KR100622301B1 - 다주파대용 룩 업 테이블형 프리디스토터 - Google Patents

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Abstract

복수의 주파수대의 송신 신호를 포함하는 입력 신호로부터 각각의 주파수대의 신호를 복수의 대역 신호 추출기에서 추출하고, 복수의 차분 검출기에 의해 상기 추출된 신호와 전력증폭기의 출력 신호와의 차분을 각각의 주파수대에서 검출하고, 그들 검출 차분 신호를 참조 신호로 하여 각각의 주파수대용의 룩 업 테이블로부터 보정 데이터를 읽어 내고, 복수의 가산기에서 각각의 주파수대의 추출된 송신 신호에 보정 데이터를 가산하고, 각각의 주파수대의 가산결과를 합성기에서 합성해서 프리디스토터의 출력으로 한다.
다주파대용 룩 업 테이블형 프리디스토터, 전력증폭기, 가산기, 차분 검출기, 대역 신호 추출기

Description

다주파대용 룩 업 테이블형 프리디스토터{MULTI-BAND LOOK-UP TABLE TYPE PREDISTORTER}
도 1은, 본 발명의 룩 업 테이블형 프리디스토터의 기본적 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는, 대역 신호 추출기를 대역 통과 필터로 구성할 경우의 이득특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 대역 신호 추출기를 대역 저지 필터로 구성할 경우의 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 4개의 사용 주파대에 대응한 대역 신호 추출기를 대역 저지 필터로 구성한 예를 도시한 도면이다.
도 5는, 본 발명의 제2실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은, 본 발명의 제3실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은, 본 발명의 제4실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은, 본 발명의 제5실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 9는, 본 발명의 제6실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명은, 다주파대역의 송신 신호를 일괄해서 증폭하는 다주파대용 프리디스토터에 관한 것이다.
마이크로파대 전력증폭기의 비선형 변형 보상 방법의 하나로서 디지털 신호처리에 의한 프리 디스토션법(이하, 디지털 프리디스토션법)이 있다(예를 들면, 일본국 특허출원 공개 제 2002-522989호 공보, 이하 특허문헌1이라 한다). 디지털 프리디스토션법의 특징은, 디지털 신호처리로 프리디스토터의 구성을 가능하게 하는 것으로 복잡한 아날로그 회로를 불필요로 하고 있는 점에 있다. 종래의 선형증폭기는 피드포워드 증폭기, 부귀환증폭기 등 주로 아날로그 회로로 실현되어 있다. 프리디스토터도 마찬가지로 아날로그 회로로 실현되어 있다(예를 들면, H.Girard and K. Feher, "A new baseband linearizer for more efficient utilization of earth station amplifiers used for QPSK transmission", IEEE J. Select. Areas Commun. SAC-1, No.1, 1983, 이하 비특허문헌1이라 한다, 및 노지마, 오카모토, "복소 멱급수표시에 의한 진행파관 증폭기 입출력 비선형특성의 해석과 변형 보상법에의 응용", 전자정보통신학회 논문지B, Vol. J64-B, No.12, Dec.1981, 이하 비특허문헌2라고 한다). 그러나 이것의 아날로그 회로에 의한 선형화 회로기술은, 일반적으로 고도의 조정 기술을 필요로 하고 있다. 또한 변조 회로를 포함해서 송신기의 소형화 및 경제화를 가능하게 하기 위해서는 아날로그 회로를 간소하게 또한 쉽게 구성할 필요가 있다.
지금까지 디지털 프리디스토터에는, 미리 증폭기의 비선형특성을 선형화하는 테이블을 가진 룩 업 테이블에 의한 구성이 알려져 있다. (예를 들면 특허문헌1 및 L. Sundstrom, M. Faulkner, and M. Johansson, "Quantization analysis and design of a digital predistortion linearizer for RF power amplifiers", IEEE Trans. Vech. Tech., Vol.45, No.4, pp.707-719, 1996. 11, 이하 비특허문헌3이라 한다). 룩 업 테이블을 가진 디지털 프리디스토터는, 변형성분을 설계치이하로 하도록 증폭기 출력 신호를 귀환해서 룩 업 테이블의 설정치를 갱신한다. 이렇게 하여, 디지털 신호처리로 변형 보상을 할 수 있는 것이 알려져 있다. 그 변형 보상량은, 약 15dB이하인 것이 알려져 있다(이시카와, 하세, 구보, 도자와, 하마노, "W-CDMA 기지국용 적응 변형 보상장치의 개발", 2002년 전자정보통신학회 소사이어티대회, C-2-31, 2002. 09, 이하 비특허문헌4라고 한다).
