JP5316325B2 - 歪補償回路、及びこれを用いた無線送信装置、歪補償方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば無線送受信機に用いられる高出力増幅器の非線形特性を補償するための歪補償回路、歪補償方法、及びこれを用いた無線送信装置に関する。

一般的に、効率性の高い高出力増幅器（ＨＰＡ: High Power Amplifier、以下、単に増幅器ともいう）は、入出力特性の線形性が低い。従って、このような増幅器を用いて電力を増幅すると、入出力特性の歪により、所望の出力が得られない場合がある。そこで、このような増幅器の歪を補償するために、当該増幅器の入力信号に対して、増幅器の歪特性とは逆の、逆歪特性を表すモデルを推定し、増幅器の入力に対して前記モデルを用いた歪補償処理を施すことで、所望の増幅器出力を得る歪補償回路が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。

Thesis by Lei Ding, "Digital predistortion of power amplifiers for wireless application", Georgia institute of Technology, March 2004

上記歪補償回路は、一般に、無線送信機の増幅装置に適用される。この増幅装置は、歪補償回路の他、デジタルの送信信号をアナログ変換するためのデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）と、ＤＡＣによりアナログ変換された送信信号を搬送周波数に変換する周波数変換器と、周波数変換された送信信号を増幅して出力する増幅器とを備えている。
上記歪補償回路は、増幅器により増幅される前のデジタルの送信信号（入力信号）を取得するとともに、増幅器により増幅された後の送信信号（出力信号）をデジタル信号として取得し、これら入出力信号を用いて歪補償処理を行う。このため、前記歪補償回路と増幅器との間には、アナログの出力信号をデジタルの出力信号として前記歪補償回路へフィードバックするために、搬送周波数からベースバンドの周波数に変換するための周波数変換器や、アナログの出力信号をデジタル信号に変換するためのアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）等が設けられており、歪補償回路は、これらを介して出力信号を取得する。

ここで、上記ＡＤＣ、ＤＡＣ、及び、周波数変換器によって処理される信号は、これら各機器による低周波ジッタの影響を受け、時間軸上においてゆらぎが生じることがある。このため、入力信号、及び前記各回路を通じて歪補償回路にフィードバックされる出力信号には、前記ジッタに起因する異常信号が瞬時的に含まれてしまう場合があった。

さらに、前記無線送信機のアンテナに外部からの信号が突発的に飛び込むことがあり、このような外部信号の飛び込みによっても、入力信号、及び歪補償回路にフィードバックされる出力信号に、異常信号が瞬時的に含まれてしまう場合があった。

上記のように、入力信号や歪補償回路にフィードバックされる出力信号に瞬時的な異常信号が含まれていると、当該歪補償回路は、前記モデルを精度よく推定することができず、一時的に歪補償の精度が低下するおそれがあった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、入力信号又は出力信号に瞬時的な異常信号が含まれるおそれがある場合にも、歪補償の精度が低下するのを抑制することができる歪補償回路、歪補償方法、及びこれを用いた無線送信装置を提供することを目的とする。

（１）本発明は、増幅器の入出力特性を表すモデルを用いて当該増幅器の入出力特性に対する歪補償を行う歪補償回路であって、
前記増幅器に入力される入力信号、及びこの入力信号に対応して前記増幅器が出力する出力信号に基づいて、現在歪補償に用いている現在のモデルを更新するための新たなモデルを推定するモデル推定部と、
前記入力信号及び前記出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に応じて、前記新たなモデルに更新するか否かを決定する更新決定部と、を備えていることを特徴としている。

上記構成の歪補償回路によれば、更新決定部が、入出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定する判定部の判定結果に応じて、新たなモデルに更新するか否かを決定するので、入出力信号に瞬時的にも異常信号が含まれることで、新たなモデルの推定精度が低下するおそれがある場合には、新たなモデルへの更新を行わず、現在のモデルを用いて歪補償を行うことができる。この結果、推定精度の低いモデルを用いて歪補償が行われるのを防止することができ、歪補償の精度低下を抑制することができる。

（２）前記更新決定部は、前記新たなモデルに更新しないことを決定した場合、前記現在のモデルを含む前記モデル推定部が過去に推定したモデルの中から、歪補償に用いるモデルを選択するものであってもよい。
この場合、更新決定部は、現在のモデル以外に過去のモデルについても歪補償に用いるモデルとして選択することができ、選択範囲の幅が広がることで、より適切なモデルを用いて歪補償を行うことができる。

