗算して第二行列を算出し、
前記第一行列の逆行列と前記第二行列とを乗算して前記歪補償多項式の係数の更新量を算出することを特徴とする請求項1に記載のプリディストータ。
The distortion compensation unit
Possesses a distortion compensation polynomial, and the criterion is a coefficient of the distortion compensation polynomial;
The controller is
A value obtained by multiplying the Nth (N is an integer of 1 or more) output sampling signal to the power of (2a + 2b−2) (a and b are integers of 1 or more) up to the N−1th output sampling signal. Is added to the matrix element of a row and b column calculated in step (b) to calculate an output signal matrix as a matrix element of the Nth a row and b column, and the complex conjugate transpose matrix of the output signal matrix is multiplied from the left side to obtain the first Calculate the matrix
A value obtained by raising the Nth input sampling signal to the power of (2a + 2b−2) is added to the matrix element of a row and b column calculated up to the N−1th input sampling signal, and the Nth a The distortion compensation polynomial is calculated by calculating an input signal matrix having matrix elements of row b columns and calculating the difference between the input signal matrix calculated from N input sampling signals and the output signal matrix calculated from N output sampling signals. Is multiplied by a matrix of coefficients from the right side to obtain an error matrix, and the error matrix is multiplied by a complex conjugate transpose matrix of N output signal matrices from the left side to calculate a second matrix,
The predistorter according to claim 1, wherein an update amount of a coefficient of the distortion compensation polynomial is calculated by multiplying an inverse matrix of the first matrix and the second matrix.
前記歪補償部は、
ルックアップテーブルを保有しており、前記基準が前記ルックアップテーブルのテーブル値であり、
前記制御部は、
N(Nは1以上の整数)番目に取り込まれた出力サンプリング信号を(2a+2b−2)乗した値(a、bは1以上の整数)を、N−1番目に取り込まれた出力サンプリング信号までで算出したa行b列の行列要素に加算し、N番目のa行b列の行列要素とした出力信号行列を算出し、前記出力信号行列の複素共役転置行列を左側から乗算して第一行列を算出し、
N番目に取り込まれた入力サンプリング信号を(2a+2b−2)乗した値を、N−1番目に取り込まれた入力サンプリング信号までで算出したa行b列の行列要素に加算し、N番目のa行b列の行列要素とした入力信号行列を算出し、N個の入力サンプリング信号から算出した前記入力信号行列とN個の出力サンプリング信号から算出した前記出力信号行列との差分に前記歪補償多項式の係数の行列を右側から乗算して誤差行列とし、前記誤差行列にN個の前記出力信号行列の複素共役転置行列を左側から乗算して第二行列を算出し、
前記第一行列の逆行列と前記第二行列とを乗算して前記ルックアップテーブルのテーブル値の更新量を算出することを特徴とする請求項1に記載のプリディストータ。
The distortion compensation unit
Has a lookup table, and the criterion is a table value of the lookup table;
The controller is
A value obtained by multiplying the Nth (N is an integer of 1 or more) output sampling signal to the power of (2a + 2b−2) (a and b are integers of 1 or more) up to the N−1th output sampling signal. Is added to the matrix element of a row and b column calculated in step (b) to calculate an output signal matrix as a matrix element of the Nth a row and b column, and the complex conjugate transpose matrix of the output signal matrix is multiplied from the left side to obtain the first Calculate the matrix
A value obtained by raising the Nth input sampling signal to the power of (2a + 2b−2) is added to the matrix element of a row and b column calculated up to the N−1th input sampling signal, and the Nth a The distortion compensation polynomial is calculated by calculating an input signal matrix having matrix elements of row b columns and calculating the difference between the input signal matrix calculated from N input sampling signals and the output signal matrix calculated from N output sampling signals. Is multiplied by a matrix of coefficients from the right side to obtain an error matrix, and the error matrix is multiplied by a complex conjugate transpose matrix of N output signal matrices from the left side to calculate a second matrix,
The predistorter according to claim 1, wherein an update amount of a table value of the lookup table is calculated by multiplying an inverse matrix of the first matrix and the second matrix.
前記制御部は、前記入力信号と前記出力信号との誤差電力の積算値をモニタし、前記積算値が所定の閾値を超えた場合に前記歪補償部に前記基準を更新させることを特徴とする請求項1に記載のプリディストータ。   The control unit monitors an integrated value of error power between the input signal and the output signal, and causes the distortion compensation unit to update the reference when the integrated value exceeds a predetermined threshold value. The predistorter according to claim 1. 前記制御部は、前記入力信号と前記出力信号との誤差電力をモニタし、前記誤差電力が所定の閾値を超えた場合に前記サンプリングポイントの数を前記誤差電力が所定の閾値以内の場合より減らして前記基準を更新させることを特徴とする請求項1に記載のプリディストータ。   The control unit monitors error power between the input signal and the output signal, and reduces the number of sampling points when the error power exceeds a predetermined threshold than when the error power is within a predetermined threshold. The predistorter according to claim 1, wherein the reference is updated.
JP2008271861A 2008-10-22 2008-10-22 Predistorter Active JP5290698B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008271861A JP5290698B2 (en) 2008-10-22 2008-10-22 Predistorter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008271861A JP5290698B2 (en) 2008-10-22 2008-10-22 Predistorter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010103675A JP2010103675A (en) 2010-05-06
JP5290698B2 true JP5290698B2 (en) 2013-09-18

