(57)【要約】      （修正有）【課題】  処理量削減、消費電力削減を図ることの可能な歪み補償装置及び歪み補償方法を提供する。【解決手段】  歪み補償装置１００において、処理判定部４３により歪み電力が所定の閾値より大きいと判定された場合、ゲイン設定部４５は複数のゲインを設定し、ゲイン調整部４７は、複数のゲイン各々を送信信号に掛け、歪み電力算出部４１は、複数のゲイン各々に応じた送信信号のフィードバック信号から歪み電力を複数算出し、ゲイン設定部４５は、算出された歪み電力のうち最小の歪み電力に対応するゲインになるようゲイン調整部４７のゲインを調整する。【選択図】  図１
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【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て、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、
前記増幅器の歪み特性と逆の歪み特性を送信信号に掛ける前歪み補償部と、
送信信号のフィードバック信号から歪み電力を算出する歪み電力算出部と、
前記算出された歪み電力が所定の閾値より大きいか否かを判定する処理判定部と、
前記処理判定部により前記歪み電力が前記所定の閾値より大きいと判定された場合、前記前歪み補償部により逆の歪み特性を掛けられた送信信号に掛けられるゲインを設定するゲイン設定部と、
前記ゲイン設定部において設定されたゲインを前記送信信号に掛けるゲイン調整部と、
を備える歪み補償装置。
【請求項２】
請求項１記載の歪み補償装置であって、
前記処理判定部により、歪み電力が前記所定の閾値より大きいと判定された場合、前記ゲイン設定部は複数のゲインを設定し、
前記ゲイン調整部は、前記複数のゲイン各々を送信信号に掛け、
前記歪み電力算出部は、前記複数のゲイン各々に応じた送信信号のフィードバック信号から歪み電力を複数算出し、
前記ゲイン設定部は、算出された前記歪み電力のうち最小の歪み電力に対応するゲインになるよう前記ゲイン調整部のゲインを調整する、歪み補償装置。
【請求項３】
請求項２記載の歪み補償装置であって、
該歪み補償装置は更に、
送信信号の電力を算出する出力計算部と、
前記フィードバック信号に基づき、前記前歪み補償部における前記増幅器の歪み特性と逆の歪み特性を表わす補償係数を算出する補償係数算出部と、
前記出力計算部において算出された電力と、該電力に対応した送信信号のフィードバック信号から得られる前記補償係数とを関係付けることにより得られる歪み補償テーブルと、を備え、
前記処理判定部は、前記ゲイン調整部においてゲインが調整された後も、前記歪み電力が所定の閾値より大きいか否かを判定し、
前記ゲイン調整部においてゲインが調整された後、前記歪み電力が所定の閾値より大きい場合は、前記補償係数算出部は新しい補償係数を算出し、前記歪み補償テーブルを新しい補償係数によって更新する、歪み補償装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の歪み補償装置であって、
前記ゲイン調整部はデジタル増幅を行う、歪み補償装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の歪み補償装置であって、
前記ゲイン調整部が可変アッテネータより構成される、歪み補償装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項記載の歪み補償装置を含む無線通信装置。
【請求項７】
請求項４記載の歪み補償装置と、
前記ゲイン調整部の後段に接続されたＤ／Ａ変換器と、直交変調部と、アップコンバータと、増幅器とを備える無線通信装置。
【請求項８】
請求項５記載の歪み補償装置と、
前記可変アッテネータの後段に接続された増幅器とを備える無線通信装置。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれか１項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１０】
請求項６ないし８のいずれか１項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１１】
無線通信装置における増幅器の歪み特性に応じて、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、
前記増幅器の歪み特性と逆の歪み特性を送信信号に掛けるステップと、
送信信号のフィードバック信号から歪み電力を算出するステップと、
前記算出された歪み電力が所定の閾値より大きいか否かを判定するステップと、
