(57)【要約】【課題】プリディストーション歪補償を行うためのフィードバック信号の遅延時間検出を、経年変化等による大きな遅延時間変化が生じたときでも、オンライン状態のままで効率よく行えるようにする。【解決手段】粗遅延検出部１０２による１サンプル単位での粗遅延検出と、微遅延生成器１０４、遅延器１０５、１０６、相関器１０７、１０８、加算器１０９及び遅延検出制御部１０３による微遅延検出をともにオンラインで行えるようにし、常時は微遅延検出とその検出値による微遅延補正のみを繰り返し実行し、微遅延検出ができないときだけ粗遅延検出を行って粗遅延補正の更新を行う。こうして、大きな遅延時間変化のため粗遅延検出が必要となったとき、粗遅延検出精度は微遅延検出のそれよりも低いので少ない処理時間で検出、補正の更新がオンラインで可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
与えられた装置の出力信号をフィードバックしたフィードバック信号の入力信号に対する遅延時間を補正して出力信号と入力信号とを比較処理するための遅延時間検出方法であって、
当該装置が運用状態にあるときに前記フィードバック信号の入力信号に対する遅延時間を第１の精度で検出し、その検出値を粗遅延として入力信号に与える第１の手段と、当該装置が運用状態にあるときに前記粗遅延を与えられた入力信号に対する前記フィードバック信号の遅延時間を前記第１の精度より高い第２の精度で検出しその検出値を微遅延とし前記粗遅延に加算して入力信号に与える第２の手段とを設けるとともに、
前記第１の手段による粗遅延の検出と入力信号への付与が行われた後は、前記第２の手段により前記第２の精度でもっての微遅延の検出が可能な間は前記第２の手段による微遅延の検出と入力信号への付与を周期的に繰り返し行って入力信号とフィードバック信号との時間差が前記第２の精度以下となるように制御し、
前記第２の手段による前記第２の精度での微遅延検出ができなかったときには、前記第１の手段による粗遅延の検出とその検出値の入力信号への付与を行い、その後前記第２の手段による微遅延検出とその入力信号への加算的付与を繰り返し行うようにしたことを特徴とする遅延時間検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遅延時間検出方法に係り、とくにプリディストーション歪補償方式によりその非線形特性を補償するようにした送信機において、フィードバック信号の遅延時間を検出し、補償するのに適した遅延時間検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤＭＡ方式を用いた無線システム等では、基地局送信装置にプリディストーション歪補償方式を用いて増幅器等の非線形特性を補償した送信増幅器が用いられる。このようなシステムでは、送信増幅器やその周辺回路の特性が経年変化、温度変化、電源電圧変動等により変化するので、その変化に応じて歪補償量を変化させ、増幅器の歪補償特性を良好な状態に保つためのフィードバック制御が行われる。すなわち増幅器出力信号の一部を分岐してフィードバックし、入力信号と比較して歪量を検出し、この検出した歪量が小さくなるように歪補償量が制御される。
【０００３】
上述したプリディストーション歪補償増幅器の構成や改良については、例えば特許文献１〜３等の公知例がある。
【特許文献１】特開２００２−２６９９８号公報
【特許文献２】特開２００１−２３７７２３号公報
【特許文献３】特開平１０−６５５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プリディストーション歪補償方式では、出力信号をフィードバックして入力信号と比較することにより歪量を検出するが、上記比較を行う比較手段へ入力されるフィードバック信号は、増幅器への入力信号がプリディストータ等の回路を経由して増幅器へ入力され、その出力がフィードバック回路を経由して戻って来た信号であるから、これら諸回路の伝播時間の合計分だけ入力信号より遅延した信号となる。歪量の検出やその結果に基づく歪補償量の算出、プリディストーションを入力信号に与える処理などはベースバンド又はＩＦ帯のディジタル信号に対して行われることが多く、この場合にはフィードバック信号の経路にＡ／Ｄ変換器、周波数変換器、Ｄ／Ａ変換器、フィルタなどの多くの回路が含まれることになり、入力信号に対するフィードバック信号の遅延時間が大きくなって、歪量検出精度の劣化が大きくなる。
