JP6705296B2

JP6705296B2 - 歪補償回路、歪補償方法及び送信機

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Publication number: JP6705296B2
Application number: JP2016112752A
Authority: JP
Inventors: 順也芦田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2016-06-06
Publication date: 2020-06-03
Anticipated expiration: 2036-06-06
Also published as: JP2017220744A

Description

本発明は、歪補償回路、歪補償方法及び送信機に関する。

近年広く採用されている歪補償技術として、デジタルプリディストーション方式（ＤＰＤ：ＤｉｇｉｔａｌＰｒｅｄｉｓｔｏｒｓｉｏｎ）がある。ＤＰＤ方式による歪補償は、電力増幅器において発生する非線形歪を補償するものである。例えば、特許文献１に記載のエンベロープ検出型リニアライザ装置が挙げられる。具体的には、電力増幅器へ入力される送信信号と、電力増幅器から出力された信号をフィードバックした帰還信号の振幅、位相とをデジタル信号として比較し、その比較結果に基づいて電力増幅器の非線形特性の逆特性を表す歪補償係数を求めるものである。

また、現在の移動通信の分野では、周波数利用効率を向上させるため、ＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）の下り回線においてＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）変調方式が採用されている。ＯＦＤＭＡ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）では、リアルタイム性に応じて、時間領域と周波数領域とで、リソースブロック（ＲｅｓｏｕｒｃｅＢｌｏｃｋ）を柔軟にユーザリソースに割り当てるというリソーススケジューリングが考慮されている。そのため、送信電力がリアルタイムに変動し、その変化量も大きい。

こうしたなかで、送信電力の変動が大きい信号に対しても適切に歪を補償する手法が提案されている。その例として、電源電圧や周囲温度の変動に対する歪を補償する歪補償装置（特許文献２）や、送信電力の変動により変化したゲイン分を考慮して歪を補償するための係数を補正する無線通信装置が知られている（特許文献３）。

特開２０００−２７８１９０号公報特開２００３−２９８４２９号公報特開２０１０−２７８５０５号公報

ところで、移動通信の基地局に用いられる電力増幅器では、高出力化及び高効率化を実現するため、ＧａＮ（窒化ガリウム）トランジスタが採用されている。ＧａＮトランジスタでは、いわゆるＩｄｑドリフト現象が生じる。これにより、ＧａＮトランジスタでは、電力増幅器の非線形特性（ＡＭ−ＡＭ特性、ＡＭ−ＰＭ特性）が、送信信号の平均電力や信号分布（ＣＣＤＦ：ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＣｕｍｕｌａｔｉｖｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＦｕｎｃｔｉｏｎ、ＰＡＰＲ：ＰａｅｋｔｏＡｖｅｒａｇｅＲａｔｉｏ）、すなわち信号パターンによって大きく変動する。

図１６及び図１７にその一例を示す。図１６及び図１７に示すように、信号の平均電力が高く、高振幅まで信号がある場合は、大信号動作時のような特性となる。しかし、信号の平均電力が低く、高振幅まで信号が分布していない場合、小信号動作時のような特性となる。これらの２つの特性は、全く異なる特性であることが理解できる。このような特性を有する電力増幅器に対して、送信電力がリアルタイムに変動するＯＦＤＭＡのような信号を用いた場合、送信電力の変動に対して電力増幅器の特性も大きく変化するため、ＤＰＤ方式による歪補償係数の収束に時間を要し、収束するまでの間の隣接チャネルへの電力漏洩が大きくなるという問題があった。

また、送信信号の平均電力や信号分布によって電力増幅器の平均利得も大きく変わってしまう場合には、利得補正によって電力増幅器の非線形特性が変化してしまうため、ＤＰＤによる歪補償係数の収束までには、更に時間を要してしまうという問題が生じる。

このような問題は、電源電圧や周囲温度の変動に関係なく生じるため、特許文献２に記載の装置によっては、解決できない。

送信電力の変動前後で電力増幅器の非線形特性の形（ＡＭ−ＡＭ特性やＡＭ−ＰＭ特性の形）が近似する場合には、特許文献３に記載の装置で歪補償は可能である。しかしながら、送信電力の変動前後で電力増幅器の非線形特性が異なる場合、ゲイン分を考慮した補正のみで最適な歪補償係数を得ることはできない。

本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、入力信号の特性に基づいて歪補償を行うことで電力増幅器から出力される信号の歪劣化を抑制することである。

