JP6583020B2 - 送信機および歪補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、増幅器において生じる歪を抑制するための歪補正処理を行う送信機、および増幅器において生じる歪を抑制するための歪補正方法に関する。

送信機においては、増幅器によって生じる非線形歪を抑制するために、歪補正係数を用いて送信信号を補正する、ＤＰＤ（Digital Pre-Distortion）処理が行われる。ＤＰＤ処理においては、ＬＵＴ（Look-Up Table）に格納されたデジタル音声信号の振幅に対応する歪補正ベクトルがデジタル音声信号に乗算される。

特許文献１に開示されるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing：直交周波数多重分割）変調器は、入力信号に応じたベースバンド信号と増幅器からのフィードバック信号との誤差である誤差信号を所定のサンプル毎に抽出して誤差信号の平均値を算出し、平均値の間を補間する。該ＯＦＤＭ変調器は、補間された誤差信号の平均値に基づいて歪を推定し、その歪から歪補償用のデータを生成する。

特許文献２に開示される非線形歪み補償送信装置は、入力信号とＡ−Ｄ（Analogue-to-Digital）変換器の出力信号とを比較し、差異である歪成分を検出する。非線形歪み成分を打ち消すための補償データを更新する際には、近似計算区間がシフトされ、シフトされた近似計算区間の補償データについて関数近似計算が行われ、補償データが更新される。

歪補正値の演算時間を短縮するため、特許文献３に開示される無線機は、送信増幅器の出力と送信部に入力する入力信号とを比較することにより送信増幅器の補正すべき歪量を出力し、さらに歪量を使用して補間処理により一括して歪補正値を求める。歪補正値であらかじめ変調信号を補正して送信増幅器へ入力することにより、送信増幅器で発生する出力歪が補正される。

特開２０１１−１８８０９３号公報 特開２００４−３４３５９４号公報 特開平０８−０７９１４３号公報

送信中の時間経過にともない増幅器の温度が変化すると、非線形歪の量が変化する。そのため、ＬＵＴに格納された歪補正ベクトルは、送信機の運用中に随時更新される必要がある。送信機の運用中のデジタル音声信号の振幅値にはばらつきがあり、ＬＵＴの全てのアドレス、すなわち音声信号の振幅値が取り得る全ての値に対応する、歪補正ベクトルの算出に用いられる歪特性データの収集に時間を要し、歪補正ベクトルが更新されるまでに時間を要する場合がある。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、歪補正ベクトルの更新処理に要する時間を短縮することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る送信機は、
増幅器に入力される送信信号を遅延した信号である遅延送信信号、および前記増幅器で増幅された前記送信信号のフィードバックである帰還信号に基づいて、前記遅延送信信号の電力、および前記遅延送信信号の複素共役である信号と前記帰還信号との乗算値を算出するデータ算出部と、
前記遅延送信信号の電力に応じたアドレスごとに、前記増幅器における歪を補正する歪補正ベクトル、該遅延送信信号の電力の総和である第１の総和値、および前記乗算値の総和である第２の総和値が記憶される記憶部と、
前記第１の総和値および前記第２の総和値が存在する前記アドレスである基準アドレスについて、前記第１の総和値と前記第２の総和値の比から歪ベクトルを算出する歪ベクトル算出部と、
前記歪ベクトル算出部で算出された前記歪ベクトルに基づいて、前記第１の総和値および前記第２の総和値が存在しない前記アドレスの歪ベクトルを推定し、前記アドレスごとに歪ベクトル推定値を算出する推定処理部と、
前記歪ベクトル推定値から前記歪補正ベクトルを算出して出力する歪補正ベクトル算出部と、
前記歪補正ベクトル算出部から出力される前記歪補正ベクトルで前記記憶部に記憶された前記歪補正ベクトルを更新する更新部と、
前記増幅器に入力される前記送信信号を前記記憶部に記憶された前記歪補正ベクトルに応じて補正するプリディストーション部と、
を備える。

好ましくは、前記歪補正ベクトル算出部から出力される前記歪補正ベクトルの利得が利得閾値以下であるか否かを判定する利得判定部をさらに備え、
前記利得判定部において前記歪補正ベクトルの利得が前記利得閾値以下であると判定された場合には、前記更新部の処理を行い、
前記利得判定部において前記歪補正ベクトルの利得が前記利得閾値より大きいと判定された場合には、前記更新部の処理を行わず、前記記憶部に記憶された前記第１の総和値および前記第２の総和値をリセットする。

好ましくは、前記推定処理部は、
前記基準アドレスの最小値以上、かつ、前記基準アドレスの最大値以下のアドレスを含む基準アドレス範囲について、前記歪ベクトルに基づいて第１の近似式を算出し、前記基準アドレス範囲内の前記アドレスごとに、前記第１の近似式から前記歪ベクトル推定値を算出する第１の近似処理部と、
前記最小値未満の前記アドレスおよび前記最大値より大きい前記アドレスについて、前記基準アドレス範囲内の前記アドレスに対応する前記歪ベクトル推定値の内、少なくとも一部に基づいて近似処理を行い、前記歪ベクトル推定値を算出する第２の近似処理部と、
を備える。

好ましくは、前記第１の近似処理部は、それぞれに複数の前記アドレスが含まれ、含まれる前記アドレスの少なくとも一部が重複する複数の近似対象アドレス範囲のそれぞれについて、前記歪ベクトルから２次近似式を算出し、前記基準アドレス範囲内の前記アドレスごとに、該アドレスが含まれる前記近似対象アドレス範囲に対応する前記２次近似式を、合計が１となる係数を用いて線形結合して前記第１の近似式を算出する。

好ましくは、前記推定処理部は、前記基準アドレスに対応する前記歪ベクトルおよび前記第１の近似式に基づいて算出される該アドレスに対応する前記歪ベクトル推定値から、前記第１の近似式に含まれる誤差を検出し、前記誤差が誤差閾値以下であるか否かを判定する近似値誤差判定部をさらに備え、
前記誤差が前記誤差閾値以下であると判定された場合には、前記第２の近似処理部の処理を行い、
前記誤差が前記誤差閾値より大きいと判定された場合には、前記第２の近似処理部、前記歪補正ベクトル算出部および前記更新部の処理を行わず、前記記憶部に記憶された前記第１の総和値および前記第２の総和値をリセットする。

好ましくは、前記推定処理部は、前記基準アドレスの最小値以上、かつ、前記基準アドレスの最大値以下のアドレスを含む基準アドレス範囲について、前記歪ベクトルに基づく補間処理を行って、前記基準アドレス範囲内の前記アドレスごとに前記歪ベクトル推定値を算出し、前記最小値に対応する前記歪ベクトルを前記最小値未満の前記アドレスに対応する前記歪ベクトル推定値とし、前記最大値に対応する前記歪ベクトルを前記最大値より大きい前記アドレスに対応する前記歪ベクトル推定値とする。

好ましくは、前記歪補正ベクトル算出部は、前記最小値を中心とする複数の前記アドレスが含まれる第１のアドレス範囲、および前記最大値を中心とする複数のアドレスが含まれる第２のアドレス範囲のそれぞれにおいて、前記歪補正ベクトルから第２の近似式を算出し、前記アドレスごとに、前記歪補正ベクトルと前記第２の近似式に基づいて算出される歪補正ベクトル近似値とを、合計が１となる係数を用いて線形結合し、前記線形結合の結果を前記歪補正ベクトルとして出力する。

好ましくは、前記基準アドレスに応じて、前記第１の総和値および前記第２の総和値のデータ量が十分であるか否かを判定するデータ量判定部をさらに備え、
前記データ量判定部で前記データ量が十分であると判定されるまで、前記データ算出部の処理を繰り返す。

好ましくは、前記データ算出部の処理回数が処理回数閾値以上である場合には前記データ量が十分であると判定する処理回数判定部をさらに備え、
前記データ量判定部および前記処理回数判定部で前記データ量が十分であると判定されるまで、前記データ算出部の処理を繰り返す。

好ましくは、前記処理回数判定部は、前記基準アドレスの最大値に対応する前記歪ベクトルの振幅が振幅閾値以上であるか否かを判定し、前記処理回数が前記処理回数閾値未満である場合であっても、前記振幅が前記振幅閾値以上である場合には、前記データ量が十分であると判定し、
前記データ量判定部および前記処理回数判定部で前記データ量が十分であると判定されるまで、前記データ算出部の処理を繰り返す。

好ましくは、前記基準アドレスの最大値に対応する前記歪ベクトルの収束の程度に応じて前記処理回数閾値を調節する閾値調節部をさらに備える。

好ましくは、前記閾値調節部は、前記基準アドレスの最大値に対応する前記歪ベクトルの収束の程度に加え、前記基準アドレスの内、少なくとも一部の前記アドレスに対応する前記歪ベクトルの収束の程度に応じて前記処理回数閾値を調節する。

