(57)【要約】【目的】アンテナより不要波が入力しても歪補償係数が最適値からずれないようにする。【構成】 送信信号とフィードバック信号との差を少なくするように歪補償係数を更新し、該歪補償係数を用いて送信信号に歪補償処理を施して増幅器の歪を補償する歪補償部、歪補償を施された送信信号をアンテナより送信するために増幅する増幅器、該増幅器の出力信号をフィードバック信号として歪補償部の歪補償係数更新部に入力するフィードバック部を備えた歪み補償増幅器において、アンテナを介して空中から侵入する不要波信号のレベルが設定レベル以上であるか監視し、不要波信号レベルが設定レベル以上であれば歪補償係数の更新処理を中止し、不要波信号レベルが設定レベル以下になってから歪補償係数の更新処理を再開する。【選択図】        図１
2005142881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号とフィードバック信号との差を少なくするように歪補償係数を更新し、該歪補償係数を用いて送信信号に歪補償処理を施して増幅器の歪を補償する歪補償部、歪補償を施された送信信号をアンテナより送信するために増幅する増幅器、該増幅器の出力信号を前記フィードバック信号として前記歪補償部の歪補償係数更新部に入力するフィードバック部、前記送信信号を遅延して前記歪補償係数更新部に入力する遅延回路を備えた歪み補償増幅器において、
前記アンテナを介して空中から侵入する不要波信号のレベルが設定レベル以上であるか監視する手段、
前記不要波信号レベルが設定レベル以上であれば前記歪補償係数の更新処理を中止する手段、
を備えたことを特徴とする歪み補償増幅器。
【請求項２】
前記フィードバック信号に含まれる前記送信信号周波数帯域外における信号成分を検出する手段、
該信号成分の電力に基づいて前記遅延回路の遅延時間を制御する手段、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の歪み補償増幅器。
【請求項３】
送信信号とフィードバック信号との差を少なくするように歪補償係数を更新し、該歪補償係数を用いて送信信号に歪補償処理を施して増幅器の歪を補償する歪補償部、歪補償を施された送信信号をアンテナより送信するために増幅する増幅器、該増幅器の出力信号を前記フィードバック信号として前記歪補償部の歪補償係数更新部に入力するフィードバック部、前記送信信号を遅延して前記歪補償係数更新部に入力する遅延回路を備えた歪み補償増幅器において、
前記アンテナを介して空中から侵入する不要波信号を検出する手段、
該不要波信号の検出レベルをディジタルに変換するＡＤ変換手段、
前記不要波信号レベルに基づいて前記歪補償係数の更新処理を中止する手段、
を備えたことを特徴とする歪み補償増幅器。
【請求項４】
送信信号とフィードバック信号との差を少なくするように歪補償係数を更新し、該歪補償係数を用いて送信信号に歪補償処理を施して増幅器の歪を補償する歪補償部、歪補償を施された送信信号をアンテナより送信するために増幅する増幅器、該増幅器の出力信号を前記フィードバック信号として前記歪補償部の歪補償係数更新部に入力するフィードバック部、前記送信信号を遅延して前記歪補償係数更新部に入力する遅延回路を備えた歪み補償増幅器において、
前記アンテナを介して空中から侵入する不要波信号を検出する手段、
前記不要波信号の検出レベルが設定レベルより大きいとき前記歪補償係数の更新処理を中止する手段、
前記フィードバック信号と前記不要波信号とを選択的に前記歪補償係数更新部と前記更新処理中止手段に入力する切換手段、
を備え、前記歪補償係数更新部は前記フィードバック信号が入力されており、かつ、更新処理の中止が指示されていないときのみ、前記歪補償係数の更新処理を行なう、
ことを特徴とする歪み補償増幅器。
【請求項５】
送信信号とフィードバック信号との差を少なくするように歪補償係数を更新し、該歪補償係数を用いて送信信号に歪補償処理を施して増幅器の歪を補償する歪補償部、歪補償を施された送信信号をアンテナより送信するために増幅する増幅器、該増幅器の出力信号を前記フィードバック信号として前記歪補償部の歪補償係数更新部に入力するフィードバック部、前記送信信号を遅延して前記歪補償係数更新部に入力する遅延回路を備えた歪み補償増幅器において、
前記アンテナを介して空中から侵入する不要波信号を検出する手段、
該不要波信号に含まれる前記送信信号の周波数帯域外における信号成分が設定レベルより大きいとき前記歪補償係数の更新処理を中止する手段、
前記フィードバック信号に含まれる前記送信信号周波数帯域外における信号成分を抽出する手段、
該信号成分のレベルに基づいて前記遅延回路の遅延時間を制御する手段、
を備えたことを特徴とする歪み補償増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歪み補償増幅器に係わり、特に、アンテナからの不要波入力を監視し、不要波入力のレベルに応じて、歪み補償テーブルの更新を停止制御することで、不要波入力時での歪み補償特性を改善する歪み補償増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信において、ディジタル化による高能率伝送が多く用いられるようになってきている。無線通信に多値位相変調方式を適用する場合、送信側特に電力増幅器の増幅特性を直線化して非線型歪を抑え、隣接チャネル漏洩電力を低減する技術が重要であり、また線型性に劣る増幅器を使用し電力効率の向上を図る場合はそれによる歪発生を補償する技術が必須である。
【０００３】
