WO2010073803A1

WO2010073803A1 - 歪補償回路及び無線基地局

Info

Publication number: WO2010073803A1
Application number: PCT/JP2009/067974
Authority: WO
Inventors: 政彦大西
Original assignee: 住友電気工業株式会社
Priority date: 2008-12-27
Filing date: 2009-10-19
Publication date: 2010-07-01
Also published as: CN102265508B; RU2011131073A; CA2748192A1; US20110254624A1; EP2375567A1; TW201110535A; EP2375567B1; EP2375567A4; CN102265508A; KR101602988B1; US8390377B2; KR20110110779A

Abstract

　最大値の入力信号の出現頻度が低い状況においてもモデルの更新を実施することにより、高精度の歪補償を実現することが可能な歪補償回路。ＤＰＤ処理部２は、ＨＰＡ６への入力信号Ｓ１とＨＰＡ６からの出力信号Ｓ１０とに基づいて、ＨＰＡ６の入出力特性を表すモデルに対する逆モデルを推定する逆モデル推定部２２と、逆モデルを入力信号Ｓ１に付加することにより、入出力特性の歪を補償する歪補償部２６と、直近の所定時間内における信号Ｓ２，Ｓ１０をサンプリングして逆モデル推定部２２に入力するサンプリング回路２０とを備え、逆モデル推定部２２は、入力信号Ｓ１のとり得る最大値が、サンプリング回路２０によってサンプリングされた範囲内に含まれているか否かに拘わらず、サンプリング回路２０から入力されたＳ２，Ｓ１０に基づいて逆モデルを更新する。

Description

歪補償回路及び無線基地局

　本発明は、歪補償回路及びそれを備えた無線基地局に関する。

　携帯電話等を用いた通信システムが備える無線基地局においては、送信信号を増幅して出力するための高出力増幅器（ＨＰＡ：High Power Amplifier）が、送信処理部内に実装される。一般的にＨＰＡは、増幅効率を優先するが故に、入出力特性の線形性が低い。つまりＨＰＡにおいては、その入力信号と出力信号との間の入出力特性が、非線形の歪特性を呈する。従って、このような入出力特性を有するＨＰＡを用いて入力信号を増幅すると、その歪に起因して、所望の出力信号が得られない場合がある。そこで、このような歪を補償するための歪補償方式の一つとして、増幅器の入出力特性を表すモデルを推定し、そのモデルとは逆の特性を呈する逆モデルをディジタル信号処理によって生成し、増幅器への入力信号（アナログ信号に変換する前のディジタル信号）に対してその逆モデルを付加することにより、増幅器の入出力特性における歪を補償する手法（いわゆるＤＰＤ：Digital Pre-Distortion）が、下記非特許文献１において提案されている。また、下記非特許文献２，３においては、ＨＰＡの高効率増幅技術が提案されている。

Lei Ding, "Digital predistortion of Power Amplifiers for Wireless Applications", Georgia Institute of Technology, March 2004. Donald F. Kimball, et al., "High-Efficiency Envelope-Tracking W-CDMA Base-Station Amplifier Using GaN HFETs", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol.54, NO.11, November 2006. Feipeng Wang, et al., "Design of Wide-Bandwidth Envelope-Tracking Power Amplifiers for OFDM Applications", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol.53, NO.4, April 2005.

　ＨＰＡの入出力特性は温度変化等によって変動するため、高精度の歪補償を実現するためには、逆モデルを常に最新のものに更新する必要がある。ここで、入力信号の全範囲をカバーする逆モデルを正確に作成するためには、最大値（ピーク値）を含む入力信号及びそれに対応する出力信号が必要となる。しかし、最大値の入力信号が常に通信信号に含まれているとは限らず、通信データ量が少ない状況（深夜の時間帯等）においては、最大値の入力信号の出現頻度は低下する。従って、常に最大値の入力信号の到達を待って逆モデルの更新を実施する場合には、通信データ量が少ない状況において逆モデルの更新頻度が低下するため、高精度の歪補償を行うことが困難となる。また、通信データ量が少ない状況においてモデルの更新が行われた場合には、更新後のモデルが入力信号の全範囲をカバーできていない状況も生じ得る。従って、更新後のモデルによってカバーされていない範囲の入力信号がその後に入力された場合には、その入力信号に関しては高精度の歪補償を行うことができない。

　本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、最大値の入力信号の出現頻度が低い状況においても適切な逆モデルを使用して高精度の歪補償を実現することが可能な歪補償回路、及びそれを備えた無線基地局を得ることを目的とするものである。

　本発明の第１の態様に係る歪補償回路は、増幅器への入力信号と前記増幅器からの出力信号とに基づいて、前記増幅器の入出力特性を表すモデルに対する逆モデルを推定する推定部と、前記逆モデルを用いて前記入出力特性の歪を補償する歪補償部と、直近の所定時間内における前記入力信号及び前記出力信号をサンプリングして前記推定部に出力するサンプリング部とを備え、前記推定部は、前記入力信号のとり得るピーク値が、前記サンプリング部によってサンプリングされた範囲内に含まれているか否かに拘わらず、前記サンプリング部から出力された前記入力信号及び前記出力信号に基づいて前記逆モデルを更新することを特徴とするものである。

