JP6190634B2 - プリディストータ、プリディストータの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、電力増幅器で発生する歪成分を補償するプリディストータとプリディストータ制御方法に関する。

一般に、電力増幅器（以下、ＰＡともいう）は移動無線通信用送信機において最も消費電力が高い無線回路といわれている。このため、送信機の消費電力低減には、ＰＡの消費電力を低減すること、いいかえるとＰＡの動作効率を高めることが重要である。ＰＡの効率を高める方法として、ＰＡの動作点を飽和出力近傍で動作させる方法がある。しかし、ＰＡの入出力特性における非線形性によって非線形歪（以下、歪成分ともいう）が発生し、この歪成分は隣接チャネルを使用する無線通信システムへの干渉となる。

ＰＡで発生する歪成分を補償する方法の一つとして、べき級数型プリディストータ（以下、プリディストータともいう）がある（例えば、特許文献１、非特許文献１，２参照）。プリディストータは、ＰＡで発生する歪成分を打ち消す成分（以下、歪補償成分ともいう）を生成し、ＰＡに入力する信号に歪補償成分を付加する。

図１に、従来のプリディストータ２００とその周辺装置である入力端子１００、増幅装置３００、帰還信号生成装置４００を示す。この例では、入力端子１００にディジタルのＩ相とＱ相の信号が入力される場合を示している。

プリディストータ２００は、分配器２１０、線形伝達経路２２０、３次歪発生経路２３０、合成器２４０、ＤＡＣ２５０、ＡＤＣ２６０、歪測定器２７０、制御器２８０を含む。
分配器２１０は、入力端子１００から入力された信号を線形伝達経路２２０と３次歪発生経路２３０に分配する。
線形伝達経路２２０は、遅延器を含み、３次歪発生経路２３０で生じる遅延時間だけ信号伝達を遅延させる。
３次歪発生経路２３０は、３次歪発生器２３１、３次歪ベクトル調整器２３２、３次歪周波数特性補償器２３３を含む。３次歪発生器２３１は、３次歪発生器２３１に入力する信号を３乗し、３次歪成分を生成する。３次歪ベクトル調整器２３２は、３次歪成分の振幅と位相を調整する。３次歪周波数特性補償器２３３は、周波数領域にて予め定めた帯域幅毎に３次歪ベクトル調整器２３２の出力の振幅と位相を調整し、３次歪ベクトル調整器２３２の出力に周波数特性を与える。
合成器２４０は、線形伝達経路２２０の出力と３次歪発生経路２３０で生成した歪補償成分とを合成する。
ＤＡＣ２５０は、合成器２４０の出力をディジタル信号からアナログ信号に変換する。

ここで、プリディストータ２００の説明を中断し、増幅装置３００と帰還信号生成装置４００を説明する。
増幅装置３００は、ＤＡＣ２５０からの出力を直交変調する直交変調器３１０と、直交変調器の出力を所定の周波数となるように信号を周波数変換するアップコンバータ３２０と、アップコンバータ３２０の出力を所定の電力となるように信号を増幅する電力増幅器３３０とを含む。電力増幅器３３０の出力は出力端子５００から、例えば図示していないデュープレクサを介してアンテナに供給される。
帰還信号生成装置４００は、電力増幅器３３０の出力の一部を取り出す方向性結合器４１０と、方向性結合器４１０の出力を所定の周波数まで周波数変換するダウンコンバータ４２０と、ダウンコンバータの出力を直交復調する直交復調器４３０とを含む。

ここから、プリディストータ２００の説明に戻る。
ＡＤＣ２６０は、帰還信号生成装置４００の出力であるアナログ信号をディジタル信号に変換する。
歪測定器２７０は、ＡＤＣ２６０の出力から増幅装置３００の電力増幅器３３０で発生した歪成分の電力を予め定めた任意の帯域幅毎に測定する。
制御器２８０は、歪測定器２７０の測定結果に基づいて電力増幅器３３０で発生する歪成分を補償するように３次歪ベクトル調整器２３２の振幅と位相と、３次歪周波数特性補償器２３３の振幅と位相を、それぞれ制御する。

一般に、５次以上の高次の歪成分も補償する場合、ｉを予め定められた３以上の整数として、（２ｉ−１）次歪発生経路を並列に設置する。プリディストータが複数の歪発生経路（つまり、（２ｎ−１）次歪発生経路、ｎ＝２，…，ｉ）を備える場合、分配器２１０は線形伝達経路２２０と各（２ｎ−１）次歪発生経路に信号を分配する。合成器２４０は、線形伝達経路２２０と各（２ｎ−１）次歪発生経路からの出力を合成する。（２ｎ−１）次歪発生経路は、（２ｎ−１）次歪発生器、（２ｎ−１）次歪ベクトル調整器、（２ｎ−１）次周波数特性補償器を備える。例えば、３次の歪成分に加え５次の歪成分を補償する場合、ｉ＝３とし、３次歪発生経路と５次歪発生経路を並列に設置する。

図２に、３次歪発生器２３１の出力をＮ点ＦＦＴ（高速フーリエ変換）した場合の結果を模式的に示す。特許文献１によると、図２の斜線に示すように、３次歪発生器２３１の出力の帯域の一部は線形伝達経路２２０を経た信号の帯域に重なる。このため、３次歪発生経路２３０の出力は線形伝達経路２２０を経た信号に干渉を与える。特許文献１では、３次歪発生器２３１の構成を図３に示す構成とし、この干渉を低減することが開示されている。特許文献１による３次歪発生器２３１は、分配器１０００と３乗算器１１００と１乗算器１２００とベクトル調整器１３００と加算器１４００と設定部１５００を含む。

分配器１０００は、３次歪発生器２３１に入力される信号を３乗算器１１００と１乗算器１２００に分配する。３乗算器１１００は、３乗算器１１００に入力される信号を３乗する。１乗算器１２００は、１乗算器に入力する信号を１乗する（このため、実際には１乗算器１２００は不要である）。ベクトル調整器１３００は、１乗算器１２００の出力の振幅と位相を調整する。加算器１４００は、３乗算器１１００の出力とベクトル調整器１３００の出力を合成する。プリディストータ２００の入力信号が変調信号の場合、設定部１５００は、加算器１４００の出力中の１乗成分および３乗成分を検出し、レベルが最小となるようにベクトル調整器１３００の振幅と位相を調整し、加算器１４００において３乗算器１１００の出力に含まれる１乗算器１２００の出力に由来する成分が除去される。

特開2006-128922号公報

S. Mizuta, Y. Suzuki, S. Narahashi, and Y. Yamao, "A new adjustment method for the frequency-dependent IMD compensator of the digital predistortion linearizer," Radio and Wireless Symposium 2006, pp. 255 - 258, Jan. 2006. J. Ohkawara, Y. Suzuki, and S. Narahashi, "Fast Calculation Scheme for Frequency Characteristic Compensator of Digital Predistortion Linearizer," IEEE Vehicular Technology Conference Spring 2009, proceedings, Apr. 2009.

ＰＡの特性によっては、３次歪発生器において干渉を最小化するよりも干渉を許容したほうがＰＡで発生する歪成分の大きさを示す指標の１つである隣接チャネル漏洩電力比（ＡＣＬＲ）を改善できる場合がある。特許文献１の構成では、干渉を常に最小化するため、干渉を許容する場合に比べてＡＣＬＲを改善できない場合がある。

本発明は、このような観点から、隣接チャネル漏洩電力を低減できるプリディストータおよびその制御方法を提供することを目的とする。

本発明のプリディストータは、電力増幅器で発生する歪成分を打ち消すような歪補償信号を入力信号に予め付加するプリディストータであって、Ｋを予め定められた２以上の整数として、（１）入力信号を遅延伝達する線形伝達経路と、（２）入力信号の（２Ｋ−１）次歪信号を生成する（２Ｋ−１）次歪発生器と、当該（２Ｋ−１）次歪信号の振幅と位相を調整する（２Ｋ−１）次歪ベクトル調整器とを含み、歪補償成分を出力する歪発生経路と、（３）線形伝達経路の出力と歪発生経路の出力とを合成する合成器と、（４）合成器の出力に対して電力増幅を行う電力増幅器の出力に含まれる隣接チャネル漏洩電力を測定する歪測定器と、（５）歪測定器の測定結果に基づいて歪発生経路の制御を行う制御器とを含んでいる。（２Ｋ−１）次歪発生器は、入力信号から（２Ｋ−１）次歪信号および（２Ｋ−１）次未満の各信号を生成するとともに、当該（２Ｋ−１）次未満の各信号の振幅と位相を調整し、制御器は、電力増幅器の出力に含まれる隣接チャネル漏洩電力が予め定められた基準を満たすように、（２Ｋ−１）次未満の各信号の振幅と位相の調整量を決定する。