図１０は従来の無線機における送信装置の一例を示すブロック図であり、送信信号発生装置１はシリアルのディジタルデータ列を送出し、シリアル／パラレル変換器（Ｓ／Ｐ変換器）２はディジタルデータ列を１ビットづつ交互に振り分けて同相成分信号（Ｉ信号：In-phase component)と直交成分信号(Ｑ信号：Quadrature component)の２系列に変換する。ＤＡ変換器３はＩ信号、Ｑ信号のそれぞれをアナログのベースバンド信号に変換してに入力する。直交変調器４は入力されたＩ信号、Ｑ信号（送信ベースバンド信号）にそれぞれ基準搬送波とこれを９００移相した信号を乗算し、乗算結果を加算することにより直交変調を行って出力する。周波数変換器５は直交変調信号と局部発振信号をミキシングして周波数変換し、送信電力増幅器６は周波数変換器５から出力された搬送波を電力増幅して空中線（アンテナ）７より空中に放射する。
【０００４】
W-CDMA等の移動通信において、送信装置の送信電力は10W〜数10Wと大きく、送信電力増幅器６の入出力特性（歪関数ｆ(p)）は図１１（ａ）の点線で示すように非直線性になる。この非直線特性により非線形歪が発生し、送信周波数ｆ０周辺の周波数スペクトラムは図１１（ｂ）の点線SIで示す理想の特性から実線SAに示すようにサイドローブが持ち上がった特性になり、隣接チャネルに信号が漏洩し、隣接妨害を生じる。すなわち、非線形歪により（ｂ）に示すように送信波が隣接周波数チャネルに漏洩する電力が大きくなってしまう。漏洩電力の大きさを示すACPR(Adjacent Channel Power Ratio)は、図１１（ｂ）の1点鎖線Ａ、Ａ′間のスペクトラムの面積である着目チャネルの電力と1点鎖線Ａ，Ａ′と2点鎖線Ｂ，Ｂ′間の隣接チャネルに漏れるスペクトラムの面積である隣接漏洩電力の比である。このような漏洩電力は、他チャネルに対して雑音となり、そのチャネルの通信品質を劣化させてしまう。よって、厳しく規定されている。
以上は送信波が１波の場合であるが、複数の波、例えば4波で信号を送信する場合には、送信信号の中心周波数ｆ１周辺の周波数スペクトラムは図１２（ａ）に示すようにサイドローブ(歪み成分)ＳＬが発生し、隣接チャネルに信号が漏洩し、隣接妨害を生じる。
このため、理想的には1波の場合は図１１(ｂ)の点線ＳＩとなるように、4波の場合は図１２（ｂ）でサイドローブのない特性となるようにしなければならない。
【０００５】
漏洩電力は、例えば電力増幅器の線型領域(図１１（ａ）参照)で小さく、非線形領域で大きくなる。そこで、高出力の送信電力増幅器とするためには、線形領域を広くする必要がある。しかし、このためには実際に必要な能力以上の増幅器が必要となり、コスト及び装置サイズにおいて不利となる問題がある。そこで、電力増幅器の非直線性に起因する歪を補償する歪補償機能つきの歪み補償増幅器が採用されている。
【０００６】
図１３はディジタル歪補償機能を備えた従来の歪み補償増幅器のブロック図である(たとえば、特許文献1、特許文献2を参照)。送信信号ｘ(t)はたとえばＩ，Ｑの直交信号(べースバンド信号)となって歪補償部１１に入力する。歪補償部１１は、送信信号ｘ(t)のパワーレベルpi (i=0〜1023)に応じた歪補償係数h(pi)を記憶する歪補償係数記憶部(歪補償係数テーブル１１ａ、送信信号のパワーレベルに応じた歪補償係数h(pi)を用いて該送信信号に歪補償処理（プリディストーション）を施すプリディストーション１１ｂ、送信信号ｘ(t)と後述する直交検波器で復調された復調信号（フィードバック信号）ｙ(t)を比較し、その差が少なくなるように、たとえば零となるように歪補償係数h(pi)を演算、更新する歪補償係数演算部１１ｃ、送信信号のパワーを計算するパワー算出部１１ｄ、送信信号x(t)が歪補償部１１に入力されてからフィードバック信号ｙ(t)が歪補償係数演算部１１ｃに入力するまでの遅延時間Tτを設定され、送信信号ｘ(t)を該時間遅延する遅延回路１１ｅ、フィードバック信号にｙ(t)に含まれる送信信号周波数帯域外の歪み成分を出力するＦＦＴ部（高速フーリエ変換器）１１ｆ、送信信号電力と帯域外の歪み成分電力に基づいて遅延時間Tτの設定、調整を行なう監視制御回路１１ｇを備えている。
【０００７】
歪補償部１１のパワー算出部１１ｄは入力する送信信号ｘ(t)のパワーを算出し、該パワーpi (i=0〜1023)に応じた歪補償係数h(pi)を歪補償係数テーブル１１ａより読み出してプリディストーション部１１ｂに入力する。プリディストーション部１１ｂは、送信信号のパワーレベルに応じた歪補償係数h(pi)を該送信信号x(t)に乗算して歪補償処理（プリディストーション）を行なって出力する。
歪補償部１１で歪補償処理を施された信号(実際には複素信号)はディジタル変調部(QMOD)１２に入力する。ディジタル変調部１２は歪補償処理を施された信号の同相成分及び直交成分(I,Q信号)にディジタル直交変調を施し、DA変換器１３はディジタルの直交変調信号をアナログに変換して周波数変換器１４に入力する。周波数変換器１４は直交変調信号と局部発振信号をミキシングして変調信号周波数を無線周波数にアップコンバートして送信部１５の高周波増幅器１５ａに入力する。
【０００８】
