JP6490370B2 - 歪み補償装置及び送信装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、歪み補償装置及び送信装置に関する。

地上ディジタル放送用の送信装置には、送信波（線形変調波や複数の変調波）である高周波信号を増幅するための電力増幅器(Power Amplifire:PA)が備えられている。また、電力増幅器の前段には、ベースバンド信号を直交変調するための直交変調器が備えられている。この種の送信装置では、不要電波（スプリアス）の放射を抑制して電力効率を高めるために、出来る限り電力増幅器の非線形歪みを小さく抑える必要がある。電力増幅器の非線形歪みを抑制する技術として、ディジタルプリディストーション(Digital Pre-Distortion)方式による歪み補償が知られている。

上述の地上ディジタル放送用の送信装置において、電力増幅器の前段に備えられた直交変調器の直交変調誤差が大きくなると、直交変調器から出力される変調信号の直交性が劣化する。このため、受信装置において変調信号を復調する際に、復調の精度が低下する場合がある。

特開２００２−２３２３２５号公報

本発明が解決しようとする課題は、直交変調誤差を抑制することができる歪み補償装置及び送信装置を提供することである。

実施形態の歪み補償装置は、誤差推定部、信号補正部を持つ。誤差推定部は、ＤＴＭＢ方式のシグナルフレームを構成するフレームヘッダとフレームボディとを識別するための識別信号に基づき前記フレームヘッダを識別し、前記識別されたフレームヘッダに対応するベースバンド信号の特性量を用いて、前記シグナルフレームを直交変調する際の直交変調誤差を推定する。信号補正部は、前記直交変調誤差に基づき、前記シグナルフレームに対応するベースバンド信号を補正する。

実施形態の歪み補償装置を備えた送信装置の構成例を示すブロック図。 ＤＴＭＢ方式の放送トランスポートストリームのフレーム構成の説明図。 ＤＴＭＢ方式のシグナルフレームの振幅（電力）と時間との関係の説明図。 実施形態のフレームヘッダの変調方式の説明図。

以下、実施形態の歪み補償装置を備えた送信装置を、図面を参照して説明する。
図１は、実施形態の歪み補償装置２０を備えた送信装置１００の構成例を示すブロック図である。
送信装置１００は、ＤＴＭＢ(Digital Terrestrial Multimedia Broadcast)方式の地上ディジタル放送用の送信装置であり、変調部１０、歪み補償装置２０、直交変調部３０、電力増幅器４０、アンテナ５０、直交復調部６０、シンセサイザ７０を備えている。

変調部１０は、放送トランスポートストリームＴＳについてＤＴＭＢ方式の符号化及びディジタル変調を行い、ベースバンドＩ信号ＩＢＢ及びベースバンドＱ信号ＱＢＢを生成し、出力するように構成されている。実施形態では、放送トランスポートストリームＴＳに含まれるシグナルフレームのフレームヘッダのディジタル変調方式としてＢＰＳＫ(Binary Phase-Shift Keying)が用いられるが、その詳細は後述する。

また、変調部１０は、識別信号生成部１０Ａを備えている。識別信号生成部１０Ａは、ＤＴＭＢ方式のシグナルフレームを構成するフレームヘッダとフレームボディとを識別するための識別信号ＦＦＴＧＰを生成し、出力するように構成されている。具体的には、識別信号生成部１０Ａは、シグナルフレームの単位時間当たりの平均電力を算出して、入力された放送トランスポートストリームＴＳに含まれるシグナルフレームのフレームヘッダ及びフレームボディを識別する識別信号ＦＦＴＧＰを生成する。

識別信号生成部１０Ａは、識別信号ＦＦＴＧＰとして、フレームヘッダの信号区間でハイレベル“Ｈｉ”となり、フレームボディの信号区間でローレベル“Ｌｏ”となる信号を出力するが、この例に限定されない。識別信号ＦＦＴＧＰは、歪み補償装置２０を構成するディジタルプリディストータ２１、利得計算部２５、遅延推定補正部２６、誤差推定部２９に供給される。
なお、実施形態では、識別信号生成部１０Ａを変調部１０の構成要素としているが、識別信号生成部１０Ａを歪み補償装置２０の構成要素としてもよい。

歪み補償装置２０は、変調部１０から出力されたベースバンドＩ信号ＩＢＢ及びベースバンドＱ信号ＱＢＢに対し、ディジタルプリディストーション方式により電力増幅器４０の非線形歪みを補償するための補償処理と、直交変調部３０の直交変調誤差を補償するための補償処理とを実施するように構成されている。歪み補償装置２０は、上記の補償処理により非線形歪み及び直交変調誤差が補償されたベースバンドＩ信号ＩＢＢＡ及びベースバンドＱ信号ＱＢＢＡを生成し、出力する。歪み補償装置２０の詳細は後述する。

