(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号変換器の逆特性を用いて、入力信号を変換し、変換後の信号を信号変換器に供給する変換用サポートベクトルマシンと、
前記信号変換器で変換された変換出力信号を受け、前記変換出力信号列により構成される信号ベクトルと、過去に抽出された変換出力信号列により構成される信号ベクトルとに基づいて、前記変換用サポートベクトルマシンにおける変換後の入力信号を推定する推定用サポートベクトルマシンと、
前記変換用サポートベクトルマシンおよび前記推定用サポートベクトルマシンに接続され、前記変換用サポートベクトルマシンの出力および前記推定用サポートベクトルマシンの出力に基づいて、前記変換用サポートベクトルマシンおよび前記推定用サポートベクトルマシンの係数を更新するための係数更新手段とを含む、前置型非線形歪補償器。
【請求項２】
前記係数更新手段は、前記変換出力信号を受け、新たに受けた前記変換出力信号列により構成されるベクトルに対して前記係数を計算し、過去に入力された前記変換出力信号列により構成されるベクトルに対する前記係数に対しては、摂動分のみを計算し、過去に入力された前記変換出力信号列により構成されるベクトルに対する前記係数を更新する、請求項１に記載の前置型非線形歪補償器。
【請求項３】
前記係数更新手段は、
前記変換用サポートベクトルマシンに接続され、前記変換用サポートベクトルマシンの出力の実数部を抽出するための第１の実数部抽出手段と、
前記信号変換器に接続され、前記信号変換器の出力の実数部を抽出するための第２の実数部抽出手段と、
前記第１および第２の実数部抽出手段に接続され、前記第１および第２の実数部抽出手段の出力に基づいて、前記変換用サポートベクトルマシンおよび前記推定用サポートベクトルマシンの係数を更新するための手段とを含む、請求項１に記載の前置型非線形歪補償器。
【請求項４】
さらに、前記係数更新手段に接続され、前記入力信号の信号列と前記変換出力信号列とに基づいて、信号ベクトルおよびサポートベクトルのサイズと前記信号変換器による遅延時間とを算出するための手段を含む、請求項１に記載の前置型非線形歪補償器。
【請求項５】
前記変換用サポートベクトルマシンは、
信号変換器の逆特性を用いて、前記入力信号の実数部を変換し、変換後の信号を前記信号変換器に供給する実数部変換用サポートベクトルマシンと、
信号変換器の逆特性を用いて、前記入力信号の虚数部を変換し、変換後の信号を前記信号変換器に供給する虚数部変換用サポートベクトルマシンとを含み、
前記推定用サポートベクトルマシンは、
前記信号変換器で変換された変換出力信号の実数部を受け、前記変換出力信号列により構成される信号ベクトルと、過去に抽出された変換出力信号列により構成される信号ベクトルとに基づいて、前記実数部変換用サポートベクトルマシンにおける変換後の入力信号を推定する実数部推定用サポートベクトルマシンと、
前記信号変換器で変換された変換出力信号の虚数部を受け、前記変換出力信号列により構成される信号ベクトルと、過去に抽出された変換出力信号列により構成される信号ベクトルとに基づいて、前記虚数部変換用サポートベクトルマシンにおける変換後の入力信号を推定する虚数部推定用サポートベクトルマシンとを含み、
前記係数更新手段は、
前記実数部変換用サポートベクトルマシンおよび前記実数部推定用サポートベクトルマシンに接続され、前記実数部変換用サポートベクトルマシンの出力および前記実数部推定用サポートベクトルマシンの出力に基づいて、前記実数部変換用サポートベクトルマシンおよび前記実数部推定用サポートベクトルマシンの係数を更新するための実数部係数更新手段と、
前記虚数部変換用サポートベクトルマシンおよび前記虚数部推定用サポートベクトルマシンに接続され、前記虚数部変換用サポートベクトルマシンの出力および前記虚数部推定用サポートベクトルマシンの出力に基づいて、前記虚数部変換用サポートベクトルマシンおよび前記虚数部推定用サポートベクトルマシンの係数を更新するための虚数部係数更新手段とを含む、請求項１に記載の前置型非線形歪補償器。
【請求項６】
前記変換用サポートベクトルマシンは、
前記入力信号の振幅を計算する第１の振幅計算部と、
前記入力信号の位相を計算する第１の位相計算部と、
前記第１の振幅計算部に接続され、前記入力信号の振幅を前記変換後の信号の振幅に変換する振幅変換用サポートベクトルマシンと、
前記第１の振幅計算部および前記第１の位相計算部に接続され、前期第１の振幅計算部および前記第１の位相計算部の出力に基づいて、前記変換後の信号の位相を求める位相変換用サポートベクトルマシンと、
前記振幅変換用サポートベクトルマシンおよび前記位相変換用サポートベクトルマシンに接続され、前記振幅変換用サポートベクトルマシンおよび前記位相変換用サポートベクトルマシンの出力に基づいて、前記変換後の信号を求める複素ベースバンド信号化部とを含み、
前記推定用サポートベクトルマシンは、
前記信号変換器で変換された変換出力信号の振幅を計算する第２の振幅計算部と、
前記信号変換器で変換された変換出力信号の位相を計算する第２の位相計算部と、
前記第２の振幅計算部に接続され、前記第２の振幅計算部の出力を受け、前記変換出力信号の振幅列により構成される信号ベクトルと、過去に抽出された変換出力信号の振幅列により構成される信号ベクトルとに基づいて、前記振幅変換用サポートベクトルマシンにおける変換後の信号の振幅を推定する振幅推定用サポートベクトルマシンと、
前記第２の振幅計算部および前記第２の位相計算部に接続され、前記第２の振幅計算部および前記第２の位相計算部の出力を受け、前記変換出力信号の位相列により構成される信号ベクトルと、過去に抽出された変換出力信号の位相列により構成される信号ベクトルとに基づいて、前記位相変換用サポートベクトルマシンにおける変換後の信号の位相を推定する位相推定用サポートベクトルマシンとを含み、
前記係数更新手段は、
前記振幅変換用サポートベクトルマシンおよび前記振幅推定用サポートベクトルマシンに接続され、前記振幅変換用サポートベクトルマシンの出力および前記振幅推定用サポートベクトルマシンの出力に基づいて、前記振幅変換用サポートベクトルマシンおよび前記振幅推定用サポートベクトルマシンの係数を更新するための振幅係数更新手段と、
前記位相変換用サポートベクトルマシンおよび前記位相推定用サポートベクトルマシンに接続され、前記位相変換用サポートベクトルマシンの出力および前記位相推定用サポートベクトルマシンの出力に基づいて、前記位相変換用サポートベクトルマシンおよび前記位相推定用サポートベクトルマシンの係数を更新するための位相係数更新手段とを含む、請求項１に記載の前置型非線形歪補償器。
