(57)【要約】【課題】  増幅器の非線形歪が最小となる最適な歪補償データを容易に確定する。【解決手段】  入力する直交ベースバンド信号と歪補償データとの信号処理により非線形歪を付与し、その信号を直交変調し、非線形な入出力特性をもつ増幅器で増幅した変調信号を送信するとともに、変調信号の有効帯域外成分である歪成分電力を検出し、歪補償データを変更しながら歪成分電力の変化を監視し、この歪成分電力が最も小さくなる歪補償データを選択して増幅器の非線形歪を補償する非線形歪補償方法および装置において、変更前後の歪補償データに対応する歪成分電力の電力差が所定値以下になったときに、その電力差が拡大するように増幅器への入力電力（バックオフ）を制御し、再度歪成分電力が最も小さくなる歪補償データを探索する。【選択図】        図１
2005150814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力する直交ベースバンド信号と歪補償データとの信号処理により非線形歪を付与し、その信号を直交変調し、非線形な入出力特性をもつ増幅器で増幅した変調信号を送信するとともに、前記変調信号の有効帯域外成分である歪成分電力を検出し、前記歪補償データを変更しながら前記歪成分電力の変化を監視し、この歪成分電力が最も小さくなる歪補償データを選択して前記増幅器の非線形歪を補償する非線形歪補償方法において、
変更前後の歪補償データに対応する歪成分電力の電力差が所定値以下になったときに、その電力差が拡大するように前記増幅器への入力電力（バックオフ）を制御し、再度前記歪成分電力が最も小さくなる歪補償データを探索する
ことを特徴とする非線形歪補償方法。
【請求項２】
入力する直交ベースバンド信号と歪補償データとの信号処理により非線形歪を付与し、その信号を直交変調し、非線形な入出力特性をもつ増幅器で増幅した変調信号を送信するとともに、前記変調信号の有効帯域外成分である歪成分電力を検出し、前記歪補償データを変更しながら前記歪成分電力の変化を監視し、この歪成分電力が最も小さくなる歪補償データを選択して前記増幅器の非線形歪を補償する非線形歪補償方法において、
変更前後の歪補償データに対応する歪成分電力の電力差が所定値以下になったときに、前記増幅器における増幅利得が異なる歪補償データに切り換え、再度前記歪成分電力が最も小さくなる歪補償データを探索する
ことを特徴とする非線形歪補償方法。
【請求項３】
入力する直交ベースバンド信号の信号電力を計算する電力計算部と、
複数の前記信号電力に対応する複数の歪補償データで構成される一つの歪補償データ群を記憶し、記憶している歪補償データ群の中から前記信号電力に対応する歪補償データを選択し出力する歪補償データ部と、
複数の歪補償データでそれぞれ構成される特性の異なる複数の歪補償データ群を記憶する歪補償データ保有部と、
前記直交ベースバンド信号を前記歪補償データ部から出力された歪補償データを用いて信号処理し、この歪補償データに対応する非線形歪を付与した直交ベースバンド信号を生成する歪補償部と、
非線形歪が付与された直交ベースバンド信号を直交変調し、変調信号を出力する直交変調部と、
非線形な入出力特性を有し、前記変調信号を増幅して出力する増幅器と、
前記増幅器から出力される変調信号の一部を分配する分配部と、
前記分配部で分配された変調信号を入力し、その有効帯域外成分（歪成分）を取り出すフィルタと、
前記フィルタにより取り出された変調信号の有効帯域外成分に対応する歪成分電力を検出する電力検出部と、
前記歪補償データ保有部を制御して前記歪補償データ部に記憶される歪補償データ群を一時的に変更しながら前記歪成分電力の変化を監視し、この歪成分電力が最も小さくなる歪補償データ群を前記歪補償データ部に記憶させる歪補償データ制御部と
を備えたことを特徴とする非線形歪補償装置において、
前記増幅器に入力する前記変調信号の入力電力（バックオフ）を調整するレベル調整部を備え、
前記歪補償データ制御部は、前記歪補償データ群の変更前後に対応する歪成分電力の電力差が所定値以下になったときに、その電力差が拡大するように前記レベル調整部に対して前記増幅器への入力電力（バックオフ）の調整を制御し、再度前記歪成分電力が最も小さくなる歪補償データ群を探索する構成である
ことを特徴とする非線形歪補償装置。
【請求項４】
入力する直交ベースバンド信号の信号電力を計算する電力計算部と、
