(57)【要約】【課題】各動作点において非線形歪の逆歪特性と遅延歪の逆歪特性とを独立したパラメータとして設定でき、信号レベルを変化させても、最適な歪補償を行えるようにする。【解決手段】動作点パラメータ算出部５２及び５３で、入力信号の電力値を基に、非線形歪及び遅延歪に対する動作点パラメータを独立して設定する。非線形逆歪特性発生部５４及び遅延逆歪特性発生部５５で、動作点パラメータ算出部５２及び５３からの動作点パラメータに応じて、非線形逆歪特性及び遅延逆歪特性を発生させ、補償係数算出部５６で補償係数を算出させ、複素乗算器５７で入力信号に複素乗算する。非線形歪及び遅延歪に対する動作点パラメータを独立して設定できるので、信号レベルが変化した場合でも、非線形歪と遅延歪とを最適に補償することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号の電力値を計算する入力電力値計算手段と、
前記入力電力値から非線形歪に対する動作点パラメータと遅延歪に対する動作点パラメータとを独立して求める動作点パラメータ算出手段と、
前記動作点パラメータに基づいて、各動作点における非線形逆歪特性及び遅延逆歪特性を発生させる手段と、
前記非線形逆歪特性及び前記遅延逆歪特性から補償係数を算出する手段と、
前記入力信号に対して前記補償係数を複素乗算し、前記入力信号に対して前記非線形逆歪特性及び前記遅延逆歪特性を付加する手段と
を備えることを特徴とする歪補償回路。
【請求項２】
前記非線形歪に対する動作点パラメータは、さらに、出力電力設定値に基づいて設定することを特徴とする請求項１に記載の歪補償回路。
【請求項３】
前記非線形逆歪特性の発生と、前記遅延逆歪特性の発生と、前記補償係数の算出とを１つの演算手段で構成するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の歪補償回路。
【請求項４】
入力信号の電力値を計算する工程と、
前記入力電力値から非線形歪に対する動作点パラメータと遅延歪に対する動作点パラメータとを独立して求める工程と、
前記動作点パラメータに基づいて、各動作点における非線形逆歪特性及び遅延逆歪特性を発生させる工程と、
前記非線形逆歪特性及び前記遅延逆歪特性から補償係数を算出する工程と、
前記入力信号に対して前記補償係数を複素乗算し、前記入力信号に対して前記非線形逆歪特性及び前記遅延逆歪特性を付加する工程と
を含むことを特徴とする歪補償方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信回路の歪補償回路及び歪補償方法に関するもので、特に、プレディストータ方式の歪補償回路及び歪補償方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信機等に用いられる増幅器の歪補償回路として、プレディストータ方式が知られている（例えば特許文献１、特許文献２）。プレディストータ方式は、予め与えられた増幅器の逆歪特性を入力信号に付与することにより、フィードバック制御を用いずに、増幅器出力における歪を改善するものである。
【０００３】
図５は、プレディストータ方式を用いた送信回路の一例のブロック図である。図５において、Ｉチャネル及びＱチャネルの入力信号は、ＦＩＲフィルタ５１１を介して、歪補償回路５１２に供給される。歪補償回路５１２には、予め、増幅器５１４の非線形歪をキャンセルするような逆歪特性が設定されている。歪補償回路５１２の出力信号は、直交変調回路５１３で直交変調された後、増幅器５１４で電力増幅される。増幅器５１４の出力信号は、バンドパスフィルタ５１５で帯域制限されて、アンテナ５１６から送信される。
【０００４】
このようなプレディストータ方式では、歪補償回路５１２により増幅器５１４の非線形歪と逆特性の歪を予め入力信号に付加しておくことで、増幅器５１４の非線形歪を除去できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１１３０７７号公報
【特許文献２】特開２００４−２００７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図５に示したプレディストータ方式を用いた送信回路では、増幅器５１４の非線形特性による歪を除去するものである。しかしながら、送信回路で生じる歪には、増幅器５１４の非線形特性により生じる歪の他、主にバンドパスフィルタ５１５の群遅延特性による遅延歪がある。
【０００７】
そこで、増幅器５１４の非線形歪とバンドパスフィルタ５１５の群遅延特性とを予め合成して歪補償回路５１２により補償することが考えられる。
【０００８】
しかしながら、増幅器５１４の非線形特性により生じる歪は、信号レベルに依存して変化するのに対して、主にバンドパスフィルタ５１５の群遅延特性による遅延歪は、信号レベルの影響を大きく受けない。このため、増幅器５１４の非線形特性により生じる歪とバンドパスフィルタ５１５の群遅延特性による遅延歪とを歪補償回路５１２に設定し、プレディストータ方式で補償しようとすると、信号レベルを変化させたときに、歪補償が不完全になるような場合がある。