【請求項７】
前記入力信号、前記変換用サポートベクトルマシンの出力および前記信号変換器の出力は、中間周波数信号である、請求項１に記載の前置型非線形歪補償器。
【請求項８】
前記信号変換器は、増幅器である、請求項１〜７のいずれかに記載の前置型非線形歪補償器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前置型非線形歪補償器に関し、特に、サポートベクトルマシン（以下「ＳＶＭ」という）を回帰分析に用いた前置型非線形歪補償器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、通信系の非線形歪補償を実現するために、各種デジタル回路による前置型非線形歪補償器が作成されている。デジタル回路による前置型非線形歪補償器として代表的なものにルックアップテーブルを用いたものと、増幅器の逆関数を推定するものとがある。
【０００３】
ルックアップテーブルを用いた前置型非線形歪補償器は、増幅器の特性を入力信号の振幅値に対して微小区間に分け、その区間の代表値をテーブルに格納しておき、送信信号とそれに対応するテーブルの補償値を乗算して出力信号とするものである。
【０００４】
一方、増幅器の逆関数を推定する前置型非線形歪補償器として、ｐｔｈ−ｏｒｄｅｒ−ｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｅｒと呼ばれるものがある。この前置型非線形歪補償器は、信号変換器の逆関数を複素多項式近似するものである。複素多項式は、非線形関数の表現形式として最も一般的なボルテラ級数より導出され、歪補償が行なわれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ルックアップテーブルを用いた前置型非線形歪補償器では、テーブル内の値は離散値をとるため、値の不連続性により、フロアノイズが上昇する。フロアノイズを解消するためには、データ数を増やす必要があるが、データ数を増やすとメモリ容量が多くなるという問題がある。
【０００６】
ｐｔｈ−ｏｒｄｅｒ−ｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｅｒでは、計算精度を上げるために複素多項式の次数を増やす必要がある。このため、計算時間がかかり、解が収束しにくいという問題がある。
【０００７】
さらに、広帯域信号に対しては、ルックアップテーブル、ｐｔｈ−ｏｒｄｅｒ−ｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｅｒともに、信号帯域内の各周波数ごとに振幅、位相の非線形性を補償する必要があるため、ハードウェア化が困難であるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、簡単な構成で広帯域な歪補償が可能な前置型非線形歪補償器を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、ノイズフロアを低く押さえることができる前置型非線形歪補償器を提供することである。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、高速処理が可能な前置型非線形歪補償器を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のある局面に従う前置型非線形歪補償器は、信号変換器の逆特性を用いて、入力信号を変換し、変換後の信号を信号変換器に供給する変換用サポートベクトルマシンと、信号変換器で変換された変換出力信号を受け、変換出力信号列により構成される信号ベクトルと、過去に抽出された変換出力信号列により構成される信号ベクトルとに基づいて、変換用サポートベクトルマシンにおける変換後の入力信号を推定する推定用サポートベクトルマシンと、変換用サポートベクトルマシンおよび推定用サポートベクトルマシンに接続され、変換用サポートベクトルマシンの出力および推定用サポートベクトルマシンの出力に基づいて、変換用サポートベクトルマシンおよび推定用サポートベクトルマシンの係数を更新するための係数更新手段とを含む。
【００１２】
推定用サポートベクトルマシンを用いて、信号変換器の逆特性を推定する。信号変換器の出力信号と、変換用サポートベクトルマシンより出力される信号とに基づいて、係数更新手段において、変換用サポートベクトルマシンおよび推定用サポートベクトルマシンの係数が更新される。この構成では、ルックアップテーブルを必要としないため、ノイズフロアを低く押さえることができ、簡単な構成で前置型非線形歪補償器を提供することができる。また、サポートベクトルマシンは、ｐｔｈ−ｏｒｄｅｒ−ｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｅｒに比べて、計算が簡単で収束時間が早い。このため、高速処理が可能な前置型非線形歪補償器を提供することができる。さらに、広帯域信号に対しても特別な回路（システム）を必要とせず、歪補償が可能である。
【００１３】
好ましくは、係数更新手段は、変換出力信号を受け、新たに受けた変換出力信号列により構成されるベクトルに対して係数を計算し、過去に入力された変換出力信号列により構成されるベクトルに対する係数に対しては、摂動分のみを計算し、過去に入力された変換出力信号列により構成されるベクトルに対する係数を更新する。
【００１４】
さらに好ましくは、係数更新手段は、変換用サポートベクトルマシンに接続され、変換用サポートベクトルマシンの出力の実数部を抽出するための第１の実数部抽出手段と、信号変換器に接続され、信号変換器の出力の実数部を抽出するための第２の実数部抽出手段と、第１および第２の実数部抽出手段に接続され、第１および第２の実数部抽出手段の出力に基づいて、変換用サポートベクトルマシンおよび推定用サポートベクトルマシンの係数を更新するための手段とを含む。
【００１５】
さらに好ましくは、前置型非線形歪補償器は、さらに、係数更新手段に接続され、入力信号の信号列と変換出力信号列とに基づいて、信号ベクトルおよびサポートベクトルのサイズと信号変換器による遅延時間とを算出するための手段を含む。
【００１６】