　第１の態様に係る歪補償回路によれば、推定部は、入力信号のとり得るピーク値が、サンプリング部によってサンプリングされた範囲内に含まれているか否かに拘わらず、サンプリング部から出力された入力信号及び出力信号に基づいて逆モデルを更新する。従って、ピーク値の入力信号の出現頻度が低い状況においても推定部は逆モデルを更新することができるため、歪補償部において高精度の歪補償を実現することが可能となる。

　本発明の第２の態様に係る歪補償回路は、第１の態様に係る歪補償回路において特に、前記推定部は、前記サンプリング部によってサンプリングされた範囲内における前記入力信号の最大値が、所定のしきい値以上であることを条件として、前記逆モデルを更新することを特徴とするものである。

　第２の態様に係る歪補償回路によれば、推定部は、サンプリング部によってサンプリングされた範囲内における入力信号の最大値が、所定のしきい値以上であることを条件として、逆モデルを更新する。従って、サンプリングされた範囲内の入力信号の信号レベルが所定のしきい値未満である場合には、逆モデルの更新は行われない。その結果、逆モデルがカバーする入力信号の範囲が極端に小さくなることを回避できる。

　本発明の第３の態様に係る歪補償回路は、第１の態様に係る歪補償回路において特に、現在の前記逆モデルにおける前記入力信号の最大値に応じて複数のしきい値が設定されており、前記推定部は、前記サンプリング部によってサンプリングされた範囲内における前記入力信号の最大値が、前記複数のしきい値によって規定される現在の更新領域内の値である場合に、前記逆モデルを更新することを特徴とするものである。

　第３の態様に係る歪補償回路によれば、複数のしきい値は、現在の逆モデルにおける入力信号の最大値に応じて設定されている。従って、逆モデルがカバーする入力信号の範囲が急激に小さくなることを回避できる。

　本発明の第４の態様に係る歪補償回路は、第１の態様に係る歪補償回路において特に、前記サンプリング部によってサンプリングされた範囲内の前記入力信号の最大値に基づいて、前記推定部により更新された逆モデルを使用するか否かを判定する判定部をさらに備えることを特徴とするものである。

　第４の態様に係る歪補償回路によれば、判定部は、サンプリングされた範囲内の入力信号の最大値に基づいて、更新された逆モデルを使用するか否かを判定する。よって、その時々でより適切な逆モデルを選択し使用することができる。

　本発明の第５の態様に係る歪補償回路は、第１～第４のいずれか一つの態様に係る歪補償回路において特に、サンプリング開始前の直近の所定期間内における前記入力信号の平均値に基づいて、前記入力信号の予測最大値を設定する設定部をさらに備え、前記サンプリング部によるサンプリングが開始された後、前記予測最大値以上の前記入力信号が検出されると、前記所定時間の経過を待つことなく、前記サンプリング部はサンプリングを終了することを特徴とするものである。

　第５の態様に係る歪補償回路によれば、設定部は、入力信号の予測最大値を設定し、サンプリング部によるサンプリングが開始された後、予測最大値以上の前記入力信号が検出されると、サンプリング部はサンプリングを終了する。従って、サンプリング期間の短縮化を図ることができるとともに、予測最大値の入力信号を確実に取得できるため、予測最大値以下の範囲をカバーする逆モデルを確実に作成することが可能となる。

　本発明の第６の態様に係る歪補償回路は、増幅器への入力信号と前記増幅器からの出力信号とに基づいて、前記増幅器の入出力特性を表すモデルに対する逆モデルを推定する推定部と、前記逆モデルを用いて前記入出力特性の歪を補償する歪補償部と、カバー域の上限値が異なる複数の逆モデルを記憶する記憶部とを備え、前記歪補償部によって受信される入力信号の信号レベルが前記複数の逆モデルのうちの１つによってはカバーされていないが前記複数の逆モデルのうちの他の１つによってカバーされている場合、前記歪補償部は、該歪補償部で受信した入力信号を前記他の１つの逆モデルに基づいて補正することを特徴とするものである。

　第６の態様に係る歪補償回路によれば、最大値の入力信号の出現頻度が低い状況でモデルの更新が行われたことに起因して、ある入力信号の信号レベルが最新の逆モデルによってカバーされていない場合であっても、歪補償部は、記憶部に記憶されている複数の逆モデルのうち、その信号レベルをカバーする他の逆モデルに基づいてその入力信号を補正する。従って、最大値の入力信号の出現頻度が低い状況で逆モデルの更新が行われた場合であっても、可能な限り高精度の歪補償を実現することが可能となる。

　本発明の第７の態様に係る歪補償回路は、第６の態様に係る歪補償回路において特に、前記記憶部に記憶されている前記複数の逆モデルから一つの逆モデルを選択する判定部をさらに備え、前記歪補償部によって受信される入力信号の信号レベルが前記複数の逆モデルのうち二以上の逆モデルによってカバーされている場合、前記判定部は、前記二以上の逆モデルのうち最新の逆モデルを選択し、前記歪補償部は、該歪補償部で受信した入力信号を前記最新の逆モデルを用いて補正することを特徴とするものである。

　第７の態様に係る歪補償回路によれば、ある入力信号の信号レベルをカバーする逆モデルとして二以上の逆モデルが記憶部内に存在する場合には、歪補償部は、それらの逆モデルのうち最新の逆モデルに基づいてその入力信号を補正する。従って、高精度の歪補償を実現することが可能となる。