【０００９】
例えばポイント・トゥー・ポイントのマイクロ波・ミリ波通信システムでは、大気の減衰量に応じて、出力電力を増減させて使用している。このように出力電力を増減させシステムの場合には、出力電力の増減したときに、歪補償が十分でなくなるというような問題が生じている。
【００１０】
上述の課題を鑑み、本発明の目的は、各動作点において非線形歪の逆歪特性と遅延歪の逆歪特性とを独立したパラメータとして設定でき、信号レベルを変化させても、最適な歪補償を行える歪補償回路及び歪補償方法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】
【００１１】
上述の課題を解決するために、本発明は、入力信号の電力値を計算する入力電力値計算手段と、入力電力値から非線形歪に対する動作点パラメータと遅延歪に対する動作点パラメータとを独立して求める動作点パラメータ算出手段と、動作点パラメータに基づいて、各動作点における非線形逆歪特性及び遅延逆歪特性を発生させる手段と、非線形逆歪特性及び遅延逆歪特性から補償係数を算出する手段と、入力信号に対して補償係数を複素乗算し、入力信号に対して非線形逆歪特性及び遅延逆歪特性を付加する手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、入力信号の電力値を計算する工程と、入力電力値から非線形歪に対する動作点パラメータと遅延歪に対する動作点パラメータとを独立して求める工程と、動作点パラメータに基づいて、各動作点における非線形逆歪特性及び遅延逆歪特性を発生させる工程と、非線形逆歪特性及び遅延逆歪特性から補償係数を算出する工程と、入力信号に対して補償係数を複素乗算し、入力信号に対して非線形逆歪特性及び遅延逆歪特性を付加する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、各動作点パラメータにおける非線形逆歪特性と遅延逆歪特性とをそれぞれ独立して求めて、入力信号に対して非線形逆歪特性及び遅延逆歪特性を付加することで、回路の非線形及び遅延歪を補償するようにしている。このため、増幅器の非線形特性により生じる非線形歪が補償できると共に、バンドパスフィルタの群遅延特性により生じる遅延歪が補償できる。また、信号レベルが変化した場合でも、非線形歪と遅延歪とを最適に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態の送信回路の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を示すブロック図である。
【図４】本発明の第４の実施形態を示すブロック図である。
【図５】プレディストータ方式を用いた送信回路の一例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態の送信回路の構成を示すブロック図である。図１において、Ｉチャネル及びＱチャネルの入力信号は、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｃｅ）フィルタ１１を介して、歪補償回路１２に供給される。歪補償回路１２は、予め計測された回路の非線形歪及び遅延歪から、各動作点パラメータにおける非線形逆歪特性と遅延逆歪特性とをそれぞれ独立して求めて入力信号に付加することで、回路の非線形及び遅延歪を補償するものである。
【００１６】
歪補償回路１２で処理された信号は、直交変調器１３により直交変調された後、増幅器１４で電力増幅される。増幅器１４の出力信号は、バンドパスフィルタ１５により帯域制限され、アンテナ１６から出力される。
【００１７】
図１に示すように、歪補償回路１２は、入力電力値計算部５１と、動作点パラメータ算出部５２及び５３と、非線形逆歪特性発生部５４と、遅延逆歪特性発生部５５と、補償係数算出部５６と、複素乗算器５７とを有している。
【００１８】
入力電力値計算部５１は、Ｉチャネル及びＱチャネルの入力信号から、入力信号の電力値を計算する。すなわち、Ｉチャネルの入力信号レベルをＡ、Ｑチャネルの入力信号レベルをｊＢとすると、入力信号の電力値は、（Ａ２＋Ｂ２）により算出できる。
【００１９】
動作点パラメータ算出部５２及び５３は、入力電力値計算部５１で計算された入力信号の電力値から、非線形歪及び遅延歪に対する動作点パラメータを独立して設定する。この実施形態では、非線形歪及び遅延歪に対する動作点パラメータを独立して設定できるように、非線形逆歪特性発生部５４に対する動作点パラメータ算出部５２と、遅延逆歪特性発生部５５に対する動作点パラメータ算出部５３とが別々に設けられている。
【００２０】