直交変調部３０は、歪み補償装置２０により非線形歪み及び直交変調誤差が補償されたベースバンドＩ信号ＩＢＢＡ及びベースバンドＱ信号ＱＢＢＡの直交変調(Quadrature amplitude modulation)を行って直交変調信号ＯＦを生成し、出力するように構成されている。電力増幅器４０は、直交変調部３０から出力された直交変調信号ＯＦの電力増幅を行って高周波信号ＲＦを出力するように構成されている。アンテナ５０は、電力増幅器４０から出力された高周波信号ＲＦを送信電波（電磁波）に変換して空間に放射し、送信する。直交復調部６０は、電力増幅器４０から出力された高周波信号ＲＦの一部をフィードバック信号として検出し、直交復調することにより、フィードバックベースバンドＩ信号ＩＢＢＦ及びフィードバックベースバンドＱ信号ＱＢＢＦを生成し、出力するように構成されている。シンセサイザ７０は、直交変調部３０に直交変調用の基準信号を出力し、直交復調部６０に直交復調用の基準信号を出力するように構成されている。

歪み補償装置２０は、ディジタルプリディストータ２１、信号補正部２２、第１ディジタル／アナログ変換部２３−１、第２ディジタル／アナログ変換部２３−２、第１アナログ／ディジタル変換部２４−１、第２アナログ／ディジタル変換部２４−２、利得計算部２５、遅延推定補正部２６、利得補正部２７、歪み推定部２８、誤差推定部２９を備えている。

ディジタルプリディストータ２１は、変調部１０から出力されたベースバンドＩ信号ＩＢＢ、ベースバンドＱ信号ＱＢＢ、識別信号ＦＦＴＧＰに加えて、歪み推定部２８から出力された歪み推定データＤｄｉｓを用いて、電力増幅器４０の歪み特性と逆特性の歪みを発生させ、ベースバンドＩ信号ＩＢＢ及びベースバンドＱ信号ＱＢＢのそれぞれに重畳するように構成されている。これにより、ディジタルプリディストータ２１は、電力増幅器４０の歪み特性と逆特性の歪みが重畳されたベースバンドＩデータＸＩ及びベースバンドＱデータＸＱを生成し、出力する。

信号補正部２２は、後述する誤差推定部２９により推定された直交変調部３０の直交変調誤差を示す誤差推定データＤｅｒｒに基づき、上記の直交変調誤差に基づき、ディジタルプリディストータ２１から出力されたベースバンドＩデータＸＩ及びベースバンドＱデータＸＱを補正することにより、ベースバンドＩデータＸＩＡ及びベースバンドＱデータＸＱＡを生成し、出力するように構成されている。ベースバンドＩデータＸＩＡ及びベースバンドＱデータＸＱＡは、放送トランスポートストリームＴＳを構成するシグナルフレームに対応するベースバンド信号を含んでいる。信号補正部２２は、誤差推定データＤｅｒｒに基づき、直交変調部３０の直交変調誤差を小さくするように、放送トランスポートストリームＴＳを構成するシグナルフレームに対応するベースバンド信号を補正する。

第１ディジタル／アナログ変換部２３−１は、ベースバンドＩデータＸＩＡのディジタル／アナログ変換を行ってベースバンドＩ信号ＩＢＢＡを生成し、出力するように構成されている。第２ディジタル／アナログ変換部２３−２は、ベースバンドＱデータＸＱＡのディジタル／アナログ変換を行ってベースバンドＱ信号ＱＢＢＡを生成し、出力するように構成されている。第１アナログ／ディジタル変換部２４−１は、直交復調部６０により復調されたフィードバックベースバンドＩ信号ＩＢＢＦのアナログ／ディジタル変換を行ってフィードバックベースバンドＩデータＹＩを生成し、出力するように構成されている。第２アナログ／ディジタル変換部２４−２は、直交復調部６０により復調されたフィードバックベースバンドＱ信号ＱＢＢＦのアナログ／ディジタル変換を行って、フィードバックベースバンドＱデータＹＱを生成し、出力するように構成されている。

利得計算部２５は、識別信号ＦＦＴＧＰ、ベースバンドＩデータＸＩＡ、ベースバンドＱデータＸＱＡ、フィードバックベースバンドＩデータＹＩ、及びフィードバックベースバンドＱデータＹＱに基づいて利得計算を行うように構成されている。遅延推定補正部２６は、識別信号ＦＦＴＧＰ、ベースバンドＩデータＸＩＡ、ベースバンドＱデータＸＱＡに基づいて、ベースバンドＩ信号ＩＢＢ及びベースバンドＱ信号ＱＢＢに対するフィードバックベースバンドＩデータＹＩ及びフィードバックベースバンドＱデータＹＱの遅延量（遅延時間）を推定し、上記の遅延量を補正するための遅延補正データＸＩＢ及び遅延補正データＸＱＢを生成し、出力するように構成されている。