　本発明の第８の態様に係る歪補償回路は、第７の態様に係る歪補償回路において特に、前記推定部は、前記複数の逆モデルの各々のカバー域の上限値に関する情報を前記判定部に供給し、前記判定部は、前記情報に基づいて前記最新の逆モデルの選択を行うことを特徴とするものである。

　第８の態様に係る歪補償回路によれば、最新の逆モデルをそのカバー域の上限値まで利用することができるため、高精度の歪補償を実現することが可能となる。
　本発明の第９の態様に係る歪補償回路は、第７の態様に係る歪補償回路において特に、前記歪補償部によって受信される入力信号の取り得る信号レベルの全領域を複数の部分領域に分割するための複数のしきい値が設定されており、前記判定部は、前記複数のしきい値のうち各前記逆モデルがカバーする最大のしきい値に関する情報に基づいて、前記最新の逆モデルを前記部分領域の単位で選択することを特徴とするものである。

　第９の態様に係る歪補償回路によれば、各モデルについてのカバー域の上限値に関する情報を推定部に入力する必要がないため、推定部への送信データ量を削減することが可能となる。

　本発明の第１０の態様に係る歪補償回路は、第６～第９のいずれか一つの態様に係る歪補償回路において特に、前記記憶部に新たな逆モデルが記憶された場合、前記記憶部にすでに記憶されている前記複数の逆モデルのうち、カバー域の上限値が当該新たな逆モデルのそれよりも小さい逆モデルは、前記記憶部から削除されることを特徴とするものである。

　第１０の態様に係る歪補償回路によれば、新たな逆モデルの出現によって利用価値がなくなった古い逆モデルを記憶部から削除することにより、記憶部の記憶容量が膨大となることを回避することができる。

　本発明の第１１の態様に係る無線基地局は、増幅器と、前記増幅器に電気的に接続される歪補償回路とを備え、該歪補償回路は、前記増幅器への入力信号と前記増幅器からの出力信号とに基づいて、前記増幅器の入出力特性を表すモデルに対する逆モデルを推定する推定部と、前記逆モデルを用いて前記入出力特性の歪を補償する歪補償部と、直近の所定時間内における前記入力信号及び前記出力信号をサンプリングして前記推定部に出力するサンプリング部とを含み、前記推定部は、前記入力信号のとり得るピーク値が、前記サンプリング部によってサンプリングされた範囲内に含まれているか否かに拘わらず、前記サンプリング部から出力された前記入力信号及び前記出力信号に基づいて前記逆モデルを更新することを特徴とするものである。

　第１１の態様に係る無線基地局によれば、増幅器の入出力特性の歪が歪補償回路によって適切に補償されることにより、所望の送信信号を無線基地局から送信することが可能となる。

　本発明の第１２の態様に係る無線基地局は、増幅器と、前記増幅器に電気的に接続される歪補償回路とを備え、該歪補償回路は、前記増幅器への入力信号と前記増幅器からの出力信号とに基づいて、前記増幅器の入出力特性を表すモデルに対する逆モデルを推定する推定部と、前記逆モデルを用いて前記入出力特性の歪を補償する歪補償部と、カバー域の上限値が異なる複数の逆モデルを記憶する記憶部とを備え、前記歪補償部によって受信される入力信号の信号レベルが前記複数の逆モデルのうちの１つによってはカバーされていないが前記複数の逆モデルのうちの他の１つによってカバーされている場合、前記歪補償部は、該歪補償部で受信した入力信号を前記他の１つの逆モデルに基づいて補正することを特徴とするものである。

　第１２の態様に係る無線基地局によれば、増幅器の入出力特性の歪が歪補償回路によって適切に補償されることにより、所望の送信信号を無線基地局から送信することが可能となる。

　本発明によれば、最大値の入力信号の出現頻度が低い状況においても高精度の歪補償を実現することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る無線基地局の構成の一部を示すブロック図である。ＤＰＤ処理部の第１の構成例を示すブロック図である。順に更新された複数のモデルの一例を示す図である。歪補償部による逆モデルの選択を説明するための図である。ＤＰＤ処理部の第２の構成例を示すブロック図である。図３に対応して複数のモデルの一例を示す図である。図３に対応して複数のモデルの他の例を示す図である。図７に対応して歪補償部による逆モデルの選択を説明するための図である。ＤＰＤ処理部の第３の構成例を示すブロック図である。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。
　図１は、本発明の実施の形態に係る無線基地局１の構成の一部を示すブロック図である。図１の接続関係で示すように、無線基地局１は、ＤＰＤ（Digital Pre-Distortion）処理部２、ＤＡＣ（Digital-to-Analog Converter）３、ＬＰＦ（Low Pass Filter）４、周波数変換部５、ＨＰＡ（High Power Amplifier）６、カプラ７、アンテナ８、周波数変換部９、ＬＰＦ１０、及びＡＤＣ（Analog-to-Digital Converter）１１を備えて構成されている。

　ＤＰＤ処理部２は、ディジタル信号である入力信号Ｓ１を補正することにより、信号Ｓ２を出力する。ＤＰＤ処理部２による補正の内容については後述する。ＤＡＣ３は、ディジタル信号である信号Ｓ２をアナログ信号である信号Ｓ３に変換して出力する。ＬＰＦ４は、信号Ｓ３に対してローパスフィルタ処理を施して、信号Ｓ４を出力する。周波数変換部５は、ベースバンドの信号Ｓ４を高周波の信号Ｓ５に周波数変換して出力する。ＨＰＡ６は、信号Ｓ５を増幅することにより、信号Ｓ６を出力する。信号Ｓ６は、アンテナ８から送信される。