あるいは本発明のプリディストータは、電力増幅器で発生する歪成分を打ち消すような歪補償信号を、複数のコンポーネントキャリアを含む入力信号に予め付加するプリディストータであって、Ｋを予め定められた２以上の整数として、（１）コンポーネントキャリアの信号を遅延伝達する線形伝達経路と、（２）コンポーネントキャリアごとに当該コンポーネントキャリアの信号だけを用いて得られる（２Ｋ−１）次の自己歪信号を生成する（２Ｋ−１）次自己歪信号発生器と、互いに異なる二つ以上のコンポーネントキャリアの信号を用いて得られる相互変調歪信号のうち少なくとも一部（以下、自己歪信号と相互変調歪信号のうち少なくとも一部を歪信号と総称する）のそれぞれを生成する相互変調歪信号生成器と、これら歪信号それぞれに対応して設けられており、対応する歪信号の振幅と位相を調整するベクトル調整器とを含み、歪補償信号を出力する歪発生経路と、（３）線形伝達経路の出力と歪補償信号発生経路の出力とを合成する合成器と、（４）合成器の出力に対して電力増幅を行う電力増幅器の出力に含まれる隣接チャネル漏洩電力を測定する歪測定器と、（５）歪測定器の測定結果に基づいて歪発生経路の制御を行う制御器とを含んでいる。（２Ｋ−１）次自己歪信号発生器は、（２Ｋ−１）次自己歪信号および当該（２Ｋ−１）次自己歪信号の生成に用いたコンポーネントキャリアの信号だけを用いて得られる（２Ｋ−１）次未満の各信号を生成するとともに、当該（２Ｋ−１）次未満の各信号の振幅と位相を調整し、相互変調歪信号生成器は、相互変調歪信号生成器に入力される信号の振幅と位相を調整し、制御器は、電力増幅器の出力に含まれる隣接チャネル漏洩電力が予め定められた基準を満たすように、（２Ｋ−１）次未満の各信号の振幅と位相の調整量と、相互変調歪信号生成器に入力される信号の振幅と位相の調整量を決定する。

本発明によると、電力増幅器の出力に含まれる隣接チャネル漏洩電力が予め定められた基準を満たすように、歪発生経路における（２Ｋ−１）次の歪発生器にて、（２Ｋ−１）次未満の各信号の振幅と位相の調整量を決定することから、隣接チャネル漏洩電力を低減できる。

従来のプリディストータの構成例を示すブロック図。 ３次歪発生器の出力のＦＦＴ結果の模式図。 従来の３次歪発生器の構成例を示すブロック図。 第１実施形態のプリディストータの構成例を示すブロック図。 ３次歪発生器の構成例を示すブロック図。 ３次歪発生器に含まれる電力測定部の構成例を示すブロック図。 電力測定部による電力測定の対象となる帯域幅の例。 歪発生経路における処理フロー図。 電力増幅器の出力スペクトルの模式図。 ３次歪発生器における処理フロー図。 図１０に示すステップＳ１００の処理における振幅値の調整処理の例。 電力測定部の構成例を示すブロック図。 第２実施形態のプリディストータの構成例を示すブロック図。 ５次歪発生器の構成例を示すブロック図。 歪発生経路における処理フロー図。 図１５に示すステップＳ１０００，Ｓ１１００，Ｓ１２００，Ｓ１３００，Ｓ１４００，Ｓ１５００の各処理の内容。 二つの異なる信号帯域における電力増幅器の出力スペクトルの模式図。 第３実施形態のプリディストータの構成例を示すブロック図。 ３次歪発生器の構成例を示すブロック図。 相互変調歪生成部の構成例を示すブロック図。 歪発生経路における処理フロー図。 図２１に示すステップＳ２０００，Ｓ２２００の各処理の内容。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、各実施形態において、図１に示すプリディストータ２００に含まれる構成要素と同じ機能を有する構成要素にはプリディストータ２００における当該構成要素の符号を割り当てて重複説明を省略する。よって、重複説明が省略された構成要素については図１に示すプリディストータ２００に関する説明を参照されたい。

また、本発明のプリディストータは、Ｋを予め定められた２以上の整数、ｎ＝２、３、・・・、Ｋ(Ｋ＝２の場合、ｎ＝２)とすると、（２ｎ−１）次歪発生経路を含む。説明の便宜から、第１実施形態と第３実施形態はＫ＝２の場合について、第２実施形態はＫ＝３の場合について説明する。

《第１実施形態》
図４に、第１実施形態のプリディストータ３００００およびその周辺装置のブロック図を示す。従来のプリディストータ２００との違いは、３次歪発生器２３１１０と制御器２８０００である。第１実施形態のプリディストータ３００００は、制御器２８０００の指示に従ってＡＣＬＲを改善するように３次歪発生器２３１１０が動作する点で、従来技術と異なる。

３次歪発生経路２３１００は、３次歪発生器２３１１０と、３次歪ベクトル調整器２３２と、３次歪周波数特性補償器２３３とを備える。
制御器２８０００は、３次歪発生器２３１１０を制御する３次歪発生器制御部２８１００と、３次歪ベクトル調整器２３２を制御する３次歪ベクトル調整器制御部２８２００と、３次歪周波数特性補償器２３３を制御する３次歪周波数特性補償器制御部２８３００と、歪発生経路制御部２８４００とを含む。

図５に３次歪発生器２３１１０のブロック図を示す。３次歪発生器２３１１０は、分配器１０００と、３乗算器１１００と、ベクトル調整器１３２１と、加算器１４００と、電力測定部１７０１とを備える。ベクトル調整器１３２１が３次歪発生器制御部２８１００の指示に従い振幅と位相を調整する点がベクトル調整器１３００と異なる。電力測定部１７０１は３次歪発生器制御部２８１００からの指示に従い加算器１４００の出力における電力を測定するとともに測定した電力を３次歪発生器制御部２８１００に伝達する。

図６に電力測定部１７０１のブロック図を示す。電力測定部１７０１は、シリアルパラレル変換器（Ｓ／Ｐ）１７１０と、フーリエ変換器（ＦＦＴ）１７１１と、電力測定器１７１２とを備える。
Ｓ／Ｐ１７１０は、加算器１４００の出力をシリアルパラレル変換する。ＦＦＴ１７１１は、Ｓ／Ｐ１７１０の出力をフーリエ変換によって時間領域から周波数領域に変換する。電力測定器１７１２は、制御器２８１００の指示に従って予め定めた複数の帯域幅内の電力を測定し、測定結果を制御器２８１００に伝達する。

電力測定器１７１２にて予め定める帯域幅の例を図７に示す。図７の横軸はＦＦＴのポイント数を示す。図７では、Ｎポイントのフーリエ変換を行った例を示しているため、横軸の範囲は０からＮ−１ポイントまでとなる。ここで、ＢＷ_S0は、プリディストータ３００００に入力される信号の帯域幅ＢＷ_mの半分を示している。例えば、プリディストータ３００００の入力信号が５ＭＨｚのＬＴＥ信号である場合、ＢＷ_s0は５ＭＨｚ帯域幅のうちの上半分の２．５ＭＨｚから５ＭＨｚの２．５ＭＨｚ帯域幅である。ＢＷ_d0は、ＢＷ_s0に隣接する周波数帯域であり、その帯域幅はＢＷ_s0の帯域幅と同じである。ここでは、プリディストータ３００００に入力される信号の帯域幅を５ＭＨｚの場合について示したが、入力信号の帯域幅に合わせてＢＷ_s0とＢＷ_d0を設定する。

図８を参照して歪発生経路制御部２８４００の動作を示す。

［ステップＳ３００］
歪発生経路制御部２８４００は、３次歪発生器２３１１０で発生する歪成分による干渉が予め定めた範囲内となるように３次歪発生器制御部２８１００に指示する。３次歪発生器制御部２８１００は、後述する図１０に示す方法を用いてベクトル調整器１３２１に与える振幅値と位相値の調整量を調整する。３乗算器１１００で発生する歪成分による干渉が予め定めた範囲内となった場合、３次歪発生器制御部２８１００はベクトル調整器１３２１の調整が完了したことを歪発生器制御部２８４００に通知する。

［ステップＳ３０１］
歪発生経路制御部２８４００は、電力増幅器３３０で発生する３次歪成分のうち上側帯域もしくは下側帯域どちらか一方の成分を低減するように３次歪ベクトル調整器制御部２８２００に指示する。３次歪ベクトル調整器制御部２８２００は、従来の手法である摂動法（参考文献：T. Nojima and T. Konno, “Cuber Predistortion Linearizer for Relay Equipment in 800 MHz Band Land Mobile Telephone System,”IEEE Transactions on vehicular technology, Vol. 34 , Issue 4, pp. 169-177, 1985.））や２次関数近似を用いた方法（上記非特許文献２）を用いて３次歪ベクトル調整器２３２に与える振幅値と位相値の調整量を調整する。

以下に参考文献に記載された摂動法を用いた振幅値の調整方法を示す。位相値の調整法方法は振幅値と同じである。摂動法による振幅値の調整を説明するため、図９にＰＡの出力のスペクトルを模式的に示す。

