(57)【要約】    【課題】      フレーム内のシンボルについて一括して回線推定を行うシステムにおいても補償効果が劣化しない非線形歪等化システムを提供すること。    【解決手段】  シンボル選択回路１０９が１フレーム内の受信信号のうちパイロットシンボルとデータシンボルとを分離し、初期値算出回路１２２が制御情報検出回路１２３から得られた制御情報を元にパイロットシンボルに対して非線形歪を初期状態から補償する初期非線形歪補償係数を算出する。伝送路特性算出回路１１５が算出された初期非線形歪補償係数で非線形歪を補償した後の信号を用いて回線推定値を算出する。非線形歪等化回路１１０が回線推定値と初期非線形歪補償係数を初期値としてデータシンボルに対して非線形歪補償係数を逐次更新する。  【選択図】      図１
2006295766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信系または受信系で発生する非線形歪を受信側で補償する非線形歪等化システムであって、
１フレーム内の受信信号のうちパイロットシンボルとデータシンボルを分離するシンボル選択回路と、
制御情報を検出するための制御情報検出回路と、
前記制御情報検出回路から得られた情報を元に前記パイロットシンボルに対して非線形歪を初期状態から補償するための初期非線形歪補償係数を算出する初期値算出回路と、
前記初期値算出回路で算出された初期非線形歪補償係数で非線形歪を補償した後の信号を用いて回線推定値を算出する伝送路特性算出回路を有し、前記回線推定値と前記初期非線形歪補償係数を初期値としてデータシンボルに対して非線形歪補償係数を逐次更新していく非線形歪等化回路と、
を備えたことを特徴とする非線形歪等化システム。
【請求項２】
前記制御情報は、送信側から送られた情報を元に生成されることを特徴とする請求項１に記載の非線形歪等化システム。
【請求項３】
前記制御情報は、送信側アンプの出力電力情報であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非線形歪等化システム。
【請求項４】
前記制御情報は、送信側装置を特定する情報を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の非線形歪等化システム。
【請求項５】
前記制御情報は、送信系の動作モードを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の非線形歪等化システム。
【請求項６】
前記制御情報は、少なくともＡＧＣまたは温度情報の受信系から得られる情報を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の非線形歪等化システム。
【請求項７】
前記初期値算出回路は、前記初期非線形歪補償係数とステップサイズパラメータを出力することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の非線形歪等化システム。
【請求項８】
前記初期値算出回路は、過去に歪補償を行った際の最後の値を次の初期非線形歪補償係数として記憶させる機能を有することを特徴とする請求項第１乃至請求項７のいずれかに記載の非線形歪等化システム。
【請求項９】
前記初期値算出回路は、送信側装置を特定する情報ごとに最終更新係数を保存できる機能を有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の非線形歪等化システム。
【請求項１０】
前記初期値算出回路において対象となる送信側装置の情報がない場合は、あらかじめ設定された平均的な非線形補償係数を使用することを特徴とする請求項９に記載の非線形歪等化システム。
【請求項１１】
前記非線形歪等化回路は、前記パイロットシンボルの非線形歪を更新する際に、あらかじめ設定された初期非線形歪補償係数を元にパイロットシンボルだけ非線形歪を逐次更新し、更新終了後に遅延回路に蓄積されているデータをリセットした後、データシンボルに対して非線形歪補償係数を逐次更新していくことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の非線形歪等化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレーム単位で回線推定を行う通信方式における非線形歪等化システムに関し、特に、移動体通信などのデジタル無線伝送システムおいて送信系あるいは受信系で発生する非線形歪を受信側で補償する非線形歪等化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フレーム単位で回線推定を行う通信方式の非線形歪等化システムとして、同期キャリア変調されたＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）ベースバンド信号をＮ次関数変換特性（Ｎ＞１）によって変換する非線形歪補償用複素信号変換回路と、その非線形歪補償用複素信号変換回路の出力をＦＦＴ（Fast 
