JPWO2015045709A1 - 信号送信装置、歪補償装置、及び信号送信方法 - Google Patents

信号送信装置、歪補償装置、及び信号送信方法 Download PDF

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Abstract

信号送信装置(10)の信号変換部(120)は、増幅部(130)から出力されるRF信号に含まれる、単一バンドのRF信号の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償するバンド内歪補償信号をバンド毎に生成し、該単一バンドに対応するRF信号に搬送させるバンド内歪補償アナログ回路部(122)と、増幅部(130)に入力される複数バンド間のRF信号の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償するバンド間歪補償信号を2つのバンドの組み合わせ毎に生成し、該2つのバンドに対応する各RF信号に搬送させるバンド間歪補償アナログ回路部(124)と、を有する。

Description

本発明は、複数の帯域のRF(Radio Frequency)信号を送信する信号送信装置、歪補償装置、及び信号送信方法に関する。
無線送信装置の内部において、無線通信に用いるRF信号を増幅する電力増幅器(PA:Power Amplifier)の非線形性が、RF信号を歪ませる大きな要因となっている。このRF信号の歪は、送信に用いられる所望帯域外への漏洩電力を発生させる。したがって、送信するRF信号の歪を抑制する事が、送信装置における重要な技術課題となる。
また、近年では、さらなる高速無線通信の実現に向けて、例えば非特許文献1に記載されるような、断片化された複数の帯域を集めて利用するCA(Carrier Aggregation)技術が用いられることもある。このCA技術においては、複数の帯域を束ねることによって広帯域を確保し、伝送速度を高速化することができる。
また、各キャリア周波数が大きく離れた(各キャリア周波数の差Δfが各キャリアのRF信号の変調帯域幅fBBよりも十分に大きい) Inter-band Non-contiguous CAモードでは、伝播特性の異なる複数キャリア周波数で同時に通信することによって、通信の安定性を向上させることができる。
このようなCA技術を用いた通信システムでは、複数の帯域(バンド)のRF信号を送信する信号送信装置が必要になる。そして、このような信号送信装置には、上述したRF信号の歪を抑制する機能が求められる。また、装置の小型化及び低コスト化の観点から、CA技術に対応した送信装置は、複数のバンドのRF信号を単一の電力増幅器で増幅し、かつ送信できる事が望ましい。
下記特許文献1乃至4には、複数バンドのRF信号を一括して増幅する電力増幅器の非線形を打ち消す信号をディジタル演算回路で算出及び出力することにより、当該増幅器から出力されるRF信号の信号歪を抑制する歪補償回路が開示されている。また、特許文献3及び4には、ルックアップテーブルやべき級数を用いて単一バンド内の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償する機能を有するアナログ回路が開示されている。また、特許文献5にも、電力増幅器において単一バンドのRF信号をミキシングすることによって生じる帯域内相互変調歪を打ち消す信号を算出及び出力するアナログ回路(RF−PD:Radio Frequency Pre-Distortion)が開示されている。特許文献5では、各周波数に対応する複数のRF−PDが備えられており、各RF−PDに対応する周波数のRF信号がスイッチによって選択され当該RF−PDに入力することにより、単一バンド内の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償する手法が開示されている。特許文献5に記載されるRF−PDは、例えば、特許文献6〜8に記載されるダイオードリニアライザを用いて実装することができる。また、特許文献5に記載されるRF−PDは、特許文献9に記載される相互変調歪発生回路を用いて実装することもできる。
米国特許出願公開第2010/0316157号明細書 特開2012−227811号公報 特開2005−244937号公報 特開2005−253045号公報 特開2012−142840号公報 特許第3335907号公報 特許第3951521号公報 特許第4319681号公報 国際公開第2007/123040号
三木信彦他、"LTE-Advancedにおける広帯域化を実現するCarrier Aggregation"、NTT DoCoMoテクニカルジャーナル、Vol.18、No.2 安藤繁、"電子回路 基礎からシステムまで"、培風館 S. Yamanouchi et al., "Analysis of Design of a Dynamic Predistorter for WCDMA Handset Power Amplifiers", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol.55, No.3, pp.493-503
特許文献1のディジタル演算回路は、帯域内相互変調歪と混変調歪とを同時に補償することが可能である。しかしながら、ディジタル演算回路には、CPU(Central Processing Unit)の動作速度やディジタル−アナログ変換器の動作速度によって、送信信号の変調帯域幅が制約されるという問題がある。送信信号の変調帯域幅の制約は、通信速度の制約につながる。この問題を解決するためには、ディジタル演算回路ではなく、アナログ回路で実装することが望ましい。
しかしながら、アナログ回路は、柔軟なプログラム機能を一般的に備えていない。そのため、上述したディジタル演算回路の歪補償機能(帯域内相互変調歪と混変調歪とを同時に補償する機能)を1つのアナログ回路で実装することは困難である。実際に、特許文献3等に開示されているアナログ回路は、帯域内相互変調歪のみを補償しており、混変調歪を補償していない。
本発明の目的は、複数バンドの信号を単一の電力増幅器で増幅した場合に生じる帯域内相互変調歪と混変調歪の両方をアナログ回路により補償する信号送信装置を提供することにある。
本発明によれば、複数バンドのRF信号を一括して増幅器で増幅した場合に生じる帯域内相互変調歪と混変調歪とをアナログ回路で補償することができる。
本発明によれば、
バンド毎に対応する複数のアナログベースバンド信号を出力する信号発生部と、
前記出力された複数のアナログベースバンド信号を対応するバンドのRF(Radio Frequency)信号に変換する信号変換部と、
前記バンド毎に変換されたRF信号を一括して増幅する増幅部と、を備え、
前記信号変換部は、
前記増幅部から出力されるRF信号に含まれる、単一バンドのRF信号の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償するバンド内歪補償信号をバンド毎に生成し、該単一バンドに対応するRF信号に搬送させるバンド内歪補償アナログ回路部と、
前記増幅部に入力される複数バンド間のRF信号の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償するバンド間歪補償信号を2つのバンドの組み合わせ毎に生成し、該2つのバンドに対応する各RF信号に搬送させるバンド間歪補償アナログ回路部と、を有する、
信号送信装置が提供される。
本発明によれば、
複数バンドのRF(Radio Frequency)信号をまとめて増幅する増幅部から出力されるRF信号に含まれる、バンド毎の帯域内相互変調歪及び複数バンド間の混変調歪を補償する歪補償装置であって、
前記増幅部から出力されるRF信号に含まれる、単一バンドのRF信号の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償するバンド内歪補償信号をバンド毎に生成し、該単一バンドに対応するRF信号に搬送させるバンド内歪補償アナログ回路部と、
前記増幅部に入力される複数バンド間のRF信号の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償するバンド間歪補償信号を2つのバンドの組み合わせ毎に生成し、該2つのバンドに対応する各RF信号に搬送させるバンド間歪補償アナログ回路部と、
を有する歪補償装置が提供される。
本発明によれば、
複数バンドのRF(Radio Frequency)信号をまとめて増幅する増幅部を備える信号送信装置が、
信号発生部においてバンド毎に対応する複数のアナログベースバンド信号を出力し、
信号変換部において、前記出力された複数のアナログベースバンド信号を対応するバンドのRF(Radio Frequency)信号に変換し、
バンド内歪補償アナログ回路部において、前記増幅部から出力されるRF信号に含まれる、単一バンドのRF信号の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償するバンド内歪補償信号をバンド毎に生成し、該単一バンドに対応するRF信号に搬送させ、
バンド間歪補償アナログ回路部において、前記増幅部に入力される複数バンド間のRF信号の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償するバンド間歪補償信号を2つのバンドの組み合わせ毎に生成し、該2つのバンドに対応する各RF信号に搬送させ、
前記増幅部において、前記バンド内歪補償信号と前記バンド間歪補償信号を含む複数バンドのRF信号をまとめて増幅して送信する、
ことを含む信号送信方法が提供される。
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
本発明の第1実施形態における信号送信装置の処理構成例を示すブロック図である。 本発明の第1実施形態の変形例における信号送信装置の処理構成例を示すブロック図である。 本発明の第2実施形態における信号送信装置の処理構成例を示すブロック図である。 アナログベースバンド振幅・位相補正回路の一例を示す図である。 本発明の第2実施形態の変形例における信号送信装置の処理構成例を示すブロック図である。 本発明の第3実施形態における信号送信装置の処理構成例を示すブロック図である。 特許文献9に開示された相互変調歪発生回路を示す図である。 本発明の第4実施形態における信号送信装置の処理構成例を示すブロック図である。 本発明の第5実施形態における信号送信装置の処理構成例を示すブロック図である。 本発明の第6実施形態における信号送信装置の処理構成例を示すブロック図である。 本発明の第7実施形態における信号送信装置の処理構成例を示すブロック図である。 制御部の内部構成の一例を示すブロック図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態における信号送信装置10の処理構成例を示すブロック図である。図1では、説明を簡略化するため、2バンドのRF信号を同時に送信する例が示されている。なお、以下の説明において、信号送信装置10に含まれる各処理部をバンド毎に区別する必要がある場合には、各バンドを示す添字が各処理部の符号に付与される。
信号送信装置10は、信号発生部110と、信号変換部120と、増幅部130とを有しており、複数のバンドのRF信号を同時に送信する。
信号発生部110は、バンド毎に対応する複数のアナログベースバンド信号を出力する。図1の例では、信号発生部110は1つ目のバンド(バンド1:キャリア周波数fc1)のRF信号によって搬送されるアナログベースバンド信号を出力し、信号発生部110は2つ目のバンド(バンド2:キャリア周波数fc2)のRF信号によって搬送されるアナログベースバンド信号を出力する。
