WO2018199233A1 - 送信機、通信システム、送信機の制御方法及びプログラム - Google Patents

送信機、通信システム、送信機の制御方法及びプログラム Download PDF

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transmitter
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真明 谷尾
服部 渉
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日本電気株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a transmitter, a communication system, a transmitter control method, and a program.
  • transmitters are required to have low power consumption and low distortion.
  • DPD digital pre-distortion
  • MIMO Multiple-Input Multiple-Output
  • the transmitter has a plurality of transmission systems.
  • Patent Document 1 as a related technique, in a transmitter equipped with a DPD distortion compensation circuit having a plurality of transmission systems, transmission data of each transmission system and feedback transmission data corresponding to each of the transmission systems It is disclosed that the inverse characteristic of the distortion compensation circuit of each transmission system is updated according to the error. By this processing, signal distortion at the output of each transmission system of the transmitter is corrected, and the circuit scale in the transmitter is reduced.
  • An example of an object of the present invention is to provide a transmitter, a communication system, a transmitter control method, and a program that can solve the above-described problems.
  • a transmitter includes a transmission circuit that outputs a plurality of transmission signals in the same frequency band via a transmission amplifier, and a distortion compensation coefficient that is used to compensate for distortion of the plurality of transmission signals. And a feedback circuit for feeding back to the transmission circuit.
  • the feedback circuit includes a delay circuit that delays the plurality of transmission signals by different times, a combining unit that combines the plurality of delayed transmission signals to generate a combined signal, and a common for the plurality of transmission signals.
  • a signal conversion unit that converts the frequency of the synthesized signal into a different frequency using a local signal, and generates a demodulated digital signal from the synthesized signal that has been converted in frequency.
  • a distortion compensation calculation unit for calculating the distortion compensation coefficient.
  • a communication system includes the above-described transmitter and a receiver that receives a transmission signal transmitted by the transmitter.
  • a transmitter control method is a transmitter control method including a transmission circuit, and outputs a plurality of transmission signals in the same frequency band from the transmission circuit via a transmission amplifier. , Delaying the plurality of transmission signals by different times, combining the plurality of delayed transmission signals to generate a combined signal, and using the local signal common to the plurality of transmission signals, Converting the frequency of the combined signal into a different frequency, generating a demodulated digital signal from the combined signal having the converted frequency, and transmitting the plurality of transmission signals based on the demodulated digital signal Calculating a distortion compensation coefficient used to compensate for the distortion of the signal and feeding back the distortion compensation coefficient to the transmission circuit.
  • a program outputs a plurality of transmission signals in the same frequency band from a transmission circuit to a computer of a transmitter including a transmission circuit, and outputs the plurality of transmission signals. Delaying each different time, synthesizing the plurality of delayed transmission signals to generate a composite signal, and using the local signal common to the plurality of transmission signals to change the frequency of the composite signal to different frequencies To generate a demodulated digital signal from the combined signal having the converted frequency, and to compensate for distortion of the plurality of transmission signals based on the demodulated digital signal Calculating a distortion compensation coefficient to be used, and feeding back the distortion compensation coefficient to the transmission circuit.
  • the circuit scale can be suppressed.
  • FIG. 3 shows a transmitter according to one embodiment of the present invention.
  • the transmitter 1 has a plurality of transmission systems, and feeds back an RF (Radio Frequency) signal amplified by a transmission amplifier described later of each transmission system, and is mainly generated in the transmission amplifier. It is a transmitter that can compensate for distortion of a signal to be transmitted.
  • the transmitter 1 includes transmission circuits 10 a 1, 10 a 2,..., 10 an, signal branching units 20 a 1, 20 a 2, ..., 20 an, a feedback circuit 30, and a transmission LO (local) signal generation unit 40. And a feedback LO signal generation unit 50.
  • the transmission circuits 10a1, 10a2,..., 10an are collectively referred to as a transmission circuit 10a.
  • the signal branching units 20a1, 20a2,..., 20an are collectively referred to as a signal branching unit 20a.
  • the transmission circuit 10a1 is a circuit that converts the transmission signal SG1 of the first transmission system among the first to n-th plurality of transmission systems into an RF signal RF1 and transmits the RF signal RF1.
  • the transmission circuit 10a1 includes a distortion compensation unit 101a1, a quadrature modulator 102a1, a DAC (Digital to Analog Converter) 103a1, a frequency conversion unit 104a1, and a transmission amplifier 105a1.
  • the transmission circuit 10a2 is a circuit that converts the transmission signal SG2 of the second transmission system among the first to n-th plurality of transmission systems into an RF signal RF2 and transmits it.
  • the transmission circuit 10a2 includes a distortion compensation unit 101a2, a quadrature modulator 102a2, a DAC 103a2, a frequency conversion unit 104a2, and a transmission amplifier 105a2.
  • the transmission circuit 10an is a circuit that converts the transmission signal SGn of the n-th transmission system among the first to n-th transmission systems into an RF signal RFn and transmits it.
  • the transmission circuit 10an includes a distortion compensation unit 101an, a quadrature modulator 102an, a DAC 103an, a frequency conversion unit 104an, and a transmission amplifier 105an.
  • the distortion compensation units 101a1, 101a2,..., 101an are collectively referred to as a distortion compensation unit 101a.
  • the quadrature modulators 102a1, 102a2,..., 102an are collectively referred to as a quadrature modulator 102a.
  • the DACs 103a1, 103a2,..., 103an are collectively referred to as the DAC 103a.
  • the frequency converters 104a1, 104a2,..., 104an are collectively referred to as a frequency converter 104a.
  • the transmission amplifiers 105a1, 105a2,..., 105an are collectively referred to as a transmission amplifier 105a.
  • Each of the distortion compensation units 101a suppresses distortion of the transmission signal with respect to the input signal based on a distortion compensation coefficient corresponding to the transmission signal power of the system handled by the transmission circuit 10a including the distortion compensation unit 101a.
  • the distortion compensation coefficient is a distortion compensation coefficient output from a distortion compensation calculation unit 306 described later.
  • Specific examples of signal processing performed by the distortion compensation unit 101a include a series method such as a Volterra series, a memory polynomial, and a generalized memory polynomial, and an LUT method that performs an operation equivalent to the series method using a LUT (Look Up Table). Signal processing using the method may be included. For example, when performing signal processing based on a memory polynomial, the distortion compensator 101a “J. Kim and K.
  • Konstantinou “ Digital predistortion of wideband signals based on power amplifier model with memory, ”ELECTRONICS LETTERS, Vol. 37 , no. 23, pp. 1417-1418, Nov 2001. ”.
  • the distortion compensator 101a when performing signal processing based on a generalized memory polynomial, the distortion compensator 101a performs “DRMorgan, Z. Ma, J. Kim, MG Zierdt, and J. Pastalan,“ A generalized memory polynomial model for digital.
  • Predistortion of RF power amplifiers “IEEE Trans. Signal Process., vol. 54, no. 10, pp. 3852-3860, Oct. 2006.” can be used for calculation.
  • Each of the distortion compensators 101 a generates an orthogonal I signal and Q signal (hereinafter referred to as “IQ signal”) after the signal processing, and outputs them to the corresponding orthogonal modulator 102 a and the distortion compensation calculation unit 306. To do.
  • IQ signal an orthogonal I signal and Q signal
  • Each of the quadrature modulators 102a converts the IQ signal after the signal processing by the distortion compensator 101a into a digital IF (Intermediate Frequency) signal by performing digital signal processing.
  • Each of the quadrature modulators 102a outputs a digital IF signal to the corresponding DAC 103a.
  • Each DAC 103a generates an analog IF signal by D / A converting the digital IF signal received from the corresponding quadrature modulator 102a.
  • Each of the DACs 103a outputs the generated analog IF signal to the corresponding frequency converter 104a.
  • the transmission LO signal generation unit 40 generates a transmission LO signal and outputs the generated transmission LO signal to each of the frequency conversion units 104a.
  • the transmission LO signal is a signal having a predetermined constant frequency, and the frequency is set to a frequency lower than the center frequency of the RF signal output from each transmitter 1.
  • Each of the frequency conversion units 104 generates an RF signal by frequency-converting the analog IF signal received from the corresponding DAC 103a using the transmission LO signal received from the transmission LO signal generation unit 40.
  • Each of the frequency converters 104 a outputs the generated RF signal to the corresponding transmission amplifier 105.
  • Each of the transmission amplifiers 105a amplifies the RF signal received from the frequency conversion unit 104a. Each of the transmission amplifiers 105 a transmits the amplified RF signal to the receiver 2. Thus, each of the transmission circuits 10 a generates an RF signal and transmits the generated RF signal to the receiver 2.
  • Each of the signal branching units 20a is, for example, a coupler such as a directional coupler.
  • Each of the signal branching units 20a branches a part of the power of the RF signal generated by the transmission amplifier 105a of the transmission circuit 10a corresponding to the signal branching unit 20a as the amplitude of the RF signal.
  • Each of the signal branching units 20 a outputs a branched RF signal (hereinafter referred to as “branched RF signal”) to the feedback circuit 30.
  • the feedback circuit 30 mainly uses a distortion compensation coefficient calculated based on a part of the power of the RF signal generated by the transmission amplifier 105a in order to compensate for distortion of the RF signal generated in each of the transmission amplifiers 105a. This circuit feeds back to the compensation unit 101a.
  • the feedback circuit 30 includes a delay circuit 301, a synthesis unit 302, a frequency conversion unit 303 (one of signal conversion units), and an ADC (Analog to Digital Converter) 304 (one of signal conversion units). ), An orthogonal demodulator 305 (one of the signal converters), and a distortion compensation calculator 306.
  • the delay circuit 301 delays each part of the power of the RF signal received from the signal branching unit 20a of the first to n-th transmission systems by a desired delay time.
  • the delay circuit 301 outputs a part of the power of the delayed RF signal (hereinafter referred to as “delayed RF signal”) to the combining unit 302.
