JP2010278865A - Distortion compensation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、移動体通信の無線基地局装置に使用される高出力増幅器の歪補償装置に関するものである。 The present invention relates to a distortion compensation apparatus for a high-power amplifier used in, for example, a mobile communication radio base station apparatus.
移動体通信の無線基地局装置では、高出力増幅器において多くの電力が消費される。特に、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiple；直交波周波数分割多重）方式の無線装置（モバイルＷｉＭＡＸ等）は、送信信号のピークファクターが大きく、ピークにおいても歪みが発生しないように高出力可能な増幅器が用いられる。例えば、モバイルＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）の基地局装置の送信信号は、平均電力に対して１３ｄＢ程度のピークを有するため、増幅器の飽和による歪み発生を抑制するには、バックオフが１３ｄＢ以上の増幅器を用いなければならない。 In a radio base station apparatus for mobile communication, a large amount of power is consumed in a high-power amplifier. In particular, an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiple) wireless device (such as mobile WiMAX) uses an amplifier capable of high output so that the peak factor of a transmission signal is large and distortion does not occur even at the peak. It is done. For example, a transmission signal of a base station apparatus for mobile WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) has a peak of about 13 dB with respect to the average power. Therefore, in order to suppress distortion due to amplifier saturation, the back-off is 13 dB or more. Must be used.
モバイルＷｉＭＡＸの基地局装置において、バックオフが９ｄＢ程度の増幅器を使用すると、消費電力は格段に下がるが、増幅器で発生する歪みが大きくなる。このため、主信号近傍のスプリアスが増大し、電波法の定めるスプリアス規格を満足できなくなる。これに対して、増幅器とアンテナとの間に主信号近傍のスプリアスを抑制するフィルタを実装することも考えられるが、主信号の減衰が大きくなり実用的でない。 In a mobile WiMAX base station apparatus, when an amplifier with a back-off of about 9 dB is used, power consumption is significantly reduced, but distortion generated by the amplifier is increased. For this reason, spurious near the main signal increases, and the spurious standard defined by the Radio Law cannot be satisfied. On the other hand, it is conceivable to mount a filter that suppresses spurious noise in the vicinity of the main signal between the amplifier and the antenna. However, the attenuation of the main signal is increased, which is not practical.
高出力増幅器の消費電力を抑える技術の一つとして、プリディストータによる歪補償が挙げられる。プリディストータとは、増幅器出力のフィードバック信号を用いて、増幅器入力前の送信信号に逆歪み特性を付与することにより、増幅器で発生する歪みを打ち消すものである。特に、デジタル信号処理における逆歪み特性を付与するものをデジタルプリディストータと呼ぶ。 One technique for reducing the power consumption of a high-power amplifier is distortion compensation by a predistorter. The predistorter cancels the distortion generated in the amplifier by giving a reverse distortion characteristic to the transmission signal before the amplifier input using the feedback signal of the amplifier output. In particular, what imparts reverse distortion characteristics in digital signal processing is called a digital predistorter.
また、増幅器は、温度などの環境変化や増幅器個々の個体差によって特性（ＡＭ−ＡＭ（Amplitude Modulation）特性及びＡＭ−ＰＭ（Phase Modulation）特性）が変化するため、プリディストータで付与する逆歪み特性を適応的に変化させる必要がある。このように逆歪み特性を適応的に変化させるプリディストータを、適応プリディストータと呼ぶ。 In addition, the characteristics of amplifiers (AM-AM (Amplitude Modulation) characteristics and AM-PM (Phase Modulation) characteristics)) vary depending on environmental changes such as temperature and individual differences between amplifiers, so that the reverse distortion applied by the predistorter It is necessary to change the characteristics adaptively. A predistorter that adaptively changes the inverse distortion characteristic in this way is called an adaptive predistorter.
適応プリディストータに関する従来の技術としては、例えば、特許文献１に開示される歪補償装置がある。この装置では、歪補償態様を決定する歪補償制御値と、信号レベルとの対応付けに基づいて、増幅器によって増幅される信号について検出された信号レベルに対応する歪補償態様を特定し、この歪補償態様で増幅器により増幅される信号に対する歪補償を実行する。また、この装置は、増幅器により増幅された信号に基づいて、歪補償の実行に用いられる歪補償制御値と信号レベルとの対応付けを周期的に更新する。このようにして、歪補償の効率化を図っている。
As a conventional technique related to the adaptive predistorter, for example, there is a distortion compensation device disclosed in
従来の適応プリディストータでは、送信信号がプリディストータ及び高出力増幅器を経由してフィードバックされたフィードバック信号と上記送信信号との差分から、高出力増幅器の出力における歪みの逆歪み特性となるようなＬＵＴ（Look Up Table）を計算し、このＬＵＴ計算とプリディストータにより、送信信号に逆歪み特性の付与を繰り返すことで、適応的に高出力増幅器の歪補償を行っている。 In the conventional adaptive predistorter, the transmission signal has a reverse distortion characteristic of the distortion at the output of the high-power amplifier from the difference between the feedback signal fed back via the predistorter and the high-power amplifier and the transmission signal. A simple LUT (Look Up Table) is calculated, and the distortion compensation of the high-power amplifier is adaptively performed by repeatedly applying a reverse distortion characteristic to the transmission signal by this LUT calculation and a predistorter.