信号変換部120は、信号発生部110から出力された複数のアナログベースバンド信号を、当該複数のアナログベースバンド信号毎に対応するバンドのRF信号に変換する。また、信号変換部120は、増幅部130において生じる信号歪を補償する、バンド内歪補償アナログ回路122及びバンド間歪補償アナログ回路124を有する。
バンド内歪補償アナログ回路122はバンド内歪補償信号を生成する。この"バンド内歪補償信号"は、増幅部130から出力されるRF信号に含まれる、単一バンドのRF信号の周波数ミキシングによって生じる帯域内相互変調歪を補償する信号である。バンド内歪補償アナログ回路122は、バンド内歪補償信号をバンド毎に生成し、各バンドに対応するRF信号に搬送させる。図1の例では、バンド内歪補償アナログ回路122がバンド1内の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償するバンド内歪補償信号を生成し、信号変換部120から出力されるバンド1のRF信号に搬送させる。また、バンド内歪補償アナログ回路122がバンド2内の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償するバンド内歪補償信号を生成し、信号変換部120から出力されるバンド2のRF信号に搬送させる。
バンド間歪補償アナログ回路124はバンド間歪補償信号を生成する。この"バンド間歪補償信号"は、増幅部130に入力される複数バンドのRF信号の周波数ミキシングによって生じる混変調歪を補償する信号であり、2つのバンドの組み合わせ毎に生成される。バンド間歪補償アナログ回路124は、2つのバンドの組み合わせ毎に生成されたバンド間歪補償信号を、該2つのバンドに対応する各RF信号に搬送させる。図1の例では、バンド間歪補償アナログ回路124がバンド1とバンド2間の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償するバンド間歪補償信号を生成し、バンド1のRF信号に搬送させる。また、バンド間歪補償アナログ回路124がバンド2とバンド1間の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償するバンド間歪補償信号を生成し、バンド2のRF信号に搬送させる。
以下、本実施形態の信号送信装置10について、より詳細に説明する。
信号発生部110は、バンド1のRF信号によって搬送されるアナログベースバンド信号112(複素振幅z(t))を出力する。同様に、信号発生部110は、バンド2のRF信号によって搬送されるアナログベースバンド信号112(複素振幅z(t))を出力する。アナログベースバンド信号112は信号変換部120に入力され、アナログベースバンド信号112は、信号変換部120に入力される。
信号変換部120は、増幅部130の非線形性を補償する複素振幅bx1(t)をバンド1のキャリア周波数fc1に搬送したRF信号126を、合成器140に向けて出力する。同様に、信号変換部120は、増幅部130の非線形性を補償する複素振幅bx2(t)をバンド2のキャリア周波数fc2に搬送したRF信号126を、合成器140に向けて出力する。
合成器140は、RF信号126及びRF信号126を合成して増幅部130に向けて出力する。
増幅部130は、入力されたRF信号126及びRF信号126を増幅し、複数バンドのRF信号132(複素振幅by1(t))及びRF信号132(複素振幅by2(t))として出力する。出力されたRF信号132及びRF信号132は、アンテナ(不図示)を介して送信される。
ここで、増幅部130の非線形性と信号変換部120の非線形性との関係について説明する。
増幅部130に入力されるバンド1のRF信号をx(t)、バンド2のRF信号をx(t)とする。また、RF信号x(t)及びx(t)の複素振幅(RF信号によって搬送されるベースバンド信号)をそれぞれbx1(t)及びbx2(t)とする。また、増幅部130から出力されるバンド1のRF信号をy(t)、バンド2のRF信号をy(t)とし、RF信号y(t)及びy(t)の複素振幅をそれぞれby1(t)及びby2(t)とする。
増幅部130が2つのバンドの信号を同時に増幅する場合、増幅部130の入出力信号の関係は、以下の式(1)のように記述される。
Figure 2015045709
ここで、g及びgは増幅部130の非線形性を表す関数である。式(1)で記述されるように、各バンドの出力信号が、同じバンドの入力信号だけでなく、異なるバンドの入力信号にも依存するのは、複数バンド間の周波数ミキシングで所望バンドの近傍に生じる混変調歪(cross-modulation)の為である。また、各バンドの出力信号が同じバンドの入力信号に対し持つ非線形性は、単一バンド内の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪(in-band intermodulation)の原因となる。
また、式(1)は以下の式(2)のように、まとめて表記できる。
Figure 2015045709
ここで、gはベクトル[bx1(t),bx2(t)]を[by1(t),by2(t)]に変換する写像であり、増幅部130の非線形性を表している。
上述したように、複数バンドのRF信号を増幅部130に入力した場合、当該増幅部130の非線形性により、混変調歪と帯域内相互変調歪が生じる。そのため、信号変換部120には、増幅部130で生じる歪を打ち消す機能が求められる。
信号変換部120に入力されるバンド1及びバンド2のアナログベースバンド信号を、それぞれz(t)及びz(t)とする。これらのアナログベースバンド信号[z(t),z(t)]は、信号変換部120においてRF信号の複素振幅[bx1(t),bx2(t)]に変換され、増幅部130に入力される。上記の変換は、以下の式(3)のように表記される。
Figure 2015045709
ここでhは、ベクトル[z(t),z(t)]を[bx1(t),bx2(t)]に変換する写像であり、信号変換部120の非線形性を表している。
信号変換部120の非線形性hは、増幅部130の非線形性gを打ち消すように設定される。すなわち信号変換部120の非線形性hは、増幅部130の非線形性gの逆写像に設定されればよい。図1の例では、信号変換部120と信号変換部120とを合わせた非線形性が、増幅部130の非線形性の逆写像に設定されればよい。
ここで、式(1)で記述した増幅部130の特性を、以下の式(4)のように3次の項まで展開する。
Figure 2015045709
式(4)において、k(1)及びk(2)は増幅部130の線形利得を表す複素係数である。また、l(1)3及びl(2)3は、増幅部130における単一バンド内の周波数ミキシングにより生じる3次非線形性歪を表す複素係数である。また、m(1)3及びm(2)3は、増幅部130における複数バンド間の周波数ミキシングにより生じる3次非線形性歪を表す複素係数である。
次に、式(3)で表される信号変換部120の特性を、以下の式(5)のように3次の項まで展開する。
Figure 2015045709
式(5)において、p(1)は信号変換部120の線形利得を表す複素係数であり、p(2)は信号変換部120の線形利得を表す複素係数である。また、q(1)3は信号変換部120における単一バンド内の周波数ミキシングにより生じる3次非線形性歪を表す複素係数であり、q(2)3は信号変換部120における単一バンド内の周波数ミキシングにより生じる3次非線形性歪を表す複素係数である。また、r(1)3は信号変換部120における複数バンド間の周波数ミキシングで生じる3次非線形性歪を表す複素係数であり、r(2)3は信号変換部120における複数バンド間の周波数ミキシングで生じる3次非線形性歪を表す複素係数である。
式(5)を式(4)代入にして整理する事で、信号発生部110及び信号発生部110から増幅部130の出力に至るまでの信号送信装置10全体の特性は、式(6)のように得られる。
Figure 2015045709
式(6)において、非線形を表す項の係数(v(1)3,v(2)3,w(1)3,w(2)3)が全て0であれば、図1の信号送信装置10は信号歪を伴わないRF信号を送信することができる。非線形を表す項の係数(v(1)3,v(2)3,w(1)3,w(2)3)が全て0となる条件は以下の式(7)のように表される。
Figure 2015045709
上記の式(7)を満たすように、信号変換部120及び信号変換部120の非線形を表す係数(q(1)3,q(2)3,r(1)3,r(2)3)を設定すればよい。上記の式(7)に基づいて、信号変換部120及び信号変換部120の非線形を表す係数(q(1)3,q(2)3,r(1)3,r(2)3)の最適値(qopt(1)3,qopt(2)3,ropt(1)3,ropt(2)3)は、式(8)のように求められる。
Figure 2015045709
式(8)に示されるように、信号変換部120及び信号変換部120が満たすべき特性係数(qopt(1)3,qopt(2)3,ropt(1)3,ropt(2)3)は、増幅部130の特性を表す係数(k(1),k(2),l(1)3,l(2)3,m(1)3,m(2)3)によって決定される。したがって、増幅部130の特性(k(1),k(2),l(1)3,l(2)3,m(1)3,m(2)3)を事前にオフラインで測定し、その測定結果と式(8)とに基づいて信号変換部120及び信号変換部120の特性係数(q(1)3,q(2)3,r(1)3,r(2)3)を設定すればよい。
なお、式(8)で示されるように、信号変換部120及び信号変換部120が満たすべき特性係数(qopt(1)3,qopt(2)3,ropt(1)3,ropt(2)3)は、信号変換部120及び信号変換部120の線形利得p(1)とp(2)にも依存する。信号変換部120及び信号変換部120の線形利得p(1)とp(2)は、任意の値に設定してよい。
ここまでの議論で示したように、信号変換部120及び信号変換部120は、単一バンド内の周波数ミキシングで生じる信号歪(|z(t)|(t)及び|z(t)|(t))と、複数バンド間の周波数ミキシングで生じる信号歪(|z(t)|(t)及び|z(t)|(t))とを、式(8)の複素係数で表される所定の振幅及び位相で出力する必要がある。上記の所望機能を単一のアナログ回路で実現する事は困難である。本願では、各図に示されるように、バンド内歪補償アナログ回路122及びバンド内歪補償アナログ回路122と、バンド間歪補償アナログ回路12412及びバンド間歪補償アナログ回路12421とを、異なる2つのアナログ回路に分離して構成することにより、上記の所望機能を実現している。
バンド内歪補償アナログ回路122及びバンド内歪補償アナログ回路122は単一バンド内のミキシングで生じる帯域内相互変調歪を出力する。ここで出力される帯域内相互変調歪は、増幅部130において生じるバンド毎の帯域内相互変調歪を打ち消すため、ここで出力される歪信号はバンド内歪補償信号と呼ぶこともできる。図1の例において、バンド内歪補償アナログ回路122には信号発生部110から出力される単一のアナログベースバンド信号が入力され、バンド内歪補償アナログ回路122には信号発生部110から出力される単一のアナログベースバンド信号が入力される。
バンド間歪補償アナログ回路12412及びバンド間歪補償アナログ回路12421は複数バンド間のミキシングで生じる混変調歪を出力する。ここで出力される混変調歪は、増幅部130において生じる複数バンド間の混変調歪を打ち消す。ここで出力される混変調歪は、バンド間歪補償信号と呼ぶこともできる。バンド間歪補償アナログ回路12412及びバンド間歪補償アナログ回路12421は、信号発生部110及び信号発生部110から出力される複数のアナログベースバンド信号が入力される。
図1では、バンド内歪補償アナログ回路122とバンド間歪補償アナログ回路12412から出力されるRF信号を合成したものをRF信号126として表し、バンド内歪補償アナログ回路122とバンド間歪補償アナログ回路12421から出力されるRF信号を合成したものをRF信号126として表している。
