(57)【要約】【課題】高出力であっても歪を補償する。【解決手段】入力信号に応じたベースバンド信号と、増幅器からのフィードバック信号との誤差を抽出する誤差抽出部３２と、誤差抽出部３２にて抽出された誤差信号を所定のサンプル毎に抽出する平均サンプル選択部３３と、平均サンプル選択部３３にて抽出された誤差信号の平均値を算出する平均計算部３４と、所定のサンプル毎に算出された平均値の間を補間する補間計算部３５と、補間計算部３５にて補間された誤差信号の平均値に基づいて歪を推定し、その歪から歪補償用のデータを生成する補償データ生成部３６とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を歪補償して増幅器に出力するＯＦＤＭ変調器において、
前記入力信号に応じたベースバンド信号と、前記増幅器からのフィードバック信号との誤差を抽出する誤差抽出部と、
前記誤差抽出部にて抽出された誤差信号を所定のサンプル毎に抽出する平均サンプル選択部と、
前記平均サンプル選択部にて抽出された誤差信号の平均値を算出する平均計算部と、
前記所定のサンプル毎に算出された平均値の間を補間する補間計算部と、
前記補間計算部にて補間された誤差信号の平均値に基づいて歪を推定し、該歪から歪補償用のデータを生成する補償データ生成部とを有することを特徴とするＯＦＤＭ変調器。
【請求項２】
入力信号を歪補償して増幅器に出力するＯＦＤＭ変調器において、
前記入力信号に応じたベースバンド信号と、前記増幅器からのフィードバック信号との誤差を抽出する誤差抽出部と、
前記誤差抽出部にて抽出された誤差信号に基づいて、多項式近似にて歪を推定する近似曲線を計算する多項式近似計算部と、
前記近似誤差計算部にて計算された近似誤差がある程度以上の大きさになる振幅を検出する近似分割点検出部と、
前記多項式近似計算部にて計算された複数の近似曲線を合成する近似曲線合成部と、
前記近似曲線合成部にて合成された近似曲線から歪補償用のデータを生成する補償データ生成部とを有し、
前記多項式近似計算部は、前記近似分割点検出部にて検出された振幅における近似誤差に基づいて、多項式近似にて歪を推定する近似曲線を再度計算することを特徴とするＯＦＤＭ変調器。
【請求項３】
請求項２に記載のＯＦＤＭ変調器において、
前記多項式近似計算部から前記近似分割点検出部までの処理を繰り返す回数は、任意に設定可能であるＯＦＤＭ変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、マルチパス干渉の妨害に強く周波数利用効率の高い周波数多重変調方式としてＯＦＤＭ方式が知られており、ＯＦＤＭ方式を用いたＯＦＤＭ変調器が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図６は、一般的なＯＦＤＭ変調器の構成例を示す図である。
【０００４】
本例におけるＯＦＤＭ変調器１００は図６に示すように、伝送路符号化部１０と、マッピング部１１と、ＩＦＦＴ部１２と、ガードインターバル付加部１３と、オーバーサンプリング部１４と、歪補償部１５と、プリディストーション部１６と、補償係数計算部１７と、直交変調部１８と、アップコンバート部１９と、オシレータ２０と、局部発振器２１と、ダウンコンバート部２２と、直交復調部２３と、ハイパワー増幅器１０１と、方向性結合器１０２とから構成されている。
【０００５】
伝送路符号化部１０は、入力信号に対して誤り訂正符号等の符号化を行なう。マッピング部１１は、伝送路符号化部１０にて符号化された信号を各変調方式に従ってマッピングする。ＩＦＦＴ部１２は、マッピング部１１にてマッピングされた信号を逆フーリエ変換する。ガードインターバル付加部１３は、ＩＦＦＴ部１２にて逆フーリエ変換されたＯＦＤＭ信号にガードインターバル信号を付加する。オーバーサンプリング部１４は、ガードインターバル付加部１３にてガードインターバル信号が付加されたＯＦＤＭ信号のサンプリング周波数を４倍にオーバーサンプリングする。歪補償部１５は、オーバーサンプリング部１４にてオーバーサンプリングされた信号についてハイパワー増幅器１０１の歪を補償する。補償係数計算部１７は、ハイパワー増幅器１０１の歪を推定して補償係数を算出する。