(57)【要約】      （修正有）【課題】  安定した動作を容易に確保することの可能な歪み補償装置、歪み補償方法が提供される。【解決手段】  歪み補償装置は、少なくとも補償係数算出部３７により算出された前の補償係数と、新しく算出された補償係数を比較することにより、前の補償係数を新しく算出された補償係数に更新すべきか否かを判定する係数更新判定部３９と、係数更新判定部３９による判定結果に基づき、多項式近似式の補償係数を設定する係数設定部４１と、補償係数算出部３７により算出された補償係数を周波数変換し、変換された補償係数のレベルが所定の閾値より小さい場合、多項式近似式中の当該補償係数に対応した次数より大きな次数の補償係数を除外する算出次数判定部４３と、算出次数判定部４３の判定結果に基づき、前記多項式近似式を用いた畳み込み演算に使用される最大次数を制御する制御部４５とを備える。【選択図】  図１
2006279780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信装置における増幅器の歪み特性に応じた多項式近似式を使用し、前記歪み特性と逆の歪み特性を前歪みとして送信信号に掛けることにより、送信信号に生じ得る歪みを補償する歪み補償装置であって、
送信信号と該送信信号のフィードバック信号を比較し、該送信信号と該フィードバック信号の誤差が最小となるよう、前記多項式近似式の補償係数を算出する補償係数算出部と、
少なくとも前記補償係数算出部により算出された前の補償係数と、新しく算出された補償係数を比較することにより、前の補償係数を新しく算出された補償係数に更新すべきか否かを判定する係数更新判定部と、
前記係数更新判定部による判定結果に基づき、前記多項式近似式の補償係数を設定する係数設定部と、
前記補償係数算出部により算出された補償係数を周波数変換し、変換された補償係数のレベルが所定の閾値より小さい場合、前記多項式近似式中の当該補償係数に対応した次数より大きな次数の補償係数を除外する算出次数判定部と、
前記算出次数判定部の判定結果に基づき、前記多項式近似式を用いた畳み込み演算に使用される最大次数を制御する制御部と、を備える歪み補償装置。
【請求項２】
無線通信装置における増幅器の歪み特性に応じた多項式近似式を使用し、前記歪み特性と逆の歪み特性を前歪みとして送信信号に掛けることにより、送信信号に生じ得る歪みを補償する歪み補償装置であって、
送信信号と該送信信号のフィードバック信号を比較し、該送信信号と該フィードバック信号の誤差が最小となるよう、前記多項式近似式の補償係数を算出する補償係数算出部と、
少なくとも前記補償係数算出部により算出された前の補償係数と、新しく算出された補償係数を比較することにより、前の補償係数を新しく算出された補償係数に更新すべきか否かを判定する係数更新判定部と、
前記係数更新判定部による判定結果に基づき、前記多項式近似式の補償係数を設定する係数設定部と、を備える歪み補償装置。
【請求項３】
無線通信装置における増幅器の歪み特性に応じた多項式近似式を使用し、前記歪み特性と逆の歪み特性を前歪みとして送信信号に掛けることにより、送信信号に生じ得る歪みを補償する歪み補償装置であって、
送信信号と該送信信号のフィードバック信号を比較し、該送信信号と該フィードバック信号の誤差が最小となるよう、前記多項式近似式の補償係数を算出する補償係数算出部と、
前記補償係数算出部により算出された補償係数を周波数変換し、変換された補償係数のレベルが所定の閾値より小さい場合、前記多項式近似式中の当該補償係数に対応した次数より大きな次数の補償係数を除外する算出次数判定部と、
前記算出次数判定部の判定結果に基づき、前記多項式近似式を用いた畳み込み演算に使用される最大次数を制御する制御部と、を備える歪み補償装置。
【請求項４】
無線通信装置における増幅器の歪み特性に応じた多項式近似式を使用し、前記歪み特性と逆の歪み特性を前歪みとして送信信号に掛けることにより、送信信号に生じ得る歪みを補償する歪み補償装置であって、
送信信号と該送信信号のフィードバック信号を比較し、該送信信号と該フィードバック信号の誤差が最小となるよう、前記多項式近似式の補償係数を算出する補償係数算出部と、
少なくとも前記補償係数算出部により算出された前の補償係数と、新しく算出された補償係数を比較することにより、前の補償係数を新しく算出された補償係数に更新すべきか否かを判定する係数更新判定部と、
前記補償係数算出部により算出された補償係数を周波数変換し、変換された補償係数のレベルが所定の閾値より小さい場合、前記多項式近似式中の当該補償係数に対応した次数より大きな次数の補償係数を除外する算出次数判定部と、
前記係数更新判定部による判定結果に基づき前記多項式近似式の補償係数を設定するとともに、前記算出次数判定部により除外された補償係数を該多項式近似式から除外する係数設定部と、を備える歪み補償装置。
【請求項５】
