(57)【要約】【課題】プリディストーション方式を用いる複数の送信増幅器を並列運転する構成において、複数の送信増幅器の出力信号を同相で結合することが可能な送信増幅器の並列運転システムおよび方法を提供する。【解決手段】各送信増幅器に、送信増幅器に入力される信号を検出する入力信号参照部と、送信増幅器から出力される信号を検出する出力信号参照部と、送信増幅器に入力される信号を所望の電力まで増幅する増幅器と、適応フィルタを備えたディジタルプリディストーション部と、入力信号参照部で検出された信号及び出力信号参照部で検出された信号を基に、送信増幅器から出力される信号に発生する歪みを補正するように適用フィルタの係数を設定すると共に、送信増幅器の遅延量が一定となるように適用フィルタの係数を設定するひずみ／遅延測定部とを有する。【選択図】図１
2007142537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリディストーション方式を用いる複数の送信増幅器を並列運転するためのシステムであって、
前記送信増幅器は、
前記送信増幅器に入力される信号を検出する入力信号参照部と、
前記送信増幅器から出力される信号を検出する出力信号参照部と、
前記送信増幅器に入力される信号を所望の電力まで増幅する増幅器と、
前記増幅器で発生する信号歪みを補正すると共に、前記送信増幅器の入力端における信号入力時刻と出力端における信号出力時刻の差である遅延量を一定にする、適応フィルタを備えたディジタルプリディストーション部と、
前記入力信号参照部で検出された信号及び前記出力信号参照部で検出された信号を基に、前記送信増幅器から出力される信号に発生する歪みを補正するように前記適用フィルタの係数を設定すると共に、前記送信増幅器の遅延量が一定となるように前記適用フィルタの係数を設定するひずみ／遅延測定部と、
を有する送信増幅器の並列運転システム。
【請求項２】
前記ひずみ／遅延測定部は、
前記ディジタルプリディストーション部のインパルス応答と、前記増幅器のインパルス応答の畳み込み積分が所望のインパルス応答フィルタに等しく、かつ前記インパルス応答に所望の単位遅延時間を与えるように、前記適応フィルタのフィルタ係数を更新する請求項１記載の送信増幅器の並列運転システム。
【請求項３】
プリディストーション方式を用いる複数の送信増幅器を並列運転するための方法であって、
前記送信増幅器に、入力信号を所望の電力まで増幅する増幅器で発生する信号歪みを補正すると共に、前記送信増幅器の入力端における信号入力時刻と出力端における信号出力時刻の差である遅延量を一定にする、適応フィルタを備えたディジタルプリディストーション部を備え、
前記送信増幅器に入力される信号の検出結果及び前記送信増幅器から出力される信号の検出結果を基に、前記送信増幅器から出力される信号に発生する歪みを補正するように前記適用フィルタの係数を設定し、
前記送信増幅器の遅延量が一定となるように前記適用フィルタの係数を設定する送信増幅器の並列運転方法。
【請求項４】
前記ディジタルプリディストーション部のインパルス応答と、前記増幅器のインパルス応答の畳み込み積分が所望のインパルス応答フィルタに等しく、かつ前記インパルス応答に所望の単位遅延時間を与えるように、前記適応フィルタのフィルタ係数を更新する請求項３記載の送信増幅器の並列運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信システムの無線基地局装置に用いて好適な、複数の送信増幅器を並列に動作させる送信増幅器の並列運転システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の無線基地局装置では、需要拡大に伴って大容量化が求められ、無線基地局装置の送信出力を増大することが必要不可欠となっている。送信出力を増大させるためには、高出力の送信増幅器が必要となるが、高出力を得るために、複数の送信増幅器を並列に動作させ、各送信増幅器の負荷を低減させている。また、高出力を得るために、送信増幅特性の非線形領域で増幅を行わせている。これは、送信出力に非線形ひずみが生じる問題が発生する。そのため、非線形ひずみを補正するために、ディジタルプリディストーション方式を用いる構成が一般的である。
【０００３】
このディジタルプリディストーション方式については、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１では、２つの送信増幅器が主増幅器と変調部とによってそれぞれ構成され、２つの送信増幅器が有する変調部のいずれか一方の出力を、２つの送信増幅器がそれぞれ有する主増幅部に共通に入力する構成が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−３２０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数の送信増幅器を並列運転するためには、送信増幅器の出力を同相で結合する必要がある。各送信増幅器の出力が同相でない場合、送信増幅器の出力間に位相差が発生し、結合時の電力損失を招くために効率が劣化するという問題がある。