複数の前記信号電力に対応する複数の歪補償データで構成される一つの歪補償データ群を記憶し、記憶している歪補償データ群の中から前記信号電力に対応する歪補償データを選択し出力する歪補償データ部と、
複数の歪補償データでそれぞれ構成される特性の異なる複数の歪補償データ群を記憶する歪補償データ保有部と、
前記直交ベースバンド信号を前記歪補償データ部から出力された歪補償データを用いて信号処理し、この歪補償データに対応する非線形歪を付与した直交ベースバンド信号を生成する歪補償部と、
非線形歪が付与された直交ベースバンド信号を直交変調し、変調信号を出力する直交変調部と、
非線形な入出力特性を有し、前記変調信号を増幅して出力する増幅器と、
前記増幅器から出力される変調信号の一部を分配する分配部と、
前記分配部で分配された変調信号を入力し、その有効帯域外成分（歪成分）を取り出すフィルタと、
前記フィルタにより取り出された変調信号の有効帯域外成分に対応する歪成分電力を検出する電力検出部と、
前記歪補償データ保有部を制御して前記歪補償データ部に記憶される歪補償データ群を一時的に変更しながら前記歪成分電力の変化を監視し、この歪成分電力が最も小さくなる歪補償データ群を前記歪補償データ部に記憶させる歪補償データ制御部と
を備えたことを特徴とする非線形歪補償装置において、
前記歪補償データ保有部は、前記特性の異なる複数の歪補償データ群に対して、それぞれ前記増幅器における増幅利得が異なる歪補償データ群を記憶する構成であり、
前記歪補償データ制御部は、前記歪補償データ群の変更前後に対応する歪成分電力の電力差が所定値以下になったときに、前記歪補償データ保有部に対して前記増幅利得が異なる歪補償データ群に切り換え、再度前記歪成分電力が最も小さくなる歪補償データ群を探索する構成である
ことを特徴とする非線形歪補償装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の非線形歪補償装置において、
前記増幅器に入力する変調信号を所定の周波数帯へ変換する周波数変換部と、
前記分配部で分配された変調信号を所定の周波数帯へ逆変換して前記フィルタに入力する周波数逆変換部と
を備えたことを特徴とする非線形歪補償装置。
【請求項６】
請求項３に記載の非線形歪補償装置において、
前記歪補償データ保有部に代えて、前記歪補償データ制御部の制御により複数の歪補償データでそれぞれ構成される特性の異なる複数の歪補償データ群のいずれかを作成し、作成した歪補償データ群を前記歪補償データ部に記憶させる歪補償データ作成部を備えた
ことを特徴とする非線形歪補償装置。
【請求項７】
請求項４に記載の非線形歪補償装置において、
前記歪補償データ保有部に代えて、前記歪補償データ制御部の制御により複数の歪補償データでそれぞれ構成される特性および増幅利得の異なる複数の歪補償データ群のいずれかを作成し、作成した歪補償データ群を前記歪補償データ部に記憶させる歪補償データ作成部を備えた
ことを特徴とする非線形歪補償装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムの送信機に用いられる増幅器の非線形歪を補償する非線形歪補償方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムの送信機は、送信する信号を電気的に増幅した後にアンテナから空中へ電波を送出するために、増幅器が不可欠になっている。この種の増幅器は、省電力化を図るために消費電力の効率化が進められている。ただし、一般的に高効率な増幅器は、入力電力が比較的高くなるとその出力（電力および位相）に非線形成分を含む入出力特性を示す。通常、これは「非線形歪」と呼ばれる。非線形歪量が大きくなると無線通信の品質は劣化し、結果として通信ができなくなる場合がある。ここで、増幅器の入力電力に対する出力電力特性をＡＭ−ＡＭ特性といい、入力電力に対する出力位相特性をＡＭ−ＰＭ特性という。
【０００３】
非線形歪を補償する方法として、比較的簡単に実現可能なディジタル信号を利用した非線形歪補償方法が提案されている。この方法は、増幅器で信号が歪むことを前提に、その逆特性を有する非線形歪を予めディジタル信号処理により与え、増幅器の非線形な入出力特性による非線形歪を相殺するものである。この方法は「ディジタルプレディストーション方法」と呼ばれる。また、非線形歪を与えるためのデータは「歪補償データ」と呼ばれる。
【０００４】
