(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数は複数の周波数を備え、増幅された信号の送信に用いる第１の周波数に発生する奇数次歪を補償する奇数次歪補償部と、
第２の周波数は１以上の周波数を備え、前記信号の増幅に伴って前記第１の周波数と異なる第２の周波数に発生する偶数次歪を補償する偶数次歪補償部と
を有し、
前記奇数次歪補償部は、前記第１の周波数に、対応する周波数の送信信号と、対応する周波数の奇数次歪補償係数とを用いて、奇数次歪補償後の信号を生成し、
前記偶数次歪補償部は、前記第２の周波数に、前記第１の周波数の送信信号と、前記第２の周波数の偶数次歪補償係数とを用いて、偶数次歪補償後の信号を生成し、
前記偶数次歪補償部は、前記第２の周波数が、前記第１の周波数の２倍である場合には、前記第１の周波数の送信信号を２乗した値と、前記第２の周波数の偶数次歪補償係数とを用いて、偶数次歪補償後の信号を生成し、
前記第２の周波数が、前記第１の周波数の備える前記複数の周波数間の差である場合には、前記第１の周波数の送信信号の複素共役と、前記第１の周波数の送信信号と、前記第２の周波数の偶数次歪補償係数とを用いて、偶数次歪補償後の信号を生成することを特徴とする歪補償装置。
【請求項２】
歪補償装置が、
第１の周波数は複数の周波数を備え、増幅された信号の送信に用いる第１の周波数に発生する奇数次歪を補償し、
第２の周波数は１以上の周波数を備え、前記信号の増幅に伴って前記第１の周波数と異なる第２の周波数に発生する偶数次歪を補償し、
前記第１の周波数に、対応する周波数の送信信号と、対応する周波数の奇数次歪補償係数とを用いて、奇数次歪補償後の信号を生成し、
前記第２の周波数に、前記第１の周波数の送信信号と、前記第２の周波数の偶数次歪補償係数とを用いて、偶数次歪補償後の信号を生成し、
前記第２の周波数が、前記第１の周波数の２倍である場合には、前記第１の周波数の送信信号を２乗した値と、前記第２の周波数の偶数次歪補償係数とを用いて、偶数次歪補償後の信号を生成し、
前記第２の周波数が、前記第１の周波数の備える前記複数の周波数間の差である場合には、前記第１の周波数の送信信号の複素共役と、前記第１の周波数の送信信号と、前記第２の周波数の偶数次歪補償係数とを用いて、偶数次歪補償後の信号を生成する
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、歪補償装置、及び歪補償方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線移動体通信の分野では、基地局等に用いられる電力増幅器の非線形歪を補償する技術が提案されている。かかる技術において、複数の周波数帯の信号を共通の電力増幅器により同時に増幅する場合、複数の歪補償部やデュアルバンドＤＰＤ（Digital  Pre-Distortion）を用いて、非線形歪を補償するものがある。更に、デュアルバンドＤＰＤを用いた信号増幅器では、二次元ＬＵＴ（Look  Up  Table）の前段に、dual-input  truncated  Volterra  modelのVolterraフィルタを設け、二次歪も補償するものもある。他にも、他のバンドに生じる高調波や相互変調歪を逆特性となる信号に付加することにより歪補償を行うものや、非線形連立方程式を解くことにより歪補償を行うものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０８４１４６号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２７８８１号公報
【特許文献３】特開２０１４−００３５２７号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Bassam,  S.A.,  Helaoui,  M.,  Ghannouchi,  F.M.,  “2-D  Digital  Predistortion  (2-D-DPD)  Architecture  for  Concurrent  Dual-Band  Transmitters,”  IEEE  Transactions  on  Microwave  Theory  and  Techniques,  vol.  59,  no.  10,  pp.  2547-2553,  Oct.  2011.
【非特許文献２】Younes,  M.,  Ghannouchi,  F.M.,  “On  the  Modeling  and  Linearization  of  a  Concurrent  Dual-Band  Transmitter  Exhibiting  Nonlinear  Distortion  and  Hardware  Impairments,”  IEEE  Transactions  on  Circuits  and  Systems  I,  vol.  60,  no.  11,  pp.  3055-3068,  Nov.  2013.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した技術では、十分な歪補償性能が得られず、無線品質の低下を招いてしまうことがある。例えば、複数の周波数帯の信号を共通の電力増幅器により同時に増幅する場合を想定する。この場合、２つのバンドの中心周波数が約２倍程度の関係（例えば、４．６ＧＨｚと９ＧＨｚ）にある様な条件下では、これらの中心周波数の差に相当する周波数や、低い方の中心周波数の２倍に相当する周波数において、偶数次の歪（以下、単に「偶数次歪」と記す。）が発生することがある。この様な偶数次歪が、送信信号のバンドに近い周波数に発生すると、偶数次歪をフィルタによりカットすることは困難である。また、カットするとしても、急峻なフィルタが必要となり、装置の回路規模が大きくなってしまう。特に、偶数次歪が送信信号帯域内に発生する場合には、フィルタによるカットは極めて困難となる。