（３）前記判定部は、前記新たなモデルにおけるモデル化誤差量を求め、このモデル化誤差量に基づいて、前記入力信号及び前記出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定するものであることが好ましい。
上記モデル化誤差量は、増幅器の入出力特性に大きな歪がなければ比較的小さい値となるが、大きな歪が生じている場合には、比較的大きな値となる。
これに対して、入力信号及び出力信号に瞬時的にも異常信号が含まれていれば、この異常信号は、見かけ上、増幅器の入出力特性に歪を生じさせるので、結果的にモデル化誤差量が比較的大きく現れることとなる。従って、新たなモデルのモデル化誤差量を求め、求めたモデル化誤差量を、過去の他のモデルのモデル化誤差量、又は、異常信号が含まれているか否かを判定するための判定値と比較することで、新たなモデルのモデル化誤差量の変化を把握することができ、この把握される変化に基づいて、入力信号又は出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定することができる。
以上のようにして、判定部は、上記モデル化誤差量を用いることで、前記入力信号及び前記出力信号に異常信号が含まれているか否かの判定を好適に行うことができる。

（４）（５）また、入出力信号に異常信号が含まれていれば、推定される新たなモデル自身に変動が生じるので、前記判定部は、前記新たなモデルを数式としたときの当該モデルを表すパラメータに基づいて、前記入力信号及び前記出力信号に瞬時的な異常信号が含まれているか否かを判定するものであってもよく、より具体的に、前記パラメータは、前記新たなモデルをべき級数の多項式で表したときの各次それぞれの係数であることが好ましい。

入力信号及び出力信号に異常信号が含まれていれば、上述のように、この異常信号によって増幅器の入出力特性に見かけ上、歪を生じさせるため、推定されるモデルを表すパラメータにも変化が現れる。
従って、新たなモデルのパラメータを、過去の他のモデルのパラメータ、又は、異常信号が含まれているか否かを判定するための判定値と比較することで、新たなモデルの変化を把握することができ、この把握されるモデルの変化に基づいて、入力信号又は出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定することができる。
以上のようにして、判定部は、上記パラメータを用いることで、前記入力信号及び前記出力信号に異常信号が含まれているか否かの判定を好適に行うことができる。

（６）前記判定部は、前記出力信号を取得し、前記出力信号として使用可能な使用可能周波数帯域の電力に対する、前記使用可能周波数帯域に隣接する隣接周波数帯域の電力の漏洩電力比を求め、この漏洩電力比に基づいて、前記入力信号及び前記出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定するものであってもよい。
モデル推定部がモデルを推定するために用いる出力信号に異常信号が含まれていれば、その異常信号を漏洩電力として検出することができる。従って、判定部は、漏洩電力比を過去の出力信号の漏洩電力比、又は、瞬時的な異常信号が含まれているか否かを判定するための判定値と比較することで、この漏洩電力比の変化を把握することができ、この変化に基づいて、出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定することができる。
よって、判定部は、上記漏洩電力比を用いることで、前記入力信号及び前記出力信号に異常信号が含まれているか否かの判定を、好適に行うことができる。

（８）また、本発明は、増幅器及びこの増幅器の入力特性についての歪補償を行う歪補償回路を有する送信部を備えた無線送信装置であって、前記歪補償回路が、上述の歪補償回路であることを特徴としている。
上記構成の無線送信装置によれば、上述の歪補償回路を備えているので、瞬時的にも異常信号が入力信号又は出力信号に含まれるおそれがある場合にも、歪補償の精度が低下するのを抑制することができる。

（７）また、本発明は、増幅器の入出力特性を表すモデルを用いて当該増幅器の入出力特性に対する歪補償を行うための歪補償方法であって、前記増幅器に入力される入力信号、及びこの入力信号に対応して前記増幅器が出力する出力信号に基づいて、現在歪補償に用いている現在のモデルを更新するための新たなモデルを推定するモデル推定ステップと、前記入力信号及び前記出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定する判定ステップと、前記検知ステップの検知結果に応じて、前記新たなモデルに更新するか否かを決定する更新決定ステップと、を備えていることを特徴としている。
上記構成の歪補償方法によれば、瞬時的にも異常信号が入力信号又は出力信号に含まれるおそれがある場合にも、歪補償の精度が低下するのを抑制することができる。

