JP6064714B2 - 歪補償装置及び歪補償方法 - Google Patents

Description

本発明は、歪補償装置及び歪補償方法に関する。

近年、無線通信の高速化に伴い、送信信号の広帯域化と高ダイナミックレンジ化が進んでいる。このような状況下で、信号品質の劣化を最小限に抑えるために、送信信号を増幅する増幅器に高い線形性が要求されている。また同時に、消費電力の観点から、高い電力変換効率で動作する増幅器のニーズが高まっている。

ここで、線形性と電力変換効率とは相反関係にある。例えば、飽和電力からバックオフした線形領域で増幅器を動作させることで、帯域外歪の発生を小さくすることができる。しかし、線形領域では、電力変換効率が低下し、増幅器の消費電力が増加する。そこで、線形性と電力変換効率とを両立させるために、電力変換効率の高い非線形領域で増幅器を動作させ、その際に発生する非線形歪を補償する歪補償装置を使用して線形性を維持することが行われている。

歪補償装置で用いられる歪補償の一つであるプリディストーション（以下「ＰＤ」と呼ぶことがある）方式では、増幅器の非線形歪の逆特性を有する歪補償係数を送信信号に予め乗算することで増幅器の出力の線形性を高める。例えば、ＰＤ方式の歪補償装置として、複数の歪補償係数が格納された歪補償テーブルを有し、送信信号の電力、つまり、増幅器への入力電力に応じたアドレスを歪補償テーブルに指定して歪補償テーブルから歪補償係数を読み出すものがある。歪補償テーブルに格納された歪補償係数は、増幅器への入力信号と増幅器からの出力信号との誤差が最小になるように逐次更新される。

ここで、増幅器への入力電力のうち、０付近の小さい電力及び非線形領域の大きい電力の発生確率は小さいため、入力電力に応じて生成されるアドレスの発生頻度は、入力電力が小さい領域及び大きい領域で小さくなる。このように発生頻度が小さいアドレスが存在すると、そのアドレスに対応する歪補償係数の更新頻度が小さくなる。このため、歪補償テーブルにおいて小さいアドレス及び大きいアドレスにそれぞれ対応する歪補償係数は、最適な値に収束するまでに長時間を要してしまう。

これに対し、先行技術として、アドレスの発生頻度を計測し、各アドレスの発生頻度が均一になるようにアドレス変換を行うものがある。

特開２００３−３４７９４４号公報

しかし、上記の先行技術のように各アドレスの発生頻度を均一になるようにした場合、入力電力が大きい領域では、同一の歪補償係数に対して多くのアドレスが割り当てられることがある。このため、ある値以上の電力を有する送信信号がすべて同一の歪補償係数により補償されることになり、その結果、入力電力が大きい領域において歪補償特性が劣化することがある。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、歪補償特性を良好に保ちつつ歪補償係数の収束を早めることができる歪補償装置及び歪補償方法を提供することを目的とする。

開示の態様では、送信信号の電力を増幅する増幅器の非線形歪を補償する歪補償装置は、歪補償係数に対応する互いに異なるアドレスが設定された第１テーブル及び第２テーブルを有する。第１テーブルの第１アドレスに対応する電力範囲または振幅範囲の一部と、第２テーブルの第２アドレスに対応する電力範囲または振幅範囲の一部とが互いにオーバラップする。歪補償装置は、１つの電力値または１つの振幅値に対し、前記第１アドレスの歪補償係数及び前記第２アドレスの歪補償係数の双方を同時に更新する。

開示の態様によれば、歪補償特性を良好に保ちつつ歪補償係数の収束を早めることができる。

図１は、実施例１の無線送信装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、実施例１の歪補償装置の構成例を示すブロック図である。 図３は、実施例１の歪補償装置の処理動作の説明に供する図である。 図４は、実施例１の歪補償装置の処理動作の説明に供する図である。 図５は、実施例２の歪補償装置の構成例を示すブロック図である。 図６は、実施例２の重み付け部の処理動作の説明に供する図である。 図７は、実施例３の歪補償装置の構成例を示すブロック図である。 図８は、実施例３の歪補償装置の処理動作の説明に供する図である。 図９は、実施例４の歪補償装置の構成例を示すブロック図である。 図１０は、実施例４の歪補償装置の処理動作の説明に供する図である。 図１１は、歪補償装置のハードウェア構成例を示す図である。

以下に、本願の開示する歪補償装置及び歪補償方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本願の開示する歪補償装置及び歪補償方法が限定されるものではない。また、各実施例において同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

［実施例１］
＜無線送信装置の構成例＞
図１は、実施例１の無線送信装置の構成例を示すブロック図である。図１において、無線送信装置１０は、歪補償装置１００と、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）１１と、ＬＰＦ（Low-Pass Filter）１２とを有する。また、無線送信装置１０は、直交変調器１３と、ローカル信号発生器１４と、増幅器（ＰＡ：Power Amplifier）１５と、カプラ１６と、アンテナ１７とを有する。また、無線送信装置１０は、除算器（１／Ｇ）２１と、直交復調器２２と、ＬＰＦ２３と、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）２４とを有する。このように、歪補償装置１００は、増幅器１５とともに、無線送信装置１０に備えられるものである。