Fourie Transform：高速フーリエ変換）するＦＦＴ回路と、そのＦＦＴ回路の出力の同期復調を行う同期復調回路と、その同期復調回路の出力と理想受信点との誤差を算出する誤差算出回路と、誤差算出回路の出力する誤差信号を用いて、非線形歪補償用複素信号変換回路の特性を決定する係数を更新する非線形歪補償用係数更新回路とを備えた構成のものが知られている。この非線形歪等化システムの構成によれば、複素信号中の非線形歪を補償することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２５８６８５号公報（第１１６頁、図５７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記の特許文献１に記載された非線形歪等化システムは、一括して回線推定及び復調処理を行うようなシステムに用いる場合は、次の図に示すような問題が生じる。図１３は、従来の非線形歪等化システムを用いた場合に生じる不利となるフレーム構成図である。また、図１４は、従来の非線形歪等化システムにおける課題を説明するための構成図である。さらに、図１５は、従来の非線形歪等化システムにおけるＯＦＤＭシンボル数に対するＢＥＲ（Bit Error Rate：ビット誤り率）特性を示す図である。すなわち、前記従来の非線形歪等化システムは、図１３に示すように、フレーム単位でパイロットシンボルを平均化あるいは重み付け加算平均等、一括して回線推定及び復調処理を行うようなシステムに用いる場合は、回線推定値を算出するために必要な１フレームに相当の時間、非線形歪補償係数の算出を遅延させる必要がある。
【０００４】
図１４において、非線形歪補償用複素信号変換回路１１は、入力信号x(n)を複素３乗してx3(n)を生成し、その信号とＬＭＳ回路２１から算出された係数a3(n)とを乗じて入力信号と加えることにより歪を補償した信号x(n)+a3(n)x3(n)すなわちy(n)を生成する。ＦＦＴ回路１２は、ＦＦＴ処理を行うことにより信号y(n)をＯＦＤＭ復調する。伝送路特性算出回路１３は、パイロット信号などから伝送路特性を算出する。除算器１４は、ＦＦＴ回路１２の出力信号を伝送路特性で除すことにより伝送路歪を補償し、複素信号q(n)に復調する。誤差算出回路１５は、q(n)から最も距離の近い判別点d(n)とq(n)の誤差e(n)を算出し、d(n)は誤り訂正部に判定データとして送られる。
【０００５】
一方、複素３乗回路１６は、入力x(n)を複素３乗して信号x3(n)を生成し、ＦＦＴ回路１７は、ＦＦＴ処理を行うことにより複素３乗回路１６の出力信号をＯＦＤＭ復調する。除算器１８は、ＦＦＴ回路１７の出力信号を伝送路特性で除すことによりレプリカ信号を復調する。上記e(n)とレプリカ信号は元となる入力信号x(n)のタイミングが同じになるようにそれぞれ誤差算出側遅延回路１９、レプリア側遅延回路２０でタイミングを調整されてＬＭＳ回路２１に入力される。ＬＭＳ回路２１は、これらの信号からＬＭＳアルゴリズムに基づいて前記係数a3(n)を算出する。
【０００６】
さらに詳しく説明すると、図１５に示すような、線形歪が無い状態における遅延ＯＦＤＭシンボル数に対するＢＥＲの劣化例を示していたシミュレーション結果を示す特性図（つまり、１６ＱＡＭ、Ｃ／Ｎ＝１７ｄＢ、Ｂａｃｋ  Ｏｆｆ＝７ｄＢ、ＦＦＴサンプル１０１．２５ＭＨｚの静特性）のように、１フレームにおけるＯＦＤＭシンボル数が５４シンボルとすると、ビット誤り率が３倍に増加していることが分かる。このように、遅延時間が増加する程、係数更新処理における逐次性が低下するために歪補償効果が低下するという不具合が生じる。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、特許文献１に示すような非線形歪等化システムを１フレーム単位で一括して回線推定及び復調処理を行うようなシステムに用いる場合においても、受信非線形歪補償が十分な補償効果を得ることができるような非線形歪等化システム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】
本発明の非線形歪等化システムは、送信系または受信系で発生する非線形歪を受信側で補償する非線形歪等化システムであって、１フレーム内の受信信号のうちパイロットシンボルとデータシンボルを分離するシンボル選択回路と、制御情報を検出するための制御情報検出回路と、制御情報検出回路から得られた情報を元にパイロットシンボルに対して非線形歪を初期状態から補償するための初期非線形歪補償係数を算出する初期値算出回路と、初期値算出回路で算出された初期非線形歪補償係数で非線形歪を補償した後の信号を用いて回線推定値を算出する伝送路特性算出回路を有し、回線推定値と初期非線形歪補償係数を初期値としてデータシンボルに対して非線形歪補償係数を逐次更新していく非線形歪等化回路とを備えた構成を採っている。このような構成によれば、一括して回線推定を行うシステムにおいてもＯＦＤＭシンボル単位で非線形歪を補償することが可能となるため十分な歪補償効果が得られる。
【０００９】
また、本発明の非線形歪等化システムは、前記発明の構成において、制御情報は送信側から送られた情報を元に生成される構成を採っている。このような構成によれば、送信側の動作条件の違いによる初期非線形歪補償係数の変化を早急にパイロットシンボルの非線形歪補償に反映することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の非線形歪等化システムは、前記発明の構成において、制御情報は送信側アンプの出力電力情報である構成を採っている。このような構成によれば、送信系アンプの動作条件に合わせた初期非線形歪補償係数を算出することができるため、送信側のアンプ特性の変化による初期非線形歪補償係数の変化を早急にパイロットシンボルの非線形歪補償に反映することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の非線形歪等化システムは、前記発明の構成において、制御情報は送信側装置を特定する情報を含む構成を採っている。このような構成によれば、基地局、あるいは端末ごとにばらつきのある非線形特性の偏差に合わせた初期非線形歪補償係数を算出することができるため、送信側のアンプ特性の変化による初期非線形歪補償係数の変化を早急にパイロットシンボルの非線形歪補償に反映することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の非線形歪等化システムは、前記発明の構成において、制御情報は送信系の動作モードを含む構成を採っている。このような構成によれば、送信系が、どの電力モードであるかだけを受信系に送信するだけであるため必要最低限のサイド情報だけで本発明の非線形歪等化システムを実現することができる。
