(57)【要約】【課題】電力増幅器で発生する歪成分をできるだけ短い時間で補償することができるプリディストータを提供する。【解決手段】プリディストータの制御器が、電力測定器の測定結果を用いて複数のベクトル調整器のうち一部のベクトル調整器を選択して、この選択されたベクトル調整器に与える振幅および／または位相の調整量を歪観測器の観測結果に基づいて決定し、さらに、決定された調整量または当該調整量に基づく調整量を選択されなかったベクトル調整器の振幅および／または位相の調整量として設定する。【選択図】図４
2015005901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力増幅器で発生する歪成分を打ち消すような歪補償信号を、複数のコンポーネントキャリアを含む入力信号に予め付加するプリディストータであって、
上記コンポーネントキャリアの信号を遅延伝達する線形伝達経路と、
上記コンポーネントキャリアごとに当該コンポーネントキャリアの信号だけを用いて得られる自己歪信号、および、互いに異なる二つ以上の上記コンポーネントキャリアの信号を用いて得られる相互変調歪信号のうち少なくとも一部（以下、自己歪信号と相互変調歪信号のうち少なくとも一部を歪信号と総称する）、のそれぞれを生成する歪信号生成手段と、これら歪信号それぞれに対応して設けられており、対応する歪信号の振幅と位相を調整するベクトル調整器とを含み、上記歪補償信号を出力する歪補償信号発生経路と、
上記線形伝達経路の出力と上記歪補償信号発生経路の出力とを合成する信号加算器と、
各上記歪信号の電力を上記コンポーネントキャリアの信号を用いて測定する電力測定器と、
上記信号加算器の出力に対して電力増幅を行う上記電力増幅器の出力に含まれる歪成分を観測する歪観測器と、
少なくとも上記電力測定器の測定結果を用いて上記複数のベクトル調整器のうち一部のベクトル調整器を選択して、この選択されたベクトル調整器に与える振幅および／または位相の調整量を上記歪観測器の観測結果に基づいて決定し、さらに、決定された当該調整量または当該調整量に基づく調整量を選択されなかったベクトル調整器の振幅および／または位相の調整量として設定する制御器と
を含むプリディストータ。
【請求項２】
請求項１に記載のプリディストータであって、
上記制御器は、選択部と、ベクトル調整器制御部とを含み、
上記選択部は、上記電力測定器の測定結果を比較して、最も電力が大きい歪信号が入力されるベクトル調整器を選択し、
上記ベクトル調整器制御部は、上記歪観測器の観測結果に基づいて、上記電力増幅器で発生する歪成分を低減するように、上記選択部が選択したベクトル調整器に与える振幅および／または位相の調整量を決定し、さらに、決定された当該調整量または当該調整量に基づく調整量を選択されなかったベクトル調整器の振幅および／または位相の調整量として設定する
ことを特徴とするプリディストータ。
【請求項３】
請求項１に記載のプリディストータであって、
上記制御器は、選択部と、ベクトル調整器制御部とを含み、
上記選択部は、上記歪観測器の観測結果を比較して、上記電力増幅器で発生する歪成分のうち電力が最も大きい歪成分が発生する帯域を選択し、さらに、上記電力測定器の測定結果のうち当該選択された帯域に対応する歪信号の電力を比較し、最も電力が大きい歪信号が入力されるベクトル調整器を選択し、
上記ベクトル調整器制御部は、上記歪観測器の観測結果に基づいて、上記電力増幅器で発生する歪成分を低減するように、上記選択部が選択したベクトル調整器に与える振幅および／または位相の調整量を決定し、さらに、決定された当該調整量または当該調整量に基づく調整量を選択されなかったベクトル調整器の振幅および／または位相の調整量として設定する
ことを特徴とするプリディストータ。
【請求項４】
電力増幅器で発生する歪成分を打ち消すような歪補償信号を、複数のコンポーネントキャリアを含む入力信号に予め付加するプリディストータであって、
上記コンポーネントキャリアの信号を遅延伝達する線形伝達経路と、
上記コンポーネントキャリアごとに当該コンポーネントキャリアの信号だけを用いて得られる自己歪信号、および、互いに異なる二つ以上の上記コンポーネントキャリアの信号を用いて得られる相互変調歪信号のうち少なくとも一部（以下、自己歪信号と相互変調歪信号のうち少なくとも一部を歪信号と総称する）、のそれぞれを生成する歪信号生成手段と、これら歪信号それぞれに対応して設けられており、対応する歪信号の振幅と位相を調整するベクトル調整器とを含み、上記歪補償信号を出力する歪補償信号発生経路と、
上記線形伝達経路の出力と上記歪補償信号発生経路の出力とを合成する信号加算器と、
上記信号加算器の出力に対して電力増幅を行う上記電力増幅器の出力に含まれる歪成分を観測する歪観測器と、
上記電力増幅器の出力に含まれる歪成分のうち予め指定された周波数帯域に発生する歪成分を補償するベクトル調整器を選択して、この選択されたベクトル調整器に与える振幅および／または位相の調整量を上記歪観測器の観測結果に基づいて決定し、決定された当該調整量に基づいて選択されなかったベクトル調整器の振幅および／または位相の調整量を推定し、さらに、推定された当該調整量を選択されなかったベクトル調整器の振幅および／または位相の調整量として設定する制御器と
を含むプリディストータ。
【請求項５】
請求項４に記載のプリディストータであって、
上記制御器は、上記決定された調整量に基づく線形補間によって、上記選択されなかったベクトル調整器の振幅および／または位相の調整量を推定する
ことを特徴とするプリディストータ。
【請求項６】
電力増幅器で発生する歪成分を打ち消すような歪補償信号を、複数のコンポーネントキャリアを含む入力信号に予め付加するプリディストータの制御方法であって、
上記プリディストータは、
上記コンポーネントキャリアの信号を遅延伝達する線形伝達経路と、
上記コンポーネントキャリアごとに当該コンポーネントキャリアの信号だけを用いて得られる自己歪信号、および、互いに異なる二つ以上の上記コンポーネントキャリアの信号を用いて得られる相互変調歪信号のうち少なくとも一部（以下、自己歪信号と相互変調歪信号のうち少なくとも一部を歪信号と総称する）、のそれぞれを生成する歪信号生成手段と、これら歪信号それぞれに対応して設けられており、対応する歪信号の振幅と位相を調整するベクトル調整器とを含み、上記歪補償信号を出力する歪補償信号発生経路と、
上記線形伝達経路の出力と上記歪補償信号発生経路の出力とを合成する信号加算器と、
各上記歪信号の電力を上記コンポーネントキャリアの信号を用いて測定する電力測定器と、
上記信号加算器の出力に対して電力増幅を行う上記電力増幅器の出力に含まれる歪成分を観測する歪観測器と、
各上記ベクトル調整器の振幅と位相の調整量を設定する制御器とを含み、
上記制御方法は、
上記電力測定器が、各上記歪信号の電力を上記コンポーネントキャリアの信号を用いて測定するステップと、
上記制御器が、少なくとも上記電力測定器の測定結果を用いて上記複数のベクトル調整器のうち一部のベクトル調整器を選択するステップと、
上記制御器が、選択されたベクトル調整器に与える振幅および／または位相の調整量を上記歪観測器の観測結果に基づいて決定するステップと、
上記制御器が、決定された上記調整量または当該調整量に基づく調整量を選択されなかったベクトル調整器の振幅および／または位相の調整量として設定するステップと
を有するプリディストータの制御方法。
【請求項７】
電力増幅器で発生する歪成分を打ち消すような歪補償信号を、複数のコンポーネントキャリアを含む入力信号に予め付加するプリディストータの制御方法であって、
上記プリディストータは、
上記コンポーネントキャリアの信号を遅延伝達する線形伝達経路と、
上記コンポーネントキャリアごとに当該コンポーネントキャリアの信号だけを用いて得られる自己歪信号、および、互いに異なる二つ以上の上記コンポーネントキャリアの信号を用いて得られる相互変調歪信号のうち少なくとも一部（以下、自己歪信号と相互変調歪信号のうち少なくとも一部を歪信号と総称する）、のそれぞれを生成する歪信号生成手段と、これら歪信号それぞれに対応して設けられており、対応する歪信号の振幅と位相を調整するベクトル調整器とを含み、上記歪補償信号を出力する歪補償信号発生経路と、
上記線形伝達経路の出力と上記歪補償信号発生経路の出力とを合成する信号加算器と、
上記信号加算器の出力に対して電力増幅を行う上記電力増幅器の出力に含まれる歪成分を観測する歪観測器と、
各上記ベクトル調整器の振幅と位相の調整量を設定する制御器とを含み、
上記制御方法は、
上記制御器が、上記電力増幅器の出力に含まれる歪成分のうち予め指定された周波数帯域に発生する歪成分を補償するベクトル調整器を選択して、この選択されたベクトル調整器に与える振幅および／または位相の調整量を上記歪観測器の観測結果に基づいて決定するステップと、
