(57)【要約】【課題】自己相関性が小さい信号に対しても遅延時間を合わせ、精度の高い歪補償処理を行う歪補償器を得る。【解決手段】Ａ／Ｄ変換器４により変換されたデジタル信号が振幅ゼロとなる時間を計算するゼロクロス点計算部１１と、入力信号が振幅ゼロとなる時間を計算するゼロクロス点計算部１２と、ゼロクロス点計算部１１，１２により計算された相互の時間差を遅延制御量として補間フィルタ５および遅延器６に供給する制御器１３とを備えた。【選択図】　　　　図１
2004015660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル入力信号に歪補償係数を乗算して歪補償処理を施す乗算手段と、
上記乗算手段により歪補償処理が施されたデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、
上記Ｄ／Ａ変換手段により変換されたアナログ信号を増幅して出力する電力増幅手段と、
上記電力増幅手段により増幅され、フィードバックされたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
上記Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号を遅延制御量に応じてずらした振幅値を演算する補間フィルタ手段と、
デジタル入力信号を遅延制御量に応じて遅延させる遅延手段と、
上記遅延手段により遅延されたデジタル入力信号と上記補間フィルタ手段により演算された振幅値とに応じて歪補償係数を演算して上記乗算手段に供給する歪補償係数演算手段と、
上記Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号が振幅ゼロとなる時間を検出する第１のゼロクロス検出手段と、
デジタル入力信号が振幅ゼロとなる時間を検出する第２のゼロクロス検出手段と、
上記第１および第２のゼロクロス検出手段により検出された相互の時間差を遅延制御量として上記補間フィルタ手段および上記遅延手段に供給する制御手段とを備えた歪補償器。
【請求項２】
デジタル入力信号が間欠的に振幅ゼロとなる信号を発生する信号発生手段と、
デジタル入力信号に歪補償係数を乗算して歪補償処理を施す乗算手段と、
上記乗算手段により歪補償処理が施されたデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、
上記Ｄ／Ａ変換手段により変換されたアナログ信号を増幅して出力する電力増幅手段と、
上記電力増幅手段により増幅され、フィードバックされたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
上記Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号を遅延制御量に応じてずらした振幅値を演算する補間フィルタ手段と、
デジタル入力信号を遅延制御量に応じて遅延させる遅延手段と、
上記遅延手段により遅延されたデジタル入力信号と上記補間フィルタ手段により演算された振幅値とに応じて歪補償係数を演算して上記乗算手段に供給する歪補償係数演算手段と、
上記Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号が振幅ゼロとなる時間を検出するゼロクロス検出手段と、
上記信号発生手段により発生されたデジタル入力信号が振幅ゼロとなる時間と上記ゼロクロス検出手段により検出された振幅ゼロとなる時間との相互の時間差を遅延制御量として上記補間フィルタ手段および上記遅延手段に供給する制御手段とを備えた歪補償器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタルプリディスト−ション方式の歪補償器において、入力信号と電力増幅器からのフィードバック信号とを比較し、その差分から歪補償係数を求めて適応動作する機能を備えた歪補償器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信の送信機において、電力増幅器の非直線性に起因する歪は、信号の品質を劣化させるだけでなく、隣接チャネルへの漏洩電力となる。よって、電力増幅器の電力効率を低下させることなく非線形性を補償するプリディスト−ション方式が必須である。
【０００３】
図４は従来のプリディスト−ション方式を用いた歪補償器を示すブロック図であり、図において、１は入力信号に歪補償係数を乗算する乗算器、２はデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器、３はアナログ信号を増幅して出力する電力増幅器である。４は電力増幅器３により増幅され、一部フィードバックされたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、５はデジタル信号を遅延制御量に応じてずらした振幅値を演算する補間フィルタ、６は入力信号を遅延制御量に応じて遅延させる遅延器である。７は遅延器６により遅延された入力信号と補間フィルタ５により演算された振幅値とに応じて入力信号の振幅毎の歪補償係数を演算する補償係数演算部、８は入力信号の瞬時振幅を計算する振幅計算部、９は補償係数演算部７によって演算された入力信号の振幅毎の歪補償係数を記憶し、振幅計算部８によって計算された入力信号の瞬時振幅に対応する歪補償係数を乗算器１に供給するメモリである。１０は入力信号とＡ／Ｄ変換器４によって変換されたデジタル信号との相関値を計算し、最大相関値が得られる遅延時間に遅延器６の遅延時間を制御する相関器である。