３次歪ベクトル調整器制御部２８２００は、３次歪成分上側帯域もしくは３次歪成分下側帯域の何れか一方の帯域を指定し、その帯域内の電力を低減するように３次歪ベクトル調整器２３２の位相値と振幅値をそれぞれ調整する。振幅値の調整では、最初に任意に設定した振幅値Ａ₀の前後において指定した帯域内の電力Ｐ_Dを歪測定器２７０で測定する。得られた電力Ｐ_Dのうち電力が減少する方向へ事前に定めたオフセット値ΔＡだけ振幅値を変更し、電力Ｐ_Dを歪測定器２７０で測定する。振幅値の変更と電力Ｐ_Dの測定を繰り返すことで電力Ｐ_Dが予め定めた閾値以下となる振幅値Ａ_MINを求める。求めたＡ_MINを３次歪ベクトル調整器２３２に設定する。

以下に上記非特許文献２に記載された２次関数近似を用いた振幅値の調整方法を示す。位相値の調整法方法は振幅と同じである。
異なるＬ１点（Ｌ１は３以上の整数）の振幅（Ａ₁，Ａ₂，…，Ａ_L1）にてそれぞれ指定した帯域内の電力（Ｐ₁，Ｐ₂，…，Ｐ_L1）を測定し、用いた振幅（Ａ₁，Ａ₂，…，Ａ_L1）と測定した電力（Ｐ_D,1，Ｐ_D,2，…，Ｐ_D,L1）から最小２乗法により振幅値に対する指定した帯域内電力の依存性を示す２次関数（Ｐ_D＝ａ₂Ａ²＋ａ₁Ａ＋ａ₀）の係数（ａ₂，ａ₁，ａ₀）を求める。ａ₂，ａ₁，ａ₀においてＰ_Dを最小にする振幅値Ａ_MIN（＝−ａ₁／２ａ₂）を３次歪ベクトル調整器２３２に設定する。位相値についても同様である。ここでは、２次関数を例として説明したが、位相値に対するＰ_Dの依存性として２次関数の係数ではなく三角関数（Ｐ_D＝ｂ₂ｃｏｓ（ｂ₁−Ｘ）＋ｂ₀、Ｘは位相値）の係数（ｂ₂，ｂ₁，ｂ₀）を最小２乗法により求めてもよい。得られた三角関数において指定した帯域の電力を最小にする（即ち、ｂ₁−Ｘ＝π）位相値を３次歪ベクトル調整器２３２の位相値Ｘ_MIN（＝ｂ₁−π）として設定する。
２次関数近似を用いた計算方法において、係数ａ₂が０以下となる場合または２次関数の係数が求まらない場合、Ｐ_Dを最小にする振幅値が０以下になる場合、測定した電力のうち最も電力を低くした振幅値をＡ_MINとしてもよい。

３次歪ベクトル調整器制御部２８２００は、３次歪ベクトル調整器２３２の調整に必要となる電力増幅器３３０で発生する３次歪成分の電力を、歪発生経路制御部２８４００を介して歪測定器２７０から得る。もしくは、３次歪ベクトル調整器制御部２８２００が直接歪測定器２７０を制御してもよい。３次歪ベクトル調整器２３２の調整が完了した場合、３次歪ベクトル調整器制御部２８２００は調整が完了したことを歪発生経路制御部２８４００に通知する。

［ステップＳ３０２］
歪発生経路制御部２８４００は、ＡＣＬＲを測定するように歪測定器２７０に指示する。歪測定器２７０は、測定したＡＣＬＲを歪発生経路制御部２８４００に通知する。ＡＣＬＲは、ディジタルプリディストータ３００００に入力される信号の無線通信方式に定められた規格に応じて設定する。例えばディジタルプリディストータ３００００に入力される信号が下りのＬＴＥ ５ＭＨｚの場合、送信帯域４．５１５ＭＨｚ内の電力と中心周波数から＋／−５ＭＨｚ離調点における４．５１５ＭＨｚ帯域内の電力との比である。以下、中心周波数に対して高い周波数となるＡＣＬＲを上側ＡＣＬＲ、低い周波数となるＡＣＬＲを下側ＡＣＬＲという。加えて、次隣接のＡＣＬＲも測定してもよい。この場合、下りのＬＴＥ ５ＭＨｚの場合、送信帯域４．５１５ＭＨｚ内の電力と＋／−１０ＭＨｚ離調点における４．５１５ＭＨｚ帯域内の電力との比である。５次歪成分の帯域は３次歪成分に比べ広帯域であるため、５次歪成分を補償する場合は次隣接のＡＣＬＲを測定することが望ましい。

［ステップＳ３０３］
歪発生経路制御部２８４００は、歪測定器２７０から通知された上側／下側ＡＣＬＲがどちらも予め定めた目標値以下となる場合、処理を終了する。ＡＣＬＲが予め定めた目標値を超える場合、以下に示すステップＳ３０４に遷移する。

［ステップＳ３０４］
歪発生経路制御部２８４００は、ステップＳ３０１と同じ帯域側の歪成分を低減するように３次歪発生器制御部２８１００に指示する。３次歪発生器制御部２８１００は、電力増幅器３３０で発生する３次歪成分を低減するように従来の手法である摂動法や２次関数近似を用いた方法を用いてベクトル調整器１３２１に与える振幅値と位相値の調整量を調整する。３次歪発生器制御部２８１００は、ベクトル調整器１３２１の調整に必要となる電力増幅器３３０で発生する３次歪成分の電力について歪発生経路制御部２８４００を介して歪測定器２７０から得てもよく、直接歪測定器２７０から得てもよい。このステップでは、歪測定器２７０の結果を用いることで電力増幅器３３０にて発生する３次歪成分を低減するようにベクトル調整器１３２１の振幅と位相の調整量を調整する。
ベクトル調整器１３２１の調整が完了した場合、３次歪発生器制御部２８１００は調整が完了したことを歪発生経路制御部２８４００に通知する。

ステップＳ３０４の後、ステップＳ３０２ａとＳ３０３ａの各処理を行う。ステップＳ３０２ａはステップＳ３０２と同じであり、ステップＳ３０３ａはステップＳ３０３と同じである。ステップＳ３０３ａの処理においてＡＣＬＲが目標値を超える場合、ステップＳ３０１ｂ，Ｓ３０２ｂ，Ｓ３０３ｂの各処理を再度行う。ステップＳ３０１ｂはステップＳ３０１と同じであり、ステップＳ３０２ｂはステップＳ３０２と同じであり、ステップＳ３０３ｂはステップＳ３０３と同じである。これにより、ステップＳ３０４の処理により３次歪成分を低減するように調整された３次歪発生器２３１１０に合わせて３次歪ベクトル調整器２３２を調整するため、ステップＳ３０１ｂ（Ｓ３０１）の処理を再度行わない場合に比べてＡＣＬＲを改善できる場合がある。
ステップＳ３０１ｂの処理を再度行ってもＡＣＬＲが目標値を超える場合、ステップＳ３０５に遷移する。

［ステップＳ３０５］
歪発生経路制御部２８４００は、電力増幅器３３０で発生する３次歪成分を低減するように３次歪周波数特性補償器制御部２８３００に指示する。３次歪周波数特性補償器制御部２８３００は、従来の手法である摂動法や２次関数近似を用いた方法を用いて３次歪周波数特性補償器２３３の分割した各帯域に与える振幅値と位相値の調整量を調整する。３次歪周波数特性補償器制御部２８３００は、３次歪周波数特性補償器２３３の調整に必要となる電力増幅器３３０で発生する３次歪成分の電力を、歪発生経路制御部２８４００を介して歪測定器２７０から得る。３次歪周波数特性補償器２３３の調整が完了した場合、３次歪周波数特性補償器制御部２８３００は調整が完了したことを歪発生経路制御部２８４００に通知する。
ステップＳ３０５の後、ステップＳ３０２ｃとＳ３０３ｃの各処理を行う。ステップＳ３０２ｃはステップＳ３０２と同じであり、ステップＳ３０３ｃはステップＳ３０３と同じである。ステップＳ３０３ｃの処理においてＡＣＬＲが目標値を超える場合、ステップＳ３０４の処理に戻る。この一連の処理を予め定めた回数繰り返してもＡＣＬＲが目標値を超える場合は処理を終了してもよい。

ステップＳ３００とＳ３０１の順番を入れ替えた場合、３次歪成分を低減できない場合があるため１回目の調整に限り、ステップＳ３００、Ｓ３０１の順に行うことが望ましい。高次歪成分の補償においても同様である。

上記の各ステップを実施中、電力増幅器３３０で発生する歪成分が無線通信方式の定める規格値を満たさないまたは予め定めた目標値を超える場合、例えば、出力端子５００の前段に配置したスイッチ等のＯＮ／ＯＦＦを制御して、規格を満足しない信号を出力端子５００から出力させないようにする。このとき、図示していない表示ディスプレイに規格値または目標値を満足していないことを表示する機能を制御器２８０００に持たせてもよい。これによりプリディストータ３００００が規格値または目標値を満足していないことを把握することができる。