歪補償装置１００は、増幅器１５の非線形歪を補償するものである。歪補償装置１００は、歪補償装置１００にフィードバックされる信号ｙを用いて、ベースバンド信号である送信信号ｘに対してＰＤ方式の歪補償を行い、歪補償後の信号ｕをＤＡＣ１１に出力する。歪補償装置１００の詳細は後述する。

ＤＡＣ１１は、デジタルのベースバンド信号をアナログのベースバンド信号に変換し、変換後のベースバンド信号をＬＰＦ１２に出力する。

ＬＰＦ１２は、ベースバンド信号の高周波成分を除去し、低周波成分のみを有するベースバンド信号を直交変調器１３に出力する。

ローカル信号発生器１４は、所定の周波数を有するローカル信号を発生し、発生したローカル信号を直交変調器１３及び直交復調器２２に出力する。

直交変調器１３は、ベースバンド信号のうちのＩ信号にローカル信号を乗算し、ベースバンド信号のうちのＱ信号に、ローカル信号をπ／２だけ移相させた信号を乗算する。そして、直交変調器１３は、それぞれの乗算結果を加算することで直交変調を行い、変調後の信号を増幅器１５に出力する。

増幅器１５は、変調後の信号の電力を増幅し、電力増幅後の信号をカプラ１６に出力する。

カプラ１６は、電力増幅後の信号を、アンテナ１７と、除算器２１との双方に分岐する。これにより、増幅器１１から出力された信号が歪補償装置１００にフィードバックされる。

アンテナ１７は、電力増幅後の信号を送信する。

除算器２１は、電力増幅後の信号を、増幅器１５の線形利得Ｇで除算し、除算後の信号を直交復調器２２に出力する。よって、増幅器１５が線形領域で動作している場合は、理想的には、除算器２１での除算後の信号は、増幅器１５に入力される信号に等しくなる。

直交復調器２２は、除算器２１から入力される信号に対し、互いに位相がπ／２だけ異なるローカル信号を乗算して直交復調を行う。直交復調器２２は、直交復調により得られたＩ信号及びＱ信号を含むベースバンド信号をＬＰＦ２３に出力する。

ＬＰＦ２３は、ベースバンド信号の高周波成分を除去し、低周波成分のみを有するベースバンド信号をＡＤＣ２４に出力する。

ＡＤＣ２４は、アナログのベースバンド信号をデジタルのベースバンド信号に変換し、変換後のベースバンド信号をフィードバック信号ｙとして歪補償装置１００に出力する。

＜歪補償装置の構成例＞
図２は、実施例１の歪補償装置の構成例を示すブロック図である。図２に示す歪補償装置１００−１は、図１に示す歪補償装置１００に相当する。また、歪補償装置１００−１は、インダイレクト・ラーニング方式の歪補償装置である。図２において、歪補償装置１００−１は、電力検出部１０１と、アドレス生成部１０２と、歪補償テーブルＡ，Ｂと、選択部１０３と、乗算器１０４とを有する。また、歪補償装置１００−１は、電力検出部１１１と、アドレス生成部１１２，１１５と、トレーニングテーブルＡ，Ｂと、乗算器１１３，１１６と、減算器１１４，１１７と、係数更新部１１８と、コピー部１１９とを有する。

電力検出部１０１は、送信信号ｘの電力を検出し、検出した電力を示す信号をアドレス生成部１０２に出力する。

アドレス生成部１０２は、電力検出部１０１で検出された電力に応じたアドレスを生成する。そして、アドレス生成部１０２は、生成したアドレスを歪補償テーブルＡ，Ｂに指定し、そのアドレスに対応する歪補償係数を歪補償テーブルＡ，Ｂから読み出して選択部１０３に出力する。また、アドレス生成部１０２は、生成したアドレスを選択部１０３に出力する。アドレス生成の詳細は後述する。

歪補償テーブルＡ，Ｂには、複数のアドレスと、それら複数のアドレスのそれぞれに対応する歪補償係数が格納される。但し、歪補償テーブルＡと歪補償テーブルＢとの間では、同一の電力に対して互いに異なるアドレスが設定される。また、歪補償テーブルＡ，Ｂは、トレーニングテーブルＡ，Ｂをコピーしたものである。歪補償テーブルＡ，Ｂの詳細は後述する。

選択部１０３は、アドレス生成部１０２から入力されたアドレスに従って、歪補償テーブルＡ，Ｂのうち、歪補償に用いるテーブルを選択する。すなわち、選択部１０３は、アドレス生成部１０２から入力されたアドレスに従って、歪補償テーブルＡ，Ｂから出力される歪補償係数のうち何れか一方を選択する。そして、選択部１０３は、選択した歪補償係数を乗算器１０４に出力する。

乗算器１０４は、送信信号ｘに歪補償係数を乗算することにより送信信号ｘに対する歪補償を行い、歪補償後の信号ｕを、ＤＡＣ１１（図１）、減算器１１４，１１７に出力する。