請求項１、２及び４のいずれか１項記載の歪み補償装置であって、
前記係数更新判定部は、前記補償係数算出部で算出された補償係数を更新すべきか否かの判定を、以下の式（１）で算出される指標量Ｐｋを用いて行い、
【数１】
2006279780.tif 000017
ここで、ｋは奇数の前記多項式近似式の次数であり、ｑは畳み込み演算時の遅延量に相当する、歪み補償装置。
【請求項６】
請求項５記載の歪み補償装置であって、
前回算出したＰｐ１，Ｐｐ３，Ｐｐ５・・・Ｐｐｋと、今回算出したＰｎ１，Ｐｎ３，Ｐｎ５・・・と、所定の閾値Ｔ１１，Ｔ１３，Ｔ１５・・・Ｔ１ｋが以下の式（２）を満たし、
【数２】
2006279780.tif 000018
かつ今回算出したＰｎ１，Ｐｎ３，Ｐｎ５・・・と、所定の閾値Ｔ２１，Ｔ２３，Ｔ２５・・・Ｔ２ｋが以下の式（３）を満たす、
【数３】
2006279780.tif 000019
歪み補償装置。
【請求項７】
請求項１、３及び４のいずれか１項記載の歪み補償装置であって、
前記算出次数判定部は、以下の条件式を用いて除外される補償係数を決定し、
【数４】
2006279780.tif 000020
ここでｗｈは任意の窓関数であり、Ｔ３１，Ｔ３３，Ｔ３５・・・Ｔ３ｋは所定の閾値である、歪み補償装置。
【請求項８】
請求項１、２及び４のいずれか１項記載の歪み補償装置であって、
前記多項式近似式の各次数に対応した畳み込み演算部と係数テーブルを更に備え、
前記係数設定部は、前記係数テーブルに保存された補償係数を設定する、歪み補償装置。
【請求項９】
請求項１または３記載の歪み補償装置であって、
前記多項式近似式の各次数に対応した畳み込み演算部と係数テーブルを更に備え、
前記制御部は、畳み込み演算に際し畳み込み演算部の使用制御する、歪み補償装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項記載の歪み補償装置と増幅器とを備える無線通信装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の無線通信装置より構成される無線通信基地局装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の無線通信装置より構成される無線移動体通信装置。
【請求項１３】
無線通信装置における増幅器の歪み特性に応じた多項式近似式を使用し、前記歪み特性と逆の歪み特性を前歪みとして送信信号に掛けることにより、送信信号に生じ得る歪みを補償する歪み補償方法であって、
送信信号と該送信信号のフィードバック信号を比較し、該送信信号と該フィードバック信号の誤差が最小となるよう、前記多項式近似式の補償係数を算出するステップと、
少なくとも前の補償係数と、新しく算出された補償係数を比較することにより、前の補償係数を新しく算出された補償係数に更新すべきか否かを判定するステップと、
前記判定結果に基づき、前記多項式近似式の補償係数を設定するステップと、
前記算出された補償係数を周波数変換し、変換された補償係数のレベルが所定の閾値より小さい場合、前記多項式近似式中の当該補償係数に対応した次数より大きな次数の補償係数を除外するステップと、
前記判定結果に基づき、前記多項式近似式を用いた畳み込み演算に使用される最大次数を制御するステップと、を備える歪み補償方法。
【請求項１４】
無線通信装置における増幅器の歪み特性に応じた多項式近似式を使用し、前記歪み特性と逆の歪み特性を前歪みとして送信信号に掛けることにより、送信信号に生じ得る歪みを補償する歪み補償方法であって、
送信信号と該送信信号のフィードバック信号を比較し、該送信信号と該フィードバック信号の誤差が最小となるよう、前記多項式近似式の補償係数を算出するステップと、
少なくとも前記補償係数算出部により算出された前の補償係数と、新しく算出された補償係数を比較することにより、前の補償係数を新しく算出された補償係数に更新すべきか否かを判定するステップと、
前記係数更新判定部による判定結果に基づき、前記多項式近似式の補償係数を設定するステップと、を備える歪み補償方法。
【請求項１５】
無線通信装置における増幅器の歪み特性に応じた多項式近似式を使用し、前記歪み特性と逆の歪み特性を前歪みとして送信信号に掛けることにより、送信信号に生じ得る歪みを補償する歪み補償方法であって、
送信信号と該送信信号のフィードバック信号を比較し、該送信信号と該フィードバック信号の誤差が最小となるよう、前記多項式近似式の補償係数を算出するステップと、
前記補償係数算出部により算出された補償係数を周波数変換し、変換された補償係数のレベルが所定の閾値より小さい場合、前記多項式近似式中の当該補償係数に対応した次数より大きな次数の補償係数を除外するステップと、
前記算出次数判定部の判定結果に基づき、前記多項式近似式を用いた畳み込み演算に使用される最大次数を制御するステップと、を備える歪み補償方法。