上記制御器が、決定された上記調整量に基づいて選択されなかったベクトル調整器の振幅および／または位相の調整量を推定するステップと、
上記制御器が、推定された上記調整量を選択されなかったベクトル調整器の振幅および／または位相の調整量として設定するステップと
を有するプリディストータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力増幅器で発生する歪成分を補償するプリディストータとプリディストータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力増幅器で発生する非線形歪成分（以下、歪成分ともいう）を補償する方法の１つとして、プリディストータを用いる方法が挙げられる。プリディストータは電力増幅器における非線形特性モデルに従って歪補償信号を発生させ、電力増幅器に入力する信号にその歪補償信号を付加する。例えば、非特許文献１および非特許文献２によるべき級数型プリディストータ（以下、単にプリディストータという）は、べき級数に基づいた非線形特性モデル（以下、べき級数モデルという）を使用し、周波数依存性を持った歪成分を補償可能な歪補償信号を発生させる。非特許文献１および非特許文献２によると、プリディストータの入力信号をｘとし、べき級数モデルのモデル次数（ただし、モデル次数は、多項式で表現されたべき級数モデルの次数、つまり、多項式に含まれる各項の次数のうち最も高い次数である）を３とした場合、プリディストータの出力信号ｙは式（１）のように表すことができる。
【数１】
2015005901.tif 000003
【０００３】
ここで、式（１）の右辺第２項が歪補償信号であり、｜ｘ｜2ｘはプリディストータの３次歪発生器で発生させた３次歪信号を表し、ａ1は線形利得を表し、ａ3は３次歪信号の振幅と位相を調整する３次歪ベクトル調整器に与える複素係数を表し、ｈ3は３次歪ベクトル調整器の出力に周波数特性を与える周波数特性補償器のインパルス応答を表し、記号｜｜は絶対値を表し、記号＊（アスタリスク）は畳み込み演算を表している。
【０００４】
このプリディストータは、歪補償信号をディジタル信号処理によって発生させる。このとき、電力増幅器で発生する周波数依存性を持った歪成分が低減するように、ａ3とｈ3をそれぞれ適切に調整する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】S. Mizuta, Y. Suzuki, T. Hirota, and Y. Yamao, “Digital predistortion linearizer for compensating frequency-dependent IM distortion,” in Proc. 34th European Microwave Conference, pp. 1053 - 1056, Oct. 2004.
【非特許文献２】S. Mizuta, Y. Suzuki, S. Narahashi, and Y. Yamao, “A New Adjustment Method for the Frequency-Dependent IMD Compensator of the Digital Predistortion Linearizer,” IEEE Radio and Wireless Symposium 2006, pp. 255 - 258, Jan. 2006.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
LTE-Advancedにおいて、複数の周波数帯域（以下、コンポーネントキャリアともいう）を同時に使用するキャリアアグリゲーションと呼ばれる技術がある。キャリアアグリゲーションは大別して、隣接する複数の周波数帯域を使用する場合と、離散的な周波数帯域を使用する場合とがある。
【０００７】
キャリアアグリゲーションを利用する場合、電力増幅器の非線形特性や使用する周波数帯域などによっては、単一周波数帯に適応しているプリディストータでは歪成分を十分に低減できない場合がある。以下に、二つの周波数帯域を用いた場合を例として具体的に説明する。
【０００８】
１つ目の周波数帯域を用いて送信する信号をｓ1、二つ目の周波数帯域を用いて送信する信号をｓ2、プリディストータの入力信号をｘ＝ｓ1＋ｓ2とすると、プリディストータの出力信号ｙは式（２）のように表すことができる。ここで、記号*（上付きアスタリスク）は複素共役を表している。
【数２】
2015005901.tif 000004
【０００９】
式（２）において、プリディストータの３次歪発生器で発生させた３次歪信号をｄC（ｔ）とすると、ｄC（ｔ）は式（３）にように表すことができる。
【数３】
2015005901.tif 000005
【００１０】
ここで、２｜ｓ2｜2ｓ1は、ｓ1とｓ2の相互変調歪信号である。この歪信号は、｜ｓ1｜2ｓ1と同じ周波数帯域に発生する。また、２｜ｓ1｜2ｓ2も、ｓ1とｓ2の相互変調歪信号である。この歪信号は、｜ｓ2｜2ｓ2と同じ周波数帯域に発生する。
【００１１】
電力増幅器を高効率動作させた場合、電力増幅器の非線形特性が複雑となることが知られている。このとき、同一周波数帯域に発生する複数の歪成分において歪成分ごとに位相と振幅が異なる場合、単一周波数帯に適応しているプリディストータでは歪信号ごとに位相と振幅をそれぞれ調整できないことから、電力増幅器で発生する歪成分は残留する。
【００１２】
以上から、キャリアアグリゲーションを利用する場合、単一周波数帯に適応しているプリディストータでは、信号s1と信号s2の相互変調歪成分を十分に低減できない。この問題を解決するために、複数の周波数帯に適応するプリディストータとして、次のような構成を持つプリディストータ９００が考えられる（参考特許文献：日本国特許出願番号2011-269882）。
【００１３】
図１にプリディストータ９００の構成とその周辺装置を示す。この例の周辺装置は、二つの信号発生装置Ａ，Ｂと、増幅装置９５０と、帰還信号生成装置９６０である。また、この例では、信号発生装置Ａが発生する信号は、１つ目の周波数帯域を用いて送信する信号ｓ1であり、Ｉ相信号とＱ相信号（以下、Ｉ／Ｑ信号ともいう）から成るディジタル信号とする。信号発生装置Ｂが発生する信号は、１つ目の周波数帯域とは異なる二つ目の周波数帯域を用いて送信する信号ｓ2であり、Ｉ相信号とＱ相信号（以下、Ｉ／Ｑ信号ともいう）から成るディジタル信号とする。
【００１４】
プリディストータ９００は、遅延器を含む線形伝達経路９０１Ａと、遅延器を含む線形伝達経路９０１Ｂと、歪補償信号を発生するための歪補償信号発生経路９０９と、信号発生装置Ａからの信号を線形伝達経路９０１Ａと歪補償信号発生経路９０９とに分配する分配器９０２Ａと、信号発生装置Ｂからの信号を線形伝達経路９０１Ｂと歪補償信号発生経路９０９とに分配する分配器９０２Ｂと、線形伝達経路９０１Ａの出力と歪補償信号発生経路９０９の出力を合成する信号加算器９０３Ａと、線形伝達経路９０１Ｂの出力と歪補償信号発生経路９０９の出力を合成する信号加算器９０３Ｂと、信号加算器９０３Ａの出力（歪補償成分が付加されたディジタルＩ／Ｑ信号）をアナログＩ／Ｑ信号に変換するディジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）９０４Ａと、信号加算器９０３Ｂの出力（歪補償成分が付加されたディジタルＩ／Ｑ信号）をアナログＩ／Ｑ信号に変換するディジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）９０４Ｂと、増幅装置９５０の出力の一部を帰還信号として取り込む帰還信号生成装置９６０の出力（アナログＩ／Ｑ信号）をディジタルＩ／Ｑ信号に変換するアナログディジタル変換器（ＡＤＣ）９０５と、ＡＤＣ９０５の出力から歪成分を測定する歪観測器９０６と、歪観測器９０６の出力に基づき、歪補償信号発生経路９０９で用いられるベクトル係数（振幅と位相）や周波数特性補償器係数（振幅と位相）などの調整量を決定する制御器９０７を含む。なお、各線形伝達経路９０１Ａ，９０１Ｂに含まれる遅延器は、歪補償信号発生経路９０９で生じる遅延時間だけ線形伝達経路への入力信号を遅延させる。
【００１５】
増幅装置９５０は、ＤＡＣ９０４Ａの出力であるアナログＩ／Ｑ信号を直交変調する直交変調器９５１Ａと、ＤＡＣ９０４Ｂの出力であるアナログＩ／Ｑ信号を直交変調する直交変調器９５１Ｂと、直交変調器９５１Ａからの変調出力の周波数をキャリア周波数に変換するアップコンバータ９５２Ａと、直交変調器９５１Ｂからの変調出力の周波数を前出のキャリア周波数とは異なるキャリア周波数に変換するアップコンバータ９５２Ｂと、アップコンバータ９５２Ａの出力信号とアップコンバータ９５２Ｂの出力信号を合成する電力合成器９５３と、電力合成器９５３の出力信号を電力増幅する電力増幅器９５４を含む。電力増幅された高周波信号は出力端子９７０から、例えば図示していないデュープレクサを介してアンテナに供給される。