非線形逆歪特性発生部５４には、予め測定して得られた非線形逆歪特性が設けられており、非線形逆歪特性発生部５４は、動作点パラメータ算出部５２からの動作点パラメータに応じて、非線形逆歪特性を発生する。
【００２１】
遅延逆歪特性発生部５５には、予め測定して得られた遅延逆歪特性が設けられている。遅延逆歪特性発生部５５は、動作点パラメータ算出部５３からの動作点パラメータに応じて、遅延逆歪特性を発生する。
【００２２】
補償係数算出部５６は、非線形逆歪特性発生部５４からの非線形逆歪特性と、遅延逆歪特性発生部５５からの遅延逆歪特性とから、非線形及び遅延歪を補償するための補償係数を算出し、複素乗算器５７に設定する。
【００２３】
複素乗算器５７は、Ｉチャネル及びＱチャネルの入力信号に対して、補償係数算出部５６からの補償係数を複素乗算し、入力信号に対して非線形逆歪特性及び遅延逆歪特性を与える。
【００２４】
歪補償回路１２では、以下のようにして、非線形歪を補償することができる。
【００２５】
Ｉチャネルの信号をＡ、Ｑチャネルの信号をＢとすると、入力信号は、（Ａ＋ｊＢ）と表現できる。ここで、増幅器１４のゲインをＧとすると、出力信号Ｐは、
Ｐ＝Ｇ（Ａ＋ｊＢ）      （１）
となる。
【００２６】
非線形特性による非線形歪成分をΔｇとして、（１）式を表すと、
Ｐ＝Ｇ・Δｇ（Ａ＋ｊＢ）      （２）
【００２７】
このことから、Δｇをキャンセルするような成分を入力信号に与えておけば、非線形歪を除去できる。すなわち、非線形特性による非線形歪成分Δｇ予め測定しておき、入力信号レベルに対して、（１／Δｇ）なる成分を乗算しておく。
（Ａ＋ｊＢ）・（１／Δｇ）      （３）
この信号を、非線形特性を含む増幅器１４で増幅すると、
Ｐ＝Ｇ・Δｇ・（Ａ＋ｊＢ）・（１／Δｇ）      （４）
となり、非線形成分Δｇが除去できる。
【００２８】
非線形逆歪特性発生部５４には、増幅器１４等の非線形特性を予め測定して得られた非線形逆歪特性が設けられている。これにより、非線形歪を補償することができる。
【００２９】
また、歪補償回路１２において、回路の遅延歪は、以下のようにして補償することができる。
【００３０】
Ｉチャネルの信号をＡ、Ｑチャネルの信号をＢとすると、入力信号は、（Ａ＋ｊＢ）と表現できる。ここで、位相θは、
θ＝Ｂ／Ａ      （５）
となる。このことから、Ｉチャネルと、Ｑチャネルに対する重みを変化させることで、位相が変わり、遅延成分を補償できる。
【００３１】
すなわち、Ｉチャネルに対するゲインをｇ１、Ｑチャネルに対するゲインをｇ２とすると、
ｇ１・Ａ＋ｊｇ２・Ｂ      （６）
となり、ｇ１とｇ２との比（ｇ１：ｇ２）により位相が変わる。
【００３２】
そこで、バンドパスフィルタ１５等の群遅延量を予め求めておき、この群遅延成分をキャンセルするように、ゲインｇ１とｇ２の比を変化させれば、バンドパスフィルタ１５の群遅延特性により生じる遅延歪を補償することができる。遅延逆歪特性発生部５５には、バンドパスフィルタ１５等の群遅延特性を予め測定して得られた遅延逆歪特性が設けられている。これにより、遅延歪を補償することができる。
【００３３】
このように、本発明の第１の実施形態においては、非線形逆歪特性発生部５４に対する動作点パラメータ算出部５２と、遅延逆歪特性発生部５５に対する動作点パラメータ算出部５３とが別々に設けられており、非線形歪及び遅延歪に対する動作点パラメータを独立して設定できる。非線形歪は主に増幅器１４等の非線形特性により生じるものであり、信号レベルに依存して変化する。これに対して、遅延歪は主にバンドパスフィルタ１５等の群遅延特性によるものであるから、信号レベルの影響を殆ど受けない。このため、信号レベルを変化させたときに、非線形歪に対する特性と遅延歪に対する特性が同様に変化してしまうと、歪補償が不完全になる。そこで、本発明の第１の実施形態においては、非線形歪及び遅延歪に対する動作点パラメータを独立して設定できるようにしている。このため、信号レベルが変化した場合でも、非線形歪と遅延歪とを最適に補償することができる。
【００３４】
＜第２の実施形態＞
図２は、本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。図２において、ＦＩＲフィルタ１１１、歪補償回路１１２、直交変調器１１３、増幅器１１４、バンドパスフィルタ１１５は、図１におけるＦＩＲフィルタ１１、歪補償回路１２、直交変調器１３、増幅器１４、バンドパスフィルタ１５と同様である。
【００３５】
また、図２において、歪補償回路１１２を構成する入力電力値計算部１５１、動作点パラメータ算出部１５２及び１５３、非線形逆歪特性発生部１５４、遅延逆歪特性発生部１５５、補償係数算出部１５６、複素乗算器１５７は、図１における歪補償回路１２を構成する入力電力値計算部５１、動作点パラメータ算出部５２及び５３、非線形逆歪特性発生部５４、遅延逆歪特性発生部５５、補償係数算出部５６、複素乗算器５７と対応している。