【０００４】
次に動作について説明する。
入力信号はデジタル信号である。入力信号は乗算器１において、その瞬時振幅に応じた歪補償係数が乗算される。乗算出力はＤ／Ａ変換器２でアナログ信号に変換され電力増幅器３で増幅され出力される。電力増幅器３の出力の一部はフィードバック信号として帰還される。フィードバック信号はＡ／Ｄ変換器４でデジタル信号に変換され、さらに補間フィルタ５にて遅延制御量に応じてずらした振幅値が演算され補償係数演算部７に出力される。
一方、入力信号は、遅延器６にて遅延制御量に応じて遅延され、この遅延された入力信号とフィードバック信号との補償係数演算部７に入力されるタイミングが合わせられる。
入力信号とフィードバック信号との差分は電力増幅器３で発生する歪成分を表している。補償係数演算部７では、入力信号の瞬時振幅とその振幅における歪の値から電力増幅器３の非直線性を打ち消すような歪補償係数が振幅毎に求められる。この歪補償係数はメモリ９に記憶され、振幅計算部８によって計算された入力信号の瞬時振幅に対応する歪補償係数がメモリ９から選択され、乗算器１に供給される。
このように、入力信号とフィードバック信号とが補償係数演算部７に入力されるタイミングを合わせる必要がある。フィードバック信号の遅延時間の概略値は既知であり、相関器１０では、概略遅延時間をセンターとして、前後数クロック時間をずらした入力信号とフィードバック信号との積を各々計算し、その結果から、フィードバック信号の遅延時間を計算により求める。
その結果から、遅延器６および補間フィルタ５の遅延量が制御される。例えば、時間差が、クロック１周期に換算して１２．２クロック分の場合、遅延器６の遅延時間を１３クロックの遅延数に制御し、補間フィルタ５では０．８クロック遅れた波形を計算して出力されるように制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の歪補償器は以上のように構成されているので、相関器１０による入力信号とフィードバック信号との相関から遅延時間を求めており、この場合、信号自体が強い自己相関性を有している場合に限られ、自己相関性が小さい信号に対して正確に求められるわけではない。また、一般的に、強い自己相関性を有している信号においても、相関値はなだらかな凸形となるため、計算して得られる時間の誤差は無視できない大きさとなることがある。
このように、自己相関性が小さい信号に対して、正確に遅延時間を合わせることができず、精度の高い歪補償処理を行うことができないなどの課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、自己相関性が小さい信号に対しても遅延時間を合わせ、精度の高い歪補償処理を行う歪補償器を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る歪補償器は、Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号が振幅ゼロとなる時間を検出する第１のゼロクロス検出手段と、デジタル入力信号が振幅ゼロとなる時間を検出する第２のゼロクロス検出手段と、第１および第２のゼロクロス検出手段により検出された相互の時間差を遅延制御量として補間フィルタ手段および遅延手段に供給する制御手段とを備えたものである。
【０００８】
この発明に係る歪補償器は、デジタル入力信号が間欠的に振幅ゼロとなる信号を発生する信号発生手段と、Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号が振幅ゼロとなる時間を検出するゼロクロス検出手段と、信号発生手段により発生されたデジタル入力信号が振幅ゼロとなる時間とゼロクロス検出手段により検出された振幅ゼロとなる時間との相互の時間差を遅延制御量として補間フィルタ手段および遅延手段に供給する制御手段とを備えたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるプリディスト−ション方式を用いた歪補償器を示すブロック図であり、図において、１は入力信号に歪補償係数を乗算する乗算器（乗算手段）、２はデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ変換手段）、３はアナログ信号を増幅して出力する電力増幅器（電力増幅手段）である。