JPWO2010073483A1

JPWO2010073483A1 - 歪補償増幅器

Info

Publication number: JPWO2010073483A1
Application number: JP2010543781A
Authority: JP
Inventors: 敬岡崎; 喜明土居
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc; NEC Corp
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc; NEC Corp
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2012-06-07
Anticipated expiration: 2029-11-20
Also published as: JP5124655B2; US20110298536A1; WO2010073483A1; US8514019B2

Abstract

プリディストーション方式により歪補償を行う歪補償増幅器で、歪補償の収束の高速化と歪補償量を向上させる。レベル検出手段１、歪補償態様記憶手段３、歪付与手段４により歪補償を行い、増幅手段８により信号を増幅する。フィードバック信号取得手段９、１１〜１６がフィードバック信号を取得し、歪レベル検出手段９、１１、１２、１７、１８がフィードバック信号に含まれる歪のレベルを検出する。制御手段１９が、歪補償処理の開始時には、増幅対象となる信号とフィードバック信号との誤差成分が小さくなるように歪補償態様記憶手段の記憶内容を更新し、誤差成分が小さくなったときには、検出される歪のレベルが小さくなるように歪補償態様記憶手段の記憶内容を更新する。

Description

本発明は、プリディストーション方式により増幅器の非線形歪を補償する歪補償増幅器に関し、特に、歪補償の収束の高速化と歪補償量を向上させる歪補償増幅器に関する。

例えば、移動通信システムに備えられた基地局装置では、物理的に遠く離れた移動局装置の所まで無線信号を到達させる必要があるため、信号を増幅器で大幅に増幅することが必要となる。しかしながら、増幅器はアナログデバイスであるため、その入出力特性は非線形な関数となる。特に、飽和点と呼ばれる増幅限界以降では、増幅器に入力される電力が増大しても出力電力がほぼ一定となる。そして、この非線形な出力によって非線形歪が発生させられる。

増幅前の送信信号では希望信号帯域外の信号成分が帯域制限フィルタによって低レベルに抑えられるが、増幅器通過後の信号では非線形歪が発生して希望信号帯域外（隣接チャネル）へ信号成分が漏洩する。例えば、基地局装置では上記したように送信電力が高いため、このような隣接チャネルへの漏洩電力の大きさは厳しく規定されており、このような隣接チャネル漏洩電力をいかにして削減するかが大きな問題となっている。歪補償方式の一つにプリディストーション方式があり、近年では増幅効率を重要視するため、フィードフォワード方式に変わり主流になりつつある。

プリディストーション方式で歪を低く抑えるには、プリディストータでは、瞬時電力に対する増幅器のＡＭ／ＡＭ特性とＡＭ／ＰＭ特性の逆特性の歪を予め与えておき、逆特性を与えた信号を増幅器に入力することによって、増幅器の出力は非線形な領域が相殺されて線形な特性となり、効率を高く保ったまま歪を低く抑えることが可能となる。

図３には、歪電力検出型のプリディストーション方式を用いる歪補償付きの増幅器（歪補償増幅器）の構成例を示してある。
本例の歪補償増幅器において行われる動作の一例を示す。
電力検出部１０１では入力されたＩＱディジタル信号の電力（又は、振幅）を検出し、アドレス算出部１０２ではメモリなどで構成される歪補償テーブル１０３の参照アドレスが計算される。歪補償テーブル１０３には、プリディストーション方式で歪補償を行うためのテーブルが格納されており、アドレス算出部１０２で計算された値に対応した歪補償値をプリディストータ部１０４へ出力する。

ここで、歪補償テーブル１０３には、補償対象となる増幅器の非線形なＡＭ／ＡＭ特性とＡＭ／ＰＭ特性の逆特性及びメモリ効果による歪を補償するための補正値が格納されており、本例では、歪補償テーブル１０３は、制御部１１５内部で振幅テーブル、位相テーブルに展開された後に、Ｉ、Ｑのテーブルに直交座標変換されて格納されている。

プリディストータ部１０４では歪補償テーブル１０３の参照結果と入力信号の複素乗算を行い、これによりプリディストーション方式で予め歪を与えられた信号は、Ｄ／Ａ（ＤｉｇｉｔａｌｔｏＡｎａｌｏｇ）コンバータ１０５を通ってアナログ信号となり、周波数変換部１０６で無線周波数（ＲＦ：ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号へ変換される。その後、この信号は、増幅部１０７で増幅され、出力信号は歪の無い信号となり、アンテナ１０８から出力される。

この出力信号の一部は、方向性結合器１０９により取り出されて、フィードバック信号として、周波数変換部１１１で中間周波数（ＩＦ：ＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の信号へ周波数変換され、Ａ／Ｄ（ＡｎａｌｏｇｔｏＤｉｇｉｔａｌ）コンバータ１１２でディジタル信号へ変換され、ＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）部１１３において時間軸データから周波数軸データへ変換され、歪帯域電力算出部１１４においてＦＦＴ処理されたデータから歪電力が算出される。制御部１１５では、歪帯域電力算出部１１４からのフィードバック歪電力が小さくなるように歪補償テーブル１０３の更新を行い、温度変化などに追従するために適応制御を行う。