【０００６】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、歪補償性能を向上することができる歪補償装置、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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願の開示する歪補償装置は、一つの態様において、第１の周波数は複数の周波数を備え、増幅された信号の送信に用いる第１の周波数に発生する奇数次歪を補償する奇数次歪補償部と、第２の周波数は１以上の周波数を備え、前記信号の増幅に伴って前記第１の周波数と異なる第２の周波数に発生する偶数次歪を補償する偶数次歪補償部とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本願の開示する歪補償装置の一つの態様によれば、歪補償性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施例に係る歪補償装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施例に係る奇数次歪補償部及び偶数次歪補償部の構成を示す図である。
【図３】図３は、本実施例に係る奇数次歪補償係数更新部及び偶数次歪補償係数更新部の構成を示す図である。
【図４】図４は、歪補償を行わない場合における共通増幅時のアンプ入力及びアンプ出力のスペクトラムを示す図である。
【図５】図５は、本実施例に係る歪補償の効果を説明するためのスペクトラムを示す図である。
【図６】図６は、変形例５に係るスペクトラムとＤＡＣ及びＡＤＣの信号処理帯域との関係を示す図である。
【図７】図７は、変形例５に係る歪補償装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本願の開示する歪補償装置、及び歪補償方法の実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施例により、本願の開示する歪補償装置、及び歪補償方法が限定されるものではない。
【００１１】
図１は、本実施例に係る歪補償装置１０の構成を示す図である。歪補償装置１０は、複数の周波数帯域（例えば、４．６ＧＨｚと９ＧＨｚ）のベースバンド信号（マルチバンド信号）を共通のアンプにより増幅する。図１に示す様に、歪補償装置１０は、奇数次歪補償部１１と偶数次歪補償部１２とＤＡＣ（Digital  to  Analog  Converter）１３ａ〜１３ｄとＡＤＣ（Analog  to  Digital  Converter）１３ｅ〜１３ｈとアップコンバータ１４ａ〜１４ｄとダウンコンバータ１４ｅ〜１４ｈと信号合成器１５ａと信号分配器１５ｂとを有する。また、歪補償装置１０は、アンプ１６とカップラ１７と奇数次歪補償係数更新部１８と偶数次歪補償係数更新部１９とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、各種信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。
【００１２】
以下では、バンドＡ（中心周波数ｆＡ）及びバンドＢ（中心周波数ｆＢ）のデュアルバンド信号を、共通増幅（ｆＡ＜ｆＢ）する場合を例にとり説明する。奇数次歪補償部１１は、バンドＡの送信信号ｘＡ（ｎ）とバンドＢの送信信号ｘＢ（ｎ）との２つの信号を入力し、該信号に基づき、バンドＡ（中心周波数ｆＡ）の奇数次歪補償信号とバンドＢ（中心周波数ｆＢ）の奇数次歪補償信号とを生成する。同様に、偶数次歪補償部１２は、バンドＡの送信信号ｘＡ（ｎ）とバンドＢの送信信号ｘＢ（ｎ）との２つの信号を入力し、該信号に基づき、中心周波数ｆＣ＝２ｆＡの偶数次歪補償信号と中心周波数ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡの偶数次歪補償信号とを生成する。ＤＡＣ１３ａ、１３ｂは、奇数次歪補償部１１から入力される奇数次歪補償信号の各々をデジタル信号からアナログ信号に変換する。同様に、ＤＡＣ１３ｃ、１３ｄは、偶数次歪補償部１２から入力される偶数次歪補償信号の各々をデジタル信号からアナログ信号に変換する。
【００１３】
アップコンバータ１４ａ〜１４ｄは、対応するＤＡＣ１３ａ〜１３ｄから入力されるアナログ信号を、それぞれ周波数ｆＡ、ｆＢ、ｆＣ＝２ｆＡ、ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡへ周波数変換し、ＲＦ（Radio  Frequency）信号を生成する。信号合成器１５ａは、アップコンバータ１４ａ〜１４ｄから入力されるＲＦ信号の各々を合成する。アンプ１６は、信号合成器１５ａから入力される合成後の信号を電力増幅する。カップラ１７は、アンプ１６から入力される信号を分配した後、一方の信号をアンテナＡ１から無線送信し、他方の信号を信号分配器１５ｂにフィードバックする。