さらに好ましくは、変換用サポートベクトルマシンは、信号変換器の逆特性を用いて、入力信号の実数部を変換し、変換後の信号を信号変換器に供給する実数部変換用サポートベクトルマシンと、信号変換器の逆特性を用いて、入力信号の虚数部を変換し、変換後の信号を信号変換器に供給する虚数部変換用サポートベクトルマシンとを含む。推定用サポートベクトルマシンは、信号変換器で変換された変換出力信号の実数部を受け、変換出力信号列により構成される信号ベクトルと、過去に抽出された変換出力信号列により構成される信号ベクトルとに基づいて、実数部変換用サポートベクトルマシンにおける変換後の入力信号を推定する実数部推定用サポートベクトルマシンと、信号変換器で変換された変換出力信号の虚数部を受け、変換出力信号列により構成される信号ベクトルと、過去に抽出された変換出力信号列により構成される信号ベクトルとに基づいて、虚数部変換用サポートベクトルマシンにおける変換後の入力信号を推定する虚数部推定用サポートベクトルマシンとを含む。係数更新手段は、実数部変換用サポートベクトルマシンおよび実数部推定用サポートベクトルマシンに接続され、実数部変換用サポートベクトルマシンの出力および実数部推定用サポートベクトルマシンの出力に基づいて、実数部変換用サポートベクトルマシンおよび実数部推定用サポートベクトルマシンの係数を更新するための実数部係数更新手段と、虚数部変換用サポートベクトルマシンおよび虚数部推定用サポートベクトルマシンに接続され、虚数部変換用サポートベクトルマシンの出力および虚数部推定用サポートベクトルマシンの出力に基づいて、虚数部変換用サポートベクトルマシンおよび虚数部推定用サポートベクトルマシンの係数を更新するための虚数部係数更新手段とを含む。
【００１７】
さらに好ましくは、変換用サポートベクトルマシンは、入力信号の振幅を計算する第１の振幅計算部と、入力信号の位相を計算する第１の位相計算部と、第１の振幅計算部に接続され、入力信号の振幅を変換後の信号の振幅に変換する振幅変換用サポートベクトルマシンと、第１の振幅計算部および第１の位相計算部に接続され、前期第１の振幅計算部および第１の位相計算部の出力に基づいて、変換後の信号の位相を求める位相変換用サポートベクトルマシンと、振幅変換用サポートベクトルマシンおよび位相変換用サポートベクトルマシンに接続され、振幅変換用サポートベクトルマシンおよび位相変換用サポートベクトルマシンの出力に基づいて、変換後の信号を求める複素ベースバンド信号化部とを含む。推定用サポートベクトルマシンは、信号変換器で変換された変換出力信号の振幅を計算する第２の振幅計算部と、信号変換器で変換された変換出力信号の位相を計算する第２の位相計算部と、第２の振幅計算部に接続され、第２の振幅計算部の出力を受け、変換出力信号の振幅列により構成される信号ベクトルと、過去に抽出された変換出力信号の振幅列により構成される信号ベクトルとに基づいて、振幅変換用サポートベクトルマシンにおける変換後の信号の振幅を推定する振幅推定用サポートベクトルマシンと、第２の振幅計算部および第２の位相計算部に接続され、第２の振幅計算部および第２の位相計算部の出力を受け、変換出力信号の位相列により構成される信号ベクトルと、過去に抽出された変換出力信号の位相列により構成される信号ベクトルとに基づいて、位相変換用サポートベクトルマシンにおける変換後の信号の位相を推定する位相推定用サポートベクトルマシンとを含む。係数更新手段は、振幅変換用サポートベクトルマシンおよび振幅推定用サポートベクトルマシンに接続され、振幅変換用サポートベクトルマシンの出力および振幅推定用サポートベクトルマシンの出力に基づいて、振幅変換用サポートベクトルマシンおよび振幅推定用サポートベクトルマシンの係数を更新するための振幅係数更新手段と、位相変換用サポートベクトルマシンおよび位相推定用サポートベクトルマシンに接続され、位相変換用サポートベクトルマシンの出力および位相推定用サポートベクトルマシンの出力に基づいて、位相変換用サポートベクトルマシンおよび位相推定用サポートベクトルマシンの係数を更新するための位相係数更新手段とを含む。
【００１８】
さらに好ましくは、入力信号、変換用サポートベクトルマシンの出力および信号変換器の出力は、中間周波数信号である。
【００１９】
さらに好ましくは、信号変換器は、増幅器である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る前置型非線形歪補償器は、無線周波数信号ＳINを中間周波数信号に変換するダウンコンバータ２と、ダウンコンバータ２に接続され、ダウンコンバータ２の出力する中間周波数信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４と、Ａ／Ｄ変換器４に接続され、サンプリングされた中間周波数信号をベースバンド信号ｘ（ｔ）に変換する直交検波器６と、直交検波器６に接続され、増幅器１６の逆特性を用いて、ベースバンド信号ｘ（ｔ）をベースバンド信号ｙ（ｔ）に変換するＳＶＭ（サポートベクトルマシン）８と、ＳＶＭ８に接続され、変換後のベースバンド信号ｙ（ｔ）を中間周波数信号に変換する直交変調器１０と、直交変調器１０に接続され、直交変調器１０の出力する中間周波数信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１２とを含む。
【００２１】
前置型非線形歪補償器は、さらに、Ｄ／Ａ変換器１２に接続され、アナログの中間周波数信号を無線周波数信号Ｓ0に変換し、増幅器１６に供給するアップコンバータ１４と、増幅器１６に接続され、増幅器１６の出力する出力信号ＳOUTを中間周波数信号に変換するダウンコンバータ１８と、ダウンコンバータ１８に接続され、中間周波数信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０と、Ａ／Ｄ変換器２０に接続され、デジタル信号をベースバンド信号ｚ（ｔ）に変換する直交検波器２２と、直交検波器２２に接続され、ベースバンド信号ｚ（ｔ）の実数部Ｒｅ｛ｚ（ｔ）｝を抽出する実数部抽出器２４とを含む。
【００２２】
前置型非線形歪補償器は、さらに、実数部抽出器２４および後述する係数更新部３２に接続され、実数部抽出器２４の出力する実数部Ｒｅ｛ｚ（ｔ）｝と、学習に用いたベースバンド信号ベクトルｚｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）とに基づいて、ＳＶＭ８より出力されるベースバンド信号の実数部の推定値Ｒｅ｛ｙ′（ｔ）｝を出力するＳＶＭ２６と、ＳＶＭ８に接続され、ベースバンド信号ｙ（ｔ）の実数部Ｒｅ｛ｙ（ｔ）｝を抽出する実数部抽出器２８と、実数部抽出器２８およびＳＶＭ２６に接続され、ベースバンド信号の実数部の推定値Ｒｅ｛ｙ′（ｔ）｝と、ベースバンド信号ｙ（ｔ）の実数部Ｒｅ｛ｙ（ｔ）｝との差分を計算する減算器３０と、減算器３０、実数部抽出器２８、ＳＶＭ８、ＳＶＭ２６および実数部抽出器２４に接続され、減算器３０の出力、ＳＶＭ２６の出力、実数部抽出器２８の出力および実数部抽出器２４の出力に基づいて、増幅器１６の逆特性を実現するＳＶＭ８およびＳＶＭ２６の係数を更新する係数更新部３２とを含む。