【００３６】
本発明の第２の実施形態では、非線形逆歪特性発生部１５４に対する動作点パラメータ算出部１５２に対して、増幅器出力電力設定情報が入力されている。そして、動作点パラメータ算出部１５２は、入力電力値計算部５１で計算された入力電力値と、増幅器出力電力設定情報とから、非線形逆歪特性発生部５４に対する動作パラメータを設定している。
【００３７】
なお、非線形歪は、主に増幅器１４等の非線形特性により生じるものであるから、出力信号レベルに依存して変化するのに対して、遅延歪は、主にバンドパスフィルタ１５等の群遅延特性によるものであるから、入力信号レベルの影響を大きく受けない。このため、この実施形態では、非線形逆歪特性発生部１５４に対する動作点パラメータ算出部１５２に対してのみ、増幅器出力電力設定情報が入力されている。これにより、出力電力が変化した場合でも、非線形歪と遅延歪とを最適に設定することができる。
【００３８】
＜第３の実施形態＞
図３は、本発明の第３の実施形態を示すブロック図である。図３において、ＦＩＲフィルタ２１１、歪補償回路２１２、直交変調器２１３、増幅器２１４、バンドパスフィルタ２１５は、図１におけるＦＩＲフィルタ１１、歪補償回路１２、直交変調器１３、増幅器１４、バンドパスフィルタ１５と同様である。
【００３９】
また、図３において、歪補償回路２１２を構成する入力電力値計算部２５１、動作点パラメータ算出部２５２及び２５３、複素乗算器２５７は、図１における歪補償回路１２を構成する入力電力値計算部５１、動作点パラメータ算出部５２及び５３、複素乗算器５７と対応している。
【００４０】
図１に示した第１の実施形態では、非線形逆歪特性発生部５４で非線形逆遅延特性を発生させ、遅延逆歪特性発生部５５で遅延逆歪特性を発生させ、補償係数算出部５６で、非線形逆遅延特性及び遅延逆歪特性を合成して、複素乗算器５７に供給する係数を求めている。これに対して、この実施形態では、非線形逆遅延特性及び遅延逆歪特性を発生させ、非線形逆遅延特性及び遅延逆歪特性を合成して、複素乗算器５７に供給する係数を求める処理を、１つの補償係数算出部２５８で行うようにしている。
【００４１】
この第３の実施形態の場合にも、非線形歪に対する動作点パラメータ算出部２５２と、遅延歪に対する動作点パラメータ算出部２５３とが別々に設けられており、非線形逆歪特性に対する動作点パラメータと、遅延逆歪特性に対する動作点パラメータとを独立して発生できる。
【００４２】
＜第４の実施形態＞
図４は、本発明の第４の実施形態を示すブロック図である。図４において、ＦＩＲフィルタ３１１、歪補償回路３１２、直交変調器３１３、増幅器３１４、バンドパスフィルタ３１５は、図３におけるＦＩＲフィルタ２１１、歪補償回路２１２、直交変調器２１３、増幅器２１４、バンドパスフィルタ２１５と同様である。
【００４３】
また、図４において、歪補償回路３１２を構成する入力電力値計算部３５１、動作点パラメータ算出部３５２及び３５３、複素乗算器３５７、補償係数算出部３５８は、図３における歪補償回路２１２を構成する入力電力値計算部２５１、動作点パラメータ算出部２５２及び２５３、複素乗算器２５７、補償係数算出部２５８と対応している。
【００４４】
本発明の第４の実施形態では、非線形逆歪特性に対する動作点パラメータ算出部３５２に対して、増幅器出力電力設定情報が入力されている。そして、動作点パラメータ算出部３５２は、入力電力値計算部３５１で計算された入力電力値と、増幅器出力電力設定情報とから、非線形特性逆歪特性に対する動作パラメータを設定している。
【００４５】
以上説明したように、本発明の実施の形態では、非線形歪に対する動作点パラメータと遅延歪に対する動作点パラメータとを独立して求めることができる。このため、信号レベルが変化した場合でも、非線形歪と遅延歪とを最適に補償することができる。
【００４６】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１１，１１１，２１１，３１１：ＦＩＲフィルタ
１２，１１２，２１２，３１２：歪補償回路
１３，１１３，２１３，３１３：直交変調器
１４，１１４，２１４，３１４：増幅器
１５，１１５，２１５，３１５：バンドパスフィルタ
１６，１１６，２１６，３１６：アンテナ
５１，１５１，２５１，３５１：入力電力値計算部
５２，１５２，２５２，３５２：動作点パラメータ算出部
５３，１５３，２５３，３５３：動作点パラメータ算出部
５４，１５４：非線形逆歪特性発生部
５５，１５５：遅延逆歪特性発生部
５６，１５６：補償係数算出部
５７，１５７，２５７，３５７：複素乗算器
２５８，３５８：補償係数算出部
【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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