図４には、入出力信号比較型のプリディストーション方式を用いる歪補償付きの増幅器（歪補償増幅器）の構成例を示してある。
本例の歪補償増幅器において行われる動作の一例を示す。
電力検出部２０１では入力されたＩＱディジタル信号の電力（又は、振幅）を検出し、アドレス算出部２０２ではメモリなどで構成される歪補償テーブル２０３の参照アドレスが計算される。歪補償テーブル２０３には、プリディストーション方式で歪補償を行うためのテーブルが格納されており、アドレス算出部２０２で計算された値に対応した歪補償値をプリディストータ部２０４へ出力する。

ここで、歪補償テーブル２０３には、補償対象となる増幅器の非線形なＡＭ／ＡＭ特性とＡＭ／ＰＭ特性の逆特性及びメモリ効果による歪を補償するための補正値が格納されており、本例では、歪補償テーブル１０３は、制御部２１７内部で振幅テーブル、位相テーブルに展開された後に、Ｉ、Ｑのテーブルに直交座標変換されて格納されている。

プリディストータ部２０４では歪補償テーブル２０３の参照結果と入力信号の複素乗算を行い、これによりプリディストーション方式で予め歪を与えられた信号は、Ｄ／Ａコンバータ２０５を通ってアナログ信号となり、周波数変換部２０６でＲＦ信号へ変換される。その後、この信号は、増幅部２０７で増幅され、出力信号は歪の無い信号となり、アンテナ２０８から出力される。

この出力信号の一部は、方向性結合器２０９により取り出されて、フィードバック信号として、周波数変換部２１１でＩＦ帯の信号へ周波数変換され、Ａ／Ｄコンバータ部２１２でディジタル信号へ変換され、直交検波部２１３でＩＱ信号に分けられる。Ｉ、Ｑのフィードバック信号は、フィードバックレベル補正部２１４で入力信号とフィードバック信号のレベルが調整され、フィードバック遅延補正部２１５で入力信号とフィードバック信号の遅延が調整され、フィードバック位相差補正部２１６で入力信号とフィードバック信号の位相差が調整され、その後、制御部２１７に入力される。制御部２１７では、入力信号とフィードバック信号から誤差成分を検出し、誤差成分が小さくなるように歪補償テーブル２０３の更新を行い、温度変化などに追従するために適応制御を行う。

特開２００４−３４３４９６号公報

しかしながら、図３に示されるような歪電力検出型のプリディストーション方式の歪補償増幅器では、歪補償制御の指標となる検出値として歪電力が大きくなったか或いは小さくなったかということしかないため、歪補償テーブル１０３を一意に決定しにくく、歪補償テーブル１０３の更新回数を多くしなければならないことから、収束時間が長くなってしまうという問題があった。

一方、図４に示されるような入出力信号比較型のプリディストーション方式の歪補償増幅器では、入力信号とフィードバック信号を比較するために最適点が見つけ易いことから、歪補償テーブル２０３の更新回数は少なくて済み、このため収束時間は速いが、正確に入力信号とフィードバック信号を比較することができないと、その分だけ歪補償量が劣化してしまうという問題があった。すなわち、歪電力検出型のプリディストーション方式の歪補償増幅器では、フィードバック信号の信号品質が悪い場合でも、歪が小さくなるように制御することができるが、入出力信号比較型のプリディストーション方式の歪補償増幅器では、歪が残っていても、収束したと判断すれば、歪補償動作がそこで停止してしまうという問題があった。

本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、プリディストーション方式により増幅器の非線形歪を補償するに際して、歪補償の収束の高速化と歪補償量を向上させることができる歪補償増幅器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、プリディストーション方式により歪補償を行う歪補償増幅器において、次のような構成とした。
すなわち、レベル検出手段が、増幅対象となる信号のレベルを検出する。歪補償態様記憶手段が、前記レベル検出手段により検出されるレベルに対応した歪補償態様を記憶する。歪付与手段が、前記歪補償態様記憶手段の記憶内容に基づいて、前記レベル検出手段により検出されたレベルに対応した歪補償態様で、前記増幅対象となる信号に対してプリディストーションの歪（予歪）を付与する。増幅手段が、前記歪付与手段によりプリディストーションの歪が付与された信号を増幅する。
フィードバック信号取得手段が、前記増幅手段により増幅された信号について、検波をしてフィードバック信号を取得する。歪レベル検出手段が、前記増幅手段により増幅された信号について、そのフィードバック信号に含まれる歪のレベルを検出する。
制御手段が、歪補償処理の開始時には、前記増幅対象となる信号と前記フィードバック信号取得手段により取得されたフィードバック信号との誤差成分が小さくなるように前記歪補償態様記憶手段の記憶内容を更新する第１の更新処理を行い、前記誤差成分が小さくなって所定の閾値を用いた所定の条件を満たすようになったときには、前記歪レベル検出手段により検出される歪のレベルが小さくなるように前記歪補償態様記憶手段の記憶内容を更新する第２の更新処理を行うように切り替える。