高周波増幅部１５ａは入力信号を高周波増幅する。高周波増幅された送信信号は、分配器１５ｂ、アイソレータ１５ｃを介して給電線１６よりアンテナ１７に入力し、該アンテナより空中に放射される。高周波増幅部１５ａから出力する送信信号の一部は方向性結合器で構成された分配器１５ｂで分岐され、アッテネータ１５ｄで減衰された後、周波数変換器１８にフィードバックされる。周波数変換器１８は無線周波数信号をべースバンド信号にダウンコンバートしてＡＤ変換１９に入力する。ＡＤ変換器１９は該べースバンド信号をディジタルに変換してディジタル直交復調器(QDEM)２０に入力する。ディジタル直交復調部２０は入力信号に直交復調処理を施して送信側におけるべースバンド信号を再現し、フィードバック信号y(t)として歪補償係数更新部１１ｃ内の誤差演算部(図示せず)に入力する。歪補償係数演算部１１ｃは、遅延回路１１ｅで遅延した送信信号ｘ(t)とディジタル直交検波器(QDEM)２０で復調された復調信号（フィードバック信号）ｙ(t)を比較し、その差が零となるように適応制御アルゴリズムに基づいて歪補償係数h(pi)を演算し、該歪補償係数で歪補償係数テーブル１１ａの古い係数を更新する。以上と並行して監視制御回路１１ｇは、送信信号電力と帯域外の漏洩電力(歪み成分電力)よりACPRを算出し、該ACPRに基づいて遅延時間Ｔτを調整する。
以後、上記動作を繰り返すことにより、送信部１５の高周波増幅器１５ａの非線形歪が押さえられて隣接漏れ電力が軽減して、周波数スペクトラムは図１２（ｂ）に示すようになる。
【０００９】
図１４は適応LMSによる歪補償係数更新処理の説明図であり、図１３と同一部分には同一符号を付している。
パワー算出部１１ｄのパワー測定部２１は入力する送信信号ｘ(t)のパワーpn＝｜x｜2を算出し、該パワーpn (ｎ=0〜1023)に応じた歪補償係数hn(p)を歪補償係数テーブル１１ａより読み出してプリディストーション部１１ｂに入力する。プリディストーション部１１ｂは、送信信号のパワーレベルに応じた歪補償係数hn(p)を該送信信号x(t)に乗算して歪補償処理（プリディストーション）を行なって出力する。高周波増幅器１５ａ（図１３）は歪補償された送信信号を増幅し、アンテナより送信する。高周波増幅器で増幅された送信信号の一部はフィードバック信号ｙ(t)となって歪補償係数更新部１１ｃに入力する。
歪補償係数更新部１１ｃにおいて、減算器３１は遅延時間Ｔτ遅延された歪補償前の送信信号ｘ(t)とフィードバック信号ｙ(t)の誤差ｅ(t)を出力する。乗算器３２は誤差ｅ(t)とステップサイズパラメータμを乗算し、共役複素信号出力部３３はフィードバック信号ｙ(t)の共役複素信号ｙ＊(t)を出力し、乗算器３４は遅延部３７でＴτ遅延された歪補償係数hn(p)とｙ＊(t)の乗算を行ってｕ＊(t)を出力し、乗算器３５はμｅ(t)とｕ＊(t)の乗算を行い、加算器３６は歪補償係数ｈｎ(p)とμｅ(t)ｕ＊(t)を加算して新たな歪補償係数ｈｎ+1(p)を計算して歪補償係数テーブル１１ａに入力する。歪補償係数テーブル１１ａはパワー算出部１１ｄの遅延部２２でＴτ遅延された送信信号電力｜x｜2応じた歪補償係数ｈｎ(p)を歪補償係数ｈｎ+1(p)で更新する。
【００１０】
上記更新制御を数式で説明すると以下に示す演算が行われる。
ｈｎ＋１(p)＝hn(p)＋μｅ(t)ｕ*(t)
ｅ(t)＝ｘ(t)−ｙ(t)
ｙ(t)＝hn(p)ｘ(t)ｆ(p)
ｕ(t)＝ｘ(t)ｆ(p)＝hn(p)*ｙ(t)
ｐ＝｜ｘ(t)｜２
ただし、ｘ，ｙ，ｆ，ｈ，ｕ，ｅは複素数、＊は共役複素数である。上記演算処理を行うことにより、送信信号ｘ(t)とフィードバック信号ｙ(t)の差信号ｅ(t)が最小となるように歪補償係数h(p)が更新され、最終的に最適の歪補償係数値に収束し、送信電力増幅器の歪が補償される。
【特許文献１】特開２００３−８３６０号公報
【特許文献２】特開２００１−２０３５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来の歪み補償増幅器は、アンテナ側より他業者の信号や他システムの信号が入力してフィードバック信号ｙ(t)に混入する事態(図１３の点線矢印Ａ参照)を何ら考慮していない。かかるアンテナ側より入力する他業者の信号や他システムの信号は歪補償制御において不要波であり、この不要波W0と４波の送信信号W1〜W4の周波数スペクトルは図１５に示すようになる。
このように不要波がフィードバック信号に混入するため、従来は正しい誤差ｅ(t)を出力できず歪み補償特性が劣化する問題があった。
また、従来は図１１（ｂ）あるいは図１２（ｂ）で示す帯域外の歪み成分電力(漏れ電力)を監視し、歪み成分電力が小さくなるように遅延回路等のの遅延時間Ｔτを調整するものであった。しかし、かかる従来方式では不要波を歪み成分電力とみなしてしまい、正しく歪み成分電力の検出ができず、誤った遅延時間調整を行なってしまい、歪み補償係数テーブルが最適値からずれて歪み補償特性が劣化する問題があった。
以上から、本発明の目的は、アンテナ側より他業者の信号や他システムの信号(不要波)が入力してフィードバック信号ｙ(t)に混入しても正しく歪補償制御を行なえるようにすることである。
本発明の別の目的は、アンテナ側より他業者の信号や他システムの信号(不要波)が入力してフィードバック信号ｙ(t)に混入しても歪み補償係数テーブルが最適値からずれないようにでき、結果的に歪み補償特性を劣化しないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、送信信号とフィードバック信号との差を少なくするように歪補償係数を更新し、該歪補償係数を用いて送信信号に歪補償処理を施して増幅器の歪を補償する歪補償部、歪補償を施された送信信号をアンテナより送信するために増幅する増幅器、該増幅器の出力信号を前記フィードバック信号として前記歪補償部の歪補償係数更新部に入力するフィードバック部、前記送信信号を遅延して前記歪補償係数更新部に入力する遅延回路を備えた歪み補償増幅器に関するものである。
本発明の第1の歪み補償増幅器は、アンテナを介して空中から侵入する不要波信号のレベルが設定レベル以上であるか監視し、不要波信号レベルが設定レベル以上であれば歪補償係数の更新処理を中止する。そして、不要波がなくなってから歪補償係数テーブルの更新を再開する。