利得補正部２７は、利得計算部２５の計算結果に基づいて、遅延補正データＸＩＢ及び遅延補正データＸＱＢの利得補正を行うように構成されている。歪み推定部２８は、利得補正がなされた遅延補正データＸＩＢ及び遅延補正データＸＱＢと、フィードバックベースバンドＩデータＹＩ及びフィードバックベースバンドＱデータＹＱとに基づいて、電力増幅器４０の歪み特性を推定し、電力増幅器４０の歪み特性を示す歪み推定データＤｄｉｓをディジタルプリディストータ２１に出力するように構成されている。

誤差推定部２９は、変調部１０から供給される識別信号ＦＦＴＧＰに基づき、ＤＴＭＢ方式のシグナルフレームを構成するフレームヘッダを識別するように構成されている。また、誤差推定部２９は、識別されたフレームヘッダに対応するベースバンド信号の位相および振幅を示す特性量を用いて、直交変調部３０の直交変調誤差を推定するように構成されている。実施形態では、誤差推定部２９は、ＤＴＭＢ方式のシグナルフレームを構成するフレームヘッダとして、アナログ／ディジタル変換部２４−１，２４−２から供給されるフィードバックベースバンドＩデータＹＩ及びフィードバックベースバンドＱデータＹＱにそれぞれ含まれるフレームヘッダを識別する。

また、実施形態では、上記の識別されたフレームヘッダに対応するベースバンド信号の上記の特性量は、フィードバックベースバンドＩデータＹＩ及びフィードバックベースバンドＱデータＹＱによって示されるベースバンド信号のＩ信号成分及びＱ信号成分の位相及び振幅である。ただし、この例に限定されず、直交変調部３０の直交変調誤差を補償することができることを限度として、上記の特性量は、フィードバックベースバンドＩデータＹＩ及びフィードバックベースバンドＱデータＹＱによって示されるベースバンド信号の位相または振幅の何れか一方のみであってもよい。

ここで、具体的な動作説明に先立ち、ＤＴＭＢ方式のフレーム構成について説明する。
図２は、ＤＴＭＢ方式のフレーム構成の説明図である。図２の最上段に示すように、ＤＴＭＢ方式のシグナルフレームは、２４時間の連続放送に対応した１４４０個の分（ｍｉｎｕｔｅ）フレームＭＦ０〜ＭＦ１４３９を含むカレンダーフレームＣＤＦとして構成されている。分フレームＭＦ０〜ＭＦ１４３９は、それぞれ、４８０個のスーパーフレームＳＦ０〜ＳＦ４７９を含んでいる。また、スーパーフレームＳＦ０〜ＳＦ４７９のそれぞれは、スーパーフレームの先頭を表すファーストフレームＦＦと、フレーム長が５５５．６μｓｅｃ、５７８．７０３μｓｅｃ又は６２５μｓｅｃの何れかである複数のシグナルフレームＳＧＦとを含んでいる。更に、各シグナルフレームＳＧＦは、シグナルフレームの先頭を表すフレームヘッダＦＨと、放送データの実データであるデータブロックを含むフレームボディＦＢとを含んでいる。

図３は、ＤＴＭＢ方式のシグナルフレームに含まれるシグナルフレームＳＧＦの振幅（電力）と時間との関係の説明図である。
図３に示すように、ＤＴＭＢ方式のシグナルフレームＳＧＦのフレームヘッダＦＨでは、ＰＮ信号（疑似ランダム信号）がＩ側、Ｑ側ともに同じＮＲＺ（Non Return to Zero）の二値信号にマッピングされており、ＦＢの２倍の電力の信号となっている。

電力増幅器４０の非線形歪みを補償するためには、その非線形歪みを正しく推定する必要がある。そのためには、元のベースバンドＩ信号ＩＢＢ及びベースバンドＱ信号ＱＢＢの平均電力と、フィードバックベースバンドＩ信号ＩＢＢＦおよびフィードバックベースバンドＱ信号ＱＢＢＦの平均電力を合わせる必要がある。しかしながら、上述のように、ＤＴＭＢ方式のシグナルフレームＳＧＦのフレームヘッダＦＨの電力はフレームボディＦＢの電力の２倍となっており、信号区間によって平均電力が異なる。そこで、実施形態では、後述するように、電力増幅器４０の非線形歪みを補償するための処理において、変調部１０の識別信号生成部１０Ａから供給される識別信号ＦＦＴＧＰを用いてフレームボディＦＢの信号区間を識別し、フレームボディＦＢの平均電力のみを参照して電力増幅器４０の非線形歪みを推定する。