このような適応プリディストータを実装するデジタル放送無線装置やＩＭＴ２０００移動体基地局装置では、連続送信方式であるため増幅器の利得は一定であり、また、送信信号の平均電力もほぼ一定である。このため、データサンプル部で取得した任意の１区間の信号に基づいてＬＵＴの計算を繰り返すことで、送信信号の全区間に対して精度の高い歪補償を行うことが可能であった。 In the digital broadcast radio apparatus and the IMT2000 mobile base station apparatus in which such an adaptive predistorter is mounted, the gain of the amplifier is constant because of the continuous transmission system, and the average power of the transmission signal is also substantially constant. For this reason, it is possible to perform distortion compensation with high accuracy for all the sections of the transmission signal by repeating the calculation of the LUT based on the signal of an arbitrary section acquired by the data sample unit.
ここで、ＴＤＤ（Time Division Dultiplex）方式の場合、周波数の有効利用のために送信時間と受信時間に分けて運用され、一般的に受信時間は増幅器を停止して消費電力を抑えている。このため、増幅器のオンまたはオフによる時間応答性によって、送信時間の先頭（送信時間の開始当初の区間）で増幅器が十分に立ち上がっていない場合がある。 Here, in the case of a TDD (Time Division Dultiplex) system, the transmission time and the reception time are divided and operated for effective use of the frequency. In general, the reception time is stopped by stopping the amplifier. For this reason, there is a case where the amplifier does not sufficiently stand up at the beginning of the transmission time (section at the beginning of the transmission time) due to the time response due to the on / off of the amplifier.
図１７は、ＴＤＤ方式の増幅器における利得の時間変化を示す図である。図１７に示すように、送信時間の先頭と先頭以外では、増幅器の特性（ＡＭ−ＡＭ特性とＡＭ−ＰＭ特性）が異なる。このため、送信時間の先頭で取得した信号に基づいてＬＵＴの計算を行うと、送信時間の先頭以外では歪補償性能が劣化するという課題があった。 FIG. 17 is a diagram illustrating a time change in gain in the TDD amplifier. As shown in FIG. 17, the amplifier characteristics (AM-AM characteristics and AM-PM characteristics) differ between the beginning and other than the beginning of the transmission time. For this reason, when the LUT is calculated based on the signal acquired at the beginning of the transmission time, there is a problem that the distortion compensation performance deteriorates at other than the beginning of the transmission time.
図１８は、モバイルＷｉＭＡＸにおける送信信号出力の平均電力の時間変化を示す図である。通信方式によっては、送信時間の先頭の信号を用いずにＬＵＴ計算を行うことができるが、モバイルＷｉＭＡＸは、図１８に示すように５ミリ秒周期のフレームで約３分の２が送信時間となるＴＤＤ方式である。また、送信時間の先頭に常に一定の平均電力で送信するプリアンブルシンボルがあり、先頭以外では、平均電力が変化するユーザシンボルで構成されている。このユーザシンボルは、ユーザが割り当てられていないと、最大振幅がプリアンブルシンボルよりも小さい。 FIG. 18 is a diagram illustrating a temporal change in the average power of the transmission signal output in the mobile WiMAX. Depending on the communication method, the LUT calculation can be performed without using the signal at the beginning of the transmission time. However, as shown in FIG. 18, mobile WiMAX has a transmission period of about two thirds of a frame with a period of 5 milliseconds. This is a TDD system. Also, there is a preamble symbol that is always transmitted at a constant average power at the beginning of the transmission time, and other than the beginning, it is composed of user symbols whose average power varies. If no user is assigned to this user symbol, the maximum amplitude is smaller than that of the preamble symbol.
このため、装置起動時のようにユーザ数が少ない場合は、送信信号の最大振幅を有するプリアンブルシンボルでデータサンプルを行ってＬＵＴを計算しなければならない。すなわち、送信時間の先頭で取得した信号に基づいて、ＬＵＴ計算を行う必要がある。 For this reason, when the number of users is small, such as when the apparatus is activated, the LUT must be calculated by performing data sampling with a preamble symbol having the maximum amplitude of the transmission signal. That is, it is necessary to perform LUT calculation based on the signal acquired at the beginning of the transmission time.
一方、ユーザ数が多くなると、プリアンブルシンボルよりもユーザシンボルにおける信号の最大振幅が大きくなり、プリアンブルシンボルでのデータサンプルだけでは不十分となる。このため、送信時間内においてデータサンプルする位置を巡回することにより、ユーザシンボルの平均電力変化に対してＬＵＴの計算が行われる。 On the other hand, when the number of users increases, the maximum amplitude of the signal in the user symbol becomes larger than the preamble symbol, and it is not sufficient to use only the data sample in the preamble symbol. For this reason, the LUT is calculated for the average power change of the user symbol by cycling through the data sampling positions within the transmission time.