以上のように、本発明の歪補償回路、歪補償方法、及びこれを用いた無線送信装置によれば、入力信号又は出力信号に瞬時的な異常信号が含まれる場合にも、歪補償の精度が低下するのを抑制することができる。

本発明の第一の実施形態に係る基地局装置の無線送信に係る増幅装置部分を示す回路図である。 デジタル処理部が機能的に有する歪補償回路の機能ブロック図である。 両バッファ部に蓄積される入力信号及び出力信号の関係を示したグラフであり、各信号と逆モデルとの関係を説明するための図である。 判定部及び更新決定部が行う、新たなモデルについてのモデル化誤差量に基づいた判定及びこの判定に基づいたモデル更新の決定についての手順を示すフローチャートである。 本発明の第二の実施形態に係る歪補償回路の機能ブロック図である。 判定部が行う出力信号からＡＣＬＲ値を求める処理の内容を説明するための図である。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係る基地局装置の無線送信に係る増幅装置部分を示す回路図である。この基地局装置ＢＳは、広帯域移動無線通信システムの送信装置として用いられるものであり、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６に規定されるいわゆる「ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）」と呼ばれる無線通信システムに準拠して構成されており、送信信号を増幅するため増幅装置１を備えている。

増幅装置１は、前記歪補償回路（ＤＰＤ）２０を機能的に有するデジタル処理部２と、高出力増幅器（ＨＰＡ、以下、単に増幅器ともいう）４を有するアナログ処理部３とを備えている。
デジタル処理部２は、増幅器４に入力される入力信号としての送信信号をデジタル信号としてアナログ処理部３に与えるとともに、増幅器４が出力する出力信号をデジタル信号としてアナログ処理部３から取得する。
アナログ処理部３は、デジタル処理部２と、増幅器４の信号入力端子との間に、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）５、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６、及び、第一周波数変換部７が配置接続されている。デジタル処理部２が出力するデジタルの入力信号は、これらを介することで、アナログ信号に変換されるとともに搬送周波数に変換された後、増幅器４に与えられる。
増幅器４の出力端子には、アンテナ８が接続されており、増幅器４が出力する出力信号は、送信信号としてアンテナ８から送信される。

また、アナログ処理部３は、増幅器４の信号出力端子と、デジタル処理部２との間に、増幅器４の出力信号を得るためのカプラ９と、第二周波数変換部１０と、ローパスフィルタ１１と、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）１２とが配置接続されている。
増幅器４の出力信号は、これらを介することで、ベースバンドの周波数に変換されるとともにデジタル変換された後、デジタル処理部２に与えられる。

図２は、デジタル処理部２が機能的に有する歪補償回路の機能ブロック図である。
歪補償回路２０は、増幅器４への入力信号と、アナログ処理部３から取得する増幅器４の出力信号とに基づいて増幅器４の入出力特性を推定し、その入出力特性に対して歪補償処理を行うことで、所望の増幅特性を得るものであり、増幅器４の入力信号を蓄積するための入力信号バッファ部２１と、入力信号バッファ部２１に蓄積される入力信号に対応して増幅器４が出力する出力信号を蓄積するための出力信号バッファ部２２と、これら両バッファ部２１、２２に蓄積される入力信号及び出力信号を取得して増幅器４の入出力特性を表すモデルを推定するモデル推定部２３と、このモデル推定部２３により推定された入出力特性のモデルに基づいて、歪補償を行う歪補償部２４とを備えている。
歪補償回路２０は、さらに、モデル推定部２３がモデルの推定に用いた入力信号及び出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定する判定部２５と、判定部２５の判定結果に応じて、歪補償部２４が行う歪補償に用いるモデルを新たなモデルに更新するか否かを決定する更新決定部２６とを備えている。

歪補償部２４は、増幅装置１に与えられる送信信号（歪補償前の信号）に増幅器４の入出力特性に応じた歪補償処理を施して、増幅器４へ入力される入力信号（歪補償後の信号）を出力する。増幅器４は、歪補償部２４から予め歪補償が施された入力信号が与えられる。このため、増幅器４は、歪の無い（もしくは少ない）出力信号を出力することができる。

ここで、増幅器４の入出力特性は非線形特性であり、例えば、下記式（１）に示す、べき級数多項式で表現される。なお、下記式（１）中、ｚは増幅器４の出力信号、ｙは増幅器４の入力信号、ａ_iは各次の係数である。