上記で示した信号変換部120及び信号変換部120の回路構成及び動作方式により、単一バンド内の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償する信号(バンド内歪補償信号)と、複数バンド間の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償する信号(バンド間歪補償信号)の両者を、アナログ回路のみを用いて出力する事が可能となる。これにより、複数バンドのRF信号が一括して増幅部130に入力される場合において、増幅部130の信号歪をアナログ回路を用いて補償することができる。
なお、上記の所望機能をディジタル演算回路で実現する場合は、上記機能は単一のディジタル演算回路及びその上に実装されるプログラムで実現できる。しかしながら、柔軟なプログラム機能を備えないアナログ回路を用いる場合、単一の回路で上記の所望機能を実現する事は困難である。そこで本発明においては、帯域内相互変調歪を補正する回路と混変調歪補正を補正する回路とを分離して構成するという方法により、上記機能をアナログ回路で実装する事を可能にしている。
以上、本実施形態の信号送信装置10は、複数バンドのRF信号が一括して増幅部130に入力される場合において生じる帯域内相互変調歪及び混変調歪を、アナログ回路を用いて補償することができる。従って、本実施形態の信号送信装置10では、ディジタル演算回路を用いて実装される歪補償回路(ディジタルプリディストータ)のように送信信号の変調帯域幅が制約されない。具体的には、ディジタルプリディストータでは、変調帯域幅のタイムスケール(数マイクロ秒から数ミリ秒)で歪補償信号を生成する必要がある。このため、変調帯域幅のタイムスケールに対応した歪補償信号を生成するための高速なディジタル演算回路やディジタル−アナログ変換器が必要となる。しかしながら、変調帯域幅のタイムスケールに対応した高速なディジタル演算回路やディジタル−アナログ変換器の実現が困難であるため、送信信号の変調帯域幅が制約されてしまう。一方、本実施形態の信号変換部120では、そのようなディジタル演算回路やディジタル−アナログ変換器を必要としないため、送信信号の変調帯域幅が制約されない。すなわち、本実施形態の信号送信装置10によれば、通信速度が制約されず、高速通信においても複数バンドのRF信号を一括して増幅部130に入力する場合に生じる信号歪を補償することができる。
また、本実施形態の信号変換部120はディジタルプリディストータよりも小型化することができる。具体的には、ディジタルプリディストータはボード上に実装されたDSP(Digital Signal Processor)やFPGA(Field Programmable Gate Array)、及びディジタル−アナログ変換器が必要であるのに対し、アナログ回路として実装される信号変換部120は少数の能動素子と受動素子で実現できる。このように、信号変換部120は小面積のIC上に実装できるため、ボード実装が必要なディジタルプリディストータよりも小型化することができる。
また、信号変換部120は、高性能で高価なDSPやFPGAを必要としない分、消費電力や生産コストを低減できる。消費電力については、ディジタルプリディストータは高性能なDSP及びFPGAを用いるために数Wの消費電力を要するのに対し、信号変換部120の消費電力は数mWと低く抑えられる。
(第1実施形態の変形例)
図2は、本発明の第1実施形態の変形例における信号送信装置10の処理構成例を示すブロック図である。図2で示されるように、バンド間歪補償アナログ回路12412及びバンド間歪補償アナログ回路12421は、一つの回路ブロックとなるバンド間歪補償アナログ回路124にまとめることもできる。
バンド間歪補償アナログ回路124は、バンド間歪補償アナログ回路12412及びバンド間歪補償アナログ回路12421の両者を合わせた機能を持つ。バンド間歪補償アナログ回路124には、信号発生部110及び信号発生部110から出力される複数のアナログベースバンド信号が入力される。さらにバンド間歪補償アナログ回路124は、入力された複数のアナログベースバンド信号(z(t)及びz(t))に基づいて、複数バンド間のミキシングで生じる信号歪(|z(t)|(t)及び|z(t)|(t))を、式(8)の複素係数で表される所定の振幅及び位相で出力する機能を備える。
バンド内歪補償アナログ回路122及びバンド内歪補償アナログ回路122から出力されるRF信号と、バンド間歪補償アナログ回路124から出力されるRF信号とは合成器140において合成されて、バンド1のRF信号126とバンド2のRF信号126として増幅部130へ出力される。
図2で示す第1実施形態の変形例においても、図1で示す第1実施形態と同じく、単一バンド内の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償する信号と、複数バンド間の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償する信号の両者を、アナログ回路のみを用いて出力する事が可能となる。
(第2実施形態)
図3は、本発明の第2実施形態における信号送信装置10の処理構成例を示すブロック図である。図3では、バンド内歪補償アナログ回路122及びバンド内歪補償アナログ回路122と、バンド間歪補償アナログ回路12412及びバンド間歪補償アナログ回路12421の詳細な構成例が示されている。
図3において、二重線はベースバンド信号の同相成分(I信号)と直交成分(Q信号)を伝達する二本の信号線を表している。また、通常の実線は、単一のベースバンド信号もしくはRF信号を伝達する一本の信号線を表している。
図3に示されるように、バンド内歪補償アナログ回路122は、二乗検波器1221、乗算器1222、ベースバンド振幅・位相補正器1223及び1224、加算器1225、直交変調器1226を有する。バンド内歪補償アナログ回路122も、バンド内歪補償アナログ回路122と同様の構成を備えている。
図3に示されるバンド内歪補償アナログ回路122の動作と機能を説明する。
まず、信号発生部110から出力されたバンド1のアナログベースバンド信号112(複素振幅z(t))が、バンド内歪補償アナログ回路122に入力される。
ベースバンド振幅・位相補正器1223は、アナログベースバンド信号112の振幅と位相(係数p(1)に相当)を補正し、複素振幅p(1)(t)の信号、すなわち式(6)の右辺第一項に対応するアナログベースバンド信号を生成する。ベースバンド振幅・位相補正器1223において生成されたアナログベースバンド信号は、加算器1225へと出力される。すなわち、ベースバンド振幅・位相補正器1223からは、信号歪の無いアナログベース信号が出力される。
二乗検波器1221は、アナログベースバンド信号112の複素振幅の二乗値|z(t)|を乗算器1222に出力する。乗算器1222は、二乗検波器1221から出力された信号|z(t)|と、アナログベースバンド信号112の複素振幅z(t)と乗算し、複素振幅|z(t)|(t)を持つアナログベースバンド信号をベースバンド振幅・位相補正器1224に出力する。ベースバンド振幅・位相補正器1224は入力されたアナログベース信号(|z(t)|(t))の振幅と位相(係数q(1)3に相当)を補正し、複素振幅qopt(1)3|z(t)|(t)の信号、すなわち式(6)の右辺第二項に対応し、歪補償に最適な係数qopt(1)3を持つアナログベースバンド信号を生成する。ベースバンド振幅・位相補正器1224において生成されたアナログベースバンド信号は、加算器1225へと出力される。すなわち、ベースバンド振幅・位相補正器1224からは、バンド内歪を補正するためのアナログベースバンド信号が出力される。
加算器1225は、複素振幅p(1)(t)+qopt(1)3|z(t)|(t)を持つアナログベースバンド信号を直交変調器1226へと出力する。直交変調器1226は、局所(LO:Local Oscillation)信号発生器128から出力されるキャリア周波数fc1のLO信号を受けて、加算器1225から出力されたアナログベースバンド信号をキャリア周波数fc1のRF信号に周波数変換する。そして、直交変調器1226から出力されるRF信号は、合成器140へ入力される。上記の処理により、バンド内歪補償アナログ回路122は、増幅部130のバンド内歪を補正するキャリア周波数fc1のRF信号を出力する。
バンド内歪補償アナログ回路122は、バンド2のアナログベースバンド信号112(複素振幅z(t))に対し、バンド内歪補償アナログ回路122と同様の処理を行い、増幅部130のバンド内歪を補正するキャリア周波数fc2のRF信号を出力する。
次に、バンド間歪補償アナログ回路12412の説明を行う。バンド間歪補償アナログ回路12412は、二乗検波器124112、乗算器124212、ベースバンド振幅・位相補正器124312、直交変調器124412を有する。バンド間歪補償アナログ回路12421も、バンド間歪補償アナログ回路12412と同様の構成を備えている。
二乗検波器124112には、バンド2のアナログベースバンド信号112(複素振幅z(t))が入力され、その振幅二乗値|z(t)|が乗算器124212へと出力される。乗算器124212には、バンド2のアナログベースバンド信号112の振幅二乗値|z(t)|と、バンド1のアナログベースバンド信号112(複素振幅z(t))が入力され、その両者の積|z(t)|(t)を複素振幅とするアナログベースバンド信号がベースバンド振幅・位相補正器124312へ出力される。ベースバンド振幅・位相補正器124312は、入力されたアナログベースバンド信号(複素振幅|z(t)|(t))の振幅及び位相(係数r(1)3に相当)を補正し、複素振幅ropt(1)3|z(t)|(t)の信号、すなわち式(6)の右辺第三項に対応し、歪補償に最適な係数ropt(1)3を持つアナログベースバンド信号を生成する。ベースバンド振幅・位相補正器124312において生成されたアナログベースバンド信号は、直交変調器124412へと出力される。すなわち、ベースバンド振幅・位相補正器124312からは、バンド間歪を補正するためのアナログベースバンド信号が出力される。ベースバンド振幅・位相補正器124312は、補償信号生成部と呼ぶこともできる。
直交変調器124412は、LO信号発生器128から出力されるキャリア周波数fc1のLO信号を受けて、ベースバンド振幅・位相補正器124312から出力されたアナログベースバンド信号をキャリア周波数fc1のRF信号に周波数変換する。そして、直交変調器124412から出力されたRF信号は、合成器140へ入力される。上記の処理により、バンド間歪補償アナログ回路12412は、増幅部130のバンド間歪を補正するキャリア周波数fc1のRF信号を出力する。
バンド間歪補償アナログ回路12421では、バンド2のアナログベースバンド信号112ではなく、バンド1のアナログベースバンド信号112が二乗検波器124121に入力されて、バンド間歪補償アナログ回路12412と同様の処理を行う。この処理によりバンド間歪補償アナログ回路12421は、増幅部130のバンド間歪を補正するキャリア周波数fc2のRF信号を出力する。
なお、図3に示される乗算器及び加算器は、非特許文献2に記載の例のように、オペアンプ回路で構成することができる。図3に示される二乗検波器も、2つの乗算器を用いてアナログベースバンド信号のI信号の二乗値とQ信号の二乗値とをそれぞれ出力し、一つの加算器でI信号の二乗値とQ信号の二乗値を加算及び出力する事で実現することができる。