このようにデータサンプル位置の巡回を行った場合、データサンプル位置が送信時間の先頭付近に連続して滞留する時間が、ＬＵＴ計算時のステップ係数（古い逆歪み特性に新しい逆歪み特性を加算する際の重み係数）に比べて長いと、十分に立上っていない状態の増幅器の特性がＬＵＴに強く反映される。これによって、ＬＵＴが送信時間の先頭以外の送信信号に対する歪補償に用いられることで、一時的に歪補償性能が劣化するという課題がある。 When the data sample position is thus cycled, the time during which the data sample position continuously stays near the beginning of the transmission time is determined by adding a new inverse distortion characteristic to the step coefficient at the time of LUT calculation (the old inverse distortion characteristic). If it is longer than the weighting coefficient at the time, the characteristics of the amplifier that is not sufficiently raised are strongly reflected in the LUT. As a result, the LUT is used for distortion compensation with respect to a transmission signal other than the head of the transmission time, thereby causing a problem that the distortion compensation performance is temporarily deteriorated.
また、モバイルＷｉＭＡＸは、送信信号の最大振幅の発生時間が決まっていない。これは、ＯＦＤＭ方式の各サブキャリアの取り得る値が送信する情報によって変化して、その結果、時間領域での信号振幅が大きく変化するためである。従って、上述のように、データサンプル位置を巡回する場合は、信号の最大振幅が発生している送信時間をできるだけ漏らさずデータサンプルしてＬＵＴ計算に反映させるため、送信時間の先頭から隙間無くデータサンプル位置が巡回される。 Further, in Mobile WiMAX, the generation time of the maximum amplitude of the transmission signal is not determined. This is because the possible value of each subcarrier in the OFDM system changes depending on the transmitted information, and as a result, the signal amplitude in the time domain changes greatly. Therefore, as described above, when the data sample position is circulated, the transmission time in which the maximum amplitude of the signal is generated is reflected in the LUT calculation without leaking data as much as possible. The sample position is cycled.
しかしながら、このように送信時間全体に対して、隙間無くデータサンプル位置を巡回すると、例えば、ユーザが割り当てられていない場合には、プリアンブルシンボルのみをデータサンプルする場合と比較して、歪補償の追従にかかる時間（収束時間）が長くなるという課題がある。 However, when the data sample positions are circulated without gaps over the entire transmission time in this way, for example, when a user is not assigned, tracking of distortion compensation is performed as compared with the case where only the preamble symbols are sampled. There is a problem that the time (convergence time) required for the process becomes longer.
図１９は、従来の適応プリディストータにおける逆歪み特性とデータサンプルした信号の入力振幅との関係を示す図である。従来の適応デジタルプリディストータは、データサンプルされた信号の最大振幅に対応する逆歪み特性までしかＬＵＴが更新されない。このため、例えば、周囲温度が変わって増幅器の特性が変化した場合は、ユーザ数が少ないと、図１９に示すように、プリアンブルシンボルの最大振幅を境に更新された小さい信号振幅の逆歪み特性と更新されなかった大きい信号振幅の逆歪み特性との間に段差が生じる。 FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the inverse distortion characteristic and the input amplitude of a data sampled signal in a conventional adaptive predistorter. In the conventional adaptive digital predistorter, the LUT is updated only up to the inverse distortion characteristic corresponding to the maximum amplitude of the data sampled signal. For this reason, for example, when the ambient temperature changes and the amplifier characteristics change, if the number of users is small, as shown in FIG. 19, the inverse distortion characteristics of the small signal amplitude updated with the maximum amplitude of the preamble symbol as the boundary And a large signal amplitude reverse distortion characteristic that has not been updated.
このような状況で急激にユーザ数が増加して、ユーザシンボルの最大振幅がプリアンブルシンボルの最大振幅より大きくなると、プリディストータで段差のあるＬＵＴが送信信号に演算され、演算後の送信信号に不連続が発生する。すなわち、信号の不連続によるスプリアスが発生するという課題がある。 In such a situation, when the number of users suddenly increases and the maximum amplitude of the user symbol becomes larger than the maximum amplitude of the preamble symbol, the predistorter calculates a stepped LUT to the transmission signal, and the calculated transmission signal Discontinuity occurs. That is, there is a problem that spurious due to signal discontinuity occurs.
なお、特許文献１は、上述の課題に関して考慮されておらず、特許文献１に開示される歪補償装置であっても同様の不具合が生じる。
Note that
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ＴＤＤ方式や送信信号の平均電力が時間的に変化する通信方式であっても、高い歪補償性能を有し、かつ歪補償の追従に要する収束時間を短縮できる歪補償装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and has high distortion compensation performance and distortion even in a TDD scheme or a communication scheme in which the average power of a transmission signal changes over time. An object of the present invention is to obtain a distortion compensation device that can shorten the convergence time required for tracking the compensation.
この発明に係る歪補償装置は、歪補償前の送信信号及び増幅器がオンとなる送信時間に増幅された当該送信信号を取得する取得部と、取得部によって取得された信号に基づいて、増幅器の逆特性データを算出する計算部と、計算部によって算出された逆特性データを用いて、送信信号に対して増幅器で発生する歪みを補償する歪補償処理部と、増幅器がオンして送信時間が開始された当初の区間に対応する信号が連続して取得されないように、取得部による信号取得の時間位置を制御する制御部とを備えたものである。 A distortion compensation apparatus according to the present invention includes a transmission signal before distortion compensation and an acquisition unit that acquires the transmission signal amplified at a transmission time when the amplifier is turned on, and a signal acquired by the acquisition unit based on the signal acquired by the acquisition unit. A calculation unit that calculates reverse characteristic data, a distortion compensation processing unit that compensates for distortion generated in the amplifier with respect to the transmission signal using the reverse characteristic data calculated by the calculation unit, a transmission time when the amplifier is turned on And a control unit that controls a time position of signal acquisition by the acquisition unit so that signals corresponding to the initial section started are not continuously acquired.