【０００５】
本件と同一出願人による関連先行技術（特願眼２００５−９８８０６）には、上記したフィードバック信号の遅延時間を補正して歪量の検出精度を向上させる技術が示されている。図３は、この先行技術に示されている遅延補正機能付き送信機の一実施形態を示したもので、入力信号（ＣＤＭＡ送信信号）はディジタル変調部３０１でＩＦ信号に変換され、Ｉ，Ｑ相の送信信号ＴＸとなる。ＤＰＤ（Digital PreDistorter）３０２は、電力増幅器３０５の歪み特性とは逆特性の予歪みを送信信号ＴＸに与え、その出力はＤ／Ａコンバータ３０３でアナログＩＦ信号に変換される。その後周波数変換部３０４でＲＦ信号とされ、電力増幅器３０５で電力増幅され、ＤＰＤ３０２で与えられた予歪みにより歪補償された送信信号として出力される。
【０００６】
電力増幅器から出力されたＲＦ送信信号の一部はミキサ３０６でＩＦ信号に変換され、Ａ／Ｄコンバータ３０７でディジタル化されたのち、ディジタル直交検波部３０８で検波され、Ｉ，Ｑ相のフィードバック信号ＲＸとなる。
【０００７】
遅延検出部３０９では、フィードバック信号ＲＸの送信信号ＴＸに対する遅延時間が検出され、この検出値に基づいて遅延補正機能部３１０で遅延補正が行われ、こうしてフィードバック信号ＲＸと送信信号ＴＸの時間ずれが補正されて歪検出部３１１による正確な歪検出が行われる。この検出された歪量は、図示を省略した歪補償制御回路へ入力され、ＤＰＤ３０２の歪み特性制御に用いられる。
【０００８】
ここで遅延検出部３０９では、ディジタル信号の１サンプル単位の遅延時間（これを粗遅延という）と１サンプル単位よりも短い時間単位の遅延時間（これを微遅延という）を検出する機能を持っている。粗遅延の検出は、送信機のオフライン状態で、例えば入力信号としてインパルス信号を入力したとき、送信信号ＴＸとフィードバック信号ＲＸのピーク値のずれがｋサンプル（ｋ：整数）ずれていると、粗遅延の検出量はｋ・Ｔ（Ｔ：サンプル周期）であるとするものである。この測定は装置の出荷時やオフライン保守を行うときに行われ、運用中は固定的に記憶されて遅延時間補正に用いられる。
【０００９】
一方、微遅延の検出は装置がオンライン状態のままで行われるもので、粗遅延の補正だけでは補正しきれない遅延時間を常時測定して補正を行う。オンライン状態での遅延検出であるから送信信号ＴＸ、フィードバック信号ＲＸはともに運用中の送信信号とそのフィードバック信号であるので、遅延検出はこの２つの信号の相互相関値を算出することにより行われる。但し、フィードバック信号の粗遅延は既に補正されているものとする。まず補間フィルタ等の技術によりフィードバック信号ＲＸの内挿を行って各サンプル間隔をＭ等分した時点の値を算出する。これによりフィードバック信号ＲＸをＴ／Ｍ単位でずらした波形を得ることができる。次に送信信号ＴＸをｊＴ／Ｍ（ｊ＝−Ｍ＋１〜Ｍ−１）ずらした波形をＴＸｊとし、さらにこの波形ＴＸｊを＋１及び−１サンプルずらした波形をＴＸｊ＋及びＴＸｊ−とする。このとき波形ＴＸｊ＋とフィードバック信号ＲＸとの相互相関値Ｃ＋と、波形ＴＸｊ−とフィードバック信号ＲＸとの相互相関値Ｃ−とを、ｊの値をかえながら求めると、相互相関値の差Ｃ＋−Ｃ−が最も０に近づくｊの値のときのｊＴ／Ｍの値が、Ｔ／Ｍ単位で測定した微遅延として求められる。こうして求められた微遅延は、遅延時間のオンライン補正に用いられ、歪検出精度の向上に寄与している。
【００１０】
しかし上記した先願記載の技術では、微遅延の検出範囲が１サンプル周期Ｔ以下であるから、装置の運用中に経年変化などによって固定的に補正されている粗遅延よりも１サンプル周期以上の遅延時間ずれが生じたときには遅延の検出ができず、従って遅延の補正も不十分になってしまう。フィードバック信号ＲＸを±（Ｍ−１）Ｔ／Ｍ以上の広い範囲でＴ／Ｍずつずらせながら微遅延検出を行えば、粗遅延より１サンプル周期以上のずれが発生しても検出は可能であるが、所要の処理時間が増大し、好ましくない。
【００１１】
本発明は、粗遅延よりも１サンプル周期以上のずれが発生したときでも、少ない処理時間でそのずれを検出して正確な遅延補正を行えるようにするための遅延時間検出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】
【００１２】
本発明は、与えられた装置の出力信号をフィードバックしたフィードバック信号の入力信号に対する遅延時間を補正して出力信号と入力信号とを比較処理するための遅延時間検出方法であって、
