(57)【要約】【課題】前置増幅器および終段増幅器のそれぞれの非線形性に合った精度良い歪補償を行なえ、電力効率を改善できる多段型プレディストーション方式歪補償装置を得る。【解決手段】前置増幅器の入力側に配置され、入力用ＡＤコンバータによって変換されたデジタル信号と前置増幅器の出力信号とを入力され、両入力信号にもとづき前置増幅器の出力信号の歪成分を相殺する第１の歪補償信号を生成し、前置増幅器に供給する第1のプレディストーション方式歪補償器と、前置増幅器の出力側または入力側の少なくとも一方と終段増幅器の出力側との間に配置され、前置増幅器の出力信号または入力信号の少なくとも一方の信号と終段増幅器の出力信号とを入力され、両入力信号にもとづき終段増幅器の出力信号の歪成分を相殺する第２の歪補償信号を生成する第２のプレディストーション方式歪補償器とを備えた。【選択図】図１
2006246339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
従続接続された前置増幅器と終段増幅器を含み、これらの出力信号に対する歪補償を、プレディストーション方式歪補償器を用いて行なうプレディストーション方式歪補償装置において、
上記前置増幅器の入力側に配置され、入力用ＡＤコンバータによって変換されたデジタル信号と上記前置増幅器の出力信号とを入力され、両入力信号にもとづき上記前置増幅器の出力信号の歪成分を相殺する第１の歪補償信号を生成し、上記前置増幅器に供給する第1のプレディストーション方式歪補償器と、
上記前置増幅器の出力側または入力側の少なくとも一方と上記終段増幅器の出力側との間に配置され、上記前置増幅器の出力信号または入力信号の少なくとも一方の信号と上記終段増幅器の出力信号とを入力され、両入力信号にもとづき上記終段増幅器の出力信号の歪成分を相殺する第２の歪補償信号を生成する第２のプレディストーション方式歪補償器とを備えた
ことを特徴とする多段型プレディストーション方式歪補償装置。
【請求項２】
上記第1のプレディストーション方式歪補償器は、入力用ＡＤコンバータによって変換されたデジタル信号を入力されると共に、上記前置増幅器の出力信号をＡＤコンバータを介して入力され、両入力信号にもとづき上記前置増幅器の出力信号の歪成分を相殺する第１の歪補償信号を生成し、ＤＡコンバータを介して上記前置増幅器に供給し、
上記第２のプレディストーション方式歪補償器は、ＡＤコンバータを介して上記前置増幅器及び上記終段増幅器の出力信号を入力され、両入力信号にもとづき上記終段増幅器の出力信号の歪成分を相殺する第２の歪補償信号を生成し、ＤＡコンバータを介して上記終段増幅器に供給することを特徴とする請求項１記載の多段型プレディストーション方式歪補償装置。
【請求項３】
上記第1のプレディストーション方式歪補償器は、上記デジタル信号を入力されると共に、上記終段増幅器の出力信号をＡＤコンバータを介して入力され、両入力信号にもとづき第１の歪補償信号を生成し、ＤＡコンバータを介して上記前置増幅器に供給し、
上記第２のプレディストーション方式歪補償器は、上記前置増幅器及び上記終段増幅器の出力信号をそれぞれＡＤコンバータを介して入力され、両入力信号にもとづき上記終段増幅器の出力信号の歪成分を相殺する第２の歪補償信号を生成し、ＤＡコンバータを介して上記終段増幅器に供給することを特徴とする請求項１記載の多段型プレディストーション方式歪補償装置。
【請求項４】
上記第1のプレディストーション方式歪補償器は、上記デジタル信号を入力されると共に、上記前置増幅器の出力信号をＡＤコンバータを介して入力され、両入力信号にもとづき上記前置増幅器の歪成分を相殺する第１の歪補償信号を生成し、ＤＡコンバータを介して上記前置増幅器に供給し、
上記第２のプレディストーション方式歪補償器は、上記デジタル信号と、上記終段増幅器の出力信号をＡＤコンバータを介して入力され、両入力信号にもとづき上記終段増幅器の出力信号の歪成分を相殺する第２の歪補償信号を生成し、ＤＡコンバータを介して上記終段増幅器に供給することを特徴とする請求項１記載の多段型プレディストーション方式歪補償装置。
【請求項５】
上記入力用ＡＤコンバータと上記第1のプレディストーション方式歪補償器との間に、
第２の歪補償信号を生成するために必要な遅延時間を持った遅延器を挿入したことを特徴とする請求項４記載の多段型プレディストーション方式歪補償装置。
【請求項６】
上記終段増幅器の入力側に配置され、記第２の歪補償信号をＤＡ変換した信号と上記前置増幅器の出力信号とを合成して上記終段増幅器に入力する合成器を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の多段型プレディストーション方式歪補償装置。
