JP6021658B2 - Distortion compensation circuit - Google Patents
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Description
この発明は、電力増幅器により増幅された信号に含まれる歪成分を補償する歪補償回路に関するものである。 The present invention relates to a distortion compensation circuit that compensates for distortion components included in a signal amplified by a power amplifier.
図11は特許文献1に開示されている歪補償回路を示す構成図である。
この歪補償回路では、電力増幅器103の動作温度毎に、電力増幅器103の非線形特性の逆特性を表す補償テーブルを格納しているメモリ106を備えている。
電力計算部104は、信号源101が電力増幅器103による増幅対象の信号である送信信号を生成すると、その送信信号の電力を計算して、その電力の計算結果を補償テーブル読出部107に出力する。
温度センサ105は、電力増幅器103の動作温度を測定し、その動作温度の測定結果を補償テーブル読出部107に出力する。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a distortion compensation circuit disclosed in
This distortion compensation circuit includes a
When the
補償テーブル読出部107は、電力計算部104から電力の計算結果を受け、温度センサ105から動作温度の測定結果を受けると、メモリ106に格納されている複数の補償テーブルの中で、その動作温度に対応する補償テーブルを特定し、その補償テーブルから上記電力に対応する補償係数を読み出して、その補償係数を複素乗算部102に出力する。
複素乗算部102は、信号源101により生成された送信信号に対して、補償テーブル読出部107により読み出された補償係数を乗算し、補償係数乗算後の送信信号を電力増幅器103に出力する。
When the compensation
一般的に、電力増幅器103により増幅された信号には、電力増幅器103の非線形特性によって歪成分が含まれるが、この歪補償回路では、電力増幅器103により増幅される前の送信信号に対して、電力増幅器103の非線形特性の逆特性を表す補償係数を乗算するようにしているので、電力増幅器103による増幅後の信号に含まれる歪成分が補償されている。
In general, the signal amplified by the
従来の歪補償回路は以上のように構成されているので、電力増幅器103の動作温度毎に、電力増幅器103の非線形特性の逆特性を表す補償テーブルをメモリ106に格納すれば、電力増幅器103の動作温度が変化しても、電力増幅器103により増幅された信号に含まれる歪成分を適切に補償することができる。しかし、高精度な歪補償を行うには、複数の補償テーブル間の温度ステップを小さくして、数多くの補償テーブルをメモリ106に格納する必要がある。このため、記憶容量が大きなメモリ106を実装する必要があり、コストの増大や回路規模の増大を招いてしまう課題があった。
記憶容量が大きなメモリ106を実装することができず、数多くの補償テーブルをメモリ106に格納することができない場合は、高精度な歪補償を行うことができない課題があった。
Since the conventional distortion compensation circuit is configured as described above, if a compensation table representing the inverse characteristic of the nonlinear characteristic of the
When the
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、電力増幅器の動作温度が変化して非線形特性が変化しても、1つのテーブルを格納するだけで、電力増幅器により増幅された信号に含まれる歪成分を高精度に補償することができる歪補償回路を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. Even when the operating temperature of the power amplifier changes and the non-linear characteristic changes, it is amplified by the power amplifier only by storing one table. An object of the present invention is to obtain a distortion compensation circuit capable of compensating a distortion component included in a signal with high accuracy.
この発明に係る歪補償回路は、電力増幅器による増幅対象の信号の電力と補償係数の対応関係を示すテーブルを格納しているテーブル格納手段と、電力増幅器による増幅対象の信号の電力を計算し、テーブル格納手段により格納されているテーブルから上記信号の電力に対応する補償係数を読み出す補償係数読出手段と、補償係数読出手段により読み出された補償係数を上記信号に乗算し、補償係数乗算後の信号を電力増幅器に出力する補償係数乗算手段と、電力増幅器により増幅された信号の相補累積分布関数値を算出する相補累積分布関数値算出手段と、相補累積分布関数値の参照値と相補累積分布関数値算出手段により算出された相補累積分布関数値との誤差を算出する誤差算出手段とを設け、対応関係更新手段が、誤差算出手段により算出された誤差にしたがってテーブル格納手段により格納されているテーブルにおける電力と補償係数の対応関係を更新するようにしたものである。 The distortion compensation circuit according to the present invention calculates the power of the signal to be amplified by the power amplifier, table storage means storing a table indicating the correspondence between the power of the signal to be amplified by the power amplifier and the compensation coefficient, Compensation coefficient reading means for reading the compensation coefficient corresponding to the power of the signal from the table stored by the table storage means, the compensation coefficient read by the compensation coefficient reading means is multiplied by the signal, and the compensation coefficient multiplied Compensation coefficient multiplication means for outputting a signal to the power amplifier, complementary cumulative distribution function value calculating means for calculating a complementary cumulative distribution function value of the signal amplified by the power amplifier, a reference value and a complementary cumulative distribution of the complementary cumulative distribution function value Error calculating means for calculating an error from the complementary cumulative distribution function value calculated by the function value calculating means is provided, and the correspondence updating means is provided by the error calculating means. In accordance with the calculation error is obtained so as to update the correspondence between the power and the compensation coefficients in the table stored by the table storage unit.