次に、実施形態の動作を説明する。
まず、変調部１０は、放送トランスポートストリームＴＳの符号化及びディジタル変調を行う。このとき、変調部１０は、ＤＴＭＢ方式のシグナルフレームＳＧＦをディジタル変調して、シグナルフレームＳＧＦに対応するベースバンドＩ信号ＩＢＢ及びベースバンドＱ信号ＱＢＢを生成する。これと並行して、識別信号生成部１０Ａは、シグナルフレームＳＧＦの単位時間当たりの平均電力を算出し、この単位時間当たりの平均電力の違いに基づき、シグナルフレームＳＧＦのフレームヘッダＦＨとフレームボディＦＢとを識別するための識別信号ＦＦＴＧＰを生成する。変調部１０は、ベースバンドＩ信号ＩＢＢ、ベースバンドＱ信号ＱＢＢ、識別信号ＦＦＴＧＰを歪み補償装置２０に供給する。

ここで、変調部１０がＤＴＭＢ方式のシグナルフレームＳＧＦのフレームヘッダＦＨをディジタル変調するときの変調方式について補足説明する。
実施形態では、シグナルフレームＳＧＦのフレームヘッダＦＨを変調するときの変調方式としてＢＰＳＫが用いられる。
図４は、実施形態のフレームヘッダＦＨの変調方式の説明図であり、実施形態のフレームヘッダＦＨの変調方式であるＢＰＳＫによるコンスタレーションダイアグラムの一例を示している。

実施形態のＢＰＳＫによれば、図４において実線の丸印で示すように、フレームヘッダＦＨのシンボルは、コンスタレーションダイアグラムの第１象限と第３象限に存在する。第１象限のシンボルはビットデータ“１”を表し、第３象限のシンボルはビットデータ“０”を表している。また、第１象限のシンボルは、コンスタレーションダイアグラム上で４５°方向に存在し、第１象限のシンボルのＩ信号成分の振幅Ａ_ＩとＱ信号成分の振幅Ａ_Ｑは互いに等しい。第３象限のシンボルについても同様である。ただし、第１象限のシンボルと第３象限のシンボルは１８０°の位相差を有している。

直交変調前のフレームヘッダＦＨのシンボルを表すＩ信号成分及びＱ信号成分の振幅及び位相は、実施形態のＢＰＳＫによる変調方式に固有の特性量であり、後述の誤差推定部２９による直交変調誤差を推定するときの基準となる「所定の特性量」として定義される。この「所定の特性量」に関する情報は、例えば、フレームヘッダＦＨに対して実施形態のＢＰＳＫによるディジタル変調を実施する変調部１０から取得される。直交変調時に直交変調誤差が発生すると、図４に示すように、直交変調後のフレームヘッダＦＨのＩ信号成分及びＱ信号成分の振幅及び位相によって表されるシンボル（点線）は、上記の所定の特性量として定義された振幅及び位相によって表されるシンボル（実線）と一致しなくなる。これらのシンボルの差分ＶＣＥは誤差推定部２９による直交変調誤差を表す。従って、直交変調前のフレームヘッダＦＨのシンボルを表すＩ信号成分及びＱ信号成分の振幅及び位相によって定義される所定の特性量と、直交変調後のフレームヘッダＦＨのシンボルを表すＩ信号成分及びＱ信号成分の振幅及び位相によって与えられる特性量とを比較すれば、直交変調部３０の直交変調誤差を知ることができる。

なお、実施形態では、コンスタレーションダイアグラムの第１象限と第３象限にシンボルが存在するＢＰＳＫを用いてフレームヘッダＦＨをディジタル変調するものとするが、直交変調前のフレームヘッダＦＨのシンボルのＩ信号成分及びＱ信号成分の振幅及び位相を特定することができることを限度として、任意の変調方式を用いることができる。

説明を図１に戻す。ディジタルプリディストータ２１は、変調部１０から供給されるベースバンドＩ信号ＩＢＢ、ベースバンドＱ信号ＱＢＢ、識別信号ＦＦＴＧＰに加え、後述する歪み推定部２８から供給される歪み推定データＤｄｉｓを用いて電力増幅器４０の歪み特性と逆特性の歪みを発生させ、ベースバンドＩ信号ＩＢＢ及びベースバンドＱ信号ＱＢＢのそれぞれに重畳する。これにより、ディジタルプリディストータ２１は、電力増幅器４０の非線形歪みが補償されたベースバンドＩデータＸＩ及びベースバンドＱデータＸＱを生成する。ベースバンドＩデータＸＩ及びベースバンドＱデータＸＱは信号補正部２２に供給される。

