JP6098178B2

JP6098178B2 - 増幅装置、歪補償装置および歪補償方法

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Publication number: JP6098178B2
Application number: JP2013006657A
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Inventors: 札場　伸和; 伸和札場; 石川　広吉; 広吉石川; 裕一宇都宮; 敏雄川▲崎▼; 長谷　和男; 和男長谷
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Filing date: 2013-01-17
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Description

本発明は、増幅装置、歪補償装置および歪補償方法に関する。

たとえば移動体通信システムにおける基地局等の送信部は、電力変換効率等の観点により、飽和電力からのバックオフが小さい非線形領域で動作するように設計される場合がある。そのため、高速無線通信用の変調信号が入力されると、非線形歪による帯域外輻射が発生し、隣接送信チャネルに影響を及ぼす。

このような送信アンプによる帯域外輻射を抑制する歪補償技術として、送信アンプの逆特性を予め送信信号に付加するプリディストーション（ＰＤ：ＰｒｅＤｉｓｔｏｒｔｉｏｎ：前置歪み補償）がある。プリディストーションでは、送信アンプの出力信号の一部を折り返した信号と送信信号との差分が小さくなるように歪補償係数が適応的に更新される。また、プリディストーションをデジタル領域で実施するデジタルプリディストーションが知られている。

また、基地局等の送信アンプ部は、複数のアンプの多段接続によって実現される場合がある。このような多段構成の送信アンプ部を高電力変換効率で動作させると、終段アンプ以外でも非線形歪が発生するため、前段アンプ（たとえばドライバ段アンプ）で歪んだ信号が終段アンプに入力することによって終段アンプでの非線形歪が複雑化する。これに対して、前段アンプを補償する前置歪補償部と終段アンプを補償する前置歪補償部とを縦続に接続した歪補償回路が知られている（たとえば、下記特許文献１参照。）。

特開２００６−２７９６３３号公報

しかしながら、上述した従来技術では、入力信号の変動等により前段の増幅器の残留歪が生じると、後段の増幅器に対応する前置歪補償部へフィードバックされる信号の特性が変動し、後段の増幅器の歪補償を精度よく行うことができない場合がある。

本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、歪補償精度を向上させることができる増幅装置、歪補償装置および歪補償方法を提供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、本発明の一側面によれば、入力信号に第１係数に基づく特性を与える前置歪補償を行う第１補償部と、前記第１補償部によって前置歪補償が行われた信号に第２係数に基づく特性を与える前置歪補償を行う第２補償部と、前記第２補償部によって前置歪補償が行われた信号を増幅する第１増幅器と、前記第１増幅器によって増幅された信号を増幅する第２増幅器と、を備える増幅装置において、前記第１増幅器から出力された信号に基づいて前記第２係数を設定し、前記第１増幅器から出力された信号と、前記第２増幅器から出力された信号と、の差分に基づいて前記第１係数を設定する増幅装置、歪補償装置および歪補償方法が提案される。

本発明の一側面によれば、歪補償精度を向上させることができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１にかかる増幅装置の構成の一例を示す図である。図２は、図１に示した増幅装置における信号の流れの一例を示す図である。図３は、後段ＰＤ部の係数を設定する場合の信号の流れの一例を示す図である。図４は、前段ＰＤ部の係数を設定する場合の信号の流れの一例を示す図である。図５は、前段ＰＤ部の係数を設定する場合の信号の流れの他の例を示す図である。図６は、増幅装置による係数設定動作の一例を示すフローチャートである。図７は、増幅装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図８は、実施の形態２にかかる増幅装置の構成の一例を示す図である。図９は、図８に示した増幅装置における信号の流れの一例を示す図である。図１０は、実施の形態２にかかる前段ＰＤ部の係数設定動作の一例を示すフローチャートである。図１１は、実施の形態３にかかる増幅装置の構成の一例を示す図である。図１２は、図１１に示した増幅装置における信号の流れの一例を示す図である。図１３は、実施の形態３にかかる前段ＰＤ部の係数設定動作の一例を示すフローチャートである。図１４は、実施の形態４にかかる増幅装置の構成の一例を示す図である。図１５は、図１４に示した増幅装置における信号の流れの一例を示す図である。図１６は、実施の形態４にかかる前段ＰＤ部の係数設定動作の一例を示すフローチャートである。図１７は、前段ＰＤ部の更新の前後における後段ＰＤ部の入力振幅のＣＣＤＦの一例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる増幅装置、歪補償装置および歪補償方法の実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
（実施の形態１にかかる増幅装置の構成）
図１は、実施の形態１にかかる増幅装置の構成の一例を示す図である。図２は、図１に示した増幅装置における信号の流れの一例を示す図である。実施の形態１にかかる増幅装置１００は、入力された信号を増幅して出力する増幅装置である。たとえば、増幅装置１００は、無線信号等の信号を送信する送信装置において、送信対象の信号を増幅する増幅装置に適用することができる。

図１，図２に示すように、増幅装置１００は、前段ＰＤ部１０１と、後段ＰＤ部１０２と、ＤＡＣ１０３と、アップコンバータ１０４（ＵｐＣｏｎｖ）と、ドライバ段アンプ１０５と、終段アンプ１０６と、ダウンコンバータ１０７（ＤｏｗｎＣｏｎｖ）と、ＡＤＣ１０８と、セレクタ１０９（ＳＥＬ１）と、ダウンコンバータ１１０（ＤｏｗｎＣｏｎｖ）と、ＡＤＣ１１１と、セレクタ１１２（ＳＥＬ２）と、更新用ＰＤ部１１３と、係数更新部１１４と、を備えている。

