(57)【要約】【課題】発生頻度の低い部分に対しても優れた補償性能を有する非線形歪補償器を提供する。【解決手段】補償係数生成回路200には低頻度データ対応部240が設けられている。低頻度データ対応部240は、データ蓄積部241と、発生回数算出部242と、発生頻度判定部243と、低頻度データ抽出部244と、を備える。データ蓄積部241にはオリジナルのI1信号およびQ1信号に対応する極座標データ（r1、θ1）とフィードバックされたI2信号およびQ2信号に対応する極座標データ（r2、θ2）とが蓄積されていく。発生回数算出部242は、振幅値ごとにその振幅値の発生回数を算出する。発生頻度判定部243は、発生回数を低頻度と高頻度とに分ける。低頻度データ抽出部244は、低頻度と判定された振幅値に対応するデータをデータ蓄積部241から抽出する。このように抽出された低頻度データに対して、補償係数算出部230により補償係数を算出する。【選択図】図2
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅器の入力信号に対してプリディストーション処理を行うことで前記増幅器を含む電子回路において生じる歪みを除去する歪み補償器と、
前記入力信号と前記増幅器から出力される出力信号を帰還させた帰還信号とに基づいて前記プリディストーション処理に用いる補償係数を算出する補償係数算出部と、を備えた非線形補償装置であって、
前記入力信号と前記帰還信号とを蓄積するデータ蓄積部と、
前記データ蓄積部に蓄積されたデータのなかから発生頻度が低いデータを抽出する低頻度データ抽出部と、を備え、
前記補償係数算出部は、前記低頻度データ抽出部によって抽出された低頻度のデータに対して前記補償係数を算出する
ことを特徴とする非線形補償装置。
【請求項２】
請求項1に記載の非線形補償装置において、
前記補償係数算出部は、前記入力信号と前記帰還信号とを入力順に逐次処理して前記補償係数を算出することに加えて、さらに、前記低頻度データ抽出部によって抽出された低頻度のデータに対して前記補償係数を算出する
ことを特徴とする非線形補償装置。
【請求項３】
請求項1または請求項2に記載の非線形補償装置において、
データの発生頻度は、信号の振幅値ごとにその発生回数をカウントして求めた各振幅値の発生回数に基づいて判断する
ことを特徴とする非線形補償装置。
【請求項４】
請求項1から請求項3のいずれかに記載の非線形補償装置を備えたテレビ送信機。
【請求項５】
入力信号と、入力信号を増幅器で増幅した出力信号を帰還させた帰還信号と、を蓄積し、
前記蓄積したデータのなかから発生頻度が低いデータを抽出し、
前記抽出したデータに基づいてプリディストーション処理に用いる補償係数を算出し、
前記補償係数を用いて、前記増幅器の前記入力信号に対してプリディストーション処理を行う
ことを特徴とする非線形補償方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビ送信機などに用いる電力増幅器で発生する非線形歪を補償するための非線形補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビ送信機では、一般的に、電力増幅器の非線形歪を補償する装置が搭載されている。近年、デジタルテレビ放送が開始されるようになってきているので、テレビ送信機は、デジタル変調された信号を増幅することが求められる。この際、放送エリアを確保するため、従来よりも高いリニアリティーが要求されている。
【０００３】
このような要請に応えるために、例えば、特許文献1（特開2001-168774）に非線形補償器を備えたOFDM送信装置が開示されている。特許文献1では、デジタル信号処理によって、オリジナルの信号と電力増幅器の出力からフィードバックした歪を含む信号との誤差比較を行う。そして、入出力特性に対する振幅誤差と位相誤差とを算出する。
ここで、補償量テーブルが予め設けられており、初期設定時に数パターンの歪み補償量が設定されている。前記算出された誤差に基づき、補償量テーブルから前記誤差を補償する歪み補償量を読み出す。この読み出した歪み補償量をオリジナル信号に付加しておく。このように、電力増幅器の非線形歪を打ち消すためのプリディストーションを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2001-168774号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の方法では、発生頻度が高い歪み特性に関しては精度よくかつ追従性のよい補償ができると考えられる。しかしながら、一回の算出期間で一度あるかないかといった発生頻度が低い歪み特性に対しては、歪み補償量を求めるのに必要なデータが足りず、発生頻度が高い特性に比べて補償精度が低くなってしまう。
【０００６】
例えば、OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調の信号を電力増幅器で増幅する場合を例にとる。
このとき、電力増幅器としては、電力増幅器としてよく用いる小さな振幅成分に対しては良好な線形性を有するようにしているが、大きな振幅成分に対しては非線形性が現れてしまうものが一般的である。