この発明によれば、電力増幅器により増幅された信号の相補累積分布関数値を算出する相補累積分布関数値算出手段と、相補累積分布関数値の参照値と相補累積分布関数値算出手段により算出された相補累積分布関数値との誤差を算出する誤差算出手段とを設け、対応関係更新手段が、誤差算出手段により算出された誤差にしたがってテーブル格納手段により格納されているテーブルにおける電力と補償係数の対応関係を更新するように構成したので、電力増幅器の動作温度が変化して非線形特性が変化しても、1つのテーブルを格納するだけで、電力増幅器により増幅された信号に含まれる歪成分を高精度に補償することができる効果がある。 According to this invention, the complementary cumulative distribution function value calculating means for calculating the complementary cumulative distribution function value of the signal amplified by the power amplifier, the reference value of the complementary cumulative distribution function value, and the complementary cumulative distribution function value calculating means. Error calculating means for calculating an error from the complementary cumulative distribution function value, and the correspondence update means calculates the power and compensation coefficient in the table stored by the table storing means according to the error calculated by the error calculating means. Since the correspondence relationship is updated, the distortion component included in the signal amplified by the power amplifier can be stored only by storing one table even if the operating temperature of the power amplifier changes and the nonlinear characteristic changes. There is an effect that can be compensated with high accuracy.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による歪補償回路を示す構成図である。
図1において、送信信号生成部1は電力増幅器3による増幅対象の信号である送信信号Sを生成する信号源である。
歪補償部2は電力増幅器3により増幅された送信信号Sに含まれる歪成分を補償する処理を実施する。
補償係数更新部4は歪補償部2が歪成分を補償する際に用いる補償係数を更新する処理を実施する。
FIG. 1 is a block diagram showing a distortion compensation circuit according to
In FIG. 1, a
The
The compensation
歪補償部2のメモリ11は電力増幅器3による増幅対象の信号の電力Pと補償係数C(P)の対応関係を示す補償テーブル(電力増幅器3の非線形特性の逆特性を表す補償テーブル)を格納している。なお、メモリ11はテーブル格納手段を構成している。
歪補償部2の電力計算部12は例えばCPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、送信信号生成部1により生成された送信信号Sの電力Pを計算する処理を実施する。
The
The
歪補償部2の補償係数読出部13は例えばCPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、メモリ11により格納されている補償テーブルから電力計算部12により計算された送信信号Sの電力Pに対応する補償係数C(P)を読み出し、その補償係数C(P)を複素乗算部14に出力する処理を実施する。
なお、電力計算部12及び補償係数読出部13から補償係数読出手段が構成されている。
歪補償部2の複素乗算部14は例えば乗算器などから構成されており、補償係数読出部13により読み出された補償係数C(P)を送信信号生成部1により生成された送信信号Sに乗算し、補償係数乗算後の送信信号Sを電力増幅器3に出力する処理を実施する。なお、複素乗算部14は補償係数乗算手段を構成している。
The compensation
The
The
補償係数更新部4のCCDF計算部21は例えばCPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、電力増幅器3により増幅された送信信号Sの相補累積分布関数値であるCCDF(Complementary Cumulative Distribution Function)値を算出する処理を実施する。なお、CCDF計算部21は相補累積分布関数値算出手段を構成している。
補償係数更新部4の更新判定部22はCCDF参照値保存部23及び誤差算出部24から構成されている。
The
The
CCDF参照値保存部23は予め設定されているCCDF値の参照値(送信信号Sの理想的なCCDF値)を記憶しているメモリである。
誤差算出部24は例えばCPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、CCDF参照値保存部23により記憶されているCCDF値の参照値と、CCDF計算部21により算出されたCCDF値との誤差CCDF_Gosaを算出する処理を実施する。
なお、CCDF参照値保存部23及び誤差算出部24から誤差算出手段が構成されている。
The CCDF reference
The
The CCDF reference
補償係数更新部4の対応関係更新部25は例えばCPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、誤差算出部24により算出された誤差CCDF_Gosaにしたがってメモリ11により格納されている補償テーブルにおける電力Pと補償係数C(P)の対応関係を更新する処理を実施する。
即ち、対応関係更新部25は誤差算出部24により算出された誤差CCDF_Gosaと所定の閾値Vth,−Vthを比較し、その比較結果に対応するオフセット量Dだけ、メモリ11により格納されている補償テーブルにおける電力Pと補償係数C(P)の対応関係をずらす処理を実施する。なお、対応関係更新部25は対応関係更新手段を構成している。
The
That is, the
図1の例では、歪補償回路の構成要素である歪補償部2及び補償係数更新部4のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、歪補償回路がコンピュータで構成されていてもよい。
歪補償回路がコンピュータで構成されている場合、メモリ11及びCCDF参照値保存部23をコンピュータの内部メモリ又は外部メモリ上に構成するとともに、電力計算部12、補償係数読出部13、複素乗算部14、CCDF計算部21、誤差算出部24及び対応関係更新部25の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのCPUが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
In the example of FIG. 1, it is assumed that each of the
When the distortion compensation circuit is configured by a computer, the
次に動作について説明する。
歪補償部2のメモリ11には、電力増幅器3による増幅対象の信号の電力Pと補償係数C(P)の対応関係を示す補償テーブルが格納されている。
図2は信号電力Pと補償係数C(P)の対応関係を示す補償テーブルの一例を示す説明図である。
図2では、信号電力Pと、複素数で表された補償係数C(実数部、虚数部)との対応関係を示す補償テーブルが例示されている。
例えば、信号電力Pが“3”であれば、その信号電力Pに対応する補償係数C(3)は、C(3)=11+j×1となる。
また、信号電力Pが“6”であれば、その信号電力Pに対応する補償係数C(6)は、C(6)=13+j×3となる。
Next, the operation will be described.
The
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a compensation table showing the correspondence between the signal power P and the compensation coefficient C (P).
FIG. 2 illustrates a compensation table indicating the correspondence between the signal power P and the compensation coefficient C (real part, imaginary part) represented by a complex number.
For example, if the signal power P is “3”, the compensation coefficient C (3) corresponding to the signal power P is C (3) = 11 + j × 1.
If the signal power P is “6”, the compensation coefficient C (6) corresponding to the signal power P is C (6) = 13 + j × 3.
