(57)【要約】【課題】フィードフォワード方式により歪補償する歪補償増幅装置で、最適な歪補償を行う。【解決手段】歪補償増幅装置は、増幅対象となる信号をベクトル調整する第１のベクトル調整手段と増幅器を有して増幅対象となる信号を増幅器により増幅するとともに増幅器で発生した歪の成分を検出する歪検出ループと、歪検出ループで検出された歪の成分をベクトル調整する第２のベクトル調整手段を有して増幅器により増幅された信号から歪の成分を除去する歪除去ループを備え、データ取得手段が、第１のベクトル調整手段と第２のベクトル調整手段のうちの一方又は両方について、振幅の調整を制御するための振幅データと位相の調整を制御するための位相データについての複数の組み合わせのそれぞれにおける歪成分のデータを取得する。【選択図】  図３
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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器で発生する歪の成分をフィードフォワード方式により補償する歪補償増幅装置において、
前記増幅対象となる信号をベクトル調整する第１のベクトル調整手段と前記増幅器を有して前記増幅対象となる信号を前記増幅器により増幅するとともに前記増幅器で発生した歪の成分を検出する歪検出ループと、前記歪検出ループで検出された歪の成分をベクトル調整する第２のベクトル調整手段を有して前記増幅器により増幅された信号から歪の成分を除去する歪除去ループを備え、
前記第１のベクトル調整手段と前記第２のベクトル調整手段のうちの一方又は両方について、振幅の調整を制御するための振幅データと位相の調整を制御するための位相データについての複数の組み合わせのそれぞれにおける歪成分のデータを取得するデータ取得手段を備えた、
ことを特徴とする歪補償増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、携帯電話システム等の基地局装置の一部として用いられる歪補償機能付きの増幅装置（歪補償増幅装置）の歪補償制御に関し、特に、最適な歪補償を行う歪補償増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、携帯電話システム等の基地局装置の構成品である歪補償増幅装置は、入力された信号を増幅し、歪成分を除去して、増幅された信号成分のみを出力する装置である。
このような歪補償増幅装置の一例は図１により示される。また、歪補償回路の一例は図２により示される。
また、図２に示されるような歪補償回路において、従来技術では、入力レベルや温度レベルに応じて、ベクトル調整の最適値を格納することや参照することにより、電源投入時や急激な入力レベル変動時における最適化処理時間の短縮化を図っていた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１５１９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の歪補償増幅装置では、最適な歪補償を実現するという点で、更なる開発が要求されていた。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、最適な歪補償を実現することができる歪補償増幅装置を提供することを目的とする。具体的には、例えば、歪補償増幅装置の試験時や調整時において、位相データや振幅データの設定範囲内で自動的に歪成分データを取得する機能や、当該取得結果に基づいてベクトル調整の最適値を格納する機能や、パーソナルコンピュータ等の外部機器に歪成分データを出力する機能を有した歪補償増幅装置の提供を可能とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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器で発生する歪の成分をフィードフォワード方式により補償する歪補償増幅装置において、次のような構成とした。
すなわち、歪検出ループでは、前記増幅対象となる信号をベクトル調整する第１のベクトル調整手段と、前記増幅器を有して、前記増幅対象となる信号を前記増幅器により増幅するとともに、前記増幅器で発生した歪の成分を検出する。歪除去ループでは、前記歪検出ループで検出された歪の成分をベクトル調整する第２のベクトル調整手段を有して、前記増幅器により増幅された信号から歪の成分を除去する。
そして、データ取得手段が、前記第１のベクトル調整手段と前記第２のベクトル調整手段のうちの一方又は両方について、振幅の調整を制御するための振幅データと位相の調整を制御するための位相データについての複数の組み合わせのそれぞれにおける歪成分のデータを取得する。
【０００６】