【００１３】
また、本発明の非線形歪等化システムは、前記発明の構成において、制御情報はＡＧＣや温度情報等の受信系から得られる情報を含む構成を採っている。このような構成によれば、受信系で発生した非線形歪に対しても初期非線形歪補償係数を算出することができるため、受信系アンプの非線形特性の変化を早急にパイロットシンボルの非線形歪補償に反映することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の非線形歪等化システムは、前記発明の構成において、初期値算出回路では初期非線形歪補償係数とステップサイズパラメータを出力する構成を採っている。このような構成によれば、送信系、あるいは受信系の動作点に対して最適な更新時間と残留誤差に基づいた係数更新が可能となる。
【００１５】
また、本発明の非線形歪等化システムは、前記発明の構成において、初期値算出回路では過去に歪補償を行った際の最後の値を次の初期非線形歪補償係数として記憶させる機能を持たせた構成を採っている。このような構成によれば、送信系からのサイド情報なしに初期非線形歪補償係数を算出することが可能となるため、処理時間の短縮化と必要なステップ数の削減を行うことが可能となる。
【００１６】
また、本発明の非線形歪等化システムは、前記発明の構成において、初期値算出回路では送信側装置を特定する情報ごとに最終更新係数を保存できる機能を持たせた構成を採っている。このような構成によれば、基地局、あるいは端末ごとにばらつきのある非線形特性の偏差に合わせた初期非線形歪補償係数を早急に算出することができる。
【００１７】
また、本発明の非線形歪等化システムは、前記発明の構成において、初期値算出回路において対象となる送信側装置の情報がない場合はあらかじめ設定された平均的な非線形補償係数を使用する構成を採っている。このような構成によれば、基地局や移動局ごとの係数更新情報保存用のメモリを削減することができる。
【００１８】
また、本発明の非線形歪等化システムは、前記各発明の構成において、パイロットシンボルの非線形歪を更新する際にあらかじめ設定された初期非線形歪補償係数を元にパイロットシンボルだけ非線形歪を逐次更新し、更新終了後に遅延回路に蓄積されているデータをリセットした後、データシンボルに対して非線形歪補償係数を逐次更新していく非線形歪等化回路を備えた構成を採っている。このような構成によれば、パイロットシンボルの非線形歪更新時における補償精度が向上するとともにデータシンボルの補償時においてより精度の高い非線形歪補償を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の非線形歪等化システムによれば、パイロットシンボルを平均化あるいは重み付け加算平均など、一括して回線推定を行うシステムにおいてもＯＦＤＭシンボル単位で非線形歪を補償することが可能となるため、処理遅延時間が最小となり十分な歪補償効果が得られる。また、送信側の動作条件の違いによる初期非線形歪補償係数の変化を早急にパイロットシンボルの非線形歪補償に反映することが可能となる。さらに、送信系アンプの動作条件に合わせた初期非線形歪補償係数を算出することができるため、送信側のアンプ特性の変化による初期非線形歪補償係数の変化を早急にパイロットシンボルの非線形歪補償に反映することが可能となる。
【００２０】
また、本発明の非線形歪等化システムによれば、基地局、あるいは端末ごとにばらつきのある非線形特性の偏差に合わせた初期非線形歪補償係数を算出することができるため、送信側のアンプ特性の変化による初期非線形歪補償係数の変化を早急にパイロットシンボルの非線形歪補償に反映することが可能となる。さらに、送信系が、どの電力モードであるかだけを受信系に送信するだけであるため必要最低限のサイド情報だけで本発明の非線形歪等化システムを実現することができる。
【００２１】
また、本発明の非線形歪等化システムによれば、受信系で発生した非線形歪に対しても初期非線形歪補償係数を算出することができるため、受信系アンプの非線形特性の変化を早急にパイロットシンボルの非線形歪補償に反映することが可能となる。さらに、送信系、あるいは受信系の動作点に対して最適な更新時間と残留誤差に基づいた係数更新が可能となる。また、送信系からのサイド情報なしに初期非線形歪補償係数を算出することが可能となるため、処理時間の短縮化と必要なステップ数の削減を行うことが可能となる。
【００２２】
また、本発明の非線形歪等化システムによれば、基地局、あるいは端末ごとにばらつきのある非線形特性の偏差に合わせた初期非線形歪補償係数を早急に算出することができる。さらに、基地局や移動局ごとの係数更新情報保存用のメモリを削減することができる。また、パイロットシンボルの非線形歪更新時における補償精度が向上するとともにデータシンボルの補償時においてより精度の高い非線形歪補償を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
《発明の概要》
本発明の非線形歪等化システムは、１フレーム内の受信信号のうちパイロットシンボルとデータシンボルとを分離し、制御情報に基づいてパイロットシンボルに対して非線形歪を初期状態から補償するための初期非線形歪補償係数を算出する。さらに、算出された初期非線形歪補償係数によって非線形歪を補償した後の信号を用いて回線推定値を算出する。そして、算出された回線推定値と初期非線形歪補償係数を初期値として、データシンボルに対して非線形歪補償係数を逐次更新していく。これによって、一括して回線推定を行うシステムにおいてもＯＦＤＭシンボル単位で非線形歪を補償することができるため、十分な歪補償効果が得られる。
【００２４】
以下、図面を用いて、本発明における非線形歪等化システムの実施の形態の幾つかを詳細に説明する。尚、各実施の形態に用いる図面において、同一の構成要素は同一の符号を付し、かつ重複する説明は可能な限り省略する。