【００１４】
信号分配器１５ｂは、フィードバックされる上記信号を４つの信号に分配する。ダウンコンバータ１４ｅ〜１４ｈは、信号分配器１５ｂから入力される信号を、それぞれ周波数ｆＡ、ｆＢ、ｆＣ＝２ｆＡ、ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡからベースバンドへ周波数変換する。ＡＤＣ１３ｅ〜１３ｈは、対応するダウンコンバータ１４ｅ〜１４ｈから入力されるアナログ信号の各々を、デジタル信号に変換する。
【００１５】
奇数次歪補償係数更新部１８は、バンドＡの送信信号ｘＡ（ｎ）とバンドＢの送信信号ｘＢ（ｎ）とバンドＡ（中心周波数ｆＡ）のフィードバック信号とバンドＢ（中心周波数ｆＢ）のフィードバック信号と更新前の歪補償係数とに基づき、奇数次歪補償係数を更新する。奇数次歪補償係数更新部１８は、更新後の奇数次歪補償係数を奇数次歪補償部１１へ出力する。同様に、偶数次歪補償係数更新部１９は、バンドＡの送信信号ｘＡ（ｎ）とバンドＢの送信信号ｘＢ（ｎ）と中心周波数ｆＣ＝２ｆＡのフィードバック信号と中心周波数ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡのフィードバック信号と更新前の歪補償係数とに基づき、偶数次歪補償係数を更新する。偶数次歪補償係数更新部１９は、更新後の偶数次歪補償係数を偶数次歪補償部１２へ出力する。
【００１６】
図２は、本実施例に係る奇数次歪補償部１１及び偶数次歪補償部１２の構成を示す図である。図２に示す様に、奇数次歪補償部１１は、振幅算出部１１ａ、１１ｂと、アドレス生成部１１ｃ、１１ｄと、ＬＵＴ１１ｅ、１１ｆと、複素乗算器１１ｇ、１１ｈとを有する。偶数次歪補償部１２は、複素乗算器１２ａと、複素共役算出部１２ｂと、複素乗算器１２ｃと、ＬＵＴ１２ｄ、１２ｅと、複素乗算器１２ｆ、１２ｇとを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、各種信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。
【００１７】
振幅算出部１１ａ、１１ｂは、バンドＡの送信信号ｘＡ（ｎ）の振幅とバンドＢの送信信号ｘＢ（ｎ）の振幅とをそれぞれ算出する。アドレス生成部１１ｃ、１１ｄは、算出された振幅の情報をそれぞれアドレスに変換し、これら２つのアドレスを４つのＬＵＴ１１ｅ、１１ｆ、１２ｄ、１２ｅへ出力する。ＬＵＴ１１ｅ、１１ｆは、歪補償係数をアドレスと対応付けて更新可能なメモリに格納する。複素乗算器１１ｇは、上記２つのアドレスに基づき、バンドＡ（中心周波数ｆＡ）の奇数次歪補償用のＬＵＴ１１ｅから、バンドＡの奇数次歪補償係数を読み出して、バンドＡの送信信号ｘＡ（ｎ）と複素乗算し、バンドＡの奇数次歪補償信号ｙＡ（ｎ）を生成する。複素乗算器１１ｈは、上記２つのアドレスに基づき、バンドＢ（中心周波数ｆＢ）の奇数次歪補償用のＬＵＴ１１ｆから、バンドＢの奇数次歪補償係数を読み出して、バンドＢの送信信号ｘＢ（ｎ）と複素乗算し、バンドＢの奇数次歪補償信号ｙＢ（ｎ）を生成する。
【００１８】
複素乗算器１２ａは、バンドＡの送信信号ｘＡ（ｎ）を二乗し、中心周波数ｆＣ＝２ｆＡの偶数次歪の元になる信号ｘＣ（ｎ）を生成する。複素共役算出部１２ｂは、バンドＡの送信信号ｘＡ（ｎ）の複素共役を算出する。複素乗算器１２ｃは、算出された複素共役と、バンドＢの送信信号ｘＢ（ｎ）とを複素乗算し、中心周波数ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡの偶数次歪の元になる信号ｘＤ（ｎ）を生成する。ＬＵＴ１２ｄ、１２ｅは、歪補償係数をアドレスと対応付けて更新可能なメモリに格納する。複素乗算器１２ｆは、上記２つのアドレスに基づき、中心周波数ｆＣ＝２ｆＡの偶数次歪補償用のＬＵＴ１２ｄから、中心周波数ｆＣ＝２ｆＡの偶数次歪補償係数を読み出して、中心周波数ｆＣ＝２ｆＡの偶数次歪の元になる信号ｘＣ（ｎ）と複素乗算し、中心周波数ｆＣ＝２ｆＡの偶数次歪補償信号ｙＣ（ｎ）を生成する。複素乗算器１２ｇは、上記２つのアドレスに基づき、中心周波数ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡの偶数次歪補償用のＬＵＴ１２ｅから、中心周波数ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡの偶数次歪補償係数を読み出して、中心周波数ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡの偶数次歪の元になる信号ｘＤ（ｎ）と複素乗算し、中心周波数ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡの偶数次歪補償信号ｙＤ（ｎ）を生成する。
【００１９】
図３は、本実施例に係る奇数次歪補償係数更新部１８及び偶数次歪補償係数更新部１９の構成を示す図である。図３に示す様に、奇数次歪補償係数更新部１８は、減算器１８ａと、複素共役算出部１８ｂと、更新部１８ｃと、減算器１８ｄと、複素共役算出部１８ｅと、更新部１８ｆとを有する。偶数次歪補償係数更新部１９は、複素乗算器１９ａと、複素共役算出部１９ｂと、複素乗算器１９ｃと、複素共役算出部１９ｄと、更新部１９ｅと、複素共役算出部１９ｆと、更新部１９ｇとを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、各種信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。