  • the desired delay time here is a time that differs for each of the first to n-th transmission systems.
  • the difference between adjacent delay times when the delay times of the respective delayed RF signals are arranged in a short order is set to a sufficiently long time compared to the time required for signal modulation.
  • the delay circuit 301 when the delay RF signal has a bandwidth of 100 MHz, in the delay circuit 301, the difference between adjacent delay times when the delay times of the delayed RF signals are arranged in a short order is the bandwidth of 100 MHz. It is set to be about 100 ns, which is 10 times the reciprocal of 10 ns.
  • a delay circuit 301 that realizes such a difference between adjacent delay times, a transmission line such as a coaxial cable or a transmission line as shown in FIG. 2 is modeled using a lumped constant (here, as an example, a transmission line)
  • a circuit in which values of inductors and capacitors are adjusted may be used.
  • Each of the differences between the adjacent delay times may be set to the same value.
  • delaying a part of the RF signal power received by the delay circuit 301 from the first to n-th transmission systems by a desired delay time it is possible to reduce the influence between the delayed RF signals.
  • An output composite signal SGout described later can be separated for each delayed RF signal in the subsequent stage.
  • the synthesizer 302 receives each delayed RF signal from the delay circuit 301.
  • the synthesizer 302 adds each received delayed RF signal on the time axis to generate one RF signal RFsum.
  • the synthesizer 302 outputs the generated RF signal RFsum (synthesized signal) to the frequency converter 303.
  • the feedback LO signal generation unit 50 generates a feedback LO signal, and outputs the generated feedback LO signal to the frequency conversion unit 303.
  • the feedback LO signal is a signal used when the frequency conversion unit 303 generates a modulation signal.
  • the frequency converter 303 receives the RF signal RFsum from the synthesizer 302. Further, the frequency conversion unit 303 receives the feedback LO signal from the feedback LO signal generation unit 50. The frequency conversion unit 303 generates a combined IF signal by converting the frequency of the RF signal RFsum using the feedback LO signal. The frequency conversion unit 303 outputs the generated combined IF signal to the ADC 304.
  • the ADC 304 receives the synthesized IF signal from the frequency conversion unit 303.
  • the ADC 304 converts the received combined IF signal into a digital signal.
  • the ADC 304 outputs the combined IF signal that has been converted to a digital signal to the quadrature demodulator 305.
  • the quadrature demodulator 305 receives the synthesized IF signal from the ADC 304 after being converted into a digital signal.
  • the quadrature demodulation unit 305 converts the combined IF signal that has been converted into the received digital signal into a digital baseband signal, and generates an output combined signal SGout.
  • the orthogonal demodulator 305 outputs the output composite signal SGout to the distortion compensation calculator 306.
  • the distortion compensation calculation unit 306 receives the IQ signal after the signal processing from each of the distortion compensation units 101a. Further, the distortion compensation calculation unit 306 receives the output composite signal SGout from the orthogonal demodulation unit 305.
  • the distortion compensation calculation unit 306 corresponds to the output combined signal SGout to each of the first to nth transmission systems. Separate into each signal. Specifically, for example, the distortion compensation calculation unit 306 acquires from the delay circuit 301 the timing when the delay circuit 301 receives a part of the power of the RF signal from the signal branching unit 20a of the first to n-th transmission systems. . The distortion compensation calculation unit 306 divides the output composite signal SGout for each delay time set by the delay circuit 301 on the basis of the acquired timing, thereby converting the output composite signal SGout into each of the first to nth transmission systems. To each signal corresponding to.
  • the distortion compensation calculation unit 306 extracts distortion characteristics in each of the transmission amplifiers 105a of the first to nth transmission systems.
  • the distortion compensation calculation unit 306 calculates an inverse characteristic that cancels the extracted distortion characteristic for each of the transmission amplifiers 105a.
  • the distortion compensation calculation unit 306 outputs a compensation parameter (that is, a distortion compensation coefficient) that realizes the calculated inverse characteristic to each of the distortion compensation units 101a.
  • the compensation parameter that realizes the reverse characteristic that cancels the distortion characteristic may be acquired by performing experiments or simulations in advance on various signals expected to be output from the transmission circuit 10a.
  • the distortion compensation calculation unit 306 stores a correspondence relationship between distortion characteristics and compensation parameters.
  • the distortion compensation calculation unit 306 specifies a signal similar to each signal obtained by separating the output combined signal SGout from various signals expected to be output by the transmission circuit 10a. Then, the distortion compensation calculation unit 306 identifies a compensation parameter from the correspondence relationship between the distortion characteristic and the compensation parameter stored in advance for each identified signal, and outputs the identified compensation parameter to each of the distortion compensation units 101a.
  • the output combined signal output from the quadrature demodulator 305 is modeled using the calculation model represented by Expression (1) including the memory polynomial of the transmission amplifier 105a, the delay time of the delay circuit 301, and the influence of the combining unit 302. Do.
  • T represents the maximum tap value set in the distortion characteristic.
  • D represents the maximum value of the degree of the polynomial set in the distortion characteristics.
  • X represents an input signal in a complex notation.
  • Each of “d” and “ ⁇ ” represents a variable. It is one of the features of the transmitter 1 according to the embodiment of the present invention that the output combined signal output from the quadrature demodulator 305 is modeled using the calculation model represented by the equation (1).
  • Equation (1) a calculation model that can represent a state in which a plurality of signals having different delay times are mixed is realized.
  • the RF signal RFsum output from the synthesizer 302 is expressed by adding parameters g i, ⁇ , d indicating the distortion characteristics of the transmission amplifier 105a of each of the transmission circuits 10ai (that is, each of the transmission circuits 10a).
  • This error E is a value determined by the distortion characteristic parameters g i, ⁇ , d of the transmission amplifier 105a and the delay time Td i, and takes a minimum value when both of them are optimum values. Therefore, the optimal parameters g i, ⁇ , d are calculated by calculating the parameters g i, ⁇ , d and the delay times Td i that minimize the error E by the optimization calculation represented by the following equation (3). And the delay time Td i can be obtained simultaneously.
  • the distortion characteristics parameters g i, ⁇ , and d of the transmission amplifier 105a are calculated, for example, “D. Zhou and VE DeBrunner,“ Novel Adaptive Nonlinear Predistorters Based on the Direct Learning Algorithm, ”IEEE Using the distortion compensation algorithm described in Trans. Signal Process., Vol. 55, no. 1, pp. 120-133, Jan 2007. can do.
  • the transmitter 1 according to the first embodiment of the present invention has been described above.
  • the transmitter 1 according to the first embodiment of the present invention includes a plurality of transmission circuits 10 a and a feedback circuit 30.
  • the plurality of transmission circuits 10a generate signals in the same frequency band.
  • the feedback circuit 30 calculates a distortion compensation coefficient calculated based on a part of the power of the transmission amplification signal output from each of the plurality of transmission circuits 10a via the transmission amplifier 105a, among the plurality of transmission circuits 10a. Is fed back to the transmission circuit 10a that outputs the signal, and is shared by the plurality of transmission circuits 10a.
  • the feedback circuit 30 includes a delay circuit 301, a synthesis unit 302, a signal conversion unit (frequency conversion unit 303, ADC 304, orthogonal demodulator 305), and a distortion compensation calculation unit 306.
  • the delay circuit 301 delays each transmission amplification signal by a different time.
  • the synthesizer 302 synthesizes each of the signals delayed by the delay circuit 301 to generate a synthesized signal.
  • the signal conversion unit converts the combined signal generated by the combining unit 302 to a different frequency using a common local signal in a plurality of transmission systems having the same frequency, and generates a demodulated digital signal from the converted signal.
  • the distortion compensation calculation unit 306 calculates a distortion compensation coefficient used when compensating for signal distortion at each of the outputs of the plurality of transmission circuits 10a.
  • the transmission circuit corresponding to each transmission system is separated in the time axis direction by the delay circuit 301, and the signal synthesized as one signal by the synthesis unit 302 is transmitted to each transmission by signal processing in the subsequent stage. It can be separated into signals corresponding to the system. If the signal can be separated into signals corresponding to each transmission system, the distortion correction amount of each transmission system can be calculated.
  • the transmitter 1 uses the transmission LO signal generation unit 40 and the feedback LO signal generation unit 50 that are common to the first to nth transmission systems. And distortion of the output of the transmission amplifier 105a of the first to nth transmission systems can be compensated without widening the frequency band. As a result, the number of feedback LO signal generation units and the performance of the ADC 304 can be suppressed, the circuit scale of the transmitter 1 can be suppressed, and cost and power consumption can be reduced.
  • the modulation in the transmission circuit 10a and the demodulation in the feedback circuit 30 may be a superheterodyne system.
  • the modulation in the transmission circuit 10a may be a superheterodyne method
  • the demodulation in the feedback circuit 30 may be a direct conversion method.
  • the modulation in the transmission circuit 10a and the demodulation in the feedback circuit may be a direct conversion method.
  • the modulation in the transmission circuit 10a may be a direct conversion method
  • the demodulation in the feedback circuit 30 may be a superheterodyne method.
  • the transmitter 1 supports various combinations of the superheterodyne method and the direct conversion method for the modulation in the transmission circuit 10a and the demodulation in the feedback circuit 30. Can do.
  • the transmitter 1 according to the first embodiment of the present invention has a digital beamforming configuration.
  • the transmitter 1 according to the second embodiment of the present invention has an analog beamforming configuration.
  • the transmitter 1 according to the second embodiment of the present invention includes a transmission circuit 10, signal branching units 20a1, 20a2,..., 20an, a feedback circuit 30, a transmission LO signal generation unit 40, and And a feedback LO signal generation unit 50.
  • the transmission circuit 10 is a circuit that converts the transmission signal SG into RF signals corresponding to the first to n-th plurality of transmission systems and transmits them.