本発明の第２の観点に係る歪補正方法は、
入力される送信信号を増幅器で増幅し、増幅された前記送信信号をアンテナから出力する送信機が行う歪補正方法であって、
前記送信信号を遅延した信号である遅延送信信号、および前記増幅器で増幅された前記送信信号のフィードバックである帰還信号に基づいて、前記遅延送信信号の電力、および前記遅延送信信号の複素共役である信号と前記帰還信号との乗算値を算出するデータ算出ステップと、
前記遅延送信信号の電力に応じたアドレスごとに、該遅延送信信号の電力の総和である第１の総和値、および前記乗算値の総和である第２の総和値を算出する総和値算出ステップと、
対応する前記第１の総和値および前記第２の総和値が存在する前記アドレスである基準アドレスについて、前記第１の総和値を前記第２の総和値の比から歪ベクトルを算出する歪ベクトル算出ステップと、
前記歪ベクトル算出ステップで算出された前記歪ベクトルに基づいて、対応する前記第１の総和値および前記第２の総和値が存在しない前記アドレスの歪ベクトルを推定し、前記アドレスごとに歪ベクトル推定値を算出する推定処理ステップと、
前記歪ベクトル推定値から前記増幅器における歪を補正する歪補正ベクトルを算出する歪補正ベクトル算出ステップと、
前記増幅器に入力される前記送信信号を前記歪補正ベクトルに応じて補正するプリディストーションステップと、
を備える。

本発明によれば、アドレスごとに積算されたデータから算出される歪ベクトルに基づいて推定処理を行い、歪ベクトル推定値から増幅器における歪を補正する歪補正ベクトルを算出することで、歪補正ベクトルの更新処理に要する時間を短縮することが可能である。

本発明の実施の形態１に係る送信機の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る歪解析部の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係るデータ算出部の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る推定処理部の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１における近似処理の例を示す図である。 実施の形態１における近似処理の例を示す図である。 実施の形態１におけるスムージング処理の例を示す図である。 実施の形態１における最大アドレス付近での歪補正ベクトルの利得低下の例を示す図である。 実施の形態１に係る歪解析部の他の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る送信機が行う歪補正ベクトル算出処理の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る推定処理部の構成例を示すブロック図である。 実施の形態２に係る送信機が行う歪補正ベクトル算出処理の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る歪解析部の構成例を示すブロック図である。 実施の形態３に係る送信機が行う歪補正ベクトル算出処理の動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る送信機の構成例を示すブロック図である。送信機１は、入力される送信信号を増幅し、増幅された送信信号をアンテナ１０から出力する。送信機１は、増幅時に生じる送信信号の歪を予め補正するプリディストーション処理を行う。送信機１の各部は、コントローラ３０によって制御される。コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）３１、ＲＡＭ（Random Access Memory）３３、およびＲＯＭ（Read-Only Memory）３４を備える。複雑化を避け、理解を容易にするために、コントローラ３０から各部への信号線が省略されているが、コントローラ３０は送信機１の各部にＩ／Ｏ（Input／Output）３２を介して接続しており、それらの処理の開始、終了、処理内容の制御を行う。ＲＯＭ３４は、コントローラ３０が送信機１の動作を制御するための制御プログラムを格納する。コントローラ３０は、制御プログラムに基づいて、送信機１を制御する。送信機１の各部について説明する。

図示しない送信源から送信機１に入力される送信信号は、ＤＰＤ（Digital Pre-Distortion）処理部２、電力算出部３および歪補正ベクトル算出部２０に入力される。送信信号は、２信号またはＳＳＢ（Single Side Band：単側波帯）方式の音声信号などのＩ（In-phase）Ｑ（Quadrature）信号である。電力算出部３は、下記（１）式で表されるように、送信信号の電力を算出し、アドレス検出部４に送る。下記（１）式において、ｓ（ｔ）は複素送信信号であり、ｓ^＊（ｔ）はｓ（ｔ）の複素共役である複素共役信号であり、ｓ_ｉ（ｔ）は、ｓ（ｔ）のＩ成分であり、ｓ_ｑ（ｔ）は、ｓ（ｔ）のＱ成分であり、ｊは虚数単位である。

アドレス検出部４は、下記（２）式で表されるように、送信信号の電力に対応するアドレスａ（ｓ）を検出し、ＬＵＴ（Look Up Table）５に送る。下記（２）式において、Ｐ_ｍａｘは、ＤＰＤ処理部２で処理を行う前の送信信号ｓ（ｔ）の最大電力であり、Ｎは、Ｄ−Ａ（Digital-to-Analogue）変換器６のビット数である。

ＬＵＴ５は、アドレス検出部４から送られたアドレスに対応する歪補正ベクトルをＤＰＤ処理部２に出力する。ＤＰＤ処理部２は、下記（３）式で表されるように、送信信号ｓ（ｔ）に歪補正ベクトルを複素乗算することで、送信信号を歪補正ベクトルに応じて補正する歪補正処理を行い、歪補正処理が行われた送信信号ｓ_ＰＤ（ｔ）を、Ｄ−Ａ変換器６に送る。下記（３）式において、Ｌ（ａ）は、アドレスａ（ｓ）に応じてＬＵＴ５が出力する歪補正ベクトルである。Ｌ_ｉ（ａ）は、Ｌ（ａ）のＩ成分であり、Ｌ_ｑ（ａ）は、Ｌ（ａ）のＱ成分である。

Ｄ−Ａ変換器６は、歪補正処理が行われた送信信号ｓ_ＰＤ（ｔ）をデジタル信号からアナログ信号に変換して、ミキサ７に送る。ミキサ７は、局部発振器８が出力する信号である基準信号に応じてアナログに変換された送信信号を直交変調し、増幅器９に送る。増幅器９は、直交変調された送信信号を増幅してアンテナ１０に出力し、アンテナ１０から増幅された送信信号が出力される。増幅器９が出力する送信信号のフィードバックである帰還信号は利得調節部１１に入力される。利得調節部１１は、増幅器および減衰器の少なくともいずれかで構成される。利得調節部１１は、帰還信号の利得を調節し、ミキサ１２に送る。ミキサ１２は、局部発振器８が出力する基準信号に応じて帰還信号を直交復調し、Ａ−Ｄ（Analogue-to-Digital）変換器１３に送る。Ａ−Ｄ変換器１３は、直交復調された帰還信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して歪補正ベクトル算出部２０に送る。

Ｄ−Ａ変換器６、Ｄ−Ａ変換器６からＡ−Ｄ変換器１３までのアナログ回路、およびＡ−Ｄ変換器１３を通ることで、帰還信号には遅延が生じる。そのため、歪補正ベクトル算出部２０は、帰還信号に生じる遅延に応じて遅延された送信信号と、帰還信号との誤差に応じて、増幅器９における歪を補正する歪補正ベクトルを算出する。歪補正ベクトル算出部２０は、送信信号を遅延させる遅延部２１、遅延された送信信号と、帰還信号との誤差に応じて、歪補正ベクトルを算出する歪解析部２２、ならびに、遅延された送信信号、および帰還信号に応じて帰還信号に生じる遅延時間を検出する遅延検出部２３を備える。遅延検出部２３で検出された遅延時間が遅延部２１に設定され、歪解析部２２に入力される送信信号は、帰還信号に生じる遅延と同じ遅延時間だけ遅延される。歪解析部２２は、算出した歪補正ベクトルでＬＵＴ５に記憶される歪補正ベクトルを更新する。歪解析部２２は、定められた間隔で歪補正ベクトルを算出し、ＬＵＴ５に記憶される歪補正ベクトルを更新する。

図２は、実施の形態１に係る歪解析部の構成例を示すブロック図である。歪解析部２２は、遅延された送信信号である遅延送信信号ｓ_ｄ（ｔ）および帰還信号ｒ（ｔ）に基づいて、歪ベクトルの算出に必要なデータを算出するデータ算出部４１、データ算出部４１で算出されたデータの総和値を記憶するメモリ４２、メモリ４２に記憶された総和値から歪ベクトルを算出する歪ベクトル算出部４３、歪ベクトルに基づく推定処理を行って歪ベクトル推定値を算出する推定処理部４４、歪ベクトル推定値から増幅器９における歪を補正する歪補正ベクトルを算出する歪補正ベクトル算出部４５、および該歪補正ベクトルでＬＵＴ５に記憶される歪補正ベクトルを更新する更新部４６を備える。歪解析部２２の各部について説明する。

図３は、実施の形態１に係るデータ算出部の構成例を示すブロック図である。データ算出部４１は、サンプリング時間ごとに、歪ベクトルの算出に必要なデータを算出する。遅延送信信号ｓ_ｄ（ｔ）は、共役変換部５１および乗算器５２に入力される。共役変換部５１は、遅延送信信号の複素共役である複素共役信号ｓ_ｄ ^＊（ｔ）を乗算器５２，５３に出力する。乗算器５２は、上記（１）式と同様に複素乗算を行い、遅延送信信号ｓ_ｄ（ｔ）の電力を加算器５４およびアドレス検出部５５に出力する。乗算器５３は、複素共役信号ｓ_ｄ ^＊（ｔ）と帰還信号ｒ（ｔ）とを複素乗算し、複素共役信号ｓ_ｄ ^＊（ｔ）と帰還信号ｒ（ｔ）との乗算値ｓ_ｄ ^＊（ｔ）ｒ（ｔ）を加算器５６に出力する。アドレス検出部５５は、アドレス検出部４と同様に、遅延送信信号ｓ_ｄ（ｔ）の電力に対応するアドレスａ（ｓ）を検出し、メモリ４２を構成するメモリ４２ａ，４２ｂに送る。