【００１３】
本発明の第２の歪み補償増幅器は、アンテナを介して空中から侵入する不要波信号を検出し、不要波信号の検出レベルをＡＤ変換し、該不要波信号レベルに基づいて歪補償係数の更新処理を中止する。すなわち、不要波信号レベルが設定レベル以上のとき歪補償係数の更新処理を中止し、該設定レベルを送信信号レベルに応じて変更する。
本発明の第３の歪み補償増幅器は、アンテナを介して空中から侵入する不要波信号を検出する手段と該不要波信号の検出レベルが設定レベルより大きいとき前記歪補償係数の更新処理を中止する手段を備え、フィードバック信号と不要波信号とを選択的に歪補償係数更新部と更新処理中止手段に入力し、歪補償係数更新部はフィードバック信号が入力されており、かつ、更新処理の中止が指示されていないときのみ、歪補償係数の更新処理を行なう。
本発明の第４の歪み補償増幅器は、アンテナを介して空中から侵入する不要波信号を検出し、該不要波信号に含まれる前記送信信号の周波数帯域外における信号成分が設定レベルより大きいとき歪補償係数の更新処理を中止する。以上と並行して、歪み補償増幅器は、フィードバック信号に含まれる送信信号周波数帯域外における信号成分を抽出し、該信号成分のレベルに基づいて遅延回路の遅延時間を制御する。
【発明の効果】
【００１４】
第1の歪み補償増幅器によれば、不要波が入力された場合には歪補償係数テーブルを更新しないため、該歪補償係数テーブルが最適値からずれるのを防止できる。なお、急激な温度変化などの状態変化がないため、比較的長い時間歪補償係数テーブルの更新なしでも正しい歪み補償が可能である。また、第1の歪み補償増幅器によれば、不要波が入力されている時間にしきい値を設け、長時間に渡る場合にはアラームを出力して上位装置に報告を行い、上位装置をして所定の処置を取らせるようにできる。
第２の歪み補償増幅器によれば、送信信号レベルに応じて歪補償係数テーブルの更新を止める不要波のしきい値を変更する。例えば、送信信号電力に応じた歪み成分信号電力を予め測定し、そのレベルよりある程度大きいレベルの信号を不要波検出の閾値として、送信信号レベル毎に記憶しておく。不要波検出に際して、送信レベルより対応する閾値を読み出し、該閾値を超えた場合に不要波検出と判定し、歪補償係数の更新を中止する。このようにすれば、送信信号電力が大きければ、閾値も大きくなり、送信電力が大きいときに小さな不要波レベルで歪補償係数の更新を停止するのを防止することができる。
第３の歪み補償増幅器によれば、フィードバック信号と不要波信号を選択的にレベル検出手段に入力するようにしているため、送信信号レベルに影響されること無く不要波レベルを正確に検出することができ、正しく不要波レベルに基づいて歪補償係数テーブルの更新停止制御を行なうことができる。
第4の歪み補償増幅器によれば、専用の不要波信号レベル検出手段を設けているため、常時、不要波レベルを正確に検出することができ、正しく不要波レベルに基づいて歪補償係数テーブルの更新停止制御を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の歪み補償増幅器は、アンテナを介して空中から侵入する不要波信号のレベルが設定レベル以上であるか監視し、不要波信号レベルが設定レベル以上であれば前記歪補償係数の更新処理を中止し、不要波がなくなってから歪補償係数テーブルの更新を再開する。かかる本発明の歪み補償増幅器によれば、不要波が入力された場合、歪補償係数テーブルを更新しないため、該歪補償係数テーブルが最適値からずれるのを防止することができる。
【実施例１】
【００１６】
図１はディジタル歪補償機能を備えた第1実施例の歪み補償増幅器のブロック図であり、歪補償部５１は、歪補償係数記憶部(歪補償係数テーブル)５１ａ、プリディストーション５１ｂ、歪補償係数更新部５１ｃ、パワー算出部５１ｄ、遅延回路５１ｅ、ＦＦＴ部（高速フーリエ変換器）５１ｆ、監視制御回路５１ｇを備えている。
歪補償係数テーブル５１ａは、送信信号ｘ(t)のパワーレベルpi (i=0〜1023)に応じた歪補償係数h(pi)を記憶し、プリディストーション５１ｂは送信信号のパワーレベルに応じた歪補償係数h(pi)を用いて該送信信号に歪補償処理を施す。歪補償係数更新部５１ｃは送信信号ｘ(t)と後述する直交検波器６０で復調された復調信号（フィードバック信号）ｙ(t)とを比較し、その差が少なくなるように、たとえば零となるように歪補償係数h(pi)を演算して更新する。パワー算出部５１ｄは送信信号のパワーｐｉを計算し、遅延回路５１ｅは、送信信号x(t)が歪補償部５１に入力されてからフィードバック信号ｙ(t)が歪補償係数更新部５１ｃに入力するまでの遅延時間Tτを設定され、送信信号ｘ(t)を該時間遅延する。ＦＦＴ部５１ｆはフィードバック信号ｙ(t)の各周波数信号成分を抽出して監視制御回路５１ｇに入力する。監視制御回路５１ｇの遅延時間制御部51g-1は、歪み成分電力が小さくなるように遅延時間Tτの設定、調整を行ない、係数更新停止制御部51g-2はアンテナ５７を介して空中から侵入する不要波信号のレベルが設定レベル以上のとき、歪補償係数更新部５１ｃによる歪補償係数の更新処理を中止し、不要波信号レベルが設定レベル以下となれば歪補償係数の更新処理を再開するよう制御する。
【００１７】
べースバンドの送信信号ｘ(t)は、たとえばＩ，Ｑの直交信号となって歪補償部５１に入力する。歪補償部５１のパワー算出部５１ｄは入力する送信信号ｘ(t)のパワーを算出し、該パワーpi (i=0〜1023)に応じた歪補償係数h(pi)を歪補償係数テーブル５１ａより読み出してプリディストーション部５１ｂに入力する。プリディストーション部５１ｂは、送信信号のパワーレベルに応じた歪補償係数h(pi)を該送信信号x(t)に乗算して歪補償処理（プリディストーション）を行なって出力する。