ＡＤＣ２４（図１）からの信号ｙは、電力検出部１１１及び乗算器１１３，１１６に入力される。

電力検出部１１１は、信号ｙの電力を検出し、検出した電力を示す信号をアドレス生成部１１２，１１５に出力する。

アドレス生成部１１２は、電力検出部１１１で検出された電力に応じたアドレスを生成する。そして、アドレス生成部１１２は、生成したアドレスをトレーニングテーブルＡに指定し、そのアドレスに対応する歪補償係数をトレーニングテーブルＡから読み出して乗算器１１３に出力する。トレーニングテーブルＡに指定されたアドレスは、トレーニングテーブルＡでの読み出しアドレス及び書き込みアドレスとなる。一方で、アドレス生成部１１５は、電力検出部１１１で検出された電力に応じたアドレスを生成する。そして、アドレス生成部１１５は、生成したアドレスをトレーニングテーブルＢに指定し、そのアドレスに対応する歪補償係数をトレーニングテーブルＢから読み出して乗算器１１６に出力する。トレーニングテーブルＢに指定されたアドレスは、トレーニングテーブルＢでの読み出しアドレス及び書き込みアドレスとなる。但し、アドレス生成部１１２とアドレス生成部１１５との間では、同一の電力に対して互いに異なるアドレスが生成される。アドレス生成の詳細は後述する。

トレーニングテーブルＡ，Ｂには、複数のアドレスと、それら複数のアドレスのそれぞれに対応する歪補償係数が格納される。但し、トレーニングテーブルＡとトレーニングテーブルＢとの間では、歪補償テーブルＡ，Ｂと同様に、同一の電力に対して互いに異なるアドレスが設定される。トレーニングテーブルＡ，Ｂの詳細は後述する。

乗算器１１３は、信号ｙにトレーニングテーブルＡから入力される歪補償係数を乗算し、歪補償係数乗算後の信号を減算器１１４に出力する。減算器１１４は、歪補償係数乗算後の信号と信号ｕとの誤差ε１を求め、求めた誤差ε１を係数更新部１１８に出力する。

一方、乗算器１１６は、信号ｙにトレーニングテーブルＢから入力される歪補償係数を乗算し、歪補償係数乗算後の信号を減算器１１７に出力する。減算器１１７は、歪補償係数乗算後の信号と信号ｕとの誤差ε２を求め、求めた誤差ε２を係数更新部１１８に出力する。

係数更新部１１８は、ＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズム等を用いて、誤差ε１が最小になるように、トレーニングテーブルＡにおいて、トレーニングテーブルＡの書き込みアドレスに対応する歪補償係数を更新する。また、係数更新部１１８は、ＬＭＳアルゴリズム等を用いて、誤差ε２が最小になるように、トレーニングテーブルＢにおいて、トレーニングテーブルＢの書き込みアドレスに対応する歪補償係数を更新する。

上記一連の処理が、送信信号ｘが歪補償装置１００−１に入力される度に逐次行われる。

そして、一定周期毎、すなわち、トレーニングテーブルＡ，Ｂの更新が所定の複数回行われる毎に、コピー部１１９が、トレーニングテーブルＡの内容を歪補償テーブルＡに、トレーニングテーブルＢの内容を歪補償テーブルＢにそれぞれコピーする。

＜歪補償装置の処理動作＞
図３及び図４は、実施例１の歪補償装置の処理動作の説明に供する図である。コピー部１１９によるコピーの結果、歪補償テーブルＡとトレーニングテーブルＡとは同一になり、歪補償テーブルＢとトレーニングテーブルＢとは同一になる。そこで、図３，４では、歪補償テーブルＡとトレーニングテーブルＡとをまとめて「テーブルＡ」と示し、歪補償テーブルＢとトレーニングテーブルＢとをまとめて「テーブルＢ」と示す。また、図３，４において、Ｐ１〜Ｐ１５は、送信信号ｘの電力または信号ｙの電力を示し、０〜７の数字は、各テーブルにおけるアドレスを示す。

＜トレーニングテーブルＡ，Ｂに係る処理動作＞
まず、トレーニングテーブルＡ，Ｂに係る処理動作について説明する。

図３に示すように、トレーニングテーブルＡでは、Ｐ３未満の電力にアドレス０が、Ｐ３以上Ｐ７未満の電力にアドレス２が、Ｐ７以上Ｐ１１未満の電力にアドレス４が、Ｐ１１以上Ｐ１５未満の電力にアドレス６がそれぞれ対応する。そこで、アドレス生成部１１２は、信号ｙの電力がＰ３未満のときアドレス０を、Ｐ３以上Ｐ７未満のときアドレス２を、Ｐ７以上Ｐ１１未満のときアドレス４を、Ｐ１１以上Ｐ１５未満のときアドレス６を生成する。

一方で、トレーニングテーブルＢでは、Ｐ１以上Ｐ５未満の電力にアドレス１が、Ｐ５以上Ｐ９未満の電力にアドレス３が、Ｐ９以上Ｐ１３未満の電力にアドレス５が、Ｐ１３以上の電力にアドレス７がそれぞれ対応する。そこで、アドレス生成部１１５は、信号ｙの電力がＰ１以上Ｐ５未満のときアドレス１を、Ｐ５以上Ｐ９未満のときアドレス３を、Ｐ９以上Ｐ１３未満のときアドレス５を、Ｐ１３以上のときアドレス７を生成する。