　ＨＰＡ６からアンテナ８に向かう信号Ｓ６の一部は、カプラ７によって信号Ｓ７として取り出される。周波数変換部９は、高周波の信号Ｓ７をベースバンドの信号Ｓ８に周波数変換して出力する。ＬＰＦ１０は、信号Ｓ８に対してローパスフィルタ処理を施して、信号Ｓ９を出力する。ＡＤＣ１１は、アナログ信号である信号Ｓ９をディジタル信号である信号Ｓ１０に変換して出力する。信号Ｓ１０はＤＰＤ処理部２に入力される。

　図２は、ＤＰＤ処理部２の第１の構成例を示すブロック図である。図２の接続関係で示すように、ＤＰＤ処理部２は、サンプリング回路２０、検出部２１、逆モデル推定部２２、上限値記憶部２３、係数記憶部２４、判定部２５、及び歪補償部２６を備えて構成されている。

　サンプリング回路２０には、歪補償部２６から信号Ｓ２が入力されるとともに、ＡＤＣ１１から信号Ｓ１０が入力される。サンプリング回路２０は、直近の所定時間（以下「サンプリング時間」と称す）内における信号Ｓ２，Ｓ１０をサンプリングして、これらの信号Ｓ２，Ｓ１０を逆モデル推定部２２に入力する。逆モデル推定部２２は、信号Ｓ２，Ｓ１０に基づいて、ＨＰＡ６の入出力特性を表すモデルを推定し、そのモデルに対応する逆モデルをｎ次べき級数（ｎは自然数）の多項式の形で表現するための各次の係数（つまり逆モデルの係数セット）を、演算によって求める。ここで、逆モデルとは、モデルにおける非線形の歪を補償するための、モデルの歪特性とは逆の特性を呈するモデルである。

　また、検出部２１は、サンプリング時間内における入力信号Ｓ１のレベルの最大値（例えば最大電力値）を検出し、その最大電力値に関するデータＳ２１をサンプリング回路２０に入力する。データＳ２１は、サンプリング回路２０から逆モデル推定部２２に入力され、上記で求めた逆モデルの係数セットと対応付けられる。データＳ２１で与えられる最大電力値は、対応する逆モデルがカバーするカバー域の上限値を表すこととなる。

　逆モデルの係数セットに関するデータＳ２２は、逆モデル推定部２２から係数記憶部２４に入力され、係数記憶部２４内に記憶される。換言すれば、係数記憶部２４内に逆モデルが記憶される。また、その逆モデルに対応する最大電力値に関するデータＳ２１は、逆モデル推定部２２から上限値記憶部２３に入力され、上限値記憶部２３内に記憶される。

　歪補償部２６には、入力信号Ｓ１が入力されるとともに、係数記憶部２４から係数セットに関するデータＳ２４が入力される。歪補償部２６は、データＳ２４で与えられる係数セット（逆モデル）に基づいて入力信号Ｓ１を補正する。これにより、入力信号Ｓ１に対して適切な歪補償がなされた信号Ｓ２が、歪補償部２６から出力される。

　ところで、ＨＰＡ６の入出力特性は温度変化等によって変動するため、歪補償部２６によって高精度の歪補償を実現するためには、逆モデル推定部２２においてモデル及び逆モデルを定期的に最新のものに更新する必要がある。

　図３は、順に更新された複数のモデルＫ０～Ｋ２の一例を示す図である。横軸は入力信号Ｓ１の信号レベル（例えば電力値）であり、縦軸は出力信号（信号Ｓ１０）の信号レベル（例えば電力値）である。モデルＫ０は、通信データ量が多い状況で逆モデル推定部２２によって推定されたモデルであり、モデルＫ０のカバー域の上限値Ｐｍ０は、入力信号Ｓ１の信号レベルがとり得る最大値（ピーク値）に一致している。従って、モデルＫ０を用いることにより、逆モデル推定部２２は、入力信号Ｓ１の全範囲をカバーする逆モデルを作成することができる。上限値Ｐｍ０を示すデータＳ２１は、モデルＫ０の逆モデルに対応付けられて、上限値記憶部２３内に記憶される。

　モデルＫ０から更新されたモデルＫ１は、通信データ量がやや少ない状況で逆モデル推定部２２によって推定されたモデルであり、モデルＫ１のカバー域の上限値Ｐｍ１は、モデルＫ０の上限値Ｐｍ０よりも小さくなっている。従って、モデルＫ１に基づいて作成された逆モデルを用いることによっては、歪補償部２６は、上限値Ｐｍ１を超える信号レベルの入力信号Ｓ１に対する歪補償を行うことができない。しかしながら、上限値Ｐｍ１以下の範囲に関しては、モデルＫ０よりも新しい入出力特性をモデルＫ１によって表現できるため、高精度の歪補償を実現することができる。上限値Ｐｍ１を示すデータＳ２１は、モデルＫ１の逆モデルに対応付けられて、上限値記憶部２３内に記憶される。

