(57)【要約】【課題】電力増幅器の出力に含まれるクリッピングノイズを低減する。【解決手段】電力増幅器の補償装置であって、クリッピングによって入力信号のＰＡＰＲが低減された信号を出力する低減器と、低減器の出力信号からクリッピングノイズが除かれた信号を用いて、電力増幅器の出力に含まれるエラー信号からクリッピングノイズを除いた残余エラー成分のエネルギーが低減されるように、低減器の出力信号から第１補償信号を生成して出力する第１ＰＤと、クリッピングノイズを用いて前記第１補償信号に含まれるクリッピングノイズ成分を除去するための第２補償信号を生成して出力する第２ＰＤと、第１補償信号と第２補償信号とが結合された電力増幅器の入力信号を生成する結合器とを含む。【選択図】図３
2014011567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力増幅器の補償装置であって、
クリッピングによって入力信号のピーク対平均電力比が低減された信号を出力する低減器と、
前記低減器の出力信号から前記クリッピングによって生じたクリッピングノイズを除去することによって得られる信号を用いて、前記電力増幅器の出力に含まれるエラー信号から前記クリッピングノイズを除去することによって得られる残余エラー成分のエネルギーが低減されるように、前記低減器の出力信号から第１補償信号を生成して出力する第１の前置補償器と、
前記クリッピングノイズを用いて、前記第１補償信号に含まれるクリッピングノイズ成分を除去するための第２補償信号を生成して出力する第２の前置補償器と、
前記第１補償信号と前記第２補償信号とが結合された前記電力増幅器の入力信号を生成する結合器と
を含む電力増幅器の補償装置。
【請求項２】
前記第１前置補償器及び前記第２前置補償器は、入力信号に多項式関数を乗じることで前記第１補償信号及び前記第２補償信号を生成する多項式前置補償器であり、
前記補償装置は、重みを有する前記クリッピングノイズを用いて、前記第１前置補償器及び前記第２前置補償器が用いる多項式を決定する補償制御器をさらに含む
請求項１に記載の電力増幅器の補償装置。
【請求項３】
前記補償制御器は、前記低減器の出力信号から前記重みを有するクリッピングノイズを減じた参照信号を用いて前記第１前置補償器の多項式を決定する
請求項２に記載の電力増幅器の補償装置。
【請求項４】
電力増幅器の入力信号の生成方法であって、
低減器によって、クリッピングによって入力信号のピーク対平均電力比が低減された信号を出力し、
第１の前置補償器によって、前記低減器の出力信号から前記クリッピングによって生じたクリッピングノイズを除去することによって得られる信号を用いて、前記電力増幅器の出力に含まれるエラー信号から前記クリッピングノイズを除去することによって得られる残余エラー成分のエネルギーが低減されるように、前記低減器の出力信号から第１補償信号を生成して出力し、
第２の前置補償器によって、前記クリッピングノイズを用いて、前記第１補償信号に含まれるクリッピングノイズ成分を除去するための第２補償信号を生成して出力し、
結合器によって、前記第１補償信号と前記第２補償信号とが結合された前記電力増幅器の入力信号を生成する
ことを含む電力増幅器の入力信号の生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力増幅器の補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年における通信システムで適用される通信規格は、例えば、Wideband Code Division
Multiple Access (W-CDMA)，Long Term Evolution (LTE), Worldwide Interoperability
for Microwave Access (WiMAX: IEEE802.16-2004, IEEE802.16e等)を含む。さらに、通
信規格は、Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access (OFDMA)を含むことが
できる。
【０００３】
上記した通信規格に基づく通信システムで送信される信号は、広帯域であり、高いピーク対平均電力比(peak-to-average power ratio: PAPR)を有している。通常、送信信号は
、電力増幅器(Power Amplifier: PA)で増幅された後に送信される。増幅が行われる前に
、送信信号のＰＡＰＲは、或る予め決められたレベルでの信号振幅のクリッピングによって低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許公開第２０１１/００９２１７３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】J. Armstrong, "New OFDM peak-to-average power reduction scheme," in Proceedings of IEEE on Vehicular Technology, (IEEE, 2001), pp 756-760.