前記歪み電力が前記所定の閾値より大きいと判定された場合、前記逆の歪み特性を掛けられた送信信号に掛けられるゲインを設定するステップと、
前記設定されたゲインを前記送信信号に掛けるステップと、を備える歪み補償方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の歪み補償方法であって、
該歪み補償方法は更に、
歪み電力が前記所定の閾値より大きいと判定された場合、複数のゲインを設定するステップと、
前記複数のゲイン各々を送信信号に掛けるステップと、
前記複数のゲイン各々に応じた送信信号のフィードバック信号から歪み電力を複数算出するステップと、
算出された前記歪み電力のうち最小の歪み電力に対応するゲインになるよう送信信号のゲインを調整するステップと、を備える歪み補償方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の歪み補償方法であって、
該歪み補償方法は更に、
送信信号の電力を算出するステップと、
前記フィードバック信号に基づき、前記増幅器の歪み特性と逆の歪み特性を表わす補償係数を算出するステップと、
算出された電力と、該電力に対応した送信信号のフィードバック信号から得られる前記補償係数とを関係付けるステップと、
ゲインが調整された後も、前記歪み電力が所定の閾値より大きいか否かを判定するステップと、
前記歪み電力が所定の閾値より大きい場合は、新しい補償係数を算出するステップと、を備える、歪み補償方法。
【請求項１４】
請求項１１ないし１３のいずれか１項記載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。
【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（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、原理的には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、歪み補償プリディストーション方式の原理を示す。
【０００７】
図８に歪み補償が無い場合の増幅結果を示す。増幅器は、入力振幅に依存したＡＭ／ＡＭ特性（振幅歪み特性）、ＡＭ／ＰＭ特性（位相歪み特性）という非線形特性を有する。この非線形特性のため増幅器の出力波形は非線形の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のものである。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１０参照）。
【００１０】
図９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１１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帯域外に漏洩する電力を抑制することができる。
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−７８３６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来のプリディストーション方式においては、増幅器の非線形特性を考慮して、歪み補償テーブルを作成している。また、適応的に歪み補償係数を算出しテーブル更新を行い、時間変化、温度変化等による増幅器の非線形特性の変化に対応している。そして、従来方式では、アップコンバータ部、直交変調部等、アナログ信号の処理部分もこの適応ループ内に含められている。このため、従来の方式でもアップコンバータ部、直交変調部の時間変化、温度変化にも追従できるが、これらの変化は増幅器の変動に比較して非常に短時間で変動してしまうため、短時間で追従する必要がある。また、時間変化、温度変化になるべく正確に追従するためには、フィードバック側のダウンコンバータ、直交復調部等の変化も考慮する必要がある。
【００１４】
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、ゲイン調整を行なうことにより歪みの改善を図ることで、処理量削減、消費電力削減が可能な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】
【００１５】
本発明の歪み補償装置は、無線通信装置における増幅器の歪み特性に応じて、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、前記増幅器の歪み特性と逆の歪み特性を送信信号に掛ける前歪み補償部と、送信信号のフィードバック信号から歪み電力を算出する歪み電力算出部と、前記算出された歪み電力が所定の閾値より大きいか否かを判定する処理判定部と、前記処理判定部により前記歪み電力が前記所定の閾値より大きいと判定された場合、前記前歪み補償部により逆の歪み特性を掛けられた送信信号に掛けられるゲインを設定するゲイン設定部と、前記ゲイン設定部において設定されたゲインを前記送信信号に掛けるゲイン調整部と、を備える。