【００２０】
減算器１８ａは、バンドＡ（中心周波数ｆＡ）のフィードバック信号ｚＡ（ｎ）とバンドＡの送信信号ｘＡ（ｎ）との誤差を算出し、バンドＡの誤差信号ｅＡ（ｎ）＝ｘＡ（ｎ）−ｚＡ（ｎ）を得る。複素共役算出部１８ｂは、バンドＡの送信信号ｘＡ（ｎ）の複素共役を算出する。更新部１８ｃは、上記誤差信号ｅＡ（ｎ）と、上記複素共役と、ＬＵＴ１１ｅから取得（ｎＡ−２）された更新前のバンドＡの奇数次歪補償係数とを用いて、バンドＡの奇数次歪補償係数ｗＡ（｜ｘＡ（ｎ）｜，｜ｘＢ（ｎ）｜）を更新する。更新後の奇数次歪補償係数の値は、ＬＵＴ１１ｅに格納される。
【００２１】
同様に、減算器１８ｄは、バンドＢ（中心周波数ｆＢ）のフィードバック信号ｚＢ（ｎ）とバンドＢの送信信号ｘＢ（ｎ）との誤差を算出し、バンドＢの誤差信号ｅＢ（ｎ）＝ｘＢ（ｎ）−ｚＢ（ｎ）を得る。複素共役算出部１８ｅは、バンドＢの送信信号ｘＢ（ｎ）の複素共役を算出する。更新部１８ｆは、上記誤差信号ｅＢ（ｎ）と、上記複素共役と、ＬＵＴ１１ｆから取得（ｎＢ−２）された更新前のバンドＢの奇数次歪補償係数とを用いて、バンドＢの奇数次歪補償係数ｗＢ（｜ｘＡ（ｎ）｜，｜ｘＢ（ｎ）｜）を更新する。更新後の奇数次歪補償係数の値は、ＬＵＴ１１ｆに格納される。
【００２２】
複素乗算器１９ａは、バンドＡの送信信号ｘＡ（ｎ）を二乗し、中心周波数ｆＣ＝２ｆＡの偶数次歪の元になる信号ｘＣ（ｎ）＝｛ｘＡ（ｎ）｝２を生成する。複素共役算出部１９ｂは、バンドＡの送信信号ｘＡ（ｎ）の複素共役を算出する。複素乗算器１９ｃは、上記複素共役とバンドＢの送信信号ｘＢ（ｎ）とを複素乗算し、中心周波数ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡの偶数次歪の元になる信号ｘＤ（ｎ）＝｛ｘＡ（ｎ）｝＊ｘＢ（ｎ）を生成する。
【００２３】
複素共役算出部１９ｄは、中心周波数ｆＣ＝２ｆＡの偶数次歪の元になる信号ｘＣ（ｎ）の複素共役を算出する。更新部１９ｅは、中心周波数ｆＣ＝２ｆＡの偶数次歪の誤差信号ｅＣ（ｎ）と、上記複素共役と、ＬＵＴ１２ｄから取得（ｎＣ−２）された更新前の中心周波数ｆＣ＝２ｆＡの偶数次歪補償係数とを用いて、中心周波数ｆＣ＝２ｆＡの偶数次歪補償係数ｗＣ（｜ｘＡ（ｎ）｜，｜ｘＢ（ｎ）｜）を更新する。更新後の偶数次歪補償係数の値は、ＬＵＴ１２ｄに格納される。ここで、誤差信号ｅＣ（ｎ）は、中心周波数ｆＣ＝２ｆＡの偶数次歪のフィードバック信号ｚＣ（ｎ）とゼロ信号との誤差を示す信号であり、本実施例では、誤差信号ｅＣ（ｎ）＝−ｚＣ（ｎ）となる。
【００２４】
同様に、複素共役算出部１９ｆは、中心周波数ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡの偶数次歪の元になる信号ｘＤ（ｎ）の複素共役を算出する。更新部１９ｇは、中心周波数ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡの偶数次歪の誤差信号ｅＤ（ｎ）と、上記複素共役と、ＬＵＴ１２ｅから取得（ｎＤ−２）された更新前の中心周波数ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡの偶数次歪補償係数とを用いて、中心周波数ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡの偶数次歪補償係数ｗＤ（｜ｘＡ（ｎ）｜，｜ｘＢ（ｎ）｜）を更新する。更新後の偶数次歪補償係数の値は、ＬＵＴ１２ｅに格納される。ここで、誤差信号ｅＤ（ｎ）は、中心周波数ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡの偶数次歪のフィードバック信号ｚＤ（ｎ）とゼロ信号との誤差を示す信号であり、本実施例では、誤差信号ｅＤ（ｎ）＝−ｚＤ（ｎ）となる。
【００２５】
以下、バンドＡ（中心周波数ｆＡ）及びバンドＢ（中心周波数ｆＢ）のデュアルバンド信号を、共通増幅（ｆＡ＜ｆＢ）する場合を例にとり、偶数次歪を補償する方法について、より具体的に説明する。上述した様に、歪補償装置１０は、信号の共通増幅時に、奇数次歪を補償する歪補償部と偶数次歪を補償する歪補償部との両方を備える構成を採る。歪補償装置１０は、奇数次歪を補償する際、バンドＡに対しては、バンドＡの送信信号とバンドＡ、Ｂの振幅情報（更新後の歪補償係数）とを用い、バンドＢに対しては、バンドＢの送信信号とバンドＡ、Ｂの振幅情報（更新後の歪補償係数）とを用いる。これに対して、歪補償装置１０は、中心周波数ｆｅｖｅｎに発生する偶数次歪を補償する際、下記の偶数次歪信号（偶数次項）とバンドＡ、Ｂの振幅情報（更新後の歪補償係数）とを用いる。なお、振幅情報は、ＬＵＴ１１ｅ、１１ｆ、１２ｄ、１２ｅから歪補償係数を特定するためのアドレスとして用いられる。
【００２６】
偶数次歪の中心周波数ｆｅｖｅｎ＝ａ×ｆＡ＋ｂ×ｆＢ（但し、ａ、ｂは整数、ａ＋ｂは偶数）とすると、上記の偶数次歪信号（偶数次項）は、ａ、ｂの値に応じて、以下の様に表すことができる。なお、＾は累乗を表す。
１．ａ≧０かつｂ≧０が成立する場合、