信号補正部２２は、後述する誤差推定部２９から供給される誤差推定データＤｅｒｒに基づき、直交変換部３０の直交変調誤差を小さくするように、ディジタルプリディストータ２１から供給されるベースバンドＩデータＸＩ及びベースバンドＱデータＸＱを補正し、ベースバンドＩデータＸＩＡ及びベースバンドＱデータＸＱＡを生成する。このベースバンドＩデータＸＩＡ及びベースバンドＱデータＸＱＡは、直交変換部３０の直交変換誤差と電力増幅器４０の非線形歪みの両方が補償されたデータ信号である。ベースバンドＩデータＸＩＡは第１ディジタル／アナログ変換部２３−１に供給され、ベースバンドＱデータＸＱＡは第２ディジタル／アナログ変換部２３−２に供給される。

第１ディジタル／アナログ変換部２３−１は、ベースバンドＩデータＸＩＡのディジタル／アナログ変換を行い、アナログ量のベースバンドＩ信号ＩＢＢＡを生成する。また、第２ディジタル／アナログ変換部２３−２は、ベースバンドＱデータＸＱＡのディジタル／アナログ変換を行い、アナログ量のベースバンドＱ信号ＱＢＢＡを生成する。ベースバンドＩ信号ＩＢＢＡ及びベースバンドＱ信号ＱＢＢＡは直交変調部３０に供給される。

直交変調部３０は、ベースバンドＩ信号ＩＢＢＡ及びベースバンドＱ信号ＱＢＢＡ、並びにシンセサイザ７０が出力した直交変調用の基準信号に基づいて直交変調を行って直交変調信号ＯＦを生成する。即ち、直交変調部３０は、変調部１０によりディジタル変調されたシグナルフレームＳＧＦに対応するベースバンド信号であるベースバンドＩ信号ＩＢＢＡ及びベースバンドＱ信号ＱＢＢＡを直交変調して直交変調信号ＯＦを出力する。直交変調信号ＯＦは電力増幅器４０に供給される。

電力増幅器４０は、直交変調部３０から出力された直交変調信号ＯＦの電力増幅を行って高周波信号ＲＦを発生させ、アンテナ５０に供給する。アンテナ５０は、電力増幅器４０から出力された高周波信号ＲＦを電磁波に変換し、高周波信号ＲＦを送信電波（電磁波）として空間に放射し、送信する。

直交復調部６０は、電力増幅器４０から出力された高周波信号を直交復調して、ベースバンドＩ信号ＩＢＢＡ及びベースバンドＱ信号ＱＢＢＡに対応するフィードバックベースバンドＩ信号ＩＢＢＦ及びフィードバックベースバンドＱ信号ＱＢＢＦを発生させる。即ち、直交復調部６０は、電力増幅器４０から出力された高周波信号ＲＦの一部をフィードバック信号として検出し、シンセサイザ７０が出力した直交復調用の基準信号に基づいて直交復調することによりフィードバックベースバンドＩ信号ＩＢＢＦ及びフィードバックバースバンドＱ信号ＱＢＢＦを生成する。フィードバックベースバンドＩ信号ＩＢＢＦは第１アナログ／ディジタル変換部２４−１に供給され、フィードバックベースバンドＱ信号ＱＢＢＦは第２アナログ／ディジタル変換部２４−２に供給される。

第１アナログ／ディジタル変換部２４−１は、直交復調部６０により復調されたフィードバックベースバンドＩ信号ＩＢＢＦのアナログ／ディジタル変換を行って、ディジタル量のフィードバックベースバンドＩデータＹＩを生成する。また、第２アナログ／ディジタル変換部２４−２は、直交復調部６０により復調されたフィードバックベースバンドＱ信号ＱＢＢＦのアナログ／ディジタル変換を行ってディジタル量のフィードバックベースバンドＱデータＹＱを生成する。フィードバックベースバンドＩデータＹＩ及びフィードバックベースバンドＱデータＹＱは、利得計算部２５及び歪み推定部２８に供給される。

利得計算部２５は、識別信号ＦＦＴＧＰ、ベースバンドＩデータＸＩＡ、ベースバンドＱデータＹＱＡ、フィードバックベースバンドＩデータＹＩ、フィードバックベースバンドＱデータＹＱに基づき、送信信号及びフィードバック信号の利得計算を行う。実施形態では、利得計算部２５は、ベースバンドＩデータＸＩＡ及びベースバンドＱデータＹＱＡを上記送信信号とし、フィードバックベースバンドＩデータＹＩ及びフィードバックベースバンドＱデータＹＱを上記フィードバック信号として、上記利得計算を行う。