ベースバンド振幅・位相補正器1223、1224、及び1243は、例えば図4で示されるアナログベースバンド振幅・位相補正回路1040により実装可能である。図4は、アナログベースバンド振幅・位相補正回路1040の一例を示す図である。図4の例では、アナログベースバンド信号zin(zin=Iin+jQin)のI信号IinとQ信号Qinが、それぞれ端子1041及び1041に入力される。アナログベースバンド振幅・位相補正回路1040は、入力されたアナログベースバンド信号zinの振幅を利得Gで定数倍し、位相をθに基づいてシフトさせて出力する機能を備える。アナログベースバンド振幅・位相補正回路1040から出力されるアナログベースバンド信号zout(zout=Iout+jQout)のI信号IoutとQ信号Qoutは、それぞれ端子1042及び1042から出力される。端子1042及び1042から出力される信号Iout及びQoutは、式(9)で表される。
Figure 2015045709
式(9)で表される信号出力を実現するために、アナログベースバンド振幅・位相補正回路1040は、信号発生器1043及び1044と、乗算器1045乃至1048と、減算器1049と、加算器1050とを少なくとも備えている。乗算器1045乃至1048と、減算器1049と、加算器1050とは、非特許文献2に記載の例のように、オペアンプ回路で構成することができる。
信号発生器1043は、一定値G・cosθの信号を乗算器1045及び1046に出力する。信号発生器1044は、一定値G・sinθの信号を乗算器1047及び1048に出力する。ここで、パラメータG及びθは、アナログベースバンド振幅・位相補正回路1040が補償する歪に合わせて、必要な値に設定される。乗算器1045及び1047には入力I信号Iinが、乗算器1046及び1048には入力Q信号Qinが、それぞれ入力される。乗算器1045は、入力I信号Iinと、信号発生器1043から出力される信号G・cosθとの積を出力する。乗算器1046は、入力Q信号Qinと、信号発生器1043から出力される信号G・cosθとの積を出力する。乗算器1047は、入力I信号Iinと、信号発生器1044から出力される信号G・sinθとの積を出力する。乗算器1048は、入力Q信号Qinと、信号発生器1044から出力される信号G・sinθとの積を出力する。乗算器1045及び1048の出力信号は減算器1049に入力され、乗算器1046及び1047の出力信号は加算器1050に入力される。減算器1049は入力された二つの信号を合成し、端子1042に出力する。加算器1050は、入力された二つの信号を合成し、端子1042に出力する。上記の処理により、式(9)で与えられる信号が端子1042及び1042から出力される。
以上より、図3で示されるバンド内歪補償アナログ回路122は、増幅部130において単一バンドのRF信号を周波数ミキシングすることにより生じる帯域内相互変調歪のうち、バンド1の帯域内相互変調歪を補償するバンド内歪補償信号を生成する。詳細には、バンド内歪補償アナログ回路122は、増幅部130においてバンド1のRF信号を周波数ミキシングすることにより生じる帯域内相互変調歪のパラメータを用いて、当該バンド1のバンド内歪補償信号を生成する。そして、バンド内歪補償アナログ回路122は、生成されたバンド内歪補償信号をバンド1(キャリア周波数fc1)のRF信号に搬送させる。また、バンド内歪補償アナログ回路122は、増幅部130において単一バンドのRF信号を周波数ミキシングすることにより生じる帯域内相互変調歪のうち、バンド2の帯域内相互変調歪を補償するバンド内歪補償信号を生成する。詳細には、バンド内歪補償アナログ回路122は、増幅部130においてバンド2のRF信号を周波数ミキシングすることにより生じる帯域内相互変調歪のパラメータを用いて、当該バンド2のバンド内歪補償信号を生成する。そして、バンド内歪補償アナログ回路122は、生成されたバンド内歪補償信号をバンド2(キャリア周波数fc2)のRF信号に搬送させる。
また、バンド間歪補償アナログ回路12412は、増幅部130においてバンド1とバンド2間の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償するバンド間歪補償信号を生成し、当該バンド間歪補償信号をバンド1(キャリア周波数fc1)のRF信号に搬送させる。また、バンド間歪補償アナログ回路12421は、増幅部130において異なる2つのバンドのRF信号をミキシングすることにより生じる混変調のうち、バンド2−1間の混変調歪を補償するバンド間歪補償信号を生成し、当該バンド間歪補償信号をバンド2(キャリア周波数fc2)のRF信号に搬送させる。
本実施形態において説明した処理により、図3で示した信号変換部120及び信号変換部120は、第1実施形態の式(5)及び式(8)で示した出力信号を出力できる。すなわち、第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、単一バンド内の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償するバンド内歪補償信号と、複数バンド間の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償するバンド間歪補償信号の両者を、アナログ回路のみを用いて出力することができる。
(第2実施形態の変形例)
図5は、本発明の第2実施形態の変形例における信号送信装置10の処理構成例を示すブロック図である。
図5では、図3における二乗検波器1221及び124121が、1つの二乗検波器150にまとめられている。二乗検波器1221及び124121は、いずれも信号発生部110から出力されるアナログベースバンド信号112の振幅二乗値を出力するという同じ機能を備えるため、二乗検波器150にまとめることができる。
同様に、図5では、図3における二乗検波器1221及び124112が、1つの二乗検波器150にまとめられている。
また、図5では、図3における直交変調器1226及び124412が、1つの直交変調器152にまとめられている。さらに、図5では、加算器151が追加されており、バンド内歪補償アナログ回路122の出力信号とバンド間歪補償アナログ回路12412の出力信号が、当該加算器151において合成される。加算器151からの出力信号は直交変調器152においてキャリア周波数fc1のRF信号に周波数変換される。そして、直交変調器152から出力されるRF信号は、合成器140へ入力される。
図5に示される信号送信装置10では、バンド内歪補償アナログ回路122の出力信号及びバンド間歪補償アナログ回路12412の出力信号が、加算器151によって合成された後、単一の直交変調器152によってRF信号に周波数変換される。一方、図3に示される信号送信装置10では、バンド内歪補償アナログ回路122の出力信号及びバンド間歪補償アナログ回路12412の出力信号が、個別の直交変調器1226及び124412によってRF信号にそれぞれ周波数変換される。どちらの方式であっても、増幅部130に入力される信号は同一である。
同様に、図5では、加算器151が追加され、直交変調器1226及び124421が、1つの直交変調器152にまとめられている。
図5の信号送信装置10と、図3の信号送信装置10とで、実装の方法は異なるものの、実現される機能は同一である。
(第3実施形態)
図6は、本発明の第3実施形態における信号送信装置10の処理構成例を示すブロック図である。図6の信号送信装置10は、以下の点を除いて、図3の信号送信装置10と同様である。詳細には、図6では、バンド内歪補償アナログ回路122が直交変調器160とRF−PD161とによって構成され、バンド内歪補償アナログ回路122が直交変調器160とRF−PD161とによって構成されている。
本実施形態では、信号発生部110から出力されるアナログベースバンド信号112は、直交変調器160とLO信号発生器128とにより、バンド1のRF信号に変換される。直交変調器160から出力されたバンド1のRF信号は、RF−PD161に入力される。RF−PD161は、バンド1のRF信号入力を受けて、増幅部130のバンド1のバンド内歪補償信号q(1)3|z(t)|(t)を生成し、バンド1のRF信号に搬送させる。バンド1のバンド内歪補償信号q(1)3|z(t)|(t)が搬送されたRF信号は、合成器140に向けて出力される。また、信号発生部110から出力されるアナログベースバンド信号112は、直交変調器160とLO信号発生器128とにより、バンド2のRF信号に変換される。直交変調器160から出力されたバンド2のRF信号は、RF−PD161に入力される。RF−PD161は、バンド2のRF信号入力を受けて、増幅部130のバンド2のバンド内歪補償信号q(2)3|z(t)|(t)を生成し、バンド2のRF信号に搬送させる。バンド2のバンド内歪補償信号q(2)3|z(t)|(t)が搬送されたRF信号は、合成器140に向けて出力される。
RF−PD161及びRF−PD161は、自身が出力するRF信号に含まれる歪補償信号の複素振幅q(1)3|z(t)|(t)及びq(2)3|z(t)|(t)の振幅及び位相を変更できる機能を備えておく事が望ましい。RF−PD161及びRF−PD161は、例えば、図7に示されるような、相互変調歪発生回路80で実装できる。図7は、特許文献9に開示された相互変調歪発生回路80を示す図である。
詳細には、図7に示される相互変調歪発生回路80は、3次相互変調歪を生成する歪発生回路81と、3次相互変調歪の位相を調整する位相調整回路82と、3次相互変調歪の振幅を調整する振幅調整回路83とを有する。
歪発生回路81は、内蔵された非線形素子91を用いて、歪補償に必要な3次相互変調歪を生成する。非線形素子91は、例えば、トランジスタもしくはダイオード素子で実装される。
位相調整回路82は、内蔵されたインピーダンス素子92を用いて歪発生回路81の差周波帯インピーダンスにおける負荷インピーダンスZBBを最適な値に設定する。インピーダンス素子92は、インダクタンス素子94と可変容量素子95を有する。インピーダンス素子92は、可変容量素子95の値により、歪発生回路81の差周波帯インピーダンスにおける負荷インピーダンスZBBを最適な値に設定し、歪発生回路81から出力される3次相互変調歪の位相を最適な値に設定できる。なお、"差周波帯"とは、入力される変調波の変調帯域幅に相当する周波数帯域、すなわちベースバンドの周波数帯域を指す。また、インピーダンス素子92は、図7の構成に限らず、容量素子、インダクタンス素子、及び抵抗素子等の受動素子を用い、さまざまな形で実装することができる。
振幅調整回路83は、内蔵されたインピーダンス素子93を用いて、歪発生回路81のRF基本波帯における負荷インピーダンスZRFを最適な値に設定する。インピーダンス素子93は、抵抗素子96と可変容量素子97を有する。振幅調整回路83は、可変容量素子97の値により、歪発生回路81のRF基本波帯における負荷インピーダンスZRFを最適な値に設定し、歪発生回路81から出力される3次相互変調歪の振幅を最適な値に設定する事ができる。なお、"RF基本波帯"とは、入力される信号の搬送波及びその近傍の周波数帯域を示す。また、インピーダンス素子93は、図7の構成に限らず、容量素子、インダクタンス素子、及び抵抗素子等の受動素子を用い、さまざまな形で実装することができる。
所望の振幅及び位相を持つ3次相互変調歪を出力する相互変調歪発生回路80の機能により、RF−PD161及びRF−PD161は、歪補償信号の複素振幅q(1)3|z(t)|(t)及びq(2)3|z(t)|(t)の振幅及び位相(すなわち係数q(1)3及びq(2)3)を所望値に変更することができる。歪補償信号の複素振幅q(1)3|z(t)|(t)及びq(2)3|z(t)|(t)の振幅及び位相は、3次相互変調歪の振幅と位相に相当する。上記の3次相互変調歪の振幅と位相の設定機能により、RF−PD161及びRF−PD161は、最適な歪補償信号qopt(1)3|z(t)|(t)及びqopt(2)3|z(t)|(t)を出力することができる。
なお、RF−PD161及びRF−PD161は、図7の相互変調歪発生回路80に限定されない。RF信号を入力及び出力する端子を持ち、歪補償信号の複素振幅q(1)3|z(t)|(t)及びq(2)3|z(t)|(t)の振幅及び位相を所望値に変更して出力する機能を持つ回路であれば、任意の構成の回路を用いることができる。