歪補償部５１で歪補償処理を施された信号(複素直交信号)はディジタル変調部(QMOD)５２に入力する。ディジタル変調部５２は歪補償処理を施された信号の同相成分及び直交成分(I,Q信号)にディジタル直交変調を施し、DA変換器５３はディジタルの直交変調信号をアナログに変換して周波数変換器５４に入力する。周波数変換器５４は直交変調信号と局部発振信号をミキシングして変調信号周波数を無線周波数にアップコンバートして送信部５５の高周波増幅器８１に入力する。
【００１８】
高周波増幅部８１は入力信号を高周波増幅する。高周波増幅された送信信号は、分配器８２、サーキュレータ８３を介して給電線５６よりアンテナ５７に入力し、該アンテナより空中に放射される。高周波増幅部８１から出力する送信信号の一部は方向性結合器で構成された分配器８２で分岐され、アッテネータ８４で減衰された後、周波数変換器５８にフィードバックされる。周波数変換器５８は無線周波数信号をべースバンド信号にダウンコンバートしてＡＤ変換５９に入力する。ＡＤ変換器５９は該べースバンド信号をディジタルに変換してディジタル直交復調器(QDEM)６０に入力する。ディジタル直交復調部６０は入力信号に直交復調処理を施して送信側におけるべースバンド信号を再現し、フィードバック信号y(t)として歪補償係数更新部５１ｃとＦＦＴ部５１ｆに入力する。
歪補償係数演算部５１ｃは、遅延回路５１ｅで遅延した送信信号ｘ(t)とディジタル直交検波器(QDEM)６０で復調された復調信号（フィードバック信号）ｙ(t)を比較し、その差が零となるように適応制御アルゴリズムに基づいて歪補償係数h(pi)を演算し、該歪補償係数で歪補償係数テーブル５１ａの古い係数を更新する。
【００１９】
以上と並行して監視制御回路５１ｇの遅延時間制御部51g-1は、ＦＦＴ部５１ｆで抽出された各周波数信号成分に基づいて送信信号電力と帯域外の歪み成分電力(漏洩電力)よりACPRを算出し、該ACPRに基づいて遅延時間Ｔτを調整する。以後、上記動作を繰り返すことにより、送信部５５の高周波増幅器８１の非線形歪が押さえられて歪み成分電力(隣接漏れ電力が)軽減して、周波数スペクトラムは図１２（ｂ）に示すようになる。
また、アンテナ５７から空中より進入する不要波は給電線５６→サーキュレータ８３を介して増幅器８５に到る。増幅器８５は入力した不要波信号を増幅し、検波器８６は該不要波信号を検波、平滑してコンパレータ８７に入力する。コンパレータ８７は基準電圧設定部８８で設定された基準電圧Vrと不要波信号レベルVmとを比較し、その大小に応じてハイ／ローレベルを有する不要波電力モニター信号PMを監視制御回路５１ｇの係数更新停止制御部51g-2に入力する。係数更新停止制御部51g-2は、不要波信号のレベルが設定レベル以上のとき（不要波電力モニター信号PM＝ハイレベル）、歪補償係数更新部５１ｃによる歪補償係数の更新処理を中止し、不要波信号レベルが設定レベル以下となれば（不要波電力モニター信号PM＝ローレベル）歪補償係数の更新処理を継続あるいは再開するよう制御する。
【００２０】
遅延時間制御部51g-1よる遅延時間Tτの調整は具体的には以下のように行なう。ＦＦＴ演算部５１ｆはディジタル復調部６０から出力するＮ(=1024)ポイントのディジタルデータ（サンプリング時刻ｔ0〜ｔ1023のデータ）を蓄積し、高速フーリエ変換を行う。このFFT演算により、サンプリング周期をΔtとすれば、周波数Δf(=1/Δｔ・N)間隔でＮ/2（＝512）個のスペクトラムが得られる。監視制御回路５１ｇはＦＦＴ演算部５１ｆから出力するスペクトラムを用いてACLRを算出する。すなわち、送信信号の周波数チャネルの帯域に属するスペクトルを合計して信号成分の電力Psを算出すると共に、帯域外のスペクトルを合計して歪み成分電力Pdを算出する。ついで、次式
ACLR＝Pd/Ps    (1)
を用いて時間tにおけるACLRを算出する。ついで、遅延時間制御部51g-1は、今回のACLRと保存している前回のACLRを比較し、比較結果に基づいて遅延時間Tτを増減する。例えば、ACLRが減少すれば前回と同一方向に遅延時間を変化(増減)し、ACLRが増加すれば前回と逆方向に遅延時間を変化する。以後、この遅延時間調整処理を繰り返して正確な遅延時間Tτを決定し、該遅延時間を遅延回路５１ｅに設定する。
【００２１】
図2は遅延時間制御部51g-1の構成図の一例であり、(1)式によりACLRを算出するＡＣＬＲ算出部７１、算出したACLRを保存するメモリ７２、遅延時間を調整する遅延時間調整部７３で構成される。
図3は係数更新停止制御部51g-2の制御処理フローであり、不要波監視部(コンパレータ８７)より、アンテナを介して空中より進入する不要波のパワー(電力あるいは振幅)が設定レベル以上になったことを示すハイレベルの不要波電力モニター信号ＰＭを受信したか調べ(ステップ１０１)、不要波電力モニター信号ＰＭがローレベルで不要波のパワーが設定レベル以下であれば、係数更新停止制御部51g-2は歪補償係数更新部５１ｃに歪補償係数更新処理を継続あるいは開始(再開)させ、また、遅延時間制御部51g-1をして遅延時間調整制御を継続あるいは再開させる(ステップ１０２)。ついで、係数更新停止制御部51g-2は係数更新を停止している時間Ｔsを零にリセットし(ステップ１０３)、以後、始めに戻って以降の処理を繰り返す。
【００２２】