　モデルＫ１から更新されたモデルＫ２は、通信データ量がさらに少ない状況で逆モデル推定部２２によって推定されたモデルであり、モデルＫ２のカバー域の上限値Ｐｍ２は、モデルＫ１の上限値Ｐｍ１よりも小さくなっている。従って、モデルＫ２に基づいて作成された逆モデルを用いることによっては、歪補償部２６は、上限値Ｐｍ２を超える信号レベルの入力信号Ｓ１に対する歪補償を行うことができない。しかしながら、上限値Ｐｍ２以下の範囲に関しては、モデルＫ０，Ｋ１よりも新しい入出力特性をモデルＫ２によって表現できるため、高精度の歪補償を実現することができる。上限値Ｐｍ２を示すデータＳ２１は、モデルＫ２の逆モデルに対応付けられて、上限値記憶部２３内に記憶される。

　本実施の形態に係るＤＰＤ処理部２においては、各モデルＫ０～Ｋ２に対応する全ての逆モデルの係数セットが、係数記憶部２４内に記憶される。歪補償部２６は、モデルＫ０～Ｋ２に対応する３個の逆モデルの中から最適な逆モデルを選択することによって、入力信号Ｓ１に対する歪補償を行う。具体的には以下の通りである。

　図４は、歪補償部２６による逆モデルの選択を説明するための図である。入力信号Ｓ１は、歪補償部２６に入力されるとともに、判定部２５に入力される。また、判定部２５には、各逆モデルのカバー域の上限値に関するデータＳ２１が、上限値記憶部２３から入力される。入力信号Ｓ１の信号レベルが上限値Ｐｍ２以下である場合には、判定部２５は、モデルＫ２に対応する逆モデルを選択する。つまり、入力信号Ｓ１の信号レベルが上限値Ｐｍ２以下である場合には、その信号レベルをカバーする逆モデルとしては、モデルＫ０～Ｋ２に対応する３個の逆モデルが存在する。この場合には、判定部２５は、これら３個の逆モデルの中から最新の逆モデル（モデルＫ２に対応する逆モデル）を選択する。逆モデルの選択に関するデータＳ２３は、判定部２５から係数記憶部２４に入力される。そして、選択された逆モデルの係数セットに関するデータＳ２４が、係数記憶部２４から歪補償部２６に入力される。歪補償部２６は、データＳ２４で与えられる係数セットの逆モデルに基づいて、入力信号Ｓ１を補正する。

　同様に、入力信号Ｓ１の信号レベルが上限値Ｐｍ２超かつ上限値Ｐｍ１以下である場合には、判定部２５は、モデルＫ１に対応する逆モデルを選択する。つまり、入力信号Ｓ１の信号レベルが上限値Ｐｍ２超かつ上限値Ｐｍ１以下である場合には、その信号レベルをカバーする逆モデルとしては、モデルＫ０，Ｋ１に対応する２個の逆モデルが存在する。この場合には、判定部２５は、これら２個の逆モデルのうち最新の逆モデル（モデルＫ１に対応する逆モデル）を選択し、歪補償部２６は、その選択された逆モデルに基づいて入力信号Ｓ１を補正する。

　また、入力信号Ｓ１の信号レベルが上限値Ｐｍ１超である場合には、その信号レベルをカバーする逆モデルとしては、モデルＫ０に対応する逆モデルしか存在しない。この場合には、判定部２５は、モデルＫ０に対応する逆モデルを選択し、歪補償部２６は、その選択された逆モデルに基づいて入力信号Ｓ１を補正する。

　なお、以上では、上限値が徐々に小さくなる順（モデルＫ０→Ｋ１→Ｋ２の順）にモデルが更新される例について説明した。これとは異なり、例えばモデルＫ１→Ｋ０→Ｋ２の順にモデルが更新された場合には、モデルＫ０に対応する逆モデルが係数記憶部２４に記憶された時点で、モデルＫ１に対応する逆モデルを係数記憶部２４から削除しても良い。この場合、判定部２５は、入力信号Ｓ１の信号レベルが上限値Ｐｍ２以下である場合にはモデルＫ２に対応する逆モデルを選択し、入力信号Ｓ１の信号レベルが上限値Ｐｍ２超である場合にはモデルＫ０に対応する逆モデルを選択することとなる。

　図５は、ＤＰＤ処理部２の第２の構成例を示すブロック図である。図２に示した構成に対して比較部３０が追加されており、その他の構成は図２と同様である。
　図６は、図３に対応して複数のモデルＫ０～Ｋ３の一例を示す図である。入力信号Ｓ１の信号レベルに関して所定のしきい値Ｈが設定されている。しきい値Ｈは、例えば、入力信号Ｓ１がとり得る最大値（ピーク値）の半分の値に設定されている。但し、しきい値Ｈはその他の値に設定されていても良い。しきい値Ｈの設定値は、比較部３０に予め教示されている。

　逆モデル推定部２２が逆モデルの推定を行うにあたって、比較部３０は、サンプリング回路２０によってサンプリングされた範囲内における入力信号Ｓ１の最大値（つまりデータＳ２１で与えられる上限値）と、しきい値Ｈとを比較する。そして、その比較の結果をデータＳ３０として逆モデル推定部２２に入力する。逆モデル推定部２２は、データＳ３０に基づいて、サンプリング範囲内の入力信号Ｓ１の最大値がしきい値Ｈ以上である場合には、逆モデルの更新を行う。一方、サンプリング範囲内の入力信号Ｓ１の最大値がしきい値Ｈ未満である場合には、逆モデルの更新を行わない。図６に示した例では、モデルＫ０→Ｋ１→Ｋ２に対応する逆モデルの更新は行われるが、モデルＫ３のカバー域の上限値（つまりモデルＫ３の推定を行うにあたってのサンプリング範囲内の入力信号Ｓ１の最大値）Ｐｍ３はしきい値Ｈ未満であるため、モデルＫ２に対応する逆モデルからモデルＫ３に対応する逆モデルへの更新は行われない。