【００２３】
なお、直交検波器６をアナログで実現し、ダウンコンバータ２の出力を直交検波器６で受け、直交検波器６の出力をＡ／Ｄ変換器４でデジタルに変換し、その出力をＳＶＭ８に供給する構成であっても構わない。また、直交変調器１０をアナログで実現し、ＳＶＭ８の出力をＤ／Ａ変換器１２が受け、Ｄ／Ａ変換器１２の出力を直交変調器１０で受け、直交変調器１０の出力をアップコンバータ１２に供給する構成であっても構わない。さらに、直交検波器２２をアナログで実現し、ダウンコンバータ１８の出力を直交検波器２２で受け、直交検波器２２の出力をＡ／Ｄ変換器２０で受け、Ａ／Ｄ変換器２０の出力を実数部抽出器２４に供給する構成であっても構わない。
【００２４】
ＳIN、Ｓ0およびＳOUTは、式（１）〜（３）でそれぞれ表わされる。
0004513219.tif 000002
ｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）およびｚ（ｔ）は、それぞれ帯域信号ＳIN、Ｓ0およびＳOUTの複素包絡線 (ベースバンド信号)である。ｊは虚数を表わす。ｆRFは無線周波数（Radio Frequency）を表わす。ｔは時刻を表わす。
【００２５】
［非線形歪補償器の動作原理］
Ｐ＝｜ｙ（ｔ）｜2／２として、増幅器１６のベースバンド領域における入出力特性をｆを複素関数としてｆ（Ｐ）と置くと、ベースバンド信号ｙ（ｔ）およびｚ（ｔ）の関係は、次式（４）のようにあらわすことができる。
【００２６】
一般に、非線形歪補償器では、ｆ（Ｐ）に対し、次式（５）の関係を満たす入出力特性ｇ（Ｐ）を求めることを目的とする。仮に、入出力特性ｇ（Ｐ）を得ることができれば、次式（６）および（７）が成立ち、ＳINに対してＳOUTを線形化することができる。
【００２７】
【数１】
0004513219.tif 000003
【００２８】
本実施の形態では、ｇ（Ｐ）をＳＶＭ２６および係数更新部３２にて推定する。具体的には、ｙ（ｔ）とｚ（ｔ）より推定したｙ′（ｔ）との誤差ｅ（ｔ）が最小になるようにＳＶＭ２６の関数の係数を更新する。この計算が収束すれば、ＳＶＭ２６は増幅器１６の逆特性を有することとなる。このため、ＳＶＭ８にＳＶＭ２６と同じ係数を与えることにより、増幅器１６の非線形性を補償することができる。
【００２９】
［逆関数の計算］
本実施の形態では、増幅器１６の入出力特性の逆特性ｇ（Ｐ）をサポートベクトルマシンを用いて推定する。サポートベクトルマシン自体はこれまで主にパターン認識の分野など分類問題に適用する事例について広く研究されており、周知の技術である。しかし、本発明のようにサポートベクトルマシンを回帰問題に適用している事例はない。
【００３０】
計算のための条件を以下に整理しておく。
・非線形の歪補償のための計算は時間連続信号ではなく離散信号に対して行なわれる。ハードウェア化の際は、Ａ／Ｄ変換器を使用し、連続信号を離散信号に変換し、計算後、離散信号を連続信号にＡ／Ｄ変換器により復元する。
・信号処理は帯域系ではなくベースバンド系または中間周波数信号にて行なわれる。ベースバンド系の場合には、増幅器１６は等価的にベースバンド信号ｙ（ｔ）を受け、ｚ（ｔ）を出力する系と見なすことができる。
【００３１】
［ＳＶＭ２６の動作説明］
時刻ｋＴ（Ｔ：Ａ／Ｄ変換およびＤ／Ａ変換のサンプリング間隔）のときのＳＶＭ２６の出力ｙ′s（ｋＴ）は、次式（８）により得られる。
【００３２】
【数２】
0004513219.tif 000004
【００３３】
ここで、ｍは信号ベクトルおよび後述するサポートベクトルのサイズ、ｎは学習に用いたデータベクトルの数、ｐiはｉ番目の学習データベクトルを取得した時間である。学習データの取得タイミングｐiはシステムのパフォーマンスより実験的に決定する。ｚi（ｉ＝１，．．．，ｎ）は増幅器１６の入出力特性を学習するためのデータベクトルである。αiはｚiに対応した重み係数（実数）である。一般に、αiが零の時、対応するｚiは計算に加える必要がなく廃却しても構わない。逆に、αiが非零の時、対応するｚiはサポートベクトルと呼ばれる。また、非零のαiの個数をサポートベクトルマシンの次元と呼ぶ。例えば、非零のαiの個数が７３であればサポートベクトルマシンの次元数は７３である。さらに、この次元数は学習データを増やしても一定値以上に増えることがない。この上界値のことをＶＣ（Vapnik and Chervonenkis）次元と呼ぶ。
【００３４】
Ｋ（Ｖ＿ｘ，Ｖ＿ｙ）は内積カーネルと呼ばれる関数であり、本実施の形態では、内積カーネルの線形和である式（８）を、適切なαiを選択することにより、増幅器１６の入出力特性の逆特性ｇ（Ｐ）に適合させることを目標とする。変数の接頭辞”Ｖ＿”は、その変数がベクトルであることを表わす。このように未知の関数にシステムの入出力関数を適合させるような問題全般を総称して「回帰問題」という。次式（１２）〜（１４）は、一般的に用いられる内積カーネルの例である。
【００３５】
【数３】
0004513219.tif 000005
【００３６】
どの内積カーネルが逆関数を表現するのに最も適しているかはシステムにより異なり、実際には動作前に何度か試験をした上で最も特性のよいものを選択する。もちろん、上記以外の関数でも逆関数ｇ（Ｐ）をよりよく推定でき、かつ期待する効果が得られるのであれば、その関数を使用してもよい。
【００３７】
また、式（８）において、複素数の実数部のみを抽出して、ＳＶＭ２６の出力の計算が行なわれる。これは、サポートベクトルマシンが複素数を取り扱うことができないという問題を解消するためである。
【００３８】
［係数更新部３２の動作説明］
係数更新部３２は、Ｒｅ｛ｙ（ｔ）｝とＲｅ｛ｙ′（ｔ）｝との誤差ｅ（ｔ）が最小になるようにαiを制御する。αiは次式（１５）および（１６）で表わされる最適化問題を解くことにより得られる。
【００３９】
【数４】
0004513219.tif 000006
【００４０】
ただし、正の値Ｃは制約を破ったサンプルに対するペナルティに対応する定数である。εは雑音に対するマージンである。通常、両定数は実験的に求められる。
【００４１】
増幅器１６の入出力特性は周囲の環境に応じて変動すると考えられる。このため、入出力特性の変動に追従できるよう適応的にαiの値を更新する必要がある。
【００４２】
係数更新部３２は、以下のようにしてαiの値を更新する。
（１）  係数更新部３２は、ｎ−１組のデータＶ＿ｚiおよび係数αiを入手しているものとする。
（２）  係数更新部３２は、ｎ個目のデータＶ＿ｚnを入手する。
（３）  α1，．．．，αn-1に関しては係数を固定し、αnのみについて式（１５）で表わされる最適化問題を解く。