本発明の一態様である歪補償回路は、入力信号の電力値を算出する電力計算部と、前記入力信号に乗算する補償係数を含む複数のルックアップテーブルが格納されたメモリと、前記複数のルックアップテーブルのいずれかから、前記電力計算部が算出した電力値に対応する補償係数を読み出して出力するデータ出力部と、前記データ出力部から出力される補償係数を前記入力信号に乗算する歪補償演算部と、前記入力信号の信号特性を解析する信号解析部と、前記信号解析部の解析結果に基づいて、補償係数を読み出すルックアップテーブルを決定し、決定したルックアップテーブルを前記データ出力部に通知する制御部と、を備えるものである。

本発明の一態様である歪補償方法は、入力信号の電力値を算出し、前記入力信号の信号特性を解析し、前記解析の結果に基づいて、メモリに格納された補償係数を含む複数のルックアップテーブルから、前記入力信号に乗算する補償係数を読み出すルックアップテーブルを決定し、決定されたルックアップテーブルから、算出した電力値に対応する補償係数を読み出し、読み出した補償係数を前記入力信号に乗算するものである。

本発明の一態様である送信機は、入力信号に歪補償演算を行う歪補償回路と、前記歪補償回路で歪補償演算された信号を無線送信信号に変換する変換回路と、を備え、前記歪補償回路は、前記入力信号の電力値を算出する電力計算部と、前記入力信号に乗算する補償係数を含む複数のルックアップテーブルが格納されたメモリと、前記複数のルックアップテーブルのいずれかから、前記電力計算部が算出した電力値に対応する補償係数を読み出して出力するデータ出力部と、前記データ出力部から出力される補償係数を前記入力信号に乗算する歪補償演算部と、前記入力信号の信号特性を解析する信号解析部と、前記信号解析部の解析結果に基づいて、補償係数を読み出すルックアップテーブルを決定し、決定したルックアップテーブルを前記データ出力部に通知する制御部と、を備えるものである。

本発明によれば、入力信号の特性に基づいて歪補償を行うことで電力増幅器から出力される信号の歪劣化を抑制することができる。

実施の形態１にかかる歪補償回路の構成を模式的に示す回路図である。実施の形態１にかかる歪補償回路を有する送信機を模式的に示す回路図である。ルックアップテーブルの構成例を示す図である。実施の形態１にかかる歪補償回路のルックアップテーブル決定動作を示すフローチャートである。デジタルベースバンド信号の入力振幅と電力増幅器の出力振幅との変動の例を示す図である。入力振幅のサンプリングを示す図である。ある期間において入力振幅をサンプリングして得られた入力振幅分布の例を示す図である。ある期間において入力振幅をサンプリングして得られた入力振幅分布の例を示す図である。ある期間において入力振幅をサンプリングして得られた入力振幅分布の例を示す図である。信号パターンの決定方法の一例を示す図である。実施の形態２にかかる歪補償回路を有する送信機の構成を模式的に示すブロック図である。入力側の平均電力及び信号パターンとルックアップテーブルとの関係を示す図である。実施の形態２にかかる歪補償回路のルックアップテーブル決定動作を示すフローチャートである。実施の形態３にかかる歪補償回路を有する送信機の構成を模式的に示すブロック図である。実施の形態３にかかる歪補償回路のルックアップテーブル決定動作を示すフローチャートである。電力増幅器の非線形特性（ＡＭ−ＡＭ特性）を示す図である。電力増幅器の非線形特性（ＡＭ−ＰＭ特性）を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。

実施の形態１
実施の形態１にかかる歪補償回路１００について説明する。図１は、実施の形態１にかかる歪補償回路１００の構成を模式的に示す回路図である。図２は、実施の形態１にかかる歪補償回路１００を有する送信機１０００を模式的に示す回路図である。送信機１０００は、歪補償回路１００、直交変調部４１、デジタル／アナログ変換器（Digital to Analog Converter：ＤＡＣ）４２、周波数変換器４３及び電力増幅器４５を有する。

まず、歪補償回路１００について説明する。歪補償回路１００は、電力計算部１１、メモリ１２、データ出力部１３、歪補償演算部１４、制御部１５及び信号解析部１６を有する。

電力計算部１１は、歪補償回路１００に入力されるデジタルベースバンド信号Ｉ、Ｑの電力Ｐを算出する。図１の例では、デジタルベースバンド信号Ｉ、Ｑは直交信号であり、Ｉ成分とＩ成分と直交するＱ成分とを含むものである。

メモリ１２は、複数のルックアップテーブル（ＬｏｏｋＵｐＴａｂｌｅ：以下、ＬＵＴ）が格納されている。ここで、各ＬＵＴについて説明する。図３は、ＬＵＴの構成例を示す図である。各ＬＵＴテーブルには、図３に示すように、電力計算部１１が算出する電力の範囲に応じた補償係数が格納されている。各ＬＵＴ間では、対応する信号パターンに適した補償係数が、例えば出荷時の初期設定として予め設定されている。各ＬＵＴは、歪補償回路が送信装置等に実装されて歪補償動作を開始した後は、例えば後述するように、制御部１５が各ＬＵＴに格納された補償係数を適宜更新（図２のＤＡＴ）することも可能である。