ところで、増幅器の入出力特性は、温度条件や経年条件等の環境条件や運用年数、駆動電圧レベル等により変動するのが一般的である。このため、ディジタルプレディストーションで用いる歪補償データが固定されたままでは、長期にわたって非線形歪を効果的に補償することができない。また、増幅器の入出力特性（歪特性）は、たとえ製造ロットが同じであっても個体差を有する。このため、製品型番が同じ増幅器を使用する場合であっても、同一の歪補償データを使用して非線形歪を補償することは効果的でない。その一方で、全ての増幅器の歪特性を測定することは効率が悪いため、実際には同一の歪補償データを使用することが多い。このように、実際の歪特性に適合しない歪補償データを使用して歪補償を行う場合、ディジタルプレディストーションが逆効果になることもある。したがって、歪補償データを逐次更新することは運用上必要になる。
【０００５】
ディジタルプレディストーションでは、歪補償データが増幅器における非線形歪を完全に相殺できない場合には、増幅後の信号に非線形歪成分が残り、この歪成分がスペクトル上で有効帯域外成分として現れる。よって、歪補償データを変化させながら歪成分電力を測定し、これが減少するように歪補償データを操作し、歪補償データが増幅器の非線形歪をほぼ相殺するように更新すれば、適切な歪補償データを決定することができる。
【０００６】
従来の無線通信システムの送信機において、このようなディジタルプレディストーションにより増幅器の非線形歪を補償し、さらにスペクトル上の有効帯域外成分として観測される歪成分電力を検出し、これを低減するように歪補償データを更新しながら増幅器の非線形歪を補償する方法として、次のようなものが提案されている（非特許文献１）。
【０００７】
図１１は、従来の非線形歪補償装置の構成例を示す。図において、送信信号として入力された直交ベースバンド信号１は、歪補償部１１および電力計算部１２に入力される。電力計算部１２は直交ベースバンド信号１の信号電力を計算し、その値を歪補償データ部１４に出力する。歪補償データ部１４は、各信号電力と、増幅器１６の非線形なＡＭ−ＡＭ特性およびＡＭ−ＰＭ特性によって生じる非線形歪を補償するための歪補償データを対応付けた歪補償データ群を記憶し、電力計算部１２から入力する信号電力に対応した歪補償データ２を読み出して歪補償部１１に出力する。ここで、歪補償データは、振幅補償用および位相補償用のデータで構成される。
【０００８】
歪補償部１１は、直交ベースバンド信号１とその信号電力に対応した歪補償データ２との複素積を計算し、増幅器１６で発生する非線形歪と逆特性の非線形歪を付与した直交ベースバンド信号を直交変調部１５に出力する。直交変調部１５は、歪補償部１１で歪補償処理された直交ベースバンド信号を直交変調し、その変調信号を増幅器１６で所定のレベルまで増幅する。増幅器１６で増幅および歪補償された変調信号３は無線信号として送信されるとともに、分配部１７を介してその一部が分配され、フィルタ２１に入力される。フィルタ２１は、増幅後の変調信号３のうち有効帯域外成分（歪成分）を分離して電力検出部２２に出力する。
【０００９】
電力検出部２２は、変調信号３に含まれる歪成分電力を検出し、歪補償データ制御部２３に出力する。歪補償データ制御部２３は、検出される歪成分電力が小さくなるように、歪補償データ部１４に記憶された歪補償データ群を摂動等により更新し、最適な歪補償データ群を設定する。ここでは、歪補償データ保有部１３に特性の異なる複数の歪補償データ群Gr１〜GrＭを保有させ、歪補償データ制御部２３によって１つの歪補償データ群Grｉを選択して歪補償データ部１４に記憶させ、各信号電力に対応する歪補償データを更新する。
【００１０】
このときの歪補償データ制御部２３の制御手順について、図１２を参照して説明する。まず、歪補償データ部１４に初期設定されている歪補償データ群の中から直交ベースバンド信号１の信号電力に対応する所定の歪補償データを選択し、それが適用された歪補償部１１で歪補償を行い、増幅器１６で増幅された変調信号３の有効帯域外成分である歪成分電力を測定する。最初に測定される歪成分電力は、そのまま歪補償データ制御部２３に記憶される。歪補償データ制御部２３は、歪補償データ保有部１３の保有データを用いて歪補償データ部１４の歪補償データ群を一時的に変更し、その歪補償データに対する歪成分電力と前回の歪成分電力とを比較し、その増減を検出する。
【００１１】