ここで、トレーニングテーブルＢのアドレス１の電力範囲Ｐ１〜Ｐ５は、トレーニングテーブルＡのアドレス０の後半の電力範囲Ｐ１〜Ｐ３、及び、トレーニングテーブルＡのアドレス２の前半の電力範囲Ｐ３〜Ｐ５の双方と互いにオーバラップしている。また、トレーニングテーブルＢのアドレス３の電力範囲Ｐ５〜Ｐ９は、トレーニングテーブルＡのアドレス２の後半の電力範囲Ｐ５〜Ｐ７、及び、トレーニングテーブルＡのアドレス４の前半の電力範囲Ｐ７〜Ｐ９の双方と互いにオーバラップしている。他のアドレス４〜７についても同様である。つまり、トレーニングテーブルＡに設定されるアドレスと、トレーニングテーブルＢに設定されるアドレスとは互いに異なる。そして両者のテーブル間では、一方のテーブルの特定のアドレスに対応する電力範囲の一部と、他方のテーブルの特定のアドレスに対応する電力範囲の一部とが互いにオーバラップする。

よって例えば、信号ｙの電力がＰ１〜Ｐ３のときは、トレーニングテーブルＡのアドレス０に対応する歪補償係数が更新されると同時に、トレーニングテーブルＢのアドレス１に対応する歪補償係数が更新される。また例えば、信号ｙの電力がＰ１３〜Ｐ１５のときは、トレーニングテーブルＡのアドレス６に対応する歪補償係数が更新されると同時に、トレーニングテーブルＢのアドレス７に対応する歪補償係数が更新される。つまり、一方のテーブルの特定のアドレスに対応する電力範囲の一部と、他方のテーブルの特定のアドレスに対応する電力範囲の一部とを互いにオーバラップさせることにより、双方のテーブルの歪補償係数の更新頻度を増加させることができる。この様子を示したのが図４である。このように、歪補償装置１００−１では、信号ｙの同一の１つの電力値に対し、トレーニングテーブルＡの歪補償係数及びトレーニングテーブルＢの歪補償係数の双方が同時に更新される。よって、本実施例によれば、歪補償係数の更新頻度が増加するため、歪補償係数の収束を早めることができる。

＜歪補償テーブルＡ，Ｂに係る処理動作＞
次いで、歪補償テーブルＡ，Ｂに係る処理動作について説明する。

図３に示すように、アドレス生成部１０２は、送信信号ｘの電力がＰ２未満のときアドレス０を、Ｐ２以上Ｐ４未満のときアドレス１を、Ｐ４以上Ｐ６未満のときアドレス１を、Ｐ６以上Ｐ８未満のときアドレス３を生成する。また、アドレス生成部１０２は、送信信号ｘの電力がＰ８以上Ｐ１０未満のときアドレス４を、Ｐ１０以上Ｐ１２未満のときアドレス５を、Ｐ１２以上Ｐ１４未満のときアドレス６を、Ｐ１４以上のときアドレス７を生成する。このように、アドレス生成部１０２では、１アドレスに対応する電力範囲が、歪補償テーブルＡ，Ｂでの１アドレスに対応する電力範囲より小さい。例えば、歪補償テーブルＢのアドレス１に対応する電力範囲はＰ１〜Ｐ５であるのに対し、アドレス生成部１０２が生成するアドレス１に対応する電力範囲は、Ｐ２〜Ｐ４であり、電力範囲Ｐ１〜Ｐ５のうちの中心部分である。同様に、歪補償テーブルＡのアドレス２に対応する電力範囲はＰ３〜Ｐ７であるのに対し、アドレス生成部１０２が生成するアドレス２に対応する電力範囲は、Ｐ４〜Ｐ６であり、電力範囲Ｐ３〜Ｐ７のうちの中心部分である。

歪補償テーブルＡ，Ｂはそれぞれ、上記のように、トレーニングテーブルＡ，Ｂをコピーされたものである。よって、アドレス生成部１０２によって生成されるアドレスがアドレス０，２，４，６の何れかであるときは、歪補償テーブルＡから、アドレス０，２，４，６の何れかに対応する歪補償係数が出力される。一方、アドレス生成部１０２によって生成されるアドレスがアドレス１，３，５，７の何れかであるときは、歪補償テーブルＢから、アドレス１，３，５，７の何れかに対応する歪補償係数が出力される。そこで、選択部１０３は、アドレス生成部１０２から入力されるアドレスがアドレス０，２，４，６の何れかであるときは歪補償テーブルＡを選択する。一方で、選択部１０３は、アドレス生成部１０２から入力されるアドレスがアドレス１，３，５，７の何れかであるときは歪補償テーブルＢを選択する。つまり、歪補償装置１００−１では、歪補償テーブルＡ，Ｂの間で、送信信号ｘの歪補償に用いるテーブルを、送信信号ｘの電力、つまり、アドレスに応じて適切なテーブルに切り替える。また、歪補償テーブルＡ，Ｂは、同時に、かつ、誤差ε１，ε２に応じてそれぞれ独立に歪補償係数が更新されたトレーニングテーブルＡ，Ｂをコピーしたものであるため、歪補償テーブルＡ，Ｂの精度は高い。よって、本実施例によれば、歪補償特性を良好に保つことができる。

以上のように、本実施例によれば、歪補償特性を良好に保ちつつ歪補償係数の収束を早めることができる。

［実施例２］
本実施例は、誤差ε１，ε２に重み付けする点において実施例１と異なる。

＜歪補償装置の構成例＞
図５は、実施例２の歪補償装置の構成例を示すブロック図である。図５に示す歪補償装置１００−２は、図１に示す歪補償装置１００に相当する。歪補償装置１００−２は、重み付け部１２１を有する。