例えば、利得及び位相の入力電力依存性(AM−AM特性/AM−PM特性)を所望値に設定できるRF回路でも、歪補償信号の複素振幅q(1)3|z(t)|(t)及びq(2)3|z(t)|(t)の振幅及び位相を所望値に変更して出力する機能を実現できる。その根拠として、非特許文献3において記載されているように、利得及び位相の入力電力依存性(AM−AM/AM−PM特性)により、3次相互変調歪の振幅と位相が定められることが挙げられる。したがって、RF−PD161及びRF−PD161は、利得及び位相の入力電力依存性(AM−AM/AM−PM特性)を所望値に設定できるRF回路を用いてもよい。
以上、本実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第2実施形態では、アナログベースバンドの領域でバンド内歪補償信号qopt(1)3|z(t)|(t)及びqopt(2)3|z(t)|(t)を生成した後で、当該バンド内歪補償信号を直交変調器1226及び直交変調器1226を用いてRF信号に変換していた。
これに対し、本実施形態では、直交変調器1601及び直交変調器1602でRF信号を生成した後、RF−PD1611及びRF−PD1612で帯域内相互変調歪補償信号qopt(1)3|z(t)|(t)及びqopt(2)3|z(t)|(t)を搬送したRF信号を生成する。
このことは、本発明内のバンド内歪補償アナログ回路122及びバンド内歪補償アナログ回路122においてバンド内歪補償信号を生成する周波数領域は、アナログベースバンド周波数領域とRF周波数領域のいずれでも良い事を意味する。
(第4実施形態)
図8は、本発明の第4実施形態における信号送信装置10の処理構成例を示すブロック図である。図8に示されるように、本実施形態の信号送信装置10は、図2に示される第1実施形態の変形例に基づいている。なお、図8の信号送信装置10は、以下の点を除いて図3の信号送信装置10と同様である。詳細には、バンド間歪補償アナログ回路124は、直交変調器170及び170と、合成器171と、RF−PD172とによって構成されている。
図6に示されるRF−PD161及びRF−PD161と同様に、図8に示されるRF−PD172は、自身が出力するRF信号に含まれる歪補正成分の振幅及び位相を変更できる機能を備えておく事が望ましい。そのため、RF−PD172は、例えば、図7に示されるような、相互変調歪発生回路80で実装できる。
次に、図8のバンド間歪補償アナログ回路124の動作について説明する。
バンド間歪補償アナログ回路124には、信号発生部110から出力されるアナログベースバンド信号112(複素振幅z(t))及び信号発生部110から出力されるアナログベースバンド信号112(複素振幅z(t))が入力される。そして、アナログベースバンド信号112は直交変調器170へ出力され、アナログベースバンド信号112は直交変調器170へ出力される。
信号発生部110及び信号発生部110から出力されたアナログベースバンド信号112は、直交変調器170とLO信号発生器128とを用いて、バンド1及びバンド2のRF信号に変換される。また、信号発生部110から出力されたアナログベースバンド信号112は、直交変調器170とLO信号発生器128とを用いて、バンド2のRF信号に変換される。合成器140は、直交変調器170及び直交変調器170からそれぞれ出力されたバンド1及びバンド2のRF信号を合成して、RF−PD172へと出力する。
RF−PD172は、増幅部130における複数バンド間のRF信号の周波数ミキシングにより生じる混変調歪を補償するRF信号を合成器140へと出力する。
以下では、RF−PD172が出力するRF信号について詳細に説明する。
RF−PD172には、バンド1とバンド2の両方のRF信号が入力される。そのため、RF−PD172からは、バンド1とバンド2のRF信号が出力される。RF−PD172から出力されるバンド1のRF信号の複素振幅をbRFPD1(t)と、バンド2のRF信号の複素振幅をbRFPD2(t)とする。RF−PD172から出力されるRF信号の複素振幅bRFPD1(t)及びbRFPD2(t)は、下記の式(10)で表される。
Figure 2015045709
RF−PD172は、自身の特性を変更できる2つの回路パラメータ(a,b)を持つ。複素振幅bRFPD1(t)及びbRFPD2(t)の各係数(qRFPD(1)3,qRFPD(2)3,rRFPD(1)3,rRFPD(2)3)は、回路パラメータ(a,b)の関数として変更できるものとする。回路パラメータ(a,b)の具体例は、図7で示される相互変調歪発生回路80の場合においては、位相調整回路82で設定される、歪発生回路81の差周波帯インピーダンスにおける負荷インピーダンスZBBと、振幅調整回路83で設定される、歪発生回路81のRF基本波帯における負荷インピーダンスZRFである。すなわち、図7に示される相互変調歪発生回路80において、負荷インピーダンスZBB及び負荷インピーダンスZRFを調節することにより、複素振幅bRFPD1(t)及びbRFPD2(t)の各係数を調節することができる。上記の式(10)の右辺第3項が、増幅部130において複数バンドのRF信号を周波数ミキシングすることにより生じる混変調歪を補償するバンド間歪補償信号に相当する。
なお、式10の右辺第2項から明らかなように、バンド間歪補償信号の生成過程において、各単一バンドの帯域内相互変調歪が併せて生じる。ここで生じる帯域内相互変調歪は、RF−PD172の回路パラメータ(a,b)に依存する。従って、後述するように、バンド内歪補償アナログ回路122及びバンド内歪補償アナログ回路122は、増幅部130において生じる帯域内相互変調歪と、RF−PD172において生じる帯域内相互変調歪とを合わせて補償する信号を生成する。
RF−PD172が最適なバンド間歪補償信号を出力できるように、回路パラメータ(a,b)は、以下の式(11)を満たすように設定される。すなわち、RF−PD172は、増幅部130において複数バンドのRF信号を周波数ミキシングすることにより生じる混変調歪に基づいて回路パラメータ(a,b)を設定し、当該混変調歪を打ち消すバンド間歪補償信号を生成する。RF−PD172は、補償信号生成部と呼ぶこともできる。
Figure 2015045709
式(11)は、2つの未知変数(a,b)と2つの方程式から成る連立方程式である。式(11)で表される連立方程式の解として、回路パラメータ(a,b)の値が決定される。
次に、バンド内歪補償アナログ回路122及びバンド内歪補償アナログ回路122が出力すべき信号について説明する。
バンド内歪補償アナログ回路122が出力するバンド内歪補償信号をqAPD(1)3|z(t)|(t)と表す。また、バンド内歪補償アナログ回路122が出力するバンド内歪補償信号をqAPD(2)3|z(t)|(t)と表す。第2実施形態で説明したように、バンド内歪補償信号の係数qAPD(1)3及びqAPD(2)3は、ベースバンド振幅・位相補正器1025及びベースバンド振幅・位相補正器1026により、それぞれ任意の値に設定することができる。
合成器140を経由して増幅部130に入力されるバンド内歪補償信号は、バンド内歪補償アナログ回路122から出力されるバンド内歪補償信号と、バンド内歪補償アナログ回路122から出力されるバンド内歪補償信号とが合成されたものとなる。従って、バンド内歪補償アナログ回路122から出力されるバンド内歪補償信号の係数qAPD(1)3、及びバンド内歪補償アナログ回路122から出力されるバンド内歪補償信号の係数qAPD(2)3は、望ましくは以下の式(12)を満たす値として設定される。
Figure 2015045709
式(12)の左辺、合成器140を経由して増幅部130に入力されるバンド内歪補償信号[qAPD(1)3+qRFPD(1)3(a,b)]|z(t)|(t)及び[qAPD(2)3+qRFPD(2)3(a,b)]|z(t)|(t)の係数である。詳細には、式(12)の左辺第1項は、バンド間歪補償アナログ回路124で生じる帯域内相互変調歪に関するパラメータである。また、式(12)の左辺第2項は、増幅部130において生じる帯域内相互変調歪に関するパラメータである。式(12)で表されるように、上記の係数を最適値qopt(1)3及びqopt(2)3に設定する事で、増幅部130において発生する各バンドのバンド内信号歪を補償する事が可能となる。
以上の動作により、第4実施形態においても、第1実施形態と同様に、単一バンド内の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償する信号と、複数バンド間の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償する信号の両者を、アナログ回路のみを用いて出力する事が可能となる。
(第5実施形態)
図9は、本発明の第5実施形態における信号送信装置10の処理構成例を示すブロック図である。第5実施形態における信号送信装置10は、第4実施形態の信号送信装置10をベースとして、バンド内歪補償アナログ回路122及びバンド内歪補償アナログ回路122を第3実施形態と同じ構成に置換したものである。すなわち、図9に示されるバンド内歪補償アナログ回路122及びバンド内歪補償アナログ回路122は、第3実施形態のバンド内歪補償アナログ回路122及びバンド内歪補償アナログ回路122と同一の構成を持つ。
また、図9に示されるバンド内歪補償アナログ回路122及びバンド内歪補償アナログ回路122は、第4実施形態のバンド内歪補償アナログ回路122及びバンド内歪補償アナログ回路122と同一の動作を行う。
以上、第5実施形態の信号送信装置10においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第6実施形態)
図10は、本発明の第6実施形態における信号送信装置10の処理構成例を示すブロック図である。第6実施形態における信号送信装置10は、第1実施形態の信号送信装置10を拡張したものであり、Nバンド(N≧2)のRF信号を同時に送信する。
図10の信号送信装置10は、信号発生部110〜信号発生部110と、信号変換部120〜信号変換部120と、合成器140と、増幅部130とを少なくとも含んで構成される。
信号変換部120(k=1,2,・・・,N)は、増幅部130で発生する信号歪を補償する信号、すなわちバンドk(キャリア周波数fck)内の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償する信号と、バンドkと他のバンド間の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償する信号とを、バンドk(キャリア周波数fck)のRF信号に搬送させ、当該RF信号を合成器140に出力する。
信号変換部120(k=1,2,・・・,N)は、バンド内歪補償アナログ回路122と、バンド間歪補償アナログ回路124kj(k,j=1,2,・・・,N; k≠j)とを備えている。
バンド内歪補償アナログ回路122(k=1,2,・・・,N)には、信号発生部110kから、バンドkに対応するアナログベースバンド信号112が入力される。バンド内歪補償アナログ回路122は、増幅部130において発生する各バンドの帯域内変調歪を補償する信号のうち、バンドk(キャリア周波数fck)内の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償するバンド内歪補償信号を生成する。そして、バンド内歪補償アナログ回路122は、当該バンド内歪補償信号をバンドk(キャリア周波数fck)のRF信号に搬送させて合成器140に出力する。