【請求項７】
上記終段増幅器の出力側に配置され、上記第２の歪補償信号をＤＡ変換した信号と上記終段増幅器の出力信号とを合成して出力する合成器とを備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の多段型プレディストーション方式歪補償装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、従続接続された前置増幅器と終段増幅器を含み、これらの出力信号に対する歪補償を、プレディストーション方式歪補償器を用いて行なう多段型プレディストーション方式歪補償装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の歪補償装置では、大出力を得るための電力増幅器に対して歪補償を行なっている。歪補償を行なう方式にはプレディストーション方式、またはフィードフォワード方式、またはその両方を併用した方式などが提案されている。電力増幅器は複数を縦続接続して使用する構成を取る場合があるが、この場合、例えば特許文献１に示されるように、大出力を得るための電力増幅器（一般には最終段の電力増幅器に該当する。以降、「終段増幅器」と記載する。）に信号を入力するために予め信号を増幅しておく増幅器（以降、「前置増幅器」と記載する。）には歪補償を行なっていないか、または終段増幅器に対して行なう歪補償装置で同時に歪補償を行なっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３３２８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、従来の歪補償装置では次の２系統の信号が必要となる。一方は参照となる信号であり、他方は電力増幅器で歪んだ信号である。歪補償装置２では、この両信号から歪成分を求め、電力増幅器を通過した後にその歪成分が打ち消されるような逆向きの歪を信号に付け加える。ここで、従来の歪補償装置の系統では、前置増幅器および終段増幅器をまとめて歪補償を行なっている。このような構成の場合、終段増幅器で十分な歪補償効果を得るためには前置増幅器に十分な直線性を持たせる必要があり、そのために前置増幅器での電力効率が悪いという問題があった。
【０００５】
また、プレディストーション方式を用いる場合で終段増幅器に対して行なう歪補償装置で同時に前置増幅器の歪補償を行なっている場合には、前置増幅器での非線形歪が大きいと、終段増幅器で十分な歪補償効果が得られないため、前置増幅器に適度な直線性を持たせる必要があった。そのために電力効率が良いとはいえない問題があった。
また、フィードフォワード方式を用い、終段増幅器に対して行なう歪補償装置で同時に前置増幅器の歪補償を行なっている場合には前置増幅器に適度な直線性を持たせる必要はないが、フィードフォワード方式はプレディストーション方式よりも電力効率で劣るという問題があった。
【０００６】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、従続接続された前置増幅器と終段増幅器を含み、これらの出力信号に対する歪補償を、プレディストーション方式歪補償器を用いて行なうプレディストーション方式歪補償装置において、前置増幅器および終段増幅器のそれぞれの非線形性に合った精度良い歪補償を行なえ、電力効率を改善できる多段型プレディストーション方式歪補償装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、従続接続された前置増幅器と終段増幅器を含み、これらの出力信号に対する歪補償を、プレディストーション方式歪補償器を用いて行なうプレディストーション方式歪補償装置において、前置増幅器の入力側に配置され、入力用ＡＤコンバータによって変換されたデジタル信号と前置増幅器の出力信号とを入力され、両入力信号にもとづき前置増幅器の出力信号の歪成分を相殺する第１の歪補償信号を生成し、前置増幅器に供給する第1のプレディストーション方式歪補償器と、前置増幅器の出力側または入力側の少なくとも一方と終段増幅器の出力側との間に配置され、前置増幅器の出力信号または入力信号の少なくとも一方の信号と終段増幅器の出力信号とを入力され、両入力信号にもとづき終段増幅器の出力信号の歪成分を相殺する第２の歪補償信号を生成する第２のプレディストーション方式歪補償器とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の多段型プレディストーション方式歪補償装置によれば、前置増幅器に十分な線形性が不要となることから電力効率を改善できるとともに、放熱機構の簡略化および小型化を実現できると共に、前置増幅器および終段増幅器に個別に歪補償を行なうため、それぞれの非線形性に合った精度良い補償が行なえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による多段型プレディストーション方式歪補償装置を示すブロック図である。
