JP6926578B2 - 歪補償装置、及び歪補償方法 - Google Patents

Description

本発明は、歪補償装置、及び歪補償方法に関する。

従来、無線移動体通信の分野では、基地局等に用いられる電力増幅器の非線形歪を補償する技術が提案されている。かかる技術において、複数の周波数帯の信号を共通の電力増幅器により同時に増幅する場合、複数の歪補償部やデュアルバンドＤＰＤ（Digital Pre-Distortion）を用いて、非線形歪を補償するものがある。更に、デュアルバンドＤＰＤを用いた電力増幅器では、二次元ＬＵＴ（Look Up Table）の前段に、dual-input truncated Volterra modelのデジタルフィルタを設け、二次歪も補償するものもある。他にも、他のバンドに生じる高調波や相互変調歪について、逆特性となる信号を付加することにより歪補償を行うものや、非線形連立方程式を解くことにより歪補償を行うものがある。

しかしながら、上述した技術では、十分な歪補償性能が得られず、無線品質の低下を招いてしまうことがある。例えば、複数の周波数帯の信号を共通の電力増幅器により同時に増幅する場合、２つのバンドの中心周波数が約２倍程度の関係（例えば、４．６ＧＨｚと９．０ＧＨｚ）にある様な条件下では、これらの中心周波数の差に相当する周波数や、低い方の中心周波数の２倍に相当する周波数において、偶数次の歪（以下、単に「偶数次歪」と記す。）が発生することがある。また、複数の周波数帯の信号を複数の電力増幅器により同時に増幅して合成する場合であっても、合成器のアイソレーションが不十分なケースでは、同様に偶数次歪が発生することがある。この様な偶数次歪が、送信信号のバンドに近い周波数に発生すると、偶数次歪をフィルタによりカットすることは困難である。また、カットするとしても、急峻なフィルタが必要となり、装置の回路規模が大きくなってしまう。特に、偶数次歪が送信信号帯域内に発生する場合には、フィルタによるカットは極めて困難となる。

そこで、電力増幅器によりマルチバンド信号を増幅する場合に発生する奇数次歪に加えて偶数次歪を抑圧する歪補償装置が提案されている。この様な装置は、奇数次歪を補償する歪補償部と偶数次歪を補償する歪補償部との双方を備える。この様な装置は、例えば、バンドＡ（中心周波数ｆ_Ａ）及びバンドＢ（中心周波数ｆ_Ｂ）のデュアルバンド信号を、共通増幅（ｆ_Ａ＜ｆ_Ｂ）する場合、バンドＡ、Ｂに発生する奇数次歪に加えて、中心周波数２ｆ_Ａや中心周波数ｆ_Ｂ−ｆ_Ａに発生する偶数次歪も併せて補償する構成を採る。

特開２００２−０８４１４６号公報 特開２０１２−２２７８８１号公報 特開２０１４−００３５２７号公報

Bassam, S.A., Helaoui, M., Ghannouchi, F.M., "2-D Digital Predistortion (2-D-DPD) Architecture for Concurrent Dual-Band Transmitters," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol.59, no.10, pp.2547-2553, Oct.2011. Younes, M., Ghannouchi, F.M., "On the Modeling and Linearization of a Concurrent Dual-Band Transmitter Exhibiting Nonlinear Distortion and Hardware Impairments," IEEE Transactions on Circuits and Systems I, vol.60, no.11, pp.3055-3068, Nov.2013. 大田智也、川崎敏雄、木村重一、玉野井健、馬庭透 "適応的マルチバンド共通増幅歪補償法の検討" 信学技報、vol.116, no.12, MW2016-2, pp.7-10, Apr.2016.

次に、図７を参照して、上述した従来の歪補償装置の課題を説明する。図７は、従来の歪補償装置の課題を説明するための図である。歪補償装置は、バンドＡ（中心周波数ｆ_Ａ）について送信側とフィードバック側とで共通の周波数ｆ_ＬＯ１のローカル源を用い、バンドＢ（中心周波数ｆ_Ｂ）について送信側とフィードバック側とで共通の周波数ｆ_ＬＯ２のローカル源を用いる。ローカル源においては通常、位相揺らぎがあるため、瞬間的に周波数ずれ（Δｆ_１、Δｆ_２）が発生するが、送信側とフィードバック側とで周波数ずれを相殺することにより、影響を受けない。送信側の上側の低バンド側の経路では、歪補償装置は、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）からバンドＡの送信信号を周波数ｆ_Ａ−ｆ_ＬＯ１により出力し、ローカル周波数ｆ_ＬＯ１＋Δｆ_１のアップコンバータにより、周波数ｆ_Ａ＋Δｆ_１に周波数変換する。同様に、送信側の下側の高バンド側の経路では、歪補償装置は、ＤＡＣからバンドＢの送信信号を周波数ｆ_Ｂ−ｆ_ＬＯ２により出力し、ローカル周波数ｆ_ＬＯ２＋Δｆ_２のアップコンバータにより、周波数ｆ_Ｂ＋Δｆ_２に周波数変換する。これらの無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）信号は、信号合成器により合成された後、アンプにより電力増幅される。

