JP5505002B2 - 歪補償装置、増幅装置、送信装置および歪補償方法 - Google Patents

Description

本発明は、信号の歪を補償する歪補償装置、増幅装置、送信装置および歪補償方法に関する。

近年、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）などの無線通信において、デジタル化による伝送の高能率化が行われている。無線通信において多値位相変調方式を適用する場合は、送信側で送信用電力増幅器の増幅特性を線形化して非線形歪を抑え、隣接チャネル漏洩電力を低減する技術が用いられる。また、線形性に劣る増幅器を使用して電力効率の向上を図る場合は、信号の非線形歪を補償する技術が用いられる（たとえば、下記特許文献１参照。）。

たとえば、メモリ効果を補償するために、異なる時点間における送信信号の各状態（たとえば電力差分や振幅差分）にアドレス付けたＬＵＴ（ルックアップテーブル）により歪補償係数を選択することで、送信信号の各状態に応じた歪補償を行う技術が用いられる。

特開２００３−３４７９４４号公報

しかしながら、上述した従来技術では、信号の歪を精度よく補償することができないという問題がある。たとえば、Ｗ−ＣＤＭＡなどの移動通信においては、送信装置の送信電力が大きく、送信信号に大きな非線形歪が発生する。このため、送信信号の周波数スペクトラムのサイドローブが持ち上がり、送信信号の電力が隣接チャネルに漏洩する。このような漏洩電力は、雑音となって隣接チャネルの通信品質を劣化させる。特に、送信信号に広帯域信号を用いる場合は狭帯域信号を用いる場合よりもメモリ効果が大きく、メモリ効果による送信信号の近傍の歪を補償することが困難である。

また、送信信号の状態が変動すると、たとえば送信信号の電力差分や振幅差分のとり得る範囲が変化するため、送信信号の状態によってはＬＵＴのアドレスの分布範囲が狭まり、ＬＵＴを用いても入力信号の状態を精度よく区別できなくなる。このため、適切な歪補償係数を選択することができず、信号の歪を精度よく補償することができない。

開示の歪補償装置、増幅装置、送信装置および歪補償方法は、上述した問題点を解消するものであり、信号の歪を精度よく補償することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、開示技術は、増幅器による信号の歪を補償する歪補償装置において、歪補償係数を用いて入力信号に歪補償を行う歪補償処理部と、前記歪補償係数を記憶する記憶部と、前記入力信号の電力値に基づいて前記記憶部から歪補償係数を取得するための第１のアドレスを生成し、前記入力信号の電力値に応じて正規化する範囲を決定した、前記電力値もしくは前記入力信号の位相もしくは前記入力信号の振幅値に基づいて前記記憶部から歪補償係数を取得するための第２のアドレスを生成するアドレス生成部と、を有し、前記歪補償処理部は、前記第１および第２のアドレスに基づいて前記記憶部から歪補償係数を取得して前記歪補償を行う。

開示の歪補償装置、増幅装置、送信装置および歪補償方法によれば、信号の歪を精度よく補償することができる。

実施の形態１にかかる歪補償装置の一例を示すブロック図である。 図１に示したアドレス生成部の一例を示すブロック図である。 図２に示したアドレス生成部の変形例１を示すブロック図である。 図２に示したアドレス生成部の変形例２を示すブロック図である。 実施の形態２にかかるアドレス生成部の一例を示すブロック図である。 Ｘ軸方向アドレスと正規化範囲の対応情報の一例を示す図である。 正規化範囲の拡張前の各アドレスの分布を示すグラフである。 正規化範囲の拡張後の各アドレスの分布を示すグラフである。 実施の形態３にかかるアドレス生成部の一例を示すブロック図である。 Ｘ軸方向アドレスと正規化範囲の対応情報の一例を示す図である。 正規化範囲の拡張前の各アドレスの分布を示すグラフである。 正規化範囲の拡張後の各アドレスの分布を示すグラフである。 正規化範囲の拡張前のＹ軸方向アドレスの分布を示すグラフである。 正規化範囲の拡張後のＹ軸方向アドレスの分布を示すグラフである。 実施の形態４にかかるアドレス生成部の一例を示すブロック図である。 実施の形態５にかかる送信装置の一例を示すブロック図である。 増幅器の入出力特性を示すグラフである。 増幅器の入出力特性の非線形による信号の歪を示す図である。

以下に図面を参照して、開示技術の好適な実施の形態を詳細に説明する。開示技術は、入力信号の電力値に応じてアドレスの正規化範囲を決定し、入力信号の状態に対してアドレスを分散させることで、入力信号の状態に対して適切な歪補償係数を選択し、増幅器による信号の非線形歪を精度よく補償する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる歪補償装置の一例を示すブロック図である。図１に示す増幅装置１００は、歪補償装置１１０と、増幅器１２０と、帰還系１３０と、を備えている。歪補償装置１１０は、たとえば適応ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）を用いて、増幅器１２０による信号の歪を補償する。

図１に示すように、歪補償装置１１０は、乗算部１１１と、アドレス生成部１１２と、遅延部１１３と、テーブル管理部１１４と、遅延部１１５と、遅延部１１６と、減算部１１７と、係数演算部１１８と、加算部１１９と、を備えている。以下の説明において、ｘ，ｙ，ｆ，ｈ，ｕ，ｅは複素数である。また、^*は共役複素数を示す。ｔは時間を示す。

歪補償装置１１０へ入力された信号ｘ（ｔ）は、乗算部１１１、アドレス生成部１１２および遅延部１１６のそれぞれへ入力される。乗算部１１１は、歪補償係数を用いて入力信号に歪補償を行う歪補償処理部である。具体的には、乗算部１１１は、入力された信号ｘ（ｔ）と、テーブル管理部１１４から出力された歪補償係数ｈ_n-1（ｐ）と、を乗算する。乗算部１１１は、乗算した信号を増幅器１２０へ出力する。

増幅器１２０は、増幅特性として非線形の歪関数ｆ（ｐ）を有し、乗算部１１１から出力された信号を増幅する。増幅器１２０は、増幅した信号ｙ（ｔ）（＝ｈ_n-1（ｐ）ｘ（ｔ）ｆ（ｐ））を出力する。増幅器１２０から出力された信号ｙ（ｔ）は後段へ出力されるとともに、一部が分岐されて帰還信号ｙ（ｔ）として帰還系１３０へ出力される。

帰還系１３０は、増幅器１２０から一部分岐された帰還信号ｙ（ｔ）を帰還させる回路である。たとえば、帰還系１３０は、増幅器１２０から一部分岐された帰還信号ｙ（ｔ）を周波数変換し、直交検波し、デジタル信号に変換し、デジタル信号に変換した帰還信号ｙ（ｔ）を減算部１１７及び係数演算部１１８のそれぞれへ出力する。

アドレス生成部１１２は、入力信号のパワー（電力値）に基づいてテーブル管理部１１４から歪補償係数を取得するための第１のアドレスを生成する。また、アドレス生成部１１２は、入力信号のパワー（電力値）に基づいてテーブル管理部１１４から歪補償係数を取得するための第２のアドレスを生成する。また、アドレス生成部１１２は、入力信号の電力値に応じて第２のアドレスを正規化する範囲を決定する（たとえば図２参照）。

具体的には、アドレス生成部１１２は、入力された信号ｘ（ｔ）のパワーｐ（＝ｘ²（ｔ））を算出し、算出したパワーｐに一意に対応するアドレスをＸ軸方向アドレス（第１のアドレス）として生成する。また、アドレス生成部１１２は、信号ｘ（ｔ）の異なる時点間のパワー差分Δｐを算出し、算出したパワー差分Δｐに一意に対応するアドレスをＹ軸方向アドレス（第２のアドレス）として生成する。

また、アドレス生成部１１２は、Ｘ軸方向アドレスとＹ軸方向アドレスを合成した合成アドレスを生成する。合成アドレスは、たとえばＸ軸方向アドレスとＹ軸方向アドレスの組み合わせに一意に対応するアドレスである。たとえば、アドレス生成部１１２は、「Ｘ軸方向アドレス：Ｙ軸方向アドレス」のように、Ｘ軸方向アドレスとＹ軸方向アドレスを並べた合成アドレスを生成する。アドレス生成部１１２によって生成された合成アドレスは、遅延部１１３へ出力されるとともに、読み込みアドレスＡＲとしてテーブル管理部１１４へ出力される。

遅延部１１３は、アドレス生成部１１２から出力された合成アドレスを遅延させ、遅延させた合成アドレスを書き込みアドレスＡＷとしてテーブル管理部１１４へ出力する。遅延部１１３における遅延量は、減算部１１７および係数演算部１１８によってＬＵＴ１１４ａの更新値を得るまでの演算時間等に基づいて設定する。これにより、アドレス生成部１１２から出力された合成アドレスを書き込みアドレスＡＷとして用いることができる。