【００２５】
《実施の形態１》
図１は、本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの構成を示すブロック図である。図１に示す非線形歪等化システムは、送信ベースバンド（ＢＢ）系１０１と、非線形増幅器１０３及び送信アンテナ１０４を備える送信ＲＦ系１０２と、受信アンテナ１０５を備える受信ＲＦ系１０６と、受信ベースバンド系１０７とを備えた構成とになっている。このような構成によって、送信ベースバンド系１０１で生成された変調信号は、送信ＲＦ系１０２内にある非線形増幅器１０３で増幅されて送信アンテナ１０４から送信され、受信側においては受信アンテナ１０５で信号が受信され、受信ＲＦ系１０６を経由して受信ベースバンド（ＢＢ）系１０７へ送信されるようになっている。
【００２６】
また、受信ベースバンド系１０７は、Ａ／Ｄ変換回路１０８と、シンボル選択回路１０９と、非線形歪等化回路１１０と、初期値算出回路１２２と、制御情報検出回路１２３とを備えた構成となっている。
【００２７】
さらに、非線形歪等化回路１１０は、複素３乗回路１１１と乗算器及び加算器を含む非線形歪補償用複素信号変換回路１１２と、ＯＦＤＭ復調用のＦＦＴ回路１１３と、３次歪レプリカ復調用のＦＦＴ回路１１４と、伝送路特性算出回路１１５と除算器を含む回線補償回路１１６と、スライサ１１７と加算器を含む誤差算出回路１１８と、ＬＭＳ回路１１９と、レプリカ側遅延回路１２０と、誤差算出側遅延回路１２１とを備えた構成になっている。なお、誤り訂正部以降の処理は、本発明の実施の形態１の非線形歪等化システムにおいては係わらない部分であるためここでは説明を省略する。
【００２８】
つまり、本発明の非線形歪等化システムを実現するためには、少なくとも、１フレーム内の受信信号のうちパイロットシンボルとデータシンボルを分離するシンボル選択回路１０９と、制御情報を検出するための制御情報検出回路１２３と、制御情報検出回路１２３から得られた制御情報を元にパイロットシンボルに対して非線形歪を初期状態から補償するための初期非線形歪補償係数を算出する初期値算出回路１２２と、初期値算出回路１２２で算出された初期非線形歪補償係数で非線形歪を補償した後の信号を用いて回線推定値を算出する伝送路特性算出回路１１５を有し、回線推定値と初期非線形歪補償係数を初期値としてデータシンボルに対して非線形歪補償係数を逐次更新していく非線形歪等化回路１１０とを備える必要がある。
【００２９】
図２は、本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの動作を説明するためのフレーム処理の概略図である。ここでは、一例として、サブキャリア数１０２４本、１フレームにおけるＯＦＤＭシンボル数を５４個、そのうちパイロットシンボル４個、データシンボル５０個とし、パイロットシンボルはフレームの最初と最後に１個ずつと中間に２個、すなわち１、２７、２８、５４個目に配置したフレーム構成とする。
【００３０】
また、本フレームにおける回線推定値は４パイロットシンボルの受信平均値から算出する方式とする。図２において、２０１はデータシンボル、２０２はパイロットシンボル、２０３は周波数方向（サブキャリア）方向、２０４は時間（ＯＦＤＭシンボル）方向、２０５は１フレーム長、２０６は入力データからパイロットシンボルのみを抽出した系列、２０７は初期非線形歪補償処理、２０８は初期非線形歪補償された後のパイロットシンボル系列、２０９はＦＦＴ及び伝送路特性算出処理、２１０は回線推定値、２１１は入力データからデータシンボルのみを抽出した系列、２１２は逐次非線形歪補償処理、２１３は逐次非線形歪補償された後のデータシンボル系列である。
【００３１】
以下、図１及び図２を用いて実施の形態１における非線形歪等化システムの動作及び作用・効果について説明する。送信ベースバンド系１０１で生成された信号は送信ＲＦ系１０２に送られ、所望の無線周波数への変換、フィルタリング、及び増幅等が行われる。ここで、増幅の際に非線形増幅器１０３によって非線形歪が加えられる。この信号は送信アンテナ１０４を介して受信系へ送信される。受信側では受信アンテナ１０５から信号を受信し、受信ＲＦ系１０６で所望の増幅、フィルタリング、ミキシング、及び直交復調が行われ、その信号は受信ベースバンド系１０７に送られる。
【００３２】
受信ベースバンド系１０７において、信号はＡ／Ｄ変換回路１０８でデジタルサンプル値ｘ（ｎ）に変換される。デジタルサンプル値ｘ（ｎ）は、図２に示すように、１フレーム長２０５の中に時間（ＯＦＤＭシンボル）方向２０４に５４ＯＦＤＭシンボルの信号が配置されている。また、各ＯＦＤＭシンボルにおいては、周波数（サブキャリア）方向２０３に１０２４本のサブキャリアが配置されている。さらに、図２に示すように、パイロットシンボル２０２は、フレームの最初と最後に１個ずつと中間に２個、すなわち１、２７、２８、５４個目に配置されたフレーム構成で表わされる。ただし、このフレーム内の信号は送信側と受信側との間の伝送間に生じたフェージング等の線形歪と、非線形増幅器１０３によって加えられた非線形歪とが混在した状態となっている。
【００３３】
本発明の実施の形態１において、受信系では１フレームごとに一括処理を行うことを前提としているため、一度に１フレーム全てのデータをシンボル選択回路１０９に取り込む。シンボル選択回路１０９は、１フレームのデータをパイロットシンボル２０２とデータシンボル２０１に分割し、まず、入力データからパイロットシンボルのみを抽出した系列２０６を生成する。
【００３４】