（バンドＡの送信信号）＾｜ａ｜×（バンドＢの送信信号）＾｜ｂ｜
２．ａ≧０かつｂ＜０が成立する場合、
（バンドＡの送信信号）＾｜ａ｜×（バンドＢの送信信号の複素共役）＾｜ｂ｜
３．ａ＜０かつｂ≧０が成立する場合、
（バンドＡの送信信号の複素共役）＾｜ａ｜×（バンドＢの送信信号）＾｜ｂ｜
４．ａ＜０かつｂ＜０が成立する場合、
（バンドＡの送信信号の複素共役）＾｜ａ｜×（バンドＢの送信信号の複素共役）＾｜ｂ｜
【００２７】
図４は、歪補償を行わない場合における共通増幅時のアンプ入力及びアンプ出力のスペクトラムを示す図である。図４では、横軸に周波数が規定され、縦軸に電力が規定されている。図４に示す様に、歪補償を行わない場合、太線に示すアンプ入力は、アンプ出力段階では、４つの周波数ｆＡ〜ｆＤにおいて歪が発生する。すなわち、中心周波数ｆＡ（バンドＡ）及び中心周波数ｆＢ（バンドＢ）では、奇数次歪が発生するため、隣接チャネルへの漏洩電力が増大してしまう。中心周波数ｆＣ＝２ｆＡ（ａ＝２、ｂ＝０）及び中心周波数ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡ（ａ＝−１、ｂ＝１）では、偶数次歪が発生するため、周波数ｆＣ、ｆＤへの漏洩電力が増大してしまう。
【００２８】
従って、例えば、中心周波数ｆＣ＝２ｆＡ（ａ＝２、ｂ＝０）では、ａ≧０かつｂ≧０が成立するため、偶数次歪信号（偶数次項）は、（バンドＡの送信信号）＾｜ａ｜×（バンドＢの送信信号）＾｜ｂ｜により、｛ｘＡ（ｎ）｝２となる。また、例えば、中心周波数ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡ（ａ＝−１、ｂ＝１）では、ａ＜０かつｂ≧０が成立するため、偶数次歪信号（偶数次項）は、（バンドＡの送信信号の複素共役）＾｜ａ｜×（バンドＢの送信信号）＾｜ｂ｜により、｛ｘＡ（ｎ）｝＊ｘＢ（ｎ）となる。
【００２９】
その結果、歪補償処理後の信号ｙＡ（ｎ）、ｙＢ（ｎ）、ｙＣ（ｎ）、ｙＤ（ｎ）は、それぞれ以下の数式（１）〜（４）により、表すことができる（但し、ｗＡ、ｗＢ、ｗＣ、ｗＤは歪補償係数）。
【数１】
0006583096.tif 000002
【００３０】
また、ダイレクトラーニング方式を用いる場合、奇数次歪補償部１１は、それぞれ以下の数式（５）、（６）の様に、奇数次歪の補償係数の更新を行う。同様に、ダイレクトラーニング方式を用いる場合、偶数次歪補償部１２は、それぞれ以下の数式（７）、（８）の様に、偶数次歪の補償係数の更新を行う。
【数２】
0006583096.tif 000003
【００３１】
また、誤差信号ｅＡ（ｎ）、ｅＢ（ｎ）、ｅＣ（ｎ）、ｅＤ（ｎ）は、それぞれ以下の数式（９）〜（１２）により、表すことができる（但し、ｚＡ（ｎ）、ｚＢ（ｎ）、ｚＣ（ｎ）、ｚＤ（ｎ）はフィードバック信号）。
【数３】
0006583096.tif 000004
【００３２】
図５は、本実施例に係る歪補償の効果を説明するためのスペクトラムを示す図である。図５では、横軸に周波数が規定され、縦軸に電力が規定されている。図５に示す様に、歪補償の無い場合には、中心周波数ｆＡ（バンドＡ）及び中心周波数ｆＢ（バンドＢ）において、奇数次歪が発生し、中心周波数ｆＣ及び中心周波数ｆＤにおいて、偶数次歪が発生する。本実施例に係る歪補償技術の適用により、スペクトラムは、太線に示す様に変化する。すなわち、奇数次歪が補償されるだけでなく、偶数次歪も、高精度に補償可能となる。
【００３３】
以上説明した様に、歪補償装置１０は、奇数次歪補償部１１と偶数次歪補償部１２とを有する。奇数次歪補償部１１は、第１の周波数は複数の周波数を備え、増幅された信号の送信に用いる第１の周波数に発生する奇数次歪を補償する。偶数次歪補償部１２は、第２の周波数は１以上の周波数を備え、上記信号の増幅に伴って上記第１の周波数と異なる第２の周波数に発生する偶数次歪を補償する。より具体的には、奇数次歪補償部１１は、信号を増幅して送信する際に該信号の送信に用いる該信号近傍の第１及び第２の周波数（例えば、ｆＡ、ｆＢ）に発生する奇数次歪を補償する。偶数次歪補償部１２は、上記信号の増幅に伴って第３及び第４の周波数（例えば、ｆＣ＝２ｆＡ、ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡ）に発生する偶数次歪を補償する。
【００３４】
歪補償装置１０において、奇数次歪補償部１１は、上記第１の周波数に、対応する周波数の送信信号と、対応する周波数の奇数次歪補償係数とを用いて、奇数次歪補償後の信号を生成するものとしてもよい。偶数次歪補償部１２は、上記第２の周波数に、上記第１の周波数の送信信号と、上記第２の周波数の偶数次歪補償係数とを用いて、偶数次歪補償後の信号を生成するものとしてもよい。より具体的には、歪補償装置１０において、奇数次歪補償部１１は、上記第１及び第２の周波数毎に、対応する周波数の送信信号（例えば、数式（１）のｘＡ（ｎ）、数式（２）のｘＢ（ｎ））と、対応する周波数の奇数次歪補償係数（例えば、ｗＡ（｜ｘＡ（ｎ）｜，｜ｘＢ（ｎ）｜）、ｗＢ（｜ｘＡ（ｎ）｜，｜ｘＢ（ｎ）｜））とを用いて、奇数次歪補償後の信号（例えば、ｙＡ（ｎ）、ｙＢ（ｎ））を生成するものとしてもよい。また、偶数次歪補償部１２は、上記第３及び第４の周波数毎に、上記第１の周波数の送信信号（例えば、数式（３）の｛ｘＡ（ｎ）｝２、数式（４）の｛ｘＡ（ｎ）｝＊）と、対応する周波数の偶数次歪補償係数（例えば、ｗＣ（｜ｘＡ（ｎ）｜，｜ｘＢ（ｎ）｜）、ｗＤ（｜ｘＡ（ｎ）｜，｜ｘＢ（ｎ）｜））とを用いて、偶数次歪補償後の信号（例えば、ｙＣ（ｎ）、ｙＤ（ｎ））を生成するものとしてもよい。