【００１６】
帰還信号生成装置９６０は、増幅装置９５０の出力の一部を帰還信号として取り出す方向性結合器９６１と、帰還信号を周波数変換する周波数ダウンコンバータ９６２と、ダウンコンバートされた帰還信号を直交復調する直交復調器９６３を含む。
【００１７】
図２に歪補償信号発生経路９０９の機能ブロック図を示す。
歪補償信号発生経路９０９は、３次歪信号｜ｓ1｜2ｓ1を発生する３次歪発生器９０９２Ａ１と３次歪信号｜ｓ1｜2ｓ1のベクトル係数（振幅と位相）の調整を行う３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２を含む歪信号生成部９０９２Ａと、３次歪信号｜ｓ2｜2ｓ2を発生する３次歪発生器９０９２Ｂ１と３次歪信号｜ｓ2｜2ｓ2のベクトル係数（振幅と位相）の調整を行う３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２を含む歪信号生成部９０９２Ｂと、相互変調歪信号２｜ｓ2｜2ｓ1と２｜ｓ1｜2ｓ2を発生する相互変調歪生成部９０９５０と相互変調歪信号２｜ｓ2｜2ｓ1のベクトル係数（振幅と位相）の調整を行う副３次歪ベクトル調整器９０９５１と相互変調歪信号２｜ｓ1｜2ｓ2のベクトル係数（振幅と位相）の調整を行う副３次歪ベクトル調整器９０９５２を含む副歪信号生成部９０９５と、分配器９０２Ａからの信号を歪信号生成部９０９２Ａと副歪信号生成部９０９５にそれぞれ分配する信号分配部９０９１Ａと、分配器９０２Ｂからの信号を歪信号生成部９０９２Ｂと副歪信号生成部９０９５にそれぞれ分配する信号分配部９０９１Ｂと、歪信号生成部９０９２Ａの出力と副歪信号生成部９０９５の出力を合成する信号加算部９０９３Ａと、歪信号生成部９０９２Ｂの出力と副歪信号生成部９０９５の出力を合成する信号加算部９０９３Ｂとを含む。信号加算部９０９３Ａの出力は信号加算器９０３Ａの入力となり、信号加算部９０９３Ｂの出力は信号加算器９０３Ｂの入力となる。３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２、３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２、副３次歪ベクトル調整器９０９５１および副３次歪ベクトル調整器９０９５２のそれぞれで調整するベクトル係数の値は制御器９０７の指示に基づく。
【００１８】
図３を参照して歪観測器９０６と制御器９０７の動作を説明する。図３は、増幅装置９５０の出力スペクトルを模式的に表している。信号帯域Ａｂは、信号発生装置Ａの出力信号に対応し、信号帯域Ｂｂは、信号発生装置Ｂの出力信号に対応する。この例は、離散的な周波数帯域を使用するキャリアアグリゲーションの場合を示している。
【００１９】
歪観測器９０６は、３次歪成分下側帯域Ａｂ１，Ｂｂ１、３次歪成分上側帯域Ａｂ２，Ｂｂ２における各帯域内の電力を測定する。
【００２０】
制御器９０７は、歪観測器９０６によって測定した歪成分の電力を低減するように歪補償信号発生経路９０９に含まれる３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２、３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２、副３次歪ベクトル調整器９０９５１、副３次歪ベクトル調整器９０９５２のそれぞれに与えるベクトル係数の調整量を決定する。このとき、３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２と副３次歪ベクトル調整器９０９５１に与えるベクトル係数を調整することによって３次歪成分下側帯域Ａｂ１と３次歪成分上側帯域Ａｂ２に生じる歪成分を補償できる。３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２と副３次歪ベクトル調整器９０９５２に与えるベクトル係数を調整することによって３次歪成分下側帯域Ｂｂ１と３次歪成分上側帯域Ｂｂ２に生じる歪成分を補償できる。
【００２１】
参考特許文献に基づくプリディストータを用いる場合、電力増幅器で発生する歪成分を補償するまでにある程度の時間を要することが懸念される。以下に、この理由を説明する。
参考特許文献に基づくプリディストータでは、歪成分を補償するために、例えば、３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２、副３次歪ベクトル調整器９０９５１、３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２、副３次歪ベクトル調整器９０９５２の順に、それぞれのベクトル係数の調整量を決定する。このとき、各ベクトル調整器に与えるベクトル係数の決定に要する時間（以下、調整時間ともいう）が同じと仮定して調整時間をｔ1秒とした場合、全てのベクトル調整器のベクトル係数を決定するまでに４ｔ1秒の時間がかかる。キャリアアグリゲーションで用いるコンポーネントキャリアの数が増えた場合、３次歪ベクトル調整器の数と副３次歪ベクトル調整器の数が増加する場合があるため、調整時間がこの例に比べてさらに増加する。つまり、調整時間はベクトル調整器の数に応じて増大する。この調整時間の増大は、歪成分を補償するまでの時間を増大させてしまう。
【００２２】
上述の例では、二つの異なる周波数帯域を同時に使用する信号を一つの信号発生装置によって発生できない場合を想定した。上記の懸念は、このような場合においてのみ予想されるものではない。一つの信号発生装置が複数の異なる周波数帯域を同時に使用する信号を発生する場合であっても、当該信号を分波してから帯域ごとに歪信号の生成と調整の各処理を行うことから、上述の例の場合と同様の懸念が予想される。
【００２３】
本発明は、このような観点から、キャリアアグリゲーションを利用する場合であっても、電力増幅器で発生する歪成分をできるだけ短い時間で補償することができるプリディストータとその制御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】
【００２４】
本発明のプリディストータは、電力増幅器で発生する歪成分を打ち消すような歪補償信号を、複数のコンポーネントキャリアを含む入力信号に予め付加するプリディストータであって、（１）コンポーネントキャリアの信号を遅延伝達する線形伝達経路と、（２）コンポーネントキャリアごとにコンポーネントキャリアの信号だけを用いて得られる自己歪信号、および、互いに異なる二つ以上のコンポーネントキャリアの信号を用いて得られる相互変調歪信号のうち少なくとも一部（以下、自己歪信号と相互変調歪信号を歪信号と総称する）、のそれぞれを生成する歪信号生成手段と、これら歪信号それぞれに対応して設けられており、対応する歪信号の振幅と位相を調整するベクトル調整器とを含み、歪補償信号を出力する歪補償信号発生経路と、（３）線形伝達経路の出力と歪補償信号発生経路の出力とを合成する信号加算器と、（４）各歪信号の電力をコンポーネントキャリアの信号を用いて測定する電力測定器と、（５）信号加算器の出力に対して電力増幅を行う電力増幅器の出力に含まれる歪成分を観測する歪観測器と、（６）各ベクトル調整器の振幅および／または位相の調整量を設定する制御器とを含んでいる。制御器は、少なくとも電力測定器の測定結果を用いて複数のベクトル調整器のうち一部のベクトル調整器を選択し、選択されたベクトル調整器に与える振幅および／または位相の調整量を歪観測器の観測結果に基づいて決定し、さらに、決定された調整量または当該調整量に基づく調整量を選択されなかったベクトル調整器の振幅および／または位相の調整量として設定する。
【００２５】