일반적으로 룩 업 테이블형 프리디스토터에 있어서의 변형 보상이 가능한 주파수범위는 반송 주파수를 중심으로 20수MHz정도이다. 이 때문에 PDC(퍼스널·디지털·셀룰러)와 같이 예를 들면 800MHz대와, 1.5GHz대의 쌍방의 신호를 동시에 송신하는 시스템에서는, 이들의 쌍방의 대역의 신호를 동시에 변형 보상을 행하면서 소정의 변형 보상을 달성할 수는 없다. 따라서 룩 업 테이블형 프리디스토터에 의해 변형 보상을 하면서 복수의 대역의 신호를 송신할 경우에는, 각 대역별로 룩 업 테이블형 프리디스토터를 구축하고, 벡터 신호 변조기, 주파수 변환기, 전력증폭기도 각 대역별로 준비해야 하기 때문에, 장치의 규모가 비대화하고, 또한 소비전력량의 증대와 장치가 대형이 되는 결점이 있다.
복수의 대역의 룩 업 테이블형 프리디스토션 처리를 일괄로 할 수 있다면 장 치의 간이화, 저소비전력화 및 소형화가 가능하게 된다. 그래서 단일의 룩 업 테이블을 이용해서 복수의 대역의 룩 업 테이블형 디스토션 처리를 행하게 하려고 하면, 대역이 예를 들면 800MHz와 1.5GHz와 같이 각 대역의 대역폭과 비교해서 크게 떨어져 있을 경우, 룩 업 테이블에 격납되어 있는 보정치는 쌍방의 대역의 신호에 대하여 불확실한 값이 되고, 쌍방의 대역에서 발생하는 변형을 적정하게 보상할 수는 없다.
본 발명에 의한 전력증폭기의 변형을 보상하기 위한 다주파대용 룩 업 테이블형 프리디스토터는,
입력 신호로부터 N개의 주파수대의 송신 신호를 추출하는 N개의 대역 신호 추출기와, N은 2이상의 정수이며,
상기 N개의 주파수대의 송신 신호와, 전력증폭기의 출력 신호로서 상기 N개의 주파수대와 각각 같은 주파수대의 신호와의 차분을 검출하는 N개의 차분 검출기와,
상기 N개의 주파수대의 검출 차분을 참조 신호로서 이용해서 각각 대응하는 N개의 주파수대의 보정 데이터를 읽어 내기 위한 N개의 룩 업 테이블과,
상기 N개의 룩 업 테이블로부터 읽어진 보정 데이터를 대응하는 상기 N개의 주파수대의 송신 신호에 각각 가산하는 N개의 가산기와,
상기 N개의 가산기의 가산출력을 합성하는 합성기를 포함하도록 구성된다.
본 발명에 의하면 복수의 대역신호를 포함하는 입력 신호를 대역 신호 추출 기에서 각 대역의 신호로 분리하고, 각 대역마다 설치한 룩 업 테이블로부터 읽어진 변형보정치에 의해 각 대역별로 변형보정을 행함으로써 각 대역마다 적정한 변형보정을 행할 수 있다. 특히 각 대역의 신호에 변형보정치를 가산한 후, 합성기에 의해 합성하기 때문에, 공통의 전력증폭기로 증폭할 수 있다. 따라서 송신해야 할 대역신호의 수가 몇 개 있어도, 각 대역마다 적정한 변형 보상을 하면서, 공통의 전력증폭기로 증폭할 수 있다. 이 결과, 장치의 간소화와, 저소비전력화 및 소형화를 이룰 수 있다.
(발명을 실기하기 위한 최선의 형태)
제1실시예
도 1에 본 발명을 실시할 경우의 최선의 형태의 룩 업 테이블형 프리디스토터의 기본구성을 도시한다. 본 발명의 프리디스토터는 2이상의 임의인 수의 이산적인 주파수대에 대응하도록 구성할 수 있다. 설명을 간단하게 하기 위해서, 2개의 주파수대의 신호에 대응한 구성으로 설명한다.