４は電力増幅器３により増幅され、一部フィードバックされたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ変換手段）、５はデジタル信号を遅延制御量に応じてずらした振幅値を演算する補間フィルタ（補間フィルタ手段）、６は入力信号を遅延制御量に応じて遅延させる遅延器（遅延手段）である。７は遅延器６により遅延された入力信号と補間フィルタ５により演算された振幅値とに応じて入力信号の振幅毎の歪補償係数を演算する補償係数演算部（歪補償係数演算手段）、８は入力信号の瞬時振幅を計算する振幅計算部（歪補償係数演算手段）、９は補償係数演算部７によって演算された入力信号の振幅毎の歪補償係数を記憶し、振幅計算部８によって計算された入力信号の瞬時振幅に対応する歪補償係数を乗算器１に供給するメモリ（歪補償係数演算手段）である。
１１はＡ／Ｄ変換器４により変換されたデジタル信号が振幅ゼロとなる時間を計算するゼロクロス点計算部（第１のゼロクロス検出手段）、１２は入力信号が振幅ゼロとなる時間を計算するゼロクロス点計算部（第２のゼロクロス検出手段）、１３はゼロクロス点計算部１１，１２により計算された相互の時間差を遅延制御量として補間フィルタ５および遅延器６に供給する制御器（制御手段）である。
図２はこの発明の実施の形態１による入力信号およびフィードバック信号を示す波形図である。
【００１０】
次に動作について説明する。
入力信号はデジタル信号である。入力信号は乗算器１において、その瞬時振幅に応じた歪補償係数が乗算される。乗算出力はＤ／Ａ変換器２でアナログ信号に変換され電力増幅器３で増幅され出力される。電力増幅器３の出力の一部はフィードバック信号として帰還される。フィードバック信号はＡ／Ｄ変換器４でデジタル信号に変換され、さらに補間フィルタ５にて遅延制御量に応じてずらした振幅値が演算され補償係数演算部７に出力される。
一方、入力信号は、遅延器６にて遅延制御量に応じて遅延され、この遅延された入力信号とフィードバック信号との補償係数演算部７に入力されるタイミングが合わせられる。
入力信号とフィードバック信号との差分は電力増幅器３で発生する歪成分を表している。補償係数演算部７では、入力信号の瞬時振幅とその振幅における歪の値から電力増幅器３の非直線性を打ち消すような歪補償係数が振幅毎に求められる。この歪補償係数はメモリ９に記憶され、振幅計算部８によって計算された入力信号の瞬時振幅に対応する歪補償係数がメモリ９から選択され、乗算器１に供給される。
このように、入力信号とフィードバック信号とが補償係数演算部７に入力されるタイミングを合わせる必要がある。
【００１１】
入力信号およびフィードバック信号の波形を図２に示す。入力信号はデジタル値であり、矢印のタイミングの振幅を持つデジタルデータである。一方、フィードバック信号はＡ／Ｄ変換器４においてデジタル信号に変換される。なお、フィードバック信号は、電力増幅器３の非線形特性のため、振幅の大きい点が小さい振幅となっている。
この実施の形態１において、ゼロクロス点計算部１１では、フィードバック信号の振幅がゼロとなる点が前後のデータから計算し求められる。同様に、ゼロクロス点計算部１２では、入力信号の振幅がゼロとなる点が求められる。制御器１３において、２つのゼロクロスパターンから、その時間差が求められ、遅延器６および補間フィルタ５に遅延制御量として供給される。
例えば、時間差が、クロック１周期に換算して１２．２クロック分の場合、遅延器６の遅延時間を１３クロックの遅延数に制御し、補間フィルタ５では０．８クロック遅れた波形を計算して出力されるように制御する。
【００１２】
以上のように、この実施の形態１によれば、入力信号自体が自己相関性が小さい信号であっても、遅延時間を正確に求めることができ、精度の高い歪補償処理を施すことができる。
なお、電力増幅器３による出力信号の非直線性は、大振幅において利得が低下するものであり、小振幅部分では直線性を維持し、振幅ゼロでは歪補償無しでも歪の影響を受けることがないものである。したがって、乗算器１による歪補償処理前であっても、ゼロクロス点計算部１１による振幅ゼロとなる時間から遅延時間を正確に検出することができる。
【００１３】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２によるプリディスト−ション方式を用いた歪補償器を示すブロック図であり、図において、１４は入力信号が間欠的に振幅ゼロとなる信号を発生する信号発生器（信号発生手段）、１５は信号発生器１４により発生された入力信号が振幅ゼロとなる時間とゼロクロス点計算部（ゼロクロス検出手段）１１により検出された振幅ゼロとなる時間との相互の時間差を遅延制御量として補間フィルタ５および遅延器６に供給する制御器（制御手段）である。
その他の構成については図１と同一である。
【００１４】
次に動作について説明する。
