(57)【要約】【課題】増幅対象となる信号を増幅する増幅回路において発生する歪を補償する歪補償装置で、摂動対象となる歪補償係数に応じて摂動量を変更することで、最適なＬＵＴを作成する。【解決手段】レベル検出手段１１が増幅対象となる信号のレベルを検出し、歪補償係数記憶手段１２が信号のレベルと歪補償係数との対応に基づいて検出された信号のレベルに対応した歪補償係数に応じた信号を出力し、歪補償手段１３が当該信号に基づいて増幅対象となる信号に対して歪補償を行う。摂動制御手段１４、１５が、歪補償係数に摂動量を与える摂動法を用いて、歪補償が行われた後に増幅回路により増幅された信号に含まれる歪が減少するように、記憶される歪補償係数を更新し、この場合に、歪補償係数に与える摂動量を当該歪補償係数に応じて調整する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅対象となる信号を増幅する増幅回路において発生する歪を補償する歪補償装置において、
前記増幅対象となる信号のレベルを検出するレベル検出手段と、
信号のレベルと歪補償係数との対応を記憶し、当該記憶内容に基づいて、前記レベル検出手段により検出された信号のレベルに対応した歪補償係数に応じた信号を出力する歪補償係数記憶手段と、
前記歪補償係数記憶手段から出力された信号に基づいて前記増幅対象となる信号に対して歪補償を行う歪補償手段と、
前記歪補償係数記憶手段に記憶された歪補償係数に摂動量を与える摂動法を用いて、前記歪補償手段により歪補償が行われた後に前記増幅回路により増幅された信号に含まれる歪が減少するように、前記歪補償係数記憶手段に記憶される歪補償係数を更新し、この場合に、前記歪補償係数に与える摂動量を当該歪補償係数に応じて調整する摂動制御手段と、
を備えたことを特徴とする歪補償装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歪補償テーブル（例えば、ＬＵＴ：Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）を用いてプリディストーション方式により、増幅回路で発生する歪を補償する歪補償装置に関し、特に、摂動法により歪補償係数を最適値に近付けるに際して、摂動対象となる歪補償係数に応じて摂動量を変更することで、最適なＬＵＴを作成する歪補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、広帯域符号分割多元接続（Ｗ−ＣＤＭＡ：Ｗｉｄｅ−ｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式などを移動通信方式として採用する移動通信システムに備えられた基地局装置では、物理的に遠く離れた移動局装置の所まで無線信号を到達させる必要があるため、信号を増幅回路で大幅に増幅することが必要となる。しかしながら、増幅回路はアナログデバイスであるため、その入出力特性は非線形な関数となる。特に、飽和点と呼ばれる増幅限界以降では、増幅回路に入力される電力が増大しても出力電力がほぼ一定となる。そして、この非線形な出力によって非線形歪が発生させられる。
【０００３】
増幅前の送信信号は希望信号帯域外の信号成分が帯域制限フィルタによって低レベルに抑えられるが、増幅回路通過後の信号では非線形歪が発生して希望信号帯域外（隣接チャネル）へ信号成分が漏洩する。例えば基地局装置では送信電力が高いため、このような隣接チャネルヘの漏洩電力の大きさは厳しく規定されており、このような隣接チャネル漏洩電力をいかにして削減するかが大きな問題となっている。
【０００４】
歪補償方式の一つにプリディストーション方式があり、近年では増幅効率を重要視するため、フィードフォワード方式に変わり主流になりつつある。プリディストーション方式は増幅回路の非線形特性であるＡＭ−ＡＭ変換、ＡＭ−ＰＭ変換の逆特性を増幅回路の入力信号に予め与えることにより、増幅回路の出力信号の歪を補償する方式である。逆特性を与える方法の一つとして歪補償テーブル（ＬＵＴ）方式がある。
【０００５】
ＬＵＴを作成する方法としては、代表点補間方式やべき級数補間方式などが知られている。代表点補間方式では、代表点を歪が小さくなるように摂動させて、最適なＬＵＴを作成する。一方、べき級数補間方式では、べき乗数に乗算する係数を歪が小さくなるように摂動させて、最適なＬＵＴを作成する。