【非特許文献２】Hsin-Hung Chen, et al.: " Joint Polynomial and Look-Up-Table Predistortion Power Amplifier Linearization," IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS-II: EXPRESS BRIEFS, VOL. 53, NO. 8, AUGUST 2006.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、信号振幅のクリッピングは、ＰＡで増幅される信号内にクリッピングノイズを生じさせる。このため、ＰＡの出力信号は、クリッピングノイズによって生じたエラー(帯域外スペクトル)を有する。
【０００７】
本開示は、電力増幅器の出力に含まれるクリッピングノイズを低減可能な技術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】
【０００８】
本発明の実施例は、電力増幅器の補償装置であって、
クリッピングによって入力信号のピーク対平均電力比が低減された信号を出力する低減器と、
前記低減器の出力信号から前記クリッピングによって生じたクリッピングノイズを除去することによって得られる信号を用いて、前記電力増幅器の出力に含まれるエラー信号から前記クリッピングノイズを除去することによって得られる残余エラー成分のエネルギーが低減されるように、前記低減器の出力信号から第１補償信号を生成して出力する第１の前置補償器と、
前記クリッピングノイズを用いて、前記第１補償信号に含まれるクリッピングノイズ成分を除去するための第２補償信号を生成して出力する第２の前置補償器と、
前記第１補償信号と前記第２補償信号とが結合された前記電力増幅器の入力信号を生成する結合器とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施例によれば、電力増幅器の出力に含まれるクリッピングノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、ＰＡＰＲを低減する典型的なリニアライザの参考例を示す。
【図２】図２は、ＰＡＰＲ低減器への入力信号と出力信号のスペクトルを例示するグラフである。
【図３】図３は、実施形態におけるリニアライザ１０の構成例を示す。
【図４】図４は、実施形態及び比較例におけるＨＰＡ出力信号のスペクトルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【００１２】
Ｗ−ＣＤＭＡ，ＷｉＭＡＸ，ＬＴＥ，ＯＦＤＭＡのような、様々な通信規格をサポートする通信機器は、送信すべき信号(送信信号)を増幅するための高電力増幅器(High Power Amplifier: HPA)を備えている。ＨＰＡは、電力増幅器の一例である。
【００１３】
ＨＰＡは、高い増幅効率を提供するために、通常、非線形領域において低い出力電力バックオフ(output power back-off: OBO)で動作する。予め選択されたＯＢＯレベルと合致するピーク電力を有するＨＰＡの入力信号を生成するために、ＰＡＰＲ低減処理が行われる。送信すべき信号のＰＡＰＲは、例えば、予め決められたレベルに基づく信号振幅のクリッピングによって低減される。しかし、クリッピングによってＨＰＡからの出力信号はクリッピングノイズを含んだ状態となる。クリッピングノイズは、ＨＰＡからの出力信号において帯域外スペクトル放射を生じる。
【００１４】
図１は、参考例として、ＰＡＰＲを低減する典型的なリニアライザの例を示す。図１において、リニアライザは、直列に接続されたＰＡＰＲ低減器(PAPR Reducer: PAPR低減回
路)と、前置補償器(predistorter: PD)と、高電力増幅器(ＨＰＡ)とを備える。
【００１５】
ＰＡＰＲ低減器は、入力信号(オリジナルの信号)x^(n)に対するクリッピング、または
クリッピング及びフィルタリング動作を行うことによって、信号x^(n)のＰＡＰＲが低減
された信号x(n)を出力する。信号x(n)は、ＰＤに入力される。