【請求項１６】
無線通信装置における増幅器の歪み特性に応じた多項式近似式を使用し、前記歪み特性と逆の歪み特性を前歪みとして送信信号に掛けることにより、送信信号に生じ得る歪みを補償する歪み補償方法であって、
送信信号と該送信信号のフィードバック信号を比較し、該送信信号と該フィードバック信号の誤差が最小となるよう、前記多項式近似式の補償係数を算出するステップと、
少なくとも前記補償係数算出部により算出された前の補償係数と、新しく算出された補償係数を比較することにより、前の補償係数を新しく算出された補償係数に更新すべきか否かを判定するステップと、
前記補償係数算出部により算出された補償係数を周波数変換し、変換された補償係数のレベルが所定の閾値より小さい場合、前記多項式近似式中の当該補償係数に対応した次数より大きな次数の補償係数を除外するステップと、
前記係数更新判定部による判定結果に基づき前記多項式近似式の補償係数を設定するとともに、前記算出次数判定部により除外された補償係数を該多項式近似式から除外するステップと、を備える歪み補償方法。
【請求項１７】
請求項１３ないし１６のいずれか１項記載の歪み補償方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力増幅器に使用される歪み補償装置及び歪み補償方法に関する。特にプリディストーション（predistortion：前歪み補償）処理を施す事により線形増幅を行う歪み補償装置及び歪み補償方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信分野において、ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)等の伝送方式が実用化されている。ＣＤＭＡ方式の送信増幅器は、広帯域・高ダイナミックレンジの信号を低歪みで増幅する線形性と、不要電波の放射（送信帯域外への電波放出）を抑制することによる高効率性が求められる。
【０００３】
従来、増幅器の非線形歪みを補償する方式としては、負帰還方式、フィードフォワード方式、プリディストーション方式等が知られている。
【０００４】
負帰還方式は、信号が広帯域になると発振現象などが起こりやすく動作の不安定性が増すために、基地局の無線機に使用されことは少ない。
【０００５】
フィードフォワード方式は、原理的に動作の不安定性が生じないので、現在、多くの基地局の無線機に使用されている。ところが、フィードフォワード方式は誤差成分を抽出し、副増幅器で別個に増幅したのち、主増幅器の出力信号から差し引く構成をとる必要があるため、回路が複雑になるとともに、副増幅器の使用により電力効率が低下するという問題がある。
【０００６】
これに対してプリディストーション方式は、副増幅器が不要であることからフィードフォワード方式に代わるものとして注目され、研究開発が進められている。以下、プリディストーション方式の原理を示す。
【０００７】
図６に歪み補償が無い場合の増幅結果を示す。増幅器は、入力信号の振幅レベルに依存したＡＭ／ＡＭ特性（振幅歪み特性）、ＡＭ／ＰＭ特性（位相歪み特性）という線形特性を有する。この非線形特性のため増幅器の出力波形は歪んだものとなってしまう。
【０００８】
増幅器のＡＭ／ＡＭ特性は入力信号の振幅レベルがある値を超えると出力信号レベルが飽和する非線形なものである。この増幅器で線形な入力信号を増幅すると、アンテナ出力信号は非線形なものとなってしまう。
【０００９】
増幅器のＡＭ／ＰＭ特性は入力信号の振幅レベルがある値を超えると出力信号の位相が回転してしまうものである。この増幅器で位相回転がない状態の入力信号を増幅すると、アンテナ出力信号は位相が回転したものとなってしまう（図８参照）。
【００１０】
図７に前歪み補償部を設けて歪み補償した場合の増幅結果を示す。予め、増幅器における歪み特性と逆の歪み特性を前歪み補償部でかけておく。この信号を増幅器に入れると歪み特性が相殺され線形増幅がされることとなる。
【００１１】
図９に歪み補償した場合としない場合の周波数スペクトラムを示す。歪み補償を行わないと歪み特性により送信帯域外に多量の電力が漏洩してしまうが、歪み補償を行うことで送信帯域外に漏洩する電力を抑制することができる。
【００１２】
また、プリディストーション方式には、歪み補償係数をテーブルに保存し、入力電力に応じて振幅、位相の前歪みをかけるルックアップテーブル（ＬＵＴ；Look Up Table）方式、多項式近似を用いて前歪みをかける方式（多項式近似方式）がある。ここでは、特許文献１、特許文献２等に開示された多項式近似方式を紹介する。
【００１３】
図１０に多項式近似を使用したプリディストーション方式を用いた無線通信装置の例を示す。このモデルでは、増幅器の特性を多項式に近似して、その逆特性を前歪みとしてかける。増幅器の特性は入力信号の奇数次多項式で近似できることが知られており、入力信号をｘ（ｎ）、その次数に対応した係数をａｋとすると、以下の式のように表される。増幅器への信号の入力前に（係数テーブルを用いて）この逆特性を予めかけておくのが多項式近似方式である。ｋは奇数の自然数で、ｎはサンプルがｎ番目であることを意味する。