　図７は、図３に対応して複数のモデルＫ０～Ｋ２の他の例を示す図である。入力信号Ｓ１の信号レベルに関して複数のしきい値Ｈ０，Ｈ１が設定されている。しきい値Ｈ１は、例えば、入力信号Ｓ１がとり得る最大値（ピーク値）の半分の値に設定されている。また、しきい値Ｈ０は、例えば、ピーク値としきい値Ｈ１との中間値に設定されている。但し、しきい値Ｈ０，Ｈ１はその他の値に設定されていても良い。また、しきい値の個数は２個に限らず、３個以上（例えば４個）であっても良い。しきい値Ｈ０，Ｈ１の各設定値は、比較部３０に予め教示されている。

　逆モデル推定部２２が逆モデルの推定を行うにあたって、比較部３０は、サンプリング範囲内の入力信号Ｓ１の最大値と、しきい値Ｈ０，Ｈ１とを比較する。そして、その比較の結果をデータＳ３０として逆モデル推定部２２に入力する。

　逆モデル推定部２２は、ピーク値を含むモデルＫ０に対応する逆モデルを、それよりもカバー域の上限値が小さい逆モデルに更新する際には、更新後の逆モデルの上限値がそのときに設定されている更新領域内の値、この場合には、当該上限値がしきい値Ｈ０以上であることを条件として更新を行う。つまり、データＳ３０に基づいて、更新後の逆モデルの上限値がしきい値Ｈ０以上である場合には更新を行い、しきい値Ｈ０未満である場合には更新を行わない。図７に示した例ではモデルＫ１の上限値Ｐｍ１はしきい値Ｈ０以上であるため、モデルＫ０に対応する逆モデルからモデルＫ１に対応する逆モデルへの更新は行われる。但し、モデルＫ２の上限値Ｐｍ２はしきい値Ｈ０未満であるため、モデルＫ０に対応する逆モデルからモデルＫ２に対応する逆モデルへの直接的な更新は行われない。なお、図７に示した例では、上限値Ｐｍ０を示すデータＳ２１の代わりに、信号Ｓ２，Ｓ１０がピーク値をカバーしている旨に関するフラグ情報が、その信号Ｓ２，Ｓ１０に対応付けられてサンプリング回路２０から逆モデル推定部２２に入力される。同様に、図７に示した例では、上限値Ｐｍ１を示すデータＳ２１の代わりに、信号Ｓ２，Ｓ１０がしきい値Ｈ０をカバーしている旨に関するフラグ情報が、その信号Ｓ２，Ｓ１０に対応付けられてサンプリング回路２０から逆モデル推定部２２に入力される。

　また、逆モデル推定部２２は、上限値がしきい値Ｈ０以上であるモデルＫ１に対応する逆モデルを、それよりもカバー域の上限値が小さい逆モデルに更新する際には、更新後の逆モデルの上限値がそのときに設定されている更新領域内の値、この場合には、当該上限値がしきい値Ｈ１以上であることを条件として更新を行う。つまり、データＳ３０に基づいて、更新後の逆モデルの上限値がしきい値Ｈ１以上である場合には更新を行い、しきい値Ｈ１未満である場合には更新を行わない。図７に示した例ではモデルＫ２の上限値Ｐｍ２はしきい値Ｈ１以上であるため、モデルＫ１に対応する逆モデルからモデルＫ２に対応する逆モデルへの更新は行われる。なお、上記と同様に、図７に示した例では、上限値Ｐｍ２を示すデータＳ２１の代わりに、信号Ｓ２，Ｓ１０がしきい値Ｈ１をカバーしている旨に関するフラグ情報が、その信号Ｓ２，Ｓ１０に対応付けられてサンプリング回路２０から逆モデル推定部２２に入力される。

　図８は、図７に対応して係数記憶部２４による逆モデルの選択を説明するための図である。比較部３０に設定されるしきい値Ｈ０，Ｈ１は、上限値記憶部２３にも記憶される。入力信号Ｓ１の信号レベルがしきい値Ｈ１以下である場合には、判定部２５は、この範囲の最新のモデルＫ２のうち、しきい値Ｈ１以下の部分に対応する逆モデルの選択に関するデータＳ２３を生成する。歪補償部２６は、このデータＳ２３に従って係数記憶部２４で選択される逆モデルの係数セットに基づいて、入力信号Ｓ１を補正する。また、入力信号Ｓ１の信号レベルがしきい値Ｈ１超かつしきい値Ｈ０以下である場合には、歪補償部２６は、この範囲の最新のモデルＫ１のうち、しきい値Ｈ１超かつしきい値Ｈ０以下の部分に対応する逆モデルに基づいて、入力信号Ｓ１を補正する。また、入力信号Ｓ１の信号レベルがしきい値Ｈ０超である場合には、歪補償部２６は、この範囲の最新のモデルＫ０のうち、しきい値Ｈ０超の部分に対応する逆モデルに基づいて、入力信号Ｓ１を補正する。このように、入力信号Ｓ１の取り得る信号レベルの全領域が２以上のしきい値によって複数の部分領域に分割される。例えば、図８に示されるように現在の逆モデルがＫ０である場合、入力信号Ｓ１の０（ゼロ）～Ｐｍ０の電力値範囲が、２つのしきい値Ｈ０，Ｈ１によって、３つの部分領域（０～Ｈ１，Ｈ１～Ｈ０，Ｈ０～Ｐｍ０）に分割される。そして、判定部２５は、各部分領域において、いずれか１つの逆モデル（二以上存在する場合にはそのうち最新の逆モデル）を選択する。