ここで、OFDM変調のような多重変調波においては、信号の発生頻度は平均電力から離れるにしたがって低くなるという特徴がある。したがって、この場合、歪を補償したい高振幅領域の特性を十分に取得できず、満足できる補償性能を得ることができない可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、電力増幅器の歪み補償において、発生頻度の低い部分に対する補償性能を向上させることができる非線形歪補償器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の非線形補償装置は、
増幅器の入力信号に対してプリディストーション処理を行うことで前記増幅器を含む電子回路において生じる歪みを除去する歪み補償器と、
前記入力信号と前記増幅器から出力される出力信号を帰還させた帰還信号とに基づいて前記プリディストーション処理に用いる補償係数を算出する補償係数算出部と、を備えた非線形補償装置であって、
前記入力信号と前記帰還信号とを蓄積するデータ蓄積部と、
前記データ蓄積部に蓄積されたデータのなかから発生頻度が低いデータを抽出する低頻度データ抽出部と、を備え、
前記補償係数算出部は、前記低頻度データ抽出部によって抽出された低頻度のデータに対して前記補償係数を算出する
ことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第1実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】補償係数生成回路200の構成を示す図である。
【図３】振幅値ごとの発生回数と発生頻度とを例示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
（第1実施形態）
図1は、第1実施形態の構成を示すブロック図である。
本発明の第1実施形態として、非線形補償部を備えたデジタルテレビ送信機100を示す。
デジタルテレビ送信機100は、フィードフォワードパスとフィードバックパスとを有する。
フィードフォワードパスは、変調器111、非線形歪み補償器112、直交変調器113、周波数UP変換部114、電力増幅器115と、方向性結合器116と、を備える。
フィードバックパスは、周波数DOWN変換部121と、直交復調器122と、補償係数生成回路200と、を備える。
【００１１】
まず、フィードフォワードパスの経路について説明する。
変調器111から、互いに直交関係にあるI1信号とQ1信号とが出力される。このI1信号とQ1信号とは、非線形歪み補償器112に入力され、非線形歪み補償器112によるプリディストーション処理を受ける。
ここで、プリディストーション処理は、補償係数生成回路200から与えられる補償係数によって実行されるものであるところ、補償係数の算出方法については図2等を参照しながら後述する。
【００１２】
プリディストーション処理されたI1信号およびQ1信号は、直交変調器113による直交変調、および、周波数UP変換部114による周波数変換を受けてRF信号とされ、その後、電力増幅器115に入力される。RF信号は電力増幅器115によって増幅されて出力される。
【００１３】
次に、フィードバックパスの経路について説明する。
電力増幅器115の後段には方向性結合器116が設けられており、電力増幅器115からの出力信号は、方向性結合器116でサンプリングされる。このサンプリングされた信号は、周波数DOWN変換部121によって周波数変換されてベースバンド信号に変換される。さらに、このベースバンド信号が、直交復調器122にてI2信号とQ2信号とに分解される。
【００１４】
ここで、電力増幅器115からの信号に非線形歪みが含まれていた場合、直交復調器122から出力されるI2信号およびQ2信号にも歪みがそのまま含まれることになる。
【００１５】
フィードバックパスにおいて、変調器111と直交復調器122との間には、補償係数生成回路200が配置されている。
補償係数生成回路200には、直交復調器122から出力されるI2信号およびQ2信号が入力される。さらに、補償係数生成回路200には、変調器111から出力されたオリジナルのI1信号およびQ1信号が入力されている。
【００１６】
オリジナルのI1信号およびQ1信号と、電力増幅器115からフィードバックされたI2信号およびQ2信号と、は補償係数生成回路200に入力され、補償係数生成回路200においてプリディストーションのための歪み補償係数が生成される。生成された歪み補償係数は、非線形歪み補償器112へ出力される。
【００１７】
図2は、補償係数生成回路200の構成を示す図である。
オリジナルのI1信号とQ1信号とは、RAMを介して座標変換部211に入力される。
同様に、フィードバックされたI2信号とQ2信号とは、RAMを介して座標変換部212に入力される。
座標変換部211、212は、ともに、直交座標系（I、Q）を極座標系（r、θ）に変換するものである。
【００１８】
座標変換部211、212によって極座標形式に座標変換されたデータは、ともに、座標変換部211、212から出力された後に分岐され、誤差演算部220に入力される。
誤差演算部220は、誤差ベクトル抽出部221と、同相誤差算出部222と、直交誤差算出部223と、を備える。
誤差ベクトル抽出部221は、オリジナルのI1信号およびQ1信号に対応する極座標データ（r1、θ1）と、フィードバックされたI2信号およびQ2信号に対応する極座標データ（r2、θ2）と、に対し、同期を取った上で、相対比較により誤差ベクトルを抽出する。