増幅装置１００へ入力された信号は前段ＰＤ部１０１へ入力される。前段ＰＤ部１０１へ入力される信号は、たとえばベースバンド周波数でデジタルの電気信号である。前段ＰＤ部１０１は、入力された信号に対して、終段アンプ１０６において信号に発生する非線型歪み特性の逆特性を与えるプリディストーションを行う。これにより、終段アンプ１０６において信号に発生する非線型歪みを補償することができる。前段ＰＤ部１０１が信号に与える逆特性は、前段ＰＤ部１０１に設定される係数によって制御される。前段ＰＤ部１０１は、逆特性を与えた信号を後段ＰＤ部１０２およびセレクタ１０９へ出力する。

後段ＰＤ部１０２は、前段ＰＤ部１０１から出力された信号に対して、ドライバ段アンプ１０５において信号に発生する非線型歪み特性の逆特性を与えるプリディストーションを行う。これにより、ドライバ段アンプ１０５において信号に発生する非線型歪みを補償することができる。後段ＰＤ部１０２が信号に与える逆特性は、後段ＰＤ部１０２に設定される係数によって制御される。後段ＰＤ部１０２は、逆特性を与えた信号をＤＡＣ１０３およびセレクタ１０９へ出力する。

ＤＡＣ１０３（Ｄｉｇｉｔａｌ／ＡｎａｌｏｇＣｏｎｖｅｒｔｅｒ：デジタル／アナログ変換器）は、後段ＰＤ部１０２から出力された信号をデジタルからアナログに変換してアップコンバータ１０４へ出力する。アップコンバータ１０４は、ＤＡＣ１０３から出力された信号を高周波に変換してドライバ段アンプ１０５へ出力する。

ドライバ段アンプ１０５は、アップコンバータ１０４から出力された信号を増幅して終段アンプ１０６へ出力する。終段アンプ１０６は、ドライバ段アンプ１０５から出力された信号を増幅して出力する。

ダウンコンバータ１０７には、ドライバ段アンプ１０５から終段アンプ１０６へ出力された信号の一部が折り返されて入力される。ダウンコンバータ１０７は、入力された信号を周波数変換してＡＤＣ１０８へ出力する。ＡＤＣ１０８（Ａｎａｌｏｇ／ＤｉｇｉｔａｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒ：アナログ／デジタル変換器）は、ダウンコンバータ１０７から出力された信号をアナログからデジタルに変換してセレクタ１０９およびセレクタ１１２へ出力する。

セレクタ１０９には、前段ＰＤ部１０１から出力された信号（１）と、後段ＰＤ部１０２から出力された信号（２）と、ＡＤＣ１０８から出力された信号（３）と、が入力される。セレクタ１０９は、入力された各信号のうちのいずれかを選択して参照信号として係数更新部１１４へ出力する。セレクタ１０９による信号の切り替えは、たとえば図示しない増幅装置１００の制御回路によって行われる。

ダウンコンバータ１１０には、終段アンプ１０６から出力された信号の一部が折り返されて入力される。ダウンコンバータ１１０は、入力された信号を周波数変換してＡＤＣ１１１へ出力する。ＡＤＣ１１１は、ダウンコンバータ１１０から出力された信号をアナログからデジタルに変換してセレクタ１１２へ出力する。

セレクタ１１２には、ＡＤＣ１０８から出力された信号（１）と、ＡＤＣ１１１から出力された信号（２）と、が入力される。セレクタ１１２は、入力された各信号のうちのいずれかを選択してフィードバック信号として更新用ＰＤ部１１３へ出力する。セレクタ１１２による信号の切り替えは、たとえば図示しない増幅装置１００の制御回路によって行われる。

更新用ＰＤ部１１３は、セレクタ１１２からフィードバック信号として出力された信号に対して、設定された係数に基づく特性を与えるプリディストーションを行う。更新用ＰＤ部１１３に設定された係数は、係数更新部１１４によって更新される。更新用ＰＤ部１１３は、特性を与えた信号を係数更新部１１４へ出力する。また、更新用ＰＤ部１１３に設定された係数は、係数更新部１１４による更新が収束すると、前段ＰＤ部１０１または後段ＰＤ部１０２へコピーされる。更新用ＰＤ部１１３に設定された係数の前段ＰＤ部１０１または後段ＰＤ部１０２へのコピーは、たとえば図示しない増幅装置１００の制御回路によって行われる。

係数更新部１１４は、セレクタ１０９から参照信号として出力された信号と、更新用ＰＤ部１１３から出力された信号と、の差分に基づいて、更新用ＰＤ部１１３におけるプリディストーションの係数を更新する。たとえば、係数更新部１１４は、セレクタ１０９から出力された信号と、更新用ＰＤ部１１３から出力された信号と、の差分が小さくなるように更新用ＰＤ部１１３におけるプリディストーションの係数を更新する。

このように、増幅装置１００は、フィードフォワード系の前段ＰＤ部１０１および後段ＰＤ部１０２と同等の更新用ＰＤ部１１３をフィードバック系にも具備するインダイレクトラーニング型の歪補償回路を有する。

また、増幅装置１００からドライバ段アンプ１０５および終段アンプ１０６を省くことによって歪補償装置を実現してもよい。この場合は、ドライバ段アンプ１０５および終段アンプ１０６に歪補償装置を接続することによってドライバ段アンプ１０５および終段アンプ１０６のプリディストーションを行うことができる。