次に、この系列（つまり、入力データからパイロットシンボルのみを抽出した系列）２０６を非線形歪補償用複素信号変換回路１１２に入力する。すると、非線形歪補償用複素信号変換回路１１２は、入力信号ｘ（ｎ）を２分岐して、一方を複素３乗回路１１１を通して３次歪レプリカ信号｜ｘ２（ｎ）｜ｘ（ｎ）（以後ｘ３（ｎ）と定義する）を生成し、さらに、３次歪レプリカ信号ｘ３（ｎ）にＬＭＳ回路１１９から生成された３次歪補償用複素係数ａ３（ｎ）と乗じた信号ａ３（ｎ）・ｘ３（ｎ）を最初に分岐したもう一方の入力信号に加算することにより、入力信号ｘ（ｎ）に混在する３次歪成分を補償する。
【００３５】
ここで、入力データからパイロットシンボルのみを抽出した系列２０６の非線形歪を補償するときの３次歪補償用複素係数ａ３（ｎ）の値は制御情報検出回路１２３から得られる情報を元に初期値算出回路１２２で決定される。ここで生成された３次歪補償用複素係数ａ３（ｎ）を初期非線形歪補償係数ａ３（０）と定義し、入力データからパイロットシンボルのみを抽出した系列２０６全てに対して初期非線形歪補償処理２０７を行い、初期非線形歪補償された後のパイロットシンボル系列２０８を生成する。
【００３６】
すなわち、上記の処理（つまり、初期非線形歪補償）は、入力をｘ（ｎ）、出力をｙ（ｎ）、ａ３（０）を初期非線形歪補償係数、ｎをＦＦＴサンプル番号とすると、次の式（１）で表わされる。なお、この式（１）は本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの動作を説明する初期非線形歪補償の計算式を示している。
ｙ（ｎ）＝ｘ（ｎ）＋ａ３（０）ｘ３（ｎ）                            （１）
【００３７】
次に、ＯＦＤＭ復調用のＦＦＴ回路１１３及び伝送路特性算出回路１１５でＦＦＴ及び伝送路特性算出処理２０９を行うことで、非線形歪の大部分を除いた状態で現在のフレームにおける回線推定値２１０を算出することができる。ここまでの処理で使用される初期非線形歪補償係数ａ３（０）は、送信側の非線形増幅器１０３の平均動作点に最も依存するためにフェージングや受信電力による差異は大幅には見られない。よって、送信側の非線形増幅器１０３の動作点情報があれば、ある程度の初期値を予測することが可能であるため、ａ３（０）を用いて入力データからパイロットシンボルのみを抽出した系列２０６の非線形歪を補償することにより、その後のＯＦＤＭ復調用のＦＦＴ回路１１３及び伝送路特性算出回路１１５で行われる処理を精度よく行うことが可能となる。
【００３８】
ここで、初期値算出回路１２２及び制御情報検出回路１２３について説明を行う。制御情報検出回路１２３は、送信系／受信系からトレーニング動作時あるいは低レートチャネルのデータから、所望の動作情報を取り出す機能を有する。また、前述の通り、初期値算出回路１２２は、制御情報検出回路１２３からの情報を元に初期非線形歪補償係数ａ３（０）を出力する回路であるため、図３に示すように、制御情報を入力とし、初期非線形歪補償係数ａ３（０）を出力としたテーブル回路と考えることができる。なお、図３は、本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの動作を説明するためのアンプ出力レベルを元にしたテーブルを示す図である。すなわち、制御情報の種類としては、例えば、図３のように、送信系の非線形増幅器１０３の後段に置かれた検波回路の出力電圧を元に生成したアンプの出力電力情報がある。
【００３９】
また、送信系において複数の動作モード（例えば、大電力モード、小電力モード、可変変調など）がある場合には、図４に示すように動作モード情報のテーブルなどを用いてもよい。なお、図４は、本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの動作を説明するための送信系の動作モードを元にしたテーブルを示す図である。
【００４０】
あるいは、非線形増幅器１０３の非線形歪特性がばらつきの大きいシステムであれば、図５に示すようにスクランブリングコード等を元にして送信系の基地局あるいは端末等の送信側装置を特定する情報を用いてもよい。なお、図５は、本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの動作を説明するための送信系装置の特定が可能なスクランブリングコードを元にしたテーブルを示す図である。
【００４１】
また、送信系だけではなく受信系に非線形増幅器１０３がある場合は、受信系のＡＧＣ情報を利用したテーブルを用いてもよい。
【００４２】
図６は、本発明の実施の形態１における受信ＲＦ部に非線形増幅器がある場合の非線形歪等化システムの構成を示すブロック図である。つまり、図６の非線形歪等化システムの構成が図１と異なるところは、図１のような送信ＲＦ系１０２ではなく、受信ＲＦ系１０６に非線形増幅器１０３を持たせたことと、受信ベースバンド系１０７にＡＧＣゲイン算出回路３０１が含まれていることである。図６の場合、例えば、ＡＧＣゲイン算出回路３０１で検出されたＡＧＣゲイン情報から算出した非線形増幅器１０３の入力電力を元にした図７のようなテーブルを用いてもよい。なお、図７は、本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの動作を説明するための受信ＡＧＣ情報を元にしたテーブルを示す図である。
【００４３】
また、図６のように受信ＲＦ系１０６に非線形増幅器１０３がある場合、例えば、温度検出回路３０２によってＲＦ部の温度検出ができるときは、温度による非線形歪補償値の違いをテーブル化した図８のようなテーブルを用いてもよい。なお、温度検出回路３０２が送信系にあり、送信側の非線形増幅器１０３の非線形歪補償を行う場合についても同様である。図８は、本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの動作を説明するための温度情報を元にしたテーブルを示す図である。
【００４４】