あるいは、本発明のプリディストータは、電力増幅器で発生する歪成分を打ち消すような歪補償信号を、複数のコンポーネントキャリアを含む入力信号に予め付加するプリディストータであって、（１）コンポーネントキャリアの信号を遅延伝達する線形伝達経路と、（２）コンポーネントキャリアごとにコンポーネントキャリアの信号だけを用いて得られる自己歪信号、および、互いに異なる二つ以上のコンポーネントキャリアの信号を用いて得られる相互変調歪信号のうち少なくとも一部（以下、自己歪信号と相互変調歪信号を歪信号と総称する）、のそれぞれを生成する歪信号生成手段と、これら歪信号それぞれに対応して設けられており、対応する歪信号の振幅と位相を調整するベクトル調整器とを含み、歪補償信号を出力する歪補償信号発生経路と、（３）線形伝達経路の出力と歪補償信号発生経路の出力とを合成する信号加算器と、（４）信号加算器の出力に対して電力増幅を行う電力増幅器の出力に含まれる歪成分を観測する歪観測器と、（５）各ベクトル調整器の振幅および／または位相の調整量を設定する制御器とを含んでいる。制御器は、電力増幅器の出力に含まれる歪成分のうち予め指定された周波数帯域に発生する歪成分を補償するベクトル調整器を選択して、この選択されたベクトル調整器に与える振幅および／または位相の調整量を歪観測器の観測結果に基づいて決定し、決定された調整量に基づいて選択されなかったベクトル調整器の振幅および／または位相の調整量を推定し、推定された調整量を選択されなかったベクトル調整器の振幅および／または位相の調整量として設定する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、複数のベクトル調整器のうち一部のベクトル調整器を選択し、選択されたベクトル調整器に与える振幅と位相の調整量を決定し、さらに、決定された調整量を選択されなかったベクトル調整器の振幅と位相の調整量として設定することから、全てのベクトル調整器の振幅と位相の調整量を個別に決定する場合と比べて調整時間を短縮できるので、この結果、電力増幅器で発生する歪成分を短い時間で補償することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】複数の周波数帯に適応するべき級数型プリディストータの構成例を示すブロック図。
【図２】歪補償信号発生経路の構成例を示すブロック図。
【図３】増幅装置の出力スペクトルの模式図。
【図４】第１実施形態のプリディストータの構成例を示すブロック図。
【図５】第１実施形態の処理フロー図。
【図６】第１実施形態の変形例２の処理フロー図。
【図７】第２実施形態のプリディストータの構成例を示すブロック図。
【図８】第２実施形態の処理フロー図。
【図９】第３実施形態のプリディストータの構成例を示すブロック図。
【図１０】第３実施形態のプリディストータに含まれる歪補償信号発生経路の構成例を示すブロック図。
【図１１】第３実施形態の処理フロー図。
【図１２】増幅装置の出力スペクトルの模式図。
【図１３】増幅装置の出力スペクトルの模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、各実施形態において、図１に示すプリディストータ９００に含まれる構成要素と同じ機能を有する構成要素にはプリディストータ９００における当該構成要素の符号を割り当てて重複説明を省略する。よって、重複説明が省略された構成要素については図１に示すプリディストータ９００に関する説明を参照されたい。
【００２９】
＜本発明の要諦＞
べき級数モデルによると、コンポーネントキャリアの数とべき級数モデルのモデル次数に応じて、種々の歪信号を想定しえる。このような歪信号は、コンポーネントキャリアごとにコンポーネントキャリアの信号だけを用いて得られる自己歪信号（ｋ番目のコンポーネントキャリアの信号をｓk、べき級数モデルのモデル次数を超えない次数をｍとすると、｜ｓk｜mｓkと表される）と、互いに異なる二つ以上のコンポーネントキャリアの信号を用いて得られる相互変調歪信号（モデル次数が３のべき級数モデルの例であれば、例えば、｜ｓ1｜2ｓ2やｓ22ｓ1*などである）、の二種類に大別される。
【００３０】
飽和電力近傍で動作する電力増幅器で発生する歪成分の補償の観点から、キャリアアグリゲーションに適応するプリディストータは、好ましくは、少なくとも線形伝達経路の出力信号の周波数帯域にオーバーラップする歪信号を発生させる。つまり、キャリアアグリゲーションに適応するプリディストータは、少なくとも、すべての自己歪信号と、相互変調歪信号のうち線形伝達経路の出力の周波数帯域にオーバーラップするものを発生させる。ベクトル調整器は、プリディストータが発生させる複数の歪信号のそれぞれに対応して設けられる。
【００３１】
本発明では、このような複数のベクトル調整器のうち一部のベクトル調整器を選択し、選択されたベクトル調整器に与える振幅と位相の調整量を決定し、さらに、決定された調整量から予め定めた規則に従って、選択されなかったベクトル調整器の振幅と位相の調整量を設定する。
【００３２】
以下に説明する実施形態では、説明の便宜のため、コンポーネントキャリアの数を２としている。しかし、コンポーネントキャリアの数が３以上であっても、上記要諦と下記実施形態を参考にして容易かつ自明に拡張できる。また、以下に説明する実施形態では、説明の便宜のため、モデル次数を３としている。しかし、モデル次数が５以上であっても、上記要諦と下記実施形態を参考にして容易かつ自明に拡張できる。もちろん、コンポーネントキャリアの数が３以上かつモデル次数が５以上の場合であっても、上記要諦と下記実施形態を参考にして容易かつ自明に拡張できる。
【００３３】
＜第１実施形態＞
図４に第１実施形態のプリディストータ１００の構成とその周辺装置を示す。この例における周辺装置は、二つの信号発生装置Ａ，Ｂと、増幅装置９５０と、帰還信号生成装置９６０である。また、この例では、信号発生装置Ａが発生する信号は、１つ目の周波数帯域を用いて送信する複素ベースバンド信号ｓ1であり、Ｉ相信号とＱ相信号（以下、Ｉ／Ｑ信号ともいう）から成るディジタル信号とする。信号発生装置Ｂが発生する信号は、１つ目の周波数帯域とは異なる二つ目の周波数帯域を用いて送信する複素ベースバンド信号ｓ2であり、Ｉ相信号とＱ相信号（以下、Ｉ／Ｑ信号ともいう）から成るディジタル信号とする。
【００３４】
プリディストータ１００は、図１に示すプリディストータ９００と異なり、電力測定器１０１を含んでおり、さらに、分配器９０２Ａに替えて、信号発生装置Ａからの信号を線形伝達経路９０１Ａと歪補償信号発生経路９０９と電力測定器１０１とに分配する分配器１０２Ａを含み、分配器９０２Ｂに替えて、信号発生装置Ｂからの信号を線形伝達経路９０１Ｂと歪補償信号発生経路９０９と電力測定器１０１とに分配する分配器１０２Ｂを含み、制御器９０７に替えて、歪観測器９０６の出力に基づき、歪補償信号発生経路９０９で用いられるベクトル係数（振幅と位相）や周波数特性補償器係数（振幅と位相）などの調整量を決定する制御器１０７を含んでいる。制御器１０７は、ベクトル調整器制御部１０７１と、管理部１０７２と、選択部１０７３とを含んでいる。
【００３５】
第１実施形態では、プリディストータ１００に入力する信号から歪補償信号を生成する際に、歪補償信号を構成する各成分（具体的には、３次歪信号｜ｓ1｜2ｓ1、３次歪信号｜ｓ2｜2ｓ2、相互変調歪信号２｜ｓ2｜2ｓ1および相互変調歪信号２｜ｓ1｜2ｓ2）の電力を計算する。電力が最も大きくなる成分の振幅と位相を、電力増幅器で発生する歪成分を低減するように調整し、ここで得られた振幅と位相を歪補償信号における残りの各成分の振幅と位相として設定する。これによって一つの成分の振幅と位相を調整するだけで他の各成分の振幅と位相を調整することなく電力増幅器で発生する歪成分を低減できるため調整時間を短縮できる。
【００３６】
以下、プリディストータ１００の制御方法を叙述する（図５参照）。
【００３７】
（ステップＳ１）
管理部１０７２は、歪補償信号発生経路９０９に含まれる四つのベクトル調整器（３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２、３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２、副３次歪ベクトル調整器９０９５１および副３次歪ベクトル調整器９０９５２）のうち制御するべきベクトル調整器を選択するように選択部１０７３を制御する。選択部１０７３は、電力測定器１０１に電力の測定を指示する。
【００３８】
電力測定器１０１は、３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２の３次歪信号（｜ｓ1｜2ｓ1）、３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２の３次歪信号（｜ｓ2｜2ｓ2）、副３次歪ベクトル調整器９０９５１の相互変調歪信号（２｜ｓ2｜2ｓ1）、副３次歪ベクトル調整器９０９５２の相互変調歪信号（２｜ｓ1｜2ｓ2）の電力をそれぞれディジタル信号ｓ1，ｓ2を用いて計算によって求める。電力測定器１０１は、求めた各電力を選択部１０７３に通知する。各ベクトル調整器（３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２、３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２、副３次歪ベクトル調整器９０９５１および副３次歪ベクトル調整器９０９５２）に入力する成分を用いて電力を測定しない理由は、各ベクトル調整器に成分が入力されるよりも前に選択部１０７３によってベクトル調整器を選択するためである。