  • the transmission circuit 10 includes a distortion compensation unit 101, a quadrature modulator 102, a DAC (Digital to Analog Converter) 103, a frequency conversion unit 104, transmission amplifiers 105a1, 105a2, ..., 105an, and an amplitude phase adjustment unit. 106a1, 106a2,..., 106an.
  • the amplitude phase adjustment units 106a1, 106a2,..., 106an are collectively referred to as an amplitude phase adjustment unit 106a.
  • Each of the amplitude phase adjustment units 106 a receives the RF signal output from the frequency conversion unit 104. Each of the amplitude and phase adjustment units 106a outputs an adjusted RF signal after adjusting the amplitude value and phase value of the received RF signal. The amplitude value and the phase value adjusted by each of the amplitude phase adjustment units 106a are determined according to the beam forming beam pattern. Each of the amplitude and phase adjustment units 106a is configured by an analog circuit such as a VGA (Variable Gain Amplifier) or a phase shifter, for example.
  • VGA Very Gain Amplifier
  • phase shifter for example.
  • the feedback circuit 30 includes a delay circuit 301, a synthesis unit 302, a frequency conversion unit 303 (one of signal conversion units), an ADC 304 (one of signal conversion units), and an orthogonal demodulation unit. 305 (one of the signal conversion units) and a distortion compensation calculation unit 306.
  • the distortion compensation calculation unit 306 according to the first embodiment performs synthesis in a state where the distortion characteristics of all the transmission amplifiers 105a are extracted by the same method as the distortion compensation calculation unit 306 according to the first embodiment of the present invention.
  • the output signal of unit 302 and the output signal of distortion compensation unit 101 are received.
  • the distortion compensation calculation unit 306 includes a delay estimation and distortion characteristic batch calculation unit 3061 that calculates distortion characteristics based on these output signals, and an average inverse distortion calculation unit that calculates an average distortion characteristic obtained by averaging the calculated distortion characteristics. 3062. By calculating an average distortion characteristic obtained by averaging the distortion characteristics, the number of distortion characteristics can be reduced.
  • the distortion compensation calculation unit 306 calculates a parameter of the inverse distortion characteristic of the calculated average distortion characteristic and outputs the parameter to the distortion compensation unit 101.
  • the transmission circuit 10 according to the second embodiment of the present invention is only an example of an analog beamforming transmission circuit.
  • the transmission circuit 10 according to another embodiment of the present invention may be an analog beamforming transmission circuit according to another configuration.
  • the transmission circuit 10 may be an analog / digital hybrid beamforming transmission circuit.
  • the number of distortion compensators when there are three or more transmission systems is either two or more and less than or equal to the number of transmission systems, and correspondingly, the average distortion characteristics generated by the distortion compensation calculation unit 306 And the number of combinations of the inverse distortion characteristics are the same as the number of distortion compensation units.
  • each of the amplitude and phase adjustment units 106 a receives the RF signal output from the frequency conversion unit 104.
  • Each of the amplitude and phase adjustment units 106a outputs an adjusted RF signal after adjusting the amplitude value and phase value of the received RF signal.
  • the distortion compensation calculation unit 306 according to the second embodiment extracts the distortion characteristics of all the transmission amplifiers 105a by the same method as the distortion compensation calculation unit 306 according to the first embodiment of the present invention, and then performs the distortion. An average distortion characteristic obtained by averaging the characteristics is calculated.
  • the distortion compensation calculation unit 306 calculates a parameter of the inverse distortion characteristic of the calculated average distortion characteristic and outputs the parameter to the distortion compensation unit 101.
  • the configuration of the transmitter 1 according to the second embodiment of the present invention can be an analog beam forming configuration.
  • the transmission LO signal generation unit 40 and the feedback LO signal generation unit 50 that are common to the first to n-th plurality of transmission systems for more types of transmitters 1 and to use the frequency band.
  • the distortion of the output of the transmission amplifier 105a of the first to nth transmission systems can be compensated without widening.
  • the number of feedback LO signal generation units and the performance of the ADC 304 can be suppressed, the circuit scale of the transmitter 1 can be suppressed, and cost and power consumption can be reduced.
  • the distortion compensation calculation unit 306 may use the input signals SG1 to SGn instead of the output signal of the distortion compensation unit 101a when calculating the distortion characteristic and the inverse distortion characteristic. Also, the distortion compensation calculation unit 306 according to another embodiment of the present invention may use both the output signal of the distortion compensation unit 101a and the input signals SG1 to SGn when calculating the distortion characteristic and the inverse distortion characteristic. Good.
  • the transmitter 1 according to the first embodiment of the present invention uses a superheterodyne (IF) scheme for both transmission and feedback.
  • the transmitter 1 according to the embodiment of the present invention is not limited to the one using the superheterodyne (IF) method in both transmission and feedback.
  • the transmitter 1 according to another embodiment of the present invention may use a direct conversion (zero IF) method for transmission and a superheterodyne method for feedback as shown in FIG.
  • the transmitter 1 according to another embodiment of the present invention may use a direct conversion method in both transmission and feedback, as shown in FIG.
  • a transmitter 1 according to another embodiment of the present invention may use a superheterodyne method for transmission and a direct conversion method for feedback.
  • the feedback circuit 30 includes a plurality of frequency conversion units 303 respectively corresponding to a plurality of first to n-th transmission systems, and includes a frequency conversion unit 303 and a delay circuit. 301, the synthesis unit 302, the ADC 304, the quadrature demodulator 305, and the distortion compensation calculation unit 306 may be processed in this order.
  • the output combined signal SGout obtained in the feedback circuit 30 is the same as the output combined signal SGout obtained in the feedback circuit 30 according to the first embodiment of the present invention, but the delay circuit 301 and the combining unit 302.
  • the signal input to is an IF signal instead of an RF signal. As a result, the design as the transmitter 1 becomes easy.
  • a feedback LO signal generation unit 50 that supplies the frequency conversion unit 303 to the frequency conversion unit 303 and a feedback LO signal is provided between the synthesis unit 302 and the ADC 304. Also good. Further, the above feedback circuit 30 including the configuration of FIG. 7 may be used instead of the feedback circuit 30 of the transmitter 1 shown in FIGS.
  • the transmitter 1 may include a filter in the subsequent stage of the DAC 103a, the frequency conversion unit 104a, and the transmission amplifier 105a for image component removal, band limitation, and the like.
  • the configuration of the transmitter 1 according to each embodiment of the present invention does not depend on a communication method such as FDD (Frequency Division Duplex) or TDD (Time Division Duplex). Therefore, the transmitter 1 according to each embodiment of the present invention can be applied to both FDD and TDD communication systems.
  • the transmission LO signal generation unit 40 and the feedback LO signal generation unit 50 can be shared by one local signal generation unit. it can.
  • a combination of the technique described in the first and second embodiments of the present invention and the technique described in another embodiment of the present invention is also included in the embodiment of the present invention.
  • the transmitter 1 includes a transmission circuit 10a and a feedback circuit 30 shared by the transmission circuit 10a.
  • the transmission circuit 10a forms a plurality of transmission systems and generates signals in the same frequency band.
  • the feedback circuit 30 feeds back the distortion compensation coefficient calculated based on a part of the power of the transmission signal output from the transmission circuit 10a via the transmission amplifier to the transmission circuit 10a that outputs the transmission signal in the transmission circuit 10a.
  • the feedback circuit 30 includes a delay circuit 301, a synthesis unit 302, signal conversion units (303, 304, 305), and a distortion compensation calculation unit 306.
  • the delay circuit 301 delays each transmission signal by a different time.
  • the synthesizer 302 synthesizes each of the signals delayed by the delay circuit 301 to generate a synthesized signal.
  • the signal conversion unit (303, 304, 305) converts the combined signal generated by the combining unit 302 to a different frequency using a common local signal in a plurality of transmission systems having the same frequency, and demodulates the converted signal. Generate a digital signal.
  • the distortion compensation calculation unit 306 calculates a distortion compensation coefficient used when compensating for signal distortion at each of the outputs of the transmission circuit 10a.
  • the transmitter 1 can suppress the circuit scale.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a transceiver 3 according to another embodiment of the present invention.
  • the transceiver 3 according to another embodiment of the present invention includes one housing 11, a transmitter 1, and a receiver 2.
  • the transmitter 1 is any one of the transmitters 1 according to the above-described embodiment of the present invention.
  • the receiver 2 is one receiver that receives a communication signal transmitted by a communication device other than the transmitter 1.
  • One transmitter and one receiver 2 are housed in one housing 11 provided in the transceiver 3.
  • the transmitter / receiver 3 communicates with a communication device other than the own transmitter / receiver 3 by the transmitter 1 and the receiver 2 housed in the single casing 11.
  • the communication system 4 includes, for example, a transmitter 1 and a receiver 2 as shown in FIG.
  • the transmitter 1 is either the transmitter 1 according to the embodiment of the present invention or a modification thereof.
  • the receiver 2 is a receiver including a receiving unit that receives a transmission signal transmitted by the transmitter 1 according to the embodiment of the present invention.
  • the circuit scale can be reduced.
  • the communication system 4 may include, for example, a transceiver 3 and at least one of the transmitter 1 and the receiver 2 as shown in FIG.
  • the transceiver 3 is either the transceiver 3 according to another embodiment of the present invention or a modification thereof.
  • the transmitter 1 is a communication device that transmits a communication signal to the transceiver 3.
  • the receiver 2 is a communication device that receives the transmission amplification signal transmitted by the transceiver 3.
  • the circuit scale is reduced in the transmitter 1 having a plurality of transmission systems and the same frequency band of the RF signal at the output of each transmission system. be able to.
  • the transmitter 1 When the transmitter / receiver 3 transmits a transmission amplification signal to the receiver 2, the transmitter 1 has a plurality of transmission systems provided in the transmitter / receiver 3, and the frequency band of the RF signal at the output of each transmission system is the same.
  • the circuit scale can be reduced.