（４）  αnが加わったことによる最適解からのずれ（摂動）を補正するため、αi，（ｉ＝１，．．．，ｎ）に関して誤差分（摂動分）Δαiを計算する。
【００４３】
上述のように新たにデータが加わったことによる係数の摂動分のみを計算することにより、すべての係数を計算し直す場合に比べ、計算量を削減することができる。
【００４４】
係数の更新方法の具体例を以下に示す。ただし、この具体例は実現の一例であって、必ずしもこの通りである必要はない。また以下では、表記を簡単にするためＴ＝１としている。このようにしても一般性を失うことはない。
【００４５】
図２を参照して、係数更新部３２は、ｎ＝１，αn＝１，ｙ′（ｐn）＝０とおく（Ｓ２）。学習データＶ＿ｚnとｙs（ｐn）とを入手する（Ｓ４）。ただし、Ｖ＿ｚnおよびｙs（ｐn）は以下のように表わされる。ここで、ｄは増幅器１６による遅延時間を表わす。
【００４６】
【数５】
0004513219.tif 000007
【００４７】
減算器３０は、推定誤差ｅ（ｐn）を次式（１９）に従い計算する（Ｓ６）。
ｅ（ｐn）＝Ｒｅ｛ｙs（ｐn）｝−Ｒｅ｛ｙ′s（ｐn）｝  …（１９）
係数更新部３２は、ｅ（ｐn）と雑音に対するマージンε（式（１５）を参照）とを比較する（Ｓ８）。ｅ（ｐn）≦εであれば（Ｓ８でＹＥＳ）、αnに０を代入し、ｎを１つインクリメントする（Ｓ１０）。その後、Ｓ４に戻る。
【００４８】
ｅ（ｐn）＞εであれば（Ｓ８でＮＯ）、係数αnを次式（２０）にしたがって計算する（Ｓ１２）。
【００４９】
【数６】
0004513219.tif 000008
【００５０】
次に、係数更新部３２は、次式（２１）に従い、係数αi，ｉ＝１，．．．，ｎの摂動分を計算する（Ｓ１４）。ただし、αi＝０である係数については、摂動分の計算は行なわない。
【００５１】
Δαi＝ηi｛ｅi−εｓｉｇｎ（αi）｝                  …（２１）
ｅiは前回計算した値を以下のルール（１）〜（２）により更新して用いる。
【００５２】
（１）ｅiの初期値はｙs（ｐi）とする。
0004513219.tif 000009
また、ηiは、以下の式（２３）に従い求められる。係数更新部３２は、以下の式（２４）を計算する（Ｓ１６）。
【００５３】
【数７】
0004513219.tif 000010
【００５４】
式（２４）の計算の結果、Ｗn＞Ｗn-1であれば（Ｓ１８でＹＥＳ）、係数αiに摂動分Δαiを加算し、係数αiを更新する（Ｓ２０）。Ｗn≦Ｗn-1であれば（Ｓ１８でＮＯ）、αnに０を代入し、ＷnにＷn-1を代入する（Ｓ２２）。Ｓ２０またはＳ２２の処理の後、係数更新部３２は、ｎを１つインクリメントし、Ｓ４に処理の制御を戻す。
【００５５】
［ＳＶＭ８の動作説明］
ＳＶＭ８は、係数更新部３２で更新された係数αiを用いて、次式（２５）および（２６）に従い、ベースバンド信号ｘ（ｔ）をベースバンド信号ｙ（ｔ）に変換する。なお、Ｉｍ（Ｖ＿ｘ）は、ベクトルＶ＿ｘの複素数表示の虚数部を表わす。
【００５６】
【数８】
0004513219.tif 000011
【００５７】
上述の例では、入出力特性が不明な、非線形の入出力特性を有する増幅器１６の出力の補正に対して、サポートベクトルマシンを用いたが、本発明は増幅器１６に対してのみ適用可能なわけではない。一般的に、入出力特性が不明な信号の変換回路に対しても本発明を適用することが可能である。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態によると、ＳＶＭ２６を用いて、増幅器１６の逆特性を有する信号を推定する。その信号とＳＶＭ８より出力される信号とに基づいて、係数更新部３２において、増幅器１６の逆特性を有する関数の係数が更新される。この構成では、ルックアップテーブルを必要としないため、ノイズフロアを低く押さえることができ、簡単な構成で前置型非線形歪補償器を提供することができる。また、サポートベクトルマシンは、ｐｔｈ−ｏｒｄｅｒ−ｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｅｒに比べて、計算が簡単で収束時間が早い。このため、高速処理が可能な前置型非線形歪補償器を提供することができる。
【００５９】
また、広帯域信号が入力された場合、増幅器の非線形性が信号帯域に比較して狭帯域の場合にもデータベクトルのサイズｍを適切に設定することにより補償することが可能である。
【００６０】
［実施の形態２］
図３を参照して、本発明の実施の形態２に係る前置型非線形歪補償器は、図１を参照して説明した実施の形態１に係る前置型非線形歪補償器において、ｍ・ｄ決定部４４を付加し、係数更新部３２の代わりに係数更新部４２を用いたものである。その他の構成部品は、実施の形態１と同様である。このため、それらの説明はここでは繰り返さない。
【００６１】
ｍ・ｄ決定部４４は、直交検波部６および２２に接続されている。係数更新部は、ＳＶＭ８、実数部抽出部２８、減算器３０、ＳＶＭ２６、実数部抽出器２４およびｍ・ｄ決定部４４に接続されている。
【００６２】
ｍ・ｄ決定部４４は、次式（２７）で示される評価関数ｅr（ｋ）が最小となるような、信号ベクトルおよびサポートベクトルのサイズｍと増幅器１６による遅延時間ｄとを求める。係数更新部４２は、ｍ，ｄ決定部４４で決定されたｍおよびｄを用いて、係数αnの更新を行なう。係数更新部４２の動作は、実施の形態１で示したものと同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６３】
ｅr（ｋ）＝｜ｚ（ｔ）−ｋｘ（ｔ）｜2                  …（２７）
ＳＶＭ８は、次式（２８）に従って、ベースバンド信号ｙ（ｋＴ）を求める。
【００６４】
【数９】
0004513219.tif 000012
【００６５】
［実施の形態３］
図４を参照して、本発明の実施の形態３に係る前置型非線形歪補償器は、無線周波数信号ＳINを中間周波数信号に変換するダウンコンバータ２と、ダウンコンバータ２に接続され、ダウンコンバータ２の出力する中間周波数信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４と、Ａ／Ｄ変換器４に接続され、サンプリングされた中間周波数信号をベースバンド信号ｘ（ｔ）に変換する直交検波器６と、直交検波器６に接続され、ベースバンド信号ｘ（ｔ）の実数部Ｒｅ｛ｘ（ｔ）｝を抽出する実数部抽出器５２と、直交検波器６に接続され、ベースバンド信号ｘ（ｔ）の虚数部Ｉｍ｛ｘ（ｔ）｝を抽出する虚数部抽出器５６と、虚数部抽出器５２に接続され、Ｒｅ｛ｘ（ｔ）｝を、後述する増幅器１６の逆特性を用いて、ベースバンド信号ｙ（ｔ）の実数部Ｒｅ｛ｙ（ｔ）｝に変換するＳＶＭ５４と、虚数部抽出器５６に接続され、Ｉｍ｛ｘ（ｔ）｝を、増幅器１６の逆特性を用いて、ベースバンド信号ｙ（ｔ）の虚数部Ｉｍ｛ｙ（ｔ）｝に変換するＳＶＭ５８と、ＳＶＭ５４および５８に接続され、変換後のベースバンド信号ｙ（ｔ）を中間周波数信号に変換する直交変調器１０と、直交変調器１０に接続され、直交変調器１０の出力する中間周波数信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１２とを含む。