본 발명에 의한 룩 업 테이블형 프리디스토터는 여기에서는 2개의 송신 대역을 가지는 입력 신호(ST)로부터 그들의 대역신호를 추출하는 대역 신호 추출기(11-1 및 11-2)와, 추출된 각 대역신호와, 이 프리디스토터에 의해 변형을 캔슬하는 대상인 전력증폭기(도시안됨)의 출력 신호로부터 추출한 대응하는 주파수대의 신호와의 차분을 검출하는 차분 검출기(16-1, 16-2)와, 이 차분 검출기(16-1, 16-2)의 검출 신호를 참조 신호로서 이용하고, 대응하는 주파수대의 송신 신호를 변형보정하기(전치변형을 주기) 위한 보정 데이터(D1, D2)를 읽어 내기 위한 주파수대용 룩 업 테이블(17-1, 17-2)과, 각 주파수대용 룩 업 테이블(17-1, 17-2)로부터 읽어 낸 보정 데이터(D1, D2)를 각각의 송신 대역의 송신 신호에 각각 가산하는 가산기(13-1, 13-2)와, 이들의 가산기(13-1, 13-2)의 가산출력을 합성하고, 프리디스토터의 출력으로 하는 합성기(14)로 구성된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 입력 송신 신호(ST)는 분배기(10)에서 2개의 대역 신호 추출기(11-1, 11-2)에 분배되어, 2개의 주파수대의 신호가 추출된다. 추출된 2개의 주파수대의 신호의 일방은 분배기(12-1)에 의해 가산기(13-1)와 차분 검출기(16-1)에 분배되고, 타방은 분배기(12-2)에 의해 가산기(13-2)와 차분 검출기(16-2)에 분배된다. 각각의 주파수대의 분배된 일방의 송신 신호는 가산기(13-1, 13-2)를 거쳐서 합성기(14)에서 서로 합성되고, 프리디스토터의 출력 신호(SD)로서 도시되어 있지 않은 전력증폭기에 공급된다.
한편, 이 프리디스토터가 변형 보상을 행하는 대상인 전력증폭기의 출력의 일부를 모니터 신호(SM)로서 귀환하고, 분배기(21)에서 대역 신호 추출기(15-1, 15-2)에 분배한다. 대역 신호 추출기(15-1, 15-2)는 대역 신호 추출기(11-1, 11-2)와 각각 같은 주파수대의 신호를 추출하고, 각각 차분 검출기(16-1, 16-2)에 준다. 차분 검출기(16-1, 16-2)는 서로 대응하는 주파수대에서의 송신 신호와 증폭기 출 력 신호와의 차분(e1, e2)을 검출한다. 따라서 전력증폭기가 각각의 주파수대에서 발생한 변형성분이 차분 신호로서 검출되게 된다. 검출한 각각의 주파수대의 차분(e1, e2), 즉 변형성분을 참조 신호로 하여 룩 업 테이블(17-1, 17-2)로부터 대응하는 보정 데이터(D1, D2)를 읽어 내고, 가산기(13-1, 13-2)에 준다. 보정 데이터는 검출한 변형성분을 캔슬하는 듯한 데이터이며, 전력증폭기가 각각의 주파수대에서 발생하는 변형성분에 대하여 미리 정한 보정 데이터가 룩 업 테이블(17-1, 17-2)에 격납되어 있다. 이들의 보정 데이터는 주파수대역마다 소정의 변형억압량을 달성할때까지 갱신을 되풀이함으로써, 변형억압량을 적응적으로 개선해 간다.
차분 검출기(16-1과 16-2)에서 검출한 차분 신호(e1, e2)를 룩 업 테이블(17-1, 17-2)에 참조 신호로서 주고, 룩 업 테이블(17-1과 17-2)로부터 각 주파수대에서의 변형보정 데이터(D1, D2)를 읽어 내고, 그 변형보정 데이터(D1, D2)를 가산기(13-1과 13-2)에서 송신해야 할 주파수대의 신호에 가산하고, 변형 보상(전치변형의 부가)을 행한다.
가산기(13-1과 13-2)에서 변형보정 데이터가 가산된 송신 신호는 합성기(14)에서 합성되고, 그 합성 출력은 아날로그 신호로 변환되어 소정의 전력증폭기에서 전력증폭되어서 송신된다.
본 발명에 의한 룩 업 테이블형 프리디스토터를 이동통신에 적용하면, 대역 신호 추출기(11-1과 11-2)에서 추출하는 대역신호는 예를 들면 800MHz대와, 1.5GHz 대의 신호로 할 수 있다. 주파수대의 수는 2개로에 한하지 않고, 예를 들면 2GHz대, 5GHz대의 신호도 동시에 송신하는 것이라고 하면, 대역 신호 추출기의 수는 4개가 되고, 이것에 따라 분배기(12), 가산기(13), 차분 검출기(16), 룩 업 테이블(17)의 수도 각각도 4개가 된다.