また、フィードバック側では、アンプ出力の一部をカップラで取り出したフィードバック信号が、分配器により２つの信号に分配される。上側の低バンド側の経路では、歪補償装置は、ＬＰＦ（Low Pass Filter）によりバンドＡ（中心周波数ｆ_Ａ＋Δｆ_１）のフィードバック信号を通過させ、ローカル周波数ｆ_ＬＯ１＋Δｆ_１のダウンコンバータにより周波数ｆ_Ａ−ｆ_ＬＯ１に周波数変換する。該変換後の信号は、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）により、アナログ信号からデジタル信号に変換される。下側の高バンド側の経路では、歪補償装置は、ＨＰＦ（High Pass Filter）によりバンドＢ（中心周波数ｆ_Ｂ＋Δｆ_２）のフィードバック信号を通過させ、ローカル周波数ｆ_ＬＯ２＋Δｆ_２のダウンコンバータにより周波数ｆ_Ｂ−ｆ_ＬＯ２に周波数変換する。該変換後の信号は、ＡＤＣにより、アナログ信号からデジタル信号に変換される。この様に、歪補償装置は、主信号については、バンドＡについて送信側とフィードバック側とで共通の周波数ｆ_ＬＯ１のローカル源を用い、バンドＢについて送信側とフィードバック側とで共通の周波数ｆ_ＬＯ２のローカル源を用いる。これにより、ＤＡＣ出力の周波数とＡＤＣ入力の周波数とが完全に一致する関係となり、ローカル源の位相揺らぎによる周波数ずれの影響は無くなる。

しかしながら、中心周波数２ｆ_Ａや中心周波数ｆ_Ｂ−ｆ_Ａに発生する偶数次歪は、上記周波数ずれの影響を受ける。偶数次歪補償信号の周波数は、それぞれ２ｆ_Ａ＋Δｆ_２、ｆ_Ｂ−ｆ_Ａ＋Δｆ_１である。これに対して、バンドＡの周波数がｆ_Ａ＋Δｆ_１であり、かつ、バンドＢの周波数がｆ_Ｂ＋Δｆ_２である場合に実際に偶数次歪が発生する周波数は、それぞれ周波数２ｆ_Ａ＋２Δｆ_１、ｆ_Ｂ−ｆ_Ａ＋Δｆ_２−Δｆ_１である。従って、これらの偶数次歪が発生する周波数と、上記偶数次歪補償信号の周波数とが一致する条件は、２Δｆ_１＝Δｆ_２となる。ところが、一般的には、２つの独立したローカル源が、常に２Δｆ_１＝Δｆ_２の条件を満たすわけではないため、実際に偶数次歪が発生する周波数と偶数次歪補償信号の周波数との間にずれが生じ、歪補償後の電力増幅器出力のスペクトラム波形において、偶数次残留歪が時間の経過に伴って上下する現象がみられる。このため、ローカル位相揺らぎの影響により、偶数次歪の抑制効果が低下する。その結果、マルチバンド共通増幅時における歪補償性能が低下する。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、歪補償性能を向上することができる歪補償装置、及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に、本願の開示する歪補償装置は、一つの態様において、生成部と変換部と補償部とを有する。前記生成部は、送信側とフィードバック側とで共通の信号を生成する。前記変換部は、前記生成部の出力信号を用いて生成した信号により、周波数を変換する。前記補償部は、偶数次歪補償信号を生成し、該偶数次歪補償信号が前記変換部により周波数変換され、送信信号が電力増幅された信号（電力増幅器出力信号）に発生する偶数次歪を補償する。

本願の開示する歪補償装置の一つの態様によれば、歪補償性能を向上することができる。

図１は、本実施例に係る歪補償装置の全体構成を示す図である。 図２は、実施例１に係る歪補償装置のマルチバンド周波数変換部の構成を示す図である。 図３は、実施例１の変形例１に係る歪補償装置のマルチバンド周波数変換部の構成を示す図である。 図４は、実施例２に係る歪補償装置のマルチバンド周波数変換部の構成を示す図である。 図５は、実施例２の変形例２に係る歪補償装置のマルチバンド周波数変換部の構成を示す図である。 図６は、実施例３に係る歪補償装置のマルチバンド周波数変換部の構成を示す図である。 図７は、従来の歪補償装置の課題を説明するための図である。

以下に、本願の開示する歪補償装置、及び歪補償方法の実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施例により、本願の開示する歪補償装置、及び歪補償方法が限定されるものではない。

図１は、本実施例に係る歪補償装置１０の全体構成を示す図である。歪補償装置１０は、複数の周波数帯域（例えば、４．６ＧＨｚと９．０ＧＨｚ）のベースバンド信号（マルチバンド信号）がＲＦに周波数変換された信号を共通のアンプにより増幅する。図１に示す様に、歪補償装置１０は、奇数次歪補償部１１と偶数次歪補償部１２とアップコンバータ１３ａ〜１３ｄと信号合成器１３ｅ、１３ｆとダウンコンバータ１３ｇ〜１３ｊとを有する。また、歪補償装置１０は、共通ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）１４ａ、１４ｂと共通ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）１４ｃ、１４ｄとマルチバンド周波数変換部１５とアンプ１６とカップラ１７と奇数次歪補償係数更新部１８と偶数次歪補償係数更新部１９とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、各種信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。

更に、マルチバンド周波数変換部１５は、送信側周波数変換部１５１とフィードバック側周波数変換部１５２と、これらの周波数変換部１５１、１５２に共通の１つのローカル源１５ａとを有する。