（後段ＰＤ部の係数を設定する場合の信号の流れ）
図３は、後段ＰＤ部の係数を設定する場合の信号の流れの一例を示す図である。図３において、図１，図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。増幅装置１００の制御回路は、後段ＰＤ部１０２の係数を更新する場合に、図３に示すように、セレクタ１０９の入力を「２」に設定することにより、後段ＰＤ部１０２からの信号を参照信号として係数更新部１１４へ出力する。また、増幅装置１００の制御回路は、セレクタ１１２の入力を「１」に設定することにより、ＡＤＣ１０８から出力された信号をフィードバック信号として更新用ＰＤ部１１３へ出力する。

これにより、後段ＰＤ部１０２から出力された信号を参照信号とし、ドライバ段アンプ１０５から出力された信号をフィードバック信号として、更新用ＰＤ部１１３の係数を係数更新部１１４によって更新することができる。増幅装置１００の制御回路は、更新用ＰＤ部１１３の係数を更新すると、更新後の更新用ＰＤ部１１３の係数を後段ＰＤ部１０２にコピーする。これにより、後段ＰＤ部１０２から出力された信号を参照信号とし、ドライバ段アンプ１０５から出力された信号をフィードバック信号として更新した係数を後段ＰＤ部１０２に設定することができる。

（前段ＰＤ部の係数を設定する場合の信号の流れ）
図４は、前段ＰＤ部の係数を設定する場合の信号の流れの一例を示す図である。図４において、図１，図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。増幅装置１００の制御回路は、前段ＰＤ部１０１の係数を更新する場合に、図４に示すように、セレクタ１０９の入力を「３」に設定することにより、ＡＤＣ１０８からの信号を参照信号として係数更新部１１４へ出力する。また、増幅装置１００の制御回路は、セレクタ１１２の入力を「２」に設定することにより、ＡＤＣ１１１から出力された信号をフィードバック信号として更新用ＰＤ部１１３へ出力する。

これにより、ドライバ段アンプ１０５から出力された信号を参照信号とし、終段アンプ１０６から出力された信号をフィードバック信号として、更新用ＰＤ部１１３の係数を係数更新部１１４によって更新することができる。増幅装置１００の制御回路は、更新用ＰＤ部１１３の係数を更新すると、更新後の更新用ＰＤ部１１３の係数を前段ＰＤ部１０１にコピーする。これにより、ドライバ段アンプ１０５から出力された信号を参照信号とし、終段アンプ１０６から出力された信号をフィードバック信号として更新した係数を前段ＰＤ部１０１に設定することができる。

このため、終段アンプ１０６の入力信号と出力信号とを用いて更新用ＰＤ部１１３の係数の更新を行うことができるため、ドライバ段アンプ１０５の残留歪による影響を受けずに前段ＰＤ部１０１の係数を設定することが可能になる。

図５は、前段ＰＤ部の係数を設定する場合の信号の流れの他の例を示す図である。図５において、図１，図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。ドライバ段アンプ１０５の残留歪が小さい状態において前段ＰＤ部１０１の係数を更新する場合は、前段ＰＤ部１０１の更新ループ内に後段ＰＤ部１０２およびドライバ段アンプ１０５を含めても影響が小さい。

このため、この場合は、図５に示すように、増幅装置１００の制御回路は、セレクタ１０９の入力を「１」に設定することにより、前段ＰＤ部１０１からの信号を参照信号として係数更新部１１４へ出力するようにしてもよい。また、この場合も、増幅装置１００の制御回路は、セレクタ１１２の入力を「２」に設定することにより、ＡＤＣ１１１から出力された信号をフィードバック信号として更新用ＰＤ部１１３へ出力する。

これにより、デジタル信号である前段ＰＤ部１０１の出力信号を参照信号とすることができるため、より高精度な係数更新が可能になる。

（増幅装置による係数設定動作）
図６は、増幅装置による係数設定動作の一例を示すフローチャートである。増幅装置１００は、前段ＰＤ部１０１および後段ＰＤ部１０２の係数設定動作として、たとえば以下の各ステップを実行する。以下の各ステップは、たとえば増幅装置１００の図示しない制御回路によって実行される。

ステップＳ６０１〜Ｓ６０５は、図３において説明した後段ＰＤ部１０２の係数設定動作に対応する。まず、増幅装置１００は、後段ＰＤ部１０２に設定されている係数を更新用ＰＤ部１１３にコピーする（ステップＳ６０１）。つぎに、増幅装置１００は、セレクタ１０９（ＳＥＬ１）の入力を「２」に設定するとともに、セレクタ１１２（ＳＥＬ２）の入力を「１」に設定する（ステップＳ６０２）。

つぎに、増幅装置１００は、係数更新部１１４によって更新用ＰＤ部１１３の係数を更新する（ステップＳ６０３）。つぎに、増幅装置１００は、ステップＳ６０３の更新によって更新用ＰＤ部１１３の係数が収束したか否かを判断する（ステップＳ６０４）。係数が収束していない場合（ステップＳ６０４：Ｎｏ）は、増幅装置１００は、ステップＳ６０３へ戻る。

ステップＳ６０４において、係数が収束した場合（ステップＳ６０４：Ｙｅｓ）は、増幅装置１００は、更新用ＰＤ部１１３の係数を後段ＰＤ部１０２にコピーする（ステップＳ６０５）。これにより、増幅装置１００は、後段ＰＤ部１０２の係数設定動作を終了し、前段ＰＤ部１０１の係数設定動作へ移行する。

ステップＳ６０６〜Ｓ６０９は、図４において説明した前段ＰＤ部１０１の係数設定動作に対応する。まず、増幅装置１００は、前段ＰＤ部１０１に設定されている係数を更新用ＰＤ部１１３にコピーする（ステップＳ６０６）。つぎに、増幅装置１００は、セレクタ１０９（ＳＥＬ１）の入力を「３」に設定するとともに、セレクタ１１２（ＳＥＬ２）の入力を「２」に設定する（ステップＳ６０７）。