【００３９】
（ステップＳ２）
選択部１０７３は、電力測定器１０１の測定結果を比較し、最も電力が大きくなる成分が入力されるベクトル調整器を選択するとともに、管理部１０７２に選択結果を通知する。
【００４０】
（ステップＳ３）
管理部１０７２は、選択部１０７３が選択したベクトル調整器を制御するようにベクトル調整器制御部１０７１に指示する。ベクトル調整器制御部１０７１は、摂動法（参考文献１「T. Nojima and T. Konno, “Cuber Predistortion Linearizer for Relay Equipment in 800 MHz Band Land Mobile Telephone System,”IEEE Transactions on vehicular technology, Vol. 34, Issue 4, pp.169-177, 1985.」参照）もしくは２次関数近似を用いる計算法（参考文献２「J. Ohkawara, Y. Suzuki, and S. Narahashi, "Fast Calculation Scheme for Frequency Characteristic Compensator of Digital Predistortion Linearizer," IEEE Vehicular Technology Conference Spring 2009, proceedings, Apr. 2009.」参照）などの既知の方法によって管理部１０７２から通知されたベクトル調整器に与える振幅と位相を制御し、歪成分を補償するための振幅と位相の調整量を求める。このとき、選択されていないベクトル調整器に与える振幅を０とすることが好ましい。０とすることによって選択されていないベクトル調整器が選択されたベクトル調整器に与える影響を低減できる場合があるからである。ベクトル調整器制御部１０７１は、求めた調整量を管理部１０７２に通知する。
【００４１】
以下では、３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２が選択された場合を例に、摂動法と２次関数近似を用いる計算法を説明する。
【００４２】
（摂動法の場合）
ベクトル調整器制御部１０７１は、歪観測器９０６に対して３次歪成分上側帯域Ａｂ２もしくは３次歪成分下側帯域Ａｂ１のいずれか一方の帯域を指定してその電力測定を指示し、この測定結果に基づいて、その帯域内の電力を低減するように３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２に与える位相と振幅をそれぞれ調整する。最初に任意に設定した位相ＸＰの前後において指定した帯域内の電力ＰＤを測定し、電力ＰＤが減少する方向へ事前に定めたオフセット値ΔＸＰだけ位相を変更し、電力ＰＤを歪観測器９０６で測定する。位相の変更と電力ＰＤの測定を繰り返すことで、電力ＰＤが予め定めた閾値ＴＨ以下となる位相ＸＰMINを求める。位相の調整により電力ＰＤが予め定めた閾値ＴＨ以下とならない場合には、同様の処理によって振幅を調整する。位相と振幅の調整を繰返し行い、電力ＰＤが予め定めた閾値ＴＨ以下となる位相ＸＰMINと振幅ＸＡMINをそれぞれ求める。なお、指定した帯域幅は予め定められた帯域幅としてもよい。帯域幅を狭くすることによって歪観測器９０６の処理を簡易化できる場合がある。
【００４３】
（２次関数近似を用いる計算法の場合）
異なるＲ点（以下、Ｒは３以上の整数とする）の位相（XP1、XP2、…、XPR）にてそれぞれ指定した帯域内の電力（PD1、PD2、…、PDR）を測定し、用いた位相（XP1、XP2、…、XPR）と測定した電力（PD1、PD2、…、PDR）から、最小２乗法によって、位相に対する指定した帯域内電力の依存性を示す２次関数（PD＝a2XP2＋a1XP＋a0）の係数（a2、a1、a0）を求める。係数（a2、a1、a0）において電力ＰＤを最小にする位相ＸＰMIN（＝-a1/2a2）を３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２に設定する。ここでは、２次関数を例として説明したが、位相の計算において位相に対する指定した帯域内電力の依存性として三角関数（PD＝b2 cos(b1−XP)＋b0）の係数（b2、b1、b0）を最小２乗法によって求めてもよい。得られた三角関数において電力ＰＤを最小にする（すなわちb1−XP＝πである）位相ＸＰMIN（＝b1−π）を３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２に設定する。２次関数近似を用いた計算方法において、係数a2が０以下となる場合または２次関数の係数が求まらない場合、測定した電力（PD1、PD2、…、PDR）のうち最も電力を低くした位相をＸＰMINとしてもよい。振幅についても同様の処理によって電力ＰＤを最小にする振幅ＸＡMINを求め、３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２に設定する。
最小２乗法を用いて２次関数を特定するためにはＲを少なくとも３とする必要があるが、Ｒを大きくすることによってより高精度に近似できることから、計算時間などの要求条件が許す範囲内でＲを３より大きな値としてよい。Ｒは位相値と振幅値の設定で同数にするのが最も簡易であるが、位相値もしくは振幅値のどちらか一方の近似精度を高める必要がある場合は、位相値と振幅値の設定でＲを異なる値としてもよい。
【００４４】
上記の二つの例では、位相値の設定後に振幅値の設定を行っているが、電力増幅器で発生する歪成分の感度が位相値に比べて振幅値のほうが高い場合などは、振幅値の設定を先に行ってもよい。
【００４５】
(ステップＳ４)
管理部１０７２は、ステップＳ２の処理で選択されなかった各ベクトル調整器の振幅と位相を設定するようにベクトル調整器制御部１０７１に指示する。
ベクトル調整器制御部１０７１は、ステップＳ３の処理で得られた振幅と位相の調整量を選択されなかった各ベクトル調整器の振幅と位相の調整量として設定する。
【００４６】
このように、第１実施形態では選択された一つのベクトル調整器についてのみ歪信号の振幅と位相の調整量を決定し、この調整量を他の各ベクトル調整器の振幅と位相の調整量に反映させる。これによって、四つのベクトル調整器のベクトル係数を個別に決定する必要がないため、調整時間を短縮できる。
【００４７】
最も電力が大きくなる成分が入力されるベクトル調整器を選択する理由を以下に説明する。
図３に示したスペクトルにおいて送信帯域Ａｂに発生する歪成分には二つの成分（｜ｓ1｜2ｓ1と２｜ｓ2｜2ｓ1）が合成されている。このため、３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２に入力する歪信号（｜ｓ1｜2ｓ1）と副３次歪ベクトル調整器９０９５１に入力する歪信号（２｜ｓ2｜2ｓ1）を用いて、この二つの歪成分をそれぞれ個別に補償することを考える。このとき、例えば信号ｓ1と信号ｓ2に大きな電力差があるなどの理由で二つの歪成分の電力に差がある場合、電力が小さい方の歪成分を補償するためベクトル調整器に与える振幅と位相を調整しても歪成分の電力がほとんど変化せず歪成分を補償する振幅と位相を精度良く求められない場合がある。このため、求められた振幅と位相の調整量を他のベクトル調整器の振幅と位相の調整量として設定しても歪成分が閾値ＴＨ以下とならない可能性がある。第１実施形態では、このような不都合を回避するため、最も電力が大きくなる歪信号が入力されるベクトル調整器を選択する。
【００４８】
ステップＳ４処理では、ステップＳ３の処理で得られた振幅の調整量に対して事前に定められた倍率α（０＜α＜１）を乗算して得られる調整量をステップＳ２の処理で選択されなかった各ベクトル調整器の振幅の調整量として設定してもよい。ステップＳ１の処理で得られた電力を用いて最も電力が高いものを基準とした比を求め、その電力比に応じてベクトル調整器ごとに必ずしも同じではない倍率を設定してもよい。このような調整方法が許される理由は、電力増幅器の特性によっては重み付け処理することによって電力増幅器にて発生する歪成分をより低減できる場合があるからである。
【００４９】