　図９は、ＤＰＤ処理部２の第３の構成例を示すブロック図である。図２に示した構成に対して設定部４０が追加されており、その他の構成は図２と同様である。
　設定部４０は、サンプリング回路２０がサンプリングを開始する直前の所定期間内において、その所定期間内における入力信号Ｓ１の信号レベル（例えば電力値）の平均値を求める。そして、その平均値から所定レベル（例えば１０～１１ｄＢｍ）だけ高い値を、入力信号Ｓ１の予測最大値として設定する。なお、予測最大値の上限は、入力信号Ｓ１がとり得る最大値（ピーク値）とする。予測最大値に関するデータＳ４０は、設定部４０から検出部２１に入力される。

　サンプリング回路２０がサンプリングを開始すると、検出部２１は、サンプリングされる入力信号Ｓ１の信号レベルを逐次監視する。そして、検出部２１は、データＳ４０で与えられる予測最大値以上の入力信号Ｓ１を検出すると、その旨を示すデータＳ４１をサンプリング回路２０に入力する。データＳ４１を受けたサンプリング回路２０は、その時点でサンプリングを終了する。一方、データＳ４０で与えられる予測最大値以上の入力信号Ｓ１を検出部２１が検出しなかった場合には、サンプリング開始から所定時間の経過後に、サンプリング回路２０はサンプリングを終了する。

　このように本実施の形態に係るＤＰＤ処理部２（歪補償回路）によれば、逆モデル推定部２２は、入力信号Ｓ１がとり得る最大値（ピーク値）が、サンプリング回路２０によってサンプリングされた範囲内における入力信号Ｓ１に含まれているか否かに拘わらず、サンプリング回路２０から入力された信号Ｓ２，Ｓ１０に基づいて逆モデルを更新する。従って、最大値（ピーク値）の入力信号Ｓ１の出現頻度が低い状況においても逆モデル推定部２２はモデルを更新することができ、それに応じて逆モデルも更新されるため、歪補償部２６において高精度の歪補償を実現することが可能となる。

　また、図５，６に示したＤＰＤ処理部２によれば、逆モデル推定部２２は、サンプリング回路２０によってサンプリングされた範囲内における入力信号Ｓ１の最大値が、所定のしきい値Ｈ以上であることを条件として、逆モデルを更新する。従って、サンプリングされた範囲内の入力信号Ｓ１の信号レベルがしきい値Ｈ未満である場合には、逆モデルの更新は行われない。その結果、逆モデルがカバーする入力信号Ｓ１の範囲が極端に小さくなることを回避できる。しきい値Ｈは、一定でもよいし可変でもよい。

　また、図７に示したＤＰＤ処理部２によれば、現在の逆モデルにおける入力信号Ｓ１の上限値に応じて、複数のしきい値Ｈ０，Ｈ１が設定されている。言い換えれば、しきい値Ｈ０，Ｈ１は、入力信号Ｓ１の最大値（ピーク値）に応じて随時変更される。例えば、図７において、現在の逆モデルがモデルＫ１である場合、しきい値Ｈ１は、最大値Ｐｍ１の１／２に設定され、しきい値Ｈ０は、最大値Ｐｍ１としきい値Ｈ１（最大値Ｐｍ１の１／２）との中間値に設定される。この状態で、逆モデルがモデルＫ１からモデルＫ０に更新される場合、しきい値Ｈ１は、最大値Ｐｍ０の１／２に変更され、しきい値Ｈ０は、最大値Ｐｍ０としきい値Ｈ１（最大値Ｐｍ０の１／２）との中間値に変更される。従って、しきい値Ｈ０，Ｈ１を用いることにより、逆モデルがカバーする入力信号Ｓ１の範囲が急激に小さくなることを回避できる。例えば、モデルＫ０に対応する逆モデルが、モデルＫ２に対応する逆モデルに直接的に更新されることを回避できる。

　また、図９に示したＤＰＤ処理部２によれば、設定部４０は、入力信号Ｓ１の予測最大値を設定し、サンプリング回路２０によるサンプリングが開始された後、予測最大値以上の入力信号Ｓ１が検出されると、サンプリング回路２０はサンプリングを終了する。従って、サンプリング期間の短縮化を図ることができるとともに、予測最大値の入力信号Ｓ１を確実に取得できるため、予測最大値以下の範囲をカバーする逆モデルを確実に作成することが可能となる。

　また、本実施の形態に係る無線基地局１によれば、ＨＰＡ６の入出力特性の歪がＤＰＤ処理部２によって適切に補償されることにより、所望の送信信号を無線基地局１から送信することが可能となる。

　なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

Claims

　増幅器への入力信号と前記増幅器からの出力信号とに基づいて、前記増幅器の入出力特性を表すモデルに対する逆モデルを推定する推定部と、
　前記逆モデルを用いて前記入出力特性の歪を補償する歪補償部と、
　直近の所定時間内における前記入力信号及び前記出力信号をサンプリングして前記推定部に出力するサンプリング部と
を備え、
　前記推定部は、前記入力信号のとり得るピーク値が、前記サンプリング部によってサンプリングされた範囲内に含まれているか否かに拘わらず、前記サンプリング部から出力された前記入力信号及び前記出力信号に基づいて前記逆モデルを更新する、歪補償回路。
　前記推定部は、前記サンプリング部によってサンプリングされた範囲内における前記入力信号の最大値が、所定のしきい値以上であることを条件として、前記逆モデルを更新する、請求項１に記載の歪補償回路。
　現在の前記逆モデルにおける前記入力信号の最大値に応じて複数のしきい値が設定されており、前記推定部は、前記サンプリング部によってサンプリングされた範囲内における前記入力信号の最大値が、前記複数のしきい値によって規定される現在の更新領域内の値である場合に、前記逆モデルを更新する、請求項１に記載の歪補償回路。
　前記サンプリング部によってサンプリングされた範囲内の前記入力信号の最大値に基づいて、前記推定部により更新された逆モデルを使用するか否かを判定する判定部をさらに備える請求項１に記載の歪補償回路。
　サンプリング開始前の直近の所定期間内における前記入力信号の平均値に基づいて、前記入力信号の予測最大値を設定する設定部をさらに備え、
　前記サンプリング部によるサンプリングが開始された後、前記予測最大値以上の前記入力信号が検出されると、前記所定時間の経過を待つことなく、前記サンプリング部はサンプリングを終了する、請求項１～４のいずれか一つに記載の歪補償回路。
　増幅器への入力信号と前記増幅器からの出力信号とに基づいて、前記増幅器の入出力特性を表すモデルに対する逆モデルを推定する推定部と、
　前記逆モデルを用いて前記入出力特性の歪を補償する歪補償部と、
　カバー域の上限値が異なる複数の逆モデルを記憶する記憶部と
を備え、
　前記歪補償部によって受信される入力信号の信号レベルが前記複数の逆モデルのうちの１つによってはカバーされていないが前記複数の逆モデルのうちの他の１つによってカバーされている場合、前記歪補償部は、該歪補償部で受信した入力信号を前記他の１つの逆モデルに基づいて補正する、歪補償回路。
　前記記憶部に記憶されている前記複数の逆モデルから一つの逆モデルを選択する判定部をさらに備え、
　前記歪補償部によって受信される入力信号の信号レベルが前記複数の逆モデルのうち二以上の逆モデルによってカバーされている場合、前記判定部は、前記二以上の逆モデルのうち最新の逆モデルを選択し、前記歪補償部は、該歪補償部で受信した入力信号を前記最新の逆モデルを用いて補正する、請求項６に記載の歪補償回路。
　前記推定部は、前記複数の逆モデルの各々のカバー域の上限値に関する情報を前記判定部に供給し、
　前記判定部は、前記情報に基づいて前記最新の逆モデルの選択を行う、請求項７に記載の歪補償回路。
　前記歪補償部によって受信される入力信号の取り得る信号レベルの全領域を複数の部分領域に分割するための複数のしきい値が設定されており、
　前記判定部は、前記複数のしきい値のうち各前記逆モデルがカバーする最大のしきい値に関する情報に基づいて、前記最新の逆モデルを前記部分領域の単位で選択する、請求項７に記載の歪補償回路。
　前記記憶部に新たな逆モデルが記憶された場合、前記記憶部にすでに記憶されている前記複数の逆モデルのうち、前記カバー域の上限値が当該新たな逆モデルのそれよりも小さい逆モデルは、前記記憶部から削除される、請求項６～９のいずれか一つに記載の歪補償回路。
　増幅器と、
　前記増幅器に電気的に接続される歪補償回路とを備え、該歪補償回路は、
　前記増幅器への入力信号と前記増幅器からの出力信号とに基づいて、前記増幅器の入出力特性を表すモデルに対する逆モデルを推定する推定部と、
　前記逆モデルを用いて前記入出力特性の歪を補償する歪補償部と、
　直近の所定時間内における前記入力信号及び前記出力信号をサンプリングして前記推定部に出力するサンプリング部と
を含み、
　前記推定部は、前記入力信号のとり得るピーク値が、前記サンプリング部によってサンプリングされた範囲内に含まれているか否かに拘わらず、前記サンプリング部から出力された前記入力信号及び前記出力信号に基づいて前記逆モデルを更新する、無線基地局。
　増幅器と、
　前記増幅器に電気的に接続される歪補償回路とを備え、該歪補償回路は、
　前記増幅器への入力信号と前記増幅器からの出力信号とに基づいて、前記増幅器の入出力特性を表すモデルに対する逆モデルを推定する推定部と、
　前記逆モデルを用いて前記入出力特性の歪を補償する歪補償部と、
　カバー域の上限値が異なる複数の逆モデルを記憶する記憶部と
を備え、
　前記歪補償部によって受信される入力信号の信号レベルが前記複数の逆モデルのうちの１つによってはカバーされていないが前記複数の逆モデルのうちの他の１つによってカバーされている場合、前記歪補償部は、該歪補償部で受信した入力信号を前記他の１つの逆モデルに基づいて補正する、無線基地局。