つぎに、増幅装置１００は、係数更新部１１４によって更新用ＰＤ部１１３の係数を更新する（ステップＳ６０８）。つぎに、増幅装置１００は、ステップＳ６０８の更新によって更新用ＰＤ部１１３の係数が収束したか否かを判断する（ステップＳ６０９）。係数が収束していない場合（ステップＳ６０９：Ｎｏ）は、増幅装置１００は、ステップＳ６０８へ戻る。

ステップＳ６０９において、係数が収束した場合（ステップＳ６０９：Ｙｅｓ）は、増幅装置１００は、図４において説明した前段ＰＤ部１０１の係数設定動作を終了し、図５において説明した前段ＰＤ部１０１の係数設定動作へ移行する。図６に示す例ではステップＳ６０９において収束した更新用ＰＤ部１１３の係数を前段ＰＤ部１０１にコピーしていないが、ステップＳ６０９において収束した更新用ＰＤ部１１３の係数を前段ＰＤ部１０１にコピーしてもよい。

ステップＳ６１０〜Ｓ６１３は、図５において説明した前段ＰＤ部１０１の係数設定動作に対応する。まず、増幅装置１００は、セレクタ１０９（ＳＥＬ１）の入力を「１」に設定するとともに、セレクタ１１２（ＳＥＬ２）の入力を「２」に設定する（ステップＳ６１０）。

つぎに、増幅装置１００は、係数更新部１１４によって更新用ＰＤ部１１３の係数を更新する（ステップＳ６１１）。つぎに、増幅装置１００は、ステップＳ６１１の更新によって更新用ＰＤ部１１３の係数が収束したか否かを判断する（ステップＳ６１２）。係数が収束していない場合（ステップＳ６１２：Ｎｏ）は、増幅装置１００は、ステップＳ６１１へ戻る。

ステップＳ６１２において、係数が収束した場合（ステップＳ６１２：Ｙｅｓ）は、増幅装置１００は、更新用ＰＤ部１１３の係数を前段ＰＤ部１０１にコピーする（ステップＳ６１３）。これにより、増幅装置１００は、図５において説明した前段ＰＤ部１０１の係数設定動作を終了し、一連の係数設定動作を終了する。

（増幅装置のハードウェア構成）
図７は、増幅装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図７において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図７に示すように、増幅装置１００の前段ＰＤ部１０１、後段ＰＤ部１０２、セレクタ１０９、セレクタ１１２、更新用ＰＤ部１１３および係数更新部１１４は、たとえばデジタル回路７００によって実現することができる。

また、上述した増幅装置１００の制御回路についてもデジタル回路７００によって実現することができる。デジタル回路７００には、たとえばＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）やＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）などの各種のデジタル回路を用いることができる。

なお、ここではデジタル回路７００を用いて前段ＰＤ部１０１および後段ＰＤ部１０２においてデジタルプリディストーションを行う場合について説明したが、デジタル回路７００の少なくとも一部をアナログ回路に置き換えてもよい。

このように、実施の形態１にかかる増幅装置１００によれば、終段アンプ１０６（第２増幅器）へ入力される信号と、終段アンプ１０６から出力される信号と、の差分に基づいて前段ＰＤ部１０１（第１補償部）の係数（第１係数）を設定することができる。これにより、ドライバ段アンプ１０５（第１増幅器）の残留歪による影響を受けずに前段ＰＤ部１０１の係数を設定し、歪補償精度を向上させることができる。

（実施の形態２）
（実施の形態２にかかる増幅装置の構成）
図８は、実施の形態２にかかる増幅装置の構成の一例を示す図である。図９は、図８に示した増幅装置における信号の流れの一例を示す図である。図８，図９において、図１，図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図８，図９に示すように、実施の形態２にかかる増幅装置１００は、図１，図２に示した構成に加えて帯域判定部８０１およびセレクタ制御部８０２を備えている。帯域判定部８０１およびセレクタ制御部８０２は、たとえば図７に示したデジタル回路７００によって実現することができる。

帯域判定部８０１およびセレクタ制御部８０２は、増幅装置１００への入力信号の特性の変動を検出する検出部である。帯域判定部８０１は、増幅装置１００へ入力された信号の帯域（たとえば周波数の帯域幅）を判定する。たとえば、帯域判定部８０１は、増幅装置１００へ入力された信号をＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）することによって帯域を判定する。または、帯域判定部８０１は、増幅装置１００の上位装置（たとえば送信装置）からの情報に基づいて帯域を判定してもよい。そして、帯域判定部８０１は、判定した帯域を示す帯域情報をセレクタ制御部８０２へ出力する。

セレクタ制御部８０２は、帯域判定部８０１から出力された帯域情報に基づいて、セレクタ１０９が出力する信号を切り替える（たとえば図１０参照）。

（実施の形態２にかかる前段ＰＤ部の係数設定動作）
図１０は、実施の形態２にかかる前段ＰＤ部の係数設定動作の一例を示すフローチャートである。実施の形態２にかかる増幅装置１００は、たとえば図６に示したステップＳ６０１〜Ｓ６０５によって後段ＰＤ部１０２の係数設定動作を行った後に、前段ＰＤ部１０１の係数設定動作としてたとえば以下の各ステップを繰り返し実行する。

まず、セレクタ制御部８０２が、帯域判定部８０１から出力される帯域情報に基づいて、増幅装置１００へ入力される信号の帯域の変動量を算出する（ステップＳ１００１）。つぎに、セレクタ制御部８０２が、ステップＳ１００１によって算出された帯域の変動量が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１００２）。