まず、送信信号生成部1は、下記の式(1)に示すように、電力増幅器3による増幅対象の信号である送信信号Sを生成し、その送信信号Sを歪補償部2の電力計算部12及び複素乗算部14に出力する。
S=I+j×Q (1)
式(1)において、I,Qはベースバンド信号であり、Iは送信信号Sにおける同相信号、Qは送信信号Sにおける直交信号である。
First, the transmission
S = I + j × Q (1)
In Expression (1), I and Q are baseband signals, I is an in-phase signal in the transmission signal S, and Q is a quadrature signal in the transmission signal S.
歪補償部2の電力計算部12は、送信信号生成部1から送信信号Sを受けると、下記の式(2)に示すように、その送信信号Sの電力Pを計算し、その電力Pの計算結果を補償係数読出部13に出力する。
When receiving the transmission signal S from the transmission
補償係数更新部4のCCDF計算部21は、電力増幅器3により増幅された送信信号Sを入力し、その送信信号Sの電力を計算する計算部(電力計算部12に相当する計算部)を備えており、その送信信号Sの電力から送信信号SのCCDF値であるCCDF_Test(i)を算出し、そのCCDF_Test(i)を更新判定部22の誤差算出部24に出力する。
変数iは、“1”から“L”までの整数値で表されるインデックス番号であり、“L”はCCDF値におけるインデックス番号の最大値である。
CCDF値の計算方法に関しては公知の技術であり、例えば、以下の非特許文献1などに開示されているため、ここでは説明を省略する。
図3は送信信号SのCCDF値であるCCDF_Test(i)の計算結果の一例を示す説明図である。
[非特許文献1]
アジレントテクノロジー,“Characterizing Digitally Modulated Signals with CCDF Curves,” application note, 5968-6875E.
The
The variable i is an index number represented by an integer value from “1” to “L”, and “L” is the maximum index number in the CCDF value.
The calculation method of the CCDF value is a known technique, and is disclosed in, for example,
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the calculation result of CCDF_Test (i) which is the CCDF value of the transmission signal S.
[Non-Patent Document 1]
Agilent Technologies, “Characterizing Digitally Modulated Signals with CCDF Curves,” application note, 5968-6875E.
更新判定部22のCCDF参照値保存部23には、送信信号Sの理想的なCCDF値であるCCDF_Ref(i)がCCDF値の参照値として記憶されている。
更新判定部22の誤差算出部24は、CCDF計算部21から送信信号SのCCDF値であるCCDF_Test(i)を受けると、下記の式(3)に示すように、そのCCDF_Test(i)と、CCDF参照値保存部23により記憶されているCCDF値の参照値であるCCDF_Ref(i)との誤差CCDF_Gosaを算出し、その誤差CCDF_Gosaを対応関係更新部25に出力する。
式(3)において、Aiは任意の重み付け係数である。
The CCDF reference
When the
In equation (3), A i is an arbitrary weighting factor.
補償係数更新部4の対応関係更新部25は、誤差算出部24から誤差CCDF_Gosaを受けると、その誤差CCDF_Gosaにしたがってメモリ11により格納されている補償テーブルにおける電力Pと補償係数C(P)の対応関係を更新する。
即ち、対応関係更新部25は、誤差算出部24により算出された誤差CCDF_Gosaと所定の閾値Vth,−Vthを比較する。
対応関係更新部25は、誤差CCDF_Gosaの絶対値が閾値Vthの絶対値より小さい場合(|CCDF_Gosa|<|Vth|)、補償テーブルにおける電力Pと補償係数C(P)の対応関係を更新しないが、誤差CCDF_Gosaが閾値Vth以上である場合(CCDF_Gosa≧Vth)、0より大きなオフセット量D(D>0)を設定する。
一方、誤差CCDF_Gosaが閾値−Vth以下である場合(CCDF_Gosa≦−Vth)、0より小さなオフセット量D(D<0)を設定する。
When the
That is, the correspondence
When the absolute value of the error CCDF_Gosa is smaller than the absolute value of the threshold value Vth (| CCDF_Gosa | <| Vth |), the
On the other hand, when the error CCDF_Gosa is equal to or less than the threshold value −Vth (CCDF_Gosa ≦ −Vth), an offset amount D (D <0) smaller than 0 is set.
対応関係更新部25は、オフセット量Dを設定すると、そのオフセット量Dだけ、メモリ11により格納されている補償テーブルにおける電力Pと補償係数C(P)の対応関係をずらすことで、電力Pと補償係数C(P)の対応関係を更新する。
例えば、誤差CCDF_Gosaが閾値Vth以上であるとき(CCDF_Gosa≧Vth)、オフセット量Dとして、D=2を設定した場合、図2の更新前の補償テーブルから、2つ分、補償係数C(P)を図中下方向にずらすことで、電力Pと補償係数C(P)の対応関係を更新する(図4を参照)。
また、誤差CCDF_Gosaが閾値−Vth以下であるとき(CCDF_Gosa≦−Vth)、オフセット量Dとして、D=−2を設定した場合、図2の更新前の補償テーブルから、2つ分、補償係数C(P)を図中上方向にずらすことで、電力Pと補償係数C(P)の対応関係を更新する(図5を参照)。
When setting the offset amount D, the correspondence
For example, when the error CCDF_Gosa is equal to or greater than the threshold value Vth (CCDF_Gosa ≧ Vth), when D = 2 is set as the offset amount D, two compensation coefficients C (P) from the compensation table before update in FIG. Is shifted downward in the figure to update the correspondence between the power P and the compensation coefficient C (P) (see FIG. 4).
Further, when the error CCDF_Gosa is equal to or less than the threshold value −Vth (CCDF_Gosa ≦ −Vth), when D = −2 is set as the offset amount D, two compensation coefficients C from the compensation table before updating in FIG. By shifting (P) upward in the figure, the correspondence between the power P and the compensation coefficient C (P) is updated (see FIG. 5).