一方、不要波電力モニター信号ＰＭがハイレベルで、不要波のパワーが設定レベル以上であれば、係数更新停止制御部51g-2は歪補償係数更新部５１ｃに歪補償係数更新処理を停止させると共に、遅延時間制御部51g-1をして遅延時間調整制御を停止させる(ステップ１０４)。ついで、係数更新停止制御部51g-2は時間Tsの計時を開始し(ステップ１０５)、該時間Tsが設定時間ＴTHを越えたかチェックし(ステップ１０６)、越えなければ始めに戻って以降の処理を繰り返す。一方、Ｔｓ＞ＴTHとなれば、設定時間以上、係数の更新が停止していることを上位装置に通知すると共にＴｓ＝０にリセットし(ステップ１０７)、以後、始めに戻って以降の処理を繰り返す。
上位装置は上記通知を受信すれば、歪補償が正常に行なわれていないことを認識し、例えば別の歪み増幅器に切り替えるなどの処置を講じる。
以上、第1実施例の歪み補償増幅器によれば、設定レベル以上の不要波がアンテナより入力した場合には歪補償係数テーブルを更新しないため、該歪補償係数テーブルが最適値からずれるのを防止できる。なお、急激な温度変化などの状態変化がないため、比較的長い時間歪補償係数テーブルの更新なしでも正しい歪み補償が可能である。
また、設定時間以上、係数の更新が停止していればその旨を上位装置に報告し、所定の処置を講じさせることができる。
【実施例２】
【００２３】
図４はディジタル歪補償機能を備えた第２実施例の歪み補償増幅器のブロック図であり、図1の第1実施例と同一部分には同一符号を付している。異なる点は、(1)送信部５５からコンパレータ８７、基準電圧発生部88を削除し、検波器８６で不要波信号を整流した信号を歪補償部５１に入力している点、(2) 歪補償部５１にＡＤ変換器５１ｈを設け、ここで前記整流した不要波信号をディジタルに変換し、監視制御回路５１ｇの係数更新停止制御部51g-2に入力している点、(3) 送信信号電力ｐｉを係数更新停止制御部51g-2に入力している点、(4)係数更新停止制御部51g-2が不要波信号のパワー(電力あるいは振幅)レベルおよび送信信号電力とに基づいて係数更新の停止制御を行なっている点である。尚、歪補償係数更新処理及び遅延時間調整制御は第1実施例と同じである。
【００２４】
図5は第2実施例の係数更新停止制御部51g-2の制御処理フローである。
係数更新停止制御部51g-2は最初にパワー算出部５１ｄから送信信号電力を受信し(ステップ２０１)、係数更新を停止する閾値STHを設定する(ステップ２０２)。例えば、予め送信信号がサーキュレータ８３から漏れて不要波に重畳するのを考慮して、(1)漏れ信号電力を送信信号電力に応じて測定し、(2)その測定レベルより所定レベルＬだけ大きい信号を閾値STHとして、送信信号電力毎にメモリに記憶しておく。そして、送信電力ｐｉに応じた閾値STHをメモリより読み出して設定する。なお、加算レベルLは一定値でも良いが送信信号電力が大きいほど大きくする。
ついで、ＡＤ変換器５１ｈから不要波信号を取り込み(ステップ２０３)、該不要波信号レベルＳLと送信信号レベルに対応する閾値STHとの大小を比較し(ステップ２０４)、不要波信号レベルＳLが閾値STHより小さければ、係数更新停止制御部51g-2は歪補償係数更新部５１ｃに歪補償係数更新処理を継続あるいは開始(再開)させると共に遅延時間制御部51g-1をして遅延時間調整制御を継続あるいは再開させる(ステップ２０５)。ついで、係数更新停止制御部51g-2は係数更新を停止している時間Ｔsを零にリセットし(ステップ２０６)、以後、始めに戻って以降の処理を繰り返す。
【００２５】
一方、不要波信号レベルＳLが閾値STHより大きければ、係数更新停止制御部51g-2は歪補償係数更新部５１ｃに歪補償係数更新処理の停止を指示すると共に、遅延時間制御部51g-1をして遅延時間調整制御を停止させる(ステップ２０７)。ついで、係数更新停止制御部51g-2は時間Tsの計時を開始し(ステップ２０８)、該時間Tsが設定時間ＴTHを越えたかチェックし(ステップ２０９)、越えなければ始めに戻って以降の処理を繰り返す。一方、Ｔｓ＞ＴTHとなれば、設定時間以上、係数の更新が停止していることを上位装置に通知すると共にＴｓ＝０にリセットし(ステップ２１０)、以後、始めに戻って以降の処理を繰り返す。上位装置は上記通知を受信すれば、歪補償が正常に行なわれていないことを認識し、例えば別の歪み増幅器に切り替えるなどの処置を講じる。以上では、送信信号電力に基づいて閾値STHを決定したが一定値であっても良い。
【００２６】
第２実施例の歪み補償増幅器によれば、設定レベル以上の不要波がアンテナより入力した場合には歪補償係数テーブルを更新しないため、該歪補償係数テーブルが最適値からずれるのを防止できる。
また、第2実施例によれば、送信信号電力が大きければ、閾値を大きくでき、小さな不要波信号レベルで歪補償係数の更新が停止するのを防止することができる。
また、第２実施例の歪み補償増幅器によれば、不要波信号に送信信号の漏れこみがある場合であっても、閾値を該漏れ込みを考慮して決定しているため正しく不要波信号に基づいて歪補償係数の更新停止制御を行なうことができる。
また、第２実施例の歪み補償増幅器によれば、設定時間以上、係数の更新が停止していればその旨を上位装置に報告し、所定の処置を講じさせることができる。
【実施例３】
【００２７】
図６はディジタル歪補償機能を備えた第３実施例の歪み補償増幅器のブロック図であり、図1の第1実施例と同一部分には同一符号を付している。構成上異なる点は、送信部５５に信号切替部８９を設け、高周波増幅器８１から出力する高周波増幅信号と検波器８５から出力する不要波信号を選択的に周波数変換器５８、ＡＤ変換器５９、ディジタル復調部６０を介して歪補償係数更新部５１ｃとＦＦＴ部５１ｆに入力している点である。
図7は第3実施例の監視制御回路５１ｇの制御処理フローである。