【００１４】
【数５】
2006279780.tif 000003
【００１５】
さらに増幅器のメモリ効果（増幅器内で生じる入力信号の短期間保持による影響）を考慮した場合、多項式近似の式は次のような形式となる。これは、次数毎に（ｘｋ毎に）畳み込み演算を行い、その和を取った式に等しい。図１１にこの多項式近似を使用したプリディストーション方式を用いた無線通信装置の例を示す。ｑは入力信号の時刻に対応し、メモリ効果を反映している。
【００１６】
【数６】
2006279780.tif 000004
【００１７】
【特許文献１】特開２００３−１７４３３２号公報
【特許文献２】国際公開第００／７４２３２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
図１０、図１１に示した従来の方式の場合、増幅器が劣化した等の理由で増幅器の特性が大きく変化した場合、算出した係数が収束する方向ではなく、発散する方向となり安定した動作ができなくなってしまうという問題があった。
【００１９】
例えば、フィードバック信号にノイズが混入した場合や、歪み誤差があまりに小さい場合（増幅器のメモリ効果が非常に小さい場合等）、補償係数算出部はあたかも歪み誤差が存在するかのような係数を算出してしまうことがある。このような状況下では、係数が本来収束すべき数値から離れる方向へ更新されてしまう。
【００２０】
本発明は、算出した歪み補償更新係数を評価し、さらに該係数を更新に使用すべきか否か判定することにより、安定した動作を実現する歪み補償装置及び歪み補償方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の第１の歪み補償装置は、無線通信装置における増幅器の歪み特性に応じた多項式近似式を使用し、前記歪み特性と逆の歪み特性を前歪みとして送信信号に掛けることにより、送信信号に生じ得る歪みを補償する歪み補償装置であって、送信信号と該送信信号のフィードバック信号を比較し、該送信信号と該フィードバック信号の誤差が最小となるよう、前記多項式近似式の補償係数を算出する補償係数算出部と、少なくとも前記補償係数算出部により算出された前の補償係数と、新しく算出された補償係数を比較することにより、前の補償係数を新しく算出された補償係数に更新すべきか否かを判定する係数更新判定部と、前記係数更新判定部による判定結果に基づき、前記多項式近似式の補償係数を設定する係数設定部と、前記補償係数算出部により算出された補償係数を周波数変換し、変換された補償係数のレベルが所定の閾値より小さい場合、前記多項式近似式中の当該補償係数に対応した次数より大きな次数の補償係数を除外する算出次数判定部と、前記算出次数判定部の判定結果に基づき、前記多項式近似式を用いた畳み込み演算に使用される最大次数を制御する制御部と、を備える。
【００２２】
上述の構成においては、補償係数の算出後、補償係数の更新が行われるべきか否かが判定され、かつ、所定次数の補償係数が使用されるべきか否かが判定される。従って、発散した次数の利用を停止し、安定した補償係数のみが更新されるため、システムの安定動作が保証されることとなる。
【００２３】
本発明の第２の歪み補償装置は、無線通信装置における増幅器の歪み特性に応じた多項式近似式を使用し、前記歪み特性と逆の歪み特性を前歪みとして送信信号に掛けることにより、送信信号に生じ得る歪みを補償する歪み補償装置であって、送信信号と該送信信号のフィードバック信号を比較し、該送信信号と該フィードバック信号の誤差が最小となるよう、前記多項式近似式の補償係数を算出する補償係数算出部と、少なくとも前記補償係数算出部により算出された前の補償係数と、新しく算出された補償係数を比較することにより、前の補償係数を新しく算出された補償係数に更新すべきか否かを判定する係数更新判定部と、前記係数更新判定部による判定結果に基づき、前記多項式近似式の補償係数を設定する係数設定部と、を備える。
【００２４】
上述の構成においては、補償係数の算出後、補償係数の更新が行われるべきか否かが判定される。従って、システムの安定動作が保証されることとなる。
【００２５】
本発明の第３の歪み補償装置は、無線通信装置における増幅器の歪み特性に応じた多項式近似式を使用し、前記歪み特性と逆の歪み特性を前歪みとして送信信号に掛けることにより、送信信号に生じ得る歪みを補償する歪み補償装置であって、送信信号と該送信信号のフィードバック信号を比較し、該送信信号と該フィードバック信号の誤差が最小となるよう、前記多項式近似式の補償係数を算出する補償係数算出部と、前記補償係数算出部により算出された補償係数を周波数変換し、変換された補償係数のレベルが所定の閾値より小さい場合、前記多項式近似式中の当該補償係数に対応した次数より大きな次数の補償係数を除外する算出次数判定部と、前記算出次数判定部の判定結果に基づき、前記多項式近似式を用いた畳み込み演算に使用される最大次数を制御する制御部と、を備える。