歪補償部２４は、上記式（１）に基づき、下記式（２）に示す、べき級数多項式を演算し、増幅器４の入力信号ｙを求める。なお、下記式（２）中、ａ_i´は、増幅器の逆特性を示す各次の係数であり、ｘは歪補償前の増幅器４の入力信号である。

歪補償部２４は、上記式（２）に示すように、増幅器４の入出力特性を表すモデルとしての増幅器４の逆特性を示す各次の係数ａ_i´に基づいて、増幅器４の歪特性の逆特性を歪補償前の入力信号ｘに付加し、増幅器４に起因する歪を打ち消すことで歪補償を行う。

上記式（２）中の増幅器４の逆特性を示す各次の係数ａ_i´は、モデル推定部２３によって求められる。モデル推定部２３は、増幅器４の入力信号ｙ、及び出力信号ｚに係る入出力信号データを取得し、これらに基づいて、増幅器４の入出力特性を表すモデル（逆モデル）を推定し、その推定したモデルとしての上記各次の係数ａ_i´を求める。

モデル推定部２３は、入力信号ｙを、出力信号ｚのべき級数多項式で表した増幅器モデル（逆モデル）を有しており、入力信号バッファ部２１及び出力信号バッファ部２２から取得する入出力信号を前記モデルに適用して、当該モデルを推定する。モデル推定部２３は、推定したモデルを示す値である各次の係数を、増幅器４の逆特性を示す各次の係数ａ_i´として、更新決定部２６を介して歪補償部２４に出力する。

モデル推定部２３は、予め定められた周期や、制御信号等に基づいてモデルの推定を行い、その推定したモデルを歪補償部２４に出力する。歪補償部２４は、モデル推定部２３（更新決定部２６）から新たなモデルが与えられると、それまで用いていた現在のモデルを更新し、その新たなモデルを用いて歪補償を行う。つまり、モデル推定部２３は、予め定められた周期や、制御信号等に基づいて、現在用いているモデルを更新するための新たなモデルを推定する。

入力信号バッファ部２１は、増幅器４へ与えられる入力信号を、予め定められた時間幅の区間として設定されるサンプリング区間分だけ蓄積する。また、出力信号バッファ部２２も、入力信号バッファ部２１と同様、増幅器４からの出力信号を、予め定められた時間幅のサンプリング区間分だけ蓄積する。なお、両バッファ部２１，２２は、上記モデル推定部２３が新たなモデルを推定するタイミングに応じて、入力信号及び出力信号を蓄積するタイミングが制御される。

判定部２５は、上述のように、モデル推定部２３が新たなモデルの推定に用いた入力信号及び出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定する機能を有している。
具体的に、判定部２５は、モデル推定部２３が推定した新たなモデルを取得するとともに、この新たなモデルを推定するために用いた入出力信号を両バッファ部２１，２２から取得する。判定部２５は、これらを用いて、モデル推定部２３が推定した更新するための新たなモデルにより求まる推定値と、実際の信号電力との誤差（モデル化誤差量）を求めることで、新たなモデルの推定に用いた入力信号及び出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定する。

なお、ここで、異常信号とは、アンテナ８を介して外部信号が突発的に飛び込むことで入出力信号に瞬時的に与えられてしまう雑音信号（外部雑音）や、アナログ処理部３が有するＡＤＣ１２、ＤＡＣ５等によるジッタの影響によって入出力信号に瞬時的に与えられてしまう雑音信号（内部雑音）等をいう。

上記モデル化誤差量は、増幅器４の入出力特性に大きな歪がなければ、大きな誤差は生じず、比較的小さい値となるが、増幅器４の入出力特性に大きな歪が生じると、大きな誤差が生じ、比較的大きい値となる。
ここで仮に、増幅器４自身の入出力特性に大きな変動がないとしたときに、入力信号及び出力信号に瞬時的にも異常信号が含まれていれば、この異常信号は、見かけ上、増幅器４の入出力特性に歪を生じさせる。このため、推定したモデルと実際の信号電力との誤差が大きくなり、結果的にモデル化誤差量が比較的大きく現れる場合がある。従って、上記新たなモデルのモデル化誤差量を求めれば、これに基づいて、入出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定することができる。

以下、判定部２５による、新たなモデルのモデル化誤差量を求める方法について説明する。
判定部２５は、上述のように、入力信号ｙを、出力信号ｚのべき級数多項式で表した増幅器モデル（逆モデル）を有しており、この逆モデルは、下記式（３）のように表される。