プリディストーション部１６は、補償係数計算部１７にて算出された補償係数に基づいて、オーバーサンプリング部１４にてオーバーサンプリングされた変調信号に歪補償処理を施す。直交変調部１８は、歪補償部１５から出力されたベースバンド信号をＩＦ信号に変換して出力する。アップコンバート部１９は、直交変調部１８から出力されたＩＦ信号をＲＦ信号に周波数変換する。オシレータ２０は、直交変復調用のローカル信号を発生する。局部発振器２１は、アップコンバート、ダウンコンバート用のローカル信号を発生する。ダウンコンバート部２２は、ハイパワー増幅器１０１の出力からフィードバックされたＲＦ信号をＩＦ信号に周波数変換する。直交復調部２３は、ダウンコンバート部２２でＩＦ信号に変換された信号をベースバンド信号に変換する。ハイパワー増幅器１０１は、ＯＦＤＭ変調器１００からの出力を増幅する。方向性結合器１０２は、ハイパワー増幅器１０１からの出力をＯＦＤＭ変調器１００へフィードバックする。
【０００６】
図７は、図６に示した補償係数計算部１７の構成例を示す図である。
【０００７】
本例における補償係数計算部１７は図７に示すように、歪補償する前の元信号を記憶するＲＡＭ４０と、ハイパワー増幅器１０１からの出力をフィードバックした信号を記憶するＲＡＭ４１と、元信号とフィードバック信号とを比較し、その誤差を抽出する誤差抽出部４２と、誤差抽出部４２にて抽出された誤差信号をもとに多項式近似にて歪を推定する多項式近似計算部４３と、多項式近似計算部４３にて推定された歪データから歪補償用のデータを生成する補償データ生成部４４とから構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２２６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図８は、図７に示した補償係数計算部１７における歪推定の結果を示す図である。
【００１０】
図８に示すように、図７に示した補償係数計算部１７における歪推定においては、誤差データの分布の変化がある程度以上大きくなると、多項式近似により得られた近似曲線との間に近似誤差が発生する。そして、この近似誤差の影響により、歪補償の効果が少ない（期待値に満たない）という問題点がある。
【００１１】
また、この誤差分布の変化に対応して近似誤差を小さくするためには多項式の次数を増やす必要があるが、ハード化上の制限により次数を増やすことは非常に困難であるという問題点がある。
【００１２】
また、ＯＦＤＭ変調器の歪補償能力が少ないため、増幅器での歪の発生を小さくする必要があり、その結果、増幅器を最適な効率で使用することができないという問題点がある。
【００１３】
本発明は、上述したような技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、高出力であっても歪を補償することができるＯＦＤＭ変調器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】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明は、
入力信号を歪補償して増幅器に出力するＯＦＤＭ変調器において、
前記入力信号に応じたベースバンド信号と、前記増幅器からのフィードバック信号との誤差を抽出する誤差抽出部と、
前記誤差抽出部にて抽出された誤差信号を所定のサンプル毎に抽出する平均サンプル選択部と、
前記平均サンプル選択部にて抽出された誤差信号の平均値を算出する平均計算部と、
前記所定のサンプル毎に算出された平均値の間を補間する補間計算部と、
前記補間計算部にて補間された誤差信号の平均値に基づいて歪を推定し、該歪から歪補償用のデータを生成する補償データ生成部とを有することを特徴とする。
【００１５】
また、入力信号を歪補償して増幅器に出力するＯＦＤＭ変調器において、
前記入力信号に応じたベースバンド信号と、前記増幅器からのフィードバック信号との誤差を抽出する誤差抽出部と、
前記誤差抽出部にて抽出された誤差信号に基づいて、多項式近似にて歪を推定する近似曲線を計算する多項式近似計算部と、
前記近似誤差計算部にて計算された近似誤差がある程度以上の大きさになる振幅を検出する近似分割点検出部と、
前記多項式近似計算部にて計算された複数の近似曲線を合成する近似曲線合成部と、