【００２６】
上述の構成においては、補償係数の算出後、所定次数の補償係数が使用されるべきか否かが判定される。従って、システムの安定動作が保証されることとなる。
【００２７】
本発明の第４の歪み補償装置は、無線通信装置における増幅器の歪み特性に応じた多項式近似式を使用し、前記歪み特性と逆の歪み特性を前歪みとして送信信号に掛けることにより、送信信号に生じ得る歪みを補償する歪み補償装置であって、送信信号と該送信信号のフィードバック信号を比較し、該送信信号と該フィードバック信号の誤差が最小となるよう、前記多項式近似式の補償係数を算出する補償係数算出部と、少なくとも前記補償係数算出部により算出された前の補償係数と、新しく算出された補償係数を比較することにより、前の補償係数を新しく算出された補償係数に更新すべきか否かを判定する係数更新判定部と、前記補償係数算出部により算出された補償係数を周波数変換し、変換された補償係数のレベルが所定の閾値より小さい場合、前記多項式近似式中の当該補償係数に対応した次数より大きな次数の補償係数を除外する算出次数判定部と、前記係数更新判定部による判定結果に基づき前記多項式近似式の補償係数を設定するとともに、前記算出次数判定部により除外された補償係数を該多項式近似式から除外する係数設定部と、を備える。
【００２８】
上述の構成においては、補償係数の算出後、補償係数の更新が行われるべきか否かが判定され、かつ、所定次数の補償係数が使用されるべきか否かが判定される。従って、システムの安定動作が保証されることとなる。
【００２９】
前記係数更新判定部は、前記補償係数算出部で算出された補償係数を更新すべきか否かの判定を、以下の式（７）で算出される指標量Ｐｋを用いて行いうことができる。
【数７】
2006279780.tif 000005
ここで、ｋは奇数の前記多項式近似式の次数であり、ｑは畳み込み演算時の遅延量に相当する。
【００３０】
上述の構成において、前回算出したＰｐ１，Ｐｐ３，Ｐｐ５・・・Ｐｐｋと、今回算出したＰｎ１，Ｐｎ３，Ｐｎ５・・・と、所定の閾値Ｔ１１，Ｔ１３，Ｔ１５・・・Ｔ１ｋが以下の式（８）を満たし、
【数８】
2006279780.tif 000006
かつ今回算出したＰｎ１，Ｐｎ３，Ｐｎ５・・・と、所定の閾値Ｔ２１，Ｔ２３，Ｔ２５・・・Ｔ２ｋが以下の式（９）を満たすように構成することができる。
【数９】
2006279780.tif 000007
【００３１】
また、前記算出次数判定部は、以下の式（１０）を用いて除外される補償係数を決定し、
【数１０】
2006279780.tif 000008
ここでｗｈは任意の窓関数であり、Ｔ３１，Ｔ３３，Ｔ３５・・・Ｔ３ｋは所定の閾値であるように構成することができる。
【００３２】
歪み補償装置は、前記多項式近似式の各次数に対応した畳み込み演算部と係数テーブルを更に備えている。そして、前記係数設定部が、前記係数テーブルに保存された補償係数を設定するような構成、及び／または前記制御部が、畳み込み演算に際し畳み込み演算部の使用制御するような構成にすることができる。
【００３３】
上述の歪み補償装置と増幅器とを備えて無線通信装置が構成される。無線通信装置は、無線通信基地局装置や無線移動体通信装置等に適用される。
【００３４】
また、歪み補償方法及びこの歪み補償方法の各ステップを演算装置に実行させるためのプログラムも本発明に含まれる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、歪み補償装置、歪み補償方法において、歪み補償係数の更新判定を所定の条件に基づいて行うことにより、安定動作を容易に確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる無線通信装置（電力増幅装置）１００を示す。無線通信装置１００は、畳み込み演算部１１（１１ａ〜１１ｋ）と、ｋ乗係数テーブル１３（１３ａ〜１３ｋ）と、乗数計算部（１５ｂ〜１５ｋ）と、加算器１７と、Ｄ／Ａ変換器１９と、アップコンバータ２１と、増幅器２３と、方向性結合器２５と、発振器２７と、アンテナ２９と、ダウンコンバータ３１と、Ａ／Ｄ変換器３３と、遅延器３５と、補償係数算出部３７と、係数更新判定部３９と、係数設定部４１と、算出次数判定部４３と、制御部４５とから構成される。
【００３８】