【０００５】
この問題を解決するため、例えば、各送信増幅器の入力時間を一致させることにより出力時間を一致させる方法が考えられる。しかしながら、この方法は、各送信増幅器内部の増幅処理時間の個体差により出力信号に位相差が発生するという問題がある。
【０００６】
また、各送信増幅器に基準となる同期信号を入力し、同期信号を基準に各送信増幅器の出力時間を一致させる方法も考えられる。しかしながら、この方法では各送信増幅器の出力時間を一致させるために各送信増幅器の外部に基準となる同期信号が必要となるが、外部同期信号が故障すると、全ての送信増幅器の出力を同相に保つことができなくなるという問題がある。
【０００７】
なお、上記特許文献１では、変調部のいずれか一方の出力を、２つの送信増幅器がそれぞれ有する主増幅部に共通に入力しているため、２つの主増幅部に供給される信号の位相が一致する。しかしながら、上述したように主増幅器間の個体差により出力信号に位相差が発生するという問題がある。また、変調部の一方の出力を使用しないために回路が無駄に使用されるという問題もある。
【０００８】
本発明は上記したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、プリディストーション方式を用いる複数の送信増幅器を並列運転する構成において、複数の送信増幅器の出力信号を同相で結合することが可能な送信増幅器の並列運転システムおよび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】
【０００９】
上記目的を達成するため本発明の送信増幅器の並列運転システムは、プリディストーション方式を用いる複数の送信増幅器を並列運転するためのシステムであって、
前記送信増幅器は、
前記送信増幅器に入力される信号を検出する入力信号参照部と、
前記送信増幅器から出力される信号を検出する出力信号参照部と、
前記送信増幅器に入力される信号を所望の電力まで増幅する増幅器と、
前記増幅器で発生する信号歪みを補正すると共に、前記送信増幅器の入力端における信号入力時刻と出力端における信号出力時刻の差である遅延量を一定にする、適応フィルタを備えたディジタルプリディストーション部と、
前記入力信号参照部で検出された信号及び前記出力信号参照部で検出された信号を基に、前記送信増幅器から出力される信号に発生する歪みを補正するように前記適用フィルタの係数を設定すると共に、前記送信増幅器の遅延量が一定となるように前記適用フィルタの係数を設定するひずみ／遅延測定部と、
を有する。
【００１０】
一方、本発明の送信増幅器の並列運転方法は、プリディストーション方式を用いる複数の送信増幅器を並列運転するための方法であって、
前記送信増幅器に、入力信号を所望の電力まで増幅する増幅器で発生する信号歪みを補正すると共に、前記送信増幅器の入力端における信号入力時刻と出力端における信号出力時刻の差である遅延量を一定にする、適応フィルタを備えたディジタルプリディストーション部を備え、
前記送信増幅器に入力される信号の検出結果及び前記送信増幅器から出力される信号の検出結果を基に、前記送信増幅器から出力される信号に発生する歪みを補正するように前記適用フィルタの係数を設定し、
前記送信増幅器の遅延量が一定となるように前記適用フィルタの係数を設定する方法である。
【００１１】
上記のような構成及び方法では、各送信増幅器のディジタルプリディストーション部にて遅延量が一定となるように調整するため、各送信増幅器の入力信号の位相を一致させれば、各送信増幅器の出力信号の位相が一致する。
【００１２】
また、ディジタルプリディストーション部の適応フィルタにて送信増幅器の遅延量を制御するため、遅延量を補正するために新たな回路を組み込む必要がない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、各送信増幅器のディジタルプリディストーション部にて遅延量が一定となるように調整するため、各送信増幅器の入力信号の位相を一致させれば、各送信増幅器の出力信号の位相が一致し、複数の送信増幅器の出力を同相で結合することが可能になる。
【００１４】
また、ディジタルプリディストーション部の適応フィルタにて送信増幅器の遅延量を制御するため、遅延量を補正するために新たな回路を組み込む必要がない。したがって、回路規模を増大することなく送信増幅器の遅延量を調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明について図面を参照して説明する。
【００１６】
本発明は、無線基地局装置に適用する、ディジタルプリディストーション方式を用いた複数の送信増幅器を並列運転するシステムにおいて、各送信増幅器の入力端の信号入力時刻と出力端の信号出力時刻の差（遅延量）を一定にするための信号遅延処理を、送信増幅器の出力信号の歪みを補正するためのディジタルプリディストーション部でそれぞれ実行し、各送信増幅器の出力を同相にする。ディジタルプリディストーション部は、一般にＦＩＲ(Finite Impulse Response：有限インパルス応答)フィルタを使用した適応フィルタで設計されているため、該適応フィルタで信号遅延処理も実行できる。したがって、元々備えるディジタルプリディストーション部に信号遅延処理を実行させるため、新たな回路を追加する必要がない。