【００１６】
ＰＤは、信号x(n)に対して、ＨＰＡにおける非線形歪みを補償する動作または処理を行い、信号z(n)を出力する。信号z(n)は、ＨＰＡに入力される。ＨＰＡは、非線形モードで動作し、信号z(n)が増幅された信号y(n)を出力する。
【００１７】
図１に示すリニアライザは、さらに減算器と、ＬＭＳ(least-means-square)アルゴリズムとを備える。減算器は、ＰＡＰＲ低減器の出力信号x(n)からＨＰＡの出力信号y(n)を減じる。これによって、減算器からはエラー信号ε(n)=x(n)-y(n)が出力される。
【００１８】
信号ε(n)は、ＬＭＳアルゴリズムによって使用される。すなわち、ＰＤは、多項式関
数(polynomial function)を信号x(n)に乗じることによって信号x(n)に対する補償動作を
行う多項式ＰＤ（polynominal PD）である。例えば、ＰＤは、多項式のパラメータ（補正係数）が記憶される記録媒体（たとえばメモリ）を有し、ＬＭＳアルゴリズムは、エラー
信号ε(n)に基づき多項式のパラメータを選択するためのトレーニングタスクを実行する
。トレーニングタスクにおいて、ＬＭＳアルゴリズムは、エラー信号ε(n)のエネルギー
が最小となる多項式の係数を選択する。選択された補正係数はメモリに記憶される。メモリは、ＰＤによってルックアップテーブル（ＬＵＴ）として使用される。このように、図１のリニアライザでは、信号x(n)が参照信号として用いられ、ＰＤが適正な多項式パラメータを用いて補償動作を行う。
【００１９】
上記したように、ＰＡＰＲ低減器は、例えば、クリッピング又はクリッピング及びフィルタリング動作によって、入力信号x^(n)のＰＡＰＲを低減する。ＰＡＰＲ低減器から出
力される信号x(n)は、下記の式(1)で示される。
【００２０】
【数１】
2014011567.tif 000003
ここに、x^(n)は、送信すべきオリジナルの入力信号であり、x(n)は、ＰＡＰＲ低減器
からの出力信号であり、εCL(n)はＰＡＰＲ低減処理によって生じたクリッピングノイズ
信号（以下、単にクリッピングノイズと表記）である。
【００２１】
図２は、ＰＡＰＲ低減器への入力信号と出力信号のスペクトルを例示するグラフである。図２における実線のプロットは、ＰＡＰＲ低減器の入力信号、すなわち、ＲＦ(Radio Frequency)帯域が２０ＭＨｚであるオリジナルのＯＦＤＭ信号x^(n)のスペクトルを示す。これに対し、破線のプロットは、ＰＡＰＲ低減器で６ｄＢのＰＡＰＲが低減された信号x(n)のスペクトルを示す。
【００２２】
図２に示すように、オリジナルの信号x^(n)のＰＡＰＲ低減によって出力信号x(n)の帯
域外スペクトルが増加する。高レベルの帯域外スペクトルは、隣接チャネルに対する干渉を生じる。通常、帯域外スペクトルのレベルは、隣接チャネル漏れ率(Adjacent Channel Leakage Ratio: ACLR)パラメータによって特徴づけられる。ＡＣＬＲのレベル及び帯域外放射は可能な限り低くされることが好ましい。
【００２３】
ＰＤは、ＨＰＡの出力信号での帯域外スペクトルの適正なレベルを維持するために、非線形歪み、すなわち帯域外スペクトル成分を抑圧する。しかしながら、ＰＡＰＲ低減処理に起因する残りの帯域外スペクトル成分は、図１に示すようなＰＤで抑圧できなかった。なぜなら、ＰＡＰＲ低減器から出力される信号(すなわち、高レベルの帯域外スペクトル
を有する信号クリッピングノイズによって傷ついた信号) x(n)は、ＰＤにて適正な多項式パラメータを選択するための参照信号として作用する。このため、ＨＰＡからの出力信号y(n)には、クリッピングノイズに起因するエラー（すなわち、残余の帯域外成分）を含んでいた。
【００２４】
ここで、微少な離散時間n，時間ｔ＝ｎ・Δｔを仮定する。図１に示したＰＤの目的は
、以下の式(2)で表現される信号ｘ(n)から信号z(n)への変換（ＨＰＡ出力の逆関数）を見つけることである。換言すれば、ＰＤの目的は、非線形モードで動作するＨＰＡとの結合において、入力信号x(n)から、ＨＰＡが非線形歪みのない出力信号y(n)を出力するための信号z(n)を生成する(信号x(n)を信号z(n)に変換する)ことである。