遅延推定補正部２６は、識別信号ＦＦＴＧＰ、ベースバンドＩデータＸＩＡ、ベースバンドＱデータＸＱＡに基づき、ベースバンドＩ信号ＩＢＢ及びベースバンドＱ信号ＱＢＢに対するフィードバックベースバンドＩデータＹＩ及びフィードバックベースバンドＱデータＹＱの遅延量（遅延時間）を推定する。そして、遅延推定補正部２６は、上記の遅延量を補正するための遅延補正データＸＩＢ及び遅延補正データＸＱＢを生成して利得補正部２７に供給する。

利得補正部２７は、利得計算部２５の計算結果に基づいて、遅延補正データＸＩＢ及び遅延補正データＸＱＢの利得補正を行う。歪み推定部２８は、利得補正部２７により利得補正がなされた遅延補正データＸＩＢ及び遅延補正データＸＱＢと、フィードバックベースバンドＩデータＹＩ及びフィードバックベースバンドＱデータＹＱとを用いて、電力増幅器４０の歪み特性を推定する。歪み推定部２８は、推定した電力増幅器４０の歪み特性を示す歪み推定データＤｄｉｓをディジタルプリディストータ２１に出力する。ディジタルプリディストータ２１は、前述したように、歪み推定部２８から供給される歪み推定データＤｄｉｓを用いて電力増幅器４０の歪み特性と逆特性の歪みを発生させ、ベースバンドＩ信号ＩＢＢ及びベースバンドＱ信号ＱＢＢのそれぞれに重畳することにより、電力増幅器４０の非線形歪みが補償されたベースバンドＩデータＸＩ及びベースバンドＱデータＸＱを生成する。

次に、利得計算部２５及び遅延推定補正部２６で用いるベースバンドＩデータＸＩＡ及びベースバンドＱデータＸＱＡの取得タイミングについて再び図３を参照して説明する。
図３に示すように、シグナルフレームＳＧＦは、フレームヘッダＦＨ及びフレームボディＦＢを備えており、上述したように、フレームヘッダＦＨの平均電力は、フレームボディＦＢの２倍となっている。これにより、識別信号生成部１０Ａが出力する識別信号ＦＦＴＧＰは、平均電力が高いフレームヘッダＦＨ部分では、ハイレベル“Ｈｉ”となり、平均電力が低いフレームボディＦＢ部分では、ローレベル“Ｌｏ”となっている。

そこで、利得計算部２５及び遅延推定補正部２６は、識別信号生成部１０Ａが出力する識別信号ＦＦＴＧＰがローレベル“Ｌｏ”となった時刻ｔ１から所定時間Ｔ１が経過した時刻ｔ２を起点とし、時刻ｔ２から所定時間Ｔ２が経過する時刻ｔ３までの期間で利得計算部２５及び遅延推定補正部２６で用いるベースバンドＩデータＸＩＡ及びベースバンドＱデータＸＱＡを取得する。

この結果、利得計算部２５及び遅延推定補正部２６は、確実に平均電力がローレベルで略一定となっているフレームボディＦＢの先頭から所定位置のタイミングで、ベースバンドＩデータＸＩＡ及びベースバンドＱデータＸＱＡを取得することができる。これにより、ベースバンドＩデータＸＩＡ及びベースバンドＱデータＸＱＡの取得領域が、シグナルフレームＳＧＦの中で平均電力がハイレベルの領域とローレベルの領域の両方にまたがることがないので、正確に利得計算及び遅延推定を行うことができる。換言すれば、平均電力が異なる領域間でデータを比較することが無いので、正確な計算及び推定が行うことが可能になる。

この結果、利得補正部２７は、利得計算部２５の計算結果に基づいて、遅延補正データＸＩＢ及び遅延補正データＸＱＢの利得補正を適正に行って歪み推定部２８に出力する。歪み推定部２８は、適正に利得補正がなされた遅延補正データＸＩＢ及び遅延補正データＸＱＢ並びにフィードバックベースバンドＩデータＹＩ及びフィードバックベースバンドＱデータＹＱに基づいて、電力増幅器４０の歪み特性を推定する。従って、歪み推定部２８は、歪み推定を精度よく行うことができる。歪み推定部２８によって推定された歪みを示す歪み推定データＤｄｉｓはディジタルプリディストータ２１に供給される。