【００１７】
図１は本発明の送信増幅器の並列運転システムの一構成例を示すブロック図である。なお、図１では、説明を簡単にするため、２つの送信増幅器を並列運転する構成を示すが、３つ以上の送信増幅器を並列運転する場合も同様の構成を適用できる。
【００１８】
図１に示す第１の送信増幅器１及び第２の送信増幅器２は、ディジタルプリディストーション方式を用いた送信増幅器である。分配器３は、第１の送信増幅器１及び第２の送信増幅器２に入力信号を２分配する。また、結合器４は、第１の送信増幅器１及び第２の送信増幅器２の出力信号を結合する。
【００１９】
第１の送信増幅器１は、ディジタルプリディストーション部（ＤＰＤ）１０１、直交変調部１１１、アップコンバータ（ＵｐＣｏｎｖ）１２１、増幅器（ＡＭＰ）１３１、ダウンコンバータ（ＤｏｗｎＣｏｎｖ）１５１、ひずみ／遅延測定部１７１、入力信号参照部１６１及び出力信号参照部１４１を有する構成である。
【００２０】
同様に、第２の送信増幅器２は、ディジタルプリディストーション部（ＤＰＤ）１０２、直交変調部１１２、アップコンバータ（ＵｐＣｏｎｖ）１２２、増幅器（ＡＭＰ）１３２、ダウンコンバータ（ＤｏｗｎＣｏｎｖ）１５２、ひずみ／遅延測定部１７２、入力信号参照部１６２及び出力信号参照部１４２を有する構成である。
【００２１】
第１の送信増幅器１に入力された信号は、ディジタルプリディストーション部１０１にて信号処理が行われる。ディジタルプリディストーション部１０１は、上述したように適応フィルタで構成され、入力信号を所望の電力まで増幅するための増幅器１３２にて発生する歪みや第１の送信増幅器１で発生する遅延量を補正する。直交変調器１１１は入力ベースバンド信号を直交変調する。アップコンバータ１２１は、直交変調器１１１から出力された信号（ベースバンド信号）の周波数を無線周波数に変換する。アップコンバータ１２１から出力された無線周波数信号は増幅器１３１にて所望の電力まで増幅される。
【００２２】
出力信号参照部１４１は、増幅器１３１から出力された無線周波数信号を検出し、その検出信号（モニタ出力信号）をダウンコンバータ１５１に供給する。ダウンコンバータ１５１は、モニタ出力信号の周波数をダウンコンバートし、ひずみ／遅延測定部１７１に供給する。
【００２３】
一方、入力信号参照部１６１は、ディジタルプリディストーション部１０１に入力される信号を検出し、その検出信号（モニタ入力信号）をひずみ／遅延測定部１７１に供給する。
【００２４】
ひずみ／遅延測定部１７１は、ダウンコンバート後のモニタ出力信号及びモニタ入力信号から両信号の歪み及び第１の送信増幅器１の遅延量をそれぞれ測定する。そして、それらの測定結果を基に、ＦＩＲフィルタで構成されるディジタルプリディストーション部１０１のフィルタの係数を適応的に更新し、第１の送信増幅器１から出力される信号の歪み及び遅延量をそれぞれ補正する。
【００２５】
第２の送信増幅器２も上述した第１の送信増幅器１と同様に動作するため、ここではその説明を省略する。
【００２６】
図１に示すように、分配器３は、入力信号を２分配し、第１の送信増幅器１及び第２の送信増幅器２にそれぞれ同一信号を供給する。
【００２７】
第１の送信増幅器１及び第２の送信増幅器２は、それぞれ入力された信号を増幅し、出力する。第１の送信増幅器１及び第２の送信増幅器２から出力された信号は、結合器４にて結合される。以上の構成により、第１の送信増幅器１及び第２の送信増幅器２は並列に動作する。このとき、上述したように第１の送信増幅器１及び第２の送信増幅器２の出力信号を同相で結合する必要がある。
【００２８】
第１の送信増幅器１及び第２の送信増幅器２の出力信号が同相でない場合、第１の送信増幅器１及び第２の送信増幅器２の出力信号間には位相差が発生し、結合時の電力損失を招くために効率が劣化する。そのため、第１の送信増幅器１及び第２の送信増幅器２の出力信号が同相となるように、第１の送信増幅器１及び第２の送信増幅器２はおのおの遅延時間が一定となるように（一致するように）制御を行う。
【００２９】
図２は一般的な送信増幅器の並列運転システムが備えるプリディストーション方式を用いた送信増幅器の動作を説明するための模式図であり、図３は本発明の送信増幅器の並列運転システムが備えるプリディストーション方式を用いた送信増幅器の動作を説明するための模式図である。なお、図２及び図３では、本発明の動作の説明に直接関係しない構成要素、すなわち、直交変調器、アップコンバータ及びダウンコンバータを省略した構成を示している。
【００３０】
図２に示すように、一般に、ディジタルプリディストーション部（ＤＰＤ）は、出力信号の歪みを補正するために適応フィルタ（ＦＩＲフィルタ）で構成されており、増幅器の逆インパルス応答特性を持つようにフィルタの各係数が設定される。