ここで、歪補償データ部１４の歪補償データ群の変更に対して歪成分電力が減少するときは、一時的に変更した歪補償データ群を確定してそのときに検出される歪成分電力を記憶する。さらに、確定した歪補償データ群に対して同一方向の新たな歪補償データ群を設定し、再度この手順を繰り返す。一方、歪成分電力が増加するときは、一時的に変更した歪補償データ群を無効とし、そのときに検出される歪成分電力を記憶しない。さらに、無効とした歪補償データ群に対して逆方向の新たな歪補償データ群を設定し、再度この手順を繰り返す。なお、歪補償データ群の変更の方向とは、歪補償データ群の変更が想定する増幅器１６の入出力特性（歪特性）の変化の方向に対応する。
【００１２】
このように、歪補償データ制御部２３は、歪補償データ群を変更しながら歪成分電力を測定し、歪成分電力の変化の状態から非線形歪を最も小さくできる歪補償データを判定することにより、増幅器１６の入出力特性の変化に追従して歪補償データ部１４に記憶する最適な歪補償データ群を確定することができる。
【００１３】
なお、通常は増幅器１６の入出力特性の変化は，上記のような経年変化等が主であるために緩やかである。このため、歪補償データ部１４に対する歪補償データ群の更新の周期もある程度長くてよく、また歪補償データ群の更新に対する歪成分電力の変化を監視する期間（比較周期）もある程度長くてよい。歪成分電力の比較周期を長くすることにより、入力する直交ベースバンド信号１は分布が一様になるランダム信号と見なすことができ、ある程度長時間に発生した信号電力分布は時不変（定常系）として扱うことができる。したがって、入力する直交ベースバンド信号１の信号パターンに関わらず、増幅後の帯域外信号成分（歪成分）の電力比較を行い、その結果に基づいて歪補償データ群を更新しても無線通信の品質が低下することはない。
【非特許文献１】摂動型ベースバンドプレディストーション法の提案、電子情報通信学会、ソサイエティ大会、B-5-205 、2003秋
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、歪補償データを変更していくときに、その変更量が小さい場合や、歪補償データが最適値（収束値）に近づいてきて検出される歪成分電力が電力検出部２２の検出下限に達した場合には、変更前後の歪補償データに対応する歪成分電力を比較した電力差も小さくなる。このように変更前後の歪成分電力に対応する歪成分電力の電力差が所定値以下になると、電力検出部２２の測定分解能を下回って検出不能になったり、電力差を検出できたとしても微小であるために検出誤差の範囲と判定され、歪成分電力の電力差から最適な歪補償データを確定することが困難になる。
【００１５】
すなわち、図１２のフローチャートにおいて、変更前後の歪補償データに対応する歪成分電力を比較し、その電力差が所定値以下になると、変更前後の歪補償データのいずれかを推定せざるを得なかった。そのため、必ずしも最適な歪補償データが選択されるとは限らなかった。具体例は後述する。
【００１６】
本発明は、ディジタルプレディストーションを適応的に行う無線通信システムの送信機において、変更前後の歪補償データに対応する歪成分電力の電力差が所定値以下になったときにその電力差を精度よく検出し、それに基づいて増幅器の非線形歪が最小となる最適な歪補償データを容易に確定することができる非線形歪補償方法および装置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】
【００１７】
非線形歪補償方法および装置では、増幅器への入力電力に変化がない場合、歪補償データが最適値に近づくほど、増幅された変調信号の有効帯域外成分である歪成分電力は小さくなる。一方、増幅器への入力電力が高いほど、すなわちバックオフが小さいほど歪成分電力は大きくなる。ただし、変更前後の歪補償データに対応する歪成分電力の電力差は、増幅器への入力電力の大きさに比例しない。すなわち、増幅器への入力電力（バックオフ）を変えることにより、変更前後の歪補償データに対応する歪成分電力の電力差を変化させることができる。本発明はこの原理を利用するものである。
【００１８】