図１において、送信する信号は入力用ＡＤコンバータ１でデジタル信号に変換される。このデジタル信号は第１の歪補償器２で前置増幅器４の出力信号の歪成分を相殺する歪補償を行われ、ＤＡコンバータ３に出力される。ＤＡコンバータ３ではデジタル信号をアナログ信号に変換し、前置増幅器４に入力する。前置増幅器４では、終段増幅器７で必要となる信号レベルになるように電力増幅を行なう。第１の歪補償器２において、予め前置増幅器４の歪を相殺するような歪が付け加えられているため、前置増幅器４の出力は歪を取り除かれた信号になっている。
【００１０】
前置増幅器４の出力は２つに分配され、片方はＡＤコンバータ８に入力される。ＡＤコンバータ８の出力は第２の歪補償器９に入力され、歪成分を計算するための信号として利用される。前置増幅器４の出力のうち残る片方は遅延器５を通過後、合成器６に入力される。合成器６では終段増幅器７での歪成分を相殺するような歪成分が付け加えられる。終段増幅器７では、規定の電力になる様に信号を電力増幅する。その出力の一部を取り出し、ＡＤコンバータ１０を用いてデジタル信号に変換する。
この信号とＡＤコンバータ８の信号を用いて、第２の歪補償器９では終段増幅器７での歪成分を相殺するような歪成分を生成する。この信号をＤＡコンバータ１１でアナログ信号に変換した後、信号レベルをあわせるための電力増幅器１２を用いて増幅し、その出力を合成器６で前置増幅器４の出力と合成する。これにより、終段増幅器７の出力は歪を取り除かれた信号になる。
なお、第２の歪補償器９で歪信号を生成するために必要な時間分だけの遅延時間を持った遅延器５を挿入し、合成器６での時間タイミングを調整している。
【００１１】
図２は第１の歪補償器２の一例を示すブロック図で、直交復調部２１Ａ，２１Ｂでは、ＡＤコンバータ１，８にてＡＤ変換された信号をそれぞれ直交復調し、複素信号を得る。ＡＤコンバータ１から入力された信号は、その振幅に対応してＬＵＴ（ルックアップテーブル）２２に記憶されている複素補正係数（前置増幅器４のＡＭ−ＡＭ特性、ＡＭ−ＰＭ特性の逆特性に相当）が乗算され、直交変調部２３により直交変調される。このとき、付加される歪は前置増幅器４で発生する歪と逆特性を持つため、発生する歪みは前置増幅器４を通過後にキャンセルされる。歪補償信号処理部２４では、直交復調された信号の差分を抽出して平均化などの処理を行ない、差分結果が小さくなるように収束演算を行ない、ＬＵＴ２２に保存する複素補正係数を作成する。
【００１２】
また、図３は第２の歪補償器９の一例を示すブロック図で、直交復調部９１Ａ，９１ＢでＡＤコンバータ８，１０にてＡＤ変換された信号をそれぞれ直交復調し、複素信号を得る。ＡＤコンバータ１から入力された信号は、その振幅に対応してＬＵＴ（ルックアップテーブル）９２に記憶されている複素補正係数から減算され、歪み成分の逆特性のみを直交変調９３により直交変調される。歪補償信号処理部９４では、直交復調された信号の差分を抽出して平均化などの処理を行ない、差分結果が小さくなるように収束演算を行ない、ＬＵＴ９２に保存する複素補正係数を作成する。
【００１３】
このように実施の形態１の多段型プレディストーション方式歪補償装置においては、入力用ＡＤコンバータによって変換されたデジタル信号を入力されると共に、前置増幅器の出力信号をＡＤコンバータを介して入力され、両入力信号にもとづき前置増幅器の出力信号の歪成分を相殺する第１の歪補償信号を生成し、ＤＡコンバータを介して前置増幅器に供給する第1のプレディストーション方式歪補償器と、ＡＤコンバータを介して前置増幅器及び終段増幅器の出力信号を入力され、両入力信号とにもとづき終段増幅器の出力信号の歪成分を相殺する第２の歪補償信号を生成し、ＤＡコンバータを介して上記終段増幅器に供給する第２のプレディストーション方式歪補償器とを備えることにより、前置増幅器、終段電力増幅器に必ずしも十分な線形性を必要とせずに、それぞれの歪補償を行なうことができるため、消費電力を小さくすることができる。
また、その結果として発熱量が減少することで冷却用の機構も小さくすることができるため、放熱機構の簡略化および小型化が実現できる。
また、前置増幅器、終段電力増幅器のそれぞれに適した歪補償が個別に行なえるため、それぞれの非線形性に合った精度良い補償が行なえる。