モデル推定部２３は、上記式（３）に、両バッファ部２１，２２からの入力信号及び出力信号を代入し、演算することで、各次の係数ａ_i´を求め、入力信号ｙを求めるための出力信号ｚに関する逆モデルを示す関数を推定する。

図３は、両バッファ部２１，２２に蓄積される入力信号及び出力信号の関係を示したグラフであり、各信号と逆モデルとの関係を説明するための図である。図において、横軸に出力信号ｚ、縦軸に入力信号ｙを示している。また、逆モデルは、図中の曲線ｆ（ｚ）により表されている。

ここで、例えば、互いに対応する入力信号及び出力信号によって定まる観測点Ｋ１における、逆モデル関数の誤差について説明する。観測点Ｋ１では、出力信号の電力値がｚ１、入力信号の電力値がｙ_z1とする。
この観測点Ｋ１における実際の入力信号の電力値と、モデル推定部２３が推定した逆モデルにより求まる推定入力電力値との誤差量は、図３に示すように下記式（４）で表される。
観測点Ｋ１における誤差量 ＝ ｙ_z1 − ｆ（ｚ１） ・・・・（４）

判定部２５は、モデル推定部２３より、推定された逆モデル（新たなモデル）、及び観測点として対応付けられた入出力信号を取得し、下記式（５）に示すように、各観測点について上記誤差量を求め、それらの二乗和を実際の入力信号の二乗和に対する割合とした値の常用対数をとった値をモデル化誤差量Ｊとして求める。

また、判定部２５は、モデル推定部２３から新たなモデルが与えられるごとにその上記モデル化誤差量Ｊを求めるとともに、求めたモデル化誤差量Ｊの平均値（後に説明する）を求め、この平均値を記憶する機能を有している。
判定部２５が、新たなモデルについてのモデル化誤差量Ｊに基づいて行う、入力信号及び前記出力信号に異常な信号が含まれているか否かの判定については、後に説明する。

更新決定部２６は、上述のように、判定部２５から与えられる、入力信号及び前記出力信号に異常な信号が含まれているか否かの判定結果に応じて、歪補償部２４が歪補償に用いるモデルとして用いている現在のモデルを、モデル推定部２３が推定した新たなモデルに更新するか否かを決定する。
更新決定部２６は、モデル推定部２３が推定した新たなモデルを取得し、新たなモデルに更新する場合には、この取得した新たなモデルを歪補償部２４に出力し、歪補償部２４にモデルの更新をさせる。

図４は、判定部２５及び更新決定部２６が行う、新たなモデルについてのモデル化誤差量に基づいた判定及びこの判定に基づいたモデル更新の決定についての手順を示すフローチャートである。
まず、推定した新たなモデルをモデル推定部２３が判定部２５に与えると、判定部２５は、新たなモデル及びこの新たなモデルの推定に用いられた入出力信号を用いて、新たなモデルのモデル化誤差量Ｊを求める（ステップＳ１０１）。

次いで、判定部２５は、下記式（６）に示すように、ステップＳ１０１で求めた新たなモデルのモデル化誤差量Ｊと、記憶している過去に推定されたモデルのモデル化誤差量Ｊの平均値Ｊ_meanとによって、当該平均値Ｊ_meanを更新する（ステップＳ１０２）。
Ｊ_mean ＝ （１−α）Ｊ_mean ＋ αＪ ・・・・（６）

なお、式（６）中、係数α（ただし、０＜α＜１）は、平均値Ｊ_meanを更新する際に、新たに加えられるモデル化誤差量Ｊの平均値Ｊ_meanに対する影響度を調整するための定数である。

次に、判定部２５は、新たなモデルによるモデル化誤差量Ｊと更新後の平均値Ｊ_meanとの差分が、予め設定された閾値Δよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
ステップＳ１０３による判定では、新たなモデルによるモデル化誤差量Ｊを、当該新たなモデル化誤差量Ｊを含めた過去のモデルのモデル化誤差量Ｊの平均値Ｊ_meanと比較し、その差分が閾値Δよりも小さければ、新たなモデルのモデル化誤差量Ｊが、平均値Ｊ_meanに対して正常な値とみなせる範囲であると判断し、差分が閾値Δ以上であれば、新たなモデルのモデル化誤差量Ｊが、平均値Ｊ_meanに対して異常な値と判断する。