대역 신호 추출기(11-1, 12-1, 15-1, 15-2)의 특성은 각각 중심주파수를 f1, f2로 하는 원하는 대역폭을 가지고, 각각 제1주파수대 및 제2주파수대의 신호를 추출한다. 이러한 각 대역 신호 추출기는 예를 들면 대역 통과 필터(밴드패스필터:BPF)로 구성하여도 좋고, 또는 대역 저지 필터(밴드일리미네이션필터:BEF)로 구성하여도 좋다.
도 2에 대역 통과 필터로 구성했을 경우의 대역 신호 추출기(11-1, 12-1)(또는 15-1, 15-2)의 주파수대 감쇠특성을 각각 실선과 파선으로 개념적으로 도시한다. 중심주파수가 각각 f1, f2의 주파수대의 대역외에서 가파르게 감쇠량이 증대한다. 이에 따라 주파수대간의 분리가 충분한 특성으로 할 필요가 있다. 그러한 특성은 일반적으로 복수의 밴드패스필터를 종속접속해서 얻을 수 있다.
도 3은 예를 들면 대역 신호 추출기(11-1)를 대역 저지 필터로 구성했을 경우의 주파수대 감쇠량 특성을 도시한다. 다만, 이 예는 중심주파수가 f1, f2, f3, f4의 4개의 주파수대를 사용할 경우이며, 중심주파수(f1)의 대역 신호 추출기(11-1)에 요구되는 특성을 개념적으로 도시하고 있다. 이 특성은, 도 3에서 분명하게 나타나 있는 바와 같이 제1주파대 이외의 주파수대인 제2, 제3 및 제4주파수대를 각각 저지하는 3개의 대역 저지 필터(BEF1, BEF2, BEF3)의 도 4에 도시한 바와 같 은 종속접속에 의해 형성할 수 있다. 각 대역 저지 필터는 그 대역에서 충분한 대역저지 특성을 가지고, 또한 그 이외의 대역에서 충분히 저손실의 통과 특성을 가지도록 구성한다. 그러한 각 대역 저지 필터는 예를 들면 노치필터로 구성할 수 있다. 노치필터에는, 유전체 공진기를 이용하는 대역 저지 필터, 마이크로스트립 라인에 의한 스터브를 이용한 필터 등을 적용할 수 있다. 도면에 도시되어 있지 않지만, 마찬가지로, 제2주파수대의 대역 신호 추출기(12-1)의 특성은 다른 제1, 제3 및 제4주파수대를 각각 저지하는 3개의 대역 저지 필터의 종속접속으로 형성할 수 있다. 도시되어 있지 않은 제3 및 제4주파수의 대역 신호 추출기에 관해서도 동일하다.
각 주파수대의 대역 신호 추출기를 대역 통과 필터로 구성할 경우에는, 중심주파수의 대역주변을 추출하기 쉽고, 또 중심주파수로부터의 아이솔레이션이 비교적 잡기 쉬운 이점이 있다. 그러나, 중심주파수가 밴드패스필터의 공진주파수가 되기 때문에, 신호의 지연이 커진다. 따라서, 대역 신호 추출기(15-1, 15-2)를 포함한 귀환 경로의 설계가 어려워 지는 문제가 있다. 각 대역 신호 추출기를 대역 저지 필터로 구성할 경우에는, 그 추출하는 주파수대역에 있어서, 중심주파수가 아니므로 신호의 지연이 작다. 따라서, 귀환 경로의 설계가 용이해지는 이점이 있다. 또한, 대역 저지 필터의 설계도 용이하다.
이하에 설명하는 기타 실시예에 있어서도, 대역 신호 추출기는 밴드패스필터로 구성하여도 좋고, 밴드일리미네이션필터로 구성하여도 좋다.
제2실시예
도 5에 본 발명의 제2실시예를 도시한다. 이 제2실시예는 점선으로 둘러싼 룩 업 테이블형 프리디스토터의 부분을 디지털 회로로 구성했을 경우를 도시한다. 디지털 신호처리계인 것으로부터, 신호계는 I신호계와 Q신호계의 2경로로 구성된다. 입력측에는 2기의 디지털 송신기(T-1과 T-2)가 설치되고, 이들 2기의 디지털 송신기(T-1과 T-2)로부터, 중심주파수(f1)의 제1주파수 대역신호(ST1)와 중심주파수(f2)의 제2주파수 대역신호(ST2)가 입력된다. 이동통신에 적용하면, f1이 예를 들면 800MHz대이며, f2가 예를 들면 1.5GHz대의 신호로 하여도 좋다. 입력 신호는 이들의 2파로 한하지 않는다. 예를 들면 2GHz대, 5GHz대 등의 다른 대역신호를 입력할 수도 있다.