ステップＳ１００２において、帯域の変動量が閾値以上である場合（ステップＳ１００２：Ｙｅｓ）は、終段アンプ１０６の非線形歪の変化が大きいと考えられる。この場合は、セレクタ制御部８０２が、セレクタ１０９（ＳＥＬ１）の入力を「３」に設定する（ステップＳ１００３）。これにより、ＡＤＣ１０８からセレクタ１０９へ出力された信号（ドライバ段アンプ１０５の出力信号）が係数更新部１１４へ出力され、図４において説明した前段ＰＤ部１０１の係数設定動作が可能になる。

ステップＳ１００２において、帯域の変動量が閾値未満である場合（ステップＳ１００２：Ｎｏ）は、終段アンプ１０６の非線形歪の変化が小さく、前段ＰＤ部１０１の係数更新によって発生する、ドライバ段アンプ１０５の出力信号における残留歪が小さいと考えられる。この場合は、セレクタ制御部８０２は、セレクタ１０９（ＳＥＬ１）の入力を「１」に設定する（ステップＳ１００４）。これにより、前段ＰＤ部１０１からセレクタ１０９へ出力された信号（前段ＰＤ部１０１の出力信号）が係数更新部１１４へ出力され、図５において説明した前段ＰＤ部１０１の係数設定動作が可能になる。

ステップＳ１００３またはステップＳ１００４のつぎに、係数更新部１１４が、更新用ＰＤ部１１３の係数を更新する（ステップＳ１００５）。つぎに、係数更新部１１４が、ステップＳ１００５によって更新用ＰＤ部１１３の係数が収束したか否かを判断する（ステップＳ１００６）。係数が収束していない場合（ステップＳ１００６：Ｎｏ）は、増幅装置１００は、ステップＳ１００５へ戻る。

ステップＳ１００６において、係数が収束した場合（ステップＳ１００６：Ｙｅｓ）は、増幅装置１００の制御回路が、更新用ＰＤ部１１３の係数を前段ＰＤ部１０１にコピーし（ステップＳ１００７）、前段ＰＤ部１０１の係数設定動作を終了する。

以上の各ステップにより、終段アンプ１０６の非線形歪の変化が大きい場合には、ドライバ段アンプ１０５の残留歪による影響を受けずに前段ＰＤ部１０１の係数を設定することができる。このため、歪補償精度を向上させることができる（第１制御状態）。

また、終段アンプ１０６の非線形歪の変化が小さく、ドライバ段アンプ１０５の出力信号における残留歪が小さい場合には、デジタル信号である前段ＰＤ部１０１の出力信号を参照信号とすることができる（第２制御状態）。このため、より高精度な係数更新を行うことができる。

このように、実施の形態２にかかる増幅装置１００によれば、実施の形態１にかかる効果に加えて、ドライバ段アンプ１０５の出力信号における残留歪が小さい場合に、デジタル信号である前段ＰＤ部１０１の出力信号を参照信号とすることができる。このため、歪補償精度をより向上させることができる。

（実施の形態３）
（実施の形態３にかかる増幅装置の構成）
図１１は、実施の形態３にかかる増幅装置の構成の一例を示す図である。図１２は、図１１に示した増幅装置における信号の流れの一例を示す図である。図１１，図１２において、図８，図９に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１１，図１２に示すように、実施の形態３にかかる増幅装置１００は、図８，図９に示した帯域判定部８０１に代えて平均電力算出部１１０１を備えている。平均電力算出部１１０１は、たとえば図７に示したデジタル回路７００によって実現することができる。

平均電力算出部１１０１は、増幅装置１００へ入力された信号の平均電力（たとえば移動平均値）を算出する。そして、平均電力算出部１１０１は、判定した平均電力を示す電力情報をセレクタ制御部８０２へ出力する。セレクタ制御部８０２は、平均電力算出部１１０１から出力された電力情報に基づいて、セレクタ１０９が出力する信号を切り替える（たとえば図１３参照）。

（実施の形態３にかかる前段ＰＤ部の係数設定動作）
図１３は、実施の形態３にかかる前段ＰＤ部の係数設定動作の一例を示すフローチャートである。実施の形態３にかかる増幅装置１００は、たとえば図６に示したステップＳ６０１〜Ｓ６０５によって後段ＰＤ部１０２の係数設定動作を行った後に、前段ＰＤ部１０１の係数設定動作としてたとえば以下の各ステップを繰り返し実行する。

まず、セレクタ制御部８０２が、平均電力算出部１１０１から出力される電力情報に基づいて、増幅装置１００へ入力される信号の平均電力の変動量を算出する（ステップＳ１３０１）。つぎに、セレクタ制御部８０２が、ステップＳ１３０１によって算出された平均電力の変動量が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１３０２）。

ステップＳ１３０２において、平均電力の変動量が閾値以上である場合（ステップＳ１３０２：Ｙｅｓ）は、終段アンプ１０６の非線形歪の変化が大きいと考えられる。この場合は、増幅装置１００は、ステップＳ１３０３へ移行する。平均電力の変動量が閾値未満である場合（ステップＳ１３０２：Ｎｏ）は、終段アンプ１０６の非線形歪の変化が小さく、前段ＰＤ部１０１の係数更新によって発生する、ドライバ段アンプ１０５の出力信号における残留歪が小さいと考えられる。この場合は、増幅装置１００は、ステップＳ１３０４へ移行する。図１３に示すステップＳ１３０３〜Ｓ１３０７は、図１０に示したステップＳ１００３〜Ｓ１００７と同様である。

以上の各ステップにより、終段アンプ１０６の非線形歪の変化が大きい場合には、ドライバ段アンプ１０５の残留歪による影響を受けずに前段ＰＤ部１０１の係数を設定することができる。このため、歪補償精度を向上させることができる。