当該装置が運用状態にあるときに前記フィードバック信号の入力信号に対する遅延時間を第１の精度で検出し、その検出値を粗遅延として入力信号に与える第１の手段と、当該装置が運用状態にあるときに前記粗遅延を与えられた入力信号に対する前記フィードバック信号の遅延時間を前記第１の精度より高い第２の精度で検出しその検出値を微遅延とし前記粗遅延に加算して入力信号に与える第２の手段とを設けるとともに、
前記第１の手段による粗遅延の検出と入力信号への付与が行われた後は、前記第２の手段により前記第２の精度でもっての微遅延の検出が可能な間は前記第２の手段による微遅延の検出と入力信号への付与を周期的に繰り返し行って入力信号とフィードバック信号との時間差が前記第２の精度以下となるように制御し、
前記第２の手段による前記第２の精度での微遅延検出ができなかったときには、前記第１の手段による粗遅延の検出とその検出値の入力信号への付与を行い、その後前記第２の手段による微遅延検出とその入力信号への加算的付与を繰り返し行うようにしたことを特徴とする遅延時間検出方法を開示する。
【発明の効果】
【００１３】
粗遅延検出を微遅延検出と同様にオンラインで行うようにし、装置の運用中は第２の手段により微遅延検出とその検出値による遅延補正を繰り返して遅延時間誤差を微遅延の検出精度（第２の精度）以下に保つ。この繰り返し途中で経年変化等のため遅延時間の大幅な変化が生じて微遅延検出ができなかったときだけ、第１の手段による粗遅延検出と補正をやり直す。この方法によると、粗遅延検出は微遅延検出よりも低い精度での遅延検出であるから、微遅延検出範囲を単純に拡大して粗遅延補正を行うよりも小さい処理時間で大きな遅延時間変化にも対応できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の遅延時間検出方法を実現する遅延時間検出部の構成例を示す機能ブロック図で、送信信号ＴＸ及びフィードバック信号ＲＸは図３で同一符号を用いて説明したのと同じ信号である。１サンプル単位での粗遅延は粗遅延検出部１０２で検出され、それ以下の微遅延は微遅延生成器１０４、±１サンプルの遅延を与える遅延ブロック１０５、１０６、相関器１０７、１０８、及び減算器１０９を用いて検出され、これら遅延検出の動作が遅延検出制御部１０３により制御される。
【００１５】
図２は、図１に示した遅延検出部をＤＳＰ等の処理装置により実現したときの処理方法を示すフローチャートである。以下この処理を図１の各機能と対応づけて説明する。まず、処理が開始されると、遅延検出制御部１０３が粗遅延検出部１０２を動作させ、１サンプル単位の粗遅延検出処理を行う（ステップ２０１）。
【００１６】
この粗遅延検出処理は、本発明ではオンライン状態で行うので、前記した先願に示されているようなインパルス信号の利用はできない。しかし、前もって、オフライン状態でインパルス信号を利用して粗遅延を検出しても良い。その場合、１サンプル単位の粗遅延検出処理（ステップ２０１）を飛ばす。オンラインで粗遅延検出を行う方法としては、想定される遅延量を含むより広い想定時間範囲Ｈを定め、その時間範囲Ｈを例えば１０等分して送信信号ＴＸ又はフィードバック信号ＲＸの一方をＨ／１０づつ遅延させた信号を生成する。このような遅延信号の生成は、例えばローパルスフィルタにより実現できる。いまフィードバック信号ＲＸの方をＨ／１０づつ遅延させて遅延信号ＲＸ０、ＲＸ１…ＲＸ９を生成するものとすると、これら遅延した信号ＲＸｊ、ｊ＝０〜９の各々ともう一方の信号ＴＸとの相関値を求める。但し送信信号ＴＸも従ってフィードバック信号ＲＸも実際に送信されている信号とそのフィードバック信号であるから電力が時間的に変化しているので、信号の電力、即ち自己相関値で正規化した相関値とする。こうして得られた相関値のうちの最大値を与える遅延信号をＲＸｋとすると、Ｈ／１０単位での遅延時間ｋ・Ｈ／１０が検出される。
【００１７】
実際の粗遅延検出処理では、想定時間範囲Ｈをいきなり１サンプル単位で遅延時間を検出できるまで分割して上記の処理を行うと分割数が多くなり処理に大きな時間を必要とする。例えばＷ−ＣＤＭＡ方式で、想定時間範囲Ｈを５チップ（１チップは２６０ｎｓ）として、Ａ／Ｄで２４倍オーバーサンプリングすると同方式の１サンプルは約１０ｎｓであるから１３０等分することになる。このため、最初は粗く分割して概略遅延時間を求め、次にその求めた遅延時間前後の分割区間を細分して同様な処理を繰り返せば、効率よく１サンプル単位での遅延時間がオンラインで検出できる。