本発明は、入力する直交ベースバンド信号と歪補償データとの信号処理により非線形歪を付与し、その信号を直交変調し、非線形な入出力特性をもつ増幅器で増幅した変調信号を送信するとともに、変調信号の有効帯域外成分である歪成分電力を検出し、歪補償データを変更しながら歪成分電力の変化を監視し、この歪成分電力が最も小さくなる歪補償データを選択して増幅器の非線形歪を補償する非線形歪補償方法および装置において、変更前後の歪補償データに対応する歪成分電力の電力差が所定値以下になったときに、その電力差が拡大するように増幅器への入力電力（バックオフ）を制御し、再度歪成分電力が最も小さくなる歪補償データを探索する。
【００１９】
また、本発明は、入力する直交ベースバンド信号と歪補償データとの信号処理により非線形歪を付与し、その信号を直交変調し、非線形な入出力特性をもつ増幅器で増幅した変調信号を送信するとともに、変調信号の有効帯域外成分である歪成分電力を検出し、歪補償データを変更しながら歪成分電力の変化を監視し、この歪成分電力が最も小さくなる歪補償データを選択して増幅器の非線形歪を補償する非線形歪補償方法および装置において、変更前後の歪補償データに対応する歪成分電力の電力差が所定値以下になったときに、増幅器における増幅利得が異なる歪補償データに切り換え、再度歪成分電力が最も小さくなる歪補償データを探索することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、変更前後の歪補償データに対応する歪成分電力の電力差が所定値以下になったとき（検出される歪成分電力の変化が誤差範囲になったとき）に、増幅器への入力電力（バックオフ）を制御する、あるいは増幅利得が異なる歪補償データに切り換えることにより、歪成分電力の電力差を拡大することができる。これにより、変更前後の歪補償データに対応する歪成分電力の電力差を高精度に検出することができ、増幅器の非線形歪が最小となる最適な歪補償データを選定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の非線形歪補償装置の第１の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、図１１に示す従来構成において、直交変調部１５と増幅器１６との間にレベル調整部３１を配置し、増幅器１６に入力する変調信号の入力レベル（バックオフ）を調整するところにある。歪補償データ制御部２４は、検出される歪成分電力が小さくなるように、歪補償データ部１４に記憶された歪補償データ群を摂動等により更新するとともに、変更前後の歪補償データに対応する歪成分電力の電力差が所定値以下になったときに、レベル調整部３１に対して増幅器１６への入力電力（バックオフ）を変更するように制御する。その他の構成は、図１１に示す従来構成と同様である。
【００２２】
なお、分配部１７とフィルタ２１を一体化し、増幅器１６から出力される増幅および歪補償された変調信号から有効帯域成分（信号成分）と有効帯域外成分（歪成分）を分離し、有効帯域外成分（歪成分）を電力検出部２２に送出する構成としてもよい。
【００２３】
本実施形態における歪補償データ制御部２４の制御手順について、図４を参照して説明する。まず、歪補償データ部１４に初期設定されている歪補償データ群の中から直交ベースバンド信号１の信号電力に対応する所定の歪補償データが選択され、それが適用された歪補償部１１で歪補償を行い、増幅器１６で増幅された変調信号３の有効帯域外成分である歪成分電力を測定する。最初に測定される歪成分電力は、そのまま歪補償データ制御部２３に記憶される。歪補償データ制御部２４は、歪補償データ保有部１３の保有データを用いて歪補償データ部１４の歪補償データ群を一時的に変更し、その歪補償データに対する歪成分電力と前回の歪成分電力とを比較し、その増減を検出する。
【００２４】
ここで、歪補償データ部１４の歪補償データの変更に対して歪成分電力が減少するときは、一時的に変更した歪補償データ群を確定してそのときに検出される歪成分電力を記憶する。さらに、確定した歪補償データ群に対して同一方向の新たな歪補償データ群を設定し、再度この手順を繰り返す。一方、歪成分電力が増加するときは、一時的に変更した歪補償データ群を無効とし、そのときに検出される歪成分電力を記憶しない。さらに、無効とした歪補償データ群に対して逆方向の新たな歪補償データ群を設定し、再度この手順を繰り返す。そして、歪補償データ制御部２４は、歪補償データ群を順次切り替えながら歪成分電力を測定し、歪成分電力の変化の状態から非線形歪が最も小さくなる歪補償データ群を判定する。ここまでは、従来技術と同様である。
【００２５】