また、終段アンプ１０６の非線形歪の変化が小さく、前段ＰＤ部１０１の係数更新によって発生するドライバ段アンプ１０５の出力信号における残留歪が小さい場合には、デジタル信号である前段ＰＤ部１０１の出力信号を参照信号とすることができる。このため、より高精度な係数更新を行うことができる。

このように、実施の形態３にかかる増幅装置１００によれば、実施の形態１にかかる効果に加えて、ドライバ段アンプ１０５の出力信号における残留歪が小さい場合に、デジタル信号である前段ＰＤ部１０１の出力信号を参照信号とすることができる。このため、歪補償精度をより向上させることができる。

（実施の形態４）
（実施の形態４にかかる増幅装置の構成）
図１４は、実施の形態４にかかる増幅装置の構成の一例を示す図である。図１５は、図１４に示した増幅装置における信号の流れの一例を示す図である。図１４，図１５において、図８，図９に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１４，図１５に示すように、実施の形態４にかかる増幅装置１００は、図８，図９に示した帯域判定部８０１に代えて平均電力算出部１４０１を備えている。平均電力算出部１４０１は、たとえば図７に示したデジタル回路７００によって実現することができる。

係数更新部１１４は、セレクタ１０９から出力された参照信号と、更新用ＰＤ部１１３から出力された信号と、の誤差を示す誤差信号を平均電力算出部１４０１へ出力する。平均電力算出部１４０１は、係数更新部１１４から出力された誤差信号の平均電力を算出する。そして、平均電力算出部１４０１は、判定した平均電力を示す電力情報をセレクタ制御部８０２へ出力する。

セレクタ制御部８０２は、平均電力算出部１４０１から出力された電力情報に基づいて、セレクタ１０９が出力する信号を切り替える（たとえば図１６参照）。

（実施の形態４にかかる前段ＰＤ部の係数設定動作）
図１６は、実施の形態４にかかる前段ＰＤ部の係数設定動作の一例を示すフローチャートである。実施の形態４にかかる増幅装置１００は、たとえば図６に示したステップＳ６０１〜Ｓ６０５によって後段ＰＤ部１０２の係数設定動作を行った後に、前段ＰＤ部１０１の係数設定動作としてたとえば以下の各ステップを繰り返し実行する。

まず、セレクタ制御部８０２が、平均電力算出部１４０１から出力される電力情報に基づいて、係数更新部１１４から出力された誤差信号の平均電力の変動量を算出する（ステップＳ１６０１）。つぎに、セレクタ制御部８０２が、ステップＳ１６０１によって算出された平均電力の変動量が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１６０２）。

ステップＳ１６０２において、平均電力の変動量が閾値以上である場合（ステップＳ１６０２：Ｙｅｓ）は、終段アンプ１０６の非線形歪の変化が大きいと考えられる。この場合は、増幅装置１００は、ステップＳ１６０３へ移行する。平均電力の変動量が閾値未満である場合（ステップＳ１６０２：Ｎｏ）は、終段アンプ１０６の非線形歪の変化が小さく、前段ＰＤ部１０１の係数更新によって発生する、ドライバ段アンプ１０５の出力信号における残留歪が小さいと考えられる。この場合は、増幅装置１００は、ステップＳ１６０４へ移行する。図１６に示すステップＳ１６０３〜Ｓ１６０７は、図１０に示したステップＳ１００３〜Ｓ１００７と同様である。

このように、実施の形態４にかかる増幅装置１００によれば、実施の形態１にかかる効果に加えて、ドライバ段アンプ１０５の出力信号における残留歪が小さい場合に、デジタル信号である前段ＰＤ部１０１の出力信号を参照信号とすることができる。このため、歪補償精度をより向上させることができる。

（前段ＰＤ部の更新の前後における後段ＰＤ部の入力振幅のＣＣＤＦ）
図１７は、前段ＰＤ部の更新の前後における後段ＰＤ部の入力振幅のＣＣＤＦの一例を示す図である。図１７において、横軸は後段ＰＤ部１０２の入力信号の相対電力を示し、縦軸はＣＣＤＦ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＣｕｍｕｌａｔｉｖｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＦｕｎｃｔｉｏｎ：相補累積確率分布）を示している。

ＣＣＤＦ特性１７０１は、前段ＰＤ部１０１の係数の更新前におけるＣＣＤＦを示している。ＣＣＤＦ特性１７０２は、前段ＰＤ部１０１の係数の更新後におけるＣＣＤＦを示している。送信信号の信号変動によって終段アンプ１０６の非線形歪が異なる場合、ＣＣＤＦ特性１７０１，１７０２に示すように、信号ピーク部分１７０３のＣＣＤＦが前段ＰＤ部１０１の更新前後で異なる。すなわち、後段ＰＤ部１０２への入力の信号特性が、前段ＰＤ部１０１の係数の更新前後で異なる。

そして、後段ＰＤ部１０２は、前段ＰＤ部１０１の係数の更新前の状態においてドライバ段アンプ１０５の歪をキャンセルする係数を保持している。このため、前段ＰＤ部１０１の係数の更新によって後段ＰＤ部１０２への入力の信号特性が変わると、ドライバ段アンプ１０５の歪をキャンセルしきれなくなり、ドライバ段アンプ１０５の出力信号に歪が残留する。したがって、歪んだ信号が入力した終段アンプ１０６の歪は複雑化する。

