(57)【要約】【課題】誤ったモデル（及び逆モデル）推定を防止する歪補償回路を提供する。【解決手段】増幅器６の入出力特性を表すモデルを推定するモデル推定部３と、モデルに対する逆モデルを入力信号に付加することにより増幅器６の入出力特性の歪を打ち消す歪補償を行う歪補償部５とを備えた歪補償回路１において、ピーク検出部２を設けて増幅器６の出力信号のピーク値を検出し、モデル推定部３は、当該ピーク値を含む増幅器６の入出力特性に基づいてモデルを推定する。【選択図】図１
2010016422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅器の入出力特性を表すモデルを推定するモデル推定部と、
前記モデルに対する逆モデルを前記入力信号に付加することにより前記増幅器の入出力特性の歪を打ち消す歪補償を行う歪補償部と、を備えた歪補償回路であって、
前記増幅器の入力信号及び出力信号の少なくとも一方のピーク値を検出するピーク検出部を備え、
前記モデル推定部は、前記ピーク値を含む前記増幅器の入出力特性に基づいて前記モデルを推定することを特徴とする歪補償回路。
【請求項２】
前記モデル推定部は、連続した所定時間内の信号を記憶するバッファ機能を備える請求項１記載の歪補償回路。
【請求項３】
前記ピーク検出部は、前記ピーク値の検出を周期的に実行する請求項１又は２に記載の歪補償回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば無線送受信機に用いられる高出力増幅器の非線形特性を補償する機能を備えた歪補償回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、高出力増幅器（ＨＰＡ: High Power Amplifier）は、入出力特性の線形性が低い。従って、このような増幅器を用いて電力を増幅すると、入出力特性の歪により、所望の出力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として、増幅器の入力信号に対して、増幅器の歪特性とは逆の、逆歪特性をデジタル信号処理により生成して増幅器の入力に付加するＤＰＤ（Digital Pre-Distortion）処理を施すことにより、所望の増幅器出力を得る手法が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
また、広帯域信号を増幅する高出力増幅器に対して精度の高いＤＰＤ処理を施すべく、多項式で表される歪補償を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【非特許文献１】Thesis by Lei Ding, "Digital predistortion of power amplifiers for wireless application", Georgia institute of Technology, March 2004
【特許文献１】特開２００７−２８２０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、逆歪特性の基になる多項式のモデルが正しく推定されない場合もあり、その場合には、増幅器の非線形特性を助長する結果となる。図５の（ａ）は、増幅器の入出力特性の一例を示すグラフであり、横軸は入力信号を、縦軸は出力信号を、それぞれ示している。なお、点線は理想的な直線状の特性を示す。この特性は形状が複雑で非線形性が強く、特に、入力信号が大きい領域で複雑な特性になる。このような特性の増幅器に対して、（ｂ）に示すように、入力信号レベルが小さい（最大入力信号がＰ１）場合にモデルの推定を行うと、例えば（ｃ）に示すようなモデルの推定結果となる場合がある。これは、実際の（ａ）の入出力特性とは大きく異なる誤ったモデル推定となる。このようなモデルから逆関数である逆モデルを求め、これを入力信号に付加しても、十分な歪補償はできない。
【０００６】
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、誤ったモデル（及び逆モデル）推定を防止する歪補償回路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】
【０００７】
本発明は、増幅器の入出力特性を表すモデルを推定するモデル推定部と、前記モデルに対する逆モデルを前記入力信号に付加することにより前記増幅器の入出力特性の歪を打ち消す歪補償を行う歪補償部と、を備えた歪補償回路であって、前記増幅器の入力信号及び出力信号の少なくとも一方のピーク値を検出するピーク検出部を備え、前記モデル推定部は、前記ピーク値を含む前記増幅器の入出力特性に基づいて前記モデルを推定するものである。
上記のように構成された歪補償回路では、ピーク検出部により検出されたピーク値を含む増幅器の入出力特性に基づいてモデルの推定が行われるので、必要なダイナミックレンジを確保し、正しいモデル（及び逆モデル）推定を行うことができる。
ここで、入力信号もしくは出力信号の「ピーク」とは、発生頻度の低い最大振幅の信号を指しており、ピーク値とは、その最大振幅の値である。
【０００８】
また、上記歪補償回路において、モデル推定部は、連続した所定時間内の信号を記憶するバッファ機能を備えることが好ましい。
この場合、ピーク値が検出された時点より前の信号も含めて必要なダイナミックレンジを確保することができるので、ピーク値の出現を待ってモデル（及び逆モデル）推定を行うことができる。
【０００９】
また、上記歪補償回路において、ピーク検出部は、ピーク値の検出を周期的に実行することが好ましい。