図１及び２に戻り、歪補償回路１００の構成について説明する。データ出力部１３は、制御部１５によって指定されたＬＵＴから、電力計算部１１が算出したデジタルベースバンド信号Ｉ、Ｑの電力Ｐに対応する補償係数ＣＣを読み出す。そして、データ出力部１３は、読み出した補償係数ＣＣを、歪補償演算部１４に出力する。

歪補償演算部１４は、データ出力部１３から受け取った補償係数ＣＣを、デジタルベースバンド信号Ｉ、Ｑに乗算した信号、すなわち、歪補償演算後のデジタルベースバンド信号Ｉｃ、Ｑｃを出力する。

信号解析部１６は、デジタルベースバンド信号Ｉ、Ｑの信号特性を解析し、解析結果（図１及び２のＰＡＴ）を制御部１５に出力する。

制御部１５は、解析結果（図１及び２のＰＡＴ）に基づいて、データ出力部１３が補償係数の読み出しに用いるＬＵＴを指定する制御信号ＣＯＮ１を、データ出力部１３に出力する。

次いで、歪補償回路１００以外の送信機１０００の構成について説明する。直交変調部４１は、歪補償演算部１４から出力されたデジタルベースバンド信号Ｉｃ、Ｑｃを直交変調して、デジタルＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）信号としてＤＡＣ４２へ出力する。ＤＡＣ４２は、デジタルＩＦ信号をデジタル−アナログ変換によりアナログＩＦ信号に変換して出力する。周波数変換器４３は、アナログＩＦ信号をＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）信号へアップコンバート（周波数変換）する。電力増幅器４５は、周波数変換器４３のＲＦ信号を増幅して、出力信号ＯＵＴを出力する。

なお、ここでは、直交変調部４１、ＤＡＣ４２、周波数変換器４３及び電力増幅器４５を、まとめて第１の変換回路４０とも称する。すなわち、第１の変換回路４０は、歪補償回路１００から出力されるデジタルベースバンド信号Ｉｃ、Ｑｃを無線送信信号である出力信号ＯＵＴに変換する回路として構成される。

次いで、歪補償回路１００の動作について説明する。図４は、実施の形態１にかかる歪補償回路１００のＬＵＴ決定動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１１
信号解析部１６は、デジタルベースバンド信号Ｉ、Ｑの信号パターンを決定し、決定した信号パターンＰＡＴを制御部１５に通知する。

ステップＳ１２
制御部１５は、信号パターンＰＡＴに基づいて、データ出力部１３が補償係数の読み出しに用いるＬＵＴ_ｉを決定し、決定されたＬＵＴを通知する制御信号ＣＯＮ１を、データ出力部１３に出力する。

ステップＳ１３
データ出力部１３は、制御信号ＣＯＮ１で指定されたＬＵＴ_ｉが、その時点でのデータの読み出し元であるＬＵＴ_ｃと同じであるか判定する。

ステップＳ１４
制御信号ＣＯＮ１で指定されたＬＵＴ_ｉが、その時点で参照しているデータの読み出し元であるＬＵＴ_ｃと異なる場合、データ出力部１３は、参照するＬＵＴを制御信号ＣＯＮ１で指定されたＬＵＴ_ｉに切り替える。

その後、データ出力部１３は、参照すべきＬＵＴｃから電力値Ｐに対応する補償係数ＣＣを読み出し、読み出した補償係数ＣＣを歪補償演算部１４へ出力する。歪補償演算部１４は、補償係数ＣＣをデジタルベースバンド信号Ｉ、Ｑに乗算し、デジタルベースバンド信号Ｉｃ、Ｑｃとして出力する。

次いで、信号解析部１６におけるデジタルベースバンド信号Ｉ、Ｑの解析について説明する。本実施の形態では、信号解析の具体例として、デジタルベースバンド信号Ｉ、Ｑのパターン解析を行う方法について説明する。

まず、信号パターンの解析について、図を参照して説明する。図５は、デジタルベースバンド信号の入力振幅と電力増幅器の出力振幅との変動の例を示す図である。図５では、横軸はデジタルベースバンド信号の入力振幅を示し、縦軸は電力増幅器の出力振幅をデジタルベースバンド信号の入力振幅で除算した値（すなわち、電力増幅器の利得）を示す。図５では、例として、２種類の特性を示している。この例では、デジタルベースバンド信号の入力振幅に対して、電力増幅器の利得が変動することがわかる。しかしながら、信号パターンの違いにより、電力増幅器の利得の変動の様相は異なることとなる。図５では、区間Ｄ１に着目すると、特性曲線Ｌ１は特性曲線Ｌ２と比べて、電力増幅器の利得が平均的に大きく、かつ、その変動量も大きい。つまり、信号パターンによって最適なＬＵＴは異なることがわかる。従って、信号パターンの解析を行うことが望ましいと言える。