テーブル管理部１１４は、減算部１１７および係数演算部１１８によって算出された歪補償係数を記憶する記憶部である。具体的には、テーブル管理部１１４は、歪補償係数と２次元アドレスとを対応付けたＬＵＴ１１４ａ（ルックアップテーブル）を記憶している。歪補償係数は、乗算部１１１における歪補償に用いられる係数である。２次元アドレスは、Ｘ軸方向アドレスとＹ軸方向アドレスの組み合わせのアドレスである。

テーブル管理部１１４は、アドレス生成部１１２から出力された読み込みアドレスＡＲからＸ軸方向アドレスとＹ軸方向アドレスを取得する。そして、テーブル管理部１１４は、取得したＸ軸方向アドレスとＹ軸方向アドレスに対応する歪補償係数をＬＵＴ１１４ａから読み出す。テーブル管理部１１４は、読み出した歪補償係数ｈ_n-1（ｐ）を、乗算部１１１および遅延部１１５のそれぞれへ出力する。

また、テーブル管理部１１４は、遅延部１１３から出力された書き込みアドレスＡＷからＸ軸方向アドレスとＹ軸方向アドレスを取得する。そして、テーブル管理部１１４は、取得したＸ軸方向アドレスとＹ軸方向アドレスに対応するＬＵＴ１１４ａの領域に、加算部１１９から出力された歪補償係数の更新値を書き込む。

遅延部１１５は、テーブル管理部１１４から出力された歪補償係数ｈ_n-1（ｐ）を遅延させ、係数演算部１１８および加算部１１９のそれぞれへ出力する。遅延部１１６は、入力された信号ｘ（ｔ）を遅延させて減算部１１７へ出力する。

減算部１１７および係数演算部１１８は、乗算部１１１による歪補償前の入力信号と増幅器１２０の出力信号に基づいて歪補償係数を算出する演算部である。具体的には、減算部１１７は、帰還系１３０から出力された帰還信号ｙ（ｔ）と、遅延部１１６から出力された信号ｘ（ｔ）と、の差ｅ（ｔ）を係数演算部１１８へ出力する。係数演算部１１８は、テーブル管理部１１４のＬＵＴ１１４ａに格納した歪補償係数の更新値を演算する。具体的には、係数演算部１１８は、共役複素信号出力部１１８ａ（Ｃｏｎｊ）および乗算部１１８ｂ〜１１８ｄを有する。

共役複素信号出力部１１８ａは、帰還系１３０からの帰還信号ｙ（ｔ）の共役複素信号ｙ^*（ｔ）を乗算部１１８ｂへ出力する。乗算部１１８ｂは、遅延部１１５からの歪補償係数ｈ_n-1（ｐ）と、共役複素信号出力部１１８ａからの共役複素信号ｙ^*（ｔ）と、の乗算結果ｕ^*（ｔ）（＝ｈ_n-1（ｐ）ｙ^*（ｔ））を乗算部１１８ｃへ出力する。

乗算部１１８ｃは、減算部１１７からの差ｅ（ｔ）と、乗算部１１８ｂからの乗算結果ｕ^*（ｔ）と、の乗算結果ｅ（ｔ）ｕ^*（ｔ）を乗算部１１８ｄへ出力する。乗算部１１８ｄは、乗算部１１８ｃからの乗算結果ｅ（ｔ）ｕ^*（ｔ）とステップサイズパラメータμとの乗算結果μｅ（ｔ）ｕ^*（ｔ）を加算部１１９へ出力する。

加算部１１９は、遅延部１１５からの歪補償係数ｈ_n-1（ｐ）と、乗算部１１８ｄからの乗算結果μｅ（ｔ）ｕ^*（ｔ）と、を加算する。加算部１１９は、加算結果ｈ_n-1（ｐ）＋μｅ（ｔ）ｕ^*（ｔ）をＬＵＴ１１４ａの更新値としてテーブル管理部１１４へ出力する。加算部１１９から出力された更新値は、テーブル管理部１１４へ入力される書き込みアドレスＡＷに対応するＬＵＴ１１４ａの領域に書き込まれる。

遅延部１１３，１１５，１１６の遅延時間は、たとえば信号ｘ（ｔ）が歪補償装置１１０に入力されてから、帰還信号ｙ（ｔ）が減算部１１７に入力されるまでの時間Ｄとする。具体的には、増幅器１２０における信号の遅延時間をＤ０とし、帰還系１３０における信号の遅延時間をＤ１とすると、遅延部１１３，１１５，１１６の遅延時間をそれぞれＤ０＋Ｄ１とする。

これにより、テーブル管理部１１４へ入力される書き込みアドレスＡＷに対して、テーブル管理部１１４のＬＵＴ１１４ａが、信号ｘ（ｔ）と帰還信号ｙ（ｔ）の差信号ｅ（ｔ）が最小となる歪補償係数ｈ（ｐ）に更新される。最終的に最適の歪補償係数値に収束し、増幅器１２０による信号の歪が補償される。

このように、Ｘ軸方向アドレスとＹ軸方向アドレスに基づいてテーブル管理部１１４のＬＵＴ１１４ａから歪補償係数を取得して歪補償を行うことで、非線形歪を抑えて隣接チャネル漏洩電力を低減することができる。

なお、アドレス生成部１１２においてＸ軸方向アドレスとＹ軸方向アドレスを合成した合成アドレスを生成して出力する構成について説明したが、このような構成に限らず、テーブル管理部１１４がＸ軸方向アドレスとＹ軸方向アドレスを取得できればよい。たとえば、アドレス生成部１１２がＸ軸方向アドレスおよびＹ軸方向アドレスのそれぞれを出力する構成にしてもよい。

図２は、図１に示したアドレス生成部の一例を示すブロック図である。図２に示すように、図１に示したアドレス生成部１１２は、パワー算出部２０１と、Ｘ軸アドレス算出部２０２と、遅延部２０３と、正規化範囲決定部２０４と、遅延部２０５，２０６と、乗算部２０７〜２０９と、加算部２１０と、Ｙ軸アドレス算出部２１１と、アドレス算出部２１２と、を備えている。アドレス生成部１１２へ入力された信号ｘ（ｔ）はパワー算出部２０１に入力される。

パワー算出部２０１、Ｘ軸アドレス算出部２０２および遅延部２０３は、入力信号の電力値（パワー）に基づいてテーブル管理部１１４から歪補償係数を取得するための第１のアドレスを生成する。具体的には、パワー算出部２０１は、入力された信号ｘ（ｔ）のパワーｐ（＝ｘ²（ｔ））を算出する。パワー算出部２０１は、算出したパワーｐを示すパワー情報を、Ｘ軸アドレス算出部２０２、遅延部２０５および乗算部２０７のそれぞれへ出力する。

Ｘ軸アドレス算出部２０２は、パワー算出部２０１から出力されたパワー情報を正規化することによってＸ軸方向アドレスを算出する。Ｘ軸アドレス算出部２０２は、算出したＸ軸方向アドレスを、遅延部２０３および正規化範囲決定部２０４のそれぞれへ出力する。遅延部２０３は、Ｘ軸アドレス算出部２０２から出力されたＸ軸方向アドレスを１サンプル遅延させてアドレス算出部２１２へ出力する（ｘａｄｒ（ｔ））。

正規化範囲決定部２０４は、Ｙ軸アドレス算出部２１１におけるＹ軸方向アドレスの正規化における正規化範囲を決定する。具体的には、正規化範囲決定部２０４は、Ｘ軸アドレス算出部２０２から出力されたＸ軸方向アドレスに基づいて正規化倍率を決定する。正規化範囲決定部２０４は、決定した正規化倍率をＹ軸アドレス算出部２１１へ通知する。

たとえば、歪補償装置１１０のメモリ（対応情報記憶部）には、Ｘ軸方向アドレスと正規化倍率（正規化範囲）を対応付ける対応情報があらかじめ記憶される。正規化範囲決定部２０４は、Ｘ軸方向アドレスに対応する正規化倍率を対応情報から取得し、取得した正規化倍率をＹ軸アドレス算出部２１１へ通知する。

パワー算出部２０１、遅延部２０５，２０６、乗算部２０７〜２０９、加算部２１０およびＹ軸アドレス算出部２１１は、入力信号のパワー（電力値）に基づいてテーブル管理部１１４から歪補償係数を取得するための第２のアドレスを生成する。具体的には、遅延部２０５は、パワー算出部２０１から出力されたパワー情報を１サンプル遅延させて遅延部２０６および乗算部２０８のそれぞれへ出力する。遅延部２０６は、遅延部２０５から出力されたパワー情報を１サンプル遅延させて乗算部２０９へ出力する。

乗算部２０７は、パワー算出部２０１から出力されたパワー情報にタップ係数ｔａｐ１を乗算して加算部２１０へ出力する。乗算部２０８は、遅延部２０５から出力されたパワー情報にタップ係数ｔａｐ２を乗算して加算部２１０へ出力する。乗算部２０９は、遅延部２０６から出力されたパワー情報にタップ係数ｔａｐ３を乗算して加算部２１０へ出力する。加算部２１０は、乗算部２０７〜２０９から出力された各信号を加算する。