奇数次歪補償部１１は、バンドＡの送信信号とバンドＢの送信信号との２つの入力に基づき、バンドＡ（中心周波数ｆ_Ａ）の奇数次歪補償信号とバンドＢ（中心周波数ｆ_Ｂ）の奇数次歪補償信号とを生成する。偶数次歪補償部１２は、バンドＡの送信信号とバンドＢの送信信号との２つの入力に基づき、中心周波数ｆ_Ｃ＝２ｆ_Ａの偶数次歪補償信号と中心周波数ｆ_Ｄ＝ｆ_Ｂ−ｆ_Ａの偶数次歪補償信号とを生成する。

デジタル領域においては、アップコンバータ１３ａは、バンドＡ（中心周波数ｆ_Ａ）の奇数次歪補償信号を周波数ｆ’_Ａ＝ｆ_Ａ−ｆ_Ｂ／２に周波数変換し、アップコンバータ１３ｄは、中心周波数ｆ_Ｄ＝ｆ_Ｂ−ｆ_Ａの偶数次歪補償信号を周波数ｆ’_Ｄ＝ｆ_Ｂ／２−ｆ_Ａに周波数変換する。信号合成器１３ｅは、周波数変換後のデジタル信号を合成し、共通ＤＡＣ１４ａは、該デジタル信号をアナログ信号に変換する。また、アップコンバータ１３ｂは、バンドＢ（中心周波数ｆ_Ｂ）の奇数次歪補償信号を周波数ｆ’_Ｂ＝ｆ_Ｂ／２−ｆ_Ａに周波数変換し、アップコンバータ１３ｃは、中心周波数ｆ_Ｃ＝２ｆ_Ａの偶数次歪補償信号を周波数ｆ’_Ｃ＝ｆ_Ａ−ｆ_Ｂ／２に周波数変換する。信号合成器１３ｆは、周波数変換後のデジタル信号を合成し、共通ＤＡＣ１４ｂは、該デジタル信号をアナログ信号に変換する。アナログ変換された歪補償信号は、送信側周波数変換部１５１により、無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）にアップコンバートされ、アンプ１６により電力増幅される。

次にフィードバック信号に関し、アンプ出力の一部をカップラで取り出した信号が、フィードバック側周波数変換部１５２において、ＲＦからベースバンドにダウンコンバートされた後、２つの信号に分けて出力される。フィードバック側周波数変換部１５２は、一方の出力として、低バンド側のフィードバック信号、すなわちバンドＡ（中心周波数ｆ_Ａ）の奇数次歪と中心周波数ｆ_Ｄ＝ｆ_Ｂ−ｆ_Ａの偶数次歪とを含むフィードバック信号を出力する。フィードバック側周波数変換部１５２は、他方の出力として、高バンド側のフィードバック信号、すなわちバンドＢ（中心周波数ｆ_Ｂ）の奇数次歪と中心周波数ｆ_Ｃ＝２ｆ_Ａの偶数次歪とを含むフィードバック信号を出力する。

共通ＡＤＣ１４ｃ、１４ｄは、上記２つのフィードバック信号をそれぞれアナログ信号からデジタル信号に変換する。上側のＡＤＣ出力信号は、デジタルの信号分配器により分配され、バンドＡ（中心周波数ｆ_Ａ）のフィードバック信号を周波数ｆ’_Ａ＝ｆ_Ａ−ｆ_Ｂ／２からベースバンドへ周波数変換した信号が、奇数次歪補償係数更新部１８に入力される。また、中心周波数ｆ_Ｄ＝ｆ_Ｂ−ｆ_Ａの偶数次歪のフィードバック信号を周波数ｆ’_Ｄ＝ｆ_Ｂ／２−ｆ_Ａからベースバンドへ周波数変換した信号が、偶数次歪補償係数更新部１９に入力される。下側のＡＤＣ出力信号は、デジタルの信号分配器により分配され、バンドＢ（中心周波数ｆ_Ｂ）のフィードバック信号を周波数ｆ’_Ｂ＝ｆ_Ｂ／２−ｆ_Ａからベースバンドへ周波数変換した信号が、奇数次歪補償係数更新部１８に入力される。また、中心周波数ｆ_Ｃ＝２ｆ_Ａの偶数次歪のフィードバック信号を周波数ｆ’_Ｃ＝ｆ_Ａ−ｆ_Ｂ／２からベースバンドへ周波数変換した信号が、偶数次歪補償係数更新部１９に入力される。

奇数次歪補償係数更新部１８は、バンドＡの送信信号とバンドＢの送信信号とバンドＡ（中心周波数ｆ_Ａ）のフィードバック信号とバンドＢ（中心周波数ｆ_Ｂ）のフィードバック信号と更新前の歪補償係数とに基づき、奇数次歪補償係数を更新し、更新後の奇数次歪補償係数を奇数次歪補償部１１へ出力する。同様に、偶数次歪補償係数更新部１９は、バンドＡの送信信号とバンドＢの送信信号と中心周波数ｆ_Ｃ＝２ｆ_Ａのフィードバック信号と中心周波数ｆ_Ｄ＝ｆ_Ｂ−ｆ_Ａのフィードバック信号と更新前の歪補償係数とに基づき、偶数次歪補償係数を更新し、更新後の偶数次歪補償係数を偶数次歪補償部１２へ出力する。