或る一つのベクトル調整器を基準とし、基準としたベクトル調整器に与える位相と振幅の調整量と他のベクトル調整器に与える振幅と位相の調整量との差がそれぞれ一定値となる特性を持つ電力増幅器を用いた場合には、振幅に関する差分と位相に関する差分とをそれぞれ予め測定しておき、ステップＳ３の処理で得られた振幅と位相の調整量に対してこれら差分を調整して得られる振幅と位相の調整量を、ステップＳ２の処理で選択されなかった各ベクトル調整器の振幅の調整量として設定してもよい。
【００５０】
（第１実施形態の変形例１）
第１実施形態の変形例１では、次のようにしてベクトル調整器のベクトル係数を設定する。
３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２に入力する歪信号（｜ｓ1｜2ｓ1）の電力が最も高くかつ当該歪信号と副３次歪ベクトル調整器９０９５１に入力する歪信号（２｜ｓ2｜2ｓ1）との電力差が予め定めた範囲内（ただし、十分に小さい範囲内であることが好ましい）となる場合、ステップＳ３の処理において、３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２と副３次歪ベクトル調整器９０９５１を一緒に調整してもよい。このとき、３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２と副３次歪ベクトル調整器９０９５１に与える振幅と位相はそれぞれ同じ値とする。この理由は、異なる値を設定して歪成分の電力が大きくなった場合、二つの振幅（もしくは位相）のうちどちらの影響によって歪成分の電力が増加したのか切り分けることが困難となるためである。３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２に入力する歪信号と副３次歪ベクトル調整器９０９５１に入力する歪信号との電力差が小さい場合、二つのベクトル調整器についてベクトル係数を一緒に調整することによって、一つのベクトル調整器を選択する場合よりもより高精度に歪成分を補償するための振幅と位相の調整量を求められる場合がある。
【００５１】
副３次歪ベクトル調整器９０９５１に入力する歪信号の電力が最も高くかつ当該歪信号と３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２に入力する歪信号との電力差が予め定めた範囲内（ただし、十分に小さい範囲内であることが好ましい）となる場合も同様である。
【００５２】
３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２に入力する歪信号の電力が最も高い場合は当該歪信号と副３次歪ベクトル調整器９０９５２に入力する歪信号との電力差を比較し、予め定めた範囲内（ただし、十分に小さい範囲内であることが好ましい）となる場合は３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２と副３次歪ベクトル調整器９０９５２を一緒に調整するようにしてもよい。副３次歪ベクトル調整器９０９５２に入力する歪信号の電力が最も高くかつ当該歪信号と３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２に入力する歪信号との電力差が予め定めた範囲内（ただし、十分に小さい範囲内であることが好ましい）となる場合も同様である。
【００５３】
上述の理由から、３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２に入力する歪信号と副３次歪ベクトル調整器９０９５１に入力する歪信号の電力和と３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２に入力する歪信号と副３次歪ベクトル調整器９０９５２に入力する歪信号の電力和を比較し、電力和が高い方の３次歪ベクトル調整器と副３次歪ベクトル調整器を選択してもよい。このとき、ステップＳ３の処理では、選択された３次歪ベクトル調整器と副３次歪ベクトル調整器に同じ振幅値と位相値を与えて一緒に調整する。
【００５４】
（第１実施形態の変形例２）
第１実施形態の変形例２では、次のようにしてベクトル調整器のベクトル係数を設定する。
電力増幅器の特性によっては各ベクトル調整器に与える振幅と位相をそれぞれ異なる値としなければ歪成分の電力を閾値ＴＨよりも小さくできない場合がある。このため、図６に示す手順でプリディストータ１００を制御してもよい。
【００５５】
（ステップＳ５）
上述のステップＳ１からステップＳ４までの各処理が実行された後、管理部１０７２は、３次歪成分下側帯域Ａｂ１，Ｂｂ１と３次歪成分上側帯域Ａｂ２，Ｂｂ２の各電力を通知するようにベクトル調整器制御部１０７１に指示する。
ベクトル調整器制御部１０７１は、歪観測器９０６に３次歪成分下側帯域Ａｂ１，Ｂｂ１と３次歪成分上側帯域Ａｂ２，Ｂｂ２の各電力をそれぞれ測定するように指示し、歪観測器９０６が得た測定結果を管理部１０７２に通知する。
【００５６】
（ステップＳ６）
管理部１０７２は、通知された各帯域の電力が閾値よりも小さいか否かを判定する。管理部１０７２は、すべての帯域の電力が閾値よりも小さい場合、処理を終了する。電力が閾値以上となる帯域がある場合、管理部１０７２は、閾値以上となる帯域をベクトル調整器制御部１０７１に通知する。閾値は帯域ごとに個別に定めてもよい。個別に定めることによって調整時間を短縮できる場合や電力増幅器に要求される性能を緩和できる場合がある。
【００５７】
（ステップＳ７）
ベクトル調整器制御部１０７１は、管理部１０７２から通知された帯域に対応するベクトル調整器に与える振幅と位相の調整量を決定する。ここでは、該当するベクトル調整器について１つずつ順番に振幅と位相の調整量を決定する。電力増幅器の特性によっては各ベクトル調整器に与える振幅と位相の調整量が管理部１０７２から指示された振幅値と位相値に対して大きな差を持つことなく歪成分の電力を閾値よりも小さくできる場合がある。このため、調整時間は、オフセット値を小さくした摂動法を用いることによって短縮できる場合がある。摂動法を用いてベクトル調整器に与える振幅を調整する場合、振幅を減少させる方向にするようにしてもよい。これによって電力増幅器で発生する歪成分の電力が増加することを回避できる場合がある。なぜなら、振幅を調整するベクトル調整器に入力する成分の電力がステップＳ２の処理で選択されたベクトル調整器に入力する成分の電力に比べて小さいからである。
【００５８】
送信帯域Ａｂの近傍における歪成分の電力と送信帯域Ｂｂの近傍における歪成分の電力がどちらも閾値以上の場合、３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２と３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２を一緒に調整してもよい。このとき、各ベクトル調整器に与える振幅と位相はそれぞれ異なる値でよい。これは、歪成分が発生する帯域が異なるからである。このため、一緒に調整するベクトル調整器の組み合わせを３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２と副３次歪ベクトル調整器９０９５２としてもよく、副３次歪ベクトル調整器９０９５１と３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２としてもよい。予め電力増幅器の特性を測定し、その結果から最適な組み合わせを選択することが好ましい。
【００５９】
選択されたベクトル調整器の調整が完了した後、ステップＳ５の処理に戻る。
【００６０】
（第１実施形態の変形例３）
電力増幅器の特性によってはステップＳ４の処理にてベクトル調整器の位相のみを設定するように管理部１０７２がベクトル調整器制御部１０７１に指示してもよい。この場合、ベクトル調整器の振幅を個別に調整するように管理部１０７２がベクトル調整器制御部１０７１に指示する。電力増幅器で発生する歪成分の位相に大きな違いがなく振幅に差がある場合には、この設定方法が有効である。
【００６１】
電力増幅器の特性によってはステップＳ４の処理にてベクトル調整器の振幅のみを設定するように管理部１０７２がベクトル調整器制御部１０７１に指示してもよい。この場合、ベクトル調整器の位相を個別に調整するように管理部１０７２がベクトル調整器制御部１０７１に指示する。電力増幅器で発生する歪成分の振幅に大きな違いがなく位相に差がある場合には、この設定方法が有効である。
【００６２】
第１実施形態では、方向性結合器、ダウンコンバータ、直交復調器、ＡＤＣがそれぞれ１つであるが、各回路がキャリアアグリゲーションに対応していない場合、コンポーネントキャリア毎に各回路を用意してもよい。このとき、歪観測器はコンポーネントキャリアの数だけ用意してもよく、各ＡＤＣの出力を時間的に切り替えるようにしてもよい。
【００６３】