従って、歪補償処理の開始時には、歪補償量は劣るが収束は速い第１の更新処理を行い、前記した誤差成分が所定の程度で小さくなったときに（つまり、所定の程度で収束したときに）、収束は遅いが歪補償量は良い第２の更新処理を行うように切り替えることにより、プリディストーション方式により増幅器の非線形歪を補償するに際して、総じて、歪補償の収束の高速化と歪補償量を向上させることができる。

ここで、レベルとしては、例えば、電力のレベルや、振幅のレベルなどを用いることができる。
また、歪補償態様記憶手段は、例えば、メモリを用いて構成することができる。
また、歪補償態様としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、歪付与手段により付与されるプリディストーションの歪の振幅や位相を制御するための制御値を用いることができる。
また、第１の更新処理における所定の閾値を用いた所定の条件としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、前記した誤差成分が十分に小さくなったことが確認されるような条件が設定される。

以上説明したように、本発明に係る歪補償増幅器によると、プリディストーション方式により増幅器の非線形歪を補償するに際して、歪補償の収束の高速化と歪補償量を向上させることができる。

本発明の一実施例に係る歪補償増幅器の構成例を示す図である。本発明の一実施例に係る機能切り替え処理の手順の一例を示す図である。従来技術に係る歪補償増幅器の構成例を示す図である。従来技術に係る歪補償増幅器の構成例を示す図である。

本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施例に係るプリディストーション方式を用いる歪補償付きの増幅器（歪補償増幅器）の構成例を示してある。
本例の歪補償増幅器は、電力検出部１と、アドレス算出部２と、歪補償テーブル３と、プリディストータ部４と、Ｄ／Ａコンバータ５と、周波数変換部６と、増幅部７と、アンテナ８と、方向性結合器９と、周波数変換部１１と、Ａ／Ｄコンバータ１２と、直交検波部１３と、フィードバックレベル補正部１４と、フィードバック遅延補正部１５と、フィードバック位相差補正部１６と、ＦＦＴ部１７と、歪帯域電力算出部（歪電力検出部）１８と、制御部１９を備えている。

本例の歪補償増幅器において行われる動作の一例を示す。
本例の歪補償増幅器は、例えば、送信対象となる信号を無線により送信する送信機に設けられる。そして、本例の歪補償増幅器には送信対象となるＩ成分及びＱ成分からなる信号（ディジタルの複素信号）が入力され、この信号が電力検出部１、プリディストータ部４、制御部１９に入力される。

電力検出部１は、入力されたＩＱディジタル信号の電力を検出し、当該検出結果（本例では、電力の値）をアドレス算出部２へ出力する。なお、本例では、電力を検出する構成としたが、他の構成例として、電力の代わりに、振幅を検出して、その振幅の値を以降の処理で使用する構成が用いられてもよい。
アドレス算出部２は、電力検出部１から入力された電力値に基づいて歪補償テーブル３のアドレス値（参照アドレス）を計算して、歪補償テーブル３及び制御部１９へ出力する。ここで、本例では、電力値から参照アドレスを計算する式が予めメモリに設定されて記憶されており、この式が計算に使用される。

歪補償テーブル３は、メモリなどを用いて構成されており、プリディストーション方式で歪補償を行うためのテーブルを格納（記憶）していて、アドレス算出部２から入力された値（参照アドレス）に対応した歪補償値（本例では、Ｉ、Ｑの補償信号）をプリディストータ部４へ出力する。
ここで、本例では、歪補償テーブル３のテーブルには、参照アドレスと歪補償値との対応が記憶されている。

また、本例では、歪補償テーブル３のテーブルには、補償対象となる増幅器（本例では、増幅部７の増幅器）の非線形なＡＭ／ＡＭ特性とＡＭ／ＰＭ特性の逆特性及びメモリ効果による歪を補償するための補正値（本例では、これら両方を補償するための歪補償値）が格納されており、また、歪補償テーブル３のテーブルの内容は、制御部１９の内部で振幅テーブル、位相テーブルに展開された後に、Ｉ、Ｑのテーブルに直交座標変換されて格納されている。

プリディストータ部４は、歪補償テーブル３の参照結果（本例では、歪補償値であるＩ、Ｑの補償信号）と入力信号（本例では、入力されたＩＱディジタル信号）との複素乗算を行い、これにより、入力信号に対してプリディストーション方式で予め歪を与え、このようにして予め歪が与えられた信号をＤ／Ａコンバータ５へ出力する。
Ｄ／Ａコンバータ５は、プリディストータ部４から入力された信号をディジタル信号からアナログ信号へ変換して、周波数変換部６へ出力する。