メモリ４２ａには、遅延送信信号ｓ_ｄ（ｔ）の電力の総和である第１の総和値が記憶され、メモリ４２ｂには、複素共役信号ｓ_ｄ ^＊（ｔ）と帰還信号ｒ（ｔ）との乗算値ｓ_ｄ ^＊（ｔ）ｒ（ｔ）の総和である第２の総和値が記憶されている。メモリ４２ａは、送られたアドレスａ（ｓ）に対応する第１の総和値を出力調節部５７に出力し、メモリ４２ｂは、送られたアドレスａ（ｓ）に対応する第２の総和値を出力調節部５８に出力する。出力調節部５７は、データの飽和を抑制するために、メモリ４２ａが出力する第１の総和値に係数αを乗算して加算器５４に出力する。同様に、出力調節部５８は、第２の総和値に係数αを乗算して加算器５６に出力する。増幅器９における歪特性が定常であればαは１でよいが、歪特性の変化が早い場合、または長いデータの総和を演算する場合には、飽和が生じる可能性がある。飽和を抑制するため、αは１より若干小さな値、例えば０．９９９９に設定される。

加算器５４は、乗算器５２が出力する遅延送信信号ｓ_ｄ（ｔ）の電力を出力調節部５７で係数が乗算されたアドレスａ（ｓ）に対応する第１の総和値に加算し、メモリ４２ａに記憶する。第１の総和値は、アドレスごとの遅延送信信号ｓ_ｄ（ｔ）の総和電力を示す。同様に、加算器５６は、乗算器５３が出力する複素共役信号ｓ_ｄ ^＊（ｔ）と帰還信号ｒ（ｔ）との乗算値ｓ_ｄ ^＊（ｔ）ｒ（ｔ）を出力調節部５８で係数が乗算されたアドレスａ（ｓ）に対応する第２の総和値に加算し、メモリ４２ｂに記憶する。第２の総和値は、アドレスごとの位相歪および振幅歪に対応した値の総和を示す。

後述する歪ベクトル算出部４３において算出される歪ベクトルのばらつきを低減するため、送信機１は、データ算出部４１の上述の処理を所定の回数、例えば１０００回繰り返す。すなわち、１０００サンプルについて上述のデータ算出処理が行われた後に、歪ベクトル算出部４３の処理が行われる。

歪ベクトルのばらつきを低減するために、第１の総和値および第２の総和値のデータ量が十分であるか否かを判定するデータ量判定部としての機能をコントローラ３０にもたせてもよい。その場合、データ量判定部は、メモリ４２ａに記憶される第１の総和値およびメモリ４２ｂに記憶される第２の総和値のデータ量が十分であるか否かを判定する。データ量判定部においてデータ量が十分であると判定されるまで、送信機１は、データ算出部４１の処理を繰り返す。データ量判定部は、第１の総和値および第２の総和値が存在するアドレスである基準アドレスに基づいて、データ量が十分であるか否かを判定する。例えば、基準アドレスの最大値が最大アドレス２^Ｎに１／２を乗算した結果、すなわち２^Ｎ−１以上であること、基準アドレスの最小値が２^Ｎに１／４を乗算した結果、すなわち２^Ｎ−２以下であること、および基準アドレスの数が、基準アドレスの最大値から基準アドレスの最小値を減算した結果に１／４を乗算した値以上であることの全てが成立する場合に、データ量判定部はデータ量が十分であると判定する。

基準アドレスの最大値が２^Ｎ−１以上であること、および基準アドレスの最小値が２^Ｎ−２以下であることが成立すれば、後述する推定処理部４４での近似処理において、基準アドレス範囲外の近似誤差を抑制することが可能である。また基準アドレスの数が、基準アドレスの最大値から基準アドレスの最小値を減算した結果に１／４を乗算した値以上であることが成立すれば、後述する推定処理部４４での近似処理において、基準アドレス範囲内の近似誤差を抑制することが可能である。

また歪ベクトルデータのばらつきを低減するために、データ算出部４１の処理回数が、定められた閾値である処理回数閾値以上である場合に、上記データ量が十分であると判定する処理回数判定部としての機能をコントローラ３０にもたせてもよい。その場合、処理回数判定部は、データ算出部４１の処理回数が処理回数閾値以上である場合には、データ量が十分であると判定し、データ量判定部および処理回数判定部でデータ量が十分であると判定されるまで、送信機１は、データ算出部４１の処理を繰り返す。

歪ベクトル算出部４３は、下記（４）式で表されるように、第１の総和値ｄ_ｒ（ａ）と第２の総和値ｄ_ｔ（ａ）の比から歪ベクトルを算出する。歪ベクトル算出部４３は、例えばデータ算出部４１で上述の処理を１０００回行った後に、基準アドレスについて、歪ベクトルを算出する。

処理回数判定部は、さらに基準アドレスの最大値に対応する歪ベクトルの振幅が、定められた閾値である振幅閾値以上であるか否かを判定し、処理回数が処理回数閾値未満であっても、振幅が振幅閾値以上である場合には、データ量が十分であると判定し、送信機１が後述の推定処理部４４の処理を開始してもよい。これにより、送信信号の歪が大きい場合には素早くＬＵＴ５を更新することが可能である。処理回数が処理回数閾値未満であって、振幅が振幅閾値未満である場合には、送信機１はデータ算出部４１および歪ベクトル算出部４３の処理を繰り返し行う。

歪ベクトルは、音声信号などのデータから生成されているため、全てのアドレスに対して歪ベクトルが得られるとは限らない。そのため、推定処理部４４は、歪ベクトル算出部４３で算出された歪ベクトルに基づいて、第１の総和値ｄ_ｒ（ａ）および第２の総和値ｄ_ｔ（ａ）が存在しないアドレスの歪ベクトルを推定し、アドレスごとに歪ベクトル推定値を算出する。データがないアドレスについても推定処理を行って歪ベクトルの推定値を算出することで、後述する歪補正ベクトルの算出を行うことができ、歪補正ベクトルの更新処理に要する時間を短縮することが可能である。

推定処理部４４における推定処理について説明する。図４は、実施の形態１に係る推定処理部の構成例を示すブロック図である。図４に示す推定処理部４４は、歪ベクトルに基づく近似処理を行って、歪ベクトル推定値を算出する。推定処理部４４は、基準アドレスの最小値以上、かつ、基準アドレスの最大値以下のアドレスを含む基準アドレス範囲について、近似処理を行って、基準アドレス範囲内のアドレスごとの歪ベクトル推定値を算出する第１の近似処理部４４ａ、および基準アドレスの最小値未満のアドレスおよび基準アドレスの最大値より大きいアドレスについて、基準アドレス範囲内のアドレスに対応する歪ベクトル推定値の内、少なくとも一部に基づいて近似処理を行い、歪ベクトル推定値を算出する第２の近似処理部４４ｂを備える。

第１の近似処理部４４ａは、高次の多項式近似による近似処理を行う。第１の近似処理部４４ａは、基準アドレス範囲について、歪ベクトルに基づいて第１の近似式を算出し、基準アドレス範囲内のアドレスごとに、第１の近似式から歪ベクトル推定値を算出する。第１の近似処理部４４ａは、最小二乗法により、下記（５）式の係数ｃ_ｋ（０≦ｋ≦ｎ）を算出し、第１の近似式として近似多項式を導出する。第１の近似処理部４４ａは、下記（６）式の計算を行うことで、係数ｃ_ｋを算出する。

第１の近似処理部４４ａは、高次の多項式近似に代えて、複数の領域における２次近似の線形結合による近似処理を行ってもよい。図５は、実施の形態１における近似処理の例を示す図である。横軸はアドレスであり、縦軸は歪ベクトルの振幅を示す。図中の黒丸は歪ベクトル算出部４３で算出された歪ベクトルを示す。第１の近似処理部４４ａは、黒丸で示される歪ベクトルの間のデータを補間する。ａ_ｍｉｎは基準アドレスの最小値であり、ａ_ｍａｘは基準アドレスの最大値であり、ｄ（ａ_ｍｉｎ）は、ａ_ｍｉｎに対応する歪ベクトルであり、ｄ（ａ_ｍａｘ）はａ_ｍａｘに対応する歪ベクトルである。第１の近似処理部４４ａは、それぞれに複数のアドレスが含まれ、含まれるアドレスの少なくとも一部が重複する複数の近似対象アドレス範囲のそれぞれについて、上記（５）式および（６）式を用いて、歪ベクトルから２次近似式を算出する。第１の近似処理部４４ａは、基準アドレス範囲内のアドレスごとに、該アドレスが含まれる近似対象アドレス範囲に対応する２次近似式を、合計が１となる係数を用いて線形結合して第１の近似式を算出する。

図５の例では、第１の近似処理部４４ａは、近似対象アドレス範囲Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３のそれぞれについて、２次近似式を算出する。第１の近似処理部４４ａは、例えば近似対象アドレス範囲Ｆ１，Ｇ１の両方に含まれるアドレスについては、近似対象アドレス範囲Ｆ１における２次近似式と近似対象アドレス範囲Ｇ１における２次近似式の線形結合により、歪ベクトル推定値を算出する。