前記近似曲線合成部にて合成された近似曲線から歪補償用のデータを生成する補償データ生成部とを有し、
前記多項式近似計算部は、前記近似分割点検出部にて検出された振幅における近似誤差に基づいて、多項式近似にて歪を推定する近似曲線を再度計算することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、以上説明したように構成されているので、ＯＦＤＭ変調器のひずみ保証能力が向上し、より大きな歪を補償できるようになり、それにより、増幅器の出力を上げて歪が増加しても補償することが可能となり、増幅器の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のＯＦＤＭ変調器の実施の一形態を示す図である。
【図２】図１に示した補償係数計算部の一構成例を示す図である。
【図３】図２に示した補償係数計算部における歪推定の結果を示す図である。
【図４】図１に示した補償係数計算部の他の構成例を示す図である。
【図５】図４に示した補償係数計算部における歪推定の結果を示す図である。
【図６】一般的なＯＦＤＭ変調器の構成例を示す図である。
【図７】図６に示した補償係数計算部の構成例を示す図である。
【図８】図７に示した補償係数計算部における歪推定の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明のＯＦＤＭ変調器の実施の一形態を示す図である。
【００２０】
本形態におけるＯＦＤＭ変調器１００は図１に示すように、伝送路符号化部１０と、マッピング部１１と、ＩＦＦＴ部１２と、ガードインターバル付加部１３と、オーバーサンプリング部１４と、歪補償部１５と、プリディストーション部１６と、補償係数計算部１７と、直交変調部１８と、アップコンバート部１９と、オシレータ２０と、局部発振器２１と、ダウンコンバート部２２と、直交復調部２３と、ハイパワー増幅器１０１と、方向性結合器１０２とから構成されている。
【００２１】
伝送路符号化部１０は、入力信号に対して誤り訂正符号等の符号化を行なう。マッピング部１１は、伝送路符号化部１０にて符号化された信号を各変調方式に従ってマッピングする。ＩＦＦＴ部１２は、マッピング部１１にてマッピングされた信号を逆フーリエ変換する。ガードインターバル付加部１３は、ＩＦＦＴ部１２にて逆フーリエ変換されたＯＦＤＭ信号にガードインターバル信号を付加する。オーバーサンプリング部１４は、ガードインターバル付加部１３にてガードインターバル信号が付加されたＯＦＤＭ信号のサンプリング周波数を４倍にオーバーサンプリングする。歪補償部１５は、オーバーサンプリング部１４にてオーバーサンプリングされた信号についてハイパワー増幅器１０１の歪を補償する。補償係数計算部１７は、ハイパワー増幅器１０１の歪を推定して補償係数を算出する。プリディストーション部１６は、補償係数計算部１７にて算出された補償係数に基づいて、オーバーサンプリング部１４にてオーバーサンプリングされた変調信号に歪補償処理を施す。直交変調部１８は、歪補償部１５から出力されたベースバンド信号をＩＦ信号に変換して出力する。アップコンバート部１９は、直交変調部１８から出力されたＩＦ信号をＲＦ信号に周波数変換する。オシレータ２０は、直交変復調用のローカル信号を発生する。局部発振器２１は、アップコンバート、ダウンコンバート用のローカル信号を発生する。ダウンコンバート部２２は、ハイパワー増幅器１０１の出力からフィードバックされたＲＦ信号をＩＦ信号に周波数変換する。直交復調部２３は、ダウンコンバート部２２でＩＦ信号に変換された信号をベースバンド信号に変換する。ハイパワー増幅器１０１は、ＯＦＤＭ変調器１００からの出力を増幅する。方向性結合器１０２は、ハイパワー増幅器１０１からの出力をＯＦＤＭ変調器１００へフィードバックする。
【００２２】
図２は、図１に示した補償係数計算部１７の一構成例を示す図である。
【００２３】
本例における補償係数計算部１７は図２に示すように、２つのメモリ３０，３１と、誤差抽出部３２と、平均サンプル選択部３３と、平均計算部３４と、補間計算部３５と、補償データ生成部３６とから構成されている。
【００２４】