なお、このように知られている、代表点補間方式やべき級数補間方式については、詳しい説明は省略する（例えば、特許文献１〜４など参照。）。
【０００６】
図４には、ＬＵＴを制御するＬＵＴ制御部により行われる動作のフローチャートの一例を示してある。
処理が開始されると、摂動量を読み出し（ステップＳ２１）、歪が前回よりも劣化したか否かを判定する（ステップＳ２２）。この判定の結果、歪が前回よりも劣化したことを判定した場合には歪補償係数の摂動方向を反転させる一方（ステップＳ２３）、他の場合にはそのままとして、１歪補償係数あたりの摂動回数に１を加算する（ステップＳ２４）。
【０００７】
次に、１歪補償係数あたりの摂動回数が所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２５）。この判定の結果、１歪補償係数あたりの摂動回数が所定の閾値以上であることを判定した場合には、摂動対象とする歪補償係数を変更して（ステップＳ２６）、１歪補償係数あたりの摂動回数を０に設定する一方（ステップＳ２７）、他の場合にはそのままとして、歪補償係数を摂動し（ステップＳ２８）、ＬＵＴを作成し（ステップＳ２９）、処理が終了される。
【０００８】
図５には、一般的な増幅回路（アンプ）のＡＭ−ＡＭ特性の一例を示してある。一般的に、増幅回路（アンプ）のＡＭ−ＡＭ特性は、入力電力が高くなるほど出力が低下するが、入力電力が低い領域ではさほど変化しない。
このため、逆特性を与えるＬＵＴのＡＭ−ＡＭ特性は、入力電力が高くなるほど補正値を大きくする必要があるが、入力電力が低い領域では補正値を変化させる必要がほとんどない。
【０００９】
図６には、一般的な増幅回路（アンプ）のＡＭ−ＡＭ特性を補償するＬＵＴの一例を示してある。なお、図６において、横軸に示されるＬＵＴアドレスは入力電力に対応（例えば、比例）したものとなっている。
図６では、入力信号の電力が低い場合から高い場合までにおけるＬＵＴ参照のイメージが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１３１１８６号公報
【特許文献２】特開２００８−１９３２５３号公報
【特許文献３】特開２００８−２５８７０４号公報
【特許文献４】特開２００４−１１２１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、摂動量が小さいと、ＬＵＴの更新による歪への影響が少ないために、入力電力が高い領域において最適な補正値を摂動法により探索することができない。一方、摂動量が大きいと、不必要に補正値を変動させるために、入力電力が低い領域において最適な補正値を摂動法により探索することができない。
【００１２】
つまり、摂動量を大きくすると、入力電力が高い領域で最適な補正値を探索することが可能であるが、入力電力が低い領域では最適な補正値を摂動法により探索することができないという問題があった。一方、摂動量を小さくすると、入力電力が低い領域では最適な補正値を探索することができるが、入力電力が高い領域では最適な補正値を摂動法により探索することが不可能になってしまうという問題があった。
このように、同一の摂動量を異なる代表点に用いると、最適なＬＵＴを作成できず、結果として歪補償性能が劣化してしまうという問題があった。
【００１３】
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、摂動対象となる歪補償係数に応じて摂動量を変更することで、最適なＬＵＴを作成することができる歪補償装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明では、増幅対象となる信号を増幅する増幅回路において発生する歪を補償する歪補償装置において、次のような構成とした。
すなわち、レベル検出手段が、前記増幅対象となる信号のレベルを検出する。歪補償係数記憶手段が、信号のレベルと歪補償係数との対応を記憶し、当該記憶内容に基づいて、前記レベル検出手段により検出された信号のレベルに対応した歪補償係数に応じた信号を出力する。歪補償手段が、前記歪補償係数記憶手段から出力された信号に基づいて、前記増幅対象となる信号に対して歪補償を行う。摂動制御手段が、前記歪補償係数記憶手段に記憶された歪補償係数に摂動量を与える摂動法を用いて、前記歪補償手段により歪補償が行われた後に前記増幅回路により増幅された信号に含まれる歪（例えば、歪補償しきれずに残っている歪）が減少するように、前記歪補償係数記憶手段に記憶される歪補償係数を更新し、この場合に、前記歪補償係数に与える摂動量を当該歪補償係数に応じて調整する。