本実施形態は、ステップＳ３０４の処理にて３次歪発生器２３１１０で発生する歪成分による干渉を許容してでも電力増幅器３３０で発生する３次歪成分を低減するようにベクトル調整器１３２１を調整する構成を備えている点が従来手法と異なる。

図１０を参照して３次歪発生器制御部２８１００の動作を示す。

［ステップＳ１００］
３次歪発生器制御部２８１００はベクトル調整器１３２１に与える振幅の調整量の調整から開始する。これは、３次歪発生器２３１１０の特性上、位相値を初期値０のままとし振幅値を調整するだけで干渉を低減できる場合があり、ベクトル調整器１３２１の調整時間を短縮できるためである。具体的な調整方法は後述する。

［ステップＳ１０１］
３次歪発生器制御部２８１００は、ＢＷ_s0とＢＷ_d0の電力をそれぞれ測定するように電力測定部１７０１に指示する。電力測定部１７０１は測定した結果を３次歪発生器制御部２８１００に伝達する。３次歪発生器制御部２８１００は、得られた電力からレベル差Ｒ_d＝（１０ log₁₀（ＢＷ_s0／ＢＷ_d0））計算する。ここでレベル差をデシベルとしているが、比（ＢＷ_s0／ＢＷ_d0）でもよく、差（ＢＷ_s0−ＢＷ_d0）でもよい。以下では、レベル差をデシベルとした場合を例に説明する。なお、信号処理能力や演算時間等の観点から適した単位を用いることが好ましい。

［ステップＳ１０２］
計算したレベル差Ｒ_dが予め定めた範囲内（例えば、−０．５＜Ｒ_d＜０．５）である場合、処理を終了する。レベル差Ｒ_dが当該範囲内ではない場合、位相の調整（ステップＳ１０３）に遷移する。
線形伝達経路２２０の出力の成分（これは遅延差を除くと分配器１０００の出力と同じである）は３次歪成分と重なり合うため、電力測定部１７０１にて３乗算器１１００の出力からは線形伝達経路２２０の出力の成分を０に低減できたか否かを判別しえない。このため、レベル差Ｒ_dを０近傍にすることによって、線形伝達経路２２０の出力の成分を少なくともＢＷ_d0のレベル以下にすることができ、ＢＷ_s0で生じる干渉を低減できる。
振幅の簡易な設定方法として、レベル差Ｒ_dが最も小さくなるときの振幅値を設定するようにしてもよい。すなわち、ＢＷ_s0がＢＷ_d0に対して最も小さくなるようにしてもよい。これは、３次歪成分の帯域特性が台形状となる場合、ＢＷ_s0の電力がＢＷ_d0の電力を下回ることはないためである。

［ステップＳ１０３］
３次歪発生器制御部２８１００はベクトル調整器１３２１に与える位相の調整量の調整を行う。具体的な調整方法は後述する。ステップＳ１０３の処理を行った後、ステップＳ１０１の処理を再び行う（ステップＳ１０１ａ）。

［ステップＳ１０４］
ステップＳ１０２の処理と同様に、計算したレベル差Ｒ_dが予め定めた範囲内である場合、処理を終了する。範囲内ではない場合には、ステップＳ１００の処理に戻る。
ここで、Ｓ１０４の処理が予め定められた回数繰り返された場合には、処理を終了してもよい。この場合、３次歪発生器制御部２８１００は、レベル差Ｒ_dが最も良い結果（言い換えると、予め定められた範囲に最も近い結果）となる振幅と位相の調整量をベクトル調整器１３２１に設定する。このためには、これまでに設定された振幅と位相に対応するレベル差を記憶しておくのがよい。

このようにレベル差Ｒ_dを計算しＲ_dを０に近づけるように調整する点が従来技術（上記特許文献１）と異なり、ベクトル調整器１３２１に与える適切な振幅値と位相を従来技術（上記特許文献１）と比べて簡易に求められる場合がある。

ステップＳ１００の処理における振幅値の調整について詳細を説明する。ここでは、上述の摂動法を参考にした方法を説明する。ステップＳ１０３の処理における位相の調整も同じである。

ベクトル調整器１３２１に与える振幅値の初期値をＹ₀、振幅の刻み値をΔＹとする。ΔＹは、事前に定めておく。Ｙ₀を与えた場合のレベル差Ｒ_d,0を測定し、記憶する。次いで振幅値をＹ₀＋ΔＹとし、レベル差Ｒ_d,1を記憶する。Ｒ_d,0とＲ_d,1を比較し、レベル差が０に近づく方向にΔＹだけ振幅値を変え、予め定めた範囲内にレベル差が収まるまで振幅値にΔＹを加算もしくは減算していく。例えば、Ｒ_d,0がＲ_d,1よりも０から遠い場合かつＲ_d,1が予め定めた範囲内とならない場合、Ｙ₀＋２ΔＹを振幅値とし、レベル差Ｒ_d,2を求める。Ｒ_d,2がＲ_d,1よりもさらに０に近づく場合かつＲ_d,2が予め定めた範囲内とならない場合、さらにΔＹだけ振幅値を変える。ΔＹだけ振幅値を変えた時のレベル差が予め定めた範囲内となった場合、終了する。逆に、Ｒ_d,2がＲ_d,1よりも０から遠ざかる場合、ベクトル調整器１３２１に与える振幅値をＹ₀＋３ΔＹ／２とするように刻み値ΔＹを小さい値に置換し、レベル差を求めていく。Ｒ_d,0がＲ_d,1よりも０に近い場合かつＲ_d,0が予め定めた範囲内とならない場合は、Ｙ₀−ΔＹを振幅値としてレベル差を求める。
ステップＳ１００の処理にてレベル差Ｒ_dが予め定めた範囲内に入った場合には、ステップＳ１０１の処理を省略してもよい。これによって、レベル差の測定回数を減らすことで計算時間の短縮が図れる。

ステップＳ１００の処理における振幅値の調整について、摂動法ではなく、図１１に示すフローを用いてもよい。
ステップＳ１１０からＳ１１５に示すように異なる３点の振幅値（Ｙ₀，Ｙ₁，Ｙ₂）においてＢＷ_s0の電力（Ｐ₀，Ｐ₁，Ｐ₂）をそれぞれ測定し、記憶する。次いで、最小二乗法により振幅値とＢＷ_s0の関係を示す２次関数（Ｐ＝ａ₂Ｙ²＋ａ₁Ｙ＋ａ₀）の係数（ａ₂，ａ₁，ａ₀）を求める。求めた２次関数においてＰ＝ＢＷ_d0となるＹ_ADJを導出する。２次関数であるため、２つのＹ_ADJが求まるが、Ｙ_ADJは振幅値であり、負の値は存在しないことから正となる値とする（Ｓ１１６）。最後に求めたＹ_ADJをベクトル調整器に設定する（Ｓ１１７）。
ステップＳ１１２においてＢＷ_s0の電力だけでなくＢＷ_d0の電力も合わせて測定してもよい。ＢＷ_s0とＢＷ_d0の電力からレベル差を求め、レベル差が予め定めた範囲内になった場合、設定した振幅値をＹ_ADJとしてもよい。これにより、振幅値の調整に要する時間を短縮できる。
位相値についても同様の処理を行ってもよい。この場合、２次関数ではなく三角関数（Ｐ＝ｂ₂ｓｉｎ（Ｚ−ｂ₁）＋ｂ₀）の係数（ｂ₂，ｂ₁，ｂ₀）を求めてもよい。ただしＺは位相値である。

ステップＳ１００の処理における振幅値の調整についてＬＭＳといった適応アルゴリズムを用いてもよい。適応アルゴリズムを用いる場合、レベル差Ｒ_dを誤差とし、レベル差Ｒ_dを最小化するように振幅値を更新していく。位相値についても同様である。

上述の例では電力測定部１７０１がＦＦＴの結果のうち上側の成分を用いた場合について示したが、下側の成分（図２においてＮ／２以上、Ｎ−１以下の範囲の成分）を用いてもよい。３次歪発生器の出力が周波数依存性を持たないため、上側もしくは下側のいずれか一方の成分のみ使用することで、演算負荷を軽減できる。さらに演算負荷を軽減するため、ＢＷ_s0の帯域幅をＢＷ_m／２よりも狭めてもよい。

ところで、ＢＷ_s0の最小値は１つのＦＦＴポイント数である。このように最小値の場合、ＢＷ_s0としてＢＷ_m／２の範囲のうち原点以外の成分を使用する。プリディストータに入力される信号がＯＦＤＭ信号である場合、原点の成分はヌルであることがあり、原点を用いた場合、レベル差を適切に求められないからである。ＢＷ_d0はＢＷ_s0と同じ帯域幅とする。ただし、ＢＷ_d0はＢＷ_s0に隣接させるのではなく、ＢＷ_m-ＢＷ_m／４のように予め定めたオフセット値だけＦＦＴの原点から離れたところをＢＷ_d0の中心とする。例えば、５ＭＨｚ帯域幅の信号であれば、オフセット値を３．７５ＭＨｚとする。