従って、最適な歪補償を実現することができ、具体的には、例えば、歪補償増幅装置の試験時や調整時において、位相データや振幅データの設定範囲内で自動的に歪成分データを取得して、ベクトル調整の最適値を格納することが可能となり、また、パーソナルコンピュータ等の外部機器に歪成分データを出力するようなことも可能となる。
【０００７】
ここで、データ取得手段の機能は、例えば、第１のベクトル調整手段と第２のベクトル調整手段のうちの一方のみに適用されてもよく、或いは、両方に適用されてもよい。
また、振幅データと位相データについての複数の組み合わせの数や態様としては、種々なものが用いられてもよい。
また、データ取得手段により取得された歪成分のデータの結果は、種々な用途で使用されてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明に係る歪補償増幅装置によると、最適な歪補償を実現することができ、具体的には、例えば、歪補償増幅装置の試験時や調整時において、位相データや振幅データの設定範囲内で自動的に歪成分データを取得して、ベクトル調整の最適値を格納することが可能となり、また、パーソナルコンピュータ等の外部機器に歪成分データを出力するようなことも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
図１には、フィードフォワード方式の歪補償増幅装置１の構成例を示してある。なお、図１に示される概略的な構成自体は、例えば、従来技術と同様なものを用いることができる。
本例の歪補償増幅装置１は、入力端子２１と出力端子２２との間に増幅部１１を備えている。
また、本例の歪補償増幅装置１は、電源部（ＰＳ）１２と、ファン（ＦＡＮ）部１３と、制御部１４を備えている。
また、本例の歪補償増幅装置１では、制御部１４に外部機器２を接続することが可能である。
【００１０】
本例の歪補償増幅装置１において行われる動作の一例を示す。
入力端子２１から入力された信号を増幅部１１により増幅処理して、出力端子２２から出力信号として出力する。この場合に、増幅部１１は、増幅器で発生する非線形歪を補償する。
電源部１２は、増幅部１１や装置冷却用のファン部１３や、制御部１４に電源を供給する。
ファン部１３は、本例の歪補償増幅装置１を冷却するためのファンを有している。
【００１１】
制御部１４は、増幅部１１に対して、正常な増幅処理を行うことができるように、監視や制御を行う。また、制御部１４は、電源部１２やファン部１３に対する監視や制御を行う。
ここで、監視や制御の処理としては、例えば、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器やＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ）変換器等を用いて、適切な増幅処理が行われるようにする処理や、異常を検出した際に増幅を停止させる処理などが行われる。
外部機器２は、例えば、本例の歪補償増幅装置１の状態を確認することや制御することを行うために接続されるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などが該当する。
【００１２】
図２には、フィードフォワード方式の歪補償回路の構成例を示してある。なお、図２に示される概略的な構成自体は、例えば、従来技術と同様なものを用いることができる。
ここで、本例では、図１に示される増幅部１１が図２に示される制御回路４０以外の処理部３１〜３９により構成されており、図１に示される制御部１４が図２に示される制御回路４０を有している。
【００１３】
本例の歪補償回路は、分配器３１と、ベクトル調整器３２と、主増幅器３３と、遅延線３４と、方向性結合器（カプラ）３５と、遅延線３６と、ベクトル調整器３７と、誤差増幅器３８と、方向性結合器（カプラ）３９を備えている。
なお、方向性結合器３９の後段（出力側）に、サーキュレータが設けられてもよい。
また、図２では、（ａ）〜（ｅ）に、それぞれ、各部における周波数スペクトラムの一例を示してある。
【００１４】
本例の歪補償回路において行われる動作の一例を示す。
分配器３８と方向性結合器３５との間の回路により歪検出ループが構成されている。歪検出ループでは、入力信号（例えば、入力多周波信号）が主増幅器３３で増幅されるときに発生する相互変調歪、雑音などの歪成分（誤差成分）を検出する。
【００１５】
具体的には、本例の歪補償回路への入力信号が分配器３１により（例えば、等分で）分配され、一方の分配信号がベクトル調整器３２によりベクトル調整された後に主増幅器３３により増幅されて方向性結合器３５に入力され、他方の分配信号が遅延線３４により遅延させられた後に方向性結合器３５に入力される。