信号発生器１４により、入力信号としてゼロクロスポイントが既知の信号を発生させ、電源投入時等の一定時間機器に通し、実施の形態１と同様にしてゼロクロス点計算部１１によりフィードバック信号の振幅がゼロとなる時間を求める。制御器１５では、信号発生器１４により発生された入力信号が振幅ゼロとなる時間とゼロクロス点計算部１１により検出された振幅ゼロとなる時間との相互の時間差を遅延制御量として補間フィルタ５および遅延器６に供給する。
【００１５】
以上のように、この実施の形態２によれば、入力信号自体が自己相関性が小さい信号であっても、遅延時間を正確に求めることができ、精度の高い歪補償処理を施すことができる。
また、遅延時間検出のための基準である入力信号が振幅ゼロとなる時間は、ゼロクロス点計算部１２により検出されるものではなく、信号発生器１４により発生される信号なので、遅延時間を容易に、かつより正確に検出することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号が振幅ゼロとなる時間を検出する第１のゼロクロス検出手段と、デジタル入力信号が振幅ゼロとなる時間を検出する第２のゼロクロス検出手段と、第１および第２のゼロクロス検出手段により検出された相互の時間差を遅延制御量として補間フィルタ手段および遅延手段に供給する制御手段とを備えるように構成したので、デジタル入力信号自体が自己相関性が小さい信号であっても、デジタル入力信号からのＡ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号の遅延時間を正確に求めることができ、精度の高い歪補償処理を施すことができる。
なお、電力増幅手段による出力信号の非直線性とは、大振幅において利得が低下するというものであり、小振幅部分では直線性を維持し、振幅ゼロでは歪補償無しでも歪の影響を受けることはない。したがって、乗算手段による歪補償処理前であっても、第１のゼロクロス検出手段による振幅ゼロとなる時間から遅延時間を正確に検出することができる効果がある。
【００１７】
この発明によれば、デジタル入力信号が間欠的に振幅ゼロとなる信号を発生する信号発生手段と、Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号が振幅ゼロとなる時間を検出するゼロクロス検出手段と、信号発生手段により発生されたデジタル入力信号が振幅ゼロとなる時間とゼロクロス検出手段により検出された振幅ゼロとなる時間との相互の時間差を遅延制御量として補間フィルタ手段および遅延手段に供給する制御手段とを備えるように構成したので、デジタル入力信号自体が自己相関性が小さい信号であっても、デジタル入力信号からのＡ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号の遅延時間を正確に求めることができ、精度の高い歪補償処理を施すことができる。
また、遅延時間検出のための基準であるデジタル入力信号が振幅ゼロとなる時間は、ゼロクロス検出手段により検出されるものではなく、信号発生手段により発生される信号なので、遅延時間をより正確に検出することができる。
なお、電力増幅手段による出力信号の非直線性とは、大振幅において利得が低下するというものであり、小振幅部分では直線性を維持し、振幅ゼロでは歪補償無しでも歪の影響を受けることはない。したがって、乗算手段による歪補償処理前であっても、第１のゼロクロス検出手段による振幅ゼロとなる時間から遅延時間を正確に検出することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるプリディスト−ション方式を用いた歪補償器を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による入力信号およびフィードバック信号を示す波形図である。
【図３】この発明の実施の形態２によるプリディスト−ション方式を用いた歪補償器を示すブロック図である。
【図４】従来のプリディスト−ション方式を用いた歪補償器を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　乗算器（乗算手段）、２　Ｄ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ変換手段）、３　電力増幅器（電力増幅手段）、４　Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ変換手段）、５　補間フィルタ（補間フィルタ手段）、６　遅延器（遅延手段）、７　補償係数演算部（歪補償係数演算手段）、８　振幅計算部（歪補償係数演算手段）、９　メモリ（歪補償係数演算手段）、１１　ゼロクロス点計算部（第１のゼロクロス検出手段，ゼロクロス検出手段）、１２　ゼロクロス点計算部（第２のゼロクロス検出手段）、１３，１５　制御器（制御手段）、１４　信号発生器（信号発生手段）。
【図１】
2004015660.tif 000003
【図２】
2004015660.tif 000004
【図３】
2004015660.tif 000005
【図４】
2004015660.tif 000006