図２は、実施例１に係る歪補償装置１０のマルチバンド周波数変換部１５の構成を示す図である。実施例１に係るマルチバンド周波数変換部１５は、ローカル信号を分周（例えば、２分周）した信号により周波数変換する。図２に示す様に、ローカル源１５ａの周波数を２ｆ_ＬＯとし、位相ゆらぎによる周波数ずれを２Δｆとする。高バンド側では、アップコンバータ１５１ａが、この周波数２ｆ_ＬＯ＋２Δｆの信号を用いて周波数変換し、低バンド側では、アップコンバータ１５１ｂが、１／２の周波数になる様に２分周した周波数ｆ_ＬＯ＋Δｆの信号を用いて周波数変換する。このため、バンドＡの周波数はｆ_Ａ＋Δｆ、バンドＢの周波数はｆ_Ｂ＋２Δｆとなり、偶数次歪補償信号の周波数は、それぞれ２ｆ_Ａ＋２Δｆ、ｆ_Ｂ−ｆ_Ａ＋Δｆとなる。このとき実際に偶数次歪が発生するのは、それぞれ周波数２ｆ_Ａ＋２Δｆ、ｆ_Ｂ−ｆ_Ａ＋Δｆであるため、これらの偶数次歪が発生する周波数と偶数次歪補償信号の周波数とが常に一致することとなる。従って、ローカル位相ゆらぎの影響は回避される。

一方、フィードバック側では、アンプ出力の一部をカップラで取り出したフィードバック信号が、分配器により２つの信号に分配される。図２上側の低バンド側の経路では、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１５２ａが、低バンド側のフィードバック信号、すなわちバンドＡ（中心周波数ｆ_Ａ＋Δｆ）の奇数次歪と中心周波数ｆ_Ｄ＋Δｆ＝ｆ_Ｂ−ｆ_Ａ＋Δｆの偶数次歪とを含むフィードバック信号を通過させる。その後、ダウンコンバータ１５２ｂは、１／２の周波数になる様に２分周した周波数ｆ_ＬＯ＋Δｆの信号を用いて、上記フィードバック信号を周波数変換する。これにより、周波数はそれぞれｆ_Ｄ−ｆ_ＬＯ、ｆ_Ａ−ｆ_ＬＯとなり、共通ＡＤＣ１４ｃにおいて、アナログ信号からデジタル信号に変換される。

更に、図２下側の高バンド側の経路では、ＨＰＦ（High Pass Filter）１５２ｃが、高バンド側のフィードバック信号、すなわちバンドＢ（中心周波数ｆ_Ｂ＋２Δｆ）の奇数次歪と中心周波数ｆ_Ｃ＋２Δｆ＝２ｆ_Ａ＋２Δｆの偶数次歪とを含むフィードバック信号を通過させる。その後、ダウンコンバータ１５２ｄは、周波数２ｆ_ＬＯ＋２Δｆの信号を用いて、上記フィードバック信号を周波数変換する。これにより、周波数はそれぞれｆ_Ｂ−２ｆ_ＬＯ、ｆ_Ｃ−２ｆ_ＬＯとなり、ＡＤＣ１４ｄにおいて、アナログ信号からデジタル信号に変換される。この様に、実施例１に係る歪補償装置１０によれば、ＤＡＣ出力の周波数とＡＤＣ入力の周波数とが一致する関係となり、ローカル源１５ａの位相揺らぎによる周波数ずれの影響が抑制される。

（変形例１）
図３は、実施例１の変形例１に係る歪補償装置１０のマルチバンド周波数変換部１５の構成を示す図である。変形例１に係る歪補償装置１０は、ローカル源１５ａのローカル信号を２逓倍することにより２倍の周波数の信号を生成する点において、２分周することにより１／２倍の周波数の信号を生成する実施例１に係る歪補償装置１０と異なる。すなわち、変形例１に係るマルチバンド周波数変換部１５は、ローカル信号を逓倍（例えば、２逓倍）した信号により周波数変換する。

ローカル源１５ａの周波数をｆ_ＬＯ、位相ゆらぎによる周波数ずれをΔｆとする。低バンド側では、アップコンバータ１５１ｂが、この周波数ｆ_ＬＯ＋Δｆの信号を用いて周波数変換し、高バンド側では、アップコンバータ１５１ａが、ミキサ１５１ｄにより２逓倍した周波数２ｆ_ＬＯ＋２Δｆの信号を用いて周波数変換する。このため、バンドＡの周波数はｆ_Ａ＋Δｆ、バンドＢの周波数はｆ_Ｂ＋２Δｆとなり、偶数次歪補償信号の周波数は、それぞれ２ｆ_Ａ＋２Δｆ、ｆ_Ｂ−ｆ_Ａ＋Δｆとなる。このとき実際に偶数次歪が発生するのは、それぞれ周波数２ｆ_Ａ＋２Δｆ、ｆ_Ｂ−ｆ_Ａ＋Δｆであるため、これらの偶数次歪が発生する周波数と偶数次歪補償信号の周波数とが常に一致することとなる。従って、ローカル位相ゆらぎの影響は回避される。