周波数変換部６は、Ｄ／Ａコンバータ５から入力された信号を無線周波数（ＲＦ）信号へ周波数変換して、増幅部７へ出力する。
増幅部７は、周波数変換部６から入力された信号を増幅して、アンテナ８へ出力する。ここで、増幅部７から出力される信号は、理想的には、プリディストータ部４で与えられた歪と増幅部７で発生した歪とが打ち消されて、歪の無い信号となる。
アンテナ８は、増幅部７から入力された信号を無線により送信する。
方向性結合器９は、増幅部７からアンテナ８へ出力される信号の一部を取得して、フィードバック信号として、周波数変換部１１へ出力する。

周波数変換部１１は、方向性結合器９から入力された信号を中間周波数（ＩＦ）帯の信号へ周波数変換して、Ａ／Ｄコンバータ１２へ出力する。
Ａ／Ｄコンバータ１２は、周波数変換部１１から入力された信号をアナログ信号からディジタル信号へ変換して、直交検波部１３及びＦＦＴ部１７へ出力する。

直交検波部１３は、Ａ／Ｄコンバータ１２から入力された信号を直交検波してＩＱ信号（Ｉ成分とＱ成分からなる信号）に分けて、これにより得られたＩ、Ｑのフィードバック信号をフィードバックレベル補正部１４へ出力する。
フィードバックレベル補正部１４は、直交検波部１３から入力されたＩ、Ｑのフィードバック信号のレベルを調整することで、入力信号とフィードバック信号とのレベルの関係を調整して、フィードバック遅延補正部１５へ出力する。

フィードバック遅延補正部１５は、フィードバックレベル補正部１４から入力されたＩ、Ｑのフィードバック信号の遅延（遅延時間）を調整することで、入力信号とフィードバック信号との遅延の関係を調整して、フィードバック位相差補正部１６へ出力する。
フィードバック位相差補正部１６は、フィードバック遅延補正部１５から入力されたＩ、Ｑのフィードバック信号の位相差を調整することで、入力信号とフィードバック信号との位相差の関係を調整して、制御部１９へ出力する。

ここで、本例では、フィードバックレベル補正部１４により行われるレベル補正の態様や、フィードバック遅延補正部１５により行われる遅延補正の態様や、フィードバック位相差補正部１６により行われる位相差補正の態様は、例えば、本例の歪補償増幅器の回路構成などに応じて予め設定されており、入力信号（本例では、歪補償増幅器に入力されるＩＱディジタル信号）とフィードバック信号（本例では、制御部１９に入力されるＩ、Ｑのフィードバック信号）とを比較する場合に、歪成分以外のもともとの信号（基本信号）が同一（又は、略同一）となるような補正態様が用いられる。つまり、入力信号とフィードバック信号との誤差が（できるだけ）歪成分を反映するように構成される。

ＦＦＴ部１７は、Ａ／Ｄコンバータ１２から入力された信号（ディジタル信号に変換されたデータ）に対してＦＦＴ処理を行い、これにより当該信号を時間データから周波数軸データへ変換して、歪帯域電力算出部１８へ出力する。
歪帯域電力算出部１８は、ＦＦＴ部１７から入力されたデータに基づいて、フィードバック信号に含まれる歪成分の電力（歪電力）の値を算出して、当該算出結果（歪電力の値）を制御部１９へ出力する。

ここで、本例の歪帯域電力算出部１８では、歪の周波数帯域が予めメモリに設定されて記憶されており、ＦＦＴ部１７から入力されたデータのうちで、記憶された歪の周波数帯域に該当する周波数帯域の電力（例えば、複数の周波数帯域が該当する場合には積分値又は平均値など）を歪電力として算出する。
なお、本例では、歪の電力を検出する構成としたが、他の構成例として、電力の代わりに、振幅を検出して、その振幅の値を以降の処理で使用する構成が用いられてもよい。

制御部１９は、フィードバック位相差補正部１６から入力される信号（データ）を使用して歪補償を制御する態様（第１の制御モード）と、歪帯域電力算出部１８から入力される信号（データ）を使用して歪補償を制御する態様（第２の制御モード）とのいずれか一方を用いるように、状況に応じて選択して切り替えて、歪補償テーブル３のテーブルの内容を制御し、このような適応制御により、温度変化などに追従することを可能とする。

具体的には、制御部１９は、フィードバック位相差補正部１６から入力される信号（データ）を使用する場合には、入力信号（本例では、歪補償増幅器に入力されるＩＱディジタル信号）とフィードバック位相差補正部１６から入力されたＩ、Ｑのフィードバック信号との誤差成分を検出し、検出した誤差成分が小さくなるように歪補償テーブル３のテーブルの内容を更新する。また、制御部１９は、歪帯域電力算出部１８から入力される信号（データ）を使用する場合には、歪帯域電力算出部１８から入力される（フィードバック信号に含まれる）歪電力が小さくなるように歪補償テーブル３のテーブルの内容を更新する。