重み付け部１２１には、減算器１１４から誤差ε１が入力され、減算器１１７から誤差ε２が入力される。また、重み付け部１２１には、電力検出部１１１から、信号ｙの電力を示す信号が入力される。

重み付け部１２１は、信号ｙの電力に応じて誤差ε１，ε２に重み付けし、重み付け後の誤差ε１，ε２を係数更新部１１８に出力する。

係数更新部１１８は、重み付け後の誤差ε１，ε２を用いて、トレーニングテーブルＡ，Ｂの歪補償係数を更新する。

＜重み付け部の処理動作＞
図６は、実施例２の重み付け部の処理動作の説明に供する図である。

図６に示すように、重み付け部１２１は、各アドレスのそれぞれの電力範囲において、電力範囲の中心により近い電力から求められた誤差ほど、より大きいウェイトで重み付けする。これは、図３に示すように、アドレス生成部１０２が生成する各アドレスに対応する電力範囲が、歪補償テーブルＡ，Ｂの各アドレスに対応する電力範囲の中心部分であることに依る。つまり、係数更新部１１８は、歪補償テーブルＡ，Ｂの各アドレスに対応する電力範囲のうち、歪補償に使用される中心部分の範囲では、歪補償に使用されない両端部分の範囲に比べ、より大きなウェイトで重み付けされた誤差を用いて歪補償係数を更新する。つまり、重み付け部１２１は、信号ｙの電力に応じて、係数更新部１１８での更新に対する重み付けを行う。

このように、本実施例では、信号ｙの電力に応じて誤差ε１，ε２に重み付けするため、信号ｙの電力の大きさに応じて、歪補償係数の更新に与える誤差ε１，ε２の影響度を異ならせることができる。具体的には、歪補償に使用される中心部分の電力範囲では、歪補償に使用されない両端部分の電力範囲に比べ、より大きなウェイトで誤差を重み付けすることにより、歪補償特性をさらに良好にすることができる。

［実施例３］
本実施例は、アドレスの発生頻度に基づいて歪補償テーブルを求める点において実施例１と異なる。

＜歪補償装置の構成例＞
図７は、実施例３の歪補償装置の構成例を示すブロック図である。図７に示す歪補償装置１００−３は、図１に示す歪補償装置１００に相当する。図７において、歪補償装置１００−３は、アドレス生成部１３１と、トレーニングテーブルＣと、乗算器１３２と、減算器１３３と、係数更新部１３４と、頻度計数部１３５と、変換演算部１３６と、歪補償テーブルＣとを有する。

アドレス生成部１３１は、電力検出部１１１で検出された電力に応じたアドレスを生成する。そして、アドレス生成部１３１は、生成したアドレスをトレーニングテーブルＣに指定し、そのアドレスに対応する歪補償係数をトレーニングテーブルＣから読み出して乗算器１３２に出力する。トレーニングテーブルＣに指定されたアドレスは、トレーニングテーブルＣでの読み出しアドレス及び書き込みアドレスとなる。また、アドレス生成部１３１は、生成したアドレスを頻度計数部１３５に出力する。

トレーニングテーブルＣには、複数のアドレスと、それら複数のアドレスのそれぞれに対応する歪補償係数が格納される。

乗算器１３２は、信号ｙにトレーニングテーブルＣから入力される歪補償係数を乗算し、歪補償係数乗算後の信号を減算器１３３に出力する。

減算器１３３は、歪補償係数乗算後の信号と信号ｕとの誤差εを求め、求めた誤差εを係数更新部１３４に出力する。

係数更新部１３４は、ＬＭＳアルゴリズム等を用いて、誤差εが最小になるように、トレーニングテーブルＣにおいて、トレーニングテーブルＣの書き込みアドレスに対応する歪補償係数を更新する。

頻度計数部１３５は、アドレス生成部１３１によって生成されたアドレスの一定時間あたりの生成回数を、トレーニングテーブルＣのアドレス毎に計数する。すなわち、頻度計数部１３５は、トレーニングテーブルＣのアドレス毎に、一定時間あたりのアドレスの発生回数、つまり、アドレスの発生頻度を計数し、計数した発生頻度を変換演算部１３６に出力する。

上記一連の処理が、送信信号ｘが歪補償装置１００−３に入力される度に逐次行われる。

そして、一定周期毎、すなわち、トレーニングテーブルＣの更新が所定の複数回行われる毎に、変換演算部１３６が、以下のようにして、トレーニングテーブルＣをアドレスの発生頻度に基づいて歪補償テーブルＣに変換する演算を行う。

＜歪補償装置の処理動作＞
図８は、実施例３の歪補償装置の処理動作の説明に供する図である。

図８に示すように、トレーニングテーブルＣでは、Ｐ１未満の電力にアドレス０が、Ｐ１以上Ｐ３未満の電力にアドレス１が、Ｐ３以上Ｐ５未満の電力にアドレス２が、Ｐ５以上Ｐ７未満の電力にアドレス３がそれぞれ対応する。また、Ｐ７以上Ｐ９未満の電力にアドレス４が、Ｐ９以上Ｐ１１未満の電力にアドレス５が、Ｐ１１以上Ｐ１３未満の電力にアドレス６が、Ｐ１３以上の電力にアドレス７がそれぞれ対応する。そこで、アドレス生成部１３１は、信号ｙの電力がＰ１未満のときアドレス０を、Ｐ１以上Ｐ３未満のときアドレス１を、Ｐ３以上Ｐ５未満のときアドレス２を、Ｐ５以上Ｐ７未満のときアドレス３を生成する。また、アドレス生成部１３１は、信号ｙの電力がＰ７以上Ｐ９未満のときアドレス４を、Ｐ９以上Ｐ１１未満のときアドレス５を、Ｐ１１以上Ｐ１３未満のときアドレス６を、Ｐ１３以上のときアドレス７を生成する。