【００１６】
上記構成により、フィードバック信号から得られた歪み電力が所定の閾値より大きい場合、適応的に送信信号に対するゲインが設定される。ゲイン設定により歪み電力が改善された場合、補償係数算出部において歪み補償係数を算出する必要がないため、処理量削減、消費電力削減をすることができる。
【００１７】
前記処理判定部により、歪み電力が前記所定の閾値より大きいと判定された場合、前記ゲイン設定部は複数のゲインを設定し、前記ゲイン調整部は、前記複数のゲイン各々を送信信号に掛け、前記歪み電力算出部は、前記複数のゲイン各々に応じた送信信号のフィードバック信号から歪み電力を複数算出し、前記ゲイン設定部は、算出された前記歪み電力のうち最小の歪み電力に対応するゲインになるよう前記ゲイン調整部のゲインを調整するよう、上記の歪み補償装置を構成することができる。
【００１８】
上記構成により、歪み電力が最小となるようなゲインを設定することが可能となる。
【００１９】
上述の歪み補償装置には、送信信号の電力を算出する出力計算部と、前記フィードバック信号に基づき、前記前歪み補償部における前記増幅器の歪み特性と逆の歪み特性を表わす補償係数を算出する補償係数算出部と、前記出力計算部において算出された電力と、該電力に対応した送信信号のフィードバック信号から得られる前記補償係数とを関係付けることにより得られる歪み補償テーブルと、を更に設けることができる。この場合、前記処理判定部は、前記ゲイン調整部においてゲインが調整された後も、前記歪み電力が所定の閾値より大きいか否かを判定し、前記ゲイン調整部においてゲインが調整された後、前記歪み電力が所定の閾値より大きい場合は、前記補償係数算出部は新しい補償係数を算出し、前記歪み補償テーブルを新しい補償係数によって更新する。
【００２０】
上記構成により、ゲイン調整だけでは歪みの改善が十分でない場合であっても、補償係数を更新することにより、より一層歪みを抑圧することができる。
【００２１】
上述の歪み補償装置を無線通信装置に使用することができる。また、前記ゲイン調整部がデジタル増幅を行う場合、前記ゲイン調整部の後段にＤ／Ａ変換器と、直交変調部と、アップコンバータと、増幅器とを接続して無線通信装置を構成することができる。また、前記ゲイン調整部を可変アッテネータより構成し、可変アッテネータの後段に増幅器を接続して無線通信装置を構成することができる。
【００２２】
無線通信装置は、無線通信基地局装置、無線移動体通信装置として利用することができる。
【００２３】
また、本発明の歪み補償方法は、無線通信装置における増幅器の歪み特性に応じて、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、前記増幅器の歪み特性と逆の歪み特性を送信信号に掛けるステップと、送信信号のフィードバック信号から歪み電力を算出するステップと、前記算出された歪み電力が所定の閾値より大きいか否かを判定するステップと、前記歪み電力が前記所定の閾値より大きいと判定された場合、前記逆の歪み特性を掛けられた送信信号に掛けられるゲインを設定するステップと、前記設定されたゲインを前記送信信号に掛けるステップと、を備える。この方法についても、上述の装置と同様に応用例が考えられる。また、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】
【００２４】
本発明の歪み補償装置、歪み補償方法によれば、送信信号のゲイン調整により歪みの改善を行い、歪み補償係数の算出回数を減らすことが可能となるため、処理量削減、消費電力削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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。
【００２６】
（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電力増幅装置（無線通信装置）１００を示す。電力増幅装置１００は、遅延器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、前歪み補償部１３と、ゲイン調整部４７と、Ｄ／Ａ変換器２１ａ，２１ｂと、直交変調部２３と、アップコンバータ２５と、増幅器２７と、方向性結合器２９と、アンテナ３１と、発振器３９と、ダウンコンバータ３３と、Ａ／Ｄ変換器３７ａ，３７ｂと、ゲイン設定部４５と、歪み電力算出部４１と、処理判定部４３と、補償係数算出部１９と、電力計算部１５と、歪み補償テーブル１７とから構成される。