方向性結合器３５では、主増幅器３３から入力された信号を遅延線３６へ出力し、主増幅器３３から入力された信号（の一部）と遅延線３４から入力された信号とを合成して当該合成結果をベクトル調整器３７へ出力する。
【００１６】
ここで、入力信号が（ａ）に示されるように異なる２つの周波数の信号である場合には、主増幅器３３からの出力信号は（ｂ）に示されるようになり、入力信号が増幅されるとともに、歪成分が発生して増幅される。
また、遅延線３４から方向性結合器３５に入力される信号は、主増幅器３３から方向性結合器３５に入力される信号（の一部）と合成されたときに、歪補償回路への入力信号の成分について打ち消されるように調整され、つまり、（ｅ）に示されるように歪補償回路への入力信号の成分について逆位相となるように調整される。これにより、方向性結合器３５からベクトル調整器３７へ、主増幅器３３で発生した歪成分（理想的には、歪成分のみ）が出力される。
【００１７】
方向性結合器３５と方向性結合器３９との間の回路により歪除去ループが構成されている。歪除去ループでは、歪検出ループで検出された歪成分（誤差成分）を誤差増幅器３８で所望の値に増幅して位相を反転した信号と、遅延線３６を経由して方向性結合器３９に入力される歪成分を含んだ増幅信号とを逆相加算する。
【００１８】
具体的には、方向性結合器３５から遅延線３６へ出力された信号が当該遅延線３６により遅延させられて方向性結合器３９に入力され、方向性結合器３５からベクトル調整器３７へ出力された信号が当該ベクトル調整器３７によりベクトル調整された後に誤差増幅器３８により増幅されて方向性結合器３９に入力される。方向性結合器３９では、遅延線３６から入力された信号と誤差増幅器３８から入力された信号とを合成して当該合成結果を出力する。
【００１９】
ここで、誤差増幅器３８から方向性結合器３９に入力される信号は、遅延線３６から方向性結合器３９に入力される信号と合成されたときに、歪成分について打ち消されるように調整され、つまり、（ｃ）に位相反転された歪成分が示されるように、歪成分について逆位相となるように調整される。これにより、（ｄ）に示されるように、方向性結合器３９から、歪補償回路への入力信号が増幅された信号（理想的には、当該入力信号の増幅信号のみ）が出力され、つまり、主増幅器３３で増幅したときに発生した歪成分が除去（相殺）された増幅信号が出力される。
【００２０】
また、制御回路４０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＡ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器などで構成されており、ディジタル信号処理によって歪補償の最適値を判定した後に、２つのベクトル調整器３２、３７に対してベクトル調整の制御信号（振幅や位相の制御信号）として出力する。
【００２１】
以下で、本例の歪補償増幅装置１に特徴的な構成や動作について詳しく説明する。
図３には、本例の歪補償増幅装置１において行われる歪成分データ分布の測定（取得）の動作の一例を示してある。本例の動作は、制御部１４の制御回路４０により制御されて行われる。
本例の歪補償増幅装置１では、初期設定用として、試験や調整を行うためのモード（試験・調整モード）が設けられている。
【００２２】
また、本例では、歪検出ループにおいて、ベクトル調整器３２によるベクトル調整のうちで、振幅を制御するために制御回路４０からベクトル調整器３２へ出力される制御データ（制御信号）を振幅データと言い、位相を制御するために制御回路４０からベクトル調整器３２へ出力される制御データ（制御信号）を位相データと言う。そして、本例の制御回路４０は、方向性結合器３５からベクトル調整器３７へ出力される歪成分データを測定（取得）する機能を有しており、例えば、この歪成分データの値が小さいほど、他の信号（歪補償回路への入力信号の成分）が混じらずに歪補償が良好となる。
他の例として、本例では、歪除去ループにおいて、ベクトル調整器３７によるベクトル調整のうちで、振幅を制御するために制御回路４０からベクトル調整器３７へ出力される制御データ（制御信号）を振幅データと言い、位相を制御するために制御回路４０からベクトル調整器３７へ出力される制御データ（制御信号）を位相データと言う。そして、本例の制御回路４０は、方向性結合器３９から出力される増幅信号に含まれる歪成分データを測定（取得）する機能を有しており、例えば、この歪成分データの値が小さいほど、出力信号に歪成分が混じらずに歪補償が良好となる。
本例では、これら２つのベクトル調整器３２、３７のそれぞれについて、試験や調整を行うことができる。
【００２３】
まず、試験・調整モードであるか否かを判定する（ステップＳ１）。ここで、試験・調整モード時以外であるときには、本処理（歪成分データ分布測定処理）から抜ける。