本実施の形態では、入力振幅をサンプリングして入力振幅の分布を求め、この分布を用いて信号パターンを決定する。図６は、入力振幅のサンプリングを示す図である。図６に示すように、変動する入力振幅に対して、例えば時間Δｔごとに入力振幅の値をサンプリングし、分布を生成する。図７〜９は、ある期間において入力振幅をサンプリングして得られた入力振幅分布の例を示す図である。この例では、図７〜９ではピークの位置がそれぞれ異なり、かつ、図８ではピークが最もなだらかとなっている。このように、信号分布のパターンとしては、低振幅から高振幅まで一様に信号が分布している場合や、低振幅領域に信号サンプルが偏っている場合、低振幅領域の信号が多いが稀に高振幅の信号が混在している場合、などがある。本実施の形態では、これらの分布に基づいて信号パターンを決定し、決定した信号パターンに基づいて用いるべきＬＵＴを決定する。

信号パターンの決定方法について具体的に説明する。用いるべきＬＵＴを決定するには、分布の統計量、例えば、入力振幅分布におけるピークの中心値Ａｐを用いて信号パターンを決定してもよい。この場合、入力振幅を複数の範囲に分割し、ピークの中心値（すなわち、分布曲線の傾き（１次微分係数）が０になるときの入力振幅の値）がいずれの範囲に属するかを判定することで、信号パターンを決定することができる。

また、例えば、入力振幅分布において、ピークの形状、例えば一定のサンプル数における直線とピークとが囲む領域の面積Ｓを用いて信号パターンを決定してもよい。この場合、複数の面積値の範囲を設定しておき、算出した面積Ｓがいずれの範囲に属するかを判定することで、信号パターンを決定することができる。

この例では、入力振幅分布について説明したが、このような度数分布だけでなく、度数分布に対応する確率密度関数を用いてもよい。この場合、確率密度関数におけるピークの中心値や、所定の確率に引いた線とピークとが囲む面積に基づいて、信号パターンを決定してもよい。例えば、ＣＣＤＦ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＣｕｍｕｌａｔｉｖｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＦｕｎｃｔｉｏｎ）やＰＡＰＲ（ＰａｅｋｔｏＡｖｅｒａｇｅＲａｔｉｏ）を用いてもよく、ＣＣＤＦやＰＡＰＲにいくつかの閾値を設けておき、その閾値に従って、信号分布パターンを区別し、特定することができる。

また、上述のピークの中心値とピークの面積値とは、択一的に用いてもよいし、両者を複合して用いてもよい。図１０は、信号パターンの決定方法の一例を示す図である。この場合、ピークの中心値Ａｐに対して設定された複数の範囲と面積値Ｓに対して設定された複数の範囲とが成すマトリックスのそれぞれの要素に対して、個別の信号パターンを割り当てればよい。

以上、本構成によれば、入力されるデジタルベースバンド信号の特性、特に信号パターンに基づいて補償係数を選択できるので、信号特性によらずプリディストーション方式の歪補償を行うことが可能となる。

実施の形態２
実施の形態２にかかる歪補償回路について説明する。図１１は、実施の形態２にかかる歪補償回路２００を有する送信機２０００の構成を模式的に示すブロック図である。送信機２０００は、実施の形態１にかかる送信機１０００の歪補償回路１００を歪補償回路２００に置換した構成を有する。

歪補償回路２００は、歪補償回路１００に平均電力計算部２１を追加した構成を有する。平均電力計算部２１は、デジタルベースバンド信号Ｉ、Ｑの所定期間での平均電力Ｐａ（第１の平均電力とも称する）を算出し、算出結果を制御部１５へ出力する。

制御部１５は、入力側の平均電力Ｐａと信号パターンとに基づいて、用いるべきＬＵＴを決定する。図１２は、入力側の平均電力及び信号パターンとＬＵＴとの関係を示す図である。図１２に示すように、ＬＵＴは入力側の平均電力Ｐａと信号パターンＰＡＴとからなるマトリックスとして設定される。これにより、制御部１５は、入力側の平均電力Ｐａと信号パターンＰＡＴとに基づいて、用いるべきＬＵＴを決定することができる。図１２に示すマトリックスは、例えば制御部１５に設けられたメモリ（不図示）などに格納されてもよい。また、図１２に示すマトリックスは予め設定されてもよいし、外部からの指令によって更新されてもよい。