電力測定部１７０１の構成を図１２に示す構成としてもよい。図１２に示す構成では、電力測定部１７０１に入力された信号を分配器１７２０によってＦＩＲフィルタ１７２１に分配する。ＦＩＲフィルタ１７２１は、ＢＷ_s0とＢＷ_d0の成分をそれぞれ抽出し、電力測定器１７２２でそれぞれ電力を求める。この構成を用いた場合、ＦＦＴを行わないため信号処理部の演算量を低減できる。このため、例えば信号処理部の処理速度を低減できるといった利点が生じる場合がある。

《第２実施形態》
図１３に第２実施形態のプリディストータ４００００とその周辺装置のブロック図を示す。第１実施形態との違いは、５次歪発生経路４３１００が追加されている点と、歪測定器２７１と制御器２８００１のそれぞれの構成にある。

分配器２１１は、分配器２１１に入力された信号を線形伝達経路２２０と、３次歪発生経路２３１００と、５次歪発生経４３１００とにそれぞれ分配する。
５次歪発生経路４３１００は、５次歪発生器４３１１０、５次歪ベクトル調整器４３１２０、５次周波数特性補償器２３４３０を備える。５次歪発生器４３１１０は、５次歪発生器４３１１０に入力する信号を５乗し、５次歪成分を生成する。５次歪ベクトル調整器４３１２０は、５次歪発生器４３１１０の出力の振幅と位相をそれぞれ調整する。５次周波数特性補償器２３４３０は、５次歪ベクトル調整器４３１２０の出力を時間領域から周波数領域に変換し、予め定めた帯域毎に５次歪ベクトル調整器４３１２０の出力の振幅と位相をそれぞれ調整してから時間領域に戻し、時間領域に戻された信号を加算器２４０へ出力する。
加算器２４０は、線形伝達経路２２０、３次歪発生経路２３１００、５次歪発生経路４３１００の各出力を合成し、ＤＡＣ２５０に出力する。

図１４に５次歪発生器４３１１０のブロック図を示す。５次歪発生器４３１１０は、分配器１０１０、５乗算器１６００、３乗算器１１００、ベクトル調整器１３２２，１３３１、加算器１４１０、電力測定部１９０１を備える。ベクトル調整器１３２２とベクトル調整器１３３１は、５次歪発生器制御部２８１２０の指示に従い入力された信号の振幅と位相を調整する。電力測定部１９０１は、５次歪発生器制御部２８１２０からの指示に従い加算器１４１０の出力における電力を測定するとともに測定した電力を５次歪発生器制御部２８１２０に通知する。

図１５、１６を参照して歪発生経路制御部２８４０１の動作を示す。なお、実質的に同じ処理には手順の前後に関わらず同じステップ番号を付与して重複説明を省略する。
ステップＳ１０００は、ステップＳ３００、Ｓ３０１、３０２を含み、ステップＳ１１００は、ステップＳ４００、Ｓ４０１、Ｓ３０２を含み、ステップＳ１２００は、ステップＳ３０１、Ｓ３０４、Ｓ３０２を含み、ステップＳ１３００は、ステップＳ４０１、Ｓ４０２、Ｓ３０２を含み、ステップＳ１４００は、ステップＳ３０５、Ｓ３０２を含み、ステップＳ１５００は、ステップＳ４０３、Ｓ３０２を含む。
ステップＳ３００、Ｓ３０１、Ｓ３０２、Ｓ３０３は第１実施形態と同じであるため説明を省略する。ただし、５次歪成分を補償するため、ステップＳ３０２では次隣接のＡＣＬＲの測定、ステップＳ３０３では次隣接も含めたすべてのＡＣＬＲを測定する。また、ステップＳ３０３において、測定したすべてのＡＣＬＲが予め定めた目標値以下となる場合に処理を終了する。このとき、次隣接のＡＣＬＲの目標値と隣接のＡＣＬＲの目標値は異なる値でもよい。隣接のＡＣＬＲの目標値よりも次隣接のＡＣＬＲの目標値を無線通信方式の規格値を満たす範囲で緩和することによって、プリディストータ４００００の調整にかかる時間を短縮できる場合がある。

［ステップＳ４００］
歪発生経路制御部２８４０１は、１回目のステップＳ３０３でＡＣＬＲが目標値以下とならない場合、５次歪発生器４３１１０で発生する歪成分による干渉が予め定められた範囲内になるように５次歪発生器制御部２８１２０に指示する。５次歪発生器制御部２８１２０は、後述する方法を用いてベクトル調整器１３２２，１３３１に与える振幅値と位相値の調整量を調整する。干渉が予め定められた範囲内となった場合、５次歪発生器制御部２８１２０はベクトル調整器１３２２，１３３１の調整が完了したことを歪発生器制御部２８４０１に通知する。

［ステップＳ４０１］
歪発生経路制御部２８４０１は、電力増幅器３３０で発生する５次歪成分のうち上側帯域もしくは下側帯域どちらか一方の成分を低減するように５次歪ベクトル調整器制御部２８２２０に指示する。ここでは、３次歪ベクトル調整器の調整で選んだ帯域と反対側の帯域を選択した場合、歪成分を十分に低減できない懸念があるため、３次歪ベクトル調整器の調整で選んだ帯域と同じ側の帯域を調整対象にすることが望ましい。５次歪ベクトル調整器制御部２８２２０は、上述した摂動法や２次関数近似を用いた方法を用いて５次歪ベクトル調整器４３１２０に与える振幅値と位相値の調整量を調整する。５次歪ベクトル調整器制御部２８２２０は、５次歪ベクトル調整器４３１２０の調整に必要となる電力増幅器３３０で発生する５次歪成分の電力を、歪発生経路制御部２８４０１を介して歪測定器２７１から得る。５次歪ベクトル調整器４３１２０の調整が完了した場合、５次歪ベクトル調整器制御部２８２２０は調整が完了したことを歪発生経路制御部２８４０１に通知する。

ステップＳ４０１の処理の後、ステップＳ３０２の処理にてＡＣＬＲを測定し、ステップＳ３０３の処理にてＡＣＬＲが目標値以下となるか否かを判定する。目標値以下とならない場合、ステップＳ１２００、Ｓ３０３の順に処理を行う。ステップＳ１２００はステップＳ３０１と、Ｓ３０４と、Ｓ３０２を有する。Ｓ１２００を経たＳ３０３の処理にてＡＣＬＲが目標値以下とならない場合にはステップＳ１３００の処理を行う。ステップＳ１３００はステップＳ４０１と、Ｓ４０２と、Ｓ３０２を有する。

［ステップＳ４０２］
歪発生経路制御部２８４０１は、ステップＳ４０１で選択された帯域と同じ側の帯域の歪成分を低減するように５次歪発生器制御部２８１２０に指示する。５次歪発生器制御部２８１２０は、電力増幅器３３０で発生する５次歪成分を低減するように従来の手法である摂動法や２次関数近似を用いた方法を用いてベクトル調整器１３２２，１３３１に与える振幅値と位相値の調整量を調整する。５次歪発生器制御部２８１２０は、ベクトル調整器１３２２，１３３１の調整に必要となる電力増幅器３３０で発生する５次歪成分の電力を、歪発生経路制御部２８４０１を介して歪測定器２７１から得る。ベクトル調整器１３２２，１３３１の調整が完了した場合、５次歪発生器制御部２８１２０は調整が完了したことを歪発生経路制御部２８４０１に通知する。ステップＳ４０２の処理では、ベクトル調整器１３３１，１３２２の順に調整することが好ましい。また、電力増幅器３３０の特性によってベクトル調整器１３３１，１３２１に与える振幅値と位相値の調整量を繰り返し調整することによって、より５次歪成分を低減できる場合には、調整を繰り返し行うことが好ましい。
ステップＳ４０２の処理の後、ステップＳ３０２とＳ３０３の各処理を行う。ステップＳ３０３の処理においてＡＣＬＲが目標値を超える場合にはステップＳ１４００の処理を行う。
ステップＳ１４００はＳ３０５とＳ３０２の処理を有する。ステップＳ１４００の処理を経たステップＳ３０３の処理においてＡＣＬＲが目標値以下とならない場合にはステップＳ１５００の処理を行う。
ステップＳ１５００の処理はステップＳ４０３とＳ３０２の処理を有する。