ここでは、誤差CCDF_Gosaが閾値Vth以上であるとき(CCDF_Gosa≧Vth)、オフセット量Dを“2”、誤差CCDF_Gosaが閾値−Vth以下であるとき(CCDF_Gosa≦−Vth)、オフセット量Dを“−2”に設定する例を示しているが、これは一例に過ぎず、例えば、各々の場合のオフセット量Dを“1”,“−1”や、“3”,“−3”などに設定するようにしてもよい。 Here, when the error CCDF_Gosa is equal to or larger than the threshold value Vth (CCDF_Gosa ≧ Vth), the offset amount D is “2”, and when the error CCDF_Gosa is equal to or smaller than the threshold value −Vth (CCDF_Gosa ≦ −Vth), the offset amount D is set to “−2. However, this is merely an example. For example, the offset amount D in each case is set to “1”, “−1”, “3”, “−3”, or the like. You may do it.
この実施の形態1では、誤差算出部24が誤差CCDF_Gosaを対応関係更新部25に出力し、対応関係更新部25が誤差CCDF_Gosaと閾値Vth,−Vthを比較する例を示しているが、誤差算出部24が誤差CCDF_Gosaと閾値Vth,−Vthを比較して、その比較結果VRを対応関係更新部25に出力し、対応関係更新部25が比較結果VRに対応するオフセット量Dを設定して、そのオフセット量Dだけ、補償テーブルにおける電力Pと補償係数C(P)の対応関係をずらすことで、電力Pと補償係数C(P)の対応関係を更新するようにしてもよい。
In the first embodiment, the
即ち、誤差算出部24は、下記に示すように、誤差CCDF_Gosaと閾値Vth,−Vthを比較して、その比較結果VRを対応関係更新部25に出力する。
VR= 0 (|CCDF_Gosa|<|Vth|の場合)
VR= 1 (CCDF_Gosa≧Vthの場合)
VR=−1 (CCDF_Gosa≦−Vth)
対応関係更新部25は、誤差算出部24から出力された比較結果VRが“0”であれば、オフセット量D=0、その比較結果VRが“1”であれば、オフセット量D=2、その比較結果VRが“−1”であれば、オフセット量D=−2に設定する。
そして、対応関係更新部25は、そのオフセット量Dだけ、補償テーブルにおける電力Pと補償係数C(P)の対応関係をずらすことで、電力Pと補償係数C(P)の対応関係を更新する。
この場合には、誤差算出部24及び対応関係更新部25から対応関係更新手段が構成される。
That is, the
VR = 0 (in the case of | CCDF_Gosa | <| Vth |)
VR = 1 (when CCDF_Gosa ≧ Vth)
VR = −1 (CCDF_Gosa ≦ −Vth)
If the comparison result VR output from the
Then, the correspondence
In this case, the
歪補償部2の補償係数読出部13は、電力計算部12から送信信号Sの電力Pの計算結果を受けると、メモリ11により格納されている補償テーブルから送信信号Sの電力Pに対応する補償係数C(P)を読み出し、その補償係数C(P)を複素乗算部14に出力する。
例えば、メモリ11により格納されている補償テーブルにおける電力Pと補償係数C(P)の対応関係が図4のように更新されている場合、仮に、送信信号Sの電力Pが“3”であれば、その信号電力Pに対応する補償係数C(3)は、C(3)=10+j×0となる。
また、信号電力Pが“6”であれば、その信号電力Pに対応する補償係数C(6)は、C(6)=11+j×2となる。
When the compensation
For example, when the correspondence relationship between the power P and the compensation coefficient C (P) in the compensation table stored in the
If the signal power P is “6”, the compensation coefficient C (6) corresponding to the signal power P is C (6) = 11 + j × 2.
歪補償部2の複素乗算部14は、補償係数読出部13から補償係数C(P)を受けると、その補償係数C(P)を送信信号生成部1により生成された送信信号Sに乗算し、補償係数乗算後の送信信号Sを電力増幅器3に出力する。
電力増幅器3は、複素乗算部14から出力された補償係数乗算後の送信信号Sを増幅し、増幅後の送信信号Sを出力端子及びCCDF計算部21に出力する。
一般的に、電力増幅器3により増幅された信号には、電力増幅器3の非線形特性によって歪成分が含まれるが、この歪補償回路では、電力増幅器3により増幅される前の送信信号Sに対して、電力増幅器3の非線形特性の逆特性を表す補償係数C(P)を乗算するようにしているので、電力増幅器3による増幅後の送信信号Sに含まれる歪成分が補償されている。
Upon receiving the compensation coefficient C (P) from the compensation
The
In general, the signal amplified by the
一般的に、電力増幅器3の非線形特性は動作温度によって変化し、その動作温度に応じて非線形特性がシフトする。図6は温度変化による電力増幅器3の非線形特性の変化を示す模式図である。
電力増幅器3の非線形特性が変化すると、非線形特性の逆特性が補償テーブルの特性と一致しなくなるため、正しい歪補償が行われず、電力増幅器3の増幅後の送信信号Sに含まれる歪成分が補償されなくなる。
歪成分が含まれる送信信号SのCCDF値であるCCDF_Test(i)は、図7に示すように、理想的なCCDF値であるCCDF_Ref(i)と異なるため、誤差算出部24により算出される誤差CCDF_Gosaが大きくなる。
このため、この実施の形態1では、電力増幅器3の非線形特性が変化して、誤差CCDF_Gosaの絶対値が閾値Vthの絶対値より大きくなると、メモリ11により格納されている補償テーブルが更新される。
In general, the nonlinear characteristic of the
When the nonlinear characteristic of the
As shown in FIG. 7, CCDF_Test (i), which is the CCDF value of the transmission signal S including the distortion component, is different from CCDF_Ref (i), which is an ideal CCDF value, and therefore the error calculated by the
Therefore, in the first embodiment, when the nonlinear characteristic of the
補償テーブルの更新は、誤差CCDF_Gosaの絶対値が閾値Vthの絶対値より小さくなるまで繰り返される。
複数回の補償テーブルの更新が試行された後、誤差CCDF_Gosaの絶対値が閾値Vthの絶対値より小さくなると、CCDF_Test(i)とCCDF_Ref(i)がほぼ等しくなる。
このとき、更新後の補償テーブルの特性は、図8に示すように、更新前の補償テーブルの特性がシフトした特性になる。即ち、電力増幅器3の非線形特性のシフトに追従するように補償テーブルの特性もシフトする。このため、電力増幅器3の非線形特性の逆特性と補償テーブルの特性が一致する。
したがって、適切な歪補償が行われるため、電力増幅器3による増幅後の送信信号Sに含まれる歪成分が小さくなり、精度の良い送信信号Sが電力増幅器3から出力されるようになる。
The update of the compensation table is repeated until the absolute value of the error CCDF_Gosa becomes smaller than the absolute value of the threshold value Vth.