本発明における歪補償データ制御部２４は、変更前後の歪補償データ群に対応する歪成分電力の電力差が所定値以下（あるいは歪成分電力が不変（検出される電力差が誤差範囲））と判定したときに、レベル調整部３１に対して増幅器１６への入力電力（バックオフ）を変更するように制御する。バックオフを変更した後は、一時的に変更した歪補償データ群を無効とし、変更前の歪補償データ群を初期値として歪補償部１１で歪補償を行い、増幅器１６で増幅された変調信号３の有効帯域外成分である歪成分電力を測定する。このとき測定される歪成分電力は、そのまま歪補償データ制御部２３に記憶される。歪補償データ制御部２４は、歪補償データ保有部１３の保有データを用いて歪補償データ部１４の歪補償データ群を一時的に変更し、その歪補償データ群に対する歪成分電力と前回の歪成分電力とを比較し、その増減を検出する。
【００２６】
このとき検出される歪成分電力の電力差はバックオフ変更前に比べて拡大されており、改めて増減を判定することができる。以下同様に、歪補償データ制御部２４は、歪成分電力の電力差が所定値以下となり、さらに最小と判定されるまで、歪補償データ群を順次切り替えながら歪成分電力を測定し、非線形歪が最も小さくなる歪補償データ群を選択する。歪成分電力の電力差が最小（測定限界）と判定された場合には、バックオフを元に戻すとともに、この時点で一時的に変更している歪補償データ群を最適値として確定し、終了する。
【００２７】
ここで、増幅器への入力電力（バックオフ）と、変更前後の歪補償データに対応する歪成分電力の電力差の関係について説明する。
【００２８】
図５は、歪補償データにより歪補償される前の増幅器特性を示す。歪補償データは、各増幅器特性を線形化するためのＡＭ−ＡＭ特性とＡＭ−ＰＭ特性を補償する各３種類が用意される。本来、歪補償前の増幅器特性は未知でありどの歪補償データを適用すべきか不明であるが、ここでは歪補償データとしてＡＭ−ＡＭ１とＡＭ−ＰＭ１を適用した場合に非線形歪が補償される増幅器特性になっているものとする。すなわち、ＡＭ−ＡＭ１とＡＭ−ＰＭ１の歪補償データを適用すれば、増幅器の非線形歪は補償されて変調信号の有効帯域外成分である歪成分電力は最小となるが、この増幅器に他の歪補償データを適用すれば歪成分電力が大きくなる。本発明の非線形歪補償方法および装置では、歪成分電力が小さくなるように歪補償データを更新し、最終的にＡＭ−ＡＭ１とＡＭ−ＰＭ１の歪補償データが選択されるように制御することを前提としている。増幅器への入力電力（バックオフ）の初期値は、ここではＡＭ−ＡＭ１に対する増幅器の飽和出力を基準として６ｄＢになるように調整される。
【００２９】
図６は、歪補償データにより歪補償された変調信号の送信スペクトラムを示す。ここでは、ＡＭ−ＡＭ１とＡＭ−ＰＭ１の歪補償データを適用した場合（ケース１）、ＡＭ−ＡＭ２とＡＭ−ＰＭ２の歪補償データを適用した場合（ケース２）、ＡＭ−ＡＭ３とＡＭ−ＰＭ３の歪補償データを適用した場合（ケース３）における計算結果を示す。また、変調信号の有効帯域外成分は主に３次歪成分相当を含む部分とし、図における正規化周波数の0.20〜0.36と定めて歪成分電力を抽出した。このケース１，ケース２，ケース３において検出された歪成分電力を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2005150814.tif 000003
【００３１】
歪成分電力が最も小さいのはケース１の場合であり、歪補償データとしてこのケース１に対応するＡＭ−ＡＭ１とＡＭ−ＰＭ１を適用することが好ましいことがわかる。ここで、ケース３との電力差は 1.7［dB］存在するが、ケース２との電力差は 0.5［dB］しかない。このケース２との電力差は、検出精度が比較的悪い場合には検出できなかったり、あるいは検出誤差の範囲内として判断されることが想定される。すなわち、ケース１の歪補償データとケース２の歪補償データに対応する歪成分電力−17.0［dBｍ］と−16.5［dBｍ］の区別がつかなくなる。このような場合には、ケース１の歪補償データではなく、ケース２の歪補償データが選択される可能性があり、最適な歪補償データを確定することができない可能性があった。これが上述した従来技術の問題点である。
【００３２】