【００２５】
【数２】
2014011567.tif 000004
式(3)における定数Ｇは、ＨＰＡゲインであり、理想的な値は１である。しかしながら
、殆どの実際上のケースにおいて、完全な解決(ソリューション)、すなわち式(2)が成立
する信号z(n)は得ることができない。もっとも、ＨＰＡの非線形性を逆転させる大凡の(
近似の)解決は、直接的なトレーニング（多項式パラメータの選択)によって得られる。すなわち、y(n)≒G・x(n)となる信号z(n)が生成される。この場合、式(3)では零を意味する、観察されないエラーε*(n)が存在する。エラーは、以下の式(4)で表現される。
【００２６】
【数３】
2014011567.tif 000005
ＰＤのトレーニングタスクは、前置補償器を生じる（ＰＤが前置補償器として機能し得る）多項式(式(5))のパラメータ α k(k = 0, 1, 2, .., k-1, k: kは０を含む自然数)を見つけることである。このとき、ＰＤの出力信号z(n)は、以下の式(6)で表現される。
【００２７】
【数４】
2014011567.tif 000006
非線形ＨＰＡが歪みのない信号ｘ(n)を出力する結果をもたらすならば、以下の式(7)及び式(4)（ε(n) = y(n) - x(n)）が成立する。
【００２８】
【数５】
2014011567.tif 000007
ＬＭＳアルゴリズムは、以下の式(7a)で示される、電力シリーズ係数 αkの適合によってエラー関数を最小にするために使用される。
【００２９】
【数６】
2014011567.tif 000008
ＬＭＳアルゴリズムは、式(4)におけるエラー信号ε(n)のエネルギーが最小化されるときに収束する。式(5)-(7)に示したＰＤの入力信号x(n)は、非線形歪みのない信号であり
、式(4)におけるε(n)は、式(2)の成立を求める大凡の(近似の)解決によって生じたエラ
ー信号である。式(5)-(7)にて調整されるパラメータαkのターゲット機能は、エラー信号のエネルギー||ε(n)||の最小化である。このような多項式ＰＤの係数αkの調整によって、帯域外スペクトル成分が最小化される。なお、エラー信号ε(n)が零のとき、式(2)が成立し、完全な解決（完全なＨＰＡ線形化(リニアライゼーション)が実現される。しかし、式(1)に従って、ＨＰＡの出力信号y(n)は、以下の式(8)で表現される。
【００３０】
【数７】
2014011567.tif 000009
このように、ＨＰＡの線形化後の出力信号y(n)は、スペクトルの再増殖及び帯域外スペクトルを生じるクリッピングノイズ項εCL(n)を未だ含む。このため、エネルギー||ε(n)||を最小化する式(5)の多項式係数αkはスペクトルの再増殖及び帯域外スペクトルの最小化を自動的に保証しない。エラー信号ε(n)は、以下の式(9)及び(10)で表現される。
【００３１】
【数８】
2014011567.tif 000010
式(10)におけるε'(n)は、適正な係数αkの選択での最小化が望まれる、残余エラー項
である。残余エラーε'(n)は、エラーε(n)からクリッピングノイズεCL(n)を除いたエラーである。
【００３２】
式(10)内のトータルエラーのエネルギー||ε(n)||(εCL(n)+ε'(n))を最小にする多項
式ＰＤのパラメータαk(式(5))を見つけられたときに、ＨＰＡの出力信号は、送信されるべきオリジナルの信号x^(n)により近くなり、よりよい帯域外スペクトル成分抑圧を得る
ことができる。
【００３３】
本発明の実施形態では、エラーε(n)のエネルギー||ε(n)||のみを最小化する方法の代わりに、式(10)におけるエラー項ε'(n)のエネルギーを最小にする。
【００３４】
図３は、実施形態における電力増幅器の補償装置（リニアライザ１０）の構成例を示す。図３において、リニアライザ１０は、ＰＡＰＲ低減器（ＰＡＰＲ低減回路）１１, ＰＡＰＲ低減器１１と接続された前置補償器(ＰＤ：第１ＰＤ)１２,第１ＰＤ１２と接続され