  • the order of processing may be changed within a range where appropriate processing is performed.
  • Each of the storage unit and the storage device (including the register and the latch) in the embodiment of the present invention may be provided anywhere as long as appropriate information is transmitted and received.
  • Each of the storage unit and the storage device may exist in a plural number within a range where appropriate information is transmitted and received, and the data may be distributed and stored.
  • FIG. 12 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a computer according to at least one embodiment.
  • the computer 5 includes a CPU 6, a main memory 7, a storage 8, and an interface 9.
  • each of the communication system 4, the transmitter 1, the receiver 2, the transceiver 3, and other control devices described above is implemented in the computer 5.
  • each processing unit described above is stored in the storage 8 in the form of a program.
  • the CPU 6 reads the program from the storage 8 and develops it in the main memory 7, and executes the above processing according to the program. Further, the CPU 6 secures a storage area corresponding to each of the above-described storage units in the main memory 7 according to the program.
  • the storage 8 is HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), magnetic disk, magneto-optical disk, CD-ROM (Compact Disc Only Memory), DVD-ROM (Digital VersatileDiscResidentialReadyMediaDistributionMix).
  • a semiconductor memory may be included.
  • the storage 8 may be an internal medium directly connected to the bus of the computer 5 or may be an external medium connected to the computer 5 via the interface 9 or a communication line. When this program is distributed to the computer 5 through a communication line, the computer 5 that has received the distribution may develop the program in the main memory 7 and execute the above processing.
  • the storage 8 is a non-transitory tangible storage medium.
  • the above program may realize part of the functions described above. Further, the program may be a so-called difference file (difference program) that can realize the above-described functions in combination with a program already recorded in the computer system.
  • difference file difference program
  • a transmission circuit that outputs a plurality of transmission signals of the same frequency band via a transmission amplifier; A feedback circuit that feeds back a distortion compensation coefficient used to compensate for distortion of the plurality of transmission signals to the transmission circuit; With The feedback circuit is A delay circuit for delaying the plurality of transmission signals by different times, A combining unit that combines the plurality of delayed transmission signals to generate a combined signal; A signal converter that converts a frequency of the synthesized signal to a different frequency using a local signal common to the plurality of transmission signals, and generates a demodulated digital signal from the synthesized signal obtained by converting the frequency; A distortion compensation calculator that calculates the distortion compensation coefficient based on the demodulated digital signal; Transmitter with.
  • the delay circuit delays the plurality of transmission signals by a time that is longer than a time indicated by a reciprocal of a bandwidth of the plurality of transmission signals, and is different from each other.
  • the transmitter according to appendix 1.
  • the delay circuit delays the plurality of transmission signals so that the difference between adjacent delay times when the delay times of the plurality of transmission signals are arranged in a short order is the same.
  • the transmitter according to appendix 1 or appendix 2.
  • the modulation in the transmission circuit is a superheterodyne system or a direct conversion system
  • Demodulation in the feedback circuit is the superheterodyne system or the direct conversion system.
  • the transmitter according to any one of appendix 1 to appendix 3.
  • the demodulation in the feedback circuit is the direct conversion method when the modulation in the transmission circuit is the superheterodyne method
  • the demodulation in the feedback circuit is the superheterodyne method when the modulation in the transmission circuit is the direct conversion method.
  • the demodulation in the feedback circuit is the superheterodyne method when the modulation in the transmission circuit is the superheterodyne method
  • the demodulation in the feedback circuit is the direct conversion method when the modulation in the transmission circuit is the direct conversion method.
  • the transmission circuit includes: A distortion compensation unit that performs signal processing for suppressing distortion of the plurality of transmission signals with respect to an input signal; Each of the plurality of amplitude and phase adjustment units that adjust the amplitude and phase of the corresponding transmission signal and output the transmission signal in which the amplitude and phase are adjusted; Each of the plurality of transmission amplifiers that amplify the transmission signal in which the amplitude and phase are output from the corresponding amplitude phase adjustment unit, With The distortion compensation calculation unit An average value of distortion characteristics of the plurality of transmission amplifiers is calculated, and a parameter of inverse distortion characteristics calculated based on the calculated average value is output to the distortion compensation unit.
  • the transmitter according to any one of appendix 1 to appendix 6.