このように、変更前後の歪補償データに対応する歪成分電力の電力差が所定値以下になったときに、本発明では歪成分電力の電力差が拡大されるように増幅器への入力電力（バックオフ）を制御する。ここで、バックオフを１［dB］から９［dB］まで変化させ、ケース１〜ケース３で歪補償を行ったときの歪成分電力の計算結果を図７に示す。図７において、バックオフの減少とともに歪成分電力は大きくなるが、ケース１〜ケース３における歪成分電力の電力差はこれに比例しないことがわかる。この各ケースに対応する電力差を明確にするために、ケース１の歪成分電力に対するケース２，３の歪成分電力の電力差を図８に示す。図８おいて、バックオフ６［dB］におけるケース２，３の歪成分電力の電力差は、表１に示す通りである。ここで、バックオフを４［dB］に調整することにより、ケース２の歪成分電力の電力差が0.5［dB］から1.2［dB］まで拡大されることがわかる。
【００３３】
これにより、ケース１の歪補償データとケース２の歪補償データに対応する歪成分電力の電力差を高精度に検出することができ、増幅器の非線形歪が最小となる最適な歪補償データとしてケース１のＡＭ−ＡＭ１とＡＭ−ＰＭ１の選択が可能になる。
【００３４】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の非線形歪補償装置の第２の実施形態を示す。本実施形態は、図１に示す第１の実施形態の構成において、レベル調整部３１から出力された変調信号を所定の周波数帯へ変換して増幅器１６に入力する周波数変換部３２を配置し、分配部１７で分配された変調信号３を所定の周波数帯へ逆変換してフィルタ２１に入力する周波数逆変換部３３を配置したものであり、その他の構成は同様である。
【００３５】
通常の無線送信機では、最終段の増幅器１６はそのまま空中へ放射する無線周波数帯の増幅器であり、周波数変換部３２により比較的高い無線周波数帯に変換する構成をとる。この比較的高い無線周波数帯の変調信号３をフィルタ２１に直接入力し、有効帯域外成分（歪成分）を電力検出部２３に入力する構成としてもよいが、周波数逆変換部３３を介してより低い周波数帯に変換し、フィルタ２１で有効帯域外成分（歪成分）を抽出して電力検出部２２に入力することにより、フィルタ２１を含む装置コストを低減することができ  
【００３６】
また、分配部１７とフィルタ２１を一体化し、増幅器１６から出力される増幅および歪補償された変調信号から有効帯域成分（信号成分）と有効帯域外成分（歪成分）を分離し、有効帯域外成分（歪成分）を周波数逆変換部３３を介して電力検出部２２に送出する構成としてもよい。
【００３７】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の非線形歪補償装置の第３の実施形態を示す。本実施形態は、図１に示す第１の実施形態の構成（図２に示す第２の実施形態の構成でも同様）において、歪補償データ保有部１４に代えて歪補償データ作成部１８を備えたものである。歪補償データ制御部２５は、変更前後の歪補償データ群に対応する歪成分電力の電力差が所定値以下になったときに、レベル調整部３１に対して増幅器１６への入力電力（バックオフ）を変更するように制御するとともに、歪成分電力の電力差に応じた情報を歪補償データ作成部１８に出力する。その他の構成は同様である。
【００３８】
歪補償データ作成部１８は、歪補償データ制御部２５の指示に基づいて、歪補償データを作成して歪補償データ群を構成し、この歪補償データ群を歪補償データ部１４に転送する。転送により、歪補償データ部１４に記憶される信号電力に応じた歪補償データは書き換えられる。歪補償データ群の作成が容易である場合、または複数の歪補償データ群を予め保有することが困難な場合、第１の実施形態の歪補償データ保有部１３に代えて歪補償データ作成部１８を用いる方が装置コストの低減を図ることができる。
【００３９】
（第４の実施形態）
第１〜第３の実施形態は、レベル調整部３１において増幅器１６への入力電力（バックオフ）を物理的に調整して歪補償を行う構成であったが、本実施形態ではレベル調整部３１を用いる代わりに、歪補償データを操作することにより同様に入力電力（バックオフ）の調整を行うことを特徴とする。以下、この原理について説明する。
【００４０】
歪補償前と、理想的な歪補償を行った後の増幅器特性（ＡＭ−ＡＭ特性）を図９に示す。理想的な歪補償を行った場合には、特性は飽和出力まで傾き１の直線となるが、飽和出力を超えることはできない。ここでは、特に入力電力の調整という観点からＡＭ−ＡＭ特性に注目して説明する。
【００４１】