【００２７】
電力増幅装置１００において、Ｄ／Ａ変換器２１ａ，２１ｂと、Ａ／Ｄ変換器３７ａ，３７ｂの送出側においてはアナログ信号によりデータのやりとりがなされ、一方、入力側においてはデジタル信号によりデータのやりとりがなされている。
【００２８】
尚、電力増幅装置１００内において、歪み電力算出部４１と、処理判定部４３と、ゲイン設定部４５と、ゲイン調整部４７と、前歪み補償部１３が、本発明の歪み補償装置を構成する。もちろん他の部材である電力計算部１５、歪み補償テーブル１７、補償係数算出部１９を歪み補償装置の一部として把握することもできる。歪み補償装置は、電力増幅装置１００における増幅器２７の持つ歪み特性に応じて、送信信号に生じ得る歪みを補償する装置である。
【００２９】
遅延器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、送信源から送出された送信ベースバンド信号（音声、映像、その他のデジタルデータ等の情報信号）の同相成分Ｉ、直交成分Ｑを、各々所定時間遅延するものである。遅延器は、送信ベースバンド信号から電力を計算し、歪み補償係数をテーブル引きする際の遅延時間の分、送信信号を遅らせてタイミングを合わせる。
【００３０】
電力計算部１５は、送信ベースバンド信号の同相成分Ｉ、直交成分Ｑに基づき送信信号の電力を計算する。送信電力は以下の式により求められる。
【００３１】
【数１】
2006270797.tif 000003
【００３２】
歪み補償テーブル１７には、電力計算部１５で計算した送信ベースバンド信号の送信電力が入力される。歪み補償テーブル１７は入力送信電力に応じた歪み補償係数をテーブル引きする。尚、このテーブル引きは、送信電力の√をとった送信振幅を使用しても同じように行うことができる。この送信振幅は以下の式により求められる。
【００３３】
【数２】
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【００３４】
歪み補償テーブル１７には、前歪み補償部１３で、後述する増幅器２７の歪み特性の逆特性になるような歪み補償係数が保存されている。歪み補償係数は、補償係数算出部１９で予め算出されている。歪み補償テーブル１７は、電力計算部１５で算出された電力と、この電力に対応した送信信号のフィードバック信号から得られる補償係数とを関係付けることにより得られる。
【００３５】
前歪み補償部１３は、遅延器１１ａ，１１ｂからの入力デジタル信号Ｉ，Ｑに、前述の歪み補償テーブル１７に保存されている補償係数を掛けるものである（前歪みを掛ける）。この歪み補償係数は、後ろの増幅器２７の歪み特性に対する逆の特性をあたえるものであり、後述する補償係数算出部１９で予め算出されたものである。ゲイン調整部４７には、後述するゲイン設定部４５で算出されたゲインが設定され、設定された当該ゲインで送信信号のゲインを調整する。前歪み補償部１３、ゲイン調整部４７については後においても説明する。
【００３６】
Ｄ／Ａ変換器２１ａ，２１ｂは、前歪み補償部１３にて前歪みが掛けられた入力デジタル信号Ｉ，Ｑを、アナログ信号Ｉ，Ｑに変換する。このアナログ信号Ｉ，Ｑは、直交変調部２３へ入力される。直交変調部２３は入力されたアナログ信号Ｉ，Ｑにそれぞれ基準搬送波とこれを９０°移相した信号を乗算し、乗算結果を加算することにより直交変換を行う。
【００３７】
アップコンバータ２５は、直交変調部２３の直交変調により生成された直交変調信号と、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。
【００３８】
増幅器２７はアップコンバータ２５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）２９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３１により電波として放出される。
【００３９】
方向性結合器２９によりアンテナ３１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、歪み電力の測定、及び歪み補償係数を更新する際に使用される。
【００４０】
ダウンコンバータ３３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。直交復調部３５は、直交検波を行うことによって同相成分信号Ｉ＿Ｆ、直交成分信号Ｑ＿Ｆを取り出す。Ａ／Ｄ変換器３７ａ，３７ｂは、アナログ信号をデジタル信号に戻す。
【００４１】
上述のデジタル信号Ｉ＿Ｆ，Ｑ＿Ｆは、歪み電力算出部４１に入力され、送信帯域外への漏えい電力である歪み電力が算出される。歪み電力算出部４１は、入力されたフィードバック信号としての同相成分信号Ｉ＿Ｆ、直交成分信号Ｑ＿Ｆに基づき、歪み電力を計算する。