このため、前段ＰＤ部と終段アンプの各出力信号との差分に基づいて前段ＰＤ部の係数を更新する従来の構成では、後段ＰＤ部がドライバ段アンプの歪を適切に補償できない場合に、終段アンプの入力信号における残留歪の影響で前段ＰＤ部での補償が困難になる。なお、このような場合の例としては、入力される信号の平均電力や信号帯域が時間的に大きく変動する場合が考えられる。すなわち、入力される信号の変動によって、特に終段アンプの歪特性が変わるため、前段ＰＤ部の更新前後では、後段ＰＤ部への入力信号の特性が大きく変わる。

これに対して、上述した各実施の形態にかかる増幅装置１００によれば、終段アンプ１０６の入力信号と出力信号との差分に基づいて前段ＰＤ部１０１の係数を更新することが可能である。このため、ドライバ段アンプ１０５の残留歪による影響を受けずに前段ＰＤ部１０１の係数を設定し、終段アンプ１０６の高精度な歪補償が可能になる。したがって、たとえば、前段ＰＤ部１０１の係数の収束速度の低下を抑え、入力される信号の特性変動が大きい場合でも安定動作が可能となる。

さらに、増幅装置１００においては、ドライバ段アンプ１０５の残留歪が小さい場合には、デジタル信号である前段ＰＤ部１０１の出力信号を参照信号とすることができる構成にすることにより、より高精度な歪補償を可能とする。

ただし、前段ＰＤ部１０１の出力信号を参照信号とすることができる構成を省くことも可能である。たとえば、上述した実施の形態１にかかるセレクタ１０９において、前段ＰＤ部１０１の出力信号が入力される経路を省いてもよい。この場合も、終段アンプ１０６の入力信号と出力信号との差分に基づいて前段ＰＤ部１０１の係数を更新することが可能であるため、終段アンプ１０６の高精度な歪補償が可能になる。

以上説明したように、増幅装置、歪補償装置および歪補償方法によれば、歪補償精度を向上させることができる。

上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）入力信号に第１係数に基づく特性を与える前置歪補償を行う第１補償部と、
前記第１補償部によって前置歪補償が行われた信号に第２係数に基づく特性を与える前置歪補償を行う第２補償部と、
前記第２補償部によって前置歪補償が行われた信号を増幅する第１増幅器と、
前記第１増幅器によって増幅された信号を増幅する第２増幅器と、
前記第１増幅器から出力された信号に基づいて前記第２係数を設定し、前記第１増幅器から出力された信号と、前記第２増幅器から出力された信号と、の差分に基づいて前記第１係数を設定する設定部と、
を備えることを特徴とする増幅装置。

（付記２）前記設定部は、前記第２補償部から出力された信号と、前記第１増幅器から出力された信号と、の差分に基づいて前記第２係数を設定することを特徴とする付記１に記載の増幅装置。

（付記３）前記第１補償部はデジタル処理によって前置歪補償を行い、
前記設定部は、
前記第１増幅器から出力された信号と、前記第２増幅器から出力された信号と、の差分に基づいて前記第１係数を設定する第１制御状態と、
前記第１補償部から出力されたデジタルの信号と、前記第２増幅器から出力された信号と、の差分に基づいて前記第１係数を設定する第２制御状態と、
を切り替え可能であることを特徴とする付記１または２に記載の増幅装置。

（付記４）前記入力信号の特性の変動を検出する検出部を備え、
前記設定部は、前記検出部によって所定の変動が検出された場合に前記第１制御状態となり、前記検出部によって所定の変動が検出されない場合に前記第２制御状態となることを特徴とする付記３に記載の増幅装置。

（付記５）前記検出部は、前記入力信号の帯域に基づいて前記変動を検出することを特徴とする付記４に記載の増幅装置。

（付記６）前記検出部は、前記入力信号の平均電力に基づいて前記変動を検出することを特徴とする付記４に記載の増幅装置。

（付記７）前記設定部は、
前記第２補償部から出力された信号を出力する第１経路と、前記第１増幅器から出力された信号を出力する第２経路と、を切り替え可能な第１セレクタと、
前記第１増幅器から出力された信号を出力する第３経路と、前記第２増幅器から出力された信号を出力する第４経路と、を切り替え可能な第２セレクタと、
前記第２セレクタから出力された信号に対して第３係数に基づく特性を与える歪補償を行う第３補償部と、
前記第３補償部によって歪補償が行われた信号と、前記第１セレクタから出力された信号と、の差分に基づいて前記第３係数を更新する更新部と、
前記第１セレクタを前記第１経路かつ前記第２セレクタを前記第３経路にして前記更新部によって更新された前記第３係数によって前記第２係数を設定し、前記第１セレクタを前記第２経路かつ前記第２セレクタを前記第４経路にして前記更新部によって更新された前記第３係数によって前記第１係数を設定する制御部と、
を備えることを特徴とする付記２〜６のいずれか一つに記載の増幅装置。

（付記８）前記第１セレクタは、前記第１経路と、前記第２経路と、前記第１補償部から出力された信号を出力する第５経路と、を切り替え可能であり、
前記制御部は、
前記第１セレクタを前記第２経路かつ前記第２セレクタを前記第４経路にして前記更新部によって更新された前記第３係数によって前記第１係数を設定する第１制御状態と、
前記第１セレクタを前記第５経路かつ前記第２セレクタを前記第４経路にして前記更新部によって更新された前記第３係数によって前記第１係数を設定する第２制御状態と、
を切り替え可能であることを特徴とする付記７に記載の増幅装置。

（付記９）前記入力信号の特性の変動を、前記第３補償部によって歪補償が行われた信号と、前記第１セレクタから出力された信号と、の差分を示す信号の平均電力に基づいて検出する検出部を備え、
前記設定部は、前記検出部によって所定の変動が検出された場合に前記第１制御状態となり、前記検出部によって所定の変動が検出されない場合に前記第２制御状態となることを特徴とする付記８に記載の増幅装置。