図５の例では、近似対象アドレス範囲Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４に含まれるアドレスの数はいずれもＮ／４である。Ｎ＝２５６とし、図５の例において、Ａ１＝３２、Ａ２＝６４、Ａ３＝９６、Ａ４＝１２８、Ａ５＝１６０、Ａ６＝１９２、Ａ７＝２２４、Ａ８＝２５６とする。アドレスａ＝０からアドレスａ＝３１までの範囲の第１の近似式は、近似対象アドレス範囲Ｆ１における２次近似式であり、アドレスａ＝２２４からアドレスａ＝２５５までの範囲の第１の近似式は、近似対象アドレス範囲Ｆ４における２次近似式である。近似対象アドレス範囲Ｇ１における２次近似式をｇ_１、近似対象アドレス範囲Ｆ２における２次近似式をｆ_２とすると、アドレスａ＝６４からアドレスａ＝９５における第１の近似式で表される歪ベクトル推定値ｄ’（ａ）は、下記（７）式で表される。

上記（７）式で表されるように、近似対象アドレス範囲の端部に近づく程、該近似対象アドレス範囲における２次近似式の重み付けを小さくして、上記の線形結合処理を行う。例えば、アドレスａ＝６４は近似対象アドレス範囲Ｇ１の中央であり、近似対象アドレス範囲Ｆ２の端部であるため、近似対象アドレス範囲Ｆ２における２次近似式の重み付けが、近似対象アドレス範囲Ｇ１における２次近似式の重み付けに比べて小さい。これにより、滑らかな第１の近似式が得られる。

図５の例において、近似対象アドレス範囲Ｆ４のデータ量が十分でない場合には、２次近似式が得られないため、近似対象アドレス範囲Ｆ４における第１の近似式として、近似対象アドレス範囲Ｇ３における２次近似式を用いる。複数の近似対象アドレス範囲における２次近似式を線形結合して第１の近似式を算出することで、演算量を削減し、歪補正ベクトルの更新処理に要する時間を短縮することが可能である。

複数の近似対象アドレス範囲における２次近似の線形結合による近似処理を行う場合には、上述のデータ量判定部において、少なくとも、アドレスの中央値を含む近似対象アドレス範囲について、該近似対象アドレス範囲に含まれるアドレス数が閾値以上であることが成立するかに基づいて、データ量が十分であるか否かを判定してもよい。データ量判定部は、上述の条件が成立することに加え、例えば近似対象アドレス範囲Ｆ２，Ｇ１，Ｇ２のそれぞれに含まれるアドレス数が閾値以上であることが成立する場合に、データ量が十分であると判定する。

第２の近似処理部４４ｂは、ａ_ｍｉｎ未満のアドレスおよびａ_ｍａｘより大きいアドレスについて、基準アドレス範囲内のアドレスに対応する歪ベクトル推定値の内、少なくとも一部に基づいて近似処理を行い、歪ベクトル推定値を算出する。図６は、実施の形態１における近似処理の例を示す図である。図の見方は、図５と同様である。データ量判定部で上述の条件が成立すると判定された場合に近似処理を行う場合には、ａ_ｍｉｎ未満のアドレスの数は、最大でも２^Ｎ−２であり、歪ベクトル推定値に誤差が存在しても、電力が小さい範囲なので、スペクトラムへの歪の影響は少ない。そのため、ａ_ｍｉｎ未満のアドレスについては、ａ_ｍｉｎからａ_ｍｉｎ＋２^Ｎ−２の範囲の歪ベクトル推定値を用いて２次近似を行う。

データ量判定部の処理により、ａ_ｍａｘより大きいアドレスの数は、最大で２^Ｎ−１−１であり、ａ_ｍｉｎ未満のアドレス数と比べて大きい。送信信号の最大電力に対応する最大アドレス付近では、歪ベクトル推定値に誤差が生じやすく、アドレスａ＝０付近と比べて、スペクトラムに対する歪の影響が大きい。

ａ_ｍａｘに対応する歪ベクトルｄ（ａ_ｍａｘ）の収束の程度を示す｜ｄ（ａ_ｍａｘ）−１｜^２が閾値ｔｈ１未満である場合には、歪ベクトルが十分に収束しているとみなし、ａ_ｍａｘより大きいアドレスについて、歪ベクトル推定値ｄ’（ａ）＝ｄ（ａ_ｍａｘ）とする。

｜ｄ（ａ_ｍａｘ）−１｜^２が閾値ｔｈ１以上である場合には、ａ_ｍａｘの値に応じて、近似処理に用いるデータの範囲を変更する。｜ｄ（ａ_ｍａｘ）−１｜^２が閾値ｔｈ１以上であり、かつ、ａ_ｍａｘが２^Ｎ−１より大きく、２^Ｎに係数Ｋ１を乗算した値未満である場合、すなわち図６に示すＲ１の範囲内にａ_ｍａｘがある場合には、ａ＝ａ_ｍａｘから所定の数だけ遡ったアドレス、例えばアドレスａ＝２^Ｎ−１からａ＝ａ_ｍａｘまでの歪ベクトル推定値に基づいて、ａ_ｍａｘより大きいアドレスの歪ベクトル推定値を算出する。例えば、第２の近似処理部４４ｂは、１次近似により歪ベクトル推定値を算出する。

｜ｄ（ａ_ｍａｘ）−１｜^２が閾値ｔｈ１以上であり、かつ、ａ_ｍａｘが２^Ｎに係数Ｋ１を乗算した値以上であり、２^Ｎに係数Ｋ１より大きい係数Ｋ２を乗算した値未満である場合、すなわち図６に示すＲ２の範囲内にａ_ｍａｘがある場合には、ａ＝ａ_ｍａｘから所定の数だけ遡ったアドレス、例えば３２点分遡ったアドレスからａ＝ａ_ｍａｘまでのアドレスに対応する歪ベクトル推定値に基づいて、ａ_ｍａｘより大きいアドレスの歪ベクトル推定値を算出する。例えば、第２の近似処理部４４ｂは、１次近似により歪ベクトル推定値を算出する。

｜ｄ（ａ_ｍａｘ）−１｜^２が閾値ｔｈ１以上であり、かつ、ａ_ｍａｘが２^Ｎに係数Ｋ２を乗算した値以上である場合、すなわち図６に示すＲ３の範囲にａ_ｍａｘがある場合には、ａ＝ａ_ｍａｘから所定の数だけ遡ったアドレス、例えば４８点分遡ったアドレスからａ＝ａ_ｍａｘまでのアドレスに対応する歪ベクトル推定値に基づいて、ａ_ｍａｘより大きいアドレスの歪ベクトル推定値を算出する。例えば、第２の近似処理部４４ｂは、２次近似により歪ベクトル推定値を算出する。

図６の例では、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の範囲の内、いずれにａ_ｍａｘがあるかに基づいて、近似処理の方法を変更したが、範囲の数および長さは任意に決めることができる。近似処理に用いられるデータ数、係数Ｋ１および係数Ｋ２は増幅器９の特性に応じて任意に決定され、例えば係数Ｋ１は１７／３２であり、係数Ｋ２は３／４である。上記の｜ｄ（ａ_ｍａｘ）−１｜^２の代わりに_ｍａｘ［｜ｄ（ａ_ｍａｘ）−１｜^２］を用いてもよい。｜ｄ（ａ_ｍａｘ）−１｜^２に対する閾値ｔｈ１は、増幅器９におけるメモリ効果に応じて定めることができ、例えば０．００３である。

最大アドレス２^Ｎとの差が大きい、図６に示すＲ１およびＲ２の範囲においては１次近似をして、傾きがゆるやかな歪ベクトル推定値を算出し、最大アドレス２^Ｎに最も近い、図６に示すＲ３の範囲においては、２次近似を行うことで、実際の増幅器９で生じる、最大アドレス付近の飽和による曲線変化を２次近似で再現する。飽和による曲線変化は、１次近似より２次近似の方が精度良く再現することが可能である。

また推定処理部４４は、歪ベクトルに基づく補間処理により、歪ベクトル推定値を算出してもよい。推定処理部４４は、基準アドレス範囲について、歪ベクトルに基づく補間処理を行って、基準アドレス範囲内のアドレスごとに歪ベクトル推定値を算出する。推定処理部４４は、ａ_ｍｉｎ未満のアドレスに対応する歪ベクトル推定値ｄ’（ａ）＝ｄ（ａ_ｍｉｎ）とし、ａ_ｍａｘより大きいアドレスに対応する歪ベクトル推定値ｄ’（ａ）＝ｄ（ａ_ｍａｘ）としてもよい。補間処理として、例えば直線補間を行うことで、演算量を削減し、歪補正ベクトルの更新処理に要する時間を短縮することが可能である。