メモリ３０は、歪補償する前の元信号を記憶する。メモリ３１は、ハイパワー増幅器１０１の出力をフィードバックした信号を記憶する。誤差抽出部３２は、元信号とフィードバック信号とを比較してこれらの誤差を抽出する。平均サンプル選択部３３は、誤差抽出部３２にて抽出された誤差信号をサンプル単位で平均するために、所定のサンプル毎に誤差信号を抽出する。平均計算部３４は、平均サンプル選択部３３にて抽出された誤差信号の平均値を算出する。補間計算部３５は、所定のサンプル毎に算出された平均値の間を補間する。補償データ生成部３６は、補間計算部３５にて補間された誤差信号の平均値に基づいて歪を推定し、この歪から歪補償用のデータを生成する。
【００２５】
以下に、上記のように構成されたＯＦＤＭ変調器１００の動作について説明する。
【００２６】
図１及び図２に示したＯＦＤＭ変調器１００おいて、入力信号は、伝送路符号化部１０において、誤り訂正符号化やインターリーブ等の符号化処理される。
【００２７】
この信号は次にマッピング部１１に入力され、マッピング部１１において、各変調方式に従ってマッピングされる。
【００２８】
その後、ＩＦＦＴ部１２において、マッピング部１１にてマッピングされた信号が逆フーリエ変換され、ベースバンド周波数帯のＯＦＤＭ信号が生成される。
【００２９】
次に、ガードインターバル付加部１３において、ＩＦＦＴ部１２にて生成されたＯＦＤＭ信号にガードインターバル信号が付加され、オーバーサンプリング部１４において、４倍のサンプリング周波数に変換されたベースバンド周波数帯のＯＦＤＭ信号が生成される。
【００３０】
オーバーサンプリング部１４にて生成されたＯＦＤＭ信号は、プリディストーション部１６において、補償係数計算部１７にて生成された補償係数に従って歪補償信号成分を含む信号に変換される。また、オーバーサンプリング部１４からの出力信号は、補償係数計算部１７にも入力され、補償係数生成用の元信号として使用される。
【００３１】
次に、プリディストーション部１６からの出力信号は、直交変調部１８においてオシレータ２０で発生するローカル信号によって直交変調され、ベースバンド信号からＩＦ信号に変換されて出力される。
【００３２】
その後、アップコンバート部１９において、直交変調部１８から出力されたＩＦ信号が、局部発振器２１で生成されるローカル信号によってＲＦ信号に変換される。このＲＦ信号はＯＦＤＭ変調器１００の出力信号として出力される。
【００３３】
また、ハイパワー増幅器１０１からの出力が方向性結合器１０２を介してフィードバック信号として入力され、ダウンコンバート部２２において、局部発振器２１のローカル信号によってＩＦ信号へ変換される。そして、このＩＦ信号は、直交復調部２３においてオシレータ２０からのローカル信号によって直交復調されてベースバンド信号に変換される。
【００３４】
直交復調部２３からの信号は、補償係数計算部１７に入力され、前述のオーバーサンプリング部１４からの信号との比較により、ハイパワー増幅器１０１の歪の補償係数が算出され、算出された補償計数がプリディストーション部１６に出力される。
【００３５】
ＯＦＤＭ変調器１００からの出力信号は、ハイパワー増幅器１０１にて増幅される。そして、その出力信号は方向性結合器１０２により分配され、アンテナへ出力される信号とＯＦＤＭ変調器１００へのフィードバック信号として出力される。
【００３６】
次に、補償係数計算部１７の動作について詳細に説明する。
【００３７】
図３は、図２に示した補償係数計算部１７における歪推定の結果を示す図である。
【００３８】
補償係数計算部１７のメモリ３０には、オーバーサンプリング部１４から入力されるベースバンド信号が元信号として記憶される。また、メモリ３１には、直交復調部２３から入力されるベースバンド信号がフィードバック信号として記憶される。
【００３９】
次に、誤差抽出部３２において、メモリ３０に記憶されている元信号とメモリ３１に記憶されているフィードバック信号との誤差が抽出される。この誤差信号は、図３（ａ）に示すように、バラツキはあるがある傾向を持った信号になる。歪補償ではこのバラツキを抑えつつ、この傾向を近似、抽出することで歪の推定を行う。
【００４０】
まず、バラツキを抑えるため所定の範囲の誤差データを平均化する。平均サンプル選択部３３においては、図３（ｂ）に示すように、平均を算出するサンプル間隔が設定され、そのサンプル毎の平均範囲にある誤差データが選択される。
【００４１】