송신기(T-1과 T-2)로부터 출력된 각 대역신호는 합성기(9)에서 합성되고, 그 합성 신호(ST)를 룩 업 테이블형 디지털 프리디스토터에 입력한다. 룩 업 테이블형디지털 프리디스토터의 내부의 구성은 도 1에서 설명한 구성과 같기 때문에, 대응하는 부분에는 도 1과 동일한 부호를 붙이고, 그 중복 설명은 생략한다. 대역 신호 추출기(11-1, 11-2, 15-1, 15-2)로서 디지털 신호처리에 의한 밴드일리미네이션필터를 사용함으로써, 각각의 중심주파수에서 충분한 대역저지량을 실현할 수 있다. 이 실시예에서는 합성기(14)에서 합성한 합성 신호는 디지털 아날로스 변조기(24-1과 24-2)에서 아날로그 신호로 변환한다. 그 변환된 아날로그 신호를 벡터 신호변조기(25)에서 벡터 변조하고, 주파수 변환기(26)에서 국부발진기(27)로부터의 캐리어 신호로 주파수변환한다. 그 주파수 변환된 고주파신호를 전력증폭기 (28)에서 전력증폭하고, 공용기(특별히 도시하지 않는다)를 통해 안테나(특별히 도시하지 않는다)에 공급한다.
전력증폭기(28)의 출력측에 방향성결합기(29)가 설치되고, 이 방향성결합기(29)에서 송신 신호의 일부를 모니터 신호(SM)로서 분기해서 꺼내고, 모니터용 수신기(31)에서 정상상태로 돌아가서 아날로그 디지털 변환기(32-1과 32-2)에서 I신호와 Q신호의 디지털 신호를 얻는다. I신호와 Q신호(즉 동상신호와 직교신호)는 다주파대용 룩 업 테이블형 디지털 프리디스토터에 입력된다. 다주파대용 룩 업 테이블형 디지털 프리디스토터의 내부는 도 1과 동일하기 때문에 여기에서는 더 이상의 상세 설명은 생략한다.
이상의 구성에 의해, 송신 신호는 전력증폭기(28)에서 받은 변형성분을 미리 다주파대용 룩 업 테이블형 디지털 프리디스토터에 있어서 역위상의 관계로 가산된다. 이에 따라, 전력증폭기에서 증폭할 때에 변형성분을 상쇄할 수 있다.
또한, 소정의 대역신호를 추출하는 대역 신호 추출기(11-1과 11-2)는, 각각의 주파수대의 송신기(T-1 및 T-2)로부터 입력 신호를 독립적으로 공급할 경우는 없어도 된다. 그 경우는 각각의 주파수대의 송신기(T-1, T-2)로부터 송신 신호를 도면 중에 파선으로 나타나 있는 바와 같이 직접 분배기(12-1, 12-2)에 공급한다.
또, 디지털 프리디스토터 출력 신호는, 각각 독립적으로 디지털·아날로그 변환되고, 독립된 주파수 변환기로 주파수변환되고, 광대역 방향성결합기 또는 전력합성기로 합성되어도 좋다.
룩 업 테이블(17-1과 17-2)의 보정 데이터 계수는, 각각의 주파수대역마다 사전에 전력증폭기(28)의 입출력특성을 측정해 입력해 둔다. 각각의 주파수대마다 소정의 변형억압량을 달성할때까지 각각의 주파수대용 룩 업 테이블(17-1과 17-2)의 계수를 보정한다. 이 과정을 되풀이함으로써, 각각의 주파수대마다 변형억압량을 적응적으로 개선해 간다.
전력증폭기(28)에 있어서, 복수의 주파수대역의 입력 신호에 의해 발생하는 상호변조변형은, 전력증폭기(28)의 각 주파수대역 폭에 비교해서 충분히 주파수 간격이 넓기 때문에, 전력증폭기(28)의 출력측에 있는 공용기 또는 대역 통과 필터로, 그들의 상호변조변형을 제거할 수 있다.