監視制御回路５１ｇは所定の周期で切替信号ＳＷを発生し、信号切替部８９をして交互に増幅器出力信号あるいは不要波信号を選択させる(ステップ３０１)。
ついで、信号切替部８９が不要波信号を選択しているか、増幅器出力信号を選択しているかを確認し(ステップ３０２)、信号切替部８９が不要波信号を選択していれば、係数更新停止制御部51g-2は係数更新停止制御を行ない、歪補償係数更新部５１ｃは歪補償係数更新処理を停止し、遅延時間制御部51g-1は遅延時間調整制御を停止する(ステップ３０３)。
【００２８】
係数更新停止制御において、係数更新停止制御部51g-2は、ＦＦＴ部５１ｆから出力する各周波数の信号スペクトルを用いて、帯域外の不要波電力を算出し、該不要波電力と閾値STHとを比較し、不要波電力が閾値STHより大きければ、歪補償係数更新制御及び遅延時間調整制御を停止するよう歪補償係数更新部５１ｃ及び遅延時間制御部51g-1に指示する。これにより、歪補償係数更新部５１ｃ及び遅延時間制御部51g-1は、以後、不要波電力が閾値STHより小さくなるまで歪補償係数更新制御及び遅延時間調整制御を停止する。
なお、閾値STHは以下のように決定する。すなわち、送信信号がサーキュレータ８３から漏れて不要波に重畳するのを考慮して、予め、歪み成分電力の漏れ分を送信信号電力に応じて測定し、該測定レベル（歪み成分電力の漏れ分）より所定レベルＬだけ大きい値を閾値STHとして、送信信号電力毎にメモリに記憶しておく。この場合、加算レベルLは一定値でも良いが送信信号電力が大きいほど大きくする。
一方、信号切替部８９が増幅器出力信号を選択していれば、係数更新停止制御部51g-2は係数更新停止制御を停止する。また、歪補償係数更新部５１ｃは、監視制御回路５１ｇから係数更新停止が指示されていなければ、歪補償係数更新処理を行い、遅延時間制御部51g-1は遅延時間調整制御を行う(ステップ３０４)。なお、遅延時間制御および歪補償係数更新処理は第1実施例と同様に行なう。
【００２９】
第3実施例の歪み増幅器によれば、設定レベル以上の不要波がアンテナより入力した場合には歪補償係数テーブルを更新しないため、該歪補償係数テーブルが最適値からずれるのを防止できる。
また、第3実施例の歪み増幅器によれば、サーキュレータ８３より図8に示すように送信信号の漏れ込み成分が不要波に混入しても、ＦＦＴ部５１ｆから出力する周波数情報（たとえば周波数毎の信号強度）を用いて帯域外の不要波信号を正しく測定できるため、不要波信号レベルに基づいて正確に歪補償係数の更新停止制御を行なうことができる。
又、第3実施例の歪み増幅器によれば、送信信号電力が大きければ閾値を大きくできるため、送信信号電力が大きいときに小さな不要波レベルで歪補償係数の更新が停止するのを防止することができる。
【実施例４】
【００３０】
図９はディジタル歪補償機能を備えた第４実施例の歪み補償増幅器のブロック図であり、図６の第３実施例と同一部分には同一符号を付している。異なる点は、第3実施例では、フィードバック信号と不要波信号の両方に共通に、周波数変換部５８、ＡＤ変換器５９、ディジタル復調部６０、ＦＦＴ部５１ｆを設け、信号切替部８９で選択的に所定周期で交互にフィードバック信号と不要波信号を上記共通回路を介してＦＦＴ部５１ｆに入力しているが、第４実施例では周波数変換部５８，５８′、ＡＤ変換器５９，５９′、ディジタル復調部６０，６０′、ＦＦＴ部５１ｆ，５１ｆ′をフィードバック信号と不要波信号のそれぞれに独立して設けている。
第4実施例によれば、第3実施例の作用効果に加えて、係数更新停止制御部51g-2は常時係数更新の停止制御を実施しているため、不要波が閾値以上になれば直ちに係数更新を停止することができる。また、遅延時間調整制御や歪補償係数更新制御を常時実施しているため、歪補償係数をすみやかに整定することができる。
【００３１】
・付記
付記１．送信信号とフィードバック信号との差を少なくするように歪補償係数を更新し、該歪補償係数を用いて送信信号に歪補償処理を施して増幅器の歪を補償する歪補償部、歪補償を施された送信信号をアンテナより送信するために増幅する増幅器、該増幅器の出力信号を前記フィードバック信号として前記歪補償部の歪補償係数更新部に入力するフィードバック部、前記送信信号を遅延して前記歪補償係数更新部に入力する遅延回路を備えた歪み補償増幅器において、
前記アンテナを介して空中から侵入する不要波信号のレベルが設定レベル以上であるか監視する手段、
前記不要波信号レベルが設定レベル以上であれば前記歪補償係数の更新処理を中止する手段、
を備えたことを特徴とする歪み補償増幅器。
付記２．前記フィードバック信号に含まれる前記送信信号周波数帯域外における信号成分を検出する手段、
該信号成分の電力に基づいて前記遅延回路の遅延時間を制御する手段、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の歪み補償増幅器。
付記３．前記更新処理中止手段は、不要波信号レベルが設定レベル以下となれば前記歪補償係数の更新処理を再開する、
ことを特徴とする付記１または２記載の歪み補償増幅器。
付記４．送信信号とフィードバック信号との差を少なくするように歪補償係数を更新し、該歪補償係数を用いて送信信号に歪補償処理を施して増幅器の歪を補償する歪補償部、歪補償を施された送信信号をアンテナより送信するために増幅する増幅器、該増幅器の出力信号を前記フィードバック信号として前記歪補償部の歪補償係数更新部に入力するフィードバック部、前記送信信号を遅延して前記歪補償係数更新部に入力する遅延回路を備えた歪み補償増幅器において、
前記アンテナを介して空中から侵入する不要波信号を検出する手段、
該不要波信号の検出レベルをディジタルに変換するＡＤ変換手段、