図１０は、歪補償データと歪補償後の増幅器特性との関係を示す。ここでは、歪補償後のＡＭ−ＡＭ特性が歪補償後特性(1) になる場合と、歪補償後特性(2) になる場合について考える。歪補償後特性(1) を実現する歪補償データを歪補償データ(1) とし、歪補償後特性(2) を実現する歪補償データを歪補償データ(2) とする。なお、図の縦軸および横軸は対数表示である。ここに示す歪補償後のＡＭ−ＡＭ特性は両者の増幅利得が異なっており、飽和出力に至るまで線形性を維持し、飽和後は飽和出力を維持する。
【００４２】
歪補償データ(1) を適用して歪補償を行うと歪補償後特性(1) が得られる。このとき、入力電力Ｐ１に対してバックオフは６dBとなるが、入力電力Ｐ２に対するバックオフは４dBとなる。一方、歪補償データ(2) を適用して歪補償を行うと歪補償後特性(2) が得られる。このとき、入力電力Ｐ１に対してバックオフは４dBとなる。したがって、平均入力電力をＰ１に固定した場合に、バックオフを６dBから４dBへ変更するためには、歪補償データ(1) から歪補償データ(2) へ切り換えることにより、レベル調整部３１を用いて物理的に入力電力を調整しなくてもバックオフの変更が可能となる。
【００４３】
以上の前提に基づく歪補償手順について説明する。
＜手順１＞  ケース１〜ケース３までの歪補償データについて、それぞれ増幅利得を変更してバックオフを６dBとする場合と４dBとする場合の歪補償データを用意する。すなわち、第１の実施形態の歪補償データ保有部１３に用意される歪補償データの倍の歪補償データが必要になる。
【００４４】
＜手順２＞  バックオフを６dBとするケース１〜ケース３までの歪補償データを適用して歪補償を行い、それぞれの歪成分電力を比較する。その結果、ケース１とケース２の場合の歪成分電力の電力差は誤差範囲と判定され、ケース３の場合の歪成分電力はこれより明らかに高いと判定される。
【００４５】
＜手順３＞  ケース１とケース２の歪補償データの比較を行うため、バックオフを４dBとした場合の歪補償データに切り換えて歪補償を行い、それぞれの歪成分電力を比較する（ケース３は比較対象外）。その結果、ケース１の歪補償データに対応する歪成分電力が低いと判定される。よって、ケース１の歪補償データ（バックオフ６dB）が最適値として選択することができる。
【００４６】
このように、レベル調整部３１を備える代わりに、利得の異なる複数の歪補償データを用意あるいは作成して切り換えることにより、増幅器１６への入力電力を制御し、歪補償データを確定する操作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の非線形歪補償装置の第１の実施形態を示す図。
【図２】本発明の非線形歪補償装置の第２の実施形態を示す図。
【図３】本発明の非線形歪補償装置の第３の実施形態を示す図。
【図４】本発明の非線形歪補償装置の歪補償データ制御手順を示すフローチャート。
【図５】歪補償データにより歪補償される前の増幅器特性を示す図。
【図６】歪補償データにより歪補償された変調信号のスペクトル強度を示す図。
【図７】バックオフに対する歪成分電力を示す図。
【図８】バックオフに対する歪成分電力の電力差を示す図。
【図９】理想的な歪補償を行った後の増幅器特性を示す図。
【図１０】歪補償データと歪補償後の増幅器特性の関係を示す図。
【図１１】従来の非線形歪補償装置の構成例を示す図。
【図１２】従来の非線形歪補償装置の歪補償データ制御手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４８】
１  直交ベースバンド信号
２  歪補償データ
３  変調信号
１１  歪補償部
１２  電力計算部
１３  歪補償データ部
１４  歪補償データ保有部
１５  直交変調部
１６  増幅器
１７  分配部
１８  歪補償データ作成部
２１  フィルタ
２２  電力検出部
２３，２４，２５  歪補償データ制御部
３１  レベル調整部
３２  周波数変換部
３３  周波数逆変換部
【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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【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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