そして、この選択された誤差データは平均計算部３４に出力され、平均計算部３４において平均化されて平均値が算出される。
【００４２】
次に、補間計算部３５において、図３（ｃ）に示すように、サンプル毎に算出された平均値に基づいて補間された誤差データが生成される。
【００４３】
そして、補償データ生成部３６において、補間計算部３５にて生成された誤差データに基づいて歪が推定され、この推定された歪からにて歪補償用のデータが生成される。
【００４４】
（他の実施の形態）
図４は、図１に示した補償係数計算部１７の他の構成例を示す図である。また、図５は、図４に示した補償係数計算部１７における歪推定の結果を示す図である。
【００４５】
本例における補償係数計算部１７は図４に示すように、２つのメモリ５０，５１と、誤差抽出部５２と、多項式近似計算部５３と、近似誤差計算部５４と、近似分割点検出部５５と、近似曲線合成部５６と、補償データ生成部５６とから構成されている。
【００４６】
上記のように構成された補償係数計算部１７においては、メモリ５０には元信号が記憶されるとともに、メモリ５１にはフィードバック信号が記憶される。
【００４７】
次に、誤差抽出部５２において、メモリ５０に記憶されている元信号とメモリ５１に記憶されているフィードバック信号との誤差が抽出される。
【００４８】
多項式近似計算部５３においては、誤差抽出部５２にて抽出された誤差信号に基づいて、多項式近似にて歪を推定する近似曲線が計算される。この近似曲線においては、図５（ａ）に示すように近似誤差が大きな状態となっている。
【００４９】
近似誤差計算部５４において、この近似曲線の近似誤差が計算される。そして、近似分割点検出部５５において、近似誤差計算部５４にて計算された近似誤差の大きさが判断され、誤差がある程度以上の大きさになる振幅が検出される。
【００５０】
そして、近似分割点検出部５５にて検出された振幅における近似誤差、すなわち、近似誤差が大きな領域のみについて、多項式近似計算部５３にて再計算が行われてその領域のみの近似曲線が計算され、上記同様に近似誤差が計算されて近似分割点が検出される。
【００５１】
その後、近似曲線合成部５６において、図５（ｂ）に示すように、多項式近似計算部５３にて計算された複数の近似曲線が合成される。そして、補償データ生成部５７において、近似曲線合成部５６にて合成された近似曲線から歪補償用のデータが生成される。
【００５２】
このように、本形態においては、近似曲線を分割して近似することにより近似式の次数を増やさずに近似誤差を小さくしているので、上記同様の効果が得られる。なお、本構成において、多項式近似計算部５３から近似分割点検出部５５までの処理を繰り返す回数は何回でも任意に設定することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０    伝送符号化部
１１    マッピング部
１２    ＩＦＦＴ部
１３    ガードインターバル付加部
１４    オーバーサンプリング部
１５    歪補償部
１６    プリディストーション部
１７    補償係数計算部
１８    直交変調部
１９    アップコンバート部
２０    オシレータ
２１    局部発振器
２２    ダウンコンバート部
２３    直交復調部
３０，３１，５０，５１    メモリ部
３２，５２    誤差抽出部
３３    平均サンプル選択部
３４    平均計算部
３５    補間計算部
３６，５６    補償データ生成部
５３    多項式近似計算部
５４    近似誤差検出部
５５    近似分割点検出部
１００    ＯＦＤＭ変調器
１０１    ハイパワー増幅器
１０２    方向性結合器
【図１】
2011188093.tif 000003
【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図３】
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【図５】
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【図８】
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