【００１４】
なお、従来のプレディストーション方式を前置増幅器に施し、その出力を、従来のプレディストーション方式を施した終段増幅器に入力した場合には、前置増幅器のためにＡＤ変換、ＤＡ変換をそれぞれ１回、終段増幅器のためにＡＤ変換、ＤＡ変換をそれぞれ１回、合計でＡＤ変換、ＤＡ変換をそれぞれ２回ずつ行なう必要があるため、ＡＤ変換、ＤＡ変換において信号劣化を引き起こすのに対し、この発明では、終段増幅器７の歪補償のためにＡＤコンバータ８、ＤＡコンバータ１１を用いているが、これは歪成分の生成に用いるためであり、合成器６で合成される信号のうち前置増幅器４から得られる信号はそのままアナログ信号として利用することから、従来の方式を単純に前置増幅器、終段増幅器に適用した場合よりもＡＤ変換、ＤＡ変換での信号劣化が少ない利点がある。
【００１５】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２による多段型プレディストーション方式歪補償装置を示すブロック図である。基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、第１の歪補償器２に入力する信号が異なる。実施の形態１では前置増幅器４の出力をＡＤコンバータ８でデジタル信号に変換したものを使用しているが、実施の形態２では、終段増幅器７の出力をＡＤコンバータ１０でデジタル信号に変換したものを使用している。
【００１６】
実施の形態２によれば、終段増幅器７に歪補償を行ないながら前置増幅器４と終段増幅器７を含む全体に歪補償を行なう。これにより実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、第２の歪補償器９を用いて終段増幅器７の歪補償を行なっているが、その歪補償に誤差が生じた場合にはそれを打ち消すように第１の歪補償器２が動作を行なうため、歪補償の効果が向上する。
【００１７】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３による多段型プレディストーション方式歪補償装置を示すブロック図である。この場合も基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、第２の歪補償器９に入力する信号が異なる。実施の形態１では前置増幅器４の出力をＡＤコンバータ８でデジタル信号に変換したものを使用しているが、実施の形態３では、入力信号をＡＤコンバータ１でデジタル信号に変換したものを使用している。
【００１８】
実施の形態３によれば、前置増幅器４に歪補償を行ないながら前置増幅器４と終段増幅器７を含む全体に歪補償を行なう。これにより実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、第１の歪補償器２を用いて前置増幅器４の歪補償を行なっているが、その歪補償に誤差が生じた場合にはそれを打ち消すように第２の歪補償器９が動作を行なうため、歪補償の効果が向上する。
【００１９】
実施の形態４．
図６は、この発明の実施の形態４による多段型プレディストーション方式歪補償装置を示すブロック図である。基本的な構成は実施の形態３と同様であるが、遅延器５の設置場所が異なる。実施の形態３では前置増幅器４と合成器６の間で遅延器５を使用しているが、実施の形態４では、ＡＤコンバータ１と第１の歪補償器２の間で使用している。
【００２０】
実施の形態４によれば、実施の形態３と同様の効果を得ることができる上、遅延器５に通す信号は電力が小さくなるため、遅延器５での電力損失に伴う発熱が小さくなるなどのほか、前置増幅器４では遅延器で損失する分の電力を余計に供給する必要がなくなるという効果がある。
【００２１】
実施の形態５．
図７は、この発明の実施の形態５による多段型プレディストーション方式歪補償装置を示すブロック図である。この場合には基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、第２の歪補償器９の出力を合成する合成器６の設置場所が異なる。実施の形態１では合成器６を終段増幅器７の前に置いていたが、実施の形態４では合成器６を終段増幅器７の後ろに置いている。この構成では、終段増幅器７の非線形領域で不足する電力を電力増幅器１２で補うように動作させるため、第２の歪補償器９は前置増幅器４と合成器６の出力を比較し、差分を出力するように動作する。
【００２２】