  • the number of the transmission circuits is three or more;
  • Appendix 9 The transmitter according to any one of appendix 1 to appendix 8, and A receiver for receiving a transmission signal transmitted by the transmitter;
  • a communication system comprising:
  • a method for controlling a transmitter including a transmission circuit comprising: Outputting a plurality of transmission signals of the same frequency band from the transmission circuit via a transmission amplifier; Delaying each of the plurality of transmission signals by different times; Combining the plurality of delayed transmission signals to generate a combined signal; Converting the frequency of the combined signal to a different frequency using a local signal common to the plurality of transmission signals; Generating a demodulated digital signal from the combined signal having the frequency converted; Calculating a distortion compensation coefficient used to compensate for distortion of the plurality of transmission signals based on the demodulated digital signal; Feeding back the distortion compensation coefficient to the transmission circuit;
  • a method for controlling a transmitter including:
  • the present invention may be applied to a transmission system, a communication terminal device, and a transmission method.

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Abstract

送信機は、同一の周波数帯域の複数の送信信号を送信増幅器を介して出力する送信回路と、前記複数の送信信号の歪みを補償するために用いられる歪補償係数を、前記送信回路にフィードバックする帰還回路とを備える。前記帰還回路は、前記複数の送信信号をそれぞれ異なる時間だけ遅延させる遅延回路と、前記遅延された複数の送信信号を合成して合成信号を生成する合成部と、前記複数の送信信号で共通のローカル信号を用いて前記合成信号の周波数を異なる周波数に変換し、前記周波数が変換された合成信号から、復調されたデジタル信号を生成する信号変換部と、前記復調されたデジタル信号に基づいて、前記歪補償係数を算出する歪補償計算部と、を備える。

Description

送信機、通信システム、送信機の制御方法及びプログラム
 本発明は、送信機、通信システム、送信機の制御方法及びプログラムに関する。
 近年の移動体通信システム等の無線通信システムの普及に伴い、送受信機の高性能化が求められている。特に送信機においては低消費電力および低歪化が求められている。送信増幅器の線形性と電力効率を両立させるための歪補償方法の一つとしてデジタルプリディストーション(Digital Pre-Distortion:DPD)方式が知られている。また高速データ通信を実現する一手段として複数のアンテナ、送受信回路を用いたMIMO(Multiple-Input Multiple-Output)伝送技術の適用が求められている。この場合、送信機は複数の送信系統を有することになる。
 特許文献1には、関連する技術として、複数の送信系統を有するDPD方式の歪補償回路を搭載する送信機において、各送信系統の送信データと各送信系統のそれぞれに対応するフィードバック送信データとの誤差に応じて各送信系統の歪補償回路における逆特性の更新を行うことが開示されている。この処理により、送信機の各送信系統の出力における信号の歪みが補正され、かつ、送信機における回路規模が小さくなる。
日本国特開2013-046365号公報
 特許文献1に記載の技術を用いた場合、複数の送信系統の送信増幅器の出力信号の電力の一部を取り出して複数の送信系統の歪補償部にフィードバックして逆特性の更新を行う必要がある。各送信系統の送信増幅器の出力信号を互いに異なる周波数の中間周波信号に変換する際に、周波数の異なるローカル信号が必要になる。そのため、特許文献1に記載の技術を用いた場合、送信系統の数が増加すれば、ローカル信号を生成するローカル信号生成部の回路規模も増加し、その結果、送信機の回路規模が増大してしまう。
 本発明の目的の一例は、上記の課題を解決することのできる送信機、通信システム、送信機の制御方法及びプログラムを提供することである。
 本発明の実施態様に係る送信機は、同一の周波数帯域の複数の送信信号を送信増幅器を介して出力する送信回路と、前記複数の送信信号の歪みを補償するために用いられる歪補償係数を、前記送信回路にフィードバックする帰還回路と、を備える。前記帰還回路は、前記複数の送信信号をそれぞれ異なる時間だけ遅延させる遅延回路と、前記遅延された複数の送信信号を合成して合成信号を生成する合成部と、前記複数の送信信号で共通のローカル信号を用いて前記合成信号の周波数を異なる周波数に変換し、前記周波数が変換された合成信号から、復調されたデジタル信号を生成する信号変換部と、前記復調されたデジタル信号に基づいて、前記歪補償係数を算出する歪補償計算部と、を備える。
 本発明の実施態様に係る通信システムは、上記の送信機と、上記の送信機が送信した送信信号を受信する受信機と、を備える。
 本発明の実施態様に係る送信機の制御方法は、送信回路を備える送信機の制御方法であって、同一の周波数帯域の複数の送信信号を送信増幅器を介して前記送信回路から出力することと、前記複数の送信信号をそれぞれ異なる時間だけ遅延させることと、前記遅延された複数の送信信号を合成して合成信号を生成することと、前記複数の送信信号で共通のローカル信号を用いて前記合成信号の周波数を異なる周波数に変換することと、前記周波数が変換されたた合成信号から、復調されたデジタル信号を生成することと、前記復調されたデジタル信号に基づいて、前記複数の送信信号の歪みを補償するために用いられる歪補償係数を算出することと、前記歪補償係数を前記送信回路にフィードバックすることと、を含む。
 本発明の実施態様に係るプログラムは、送信回路を備える送信機のコンピュータに、同一の周波数帯域の複数の送信信号を送信増幅器を介して前記送信回路から出力することと、前記複数の送信信号をそれぞれ異なる時間だけ遅延させることと、前記遅延された複数の送信信号を合成して合成信号を生成することと、前記複数の送信信号で共通のローカル信号を用いて前記合成信号の周波数を異なる周波数に変換することと、前記周波数が変換されたた合成信号から、復調されたデジタル信号を生成することと、前記復調されたデジタル信号に基づいて、前記複数の送信信号の歪みを補償するために用いられる歪補償係数を算出することと、前記歪補償係数を前記送信回路にフィードバックすることと、を実行させる。
 本発明の実施形態によれば、回路規模を抑制することができる。
本発明の第1の実施形態による送信機の構成を示す図である。 本発明の第1の実施形態における遅延回路を説明するための図である。 本発明の第2の実施形態による送信機の構成を示す図である。 本発明の別の実施形態による送信機の構成を示す図である。 本発明の別の実施形態による送信機の構成を示す図である。 本発明の別の実施形態による送信機の構成を示す図である。 本発明の別の実施形態による帰還回路の構成を示す図である。 本発明の一つの実施形態による送信機を示す図である。 本発明の別の実施形態による送受信機の構成を示す図である。 本発明の別の実施形態による通信システムの構成例を示す第1の図である。 本発明の別の実施形態による通信システムの構成例を示す第2の図である。 少なくとも1つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
<第1の実施形態>
 以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
 本発明の第1の実施形態による送信機1の構成と処理とについて説明する。
 本発明の第1の実施形態による送信機1は、複数の送信系統を有し、各送信系統の後述する送信増幅器において増幅されたRF(Radio Frequency)信号をフィードバックして、主として送信増幅器において発生する信号の歪みを補償することができる送信機である。送信機1は、図1に示すように、送信回路10a1、10a2、・・・、10an、信号分岐部20a1、20a2、・・・、20an、帰還回路30、送信LO(ローカル)信号生成部40、および、帰還LO信号生成部50を備える。送信回路10a1、10a2、・・・、10anを総称して、送信回路10aと呼ぶ。信号分岐部20a1、20a2、・・・、20anを総称して、信号分岐部20aと呼ぶ。
 送信回路10a1は、第1~第nの複数の送信系統のうちの第1の送信系統の送信信号SG1をRF信号RF1に変換して送信する回路である。送信回路10a1は、歪補償部101a1と、直交変調器102a1と、DAC(Digital to Analog Converter)103a1と、周波数変換部104a1と、送信増幅器105a1と、を備える。
 送信回路10a2は、第1~第nの複数の送信系統のうちの第2の送信系統の送信信号SG2をRF信号RF2に変換して送信する回路である。送信回路10a2は、歪補償部101a2と、直交変調器102a2と、DAC103a2と、周波数変換部104a2と、送信増幅器105a2と、を備える。
 送信回路10anは、第1~第nの複数の送信系統のうちの第nの送信系統の送信信号SGnをRF信号RFnに変換して送信する回路である。送信回路10anは、歪補償部101anと、直交変調器102anと、DAC103anと、周波数変換部104anと、送信増幅器105anと、を備える。
 歪補償部101a1、101a2、・・・、101anを総称して、歪補償部101aと呼ぶ。直交変調器102a1、102a2、・・・、102anを総称して、直交変調器102aと呼ぶ。DAC103a1、103a2、・・・、103anを総称して、DAC103aと呼ぶ。周波数変換部104a1、104a2、・・・、104anを総称して、周波数変換部104aと呼ぶ。送信増幅器105a1、105a2、・・・、105anを総称して、送信増幅器105aと呼ぶ。
 歪補償部101aのそれぞれは、その歪補償部101aを含む送信回路10aが扱う系統の送信信号の電力に応じた歪補償係数に基づいて、入力信号に対して送信信号の歪みを抑制するような信号処理を行う。歪補償係数は、後述する歪補償計算部306から出力される歪補償係数である。歪補償部101aが行う具体的な信号処理の例は、ボルテラ級数、メモリ多項式、一般化メモリ多項式などの級数方式や級数方式と同等の演算をLUT(Look Up Table)を用いて行うLUT方式などの方式を使用する信号処理を含んでもよい。
 例えば、歪補償部101aは、メモリ多項式に基づいて、信号処理を行う場合、「J. Kim and K. Konstantinou, “Digital predistortion of wideband signals based on power amplifier model with memory,”ELECTRONICS LETTERS, Vol. 37, no. 23, pp. 1417-1418, Nov 2001.」に記載されている技術を用いて演算することができる。例えば、歪補償部101aは、一般化メモリ多項式に基づいて、信号処理を行う場合、「D. R.Morgan, Z. Ma, J. Kim, M. G. Zierdt, and J. Pastalan, “A generalized memory polynomial model for digital predistortion of RF power amplifiers,” IEEE Trans. Signal Process., vol. 54, no. 10, pp. 3852-3860, Oct. 2006.」に記載されている技術を用いて演算することができる。