誤差ベクトルから同相誤差算出部222により振幅誤差ΔRが求められ、また、直交誤差算出部223により位相誤差ΔΘが求められ、これら誤差値から補償係数算出部230により補償係数が算出される。
【００１９】
ここでさらに、補償係数生成回路200には低頻度データ対応部240が設けられており、低頻度データ対応部240は、データ蓄積部241と、発生回数算出部242と、発生頻度判定部243と、低頻度データ抽出部244と、を備えている。
座標変換部211、212によって極座標形式に座標変換されたデータは、ともに、座標変換部211、212から出力された後、データ蓄積部241に入力され、蓄積されていく。
データ蓄積部241にはオリジナルのI1信号およびQ1信号に対応する極座標データ（r1、θ1）とフィードバックされたI2信号およびQ2信号に対応する極座標データ（r2、θ2）とが蓄積されていくところ、発生回数算出部242は、オリジナルの信号（r1、θ1）に関し、振幅値ごとにその振幅値の発生回数を算出する。
【００２０】
例えば、発生回数算出部242は、図3に示すように、データ蓄積部241に蓄積されたオリジナルの信号（r1、θ1）から特定の振幅値のデータを総て抜き出し、その振幅値が何回発生しているのかを求める。
カウントする期間としては、過去数秒間、過去数分間にその振幅値のデータが何回あったかをカウントしてもよく、データ蓄積部241の容量にもよるが、もっと長い期間をカウント期間としてもよい。
【００２１】
算出された発生回数は、発生頻度判定部243に出力される。発生頻度判定部243では、発生回数を低頻度と高頻度とに分ける。
これは、予め設定した所定の閾値を用い、発生回数が所定閾値以下である場合には、低頻度であるとする。
【００２２】
なお、1_OFDMシンボル時間に一回ない程度の発生頻度を低頻度と判定することが例として挙げられるが、1_OFDMシンボル時間は変調方式(DVBやISDBなど)によっても異なってくるので、閾値は、変調システム(アナログ変調も含む)や求められる装置の性能に応じて適切に設定されるものである。
【００２３】
発生頻度判定部243は、低頻度と判定した振幅値の情報を低頻度データ抽出部244に与える。
低頻度データ抽出部244は、低頻度と判定された振幅のデータに対し、この振幅値に対応するオリジナルデータ（r1、θ1）とフィードバックデータ（r2、θ2）とをデータ蓄積部241から抽出する。
例えば、振幅値R3が低頻度であると判定された場合、振幅値がR3であるオリジナルデータ（r1、θ1）がデータ蓄積部241から抽出されるとともに、振幅値がR3であるオリジナルデータ（r1、θ1）に対になるフィードバックデータ（r2、θ2）がデータ蓄積部241から抽出される。
このように抽出されたデータは、誤差演算部220に出力される。
【００２４】
このように抽出された低頻度データに対しても、上記と同様に補償係数が算出される。すなわち、両データの同期を取った上で、相対比較により振幅誤差ΔＲと、位相誤差ΔΘと、が求められ、これら誤差値から補償係数算出部230により補償係数が算出される。
【００２５】
このように求められた補償係数は、補償係数生成回路200から非線形歪み補償器112に与えられる。この補償係数を用いて、I1信号とQ1信号と対しプレディストーション処理が行われる。これにより、電力増幅器から出力される信号は歪みが補償された信号になる。
【００２６】
ここに、非線形歪み補償器112と補償係数生成回路200とにより、非線形補償部が構成されている。
【００２７】
このような第1実施形態によれば次の効果を奏する。
データ蓄積部241にデータを蓄積しておき、発生頻度が低い信号部分に対しては蓄積データから補償係数を生成する。
これにより、発生頻度が低い特性の部分に対しても補償精度を画期的に向上させることができる。
従来は、補償係数を作成するためのサンプリング期間のなかで発生頻度が低かったもの、もしくはサンプリング期間のなかで一回も発生しなかったものに対しては十分な補償を行うことができなかった。
この点、本実施形態によれば、蓄積しているデータを用いることで、発生頻度が低い特性の部分に対しても精度を向上させることが可能となる。
【００２８】
ここで蓄積したデータを使って総ての補償係数を算出するのではなく、発生頻度の高い特性に対しては従来どおりの係数算出法を用いている。
これは、蓄積したデータのみで係数算出を行なうと、急峻な特性の変化(劣化)に対し追従性が低くなってしまうからである。
【００２９】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
100…デジタルテレビ送信機、111…変調器、112…非線形歪み補償器、113…直交変調器、114…周波数UP変換部、115…電力増幅器、116…方向性結合器、121…周波数DOWN変換部、122…直交復調器、200…補償係数生成回路、211…座標変換部、212…座標変換部、220…誤差演算部、221…誤差ベクトル抽出部、222…同相誤差算出部、223…直交誤差算出部、230…補償係数算出部、240…低頻度データ対応部、241…データ蓄積部、242…発生回数算出部、243…発生頻度判定部、244…低頻度データ抽出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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