実施の形態５によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる上、終段増幅器７の信号遅延時間が存在するため、その分だけ遅延器５の遅延時間を短くできる。また、第２の歪補償器９が終段増幅器７の非線形領域で不足する電力を補うように動作するため、終段増幅器７の出力可能な最大振幅が小さくてもよく、終段増幅器７の効率をさらに高めることができるという効果がある。
【００２３】
なお、実施の形態２乃至４において、実施の形態５と同様に合成器６を終段増幅器７の後ろに置く構成をとることにより、実施の形態５と同様の効果を得ることができる。
【００２４】
また、それぞれの実施の形態において、アナログ信号とデジタル信号の変換を容易にするために、ＡＤコンバータ１、ＡＤコンバータ８、ＡＤコンバータ１０の前段、および、ＤＡコンバータ３、ＤＡコンバータ１１の後段に周波数変換を行なうための回路を付加しても良い。
【００２５】
また、それぞれの実施の形態において、各手段の前後に、不要な信号成分を除去するためのフィルタ、振幅周波数特性および群遅延周波数特性を補正するためのフィルタを付加しても良い。
【００２６】
また、それぞれの実施の形態において、第１の歪補償器２および第２の歪補償器９の内部に含まれる共通する機能については、同一ハードウエアを使用することとし、時分割処理で切替えて使用しても良い。
【００２７】
さらに、それぞれの実施の形態において、ＡＤコンバータ８、ＡＤコンバータ１０、ＤＡコンバータ１１を使用せずに、第２の歪補償器９をアナログ演算回路で実現することも可能である。
【００２８】
なお、図８は、アナログ演算回路で実現した第２の歪補償器９の一例を示すブロック図で、振幅位相調整器９５Ａ、９５Ｂでは、入力信号または前置増幅器４及び出力信号からくるアナログ信号の振幅及び位相を調整する。減算回路９７では、両振幅位相調整器９５Ａ、９５Ｂからの信号を減算する。振幅位相調整器９６では、合成器６において減算回路９７からの信号と他方からくる信号の振幅及び位相をあわせるために、減算回路９７の出力の振幅及び位相を調整する。振幅位相調整器９５Ａ，９５Ｂは、減算回路９７において両信号の振幅及び位相をあわせることが目的であり、どちらか一方の位相振幅調整を固定としてもよい。また両信号の振幅及び位相を監視し、自動的に調整することも可能である。同様に合成器６に両入力の振幅及び位相の監視機能を付加し、振幅位相調整を自動的に行なっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
この発明は、テレビ放送装置、ラジオ放送装置、携帯電話基地局、衛星通信装置、その他電力増幅を必要とする装置における電力増幅器の歪補償に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の実施の形態１による多段型プレディストーション方式歪補償装置を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における第１の歪補償器の一例を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１における第２の歪補償器の一例を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２による多段型プレディストーション方式歪補償装置を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態３による多段型プレディストーション方式歪補償装置を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態４による多段型プレディストーション方式歪補償装置を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態５による多段型プレディストーション方式歪補償装置を示すブロック図である。
【図８】アナログ演算回路で実現した第２の歪補償器の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ＡＤコンバータ
２  第１の歪補償器
３  ＤＡコンバータ
４  前置増幅器
５  遅延器
６  合成器
７  終段増幅器
８  ＡＤコンバータ
９  第２の歪補償器
１０  ＡＤコンバータ
１１  ＤＡコンバータ
１２  電力増幅器
【図１】
2006246339.tif 000003
【図２】
2006246339.tif 000004
【図３】
2006246339.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006246339.tif 000009
【図８】
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