 歪補償部101aのそれぞれは、信号処理された後の直交するI信号とQ信号(以下、「IQ信号」と記載)とを生成し、対応する直交変調器102a及び歪補償計算部306に出力する。
 直交変調器102aのそれぞれは、デジタル信号処理を行うことにより、歪補償部101aによって信号処理された後のIQ信号をデジタルIF(Intermediate Frequency)信号に変換する。直交変調器102aのそれぞれは、対応するDAC103aにデジタルIF信号を出力する。
 DAC103aのそれぞれは、対応する直交変調器102aから受けたデジタルIF信号をD/A変換することにより、アナログIF信号を生成する。DAC103aのそれぞれは、対応する周波数変換部104aに生成したアナログIF信号を出力する。
 このとき、送信LO信号生成部40は、送信LO信号を生成し、生成した送信LO信号を周波数変換部104aのそれぞれに出力している。ここで、送信LO信号は、予め定められた一定の周波数の信号であって、その周波数は、各送信機1から出力されるRF信号の中心周波数よりも低い周波数に設定される。
 周波数変換部104のそれぞれは、送信LO信号生成部40から受けた送信LO信号を用いて、対応するDAC103aから受けたアナログIF信号を周波数変換することにより、RF信号を生成する。周波数変換部104aのそれぞれは、対応する送信増幅器105に生成したRF信号を出力する。
 送信増幅器105aのそれぞれは、周波数変換部104aから受けたRF信号を増幅する。送信増幅器105aのそれぞれは、増幅した後のRF信号を受信機2へ送信する。このように、送信回路10aのそれぞれはRF信号を生成し、生成したRF信号を受信機2へ送信する。
 信号分岐部20aのそれぞれは、例えば、方向性結合器などのカップラーである。信号分岐部20aのそれぞれは、その信号分岐部20aに対応する送信回路10aの送信増幅器105aが生成したRF信号の電力の一部をRF信号の振幅として分岐する。信号分岐部20aのそれぞれは、分岐したRF信号(以下、「分岐RF信号」と記載)を帰還回路30に出力する。
 帰還回路30は、主に送信増幅器105aのそれぞれにおいて発生するRF信号の歪みを補償するために、送信増幅器105aが生成したRF信号の電力の一部に基づいて算出した歪補償係数を対応する歪補償部101aにフィードバックする回路である。帰還回路30は、図1に示すように、遅延回路301と、合成部302と、周波数変換部303(信号変換部の1つ)と、ADC(Analog to Digital Converter)304(信号変換部の1つ)と、直交復調部305(信号変換部の1つ)と、歪補償計算部306と、を備える。
 遅延回路301は、第1~第nの送信系統の信号分岐部20aから受けるRF信号の電力の一部のそれぞれを所望の遅延時間だけ遅延させる。遅延回路301は、遅延させたRF信号の電力の一部(以下、「遅延RF信号」と記載)のそれぞれを合成部302に出力する。ここでの所望の遅延時間とは、第1~第nの送信系統ごとに異なる時間である。また、遅延回路301において、各遅延RF信号の遅延時間を短い順に並べたときの隣り合う遅延時間の差は、信号変調の所要時間に比べて充分に長い時間に設定される。具体的には、例えば、遅延RF信号の帯域幅が100MHzの信号の場合、遅延回路301において、各遅延RF信号の遅延時間を短い順に並べたときの隣り合う遅延時間の差は、帯域幅100MHzの逆数である10nsを10倍した100ns程度となるように設定される。このような隣り合う遅延時間の差を実現する遅延回路301としては、同軸ケーブルなどの伝送線路や、図2に示すような伝送線路を集中定数を用いてモデル化(ここでは、一例として伝送線路が無損失とみなせるものとしている)したパッシブ回路などにおいて、インダクタやコンデンサの値を調整した回路を用いてもよい。このような隣り合う遅延時間の差のそれぞれは、同一の値に設定されてもよい。
 このように、遅延回路301が第1~第nの送信系統から受けるRF信号の電力の一部のそれぞれについて所望の遅延時間だけ遅延させることにより、遅延RF信号同士の影響を低減することができ、後述の出力合成信号SGoutを後段で遅延RF信号ごとに分離することを可能にしている。
 合成部302は、遅延回路301から各遅延RF信号を受ける。合成部302は、受けた各遅延RF信号を時間軸上で加算することにより、1つのRF信号RFsumを生成する。合成部302は、生成したRF信号RFsum(合成信号)を周波数変換部303に出力する。
 このとき、帰還LO信号生成部50は、帰還LO信号を生成し、生成した帰還LO信号を周波数変換部303に出力している。ここで、帰還LO信号は、周波数変換部303が変調信号を生成する際に用いる信号である。
 周波数変換部303は、合成部302からRF信号RFsumを受ける。また、周波数変換部303は、帰還LO信号生成部50から帰還LO信号を受ける。周波数変換部303は、帰還LO信号を用いてRF信号RFsumの周波数を変換することにより、合成IF信号を生成する。周波数変換部303は、生成した合成IF信号をADC304に出力する。
 ADC304は、周波数変換部303から合成IF信号を受ける。ADC304は、受けた合成IF信号をデジタル信号に変換する。ADC304は、デジタル信号に変換した後の合成IF信号を直交復調器305に出力する。
 直交復調部305は、デジタル信号に変換した後の合成IF信号をADC304から受ける。直交復調部305は、受けたデジタル信号に変換した後の合成IF信号をデジタルベースバンド信号に変換して、出力合成信号SGoutを生成する。直交復調部305は、出力合成信号SGoutを歪補償計算部306に出力する。
 歪補償計算部306は、歪補償部101aのそれぞれから信号処理された後のIQ信号を受ける。また、歪補償計算部306は、直交復調部305から出力合成信号SGoutを受ける。
 歪補償計算部306は、遅延回路301で設定した第1~第nの送信系統に対応する遅延時間に基づいて、出力合成信号SGoutを第1~第nの複数の送信系統のそれぞれに対応する各信号に分離する。
 具体的には、例えば、歪補償計算部306は、遅延回路301が第1~第nの送信系統の信号分岐部20aからRF信号の電力の一部を受けたタイミングを遅延回路301から取得する。歪補償計算部306は、取得したタイミングを基準に遅延回路301で設定した遅延時間ごとに出力合成信号SGoutを分割することによって、出力合成信号SGoutを第1~第nの複数の送信系統のそれぞれに対応する各信号に分離する。
 また、歪補償計算部306は、第1~第nの複数の送信系統の送信増幅器105aのそれぞれにおける歪特性を抽出する。歪補償計算部306は、送信増幅器105aのそれぞれについて、抽出した歪特性を打ち消す逆特性を算出する。歪補償計算部306は、算出した逆特性を実現する補償パラメータ(すなわち歪補償係数)を歪補償部101aのそれぞれに出力する。なお、歪特性を打ち消す逆特性を実現する補償パラメータは、送信回路10aが出力することが予想されるさまざまな信号について予め実験やシミュレーションなどを行うことにより取得してもよい。歪補償計算部306は、歪特性と補償パラメータとの対応関係を記憶しておく。歪補償計算部306は、出力合成信号SGoutを分離した各信号について類似する信号を送信回路10aが出力することが予想されるさまざまな信号の中から特定する。そして、歪補償計算部306は、特定したそれぞれの信号について予め記憶した歪特性と補償パラメータとの対応関係から補償パラメータを特定し、特定した補償パラメータを歪補償部101aのそれぞれに出力する。
 以下に、送信増幅器105aによる歪特性の抽出方法の一例を示す。
 まず、送信増幅器105aのメモリ多項式、遅延回路301の遅延時間、合成部302の影響を含む式(1)によって示される計算モデルを用いて、直交復調器305が出力する出力合成信号のモデル化を行う。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001

 ここで、“Td”は、送信回路10ai(i=1~nのいずれか)における信号の遅延時間を表す。“gi,τ,d”は、送信回路10ai(i=1~nのいずれか)における送信増幅器105aの歪特性を示すパラメータを表す。“T”は、歪特性において設定されるタップの最大値を表す。“D”は、歪特性において設定される多項式の次数の最大値を表す。また、“x”は、複素表記された入力信号を表す。また、“d”と“τ”のそれぞれは変数を表す。
 式(1)によって示される計算モデルを用いて、直交復調器305が出力する出力合成信号のモデル化を行うことは、本発明の実施形態による送信機1の特徴の1つである。式(1)を、iが1からnまでの総和を計算する計算モデルとすることにより、異なる遅延時間を有する複数の信号が混在する状態を表すことのできる計算モデルを実現している。
 合成部302の出力するRF信号RFsumは、送信回路10aiのそれぞれ(すなわち、送信回路10aのそれぞれ)の送信増幅器105aの歪特性を示すパラメータgi,τ,dを加算することによって表される。
 ここで、出力合成信号をモデル化したz(t)と直交復調器305の出力として実際に得られる出力合成信号SGoutとの誤差Eを式(2)に示すように定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002

 この誤差Eは、送信増幅器105aの歪特性のパラメータgi,τ,dと遅延時間Tdとによって決まる値であり、それらの両方が最適値の場合に最小値をとる。したがって、誤差Eが最小になるパラメータgi,τ,dと遅延時間Tdとを次の式(3)によって表される最適化計算によって算出することにより、最適なパラメータgi,τ,dと遅延時間Tdとを同時に得ることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003

 上述のように、送信増幅器105aの歪特性のパラメータgi,τ,dが算出されれば、あとは例えば「D. Zhou and V. E. DeBrunner, “Novel Adaptive Nonlinear Predistorters Based on the Direct Learning Algorithm,” IEEE Trans. Signal Process., Vol. 55, no. 1, pp. 120-133, Jan 2007.」に記載されている歪補償のアルゴリズムなどを用いてその歪特性の逆特性である逆歪特性を算出することができる。
 以上、本発明の第1の実施形態による送信機1について説明した。
 本発明の第1の実施形態による送信機1は、複数の送信回路10aと帰還回路30と、を備える。複数の送信回路10aは、同一の周波数帯域の信号を生成する。帰還回路30は、複数の送信回路10aのそれぞれから送信増幅器105aを介して出力された送信増幅信号の電力の一部に基づいて算出した歪補償係数を、複数の送信回路10aのうち送信増幅信号を出力した送信回路10aにフィードバックし、複数の送信回路10aに対して共用される。帰還回路30は、遅延回路301と、合成部302と、信号変換部(周波数変換部303、ADC304、直交復調器305)と、歪補償計算部306と、を備える。遅延回路301は、送信増幅信号のそれぞれを異なる時間だけ遅延させる。合成部302は、遅延回路301が遅延させた信号のそれぞれを合成して合成信号を生成する。信号変換部は、合成部302が生成した合成信号を同一周波数の複数の送信系統で共通のローカル信号を用いて異なる周波数に変換し、変換した後の信号から復調されたデジタル信号を生成する。歪補償計算部306は、復調されたデジタル信号に基づいて、複数の送信回路10aの出力のそれぞれにおける信号の歪みを補償する際に用いる歪補償係数を算出する。
 このような構成によれば、遅延回路301によって、各送信系統に対応する送信増幅信号が時間軸方向に分離され、合成部302によって1つの信号として合成された信号を後段の信号処理によって各送信系統に対応する信号に分離することができる。各送信系統に対応する信号に分離することができれば、各送信系統の歪みの補正量を算出することができる。
 このようにすれば、本発明の第1の実施形態による送信機1は、第1~第nの複数の送信系統に共通の送信LO信号生成部40と帰還LO信号生成部50とを用いることができ、かつ、周波数帯域を広げることなく第1~第nの複数の送信系統の送信増幅器105aの出力の歪みを補償することができる。その結果、帰還LO信号生成部の数やADC304の性能を抑えることができ、送信機1の回路規模を抑えることができ、低コスト化や低消費電力化を図ることができる。