また、制御部１９は、アドレス算出部２から入力された参照アドレスに基づいて、例えば、フィードバック系から入力されるフィードバック信号や歪電力に対応した歪補償テーブル３のアドレス（入力信号の電力）を特定することができ、歪補償テーブル３中で更新すべき対象（つまり、該当する参照アドレスに対応する歪補償値）を特定することができる。

図２には、制御部１９により２つの歪補償動作機能（第１の制御モードと第２の制御モード）を選択して切り替える処理のフローチャートの一例を示してある。
本例の制御部１９は、所定の収束カウンタの機能を有している。
まず、歪補償処理が開始されて（ステップＳ１）、初期の歪補償時には、入出力信号比較方式による歪補償のモード（本例では、第１の制御モード）になり、歪補償制御に使用するフィードバックデータとしてフィードバック位相差補正部１６からのデータを選択する（ステップＳ２）。入出力信号比較モードでは、入力信号とフィードバック信号とを比較して、その誤差成分が小さくなるように歪補償テーブル３を適応制御する。

また、入出力信号比較モード（本例では、第１の制御モード）では、検出した誤差成分と（例えば予めメモリに設定されて記憶された）所定の閾値との大小関係を比較することを行う。この比較の結果、検出した誤差成分が設定された閾値以上である（又は、閾値よりも大きい、でもよい）と判定した場合には、収束カウンタの値を０にクリアして（ステップＳ８）、入出力信号比較モードの処理を続けて行う（ステップＳ２の処理へ戻る）。

一方、上記した比較の結果、検出した誤差成分が設定された閾値よりも小さい（又は、閾値以下である、でもよい）と判定した場合には（ステップＳ３）、収束カウンタの値を＋１する、つまり、収束カウンタの値に１を加える（ステップＳ４）。
また、収束カウンタの値と（例えば予めメモリに設定されて記憶された）所定の閾値である収束判定閾値との大小関係を比較することを行い（ステップＳ５）、収束カウンタの値が収束判定閾値よりも大きくなり（又は、収束判定閾値以上となり、でもよい）、十分に収束したと判断されると、歪電力検出方式による歪補償のモード（本例では、第２の制御モード）へ切り替えてモードを変更する（ステップＳ６）。なお、他の場合には、入出力信号比較モードの処理を続けて行う。

上記した歪電力検出モードでは、フィードバックデータとして歪帯域電力算出部１８からのデータを選択する。歪電力検出モードでは、検出される歪電力が小さくなるように歪補償テーブル３を適応制御する。
また、歪電力検出モードでは、（例えば、送信信号の）周波数の変更や、送信レベルの変更等といった所定の状況に変化があったか否かを監視して判定し、所定の状況に変化があったことを判定した場合には（ステップＳ７）、収束カウンタの値を０にクリアして（ステップＳ８）、入出力信号比較モード（本例では、第１の制御モード）へ切り替えて、その処理へ戻る（ステップＳ２の処理へ戻る）。

以上のように、本例では、プリディストーション方式を用いる歪補償増幅器において、入出力信号を比較してプリディストーションを行う第１の手法（本例では、第１の制御モード）と歪電力を検出してプリディストーションを行う第２の手法（本例では、第２の制御モード）を有しており、これら２つの手法のうち、歪補償の初期収束時や送信周波数変更時や送信レベル変更時には第１の手法を使用し、その後に所定の程度で収束したと判断した場合には第２の手法を使用するように切り替える。

具体的には、本例の歪補償増幅器では、入力される信号の電力値（又は、振幅値）を検出する電力検出部１と、電力検出部１で検出された電力値（又は、振幅値）を歪補償テーブル３のアドレスへ変換するアドレス算出部２と、増幅器の逆特性が格納されている歪補償テーブル３と、歪補償テーブル３からの歪補償信号と入力信号との複素乗算を行うプリディストータ部４と、ディジタル信号をアナログ信号へ変換するＤ／Ａコンバータ５と、Ｄ／Ａコンバータ５から出力されたアナログ信号をＲＦ周波数の信号へ周波数変換を行う周波数変換部６と、ＲＦ信号を増幅する増幅部７と、増幅部７の出力の一部をＩＦ周波数の信号へ周波数変換を行う周波数変換部１１と、アナログ信号をディジタル信号へ変換するＡ／Ｄコンバータ１２と、Ａ／Ｄコンバータ１２からの信号を直交検波してＩＱ信号に分ける直交検波部１３と、入出力信号のレベル補正を行うレベル補正部１４と、入出力信号の遅延補正を行う遅延補正部１５と、入出力信号の位相差補正を行う位相差補正部１６と、Ａ／Ｄコンバータ１２からの信号をＦＦＴ処理して周波数軸データへ変換するＦＦＴ部１７と、歪電力の検出を行う歪帯域電力検出部１８と、入出力信号を比較して誤差が小さくなるように歪補償テーブル３を適応制御する第１の機能及び歪電力が小さくなるように歪補償テーブル３を適応制御する第２の機能を有していてこれら２種類の歪補償制御機能を状況に応じて選択する制御部１９と、を備える。