ディジタルプリディストータ２１は、歪み推定部２８から供給される歪み推定データＤｄｉｓに基づいて、電力増幅器４０の非線形歪みを補償するための処理を実施する。即ち、ディジタルプリディストータ２１は、推定データＤｄｉｓに基づいて電力増幅器４０の歪み特性と逆特性の歪みを発生させる。そして、ディジタルプリディストータ２１は、変調部１０から供給されるベースバンドＩ信号ＩＢＢ及びベースバンドＱ信号ＱＢＢのそれぞれに電力増幅器４０の歪み特性と逆特性の歪みを重畳することによりベースバンドＩデータＸＩ及びベースバンドＱデータＸＱを生成する。

上述のディジタルプリディストータ２１による電力増幅器４０の非線形歪みを補償するための処理に加え、歪み補償装置２０は、フィードバックベースバンドＩ信号ＩＢＢＦ及びフィードバックベースバンドＱ信号ＱＢＢＦに基づき、直交変調部３０がシグナルフレームＳＧＦを直交変調する際の直交変調誤差に起因した歪みを補償する処理を実施する。

具体的に説明すると、歪み補償装置２０を構成する誤差推定部２９は、識別信号ＦＦＴＧＰに基づき識別されるフレームヘッダＦＨに対応するベースバンド信号のＩ信号成分及びＱ信号成分の特性量を用いて、直交変調部３０によりシグナルフレームＳＧＦを直交変調する際の直交変調誤差を推定する。この場合、誤差推定部２９は、フレームヘッダＦＨに対応するベースバンド信号の特性量として、高周波信号ＲＦを直交復調して得られる直交変調後のフィードバック信号の特性量を取得し、このフィードバック信号の特性量と前述のフレームヘッダＦＨの変調方式（ＢＰＳＫ）によって定まる所定の特性量との差分を直交変調部３０の直交変調誤差として推定する。

誤差推定部２９は、直交変調後のフィードバック信号の特性量として、第１アナログ／ディジタル変換部２４−１から出力されるフィードバックベースバンドＩデータＹＩと第２アナログ／ディジタル変換部２４−２から出力されるフィードバックベースバンドＱデータＹＱとによって表される直交変調後のフレームヘッダＦＨのＩ信号成分及びＱ信号成分の位相及び振幅を求める。そして、誤差推定部２９は、直交変調後のフレームヘッダＦＨのＩ信号成分及びＱ信号成分の位相及び振幅によって表されるシンボルと、前述のフレームヘッダＦＨの変調方式によって定まる所定の特性量として定義された直交変調前のフレームヘッダＦＨのＩ信号成分及びＱ信号成分の位相及び振幅によって表されるシンボルとの差分ＶＣＥ（図４参照）を求め、差分ＶＣＥを直交変換部３０の直交変調誤差として推定する。誤差推定部２９は、推定した直交変調誤差を示す誤差推定データＤｅｒｒを信号補正部２２に供給する。

信号補正部２２は、誤差推定部２９から供給される誤差推定データＤｅｒｒに基づいて、直交変調部３０の直交変調誤差を小さくするようにベースバンドＩデータＸＩ及びベースバンドＱデータＸＱを補正することにより、直交変調誤差が補償されたベースバンドＩデータＸＩＡ及びベースバンドＱデータＸＱＡを生成する。そして、信号補正部２２は、ベースバンドＩデータＸＩＡ及びベースバンドＱデータＸＱＡを、それぞれ、第１ディジタル／アナログ変換部２３−１及び第２ディジタル／アナログ変換部２３−２を通じて、ベースバンドＩ信号ＩＢＢＡおよびベースバンドＱ信号ＱＢＢＡとして直交変調部３０に供給する。

直交変調部３０は、ベースバンドＩ信号ＩＢＢＡおよびベースバンドＱ信号ＱＢＢＡを直交変調して直交変調信号ＯＦを生成する。ここで、直交変調部３０に入力されるベースバンドＩ信号ＩＢＢＡおよびベースバンドＱ信号ＱＢＢＡは、直交変調誤差が補償されたベースバンドＩデータＸＩＡ及びベースバンドＱデータＸＱＡから生成された信号であるから、ベースバンドＩ信号ＩＢＢＡおよびベースバンドＱ信号ＱＢＢＡを直交変調して得られる直交変調信号ＯＦに含まれる直交変調誤差が抑制されることとなる。

従って、実施形態によれば、電力増幅器４０の非線形歪みを補償することができ、非線形歪みに起因した不要電波の放射を抑制することができる。また、直交変調部３０の直交変調誤差を補償することができ、直交変調部３０から出力される直交変調信号ＯＦの直交性の劣化を抑制することができる。このため、受信装置において復調する際に、Ｉ信号成分とＱ信号成分を正しく分離することができ、復調の精度を改善することができる。