この発明によれば、歪補償前の送信信号及び増幅器がオンとなる送信時間に増幅された当該送信信号を取得する取得部と、取得部によって取得された信号に基づいて、増幅器の逆特性データを算出する計算部と、計算部によって算出された逆特性データを用いて、送信信号に対して増幅器で発生する歪みを補償する歪補償処理部とを備え、増幅器がオンして送信時間が開始された当初の区間に対応する信号が連続して取得されないように、取得部による信号取得の時間位置を制御する。このように構成することにより、増幅器がオンして十分に特性が立ち上がっていない区間から、逆特性データの計算に用いる信号が連続して取得されないため、例えばＴＤＤ方式において高出力増幅器の立ち上がり応答の影響によって発生する歪補償性能の劣化を軽減することができるという効果がある。 According to the present invention, a transmission signal before distortion compensation and an acquisition unit that acquires the transmission signal amplified at a transmission time when the amplifier is turned on, and an inverse characteristic data of the amplifier based on the signal acquired by the acquisition unit And a distortion compensation processing unit for compensating for distortion generated in the amplifier with respect to the transmission signal using the inverse characteristic data calculated by the calculation unit, the amplifier is turned on and the transmission time is started The time position of signal acquisition by the acquisition unit is controlled so that the signal corresponding to the initial section is not continuously acquired. With this configuration, since the signal used for calculating the reverse characteristic data is not continuously acquired from the section where the amplifier is turned on and the characteristic is not sufficiently raised, for example, in the TDD system, the rise response of the high output amplifier There is an effect that the deterioration of the distortion compensation performance caused by the influence can be reduced.
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による歪補償装置を適用した送信電力増幅器の構成を示す図である。図１において、この送信電力増幅器は、高出力増幅器（増幅器）２、分配器３、及び高出力増幅器２の出力歪みを補償するデジタル処理部として、プリディストータ（歪補償処理部）１、データサンプル部（取得部）４、ＬＵＴ計算部（計算部）５及びサンプル位置制御部（制御部）６を備える。
1 is a diagram showing a configuration of a transmission power amplifier to which a distortion compensation apparatus according to
高出力増幅器２は、入力した矩形波のオンオフ信号がハイレベル（Ｈレベル）のときに動作（送信）してプリディストータ１を介して入力した送信信号を増幅し、オンオフ信号がローレベル（Ｌレベル）のときに停止（受信）する構成部である。分配器３は、カプラ等の分配器であり、高出力増幅器２から出力され、アンテナを介して送信される送信信号を、フィードバック信号としてデータサンプル部４へフィードバックする。
The
プリディストータ１は、送信信号の振幅に対応付けて逆歪み特性テーブル（ＬＵＴ）に登録された逆歪み特性データ（逆特性データ）を用いて、送信信号を歪補償処理することで、当該送信信号に逆歪み特性を付与する構成部である。データサンプル部４は、サンプル位置制御部６から指定された時間に必要な区間だけ、送信信号とフィードバック信号を取得する構成部である。
The
ＬＵＴ計算部５は、送信信号とフィードバック信号との差分から、送信信号の振幅に対応する逆歪み特性データを計算する構成部である。サンプル位置制御部６は、不図示のクロック源で発生したクロック信号及び高出力増幅器２へ出力されるオンオフ信号に基づいて、送信信号のサンプル位置を決定する構成部である。
The
図２は、図１中のサンプル位置制御部の構成を示すブロック図である。図２において、サンプル位置制御部６は、エッジ検出部７、フレーム内時間カウンタ８、巡回数カウンタ９及びサンプル位置選択部１０を備える。エッジ検出部７は、高出力増幅器２へ出力されるオンオフ信号の立ち上がりエッジを検出する構成部である。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the sample position control unit in FIG. In FIG. 2, the sample
フレーム内時間カウンタ８は、不図示のクロック源からのクロック信号に基づいて、エッジ検出部７で検出された立ち上がりエッジからのオンオフ信号のフレーム内の経過時間をカウントするカウンタである。なお、デジタル処理部は、上記クロック源からのクロック信号に同期して動作する。巡回数カウンタ９は、送信信号のサンプル位置巡回数をカウントするカウンタである。サンプル位置選択部１０は、フレーム内時間カウンタ８のカウント値及び巡回数カウンタ９のカウント値に従って、送信信号をサンプリングする位置を決定する構成部である。
The
次に動作について説明する。
サンプル位置制御部６のエッジ検出部７は、高出力増幅器２へ出力されるオンオフ信号を入力し、当該オンオフ信号の立ち上がりエッジを検出すると、フレーム内時間カウンタ８及び巡回数カウンタ９へ通知する。なお、オンオフ信号の入力がない場合は、エッジ検出部７の代わりに、プリアンブルシンボルの開始を検出する回路で代用してもよい。
Next, the operation will be described.