【００４２】
図２は、送信帯域と歪み電力測定帯域（歪み電力算出区間）の関係を示すグラフである。図２（ａ）は送信キャリアが１キャリアの場合の図、図２（ｂ）は送信キャリアが２キャリアの場合の図をそれぞれ示す。図２（ａ）に示すように、送信キャリアが一つの場合、送信帯域ｘ[Ｈｚ]を除いて、その隣接帯域２・ｙ［Ｈｚ］帯域分の歪み電力を算出する。図２（ｂ）に示すように、送信キャリアが二つの場合、送信帯域２・ｘ ［Ｈｚ］を除いて、その隣接帯域２・ｙ［Ｈｚ］帯域分の歪み電力を算出する。従って、ｎキャリアでは送信帯域ｎ・ｘ［Ｈｚ］を除いて、２・ｙ［Ｈｚ］帯域分の歪み電力が算出される(ｘ，ｙは任意に設定可能)。
【００４３】
歪み電力を算出する方法として２つの例を挙げる。図３（ａ）は、ＢＰＦ（Band Pass Filter）で歪み電力測定帯域のみを抜き出して電力を計算する方法を概念的に示し、図３（ｂ）は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を用いてスペクトラムを計算してから、該当帯域の電力を計算する方法を概念的に示す。図３（ａ）では、ＢＥＦ（Band Elimination Filter）を用いることもできる。方法の詳細は、特開２００１−２０３５３９号公報、特開２００４−６４７３３号公報等に紹介されている。
【００４４】
処理判定部４３では、歪み電力算出部４１で計算された歪みレベルの大きさを見て、閾値を超えている場合、つまり、歪み電力が大きい場合は、ゲイン設定部４５によるゲイン調整部４７のゲイン調整を行なうゲイン調整モードを発動する。当該モード下において、ゲインを調整しても歪みレベルが改善しない場合は、補償係数算出部１９で更新係数の算出を行う。歪みレベルが改善された場合は、補償係数算出部１９での更新係数の算出は行わない。
【００４５】
ゲイン設定部４５ではゲインを算出し、算出されたゲインをゲイン調整部４７に設定する。ゲイン調整部４７では設定されたゲインを送信信号に掛ける。言い換えると、ゲイン調整部４７は送信信号のゲインを調整する。
【００４６】
歪み電力が生ずる原因としては様々なものがあると考えられるが、アナログ信号の処理部分である直交変調部２３、アップコンバータ２５等の時間変化、温度変化等の如き物理的変化に伴う送信信号のゲインの変化に負う部分が大きいと考えられる。そこで、本発明では、ゲインを調整し得るゲイン設定部４５、ゲイン調整部４７を設け、これらの部分により送信信号に対するゲインを変えて歪み電力を測定し、特性が向上すれば、補償を終了することとしている。
【００４７】
補償係数算出部１９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、指数重み付き逐次最小二乗法等がある（特開平９−６９７３３号公報参照）。遅延器１１ｃ，１１ｄは、送信信号とフィードバック信号の遅延を調整するために使用される。
【００４８】
図４は、本実施形態の電力増幅装置１００における信号送信、フィードバック制御、歪み補償、ゲイン調整のステップを含むシーケンスチャートを示す。まず、送信ベースバンド信号の電力を電力計算部１５が計算した後、歪み補償テーブル１７が、算出した電力から歪み補償係数をテーブル引きする（ステップＳ１０１）。そして、前歪み補償部１３が、送信信号に、歪み補償係数に基づく歪み逆特性を掛ける（ステップＳ１０２）。さらに、送信信号は、Ｄ／Ａ変換器２１ａ，２１ｂ、直交変調部２３各々にて、Ｄ／Ａ変換、直交変調され、増幅器２７で増幅される（ステップＳ１０３）。
【００４９】
増幅器２５で増幅された信号を、方向性結合器２９はフィードバックし、ダウンコンバータ３３、直交復調部３５、Ａ／Ｄ変換器３７ａ，３７ｂを介して、歪み電力算出部４１、補償係数算出部１９に送る（ステップＳ１０４）。このフィードバック信号は、歪み電力の測定と補償係数を更新する際に補償係数を算出するために使用される。そして、歪み電力算出部４１は、フィードバック信号の歪み電力を測定する（ステップＳ１０５）。一方、方向性結合器２９でフィードバックされなかった信号は、アンテナ３１から送信信号として放出される（ステップＳ１０６）。これにて送信のシーケンスは終了する。
【００５０】
次に処理判定部４３が、歪み電力算出部４１で測定された歪み電力が所定の閾値より大きいかどうかを判定する（ステップＳ１０７）。当該歪み電力が閾値より小さい場合、これまでの歪み補償テーブルを用いて歪み補償が続行される（ステップＳ１０７；ＮＯ）。一方、当該歪み電力が閾値より大きい場合、処理判定部４３は、まず直交変調部２３、アップコンバータ２５のゲインが経年変化、温度変化で変化したと判断し、ゲイン調整モードに入る（ステップＳ１０７；ＹＥＳ）。
