JP6064374B2 - 歪補償装置、および、歪補償方法 - Google Patents
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Description
入力信号を増幅して、出力信号として出力する増幅部を備え、前記増幅により前記出力信号に生じる残留歪を補償する歪補償処理を実行する歪補償装置において、
前記入力信号、前記入力信号に異なる遅延量が与えられた複数の遅延信号、及び、前記出力信号に基づいて生成された歪補償係数を使用して、前記入力信号に対して歪補償処理を行い、該歪補償処理を行った前記入力信号を前記増幅部に出力するプリディストーション部と、
前記出力信号の残量歪に基づいて、前記プリディストーション部による歪補償処理に使用される遅延量を算出する残留歪解析部と、を備え、
前記プリディストーション部は、前記残留歪解析部が算出した前記遅延量と前記遅延量によって特定される前記歪補償係数とを使用して、歪補償処理とする。
(構成例)
図1は、実施形態1の歪補償装置100の構成例を示す図である。歪補償装置100は、歪補償部110、D/A変換器122、QMOD124、発振器126、増幅器128、カップラ130、QDEM142、発振器144、A/D変換器146を含む。歪補償部110は、DPD(Digital Predistortion)112、歪補償係数更新部114、残留
歪解析部116を含む。
ョン信号を受信する。受信した信号を、ディジタル信号からアナログ信号に変換する。
グ信号を、発振器126の発振周波数を使用して直交変調する。
た信号を、受信する。QDEM142は、受信した信号を、発振器144の発振周波数を使用して直交復調する。
号を受信する。A/D変換器146は、受信した信号を、アナログ信号からディジタル信号に変換する。A/D変換器146で変換された信号は、歪補償部110に出力される。
図2は、実施形態1の歪補償装置のハードウェア構成例を示す図である。歪補償装置1000は、入力されたディジタル信号をキャリア周波数に直交変換し、増幅し、出力する。歪補償装置1000は、プロセッサ1002、記憶装置1004、DAC(Digital to
Analog Converter)1102、QMOD1104、発振器1106、増幅器1108を
含む。歪補償装置1000は、さらに、カップラ1110、アンテナ1112、QDEM1202、発振器1204、ADC(Analog to Digital Converter)1206を含む。
歪補償装置100は、例えば、歪補償装置1000のようなハードウェア構成によって実現される。
御する。プロセッサ1002として、特定用途向け集積回路(ASIC: Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、LSI(Large Scale Integration)等が使用されてもよい。
。また、二次記憶装置は、リムーバブルメディア、即ち可搬記録媒体を含むことができる。リムーバブルメディアは、例えば、Universal Serial Bus(USB)メモリ、あるいは、Compact Disk(CD)やDigital Versatile Disk(DVD)のようなディスク記録媒体である。記憶装置1004には、入力信号、出力信号、歪補償係数、遅延量等が格納されうる。
〈級数方式ディジタルディストーション〉
ここで、級数方式ディジタルディストーションについて説明する。電力増幅器により、送信信号を増幅する場合、バックオフを抑えるほど電力効率が高くなる。しかし、電力効率を高めるのに合わせて、非線形歪が生じ、送信スプリアス特性(SEM)やACPRの基準を満たさなくなることがある。そこで、歪補償の1つの方法として、ディジタルプリディストーション(DPD)技術がある。DPD技術は、電力増幅器で生じる非線形歪の逆特性に相当する信号を予め入力信号とすることで歪を相殺し補償する方法である。
る。本実施形態に用いられる級数としてこれらの級数に基づく級数が使用されてもよい。
の影響の深さによって決まる遅延量を表す。Delayは、この級数で扱う最大遅延量である。Nは、この級数で扱う最大次数である。最大遅延量は、増幅器の特性などからあらかじめ求められ得る。hは、歪補償係数更新部114において算出される。
、jの代わりに、それぞれ、Δt×i、Δt×jが使用されて、Δtがサンプル時間間隔であるとしてもよい。時間tの単位として、他のものが使用されてもよい。他の式で使用されるt、i、jについても同様である。
図3は、歪補償装置100の動作フローの例を示す図である。
れた遅延量i0及びj0を使用し続ける。
RLS(Recursive Least Mean)アルゴリズムによるもの等が採用され得る。歪補償係数の算出方法として採用されるアルゴリズムは、これらに限定されるものではない。歪補償係数の更新は、例えば、所定時間毎に行われる。増幅器128の特性は、経年変化、動作温度、環境温度、入力信号等によって、変化し得る。よって、歪補償係数の更新を所定時間毎に行うことで、増幅器128の特性の変化に歪補償係数が追随するようにできる。歪補償係数の更新(算出)は、この動作フローから独立して、個別に実行されてもよい。