加算部２１０による加算結果は、異なる３つの時点（たとえば過去、現在、未来）における信号ｘ（ｔ）のパワー差分Δｐ（電力差分）を示す。なお、３つの時点のパワー差分Δｐを算出する場合について説明したが、３つの時点に限らず２または４以上の時点のパワー差分Δｐを算出してもよい。加算部２１０は、加算結果をパワー差情報としてＹ軸アドレス算出部２１１へ出力する。

Ｙ軸アドレス算出部２１１は、加算部２１０から出力されたパワー差情報を正規化することによってＹ軸方向アドレスを算出する。また、Ｙ軸アドレス算出部２１１は、正規化範囲決定部２０４から通知された正規化倍率を用いて正規化を行う。Ｙ軸アドレス算出部２１１は、算出したＹ軸方向アドレスをアドレス算出部２１２へ出力する。たとえば、Ｙ軸アドレス算出部２１１は、下記（１）式によってＹ軸方向アドレスを算出する。

ｙａｄｒ＝Δｐ×ｙａｄｒＭＡＸ／ΔｐＭＡＸ×正規化倍率 …（１）

上記（１）式において、ｙａｄｒはＹ軸方向アドレスである。Δｐは、パワー差情報が示すパワー差分Δｐである。ｙａｄｒＭＡＸは、Ｙ軸方向アドレスの最大値である。ΔｐＭＡＸは、パワー差分Δｐの最大値である。正規化倍率は、正規化範囲決定部２０４から通知された正規化倍率である。このように、パワー算出部２０１で算出したパワーｐと、算出したパワーｐを所定の時間だけ遅延させたパワーとのパワー差分Δｐに基づいてＹ軸方向アドレス（第２のアドレス）を生成する。

アドレス算出部２１２は、遅延部２０３から出力されたＸ軸方向アドレス（ｘａｄｒ（ｔ））と、Ｙ軸アドレス算出部２１１から出力されたＹ軸方向アドレス（ｙａｄｒ（ｔ））と、を合成し、合成した合成アドレスを出力する（ａｄｒ（ｔ））。アドレス算出部２１２から出力された合成アドレスは、遅延部１１３へ出力されるとともに、読み込みアドレスＡＲとしてテーブル管理部１１４へ出力される。

このように、パワー算出部２０１で算出したパワーｐと、算出したパワーｐを所定の時間だけ遅延させたパワーｐとのパワー差分Δｐに基づいてＹ軸方向アドレス（第２のアドレス）を生成する。これにより、歪補償装置１１０は、信号ｘ（ｔ）のパワーｐとパワー差分Δｐとの２次元アドレスを用いたＬＵＴ１１４ａによる歪補償を行うことができる。これにより、増幅器１２０の出力波形の周波数スペクトラムのサイドローブを下げて、隣接チャネルへの漏洩電力を低減することができる。

ここでは、正規化範囲決定部２０４がＸ軸方向アドレスに基づいて正規化倍率を決定する構成について説明したが、このような構成に限らない。たとえば、正規化範囲決定部２０４は、パワー算出部２０１から出力されたパワー情報を取得し、取得したパワー情報に基づいて正規化倍率を決定する構成としてもよい。

この場合は、たとえば、歪補償装置１１０のメモリには、パワー情報と正規化倍率を対応付ける対応情報があらかじめ記憶される。正規化範囲決定部２０４は、パワー算出部２０１から出力されたパワー情報に対応する正規化倍率を対応情報から取得し、取得した正規化倍率をＹ軸アドレス算出部２１１へ通知する。

なお、遅延部２０３，２０５，２０６のそれぞれにおける遅延量は、信号ｘ（ｔ）の１サンプル分に限らない。たとえば、遅延部２０３，２０５，２０６のそれぞれにおける遅延量を信号ｘ（ｔ）の１／２サンプル分や２サンプル分などにしてもよい。

たとえば、遅延部２０３，２０５のそれぞれにおける遅延量は、パワー算出部２０１から出力されるパワー情報と、乗算部２０８から出力される位相情報と、のタイミングが同一となるように設定する。これにより、乗算部２０８から出力される位相情報をＹ軸方向アドレスの基準とし、Ｘ軸方向アドレスとＹ軸方向アドレスの出力タイミングを同一にすることができる。

図３は、図２に示したアドレス生成部の変形例１を示すブロック図である。図３において、図２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図３に示すように、アドレス生成部１１２は、図２に示したパワー算出部２０１に代えて振幅算出部３０１を備えていてもよい。アドレス生成部１１２へ入力された信号ｘ（ｔ）は振幅算出部３０１に入力される。

振幅算出部３０１、Ｘ軸アドレス算出部２０２および遅延部２０３は、入力信号の振幅値に基づいてテーブル管理部１１４から歪補償係数を取得するための第１のアドレスを生成する。振幅算出部３０１は、入力された信号ｘ（ｔ）のパワーｐ（＝ｘ²（ｔ））により信号ｘ（ｔ）の振幅√ｐ（＝√（ｘ²（ｔ）））を算出する。振幅算出部３０１は、算出した振幅√ｐを示す振幅情報を、Ｘ軸アドレス算出部２０２、遅延部２０５および乗算部２０７へ出力する。Ｘ軸アドレス算出部２０２は、振幅算出部３０１から出力された振幅情報を正規化することでＸ軸方向アドレスを算出する。

振幅算出部３０１、遅延部２０５，２０６、乗算部２０７〜２０９、加算部２１０およびＹ軸アドレス算出部２１１は、入力信号の振幅値に基づいてテーブル管理部１１４から歪補償係数を取得するための第２のアドレスを生成する。具体的には、遅延部２０５は、振幅算出部３０１から出力された振幅情報を１サンプル遅延させて遅延部２０６および乗算部２０８のそれぞれへ出力する。遅延部２０６は、遅延部２０５から出力された振幅情報を１サンプル遅延させて乗算部２０９へ出力する。

乗算部２０７は、振幅算出部３０１から出力された振幅情報にタップ係数ｔａｐ１を乗算して加算部２１０へ出力する。乗算部２０８は、遅延部２０５から出力された振幅情報にタップ係数ｔａｐ２を乗算して加算部２１０へ出力する。乗算部２０９は、遅延部２０６から出力された振幅情報にタップ係数ｔａｐ３を乗算して加算部２１０へ出力する。

この場合は、加算部２１０による加算結果は、異なる３つの時点（たとえば過去、現在、未来）における信号ｘ（ｔ）の振幅差分Δ√ｐを示す。なお、３つの時点の振幅差分Δ√ｐを算出する場合について説明したが、３つの時点に限らず２または４以上の時点の振幅差分Δ√ｐを算出してもよい。加算部２１０は、加算結果を振幅差情報としてＹ軸アドレス算出部２１１へ出力する。

Ｙ軸アドレス算出部２１１は、加算部２１０から出力された振幅差情報を正規化することによってＹ軸方向アドレスを算出する。また、Ｙ軸アドレス算出部２１１は、正規化範囲決定部２０４から通知された正規化倍率を用いて正規化を行う。

このように、振幅算出部３０１で算出した振幅√ｐと、算出した振幅√ｐを所定の時間だけ遅延させた振幅√ｐとの振幅差分Δ√ｐに基づいてＹ軸方向アドレス（第２のアドレス）を生成する。これにより、歪補償装置１１０は、信号ｘ（ｔ）のパワーｐと振幅差分Δ√ｐとの２次元アドレスを用いたＬＵＴ１１４ａによる歪補償を行うことができる。これにより、増幅器１２０の出力波形の周波数スペクトラムのサイドローブを下げて、隣接チャネルへの漏洩電力を低減することができる。

図４は、図２に示したアドレス生成部の変形例２を示すブロック図である。図４において、図２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図４に示すように、アドレス生成部１１２は、図２に示したパワー算出部２０１に代えて電力対数算出部４０１を備えていてもよい。アドレス生成部１１２へ入力された信号ｘ（ｔ）は電力対数算出部４０１に入力される。

電力対数算出部４０１、Ｘ軸アドレス算出部２０２および遅延部２０３は、入力信号のパワーｐを対数化した値（対数値ｌｏｇ_eｐ）に基づいてテーブル管理部１１４から歪補償係数を取得するための第１のアドレスを生成する。電力対数算出部４０１は、入力された信号ｘ（ｔ）のパワーｐの対数値ｌｏｇ_eｐを算出する。

電力対数算出部４０１は、算出した対数値ｌｏｇ_eｐを示す電力対数情報を、Ｘ軸アドレス算出部２０２、遅延部２０５および乗算部２０７へ出力する。Ｘ軸アドレス算出部２０２は、電力対数算出部４０１から出力された電力対数情報を正規化することでＸ軸方向アドレスを算出する。