次いで、歪補償回路２００の動作について説明する。図１３は、実施の形態２にかかる歪補償回路２００のＬＵＴ決定動作を示すフローチャートである。

ステップＳ２１
平均電力計算部２１は、デジタルベースバンド信号Ｉ、Ｑの電力値を一定期間蓄積して、その期間の平均電力Ｐａを算出する。

ステップＳ２２
信号解析部１６は、図４のステップＳ１１と同様に、デジタルベースバンド信号Ｉ、Ｑの信号パターンを決定し、決定した信号パターンＰＡＴを制御部１５に通知する。

ステップＳ２３
制御部１５は、信号パターンＰＡＴと平均電力Ｐａとに基づいて、データ出力部１３が補償係数の読み出しに用いるＬＵＴ_ｉを決定し、決定されたＬＵＴを通知する制御信号ＣＯＮ１を、データ出力部１３に出力する。

ステップＳ２４
データ出力部１３は、ステップＳ１３と同様に、制御信号ＣＯＮ１で指定されたＬＵＴ_ｉが、その時点でのデータの読み出し元であるＬＵＴ_ｃと同じであるか判定する。

ステップＳ２５
制御信号ＣＯＮ１で指定されたＬＵＴ_ｉが、その時点で参照しているデータの読み出し元であるＬＵＴ_ｃと異なる場合、データ出力部１３は、ステップＳ１４と同様に、参照するＬＵＴを制御信号ＣＯＮ１で指定されたＬＵＴ_ｉに切り替える。

その後、実施の形態１と同様に、データ出力部１３は、参照すべきＬＵＴｃから電力値Ｐに対応する補償係数ＣＣを読み出し、読み出した補償係数ＣＣを歪補償演算部１４へ出力する。歪補償演算部１４は、補償係数ＣＣをデジタルベースバンド信号Ｉ、Ｑに乗算し、デジタルベースバンド信号Ｉｃ、Ｑｃとして出力する。

以上、本構成によれば、デジタルベースバンド信号の信号パターンだけでなく、平均電力をも参照して用いるＬＵＴを決定するため、実施の形態１と比べて、より精密な歪補償を実現できることが理解できる。

実施の形態３
実施の形態３にかかる歪補償回路について説明する。上述の送信機においては、送信信号の平均電力や信号分布によっては、電力増幅器の非線形特性のみならず、平均利得も大きく変わってしまう場合がある。この場合、利得補正によって電力増幅器の非線形特性が変化してしまう。よって、ＤＰＤによる歪補償係数の収束を早めるためには、まず、平均利得を規定値に合わせればよい。本実施の形態では、このような場合に利得補正を行うことができる歪補償回路について説明する。図１４は、実施の形態３にかかる歪補償回路３００を有する送信機３０００の構成を模式的に示すブロック図である。送信機３０００は、実施の形態２にかかる送信機２０００の歪補償回路２００を歪補償回路３００に置換した構成を有する。

歪補償回路３００は、歪補償回路２００に遅延回路３１、周波数変換器３２、アナログ−デジタル変換器（Analog to Digital Converter：ＡＤＣ）３３、直交復調部３４、平均電力計算部３５、方向性結合器３６及び可変抵抗減衰器（ＡＴＴ）４４を追加した構成を有する。

遅延回路３１は、デジタルベースバンド信号Ｉ、Ｑを制御部１５からの制御信号ＣＯＮ３に応じて遅延させ、遅延デジタルベースバンド信号Ｉａ、Ｑａを制御部１５に供給する。これにより、制御部１５は、後述する帰還デジタルベースバンド信号Ｉｂ、Ｑｂと遅延デジタルベースバンド信号Ｉａ、Ｑａとが同期するように、遅延回路３１での遅延量を制御する。平均電力計算部２１は、遅延デジタルベースバンド信号Ｉａ、Ｑａの所定期間での平均電力Ｐａを算出し、算出結果を制御部１５へ出力する。

方向性結合器３６は、出力信号を分岐して帰還させる。周波数変換器３２は、方向性結合器３６から帰還した出力信号ＯＵＴをダウンコンバートした帰還アナログＩＦ信号を出力する。ＡＤＣ３３は、周波数変換器３２からの帰還アナログＩＦ信号をアナログ−デジタル変換により帰還デジタルＩＦ信号に変換して出力する。直交復調部３４は、ＡＤＣ３３からの帰還デジタルＩＦ信号を復調した帰還デジタルベースバンド信号Ｉｂ、Ｑｂを、制御部１５及び平均電力計算部３５へ出力する。