【００１５】
従って、歪補償係数に摂動量を与える摂動法が用いられて歪補償係数が更新される場合に、摂動対象となる歪補償係数に応じて摂動量を変更することで、最適な歪補償係数（例えば、歪補償テーブル（ＬＵＴ））を作成することができる。
【００１６】
ここで、増幅対象となる信号としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、送信対象となる信号などを用いることができる。
また、増幅回路としては、種々なものが用いられてもよい。
なお、歪補償機能と増幅機能（例えば、増幅器など）とは、例えば、別体のものであると捉えることもでき、或いは、一体のものであると捉えることもできる。
また、信号のレベルとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、電力のレベルや、電圧のレベルなどを用いることができる。
【００１７】
また、歪補償係数記憶手段としては、例えば、メモリを用いて、テーブルなどとして、構成することができる。
また、歪補償係数に応じた信号としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、歪補償係数そのものが用いられてもよく、要は、信号のレベルに対応した歪補償係数に応じた歪補償が行われればよい。
また、歪補償の処理としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、歪補償対象となる信号（増幅対象となる信号）と歪補償係数に応じた信号とを乗算（例えば、複素乗算）することにより、逆歪を発生させるような処理を用いることができる。
【００１８】
また、歪補償係数に摂動量を与える態様としては、例えば、プラス（＋）の方向で摂動量を与える態様や、マイナス（−）の方向で摂動量を与える態様が用いられる。
また、摂動対象となる歪補償係数に応じて摂動量を調整する態様としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、歪補償の補正量が大きいところでは摂動量が大きくなり、歪補償の補正量が小さいところでは摂動量が小さくなるように調整する態様が用いられる。例えば、歪補償の補正量の大きさ（大小）が、歪補償係数の大きさ（大小）又は位置（例えば、対応する信号レベルの大小）などの任意の特性に依存する場合には、歪補償係数に応じて摂動量の大きさを調整することができる。
【００１９】
また、摂動量を調整する仕方としては、種々な仕方が用いられてもよく、例えば、基準となる摂動量に対して歪補償係数に応じて（例えば、予め設定された）所定の倍率を乗算した結果を調整後の摂動量とする仕方や、或いは、歪補償係数の各値（又は、値の範囲）に応じて調整後の摂動量を予め設定しておくような仕方などを用いることができる。
また、一例として、歪補償係数に代表点補間方式を適用した場合には、例えば、各代表点（ここで、各歪補償係数とみなす）毎に摂動量を調整することができ、他の一例として、歪補償係数にべき級数補間方式を適用した場合には、例えば、べき級数を構成する各系数（ここで、各歪補償係数とみなす）毎に摂動量を調整することができる。また、他の種々な方式が用いられてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明に係る歪補償装置によると、摂動対象となる歪補償係数に応じて摂動量を変更することで、最適な歪補償係数（例えば、歪補償テーブル（ＬＵＴ））を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例に係る増幅部のＤＰＤ処理部の構成例を示す図である。
【図２】本発明の一実施例に係るＬＵＴ制御部により行われる処理の手順の一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施例に係る送信増幅器の構成例を示す図である。
【図４】ＬＵＴ制御部により行われる処理の手順の一例を示す図である。
【図５】一般的な増幅回路（アンプ）のＡＭ／ＡＭ特性の一例を示す図である。
【図６】一般的な増幅回路（アンプ）のＡＭ／ＡＭ特性を補償するＬＵＴの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２３】
本発明の第１実施例を説明する。