電力対数算出部４０１、遅延部２０５，２０６、乗算部２０７〜２０９、加算部２１０およびＹ軸アドレス算出部２１１は、入力信号のパワーｐの対数値ｌｏｇ_eｐに基づいてテーブル管理部１１４から歪補償係数を取得するための第２のアドレスを生成する。具体的には、遅延部２０５は、電力対数算出部４０１から出力された電力対数情報を１サンプル遅延させて遅延部２０６および乗算部２０８のそれぞれへ出力する。遅延部２０６は、遅延部２０５から出力された電力対数情報を１サンプル遅延させて乗算部２０９へ出力する。

乗算部２０７は、電力対数算出部４０１から出力された電力対数情報にタップ係数ｔａｐ１を乗算して加算部２１０へ出力する。乗算部２０８は、遅延部２０５から出力された電力対数情報にタップ係数ｔａｐ２を乗算して加算部２１０へ出力する。乗算部２０９は、遅延部２０６から出力された電力対数情報にタップ係数ｔａｐ３を乗算して加算部２１０へ出力する。

この場合は、加算部２１０による加算結果は、異なる３つの時点（たとえば過去、現在、未来）における入力信号の対数電力差分Δｌｏｇ_eｐを示す。なお、３つの時点の対数電力差分Δｌｏｇ_eｐを算出する場合について説明したが、３つの時点に限らず２または４以上の時点の対数電力差分Δｌｏｇ_eｐを算出してもよい。加算部２１０は、加算結果を電力対数差情報としてＹ軸アドレス算出部２１１へ出力する。

Ｙ軸アドレス算出部２１１は、加算部２１０から出力された電力対数差情報を正規化することによってＹ軸方向アドレスを算出する。また、Ｙ軸アドレス算出部２１１は、正規化範囲決定部２０４から通知された正規化倍率を用いて正規化を行う。

このように、電力対数算出部４０１で算出した対数値ｌｏｇ_eｐと、算出した対数値ｌｏｇ_eｐを所定の時間だけ遅延させた対数値ｌｏｇ_eｐとの対数電力差分Δｌｏｇ_eｐに基づいてＹ軸方向アドレス（第２のアドレス）を生成する。これにより、歪補償装置１１０は、信号ｘ（ｔ）のパワーｐと対数電力差分Δｌｏｇ_eｐとの２次元アドレスを用いたＬＵＴ１１４ａによる歪補償を行うことができる。このため、増幅器１２０の出力波形の周波数スペクトラムのサイドローブを下げて、隣接チャネルへの漏洩電力を低減することができる。

このように、実施の形態１にかかる歪補償装置１１０によれば、入力信号の電力値に応じてＹ軸方向アドレスの正規化範囲を決定することで、入力信号の状態（たとえばパワー差分Δｐ）に対してＹ軸方向アドレスを分散させることができる。これにより、Ｙ軸方向アドレスによって入力信号の状態を精度よく区別できるため、入力信号の状態に対してテーブル管理部１１４において適切な歪補償係数を選択することができる。

このため、増幅器１２０において発生するメモリ効果による信号の非線形歪を精度よく補償することができる。したがって、たとえば線形性に劣る増幅器１２０を使用して電力効率の向上を図る場合にも、信号の非線形歪を精度よく補償し、隣接チャネル漏洩電力を低減することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２にかかる歪補償装置１１０の構成は、図１に示した構成と同様である。ただし、実施の形態２にかかる歪補償装置１１０のアドレス生成部１１２は、信号ｘ（ｔ）の異なる時点間の振幅差分Δ√ｐを算出し、算出した振幅差分Δ√ｐに一意に対応するアドレスをＹ軸方向アドレス（第２のアドレス）として生成する。

図５は、実施の形態２にかかるアドレス生成部の一例を示すブロック図である。図５において、図２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図５に示すように、実施の形態２にかかるアドレス生成部１１２は、図２に示した構成に加えて振幅算出部５０１を備えている。アドレス生成部１１２へ入力された信号ｘ（ｔ）は、パワー算出部２０１および振幅算出部５０１のそれぞれに入力される。

振幅算出部５０１は、入力された信号ｘ（ｔ）のパワーｐ（＝ｘ²（ｔ））により信号ｘ（ｔ）の振幅√ｐ（＝√（ｘ²（ｔ）））を算出する。振幅算出部５０１は、算出した振幅√ｐを示す振幅情報を、遅延部２０５および乗算部２０７のそれぞれへ出力する。遅延部２０５は、振幅算出部５０１から出力された振幅情報を１サンプル遅延させて遅延部２０６および乗算部２０８のそれぞれへ出力する。遅延部２０６は、遅延部２０５から出力された振幅情報を１サンプル遅延させて乗算部２０９へ出力する。

乗算部２０７は、振幅算出部５０１から出力された振幅情報にタップ係数ｔａｐ１を乗算して加算部２１０へ出力する。乗算部２０８は、遅延部２０５から出力された振幅情報にタップ係数ｔａｐ２を乗算して加算部２１０へ出力する。乗算部２０９は、遅延部２０６から出力された振幅情報にタップ係数ｔａｐ３を乗算して加算部２１０へ出力する。

この場合は、加算部２１０による加算結果は、異なる３つの時点（たとえば過去、現在、未来）における信号ｘ（ｔ）の振幅差分Δ√ｐを示す。なお、３つの時点の振幅差分Δ√ｐを算出する場合について説明したが、３つの時点に限らず２または４以上の時点の振幅差分Δ√ｐを算出してもよい。加算部２１０は、加算結果を振幅差情報としてＹ軸アドレス算出部２１１へ出力する。Ｙ軸アドレス算出部２１１は、加算部２１０から出力された振幅差情報を正規化することによってＹ軸方向アドレスを算出する。

これにより、歪補償装置１１０は、信号ｘ（ｔ）のパワーｐと振幅差分Δ√ｐとの２次元アドレスを用いたＬＵＴ１１４ａによる歪補償を行うことができる。これにより、増幅器１２０の出力波形の周波数スペクトラムのサイドローブを下げて、隣接チャネルへの漏洩電力を低減することができる。

図６は、Ｘ軸方向アドレスと正規化範囲の対応情報の一例を示す図である。ここでは、Ｘ軸方向アドレスの最小値を０とし、最大値を８７５とする。また、Ｙ軸方向アドレスの最小値を−１０とし、最大値を１０とする。歪補償装置１１０のメモリ（対応情報記憶部）には、たとえば図６に示すテーブル６００が記憶される。テーブル６００においては、Ｘ軸方向アドレスの各範囲と、正規化倍率と、が対応付けられている。

具体的には、Ｘ軸方向アドレスの０〜６９９の範囲に対して、正規化倍率＝１．０が対応付けられている。正規化倍率＝１．０の場合は、Ｙ軸方向アドレスの１０が振幅差分Δ√ｐの２００に相当する。また、Ｘ軸方向アドレスの７００〜８７５の範囲に対して、正規化倍率＝２．０が対応付けられている。正規化倍率＝２．０の場合は、Ｙ軸方向アドレスの１０が振幅差分Δ√ｐの１００に相当する。

正規化範囲決定部２０４は、Ｘ軸アドレス算出部２０２から出力されたＸ軸方向アドレスに対応する正規化倍率をテーブル６００から取得する。そして、正規化範囲決定部２０４は、取得した正規化倍率をＹ軸アドレス算出部２１１へ通知する。Ｙ軸アドレス算出部２１１は、たとえば下記（２）式に基づいてＹ軸方向アドレスを算出する。

ｙａｄｒ＝Δ√ｐ×ｙａｄｒＭＡＸ／２００×正規化倍率 …（２）

上記（２）式において、ｙａｄｒはＹ軸方向アドレスである。Δ√ｐは、振幅差情報が示す振幅差分Δ√ｐである。ｙａｄｒＭＡＸは、Ｙ軸方向アドレスの最大値である。ΔｐＭＡＸは、パワー差分Δｐの最大値である。２００は、振幅差分Δ√ｐがとり得る最大値である。正規化倍率は、正規化範囲決定部２０４から通知された正規化倍率である。ここではＹ軸方向アドレスの最大値を１０としているため、上記（２）式は下記（３）式のようになる。

ｙａｄｒ＝Δ√ｐ×１０／２００×正規化倍率 …（３）

上記（３）式において、振幅差分Δ√ｐが−２００〜２００の範囲をとる場合は、正規化倍率を１とすると、Ｙ軸方向アドレスは−１０〜１０の値をとる。このため、入力信号の状態（振幅差分Δ√ｐ）の変動に対して、Ｙ軸方向アドレスが全範囲（−１０〜１０）に分布する。一方、振幅差分Δ√ｐが−１００〜１００の範囲をとる場合においては、正規化倍率を１とすると、Ｙ軸方向アドレスは−５〜５の範囲となる。このため、入力信号の状態（振幅差分Δ√ｐ）の変動に対するＹ軸方向アドレスの分布が狭い。