ステップＳ５の処理において３次歪成分下側帯域Ａｂ１，Ｂｂ１と３次歪成分上側帯域Ａｂ２，Ｂｂ２のいずれかの帯域のみ閾値を満たさない場合を考慮して、プリディストータ１００が周波数特性補償器を備えてもよい。周波数特性補償器は、ベクトル調整器の出力を周波数領域に変換し、予め定めた帯域幅ごとに歪成分が低減するように振幅と位相を調整してから、時間領域に変換する。周波数特性補償器の出力は信号加算部の入力となる。周波数特性補償器を用いることで歪補償信号に周波数特性を与えることができるため、歪成分の電力を閾値よりも小さくできる場合がある。プリディストータ１００が複数の周波数特性補償器を含む場合、上述の方法と同様に周波数特性補償器を選択し、選択された周波数特性補償器で決められた振幅と位相を選択されていない周波数特性補償器の振幅と位相として設定してもよい。
【００６４】
同一周波数帯域に発生する複数の歪成分において歪成分ごとに位相と振幅が異なるがその差が大きくならないような特徴をもつ電力増幅器を用いた場合、位相と振幅の差が一定値となるような特徴をもつ電力増幅器を用いた場合、電力増幅器の特徴が予め把握できない場合などに本実施形態に記載のプリディストータを用いると上記参考特許文献（日本国出願番号2011-269882）記載のプリディストータに比べて短い時間で歪成分を低減できる。これは、上記参考特許文献のプリディストータはベクトル調整器を1つずつ順番に制御しかつ各ベクトル調整器に与える振幅と位相の調整を初期値から行うのに対して、本実施形態に記載のプリディストータはある1つのベクトル調整器を選択し、このベクトル調整器に与える振幅と位相を調整したのち、選択されたベクトル調整器に与えた振幅と位相に基づいて他のベクトル調整器に与える振幅と位相を設定するためである。
【００６５】
＜第２実施形態＞
図７を参照して、第２実施形態のプリディストータ２００を説明する。第２実施形態のプリディストータ２００は、制御器１０７の選択部１０７３が電力測定器１０１だけでなく歪観測器９０６の測定結果を用いて調整すべきベクトル調整器を選択する点が第１実施形態と異なる。電力増幅器で発生する歪成分の電力も選択の指標に加えることで、歪成分の電力を測定した後にベクトル調整器を選択することとなるが第１実施形態と比べて歪成分を補償しやすいベクトル調整器を選択できる場合がある。
【００６６】
以下、図８を参照して、プリディストータ２００の制御方法を叙述する。
【００６７】
（ステップＳ２１）
第２実施形態におけるステップＳ２１の処理は、第１実施形態におけるステップＳ１の処理と同じである。
【００６８】
（ステップＳ２１ａ）
選択部１０７３は、歪成分の電力を測定するように歪観測器９０６に指示する。歪観測器９０６は、３次歪成分下側帯域Ａｂ１，Ｂｂ１と３次歪成分上側帯域Ａｂ２，Ｂｂ２の各電力を測定し、測定結果を選択部１０７３に通知する。
【００６９】
（ステップＳ２２）
選択部１０７３は、歪観測器９０６からの各電力の測定結果を比較し、電力が最も大きい帯域を選択する。次いで、電力測定器１０１からの各電力の測定結果を比較し、選択された帯域に対応する歪信号の電力うち電力が高い方の歪信号を選択する。帯域の選択結果と選択した歪信号が入力するベクトル調整器の選択結果を管理部１０７２に通知する。
【００７０】
（ステップＳ２３）
管理部１０７２は、選択部１０７３が選択したベクトル調整器を制御するようにベクトル調整器制御部１０７１に指示する。ベクトル調整器制御部１０７１は、上述の摂動法もしくは２次関数近似を用いる計算法などの既知の方法によって管理部１０７２から通知されたベクトル調整器に与える振幅と位相を制御し、歪成分を補償するための振幅と位相の調整量を求める。この処理では、歪観測器９０６で測定する帯域はステップＳ２２の処理にて選択部１０７３が選択した帯域を用いる。これによって最も歪成分の電力が大きい帯域の結果を用いることができるため、歪成分を低減する振幅と位相を求めやすい場合がある。ベクトル調整器制御部１０７１は、求めた調整量を管理部１０７２に通知する。
【００７１】
（ステップＳ２４）
第２実施形態におけるステップＳ２４の処理は、第１実施形態におけるステップＳ４の処理と同じである。
【００７２】
第２実施形態では、選択部１０７３にて歪信号の電力だけでなく歪成分の電力を用いてベクトル調整器を選択する。これによって、歪成分の電力が最も大きい帯域をベクトル調整器の調整において指定できる観点から、歪成分を補償するためのベクトル調整器の振幅と位相の調整量を求めやすい場合がある。
【００７３】
＜第３実施形態＞
図９に第３実施形態のプリディストータ３００の構成とその周辺装置を示す。この例における周辺装置は、二つの信号発生装置Ａ，Ｂと、増幅装置９８０と、帰還信号生成装置９６０である。また、この例では、信号発生装置Ａが発生する信号は、１つ目の周波数帯域を用いて送信する複素ベースバンド信号ｓ1であり、Ｉ相信号とＱ相信号（以下、Ｉ／Ｑ信号ともいう）から成るディジタル信号とする。信号発生装置Ｂが発生する信号は、１つ目の周波数帯域とは異なる二つ目の周波数帯域を用いて送信する複素ベースバンド信号ｓ2であり、Ｉ相信号とＱ相信号（以下、Ｉ／Ｑ信号ともいう）から成るディジタル信号とする。
【００７４】
プリディストータ３００は、入力された信号を合成する信号加算器３０８と、歪補償信号を発生するための歪補償信号発生経路３０９と、信号発生装置Ａからの信号を信号加算器３０８と歪補償信号発生経路３０９に分配する分配器３０２Ａと、信号発生装置Ｂからの信号を信号加算器３０８と歪補償信号発生経路３０９に分配する分配器３０２Ｂと、歪補償信号発生経路３０９で生じる遅延時間だけ信号加算器３０８の出力信号を遅延させる遅延器を含む線形伝達経路３０１と、線形伝達経路３０１の出力と歪補償信号発生経路３０９の出力を合成する信号加算器３０３と、信号加算器３０３の出力（歪補償成分が付加されたディジタルＩ／Ｑ信号）をアナログＩ／Ｑ信号に変換するディジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）３０４と、増幅装置９８０の出力の一部を帰還信号として取り込む帰還信号生成装置９６０の出力（アナログＩ／Ｑ信号）をディジタルＩ／Ｑ信号に変換するアナログディジタル変換器（ＡＤＣ）３０５と、ＡＤＣ３０５の出力から歪成分を測定する歪観測器３０６と、歪観測器３０６の出力に基づき、歪補償信号発生経路３０９で用いられるベクトル係数（振幅と位相）や周波数特性補償器係数（振幅と位相）などの調整量を決定する制御器３０７を含む。制御器３０７は、ベクトル調整器制御部３０７１と、ベクトル係数推定部３０７５とを含んでいる。なお、信号発生装置Ａ，Ｂの信号ｓ1，ｓ2が直流を中心としたベースバンド信号の場合、分配器３０２Ａ，３０２Ｂは、信号帯域Ａｂの中心周波数と信号帯域Ｂｂの中心周波数との周波数差となるように各信号発生装置からの信号の周波数をそれぞれシフトさせる。この理由は、周波数をシフトしない場合、同一中心周波数に信号ｓ1と信号ｓ2が生じるからである。周波数のシフトは例えばＦＦＴとＩＦＦＴを用いることで行うことができる。例えば、ＦＦＴによって信号ｓ1，ｓ2を周波数領域に変換し、それぞれの周波数を所望の周波数（例えば、信号ｓ1に対して−ΔＦ／２、信号ｓ2に対して＋ΔＦ／２とする）にシフトさせたのちＩＦＦＴを用いることで行う。
【００７５】
増幅装置９８０は、ＤＡＣ３０４の出力であるアナログＩ／Ｑ信号を直交変調する直交変調器９８１と、直交変調器９８１からの変調出力の周波数をキャリア周波数に変換するアップコンバータ９８２と、アップコンバータ９８２の出力信号を電力増幅する電力増幅器９８４を含む。電力増幅された高周波信号は出力端子９７０から、例えば図示していないデュープレクサを介してアンテナに供給される。
【００７６】
帰還信号生成装置９６０は、増幅装置９５０の出力の一部を帰還信号として取り出す方向性結合器９６１と、帰還信号を周波数変換する周波数ダウンコンバータ９６２と、ダウンコンバートされた帰還信号を直交復調する直交復調器９６３を含む。
【００７７】
図１０に歪補償信号発生経路３０９の機能ブロック図を示す。