前記不要波信号レベルに基づいて前記歪補償係数の更新処理を中止する手段、
を備えたことを特徴とする歪み補償増幅器。
付記５．前記フィードバック信号に含まれる、前記送信信号周波数帯域外における信号成分を検出する手段、
該レベルに基づいて前記遅延回路の遅延時間を制御する手段、
を備えたことを特徴とする付記４記載の歪み補償増幅器。
付記６．前記更新処理中止手段は、前記不要波信号レベルが設定レベル以上のとき前記歪補償係数の更新処理を中止し、該設定レベルを前記送信信号レベルに応じて変更する、
ことを特徴とする付記４または５記載の歪み補償増幅器。
付記７．前記更新処理中止手段は、不要波信号レベルが前記設定レベル以下となれば前記歪補償係数の更新処理を再開する、
ことを特徴とする付記６記載の歪み補償増幅器。
付記８．送信信号とフィードバック信号との差を少なくするように歪補償係数を更新し、該歪補償係数を用いて送信信号に歪補償処理を施して増幅器の歪を補償する歪補償部、歪補償を施された送信信号をアンテナより送信するために増幅する増幅器、該増幅器の出力信号を前記フィードバック信号として前記歪補償部の歪補償係数更新部に入力するフィードバック部、前記送信信号を遅延して前記歪補償係数更新部に入力する遅延回路を備えた歪み補償増幅器において、
前記アンテナを介して空中から侵入する不要波信号を検出する手段、
前記不要波信号の検出レベルが設定レベルより大きいとき前記歪補償係数の更新処理を中止する手段、
前記フィードバック信号と前記不要波信号とを選択的に前記歪補償係数更新部と前記更新処理中止手段に入力する切換手段、
を備え、前記歪補償係数更新部は前記フィードバック信号が入力されており、かつ、更新処理の中止が指示されていないときのみ、前記歪補償係数の更新処理を行なう、
ことを特徴とする歪み補償増幅器。
付記９．前記フィードバック信号を選択的に入力され、該フィードバック信号に含まれる前記送信信号周波数帯域外における信号成分レベルに基づいて前記遅延回路の遅延時間を制御する手段、
を備えたことを特徴とする付記８記載の歪み補償増幅器。
付記１０．送信信号とフィードバック信号との差を少なくするように歪補償係数を更新し、該歪補償係数を用いて送信信号に歪補償処理を施して増幅器の歪を補償する歪補償部、歪補償を施された送信信号をアンテナより送信するために増幅する増幅器、該増幅器の出力信号を前記フィードバック信号として前記歪補償部の歪補償係数更新部に入力するフィードバック部、前記送信信号を遅延して前記歪補償係数更新部に入力する遅延回路を備えた歪み補償増幅器において、
前記アンテナを介して空中から侵入する不要波信号を検出する手段、
該不要波信号に含まれる前記送信信号の周波数帯域外における信号成分が設定レベルより大きいとき前記歪補償係数の更新処理を中止する手段、
前記フィードバック信号に含まれる前記送信信号周波数帯域外における信号成分を抽出する手段、
該信号成分のレベルに基づいて前記遅延回路の遅延時間を制御する手段、
を備えたことを特徴とする歪み補償増幅器。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ディジタル歪補償機能を備えた第1実施例の歪み補償増幅器のブロック図である。
【図２】遅延時間制御部の構成図である。
【図３】係数更新停止制御部の制御処理フローである。
【図４】ディジタル歪補償機能を備えた第２実施例の歪み補償増幅器のブロック図である。
【図５】第2実施例の係数更新停止制御部の制御処理フローである。
【図６】ディジタル歪補償機能を備えた第３実施例の歪み補償増幅器のブロック図である。
【図７】第3実施例の監視制御回路の制御処理フローである。
【図８】サーキュレータからの漏れ込み成分と不要波の帯域説明図である。
【図９】ディジタル歪補償機能を備えた第４実施例の歪み補償増幅器のブロック図である。
【図１０】従来の無線機における送信装置の一例を示すブロック図である。
【図１１】送信電力増幅器の入出力特性及び送信周波数周辺の周波数スペクトラムである。
【図１２】送信波が４波の場合における周波数スペクトラムである。
【図１３】ディジタル歪補償機能を備えた従来の送信装置のブロック図である。
【図１４】適応LMSによる歪補償係数更新処理の説明図である。
【図１５】不要波W0と４波の送信信号W1〜W4の周波数スペクトルである。
【符号の説明】
【００３３】
５１  歪補償部
５１ａ  歪補償係数記憶部(歪補償係数テーブル)
５１ｂ  プリディストーション
５１ｃ  歪補償係数更新部
５１ｄ  パワー算出部
５１ｅ  遅延回路
５１ｆ  ＦＦＴ部（高速フーリエ変換器）
５１ｇ  監視制御回路
５１ｇ−１  遅延時間制御部
５１ｇ−２  係数更新停止制御部
５２  ディジタル変調部(QMOD)
５３  DA変換器
５４  周波数変換器
５５  送信部５５
５６  給電線
５７  アンテナ
５８  周波数変換器
５９  ＡＤ変換器
６０  ディジタル直交復調器(QDEM)
８１  高周波増幅器
８２  分配器
８３  サーキューレータ
８６  検波器
８７  コンパレータ
８８  基準電圧発生部
【図１】
2005142881.tif 000003
【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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【図１４】
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【図１５】
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