これに対して、正規化範囲決定部２０４は、Ｘ軸方向アドレスおよびテーブル６００に基づいて、正規化倍率をたとえば２に決定する。この場合は、振幅差分Δ√ｐが−１００〜１００の範囲をとる場合においても、Ｙ軸方向アドレスは−１０〜１０の範囲となる。このため、入力信号の状態（振幅差分Δ√ｐ）の変動に対して、Ｙ軸方向アドレスが全範囲（−１０〜１０）に分布する。

振幅差分Δ√ｐがとり得る範囲は、たとえば入力信号のパワーｐ、振幅√ｐまたは対数値ｌｏｇ_eｐ（Ｘ軸方向アドレス）に応じて変化する。このため、Ｘ軸方向アドレスに応じて正規化範囲を拡張することで、振幅差分Δ√ｐがとり得る範囲に応じてＹ軸方向アドレスの分布を適切に広げることができる。これにより、Ｙ軸方向アドレスの分解能が向上し、Ｙ軸方向アドレスによって信号の状態を精度よく区別することができる。このため、メモリ効果による信号の歪に対してテーブル管理部１１４において適切な歪補償係数を選択し、メモリ効果による信号の歪を精度よく補償することができる。

図７は、正規化範囲の拡張前の各アドレスの分布を示すグラフである。図７において、縦軸はＸ軸方向アドレスを示している。横軸は振幅差分Δ√ｐを正規化したＹ軸方向アドレスを示している。斜線部７００は、正規化範囲の拡張前における、歪補償装置１１０の入力信号の変動に対するＸ軸方向アドレスおよびＹ軸方向アドレスの分布を示している。斜線部７００に示すように、Ｘ軸方向アドレスが７００〜８７５の範囲においては、Ｙ軸方向アドレスの分布範囲が狭くなっている。

図８は、正規化範囲の拡張後の各アドレスの分布を示すグラフである。斜線部８００は、正規化範囲の拡張後における、歪補償装置１１０の入力信号の変動に対するＸ軸方向アドレスおよびＹ軸方向アドレスの分布を示している。斜線部８００に示すように、正規化範囲決定部２０４は、Ｘ軸方向アドレスが０〜６９９の範囲８１１においては、正規化範囲を１倍（正規化倍率＝１．０）にする（図６参照）。

また、正規化範囲決定部２０４は、Ｘ軸方向アドレスが７００〜８７５の範囲においては、正規化範囲を２倍（正規化倍率＝２．０）に拡張する（図６参照）。このため、Ｘ軸方向アドレスが７００〜８７５の範囲８１２におけるＹ軸方向アドレスの分布範囲が、正規化範囲の拡張前（図７参照）より広くなる。これにより、Ｘ軸方向アドレスが７００〜８７５の範囲においても、Ｙ軸方向アドレスの分解能を向上させることができる。

このように、実施の形態２にかかる歪補償装置１１０によれば、入力信号の電力値に応じてＹ軸方向アドレスの正規化範囲を決定することで、入力信号の状態（振幅差分Δ√ｐ）に対してＹ軸方向アドレスを分散させることができる。これにより、Ｙ軸方向アドレスによって入力信号の状態を精度よく区別できるため、入力信号の状態に対してテーブル管理部１１４において適切な歪補償係数を選択することができる。

このため、増幅器１２０において発生するメモリ効果による信号の非線形歪を精度よく補償することができる。したがって、たとえば線形性に劣る増幅器１２０を使用して電力効率の向上を図る場合にも、信号の非線形歪を精度よく補償し、隣接チャネル漏洩電力を低減することができる。

（実施の形態３）
実施の形態３にかかる歪補償装置１１０の構成は、図１に示した構成と同様である。ただし、実施の形態３にかかる歪補償装置１１０のアドレス生成部１１２は、信号ｘ（ｔ）の異なる時点間の位相差分Δθを算出し、算出した位相差分Δθに一意に対応するアドレスをＹ軸方向アドレス（第２のアドレス）として生成する。

図９は、実施の形態３にかかるアドレス生成部の一例を示すブロック図である。図９において、図２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図９に示すように、実施の形態３にかかるアドレス生成部１１２は、図２に示した構成に加えて位相算出部９０１を備えている。アドレス生成部１１２へ入力された信号ｘ（ｔ）は、パワー算出部２０１および位相算出部９０１のそれぞれに入力される。

位相算出部９０１は、入力された信号ｘ（ｔ）の位相θを算出する。位相θの算出方法としては、位相算出部９０１をハードウェアで実現する場合にはｃｏｅｄｉｃ法やテーブル参照法を用いることができる。また、位相算出部９０１をソフトウェアで実現する場合にはｃｏｅｄｉｃ法やテーブル参照法の他に、組み込まれた位相算出関数を用いることもできる。位相算出部９０１は、算出した位相θを示す位相情報を遅延部２０５および乗算部２０７のそれぞれへ出力する。

遅延部２０５は、位相算出部９０１から出力された位相情報を１サンプル遅延させて遅延部２０６および乗算部２０８のそれぞれへ出力する。遅延部２０６は、遅延部２０５から出力された位相情報を１サンプル遅延させて乗算部２０９へ出力する。

乗算部２０７は、位相算出部９０１から出力された位相情報にタップ係数ｔａｐ１を乗算して加算部２１０へ出力する。乗算部２０８は、遅延部２０５から出力された位相情報にタップ係数ｔａｐ２を乗算して加算部２１０へ出力する。乗算部２０９は、遅延部２０６から出力された位相情報にタップ係数ｔａｐ３を乗算して加算部２１０へ出力する。

この場合は、加算部２１０による加算結果は、異なる３つの時点（たとえば過去、現在、未来）における信号ｘ（ｔ）の位相差分Δθを示す。なお、３つの時点の位相差分Δθを算出する場合について説明したが、３つの時点に限らず２または４以上の時点の位相差分Δθを算出してもよい。加算部２１０は、加算結果を位相差情報としてＹ軸アドレス算出部２１１へ出力する。Ｙ軸アドレス算出部２１１は、加算部２１０から出力された位相差情報を正規化することによってＹ軸方向アドレスを算出する。

これにより、歪補償装置１１０は、信号ｘ（ｔ）のパワーｐと位相差分Δθとの２次元アドレスを用いたＬＵＴ１１４ａによる歪補償を行うことができる。これにより、増幅器１２０の出力波形の周波数スペクトラムのサイドローブを下げて、隣接チャネルへの漏洩電力を低減することができる。

また、図９に示したパワー算出部２０１に代えて振幅算出部３０１（図３参照）を備えた構成にしてもよい。また、図９に示したパワー算出部２０１に代えて電力対数算出部４０１（図４参照）を備えた構成にしてもよい。

図１０は、Ｘ軸方向アドレスと正規化範囲の対応情報の一例を示す図である。ここでは、Ｘ軸方向アドレスの最小値を０とし、最大値を８７５とする。また、Ｙ軸方向アドレスの最小値を−１０とし、最大値を１０とする。歪補償装置１１０のメモリ（対応情報記憶部）には、たとえば図１０に示すテーブル１０００が記憶される。テーブル１０００においては、Ｘ軸方向アドレスの各範囲と、正規化倍率と、が対応付けられている。

具体的には、Ｘ軸方向アドレスの０〜５７４の範囲に対して、正規化倍率＝１．０が対応付けられている。正規化倍率＝１．０の場合は、Ｙ軸方向アドレスの１０が位相差分Δθの３６０°に相当する。また、Ｘ軸方向アドレスの５７５〜６２４の範囲に対して、正規化倍率＝２．０が対応付けられている。正規化倍率＝２．０の場合は、Ｙ軸方向アドレスの１０が位相差分Δθの１８０°に相当する。また、Ｘ軸方向アドレスの６２５〜８７５の範囲に対して、正規化倍率＝４．０が対応付けられている。正規化倍率＝４．０の場合は、Ｙ軸方向アドレスの１０が位相差分Δθの９０°に相当する。

正規化範囲決定部２０４は、Ｘ軸アドレス算出部２０２から出力されたＸ軸方向アドレスに対応する正規化倍率をテーブル１０００から取得する。そして、正規化範囲決定部２０４は、取得した正規化倍率をＹ軸アドレス算出部２１１へ通知する。Ｙ軸アドレス算出部２１１は、たとえば下記（４）式に基づいてＹ軸方向アドレスを算出する。

ｙａｄｒ＝Δθ×ｙａｄｒＭＡＸ／３６０×正規化倍率 …（４）

上記（４）式において、ｙａｄｒはＹ軸方向アドレスである。Δθは、位相差情報が示す位相差分Δθである。ｙａｄｒＭＡＸは、Ｙ軸方向アドレスの最大値である。３６０は、位相差分Δθがとり得る最大値である。正規化倍率は、正規化範囲決定部２０４から通知された正規化倍率である。ここではＹ軸方向アドレスの最大値を１０としているため、上記（４）式は下記（５）式のようになる。