従って、本例の歪補償増幅器では、入力信号を増幅器（本例では、増幅部７の増幅器）により増幅する場合に、プリディストーション方式により、当該増幅器で発生する歪の逆特性の予歪を与えて歪補償するに際して、歪補償収束時間の短縮化（収束の高速化）と安定した歪補償動作を両立させることができ、全体的な歪補償性能を向上させることができる。

なお、本例の歪補償増幅器では、電力検出部１の機能によりレベル検出手段が構成されており、歪補償テーブル３の機能により歪補償態様記憶手段が構成されており、プリディストータ部４の機能により歪付与手段が構成されており、増幅部７の機能により増幅手段が構成されており、方向性結合器９や周波数変換部１１やＡ／Ｄコンバータ１２や直交検波部１３やフィードバックレベル補正部１４やフィードバック遅延補正部１５やフィードバック位相差補正部１６の機能によりフィードバック信号取得手段が構成されており、方向性結合器９や周波数変換部１１やＡ／Ｄコンバータ１２やＦＦＴ部１７や歪帯域電力算出部１８の機能により歪レベル検出手段が構成されており、制御部１９の機能により制御手段が構成されている。

ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。

１、１０１、２０１・・電力検出部、２、１０２、２０２・・アドレス算出部、３、１０３、２０３・・歪補償テーブル、４、１０４、２０４・・プリディストータ部、
５、１０５、２０５・・Ｄ／Ａコンバータ、６、１１、１０６、１１１、２０６、２１１・・周波数変換部、７、１０７、２０７・・増幅部、８、１０８、２０８・・アンテナ、９、１０９、２０９・・方向性結合器、１２、１１２、２１２・・Ａ／Ｄコンバータ、１３、２１３・・直交検波部、１４、２１４・・フィードバックレベル補正部、１５、２１５・・フィードバック遅延補正部、１６、２１６・・フィードバック位相差補正部、１７、１１３・・ＦＦＴ部、１８、１１４・・歪帯域電力算出部、
１９、１１５、２１７・・制御部、