一方、試験・調整モード時であるときには、歪成分データ分布の測定処理が開始（スタート）されたか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、開始されていない場合には、本処理（歪成分データ分布測定処理）から抜ける。
【００２４】
一方、歪成分データ分布の測定処理が開始された場合には、位相データ及び振幅データの初期値として、（位相データ、振幅データ）＝（０、０）を設定する（ステップＳ３）。次に、現在の位相データ及び振幅データにおける歪成分データを取得し、取得した歪成分データをメモリに格納する（ステップＳ４）。
次に、振幅データを規定の量だけ増加（インクリメント）させる（ステップＳ５）。ここで、この増加量（規定の量）としては、例えば、パーソナルコンピュータ等（本例では、外部機器２）により予め設定することが可能である。なお、本例では、この時点では位相データの変更は行わない。
【００２５】
そして、増加させた振幅データが、設定可能最大値より大きいか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、増加させた振幅データが設定可能最大値以内である場合には、ステップＳ４の処理へ戻り、その時点における位相データ及び振幅データで、歪成分データの取得と取得データの格納を行う。このように、ステップＳ４〜ステップＳ６の処理を、振幅データが設定可能最大値を越えるまで繰り返して行う。
【００２６】
増加させた振幅データが、設定可能最大値より大きくなった（設定可能最大値を超えた）場合には、振幅データを０に設定し（ステップＳ７）、今度は位相データを規定の量だけ増加させる（ステップＳ８）。ここで、この増加量（規定の量）としては、例えば、パーソナルコンピュータ等（本例では、外部機器２）により予め設定することが可能である。なお、本例では、この時点では振幅データの変更は行わない。
【００２７】
そして、増加させた位相データが、設定可能最大値より大きいか否かを判定する（ステップＳ９）。ここで、増加させた位相データが設定可能最大値以内である場合には、ステップＳ４の処理へ戻り、その時点における位相データ及び振幅データで、歪成分データの取得と取得データの格納を行う。このように、ステップＳ４〜ステップＳ９の処理を、位相データが設定可能最大値を越えるまで繰り返して行う。
【００２８】
なお、振幅データの設定可能最大値や、位相データの設定可能最大値としては、それぞれ、例えば、パーソナルコンピュータ等（本例では、外部機器２）により予め設定することが可能である。
また、制御部１４の制御回路４０は、測定したデータなどの情報をパーソナルコンピュータ等（本例では、外部機器２）へ出力することも可能である。
【００２９】
図３に示される処理フローにより得られる結果の具体例を示す。
図４には、得られる結果の具体例として、位相データ（Ｄ／Ａ変換されるもの）と、振幅データ（Ｄ／Ａ変換されるもの）と、歪成分（Ａ／Ｄ変換されるもの）との対応の一例を示してある。
本例では、振幅データ及び位相データについて、規定の増加量を「１６」（最初だけ「１５」）としてあり、設定可能最大値を「２５５」としてある。
【００３０】
図４に示された例では、まず、位相データを０として振幅データを０から２５５（設定可能な最大設定値）まで変化させ、次に、位相データを１５として振幅データを０から２５５（設定可能な最大設定値）まで変化させ、次に、位相データを３１として振幅データを０から２５５（設定可能な最大設定値）まで変化させるといった処理を以降も続けて行い、最後に、位相データを２５５（設定可能な最大設定値）として振幅データを０から２５５（設定可能な最大設定値）まで変化させる処理を行うことにより、位相データと振幅データの全ての組み合わせにおける歪成分を測定している。
【００３１】
そして、最小の歪成分が測定された位相データ及び振幅データの組み合わせが、例えば、従来技術の歪補償制御時における最適ポイント（或いは、最適ポイントにきわめて近いポイント）となる。
ここで、本例では、振幅データと位相データについて、先に振幅データを順々に増加させる構成を示したが、他の構成例として、先に位相データを順々に増加させる構成を用いることもできる。
【００３２】
以上のように、本例の歪補償増幅装置１では、例えば制御部１４の制御回路４０が、温度レベルや入力レベル等（の検出結果）に応じて、最適とみなされる振幅データと位相データを設定して、歪補償動作を行う。
また、本例の歪補償増幅装置１では、当該歪補償増幅装置１の試験時や調整時において、振幅データ及び位相データの設定範囲内で自動的に増減を行い、その都度、歪成分データの取得を行う。
【００３３】
また、本例の歪補償増幅装置１では、取得した歪成分データの最小点における振幅データ及び位相データを歪制御における最適化制御の初期値として用いる。