歪補正ベクトル算出部４５は、歪ベクトル推定値から歪補正ベクトルを算出して更新部４６に出力する。歪補正ベクトル算出部４５は、推定処理部４４が出力する歪ベクトル推定値ｄ’（ａ）に基づき、歪補正ベクトルの誤差を逐次的に小さくするように、歪補正ベクトルを算出する。歪補正ベクトル算出部４５は、現時点、すなわちｎ回目の歪補正ベクトルＬ_ｎ（ａ）および推定処理部４４が出力する歪ベクトル推定値ｄ’_ｎ（ａ）を用いて、下記（８）式のように、次回、すなわちｎ＋１回目の歪補正ベクトルＬ_ｎ＋１（ａ）を算出する。初期値Ｌ_０（ａ）には予め定められた値が入力され、例えばＬ_０（ａ）＝１である。下記（８）式を用いて歪補正ベクトルを算出することを繰り返すことで、ｄ’_ｎ（ａ）は、１に収束し、増幅器９における歪が補正される。

下記（９）式で表されるように、歪ベクトル推定値の逆数と１との差分をエラーベクトルｅ_ｎ（ａ）として定義すると、上記（７）式を変形して、下記（１０）式が得られる。

上記（１０）式におけるｅ_ｎ（ａ）×Ｌ_ｎ（ａ）は、ｎ＋１回目の歪補正ベクトルの差分ベクトルであり、上記（１０）式を用いて歪補正ベクトルを算出することを繰り返すことで、エラーベクトルｅ_ｎ（ａ）は、０に収束する。歪ベクトル推定値ｄ’_ｎ（ａ）が正確に算出されれば、エラーベクトルｅ_ｎ（ａ）は０に収束するが、歪ベクトル推定値ｄ’_ｎ（ａ）は近似処理または補間処理による誤差を含むため、歪補正ベクトルは最適値周辺で変動し、歪補正性能の劣化が生じる。歪補正特性の劣化を抑制するため、パラメータμを上記（１０）式に適用して、下記（１１）式が得られる。パラメータμを１より小さい値とすることで、歪補正ベクトルの収束が遅くなるが、歪補正ベクトルの変動が抑制され、歪補正性能の劣化を抑制することが可能である。歪補正ベクトルが収束した後に、パラメータμの値を小さくし、収束後の歪補正ベクトルの変動を抑制することも可能である。

歪補正ベクトル算出部４５は、上述の処理により算出した歪補正ベクトルのスムージング処理を行ってもよい。歪ベクトル推定値は、ａ_ｍｉｎおよびａ_ｍａｘの前後において不連続であるため、歪補正ベクトルの更新処理において適切な歪補正ベクトルが得られず、歪が増大することがある。歪補正ベクトル算出部４５において、歪補正ベクトルのスムージング処理を行うことで、歪の増大を抑制することが可能である。

歪補正ベクトル算出部４５は、ａ_ｍｉｎを中心とする複数のアドレスが含まれる第１のアドレス範囲、およびａ_ｍａｘを中心とする複数のアドレスが含まれる第２のアドレス範囲のそれぞれにおいて、スムージング処理を行う。第１のアドレス範囲および第２のアドレス範囲に含まれるアドレスの数は任意に定めることができる。図７は、実施の形態１におけるスムージング処理の例を示す図である。図の見方は図５および図６と同様であり、図７ではａ_ｍｉｎ付近のアドレスのみを示している。第１のアドレス範囲におけるスムージング処理について説明する。図７において丸で示される歪補正ベクトルは、ａ_ｍｉｎ付近において、不連続である。歪補正ベクトル算出部４５は、歪補正ベクトルから第２の近似式、例えば２次近似式を算出する。

歪補正ベクトル算出部４５は、下記（１２）式を用いて第２の近似式を算出する。下記（１２）式中におけるｗは、重み付けである。ａ_ｍｉｎが３０であり、第１のアドレス範囲に含まれるアドレスの数を６０とすると、歪補正ベクトル算出部４５は、アドレス０から２９までのデータに対応するｗを０．２５とし、アドレス３０から５９までのデータに対応するｗを１として、第２の近似式を算出する。歪補正ベクトル算出部４５は、基準アドレス範囲内のデータに基づく歪補正ベクトルが含まれる範囲については、重み付けを大きくして、第２の近似式を算出する。第２の近似式は、図７において四角で示される。

アドレス０付近で、第２の近似式に基づいて算出される歪補正ベクトル近似値は、歪補正ベクトル算出部４５が算出した歪補正ベクトルと乖離している。そこで、歪補正ベクトル算出部４５は、算出した歪補正ベクトルと第２の近似式に基づいて算出される歪補正ベクトル近似値とを、合計が１となる係数を用いて線形結合し、図７において実線で示される、線形結合された結果を歪補正ベクトルとして更新部４６に出力する。

歪補正ベクトル算出部４５が算出した歪補正ベクトルＬ（ａ）の内、ａ_ｍｉｎ未満のアドレスに対応する歪補正ベクトルをＬ_Ｌ（ａ）とし、ａ_ｍｉｎ以上、かつ、ａ_ｍａｘ以下のアドレスに対応する歪補正ベクトルをＬ_Ｍ（ａ）とし、第１のアドレス範囲における歪補正ベクトル近似値をＬ_ＡＬ（ａ）とし、第１のアドレス範囲のアドレス数を２Ｍとすると、第１のアドレス範囲におけるスムージング処理後の歪補正ベクトルＬ’（ａ）は、下記（１３）式および（１４）式で表される。下記（１３）式は、第１のアドレス範囲の内、ａ_ｍｉｎ未満のアドレスに対応するスムージング処理後の歪補正ベクトルであり、下記（１４）式は、第１のアドレス範囲の内、ａ_ｍｉｎ以上のアドレスに対応するスムージング処理後の歪補正ベクトルである。下記（１３）式および（１４）式において、０≦ｎ≦Ｍ−１である。

同様に、ａ_ｍａｘより大きいアドレスに対応する歪補正ベクトルをＬ_Ｈ（ａ）とし、第２のアドレス範囲の歪補正ベクトル近似値をＬ_ＡＨ（ａ）とし、第２のアドレス範囲のアドレス数を２Ｍとすると、第２のアドレス範囲におけるスムージング処理後の歪補正ベクトルＬ’（ａ）は、下記（１５）式および（１６）式で表される。下記（１５）式は、第２のアドレス範囲の内、ａ_ｍａｘ以下のアドレスに対応するスムージング処理後の歪補正ベクトルであり、下記（１６）式は、第２のアドレス範囲の内、ａ_ｍａｘより大きいアドレスに対応するスムージング処理後の歪補正ベクトルである。下記（１５）式および（１６）式において、０≦ｎ≦Ｍ−１である。

上述のスムージング処理により、ａ_ｍｉｎおよびａ_ｍａｘの前後における歪補正ベクトルの不連続点は解消されるが、歪補正ベクトルの更新処理を繰り返すことで、歪補正ベクトルにおいて歪みが生じる可能性がある。第１の近似処理部４４ａにおいて２次近似式を用い、増幅器９の出力を最大出力近くまで増大させた場合に、歪補正ベクトルにおいて歪が生じる場合がある。歪補正ベクトルにおける歪を抑制するために、上述のスムージング処理を所定の回数行った場合は、上述のスムージング処理に代えて、上記（６）式を用いて、全アドレスについて高次の多項式近似を行うことで、歪補正ベクトルのスムージングを行うことが望ましい。全アドレスについて高次の多項式近似を行う場合には、全アドレスが近似処理の対象であって、近似処理の対象の範囲が予め決まっているため、上記（６）式における逆行列を算出する部分は、予め算出された値を保持しておき、多項式近似を行う際に保持された値を用いることで、演算量を削減することが可能である。なお歪補正ベクトル算出部４５の処理能力に余裕がある場合は、スムージングのたびに毎回、全アドレスについて高次の多項式近似を行ってもよい。

多項式近似でスムージングを行うと、アドレスの大きい領域では歪補正ベクトルの利得が飽和しやすくなる。しかしながら、最大アドレス２^Ｎまでデータが得られておらず、かつ、ａ_ｍａｘより大きいアドレスに対応する歪ベクトル推定値ｄ’（ａ）を近似処理で求めなかった場合、すなわち、ａ_ｍａｘより大きいアドレスに対応する歪ベクトル推定値ｄ’（ａ）＝ｄ（ａ_ｍａｘ）とした場合には、最大アドレス２^Ｎ付近で歪補正ベクトルの利得が大きく低下することがある。その様子を図８に示す。

図８は、実施の形態１における最大アドレス付近での歪補正ベクトルの利得低下の例を示す図である。横軸は、アドレスであり、縦軸は歪補正ベクトルの利得である。図８において、スムージング前の歪補正ベクトルの利得を実線で示す。ここでは、歪ベクトルのデータがアドレスａ＝２３２までしか得られておらず、アドレスａ＝２３３からａ＝２５６に対応する歪ベクトル推定値を、アドレスａ＝２３２の歪ベクトルとする場合を例にして説明する。上述のように算出された歪ベクトル推定値に基づいて算出された歪補正ベクトルに対して、多項式近似、図８の例では６次の多項式近似、でスムージング処理を行うと、図８において点線で示されるような歪補正ベクトルの利得が得られる。増幅器９は最大アドレス２^Ｎ付近で飽和するため、歪ベクトルの大きさは最大アドレス２^Ｎ付近で小さくなる。一方、逆関数である歪補正ベクトルは最大アドレス２^Ｎ付近で大きくなる。歪補正ベクトルは、図８の例では、アドレスａ＝２２４あたりから急激に大きくなるが、歪補正ベクトルが急激に大きくなるアドレスａ＝２２４付近の領域である、アドレスａ＝２３３以降の領域において歪ベクトルのデータが得られていない。歪補正ベクトルが急激に大きくなるアドレス付近の領域においてデータが得られておらず、上述のように算出された歪ベクトル推定値に基づいて算出された歪補正ベクトルに対して多項式近似でスムージング処理を行うことで、図８に示すように歪補正ベクトルの利得が最大アドレス２^Ｎ付近で低下する。