なお、初期値算出回路１２２のメモリに余裕がある場合には上記に挙げた情報を複数使用した図９に示すようなテーブルも使用してもよい。なお、図９は、本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの動作を説明するための複数の制御情報を元にしたテーブルを示す図である。
【００４５】
さらに、非線形増幅器１０３の動作点情報と、非線形歪補償係数ａ３（ｎ）の関係が近似式で表わされる場合は、初期値算出回路１２２はアンプ動作点情報を制御情報とした近似式を算出する回路としてもよい。以上のような動作により非線形歪補償係数ａ３（ｎ）の収束値に近い初期値を用いて、非線形歪の影響を大幅に補償した回線推定値２１０を決定することができるため、入力データからデータシンボルのみを抽出した系列２１１に対しても逐次非線形歪補償処理２１２が可能となる。
【００４６】
ここで、逐次非線形歪補償処理２１２について図１及び図２を用いて説明を行う。入力データからデータシンボルのみを抽出した系列２１１も入力データからパイロットシンボルのみを抽出した系列２０６と同様に非線形歪補償用複素信号変換回路１１２にて非線形歪を補償するが、ここで入力データからパイロットシンボルのみを抽出した系列２０６の場合と異なるのは３次歪補償用複素係数ａ３（ｎ）を逐次更新していく点である。そのため、非線形歪補償用複素信号変換回路１１２は次の式（２）で表わされる。なお、式(２)は、本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの動作を説明するための逐次非線形歪補償の計算式である。
ｙ（ｎ）＝ｘ（ｎ）＋ａ３（ｎ）ｘ３（ｎ）                            （２）
ただし、ｘ（ｎ）は入力、ｙ（ｎ）は出力、ａ３（ｎ）は非線形歪補償係数、ｎはＦＦＴサンプル番号である。
【００４７】
なお、ａ３（ｎ）の更新アルゴリズムは次の式（３）で表わされる。この式（３）は、本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの動作を説明する逐次非線形歪補償時における非線形歪補償係数の更新アルゴリズムを表わしている。
ａ３（ｎ＋１）
＝ａ３（ｎ）＋μｅ（ｎ−Ｄ）Ｈ（ｋ）{ＦＦＴ〔ｘ３（ｎ−Ｄ）〕}＊        （３）
ただし、μはステップサイズパラメータ、ｅ（ｎ）は誤差算出回路１１８で生成される復調信号とＩＱ平面上で復調信号と最も近い判別点との誤差ベクトル成分、Ｈ（ｋ）は初期非線形歪補償で算出した回線推定値２１０、ｋはサブキャリア番号、Ｄは遅延サンプル数、＊は複素共役を表わす。なお、更新アルゴリズム及び式（３）の導出についての詳細な説明は後述する。
【００４８】
あらかじめパイロットシンボルだけを取り出して、初期非線形歪補償係数ａ３（０）を元に初期非線形歪補償を行うことにより、精度よく回線推定値２１０すなわちＨ（ｋ）が算出できるため、更新アルゴリズムは前述の式（３）からも分かるように、ｎ（すなわち、ＦＦＴサンプル番号）が１ずつ増加するごとに係数を更新することが可能となる。なお、実際はＦＦＴ等の処理遅延を考慮する必要がある。そのため、レプリカ側遅延回路１２０及び誤差算出側遅延回路１２１で１ＯＦＤＭシンボル以上の遅延処理が必要となるが、フレーム処理内で一括して回線推定を行う方式において本発明の実施の形態１を用いれば、遅延サンプルが１フレーム以上ではなく数ＯＦＤＭシンボルで収まる。したがって、従来技術で示した図１５に示すように数ＯＦＤＭシンボルの遅延であれば問題とはならない。
【００４９】
以上をまとめると、図２において、入力データからデータシンボルのみを抽出した系列２１１は、１サンプル毎に３次歪補償用複素係数ａ３（ｎ）を更新しながら逐次非線形歪補償された後のデータシンボル系列２１３を出力し、ＯＦＤＭ復調用のＦＦＴ回路１１３でＯＦＤＭ復調されるということになる。次の処理としては、復調後の信号を回線補償回路１１６で各サブキャリアごとにあらかじめ算出された回線推定値２１０、すなわちＨ（ｋ）で除算することで、送信側から受信側までの伝送間に生じたフェージング等の線形歪を補償する。
【００５０】
その後、信号は誤差算出回路１１８に送られ、まず、スライサ１１７内でＦＦＴサンプル毎に最も復調シンボルに近い判別点ｄ（ｎ）を算出する。その例について図１０を用いて説明する。なお、図１０は、本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの誤差算出回路の動作を説明するためのＩＱ平面図である。
【００５１】
図１０において、スライサ１１７へ入力する前の状態の復調シンボル、すなわち、回線補償処理後の復調シンボルをｑ（ｎ）４０１とする。もし変調方式がＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：四相位相偏移変調方式）の場合は、判別点として取り得るシンボルは４０２で示される４点が復調シンボルの候補となる。この際、回線補償処理後の復調シンボルｑ（ｎ）４０１から最も近い判別点として取り得るシンボル４０２を判別点ｄ（ｎ）４０３として誤り訂正部に出力する。また、判別点ｄ（ｎ）４０３と回線補償処理後の復調シンボルｑ（ｎ）４０１の差を誤差ベクトル成分ｅ（ｎ）４０４として係数更新処理のために算出する。以上が逐次非線形歪補償された後のデータシンボル系列２１３の後処理となる。
【００５２】
次に、前述の式（３）に示した更新アルゴリズムの導出及びその動作について説明する。以下の式（４）から式（１１）は、本発明の第１の実施の形態における非線形歪等化システムの動作を説明する逐次非線形歪補償時における非線形歪補償係数の更新アルゴリズムを導出するための式である。
【００５３】
まず、回線補償処理後の復調シンボルｑ（ｎ）４０１は、逐次非線形歪補償された後のデータシンボル系列ｙ（ｎ）２１３を回線推定値Ｈ（ｋ）２１０で除算したものであるので、次の式（４）で表わされる。
ｑ（ｎ）＝ＦＦＴ〔ｙ（ｎ）〕／Ｈ（ｋ）                                  （４）