Family

ID=42293930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008271861A Active JP5290698B2 (en) 2008-10-22 2008-10-22 Predistorter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5290698B2 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2933751B2 (en) * 1990-08-10 1999-08-16 株式会社リコー Digital data detection circuit and detection method thereof
FR2746564B1 (en) * 1996-03-22 1998-06-05 Matra Communication METHOD FOR CORRECTING NON-LINEARITIES OF AN AMPLIFIER, AND RADIO TRANSMITTER IMPLEMENTING SUCH A METHOD
JP2001203772A (en) * 2000-01-24 2001-07-27 Nec Corp Non-linear distortion compensation device
JP2007040784A (en) * 2005-08-02 2007-02-15 Seiko Epson Corp Method and program for controlling positioning system, computer-readable record medium recording the program, and positioning system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010103675A (en) 2010-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004057793B4 (en) Digital memory-based predistortion technique
JP4909261B2 (en) Model-based distortion reduction in power amplifiers
JP5753272B2 (en) Nonlinear model with tap output normalization
JP5420887B2 (en) Distortion compensation device
EP1611676B1 (en) Power amplifier pre-distortion
EP1560329A1 (en) Digital predistorter using power series model
KR101679230B1 (en) Polynomial digital predistortion apparatus for compensation of non-linear characteristic of power amplifier and the method thereof
EP2641325A1 (en) Orthogonal basis function set for ditigal predistorter
JP5357983B2 (en) Digital predistortion circuit having extended working range and method thereof
JP2009177668A (en) Distortion compensating apparatus and power amplifier with the same
EP1683266B1 (en) Power amplifier pre-distortion
KR20120070047A (en) Predistorter for compensating of nonlinear distortion and method for the same
CN109075745A (en) pre-distortion device
JP5299958B2 (en) Predistorter
JP5160344B2 (en) Predistorter
JP5290698B2 (en) Predistorter
JP5238461B2 (en) Predistorter
JP5221260B2 (en) Predistorter
JP5260335B2 (en) Predistorter
JP5115979B2 (en) Predistorter
JP4766061B2 (en) Predistorter, extended predistorter and amplifier circuit
JP2016001846A (en) Distortion compensation device and distortion compensation method
KR100991494B1 (en) Digital pre-distortion method and digital pre-distorter
JP6296709B2 (en) Distortion compensation device
US11658618B2 (en) Distortion compensation device, distortion compensation method, and non-transitory computer-readable storage medium

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111017

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120906

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: 20121107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130226

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130425

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: 20130604

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130606

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5290698

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150