た減算器１３とを備えている。減算器１３は電力増幅器(ＨＰＡ)１４と接続されている。また、リニアライザ１０は、減算器１５,減算器１６,乗算器１７,減算器１８,ＬＭＳプロセッサ１９,乗算器２１,及びＰＤ（第２ＰＤ）２１を備えている。
【００３５】
減算器１３は、結合器の一例であり、減算器１５,１６,１８及び乗算器１７は、参照信号生成回路の一例であり、乗算器１７、２０は、重みづけ回路の一例である。減算器１３,１５,１６,１８,乗算器１７,２０は、所望の信号を得るための演算器の例示であって、
図３に示した所望の信号を得るための演算器の構成（ハードウェアロジック）は、適宜選択可能である。
【００３６】
図３に図示されたＨＰＡ１４を除く各構成要素は、たとえば、プロセッサ（たとえば、Central Processing Unit (CPU), Digital Signal Processor (DSP)等）が記録媒体に記
録されたプログラムを実行することによって得られる機能である。各構成要素の機能は、２以上のプロセッサによって得られるようにしても良い。また、各構成要素の機能は、専用または汎用のハードウェアの適用によって実現されることができる。ハードウェアは、たとえば、電気回路,電子回路,Integrated Circuit (IC), Large Scale Integrated Circuit (LSI), Application Specific Integrated Circuit (ASIC), Logic Programmable Device (LPD)の少なくとも１つである。ＬＰＤは、例えば、Field-Programmable Gate Array (FPGA)である。各構成要素の機能は、１以上のハードウェアチップによって実現される
ことができる。ＨＰＡ１４は、例えば、ハイパワートランジスタのような電気回路,電子
回路,またはこれらの組み合わせで形成される。
【００３７】
ＰＡＰＲ低減器１１は、例えば、クリッピング,またはクリッピング及びフィルタリン
グを行い、入力信号x^(n)からＰＡＰＲが低減された信号x(n)を出力する。信号x(n)は、
第１ＰＤ１２に入力される。第１ＰＤ１２は、信号ｘ(n)にＨＰＡ１４の非線形歪みを補
償するための多項式関数を乗じた信号z(n)を出力する。信号z(n)は、減算器１３に入力される。
【００３８】
ＨＰＡ１４には、減算器１３の出力信号が入力される。ＨＰＡ１４は、信号y(n)を出力する。ＰＡＰＲ低減器１１の出力信号x(n)は、減算器１５に入力される。ＨＰＡ１４の出力信号y(n)は、図示しないアナログ-ディジタル変換器（ADC）によってディジタル信号に変換された後に、減算器１５に入力される。減算器１５は、信号y(n)から信号x(n)を減じて得られるエラー信号ε(n)を出力する。エラー信号ε(n)は、減算器１８に入力される。
【００３９】
減算器１６には、オリジナルの信号x^(n)と、信号x(n)とが入力される。減算器１６は
、信号x^(n)から信号x(n)を減じたクリッピングノイズεCL(n)を出力する。クリッピングノイズεCL(n)は、乗算器１７に入力される。乗算器１７は、クリッピングノイズεCL(n)に重みファクタαを乗じる。乗算器１７の出力信号εCL(n)αは、減算器１８に入力され
る。減算器１８は、エラー信号ε(n)から信号εCL(n)を減じた値(ε(n)- εCL(n)α)をＬＭＳプロセッサ１９に入力する。
【００４０】
ＬＭＳプロセッサ１９は、ＬＭＳアルゴリズムに基づくトレーニングタスクを実行する。ＬＭＳアルゴリズムは、ＰＤが用いる多項式係数を選択する（多項式を決定する）ための適応アルゴリズムの一例であり、例えば、非特許文献２に記載されたＬＭＳアルゴリズムが本実施形態に適用され得る。ＬＭＳプロセッサ１９は、補償制御器、すなわち補償器（ＰＤ）のコントローラ（制御装置）の一例である。
【００４１】
ＬＭＳプロセッサ１９は、トレーニングタスクを通じて係数αkを選択し、第１ＰＤ１
２が有する記録媒体（たとえばメモリ）に記憶する。第１ＰＤ１２は、メモリをルックアップテーブル（ＬＵＴ）として使用する。ＬＭＳプロセッサ１９は、トレーニングタスクの繰り返しによって、所定周期（たとえばΔｔ）に、ＬＵＴ内の補正係数αkを更新する
。