そして、新たなモデルのモデル化誤差量Ｊが正常な値とみなせる範囲であると判断できる場合には、このときの新たなモデルの推定に用いた入出力信号についても、異常信号が含まれないものと判断し、新たなモデルのモデル化誤差量Ｊが異常な値と判定する場合には、このときの新たなモデルの推定に用いた入出力信号に異常信号が含まれていると判断する。
以上のようにして、判定部２５は、新たなモデルのモデル化誤差量Ｊと平均値との差分が閾値Δ以上となる場合には、新たなモデルのモデル化誤差量Ｊが平均値Ｊ_meanに対する異常な値として一時的に現れていると判断し、このとき推定された新たなモデルに用いた入出力信号には異常信号が含まれていると判定する。

なお、モデル化誤差量Ｊは、推定したモデルにより求まる推定値と、実際の信号電力との平均誤差なので、そのモデルの推定精度を示しており、比較的大きい値であればモデル推定精度が低下することを示す。このため、上記閾値Δは、推定される新たなモデルにおいて許容することができる推定精度を維持できる値に設定される。

判定部２５は、ステップＳ１０３により判定した判定結果を更新決定部２６に与える。
判定部２５からの判定結果が、前記差分が閾値Δよりも小さいという判定である場合、新たなモデルの推定に用いた入出力信号には異常信号が含まれないものと判断できるので、新たなモデルを用いたとしても、精度よく歪補償を行うことができる。
従って、更新決定部２６は、新たなモデルに更新することを決定し（ステップＳ１０４）、この新たなモデルを示す各次の係数ａ_i´を歪補償部２４に与えて処理を終える（ステップＳ１０５）。
歪補償部２４は、更新決定部２６から新たなモデルが与えられると、それまで用いていた現在のモデルから新たなモデルに更新し、この新たなモデルを用いて歪補償を行う。

一方、判定部２５からの判定結果が、前記差分が閾値Δよりも小さくないという判定である場合、新たなモデルの推定に用いた入出力信号には異常信号が含まれるものと判断できるので、新たなモデルの推定精度が低下しているおそれがある。
このため、更新決定部２６は、新たなモデルに更新しないことを決定し（ステップＳ１０６）、歪補償部２４に新たなモデルを与えることなく処理を終える。
この場合、歪補償部２４は、新たなモデルが与えられないので、モデルの更新を行うことなく引き続いて現在のモデルを用いて歪補償を行う。

なお、判定部２５及び更新決定部２６は、モデル推定部２３が新たなモデルを推定するごとに上記処理を行うので、歪補償に用いられているモデルは、必ずその推定に用いられた入出力信号に異常信号が含まれないものと判断されている。よって、歪補償に用いられている上記現在のモデルについても、その推定の際に用いられた入出力信号に異常信号が含まれないものと判断されている。
つまり、更新決定部２６が新たなモデルに更新しないことを決定した場合、異常信号を含まないと判定された入出力信号に基づいて推定されたモデルである現在のモデルによって、引き続き現在のモデルを用いて歪補償が行われるので、異常信号に起因する歪補償の精度低下が生じることはない。

以上詳述したように、上記構成の歪補償回路２０によれば、更新決定部２６が、入出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定する判定部２５の判定結果に応じて、新たなモデルに更新するか否かを決定するので、入出力信号に瞬時的にも異常信号が含まれることで、新たなモデルの推定精度が低下するおそれがある場合には、新たなモデルへの更新を行わず、現在のモデルを用いて歪補償を行うことができる。この結果、推定精度の低いモデルを用いて歪補償が行われるのを防止することができ、歪補償の精度低下を抑制することができる。

図５は、本発明の第二の実施形態に係る歪補償回路の機能ブロック図である。本実施形態と、第一の実施形態との相違点は、判定部２５が、出力信号バッファ部２２が出力する出力信号から当該出力信号の隣接チャネル漏洩電力比（Adjacent Channel Leakage Ratio，以下、ＡＣＬＲ値ともいう）を求め、このＡＣＬＲ値に基づいて前記入力信号及び前記出力信号に一時的な異常信号が含まれているか否かを判定するように構成されている点である。
判定部２５は、出力信号バッファ部２２が出力する出力信号を取得し、ＡＣＬＲ値を求めた上で、このＡＣＬＲ値に基づいて判定を行う。