図4及び図5は、残留歪解析部116における遅延量の算出の動作フローの例を示す図である。図4の「A」、「B」は、それぞれ、図5の「A」、「B」と接続する。
定の周波数帯域をUpper周波数という。Lower周波数における残留歪は、例えば、Lower周
波数の周波数帯域における信号の電力の平均とする。このとき、Upper周波数における残
留歪は、Upper周波数の周波数帯域における信号の電力の平均とする。また、Lower周波数における残留歪は、例えば、Lower周波数の周波数帯域における信号の電力の最大値とし
てもよい。このとき、Upper周波数における残留歪は、Upper周波数の周波数帯域における信号の電力の最大値とする。採用されるスプリアス規格に合わせて、残量歪の定義が変更されてもよい。ここでは、Lower周波数における残留歪をL、Upper周波数における残留歪をUとする。また、Lower周波数におけるスプリアス規格の値をML、Upper周波数におけ
るスプリアス規格の値をMUとする。スプリアス規格を満たすには、スプリアス規格の値
を下回ることが求められる。また、Lower周波数とUpper周波数とで、バランスよくスプリアス規格の値を下回ることが求められる。即ち、ML−LとMU−Uとが等しくなるようにすることが求められる。MLとMUとは、異なる値であってもよいし、同じ値であってもよい。スプリアス規格の値以外の値(基準値)が、Lower周波数の残留歪の上限値及びUpper周波数の残留歪の上限値(ML及びMU)として、採用されてもよい。
、変数jにD0を代入する(S205)。
望ましいことを意味する。また、判定値C1が0以下であることは、Upper周波数の残留
歪を減少させることが望ましいことを意味する。
、i0及びj0をDPD112に通知する。
、i0及びj0をDPD112に通知する。
図4及び図5の例では、jを減少させるとUpper周波数の残留歪が減少し、iを減少さ
せるとLower周波数の残量歪が減少する例について説明した。図4及び図5の例は、増幅
器128の特性が、jを減少させるとUpper周波数の残留歪が減少し、iを減少させるとLower周波数の残量歪が減少する特性であることが既知のときに使用されうる。しかしながら、一般には、増幅器128の特性が、i(またはj)を減少させたときに、Upper周波
数の残量歪が減少する特性であるか、Lower周波数の残留歪が減少する特性であるかは、
不明である。従って、増幅器128の特性が不明である場合、あらかじめ、増幅器128の特性がiを減少させたときにLower周波数の残量歪が減少する特性であるか、Upper側の残留歪が減少する特性であるかを確認することが求められる。
ある。図6の動作フローは、増幅器128の特性が不明であるとき、図4等の動作フローが実行される前に実行される。
即ち、以後、残留歪解析部116は、図4及び図5の動作フローに従って、i0及びj0を決定する。
(S311)。以後、残留歪解析部116は、次に示す図7及び図8の動作フローに従って、i0及びj0を決定する。
図7及び図8は、残留歪解析部116における遅延量の算出の動作フローの例を示す図である。図7の「C」、「D」は、それぞれ、図8の「C」、「D」と接続する。
せるとLower周波数の残量歪が減少する例について説明した。図7及び図8の例では、j
を減少させるとLower周波数の残留歪が減少し、iを減少させるとUpper周波数の残量歪が減少する例について説明する。
をDPD112に通知する。
をDPD112に通知する。
DPD112におけるプリディストーション信号の算出を、上記の式の代わりに、次の式に基づいて行うことができる。
上記では、Lower周波数の残留歪の上限値とUpper周波数の残留歪の上限値とが存在する場合について説明した。ここでは、Lower周波数の残留歪の上限値が設定され、Upper周波数の残留歪が設定されていない場合について説明する。
の動作フローの例を示す図である。図9の動作フローは、図6の動作フローにおいて、iを減少させるとLower周波数の残留歪が減少すると判定されている場合の動作フローであ
る。
入する(S505)。
であることを意味する。よって、以後の処理により、Lower周波数の残留歪を下げるよう
にする。
12に通知する。
定の上限値以下にすることができる。また、図9の動作フローは、Lower周波数における
残留歪を、iの値を減少させていくことにより、減少させる例である。同様にして、jの値を減少させていくことによりLower周波数の残留歪が減少する場合も、ステップS50
7で、jにj−1を代入することで、Lower周波数の残留歪を上限値以下にすることがで
きる。さらに、Upper周波数の残留歪を所定の上限値以下にする場合も、同様である。
歪補償装置100は、General Polynomial級数展開式などの級数の一部の項を選択して、プリディストーション信号を生成する。残留歪解析部116によって、残留歪を解析することにより、プリディストーション信号の生成の際に使用される項が選択される。歪補償装置100は、回路を増やすことなく残留歪を制御することができる。
歪が減少し、Upper周波数の残留歪が増加していることがわかる。即ち、図10の例で示
される増幅器128は、変数jを減少させることによって、Lower周波数の残留歪が減少