尚、無線通信装置１００内において、畳み込み演算部１１（１１ａ〜１１ｋ）と、係数テーブル（１３ａ〜１３ｋ）と、乗数計算部（１５ｂ〜１５ｋ）と、補償係数算出部３７と、係数更新判定部３９と、係数設定部４１と、算出次数判定部４３と、制御部４５とが、本発明の歪み補償装置を構成する。もちろん係数テーブル１３、乗数計算部１５等、他の部材を含めて、歪み補償装置として把握してもよい。歪み補償装置は、無線通信装置１００における増幅器２３の持つ歪み特性に応じた多項式近似式を使用し、該尾歪み特性と逆の歪み特性を前歪みとして送信信号に掛けることにより、送信信号に生じ得る歪みを補償する装置である。
【００３９】
コンピュータ等の送信源から送出され、種々の情報信号（音声、映像、その他のデジタルデータ等）を含む送信信号（送信ベースバンド信号）ｘは、同相成分信号Ｉと直交成分信号Ｑを含み、以下の式（１１）で表わされる。ｎはｎ番目のサンプルであることを意味する。
【００４０】
【数１１】
2006279780.tif 000009
【００４１】
送信信号ｘは、畳み込み演算部１１ａと、その他の乗数計算部１５ｂ（３乗計算部），１５ｃ（５乗計算部），・・・１５ｋ（ｋ乗計算部）に送られる。各乗数計算部は以下の式（１２）によりｘのべき乗計算を行うものである。歪み補償の対象である増幅器２３の特性は、入力信号の奇数乗からなる多項式で近似できることが知られており、次数（乗数）ｋは奇数の自然数である（ｋ＝１，３，５・・・）。
【００４２】
【数１２】
2006279780.tif 000010
【００４３】
送信信号ｘ（ｘの１乗）は畳み込み演算部１１ａに入力され、送信信号ｘのｋ乗数は、畳み込み演算部（１１ｂ〜１１ｋ）に入力される。畳み込み演算部１１では、ｋ乗係数テーブル（べき乗係数テーブル）１３に保存してある係数で、次数毎に畳み込み演算を行う。畳み込み演算部１１のブロック図を図２に示す。畳み込み演算部１１において、左から右への流れは時間軸の方向に対応し、同一次数の各ｘにおいて、時間軸の存在が考慮されている。これは、時間を要素とする増幅器のメモリ効果を考慮したためである。畳み込み演算部１１は、遅延ブロックＺ−１と乗数ａｋｑをもつ乗算器との組み合わせからなるタップを加算器にて結合したデジタルフィルタにより構成される。
【００４４】
ｋ乗係数テーブルは、増幅器２３の歪み特性の逆特性になるような歪み補償係数（ａｋｑ）が次数ｋ毎に、かつ各ｋにおいて、遅延時間ｑ毎に保存されている。すなわち、各ｋ乗係数テーブルの集合体は、次数ｋと遅延時間ｑのマトリックスを埋めるような歪み補償係数を含むこととなる。ｋ次の項の畳み込み演算後出力は以下の式（１３）のようになる。Ｑは畳み込み演算時の最大遅延（遅延ブロックＺ−１の数）である。
【００４５】
【数１３】
2006279780.tif 000011
【００４６】
加算器１７は、各畳み込み演算部から出力された上述の出力を加算する。加算には以下の式（１４）が用いられる (ｋは奇数の自然数)。ここで、Ｋは最大次数である。すなわち、別の見方をすると、各ｋ乗係数テーブルの集合体は、次数ｋ（１〜Ｋ）と遅延時間ｑ（０，１，２，・・・，Ｑ）のマトリックスを埋めるような歪み補償係数（ａｋｑ）を含むこととなる。この計算により、前歪みを加えられた信号ｚ（ｎ）が求められる。
【００４７】
【数１４】
2006279780.tif 000012
【００４８】
Ｄ／Ａ変換器１９は、前歪みにより得られた出力ｚ（ｎ）をアナログ信号に変換する。アップコンバータ２１は、このアナログ信号と、発振器３９により生成された送信波としての周波数をもつ搬送波からなる局部発振信号をミキシングして、無線周波数への周波数変換を行う。
【００４９】
増幅器２３は、アップコンバータ２１から出力された周波数変換信号を電力増幅する。増幅された信号は、方向性結合器（または分配器）２５により２つの信号に分配され、一つの信号（フォワード側）はアンテナ２９により電波として放出される。
【００５０】
方向性結合器２５によりアンテナ２９から放出されずに分配された信号は、フィードバック信号として使用される。フィードバック信号は歪み補償係数を更新する際に使用される。
【００５１】
ダウンコンバータ３１は、無線周波数のフィードバック信号を、中間周波数帯又はベースバンド帯にダウンコンバートするものである。Ａ／Ｄ変換器はアナログ信号をデジタル信号に戻す。
【００５２】
補償係数算出部３７では、送信信号とフィードバック信号の誤差が最小になるよう、振幅歪み補償係数を決定する。歪み補償係数を算出する方法は、最小二乗法（ＬＭＳ）、指数重み付き逐次最小二乗法（ＲＬＳ）などがある。方法の詳細は、特開平９−６９７３３号公報、国際公開００／７４２３２等に紹介されている。
【００５３】
遅延器３５は、前述の入力送信信号から電力を計算し、歪み補償係数を補償係数算出部３７でテーブル引きする際、遅延時間分送信源からの送信信号を遅らせて、元の送信信号とフィードバック信号のタイミングを合わせるものである。
【００５４】
係数更新判定部３９は、補償係数算出部３７で算出された歪み補償係数を更新すべきか否かの判定を行う。算出した係数が更新されるべきか否かを判定するためには、各次数ｋの係数に基づき、以下の式（１５）にて次数ｋ毎に算出される指標量Ｐｋを用いる（ｋ＝１，３，５・・・）。