【００５１】
ゲイン調整モード下、ゲイン設定部４５は、元のゲインｇを下限値Ｘ［ｄＢ］から上限値Ｙ［ｄＢ］の範囲で変更させた値を設定する（ステップＳ１０８からステップＳ１１０）。この設定は、例えば、（元のゲイン−ｘ［ｄＢ］＝Ｘ［ｄＢ］）から（元のゲイン＋ｙ［ｄＢ］＝Ｙ［ｄＢ］）の範囲において、所定のｉ［ｄＢ］間隔（例えば１ｄＢ間隔等）をおいて、複数のゲインを順次設定するループ処理により行われる。
【００５２】
まず、ゲイン設定部４５は、下限値Ｘ［ｄＢ］をゲインｇとしてゲイン調整部４７に設定する（ステップＳ１０８）。そして、ゲインＸに対応した歪み電力が、通常方法にて歪み電力算出部４１において算出され、該歪み電力がゲイン設定部４５に保存される（ステップＳ１０９）。その後、所定間隔ｉ［ｄＢ］分、Ｘを増加させたゲイン（Ｘ＋ｉ）［ｄＢ］をゲイン調整部４７に設定する（ステップＳ１１０）。そして、設定されたゲインに対応した歪み電力を再び測定する（ステップＳ１１１）。次にゲイン（Ｘ＋ｉ）［ｄＢ］が上限値Ｙ［ｄＢ］に到達したか否かを、ゲイン設定部４５は判定し（ステップＳ１１２）、まだＹ［ｄＢ］に達成していない場合は、さらにｉ［ｄＢ］分前の値を増加させた値を作成し（ステップＳ１１２；ＮＯ）、同様に歪み電力の測定、保存を続行する。
【００５３】
設定されたゲインが上限値Ｙ［ｄＢ］に到達した場合（ステップＳ１１２；ＹＥＳ）、ゲイン設定部４５は、各ゲインに対応して測定、保存されたフィードバック信号の歪み電力のうち最小の歪み電力に対応したゲインをゲイン調整部４７に設定する（ステップＳ１１３）。これにてゲイン調整モードが終了する。
【００５４】
次に、処理判定部４３はゲイン調整後に測定した歪み電力が所定の閾値より大きいかどうかを判定する（ステップＳ１１４）。閾値より小さい時は（ステップＳ１１４；ＮＯ）、通常のテーブル引きでの歪み補償を続行する（但し、ゲインはゲイン調整後のもの）。ゲイン調整後の歪み電力が閾値より大きい場合は、テーブル更新モードに入る（ステップＳ１１４；ＹＥＳ）。そして補償係数算出部１９で新たに歪み補償係数を算出し（ステップＳ１１５）、補償係数算出部１９は、該新たに算出された歪み補償係数（更新歪み補償係数）を用いて、歪み補償テーブル１７を更新する（ステップＳ１１６）。その後は、更新されたテーブルに基づき歪み補償が行われる（ステップＳ１０１へ戻る）。
【００５５】
本実施形態では、補償係数算出部による補償係数の更新（テーブル更新モード）に優先して、ゲインの調整の要否が判断される（ゲイン調整モード）。歪み電力の増加は、アナログ信号の処理部分である直交変調部２３、アップコンバータ２５等の時間変化、温度変化の如き物理的変化により生ずる送信信号のゲインの変化に負うところが大きいと考えられる。そこで、ゲイン調整モードの発動により、歪み電力を改善させることができれば、結果的に歪み補償テーブル１７の更新（テーブル更新モード）が不要となり、処理量削減、消費電力削減を図ることが可能となる。
【００５６】
本発明における歪み補償制御は、補償係数算出部１９、歪み補償テーブル１７での歪み補償係数の更新を除いた、ゲイン調整のみの補償制御として捉えることができる。ゲイン調整のみの場合、補償係数算出部１９、歪み補償テーブル１７は、歪み補償装置の必須要件ではない。
【００５７】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態にかかる電力増幅装置１０１を示す。この実施形態では、図１の電力増幅装置１００と異なり、直交変調部２３、直交復調部３５のかわりに、デジタル直交変調部５１、デジタル直交復調部５３が、各々Ｄ／Ａ変換器２１の前段、Ａ／Ｄ変換器３７の後段に設けられている。
【００５８】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態にかかる電力増幅装置１０２を示す。この実施形態では、入力送信信号がアナログ信号である。図１の電力増幅装置１００と異なり、ゲイン設定部４５、ゲイン調整部４７のかわりに、アッテネータ設定部５７、Ｄ／Ａ変換器２１ｄ、可変アッテネータ５５が設けられている。また、電力計算部１５の前段にＡ／Ｄ変換器３７ｃが設けられ、歪み補償テーブル１７の後段にＤ／Ａ変換器２１ｃが設けられている。
【００５９】
本実施形態では、アッテネータ設定部５７で適切な減衰量を算出し、算出された減衰量を可変アッテネータ５５に設定する。可変アッテネータ５５では設定された減衰量で送信信号のゲインを調整する。ただし、減衰量の調整はゲイン調整に含まれると考えられるので、アッテネータ設定部５７、可変アッテネータ５５は、ゲイン設定部４５、ゲイン調整部４７のうちの（アナログ使用向けの）特別な形態であるということができ、ゲイン設定部４５、ゲイン調整部４７に含まれると考えることができる。