ｙａｄｒ＝Δθ×１０／３６０×正規化倍率 …（５）

上記（５）式において、位相差分Δθが−３６０°〜３６０°の範囲をとる場合は、正規化倍率を１とすると、Ｙ軸方向アドレスは−１０〜１０の値をとる。このため、入力信号の状態（位相差分Δθ）の変動に対して、Ｙ軸方向アドレスが全範囲（−１０〜１０）に分布する。一方、位相差分Δθが−１８０°〜１８０°の範囲をとる場合においては、正規化倍率を１とすると、Ｙ軸方向アドレスは−５〜５の範囲となる。このため、入力信号の状態（位相差分Δθ）の変動に対するＹ軸方向アドレスの分布が狭い。

これに対して、正規化範囲決定部２０４は、Ｘ軸方向アドレスおよびテーブル１０００に基づいて、正規化倍率をたとえば２に決定する。この場合は、位相差分Δθが−１８０°〜１８０°の範囲をとる場合においても、Ｙ軸方向アドレスは−１０〜１０の範囲となる。このため、入力信号の状態（位相差分Δθ）の変動に対して、Ｙ軸方向アドレスが全範囲（−１０〜１０）に分布する。

位相差分Δθがとり得る範囲は、たとえば入力信号のパワーｐ、振幅√ｐまたは対数値ｌｏｇ_eｐ（Ｘ軸方向アドレス）に応じて変化する。このため、Ｘ軸方向アドレスに応じて正規化範囲を拡張することで、位相差分Δθがとり得る範囲に応じてＹ軸方向アドレスの分布を適切に広げることができる。これにより、Ｙ軸方向アドレスの分解能が向上し、Ｙ軸方向アドレスによって信号の状態を精度よく区別することができる。このため、メモリ効果による信号の歪に対してテーブル管理部１１４において適切な歪補償係数を選択し、信号の歪を精度よく補償することができる。

図１１は、正規化範囲の拡張前の各アドレスの分布を示すグラフである。図１１において、縦軸はＸ軸方向アドレスを示している。横軸は位相差分Δθを正規化したＹ軸方向アドレス（位相差分）を示している。斜線部１１００は、正規化範囲の拡張前における、歪補償装置１１０の入力信号の変動に対するＸ軸方向アドレスおよびＹ軸方向アドレスの分布を示している。斜線部１１００に示すように、Ｘ軸方向アドレスが０〜４９９の範囲に比べて、Ｘ軸方向アドレスが５００〜６２４の範囲においては、Ｙ軸方向アドレスの分布範囲が狭くなっている。また、Ｘ軸方向アドレスが６２５〜８７５の範囲においては、Ｙ軸方向アドレスの分布範囲がさらに狭くなっている。

図１２は、正規化範囲の拡張後の各アドレスの分布を示すグラフである。斜線部１２００は、正規化範囲の拡張後における、歪補償装置１１０の入力信号の変動に対するＸ軸方向アドレスおよびＹ軸方向アドレスの分布を示している。正規化範囲決定部２０４は、Ｘ軸方向アドレスが０〜５７４の範囲１２１１においては、正規化範囲を１倍（正規化倍率＝１．０）にする（図１０参照）。

また、正規化範囲決定部２０４は、Ｘ軸方向アドレスが５７５〜６２４の範囲１２１２においては、正規化範囲を２倍（正規化倍率＝２．０）に拡張する（図１０参照）。このため、範囲１２１２におけるＹ軸方向アドレスの分布範囲が、正規化範囲の拡張前（図１１参照）より広くなる。また、正規化範囲決定部２０４は、Ｘ軸方向アドレスが６２５〜８７５の範囲１２１３においては、正規化範囲を４倍（正規化倍率＝４．０）に拡張する（図１０参照）。このため、範囲１２１３におけるＹ軸方向アドレスの分布範囲が、正規化範囲の拡張前（図１１参照）より広くなる。

このように、Ｘ軸方向アドレスに応じてＹ軸方向アドレスの正規化範囲を決定することで、Ｘ軸方向アドレスの各範囲においてＹ軸方向アドレスの分布範囲を広げ、Ｙ軸方向アドレスの分解能を向上させることができる。これにより、Ｙ軸方向アドレスによって入力信号の状態（位相差分Δθ）を精度よく区別できる。

また、位相差分Δθに基づいてＹ軸方向アドレスを生成する場合は、図１０および図１１に示したように、Ｘ軸方向アドレスの一部の範囲（たとえば範囲１２１３）においてＹ軸方向アドレスの分布範囲が極端に狭くなる。このため、Ｘ軸方向アドレスに応じて正規化範囲を拡張することで、Ｙ軸方向アドレスの分解能を大きく向上させることができる。

図１３は、正規化範囲の拡張前のＹ軸方向アドレスの分布を示すグラフである。図１３において、横軸はＹ軸方向アドレスを示している。縦軸は、信号（入力信号）の分布数を示している。特性１３００は、Ｘ軸方向アドレスが８７５であり、正規化倍率を１．０とした場合における、Ｙ軸方向アドレスごとの信号の分布数を示している。特性１３００に示すように、正規化範囲を拡張する前はＹ軸方向アドレスの分布範囲が狭くなっている。

図１４は、正規化範囲の拡張後のＹ軸方向アドレスの分布を示すグラフである。特性１４００は、Ｘ軸方向アドレスが８７５であり、正規化倍率を４．０とした場合における、Ｙ軸方向アドレスごとの信号の分布数を示している。特性１４００に示すように、正規化範囲を４倍（正規化倍率＝４．０）に拡張することで、正規化範囲を拡張する前（図１３参照）に比べてＹ軸方向アドレスの分布範囲を広くすることができる。

図１３，図１４においては、位相差分Δθに基づいてＹ軸方向アドレスを生成する場合におけるＹ軸方向アドレスの分布について説明した。同様に、パワー差分Δｐや振幅差分Δ√ｐに基づいてＹ軸方向アドレスを生成する場合（実施の形態１，２）においても、正規化範囲を拡張することでＹ軸方向アドレスの分布範囲を広くすることができる。

このように、実施の形態３にかかる歪補償装置１１０によれば、入力信号の電力値に応じてＹ軸方向アドレスの正規化範囲を決定することで、入力信号の状態（位相差分Δθ）に対してＹ軸方向アドレスを分散させることができる。これにより、Ｙ軸方向アドレスによって入力信号の状態を精度よく区別できるため、入力信号の状態に対してテーブル管理部１１４において適切な歪補償係数を選択することができる。

このため、増幅器１２０において発生するメモリ効果による信号の非線形歪を精度よく補償することができる。したがって、たとえば線形性に劣る増幅器１２０を使用して電力効率の向上を図る場合にも、信号の非線形歪を精度よく補償し、隣接チャネル漏洩電力を低減することができる。

（実施の形態４）
実施の形態４にかかる歪補償装置１１０の構成は、図１に示した構成と同様である。ただし、実施の形態４にかかる歪補償装置１１０のアドレス生成部１１２は、入力信号の電力値に応じて正規化する範囲を決定した、第３のアドレスを生成する。

図１５は、実施の形態４にかかるアドレス生成部の一例を示すブロック図である。図１５において、図９に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１５に示すように、実施の形態４にかかるアドレス生成部１１２は、図９に示した構成に加えて、正規化範囲決定部１５０１と、振幅算出部１５０２と、遅延部１５０３，１５０４と、乗算部１５０５〜１５０７と、加算部１５０８と、Ｚ軸アドレス算出部１５０９と、を備えている。アドレス生成部１１２へ入力された信号ｘ（ｔ）は、パワー算出部２０１、位相算出部９０１および振幅算出部１５０２のそれぞれに入力される。

Ｘ軸アドレス算出部２０２は、算出したＸ軸方向アドレスを、遅延部２０３、正規化範囲決定部２０４および正規化範囲決定部１５０１のそれぞれへ出力する。正規化範囲決定部１５０１は、Ｚ軸アドレス算出部１５０９におけるＺ軸方向アドレスの正規化における正規化範囲を決定する。具体的には、正規化範囲決定部１５０１は、Ｘ軸アドレス算出部２０２から出力されたＸ軸方向アドレスに基づいて正規化倍率を決定する。正規化範囲決定部２０４は、決定した正規化倍率をＺ軸アドレス算出部１５０９へ通知する。

たとえば、歪補償装置１１０のメモリ（対応情報記憶部）には、Ｘ軸方向アドレスと正規化倍率（正規化範囲）を対応付ける対応情報があらかじめ記憶される。正規化範囲決定部１５０１は、Ｘ軸方向アドレスに対応する正規化倍率を対応情報から取得し、取得した正規化倍率をＺ軸アドレス算出部１５０９へ通知する。