図８において、点線で示す最大アドレスａ＝２５６における歪補正ベクトルの利得は、それより前のアドレスであるａ＝２４４における歪補正ベクトルの利得よりも低下している。このような状態でＬＵＴ５の更新を繰り返すと、最大アドレスａ＝２５６における歪補正ベクトルの利得の低下がさらに顕著になり、正弦波の送信信号が最大電力付近で歪んでしまう。そこで、多項式近似でスムージングした歪補正ベクトルの利得が最大アドレス付近で低下している場合には、歪補正ベクトルの利得がピーク値となるアドレスにおける歪補正ベクトルを、該アドレスから最大アドレスまでの歪補正ベクトルとしてもよい。これにより最大アドレス付近での歪補正ベクトルの利得の急激な低下を防止することができる。具体的な処理は以下の通りである。

初めに、歪補正ベクトル算出部４５は、スムージング後の歪補正ベクトルに基づき、最大アドレス２^Ｎと最大アドレス２^Ｎにおける歪補正ベクトルの利得を、「最大利得アドレス」および「最大利得」として記憶する。図８の例では、「最大利得アドレス」が２５６で「最大利得」が１．０５である。次に、歪補正ベクトル算出部４５は、アドレス２５６から所定のアドレス、例えばアドレスａ＝１９２までの利得を順次算出し、算出対象のアドレスにおける利得が「最大利得」より大きければ、「最大アドレス」および「最大利得」を算出対象のアドレスと算出対象のアドレスにおける利得で更新する。この処理を所定のアドレスａ＝１９２まで繰り返した時、「最大利得アドレス」が２５６のまま、もしくは１９２である場合、歪補正ベクトルの利得が単調増加または単調減少していると判断し、上述の歪補正ベクトルの利得がピーク値となるアドレスにおける歪補正ベクトルを、該アドレスから最大アドレスまでの歪補正ベクトルとする処理は行われない。一方、「最大利得アドレス」が１９２より大きく、かつ、２５６未満である場合、例えばアドレス２５０である場合には、歪補正ベクトル算出部４５は、アドレス２５０における歪補正ベクトルの利得がピーク値であると判断し、アドレスａ＝２５０の歪補正ベクトルを、アドレスａ＝２５１からａ＝２５６までの歪補正ベクトルとする。なお所定のアドレスは、増幅器９の特性に応じて任意に定めることができ、所定のアドレスをアドレスａ＝２２４としてもよい。所定のアドレスを大きくすることで、計算量を低減することができる。

更新部４６は、歪補正ベクトル算出部４５が出力する歪補正ベクトルでＬＵＴ５に記憶される歪補正ベクトルを更新する。

上述の処理によって、ＬＵＴ５に記憶される歪補正ベクトルが更新され、ＤＰＤ処理部２において、更新された歪補正ベクトルに基づいてプリディストーション処理が行われることで、送信機１の運用中に増幅器９において生じる歪の量が変化しても、増幅器９における歪を抑制することが可能である。

図９は、実施の形態１に係る歪解析部の他の構成例を示すブロック図である。図９に示す歪解析部２２は、図２に示す歪解析部２２の構成に加えて、歪補正ベクトル算出部４５が出力する歪補正ベクトルの利得が、定められた閾値である利得閾値以下であるか否かを判定する利得判定部４７をさらに備える。プリディストーションされた信号がＤ−Ａ変換器６の最大入力レベルを超える、すなわち飽和すると、アナログ信号に歪みが生じてしまうためである。送信機１は、利得判定部４７で歪補正ベクトルの利得が利得閾値以下であると判定された場合には、更新部４６の処理を行い、利得判定部４７で歪補正ベクトルの利得が利得閾値より大きいと判定された場合には、更新部４６の処理を行わず、メモリ４２に記憶された第１の総和値および第２の総和値をリセットする。すなわち、送信機１はメモリ４２の第１の総和値および第２の総和値の記憶領域に初期値をセットする。これによりＤＰＤ処理部２でプリディストーション処理された送信信号がＤ−Ａ変換器６の最大入力レベルを超えて、飽和状態となることを抑制する。利得閾値は、ＤＰＤ処理部２に入力される信号の最大電力とＤ−Ａ変換器６の最大入力電力の比である。送信機１は、利得判定部４７で歪補正ベクトルの利得が利得閾値より大きいと判定された場合には、利得調節部１１を調節して、歪補正ベクトルの利得を下げる。利得調節部１１を調節して帰還信号の利得を上げると、上記（８）式における歪ベクトル推定値ｄ’_ｎ（ａ）の利得が上がり、歪補正ベクトルの利得が下がる。利得判定部４７を設けることで、Ｄ−Ａ変換器６の飽和を抑制することが可能である。

図１０は、実施の形態１に係る送信機が行う歪補正ベクトル算出処理の動作の一例を示すフローチャートである。データ算出部４１は、遅延送信信号ｓ_ｄ（ｔ）の電力を算出してメモリ４２ａに記憶されている第１の総和値に加算し、複素共役信号ｓ_ｄ ^＊（ｔ）と帰還信号ｒ（ｔ）との乗算値ｓ_ｄ ^＊（ｔ）ｒ（ｔ）を算出し、メモリ４２ｂに記憶されている第２の総和値に加算する（ステップＳ１１０）。送信機１は、第１の総和値および第２の総和値のデータ量が十分であるか否かを判定し、データ量が十分でない場合には（ステップＳ１２０；Ｎ）、ステップＳ１１０に戻って、データ算出部４１の処理を繰り返す。

データ量が十分である場合には（ステップＳ１２０；Ｙ）、歪ベクトル算出部４３は、第１の総和値と第２の総和値の比から歪ベクトルを算出する（ステップＳ１３０）。送信機１は、データ算出部４１の処理回数が処理回数閾値以上であるか否かを判定し、処理回数が処理回数閾値以上である場合には（ステップＳ１４０；Ｙ）、ステップＳ１６０の処理を行う。処理回数が処理回数閾値未満である場合には（ステップＳ１４０；Ｎ）、送信機１は、ａ_ｍａｘに対応する歪ベクトルの振幅が振幅閾値以上であるか否かを判定する。振幅が振幅閾値以上である場合には（ステップＳ１５０；Ｙ）、送信機１は、ステップＳ１６０の処理を行う。振幅が振幅閾値未満である場合には（ステップＳ１５０；Ｎ）、ステップＳ１１０に戻って、送信機１は、データ算出部４１の処理を繰り返す。

第１の近似処理部４４ａは、基準アドレス範囲について、歪ベクトルに基づく近似処理を行い、基準アドレス範囲内のアドレスごとの歪ベクトル推定値を算出する（ステップＳ１６０）。第２の近似処理部４４ｂは、ａ_ｍｉｎ未満のアドレスおよびａ_ｍａｘより大きいアドレスについて、基準アドレス範囲内のアドレスに対応する歪ベクトル推定値の内、少なくとも一部に基づいて近似処理を行い、歪ベクトル推定値を算出する（ステップＳ１７０）。歪補正ベクトル算出部４５は、歪ベクトル推定値から歪補正ベクトルを算出する（ステップＳ１８０）。歪補正ベクトル算出部４５は、第１のアドレス範囲および第２のアドレス範囲のそれぞれにおいて、歪補正ベクトルのスムージング処理を行う（ステップＳ１９０）。

利得判定部４７は、スムージング処理された歪補正ベクトルの利得が、利得閾値以下であるか否かを判定する。利得判定部４７で歪補正ベクトルの利得が利得閾値以下であると判定された場合には（ステップＳ２００；Ｙ）、更新部４６は、ＬＵＴ５に記憶される歪補正ベクトルを更新する（ステップＳ２１０）。送信機１は、利得判定部４７で歪補正ベクトルの利得が利得閾値より大きいと判定された場合には（ステップＳ２００；Ｎ）、更新部４６の処理を行わず、メモリ４２に記憶された第１の総和値および第２の総和値をリセットする（ステップＳ２２０）。ステップＳ２１０またはＳ２２０の処理が完了すると、送信機１は歪補正ベクトル算出処理を終了する。送信機１は上述の歪補正ベクトル算出処理を定められた間隔で繰り返し行う。

以上説明したとおり、実施の形態１に係る送信機１によれば、第１の総和値および第２の総和値から算出される歪ベクトルに基づいて推定処理を行い、歪ベクトル推定値から歪補正ベクトルを算出することで、歪補正ベクトルの更新処理に要する時間を短縮することが可能である。