【００６０】
（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態にかかる電力増幅装置１０３を示す。電力増幅装置１０３では、図１の電力増幅装置１００と異なり、処理判定部４３から補償係数算出部１９への入力がない。すなわち、補償係数算出部１９は、歪み電力の大きさに拘わらず、フィードバック信号に基づき補償係数を算出する。本実施形態では、得られた歪み電力からゲイン設定部４５、ゲイン調整部４７によるゲイン調整が行われるが、処理判定部４３による補償係数の更新判定は行われない。この場合、図４におけるステップＳ１１４の判定は行われず、ステップＳ１１３の後、直接ステップＳ１１５、Ｓ１１６の処理が行われる。
【００６１】
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２７で増幅した信号をフィードバック信号として検出し、歪み電力算出部４１で歪みレベルの大きさ算出し、条件判定部４３でその歪みレベルが閾値より大きいかどうかの条件判定が行われる。そして、歪みレベルが大きい時には送信ゲインの調整を行い、ゲインを調整しても歪みレベルが改善しない場合は補償係数算出部１９で補償係数の更新が行われる。
【００６２】
すなわち、プリディストーション方式で歪み補償を行うことにより、歪みは改善されるが無条件に適応的に動作させると、処理量、消費電力が大きくなってしまう。そこで、アップコンバータ２５、直交変調部２３等の時間変化、温度変化等に対応したゲイン補正を行うゲイン調整部４７を設け、検出した歪みレベルに応じた処理を行うことで係数算出回数を減らすことができ、処理量、消費電力を削減することができる。
【００６３】
上述の実施形態の電力増幅装置は、無線通信装置、特に、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。
【００６４】
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。
【００６５】
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】
【００６６】
本発明によれば、基本的に送信信号のゲイン調整により歪みの改善を行い、係数算出回数を減らす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】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる電力増幅装置のブロック図。
【図２】送信帯域及び歪み電力算出区間を示すグラフ。
【図３】歪み電力を算出する方法を示す概念図。
【図４】電力増幅装置における処理シーケンス図。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかる電力増幅装置のブロック図。
【図６】本発明の第３の実施形態にかかる電力増幅装置のブロック図。
【図７】本発明の第４の実施形態にかかる電力増幅装置のブロック図。
【図８】前歪み補償が無い場合の増幅結果を示す図。
【図９】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１０】アンテナ出力信号の位相が回転する概念を示す図。
【図１１】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。
【符号の説明】
【００６８】
１１ａ    遅延器
１１ｂ    遅延器
１１ｃ    遅延器
１１ｄ    遅延器
１３      前歪み補償部
１５      電力計算部
１７      歪み補償テーブルメモリ
１９      補償係数算出部
２１ａ    Ｄ／Ａ変換器
２１ｂ    Ｄ／Ａ変換器
２３      直交変調部
２５      アップコンバータ
２７      増幅器
２９      方向性結合器
３１      アンテナ
３３      ダウンコンバータ
３５      直交復調部
３７ａ    Ａ／Ｄ変換器
３７ａ    Ａ／Ｄ変換器
３９      発振器
４１      歪み電力算出部
４３      処理判定部
４５      ゲイン設定部
４７      ゲイン調整部
５１      デジタル直交変調部
５３      デジタル直交復調部
５５      可変アッテネータ
５７      アッテネータ設定部
１００    電力増幅装置
１０１    電力増幅装置
１０２    電力増幅装置
１０３    電力増幅装置
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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