バンド間歪補償アナログ回路124kj(k,j=1,2,・・・,N; k≠j)には、信号発生部110から出力されるアナログベースバンド信号112と信号発生部110から出力されるアナログベースバンド信号112とが入力される。バンド間歪補償アナログ回路124kjは、増幅部130において発生する混変調歪を補償する信号のうち、バンドkとバンドjとの間の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償するバンド間歪補償信号を生成する。そして、バンド間歪補償アナログ回路124kjは、当該バンド間歪補償信号をバンドk(キャリア周波数fck)のRF信号に搬送させて合成器140に出力する。
第6実施形態における信号送信装置10の信号変換部120k(k=1,2,・・・,N)は、第1実施形態における信号送信装置10の信号変換部120k(k=1,2)と同様の動作により、単一バンド内の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償する信号と、複数バンド間の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償する信号とを、アナログ回路のみを用いて出力できる。これにより、複数バンド(バンド数N≧2)のRF信号が一括して増幅部130に入力される場合においても、増幅部130の信号歪が補償される。結果として、本実施形態の信号送信装置10によれば、バンド1のRF信号132〜バンドNのRF信号132を、信号歪を抑制した状態で増幅部130から出力できる。
なお、図10に示される信号送信装置10において、第1実施形態の変形例と同様に、バンドの組み合わせが同一であるバンド間歪補償アナログ回路124kj及びバンド間歪補償アナログ回路124jk(k,j=1,2,・・・,N; k≠j)は、1つのバンド間歪補償アナログ回路124としてまとめてもよい。
また、図10に示される信号送信装置10において、バンド内歪補償アナログ回路122k(k=1,2,・・・,N)は、第2〜第5実施形態のバンド内歪補償アナログ回路122と同様に実装することができる。
また、図10に示される信号送信装置10において、バンド間歪補償アナログ回路124kj(k,j=1,2,・・・,N; k≠j)は、第2〜第5実施形態のバンド間歪補償アナログ回路124と同様に実装することができる。
(第7実施形態)
図11は、本発明の第7実施形態における信号送信装置10の処理構成例を示すブロック図である。第7実施形態における信号送信装置10には、図10に示される信号送信装置10をベースとして、カプラ180及び制御部190が追加されている。カプラ180及び制御部190以外の要素は、第6実施形態と第7実施形態との間で共通している。
カプラ180は、増幅部130から出力されたバンド1のRF信号132〜バンドNのRF信号132を検出し、当該検出した信号を入力端子200経由で制御部190に送信する。カプラ180は、信号検出部と呼ぶこともできる。なお、特に限定されないが、カプラ180の挿入損失は低いほうが好ましい。
制御部190は、カプラ180によって検出された検出信号に基づいて、バンド1のRF信号132〜バンドNのRF信号132それぞれの信号歪を検出する。検出する信号歪の例としては、スペクトルに表れる信号歪、特に隣接チャネル漏洩電力(ACPR:Adjacent Channel Power Ratio)等が挙げられる。
さらに、制御部190は、検出されたバンド1のRF信号132〜バンドNのRF信号132の信号歪を最小化するように、信号変換部120(k=1,2,・・・,N)の特性を制御する信号を出力端子210を経由して送信する。ここで、信号変換部120の特性とは、バンド内歪補償アナログ回路122から出力されるバンド内歪補償信号q(k)3|z(t)|(t)の振幅及び位相(すなわち複素係数q(k)3の振幅及び位相)、及び、バンド間歪補償アナログ回路124kj(k,j=1,2,・・・,N; k≠j)から出力されるバンド間歪補償信号r(k)3|z(t)|(t)の振幅及び位相(すなわち複素係数r(k)3の振幅及び位相)の事を指す。
信号変換部120の特性を表す係数q(k)3及びr(k)3は、第2〜第5実施形態で説明したように、ベースバンド振幅・位相補正器1223、1224、及び1027、もしくはRF−PD161及びRF−PD172の回路パラメータを制御することにより、変更及び設定できる。従って、制御部190は、ベースバンド振幅・位相補正器1223、1224、及び1027の回路パラメータ(具体的には、図4内の信号発生器1043及び信号発生器1044が出力する信号の制御パラメータであるG及びθ)を制御することにより、信号変換部120の特性を制御する。もしくは、制御部190は、RF−PD161及びRF−PD172の回路パラメータ(具体的には、図7内の位相調整回路82のインピーダンスZBB及び振幅調整回路83のインピーダンスZRF)を制御することにより、信号変換部120の特性を制御する。
図12は、制御部190の内部構成の一例を示すブロック図である。図12に示される制御部190は、マイクロコントローラ1901と、可変LO信号発生器1902と、スイッチ1903と、ミキサ1904と、ローパスフィルタ1905と、増幅器1906と、バンドパスフィルタ1907と、ログアンプ1908と、検波器1909と、分波器1913と、を備えている。
スイッチ1903は、図11の信号送信装置10が送信するバンド数と同数(N個)のスイッチ素子1903〜スイッチ素子1903を備えている。
分波器1913は、カプラ180から入力端子200を経由して入力されるバンド1のRF信号132〜バンドNのRF信号132をバンド毎に分離する。そして、バンド1のRF信号132〜バンドNのRF信号132を異なるスイッチ素子1903〜スイッチ素子1903へとそれぞれ供給する。すなわち、RF信号132(k=1,2,・・・,N)は、スイッチ素子1913に入力される。
マイクロコントローラ1901は、スイッチ素子1903〜スイッチ素子1903のうちの1つを選択してオン状態にする。すなわち、バンド1〜バンドNのうちの1つのバンドのRF信号が、スイッチ1903を経由して、ミキサ1904へと供給される。なお、図11では、バンドkのRF信号132が選択されてミキサ1904へ供給される様子が示されている。ミキサ1904へ供給されるRF信号は、制御部190の最終的な出力に応じて、適宜切り替えることができる。具体的には、信号変換部120の特性を制御する信号を出力する場合は、マイクロコントローラ1901は、バンド1のRF信号132が選択されるように、スイッチ1903のオン/オフ状態を制御する。
可変LO信号発生器1902は、周波数fLOのLO信号をミキサ1904へと出力する。ミキサ1904は、ミキサ1904に入力されたバンドk(キャリア周波数fck)のRF信号132をキャリア周波数|fck−fLO|のIF(Intermediate Frequency:中間周波数)信号に変換し、ローパスフィルタ1905を経由して増幅器1906へと出力する。なお、ミキサ1904はキャリア周波数fck+fLOの影像信号も出力するが、この影像信号はローパスフィルタ1905によって遮断される。
ミキサ1904から出力されたIF信号は、図11中に示されるように、増幅器1906によってIF信号1914として増幅される。バンドパスフィルタ1907は、IF信号1914の隣接チャネルに対応する通過帯域1915もしくは通過帯域1916のいずれかの信号成分を通過させる。IF信号1914の隣接チャネルに対応する通過帯域1915もしくは通過帯域1916は、通信規格によって定められる。例えば、WCDMA(登録商標)の場合、通過帯域1915及び通過帯域1916の中心周波数はIF信号1914の中心周波数から±5MHz、通過帯域幅は3.84MHzに設定される。
上記から、通過帯域1915及び通過帯域1916の中心周波数は、|fck−fLO|+fspecと表現される。ここで、周波数fspecは通信規格によって定まる値であり、WCDMA(登録商標)の場合は±5MHzである。
バンドパスフィルタ1907の中心周波数fBPFは、通常は固定された値である。そのため、バンドパスフィルタ1907の中心周波数fBPFが通過帯域1915及び通過帯域1916の中心周波数|fck−fLO|+fspecと一致するように、可変LO信号発生器1902から出力されるLO信号の周波数fLOが設定される。可変LO信号発生器1902から出力されるLO信号の周波数fLOは変更可能であり、その周波数fLOの設定はマイクロコントローラ1901を介して行われる。特に、マイクロコントローラ1901がスイッチ1903を切り替えて、ミキサ1904に入力されるRF信号132を切り替える時には、ミキサ1904に入力されるRF信号132のキャリア周波数の変更に伴い、可変LO信号発生器1902から出力されるLO信号の周波数fLOも併せて変更される。
バンドパスフィルタ1907により取り出された、隣接チャネルに対応する通過帯域1915もしくは通過帯域1916の信号成分は、ログアンプ1908に入力される。ログアンプ1908は、入力された信号成分をログスケール変換して検波器1909に出力する。
検波器1909は、ダイオード1910と、容量素子1911と、抵抗素子1912とを含んで構成される。検波器1909は、ログアンプ1908の出力信号をIF帯からベースバンド帯へとダウンコンバートし、マイクロコントローラ1901に出力する。上記の構成により、マイクロコントローラ1901はRF信号132のACPR(すなわちIF信号1914の隣接チャネルに対応する通過帯域1915及び通過帯域1916のいずれかの信号歪成分)を検知する。また、マイクロコントローラ1901は、LO信号の周波数fLOを切り替える事で、通過帯域1915及び通過帯域1916の両方の信号成分を検知する事も可能である。
スイッチ1903においてRF信号132のバンドを切り替え、当該バンドのキャリア周波数に応じて可変LO信号発生器1902から出力されるLO信号の周波数fLOの設定を切り替え、上記の信号歪(特にACPR)の測定手順を繰り返すことにより、バンド1のRF信号132〜バンドNのRF信号132の全ての信号歪(特にACPR)を測定する事ができる。
既に述べたように、制御部190は、出力端子210を経由して信号変換部120(k=1,2,・・・,N)の特性を制御する信号を送信する。制御部190は、信号変換部120の特性制御と、バンド1のRF信号132〜バンドNのRF信号132の信号歪の測定とを繰り返すことにより、バンド1のRF信号132〜バンドNのRF信号132の信号歪を最小化する信号変換部120の特性を探索及び設定することができる。
なお、信号変換部120の特性制御、及びバンド1のRF信号132〜バンドNのRF信号132の信号歪の測定は、高速に行う必要は無く、例えば数秒程度の間隔を開けて実施してもよい。
バンド1のRF信号132〜バンドNのRF信号132の各々の変調帯域幅は通信規格に依存するが、通常は数kHzから数十MHzである。信号変換部120が制御するパラメータ(具体的には、図4内の信号発生器1043及び信号発生器1044の制御パラメータであるG及びθ、図7内の位相調整回路82のインピーダンスZBB及び振幅調整回路83のインピーダンスZRF)は、通常は変調帯域幅のタイムスケール(数マイクロ秒から数ミリ秒)より十分に遅い速度で変更される。また、バンド1のRF信号132〜バンドNのRF信号132のACPRは、通常は変調帯域幅のタイムスケール(数マイクロ秒から数ミリ秒)より十分に長い時間を掛けて測定される。このため、マイクロコントローラ1901は、高速な演算や制御を行う必要が無く、低速な制御に対応していれば良い。
以上より、本実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態では、カプラ180によって増幅部130から実際に出力されるRF信号が検出され、当該検出されたRF信号に基づいて、各信号変換部120の特性が制御される。これにより、本実施形態によれば、増幅部130から出力されるRF信号に含まれる信号歪をより精度よく抑制することができる。