【００５４】
また、式（２）を式（４）に代入すると次の式（５）が得られる。
ｑ（ｎ）＝ＦＦＴ〔ｘ（ｎ）＋ａ３（ｎ）ｘ３（ｎ）〕／Ｈ（ｋ）            （５）
【００５５】
また、判別点ｄ（ｎ）４０３と回線補償処理後の復調シンボルｑ（ｎ）４０１の差を誤差ベクトル成分ｅ（ｎ）４０４と定義しているため、式（５）を考慮すると式（６）が得られる。
ｅ（ｎ）＝ｄ（ｎ）−ｑ（ｎ）
＝ｄ（ｎ）−ＦＦＴ〔ｘ（ｎ）＋ａ３（ｎ）ｘ３（ｎ）〕／Ｈ（ｋ）            （６）
【００５６】
一方、ＬＭＳアルゴリズムは評価関数が最小となるように係数を逐次更新していくアルゴリズムである。ここでは、線形歪及び非線形歪を含めた誤差が最小となるようにアルゴリズムを更新するため、評価関数Ｊ（ａ３（ｎ））を次の式（７）のように定義する。
Ｊ（ａ３（ｎ））＝｜ｅ（ｎ）Ｈ（ｋ）｜２                                （７）
【００５７】
ＬＭＳアルゴリズムは、更新係数をａ３（ｎ）とおき、定数をαとおくと、次の式（８）表わされる。
ａ３（ｎ＋１）＝ａ３（ｎ）−α（δＪ（ａ３（ｎ））／δ（ａ３（ｎ））    （８）
【００５８】
よって、式（８）に式（７）を代入すると、次の式（９）が得られる。
ａ３（ｎ＋１）
＝ａ３（ｎ）−２αｅ（ｎ）Ｈ（ｋ）・Ｈ（ｋ）(δｅ（ｎ）／δａ３（ｎ）)    （９）
【００５９】
ここで、式（６）の両辺をａ３（ｎ）で偏微分するとａ３（ｎ）はｘ（ｎ）に対して更新速度が遅いため定数とみなすことができるため、次の式（１０）が得られる。
δｅ（ｎ）／δａ３（ｎ）＝−｛ＦＦＴ〔ｘ３（ｎ）〕｝＊／Ｈ（ｋ）      （１０）
【００６０】
式（１０）に式（９）を代入して定数２αをμに置き換えると、次の式（１１）が得られる。
ａ３（ｎ＋１）
＝ａ３（ｎ）＋μｅ（ｎ）Ｈ（ｋ){ＦＦＴ〔ｘ３（ｎ）〕｝＊            （１１）
【００６１】
前述の通り、実際の処理ではレプリカ側遅延回路１２０及び誤差算出側遅延回路１２１で遅延処理を行うため、遅延ＦＦＴサンプルをＤとすると逐次更新アルゴリズムは前述の式（３）が得られる。この式（３）に注目すれば係数更新をＬＭＳ回路１１９に必要な入力成分は誤差算出回路から得られる信号に対して、ｅ（ｎ−Ｄ）に回線推定値Ｈ（ｋ）を乗じたものと３次歪レプリカｘ３（ｎ−Ｄ）をＦＦＴしたものであることが分かる。よって、複素３乗回路１１１及び３次歪レプリカ復調用のＦＦＴ回路１１４などは図１のような構成となる。以上が逐次非線形歪補償処理２１２の動作である。
【００６２】
また、１フレーム処理が終了した後、次のフレームにおいては逐次非線形歪補償処理２１２で求めた係数を次のフレームの初期非線形歪補償係数ａ３（０）として利用することで補償効果を持続することができる。なお、ここで最初にパイロットシンボルの非線形歪を補償する制御を「初期」と定義しているが、連続運転動作中に電力モードの動作が大幅に変わった場合や急激な温度変化などでアンプの動作点が変わり、歪補償係数ａ３（ｎ）の大幅な更新が必要となった場合を「初期」として動作させてもよい。
【００６３】
なお、ここで回線推定の例として回線推定値を４パイロットシンボルの受信平均値から算出する方式を挙げたが、本発明の実施の形態１においてはフレーム処理内で一括して回線推定を行う方式であれば有効であり、パイロットシンボルの数や位置には依存されない。また、回線推定値の算出法も平均だけではなく重み付き平均や補間によるものを用いてもよい。また、ここで制御情報を取り出す手段としてトレーニング動作時あるいは低レートチャネルのデータから所望の動作情報を取り出す方法を示したが、さらに、逐次非線形歪補償処理２１２の後の最終歪補償用複素係数ａ３（∞）を記憶あるいは初期値算出回路１２２内のテーブルを最新の歪補償係数に置き換える機能を持たせることにより、次の初期動作時のパイロットシンボルの非線形歪補償精度の向上、及び収束時間の短縮化が可能となる。
【００６４】
また、万一、動作情報として送信側の装置を特定する情報を用いる場合にテーブルに送信側の装置の情報がないときは、あらかじめ設定された平均的な補償係数を使用するように切りかえてもよい。さらに、初期値算出回路１２２の出力を初期非線形歪補償係数ａ３（０）だけではなく、ステップサイズパラメータμとすることにより、逐次非線形歪補償処理２１２を最適な残留誤差及び収束時間で動作させることもできる。
【００６５】
《実施の形態２》
本発明の実施の形態２における非線形歪等化システムの構成は実施の形態１と同じであるため構成の説明は省略する。図１１は、本発明の実施の形態２における非線形歪等化システムの動作を説明するフレーム処理の概略図である。また、図１２は、本発明の実施の形態２における非線形歪等化システムの誤差算出回路の動作を説明するＩＱ平面図である。以下、図１、図１１、及び図１２を用いて、本発明における実施の形態２の非線形歪等化システムの非線形歪等化システムの動作について説明する。
【００６６】
図１１において、実施の形態１における図２のフレーム処理図と異なるところは、初期非線形歪補償処理２０７が初期逐次非線形歪補償処理５０１に置き換わり、初期非線形歪補償された後のパイロットシンボル系列２０８が初期逐次非線形歪補償された後のパイロットシンボル系列５０２に置き換わっている点である。その他の同一符号については、図１１は図２と同様であるため説明を省略する。
【００６７】
本発明の実施の形態２が実施の形態１と異なっているのは、パイロットシンボルの非線形歪補償時においても逐次非線形歪補償処理２１２を行う点である。この処理を便宜的に初期逐次非線形歪補償処理５０１とする。初期逐次非線形歪補償処理５０１において、初期値は実施の形態１と同様に、初期値算出回路１２２で決定された初期非線形歪補償係数ａ３（０）を使用するが、その後の処理は逐次非線形歪補償処理２１２と同様である。ただし、パイロットシンボルであるため、誤差算出回路１１８における動作が実施の形態１とは異なる。