제3실시예
도 6에 본 발명의 다주파대용 룩 업 테이블형 프리디스토터를 아날로그 회로로 구성한 다주파대용 룩 업 테이블형 아날로그 프리디스토터를 도시한다. 룩 업 테이블(17-1, 17-2)은 디지털 신호처리로 실현되기 때문에, 참조 신호를 고주파 차분 신호(e1, e2)로부터 다운 컨버터(33-1, 33-2)에 의해 베이스밴드 신호로 주파수를 변환하고, 그 베이스밴드 신호를 아날로그·디지털 변환기(34-1, 34-2)에서 디지털 신호로 변환하고 있다. 또, 룩 업 테이블(17-1, 17-2)로부터 읽어진 보정 데이터(D1, D2)는 디지털·아날로그 변환기(35-1, 35-2)에서 아날로그 신호로 변환되고, 또한 업 컨버터(36-1, 36-2)에서 고주파신호로 변환되어 가산기(13-1, 13-2)에 주어진다. 그 이외의 점선으로 둘러싼 부분은 도 1에 도시한 것과 기본적으로 같 다. 여기에서는 프리디스토터의 출력을 전력증폭기(28)에서 전력증폭하고, 그 전력증폭 출력을 안테나(특별히 도시하지 않는다)에 통하는 공용기(특별히 도시하지 않는다)에 공급할 경우를 도시한다. 전력증폭기(28)의 출력측에 방향성결합기(29)를 설치하고, 이 방향성결합기(29)에서 송신 신호의 일부를 분기해서 꺼내고, 그 분기 출력을 아날로그 프리디스토터에 입력했을 경우를 도시한다.
이 경우도 입력 신호로부터 소정의 대역신호를 추출하는 대역 신호 추출기(11-1과 11-2)는, 각각의 주파수대의 송신기(T-1 및 T-2)로부터 입력 신호를 독립적으로 공급할 경우는 없어도 된다. 또, 아날로그 프리디스토터 출력 신호는, 각각 독립된 주파수 변환기로 주파수 변환되고, 광대역 방향성결합기 또는 전력합성기로 합성되어도 좋다.
룩 업 테이블(17-1과 17-2)의 계수는, 각각의 주파수대역마다 사전에 전력증폭기(28)의 입출력특성을 측정해 입력해 둔다. 각각의 주파수대마다 소정의 변형억압량을 달성할때까지 각각의 주파수대용 룩 업 테이블(17-1과 17-2)의 계수를 보정한다. 이 과정을 되풀이함으로써, 각각의 주파수대마다 변형억압량을 적응적으로 개선해 간다.
전력증폭기(28)에 있어서, 복수의 주파수대역의 입력 신호에 의해 발생하는 상호변조변형은, 전력증폭기(28)의 각 주파수대역 폭과 비교해서 충분히 주파수 간격은 넓기 때문에, 전력증폭기(28)의 출력측에 있는 공용기 또는 대역 통과 필터로 그들의 상호변조변형을 제거할 수 있다.
제4실시예
도 7에 본 발명의 제4실시예를 도시한다. 이 실시예는, 도 1의 실시예에 대하여 룩 업 테이블(17-1, 17-2)의 갱신 기능을 부가한 것이며, 차분 검출기(16-1, 16-2)의 출력측에 분배기(23-1, 23-2)를 삽입하고, 분배된 차분 검출 신호(e1, e2)를 제어기(22)에 주고, 차분 검출 신호에 의거하여 룩 업 테이블(17-1, 17-2)을 갱신하도록 구성되어 있다.
룩 업 테이블(17-1, 17-2)의 참조 신호로서의 차분 검출 신호(e1, e2)는 제어기(22)에 입력된다. 제어기(22)는, 입력되는 참조 신호를 최소로 하도록, 룩 업 테이블(17-1, 17-2)의 보정 데이터인 계수의 갱신을 제어한다.
제1의 갱신 방법으로서, 시간(t)의 제i주파수대의 참조 신호를 ei(t), 제i주파수대용 룩 업 테이블(17-i)의 계수열을 Wi(t)라고 하면, N개의 주파수대의 변형 보상을 동시에 행하는 룩 업 테이블형 프리디스토터의 제어기의 제어는 이하가 된다.
W(t)＝(w1(t)....WN(t)) (1)
E(t)＝(e1(t)...eN(t)) (2)
W(t+1)＝W(t)＋μ(t)E(t) (3)
μ(t)는 다음식에서 나타나는 망각 계수 행렬이다.