以上述べた少なくともひとつの実施形態の歪み補償装置２０または送信装置１００によれば、直交変調誤差を抑制することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

例えば、電力増幅器４０の非線形歪みを補償する必要のない用途では、電力増幅器４０の非線形歪みを補償するための構成要素（例えば、ディジタルプリディストータ２１など）を省略してもよい。

１００…送信装置、１０…変調部、１０Ａ…識別信号生成部、２０…歪み補償装置、２１…ディジタルプリディストータ、２２…信号補正部、２３−１…第１ディジタル／アナログ変換部、２３−２…第２ディジタル／アナログ変換部、２４−１…第１アナログ／ディジタル変換部、２４−２…第２アナログ／ディジタル変換部、２５…利得計算部、２６…遅延推定補正部、２７…利得補正部、２８…歪み推定部、２９…誤差推定部、３０…直交変調部、４０…電力増幅器、５０…アンテナ、６０…直交復調部、７０…シンセサイザ、Ｄｄｉｓ…歪み推定データ、Ｄｅｒｒ…誤差推定データ、ＦＢ…フレームボディ、ＦＦＴＧＰ…識別信号、ＦＨ…フレームヘッダ、ＩＢＢ，ＩＢＢＡ…ベースバンドＩ信号、ＱＢＢ，ＱＢＢＡ…ベースバンドＱ信号、ＲＦ…高周波信号、ＳＧＦ…シグナルフレーム、ＸＩ…ベースバンドＩデータ、ＸＩＢ…遅延補正データ、ＸＱ…ベースバンドＱデータ、ＸＱＢ…遅延補正データ、ＹＩ…フィードバックベースバンドＩデータ、ＹＱ…フィードバックベースバンドＱデータ。

Claims (5)

1. ＤＴＭＢ方式の放送トランスポートストリームのシグナルフレームを構成するフレームヘッダとフレームボディとを識別するための識別信号に基づき前記フレームヘッダを識別し、前記識別されたフレームヘッダに対応する前記放送トランスポートストリームのベースバンド信号の特性量を用いて、前記シグナルフレームの直交変調によって生じる直交変調誤差を推定する誤差推定部と、
   前記直交変調誤差に基づき、前記シグナルフレームに対応するベースバンド信号を補正する信号補正部と、
   を備えた歪み補償装置。
2. 前記誤差推定部は、
   前記フレームヘッダに対応するベースバンド信号の特性量として、前記直交変調により得られる高周波信号を直交復調して得られるフィードバック信号の特性量を取得し、前記フィードバック信号の特性量と前記フレームヘッダの変調方式によって定まる所定の特性量との差分を前記直交変調誤差として推定する、請求項１に記載の歪み補償装置。
3. 前記フレームヘッダに対応するベースバンド信号の特性量は、前記ベースバンド信号の振幅または位相である、請求項１または２に記載の歪み補償装置。
4. 前記フレームヘッダの変調方式は、
   コンスタレーションダイアグラムの第１象限と第３象限とにシンボルが存在するＢＰＳＫであり、前記シンボルを規定するＩ信号成分の位相とＱ信号成分の位相とが互いに等しく、且つ、前記Ｉ信号成分の振幅と前記Ｑ信号成分の振幅とが互いに等しい、請求項１から３の何れか１項に記載の歪み補償装置。
5. ＤＴＭＢ方式の放送トランスポートストリームをディジタル変調してシグナルフレームに対応するベースバンド信号を生成する変調部と、
   前記シグナルフレームを構成するフレームヘッダとフレームボディとを識別するための識別信号を生成する識別信号生成部と、
   前記変調部により変調されたシグナルフレームに対応するベースバンド信号を直交変調して直交変調信号を出力する直交変調部と、
   前記直交変調部から出力された直交変調信号を電力増幅して高周波信号を出力する電力増幅器と、
   前記電力増幅器から出力された高周波信号を空間に放射するアンテナと、
   前記電力増幅器から出力された高周波信号を直交復調して前記ベースバンド信号に対応するフィードバック信号を発生させる直交復調部と、
   前記フィードバック信号に基づき、前記直交変調部が前記シグナルフレームの直交変調によって生じる直交変調誤差に起因した歪みを補償する歪み補償装置と、
   を備え、
   前記歪み補償装置は、
   前記識別信号に基づき、前記フィードバック信号に含まれるフレームヘッダを識別し、前記識別されたフレームヘッダに対応する前記放送トランスポートストリームのベースバンド信号の特性量を用いて、前記シグナルフレームの直交変調によって生じる直交変調誤差を推定する誤差推定部と、
   前記直交変調誤差に基づき、前記シグナルフレームに対応するベースバンド信号を補正する信号補正部と、
   を備えた送信装置。

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