し、Upper周波数の残留歪が増加する特性を有する。ここで、例えば、Lower周波数の残留歪の上限値及びUpper周波数の残留歪の上限値が、共に、Aである場合、遅延量をj=D0−1とすることで、Lower周波数の残留歪とUpper周波数の残留歪とのバランスをとれることが分かる。また、例えば、Lower周波数の残留歪の上限値がAであり、Upper周波数の残留歪の上限値がBである場合、遅延量をj=D0−2とすることで、Lower周波数の残留歪とUpper周波数の残留歪とのバランスをとれることが分かる。歪補償装置100によれば
、遅延量i0、遅延量j0を残量歪に基づいて変化させることで、残留歪の周波数バランスをとることができる。
次に実施形態2について説明する。実施形態2は、実施形態1との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については、説明を省略する。実施形態2の構成は、適宜、実施形態1の構成と組み合わせることができる。
て説明する。
図11は、実施形態2の歪補償装置の構成例を示す図である。歪補償装置200は、歪補償部210、D/A変換器222、QMOD224、発振器226、増幅器228、カップラ230、QDEM242、発振器244、A/D変換器246を含む。歪補償部210は、DPD212、LUT更新部214、残留歪解析部216を含む。
号と、当該入力信号及び当該プリディストーション信号に対応する出力信号とを用いて、LUTを、生成し、更新する。LUT更新部214は、変数iの値毎に、入力信号の大きさを検索キーとした、LUTの生成、更新をする。
実施形態2の歪補償装置200は、実施形態1の歪補償装置1000と同様のハードウェア構成によって実現される。
実施形態2の歪補償装置200は、LUT更新部214で生成、更新されるLUTを用いて、プリディストーション信号を生成する。残留歪解析部216によって、残留歪を解析することにより、プリディストーション信号の生成の際に使用されるLUTが選択される。
110 歪補償部
112 DPD
114 歪補償係数更新部
116 残留歪解析部
122 D/A変換器
124 QMOD
126 発振器
128 増幅器
130 カップラ
142 QDEM
144 発振器
146 A/D変換器
1000 歪補償装置
1002 プロセッサ
1004 記憶装置
1102 DAC
1104 QMOD
1106 発振器
1108 増幅器
1110 カップラ
1112 アンテナ
1202 QDEM
1204 発振器
1206 ADC
200 歪補償装置
210 歪補償部
212 DPD
214 LUT更新部
216 残留歪解析部
222 D/A変換器
224 QMOD
226 発振器
228 増幅器
230 カップラ
242 QDEM
244 発振器
246 A/D変換器
Claims (2)
- 入力信号を増幅して、出力信号として出力する増幅部を備え、前記増幅により前記出力信号に生じる残留歪を補償する歪補償処理を実行する歪補償装置において、
前記入力信号、前記入力信号に異なる遅延量が与えられた複数の遅延信号、及び、前記出力信号に基づいて生成された歪補償係数を使用して、前記入力信号に対して歪補償処理を行い、該歪補償処理を行った前記入力信号を前記増幅部に出力するプリディストーション部と、
前記出力信号の残留歪に基づいて、前記プリディストーション部による歪補償処理に使用される遅延量を算出する残留歪解析部と、を備え、
前記プリディストーション部は、前記残留歪解析部が算出した前記遅延量と前記遅延量によって特定される前記歪補償係数とを使用して、歪補償処理を行い、
前記残留歪解析部は、前記出力信号の周波数帯域の上側の周波数帯域の残留歪と前記上側の周波数帯域の残留歪の所定の第1基準値との差分と、前記出力信号の周波数帯域の下側の周波数帯域の残留歪と前記下側の周波数帯域の残留歪の所定の第2基準値との差分とが等しくなるように、前記プリディストーション部による歪補償処理に使用される遅延量を算出し、ここで遅延量は、互いに等しくない第1遅延量の変数及び第2遅延量の変数を選択して算出される、
歪補償装置。 - 入力信号を増幅して、出力信号として出力する増幅部を備える歪補償装置により、前記増幅により前記出力信号に生じる残留歪を補償する歪補償方法において、
前記増幅器の出力信号の残留歪に基づいて、前記増幅器への入力信号に与えられる遅延量を算出し、
前記入力信号、前記入力信号に異なる前記遅延量が与えられた複数の遅延信号、及び、前記遅延量によって特定される歪補償係数を使用して、前記入力信号に対して歪補償処理を行い、該歪補償処理を行った前記入力信号を前記増幅部に出力し、
前記出力信号の周波数帯域の上側の周波数帯域の残留歪と前記上側の周波数帯域の残留歪の所定の第1基準値との差分と、前記出力信号の周波数帯域の下側の周波数帯域の残留歪と前記下側の周波数帯域の残留歪の所定の第2基準値との差分とが等しくなるように、前記歪補償処理に使用される遅延量を算出し、ここで遅延量は、互いに等しくない第1遅
延量の変数及び第2遅延量の変数を選択して算出される、
歪補償方法。
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