The
フレーム内時間カウンタ８は、エッジ検出部７から立ち上がりエッジの検出が通知されると、クロック源からのクロック信号に基づいて立ち上がりエッジ検出時点からのタイムスタンプをカウントする。巡回数カウンタ９は、送信時間がＭ個のタイムスタンプで分割され、送信信号のサンプル位置の移動間隔がＮ個のタイムスタンプである場合、ＭがＮで割り切れるとして、エッジ検出部７によるオンオフ信号の立ち上がりエッジの検出回数がＭ／Ｎカウントされる毎にカウント値を１加算する。なお、巡回数カウンタ９のカウント値は１からＮまでとし、Ｎがカウントされると次は１に戻る。
When the detection of the rising edge is notified from the
サンプル位置選択部１０では、巡回数カウンタ９がカウントする巡回数がＬであると、タイムスタンプＬを最初のサンプル位置とし、次のフレームのサンプル位置をタイムスタンプ（Ｌ＋Ｎ）とする。以後は、Ｔフレーム目のサンプル位置をタイムスタンプ（Ｌ＋Ｎ×（Ｔ―１））とし、サンプル位置のタイムスタンプがＭを超える場合、次の巡回に移動して、タイムスタンプ（Ｌ＋１）をサンプル位置とする。これらサンプル位置を指示するサンプル位置指示信号は、サンプル位置選択部１０で生成され、データサンプル部４へ出力される。
In the sample
データサンプル部４は、サンプル位置制御部６からのサンプル位置指示信号により指示されるサンプル位置で送信信号とフィードバック信号とを取得し、ＬＵＴ計算部５へ出力される。ＬＵＴ計算部５では、データサンプル部４による信号取得完了から次のオンオフ信号の立ち上がりエッジまでの間に、高出力増幅器２の出力に発生した歪みをキャンセルするＬＵＴを計算し、このＬＵＴにステップ係数を乗算してから現在のＬＵＴに加算して次のＬＵＴとし、現在のＬＵＴを次のＬＵＴに切り替える。
The
図３は、実施の形態１の歪補償装置によるデータサンプル位置の移動を説明するための図である。図３に示すように、エッジ検出部７によってオンオフ信号の立ち上がりエッジが検出されると、フレーム内時間カウンタ８は、クロック源からのクロック信号に基づいて、立ち上がりエッジ検出時点から順にタイムスタンプをカウントする。
FIG. 3 is a diagram for explaining the movement of the data sample position by the distortion compensation apparatus of the first embodiment. As shown in FIG. 3, when the rising edge of the on / off signal is detected by the
また、図３の例では、オンオフ信号のフレーム内の送信時間がＭ＝２１のタイムスタンプで分割されており、送信信号のサンプル位置の移動間隔がＮ＝３個分のタイムスタンプの間隔である。これにより、巡回数カウンタ９は、図３に示すように、エッジ検出部７によるオンオフ信号の立ち上がりエッジの検出回数が７回（＝２１／３）カウントされる毎にカウント値（巡回数Ｌ）を１加算する。
In the example of FIG. 3, the transmission time in the frame of the on / off signal is divided by the time stamp of M = 21, and the movement interval of the sample position of the transmission signal is the time stamp interval of N = 3. . As a result, as shown in FIG. 3, the
サンプル位置選択部１０は、巡回数カウンタ９のカウント値が１（巡回数Ｌ＝１）である場合、フレーム内時間カウンタ８でカウントされるタイムスタンプにおいて、図３に示すように、タイムスタンプＬ（＝１）をサンプル位置巡回を開始する最初のサンプル位置とし、次のフレーム（Ｔ＝２）のサンプル位置をタイムスタンプ（Ｌ＋Ｎ）（＝１＋３＝４）とし、以後は、タイムスタンプ７，１０，１３，１６，１９の順にサンプル位置とする。ここで、タイムスタンプ（Ｌ＋Ｎ×（Ｔ−１））がＭ（＝２１）を超えると、次の巡目（次の巡回数Ｌ）のサンプリングに移る。このとき、立ち上がりエッジの検出回数が７回カウントされて巡回数Ｌが２となっていることから、Ｌ＝２で上述のようにしてサンプル位置を決定する。巡回数Ｌ＝２以降の巡目のサンプリングにおいても同様である。
When the count value of the
従来では、図３に示す高出力増幅器２の利得が十分に立ち上がっていないタイムスタンプ１からタイムスタンプ４までの間においても連続して送信信号がサンプリングされていた。これに対して、この実施の形態１では、サンプル位置制御部６が、巡回数Ｌに従って送信信号のサンプル位置の巡回を開始する位置をずらしているので、各巡目のサンプリングにおいては、タイムスタンプ１からタイムスタンプ４までの間で１回ずつサンプリングされているのみである。
Conventionally, the transmission signal has been sampled continuously from
以上のように、この実施の形態１によれば、歪補償前の送信信号及び高出力増幅器２がオンとなる送信時間に増幅された当該送信信号を取得するデータサンプル部４と、データサンプル部４によって取得された信号に基づいて、高出力増幅器２の逆歪み特性データを算出するＬＵＴ計算部５と、ＬＵＴ計算部５によって算出された逆歪み特性データを用いて、送信信号に対して高出力増幅器２で発生する歪みを補償するプリディストータ１と、高出力増幅器２がオンして送信時間が開始された当初の区間に対応する信号が連続して取得されないように、データサンプル部４による信号取得の時間位置を制御するサンプル位置制御部６とを備える。このように構成することにより、高出力増幅器２がオンして十分に特性が立ち上がっていない区間から、逆歪み特性データの計算に用いる信号が連続して取得されないため、例えばＴＤＤ方式において高出力増幅器２の立ち上がり応答の影響によって発生する歪補償性能の劣化を軽減することができる。