【００４２】
また、ＬＭＳプロセッサ１９は、第２ＰＤ２１で信号βεCL(n)に乗じられる多項式関
数の補正係数ｂkを選択し、第２ＰＤ２１が有する記録媒体（たとえばメモリ）上のルッ
クアップテーブル（ＬＵＴ）に選択した多項式の補正係数を記憶する。補正係数bkの選択は、所定周期（たとえばΔｔ）で実行され、そのとき、ＬＵＴ内の係数ｂkが更新される
。
【００４３】
ＬＭＳプロセッサ１９は、信号x(n)と、クリッピングノイズεCL(n)と、信号ε(n)- εCL(n)αとを受け取る。ＬＭＳプロセッサ１９は、受け取った信号から参照信号x(n)REFを生成し、ＬＭＳアルゴリズムの実行によって、第１ＰＤ１２が信号x(n)に対する補償操作を行う(信号z(n)を生成する)ための多項式係数αk を選択するための処理を行う。
【００４４】
また、クリッピングノイズεCL(n)は、乗算器２０に入力される。乗算器２０は、クリ
ッピングノイズεCL(n)にパラメータ（重み）βを乗じた後、第２ＰＤ２１に入力する。
第２ＰＤ２１は、ＬＭＳプロセッサ１９の制御下で、入力信号εCL(n)βに対する補償操
作（多項式の乗算）を行い、信号ε^(n)を出力する。信号ε^(n)は、減算器１３にて、信号z(n)から減じられる。減算器１３の出力信号z(n)- ε^(n)は、図示しないディジタル-
アナログ変換器（DAC）によってアナログ信号に変換された後、ＨＰＡ１４に入力される
。ＨＰＡ１４は、信号z(n)- ε^(n)を増幅し、信号y(n)を出力する。重みα及びβの値は、例えばＬＭＳプロセッサ１９によって、自動的に変更される。
【００４５】
実施形態において、信号x(n)の代わりの参照信号x(n)REFが、第1ＰＤ１２のトレーニングプロセス(多項式のパラメータαkの選択)に使用される。参照信号x(n)REFは、式(11)で表現される。
【００４６】
【数９】
2014011567.tif 000011
参照信号x(n)REFの使用によって、ＬＭＳプロセッサ１９には、下記の式(12)で表され
る信号が入力される。ＬＭＳアルゴリズムの実行によって、残余エラーε'(n)のエネルギーが最小にされる。
【００４７】
【数１０】
2014011567.tif 000012
一方、第１ＰＤ１２は線形システムでない。このため、ＨＰＡ１４の入力でクリッピングノイズεCL(n)を相殺するために、第１ＰＤ１２の入力信号x(n)からβ・εCL(n)項を単純に除去することは困難である。このため、乗算器２０及び第２ＰＤ２１が設けられている。すなわち、信号x(n)に対する事前歪み(predistortion)を与える第１ＰＤ１２と、係
数βによってスケール化される(大きさが変えられる)クリッピングノイズεCL(n)、すな
わち入力信号εCL(n) βに対する事前歪み(predistortion)を与える第２ＰＤ２１とが設
けられている。第1ＰＤ１２は、第1の前置補償器の一例であり、第２ＰＤ２１は、第２の前置補償器の一例である。
【００４８】
第１ＰＤ１２の出力信号である信号z(n)は、上記した式(6)で定義される。一方、第２
ＰＤ２１の出力信号である信号ε^(n)は、下記の式(13)で定義される。
【００４９】
【数１１】
2014011567.tif 000013
図３に示したリニアライザ１０で送受信される各信号について以下に例示する。ＰＡＰＲ低減器１１の出力信号は、以下の式(14)で定義される。x^(n)は、式(1)において送信すべきオリジナルの信号である。x(n)は、ＰＡＰＲ低減器１１の出力信号であり、εCL(n)は
不要なクリッピングノイズである。
【００５０】
【数１２】
2014011567.tif 000014
多項式ＰＤ、すなわち、第１ＰＤ１２は、式(15)で示すような、例えば２階の多項式を有する。式(15)は多項式の例示である。また、信号x(n)のリアクションとしての出力信号z(n)は、以下の式(16)で表現することができる。また、信号z(n)は、式(14)を用いて式(16a)で表現することができる。多項式の係数αkは、ＬＭＳプロセッサ１９によるトレーニングの間に計算される多項式係数である。また、第２ＰＤ２１の出力信号ε^(n)は、式(17)で表現される。そして、ＨＰＡ１４の入力信号は、以下の式(18)で示される。