振幅算出部１５０２、遅延部１５０３，１５０４、乗算部１５０５〜１５０７、加算部１５０８およびＺ軸アドレス算出部１５０９は、入力信号の振幅に基づいてＬＵＴ１１４ａから歪補償係数を取得するための第３のアドレスを生成する。具体的には、振幅算出部１５０２は、入力された信号ｘ（ｔ）の振幅√ｐを算出し、算出した振幅√ｐを示す振幅情報を遅延部１５０３および乗算部１５０５のそれぞれへ出力する。

遅延部１５０３は、振幅算出部１５０２から出力された振幅情報を１サンプル遅延させて遅延部１５０４および乗算部１５０６のそれぞれへ出力する。遅延部１５０４は、遅延部１５０３から出力された振幅情報を１サンプル遅延させて乗算部１５０７へ出力する。乗算部１５０５は、振幅算出部１５０２から出力された振幅情報にタップ係数ｔａｐ１１を乗算して加算部１５０８へ出力する。乗算部１５０６は、遅延部１５０３から出力された振幅情報にタップ係数ｔａｐ１２を乗算して加算部１５０８へ出力する。乗算部１５０７は、遅延部１５０４から出力された振幅情報にタップ係数ｔａｐ１３を乗算して加算部１５０８へ出力する。

加算部１５０８は、乗算部１５０５〜１５０７から出力された各信号を加算する。加算部１５０８による加算結果は、異なる３つの時点（たとえば過去、現在、未来）における信号ｘ（ｔ）の振幅差分Δ√ｐを示す。なお、３つの時点の振幅差分Δ√ｐを算出する場合について説明したが、３つの時点に限らず２または４以上の時点の振幅差分Δ√ｐを算出してもよい。加算部１５０８は、加算結果を振幅差情報としてＺ軸アドレス算出部１５０９へ出力する。

Ｚ軸アドレス算出部１５０９は、加算部１５０８から出力された振幅差情報を正規化することによってＺ軸方向アドレスを算出する。また、Ｚ軸アドレス算出部１５０９は、正規化範囲決定部１５０１から通知された正規化倍率を用いて正規化を行う。Ｚ軸アドレス算出部１５０９は、算出したＹ軸方向アドレスをアドレス算出部２１２へ出力する。たとえば、Ｚ軸アドレス算出部１５０９は、上記（３）式によってＹ軸方向アドレスを算出する。この場合は、上記（３）式の正規化倍率は、正規化範囲決定部１５０１から通知された正規化倍率である。

アドレス算出部２１２は、遅延部２０３からのＸ軸方向アドレス（ｘａｄｒ（ｔ））と、Ｙ軸アドレス算出部２１１からのＹ軸方向アドレス（ｙａｄｒ（ｔ））と、Ｚ軸アドレス算出部１５０９からのＺ軸方向アドレス（ｚａｄｒ（ｔ））と、を合成する。

これにより、歪補償装置１１０は、信号ｘ（ｔ）のパワーｐと位相差分Δθと振幅差分Δ√ｐとの３次元アドレスを用いたＬＵＴ１１４ａによる歪補償を行うことができる。これにより、増幅器１２０の出力波形の周波数スペクトラムのサイドローブを下げて、隣接チャネルへの漏洩電力を低減することができる。

ここでは、正規化範囲決定部１５０１がＸ軸方向アドレスに基づいて正規化倍率を決定する構成について説明したが、このような構成に限らない。たとえば、正規化範囲決定部１５０１は、パワー算出部２０１から出力されたパワー情報を取得し、取得したパワー情報に基づいて正規化倍率を決定する構成としてもよい。

この場合は、たとえば、歪補償装置１１０のメモリには、パワー情報と正規化倍率を対応付ける対応情報があらかじめ記憶される。正規化範囲決定部１５０１は、パワー算出部２０１から出力されたパワー情報に対応する正規化倍率を対応情報から取得し、取得した正規化倍率をＹ軸アドレス算出部２１１へ通知する。

また、図１５に示したパワー算出部２０１に代えて振幅算出部３０１（図３参照）を備えた構成にしてもよい。また、図１５に示したパワー算出部２０１に代えて電力対数算出部４０１（図４参照）を備えた構成にしてもよい。

なお、遅延部２０３，２０５，２０６，１５０３，１５０４のそれぞれにおける遅延量は、信号ｘ（ｔ）の１サンプル分に限らない。たとえば、遅延部２０３，２０５，２０６，１５０３，１５０４のそれぞれにおける遅延量を信号ｘ（ｔ）の１／２サンプル分や２サンプル分などにしてもよい。

たとえば、遅延部２０３，２０５，１５０３のそれぞれにおける遅延量は、パワー算出部２０１から出力されるパワー情報と、乗算部２０８から出力される位相情報と、乗算部１５０６から出力される振幅情報と、のタイミングが同一となるように設定する。これにより、乗算部２０８から出力される位相情報をＹ軸方向アドレスの基準とし、乗算部１５０６から出力される振幅情報をＺ軸方向アドレスの基準とし、Ｘ軸方向アドレスとＹ軸方向アドレスとＺ軸方向アドレスの出力タイミングを同一にすることができる。

このように、実施の形態４にかかる歪補償装置１１０によれば、実施の形態１〜３と同様の効果を奏するとともに、位相差分Δθを含む３次元の値によってアドレス付けられたＬＵＴ１１４ａを用いることで信号の非線形歪をさらに精度よく補償することができる。

（実施の形態５）
図１６は、実施の形態５にかかる送信装置の一例を示すブロック図である。実施の形態５にかかる送信装置１６００は、適応ＬＭＳによるデジタル非線形歪補償を行う。図１６に示すように、送信装置１６００は、送信信号生成部１６０１と、パラレル変換器１６０２と、歪補償部１６０３と、アナログ変換器１６０４と、搬送波生成部１６０５と、直交変調器１６０６と、周波数変換器１６０７と、増幅器１６０８と、方向性結合器１６０９と、アンテナ１６１０と、周波数変換器１６１１と、直交検波器１６１２と、デジタル変換器１６１３と、を備えている。

送信信号生成部１６０１は、デジタルの送信信号（シリアル信号）を生成してパラレル変換器１６０２へ出力する。パラレル変換器１６０２は、送信信号生成部１６０１から出力された送信信号を、１ビットずつ交互に振り分けてＩ信号（同相成分信号：Ｉｎ−Ｐｈａｓｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）とＱ信号（直交成分信号：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）の２系列のパラレル信号に変換する。パラレル変換器１６０２は、変換したＩ信号およびＱ信号を歪補償部１６０３へ出力する。

歪補償部１６０３は、パラレル変換器１６０２から出力されたＩ信号およびＱ信号のデジタル非線形歪補償を行う。具体的には、歪補償部１６０３は、パラレル変換器１６０２から出力された歪補償前の送信信号と直交検波器１６１２で復調されてデジタル変換器１６１３から出力されたフィードバック信号を比較する。そして、歪補償部１６０３は、比較した各信号の差が零となるように歪補償係数を演算する。歪補償部１６０３は、デジタル非線形歪補償を行ったＩ信号およびＱ信号をアナログ変換器１６０４へ出力する。

アナログ変換器１６０４は、歪補償部１６０３から出力されたＩ信号およびＱ信号をアナログのベースバンド信号に変換して直交変調器１６０６へ出力する。搬送波生成部１６０５は、基準搬送波を生成する。搬送波生成部１６０５は、生成した基準搬送波を直交変調器１６０６および直交検波器１６１２のそれぞれへ出力する。

直交変調器１６０６は、搬送波生成部１６０５から出力された基準搬送波を、アナログ変換器１６０４から出力されたＩ信号およびＱ信号に基づいて直交変調する。具体的には、直交変調器１６０６は、互いに位相が９０°異なる各基準搬送波にそれぞれＩ信号およびＱ信号を乗算し、乗算結果を加算することにより直交変調を行う。直交変調器１６０６は、直交変調した直交変調信号を周波数変換器１６０７へ出力する。

周波数変換器１６０７は、直交変調器１６０６から出力された直交変調信号に局部発振信号をミキシングして周波数変換する。周波数変換器１６０７は、周波数変換した無線周波数信号を増幅器１６０８へ出力する。増幅器１６０８は、周波数変換器１６０７から出力された無線周波数信号を電力増幅する送信用電力増幅器である。増幅器１６０８は、増幅した無線周波数信号を方向性結合器１６０９へ出力する。

方向性結合器１６０９は、増幅器１６０８から出力された無線周波数信号を分岐し、分岐した各無線周波数信号をそれぞれアンテナ１６１０および周波数変換器１６１１へ出力する。アンテナ１６１０は、方向性結合器１６０９から出力された無線周波数信号を空中に放射する送信部である。これにより、無線周波数信号が無線送信される。

周波数変換器１６１１は、方向性結合器１６０９から出力された無線周波数信号を局部発振信号に基づいて周波数変換する。周波数変換器１６１１は、周波数変換した直交変調信号を直交検波器１６１２へ出力する。