この場合、周期的な実行により、常に最新のモデル（及び逆モデル）推定を行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の歪補償回路によれば、必要なダイナミックレンジを確保し、正しいモデル（及び逆モデル）推定を行うことができる。すなわち、誤ったモデル（及び逆モデル）推定を防止する歪補償回路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る歪補償回路１の主要部を示すブロック図である。歪補償回路１は、高出力増幅器（ＨＰＡ、以下、単に増幅器という。）６の出力信号Ｙのピーク値を検出するピーク検出部２と、増幅器６の入出力特性を表すモデル（具体的には、出力信号Ｙを入力信号Ｘのｎ次べき級数の多項式の形で表したモデル）を推定するモデル推定部３と、モデルの係数を一時的に記憶する係数テーブル４と、モデルに対する逆モデル（モデルの逆関数）を入力信号Ｘに付加することにより増幅器６の入出力特性の歪を打ち消す歪補償を行う歪補償部５とを備えている。ピーク検出部２、モデル推定部３、係数テーブル４及び歪補償部５は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）によって構成されている。なお、モデル推定部３には、入力信号Ｘ及び出力信号Ｙの両方が入力されている。
【００１２】
上記モデル推定部３は、所定時間内で、入力信号Ｘ及び出力信号Ｙをそれぞれ記憶するバッファ３ａ及び３ｂを備えている。
増幅器６の非線形特性は、入力信号Ｘのべき級数多項式で表される。すなわち、出力信号をＹとすると、以下のように表すことができる。なお、ａiは各次の係数である。
【００１３】
【数１】
2010016422.tif 000003
【００１４】
図２は、歪補償回路１における処理を示すフローチャートである。この処理は、周期的に実行される。処理の開始後、ピーク検出部２により、ピーク値が検出されたか否かの判断が行われ（ステップＳ１）、「Ｎｏ」の場合はピーク値が出現するのを待つ。ピーク値は、予めわかっているので、閾値と比較すれば容易にピーク値の出現を検出することができる。ピーク値が検出されると、その検出信号を受けたモデル推定部３は、その時点を基準として所定時間内にバッファ３ａ，３ｂからデータすなわち入力信号及び出力信号を読み取り（ステップＳ２）、モデル推定を行う（ステップＳ３）。
【００１５】
例えば、ピーク値が出現した基準時点より０．５μ秒前から、０．５μ秒後までの１μ秒内の入出力信号を使用して、モデル推定が行われる。モデル推定後、係数が係数テーブル４に一旦保存される。歪補償部５は、これらの係数を使用して逆モデルを推定し、歪補償を行う（ステップＳ４）。
なお、「ピーク」とは、発生頻度の低い最大振幅の信号を指しており、ピーク値とは、その最大振幅の値である。「発生頻度の低い」とは、例えば１μ秒に１回程度である。
通常、１μ秒の入出力信号には、必要なダイナミックレンジ（ピーク値を含む。）が含まれている。
【００１６】
なお、上記とは別に、モデル推定部３で逆モデルまで求め、その係数を係数テーブル４に記憶させ、歪補償部５は係数テーブル４を参照しながら歪補償を行う、という構成であってもよい。
【００１７】
図３の（ａ）は、増幅器６の入出力特性（実線）及び逆モデル（破線）の一例を示すグラフであり、横軸は入力信号を、縦軸は出力信号を、それぞれ示している。なお、点線は理想的な直線状の特性を示す。この特性は形状が複雑で非線形性が強いが、ピーク値を確実に取り込むことにより、必要なダイナミックレンジを確保し、正しいモデル及び逆モデルの推定を行うことができる。従って、このような逆モデルによる歪補償の結果、（ｂ）に示すように、歪が取り除かれた入出力特性が得られる。
【００１８】
以上のように、上記歪補償回路１によれば、ピーク検出部２により検出されたピーク値を含む増幅器６の入出力特性に基づいてモデルの推定が行われるので、必要なダイナミックレンジを確保し、正しいモデル（及び逆モデル）推定を行うことができる。すなわち、誤ったモデル（及び逆モデル）推定を防止する歪補償回路１を提供することができる。
【００１９】
また、モデル推定部３は、連続した所定時間内の信号を記憶するバッファ３ａ，３ｂを備えるので、ピーク値が検出された時点より前の信号も含めて必要なダイナミックレンジを確保することができる。すなわち、ピーク値の出現を待ってモデル（及び逆モデル）推定を行うことができる。
また、ピーク検出部２がピーク値の検出を周期的に実行することにより、モデル推定部３は、常に最新のモデル（及び逆モデル）推定を行うことができる。
【００２０】
なお、図１の構成ではピーク検出部２に対して出力信号Ｙが提供されるものとしたが、出力信号Ｙではなく、入力信号Ｘをピーク検出に用いることも可能である。図４は、その例を示すブロック図である。図４において、ピーク検出部２は入力信号Ｘにおけるピーク値を検出し、ピーク値が出現する時点を基準として入出力信号を読み取り、モデル（及び逆モデル）推定を行う。その他は、図１の構成の場合と同様である。
【００２１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る歪補償回路の主要部を示すブロック図である。
【図２】歪補償回路における処理を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）は、増幅器の入出力特性（実線）及び逆モデル（破線）の一例を示すグラフであり、（ｂ）は歪補償後の入出力特性を示すグラフである。
【図４】図１とは異なる構成の歪補償回路の主要部を示すブロック図である。
【図５】増幅器の入出力特性の一例に対して、従来の歪補償回路による歪補償を行った結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２３】
１  歪補償回路
２  ピーク検出部
３  モデル推定部
３ａ，３ｂ  バッファ
４  係数テーブル
５  歪補償部
６  増幅器
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010016422.tif 000006
【図４】
2010016422.tif 000007
【図５】
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