【００５１】
【数１３】
2014011567.tif 000015
式(18)の線形項は、式(19)で表される。多項式係数が同じ、すなわち、α0 = b0;  α1
= b1,…,であると仮定する場合、式(19)のエラー項は式(20)で表される。
【００５２】
【数１４】
2014011567.tif 000016
エラー項は、パラメータβの選択によって最小化することができる。βの範囲は−１から０(-1≦β≦0)である。式(20)から、以下が明らかになる、すなわち、ＨＰＡ１４の入
力における線形項は、βが−１であるとき、クリッピングノイズεCLのないオリジナル信号x^(n)である。このため、本実施形態によれば、係数(１＋β)によってクリッピングノ
イズεCLを低減できる。
【００５３】
図４は、実施形態及び比較例におけるＨＰＡ出力信号のスペクトルを示す。ＨＰＡは、６ｄＢの出力バックオフ(ＯＢＯ)で動作するＨＰＡに対するメモリ多項式モデルによって記述される。図４において、“ＴＸ信号(TX Signal)”としてマークされたプロットは、
４回のクリッピング及びフィルタリングの繰り返しの後のＰＡＰＲ６ｄＢで送信されるべき信号x(n)のスペクトルを示す。ＡＭＰ  ＯＢＯ  ６ｄＢとしてマークされたプロットは、線形化のないＨＰＡ出力信号スペクトルを示す。ＯＲＧ  ＯＢＯ６ｄＢとしてマークされたプロットは、図１に示したような参考例(標準ソリューション)におけるＨＰＡ出力信号スペクトルを示す。提案ＯＢＯ  ６ｄＢ(Proposed OBO 6dB)は、図３に示した本実施形態に係るＨＰＡ出力信号スペクトルを示す。実施形態に係るリニアライザ１０は、よりよい帯域外スペクトル抑圧を提供することができる。
【００５４】
本実施形態によれば、ＬＭＳプロセッサ１９（補償コントローラ）によって、参照信号x(n)REFに基づく多項式の係数αkの選択処理（多項式の決定処理）が行われ、残余エラーε'(n)が最小となるように係数αkの選択処理を行う。これによって、ＨＰＡ１４の出力
に含まれる残余エラーε'(n)のエネルギーが抑えられることによって、帯域外スペクトルの低減が図られる。さらに、第2ＰＤ２１において、重みづけされたクリッピングノイズ
βεCL(n)の補償信号ε＾(n)が生成され、第１ＰＤ１２の出力信号ｚ(n)から補償信号ε
＾(n)が減じられる。これによって、ＨＰＡ１４の入力信号からクリッピングノイズεCL(n)を除去することができ、帯域外スペクトルの低減を図ることができる。
【００５５】
本実施形態において、クリッピングノイズ信号の重みα及びβは、ＨＰＡ出力信号の帯域外スペクトル、ＨＰＡ出力信号のエラーベクトル規模、ＡＣＬＲにおける信号パワー及びＨＰＡ出力信号エラーベクトル規模の重み付けられた合計のうち、少なくとも１つを最小化するために自動的（またはマニュアルで）に調整されることができる。
【００５６】
なお、図４の例では、入力信号ｘ＾(n)がＯＦＤＭ信号である例について説明した。但
し、入力信号はＯＦＤＭ信号に制限されず、例えば、上述した様々な通信方式（Ｗ−ＣＤＭＡ，ＷｉＭＡＸ，ＬＴＥなど）において用いられる信号について広く適用が可能である。
【００５７】
なお、上述した実施形態は、上述した補償装置によって電力増幅器の入力信号を生成する方法を開示する。また、実施形態は上述した補償装置の機能を実現するためのプログラム及び当該プログラムを記録した記録媒体を開示する。
【符号の説明】
【００５８】
１０・・・リニアライザ（電力増幅器の補償装置）
１１・・・ＰＡＰＲ低減器
１２，２１・・・前置補償器（前置補償回路）
１３，１５，１６，１８・・・減算器（結合器、演算器）
１４・・・ＨＰＡ（電力増幅器）
１７，２０・・・乗算器（結合器、演算器）
１９・・・ＬＭＳプロセッサ（適応アルゴリズムの実行装置（プロセッサ）：ＰＤのコントローラ）
【図１】
2014011567.tif 000017
【図２】
2014011567.tif 000018
【図３】
2014011567.tif 000019
【図４】
2014011567.tif 000020