【００１８】
このようにして粗遅延が検出されると、遅延検出制御部１０３は遅延補正部１０１に検出した粗遅延を設定する。これによって遅延補正部１０１から出力される信号ＴＸ１に対するフィードバック信号ＲＸの遅延時間は１サンプル未満となる。こうして粗遅延の検出、設定が終わると、遅延検出制御部１０３は以下の処理で微遅延の検出及び設定を行うが、これは前記先願でその概略を説明した技術である。
【００１９】
まず、±１サンプル区間（サンプル周期Ｔ）をそれぞれＭ分割するものとし、パラメータｊを−Ｍ＋１とし（ステップ２０３）、遅延補正部１０１から出力される信号ＴＸ１を微遅延生成器１０４によってｊＴ／Ｍ遅延させる（ステップ２０４）。次にこの遅延させた信号を遅延器１０６、１０５により±１サンプル遅延して信号ＴＸ１ｊ＋及びをＴＸ１ｊ−を生成し（ステップ２０５）、さらにこれら各々とフィードバック信号ＲＸとの相関値Ｃ＋及びＣ−を相関器１０８、１０７により算出する（ステップ２０６）。さらに求めた相関値の差Ｃ＋−Ｃ−を算出して差ΔＣｊとして保存する（ステップ２０７）。
【００２０】
次に、ｊが−Ｍ＋１かを調べる（ステップ２０８）。Ｙｅｓであればまだ前回の差ΔＣｊ−１は存在しないのでステップ２１１へ進む。ｊ＞−Ｍ＋１になっていれば差ΔＣｊ−１が保存されているのでΔＣｊとΔＣｊ−１が異符号かを調べ（ステップ２０９）、同符号であればｊ≧Ｍかを調べる（ステップ２１０）。そしてｊ＜Ｍであればｊを＋１し（ステップ２１１）、ステップ２０４へ戻る。
【００２１】
以上の処理で、ｊ≧Ｍとなる前のｊの値に対して差ΔＣｊと前回の差ΔＣｊ−１が異符号となったときは（ステップ２０９でＹｅｓ）、そのときのｊに対してｊＴ／Ｍが検出された微遅延とされ（ステップ２１２）、この値が先に検出した粗遅延に加算されて遅延補正部１０１に設定される（ステップ２０２）。これによって信号ＴＸ１とフィードバック信号ＲＸとはＴ／Ｍ以下の遅延時間差となる。こうしてステップ２０３以下の処理が常時繰り返されることにより、微遅延も常時オンライン補正された状態となる。
【００２２】
装置の経年変化等により微遅延の補正範囲±Ｔをこえる遅延時間変化が生じたときには、図２の処理でｊ＝Ｍとなっても差ΔＣｊとΔＣｊ−１が同符号のままになる。このときにはステップ２１０でＹｅｓとなり、処理は１サンプル単位の遅延量検出処理２０１へ戻る。
【００２３】
以上のようにして、１サンプル以上の大きな遅延時間変化が生じたときでも短い処理時間でのオンライン補正が可能となるから、遅延補正部１０１出力の信号ＴＸ１とフィードバック信号ＲＸを用いれば、送信増幅器出力の歪成分検出を常に正確に行えるようになる。
【００２４】
なお、以上の説明では、遅延を検出する信号の一方を想定時間範囲内で少しずつ遅延して相関値を求め、最大の相関値を与える信号の遅延量から遅延時間を求めるという処理を繰り返して粗遅延をオンラインで求めるものとしたが、別の方法として、ＣＤＭＡ携帯電話で行われているバスサーチと同様に、マッチトフィルタで１／２チップ（１３０ｎｓ）間隔で全てのタイミングの相関値（相関プロファイル）を求め、最大の相関値を与えるタイミングを遅延時間とする方法を用いてもよい。あるいは、図２で説明した微遅延の検出方法を利用し、想定時間範囲を最初はあらく分割した遅延を一方の信号に与えて遅延時間を求め、さらにその求めた遅延時間を補正した上で残りの遅延時間をより細かく分割した遅延を一方の信号に与えて遅延時間を求める、という方法を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の遅延時間検出方法を実現する遅延時間検出部の例を示す機能ブロック図である。
【図２】図１の遅延補正部に於ける処理方法を示すフローチャートである。
【図３】遅延補正機能付き送信機の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０１    遅延補正部
１０２    粗遅延検出部
１０３    遅延検出制御部
１０４    微遅延生成器
１０５、１０６    １サンプル遅延器
１０７、１０８    相関器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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