以上説明した様に、歪補償装置１０は、送信信号（例えば、マルチバンド信号）を増幅する電力増幅器の非線形歪を補償する装置であり、ローカル源１５ａと送信側周波数変換部１５１と偶数次歪補償部１２とを有する。ローカル源１５ａは、送信側とフィードバック側とで共通のローカル信号を生成する。送信側周波数変換部１５１は、ＤＡＣ出力の周波数とＡＤＣ入力の周波数とが一致し、かつ、偶数次歪が発生する周波数と偶数次歪補償信号の周波数とが常に一致する様に、ローカル源１５ａの出力信号を用いて生成した信号により、周波数を変換する。偶数次歪補償部１２は、送信側周波数変換部１５１により周波数変換された偶数次歪補償信号を用いて、電力増幅器出力信号（送信信号が増幅された信号）に発生する偶数次歪を補償する。換言すれば、ローカル源１５ａは、送信側とフィードバック側とで共通で用いる第１の信号を生成する。送信側周波数変換部１５１は、上記第１の信号に基づいた第２の信号を用いて、偶数次歪補償信号となる第３の信号の周波数を変換する。偶数次歪補償部１２は、上記第３の信号が送信側周波数変換部１５１により周波数変換された信号を用いて、増幅による送信信号の偶数次歪を補償する。

具体的には、歪補償装置１０において、送信側周波数変換部１５１は、アップコンバータ１５１ａとアップコンバータ１５１ｂとを有する。アップコンバータ１５１ａは、ローカル源１５ａの出力信号を用いて生成した第１信号により、第１バンド（高バンド）側の信号を周波数変換する。アップコンバータ１５１ｂは、ローカル源１５ａの出力信号を用いて生成した第２信号により、第２バンド（低バンド）側の信号を周波数変換する。この場合、偶数次歪補償部１２が生成した偶数次歪補償信号が、アップコンバータ１５１ａにより周波数変換され、上記送信信号が増幅された信号の上記第１バンド側に発生する偶数次歪を補償すると共に、偶数次歪補償部１２が生成した偶数次歪補償信号が、アップコンバータ１５１ｂにより周波数変換され、上記送信信号が増幅された信号の上記第２バンド側に発生する偶数次歪を補償する。

更に、歪補償装置１０において、ローカル源１５ａは、複数の周波数の信号を、分周または逓倍の関係で生成するものとしてもよい。

上述した様に、歪補償装置１０は、実際に偶数次歪が発生する周波数と、上記偶数次歪補償信号の周波数とが一致する条件（例えば、２Δｆ_１＝Δｆ_２）が成立する様に、マルチバンド周波数変換部１５により、周波数変換を行う。すなわち、歪補償装置１０は、送信側とフィードバック側とで共通の１つのローカル源１５ａを備えたマルチバンド周波数変換部１５により、ローカル位相ゆらぎの影響を回避する。これにより、歪補償装置１０は、マルチバンド共通増幅時における歪補償性能を向上することができる。すなわち、歪補償装置１０は、奇数次歪の歪補償性能に加えて、偶数次歪の歪補償性能を向上することができる。従って、時間が経過しても偶数次残留歪が上下することが無くなり、歪補償装置１０は、残留歪が最も小さい状態をキープすることが可能となる。

次に、実施例２について説明する。実施例２に係る歪補償装置の構成は、図１に示した実施例１に係る歪補償装置１０の構成と、主要部において同様である。従って、共通する構成要素には、同一の符号を付すと共に、その図示及び詳細な説明は省略する。図４は、実施例２に係る歪補償装置１０のマルチバンド周波数変換部１５の構成を示す図である。以下、図４を参照しながら、実施例２に係るマルチバンド周波数変換部１５について、実施例１との相違点を中心として説明する。

図４に示す様に、マルチバンド周波数変換部１５は、低バンド側においてｍ回（例えば、１回）の周波数変換を行い、高バンド側においてｎ回（ｍ＜ｎであり、例えば、２回）の周波数変換を行う。周波数変換のローカル源１５ａは、全て共通のものを用いる。

ローカル源１５ａの周波数をｆ_ＬＯ、位相ゆらぎによる周波数ずれをΔｆとする。低バンド側では、アップコンバータ１５１ｂが、周波数ｆ_ＬＯ＋Δｆの信号を用いて１回周波数変換し、高バンド側では、アップコンバータ１５１ａが、周波数ｆ_ＬＯ＋Δｆの信号を用いて２回周波数変換する。このため、バンドＡの周波数はｆ_Ａ＋Δｆ、バンドＢの周波数はｆ_Ｂ＋２Δｆとなり、偶数次歪補償信号の周波数は、それぞれ２ｆ_Ａ＋２Δｆ、ｆ_Ｂ−ｆ_Ａ＋Δｆとなる。このとき実際に偶数次歪が発生するのは、それぞれ周波数２ｆ_Ａ＋２Δｆ、ｆ_Ｂ−ｆ_Ａ＋Δｆであるため、これらの偶数次歪が発生する周波数と偶数次歪補償信号の周波数とが常に一致することとなる。従って、ローカル位相ゆらぎの影響は回避される。

（変形例２）
図５は、実施例２の変形例２に係る歪補償装置１０のマルチバンド周波数変換部１５の構成を示す図である。図５に示す様に、変形例２に係る歪補償装置１０は、カップラ１７からのフィードバック信号の内、ＬＰＦ１５２ａにより低バンド側を通過させたものと、ＨＰＦ１５２ｃにより高バンド側を通過させて１回周波数変換したものとを、信号合成器１５２ｆにて合成する。ダウンコンバータ１５２ｂは、低バンド側と高バンド側とで共通のダウンコンバータであり、上記合成後の信号を周波数変換して、共通のＡＤＣ１４ｃへ出力する。