【００６６】
前置型非線形歪補償器は、さらに、Ｄ／Ａ変換器１２に接続され、アナログの中間周波数信号を無線周波数信号Ｓ0に変換し、増幅器１６に供給するアップコンバータ１４と、増幅器１６に接続され、増幅器１６より出力される出力信号ＳOUTを中間周波数信号に変換するダウンコンバータ１８と、ダウンコンバータ１８に接続され、中間周波数信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０と、Ａ／Ｄ変換器２０に接続され、デジタル信号をベースバンド信号ｚ（ｔ）に変換する直交検波器２２と、直交検波器２２に接続され、ベースバンド信号ｚ（ｔ）の実数部Ｒｅ｛ｚ（ｔ）｝を抽出する実数部抽出器２４と、直交検波器２２に接続され、ベースバンド信号ｚ（ｔ）の虚数部Ｉｍ｛ｚ（ｔ）｝を抽出する虚数部抽出器６０とを含む。
【００６７】
前置型非線形歪補償器は、さらに、実数部抽出器２４および後述する係数更新部４２に接続され、実数部抽出器２４の出力する実数部Ｒｅ｛ｚ（ｔ）｝と、学習に用いたベースバンド信号ベクトルｚｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）とに基づいて、ＳＶＭ５４より出力されるベースバンド信号の実数部の推定値Ｒｅ｛ｙ′（ｔ）｝を出力するＳＶＭ２６と、虚数部抽出器６０および後述する係数更新部６６に接続され、虚数部抽出器６０の出力する虚数部Ｉｍ｛ｚ（ｔ）｝と、ベースバンド信号ベクトルｚｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）とに基づいて、ＳＶＭ５８より出力されるベースバンド信号の虚数部の推定値Ｉｍ｛ｙ′（ｔ）｝を出力するＳＶＭ６２と、ＳＶＭ５４およびＳＶＭ２６に接続され、ベースバンド信号の実数部の推定値Ｒｅ｛ｙ′（ｔ）｝と、ベースバンド信号ｙ（ｔ）の実数部Ｒｅ｛ｙ（ｔ）｝との差分を計算する減算器３０と、ＳＶＭ５８およびＳＶＭ６２に接続され、ベースバンド信号の虚数部の推定値Ｉｍ｛ｙ′（ｔ）｝と、ベースバンド信号ｙ（ｔ）の虚数部Ｉｍ｛ｙ（ｔ）｝との差分を計算する減算器６４と、直交検波部６および２２に接続され、信号ベクトルおよびサポートベクトルのサイズｍと増幅器１６による遅延時間ｄとを求めるｍ・ｄ決定部４４と、減算器３０、ＳＶＭ５４、ＳＶＭ２６、実数部抽出器２４およびｍ・ｄ決定部４４に接続され、減算器３０の出力、ＳＶＭ２６の出力、ＳＶＭ５４の出力、実数部抽出器２４の出力およびｍ・ｄ決定部４４の出力に基づいて、ＳＶＭ５４における、増幅器１６の逆特性を有する関数の係数を更新する係数更新部４２と、減算器６４、ＳＶＭ５８、ＳＶＭ６２、実数部抽出器６０およびｍ・ｄ決定部４４に接続され、減算器６４の出力、ＳＶＭ６２の出力、ＳＶＭ５８の出力、実数部抽出器６０の出力およびｍ・ｄ決定部４４の出力に基づいて、ＳＶＭ５８における、増幅器１６の逆特性を有する関数の係数を更新する係数更新部６６とを含む。
【００６８】
ＳＶＭ５４およびＳＶＭ５８は、ＳＶＭ８の演算のうち、実数部および虚数部についての演算のみをそれぞれ行なう。ＳＶＭ８の演算は、実施の形態１で説明したのと同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６９】
ＳＶＭ６２は、ＳＶＭ２６でベースバンド信号の実数部の推定値Ｒｅ｛ｙ′（ｔ）｝のと同様の方法に従い、ベースバンド信号の虚数部の推定値Ｉｍ｛ｙ′（ｔ）｝を求める。ＳＶＭ２６における処理は実施の形態１で説明した通りである。
【００７０】
係数更新部６６は、係数更新部３２がＲｅ｛ｙ（ｔ）｝とＲｅ｛ｙ′（ｔ）｝との誤差ｅ（ｔ）が最小になるようにαiを制御するのと同様に、Ｉｍ｛ｙ（ｔ）｝とＩｍ｛ｙ′（ｔ）｝との誤差が最小になるようにαiを制御する。係数更新部３２における処理は実施の形態１で説明した通りである。
【００７１】
上述のように、本実施の形態の前置型非線形歪補償器によると、入力信号の実数部分の補正については増幅器ベースバンド出力の実数部分を、虚数部分の補正については増幅器ベースバンド出力の虚数部分を、それぞれ用いて別々のサポートベクトルマシンによって逆関数を推定し、入力信号の実数部分と虚数部分とを別々に補正する。このような構成にすることにより、補償精度が向上する。
【００７２】
ＳＶＭ５４は、次式（２９）に従って、ベースバンド信号ｙ（ｋＴ）の実数部を求め、ＳＶＭ５８は、次式（３０）に従って、ベースバンド信号ｙ（ｋＴ）の虚数部を求める。
【００７３】
【数１０】
0004513219.tif 000013
【００７４】
［実施の形態４］
図５を参照して、本発明の実施の形態４に係る前置型非線形歪補償器は、無線周波数信号ＳINを中間周波数信号に変換するダウンコンバータ２と、ダウンコンバータ２に接続され、ダウンコンバータ２の出力する中間周波数信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４と、Ａ／Ｄ変換器４に接続され、サンプリングされた中間周波数信号をベースバンド信号ｘ（ｔ）に変換する直交検波器６と、直交検波器６に接続され、ベースバンド信号ｘ（ｔ）を極座標表現した際の振幅Ａx（ｔ）を出力する振幅計算部９２と、直交検波器６に接続され、ベースバンド信号ｘ（ｔ）を極座標表現した際の位相φx（ｔ）を出力する位相計算部９８と、振幅計算部９２に接続され、後述する増幅器１６の逆特性を用いて、ベースバンド信号ｘ（ｔ）をベースバンド信号ｙ（ｔ）に変換するした際に、ベースバンド信号ｘ（ｔ）を極座標表現した際の振幅Ａx（ｔ）からベースバンド信号ｙ（ｔ）を極座標表現した際の振幅Ａy（ｔ）を導出するＳＶＭ９４と、振幅計算部９２に接続され、増幅器１６の逆特性を用いて、ベースバンド信号ｘ（ｔ）をベースバンド信号ｙ（ｔ）に変換するした際に、ベースバンド信号ｙ（ｔ）を極座標表現した際の位相φy（ｔ）からベースバンド信号ｘ（ｔ）を極座標表現した際の位相φx（ｔ）を減じた値Δφxを導出するＳＶＭ９６と、ＳＶＭ９６および位相計算部９８に接続され、ＳＶＭ９６の出力Δφxおよび位相計算部９８の出力φx（ｔ）を入力として受け、位相φy（ｔ）を出力する加算器１０２と、ＳＶＭ９４および加算器１０２に接続され、振幅Ａy（ｔ）および位相φy（ｔ）より複素ベースバンド信号ｙ（ｔ）を生成する複素ベースバンド信号化部１００と、複素ベースバンド信号化部１００に接続され、ベースバンド信号ｙ（ｔ）を中間周波数信号に変換する直交変調器１０と、直交変調器１０に接続され、直交変調器１０の出力する中間周波数信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１２とを含む。