また、制御部190を用いて信号変換部120を制御する場合において、その制御は変調帯域幅より十分に長いタイムスケールで行われるため、歪補正アナログ回路の動作が送信信号の変調帯域幅によって制約されることはない。そのため、本実施形態の構成は、高速通信においても問題なく採用できる。
以上、本発明の好適な各実施形態の構成を説明した。しかしながら、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。また、上述の各実施形態は、内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述の各実施形態は、その基本的な技術思想に基づいて、当業者であればなし得ることが可能な各種変形例を含む。
以下、参考形態の例を付記する。
1.バンド毎に対応する複数のアナログベースバンド信号を出力する信号発生部と、
前記出力された複数nのアナログベースバンド信号を対応するバンドのRF(Radio Frequency)信号に変換する信号変換部と、
前記バンド毎に変換されたRF信号を一括して増幅する増幅部と、を備え、
前記信号変換部は、
前記増幅部から出力されるRF信号に含まれる、単一バンドのRF信号の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償するバンド内歪補償信号をバンド毎に生成し、該単一バンドに対応するRF信号に搬送させるバンド内歪補償アナログ回路部と、
前記増幅部に入力される複数バンド間のRF信号の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償するバンド間歪補償信号を2つのバンドの組み合わせ毎に生成し、該2つのバンドに対応する各RF信号に搬送させるバンド間歪補償アナログ回路部と、を有する、
信号送信装置。
2.前記バンド内歪補償アナログ回路部は、
前記増幅部において単一バンドのRF信号をミキシングすることにより生じる帯域内相互変調歪に基づくパラメータを用いて前記バンド内歪補償信号を生成し、
前記バンド間歪補償アナログ回路部は、
前記増幅部において異なる2つのバンドのRF信号をミキシングすることにより生じる、混変調歪に基づくパラメータを用いて前記バンド間歪補償信号を生成する、
1.に記載の信号送信装置。
3.前記バンド間歪補償アナログ回路部は、
当該バンド間歪補償アナログ回路部に入力された2つのアナログベースバンド信号のうちの一方のベースバンド信号である第1アナログベースバンド信号と、他方のアナログベースバンド信号である第2アナログベースバンド信号の振幅二乗値とを乗算する第1乗算部と、
前記第2アナログベースバンド信号と、前記第1アナログベースバンド信号の振幅二乗値とを乗算する第2乗算部と、
前記乗算により得られる各アナログベースバンド信号の振幅及び位相を、前記増幅部の混変調歪に基づくパラメータを用いて補正することにより、前記バンド間歪補償信号を生成する補償信号生成部と、
前記バンド間歪補償信号が付与された各アナログベースバンド信号を、各々対応するバンドのRF信号に変換する複数の直交変換部と、を有する、
2.に記載の信号送信装置。
4.前記バンド間歪補償アナログ回路部は、
前記増幅部において異なる2つのバンドのRF信号をミキシングすることにより生じる混変調歪に基づくパラメータを用いて前記バンド間歪補償信号を生成し、
前記バンド内歪補償アナログ回路部は、
前記増幅部において単一バンドのRF信号をミキシングすることにより生じる帯域内相互変調歪と、前記バンド間歪補償アナログ回路部において前記バンド間歪補償信号の生成過程で生じる帯域内相互変調歪とに基づくパラメータを用いて、前記バンド内歪補償信号を生成する、
1.に記載の信号送信装置。
5.前記バンド間歪補償アナログ回路部は、
当該バンド間歪補償アナログ回路部に入力された2つのアナログベースバンド信号を、各々対応するバンドのRF信号に変換する複数の直交変調部と、
前記変換されたRF信号の振幅及び位相を、前記増幅部の混変調歪に基づくパラメータを用いて補正することにより、前記バンド間歪補償信号を生成する補償信号生成部と、を有する、
4.に記載の信号送信装置。
6.前記信号変換部を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、
前記増幅部から出力されるRF信号を検出する信号検出部と、
前記検出されたRF信号に含まれる信号歪成分を検出する歪検出部と、を有し、
前記検出された信号歪成分に基づいて、前記バンド内歪補償信号の生成に用いるパラメータを前記バンド内歪補償アナログ回路部に与え、前記バンド間歪補償信号の生成に用いるパラメータを前記バンド間歪補償アナログ回路部に与える、
1.乃至5.のいずれか1つに記載の信号送信装置。
7.前記歪検出部は、
前記信号検出部において検出されたRF信号をバンド毎に分波する分波部と、
前記バンド毎に分波されたRF信号のうちの1つを選択する選択部と、
LO信号(Local Oscillation)を出力する可変LO信号発生部と、
前記選択部の選択先と、前記選択部によって選択されたRF信号のキャリア周波数に基づいて前記可変LO信号発生部から出力されるLO信号の周波数とを制御するマイクロコントローラと、
前記選択されたRF信号と、前記LO信号とをミキシングしてIF(Intermediate Frequency)信号を生成するミキサ部と、
前記IF信号以外の信号を除去した後、前記IF信号に含まれる信号歪に対応する周波数帯域の信号歪成分のみを通過させるフィルタ部と、
前記信号歪成分をIF帯域からベースバンド帯域へダウンコンバートする検波部と、を有し、
前記制御部は、前記歪検出部で検出されたバンド毎の信号歪成分に基づいて、前記バンド内歪補償信号の生成に用いるパラメータを前記バンド内歪補償アナログ回路部に与え、前記バンド間歪補償信号の生成に用いるパラメータを前記バンド間歪補償アナログ回路部に与える、
6.に記載の信号送信装置。
8.複数バンドのRF(Radio Frequency)信号をまとめて増幅する増幅部から出力されるRF信号に含まれる、バンド毎の帯域内相互変調歪及び複数バンド間の混変調歪を補償する歪補償装置であって、
前記増幅部から出力されるRF信号に含まれる、単一バンドのRF信号の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償するバンド内歪補償信号をバンド毎に生成し、該単一バンドに対応するRF信号に搬送させるバンド内歪補償アナログ回路部と、
前記増幅部に入力される複数バンド間のRF信号の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償するバンド間歪補償信号を2つのバンドの組み合わせ毎に生成し、該2つのバンドに対応する各RF信号に搬送させるバンド間歪補償アナログ回路部と、
を有する歪補償装置。
9.前記バンド内歪補償アナログ回路部は、
前記増幅部において単一バンドのRF信号をミキシングすることにより生じる帯域内相互変調歪に基づくパラメータを用いて前記バンド内歪補償信号を生成し、
前記バンド間歪補償アナログ回路部は、
前記増幅部において異なる2つのバンドのRF信号をミキシングすることにより生じる、混変調歪に基づくパラメータを用いて前記バンド間歪補償信号を生成する、
8.に記載の歪補償装置。
10.前記バンド間歪補償アナログ回路部は、
当該バンド間歪補償アナログ回路部に入力された2つのアナログベースバンド信号のうちの一方のベースバンド信号である第1アナログベースバンド信号と、他方のアナログベースバンド信号である第2アナログベースバンド信号の振幅二乗値とを乗算する第1乗算部と、
前記第2アナログベースバンド信号と、前記第1アナログベースバンド信号の振幅二乗値とを乗算する第2乗算部と、
前記乗算により得られる各アナログベースバンド信号の振幅及び位相を、前記増幅部の混変調歪に基づくパラメータを用いて補正することにより、前記バンド間歪補償信号を生成する補償信号生成部と、
前記バンド間歪補償信号が付与された各アナログベースバンド信号を、各々対応するバンドのRF信号に変換する複数の直交変換部と、を有する、
9.に記載の歪補償装置。
11.前記バンド間歪補償アナログ回路部は、
前記増幅部において異なる2つのバンドのRF信号をミキシングすることにより生じる混変調歪に基づくパラメータを用いて前記バンド間歪補償信号を生成し、
前記バンド内歪補償アナログ回路部は、
前記増幅部において単一バンドのRF信号をミキシングすることにより生じる帯域内相互変調歪と、前記バンド間歪補償アナログ回路部において前記バンド間歪補償信号の生成過程で生じる帯域内相互変調歪とに基づくパラメータを用いて、前記バンド内歪補償信号を生成する、
8.に記載の歪補償装置。
12.前記バンド間歪補償アナログ回路部は、
当該バンド間歪補償アナログ回路部に入力された2つのアナログベースバンド信号を、各々対応するバンドのRF信号に変換する複数の直交変調部と、
前記変換されたRF信号の振幅及び位相を、前記増幅部の混変調歪に基づくパラメータを用いて補正することにより、前記バンド間歪補償信号を生成する補償信号生成部と、を有する、
11.に記載の歪補償装置。
13.前記信号変換部を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、
前記増幅部から出力されるRF信号を検出する信号検出部と、
前記検出されたRF信号に含まれる信号歪成分を検出する歪検出部と、を有し、
前記検出された信号歪成分に基づいて、前記バンド内歪補償信号の生成に用いるパラメータを前記バンド内歪補償アナログ回路部に与え、前記バンド間歪補償信号の生成に用いるパラメータを前記バンド間歪補償アナログ回路部に与える、
8.乃至12.のいずれか1つに記載の歪補償装置。
14.前記歪検出部は、
前記信号検出部において検出されたRF信号をバンド毎に分波する分波部と、
前記バンド毎に分波されたRF信号のうちの1つを選択する選択部と、
LO信号(Local Oscillation)を出力する可変LO信号発生部と、
前記選択部の選択先と、前記選択部によって選択されたRF信号のキャリア周波数に基づいて前記可変LO信号発生部から出力されるLO信号の周波数とを制御するマイクロコントローラと、
前記選択されたRF信号と、前記LO信号とをミキシングしてIF(Intermediate Frequency)信号を生成するミキサ部と、
前記IF信号以外の信号を除去した後、前記IF信号に含まれる信号歪に対応する周波数帯域の信号歪成分のみを通過させるフィルタ部と、
前記信号歪成分をIF帯域からベースバンド帯域へダウンコンバートする検波部と、を有し、
前記制御部は、前記歪検出部で検出されたバンド毎の信号歪成分に基づいて、前記バンド内歪補償信号の生成に用いるパラメータを前記バンド内歪補償アナログ回路部に与え、前記バンド間歪補償信号の生成に用いるパラメータを前記バンド間歪補償アナログ回路部に与える、
13.に記載の歪補償装置。
15.複数バンドのRF(Radio Frequency)信号をまとめて増幅する増幅部を備える信号送信装置が、
信号発生部においてバンド毎に対応する複数のアナログベースバンド信号を出力し、
信号変換部において、前記出力された複数のアナログベースバンド信号を対応するバンドのRF(Radio Frequency)信号に変換し、
バンド内歪補償アナログ回路部において、前記増幅部から出力されるRF信号に含まれる、単一バンドのRF信号の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償するバンド内歪補償信号をバンド毎に生成し、該単一バンドに対応するRF信号に搬送させ、
バンド間歪補償アナログ回路部において、前記増幅部に入力される複数バンド間のRF信号の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償するバンド間歪補償信号を2つのバンドの組み合わせ毎に生成し、該2つのバンドに対応する各RF信号に搬送させ、