［ステップＳ４０３］
歪発生経路制御部２８４０１は、電力増幅器３３０で発生する５次歪成分を低減するように５次周波数特性補償器制御部２８３２０に指示する。５次周波数特性補償器制御部２８３２０は、従来の手法である摂動法や２次関数近似を用いた方法を用いて５次周波数特性補償器２３４３０の分割した各帯域に与える振幅値と位相値の調整量を調整する。５次周波数特性補償器制御部２８３２０は、５次周波数特性補償器２３４３０の調整に必要となる電力増幅器３３０で発生する５次歪成分の電力を、歪発生経路制御部２８４０１を介して歪測定器２７１から得る。５次周波数特性補償器２３４３０の調整が完了した場合、５次周波数特性補償器制御部２８３２０は調整が完了したことを歪発生経路制御部２８４０１に通知する。

ステップＳ４０３の処理の後、ステップＳ３０２とＳ４０４の各処理を行う。ステップＳ４０４においてＡＣＬＲが目標値を超える場合にはステップＳ１２００の処理に戻る。この一連の処理を予め定めた回数繰り返してもＡＣＬＲが目標値を超える場合は処理を終了してもよい。
信号処理の回数を減らして調整時間を短縮するため、ステップＳ１２００におけるＳ３０１の後、Ｓ３０２とＳ３０３の各処理を行ってもよい。ステップＳ１３００の処理についても同様である。

信号処理を簡易化するため、ステップＳ３０１とＳ３０４の間にＳステップ３０２とＳ３０３を行ってもよい。これによってステップＳ３０１を行うことでＡＣＬＲが目標値以下となる場合にステップＳ３０４の処理を行わないため、信号処理が簡易になる場合がある。Ｓ４０１とＳ４０２の間においても同様である。

《第３実施形態》
LTE-Advancedといった無線通信方式において、複数の周波数帯域（以下、コンポーネントキャリアともいう）を同時に使用するキャリアアグリゲーション（以下、ＣＡともいう）と呼ばれる技術がある。本実施形態ではＣＡに対応するプリディストータの構成とその制御法を説明する。図１７に２個のコンポーネントキャリアを不連続に配置した例を示すが、連続に配置する場合もある。この実施形態では、図１７に示すように信号帯域Ａｂと信号帯域Ｂｂが離れた帯域にある場合のＣＡに対応するプリディストータを示している。ここでは、信号帯域Ａｂと信号帯域Ｂｂにそれぞれ１つのコンポーネントキャリアを割り当てた場合について説明するが、信号帯域Ａｂと信号帯域Ｂｂにそれぞれ複数のコンポーネントキャリアを割り当てた場合や、信号帯域Ａｂと信号帯域Ｂｂ以外の第３の信号帯域を用いる場合についても同様の考え方で構成を拡張して実施できる。また、本実施形態では周波数特性補償器を示していないが、上述の方法と同様に周波数特性補償器を追加してもよい。

図１７に示すように２つの帯域にコンポーネントキャリアを割り当てた信号を１つの電力増幅器で増幅した場合、図１７に示す３次歪成分下側帯域Ａｂ１，Ｂｂ１、３次歪成分上側帯域Ａｂ２，Ｂｂ２に歪成分がそれぞれ発生する。例えば、等価低域系を仮定し、信号帯域Ａを用いる複素ベースバンド信号をｓ₁、信号帯域Ｂを用いる複素ベースバンド信号をｓ₂とし、電力増幅器のモデルを３次べき級数モデルとした場合、電力増幅器で発生する歪成分Ｄは、次式で表せる。

ここで、記号｜・｜は絶対値、^*(上付きアスタリスク)は複素共役を表す。上式において、ｓ₁ ²ｓ₂ ^*とｓ₂ ²ｓ₁ ^*は信号帯域Ａｂの中心周波数と信号帯域Ｂｂの中心周波数からそれぞれΔＦだけ離れた帯域に発生する歪成分である。ΔＦが大きい場合、信号帯域Ａｂと信号帯域Ｂｂを通過させるフィルタを設置することでｓ₁ ²ｓ₂ ^*とｓ₂ ²ｓ₁ ^*を抑圧できる。このため、ｓ₁ ²ｓ₂ ^*とｓ₂ ²ｓ₁ ^*はプリディストータで補償しなくともよい。
ここでは、３次歪成分を用いた場合について説明するが、５次以上の高次歪成分を用いた場合についても同様の考え方で構成を拡張して実施できる。

図１８に第３実施形態のプリディストータ５００００の構成とその周辺装置を示す。この例における周辺装置は、二つの信号発生装置Ａ，Ｂと、増幅装置９８０と、帰還信号生成装置９６０である。また、この例では、信号発生装置Ａが発生する信号は、１つ目の周波数帯域を用いて送信する複素ベースバンド信号ｓ₁であり、Ｉ相信号とＱ相信号（以下、Ｉ／Ｑ信号ともいう）から成るディジタル信号とする。信号発生装置Ｂが発生する信号は、１つ目の周波数帯域とは異なる二つ目の周波数帯域を用いて送信する複素ベースバンド信号ｓ₂であり、Ｉ相信号とＱ相信号（以下、Ｉ／Ｑ信号ともいう）から成るディジタル信号とする。

プリディストータ５００００は、入力された信号を合成する信号加算器３０８と、歪補償信号を発生するための歪発生経路３０９と、信号発生装置Ａからの信号を信号加算器３０８と歪発生経路３０９に分配する分配器３０２Ａと、信号発生装置Ｂからの信号を信号加算器３０８と歪発生経路３０９に分配する分配器３０２Ｂと、歪発生経路３０９で生じる遅延時間だけ信号加算器３０８の出力信号を遅延させる遅延器を含む線形伝達経路３０１と、線形伝達経路３０１の出力と歪発生経路３０９の出力を合成する信号加算器３０３と、信号加算器３０３の出力（歪補償成分が付加されたディジタルＩ／Ｑ信号）をアナログＩ／Ｑ信号に変換するディジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）３０４と、増幅装置９８０の出力の一部を帰還信号として取り込む帰還信号生成装置９６０の出力（アナログＩ／Ｑ信号）をディジタルＩ／Ｑ信号に変換するアナログディジタル変換器（ＡＤＣ）３０５と、ＡＤＣ３０５の出力から歪成分を測定する歪観測器３０６と、歪観測器３０６の出力に基づき、歪発生経路３０９で用いられるベクトル係数（振幅と位相）や周波数特性補償器係数（振幅と位相）などの調整量を決定する制御器３０７を含む。制御器３０７は、３次歪発生器制御部３０７１と、３次歪ベクトル調整器制御部３０７２と、歪発生経路制御部３０７５とを含んでいる。なお、信号発生装置Ａ，Ｂの信号ｓ₁，ｓ₂が直流を中心としたベースバンド信号の場合、分配器３０２Ａ，３０２Ｂは、信号帯域Ａｂの中心周波数と信号帯域Ｂｂの中心周波数との周波数差となるように各信号発生装置からの信号の周波数をそれぞれシフトさせる。この理由は、周波数をシフトしない場合、同一中心周波数に信号ｓ₁と信号ｓ₂が生じるからである。周波数のシフトは例えばＦＦＴとＩＦＦＴを用いることで行うことができる。例えば、ＦＦＴによって信号ｓ₁，ｓ₂を周波数領域に変換し、それぞれの周波数を所望の周波数（例えば、信号ｓ₁に対して−ΔＦ／２、信号ｓ₂に対して＋ΔＦ／２とする）にシフトさせたのちＩＦＦＴを用いることで行う。

増幅装置９８０は、ＤＡＣ３０４の出力であるアナログＩ／Ｑ信号を直交変調する直交変調器９８１と、直交変調器９８１からの変調出力の周波数をキャリア周波数に変換するアップコンバータ９８２と、アップコンバータ９８２の出力信号を電力増幅する電力増幅器９８４を含む。電力増幅された高周波信号は出力端子９７０から、例えば図示していないデュープレクサを介してアンテナに供給される。

帰還信号生成装置９６０は、増幅装置９８０の出力の一部を帰還信号として取り出す方向性結合器９６１と、帰還信号を周波数変換する周波数ダウンコンバータ９６２と、ダウンコンバートされた帰還信号を直交復調する直交復調器９６３を含む。