【００３５】
歪補償装置１０において、偶数次歪補償部１２は、上記第２の周波数が、上記第１の周波数の２倍である場合には、上記第１の周波数の送信信号を２乗した値と、上記第２の周波数の偶数次歪補償係数とを用いて、偶数次歪補償後の信号を生成するものとしてもよい。また、偶数次歪補償部１２は、上記第２の周波数が、上記第１の周波数の備える上記複数の周波数間の差である場合には、上記第１の周波数の送信信号の複素共役と、上記第１の周波数の送信信号と、上記第２の周波数の偶数次歪補償係数とを用いて、偶数次歪補償後の信号を生成するものとしてもよい。より具体的には、歪補償装置１０において、偶数次歪補償部１２は、上記第３の周波数が、上記第１の周波数の２倍である場合（例えば、ｆＣ＝２ｆＡ）には、上記第１の周波数の送信信号を２乗した値（例えば、数式（３）の｛ｘＡ（ｎ）｝２）と、上記第３の周波数の偶数次歪補償係数（例えば、ｗＣ（｜ｘＡ（ｎ）｜，｜ｘＢ（ｎ）｜））とを用いて、上記第３の周波数に生じる歪を補償した偶数次歪補償後の信号を生成するものとしてもよい。また、偶数次歪補償部１２は、上記第４の周波数が、上記第２の周波数と上記第１の周波数との差である場合（例えば、ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡ）には、上記第１の周波数の送信信号の複素共役（例えば、数式（４）の｛ｘＡ（ｎ）｝＊）と、上記第２の周波数の送信信号（例えば、ｘＢ（ｎ））と、上記第４の周波数の偶数次歪補償係数（例えば、ｗＤ（｜ｘＡ（ｎ）｜，｜ｘＢ（ｎ）｜））とを用いて、上記第４の周波数に生じる歪を補償した偶数次歪補償後の信号を生成するものとしてもよい。
【００３６】
歪補償装置１０において、上記第１の周波数に、対応する周波数の送信信号とフィードバック信号との差分である誤差信号と、対応する周波数の送信信号の複素共役とを用いて、上記奇数次歪補償係数を更新する奇数次歪補償係数更新部１８を更に有するものとしてもよい。また、上記第２の周波数に、ゼロ信号とフィードバック信号との差分である誤差信号と、対応する周波数の偶数次歪の元になる信号の複素共役とを用いて、上記偶数次歪補償係数を更新する偶数次歪補償係数更新部１９を更に有するものとしてもよい。より具体的には、歪補償装置１０において、上記第１及び第２の周波数毎に、対応する周波数の送信信号とフィードバック信号（例えば、ｚＡ（ｎ）、ｚＢ（ｎ））との差分である誤差信号（例えば、ｅＡ（ｎ）、ｅＢ（ｎ））と、対応する周波数の送信信号の複素共役（例えば、｛ｘＡ（ｎ）｝＊、｛ｘＢ（ｎ）｝＊）とを用いて、上記奇数次歪補償係数を更新する奇数次歪補償係数更新部１８を更に有するものとしてもよい。また、上記第３及び第４の周波数毎に、ゼロ信号とフィードバック信号（例えば、ｚＣ（ｎ）、ｚＤ（ｎ））との差分である誤差信号（例えば、ｅＣ（ｎ）、ｅＤ（ｎ））と、対応する周波数の偶数次歪の元になる信号の複素共役（例えば、｛ｘＣ（ｎ）｝＊、｛ｘＤ（ｎ）｝＊）とを用いて、上記偶数次歪補償係数を更新する偶数次歪補償係数更新部１９を更に有するものとしてもよい。
【００３７】
（変形例１）
上記実施例では、ＬＵＴを用いたＬＵＴ型歪補償を例示したが、級数型歪補償を用いることもできる。級数型歪補償では、歪補償装置１０は、歪補償方式として、ＰＡ（Power  Amplifier）の非線形歪の逆特性を「べき級数」により近似し、べき級数を用いて歪補償を行う。具体的には、歪補償装置１０は、入力されたベースバンド信号に対して、高次の信号を複数生成し、次数毎に用意された歪補償係数を高次の各信号に乗算し、歪補償係数乗算後の全ての信号を合成して歪補償信号を生成する。
【００３８】
（変形例２）
上記実施例では、図１〜図３に示す様に、歪補償装置１０は、アップコンバータ１４ａ〜１４ｄ及びダウンコンバータ１４ｅ〜１４ｈの各々に、局部発振器を用いるものとした。しかしながら、かかる態様に限らず、歪補償装置１０は、アップコンバータ１４ｃ、１４ｄにそれぞれ入力される周波数ｆＣ＝２ｆＡ及びｆＤ＝ｆＢ−ｆＡのローカル信号を、周波数ｆＡ及び周波数ｆＢのローカル信号からミキサを用いてミキシング生成するものとしてもよい。同様に、歪補償装置１０は、ダウンコンバータ１４ｇ、１４ｈにそれぞれ入力される周波数ｆＣ＝２ｆＡ及びｆＤ＝ｆＢ−ｆＡのローカル信号を、周波数ｆＡ及び周波数ｆＢのローカル信号からミキサを用いてミキシング生成するものとしてもよい。これにより、局部発振器の個数を減らすこと（例えば、４個から２個）ができる。
【００３９】
（変形例３）
上記実施例では、図１、図２に示す様に、ＤＡＣが４つの場合を例示したが、１つの高速ＤＡＣによる構成も可能である。すなわち、ＤＡＣの信号処理帯域が、奇数次歪の帯域（中心周波数ｆＡ、ｆＢ）と偶数次歪の帯域（中心周波数ｆＣ＝２ｆＡ、ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡ）との全てをカバーできる程度に広帯域である場合には、歪補償装置１０は、ＤＡＣを共通化する構成を採ることができる。かかる態様では、歪補償装置１０は、デジタル領域において、中心周波数ｆＡ、ｆＢの奇数次歪補償信号ｙＡ（ｎ）、ｙＢ（ｎ）と、中心周波数ｆＣ、ｆＤの偶数次歪補償信号ｙＣ（ｎ）、ｙＤ（ｎ）とを、それぞれ中間周波数にデジタルアップコンバートする。歪補償装置１０は、これらの歪補償信号ｙＡ（ｎ）〜ｙＤ（ｎ）を、デジタルの信号合成器により合成した後、共通のＤＡＣにおいてデジタル信号からアナログ信号に変換し、共通のアップコンバータにおいて無線周波数にアップコンバートする。これにより、ＤＡＣの個数を減らすこと（例えば、４個から１個）ができる。