頻度計数部１３５は、トレーニングテーブルＣのアドレス毎に、アドレスの発生頻度を計数する。

変換演算部１３６は、式（１）に従って、トレーニングテーブルＣを歪補償テーブルＣに変換する演算を行う。

式（１）において、ｈ’（ａ）は、変換演算後の歪補償係数であり、歪補償テーブルＣのアドレスａに対応する歪補償係数である。ｈ（ａ）はトレーニングテーブルＣのアドレスａに対応する歪補償係数、ｈ（ａ＋１）はトレーニングテーブルＣのアドレスａ＋１、つまり、アドレスａの次のアドレスに対応する歪補償係数である。Ｎ（ａ）はアドレスａの発生頻度、Ｎ（ａ＋１）はアドレスａ＋１の発生頻度である。

よって例えば、変換演算部１３６は、図８において、歪補償テーブルＣのアドレス１（電力Ｐ２〜Ｐ４）に対応する歪補償係数ｈ’（１）を式（２）に従って求める。

変換演算部１３６は、同様にして、トレーニングテーブルＣの歪補償係数とトレーニングテーブルＣの各アドレスの発生頻度から、歪補償テーブルＣのｈ’（２）〜ｈ’（７）も求める。つまり、変換演算部１３６は、トレーニングテーブルＣにおいて互いに隣接する２つのアドレスの発生頻度に応じて、それら２つのアドレスに対応する歪補償係数を加重平均したものを歪補償テーブルＣの歪補償係数とする。

このように、本実施例では、互いに隣接するアドレス間で、アドレスの発生頻度に応じて加重平均した歪補償係数を用いて歪補償を行う。トレーニングテーブルＣのアドレス毎のアドレスの発生頻度は、アドレス毎の歪補償係数の更新頻度に相当する。このため、より精度がよい歪補償係数ほど加重平均におけるウェイトがより大きくなる。つまり、本実施例では、互いに隣接するアドレス間で、より精度がよい歪補償係数ほどよりウェイトを大きくして加重平均を行う。よって、本実施例によれば、歪補償特性を良好に保つことができる。

［実施例４］
本実施例は、歪補償テーブルの作成にダイレクト・ラーニング方式を用いる点において実施例１と異なる。

＜歪補償装置の構成例＞
図９は、実施例４の歪補償装置の構成例を示す機能ブロック図である。図９に示す歪補償装置１００−４は、図１に示す歪補償装置１００に相当する。図９において、歪補償装置１００−４は、アドレス生成部１４１，１４２と、歪補償テーブルＡ，Ｂと、頻度計数部１４３と、係数演算部１４４と、減算器１４５と、係数更新部１４６とを有する。

アドレス生成部１４１は、電力検出部１０１で検出された電力に応じたアドレスを生成する。そして、アドレス生成部１４１は、生成したアドレスを歪補償テーブルＡに指定し、そのアドレスに対応する歪補償係数を歪補償テーブルＡから読み出して係数演算部１４４に出力する。歪補償テーブルＡに指定されたアドレスは、歪補償テーブルＡでの読み出しアドレス及び書き込みアドレスとなる。一方で、アドレス生成部１４２は、電力検出部１０１で検出された電力に応じたアドレスを生成する。そして、アドレス生成部１４２は、生成したアドレスを歪補償テーブルＢに指定し、そのアドレスに対応する歪補償係数を歪補償テーブルＢから読み出して係数演算部１４４に出力する。歪補償テーブルＢに指定されたアドレスは、歪補償テーブルＢでの読み出しアドレス及び書き込みアドレスとなる。また、アドレス生成部１４１，１４２はそれぞれ、生成したアドレスを頻度計数部１４３に出力する。但し、アドレス生成部１４１とアドレス生成部１４２との間では、同一の電力に対して互いに異なるアドレスが生成される。アドレス生成の詳細は後述する。

歪補償テーブルＡ，Ｂは、実施例１において説明した歪補償テーブルＡ，Ｂと同一のものである。

頻度計数部１４３は、アドレス生成部１４１によって生成されたアドレスの一定時間あたりの生成回数を、歪補償テーブルＡのアドレス毎に計数する。また、頻度計数部１４３は、アドレス生成部１４２によって生成されたアドレスの一定時間あたりの生成回数を、歪補償テーブルＢのアドレス毎に計数する。つまり、頻度計数部１４３は、歪補償テーブルＡ及びＢのアドレス毎に、一定時間あたりのアドレスの発生回数、つまり、アドレスの発生頻度を計数し、計数した発生頻度を係数演算部１４４に出力する。

係数演算部１４４は、アドレスの発生頻度と、歪補償テーブルＡ，Ｂから入力される歪補償係数とに基づいて、送信信号ｘに乗算される歪補償係数を求め、求めた歪補償係数を乗算器１０４に出力する。係数演算部１４４での演算の詳細は後述する。