If the absolute value of the error CCDF_Gosa becomes smaller than the absolute value of the threshold value Vth after a plurality of compensation table updates, CCDF_Test (i) and CCDF_Ref (i) become substantially equal.
At this time, the characteristic of the compensation table after the update is a characteristic obtained by shifting the characteristic of the compensation table before the update as shown in FIG. That is, the characteristics of the compensation table are also shifted so as to follow the shift of the nonlinear characteristics of the
Therefore, since appropriate distortion compensation is performed, the distortion component included in the transmission signal S amplified by the
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、電力増幅器3により増幅された信号のCCDF値を算出するCCDF値算出部21と、CCDF値の参照値とCCDF値算出部21により算出されたCCDF値との誤差CCDF_Gosaを算出する誤差算出部24とを設け、対応関係更新部25が、誤差算出部24により算出された誤差CCDF_Gosaにしたがってメモリ11により格納されている補償テーブルにおける電力Pと補償係数C(P)の対応関係を更新するように構成したので、電力増幅器3の動作温度が変化して非線形特性が変化しても、1つの補償テーブルを格納するだけで、電力増幅器3により増幅された送信信号Sに含まれる歪成分を高精度に補償することができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the first embodiment, the CCDF
この実施の形態1では、電力計算部12が、式(2)にしたがって送信信号Sの電力Pを計算する例を示したが、下記の非特許文献2に開示されている“平方根計算法”にしたがって送信信号Sの電力Pを計算するようにしてもよい。
[非特許文献2]
URL=http://antlers.cis.ibaraki.ac.jp/PROGRAM/CPROG/235.pdf
In the first embodiment, an example in which the
[Non-Patent Document 2]
URL = http: //antlers.cis.ibaraki.ac.jp/PROGRAM/CPROG/235.pdf
また、この実施の形態1では、CCDF値算出部21が電力増幅器3により増幅された送信信号SのCCDF値を算出しているが、このCCDF値は、下記の非特許文献3に開示されているCCDF値でもよいし、下記の非特許文献4に開示されているPAPRのCCDF値でもよい。
[非特許文献3]
“LTEコンポーネントのスティミュラス−レスポンス・テスト,” アジレントテクノロジー アプリケーションノート.
[非特許文献4]
藤井啓正 他“OFDM伝送におけるピーク低減方式に関する研究,” NTT Docomoテクニカル・ジャーナル,Vol.14 No.4.
In the first embodiment, the CCDF
[Non-Patent Document 3]
“LTE component stimulus-response test,” Agilent Technologies Application Note.
[Non-Patent Document 4]
Hiromasa Fujii et al. “Research on peak reduction method in OFDM transmission,” NTT Docomo Technical Journal, Vol.14 No.4.
この実施の形態1では、複素乗算部14と電力増幅器3が接続されている例を示しているが、複素乗算部14と電力増幅器3の間に、D/A変換器、直交変調器、周波数変換器、フィルタ、VGA、ドライバアンプなどのアナログ素子が挿入されていてもよい。
また、電力増幅器3とCCDF計算部21が接続されている例を示しているが、電力増幅器3とCCDF計算部21の間に、アッテネータ、遅延素子、周波数変換器、包絡線検出器、A/D変換器などのアナログ素子が挿入されていてもよい。
In the first embodiment, an example in which the
In addition, although an example in which the
また、この実施の形態1では、誤差CCDF_Gosaと比較する閾値Vth,−Vthが固定値である例を示しているが、図示していない制御回路やモデムなどから出力される制御信号によって可変される可変値であってもよい。
あるいは、対応関係更新部25(または、誤差算出部24)が閾値Vth,−Vthを可変するようにしてもよい。
In the first embodiment, the threshold values Vth and −Vth to be compared with the error CCDF_Gosa are fixed values. However, the threshold values Vth and −Vth are variable according to a control signal output from a control circuit or a modem (not shown). It may be a variable value.
Alternatively, the correspondence relationship update unit 25 (or the error calculation unit 24) may change the threshold values Vth and −Vth.