【００５５】
【数１５】
2006279780.tif 000013
【００５６】
Ｐｋは、歪み補償係数の時間軸上の合計である。Ｐｋが所定の条件を満たした場合はその係数を有効と判定する。例えば、以下の条件を満たした場合、その係数は有効であるとしｋ乗係数テーブル１３の更新を行う。
【００５７】
（１）条件１
前回算出したＰｐ１，Ｐｐ３，Ｐｐ５・・・Ｐｐｋと、今回算出したＰｎ１，Ｐｎ３，Ｐｎ５・・・の各差分が、所定の閾値Ｔ１１，Ｔ１３，Ｔ１５・・・Ｔ１ｋ以下であること（式（１６）参照）。
【００５８】
【数１６】
2006279780.tif 000014
【００５９】
（１）条件２
今回算出したＰｎ１，Ｐｎ３，Ｐｎ５・・・の大きさが、所定の閾値Ｔ２１，Ｔ２３，Ｔ２５・・・Ｔ２ｋ以下であること（式（１７）参照）。
【００６０】
【数１７】
2006279780.tif 000015
【００６１】
条件１が満たされる時は、係数が前回の値よりかけ離れておらず、また、係数が収束しているため、システムが安定動作していると判断できる。一つの次数でも条件１及び条件２を満たしていない場合は、系に問題があるか、係数の算出に問題があるとして、その係数は無効と判定する。
【００６２】
係数更新判定部３９で判定した判定結果がいずれも有効であった場合、係数設定部４１は各係数テーブル１３の更新を行う。
【００６３】
次に、算出次数判定部４３は、歪み補償係数の算出にあたり、多項式を何次の項まで算出すれば良いかの判定を行う。増幅器２３の歪みは３次歪み、５次歪み・・・Ｋ次歪みと奇数の次数に起因することが知られているが、何次の係数まで算出すれば良いかという問題がある。算出次数判定部４３では、算出した係数を周波数変換し、そのレベルがある閾値より小さいかどうかを判定する。小さいものが検出された場合は、その次数の係数を演算から除外する処理を行う。 条件式は以下の式（１８）様に表わされる。
【００６４】
【数１８】
2006279780.tif 000016
【００６５】
ｗｈは任意の窓関数である。上述の式を用いて、周波数領域の帯域内のレベルが所定の閾値Ｔ３１，Ｔ３３，Ｔ３５・・・Ｔ３ｋ以上であるかどうかを調べる。条件を満たさないものがある場合、条件を満たさない最小のKｆを求め，最小のKｆ以降は補償係数としては使用しない。その前までの閾値を超えたものを最大次数Kｐとする。K次まで比較していき、全ての次数で条件を満たした場合はKｐ＝Ｋとする。最大次数Kｐの設定方法は、例えば次の２パターンが考えられる。
【００６６】
（１）パターン１
最大次数を補償係数算出部４３に設定し、次の算出からはKｐ次までとする。また制御部４５が、それに合わせて各畳み込み演算部１１を制御し、Kｆ次以降の畳み込み演算は行わないようにする。特性が変わった場合に追従するため、定期的にK次まで算出し、判定を行う。なお、判定時に算出した係数では更新を行わない。
【００６７】
（２）パターン２
常に係数算出をK次まで行い、Kｐ≠Kの時は、その最大次数Kｐまで使用し算出をし直す。制御部４５はKｐ≠Kの時は畳み込み演算を止める。
【００６８】
本実施形態では、補償係数算出部３７による新しい補償係数の算出後、係数更新判定部３９にて係数の更新が行われるべきか否かが判定される。更新に用いられるべき新しい係数が適切なものか否かが係数更新判定部３９によって予め判定され、不適切な係数は更新に用いられない。従って、システムの安定動作が保証されることとなる。
【００６９】
更に本実施形態では、算出次数判定部４３にて畳み込み演算に使用される多項式の最大次数が決定され、制御部４５がその最大次数まで畳み込み演算を行うよう、各畳み込み演算部１１を制御する。すなわち、補償係数算出部３７による新しい補償係数の算出後、算出次数判定部４３にて所定次数の係数が使用されるべきか否かが判定される。この際、窓関数で決定された周波数領域の所定帯域内のレベルがあまりに小さい係数に対応した次数は使用されない。従って、システムの安定動作が保証されることとなる。
【００７０】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態にかかる無線通信装置１０１を示す。この実施形態では、図１の無線通信装置１００と異なり、算出次数判定部４３、制御部４５は設けられていない。すなわち、上述における係数更新判定は行われるが、最大次数の決定は行われない。このような実施形態であっても、システムの安定動作を達成することができる。
【００７１】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態にかかる無線通信装置１０２を示す。この実施形態では、図１の無線通信装置１００と異なり、係数更新判定部３９と係数設定部４１は設けられていない。すなわち、上述における最大次数の決定は行われるが、係数更新判定は行われない。このような実施形態であっても、システムの安定動作を達成することができる。第１の実施形態は第２の実施形態と第３の実施形態を組み合わせたものである。