直交検波器１６１２は、周波数変換器１６１１から出力された直交変調信号に、互いに位相が９０°異なる各基準搬送波を乗算して直交検波を行う。直交検波器１６１２は、直交検波により得られたＩ信号およびＱ信号をデジタル変換器１６１３へ出力する。デジタル変換器１６１３は、直交検波器１６１２から出力されたＩ信号およびＱ信号をデジタル信号に変換して歪補償部１６０３へ出力する。

図１に示した歪補償装置１１０は、たとえば歪補償部１６０３に対応する。図１に示した増幅器１２０は、たとえば増幅器１６０８に対応する。図１に示した帰還系１３０は、たとえば方向性結合器１６０９、周波数変換器１６１１、直交検波器１６１２およびデジタル変換器１６１３に対応する。

図１７は、増幅器の入出力特性を示すグラフである。図１７において、横軸は増幅器１６０８への入力電力［ｄＢ］を示している。縦軸は増幅器１６０８からの出力電力［ｄＢ］を示している。入出力特性１７０１は、増幅器１６０８の入出力特性を示している。Ｗ−ＣＤＭＡなどの移動通信においては、送信装置の送信電力は１０［ｍＷ］〜数１０［Ｗ］と大きいため、増幅器１６０８の入出力特性１７０１は非線形になる。

図１８は、増幅器の入出力特性の非線形による信号の歪を示す図である。図１８において、横軸は、増幅器１６０８によって増幅される信号の周波数を示している。縦軸は、増幅器１６０８によって増幅される信号の電力を示している。送信周波数ｆ０は、増幅器１６０８によって増幅される信号の送信周波数を示している。

周波数スペクトラム１８０１は、歪補償部１６０３による歪補償を行わない状態において増幅器１６０８へ入力される信号を示している。周波数スペクトラム１８０２は、歪補償部１６０３による歪補償を行わない状態において増幅器１６０８から出力される信号を示している。周波数スペクトラム１８０１，１８０２に示すように、増幅器１６０８の入出力特性１７０１の非線形（図１７参照）により、信号の送信周波数ｆ０周辺の周波数スペクトラムは、増幅器１６０８においてサイドローブが持ち上がる。

これに対して、図１６に示した送信装置１６００においては、歪補償部１６０３による適応ＬＭＳによって、信号の非線形歪を精度よく補償し、信号のサイドローブの持ち上がりを抑えることができる。このため、隣接チャネルへの電力漏洩を抑えながら信号を増幅して送信することができる。

このように、実施の形態５にかかる送信装置１６００によれば、増幅器１６０８による非線形歪を精度よく補償した送信信号を送信することができる。たとえば、Ｗ−ＣＤＭＡなどの送信電力が大きい移動通信においても、送信信号に発生する非線形歪を精度よく補償し、送信信号の電力の隣接チャネルへの漏洩を回避することができる。また、送信信号に広帯域信号を用いる場合でも、メモリ効果による送信信号の近傍における歪を精度よく補償することができる。このため、通信品質を向上させることができる。

以上説明したように、歪補償装置、増幅装置、送信装置および歪補償方法によれば、信号の歪を精度よく補償することができる。

１００ 増幅装置
１１０ 歪補償装置
１１１，１１８ｂ〜１１８ｄ，２０７〜２０９，１５０５〜１５０７ 乗算部
１１２ アドレス生成部
１１３，１１５，１１６，２０３，２０５，２０６，１５０３，１５０４ 遅延部
１１４ テーブル管理部
１１４ａ ＬＵＴ
１１７ 減算部
１１８ 係数演算部
１１８ａ 共役複素信号出力部
１１９，２１０，１５０８ 加算部
１２０，１６０８ 増幅器
１３０ 帰還系
２０１ パワー算出部
２０２ Ｘ軸アドレス算出部
２０４，１５０１ 正規化範囲決定部
２１１ Ｙ軸アドレス算出部
２１２ アドレス算出部
３０１，５０１，１５０２ 振幅算出部
４０１ 電力対数算出部
６００，１０００ テーブル
７００，８００，１１００，１２００ 斜線部
８１１，８１２，１２１１〜１２１３ 範囲
９０１ 位相算出部
１３００，１４００ 特性
１５０９ Ｚ軸アドレス算出部
１６００ 送信装置
１６０１ 送信信号生成部
１６０２ パラレル変換器
１６０３ 歪補償部
１６０４ アナログ変換器
１６０５ 搬送波生成部
１６０６ 直交変調器
１６０７，１６１１ 周波数変換器
１６０９ 方向性結合器
１６１０ アンテナ
１６１２ 直交検波器
１６１３ デジタル変換器
１７０１ 入出力特性
１８０１，１８０２ 周波数スペクトラム
ｆ０ 送信周波数
ｔａｐ１〜ｔａｐ３，ｔａｐ１１〜ｔａｐ１３ タップ係数

Claims (10)

1. 増幅器による信号の歪を補償する歪補償装置において、
   歪補償係数を用いて入力信号に歪補償を行う歪補償処理部と、
   前記歪補償係数を記憶する記憶部と、
   前記入力信号の電力値に基づいて前記記憶部から歪補償係数を取得するための第１のアドレスを生成する第１のアドレス生成部と、
   前記入力信号の電力値に基づいて正規化倍率を決定する正規化倍率決定部と、
   前記電力値もしくは前記入力信号の位相もしくは前記入力信号の振幅値に基づいて前記記憶部から歪補償係数を取得するための第２のアドレスを生成し、前記正規化倍率決定部によって決定された正規化倍率を前記第２のアドレスに乗じることにより正規化を行う第２のアドレス生成部と、
   を有し、
   前記歪補償処理部は、前記第１および第２のアドレスに基づいて前記記憶部から歪補償係数を取得して前記歪補償を行う
   ことを特徴とする歪補償装置。
2. 前記歪補償前の入力信号と前記増幅器の出力信号に基づいて前記歪補償係数を算出する演算部をさらに有し、
   前記記憶部は、前記第１および第２のアドレスに対応させて前記演算部によって算出された歪補償係数を記憶する
   ことを特徴とする請求項１に記載の歪補償装置。
3. 前記第２のアドレス生成部は、前記電力値、もしくは前記電力値に基づく振幅、もしくは前記電力値を対数化した対数値に応じて正規化する範囲を決定した前記第２のアドレスを生成することを特徴とする請求項１または２に記載の歪補償装置。
4. 前記入力信号の電力値に基づく値と正規化倍率とを対応付けた対応情報を記憶する対応情報記憶部をさらに有し、
   前記正規化倍率決定部は、
   前記対応情報記憶部によって記憶された対応情報に基づいて、前記入力信号の電力値に応じて正規化倍率を決定する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の歪補償装置。
5. 前記入力信号の電力値に応じて正規化する範囲を決定した、前記電力値もしくは前記入力信号の位相もしくは前記入力信号の振幅値に基づいて前記記憶部から歪補償係数を取得するための第３のアドレスを生成する第３のアドレス生成部をさらに有し、
   前記歪補償処理部は、前記第１、第２および第３のアドレスに基づいて前記記憶部から歪補償係数を取得して前記歪補償を行う
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の歪補償装置。
6. 前記第３のアドレス生成部は、前記電力値、もしくは前記電力値に基づく振幅、もしくは前記電力値を対数化した対数値に応じて正規化する範囲を決定した前記第３のアドレスを生成することを特徴とする請求項５に記載の歪補償装置。
7. 前記第１のアドレス生成部は、前記電力値、もしくは前記電力値に基づく振幅、もしくは前記電力値を対数化した対数値を算出する算出部を有し、
   前記算出部で算出した値と前記算出した値を所定の時間だけ遅延させた値との差分に基づいて第１のアドレスを生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の歪補償装置。
8. 請求項２に記載の歪補償装置と、
   前記増幅器と、
   前記増幅器の出力信号を前記演算部へ帰還させる帰還系と、
   を有することを特徴とする増幅装置。
9. 請求項８に記載の増幅装置と、
   前記増幅装置によって増幅された信号を送信する送信部と、
   を有することを特徴とする送信装置。
10. 増幅器による信号の歪を補償する歪補償方法において、
    歪補償係数を用いて入力信号に歪補償を行う工程と、
    前記歪補償係数を記憶する工程と、
    前記入力信号の電力値に基づいて前記記憶された歪補償係数の中から前記歪補償に用いる歪補償係数を取得するための第１のアドレスを生成する工程と、
    前記入力信号の電力値に基づいて正規化倍率を決定する工程と、
    前記電力値もしくは前記入力信号の位相もしくは前記入力信号の振幅値に基づいて前記記憶された歪補償係数の中から前記歪補償に用いる歪補償係数を取得するための第２のアドレスを生成し、前記正規化倍率を前記第２のアドレスに乗じることにより正規化を行う工程と、
    を有し、
    前記第１および第２のアドレスに基づいて前記記憶された歪補償係数の中から取得した歪補償係数を用いて前記歪補償を行う
    ことを特徴とする歪補償方法。

Images