【００７５】
前置型非線形歪補償器は、さらに、Ｄ／Ａ変換器１２に接続され、アナログの中間周波数信号を無線周波数信号Ｓ0に変換するアップコンバータ１４と、アップコンバータ１４に接続され、無線周波数信号Ｓ0を増幅して、出力信号ＳOUTを得る増幅器１６と、増幅器１６に接続され、出力信号ＳOUTを中間周波数信号に変換するダウンコンバータ１８と、ダウンコンバータ１８に接続され、中間周波数信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０と、Ａ／Ｄ変換器２０に接続され、デジタル信号をベースバンド信号ｚ（ｔ）に変換する直交検波器２２と、直交検波器２２に接続され、ベースバンド信号ｚ（ｔ）を極座標表現した際の振幅Ａz（ｔ）を計算する振幅計算部１１８と、直交検波器２２に接続され、ベースバンド信号ｚ（ｔ）を極座標表現した際の位相φz（ｔ）を計算する位相計算部１２０とを含む。
【００７６】
前置型非線形歪補償器は、さらに、振幅計算部１１８に接続され、振幅Ａz（ｔ）から、ベースバンド信号ｙ（ｔ）を極座標表現した際の振幅Ａy（ｔ）の推定値Ａ′y（ｔ）を計算するＳＶＭ１１２と、振幅計算部１１８に接続され、振幅Ａz（ｔ）から、ベースバンド信号ｙ（ｔ）を極座標表現した際の位相φy（ｔ）の推定値φ′y（ｔ）から位相φz（ｔ）を減算した値Δφzを計算するＳＶＭ１１４と、ＳＶＭ１１２に接続され、振幅Ａy（ｔ）から振幅Ａ′y（ｔ）を減算した値を求める減算器１０６と、ＳＶＭ１１４および位相計算部１２０に接続され、位相φz（ｔ）と値Δφz（ｔ）とを加算して、位相φ′y（ｔ）を求める加算器１１６と、加算器１０２および加算器１１６に接続され、位相φy（ｔ）から位相φ′y（ｔ）を減じた値を求める減算器１１０と、直交検波器６に接続され、信号ベクトルおよびサポートベクトルのサイズｍと増幅器１６による遅延時間ｄとを求めるｍ・ｄ決定部４４と、ｍ・ｄ決定部４４、減算器１０６および振幅計算部１１８に接続され、ｍ・ｄ決定部４４の出力、減算器１０６の出力および振幅Ａz（ｔ）に基づいて、ＳＶＭ９４の係数を更新する係数更新部１０４と、ｍ・ｄ決定部４４、減算器１１０および位相計算部１２０に接続され、ｍ・ｄ決定部４４の出力、減算器１１０の出力および位相φz（ｔ）に基づいて、ＳＶＭ９６の係数を更新する係数更新部１０８とを含む。
【００７７】
実施の形態１と同一の構成部品には同一の参照符号を付している。その動作も同一であるため、ここでは説明を繰返さない。
【００７８】
直交検波器６より出力されるベースバンド信号ｘ（ｔ）、振幅計算部９２より出力される振幅Ａx（ｔ）および位相計算部９８より出力される位相φx（ｔ）との間には、次式（３１）に示される関係が成立する。振幅計算部９２は、次式（３２）により振幅Ａx（ｔ）を算出し、位相計算部９８は、次式（３３）により位相φx（ｔ）を算出する。
【００７９】
複素ベースバンド信号化部１００は、次式（３４）に従い、ベースバンド信号ｙ（ｔ）を計算する。
【００８０】
直交検波器２２より出力されるベースバンド信号ｚ（ｔ）、振幅計算部１１８より出力される振幅Ａz（ｔ）および位相計算部１２０より出力される位相φz（ｔ）との間には、次式（３５）に示される関係が成立する。振幅計算部１１８は、次式（３６）により振幅Ａz（ｔ）を算出し、位相計算部１２０は、次式（３７）により位相φz（ｔ）を算出する。
【００８１】
【数１１】
0004513219.tif 000014
【００８２】
ＳＶＭ９４は、次式（３８）および（３９）に従って、ベースバンド信号ｙ（ｋＴ）の振幅を求める。
【００８３】
【数１２】
0004513219.tif 000015
【００８４】
振幅に関しては、実施の形態１と同様の処理を行なう。
ＳＶＭ１１２は、次式（４０）〜（４３）に従って、Ａ′ys（ｋＴ）を出力する。また、係数更新部１０４は、Ａys（ｔ）とＡ′ys（ｔ）との誤差が最小になるようにαiを制御する。αiは次式（４４）および（４５）で表わされる最適化問題を解くことにより得られる。
【００８５】
【数１３】
0004513219.tif 000016
【００８６】
位相に関しては、以下に示すような処理が行なわれる。ＳＶＭ１１４は、次式（４６）〜（４９）に従って、Δφz（ｋＴ）を出力する。また、係数更新部１０８は、φys（ｔ）とφ′ys（ｔ）との誤差が最小になるように、βiを制御する。
【００８７】
【数１４】
0004513219.tif 000017
【００８８】
βiは以下に示す更新手順（Ｓｔｅｐ０）〜（Ｓｔｅｐ５）に従って、係数更新部１０８で求められる。
【００８９】
（Ｓｔｅｐ０）
ｎ＝１、βn＝１，φ′y（ｐi）＝０，Δφz＝０とおく。
【００９０】
（Ｓｔｅｐ１）
学習データＶ＿Ａznおよびφs（ｐn）を入手する。ただし、Ｖ＿Ａznおよびφs（ｐn）は、次式（５０）および（５１）で表わされる。
【００９１】
【数１５】
0004513219.tif 000018
【００９２】
（Ｓｔｅｐ２）
推定誤差ｅ（ｐn）が、減算器１１０において、次式（５２）および（５３）にしたがって計算される。
【００９３】
ｅ（ｐn）＝φys（ｐn）−φ′ys（ｐn）                …（５２）
φ′ys（ｐn）＝φz（ｐn）＋Δφz                      …（５３）
ｅ（ｐn）≦εであれが、βn＝０，ｎ←ｎ＋１として（Ｓｔｅｐ１）に戻る。それ以外の場合には、（Ｓｔｅｐ３）に進む。
【００９４】
（Ｓｔｅｐ３）
係数βnが次式（５４）に従って計算される。
【００９５】
【数１６】
0004513219.tif 000019
【００９６】
（Ｓｔｅｐ４）
係数βi，ｉ＝１，．．．，ｎの摂動分を次式（５５）に従い計算する。ただし、βi＝０のデータは更新しない。
【００９７】
Δβi＝ηi｛ｅi−εｓｉｇｎ（βi）｝              …（５５）
ｅiは前回計算した値を以下のルールで更新して用いる。
【００９８】
ｅiの初期値はｙs（ｐi）とする。
ｅi←ｅi−βiＫ（Ｚ＿Ａzi，Ｚ＿Ａzi），  ｉ＝１，．．．，ｎ
…（５６）
ηi＝１／Ｋ（Ｒｅ｛Ｖ＿Ａzi，Ｖ＿Ａzi｝）          （５７）