より具体的には、フィードバック側においては、アンプ出力の一部をカップラ１７により取り出したフィードバック信号が、分配器において２つの信号に分配される。図５上側の低バンド側の経路では、ＬＰＦ１５２ａにより、低バンド側のフィードバック信号、すなわちバンドＡ（中心周波数ｆ_Ａ＋Δｆ）の奇数次歪と中心周波数ｆ_Ｄ＋Δｆ＝ｆ_Ｂ−ｆ_Ａ＋Δｆの偶数次歪とを含むフィードバック信号を通過させる。一方、図５下側の高バンド側の経路では、ＨＰＦ１５２ｃにより、高バンド側のフィードバック信号、すなわちバンドＢ（中心周波数ｆ_Ｂ＋２Δｆ）の奇数次歪と中心周波数ｆ_Ｃ＋２Δｆ＝２ｆ_Ａ＋２Δｆの偶数次歪とを含むフィードバック信号を通過させる。その後、周波数ｆ_ＬＯ＋Δｆの信号を用いて、ダウンコンバータ１５２ｄは、それぞれの周波数を、ｆ_Ｂ−ｆ_ＬＯ＋Δｆ、ｆ_Ｃ−ｆ_ＬＯ＋Δｆに変換する。信号合成器１５２ｆは、該変換後の信号を、ＬＰＦ１５２ａからの出力信号と合成する。合成された信号は更に、低バンド側と高バンド側とで共通のダウンコンバータ１５２ｂにより、周波数ｆ_ＬＯ＋Δｆの信号を用いて、それぞれ周波数ｆ_Ｄ−ｆ_ＬＯ、ｆ_Ａ−ｆ_ＬＯ、ｆ_Ｂ−２ｆ_ＬＯ、ｆ_Ｃ−２ｆ_ＬＯに周波数変換される。その後、周波数変換後の信号は、共通のＡＤＣ１４ｃにより、アナログ信号からデジタル信号に変換される。

上述した様に、変形例２に係る歪補償装置１０によれば、フィードバック側周波数変換部１５２は、フィードバック信号の内、低バンド側を通過させたものと、高バンド側を通過させて周波数変換したものとを合成し、該合成後の信号を更に周波数変換する。これにより、変形例２に係る歪補償装置１０は、フィードバック側を一部共通化することで、マルチバンド周波数変換部１５の回路を簡易に構成することができる。

次に、実施例３について説明する。実施例３に係る歪補償装置の構成は、図１に示した実施例１に係る歪補償装置１０の構成と、主要部において同様である。従って、共通する構成要素には、同一の符号を付すと共に、その図示及び詳細な説明は省略する。図６は、実施例３に係る歪補償装置１０のマルチバンド周波数変換部１５の構成を示す図である。以下、図６を参照しながら、実施例３に係るマルチバンド周波数変換部１５について、実施例１との相違点を中心として説明する。

実施例３に係る歪補償装置１０は、奇数次歪同士を重ね、かつ、偶数次歪同士を重ねて、共通フィードバックする。具体的には、歪補償装置１０は、フィードバック側周波数変換部１５２により、複数の奇数次歪が重ねられた周波数成分と複数の偶数次歪が重ねられた周波数成分とを含む信号を、共通フィードバック信号としてフィードバックする。偶数次歪補償部１２は、上記共通フィードバック信号を用いて重ねられた上記複数の奇数次歪と上記複数の偶数次歪とをそれぞれ分離して、送信信号に発生する偶数次歪を補償する。

図６に示す様に、ローカル源１５ａの周波数を３ｆ_ＬＯとし、位相ゆらぎによる周波数ずれを３Δｆとすると、１／３の周波数になる様に３分周した信号の周波数は、ｆ_ＬＯ＋Δｆとなる。ローカル信号の周波数が３ｆ_ＬＯ＝（ｆ_Ａ＋ｆ_Ｂ）／２を満たす時、バンドＡ（中心周波数ｆ_Ａ＋２Δｆ）及びバンドＢ（中心周波数ｆ_Ｂ＋４Δｆ）のデュアルバンド信号は、フィードバック側の１つ目のダウンコンバータ１５２ｇにより、周波数３ｆ_ＬＯ＋３Δｆ＝（ｆ_Ａ＋ｆ_Ｂ）／２＋３Δｆの信号を用いて同一の周波数（ｆ_Ｂ−ｆ_Ａ）／２＋Δｆに周波数変換される。一方、中心周波数２ｆ_Ａ＋４Δｆ＝ｆ_Ｃ＋４Δｆ、及び中心周波数ｆ_Ｂ−ｆ_Ａ＋２Δｆ＝ｆ_Ｄ＋２Δｆの偶数次歪は、フィードバック側の１つ目のダウンコンバータ１５２ｇにより、周波数３ｆ_ＬＯ＋３Δｆ＝（ｆ_Ａ＋ｆ_Ｂ）／２＋３Δｆの信号を用いて同一の周波数（３ｆ_Ａ−ｆ_Ｂ）／２＋Δｆに周波数変換される。更に、これら周波数変換後の信号は、１／３の周波数になる様に３分周した周波数ｆ_ＬＯ＋Δｆ＝（ｆ_Ａ＋ｆ_Ｂ）／６＋Δｆの信号を用いて、フィードバック側の２つ目のダウンコンバータ１５２ｈにより、それぞれ周波数（２ｆ_Ａ−ｆ_Ｂ）／３、周波数（４ｆ_Ａ−２ｆ_Ｂ）／３に周波数変換される。