As described above, according to the first embodiment, the
また、この実施の形態１によれば、サンプル位置制御部６が、高出力増幅器２がオンして送信時間が開始された当初の区間に対応する信号が連続して取得されないように、データサンプル部４による信号取得の開始時間位置（巡回開始位置）及び取得間隔（移動間隔）を制御する。例えば、巡回数Ｌに従って、送信信号のサンプル位置の巡回を開始する位置をずらし、移動間隔Ｎでサンプル位置を移動させる。このようにすることで、送信信号の送信時間全体において隙間無くサンプルしつつ、高出力増幅器２の利得が不十分な送信時間の先頭（当初の区間）において連続して送信信号がサンプリングされる回数を削減することができる。この結果、送信時間の先頭でサンプルされる送信信号及びフィードバック信号により計算される逆歪み特性がＬＵＴに反映される度合いを小さくできる。これにより、従来方式において、サンプル位置が送信時間の先頭に滞留することで一時的に発生していた送信時間の先頭以外での歪補償性能の劣化を軽減することができる。
Further, according to the first embodiment, the sample
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２による歪補償装置を適用した送信電力増幅器の構成を示す図である。図４において、この送信電力増幅器は、高出力増幅器２、分配器３、及び高出力増幅器２の出力歪みを補償するデジタル処理部として、プリディストータ１、データサンプル部４、ＬＵＴ計算部５及びサンプル位置制御部６ａを備える。高出力増幅器２及び分配器３、デジタル処理部のプリディストータ１、データサンプル部４及びＬＵＴ計算部５は、上記実施の形態１で示した図１と同様である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a transmission power amplifier to which the distortion compensating apparatus according to
サンプル位置制御部６ａは、不図示のクロック源で発生したクロック信号、高出力増幅器２へ出力されるオンオフ信号及び除外サンプル位置通知に基づき、送信信号のサンプル位置を決定する構成部である。
The sample
なお、除外サンプル位置通知は、送信に同期してサンプリングから除外すべき送信信号を指定する通知であり、オンオフ信号の立ち上がりエッジを基準としてカウントされるタイムスタンプで除外すべき送信信号のサンプル位置を指定する。また、除外サンプル位置通知は、例えば、図４で不図示の通信装置の制御部が生成して、送信制御時に当該制御部から送信電力増幅器へ出力される。 The excluded sample position notification is a notification for designating a transmission signal to be excluded from sampling in synchronization with transmission, and the sample position of the transmission signal to be excluded with a time stamp counted with reference to the rising edge of the on / off signal. specify. Further, the excluded sample position notification is generated by, for example, a control unit of a communication device (not shown in FIG. 4) and is output from the control unit to the transmission power amplifier during transmission control.
図５は、図４中のサンプル位置制御部の構成を示すブロック図である。図５において、サンプル位置制御部６ａは、エッジ検出部７、フレーム内時間カウンタ８、サンプル位置選択部１０及びエッジカウンタ１１を備える。エッジ検出部７は、高出力増幅器２へ出力されるオンオフ信号の立ち上がりエッジを検出する構成部である。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the sample position control unit in FIG. In FIG. 5, the sample
フレーム内時間カウンタ８は、不図示のクロック源からのクロック信号に基づいて、エッジ検出部７で検出された立ち上がりエッジからのオンオフ信号のフレーム内の経過時間をカウントするカウンタである。なお、デジタル処理部は、上記クロック源からのクロック信号に同期して動作する。
The
エッジカウンタ１１は、エッジ検出部７によるオンオフ信号の立ち上がりエッジの検出回数をカウントすると共に、このカウント値が除外サンプル位置通知で指定された値と一致すると、カウント値を１加算するカウンタである。サンプル位置選択部１０は、フレーム内時間カウンタ８とエッジカウンタ１１との各カウント値に従って、送信信号をサンプリングする位置を決定する構成部である。
The
次に動作について説明する。
サンプル位置制御部６ａのエッジ検出部７は、高出力増幅器２へ出力されるオンオフ信号を入力し、当該オンオフ信号の立ち上がりエッジを検出すると、フレーム内時間カウンタ８及びエッジカウンタ１１へ通知する。なお、オンオフ信号の入力がない場合は、エッジ検出部７の代わりに、プリアンブルシンボルの開始を検出する回路で代用してもよい。
Next, the operation will be described.