Claims

プリディストーション方式により歪補償を行う歪補償増幅器において、
増幅対象となる信号のレベルを検出するレベル検出手段と、
前記レベル検出手段により検出されるレベルに対応した歪補償態様を記憶する歪補償態様記憶手段と、
前記歪補償態様記憶手段の記憶内容に基づいて、前記レベル検出手段により検出されたレベルに対応した歪補償態様で、前記増幅対象となる信号に対してプリディストーションの歪を付与する歪付与手段と、
前記歪付与手段によりプリディストーションの歪が付与された信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された信号について検波をしてフィードバック信号を取得するフィードバック信号取得手段と、
前記増幅手段により増幅された信号についてそのフィードバック信号に含まれる歪のレベルを検出する歪レベル検出手段と、
歪補償処理の開始時には、前記増幅対象となる信号と前記フィードバック信号取得手段により取得されたフィードバック信号との誤差成分が小さくなるように前記歪補償態様記憶手段の記憶内容を更新する第１の更新処理を行い、前記誤差成分が小さくなって所定の閾値を用いた所定の条件を満たすようになったときには、前記歪レベル検出手段により検出される歪のレベルが小さくなるように前記歪補償態様記憶手段の記憶内容を更新する第２の更新処理を行うように切り替える制御手段と、
を備えたことを特徴とする歪補償増幅器。
請求項１に記載の歪補償増幅器において、
前記制御手段は、初期の歪補償時には、前記第１の更新処理を行い、前記誤差成分と所定の第１閾値との大小関係を比較して、前記誤差成分が前記第１閾値より小さい又は前記第１閾値以下という第１条件を満たさないと判定された場合には、所定のカウンタの値を０にクリアして前記第１の更新処理を続けて行い、前記第１条件を満たすと判定された場合には、前記カウンタの値に１を加えた後に前記カウンタの値と所定の第２閾値との大小関係を比較して、前記カウンタの値が前記第２閾値より大きい又は前記第２閾値以上という第２条件を満たすと判定された場合には、前記第２の更新処理を行うように切り替え、前記第２条件を満たさないと判定された場合には、前記第１の更新処理を続けて行う、
ことを特徴とする歪補償増幅器。
請求項２に記載の歪補償増幅器において、
前記制御手段は、前記第２の更新処理において、所定の状況に変化があったか否かを監視して判定し、所定の状況に変化があったと判定された場合には、前記カウンタの値を０にクリアして前記第１の更新処理を行うように切り替える、
ことを特徴とする歪補償増幅器。
請求項１に記載の歪補償増幅器において、
増幅対象となるＩ、Ｑの入力信号の電力値を検出する電力検出部と、
前記電力検出部により検出された電力値に基づく参照アドレスを計算するアドレス算出部と、
参照アドレスと歪補償値であるＩ、Ｑの補償信号との対応を記憶し、前記アドレス算出部により計算された参照アドレスに対応した歪補償値を出力する歪補償テーブルと、
前記歪補償テーブルから出力される歪補償値と入力信号との複素乗算を行うことで、入力信号に対してプリディストーションの歪を付与するプリディストータ部と、
前記プリディストータ部により歪が付与された信号をディジタル信号からアナログ信号へ変換するＤ／Ａコンバータと、
前記Ｄ／Ａコンバータにより変換された信号を無線周波数帯の信号へ周波数変換する第１周波数変換部と、
前記第１周波数変換部により周波数変換された信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部により増幅された信号の一部を取得する方向性結合器と、
前記方向性結合器により取得された信号を中間周波数帯の信号へ周波数変換する第２周波数変換部と、
前記第２周波数変換部により周波数変換された信号をアナログ信号からディジタル信号へ変換するＡ／Ｄコンバータと、
前記Ａ／Ｄコンバータにより変換された信号を直交検波してＩ、Ｑのフィードバック信号を得る直交検波部と、
前記直交検波部により得られたフィードバック信号のレベルを調整することで、入力信号とフィードバック信号とのレベルの関係を調整するフィードバックレベル補正部と、
前記直交検波部により得られたフィードバック信号の遅延を調整することで、入力信号とフィードバック信号との遅延の関係を調整するフィードバック遅延補正部と、
前記直交検波部により得られたフィードバック信号の位相差を調整することで、入力信号とフィードバック信号との位相差の関係を調整するフィードバック位相差補正部と、
前記Ａ／Ｄコンバータにより変換された信号に対してＦＦＴ処理を行うことで、当該信号を時間データから周波数軸データへ変換するＦＦＴ部と、
前記ＦＦＴ部により変換された周波数軸データに基づいて、フィードバック信号に含まれる歪成分の電力値を算出する歪帯域電力算出部と、
入力信号とフィードバック信号との誤差成分が小さくなるように前記歪補償テーブルの内容を更新する第１の更新処理と、前記歪帯域電力算出部により算出される歪成分の電力値が小さくなるように前記歪補償テーブルの内容を更新する第２の更新処理とを、状況に応じて選択して切り替える制御部と、
を備え、
前記レベル検出手段は前記電力検出部の機能により構成され、前記歪補償態様記憶手段は前記歪補償テーブルの機能により構成され、前記歪付与手段は前記プリディストータ部の機能により構成され、前記増幅手段は前記増幅部の機能により構成され、前記フィードバック信号取得手段は前記方向性結合器、前記第２周波数変換部、前記Ａ／Ｄコンバータ、前記直交検波部、前記フィードバックレベル補正部、前記フィードバック遅延補正部及び前記フィードバック位相差補正部の機能により構成され、前記歪レベル検出手段は前記方向性結合器、前記第２周波数変換部、前記Ａ／Ｄコンバータ、前記ＦＦＴ部及び前記歪帯域電力算出部の機能により構成され、前記制御手段は前記制御部の機能により構成される、
ことを特徴とする歪補償増幅器。
請求項２に記載の歪補償増幅器において、
増幅対象となるＩ、Ｑの入力信号の電力値を検出する電力検出部と、
前記電力検出部により検出された電力値に基づく参照アドレスを計算するアドレス算出部と、
参照アドレスと歪補償値であるＩ、Ｑの補償信号との対応を記憶し、前記アドレス算出部により計算された参照アドレスに対応した歪補償値を出力する歪補償テーブルと、