減算器１４５は、信号ｙと送信信号ｘとの誤差εを求め、求めた誤差εを係数更新部１４６に出力する。

係数更新部１４６は、ＬＭＳアルゴリズム等を用いて、誤差εが最小になるように、歪補償テーブルＡ，Ｂにおいて、歪補償テーブルＡ，Ｂの各書き込みアドレスに対応する歪補償係数を更新する。

上記一連の処理が、送信信号ｘが歪補償装置１００−４に入力される度に逐次行われる。

＜歪補償装置の処理動作＞
図１０は、実施例４の歪補償装置の処理動作の説明に供する図である。

図１０に示すように、歪補償テーブルＡでは、Ｐ３未満の電力にアドレス０が、Ｐ３以上Ｐ７未満の電力にアドレス２が、Ｐ７以上Ｐ１１未満の電力にアドレス４が、Ｐ１１以上Ｐ１５未満の電力にアドレス６がそれぞれ対応する。そこで、アドレス生成部１４１は、送信信号ｘの電力がＰ３未満のときアドレス０を、Ｐ３以上Ｐ７未満のときアドレス２を、Ｐ７以上Ｐ１１未満のときアドレス４を、Ｐ１１以上Ｐ１５未満のときアドレス６を生成する。

一方で、歪補償テーブルＢでは、Ｐ１以上Ｐ５未満の電力にアドレス１が、Ｐ５以上Ｐ９未満の電力にアドレス３が、Ｐ９以上Ｐ１３未満の電力にアドレス５が、Ｐ１３以上の電力にアドレス７がそれぞれ対応する。そこで、アドレス生成部１４２は、送信信号ｘの電力がＰ１以上Ｐ５未満のときアドレス１を、Ｐ５以上Ｐ９未満のときアドレス３を、Ｐ９以上Ｐ１３未満のときアドレス５を、Ｐ１３以上のときアドレス７を生成する。

ここで、歪補償テーブルＢのアドレス１の電力範囲Ｐ１〜Ｐ５は、歪補償テーブルＡのアドレス０の後半の電力範囲Ｐ１〜Ｐ３、及び、歪補償テーブルＡのアドレス２の前半の電力範囲Ｐ３〜Ｐ５の双方と互いにオーバラップしている。また、歪補償テーブルＢのアドレス３の電力範囲Ｐ５〜Ｐ９は、歪補償テーブルＡのアドレス２の後半の電力範囲Ｐ５〜Ｐ７、及び、歪補償テーブルＡのアドレス４の前半の電力範囲Ｐ７〜Ｐ９の双方と互いにオーバラップしている。他のアドレス４〜７についても同様である。つまり、歪補償テーブルＡに設定されるアドレスと、歪補償テーブルＢに設定されるアドレスとは互いに異なる。そして両者のテーブル間では、一方のテーブルの特定のアドレスに対応する電力範囲の一部と、他方のテーブルの特定のアドレスに対応する電力範囲の一部とが互いにオーバラップする。

よって例えば、送信信号ｘの電力がＰ１〜Ｐ３のときは、歪補償テーブルＡのアドレス０に対応する歪補償係数が更新されると同時に、歪補償テーブルＢのアドレス１に対応する歪補償係数が更新される。また例えば、送信信号ｘの電力がＰ１３〜Ｐ１５のときは、歪補償テーブルＡのアドレス６に対応する歪補償係数が更新されると同時に、歪補償テーブルＢのアドレス７に対応する歪補償係数が更新される。つまり、一方のテーブルの特定のアドレスに対応する電力範囲の一部と、他方のテーブルの特定のアドレスに対応する電力範囲の一部とを互いにオーバラップさせることにより、双方のテーブルの歪補償係数の更新頻度を増加させることができる。このように、歪補償装置１００−４では、送信信号ｘの同一の電力に対し、歪補償テーブルＡの歪補償係数及び歪補償テーブルＢの歪補償係数の双方が同時に更新される。よって、本実施例によれば、歪補償係数の更新頻度が増加するため、歪補償係数の収束を早めることができる。

また、係数演算部１４４は、式（３）に従って、送信信号ｘに乗算される歪補償係数ｈを求める。

式（３）において、ｈは係数演算部１４４で求められる歪補償係数、ｈ_Ａ（ａ）は歪補償テーブルＡのアドレスａに対応する歪補償係数である。ｈ_Ｂ（ａ−１）は歪補償テーブルＢのアドレスのうちアドレスａ−１、すなわち、アドレスａの１つ前のアドレスに対応する歪補償係数である。Ｎ_Ａ（ａ）は歪補償テーブルＡのアドレスａの発生頻度、Ｎ_Ｂ（ａ−１）は歪補償テーブルＢのアドレスのうちアドレスａ−１のアドレスの発生頻度である。

よって例えば、係数演算部１４４は、図１０において、電力Ｐ３〜Ｐ５に対応する歪補償係数ｈを式（４）に従って求める。

係数演算部１４４は、他の電力範囲についても同様にして、歪補償テーブルＡ，Ｂの歪補償係数と、歪補償テーブルＡ，Ｂに対するアドレスの発生頻度から、送信信号に乗算する歪補償係数ｈを求める。つまり、係数演算部１４４は、歪補償テーブルＡと歪補償テーブルＢとの間において互いにオーバラップする２つのアドレスの発生頻度に応じて、それら２つのアドレスに対応する歪補償係数を加重平均したものを最終的な歪補償係数として求める。