判定部２５は、取得した出力信号から、当該出力信号として使用可能な使用可能周波数帯域の周波数成分、及び、この使用可能周波数帯域に隣接する隣接周波数帯域の周波数成分を取得するためのバンドパスフィルタ（図示せず）と、これら成分の電力比を求めるための演算部（図示せず）とを備えている。ここで使用可能周波数帯域とは、基地局装置ＢＳの送信信号として使用される周波数帯域、及び送信信号として使用が許容される周波数帯域を含んだ帯域であり、歪補償回路２０を備えた基地局装置ＢＳの送信信号として使用可能な周波数帯域である。

図６は、判定部２５が行う出力信号からＡＣＬＲ値を求める処理の内容を説明するための図である。図６において、横軸は周波数、縦軸は電力を示している。
判定部２５は、上述のバンドパスフィルタにより、出力信号から使用可能周波数帯域の周波数成分と、この使用可能周波数帯域の周波数軸方向両側に隣接する隣接周波数帯域の周波数成分とを分離して取得する。
そして、判定部２５は、両側の隣接周波数帯域成分の電力の平均値を漏洩電力とし、使用可能周波数帯域成分の電力に対する漏洩電力の電力比（ＡＣＬＲ値）を求める。

つまり、判定部２５は、両側の隣接周波数帯域の成分の量をＡＣＬＲ値として取得する。取得した出力信号に異常信号が含まれていれば、その出力信号の周波数に乱れが生じ、隣接周波数帯域に漏洩電力が大きく現れる。従って、このＡＣＬＲ値の変化を把握することで、入力信号及び出力信号に一時的な異常信号が含まれているか否かを判定することができる。
なお、判定部２５は、出力信号のみを取得しているが、当該出力信号に対応する入力信号がアナログ処理部３を通過する際に、その入力信号に異常信号が付加された場合には、当該出力信号にもそれが反映される。このため、判定部２５は、出力信号のＡＣＬＲ値のみから入力信号及び出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定することができる。

判定部２５は、上記第一の実施形態の図４にて説明したモデル化誤差量Ｊに基づいた判定と同様の手順で、ＡＣＬＲ値に基づいた判定を行う。
つまり、判定部２５は、モデル推定部２３が新たなモデルを推定すると、その推定に用いた出力信号を取得してＡＣＬＲ値を求める。
判定部２５は、過去に求めたＡＣＬＲ値の平均値を記憶しており、この平均値を更新しつつ、新たなモデルの推定に係る出力信号のＡＣＬＲ値を求めて判定を行い、その判定結果を更新決定部２６に与える。

本実施形態においても、更新決定部２６は、判定部２５の判定結果が入出力信号に瞬時的にも異常信号が含まれることから、新たなモデルの推定精度が低下するおそれがある場合には、新たなモデルへの更新を行わず、現在のモデルを用いて歪補償を行うことができる。この結果、推定精度の低いモデルを用いて歪補償が行われるのを防止することができ、歪補償の精度低下を抑制することができる。
また、本実施形態の判定部２５は、出力信号を使用可能周波数帯域と、隣接周波数帯域とに分けて双方の電力を比較すれば、判定を行うために用いるＡＣＬＲ値を求めることができるので、判定に係る処理を行うための構成を簡易なものとすることができる。

また、本実施形態では、判定部２５及び更新決定部２６は、モデル推定部２３に与えられる出力信号バッファ部２２からの出力信号によって判定を行い、その判定結果に基づいて、更新を行うか否かの決定を行うので、モデル推定部２３が新たなモデルの推定を完了しなくても更新を行うか否かの決定を行うことができる。
従って、仮に、モデル推定部２３が新たなモデルの推定を終える前に更新を行わないことを決定した場合には、更新決定部２６は、その旨をモデル推定部２３に通知し、現在行っている（行おうとしている）モデルの推定を中止させることができる。

なお、本発明は、上記各実施形態に限定されることはない。上記各実施形態では、判定部２５は、モデル化誤差量Ｊ（ＡＣＬＲ値）を求め、これらの値に基づいて、入出力信号に異常な信号が含まれているか否かを判定する場合を例示したが、例えば、モデル推定部２３が入出力信号から求める、上記式（２）に示す、パラメータとしての各次の係数ａ_i´に基づいて、判定を行うこともできる。