なお、ここでは、周波数変換器３２、ＡＤＣ３３、直交復調部３４及び方向性結合器３６を、まとめて第２の変換回路３０とも称する。すなわち、第２の変換回路３０は、無線送信信号である出力信号ＯＵＴを、帰還デジタルベースバンド信号Ｉｂ、Ｑｂに変換する回路として構成される。

平均電力計算部３５は、帰還デジタルベースバンド信号Ｉｂ、Ｑｂの所定期間での平均電力Ｐｂ（第２の平均電力とも称する）を算出し、算出結果を制御部１５へ出力する。

可変抵抗減衰器４４は、制御部１５からの制御信号ＣＯＮ２によって指定された値だけ、ＲＦ信号の電力を減衰させる。また、ここでは、第１の変換回路３０に可変抵抗減衰器４４を追加した変換回路を、第１の変換回路５０とも称する。

制御部１５は、用いるべきＬＵＴを決定するだけでなく、出力側の平均電力Ｐｂを入力側の平均電力Ｐａで除算して、送信機３０００のゲインＧを算出する。そして、ゲインＧの値が所定範囲外である場合、制御部１５は、制御信号ＣＯＮ２により可変抵抗減衰器４４での減衰量を制御して、ゲインＧが所定範囲内となるように制御する。

また、制御部１５は、入力側の平均電力Ｐａと出力側の平均電力Ｐｂとを比較して、又は、遅延デジタルベースバンド信号Ｉａ、Ｑａと帰還デジタルベースバンド信号Ｉｂ、Ｑｂとの間で位相、振幅を比較して、遅延回路３１での遅延量を好適に制御することができる。

また、遅延デジタルベースバンド信号Ｉａ、Ｑａと帰還デジタルベースバンド信号Ｉｂ、Ｑｂとの間で振幅、位相を比較し、比較結果に基づいて、各ＬＵＴに含まれる補償係数を更新してもよい。このとき、補償係数の算出としては、種々の算出方法を用いることができる。例えば、特許文献１に記載のエンベロープ検出型リニアライザ装置による方法を用いてもよい。

次いで、実施の形態３にかかる歪補償回路でのＬＵＴ決定方法について、説明する。図１５は、実施の形態３にかかる歪補償回路のＬＵＴ決定動作を示すフローチャートである。

ステップＳ３１
平均電力計算部２１は、遅延デジタルベースバンド信号Ｉａ、Ｑａの電力値を一定期間蓄積して、その期間の平均電力Ｐａを算出する。

ステップＳ３２
平均電力計算部３５は、帰還デジタルベースバンド信号Ｉｂ、Ｑｂの電力値を一定期間蓄積して、その期間の平均電力Ｐｂを算出する。

ステップＳ３３
制御部１５は、送信機３０００のゲインＧ（Ｇ＝Ｐｂ／Ｐａ）を算出する。

ステップＳ３４
制御部１５は、ゲインＧが予め規定された範囲内であるかを判定する。

ステップＳ３５
制御部１５は、ゲインＧが予め規定された範囲外である場合、制御信号ＣＯＮ２によって、ゲインＧが規定された範囲内に収まるように、可変抵抗減衰器４４を制御する。

ステップＳ３６
信号解析部１６は、図４のステップＳ１１と同様に、遅延デジタルベースバンド信号Ｉａ、Ｑａの信号パターンを決定し、決定した信号パターンＰＡＴを制御部１５に通知する。

ステップＳ３７
制御部１５は、ステップＳ２３と同様に、信号パターンＰＡＴと平均電力Ｐａとに基づいて、データ出力部１３が補償係数の読み出しに用いるＬＵＴ_ｉを決定し、決定されたＬＵＴを通知する制御信号ＣＯＮ１を、データ出力部１３に出力する。

ステップＳ３８
データ出力部１３は、ステップＳ１３と同様に、制御信号ＣＯＮ１で指定されたＬＵＴ_ｉが、その時点でのデータの読み出し元であるＬＵＴ_ｃと同じであるか判定する。

ステップＳ３９
制御信号ＣＯＮ１で指定されたＬＵＴ_ｉが、その時点で参照しているデータの読み出し元であるＬＵＴ_ｃと異なる場合、データ出力部１３は、ステップＳ１４と同様に、参照するＬＵＴを制御信号ＣＯＮ１で指定されたＬＵＴ_ｉに切り替える。

その後、実施の形態１及び２と同様に、データ出力部１３は、参照すべきＬＵＴｃから電力値Ｐに対応する補償係数ＣＣを読み出し、読み出した補償係数ＣＣを歪補償演算部１４へ出力する。歪補償演算部１４は、補償係数ＣＣをデジタルベースバンド信号Ｉ、Ｑに乗算し、デジタルベースバンド信号Ｉｃ、Ｑｃとして出力する。