The
フレーム内時間カウンタ８は、エッジ検出部７から立ち上がりエッジの検出が通知されると、クロック源からのクロック信号に基づいて立ち上がりエッジ検出時点からのタイムスタンプをカウントする。エッジカウンタ１１は、エッジ検出部７によってオンオフ信号の立ち上がりエッジが検出される毎にカウント値を１加算する。ただし、エッジカウンタ１１は、カウント値が除外サンプル位置通知で指定される値と等しい場合、カウント値を１カウントアップする。
When the detection of the rising edge is notified from the
サンプル位置選択部１０では、フレーム内時間カウンタ８でカウントされるタイムスタンプにおいて、エッジカウンタ１１のカウント値をサンプル位置のタイムスタンプとして決定する。これらサンプル位置を指示するサンプル位置指示信号は、サンプル位置選択部１０で生成され、データサンプル部４へ出力される。
The sample
データサンプル部４は、サンプル位置制御部６ａからのサンプル位置指示信号によって指示されるサンプル位置で送信信号とフィードバック信号とを取得し、ＬＵＴ計算部５へ出力される。ＬＵＴ計算部５では、データサンプル部４による信号取得完了から次のオンオフ信号の立ち上がりエッジまでの間に、高出力増幅器２の出力に発生した歪みをキャンセルするＬＵＴを計算し、このＬＵＴにステップ係数を乗算してから現在のＬＵＴに加算して次のＬＵＴとし、現在のＬＵＴを次のＬＵＴに切り替える。
The
図６は、実施の形態１の歪補償装置によるデータサンプル位置の選択を説明するための図である。図６に示す例では、送信時間の先頭の期間（高出力増幅器２の利得が十分に立ち上がっていない期間）における送信信号の信号パターンが、ＬＵＴの精度を劣化させる特定の信号パターンとして予め設定されている。不図示の通信装置の制御部は、オンオフ信号の立ち上がりエッジの位置を基準としてフレーム内時間カウンタ８でカウントされるタイムスタンプのうち、当該信号パターンに対応するタイムスタンプを示す除外サンプル位置通知を出力する。
FIG. 6 is a diagram for explaining selection of a data sample position by the distortion compensation apparatus according to the first embodiment. In the example shown in FIG. 6, the signal pattern of the transmission signal in the first period of transmission time (period in which the gain of the high-
ここでは、タイムスタンプ３，４を示す除外サンプル位置通知が通信装置の制御部からサンプル位置制御部６ａへ出力される。これにより、エッジカウンタ１１のカウント値が２の次は５にカウントアップされる。
Here, an excluded sample position notification indicating the
サンプル位置制御部６ａのサンプル位置選択部１０では、フレーム内時間カウンタ８でカウントされるタイムスタンプにおいてエッジカウンタ１１のカウント値に等しいタイムスタンプを選択し、選択したタイムスタンプをサンプル位置と決定する。上述のように、タイムスタンプ３，４を示す除外サンプル位置通知によって、サンプル位置選択部１０が選択するサンプル位置のタイムスタンプも２の次は５となる。これにより、図６に示すように、送信時間の先頭の期間の信号パターンにおけるタイムスタンプ３，４が除外され、タイムスタンプ２に続いてタイムスタンプ５が選択され、送信信号のサンプル位置が決定される。
The sample
以上のように、この実施の形態２によれば、サンプル位置制御部６ａが、高出力増幅器２がオンして送信時間が開始された当初の区間を信号取得区間から除外して、データサンプル部４による信号取得の時間位置を制御する。例えば、除外サンプル位置通知でサンプリング対象から除外すべき送信信号を指定し、指定したタイムスタンプを除いてサンプル位置を巡回する。
通信方式がモバイルＷｉＭＡＸである場合、あるユーザシンボルでサンプルしてＬＵＴを計算すると、ＬＵＴの誤差が大きくなり歪補償性能が劣化する可能性がある。
これに対して、この実施の形態２では、上述のようにＬＵＴの誤差が大きくなることが判明している区間を除いてサンプル位置を巡回できる。これにより、モバイルＷｉＭＡＸの場合においても、高い歪補償性能を有する歪補償装置を提供できる。
As described above, according to the second embodiment, the sample
When the communication method is mobile WiMAX, if the LUT is calculated by sampling with a certain user symbol, the error of the LUT becomes large and the distortion compensation performance may be deteriorated.
On the other hand, in the second embodiment, the sample position can be circulated except for the section in which the LUT error is known to increase as described above. Thereby, even in the case of mobile WiMAX, a distortion compensation apparatus having high distortion compensation performance can be provided.
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３による歪補償装置を適用した送信電力増幅器の構成を示す図である。図７において、この送信電力増幅器は、高出力増幅器２、分配器３、及び高出力増幅器２の出力歪みを補償するデジタル処理部として、プリディストータ１、データサンプル部４、ＬＵＴ計算部５及び最大値検出部（設定部）１２を備える。高出力増幅器２及び分配器３、デジタル処理部のプリディストータ１及びＬＵＴ計算部５は、上記実施の形態１で示した図１と同様である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a transmission power amplifier to which the distortion compensation apparatus according to
最大値検出部１２は、瞬時電力又は振幅が所定の閾値より大きい送信信号を検出して、送信信号の最大値（最大瞬時電力又は最大振幅）としてデータサンプル部４に通知する構成部である。実施の形態３によるデータサンプル部４では、送信信号とフィードバック信号をサンプリングした区間において、最大値検出部１２による送信信号の最大値検出がなかった場合、当該サンプル区間で取得された信号を破棄し、次のサンプル区間の送信信号とフィードバック信号を取得する。また、最大値検出部１２による送信信号の最大値検出があれば、そのサンプル区間で取得した信号をＬＵＴ計算部５に提示する。
The maximum
次に動作について説明する。
最大値検出部１２は、送信信号の瞬時電力又は振幅が所定の閾値を超えた場合にデータサンプル部４に対して最大値の検出を通知する。データサンプル部４は、サンプル区間Ｎの送信信号とフィードバック信号を取得し、サンプル区間Ｎの信号取得中に最大値検出部１２から最大値検出の通知が無い場合、取得したサンプル区間Ｎの信号を破棄し、新たにサンプル区間Ｎ＋１の信号を取得する。
Next, the operation will be described.