【００３１】
ディジタルプリディストーション部にて増幅器の逆インパルス応答特性が重畳された信号は増幅器に供給される。増幅器は、供給された信号の電力を増幅すると共に、自回路のインパルス応答特性を重畳した信号を出力する。すなわち、送信増幅器の出力信号は増幅器の歪みを打ち消した信号となる。
【００３２】
ひずみ／遅延測定部は、入力信号参照部及び出力信号参照部から供給されるモニタ入力信号及びモニタ出力信号から、出力信号の歪みを打ち消すように、すなわち、ディジタルプリディストーション部のＦＩＲフィルタの特性が増幅器の逆インパルス応答特性となるように、ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を随時更新する。
【００３３】
一方、本発明では、図３に示すように、増幅器による信号歪みを補正するように、ディジタルプリディストーション部のＦＩＲフィルタのフィルタ係数を随時更新すると共に、ディジタルプリディストーション部のインパルス応答と、増幅器のインパルス応答の畳み込み積分が所望インパルス応答フィルタに等しくなるように、ディジタルプリディストーション部のＦＩＲフィルタ係数を適応的に更新する。
【００３４】
すなわち、本発明では、図３に示すように送信増幅器に演算器１８１及び所望インパルス応答フィルタ１９１を備えている。
【００３５】
演算器１８１は、第１の送信増幅器１の出力信号から、入力信号と所望インパルス応答フィルタ１９１の畳み込み積分の値の差信号を抽出する。そして、ひずみ／遅延測定部は、その差信号が０となるようにディジタルプリディストーション部のＦＩＲフィルタ係数を適応的に更新する。なお、図３では演算器１８１及び所望インパルス応答フィルタ１９１をそれぞれ独立して有する構成を示しているが、演算器１８１及び所望インパルス応答フィルタ１９１はひずみ／遅延測定部に備えていてもよい。図３は、一般にＦｉｌｔｅｒｅｄ−ｘアルゴリズムと呼ばれる構成である。
【００３６】
上述した従来の課題を解決するためには、各送信増幅器の出力信号を同相としなければならない。そこで、本発明では、第１の送信増幅器１及び第２の送信増幅器２の出力信号が同相となるよう、所望インパルス応答フィルタ１９１のフィルタ係数を決定する。すなわち、各送信増幅器の入力端の信号入力時刻と出力端の信号出力時刻の差が一定となるように所望インパルス応答フィルタ１９１のフィルタ係数を決定する。そのため、所望インパルス応答フィルタのフィルタ係数は、一定の単位遅延時間を与えたインパルス応答とする。
【００３７】
このように、所望インパルス応答フィルタ１９１のフィルタ係数を決定することで、第１の送信増幅器１の出力信号は、第１の送信増幅器１の入力信号の入力時刻に対して一定の単位遅延時間が与えられる。すなわち、第１の送信増幅器１及び第２の送信増幅器の遅延量を同一にすることができる。
【００３８】
そのため、図１に示した第１の送信増幅器１及び第２の送信増幅器２の入力信号の入力時刻を一致させれば、第１の送信増幅器１及び第２の送信増幅器２の出力信号の出力時刻が一致し、各送信増幅器の出力信号が同相となる。
【００３９】
したがって、本発明によれば、ディジタルプリディストーション部にて各送信増幅器の遅延量が一定となるように調整するため、第１の送信増幅器１及び第２の送信増幅器２の入力信号の位相を一致させれば、第１の送信増幅器１及び第２の送信増幅器２の出力信号の位相が一致し、複数の送信増幅器の出力を同相で結合することが可能になる。
【００４０】
また、ディジタルプリディストーション部の適応フィルタにて送信増幅器の遅延量を制御するため、遅延量を補正するために新たな回路を組み込む必要がない。したがって、回路規模を増大することなく送信増幅器の遅延量を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の送信増幅器の並列運転システムの一構成例を示すブロック図である。
【図２】一般的な送信増幅器の並列運転システムが備えるプリディストーション方式を用いた送信増幅器の動作を説明するための模式図である。
【図３】本発明の送信増幅器の並列運転システムが備えるプリディストーション方式を用いた送信増幅器の動作を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    第１の送信増幅器
２    第２の送信増幅器
３    分配器
４    結合器
１０１、１０２    ディジタルプリディストーション部
１１１、１１２    直交変調器
１２１、１２２    アップコンバータ
１３１、１３２    増幅器
１４１、１４２    出力信号参照部
１５１、１５２    ダウンコンバータ
１６１、１６２    入力信号参照部
１７１、１７２    ひずみ／遅延測定部
１８１    演算器
１９１    所望インパルス応答フィルタ
【図１】
2007142537.tif 000003
【図２】
2007142537.tif 000004
【図３】
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