μ(t)＝(μ1(t)...μN(t)) (4)
식(3)은 제어기(22)에 격납되어 있는 제어 알고리즘이다. 제어기(22)는 참 조 신호 행렬(E(t))의 절대치를 최소로 하도록 룩 업 테이블의 계수를 갱신한다. 즉, 개개의 주파수대용 룩 업 테이블의 계수를 갱신해서 참조 신호(ei(t))를 최소로 하는 것이 아니라, 모든 룩 업 테이블의 계수를 갱신해서 참조 신호행렬(E(t))의 절대치를 최소로 한다. 망각 계수행렬은, 참조 신호 행렬의 절대치를 최소로 하는 조건에서 구한다. 이에 따라 N개의 주파수대의 변형 보상을 동시에 행할 수 있다. 식(3)은, 개개의 룩 업 테이블의 계수를 갱신하는 것은 아니다.
제2의 갱신 방법으로서, 각 주파수대용 룩 업 테이블에 입력되는 참조 신호를 각각 최소로 하는 제어 방법에 대해서 설명한다. 제어기(22)는, 이하의 식(5)에 나타낸 바와 같이 망각 계수를 일정치로서 설정한다.
W(t+1)＝W(t)＋μE(t) (5)
식(5)에서, 각 주파수대용 룩 업 테이블의 계수는 독립적으로 각각의 참조 신호를 최소로 하도록 제어된다. 이 때, 식(5)은 복수의 룩 업 테이블의 계수를 동시에 갱신하여도 좋다. 마찬가지로, 식(5)을 순서대로 갱신하여도 좋다. 이 때, 룩 업 테이블의 계수의 동시 제어수는 1이 된다.
제5실시예
도 8에 제5실시예를 나타낸다. 제5실시예는, 도 5의 실시예에 대하여, 룩 업 테이블(17-1, 17-2)의 갱신 기능을 부가한 것이며, 도 7의 실시예와 마찬가지로 분배기(23-1, 23-2)와, 제어기(22)가 추가되어 있다.
전력증폭기(28)의 출력의 일부를 방향성결합기(29)로부터 모니터 신호(SM)로 서 꺼내고, 모니터용 수신기(31)에서 주파수변환을 행하여 베이스밴드 신호로 하고, 그것을 아날로그·디지털 변환기(32-1, 32-2)에서 디지털 신호로 변환된 신호와, 분배기(12-1, 12-2)에 의해 분배된 신호와의 차분이 참조 신호(e1, e2)로서 차분 검출기(16-1, 16-2)에 의해 구해진다. 이 참조 신호(e1, e2)와 제어기(22)의 제어신호에 의해, 룩 업 테이블(17-1, 17-2)의 계수를 갱신하고, 또한 보정 데이터를 룩 업 테이블(17-1, 17-2)에서 읽어 낸다. 이 일련의 신호처리를 각 송신 주파수대역마다 행한다. 이렇게 하여, 복수의 주파수대의 송신 신호는 각각 독립된 변형 보상을 행할 수 있다.
각각의 주파수대의 송신기(T-1, T-2)로부터 송신 신호를 독립적으로 공급할 경우에는 합성기(9) 및 분배기(10)는 없어도 좋고, 송신 신호는 도면 중에 파선으로 나타나 있는 바와 같이 직접 분배기(12-1, 12-2)에 공급된다. 또, 디지털 프리디스토터 출력 신호는, 각각 독립적으로 디지털·아날로그 변환되고, 독립된 주파수 변환기로 주파수변환되고, 광대역 방향성결합기 또는 전력합성기로 합성되어 있어도 좋다.
제어기(22)는, 2개의 주파수대의 참조 신호(e1, e2)의 절대치의 합을 최소로 하도록, 2개의 룩 업 테이블(17-1, 17-2)에 계수갱신의 지시를 행한다. 또, 각각의 룩 업 테이블(17-1, 17-2)의 계수갱신의 지시는, 각각의 참조 신호(e1, e2)의 절대치를 최소로 하는 계수라도 좋다.
룩 업 테이블(17-1, 17-2)의 초기계수는, 각각의 주파수대역마다 사전에 전 력증폭기(28)의 입출력특성을 측정해서 구해 둔다. 각각의 주파수대역마다 소정의 변형억압량을 달성할 때까지 각각의 주파수대용 룩 업 테이블(17-1, 17-2)의 계수를 보정한다. 이 과정을 되풀이함으로써, 각각의 주파수대역마다 변형억압량을 적응적으로 개선해 간다.