【００４０】
更に、バンドＡ、Ｂ（中心周波数ｆＡ、ｆＢ）が十分に低周波であり、かつ、ＤＡＣの信号処理帯域が、奇数次歪の帯域（中心周波数ｆＡ、ｆＢ）と偶数次歪の帯域（中心周波数ｆＣ＝２ｆＡ、ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡ）との全てをカバーできる場合には、歪補償装置１０は、それ程高速でない汎用ＤＡＣを用いても、同様の構成（ＤＡＣが１つの構成）を採ることができる。
【００４１】
（変形例４）
上記実施例では、図１、図３に示す様に、ＡＤＣが４つの場合を例示したが、１つの高速ＡＤＣによる構成も可能である。すなわち、ＡＤＣの信号処理帯域が、奇数次歪の帯域（中心周波数ｆＡ、ｆＢ）と偶数次歪の帯域（中心周波数ｆＣ＝２ｆＡ、ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡ）との全てをカバーできる程度に広帯域である場合には、歪補償装置１０は、ＡＤＣを共通化する構成を採ることができる。かかる態様では、歪補償装置１０は、共通のダウンコンバータにおいて中間周波数にダウンコンバートし、共通のＡＤＣにおいてアナログ信号からデジタル信号に変換した後、デジタルの信号分配器により分配を行う。歪補償装置１０は、デジタル領域において、中心周波数ｆＡ、ｆＢの奇数次歪のフィードバック信号ｚＡ（ｎ）、ｚＢ（ｎ）と、中心周波数ｆＣ、ｆＤの偶数次歪のフィードバック信号ｚＣ（ｎ）、ｚＤ（ｎ）とを、それぞれ中間周波数からベースバンドへデジタルダウンコンバートし、フィルタ処理を施す。これにより、ＡＤＣの個数を減らすこと（例えば、４個から１個）ができる。
【００４２】
更に、バンドＡ、Ｂ（中心周波数ｆＡ、ｆＢ）が十分に低周波であり、かつ、ＡＤＣの信号処理帯域が、奇数次歪の帯域（中心周波数ｆＡ、ｆＢ）と偶数次歪の帯域（中心周波数ｆＣ＝２ｆＡ、ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡ）との全てをカバーできる場合には、歪補償装置１０は、それ程高速でない汎用ＡＤＣを用いても、同様の構成（ＡＤＣが１つの構成）を採ることができる。
【００４３】
（変形例５）
偶数次歪が送信信号の近傍に発生する場合にも、ＤＡＣ及びＡＤＣを共通化した構成を採ることができる。図６は、変形例５に係るスペクトラムとＤＡＣ及びＡＤＣの信号処理帯域との関係を示す図である。図６に示す様に、奇数次歪のバンドＡ（中心周波数ｆＡ）と、偶数次歪の中心周波数ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡとが近く、ＤＡＣ及びＡＤＣの信号処理帯域が、これら双方の周波数帯域をカバーすることができる場合には、歪補償装置１０は、ＤＡＣ及びＡＤＣを共通化した構成を採るものとしてもよい。同様に、図６に示す様に、奇数次歪のバンドＢ（中心周波数ｆＢ）と、偶数次歪の中心周波数ｆＣ＝２ｆＡとが近く、ＤＡＣ及びＡＤＣの信号処理帯域が、これら双方の周波数帯域をカバーすることができる場合には、歪補償装置１０は、ＤＡＣ及びＡＤＣを共通化した構成を採るものとしてもよい。
【００４４】
図７は、変形例５に係る歪補償装置１０の構成を示す図である。図７では、図１と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その詳細な説明は省略する。図７に示す様に、アップコンバータ１４ａ−１、１４ｄは、デジタル領域において、バンドＡ（中心周波数ｆＡ）の奇数次歪補償信号ｙＡ（ｎ）を、周波数ｆ’Ａ＝ｆＡ−ｆＢ／２に、中心周波数ｆＤの偶数次歪補償信号ｙＤ（ｎ）を、周波数ｆ’Ｄ＝ｆＢ／２−ｆＡにそれぞれ周波数変換する。信号合成器１５ａ−１は、周波数変換された歪補償信号ｙＡ（ｎ）、ｙＤ（ｎ）をデジタル合成する。ＤＡＣ１３ａは、合成後の信号を、デジタル信号からアナログ信号に変換する。共通のアップコンバータ１４ａ−２は、該アナログ信号を、ローカル周波数ｆＬ１＝ｆＢ／２により、無線周波数にアップコンバートする。
【００４５】
アップコンバータ１４ｂ、１４ｃ−１は、デジタル領域において、バンドＢ（中心周波数ｆＢ）の奇数次歪補償信号ｙＢ（ｎ）を、周波数ｆ’Ｂ＝ｆＢ／２−ｆＡに、中心周波数ｆＣの偶数次歪補償信号ｙＣ（ｎ）を、周波数ｆ’Ｃ＝ｆＡ−ｆＢ／２にそれぞれ周波数変換する。信号合成器１５ａ−２は、周波数変換された歪補償信号ｙＢ（ｎ）、ｙＣ（ｎ）をデジタル合成する。ＤＡＣ１３ｃは、合成後の信号を、デジタル信号からアナログ信号に変換する。共通のアップコンバータ１４ｃ−２は、該アナログ信号を、ローカル周波数ｆＬ２＝ｆＡ＋ｆＢ／２により、無線周波数にアップコンバートする。アップコンバータ１４ａ−２、１４ｃ−２からそれぞれ出力された無線周波数（ＲＦ）信号は、信号合成器１５ａ−３により合成された後、アンプ１６により電力増幅される。
【００４６】