図１には、本発明の一実施例に係る歪補償装置を適用した増幅部（増幅器）のデジタルプリディストーション（ＤＰＤ）処理部１の構成例を示してあり、また、増幅回路（アンプ）２を示してある。
本例のＤＰＤ処理部１は、入力信号電力測定部１１と、歪補償テーブル（ＬＵＴ）１２と、歪補償部１３と、歪検出部１４と、ＬＵＴ制御部１５を備えている。
【００２４】
本例のＤＰＤ処理部１及び増幅回路２により行われる動作の一例を示す。
増幅回路２で増幅される対象となる信号が入力信号ａ１として、入力信号電力測定部１１及び歪補償部１３に入力される。
入力信号電力測定部１１は、入力信号ａ１の電力を測定して、その測定結果をＬＵＴ１２へ出力する。
ＬＵＴ１２は、入力信号電力測定部１１から入力された電力の測定結果に応じて、アンプの逆特性を歪補償部１３に与える。具体例としては、ＬＵＴ１２は、入力信号ａ１の電力と、増幅回路２のＡＭ−ＡＭ変換及びＡＭ−ＰＭ変換の逆特性の情報との対応を記憶しており、入力信号電力測定部１１から入力された電力の測定結果に対応した逆特性を歪補償部１３で与えるための制御信号を歪補償部１３へ出力する。
【００２５】
歪補償部１３は、ＬＵＴ１２から入力された制御信号（逆特性）に基づいて、入力信号ａ１に対して増幅回路２の逆特性を与え、その処理後の信号を歪補償後信号ａ２として、増幅回路２へ出力する。ここで、歪補償後信号ａ２は、増幅回路２で発生する歪の逆特性が歪補償部１３で与えられたものとなる。
増幅回路２は、歪補償部１３から入力された歪補償後信号ａ２を増幅して、当該増幅後の信号を出力信号ａ３として出力する。ここで、理想的には、歪補償部１３で信号に与えられた逆特性の歪と増幅回路２で信号に与えられた歪とが打ち消されて、出力信号ａ３は歪の無い信号となる。
【００２６】
また、出力信号ａ３の一部は、フィードバック信号ａ４として、歪検出部１４に入力される（フィードバックされる）。
歪検出部１４は、入力されたフィードバック信号ａ４から増幅回路２の歪（例えば、歪補償しきれずに残った歪）を検出して、当該検出結果（例えば、歪の電力）をＬＵＴ制御部１５へ出力する。
ＬＵＴ制御部１５は、歪検出部１４からの入力（例えば、入力電力）に応じて、例えば更新する代表点を制限しながら、ＬＵＴ１２（例えば、入力信号ａ１の電力と逆特性との対応の内容）を更新する。なお、本例では、代表点補間方式を使用した場合を示すが、他の方式が使用されてもよい。
【００２７】
ここで、ＬＵＴ制御部１５は、摂動対象となる代表点（歪補償係数）に応じて摂動量を変更する。
具体例としては、高い入力電力に対応する代表点（歪補償係数）ほど、摂動量が大きくなるように、調整する。一例として、逆特性を与えるＬＵＴ１２のＡＭ−ＡＭ特性では、入力電力が高くなるほど補正値を大きくする必要があるが、入力電力が低い領域では補正値を変化させる必要がほとんどない。このため、入力電力が高い領域では、摂動量を大きくするように調整することで、最適な補正値を探索することを可能とし、逆に、入力電力が低い領域では、摂動量を小さくするように調整することで、最適な補正値を探索することを可能とする。
また、例えば、これとは逆の特性（すなわち、入力電力が低くなるほど補正値を大きくする必要がある特性）を有する代表点（歪補償係数）があれば、入力電力が高い領域では、摂動量を小さくするように調整し、逆に、入力電力が低い領域では、摂動量を大きくするように調整する。
また、例えば、これらのものとは異なる他の特性を有する代表点（歪補償係数）があれば、それに合わせて、種々な摂動量の調整の態様が用いられてもよい。
【００２８】
図２には、ＬＵＴ１２を制御するＬＵＴ制御部１５により行われる動作のフローチャートの一例を示してある。
処理が開始されると、基準となる摂動量を読み出し（ステップＳ１）、歪補償係数に応じて摂動量を変更（調整）する（ステップＳ２）。次に、今回読み出した歪が前回読み出した歪よりも劣化したか否かを判定する（ステップＳ３）。この判定の結果、今回読み出した歪が前回読み出した歪よりも劣化したことを判定した時には歪補償係数の摂動方向を反転（正負を逆）にする一方（ステップＳ４）、他の場合にはそのままとして、１歪補償係数（１つの歪補償係数）あたりの摂動回数に１を加算することで１だけ増加させる（ステップＳ５）。
【００２９】