一方、送信側においては、周波数ｆ_Ａ−２ｆ_ＬＯ＝（２ｆ_Ａ−ｆ_Ｂ）／３の奇数次歪補償信号と周波数２ｆ_ＬＯ−ｆ_Ｄ＝（４ｆ_Ａ−２ｆ_Ｂ）／３の偶数次歪補償信号とが、それぞれ異なるＤＡＣ１４ａ−１、１４ａ−２から出力される。該出力信号は、３分周した周波数ｆ_ＬＯ＋Δｆの信号を用いたアップコンバータ１５１ｆ、１５１ｅにより、それぞれ周波数３ｆ_ＬＯ−ｆ_Ａ＋Δｆ＝（ｆ_Ｂ−ｆ_Ａ）／２＋Δｆ、周波数３ｆ_ＬＯ−ｆ_Ｄ＋Δｆ＝（３ｆ_Ａ−ｆ_Ｂ）／２＋Δｆに周波数変換された後に、信号合成器１５１ｋにおいて合成される。また、周波数４ｆ_ＬＯ−ｆ_Ｂ＝（２ｆ_Ａ−ｆ_Ｂ）／３の奇数次歪補償信号と周波数ｆ_Ｃ−４ｆ_ＬＯ＝（４ｆ_Ａ−２ｆ_Ｂ）／３の偶数次歪補償信号とが、それぞれ異なるＤＡＣ１４ｂ−１、１４ｂ−２から出力される。該出力信号は、３分周した周波数ｆ_ＬＯ＋Δｆの信号を用いたアップコンバータ１５１ｉ、１５１ｈにより、それぞれ周波数ｆ_Ｂ−３ｆ_ＬＯ＋Δｆ＝（ｆ_Ｂ−ｆ_Ａ）／２＋Δｆ、周波数ｆ_Ｃ−３ｆ_ＬＯ＋Δｆ＝（３ｆ_Ａ−ｆ_Ｂ）／２＋Δｆに周波数変換された後に、信号合成器１５１ｌにおいて合成される。

図６上側の低バンド側の経路では、上記合成後の信号は、周波数３ｆ_ＬＯ＋３Δｆの信号を用いたアップコンバータ１５１ｇにより、周波数ｆ_Ａ＋２Δｆ、ｆ_Ｄ＋２Δｆ＝ｆ_Ｂ−ｆ_Ａ＋２Δｆ、ｆ_Ｂ＋４Δｆ、ｆ_Ｃ＋４Δｆ＝２ｆ_Ａ＋４Δｆに周波数変換される。ＬＰＦ１５１ｍは、該周波数変換後の信号の内、低バンド側の信号、すなわち周波数ｆ_Ａ＋２Δｆ、及びｆ_Ｄ＋２Δｆ＝ｆ_Ｂ−ｆ_Ａ＋２Δｆの信号のみを通過させる。一方、図６下側の高バンド側の経路では、上記合成後の信号は、周波数３ｆ_ＬＯ＋３Δｆの信号を用いたアップコンバータ１５１ｊにより、周波数ｆ_Ａ＋２Δｆ、ｆ_Ｄ＋２Δｆ＝ｆ_Ｂ−ｆ_Ａ＋２Δｆ、ｆ_Ｂ＋４Δｆ、ｆ_Ｃ＋４Δｆ＝２ｆ_Ａ＋４Δｆに周波数変換される。ＨＰＦ１５１ｎは、該周波数変換後の信号の内、高バンド側の信号、すなわち周波数ｆ_Ｂ＋４Δｆ、及びｆ_Ｃ＋４Δｆ＝２ｆ_Ａ＋４Δｆの信号のみを通過させる。

ＬＰＦ１５１ｍからの出力信号とＨＰＦ１５１ｎからの出力信号とは、信号合成器１５１ｏにおいて合成され、アンプ１６に入力される。このときアンプ出力において実際に偶数次歪が発生する周波数は、それぞれ周波数２ｆ_Ａ＋４Δｆ、ｆ_Ｂ−ｆ_Ａ＋２Δｆであるため、これらの偶数次歪が発生する周波数と偶数次歪補償信号の周波数とが常に一致することとなる。その結果、ローカル位相ゆらぎの影響は回避される。

なお、上記実施例及び変形例では、送信側とフィードバック側とで共通のローカル信号を生成するローカル源が、歪補償装置１０において、ローカル源１５ａの１つである態様を例示したが、ローカル源は、２つ以上であってもよい。

また、上記実施例及び変形例では、信号送信に用いる周波数帯域として、２つの帯域（例えば、４．６ＧＨｚと９．０ＧＨｚ）を例示したが、歪補償装置１０を有する基地局等が、１つまたは３つ以上の帯域を用いて、信号を送信するものとしてもよい。同様に、偶数次歪を抑制する帯域についても、２つの帯域に限らず、１つまたは３つ以上の帯域であってもよい。また、奇数次歪の発生する周波数帯域と、偶数次歪の発生する周波数帯域とは、必ずしも異なる帯域でなくてもよい。

更に、上記実施例及び変形例に係る歪補償装置１０は、送信側と受信側とで同一のローカル源１５ａを用いるものとしたが、異なるローカル源を用いてもよい。歪補償装置１０は、送信側と受信側の上記第１バンド（高バンド）側の信号には、同一の周波数（上記第１信号）を用いて周波数変換するものとしたが、異なる周波数を用いて周波数変換するものとしてもよい。第２バンド（低バンド）側の信号についても同様に、歪補償装置１０は、異なる周波数を用いて周波数変換するものとしてもよい。