信号分配器１５ｂ−１は、フィードバック信号を２つに分配し、２つのダウンコンバータ１４ｅ−１、１４ｇ−１に出力する。２つのダウンコンバータ１４ｅ−１、１４ｇ−１は、入力された上記フィードバック信号を、対応するローカル周波数ｆＬ１＝ｆＢ／２、ｆＬ２＝ｆＡ＋ｆＢ／２により、それぞれ周波数変換する。２つのＡＤＣ１３ｅ、１３ｇは、周波数変換されたアナログ信号を、それぞれデジタル信号に変換する。信号分配器１５ｂ−２は、ＡＤＣ１３ｅからのＡＤＣ出力信号を分配し、ダウンコンバータ１４ｅ−２、１４ｈにそれぞれ出力する。ダウンコンバータ１４ｅ−２、１４ｈは、バンドＡ（中心周波数ｆＡ）の奇数次歪のフィードバック信号ｚＡ（ｎ）を、周波数ｆ’Ａ＝ｆＡ−ｆＢ／２からベースバンドに、中心周波数ｆＤの偶数次歪のフィードバック信号ｚＤ（ｎ）を、周波数ｆ’Ｄ＝ｆＢ／２−ｆＡからベースバンドに、それぞれ周波数変換し、フィルタ処理を施す。信号分配器１５ｂ−３は、ＡＤＣ１３ｇからのＡＤＣ出力信号を分配し、ダウンコンバータ１４ｆ、１４ｇ−２にそれぞれ出力する。ダウンコンバータ１４ｆ、１４ｇ−２は、バンドＢ（中心周波数ｆＢ）の奇数次歪のフィードバック信号ｚＢ（ｎ）を、周波数ｆ’Ｂ＝ｆＢ／２−ｆＡからベースバンドに、中心周波数ｆＣの偶数次歪のフィードバック信号ｚＣ（ｎ）を、周波数ｆ’Ｃ＝ｆＡ−ｆＢ／２からベースバンドに、それぞれ周波数変換し、フィルタ処理を施す。
【００４７】
変形例５に係る歪補償装置１０によれば、アナログ回路部の部品点数を減らすことができる。
【００４８】
なお、上述の実施例では、信号送信に用いる周波数帯域として、２つの帯域（例えば、４．６ＧＨｚと９ＧＨｚ）を例示したが、歪補償装置１０を有する基地局等が、１つまたは３つ以上の帯域を用いて、信号を送信するものとしてもよい。同様に、偶数次歪を抑制する帯域についても、２つの帯域に限らず、１つまたは３つ以上の帯域であってもよい。また、奇数次歪の発生する周波数帯域と、偶数次歪の発生する周波数帯域とは、必ずしも異なる帯域でなくてもよい。
【００４９】
また、歪補償装置１０の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的態様は、図示のものに限らず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することもできる。例えば、奇数次歪補償部１１と偶数次歪補償部１２、あるいは、奇数次歪補償係数更新部１８と偶数次歪補償係数更新部１９を、それぞれ１つの構成要素として統合してもよい。反対に、偶数次歪補償部１２に関し、送信バンドよりも高い周波数帯域（例えば、ｆＣ＝２ｆＡ）に生じる偶数次歪を補償する部分と、送信バンドよりも低い周波数帯域（例えば、ｆＤ＝ｆＢ−ｆＡ）に生じる偶数次歪を補償する部分とに分散してもよい。また、ＬＵＴ等を格納するメモリを、歪補償装置１０の外部装置として、ケーブルやネットワーク経由で接続する様にしてもよい。
【００５０】
更に、上記説明では、実施例及び変形例毎に、個別の構成及び動作を説明した。しかしながら、各実施例及び変形例に係る歪補償装置は、他の実施例や変形例に特有の構成要素を併せて有するものとしてもよい。また、実施例、変形例毎の組合せについても、２つに限らず、３つ以上の組合せ等、任意の形態を採ることが可能である。例えば、変形例１の級数型歪補償方式を、変形例３の高速ＤＡＣを用いた構成に適用してもよい。あるいは、変形例５のＤＡＣ及びＡＤＣを、変形例２のミキサを用いた構成に適用してもよい。更に、１つの歪補償装置１０が、実施例及び変形例１〜５において説明した全ての構成要素を併有するものとしてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０  歪補償装置
１１  奇数次歪補償部
１１ａ、１１ｂ  振幅算出部
１１ｃ、１１ｄ  アドレス生成部
１１ｅ、１１ｆ  ＬＵＴ（Look  Up  Table）
１１ｇ、１１ｈ  複素乗算器
１２  偶数次歪補償部
１２ａ  複素乗算器
１２ｂ  複素共役算出部
１２ｃ  複素乗算器
１２ｄ、１２ｅ  ＬＵＴ（Look  Up  Table）
１２ｆ、１２ｇ  複素乗算器
１３ａ〜１３ｄ  ＤＡＣ（Digital  to  Analog  Converter）
１３ｅ〜１３ｈ  ＡＤＣ（Analog  to  Digital  Converter）
１４ａ〜１４ｄ、１４ａ−１、１４ａ−２、１４ｃ−１、１４ｃ−２  アップコンバータ
１４ｅ〜１４ｈ、１４ｅ−１、１４ｅ−２、１４ｇ−１、１４ｇ−２  ダウンコンバータ
１５ａ、１５ａ−１、１５ａ−２、１５ａ−３  信号合成器
１５ｂ、１５ｂ−１、１５ｂ−２、１５ｂ−３  信号分配器
１６  アンプ
１７  カップラ
１８  奇数次歪補償係数更新部
１８ａ  減算器
１８ｂ  複素共役算出部
１８ｃ  更新部
１８ｄ  減算器
１８ｅ  複素共役算出部
１８ｆ  更新部
１９  偶数次歪補償係数更新部
１９ａ  複素乗算器
１９ｂ  複素共役算出部
１９ｃ  複素乗算器
１９ｄ  複素共役算出部
１９ｅ  更新部
１９ｆ  複素共役算出部
１９ｇ  更新部
Ａ、Ｂ  バンド
Ａ１  アンテナ
ｆＡ、ｆＢ  奇数次歪の中心周波数
ｆＣ、ｆＤ  偶数次歪の中心周波数
【図１】
0006583096.tif 000005
【図２】
0006583096.tif 000006
【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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