前記増幅部において、前記バンド内歪補償信号と前記バンド間歪補償信号を含む複数バンドのRF信号をまとめて増幅して送信する、
ことを含む信号送信方法。
16.前記信号送信装置が、
前記バンド内歪補償アナログ回路部において、前記増幅部において単一バンドのRF信号をミキシングすることにより生じる帯域内相互変調歪に基づくパラメータを用いて前記バンド内歪補償信号を生成し、
前記バンド間歪補償アナログ回路部において、前記増幅部において異なる2つのバンドのRF信号をミキシングすることにより生じる、混変調歪に基づくパラメータを用いて前記バンド間歪補償信号を生成する、
ことを含む15.に記載の信号送信方法。
17.前記信号送信装置が、
前記バンド間歪補償アナログ回路部において、
当該バンド間歪補償アナログ回路部に入力された2つのアナログベースバンド信号のうちの一方のベースバンド信号である第1アナログベースバンド信号と、他方のアナログベースバンド信号である第2アナログベースバンド信号の振幅二乗値とを乗算し、
前記第2アナログベースバンド信号と、前記第1アナログベースバンド信号の振幅二乗値とを乗算し、
前記乗算により得られる各アナログベースバンド信号の振幅及び位相を、前記増幅部の混変調歪に基づくパラメータを用いて補正することにより、前記バンド間歪補償信号を生成し、
前記バンド間歪補償信号が付与された各アナログベースバンド信号を、各々対応するバンドのRF信号に変換する、
ことを含む16.に記載の信号送信方法。
18.前記信号送信装置が、
前記バンド間歪補償アナログ回路部において、前記増幅部において異なる2つのバンドのRF信号をミキシングすることにより生じる混変調歪に基づくパラメータを用いて前記バンド間歪補償信号を生成し、
前記バンド内歪補償アナログ回路部において、前記増幅部において単一バンドのRF信号をミキシングすることにより生じる帯域内相互変調歪と、前記バンド間歪補償アナログ回路部において前記バンド間歪補償信号の生成過程で生じる帯域内相互変調歪とに基づくパラメータを用いて、前記バンド内歪補償信号を生成する、
ことを含む15.に記載の信号送信方法。
19.前記信号送信装置が、
前記バンド間歪補償アナログ回路部において、
当該バンド間歪補償アナログ回路部に入力された2つのアナログベースバンド信号を、各々対応するバンドのRF信号に変換し、
前記変換されたRF信号の振幅及び位相を、前記増幅部の混変調歪に基づくパラメータを用いて補正することにより、前記バンド間歪補償信号を生成する、
ことを含む18.に記載の信号送信方法。
20.前記信号送信装置は、前記信号変換部を制御する制御部を更に備え、
前記制御部が、
信号検出部において、前記増幅部から出力されるRF信号を検出し、
歪検出部において、前記検出されたRF信号に含まれる信号歪成分を検出し、
前記検出された信号歪成分に基づいて、前記バンド内歪補償信号の生成に用いるパラメータを前記バンド内歪補償アナログ回路部に与え、前記バンド間歪補償信号の生成に用いるパラメータを前記バンド間歪補償アナログ回路部に与える、
ことを含む15.乃至19.のいずれか1つに記載の信号送信方法。
21.前記歪検出部が、
前記信号検出部において検出されたRF信号をバンド毎に分波し、
前記バンド毎に分波されたRF信号のうちの1つを選択し、
前記選択部の選択先と、前記選択部によって選択されたRF信号のキャリア周波数に基づいて可変LO信号発生部から出力されるLO信号の周波数とを制御し、
前記選択されたRF信号と、前記LO信号とをミキシングしてIF(Intermediate Frequency)信号を生成し、
前記IF信号以外の信号を除去した後、前記IF信号に含まれる信号歪に対応する周波数帯域の信号歪成分のみを通過させ、
前記信号歪成分をIF帯域からベースバンド帯域へダウンコンバートし、
前記制御部が、
前記歪検出部で検出されたバンド毎の信号歪成分に基づいて、前記バンド内歪補償信号の生成に用いるパラメータを前記バンド内歪補償アナログ回路部に与え、前記バンド間歪補償信号の生成に用いるパラメータを前記バンド間歪補償アナログ回路部に与える、
ことを含む20.に記載の信号送信方法。
この出願は、2013年9月26日に出願された日本出願特願2013−199395号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (9)

  1. バンド毎に対応する複数のアナログベースバンド信号を出力する信号発生部と、
    前記出力された複数のアナログベースバンド信号を対応するバンドのRF(Radio Frequency)信号に変換する信号変換部と、
    前記バンド毎に変換されたRF信号を一括して増幅する増幅部と、を備え、
    前記信号変換部は、
    前記増幅部から出力されるRF信号に含まれる、単一バンドのRF信号の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償するバンド内歪補償信号をバンド毎に生成し、該単一バンドに対応するRF信号に搬送させるバンド内歪補償アナログ回路部と、
    前記増幅部に入力される複数バンド間のRF信号の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償するバンド間歪補償信号を2つのバンドの組み合わせ毎に生成し、該2つのバンドに対応する各RF信号に搬送させるバンド間歪補償アナログ回路部と、を有する、
    信号送信装置。
  2. 前記バンド内歪補償アナログ回路部は、
    前記増幅部において単一バンドのRF信号をミキシングすることにより生じる帯域内相互変調歪に基づくパラメータを用いて前記バンド内歪補償信号を生成し、
    前記バンド間歪補償アナログ回路部は、
    前記増幅部において異なる2つのバンドのRF信号をミキシングすることにより生じる、混変調歪に基づくパラメータを用いて前記バンド間歪補償信号を生成する、
    請求項1に記載の信号送信装置。
  3. 前記バンド間歪補償アナログ回路部は、
    当該バンド間歪補償アナログ回路部に入力された2つのアナログベースバンド信号のうちの一方のベースバンド信号である第1アナログベースバンド信号と、他方のアナログベースバンド信号である第2アナログベースバンド信号の振幅二乗値とを乗算する第1乗算部と、
    前記第2アナログベースバンド信号と、前記第1アナログベースバンド信号の振幅二乗値とを乗算する第2乗算部と、
    前記乗算により得られる各アナログベースバンド信号の振幅及び位相を、前記増幅部の混変調歪に基づくパラメータを用いて補正することにより、前記バンド間歪補償信号を生成する補償信号生成部と、
    前記バンド間歪補償信号が付与された各アナログベースバンド信号を、各々対応するバンドのRF信号に変換する複数の直交変換部と、を有する、
    請求項2に記載の信号送信装置。
  4. 前記バンド間歪補償アナログ回路部は、
    前記増幅部において異なる2つのバンドのRF信号をミキシングすることにより生じる混変調歪に基づくパラメータを用いて前記バンド間歪補償信号を生成し、
    前記バンド内歪補償アナログ回路部は、
    前記増幅部において単一バンドのRF信号をミキシングすることにより生じる帯域内相互変調歪と、前記バンド間歪補償アナログ回路部において前記バンド間歪補償信号の生成過程で生じる帯域内相互変調歪とに基づくパラメータを用いて、前記バンド内歪補償信号を生成する、
    請求項1に記載の信号送信装置。
  5. 前記バンド間歪補償アナログ回路部は、
    当該バンド間歪補償アナログ回路部に入力された2つのアナログベースバンド信号を、各々対応するバンドのRF信号に変換する複数の直交変調部と、
    前記変換されたRF信号の振幅及び位相を、前記増幅部の混変調歪に基づくパラメータを用いて補正することにより、前記バンド間歪補償信号を生成する補償信号生成部と、を有する、
    請求項4に記載の信号送信装置。
  6. 前記信号変換部を制御する制御部を更に備え、
    前記制御部は、
    前記増幅部から出力されるRF信号を検出する信号検出部と、
    前記検出されたRF信号に含まれる信号歪成分を検出する歪検出部と、を有し、
    前記検出された信号歪成分に基づいて、前記バンド内歪補償信号の生成に用いるパラメータを前記バンド内歪補償アナログ回路部に与え、前記バンド間歪補償信号の生成に用いるパラメータを前記バンド間歪補償アナログ回路部に与える、
    請求項1乃至5のいずれか1項に記載の信号送信装置。
  7. 前記歪検出部は、
    前記信号検出部において検出されたRF信号をバンド毎に分波する分波部と、
    前記バンド毎に分波されたRF信号のうちの1つを選択する選択部と、
    LO信号(Local Oscillation)を出力する可変LO信号発生部と、
    前記選択部の選択先と、前記選択部によって選択されたRF信号のキャリア周波数に基づいて前記可変LO信号発生部から出力されるLO信号の周波数とを制御するマイクロコントローラと、
    前記選択されたRF信号と、前記LO信号とをミキシングしてIF(Intermediate Frequency)信号を生成するミキサ部と、
    前記IF信号以外の信号を除去した後、前記IF信号に含まれる信号歪に対応する周波数帯域の信号歪成分のみを通過させるフィルタ部と、
    前記信号歪成分をIF帯域からベースバンド帯域へダウンコンバートする検波部と、を有し、
    前記制御部は、前記歪検出部で検出されたバンド毎の信号歪成分に基づいて、前記バンド内歪補償信号の生成に用いるパラメータを前記バンド内歪補償アナログ回路部に与え、前記バンド間歪補償信号の生成に用いるパラメータを前記バンド間歪補償アナログ回路部に与える、
    請求項6に記載の信号送信装置。
  8. 複数バンドのRF(Radio Frequency)信号をまとめて増幅する増幅部から出力されるRF信号に含まれる、バンド毎の帯域内相互変調歪及び複数バンド間の混変調歪を補償する歪補償装置であって、
    前記増幅部から出力されるRF信号に含まれる、単一バンドのRF信号の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償するバンド内歪補償信号をバンド毎に生成し、該単一バンドに対応するRF信号に搬送させるバンド内歪補償アナログ回路部と、
    前記増幅部に入力される複数バンド間のRF信号の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償するバンド間歪補償信号を2つのバンドの組み合わせ毎に生成し、該2つのバンドに対応する各RF信号に搬送させるバンド間歪補償アナログ回路部と、
    を有する歪補償装置。
  9. 複数バンドのRF(Radio Frequency)信号をまとめて増幅する増幅部を備える信号送信装置が、
    信号発生部においてバンド毎に対応する複数のアナログベースバンド信号を出力し、
    信号変換部において、前記出力された複数のアナログベースバンド信号を対応するバンドのRF(Radio Frequency)信号に変換し、
    バンド内歪補償アナログ回路部において、前記増幅部から出力されるRF信号に含まれる、単一バンドのRF信号の周波数ミキシングで生じる帯域内相互変調歪を補償するバンド内歪補償信号をバンド毎に生成し、該単一バンドに対応するRF信号に搬送させ、
    バンド間歪補償アナログ回路部において、前記増幅部に入力される複数バンド間のRF信号の周波数ミキシングで生じる混変調歪を補償するバンド間歪補償信号を2つのバンドの組み合わせ毎に生成し、該2つのバンドに対応する各RF信号に搬送させ、
    前記増幅部において、前記バンド内歪補償信号と前記バンド間歪補償信号を含む複数バンドのRF信号をまとめて増幅して送信する、
    ことを含む信号送信方法。
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