また、歪補償装置１０の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的態様は、図示のものに限らず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することもできる。例えば、送信側周波数変換部１５１とフィードバック側周波数変換部１５２を、１つの構成要素として統合してもよい。反対に、送信側周波数変換部１５１に関し、低バンド（バンドＡ）側の周波数（ｆ_Ｄ−ｆ_ＬＯ、ｆ_Ａ−ｆ_ＬＯ）を変換する部分と、高バンド（バンドＢ）側の周波数（ｆ_Ｂ−２ｆ_ＬＯ、ｆ_Ｃ−２ｆ_ＬＯ）を変換する部分とに分散してもよい。また、二次元ＬＵＴ等を格納するメモリを、歪補償装置１０の外部装置として、ケーブルやネットワーク経由で接続する様にしてもよい。

更に、上記説明では、実施例及び変形例毎に、個別の構成及び動作を説明した。しかしながら、各実施例及び変形例に係る歪補償装置は、他の実施例や変形例に特有の構成要素を併せて有するものとしてもよい。また、実施例、変形例毎の組合せについても、２つに限らず、３つ以上の組合せ等、任意の形態を採ることが可能である。例えば、変形例１の周波数逓倍方式を、実施例２、３に係る歪補償装置１０に適用してもよい。あるいは、変形例２のフィードバック側の回路構成を、実施例１、３に係る歪補償装置１０に適用してもよい。更に、１つの歪補償装置１０が、実施例１〜３及び変形例１、２において説明した全ての構成要素を併有するものとしてもよい。

１０ 歪補償装置
１１ 奇数次歪補償部
１２ 偶数次歪補償部
１３ａ〜１３ｄ アップコンバータ
１３ｅ、１３ｆ 信号合成器
１３ｇ〜１３ｊ ダウンコンバータ
１４ａ、１４ａ−１、１４ａ−２、１４ｂ、１４ｂ−１、１４ｂ−２ 共通ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）
１４ｃ、１４ｄ 共通ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）
１５ マルチバンド周波数変換部
１５ａ ローカル源
１６ アンプ
１７ カップラ
１８ 奇数次歪補償係数更新部
１９ 偶数次歪補償係数更新部
１５１ 送信側周波数変換部
１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｅ〜１５１ｊ アップコンバータ
１５１ｃ、１５１ｋ、１５１ｌ、１５１ｏ 信号合成器
１５１ｄ ミキサ
１５２ フィードバック側周波数変換部
１５２ａ、１５１ｍ ＬＰＦ（Low Pass Filter）
１５２ｂ、１５２ｄ、１５２ｇ、１５２ｈ ダウンコンバータ
１５２ｃ、１５１ｎ ＨＰＦ（High Pass Filter）
１５２ｅ ミキサ
１５２ｆ 信号合成器

Claims (4)

1. 送信側とフィードバック側とで共通で用いる第１の信号を生成する生成部と、
   前記第１の信号に基づいた第２の信号を用いて、偶数次歪補償信号となる第３の信号の周波数を送信信号の低バンド側及び高バンド側の両方において変換する変換部と、
   前記第３の信号が前記変換部により周波数変換された信号を用いて、増幅による前記送信信号の、低バンド側及び高バンド側の各々に発生する偶数次歪を補償する補償部と
   を有し、
   前記変換部は、前記送信信号の低バンド側においてｍ回周波数変換し、高バンド側においてｎ（ｍ＜ｎ）回周波数変換することを特徴とする歪補償装置。
2. 前記変換部は、フィードバック信号の内、低バンド側を通過させたものと、高バンド側を通過させて周波数変換したものとを合成し、該合成後の信号を更に周波数変換することを特徴とする請求項１に記載の歪補償装置。
3. 送信側とフィードバック側とで共通で用いる第１の信号を生成する生成部と、
   前記第１の信号に基づいた第２の信号を用いて、偶数次歪補償信号となる第３の信号の周波数を送信信号の低バンド側及び高バンド側の両方において変換する変換部と、
   前記第３の信号が前記変換部により周波数変換された信号を用いて、増幅による前記送信信号の、低バンド側及び高バンド側の各々に発生する偶数次歪を補償する補償部と
   を有し、
   前記変換部は、複数の奇数次歪が重ねられた周波数成分と複数の偶数次歪が重ねられた周波数成分とを含む信号を、共通フィードバック信号としてフィードバックし、
   前記補償部は、前記共通フィードバック信号を用いて重ねられた前記複数の奇数次歪と前記複数の偶数次歪とをそれぞれ分離して、前記送信信号に発生する偶数次歪を補償することを特徴とする歪補償装置。
4. 歪補償装置が、
   送信側とフィードバック側とで共通で用いる第１の信号を生成し、
   前記第１の信号に基づいた第２の信号を用いて、偶数次歪補償信号となる第３の信号の周波数を送信信号の低バンド側及び高バンド側の両方において変換し、
   前記第３の信号が周波数変換された信号を用いて、増幅による前記送信信号の、低バンド側及び高バンド側の各々に発生する偶数次歪を補償する
   処理を含み、
   前記変換する処理は、前記送信信号の低バンド側においてｍ回周波数変換し、高バンド側においてｎ（ｍ＜ｎ）回周波数変換することを特徴とする歪補償方法。

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