例えば、対応関係更新部25(または、誤差算出部24)が、送信信号生成部1により生成された送信信号Sの電力Pにしたがって閾値Vth,−Vthを変更する形態が考えられる。具体的には、送信信号Sの電力Pが大きくなるほど、閾値Vth,−Vthの絶対値が大きくなるように変更する。
これにより、送信信号Sの電力Pが変化しても、適正な閾値Vth,−Vthを用いることができるため、歪補償効果を高めることができる。
また、対応関係更新部25(または、誤差算出部24)が、送信信号生成部1により生成された送信信号Sの種類にしたがって閾値Vth,−Vthを変更する形態が考えられる。具体的には、例えば、送信信号Sの変調方式がQPSKであれば、閾値Vth,−Vthを“10”,“−10”、16QMであれば、閾値Vth,−Vthを“5”,“−5”に変更する。
これにより、送信信号Sの種類が変化しても、適正な閾値Vth,−Vthを用いることができるため、歪補償効果を高めることができる。
For example, a configuration in which the correspondence relationship update unit 25 (or the error calculation unit 24) changes the threshold values Vth and −Vth according to the power P of the transmission signal S generated by the transmission
Thereby, even if the power P of the transmission signal S changes, the appropriate threshold values Vth and -Vth can be used, so that the distortion compensation effect can be enhanced.
Further, a configuration in which the correspondence relationship update unit 25 (or the error calculation unit 24) changes the threshold values Vth and −Vth according to the type of the transmission signal S generated by the transmission
Thereby, even if the type of the transmission signal S changes, the appropriate threshold values Vth and -Vth can be used, so that the distortion compensation effect can be enhanced.
実施の形態2.
図9はこの発明の実施の形態2による歪補償回路を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
更新判定部22のCCDF計算部30は例えばCPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、電力計算部12により算出された送信信号Sの電力PからCCDF値の参照値であるCCDF_Ref(i)を算出する処理を実施する。
なお、CCDF計算部30及び誤差算出部24から誤差算出手段が構成されている。
FIG. 9 is a block diagram showing a distortion compensation circuit according to
The
The
図9の例では、歪補償回路の構成要素である歪補償部2及び補償係数更新部4のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、歪補償回路がコンピュータで構成されていてもよい。
歪補償回路がコンピュータで構成されている場合、メモリ11をコンピュータの内部メモリ又は外部メモリ上に構成するとともに、電力計算部12、補償係数読出部13、複素乗算部14、CCDF計算部21、CCDF計算部30、誤差算出部24及び対応関係更新部25の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのCPUが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
In the example of FIG. 9, it is assumed that each of the
When the distortion compensation circuit is configured by a computer, the
上記実施の形態1では、補償係数更新部4の更新判定部22が、CCDF参照値保存部23及び誤差算出部24から構成されている例を示したが、CCDF計算部30及び誤差算出部24から構成されていてもよい。
CCDF計算部30は、電力計算部12から送信信号Sの電力Pの計算結果を受けると、CCDF計算部21と同様の方法で、その送信信号Sの電力PからCCDF値の参照値であるCCDF_Ref(i)を算出し、そのCCDF_Ref(i)を誤差算出部24に出力する。
このように、CCDF計算部30が、送信信号Sの電力PからCCDF値の参照値であるCCDF_Ref(i)を適応的に算出することで、上記実施の形態1のように、CCDF参照値保存部23が、固定の参照値を格納している場合よりも正確な誤差CCDF_Gosaを算出することができる。このため、上記実施の形態1よりも、歪補償効果を高めることができる。
In the first embodiment, the example in which the
When the
In this way, the
この実施の形態2では、複素乗算部14と電力増幅器3が接続されている例を示しているが、上記実施の形態1と同様に、複素乗算部14と電力増幅器3の間に、D/A変換器、直交変調器、周波数変換器、フィルタ、VGA、ドライバアンプなどのアナログ素子が挿入されていてもよい。
また、電力増幅器3とCCDF計算部21が接続されている例を示しているが、上記実施の形態1と同様に、電力増幅器3とCCDF計算部21の間に、アッテネータ、遅延素子、周波数変換器、包絡線検出器、A/D変換器などのアナログ素子が挿入されていてもよい。
また、電力計算部12とCCDF計算部30が接続されている例を示しているが、電力計算部12とCCDF計算部30の間に、遅延回路が挿入されていてもよい。
In the second embodiment, an example in which the
Further, although an example in which the
Further, although an example in which the
また、この実施の形態2では、誤差CCDF_Gosaと比較する閾値Vth,−Vthが固定値である例を示しているが、上記実施の形態1と同様に、図示していない制御回路やモデムなどから出力される制御信号によって可変される可変値であってもよい。
あるいは、上記実施の形態1と同様に、対応関係更新部25(または、誤差算出部24)が閾値Vth,−Vthを可変するようにしてもよい。
In the second embodiment, the threshold values Vth and −Vth to be compared with the error CCDF_Gosa are fixed values. However, as in the first embodiment, a control circuit or a modem (not shown) is used. It may be a variable value that is variable according to the output control signal.
Alternatively, as in the first embodiment, the correspondence update unit 25 (or the error calculation unit 24) may change the threshold values Vth and −Vth.
実施の形態3.