以上、本構成によれば、送信機のゲインを調整することが可能となり、その結果、より送信機の出力信号の信号品質を向上させることができる。これにより、送信信号の平均電力や信号分布が急変し、電力増幅器の非線形特性のみならず、平均利得までもが大きく変わってしまうような場合でも、歪補償係数の収束が早く、無線特性の劣化を抑制することが可能となる。また、この制御を繰り返し実行することで、温度や周波数特性の変化などに追従したＬＵＴの適応制御が可能となる。

その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、送信機に搭載される歪補償回路は、実施の形態１にかかる歪補償回路１００に限られず、実施の形態２及び３にかかる歪補償回路２００及び３００を用いて、同様に無線通信装置を構成することができる。

図１５のステップＳ３７では、制御部１５は、ステップＳ２３と同様に、信号パターンＰＡＴと平均電力Ｐａとに基づいて、データ出力部１３が補償係数の読み出しに用いるＬＵＴ_ｉを決定するものとして説明したが、これは例示である。すなわち、図４のステップＳ１２と同様に、制御部１５は、信号パターンＰＡＴに基づいて、データ出力部１３が補償係数の読み出しに用いるＬＵＴ_ｉを決定してもよい。

１１電力計算部
１２メモリ
１３データ出力部
１４歪補償演算部
１５制御部
１６信号解析部
２１、３５平均電力計算部
３０第２の変換回路
３１遅延回路
３２、４３周波数変換器
３３ＡＤＣ
３４直交復調部
３６方向性結合器
４０、５０第１の変換回路
４１直交変調部
４２ＤＡＣ
４４可変抵抗減衰器
４５電力増幅器
１００、２００、３００歪補償回路
１０００、２０００、３０００送信機