전력증폭기(28)에 있어서, 전력증폭기(28)의 각 주파수대의 대역폭과 비교해서 주파수대간의 주파수 간격은 충분히 넓기 때문에, 복수의 주파수대역의 입력 신호에 의해 발생하는 상호변조변형은, 전력증폭기(28)의 출력측에 설치되는 공용기 또는 대역 통과 필터로 제거할 수 있다.
제6실시예
도 9에 제6실시예를 도시한다. 이 제6실시예는, 도 6에 도시한 아날로그 프리디스토터의 실시예에 대하여 룩 업 테이블(17-1, 17-2)의 갱신 기능을 부가한 것이며, 도 7의 실시예와 마찬가지로 분배기(23-2, 23-2)와 제어기(22)가 추가되어 있다. 제어기(22)에 의한 룩 업 테이블(17-1, 17-2)의 갱신 동작은 도 8의 경우와 동일하므로, 설명을 생략한다.
본 발명에 의해 이하의 효과가 있다.
복수의 주파수대역에 대응한 변형 보상을 행할 수 있는 프리디스토터구성의 제공.
장치의 소형화, 저소비전력화, 간이화.
주파수대역의 추가에 대하여 유연하게 대응할 수 있는 것.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명에 의한 다주파대용 룩 업 테이블형 프리디스토터는 예를 들면 800MHz, 1.5GHz, 2GHz, 5GHz 등의 복수의 대역을 이용하는 이동통신에 이용할 수 있다.

Claims (9)

  1. 전력증폭기의 변형을 보상하는 프리디스토터로서,
    입력 신호로부터 N개(N은 2이상의 정수)의 주파수대의 송신 신호를 추출하는 N개의 대역 신호 추출기와,
    상기 N개의 주파수대의 송신 신호와, 전력증폭기의 출력 신호로서 상기 N개의 주파수대와 각각 같은 주파수대의 신호와의 차분을 검출하는 N개의 차분 검출기와,
    상기 N개의 주파수대의 검출한 차분을 참조 신호로서 이용해서 각각 대응하는 N개의 주파수대의 보정 데이터를 읽어 내기 위한 N개의 룩 업 테이블과,
    상기 N개의 룩 업 테이블로부터 읽어진 보정 데이터를 대응하는 상기 N개의 주파수대의 송신 신호에 각각 가산하는 N개의 가산기와,
    상기 N개의 가산기의 가산출력을 합성하는 합성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다주파대용 룩 업 테이블형 프리디스토터.
  2. 제 1 항에 있어서, 적어도 상기 N개의 대역 신호 추출기, 상기 N개의 차분 검출기, 및 상기 N개의 가산기는 아날로그 신호처리회로로 실현되는 것을 특징으로 하는 다주파대용 룩 업 테이블형 프리디스토터.
  3. 제 1 항에 있어서, 적어도 상기 N개의 대역 신호 추출기, 상기 N개의 차분 검출기, 상기 N개의 룩 업 테이블, 및 상기 N개의 가산기는 디지털 신호처리로 실현되는 것을 특징으로 하는 다주파대용 룩 업 테이블형 프리디스토터.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전력증폭기의 출력 신호로부터 상기 N개의 주파수대와 각각 같은 주파수대의 상기 신호를 추출하고, 상기 N개의 차분 검출기에 각각 주는 제2의 N개의 대역 신호 추출기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다주파대용 룩 업 테이블형 프리디스토터.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제2의 N개의 대역 신호 추출기의 각각은, 남은 N-1개의 상기 제2대역 신호 추출기의 주파수대를 각각 저지하는 복수의 종속접속된 대역 저지 필터로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다주파대용 룩 업 테이블형 프리디스토터.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 제2의 N개의 대역 신호 추출기의 각각은, 각각 주파수대의 중심주파수로 하는 대역 통과 필터로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다주파대용 룩 업 테이블형 프리디스토터.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 N개의 차분 검출기의 각각의 주파수대의 검출한 차분 신호가 주어지고, 그들에 의거하여 상기 N개의 룩 업 테이블의 상기 보정 데이터를 갱신하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다주파대용 룩 업 테이블형 프리디스토터.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 N개의 검출 차분 신호의 절대치의 합이 최소가 되도록 상기 N개의 룩 업 테이블의 보정 데이터를 동시에 각각 갱신하는 것을 특징으로 하는 다주파대용 룩 업 테이블형 프리디스토터.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 N개의 검출 차분 신호의 각각의 절대치가 각각 최소가 되도록 대응하는 상기 N개의 룩 업 테이블의 보정 데이터를 각각 갱신하는 것을 특징으로 하는 다주파대용 룩 업 테이블형 프리디스토터.
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