また、本例の歪補償増幅装置１では、取得した歪成分データを表計算ソフトなどを用いてグラフ化するために、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の外部機器２へ出力する機能を有している。
【００３４】
このように、本例の歪補償増幅装置１では、フィードフォワード方式による歪補償に使用するデータを取得するために、振幅データと位相データを所定値ずつ変化させながら歪成分データを取得し、最適な状態を判断することで、例えば最適な状態に適合した歪補償テーブル（例えば、ベクトル調整器３２、３７を制御するためのデータを格納したテーブル）を初期設定することができ、これにより最適な歪補償を行うことができる。
ここで、このような歪補償テーブルは、例えば、制御部１４の制御回路４０のメモリに設定され、振幅・位相データの制御により歪成分データが最小となったと判断したときに更新されるが、他の構成例として、初期設定された状態から環境（例えば、温度レベルや入力レベル等）の変化に応じて更新されても良いし、初期設定された状態のままで固定的に使用されてもよい。
【００３５】
従って、本例の歪補償増幅装置１では、試験や調整の時点で、歪補償制御時における最適ポイントの値（或いは、最適ポイントに近い値）を設定することが可能である。また、例えば、本例に特徴的な技術と従来技術とを併用することにより、ソフトウエアの設定（或いは、変更等）のみで実現することも可能である。
【００３６】
ここで、本例では、例えばパーソナルコンピュータ等の外部機器２により、取得した歪成分の検出データに基づいて、歪補償増幅装置１の特性を把握することができる。
図５〜図８には、パーソナルコンピュータ等の外部機器２により取得データが処理された結果の例を示してある。
図５には、位相データと振幅データと歪成分の取得データの一覧の一例を示してある。
図６には、位相データと振幅データと歪成分の取得データの一覧の他の一例を示してあり、これは図５に示される情報が並べ替えられたものである。
【００３７】
図７には、位相データと振幅データと歪成分の取得データをグラフ化表示したものの一例を示してある。位相データの値と振幅データの値の組み合わせに対応するところに該当する歪成分の値が（例えば、色分けされて）示されている。
図８には、位相データと振幅データと歪成分の取得データをグラフ化表示したものの他の一例を示してある。位相データの値と振幅データの値の組み合わせに対応するところに該当する歪成分の値が（例えば、色分けされて）示されている。
【００３８】
なお、本例の歪補償増幅装置１では、歪検出ループのベクトル調整器３２の機能により第１のベクトル調整手段が構成されており、主増幅器３３の機能により増幅対象となる信号を増幅する増幅器の機能が構成されており、歪除去ループのベクトル調整器３７の機能により第２のベクトル調整手段が構成されており、制御部１４の制御回路４０が振幅データと位相データについての複数の組み合わせのそれぞれにおける歪成分のデータを取得する機能によりデータ取得手段が構成されている。
【００３９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】歪補償増幅装置の構成例を示す図である。
【図２】歪補償回路の構成例を示す図である。
【図３】本発明の一実施例に係る歪成分データ分布の測定処理の手順の一例を示す図である。
【図４】位相データと振幅データと歪成分との関係の一例を示すである。
【図５】取得データの一例を示す図である。
【図６】並べ替えられた取得データの一例を示す図である。
【図７】歪成分検出データのグラフ化表示の一例を示す図である。
【図８】歪成分検出データのグラフ化表示の他の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１・・歪補償増幅装置、  ２・・外部機器、  １１・・増幅部、  １２・・電源部、  １３・・ファン部、  １４・・制御部、  ２１・・入力端子、  ２２・・出力端子、  ３１・・分配器、  ３２、３７・・ベクトル調整器、  ３３・・主増幅器、  ３４、３６・・遅延線、  ３５、３９・・方向性結合器、  ３８・・誤差増幅器、  ４０・・制御回路、
【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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【図７】
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【図８】
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