（実施の形態２）
図１１は、本発明の実施の形態２に係る推定処理部の構成例を示すブロック図である。実施の形態２に係る推定処理部４４は、図４に示す実施の形態１に係る推定処理部４４の構成に加えて、近似値誤差判定部４４ｃを備える。ＤＰＤ処理部２がプリディストーション処理を行っている間に、アンテナ端のようにＤＰＤ回路に依存する部分に急激な電気的変化が生じると、歪ベクトルが異常な値となる。歪ベクトルの異常値に基づいてＬＵＴ５が更新されると、大きなスプリアスが生じる。歪ベクトルの異常値に基づくＬＵＴ５の更新を抑制するため、実施の形態２に係る推定処理部４４は、第１の近似処理部４４ａが算出する第１の近似式に含まれる誤差が閾値以下である場合にのみ第２の近似処理部４４ｂの処理を行う。

実施の形態２においては、第１の近似処理部４４ａは、基準アドレス範囲について、歪ベクトルに基づいて第１の近似式を算出し、基準アドレス範囲内のアドレスごとに、第１の近似式から歪ベクトル推定値を算出する。近似値誤差判定部４４ｃは、基準アドレスに対応する歪ベクトルｄ（ａ）および第１の近似式に基づいて算出される該アドレスに対応する歪ベクトル推定値ｄ’（ａ）から、下記（１７）式のように、第１の近似式に含まれる誤差ｅを検出する。下記（１７）式において、Ｎ_ａは基準アドレスの数であり、右辺の分子は全ての基準アドレスについて｜ｄ（ａ）−ｄ’（ａ）｜^２を合計することを示している。

近似値誤差判定部４４ｃは第１の近似式に含まれる誤差が誤差閾値以下であるか否かを判定する。誤差閾値は、求められる歪補正性能に応じて任意に定めることができ、例えば０．００１である。送信機１は、第１の近似式に含まれる誤差が誤差閾値以下であると判定された場合には、第２の近似処理部４４ｂの処理を行う。送信機１は、第１の近似式に含まれる誤差が誤差閾値より大きいと判定された場合には、第２の近似処理部４４ｂ、歪補正ベクトル算出部４５および更新部４６の処理を行わず、メモリ４２に記憶された第１の総和値および第２の総和値をリセットする。

図１２は、実施の形態２に係る送信機が行う歪補正ベクトル算出処理の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１０〜Ｓ１６０の処理、およびステップＳ１７０〜Ｓ２２０の処理は、図１０に示す実施の形態１に係る送信機１が行う処理と同じである。ステップＳ１６０において、第１の近似処理部４４ａが第１の近似式を算出した後、近似値誤差判定部４４ｃは、第１の近似式の誤差を算出し（ステップＳ１６１）、誤差が誤差閾値以下であるか判定する。送信機１は、第１の近似式の誤差が誤差閾値以下である場合には（ステップＳ１６２；Ｙ）、ステップＳ１７０に進み、第２の近似処理部４４ｂの処理を行う。後続の処理は、図１０に示す実施の形態１に係る送信機１が行う処理と同じである。

送信機１は、第１の近似式の誤差が誤差閾値より大きい場合には（ステップＳ１６２；Ｎ）、第２の近似処理部４４ｂ、歪補正ベクトル算出部４５および更新部４６の処理を行わず、メモリ４２に記憶された第１の総和値および第２の総和値をリセットする（ステップＳ２２０）。ステップＳ２１０またはＳ２２０の処理が完了すると、送信機１は歪補正ベクトル算出処理を終了する。送信機１は上述の歪補正ベクトル算出処理を定められた間隔で繰り返し行う。

以上説明したとおり、実施の形態２に係る送信機１によれば、近似処理における誤差が誤差閾値以上である場合にはＬＵＴ５を更新しないことで、歪補正性能の劣化を抑制することが可能である。

（実施の形態３）
図１３は、本発明の実施の形態３に係る歪解析部の構成例を示すブロック図である。実施の形態３に係る歪解析部２２は、実施の形態１，２に係る歪解析部２２の構成に加えて、歪ベクトルの振幅に応じて処理回数閾値を調節する閾値調節部４８をさらに備える。図１３の例では、歪解析部２２は、図９に示す歪解析部２２の構成に加えて、閾値調節部４８をさらに備える。

処理回数閾値を１０００×ｊで表す。収束状態を表す変数ｃを用いて、パラメータｊは、例えば下記（１８）式で表される。下記（１８）式において、右辺の添え字は床関数であり、ｃ／１０の整数部分の値を示す。閾値調節部４８は、歪ベクトルの収束の程度に応じて変数ｃを変更することで、処理回数閾値を調節する。ｃの初期値は０である。またパラメータｊとｃとの関係は、下記（１８）式に限られず、閾値調節部４８は、予め記憶された、パラメータｊの値とｃの値とを一対一で対応させたテーブルに基づいて、処理回数閾値を調節してもよい。

閾値調節部４８は、第２の近似処理部４４ｂで用いた閾値ｔｈ１を用い、歪ベクトルと値が１のベクトルとの差分に応じて変数ｃを調節する。閾値調節部４８は、ａ_ｍａｘに対応する歪ベクトルｄ（ａ_ｍａｘ）に応じて、変数ｃを調節する。閾値調節部４８は、ａ_ｍａｘに対応する歪ベクトルｄ（ａ_ｍａｘ）の収束の程度を示す｜ｄ（ａ_ｍａｘ）−１｜^２が閾値ｔｈ１より大きい場合には、歪ベクトルが十分に収束していないため、例えば、ｃ＝ｃ−２０とし、ＬＵＴ５の更新速度を速くする。ｃの減少によってｊも減少し、データ算出部４１での演算量が低減され、歪補正ベクトルの更新処理に要する時間が短くなる。

閾値調節部４８は、ａ_ｍａｘに対応する歪ベクトルｄ（ａ_ｍａｘ）の収束の程度に加え、基準アドレスの内、少なくとも一部のアドレスに対応する歪ベクトルｄ（ａ）の収束の程度に応じて、変数ｃを調節する。閾値調節部４８は、｜ｄ（ａ_ｍａｘ）−１｜^２に加えて、下記（１９）式で表される差分平均ｅ_ａｖｅに応じて変数ｃを調節する。下記（１９）式において、右辺の分子は、全ての基準アドレスについて｜ｄ（ａ）−１｜^２を合計することを示している。下記（１９）式では全ての基準アドレスを対象としたが、一部の基準アドレスのみを対象としてもよい。一部の基準アドレスを対象とする場合には、ａ_ｍａｘから一定数遡ったアドレスからａ_ｍａｘまでを対象とし、分母を対象となる基準アドレスの数とする。

閾値調節部４８は、｜ｄ（ａ_ｍａｘ）−１｜^２が閾値ｔｈ１以下であり、ｅ_ａｖｅが閾値ｔｈ２より大きい場合には、例えば、ｃ＝ｃ−１０とし、ＬＵＴ５の更新速度を速くする。閾値調節部４８は、｜ｄ（ａ_ｍａｘ）−１｜^２が閾値ｔｈ１以下であり、ｅ_ａｖｅが閾値ｔｈ２以下である場合には、例えば、ｃ＝ｃ＋１とし、ＬＵＴ５の更新速度を遅くする。歪ベクトルの収束が十分でない間は、ｃを増加させないようにして、歪補正ベクトルの更新処理に要する時間を短縮することが可能である。歪ベクトルが収束するにしたがって、ｃを増加させ、歪補正ベクトルの更新に必要なデータ量を増加させることで、歪補正ベクトルの精度を向上させることが可能である。

なお閾値ｔｈ２は、ｃに依存する変数であってもよい。例えば、ｃが１０未満の場合の閾値ｔｈ２は０．００１であり、ｃが１０以上、２０未満の場合の閾値ｔｈ２は０．０００５であり、ｃが２０以上、３０未満の場合の閾値ｔｈ２は０．０００３であり、ｃが３０以上、４０未満の場合の閾値ｔｈ２は０．０００１５であり、ｃが４０以上、５０未満の場合の閾値ｔｈ２は０．０００１であり、ｃが５０以上の場合の閾値ｔｈ２は０．００００５である。

図１４は、実施の形態３に係る送信機が行う歪補正ベクトル算出処理の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１０〜Ｓ２００までの処理、およびステップＳ２１０，Ｓ２２０の処理は、図１２に示す実施の形態２に係る送信機１が行う処理と同じである。ステップＳ２００において、利得が利得閾値以下であると判定された場合には（ステップＳ２００；Ｙ）、閾値調節部４８は処理回数閾値を調節する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１の処理が完了すると、更新部４６はＬＵＴ５に記憶される歪補正ベクトルを更新する（ステップＳ２１０）。

以上説明したとおり、実施の形態３に係る送信機１によれば、歪ベクトルの収束の程度に応じて、ＬＵＴ５の更新速度を変更することで、歪ベクトルの収束が十分でない間は歪補正ベクトルの更新処理に要する時間を短縮し、歪ベクトルが収束するにしたがって歪補正ベクトルの精度を向上させることが可能である。

本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られず、上述の実施の形態のうち複数の形態を任意に組み合わせたもので構成してもよい。上述の実施の形態における回路構成は一例である。