【００７２】
（第４の実施形態）
図５は、本発明の第４の実施形態にかかる無線通信装置１０３を示す。無線通信装置１０３では、図１の無線通信装置１００と異なり、制御部４５は設けられていない。すなわち、算出次数判定部４３において最大次数の決定はなされるが、各畳み込み演算部の演算における最大次数の設定を行うことはせず、係数設定部４１に最大次数が入力される。そして、係数設定部４１は、係数更新判定部３９による係数更新判定の結果のみならず、算出次数判定部４３による最大次数をも考慮する。従って、係数設定部４１は、所定係数の更新とともに、所定の次数係数を除外することも行う。このような実施形態であっても、システムの安定動作を達成することができる。この実施形態は第１の実施形態の変形例である。
【００７３】
本発明においては、プリディストーション方式の歪み補償装置において、増幅器２３で増幅した信号をフィードバック信号として検出し、当該フィードバック信号と送信信号から補償係数が算出される。この作用に加え、係数の更新判定及び／または使用最大次数の判定が行われる。
【００７４】
すなわち、無条件に歪み補償係数の更新を行う場合、係数の発散を招くことがあり、システムの動作が不安定なものとなることがある。しかしながら、本発明の様に所定の要件に基づいて補償係数の更新をするか否か判定することにより、不必要な係数の更新を排除することが可能となり、システムの安定動作を容易に保証することができる。
【００７５】
上述の実施形態の無線通信装置、電力増幅装置は、無線通信基地局装置として使用され得る。当該無線通信基地局装置は、例えば携帯電話の基地局等に設置される。また、無線通信装置は、無線移動体通信装置としても使用され得る。無線移動体通信装置の例は、携帯電話に代表される携帯無線機である。
【００７６】
本発明の歪み補償方法は、処理判定部などに組み込まれたＣＰＵ、ＤＳＰ等の演算処理装置に所定の手順を実行させるプログラムによって実行可能である。このプログラムは、歪み補償装置の内外に設けられたメモリその他の記録媒体の形式で保存される。
【００７７】
以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明によれば、歪み補償係数の更新判定を所定の条件に基づいて行うことにより、安定した動作を容易に確保することの可能な歪み補償装置、歪み補償方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる無線通信装置のブロック図。
【図２】畳み込み演算部の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の第２の実施形態にかかる無線通信装置のブロック図。
【図４】本発明の第３の実施形態にかかる無線通信装置のブロック図。
【図５】本発明の第４の実施形態にかかる無線通信装置のブロック図。
【図６】前歪み補償が無い場合の増幅結果を示す図。
【図７】前歪み補償部を設けて歪み補償した場合の増幅結果を示す図。
【図８】アンテナ出力信号の位相が回転する概念を示す図。
【図９】歪み補償した場合としない場合の周波数スペクトラムを示す図。
【図１０】プリディストーション方式を用いる無線通信装置のブロック図。
【図１１】プリディストーション方式を用いる無線通信装置のブロック図。
【符号の説明】
【００８０】
１１      畳み込み演算部
１３      係数テーブル
１５      乗数計算部
１７      加算部
１９      Ｄ／Ａ変換器
２１      アップコンバータ
２３      増幅器
２５      方向性結合器
２７      発振器
２９      アンテナ
３１      ダウンコンバータ
３３      Ａ／Ｄ変換器
３５      遅延器
３７      補償係数算出部
３９      係数更新判定部
４１      係数設定部
４３      算出次数判定部
４５      制御部
１００    無線通信装置
１０１    無線通信装置
１０２    無線通信装置
１０３    無線通信装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006279780.tif 000024
【図５】
2006279780.tif 000025
【図６】
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【図７】
2006279780.tif 000027
【図８】
2006279780.tif 000028
【図９】
2006279780.tif 000029
【図１０】
2006279780.tif 000030
【図１１】
2006279780.tif 000031