歪補償信号発生経路９０９は、３次歪信号｜ｓ1｜2ｓ1を発生する３次歪発生器９０９２Ａ１と３次歪信号｜ｓ1｜2ｓ1のベクトル係数（振幅と位相）の調整を行う３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２を含む歪信号生成部９０９２Ａと、３次歪信号｜ｓ2｜2ｓ2を発生する３次歪発生器９０９２Ｂ１と３次歪信号｜ｓ2｜2ｓ2のベクトル係数（振幅と位相）の調整を行う３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２を含む歪信号生成部９０９２Ｂと、相互変調歪信号２｜ｓ2｜2ｓ1と２｜ｓ1｜2ｓ2とｓ22ｓ1*とｓ12ｓ2*を発生する相互変調歪生成部３０９５０と相互変調歪信号２｜ｓ2｜2ｓ1のベクトル係数（振幅と位相）の調整を行う副３次歪ベクトル調整器９０９５１と相互変調歪信号２｜ｓ1｜2ｓ2のベクトル係数（振幅と位相）の調整を行う副３次歪ベクトル調整器９０９５２と相互変調歪信号ｓ12ｓ2*のベクトル係数（振幅と位相）の調整を行う副３次歪ベクトル調整器３０９５３と相互変調歪信号ｓ22ｓ1*のベクトル係数（振幅と位相）の調整を行う副３次歪ベクトル調整器３０９５４とを含む副歪信号生成部３０９５と、分配器３０２Ａからの信号を歪信号生成部９０９２Ａと副歪信号生成部３０９５にそれぞれ分配する信号分配部９０９１Ａと、分配器３０２Ｂからの信号を歪信号生成部９０９２Ｂと副歪信号生成部３０９５にそれぞれ分配する信号分配部９０９１Ｂと、歪信号生成部９０９２Ａの出力と副歪信号生成部３０９５の出力と歪信号生成部９０９２Ａの出力とを合成する信号合成部３０９３を含む。信号合成部３０９３の出力は信号加算器３０３の入力となる。３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２、３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２、副３次歪ベクトル調整器９０９５１、副３次歪ベクトル調整器９０９５２、副３次歪ベクトル調整器３０９５３および副３次歪ベクトル調整器３０９５４のそれぞれで調整するベクトル係数の値は制御器３０７の指示に基づく。
【００７８】
歪補償信号発生経路３０９が信号帯域Ａｂ，Ｂｂ近傍以外の帯域に発生する歪成分を補償するための歪信号ｓ22ｓ1*とｓ12ｓ2*も生成し、その歪信号も用いてベクトル調整器に与える振幅と位相を求める点が既述の実施形態と異なる。また、第３実施形態では、各ベクトル調整器に与える振幅と位相をそれぞれ推定する点が既述の実施形態と異なり、電力増幅器の特性によっては既述の実施形態と比べて歪成分をより低減できる場合がある。
【００７９】
以下、図１１を参照して、プリディストータ３００の制御方法を叙述する。
【００８０】
（ステップＳ３１）
ベクトル係数推定部３０７５は、副３次歪ベクトル調整器３０９５３を制御するようにベクトル調整器制御部３０７１に指示する。ベクトル調整器制御部３０７１は、上述の摂動法もしくは２次関数近似を用いる計算法などの既知の方法によってベクトル係数推定部３０７５から通知された副３次歪ベクトル調整器３０９５３に与える振幅と位相を制御し、歪成分を補償するための振幅と位相の調整量を求める。このとき、歪観測器３０６は、図１２に示す相互変調歪成分下側帯域Ｃｂの電力を測定し、測定結果をベクトル調整器制御部３０７１に通知する。ベクトル調整器制御部３０７１は、求めた調整量をベクトル係数推定部３０７５に通知する。
【００８１】
（ステップＳ３２）
ベクトル係数推定部３０７５は、副３次歪ベクトル調整器３０９５４を制御するようにベクトル調整器制御部３０７１に指示する。ベクトル調整器制御部３０７１は、上述の摂動法もしくは２次関数近似を用いる計算法などの既知の方法によってベクトル係数推定部３０７５から通知された副３次歪ベクトル調整器３０９５４に与える振幅と位相を制御し、歪成分を補償するための振幅と位相の調整量を求める。このとき、歪観測器３０６は、図１２に示す相互変調歪成分上側帯域Ｄｂの電力を測定し、測定結果をベクトル調整器制御部３０７１に通知する。ベクトル調整器制御部３０７１は、求めた調整量をベクトル係数推定部３０７５に通知する。
【００８２】
ここでは、副３次歪ベクトル調整器３０９５３、副３次歪ベクトル調整器３０９５４の順にベクトル係数の調整量の決定を行っているが、この順番は逆でもよいし、副３次歪ベクトル調整器３０９５３と副３次歪ベクトル調整器３０９５４とで補償する歪成分の帯域が異なるため並行処理してもよい。並行処理をする場合、電力増幅器の特性によっては調整時間を短縮できる場合がある。
【００８３】
（ステップＳ３３）
ベクトル係数推定部３０７５は、ステップＳ３１とステップＳ３２の各処理で得られた振幅と位相の調整量を用いて３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２，９０９２Ｂ２、副３次歪ベクトル調整器９０９５１，９０９５２に与える振幅と位相の調整量を推定する。以下に振幅を推定する例を示すが、位相の推定も同じである。ステップＳ３１の処理で得られた歪成分を補償する振幅の調整量をＹＡ5、ステップＳ３２の処理で得られた歪成分を補償する振幅の調整量をＹＡ6とする。
副３次歪ベクトル調整器３０９５３で補償する歪成分の中心周波数をｆd3、副３次歪ベクトル調整器３０９５４で補償する歪成分の中心周波数ｆd4、３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２と副３次歪ベクトル調整器９０９５１で補償する歪成分の中心周波数ｆd1、３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２と副３次歪ベクトル調整器９０９５２で補償する歪成分の中心周波数ｆd2する。
３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２および副３次歪ベクトル調整器９０９５１に与える各振幅の調整量をＹＡ5＋（ｆd1-ｆd3）（ＹＡ6−ＹＡ5）／（ｆd4-ｆd3）とする。３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２および副３次歪ベクトル調整器９０９５２に与える各振幅の調整量をＹＡ5＋(ｆd2-ｆd3)（ＹＡ6−ＹＡ5）／（ｆd4-ｆd3）とする。
【００８４】
電力増幅器で発生する歪成分が周波数特性を持つとき、このように線形補間によってベクトル係数を推定することによって、各ベクトル調整器に同一の値を設定する場合に比べて歪成分を高精度に補償できる場合がある。
【００８５】
（ステップＳ３４）
ベクトル係数推定部３０７５は、ステップＳ３３の処理で得られた振幅と位相の調整量を各ベクトル調整器に設定するようにベクトル調整器制御部３０７１に指示する。ベクトル調整器制御部３０７１は、ベクトル係数推定部３０７５から通知された振幅と位相の調整量を各ベクトル調整器の振幅と位相の調整量として設定する。
【００８６】
上記の例では、コンポーネントキャリアが不連続に配置されている例を示したが、図１３に示すようにコンポーネントキャリアが連続している場合の動作を以下に示す。
ステップＳ３１の処理では、３次歪成分下側帯域Ａｂ１内の電力を測定し、副３次歪ベクトル調整器３０９５３の振幅と位相の調整量を求める。ステップＳ３２の処理では、３次歪成分上側帯域Ｂｂ２内の電力を測定し、副３次歪ベクトル調整器３０９５４の振幅と位相の調整量を求める。ステップＳ３３の処理では、次のような処理を行う。副３次歪ベクトル調整器３０９５３で得られた振幅を副３次歪ベクトル調整器３０９５３によって補償する歪成分が発生する帯域の中心周波数に配置し、副３次歪ベクトル調整器３０９５４で得られた振幅を副３次歪ベクトル調整器３０９５４によって補償する歪成分が発生する帯域の中心周波数に配置し、これらの振幅値に基づく線形補間によって、３次歪ベクトル調整器９０９２Ａ２と副３次歪ベクトル調整器９０９５１によって補償する歪成分が発生する帯域の中心周波数における振幅の調整量と、３次歪ベクトル調整器９０９２Ｂ２と副３次歪ベクトル調整器９０９５２によって補償する歪成分が発生する帯域の中心周波数における振幅の調整量を求める。位相の推定も、この振幅の推定と同じである。
【００８７】
コンポーネントキャリアが連続して配置している場合においても本実施例だけでなく他の実施例に記載した方法を用いてもよい。
【００８８】
上述の実施形態では、二つの異なる周波数帯域を同時に使用する信号を一つの信号発生装置によって発生できない場合を想定した。本発明の実施形態は、このような場合に限定されるものではない。一つの信号発生装置が複数の異なる周波数帯域を同時に使用する信号を発生する場合、当該信号を分波してから帯域ごとに歪信号の生成と調整の各処理を行うことによって、上記各実施形態に帰着させることができる。
【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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【図１２】
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【図１３】
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