図10はこの発明の実施の形態3による歪補償回路を示す構成図であり、図において、図1及び図9と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
図10の例では、CCDF参照値保存部23が実装されているが、図9のように、CCDF計算部30が実装されていてもよい。
補償係数更新部4の対応関係変更通知部41は例えばCPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、誤差算出部24により算出された誤差CCDF_Gosaにしたがってメモリ11により格納されている補償テーブルにおける電力Pと補償係数C(P)の対応関係の変更通知を補償係数読出部42に出力する処理を実施する。なお、対応関係変更通知部41は対応関係変更通知手段を構成している。
10 is a block diagram showing a distortion compensation circuit according to
In the example of FIG. 10, the CCDF reference
The correspondence change notification unit 41 of the compensation
歪補償部2の補償係数読出部42は例えばCPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、図1及び図9の補償係数読出部13と同様に、メモリ11により格納されている補償テーブルから電力計算部12により計算された送信信号Sの電力Pに対応する補償係数C(P)を読み出し、その補償係数C(P)を複素乗算部14に出力するが、送信信号Sの電力Pに対応する補償係数C(P)を読み出す際、対応関係変更通知部41から出力された対応関係の変更通知に基づいて、送信信号Sの電力Pに対応する補償係数C(P)を特定する点で、図1及び図9の補償係数読出部13と相違している。
なお、電力計算部12及び補償係数読出部42から補償係数読出手段が構成されている。
The compensation
The
図10の例では、歪補償回路の構成要素である歪補償部2及び補償係数更新部4のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、歪補償回路がコンピュータで構成されていてもよい。
歪補償回路がコンピュータで構成されている場合、メモリ11及びCCDF参照値保存部23をコンピュータの内部メモリ又は外部メモリ上に構成するとともに、電力計算部12、補償係数読出部42、複素乗算部14、CCDF計算部21、誤差算出部24及び対応関係変更通知部41の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのCPUが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
In the example of FIG. 10, it is assumed that each of the
When the distortion compensation circuit is configured by a computer, the
次に動作について説明する。
対応関係変更通知部41及び補償係数読出部42以外は、上記実施の形態1と同様であるため、ここでは対応関係変更通知部41及び補償係数読出部42の処理内容だけを説明する。
補償係数更新部4の対応関係変更通知部41は、誤差算出部24から誤差CCDF_Gosaを受けると、その誤差CCDF_Gosaにしたがってメモリ11により格納されている補償テーブルにおける電力Pと補償係数C(P)の対応関係の変更通知を補償係数読出部42に出力する。
Next, the operation will be described.
Since the components other than the correspondence change notification unit 41 and the compensation
When the correspondence change notification unit 41 of the compensation
即ち、対応関係変更通知部41は、図1の対応関係更新部25と同様に、誤差算出部24により算出された誤差CCDF_Gosaと所定の閾値Vth,−Vthを比較する。
対応関係変更通知部41は、誤差CCDF_Gosaの絶対値が閾値Vthの絶対値より小さい場合(|CCDF_Gosa|<|Vth|)、補償テーブルにおける電力Pと補償係数C(P)の対応関係の変更通知を補償係数読出部42に出力しないが、誤差CCDF_Gosaが閾値Vth以上である場合(CCDF_Gosa≧Vth)、0より大きなオフセット量D(D>0)を設定する。
一方、誤差CCDF_Gosaが閾値−Vth以下である場合(CCDF_Gosa≦−Vth)、0より小さなオフセット量D(D<0)を設定する。
That is, the correspondence change notification unit 41 compares the error CCDF_Gosa calculated by the
When the absolute value of the error CCDF_Gosa is smaller than the absolute value of the threshold value Vth (| CCDF_Gosa | <| Vth |), the correspondence change notification unit 41 notifies the change of the correspondence between the power P and the compensation coefficient C (P) in the compensation table. However, if the error CCDF_Gosa is equal to or greater than the threshold value Vth (CCDF_Gosa ≧ Vth), an offset amount D (D> 0) larger than 0 is set.
On the other hand, when the error CCDF_Gosa is equal to or less than the threshold value −Vth (CCDF_Gosa ≦ −Vth), an offset amount D (D <0) smaller than 0 is set.
対応関係変更通知部41は、前回、補償係数読出部42に通知した対応関係の変更量Mを記憶しており、その変更量Mと設定したオフセット量Dから、下記の式(4)に示すように、今回、補償係数読出部42に通知する対応関係の変更量Mを算出する。
M = M+D (4)
これにより、例えば、前回、補償係数読出部42に通知した対応関係の変更量Mが“4”で、設定したオフセット量Dが“2”であれば、今回、補償係数読出部42に通知する対応関係の変更量Mは“6”になる。
対応関係変更通知部41は、対応関係の変更量Mを算出すると、補償テーブルにおける電力Pと補償係数C(P)の対応関係の変更通知として、その変更量Mを補償係数読出部42に出力する。
The correspondence change notification unit 41 stores the change amount M of the correspondence relationship previously notified to the compensation
M = M + D (4)
Thus, for example, if the correspondence change amount M notified to the compensation
When the correspondence relationship change notification unit 41 calculates the correspondence relationship change amount M, the correspondence relationship change notification unit 41 outputs the change amount M to the compensation
歪補償部2の補償係数読出部42は、電力計算部12から送信信号Sの電力Pの計算結果を受けたとき、対応関係変更通知部41から対応関係の変更通知を受けていなければ、図1の補償係数読出部13と同様に、メモリ11により格納されている補償テーブルから送信信号Sの電力Pに対応する補償係数C(P)を読み出し、その補償係数C(P)を複素乗算部14に出力する。
一方、電力計算部12から送信信号Sの電力Pの計算結果を受けたとき、対応関係変更通知部41から対応関係の変更通知として変更量Mを受けると、その変更量Mに基づいて、送信信号Sの電力Pに対応する補償係数C(P)を特定する。
例えば、メモリ11により格納されている補償テーブルが図2の補償テーブルであるとき、送信信号Sの電力Pが“3”で、変更量Mが“2”であれば、その信号電力Pに対応する補償係数はC(3+2)=12+j×2となる。
また、送信信号Sの電力Pが“3”で、変更量Mが“−2”であれば、その信号電力Pに対応する補償係数はC(3−2)=10+j×0となる。
補償係数読出部42は、変更量Mに基づいて、送信信号Sの電力Pに対応する補償係数C(P)を特定すると、その補償係数C(P)を複素乗算部14に出力する。
When the compensation
On the other hand, when the calculation result of the power P of the transmission signal S is received from the
For example, when the compensation table stored in the
When the power P of the transmission signal S is “3” and the change amount M is “−2”, the compensation coefficient corresponding to the signal power P is C (3-2) = 10 + j × 0.