前記歪補償テーブルから出力される歪補償値と入力信号との複素乗算を行うことで、入力信号に対してプリディストーションの歪を付与するプリディストータ部と、
前記プリディストータ部により歪が付与された信号をディジタル信号からアナログ信号へ変換するＤ／Ａコンバータと、
前記Ｄ／Ａコンバータにより変換された信号を無線周波数帯の信号へ周波数変換する第１周波数変換部と、
前記第１周波数変換部により周波数変換された信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部により増幅された信号の一部を取得する方向性結合器と、
前記方向性結合器により取得された信号を中間周波数帯の信号へ周波数変換する第２周波数変換部と、
前記第２周波数変換部により周波数変換された信号をアナログ信号からディジタル信号へ変換するＡ／Ｄコンバータと、
前記Ａ／Ｄコンバータにより変換された信号を直交検波してＩ、Ｑのフィードバック信号を得る直交検波部と、
前記直交検波部により得られたフィードバック信号のレベルを調整することで、入力信号とフィードバック信号とのレベルの関係を調整するフィードバックレベル補正部と、
前記直交検波部により得られたフィードバック信号の遅延を調整することで、入力信号とフィードバック信号との遅延の関係を調整するフィードバック遅延補正部と、
前記直交検波部により得られたフィードバック信号の位相差を調整することで、入力信号とフィードバック信号との位相差の関係を調整するフィードバック位相差補正部と、
前記Ａ／Ｄコンバータにより変換された信号に対してＦＦＴ処理を行うことで、当該信号を時間データから周波数軸データへ変換するＦＦＴ部と、
前記ＦＦＴ部により変換された周波数軸データに基づいて、フィードバック信号に含まれる歪成分の電力値を算出する歪帯域電力算出部と、
入力信号とフィードバック信号との誤差成分が小さくなるように前記歪補償テーブルの内容を更新する第１の更新処理と、前記歪帯域電力算出部により算出される歪成分の電力値が小さくなるように前記歪補償テーブルの内容を更新する第２の更新処理とを、状況に応じて選択して切り替える制御部と、
を備え、
前記レベル検出手段は前記電力検出部の機能により構成され、前記歪補償態様記憶手段は前記歪補償テーブルの機能により構成され、前記歪付与手段は前記プリディストータ部の機能により構成され、前記増幅手段は前記増幅部の機能により構成され、前記フィードバック信号取得手段は前記方向性結合器、前記第２周波数変換部、前記Ａ／Ｄコンバータ、前記直交検波部、前記フィードバックレベル補正部、前記フィードバック遅延補正部及び前記フィードバック位相差補正部の機能により構成され、前記歪レベル検出手段は前記方向性結合器、前記第２周波数変換部、前記Ａ／Ｄコンバータ、前記ＦＦＴ部及び前記歪帯域電力算出部の機能により構成され、前記制御手段は前記制御部の機能により構成される、
ことを特徴とする歪補償増幅器。
請求項３に記載の歪補償増幅器において、
増幅対象となるＩ、Ｑの入力信号の電力値を検出する電力検出部と、
前記電力検出部により検出された電力値に基づく参照アドレスを計算するアドレス算出部と、
参照アドレスと歪補償値であるＩ、Ｑの補償信号との対応を記憶し、前記アドレス算出部により計算された参照アドレスに対応した歪補償値を出力する歪補償テーブルと、
前記歪補償テーブルから出力される歪補償値と入力信号との複素乗算を行うことで、入力信号に対してプリディストーションの歪を付与するプリディストータ部と、
前記プリディストータ部により歪が付与された信号をディジタル信号からアナログ信号へ変換するＤ／Ａコンバータと、
前記Ｄ／Ａコンバータにより変換された信号を無線周波数帯の信号へ周波数変換する第１周波数変換部と、
前記第１周波数変換部により周波数変換された信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部により増幅された信号の一部を取得する方向性結合器と、
前記方向性結合器により取得された信号を中間周波数帯の信号へ周波数変換する第２周波数変換部と、
前記第２周波数変換部により周波数変換された信号をアナログ信号からディジタル信号へ変換するＡ／Ｄコンバータと、
前記Ａ／Ｄコンバータにより変換された信号を直交検波してＩ、Ｑのフィードバック信号を得る直交検波部と、
前記直交検波部により得られたフィードバック信号のレベルを調整することで、入力信号とフィードバック信号とのレベルの関係を調整するフィードバックレベル補正部と、
前記直交検波部により得られたフィードバック信号の遅延を調整することで、入力信号とフィードバック信号との遅延の関係を調整するフィードバック遅延補正部と、
前記直交検波部により得られたフィードバック信号の位相差を調整することで、入力信号とフィードバック信号との位相差の関係を調整するフィードバック位相差補正部と、
前記Ａ／Ｄコンバータにより変換された信号に対してＦＦＴ処理を行うことで、当該信号を時間データから周波数軸データへ変換するＦＦＴ部と、
前記ＦＦＴ部により変換された周波数軸データに基づいて、フィードバック信号に含まれる歪成分の電力値を算出する歪帯域電力算出部と、
入力信号とフィードバック信号との誤差成分が小さくなるように前記歪補償テーブルの内容を更新する第１の更新処理と、前記歪帯域電力算出部により算出される歪成分の電力値が小さくなるように前記歪補償テーブルの内容を更新する第２の更新処理とを、状況に応じて選択して切り替える制御部と、
を備え、
前記レベル検出手段は前記電力検出部の機能により構成され、前記歪補償態様記憶手段は前記歪補償テーブルの機能により構成され、前記歪付与手段は前記プリディストータ部の機能により構成され、前記増幅手段は前記増幅部の機能により構成され、前記フィードバック信号取得手段は前記方向性結合器、前記第２周波数変換部、前記Ａ／Ｄコンバータ、前記直交検波部、前記フィードバックレベル補正部、前記フィードバック遅延補正部及び前記フィードバック位相差補正部の機能により構成され、前記歪レベル検出手段は前記方向性結合器、前記第２周波数変換部、前記Ａ／Ｄコンバータ、前記ＦＦＴ部及び前記歪帯域電力算出部の機能により構成され、前記制御手段は前記制御部の機能により構成される、
ことを特徴とする歪補償増幅器。