つまり、上記式（２）は、モデルをべき級数の多項式として表したものであり、上記各次の係数ａ_i´は、モデルを数式としたときの当該モデルを表すパラメータといえる。
入力信号及び出力信号に異常信号が含まれていれば、上述のように、この異常信号によって増幅器４の入出力特性に見かけ上、歪を生じさせるため、推定されるモデルを表す各次の係数ａ_i´にも変化が現れる。
従って、新たなモデルの各次の係数ａ_i´の各次数ごとそれぞれを、上記各実施形態と同様、過去のモデルの各次の係数ａ_i´の各次数ごとそれぞれの平均値と比較することで、新たなモデルの変化を数値的に把握することができ、この把握されるモデルの変化に基づいて、入力信号又は出力信号に一時的な異常信号が含まれているか否かを判定することができる。

また、上記各実施形態では、新たなモデルのモデル化誤差量Ｊ（ＡＣＬＲ値）の比較対象を過去のモデルのモデル化誤差量Ｊ（ＡＣＬＲ値）の平均値Ｊ_meanとしたが、例えば、現在歪補償に用いられている現在のモデルを推定する際に求めたモデル化誤差量Ｊ（ＡＣＬＲ値）のみを比較対象としてもよいし、予め定めた判定を行うための判定値を比較対象としてもよい。

また、更新決定部２６は、複数のモデルを記憶するための記憶部を備えるとともに、新たなモデルの更新をしないことを決定した場合、現在のモデルの他、その記憶部に記憶した過去に推定された複数のモデルの中から、一のモデルを選択するように構成することもできる。
この場合、更新決定部２６は、現在のモデル以外に過去のモデルについても歪補償に用いるモデルとして選択することができ、選択範囲の幅が広がることで、より適切なモデルを用いて歪補償を行うことができる。

本発明に関して、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

４ 増幅器
２０ 歪補償回路
２３ モデル推定部
２４ 歪補償部
２５ 判定部
２６ 更新決定部
ＢＳ 基地局装置

Claims (7)

1. 増幅器の入出力特性を表すモデルを用いて当該増幅器の入出力特性に対する歪補償を行う歪補償回路であって、
   前記増幅器に入力される入力信号、及びこの入力信号に対応して前記増幅器が出力する出力信号に基づいて、現在歪補償に用いている現在のモデルを更新するための新たなモデルを推定するモデル推定部と、
   前記入力信号及び前記出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定する判定部と、
   前記判定部の判定結果に応じて、前記新たなモデルに更新するか否かを決定する更新決定部と、を備え、
   前記判定部は、前記新たなモデルにおけるモデル化誤差量を求め、このモデル化誤差量に基づいて、前記入力信号及び前記出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定することを特徴とする歪補償回路。
2. 前記更新決定部は、前記新たなモデルに更新しないことを決定した場合、前記現在のモデルを含む前記モデル推定部が過去に推定したモデルの中から、歪補償に用いるモデルを選択する請求項１に記載の歪補償回路。
3. 前記判定部は、前記新たなモデルを数式としたときの当該モデルを表すパラメータに基づいて、前記入力信号及び前記出力信号に瞬時的な異常信号が含まれているか否かを判定する請求項１又は２に記載の歪補償回路。
4. 前記パラメータは、前記新たなモデルをべき級数の多項式で表したときの各次それぞれの係数である請求項３に記載の歪補償回路。
5. 前記判定部は、前記出力信号を取得し、前記出力信号として使用可能な使用可能周波数帯域の電力に対する、前記使用可能周波数帯域に隣接する隣接周波数帯域の電力の漏洩電力比を求め、この漏洩電力比に基づいて、前記入力信号及び前記出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定する請求項１又は２に記載の歪補償回路。
6. 増幅器の入出力特性を表すモデルを用いて当該増幅器の入出力特性に対する歪補償を行うための歪補償方法であって、
   前記増幅器に入力される入力信号、及びこの入力信号に対応して前記増幅器が出力する出力信号に基づいて、現在歪補償に用いている現在のモデルを更新するための新たなモデルを推定するモデル推定ステップと、
   前記入力信号及び前記出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定する判定ステップと、
   前記検知ステップの検知結果に応じて、前記新たなモデルに更新するか否かを決定する更新決定ステップと、を備え、
   前記判定ステップは、前記新たなモデルにおけるモデル化誤差量を求め、このモデル化誤差量に基づいて、前記入力信号及び前記出力信号に異常信号が含まれているか否かを判定することを特徴とするとする歪補償方法。
7. 増幅器及びこの増幅器の入力特性についての歪補償を行う歪補償回路を有する送信部を備えた無線送信装置であって、
   前記歪補償回路が、請求項１〜５のいずれか一項に記載の歪補償回路であることを特徴とする無線送信装置。

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