図１９に歪発生経路３０９の機能ブロック図を示す。
歪補償信号発生経路９０９は、３次歪信号｜ｓ₁｜²ｓ₁を発生する３次歪発生器９０９２Ａ１と３次歪信号｜ｓ₁｜²ｓ₁のベクトル係数（振幅と位相）の調整を行う３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２を含む歪信号生成部９０９２Ａと、３次歪信号｜ｓ₂｜²ｓ₂を発生する３次歪発生器９０９２Ｂ１と３次歪信号｜ｓ₂｜²ｓ₂のベクトル係数（振幅と位相）の調整を行う３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２を含む歪信号生成部９０９２Ｂと、相互変調歪信号２｜ｓ₂｜²ｓ₁と２｜ｓ₁｜²ｓ₂を発生する相互変調歪生成部３０９５０と相互変調歪信号２｜ｓ₂｜²ｓ₁のベクトル係数（振幅と位相）の調整を行う副３次歪ベクトル調整器９０９５１と相互変調歪信号２｜ｓ₁｜²ｓ₂のベクトル係数（振幅と位相）の調整を行う副３次歪ベクトル調整器９０９５２とを含む副歪信号生成部３０９５と、分配器３０２Ａからの信号を歪信号生成部９０９２Ａと副歪信号生成部３０９５にそれぞれ分配する信号分配部９０９１Ａと、分配器３０２Ｂからの信号を歪信号生成部９０９２Ｂと副歪信号生成部３０９５にそれぞれ分配する信号分配部９０９１Ｂと、歪信号生成部９０９２Ａの出力と副歪信号生成部３０９５の出力と歪信号生成部９０９２Ａの出力とを合成する信号合成部３０９３を含む。信号合成部３０９３の出力は信号加算器３０３の入力となる。３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２、３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２、副３次歪ベクトル調整器９０９５１、副３次歪ベクトル調整器９０９５２のそれぞれで調整するベクトル係数の値は制御器３０７の指示に基づく。３次歪発生器９０９２Ａ１の構成は、３次歪発生器２３１１０と同じである。３次歪発生器９０９２Ｂ１の構成は、３次歪発生器２３１１０と同じである。

図２０に相互変調歪生成部３０９５０の構成を示す。相互変調歪生成部３０９５０は、計算回路３０９５０１Ａ，３０９５０１Ｂ、ベクトル調整回路３０９５０２Ａ，３０９５０２Ｂ、合成回路３０９５０３Ａ，３０９５０３Ｂ、電力測定回路３０９５０４Ａ，３０９５０４Ｂを含む。

計算回路３０９５０１Ａは、信号分配部９０９１Ａ，９０９１Ｂからの出力信号から３次歪成分（上式の２｜ｓ₂｜²ｓ₁）を生成する。ベクトル調整回路３０９５０２Ａは、３次歪発生器制御部３０７１からの制御情報に基づいて信号分配部９０９１Ａからの出力の振幅と位相を調整する。合成回路３０９５０３Ａは、計算回路３０９５０１Ａからの信号とベクトル調整回路３０９５０２Ａからの信号を合成し、副３次歪ベクトル調整器９０９５１へ出力する。電力測定回路３０９５０４Ａは、３次歪発生器制御部３０７１からの指示に従い合成回路３０９５０３Ａの出力における電力を測定するとともに測定した電力を３次歪発生器制御部３０７１に通知する。
計算回路３０９５０１Ｂは、信号分配部９０９１Ａ，９０９１Ｂからの出力信号から３次歪成分（上式の２｜ｓ₁｜²ｓ₂）を生成する。ベクトル調整回路３０９５０２Ｂは、３次歪発生器制御部３０７１からの制御情報に基づいて信号分配部９０９１Ｂからの出力の振幅と位相を調整する。合成回路３０９５０３Ｂは、計算回路３０９５０１Ｂからの信号とベクトル調整回路３０９５０２Ｂからの信号を合成し、副３次歪ベクトル調整器９０９５２へ出力する。電力測定回路３０９５０４Ｂは、３次歪発生器制御部３０７１からの指示に従い合成回路３０９５０３Ｂの出力における電力を測定するとともに測定した電力を３次歪発生器制御部３０７１に通知する。

副３次歪ベクトル調整器９０９５１は、３次歪ベクトル調整器制御部３０７２からの制御情報に基づいて相互変調歪生成部３０９５０の出力の振幅と位相を調整する。副３次歪ベクトル調整器９０９５２は、３次歪ベクトル調整器制御部３０７２からの制御情報に基づいて相互変調歪生成部３０９５０の出力の振幅と位相を調整する。

図２１と図２２を参照して歪発生経路制御部３０７５の動作を示す。ステップＳ３００、Ｓ３０１、Ｓ３０４はそれぞれ第１実施形態のステップＳ３００、Ｓ３０１、Ｓ３０４とそれぞれ同じであるため説明を省略する。また、図２１と図２２にて、実質的に同じ処理には手順の前後に関わらず同じステップ番号を付与して重複説明を省略する。

［ステップＳ２０００］
歪発生経路制御部３０７５は、ステップＳ３００の処理と同様の処理によって干渉が予め定められた範囲内となるように３次歪発生器９０９２Ａ１，９０９２Ｂ１、ベクトル調整回路３０９５０２Ａ，３０９５０２Ｂを調整するように３次歪発生器制御部３０７１に指示し、３次歪発生器制御部３０７１の制御の下でそれぞれの位相と振幅が調整される（Ｓ３００ｐ，Ｓ３００ｑ，Ｓ３００ｒ，Ｓ３００ｓ）。ここで、３次歪発生器９０９２Ａ１，９０９２Ｂ１、ベクトル調整回路３０９５０２Ａ，３０９５０２Ｂを順番に制御してもよいものの、同時並行的に行うことによって高速化を図れる場合がある。

歪発生経路制御部３０７５は、ステップＳ３０１の処理と同様の処理によって３次歪成分下側帯域Ａｂ１と３次歪成分上側帯域Ａｂ２のうちどちらか一方の歪成分を選択するとともに、３次歪成分下側帯域Ｂｂ１と３次歪成分上側帯域Ｂｂ２のうちどちらか一方の歪成分を選択し、選択された歪成分を低減するように３次歪ベクトル調整器制御部３０７２に指示し、３次歪ベクトル調整器制御部３０７２の制御の下でそれぞれの位相と振幅が調整される（Ｓ３０１ｐ，Ｓ３０１ｑ，Ｓ３０１ｒ，Ｓ３０１ｓ）。ここで、３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２と副３次歪ベクトル調整器９０９５１を調整する場合、選択された帯域の電力は歪測定器３０６によって測定される。３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２と副３次歪ベクトル調整器９０９５２を調整する場合、選択された帯域の電力は歪測定器３０６によって測定される。また、３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２，９０９２Ｂ２の処理を同時並行的に行うことで高速化を図れる場合がある。副３次歪ベクトル調整器９０９５１，９０９５２の処理を同時並行的に行う場合も同様である。

３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２，９０９２Ｂ２、副３次歪ベクトル調整器９０９５１，９０９５２の調整が終わった後、歪発生経路制御部３０７５は、ＡＣＬＲを測定するように歪測定器３０６に指示する。歪測定器３０６は、測定したＡＣＬＲを歪発生経路制御部３０７５に通知する。ＡＣＬＲの測定は送信帯域Ａｂ，Ｂｂについてそれぞれ行う（Ｓ２００１）。

［ステップＳ２１００］
歪発生経路制御部３０７５は、歪測定器３０６から通知された送信帯域Ａｂ，Ｂｂの上側／下側ＡＣＬＲがどちらも予め定めた目標値以下となる場合、処理を終了する。ＡＣＬＲが予め定めた目標値を超える場合、以下に示すステップＳ２２００に遷移する。

［ステップＳ２２００］
歪発生経路制御部３０７５は、ステップＳ２０００で選択された歪成分を低減するように３次歪発生器制御部３０７１と３次歪ベクトル調整器制御部３０７２にそれぞれ指示する。３次歪発生器制御部３０７１は、ステップＳ３０４の処理と同様の処理によって３次歪発生器９０９２Ａ１，９０９２Ｂ１、ベクトル調整回路３０９５０２Ａ，３０９５０２Ｂを制御する。３次歪ベクトル調整器制御部３０７２は、ステップＳ３０１の処理と同様の処理によって３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２，９０９２Ｂ２、副３次歪ベクトル調整器９０９５１，９０９５２を制御する（Ｓ３０１ｐ，Ｓ３０１ｑ，Ｓ３０１ｒ，Ｓ３０１ｓ）。

３次歪発生器９０９２Ａ１，９０９２Ｂ１、ベクトル調整回路３０９５０２Ａ，３０９５０２Ｂ、３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２，９０９２Ｂ２、副３次歪ベクトル調整器９０９５１，９０９５２の調整が終わった後、ステップＳ２００１の処理と同様の処理によってＡＣＬＲを測定する。
ＡＣＬＲが目標値以下となる場合、処理を終了する。ＡＣＬＲが予め定めた目標値を超える場合、ステップＳ２２００の処理を繰り返し行う。

第３実施形態では、二つの異なる周波数帯域を同時に使用する信号を一つの信号発生装置によって発生できない場合を想定した。本発明の実施形態は、このような場合に限定されるものではない。一つの信号発生装置が複数の異なる周波数帯域を同時に使用する信号を発生する場合、当該信号を分波してから帯域ごとに歪信号の生成と調整の各処理を行うことによって、上記各実施形態に帰着させることができる。

Claims (6)