When the compensation
以上で明らかなように、この実施の形態3によれば、誤差算出部24により算出された誤差CCDF_Gosaにしたがってメモリ11により格納されている補償テーブルにおける電力Pと補償係数C(P)の対応関係の変更通知を補償係数読出部42に出力する対応関係変更通知部41を設け、補償係数読出部42が、メモリ11により格納されている補償テーブルから電力計算部12により計算された送信信号Sの電力Pに対応する補償係数C(P)を読み出す際、対応関係変更通知部41から出力された対応関係の変更通知に基づいて、送信信号Sの電力Pに対応する補償係数C(P)を特定するように構成したので、上記実施の形態1と同様に、電力増幅器3の動作温度が変化して非線形特性が変化しても、1つの補償テーブルを格納するだけで、電力増幅器3により増幅された送信信号Sに含まれる歪成分を高精度に補償することができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the third embodiment, the correspondence between the power P and the compensation coefficient C (P) in the compensation table stored in the
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
1 送信信号生成部、2 歪補償部、3 電力増幅器、4 補償係数更新部、11 メモリ(テーブル格納手段)、12 電力計算部(補償係数読出手段)、13 補償係数読出部(補償係数読出手段)、14 複素乗算部(補償係数乗算手段)、21 CCDF計算部(相補累積分布関数値算出手段)、22 更新判定部、23 CCDF参照値保存部(誤差算出手段)、24 誤差算出部(誤差算出手段)、25 対応関係更新部(対応関係更新手段)、30 CCDF計算部(誤差算出手段)、41 対応関係変更通知部(対応関係変更通知手段)、42 補償係数読出部(補償係数読出手段)、101 信号源、102 複素乗算部、103 電力増幅器、104 電力計算部、105 温度センサ、106 メモリ、107 補償テーブル読出部。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
上記電力増幅器による増幅対象の信号の電力を計算し、上記テーブル格納手段により格納されているテーブルから上記信号の電力に対応する補償係数を読み出す補償係数読出手段と、
上記補償係数読出手段により読み出された補償係数を上記信号に乗算し、補償係数乗算後の信号を上記電力増幅器に出力する補償係数乗算手段と、
上記電力増幅器により増幅された信号の相補累積分布関数値を算出する相補累積分布関数値算出手段と、
相補累積分布関数値の参照値と上記相補累積分布関数値算出手段により算出された相補累積分布関数値との誤差を算出する誤差算出手段と、
上記誤差算出手段により算出された誤差にしたがって上記テーブル格納手段により格納されているテーブルにおける電力と補償係数の対応関係を更新する対応関係更新手段と
を備えた歪補償回路。 Table storage means for storing a table indicating the correspondence between the power of the signal to be amplified by the power amplifier and the compensation coefficient;
Compensation coefficient reading means for calculating the power of the signal to be amplified by the power amplifier and reading the compensation coefficient corresponding to the power of the signal from the table stored by the table storage means;
Compensation coefficient multiplication means for multiplying the signal by the compensation coefficient read by the compensation coefficient readout means and outputting the signal after the compensation coefficient multiplication to the power amplifier;
A complementary cumulative distribution function value calculating means for calculating a complementary cumulative distribution function value of the signal amplified by the power amplifier;
Error calculating means for calculating an error between the reference value of the complementary cumulative distribution function value and the complementary cumulative distribution function value calculated by the complementary cumulative distribution function value calculating means;
A distortion compensation circuit comprising: correspondence updating means for updating the correspondence between the power and the compensation coefficient in the table stored by the table storage means according to the error calculated by the error calculation means.
上記電力増幅器による増幅対象の信号の電力を計算し、上記テーブル格納手段により格納されているテーブルから上記信号の電力に対応する補償係数を読み出す補償係数読出手段と、
上記補償係数読出手段により読み出された補償係数を上記信号に乗算し、補償係数乗算後の信号を上記電力増幅器に出力する補償係数乗算手段と、
上記電力増幅器により増幅された信号の相補累積分布関数値を算出する相補累積分布関数値算出手段と、
相補累積分布関数値の参照値と上記相補累積分布関数値算出手段により算出された相補累積分布関数値との誤差を算出する誤差算出手段と、
上記誤差算出手段により算出された誤差にしたがって上記テーブル格納手段により格納されているテーブルにおける電力と補償係数の対応関係の変更通知を上記補償係数読出手段に出力する対応関係変更通知手段とを備え、
上記補償係数読出手段は、上記テーブル格納手段により格納されているテーブルから増幅対象の信号の電力に対応する補償係数を読み出す際、上記対応関係変更通知手段から出力された対応関係の変更通知に基づいて、上記信号の電力に対応する補償係数を特定することを特徴とする歪補償回路。 Table storage means for storing a table indicating the correspondence between the power of the signal to be amplified by the power amplifier and the compensation coefficient;
Compensation coefficient reading means for calculating the power of the signal to be amplified by the power amplifier and reading the compensation coefficient corresponding to the power of the signal from the table stored by the table storage means;
Compensation coefficient multiplication means for multiplying the signal by the compensation coefficient read by the compensation coefficient readout means and outputting the signal after the compensation coefficient multiplication to the power amplifier;
A complementary cumulative distribution function value calculating means for calculating a complementary cumulative distribution function value of the signal amplified by the power amplifier;
Error calculating means for calculating an error between the reference value of the complementary cumulative distribution function value and the complementary cumulative distribution function value calculated by the complementary cumulative distribution function value calculating means;
A correspondence change notification means for outputting a change notification of the correspondence between the power and the compensation coefficient in the table stored by the table storage means to the compensation coefficient reading means according to the error calculated by the error calculation means;
The compensation coefficient reading means reads the compensation coefficient corresponding to the power of the signal to be amplified from the table stored by the table storage means based on the correspondence change notification output from the correspondence change notification means. A distortion compensation circuit that identifies a compensation coefficient corresponding to the power of the signal.
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