次に、１歪補償係数あたりの摂動回数が所定の閾値以上であるか否か（他の構成例として、所定の閾値を超えるか否か、でもよい）を判定する（ステップＳ６）。この判定の結果、１歪補償係数あたりの摂動回数が所定の閾値以上であることを判定した時には、摂動対象とする歪補償係数を変更して（ステップＳ７）、１歪補償係数あたりの摂動回数を０に設定（クリア）する一方（ステップＳ８）、他の場合にはそのままとして、歪補償係数を摂動し（ステップＳ９）、ＬＵＴ１２を作成し（ステップＳ１０）、処理が終了される。
【００３０】
ここで、歪補償係数を摂動する処理（ステップＳ９）では、具体的には、摂動方向が正である場合には、ステップＳ２の処理で調整した摂動量を摂動対象の歪補償係数に加算し、また、摂動方向が負である場合には、ステップＳ２の処理で調整した摂動量を摂動対象の歪補償係数から減算する。
また、ＬＵＴ１２を作成する処理（ステップＳ１０）では、摂動させた歪補償係数を用いて歪補償部１３にアンプの逆特性を与えるＬＵＴ１２（ＬＵＴ１２に記憶される歪補償のための情報）を作成する。
【００３１】
以上のように、本例の歪補償装置では、増幅器において発生する歪を補償する歪補償方法において、入力信号ａ１（本例では、歪補償後信号ａ２）を増幅する増幅回路２と、入力信号ａ１を歪補償する歪補償部１３と、歪補償部１３で使用する歪補償テーブル（ＬＵＴ）１２と、入力信号ａ１の電力を測定する入力信号電力測定部１１と、増幅回路２で増幅された出力信号ａ３のフィードバック信号ａ４の歪を検出する歪検出部１４と、歪検出部１４で検出したフィードバック信号ａ４の歪が減少するように歪補償テーブル１２を制御する歪補償テーブル制御部（ＬＵＴ制御部）１５を備え、そして、歪補償テーブル制御部１５は、フィードバック信号ａ４の歪を減少させる制御方法として摂動法を用いており、当該摂動法における摂動量を摂動対象の係数に応じて変更する。
【００３２】
従って、本例の歪補償装置では、摂動対象の代表点（歪補償係数）に応じて摂動量を変更することにより、例えば、代表点補間方式においても、入力電力が高い領域と入力電力が低い領域との両領域において最適な補正値を探索することが可能となり、このため、摂動法を用いた代表点補間方式においても、最適なＬＵＴを作成する制御（ＬＵＴ制御機能）を実現することができる。
【００３３】
なお、本例のＤＰＤ処理部１（歪補償装置の一例）では、入力信号電力測定部１１の機能によりレベル検出手段が構成されており、ＬＵＴ１２の機能により歪補償係数記憶手段が構成されており、歪補償部１３の機能により歪補償手段が構成されており、歪検出部１４の機能やＬＵＴ制御部１５の機能により摂動制御手段が構成されている。
【実施例２】
【００３４】
本発明の第２実施例を説明する。
図３には、本発明の一実施例に係る歪補償装置を適用した送信増幅器２２の構成例を示してあり、また、基地局（基地局装置）２１、増幅部（例えば、増幅回路からなる）２３、アンテナ２４を示してある。
送信増幅器２２は、入力信号電力測定部３１と、ＬＵＴ３２と、歪補償部３３と、歪検出部３４と、ＬＵＴ制御部３５を備えている。ここで、送信増幅器２２の内部の動作は、例えば、図１に示されるＤＰＤ処理部１の内部の動作と同様であり、詳しい説明は省略する。なお、本例では、増幅部２３についても送信増幅器２２に含まれるといった捉え方ができる。
【００３５】
基地局２１は、送信対象となる信号を出力する。この信号は、送信増幅器２２の入力信号電力測定部３１及び歪補償部３３に入力される。
送信増幅器２２の歪補償部３３から出力された信号は、増幅部２３に入力されて増幅され、当該増幅後の信号がアンテナ２４から無線により送信される。この無線信号は、例えば、移動局装置（図示せず）などにより受信される。
また、増幅部２３による増幅後の信号の一部は、フィードバック信号として取得されて、送信増幅器２２の歪検出部３４に入力される。
本例の送信増幅器２２においても、例えば、図１に示されるＤＰＤ処理部１と同様な効果を得ることができる。
【００３６】
ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１・・ＤＰＤ処理部、  ２・・増幅回路、  １１、３１・・入力信号電力測定部、  １２、３２・・ＬＵＴ、  １３、３３・・歪補償部、  １４、３４・・歪検出部、  １５、３５・・ＬＵＴ制御部、  ２１・・基地局、  ２２・・送信増幅器、  ２３・・増幅部、  ２４・・アンテナ、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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