このように、本実施例では、歪補償テーブルＡ，Ｂ間での互いにオーバラップするアドレス間で、アドレスの発生頻度に応じて加重平均した歪補償係数を用いて歪補償を行う。アドレス毎のアドレスの発生頻度は、アドレス毎の歪補償係数の更新頻度に相当する。このため、より精度がよい歪補償係数ほど加重平均におけるウェイトがより大きくなる。つまり、本実施例では、互いにオーバラップするアドレス間で、より精度がよい歪補償係数ほどよりウェイトを大きくして加重平均を行う。よって、本実施例によれば、歪補償特性を良好に保つことができる。

以上のように、本実施例によれば、歪補償特性を良好に保ちつつ歪補償係数の収束を早めることができる。

［他の実施例］
［１］上記の実施例では、信号の電力に応じてアドレスを生成した。しかし、歪補償装置１００は、信号の振幅を検出し、検出した振幅に応じてアドレスを生成してもよい。振幅に応じたアドレスを生成する場合には、上記の実施例において「電力」を「振幅」と読み替えればよい。

［２］上記の歪補償装置１００は、次のようなハードウェア構成により実現することができる。図１１は、歪補償装置のハードウェア構成例を示す図である。図１１に示すように、歪補償装置１００は、ハードウェアの構成要素として、プロセッサ１００ａと、メモリ１００ｂと、Ｉ／Ｏポート１００ｃ，ｄ，ｅとを有する。歪補償装置１００は、上記の歪補償装置１００−１，２，３，４に相当する。プロセッサ１００ａの一例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit），ＤＳＰ（Digital Signal Processor），ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等が挙げられる。また、歪補償装置１００は、プロセッサ１００ａと周辺回路とを含むＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）を有してもよい。メモリ１００ｂの一例として、ＳＤＲＡＭ等のＲＡＭ，ＲＯＭ，フラッシュメモリ等が挙げられる。電力検出部１０１，１１１と、アドレス生成部１０２，１１２，１１５，１３１，１４１，１４２と、選択部１０３と、乗算器１０４，１１３，１１６，１３２と、減算器１１４，１１７，１３３，１４５とはプロセッサ１００ａにより実現される。また同様に、係数更新部１１８，１３４，１４６と、コピー部１１９と、重み付け部１２１と、頻度計数部１３５，１４３と、変換演算部１３６と、係数演算部１４４とはプロセッサ１００ａにより実現される。歪補償テーブルＡ，Ｂ，Ｃと、トレーニングテーブルＡ，Ｂ，Ｃとはメモリ１００ｂにより実現される。送信信号ｘはＩ／Ｏポート１００ｃを介して歪補償装置１００に入力され、信号ｙはＩ／Ｏポート１００ｅを介して歪補償装置１００に入力される。また、信号ｕはＩ／Ｏポート１００ｄを介して歪補償装置１００から出力される。

１００，１００−１，１００−２，１００−３，１００−４ 歪補償装置
１０１，１１１ 電力検出部
１０２，１１２，１１５，１３１，１４１，１４２ アドレス生成部
１０３ 選択部
１０４，１１３，１１６，１３２ 乗算器
１１４，１１７，１３３，１４５ 減算器
１１８，１３４，１４６ 係数更新部
１１９ コピー部
１２１ 重み付け部
１３５，１４３ 頻度計数部
１３６ 変換演算部
１４４ 係数演算部

Claims (4)

1. 送信信号の電力を増幅する増幅器の非線形歪を補償する歪補償装置であって、
   第１テーブルと第２テーブルとの間では同一の電力値または同一の振幅値に対して互いに異なるアドレスが設定され、かつ、前記第１テーブルの第１アドレスに対応する電力範囲または振幅範囲の一部と、前記第２テーブルの第２アドレスに対応する電力範囲または振幅範囲の一部とが互いにオーバラップする前記第１テーブル及び前記第２テーブルと、
   １つの電力値または１つの振幅値に対し、前記第１アドレスの歪補償係数及び前記第２アドレスの歪補償係数の双方を同時に更新する更新部と、
   を具備する歪補償装置。
2. 前記送信信号の電力または振幅に応じたアドレスを生成する生成部と、
   生成された前記アドレスに従って、前記第１テーブル及び前記第２テーブルのうち、前記非線形歪の補償に用いるテーブルを選択する選択部と、をさらに具備する、
   請求項１に記載の歪補償装置。
3. 前記増幅器からフィードバックされる信号の電力または振幅に応じて、前記更新部での前記更新に対する重み付けを行う重み付け部、をさらに具備する、
   請求項２に記載の歪補償装置。
4. 送信信号の電力を増幅する増幅器の非線形歪を補償する歪補償方法であって、
   第１テーブルと第２テーブルとの間では同一の電力値または同一の振幅値に対して互いに異なるアドレスが設定され、かつ、前記第１テーブルの第１アドレスに対応する電力範囲または振幅範囲の一部と、前記第２テーブルの第２アドレスに対応する電力範囲または振幅範囲の一部とが互いにオーバラップする前記第１テーブル及び前記第２テーブルにおいて、１つの電力値または１つの振幅値に対し、前記第１アドレスの歪補償係数及び前記第２アドレスの歪補償係数の双方を同時に更新し、
   前記第１テーブル及び前記第２テーブルを用いて前記非線形歪を補償する、
   歪補償方法。

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