（付記１０）入力された信号を増幅する第１増幅器と、前記第１増幅器によって増幅された信号を増幅する第２増幅器と、の歪補償を行う歪補償装置において、
入力信号に第１係数に基づく特性を与える前置歪補償を行う第１補償部と、
前記第１補償部によって前置歪補償が行われた信号に第２係数に基づく特性を与える前置歪補償を行い、前置歪補償を行った信号を前記第１増幅器へ入力する第２補償部と、
前記第１増幅器から出力された信号に基づいて前記第２係数を設定し、前記第１増幅器から出力された信号と、前記第２増幅器から出力された信号と、の差分に基づいて前記第１係数を設定する設定部と、
を備えることを特徴とする歪補償装置。

（付記１１）入力信号に第１係数に基づく特性を与える前置歪補償を行う第１補償部と、
前記第１補償部によって前置歪補償が行われた信号に第２係数に基づく特性を与える前置歪補償を行う第２補償部と、
前記第２補償部によって前置歪補償が行われた信号を増幅する第１増幅器と、
前記第１増幅器によって増幅された信号を増幅する第２増幅器と、
を備える増幅装置の歪補償方法であって、
前記第２補償部から出力された信号に基づいて前記第２係数を設定し、
前記第１増幅器から出力された信号と、前記第２増幅器から出力された信号と、の差分に基づいて前記第１係数を設定する、
ことを特徴とする歪補償方法。

１００増幅装置
１０１前段ＰＤ部
１０２後段ＰＤ部
１０３ＤＡＣ
１０４アップコンバータ
１０５ドライバ段アンプ
１０６終段アンプ
１０７，１１０ダウンコンバータ
１０８，１１１ＡＤＣ
１０９，１１２セレクタ
１１３更新用ＰＤ部
１１４係数更新部
７００デジタル回路
８０１帯域判定部
８０２セレクタ制御部
１１０１，１４０１平均電力算出部
１７０１，１７０２ＣＣＤＦ特性
１７０３信号ピーク部分

Claims

入力信号に第１係数に基づく特性を与える前置歪補償を行う第１補償部と、
前記第１補償部から出力された信号に第２係数に基づく特性を与える前置歪補償を行う第２補償部と、
前記第２補償部から出力された信号を増幅する第１増幅器と、
前記第１増幅器から出力された信号を増幅する第２増幅器と、
前記第１増幅器から出力された信号に基づいて前記第２係数を設定し、前記第１増幅器から出力された信号と、前記第２増幅器から出力された信号と、の差分に基づいて前記第１係数を設定する設定部と、
を備えることを特徴とする増幅装置。
前記設定部は、
前記第１増幅器から出力された信号と、前記第２増幅器から出力された信号と、の差分に基づいて前記第１係数を設定する第１制御状態と、
前記第１補償部から出力された信号と、前記第２増幅器から出力された信号と、の差分に基づいて前記第１係数を設定する第２制御状態と、
を切り替え可能であることを特徴とする請求項１に記載の増幅装置。
前記入力信号の特性の変動を検出する検出部を備え、
前記設定部は、前記検出部によって所定の変動が検出された場合に前記第１制御状態となり、前記検出部によって所定の変動が検出されない場合に前記第２制御状態となることを特徴とする請求項２に記載の増幅装置。
前記設定部は、
前記第２補償部から出力された信号を出力する第１経路と、前記第１増幅器から出力された信号を出力する第２経路と、を切り替え可能な第１セレクタと、
前記第１増幅器から出力された信号を出力する第３経路と、前記第２増幅器から出力された信号を出力する第４経路と、を切り替え可能な第２セレクタと、
前記第２セレクタから出力された信号に対して第３係数に基づく特性を与える歪補償を行う第３補償部と、
前記第３補償部によって歪補償が行われた信号と、前記第１セレクタから出力された信号と、の差分に基づいて前記第３係数を更新する更新部と、
前記第１セレクタを前記第１経路かつ前記第２セレクタを前記第３経路にして前記更新部によって更新された前記第３係数によって前記第２係数を設定し、前記第１セレクタを前記第２経路かつ前記第２セレクタを前記第４経路にして前記更新部によって更新された前記第３係数によって前記第１係数を設定する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の増幅装置。
入力された信号を増幅する第１増幅器と、前記第１増幅器から出力された信号を増幅する第２増幅器と、の歪補償を行う歪補償装置において、
入力信号に第１係数に基づく特性を与える前置歪補償を行う第１補償部と、
前記第１補償部から出力された信号に第２係数に基づく特性を与える前置歪補償を行い、前置歪補償を行った信号を前記第１増幅器へ入力する第２補償部と、
前記第１増幅器から出力された信号に基づいて前記第２係数を設定し、前記第１増幅器から出力された信号と、前記第２増幅器から出力された信号と、の差分に基づいて前記第１係数を設定する設定部と、
を備えることを特徴とする歪補償装置。
入力信号に第１係数に基づく特性を与える前置歪補償を行う第１補償部と、
前記第１補償部から出力された信号に第２係数に基づく特性を与える前置歪補償を行う第２補償部と、
前記第２補償部から出力された信号を増幅する第１増幅器と、
前記第１増幅器から出力された信号を増幅する第２増幅器と、
を備える増幅装置の歪補償方法であって、
前記第２補償部から出力された信号に基づいて前記第２係数を設定し、
前記第１増幅器から出力された信号と、前記第２増幅器から出力された信号と、の差分に基づいて前記第１係数を設定する、
ことを特徴とする歪補償方法。