 送信機1において、送信回路10aにおける変調、及び、帰還回路30における復調は、スーパーヘテロダイン方式であってよい。送信機1において、送信回路10aにおける変調は、スーパーヘテロダイン方式であり、帰還回路30における復調は、ダイレクトコンバージョン方式であってもよい。送信機1において、送信回路10aにおける変調、及び、前記帰還回路における復調は、ダイレクトコンバージョン方式であってもよい。送信機1において、送信回路10aにおける変調は、ダイレクトコンバージョン方式であり、帰還回路30における復調は、スーパーヘテロダイン方式であってもよい。
 このようにすれば、本発明の第1の実施形態による送信機1は、送信回路10aにおける変調、及び、帰還回路30における復調について、スーパーヘテロダイン方式とダイレクトコンバージョン方式のさまざまな組み合わせに対応することができる。
<第2の実施形態>
 次に、本発明の第2の実施形態による送信機1について説明する。
 本発明の第1の実施形態による送信機1は、デジタルビームフォーミングの構成である。それに対して、本発明の第2の実施形態による送信機1は、アナログビームフォーミングの構成である。
 本発明の第2の実施形態による送信機1は、図3に示すように、送信回路10、信号分岐部20a1、20a2、・・・、20an、帰還回路30、送信LO信号生成部40、および、帰還LO信号生成部50を備える。
 送信回路10は、送信信号SGを第1~第nの複数の送信系統に対応するRF信号に変換して送信する回路である。送信回路10は、歪補償部101と、直交変調器102と、DAC(Digital to Analog Converter)103と、周波数変換部104と、送信増幅器105a1、105a2、・・・、105anと、振幅位相調整部106a1、106a2、・・・、106anと、を備える。振幅位相調整部106a1、106a2、・・・、106anを総称して、振幅位相調整部106aと呼ぶ。
 振幅位相調整部106aのそれぞれは、周波数変換部104から出力されたRF信号を受ける。振幅位相調整部106aのそれぞれは、受けたRF信号の振幅値と位相値を調整した後の調整後RF信号を出力する。振幅位相調整部106aのそれぞれによって調整される振幅値と位相値は、ビームフォーミングのビームパターンに応じて決定される。振幅位相調整部106aのそれぞれは、例えば、VGA(Variable Gain Amplifier)や位相シフタなどのアナログ回路によって構成される。
 帰還回路30は、図3に示すように、遅延回路301と、合成部302と、周波数変換部303(信号変換部の1つ)と、ADC304(信号変換部の1つ)と、直交復調部305(信号変換部の1つ)と、歪補償計算部306と、を備える。
 第1の実施形態による歪補償計算部306は、本発明の第1の実施形態による歪補償計算部306と同様の方法によってすべての送信増幅器105aの歪特性の抽出を行われた状態で、合成部302の出力信号と、歪補償部101の出力信号とを受ける。歪補償計算部306は、これらの出力信号に基づいて歪特性を算出する遅延推定及び歪特性一括計算部3061と、算出した歪特性を平均化した平均歪特性を算出する平均的逆歪計算部3062とを備える。この歪特性を平均化した平均歪特性を算出することにより、歪特性の数を低減することができる。歪補償計算部306は、算出した平均歪特性の逆歪特性のパラメータを算出して歪補償部101に出力する。
 本発明の第2の実施形態による送信回路10は、アナログビームフォーミングの送信回路の一例にすぎない。本発明の別の実施形態による送信回路10は、他の構成によるアナログビームフォーミングの送信回路であってよい。
 本発明の別の実施形態による送信回路10は、アナログ・デジタルハイブリッドビームフィーミングの送信回路であってよい。その場合、送信系統が3つ以上である場合の歪補償部の数は、2つ以上で送信系統の数以下のいずれかとなり、それに対応して、歪補償計算部306が生成する平均歪特性とその逆歪特性との組み合わせの数も、歪補償部の数と同数になる。
 以上、本発明の第2の実施形態による送信機1について説明した。
 本発明の第2の実施形態による送信機1において、振幅位相調整部106aのそれぞれは、周波数変換部104から出力されたRF信号を受ける。振幅位相調整部106aのそれぞれは、受けたRF信号の振幅値と位相値を調整した後の調整後RF信号を出力する。第2の実施形態による歪補償計算部306は、本発明の第1の実施形態による歪補償計算部306と同様の方法によってすべての送信増幅器105aの歪特性の抽出を行った後、それらの歪特性を平均化した平均歪特性を算出する。歪補償計算部306は、算出した平均歪特性の逆歪特性のパラメータを算出して歪補償部101に出力する。
 このようにすれば、本発明の第2の実施形態による送信機1の構成をアナログビームフォーミングの構成とすることができる。その結果、より多くの種類の送信機1について、第1~第nの複数の送信系統に共通の送信LO信号生成部40と帰還LO信号生成部50とを用いることができ、かつ、周波数帯域を広げることなく第1~第nの複数の送信系統の送信増幅器105aの出力の歪みを補償することができる。その結果、帰還LO信号生成部の数やADC304の性能を抑えることができ、送信機1の回路規模を抑えることができ、低コスト化や低消費電力化を図ることができる。
 本発明の別の実施形態による歪補償計算部306は、歪特性、及び、逆歪特性を算出する際に、歪補償部101aの出力信号の代わりに入力信号SG1~SGnを用いてもよい。また、本発明の別の実施形態による歪補償計算部306は、歪特性、及び、逆歪特性を算出する際に、歪補償部101aの出力信号と入力信号SG1~SGnの両方を用いてもよい。
 本発明の第1の実施形態による送信機1は、送信と帰還の両方においてスーパーヘテロダイン(IF)方式を用いる。しかしながら、本発明の実施形態による送信機1は、送信と帰還の両方においてスーパーヘテロダイン(IF)方式を用いるものに限定されない。
 具体的には、例えば、本発明の別の実施形態による送信機1は、図4に示すように、送信においてダイレクトコンバージョン(ゼロIF)方式を用い、帰還においてスーパーヘテロダイン方式を用いてもよい。
 また、例えば、本発明の別の実施形態による送信機1は、図5に示すように、送信と帰還の両方においてダイレクトコンバージョン方式を用いてもよい。
 また、例えば、本発明の別の実施形態による送信機1は、図6に示すように、送信においてスーパーヘテロダイン方式を用い、帰還においてダイレクトコンバージョン方式を用いてもよい。
 本発明の別の実施形態による帰還回路30は、図7に示すように、第1~第nの複数の送信系統にそれぞれ対応する複数の周波数変換部303を備え、周波数変換部303、遅延回路301、合成部302、ADC304、直交復調器305、歪補償計算部306の順に信号処理を行ってもよい。
 このようにすれば、帰還回路30において得られる出力合成信号SGoutは、本発明の第1の実施形態による帰還回路30において得られる出力合成信号SGoutと同様であるが、遅延回路301と合成部302に入力される信号がRF信号ではなくIF信号となる。その結果、送信機1としての設計が容易になる。
 また、図7に示す帰還回路30の構成において、合成部302とADC304との間に、周波数変換部303をその周波数変換部303に帰還LO信号を供給する帰還LO信号生成部50が設けられてもよい。
 また、図7の構成を含む上述の帰還回路30は、図4~6で示した送信機1の帰還回路30の代わりに用いられてもよい。
 本発明の各実施形態による送信機1は、DAC103a、周波数変換部104a、送信増幅器105aの後段にイメージ成分の除去や帯域制限等のために、フィルタを備えていてもよい。
 本発明の各実施形態による送信機1の構成は、FDD(Frequency Division Duplex)やTDD(Time Division Duplex)といった通信方式に依存しない。そのため、本発明の各実施形態による送信機1は、FDDとTDDのどちらの通信方式にも適用することができる。特に、本発明の各実施形態による送信機1をTDDの通信方式に適用した場合には、送信LO信号生成部40と帰還LO信号生成部50とを1つのローカル信号生成部で共用することができる。
 また、本発明の第1、2の実施形態に記載の技術及び上記の本発明の別の実施形態に記載の技術を組み合わせたものも、本発明の実施形態に含まれる。
 次に、本発明の一つの実施形態による送信機1について説明する。
 この送信機1は、図8に示すように、送信回路10aと、送信回路10aに共用の帰還回路30と、を備える。
 送信回路10aは、複数の送信系統を構成し、同一の周波数帯域の信号を生成する。帰還回路30は、送信回路10aから送信増幅器を介して出力された送信信号の電力の一部に基づいて算出した歪補償係数を、送信回路10aのうち送信信号を出力した送信回路10aにフィードバックする。帰還回路30は、遅延回路301と、合成部302と、信号変換部(303、304、305)と、歪補償計算部306と、を備える。
 遅延回路301は、送信信号のそれぞれを異なる時間だけ遅延させる。合成部302は、遅延回路301が遅延させた信号のそれぞれを合成して合成信号を生成する。信号変換部(303、304、305)は、合成部302が生成した合成信号を同一周波数の複数の送信系統で共通のローカル信号を用いて異なる周波数に変換し、変換した後の信号から復調されたデジタル信号を生成する。歪補償計算部306は、復調されたデジタル信号に基づいて、送信回路10aの出力のそれぞれにおける信号の歪みを補償する際に用いる歪補償係数を算出する。
 このようにすれば、送信機1は、回路規模を抑制することができる。
<その他の実施形態>
 本発明の実施形態による送受信機について説明する。
 図9は、本発明の別の実施形態による送受信機3の構成を示す図である。本発明の別の実施形態による送受信機3は、図9に示すように、1つの筐体11と、送信機1と、受信機2とを備える。送信機1は、上記の本発明の実施形態による送信機1のうちの何れか1つの送信機である。受信機2は、送信機1以外の通信機が送信した通信信号を受信する1つの受信機である。1つの送信機と1つの受信機2は、送受信機3が備える1つの筐体11内に納めされている。送受信機3は、この1つの筐体11内に納められた送信機1と受信機2とにより、自送受信機3以外の通信機と通信を行う。
 次に、本発明の別の実施形態による送信機1を含む通信システム4について説明する。
 本発明の実施形態による通信システム4は、例えば、図10に示すように、送信機1と、受信機2と、を備える。送信機1は、上記本発明の実施形態による送信機1及びその変形の何れかである。受信機2は、上記本発明の実施形態による送信機1が送信する送信信号を受信する受信部を備える受信機である。この場合、複数の送信系統を有し、各送信系統の出力におけるRF信号の周波数帯域が同一である送信機1において、回路規模を低減することができる。
 本発明の実施形態による通信システム4は、例えば、図11に示すように、送受信機3と、送信機1及び受信機2のうちの少なくとも一方と、を備えてもよい。
 送受信機3は、上記本発明の別の実施形態による送受信機3及びその変形の何れかである。送信機1は、送受信機3に通信信号を送信する通信機である。受信機2は、送受信機3が送信した送信増幅信号を受信する通信機である。送信機1が送受信機3に通信信号を送信する場合には、複数の送信系統を有し、各送信系統の出力におけるRF信号の周波数帯域が同一である送信機1において、回路規模を低減することができる。送受信機3が受信機2に送信増幅信号を送信する場合には、送受信機3が備える複数の送信系統を有し、各送信系統の出力におけるRF信号の周波数帯域が同一である送信機1において、回路規模を低減することができる。
 本発明の実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。
 本発明の実施形態における記憶部や記憶装置(レジスタ、ラッチを含む)のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。記憶部や記憶装置のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。
 本発明の実施形態について説明したが、上述の通信システム4、送信機1、受信機2、送受信機3、その他の制御装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータの具体例を以下に示す。
 図12は、少なくとも1つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。コンピュータ5は、図12に示すように、CPU6、メインメモリ7、ストレージ8、インターフェース9を備える。
 例えば、上述の通信システム4、送信機1、受信機2、送受信機3、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ5に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ8に記憶されている。CPU6は、プログラムをストレージ8から読み出してメインメモリ7に展開し、そのプログラムに従って上記処理を実行する。また、CPU6は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ7に確保する。