1. 電力増幅器で発生する歪成分を打ち消すような歪補償信号を入力信号に予め付加するプリディストータであって、
   Ｋを予め定められた２以上の整数として、
   上記入力信号を遅延伝達する線形伝達経路と、
   上記入力信号の（２Ｋ−１）次歪信号を生成する（２Ｋ−１）次歪発生器と、当該（２Ｋ−１）次歪信号の振幅と位相を調整する（２Ｋ−１）次歪ベクトル調整器とを含み、上記歪補償成分を出力する歪発生経路と、
   上記線形伝達経路の出力と上記歪発生経路の出力とを合成する合成器と、
   上記合成器の出力に対して電力増幅を行う上記電力増幅器の出力に含まれる隣接チャネル漏洩電力を測定する歪測定器と、
   上記歪測定器の測定結果に基づいて上記歪発生経路の制御を行う制御器と
   を含み、
   上記（２Ｋ−１）次歪発生器は、上記入力信号から上記（２Ｋ−１）次歪信号および（２Ｋ−１）次未満の各信号を生成するとともに、当該（２Ｋ−１）次未満の各信号の振幅と位相を調整し、
   上記制御器は、上記電力増幅器の出力に含まれる隣接チャネル漏洩電力が予め定められた基準を満たすように、上記（２Ｋ−１）次未満の各信号の振幅と位相の調整量を決定する
   ことを特徴とするプリディストータ。
2. 請求項１に記載のプリディストータであって、
   上記（２Ｋ−１）次歪発生器は、
   Ｋ＝２の場合：
   上記入力信号を用いて（２Ｋ−１）次歪信号を発生する（２Ｋ−１）乗算器と、
   上記入力信号の振幅と位相を調整するベクトル調整器と、
   上記ベクトル調整器の出力と上記（２Ｋ−１）乗算器の出力を加算し、加算結果を上記（２Ｋ−１）次歪発生器の出力とする加算器とを含み、
   Ｋ＞２の場合：
   ｊは２≦ｊ＜Ｋを満たす各整数を表すとして、
   上記入力信号を用いて（２Ｋ−１）次歪信号を発生する（２Ｋ−１）乗算器と、
   上記入力信号の振幅と位相を調整するベクトル調整器と、
   上記入力信号を用いて（２ｊ−１）次歪信号を発生する（２ｊ−１）乗算器と、上記（２ｊ−１）次歪信号の振幅と位相を調整する（２ｊ−１）次ベクトル調整器と、
   上記（２ｊ−１）次ベクトル調整器の出力と上記ベクトル調整器の出力と上記（２Ｋ−１）乗算器の出力を加算し、加算結果を上記（２Ｋ−１）次歪発生器の出力とする加算器を含み、
   上記制御器は、
   Ｋ＝２の場合：
   上記ベクトル調整器に与える振幅と位相の調整量を決定し、
   Ｋ＞２の場合：
   上記ベクトル調整器に与える振幅と位相の調整量と、上記（２ｊ−１）次ベクトル調整器のそれぞれに与える振幅と位相の調整量を決定する
   ことを特徴とするプリディストータ。
3. 請求項１または請求項２に記載のプリディストータであって、
   上記（２Ｋ−１）次歪ベクトル調整器による上記調整は、上記（２Ｋ−１）次未満の各信号の振幅と位相の調整を経た上記（２Ｋ−１）次歪信号の振幅と位相に対して行われる
   ことを特徴とするプリディストータ。
4. 電力増幅器で発生する歪成分を打ち消すような歪補償信号を、複数のコンポーネントキャリアを含む入力信号に予め付加するプリディストータであって、
   Ｋを予め定められた２以上の整数として、
   上記コンポーネントキャリアの信号を遅延伝達する線形伝達経路と、
   上記コンポーネントキャリアごとに当該コンポーネントキャリアの信号だけを用いて得られる（２Ｋ−１）次の自己歪信号を生成する（２Ｋ−１）次自己歪信号発生器と、互いに異なる二つ以上の上記コンポーネントキャリアの信号を用いて得られる相互変調歪信号のうち少なくとも一部（以下、自己歪信号と相互変調歪信号のうち少なくとも一部を歪信号と総称する）のそれぞれを生成する相互変調歪信号生成器と、これら歪信号それぞれに対応して設けられており、対応する歪信号の振幅と位相を調整するベクトル調整器とを含み、上記歪補償信号を出力する歪発生経路と、
   上記線形伝達経路の出力と上記歪補償信号発生経路の出力とを合成する合成器と、
   上記合成器の出力に対して電力増幅を行う上記電力増幅器の出力に含まれる隣接チャネル漏洩電力を測定する歪測定器と、
   上記歪測定器の測定結果に基づいて上記歪発生経路の制御を行う制御器と
   を含み、
   上記（２Ｋ−１）次自己歪信号発生器は、上記（２Ｋ−１）次自己歪信号および当該（２Ｋ−１）次自己歪信号の生成に用いた上記コンポーネントキャリアの信号だけを用いて得られる（２Ｋ−１）次未満の各信号を生成するとともに、当該（２Ｋ−１）次未満の各信号の振幅と位相を調整し、
   上記相互変調歪信号生成器は、上記相互変調歪信号生成器に入力される信号の振幅と位相を調整し、
   上記制御器は、上記電力増幅器の出力に含まれる隣接チャネル漏洩電力が予め定められた基準を満たすように、上記（２Ｋ−１）次未満の各信号の振幅と位相の調整量と、上記相互変調歪信号生成器に入力される信号の振幅と位相の調整量を決定する
   ことを特徴とするプリディストータ。
5. 電力増幅器で発生する歪成分を打ち消すような歪補償信号を入力信号に予め付加するプリディストータの制御方法であって、
   上記プリディストータは、
   Ｋを予め定められた２以上の整数として、
   上記入力信号を遅延伝達する線形伝達経路と、
   上記入力信号の（２Ｋ−１）次歪信号を生成する（２Ｋ−１）次歪発生器と、当該（２Ｋ−１）次歪信号の振幅と位相を調整する（２Ｋ−１）次歪ベクトル調整器とを含み、上記歪補償成分を出力する歪発生経路と、
   上記線形伝達経路の出力と上記歪発生経路の出力とを合成する合成器と、
   上記合成器の出力に対して電力増幅を行う上記電力増幅器の出力に含まれる隣接チャネル漏洩電力を測定する歪測定器と、
   上記歪測定器の測定結果に基づいて上記歪発生経路の制御を行う制御器と
   を含み、
   上記制御方法は、
   上記（２Ｋ−１）次歪発生器が、上記入力信号から上記（２Ｋ−１）次歪信号および（２Ｋ−１）次未満の各信号を生成するとともに、当該（２Ｋ−１）次未満の各信号の振幅と位相を調整するステップと、
   上記制御器が、上記電力増幅器の出力に含まれる隣接チャネル漏洩電力が予め定められた基準を満たすように、上記（２Ｋ−１）次未満の各信号の振幅と位相の調整量を決定するステップと
   を有することを特徴とするプリディストータの制御方法。
6. 電力増幅器で発生する歪成分を打ち消すような歪補償信号を、複数のコンポーネントキャリアを含む入力信号に予め付加するプリディストータの制御方法であって、
   上記プリディストータは、
   Ｋを予め定められた２以上の整数として、
   上記コンポーネントキャリアの信号を遅延伝達する線形伝達経路と、
   上記コンポーネントキャリアごとに当該コンポーネントキャリアの信号だけを用いて得られる（２Ｋ−１）次の自己歪信号を生成する（２Ｋ−１）次自己歪信号発生器と、互いに異なる二つ以上の上記コンポーネントキャリアの信号を用いて得られる相互変調歪信号のうち少なくとも一部（以下、自己歪信号と相互変調歪信号のうち少なくとも一部を歪信号と総称する）のそれぞれを生成する相互変調歪信号生成器と、これら歪信号それぞれに対応して設けられており、対応する歪信号の振幅と位相を調整するベクトル調整器とを含み、上記歪補償信号を出力する歪発生経路と、
   上記線形伝達経路の出力と上記歪補償信号発生経路の出力とを合成する合成器と、
   上記合成器の出力に対して電力増幅を行う上記電力増幅器の出力に含まれる隣接チャネル漏洩電力を測定する歪測定器と、
   上記歪測定器の測定結果に基づいて上記歪発生経路の制御を行う制御器と
   を含み、
   上記制御方法は、
   上記（２Ｋ−１）次自己歪信号発生器が、上記（２Ｋ−１）次自己歪信号および当該（２Ｋ−１）次自己歪信号の生成に用いた上記コンポーネントキャリアの信号だけを用いて得られる（２Ｋ−１）次未満の各信号を生成するとともに、当該（２Ｋ−１）次未満の各信号の振幅と位相を調整するステップと、
   上記相互変調歪信号生成器が、上記相互変調歪信号生成器に入力される信号の振幅と位相を調整するステップと、
   上記制御器が、上記電力増幅器の出力に含まれる隣接チャネル漏洩電力が予め定められた基準を満たすように、上記（２Ｋ−１）次未満の各信号の振幅と位相の調整量と、上記相互変調歪信号生成器に入力される信号の振幅と位相の調整量を決定するステップと
   を有することを特徴とするプリディストータの制御方法。

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