Claims

入力信号の電力値を算出する電力計算部と、
前記入力信号に乗算する補償係数を含む複数のルックアップテーブルが格納されたメモリと、
前記複数のルックアップテーブルのいずれかから、前記電力計算部が算出した電力値に対応する補償係数を読み出して出力するデータ出力部と、
前記データ出力部から出力される補償係数を前記入力信号に乗算する歪補償演算部と、
前記入力信号の信号特性を解析する信号解析部と、
前記信号解析部の解析結果に基づいて、補償係数を読み出すルックアップテーブルを決定し、決定したルックアップテーブルを前記データ出力部に通知する制御部と、を備え、
前記信号解析部は、前記入力信号の入力振幅をサンプリングし、前記入力振幅の分布のピークの中心値及びピークの形状の一方又は両方に基づいて信号パターンを決定し、
前記制御部は、決定された信号パターンに基づいて、補償係数を読み出すルックアップテーブルを決定する、
歪補償回路。
前記データ出力部は、前記制御部から通知されたルックアップテーブルが通知前に補償係数を読み出していたルックアップテーブルと異なる場合、補償係数を読み出すルックアップテーブルを前記制御部から通知されたルックアップテーブルに切り替える、
請求項１に記載の歪補償回路。
入力信号の電力値を算出する電力計算部と、
前記入力信号に乗算する補償係数を含む複数のルックアップテーブルが格納されたメモリと、
前記複数のルックアップテーブルのいずれかから、前記電力計算部が算出した電力値に対応する補償係数を読み出して出力するデータ出力部と、
前記データ出力部から出力される補償係数を前記入力信号に乗算する歪補償演算部と、
前記入力信号の信号特性を解析する信号解析部と、
前記信号解析部の解析結果に基づいて、補償係数を読み出すルックアップテーブルを決定し、決定したルックアップテーブルを前記データ出力部に通知する制御部と、
前記入力信号の一定期間における第１の平均電力を算出し、算出した前記第１の平均電力を前記制御部に出力する第１の平均電力算出部と、を備え、
前記制御部は、前記信号解析部の解析結果と前記第１の平均電力とに基づいて、補償係数を読み出すルックアップテーブルを決定する、
歪補償回路。
前記データ出力部は、前記制御部から通知されたルックアップテーブルが通知前に補償係数を読み出していたルックアップテーブルと異なる場合、補償係数を読み出すルックアップテーブルを前記制御部から通知されたルックアップテーブルに切り替える、
請求項３に記載の歪補償回路。
前記信号解析部は、前記入力信号の入力振幅をサンプリングし、前記入力振幅の分布に基づいて信号パターンを決定し、
前記制御部は、決定された信号パターンに基づいて、補償係数を読み出すルックアップテーブルを決定する、
請求項３又は４に記載の歪補償回路。
前記信号解析部は、
前記入力振幅の分布のピークの中心値及びピークの形状の一方又は両方に基づいて、信号パターンを決定する、
請求項５に記載の歪補償回路。
前記入力信号はデジタルベースバンド信号であり、前記歪補償演算部で補償係数が乗算されたデジタルベースバンド信号は、後段の第１の変換回路によって無線送信信号に変換される、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の歪補償回路。
前記入力信号であるデジタルベースバンド信号を遅延させる遅延回路と、
前記遅延回路で遅延されたデジタルベースバンド信号の一定期間における第１の平均電力を算出し、算出した前記第１の平均電力を前記制御部に出力する第１の平均電力算出部と、
前記無線送信信号をデジタルベースバンド信号に変換する第２の変換回路と、
前記第２の変換回路で変換されたデジタルベースバンド信号の一定期間における第２の平均電力を算出し、算出した前記第２の平均電力を前記制御部に出力する第２の平均電力算出部と、を更に備え、
前記制御部は、
前記第１の平均電力と前記第２の平均電力から前記第１の変換回路のゲインを算出し、
前記ゲインが所定範囲外である場合、前記ゲインが所定範囲内となるように前記第１の変換回路を制御する、
請求項７に記載の歪補償回路。
前記制御部は、前記遅延回路で遅延されたデジタルベースバンド信号と、前記第２の変換回路で変換されたデジタルベースバンド信号と、が同期するように、前記遅延回路での遅延量を制御する、
請求項８に記載の歪補償回路。
入力信号の電力値を算出し、
前記入力信号の入力振幅をサンプリングし、前記入力振幅の分布のピークの中心値及びピークの形状の一方又は両方に基づいて信号パターンを決定し、
決定された信号パターンに基づいて、メモリに格納された補償係数を含む複数のルックアップテーブルから、前記入力信号に乗算する補償係数を読み出すルックアップテーブルを決定し、
決定されたルックアップテーブルから、算出した電力値に対応する補償係数を読み出し、
読み出した補償係数を前記入力信号に乗算する、
歪補償方法。
入力信号に歪補償演算を行う歪補償回路と、
前記歪補償回路で歪補償演算された信号を無線送信信号に変換する変換回路と、を備え、
前記歪補償回路は、
前記入力信号の電力値を算出する電力計算部と、
前記入力信号に乗算する補償係数を含む複数のルックアップテーブルが格納されたメモリと、
前記複数のルックアップテーブルのいずれかから、前記電力計算部が算出した電力値に対応する補償係数を読み出して出力するデータ出力部と、
前記データ出力部から出力される補償係数を前記入力信号に乗算する歪補償演算部と、
前記入力信号の信号特性を解析する信号解析部と、
前記信号解析部の解析結果に基づいて、補償係数を読み出すルックアップテーブルを決定し、決定したルックアップテーブルを前記データ出力部に通知する制御部と、を備え、
前記信号解析部は、前記入力信号の入力振幅をサンプリングし、前記入力振幅の分布のピークの中心値及びピークの形状の一方又は両方に基づいて信号パターンを決定し、
前記制御部は、決定された信号パターンに基づいて、補償係数を読み出すルックアップテーブルを決定する、
送信機。
入力信号の電力値を算出し、
前記入力信号の信号特性を解析し、
前記入力信号の一定期間における第１の平均電力を算出し、
前記解析の結果と、算出した前記第１の平均電力と、に基づいて、メモリに格納された補償係数を含む複数のルックアップテーブルから、前記入力信号に乗算する補償係数を読み出すルックアップテーブルを決定し、
決定されたルックアップテーブルから、算出した電力値に対応する補償係数を読み出し、
読み出した補償係数を前記入力信号に乗算する、
歪補償方法。
入力信号に歪補償演算を行う歪補償回路と、
前記歪補償回路で歪補償演算された信号を無線送信信号に変換する変換回路と、を備え、
前記歪補償回路は、
前記入力信号の電力値を算出する電力計算部と、
前記入力信号に乗算する補償係数を含む複数のルックアップテーブルが格納されたメモリと、
前記複数のルックアップテーブルのいずれかから、前記電力計算部が算出した電力値に対応する補償係数を読み出して出力するデータ出力部と、
前記データ出力部から出力される補償係数を前記入力信号に乗算する歪補償演算部と、
前記入力信号の信号特性を解析する信号解析部と、
前記信号解析部の解析結果に基づいて、補償係数を読み出すルックアップテーブルを決定し、決定したルックアップテーブルを前記データ出力部に通知する制御部と、
前記入力信号の一定期間における第１の平均電力を算出し、算出した前記第１の平均電力を前記制御部に出力する第１の平均電力算出部と、を備え、
前記制御部は、前記信号解析部の解析結果と前記第１の平均電力とに基づいて、補償係数を読み出すルックアップテーブルを決定する、
送信機。