【００６８】
図１２に示す実施の形態２における非線形歪等化システムの誤差算出回路の動作を説明するＩＱ平面図に示すように、初期逐次非線形歪補償処理５０１においては既知のパイロットシンボルｐ（ｎ）２０２と回線補償処理後の復調シンボルｑ（ｎ）４０１の差を誤差ベクトル成分ｅ（ｎ）４０４として係数更新処理のために算出する。このことにより、パイロットシンボルの非線形歪補償時においても逐次非線形歪補償処理が可能となるため、より高精度な回線推定値Ｈ（ｋ）の算出と入力データからデータシンボルのみを抽出した系列２１１に対する逐次非線形歪補償処理２１２の初期値をより収束値に近い形に決定することができる。
【００６９】
初期逐次非線形歪補償処理５０１と逐次非線形歪補償処理２１２、すなわちパイロットシンボルの非線形歪補償時とデータシンボルの非線形歪補償時は、判別点ｄ（ｎ）４０３の値が異なるため、両処理の切替時は一度レプリカ側遅延回路１２０及び誤差算出側遅延回路１２１内に保存されている値をリセットする必要があるが、その他の動作については実施の形態１と同様な方法で実現することができる。
【００７０】
なお、ここではパイロットシンボルｐ（ｎ）２０２は一定の値としているが、例えば、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）等のデータシンボルとは異なる変調方式でパイロットシンボルｐ（ｎ）２０２が多重されている場合も同様である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の非線形歪等化システムは、回線推定処理前にパイロットシンボルの非線形歪を高精度で補償して高精度の回線推定処理が行うことにより、同一フレーム内で線形歪補償と非線形歪補償を行うことができるため、回線推定方法に依存しない非線形歪等化システムを実現することができるので、移動体通信などのデジタル無線伝送システムに有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの動作を説明するためのフレーム処理の概略図
【図３】本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの動作を説明するためのアンプ出力レベルを元にしたテーブルを示す図
【図４】本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの動作を説明するための送信系の動作モードを元にしたテーブルを示す図
【図５】本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの動作を説明するための送信系装置の特定が可能なスクランブリングコードを元にしたテーブルを示す図
【図６】本発明の実施の形態１における受信ＲＦ部に非線形増幅器がある場合の非線形歪等化システムの構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの動作を説明するための受信ＡＧＣ情報を元にしたテーブルを示す図
【図８】本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの動作を説明するための温度情報を元にしたテーブルを示す図
【図９】本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの動作を説明するための複数の制御情報を元にしたテーブルを示す図
【図１０】本発明の実施の形態１における非線形歪等化システムの誤差算出回路の動作を説明するためのＩＱ平面図
【図１１】本発明の実施の形態２における非線形歪等化システムの動作を説明するためのフレーム処理の概略図
【図１２】本発明の実施の形態２における非線形歪等化システムの誤差算出回路の動作を説明するＩＱ平面図
【図１３】従来の非線形歪等化システムを用いた場合に生じる不利となるフレーム構成図
【図１４】従来の非線形歪等化システムにおける課題を説明するための構成図
【図１５】従来の非線形歪等化システムにおけるＯＦＤＭシンボル数に対するＢＥＲ（ビット誤り率）特性を示す図
【符号の説明】
【００７３】
１０１  送信ベースバンド系
１０２  送信ＲＦ系
１０３  非線形増幅器
１０４  送信アンテナ
１０５  受信アンテナ
１０６  受信ＲＦ系
１０７  受信ベースバンド系
１０８  Ａ／Ｄ変換回路
１０９  シンボル選択回路
１１０  非線形歪等化回路
１１１  複素３乗回路
１１２  非線形歪補償用複素信号変換回路
１１３  ＦＦＴ回路
１１４  ＦＦＴ回路
１１５  伝送路特性算出回路
１１６  回線補償回路
１１７  スライサ
１１８  誤差算出回路
１１９  ＬＭＳ回路
１２０  レプリカ側遅延回路
１２１  誤差算出側遅延回路
１２２  初期値算出回路
１２３  制御情報検出回路
３０１  ＡＧＣゲイン算出回路
３０２  温度検出回路
【図１】
2006295766.tif 000003
【図２】
2006295766.tif 000004
【図３】
2006295766.tif 000005
【図４】
2006295766.tif 000006
【図５】
2006295766.tif 000007
【図６】
2006295766.tif 000008
【図７】
2006295766.tif 000009
【図８】
2006295766.tif 000010
【図９】
2006295766.tif 000011
【図１０】
2006295766.tif 000012
【図１１】
2006295766.tif 000013
【図１２】
2006295766.tif 000014
【図１３】
2006295766.tif 000015
【図１４】
2006295766.tif 000016
【図１５】
2006295766.tif 000017