 ストレージ8の具体例は、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory)、半導体メモリを含んでもよい。ストレージ8は、コンピュータ5のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース9または通信回線を介してコンピュータ5に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ5に配信される場合、配信を受けたコンピュータ5が当該プログラムをメインメモリ7に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも1つの実施形態において、ストレージ8は、一時的でない有形の記憶媒体である。
 上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
 本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例であり、発明の範囲を限定しない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、種々の省略、種々の置き換え、種々の変更を行ってよい。
 上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
 (付記1)
 同一の周波数帯域の複数の送信信号を送信増幅器を介して出力する送信回路と、
 前記複数の送信信号の歪みを補償するために用いられる歪補償係数を、前記送信回路にフィードバックする帰還回路と、
 を備え、
 前記帰還回路は、
 前記複数の送信信号をそれぞれ異なる時間だけ遅延させる遅延回路と、
 前記遅延された複数の送信信号を合成して合成信号を生成する合成部と、
 前記複数の送信信号で共通のローカル信号を用いて前記合成信号の周波数を異なる周波数に変換し、前記周波数が変換された合成信号から、復調されたデジタル信号を生成する信号変換部と、
 前記復調されたデジタル信号に基づいて、前記歪補償係数を算出する歪補償計算部と、
 を備える送信機。
 (付記2)
 前記遅延回路は、前記複数の送信信号を、前記複数の送信信号の帯域幅の逆数が示す時間よりも長い時間であって、それぞれ異なる時間だけ遅延させる、
 付記1に記載の送信機。
 (付記3)
 前記遅延回路は、前記複数の送信信号を、前記複数の送信信号の遅延時間を短い順に並べたときの隣り合う遅延時間の差のそれぞれが同一になるように遅延させる、
 付記1または付記2に記載の送信機。
 (付記4)
 前記送信回路における変調は、スーパーヘテロダイン方式またはダイレクトコンバージョン方式であり、
 前記帰還回路における復調は、前記スーパーヘテロダイン方式または前記ダイレクトコンバージョン方式である、
 付記1から付記3の何れか一項に記載の送信機。
 (付記5)
 前記帰還回路における復調は、前記送信回路における変調が前記スーパーヘテロダイン方式である場合には前記ダイレクトコンバージョン方式であり、
 前記帰還回路における復調は、前記送信回路における変調が前記ダイレクトコンバージョン方式である場合には前記スーパーヘテロダイン方式である、
 付記4に記載の送信機。
 (付記6)
 前記帰還回路における復調は、前記送信回路における変調が前記スーパーヘテロダイン方式である場合には前記スーパーヘテロダイン方式であり、
 前記帰還回路における復調は、前記送信回路における変調が前記ダイレクトコンバージョン方式である場合には前記ダイレクトコンバージョン方式である、
 付記4に記載の送信機。
 (付記7)
 前記送信回路は、
 入力信号に対して前記複数の送信信号の歪みを抑制するための信号処理を行う歪補償部と、
 それぞれが、対応する送信信号の振幅と位相とを調整し、前記振幅と位相とが調整された送信信号を出力する複数の振幅位相調整部と、
 それぞれが、対応する振幅位相調整部から出力された前記振幅と位相とが調整された送信信号を増幅する複数の送信増幅器と、
 を備え、
 前記歪補償計算部は、
 前記複数の送信増幅器の歪特性の平均値を算出し、前記算出された平均値に基づいて算出した逆歪特性のパラメータを前記歪補償部に出力する、
 付記1から付記6の何れか一項に記載の送信機。
 (付記8)
 前記送信回路の数が3つ以上であり、
 前記歪補償部の数は、2つ以上であり、かつ、前記複数の送信信号の数以下である
 付記7に記載の送信機。
 (付記9)
 付記1から付記8の何れか一項に記載の送信機と、
 前記送信機が送信した送信信号を受信する受信機と、
 を備える通信システム。
 (付記10)
 送信回路を備える送信機の制御方法であって、
 同一の周波数帯域の複数の送信信号を送信増幅器を介して前記送信回路から出力することと、
 前記複数の送信信号をそれぞれ異なる時間だけ遅延させることと、
 前記遅延された複数の送信信号を合成して合成信号を生成することと、
 前記複数の送信信号で共通のローカル信号を用いて前記合成信号の周波数を異なる周波数に変換することと、
 前記周波数が変換されたた合成信号から、復調されたデジタル信号を生成することと、
 前記復調されたデジタル信号に基づいて、前記複数の送信信号の歪みを補償するために用いられる歪補償係数を算出することと、
 前記歪補償係数を前記送信回路にフィードバックすることと、
 を含む送信機の制御方法。
 (付記11)
 送信回路を備える送信機のコンピュータに、
 同一の周波数帯域の複数の送信信号を送信増幅器を介して前記送信回路から出力することと、
 前記複数の送信信号をそれぞれ異なる時間だけ遅延させることと、
 前記遅延された複数の送信信号を合成して合成信号を生成することと、
 前記複数の送信信号で共通のローカル信号を用いて前記合成信号の周波数を異なる周波数に変換することと、
 前記周波数が変換されたた合成信号から、復調されたデジタル信号を生成することと、
 前記復調されたデジタル信号に基づいて、前記複数の送信信号の歪みを補償するために用いられる歪補償係数を算出することと、
 前記歪補償係数を前記送信回路にフィードバックすることと、
 を実行させるプログラム。
 この出願は、2017年4月27日に出願された日本国特願2017-088950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。
 本発明は、送信システム、通信端末装置及び送信方法に適用してもよい。
1・・・送信機
2・・・受信機
3・・・送受信機
4・・・通信システム
5・・・コンピュータ
6・・・CPU
7・・・メインメモリ
8・・・ストレージ
9・・・インターフェース
10a、10a1、10a2、10an・・・送信回路
11・・・筐体
20a、20a1、20a2、20an・・・信号分岐部
30・・・帰還回路
40・・・送信LO信号生成部
50・・・帰還LO信号生成部
101a、101a1、101a2、101an・・・歪補償部
102a、102a1、102a2、102an・・・直交変調器
103a、103a1、103a2、103an・・・DAC(Digital to Analog Converter)
104a、104a1、104a2、104an・・・周波数変換部
105a、105a1、105a2、105an・・・送信増幅器
301・・・遅延回路
302・・・合成部
303・・・周波数変換部
304・・・ADC(Analog to Digital Converter)
305・・・直交復調器
306・・・歪補償計算部

Claims (11)

  1.  同一の周波数帯域の複数の送信信号を送信増幅器を介して出力する送信回路と、
     前記複数の送信信号の歪みを補償するために用いられる歪補償係数を、前記送信回路にフィードバックする帰還回路と、
     を備え、
     前記帰還回路は、
     前記複数の送信信号をそれぞれ異なる時間だけ遅延させる遅延回路と、
     前記遅延された複数の送信信号を合成して合成信号を生成する合成部と、
     前記複数の送信信号で共通のローカル信号を用いて前記合成信号の周波数を異なる周波数に変換し、前記周波数が変換された合成信号から、復調されたデジタル信号を生成する信号変換部と、
     前記復調されたデジタル信号に基づいて、前記歪補償係数を算出する歪補償計算部と、
     を備える送信機。
  2.  前記遅延回路は、前記複数の送信信号を、前記複数の送信信号の帯域幅の逆数が示す時間よりも長い時間であって、それぞれ異なる時間だけ遅延させる、
     請求項1に記載の送信機。
  3.  前記遅延回路は、前記複数の送信信号を、前記複数の送信信号の遅延時間を短い順に並べたときの隣り合う遅延時間の差のそれぞれが同一になるように遅延させる、
     請求項1または請求項2に記載の送信機。
  4.  前記送信回路における変調は、スーパーヘテロダイン方式またはダイレクトコンバージョン方式であり、
     前記帰還回路における復調は、前記スーパーヘテロダイン方式または前記ダイレクトコンバージョン方式である、
     請求項1から請求項3の何れか一項に記載の送信機。
  5.  前記帰還回路における復調は、前記送信回路における変調が前記スーパーヘテロダイン方式である場合には前記ダイレクトコンバージョン方式であり、
     前記帰還回路における復調は、前記送信回路における変調が前記ダイレクトコンバージョン方式である場合には前記スーパーヘテロダイン方式である、
     請求項4に記載の送信機。
  6.  前記帰還回路における復調は、前記送信回路における変調が前記スーパーヘテロダイン方式である場合には前記スーパーヘテロダイン方式であり、
     前記帰還回路における復調は、前記送信回路における変調が前記ダイレクトコンバージョン方式である場合には前記ダイレクトコンバージョン方式である、
     請求項4に記載の送信機。
  7.  前記送信回路は、
     入力信号に対して前記複数の送信信号の歪みを抑制するための信号処理を行う歪補償部と、
     それぞれが、対応する送信信号の振幅と位相とを調整し、前記振幅と位相とが調整された送信信号を出力する複数の振幅位相調整部と、
     それぞれが、対応する振幅位相調整部から出力された前記振幅と位相とが調整された送信信号を増幅する複数の送信増幅器と、
     を備え、
     前記歪補償計算部は、
     前記複数の送信増幅器の歪特性の平均値を算出し、前記算出された平均値に基づいて算出した逆歪特性のパラメータを前記歪補償部に出力する、
     請求項1から請求項6の何れか一項に記載の送信機。
  8.  前記送信回路の数が3つ以上であり、
     前記歪補償部の数は、2つ以上であり、かつ、前記複数の送信信号の数以下である
     請求項7に記載の送信機。
  9.  請求項1から請求項8の何れか一項に記載の送信機と、
     前記送信機が送信した送信信号を受信する受信機と、
     を備える通信システム。
  10.  送信回路を備える送信機の制御方法であって、
     同一の周波数帯域の複数の送信信号を送信増幅器を介して前記送信回路から出力することと、
     前記複数の送信信号をそれぞれ異なる時間だけ遅延させることと、
     前記遅延された複数の送信信号を合成して合成信号を生成することと、
     前記複数の送信信号で共通のローカル信号を用いて前記合成信号の周波数を異なる周波数に変換することと、
     前記周波数が変換されたた合成信号から、復調されたデジタル信号を生成することと、
     前記復調されたデジタル信号に基づいて、前記複数の送信信号の歪みを補償するために用いられる歪補償係数を算出することと、
     前記歪補償係数を前記送信回路にフィードバックすることと、
     を含む送信機の制御方法。
  11.  送信回路を備える送信機のコンピュータに、
     同一の周波数帯域の複数の送信信号を送信増幅器を介して前記送信回路から出力することと、
     前記複数の送信信号をそれぞれ異なる時間だけ遅延させることと、
     前記遅延された複数の送信信号を合成して合成信号を生成することと、
     前記複数の送信信号で共通のローカル信号を用いて前記合成信号の周波数を異なる周波数に変換することと、
     前記周波数が変換されたた合成信号から、復調されたデジタル信号を生成することと、
     前記復調されたデジタル信号に基づいて、前記複数の送信信号の歪みを補償するために用いられる歪補償係数を算出することと、
     前記歪補償係数を前記送信回路にフィードバックすることと、
     を実行させるプログラム。
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