１ 送信機
２ ＤＰＤ処理部
３ 電力算出部
４、５５ アドレス検出部
５ ＬＵＴ
６ Ｄ−Ａ変換器
７、１２ ミキサ
８ 局部発振器
９ 増幅器
１０ アンテナ
１１ 利得調節部
１３ Ａ−Ｄ変換器
２０ 歪補正ベクトル算出部
２１ 遅延部
２２ 歪解析部
２３ 遅延検出部
３０ コントローラ
３１ ＣＰＵ
３２ Ｉ／Ｏ
３３ ＲＡＭ
３４ ＲＯＭ
４１ データ算出部
４２、４２ａ、４２ｂ メモリ
４３ 歪ベクトル算出部
４４ 推定処理部
４４ａ 第１の近似処理部
４４ｂ 第２の近似処理部
４４ｃ 近似値誤差判定部
４５ 歪補正ベクトル算出部
４６ 更新部
４７ 利得判定部
４８ 閾値調節部
５１ 共役変換部
５２、５３ 乗算器
５４、５６ 加算器
５７、５８ 出力調節部

Claims (13)

1. 増幅器に入力される送信信号を遅延した信号である遅延送信信号、および前記増幅器で増幅された前記送信信号のフィードバックである帰還信号に基づいて、前記遅延送信信号の電力、および前記遅延送信信号の複素共役である信号と前記帰還信号との乗算値を算出するデータ算出部と、
   前記遅延送信信号の電力に応じたアドレスごとに、前記増幅器における歪を補正する歪補正ベクトル、該遅延送信信号の電力の総和である第１の総和値、および前記乗算値の総和である第２の総和値が記憶される記憶部と、
   前記第１の総和値および前記第２の総和値が存在する前記アドレスである基準アドレスについて、前記第１の総和値と前記第２の総和値の比から歪ベクトルを算出する歪ベクトル算出部と、
   前記歪ベクトル算出部で算出された前記歪ベクトルに基づいて、前記第１の総和値および前記第２の総和値が存在しない前記アドレスの歪ベクトルを推定し、前記アドレスごとに歪ベクトル推定値を算出する推定処理部と、
   前記歪ベクトル推定値から前記歪補正ベクトルを算出して出力する歪補正ベクトル算出部と、
   前記歪補正ベクトル算出部から出力される前記歪補正ベクトルで前記記憶部に記憶された前記歪補正ベクトルを更新する更新部と、
   前記増幅器に入力される前記送信信号を前記記憶部に記憶された前記歪補正ベクトルに応じて補正するプリディストーション部と、
   を備える送信機。
2. 前記歪補正ベクトル算出部から出力される前記歪補正ベクトルの利得が利得閾値以下であるか否かを判定する利得判定部をさらに備え、
   前記利得判定部において前記歪補正ベクトルの利得が前記利得閾値以下であると判定された場合には、前記更新部の処理を行い、
   前記利得判定部において前記歪補正ベクトルの利得が前記利得閾値より大きいと判定された場合には、前記更新部の処理を行わず、前記記憶部に記憶された前記第１の総和値および前記第２の総和値をリセットする、
   請求項１に記載の送信機。
3. 前記推定処理部は、
   前記基準アドレスの最小値以上、かつ、前記基準アドレスの最大値以下のアドレスを含む基準アドレス範囲について、前記歪ベクトルに基づいて第１の近似式を算出し、前記基準アドレス範囲内の前記アドレスごとに、前記第１の近似式から前記歪ベクトル推定値を算出する第１の近似処理部と、
   前記最小値未満の前記アドレスおよび前記最大値より大きい前記アドレスについて、前記基準アドレス範囲内の前記アドレスに対応する前記歪ベクトル推定値の内、少なくとも一部に基づいて近似処理を行い、前記歪ベクトル推定値を算出する第２の近似処理部と、
   を備える請求項１または２に記載の送信機。
4. 前記第１の近似処理部は、それぞれに複数の前記アドレスが含まれ、含まれる前記アドレスの少なくとも一部が重複する複数の近似対象アドレス範囲のそれぞれについて、前記歪ベクトルから２次近似式を算出し、前記基準アドレス範囲内の前記アドレスごとに、該アドレスが含まれる前記近似対象アドレス範囲に対応する前記２次近似式を、合計が１となる係数を用いて線形結合して前記第１の近似式を算出する請求項３に記載の送信機。
5. 前記推定処理部は、前記基準アドレスに対応する前記歪ベクトルおよび前記第１の近似式に基づいて算出される該アドレスに対応する前記歪ベクトル推定値から、前記第１の近似式に含まれる誤差を検出し、前記誤差が誤差閾値以下であるか否かを判定する近似値誤差判定部をさらに備え、
   前記誤差が前記誤差閾値以下であると判定された場合には、前記第２の近似処理部の処理を行い、
   前記誤差が前記誤差閾値より大きいと判定された場合には、前記第２の近似処理部、前記歪補正ベクトル算出部および前記更新部の処理を行わず、前記記憶部に記憶された前記第１の総和値および前記第２の総和値をリセットする、
   請求項３または４に記載の送信機。
6. 前記推定処理部は、前記基準アドレスの最小値以上、かつ、前記基準アドレスの最大値以下のアドレスを含む基準アドレス範囲について、前記歪ベクトルに基づく補間処理を行って、前記基準アドレス範囲内の前記アドレスごとに前記歪ベクトル推定値を算出し、前記最小値に対応する前記歪ベクトルを前記最小値未満の前記アドレスに対応する前記歪ベクトル推定値とし、前記最大値に対応する前記歪ベクトルを前記最大値より大きい前記アドレスに対応する前記歪ベクトル推定値とする請求項１または２に記載の送信機。
7. 前記歪補正ベクトル算出部は、前記最小値を中心とする複数の前記アドレスが含まれる第１のアドレス範囲、および前記最大値を中心とする複数のアドレスが含まれる第２のアドレス範囲のそれぞれにおいて、前記歪補正ベクトルから第２の近似式を算出し、前記アドレスごとに、前記歪補正ベクトルと前記第２の近似式に基づいて算出される歪補正ベクトル近似値とを、合計が１となる係数を用いて線形結合し、前記線形結合の結果を前記歪補正ベクトルとして出力する請求項３から６のいずれか１項に記載の送信機。
8. 前記基準アドレスに応じて、前記第１の総和値および前記第２の総和値のデータ量が十分であるか否かを判定するデータ量判定部をさらに備え、
   前記データ量判定部で前記データ量が十分であると判定されるまで、前記データ算出部の処理を繰り返す請求項１から７のいずれか１項に記載の送信機。
9. 前記データ算出部の処理回数が処理回数閾値以上である場合には前記データ量が十分であると判定する処理回数判定部をさらに備え、
   前記データ量判定部および前記処理回数判定部で前記データ量が十分であると判定されるまで、前記データ算出部の処理を繰り返す、
   請求項８に記載の送信機。
10. 前記処理回数判定部は、前記基準アドレスの最大値に対応する前記歪ベクトルの振幅が振幅閾値以上であるか否かを判定し、前記処理回数が前記処理回数閾値未満である場合であっても、前記振幅が前記振幅閾値以上である場合には、前記データ量が十分であると判定し、
    前記データ量判定部および前記処理回数判定部で前記データ量が十分であると判定されるまで、前記データ算出部の処理を繰り返す、
    請求項９に記載の送信機。
11. 前記基準アドレスの最大値に対応する前記歪ベクトルの収束の程度に応じて前記処理回数閾値を調節する閾値調節部をさらに備える請求項９または１０に記載の送信機。
12. 前記閾値調節部は、前記基準アドレスの最大値に対応する前記歪ベクトルの収束の程度に加え、前記基準アドレスの内、少なくとも一部の前記アドレスに対応する前記歪ベクトルの収束の程度に応じて前記処理回数閾値を調節する請求項１１に記載の送信機。
13. 入力される送信信号を増幅器で増幅し、増幅された前記送信信号をアンテナから出力する送信機が行う歪補正方法であって、
    前記送信信号を遅延した信号である遅延送信信号、および前記増幅器で増幅された前記送信信号のフィードバックである帰還信号に基づいて、前記遅延送信信号の電力、および前記遅延送信信号の複素共役である信号と前記帰還信号との乗算値を算出するデータ算出ステップと、
    前記遅延送信信号の電力に応じたアドレスごとに、該遅延送信信号の電力の総和である第１の総和値、および前記乗算値の総和である第２の総和値を算出する総和値算出ステップと、
    対応する前記第１の総和値および前記第２の総和値が存在する前記アドレスである基準アドレスについて、前記第１の総和値を前記第２の総和値の比から歪ベクトルを算出する歪ベクトル算出ステップと、
    前記歪ベクトル算出ステップで算出された前記歪ベクトルに基づいて、対応する前記第１の総和値および前記第２の総和値が存在しない前記アドレスの歪ベクトルを推定し、前記アドレスごとに歪ベクトル推定値を算出する推定処理ステップと、
    前記歪ベクトル推定値から前記増幅器における歪を補正する歪補正ベクトルを算出する歪補正ベクトル算出ステップと、
    前記増幅器に入力される前記送信信号を前記歪補正ベクトルに応じて補正するプリディストーションステップと、
    を備える歪補正方法。

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