（Ｓｔｅｐ５）
次式（５８）を計算する。
【００９９】
【数１７】
0004513219.tif 000020
【０１００】
式（５８）の計算の結果、Ｗn＞Ｗn-1であれば、係数βiに摂動分Δβiを加算し、係数βiを更新し、ｎを１つインクリメントし、（Ｓｔｅｐ１）に戻る。それ以外の場合には、係数βiを更新することなく、係数βiに０を代入し、ＷnにＷn-1を代入し、ｎを１つインクリメントして（Ｓｔｅｐ１）に戻る。
【０１０１】
ＳＶＭ９６は、以上の処理により得られた係数βiを用いて、次式（５９）の計算を行なう。
【０１０２】
【数１８】
0004513219.tif 000021
【０１０３】
［実施の形態５］
図６を参照して、本発明の実施の形態５に係る前置型非線形歪補償器は、無線周波数信号ＳINを中間周波数信号に変換するダウンコンバータ２と、ダウンコンバータ２に接続され、ダウンコンバータ２の出力する中間周波数信号をサンプリングしてデジタル信号（中間周波数信号Ｘ（ｔ））に変換するＡ／Ｄ変換器４と、Ａ／Ｄ変換器４に接続され、後述する増幅器１６の逆特性を有する関数を用いて、中間周波数信号Ｘ（ｔ）を中間周波数信号Ｙ（ｔ）に変換する７２と、ＳＶＭ７２に接続され、変換後の中間周波数信号Ｙ（ｔ）をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１２とを含む。
【０１０４】
前置型非線形歪補償器は、さらに、Ｄ／Ａ変換器１２に接続され、アナログの中間周波数信号を無線周波数信号Ｓ0に変換するアップコンバータ１４と、アップコンバータ１４に接続され、無線周波数信号Ｓ0を増幅して、出力信号ＳOUTを得る増幅器１６と、増幅器１６に接続され、出力信号ＳOUTを中間周波数信号に変換するダウンコンバータ１８と、ダウンコンバータ１８に接続され、中間周波数信号をデジタル信号（中間周波数信号Ｚ（ｔ））に変換するＡ／Ｄ変換器２０とを含む。
【０１０５】
前置型非線形歪補償器は、さらに、Ａ／Ｄ変換器２０および後述する係数更新部７８に接続され、Ａ／Ｄ変換器２０の出力する中間周波数信号Ｚ（ｔ）と、学習に用いた中間周波数信号ベクトルＺｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）とに基づいて、ＳＶＭ７２より出力される中間周波数信号Ｙ′s（ｔ）を出力するＳＶＭ７４と、ＳＶＭ７２およびＳＶＭ７４に接続され、中間周波数信号Ｙ′s（ｔ）と中間周波数信号Ｙ（ｔ）との差分を計算する減算器７６と、Ａ／Ｄ変換器４およびＡ／Ｄ変換器２０に接続され、中間周波数信号Ｘ（ｔ）およびＺ（ｔ）に基づいて、信号ベクトルおよびサポートベクトルのサイズｍと増幅器１６による遅延時間ｄとを求めるｍ・ｄ決定部８０と、減算器７６、ＳＶＭ７２、Ａ／Ｄ変換器２０およびＳＶＭ７４に接続され、減算器７６の出力、ＳＶＭ７２の出力、および中間周波数信号Ｚ（ｔ）に基づいてＳＶＭ７２における、増幅器１６の逆特性を有する関数の係数を更新する係数更新部７８とを含む。
【０１０６】
ここで、中間周波数信号Ｘ（ｔ）、Ｙ（ｔ）およびＺ（ｔ）は、中間周波数をｆIFとしたとき、次式（６０）〜（６２）で表わされる。ここで、ｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）およびｚ（ｔ）は、実施の形態１で説明したベースバンド信号に相当する。
【０１０７】
Ｘ（ｔ）＝Ｒｅ｛ｘ（ｔ）ｅｘｐ（ｊ２πｆIFｔ）｝      …（６０）
Ｙ（ｔ）＝Ｒｅ｛ｙ（ｔ）ｅｘｐ（ｊ２πｆIFｔ）｝      …（６１）
Ｚ（ｔ）＝Ｒｅ｛ｚ（ｔ）ｅｘｐ（ｊ２πｆIFｔ）｝      …（６２）
実施の形態１に係る前置型非線形歪補償器は、中間周波数信号を直交変調し、ベースバンド信号に変換した後、ベースバンド信号に基づいて処理を行なっている。本実施の形態に係る前置型非線形歪補償器は、直交変調は行なわず、中間周波数信号のまま取扱いを行なうものである。しかし、その基本となる考え方は実施の形態１と同様である。このため、式の違いのみを説明し、その他の詳細な説明はここでは繰り返さない。
【０１０８】
ＳＶＭ７４は、以下の式（６３）〜（６６）に従って、Ｙ′s（ｔ）を出力する。また、更新係数部７８は、Ｙs（ｔ）とＹ′s（ｔ）との誤差が最小になるようにαiを制御する。αiは次式（６７）および（６８）で表わされる最適化問題を解くことにより得られる。
【０１０９】
【数１９】
0004513219.tif 000022
【０１１０】
ＳＶＭ７２は、次式（６９）に従って、中間周波数信号Ｙ（ｋＴ）は計算される。
【０１１１】
【数２０】
0004513219.tif 000023
【０１１２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１１３】
【発明の効果】
ノイズフロアが低く、簡単な構成で高速処理可能な前置型非線形歪補償器を提供することができる。また、広帯域信号の補償も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１に係る前置型非線形歪補償器のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】  係数更新部における処理のフローチャートである。
【図３】  実施の形態２に係る前置型非線形歪補償器のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】  実施の形態３に係る前置型非線形歪補償器のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図５】  実施の形態４に係る前置型非線形歪補償器のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図６】  実施の形態５に係る前置型非線形歪補償器のハードウェア構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２，１８  ダウンコンバータ、４，２０  Ａ／Ｄ変換器、６，２２  直交検波器、８，２８  ＳＶＭ、１０  直交変調器、１２  Ｄ／Ａ変換器、１４  アップコンバータ、１６  増幅器、２４，２８  実数部抽出器、３０  減算器、３２  係数更新部。
【図１】
0004513219.tif 000024
【図２】
0004513219.tif 000025
【図３】
0004513219.tif 000026
【図４】
0004513219.tif 000027
【図５】
0004513219.tif 000028
【図６】
0004513219.tif 000029