The maximum
サンプル区間Ｎの信号取得中に最大値検出の通知がある場合、データサンプル部４は、ＬＵＴ計算部５に対して、取得したサンプル区間Ｎの信号を提示すると共に、信号取得完了を通知する。ＬＵＴ計算部５では、データサンプル部４から信号取得完了の通知を受けると、データサンプル部４が提示する送信信号とフィードバック信号に基づいて、ＬＵＴを計算する。
When there is a notification of maximum value detection during signal acquisition of the sample period N, the
図８は、図７中のデータサンプル部による動作の具体例を示す図である。上述したように、図８に示すサンプル区間１〜３では、最大値検出部１２から最大値検出が通知されておらず、データサンプル部４は、これらのサンプル区間１〜３における取得信号を破棄する。サンプル区間４において、送信信号の瞬時電力又は振幅が閾値を超え、最大値検出部１２からデータサンプル部４に最大値検出が通知される。これにより、サンプル区間４で取得された送信信号及びフィードバック信号が、データサンプル部４によってＬＵＴ計算部５に提示される。
FIG. 8 is a diagram showing a specific example of the operation of the data sample unit in FIG. As described above, in the
以上のように、この実施の形態３によれば、歪補償前の送信信号及び高出力増幅器２がオンとなる送信時間に増幅された当該送信信号を取得するデータサンプル部４と、データサンプル部４によって取得された信号に基づいて、高出力増幅器２の逆歪み特性データを算出するＬＵＴ計算部５と、ＬＵＴ計算部５によって算出された逆歪み特性データを用いて、送信信号に対して高出力増幅器２で発生する歪みを補償するプリディストータ１と、電力又は振幅が所定の閾値を超えた歪補償前の送信信号が増幅される送信時間内の区間を、信号取得区間としてデータサンプル部４に設定する最大値検出部１２とを備える。
具体的には、送信信号の最大値（最大瞬時電力又は最大振幅）を検出してデータサンプル部４に通知する最大値検出部１２を備え、データサンプル部４が、送信信号とフィードバック信号をサンプリングした区間において、最大値検出部１２による送信信号の最大値検出がなかった場合、当該サンプル区間で取得された信号を破棄し、次のサンプル区間の送信信号とフィードバック信号を取得し、最大値検出部１２による送信信号の最大値検出があれば、そのサンプル区間で取得した信号をＬＵＴ計算部５に提示する。
従来の歪補償装置では、データサンプル部によって取得された信号に含まれる最大振幅（又は最大瞬時電力）以上の逆歪み特性が更新されないため、振幅や瞬時電力の大きい送信信号に対して、歪補償の収束時間が長かった。
これに対して、この実施の形態３では、上述の構成を有することで、振幅や瞬時電力の大きい信号を選択的に取得できるため、振幅や瞬時電力の大きい送信信号に対しても歪補償の収束時間を短くすることができる。
As described above, according to the third embodiment, the
Specifically, a maximum
In the conventional distortion compensation device, since the reverse distortion characteristics exceeding the maximum amplitude (or maximum instantaneous power) included in the signal acquired by the data sampling unit are not updated, distortion compensation is performed for a transmission signal having a large amplitude or instantaneous power. The convergence time was long.
On the other hand, in the third embodiment, since the signal having a large amplitude and instantaneous power can be selectively acquired by having the above-described configuration, distortion compensation is performed even for a transmission signal having a large amplitude and instantaneous power. The convergence time can be shortened.
実施の形態４．
図９は、この発明の実施の形態４による歪補償装置を適用した送信電力増幅器の構成を示す図である。図９において、この送信電力増幅器は、高出力増幅器２、分配器３、及び高出力増幅器２の出力歪みを補償するデジタル処理部として、プリディストータ１、データサンプル部４、ＬＵＴ計算部５及び最大値比較部（設定部）１３を備える。高出力増幅器２及び分配器３、デジタル処理部のプリディストータ１及びＬＵＴ計算部５は、上記実施の形態１で示した図１と同様である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a transmission power amplifier to which the distortion compensation apparatus according to
最大値比較部１３は、瞬時電力又は振幅が所定の閾値より大きい送信信号を検出するとその値を送信信号の最大値として保持し、それまでのサンプル区間で検出された送信信号の最大値と比較して、今回のサンプル区間で検出された最大値が大きい場合にデータサンプル部４に通知する構成部である。実施の形態４によるデータサンプル部４では、送信信号とフィードバック信号をサンプリングした区間において、最大値比較部１３から過去のサンプル区間の最大値より大きいことを示す通知がなかった場合、当該サンプル区間で取得された信号を破棄し、次のサンプル区間の送信信号とフィードバック信号を取得し、最大値比較部１３から上記通知があれば、そのサンプル区間で取得した信号をＬＵＴ計算部５に提示する。
When detecting a transmission signal whose instantaneous power or amplitude is greater than a predetermined threshold, the maximum
次に動作について説明する。
最大値比較部１３は、データサンプル部４による各サンプル区間の送信信号の瞬時電力又は振幅が所定の閾値を超えるか否かを判定し、閾値を超える場合に送信信号の最大値として保持する。このとき、最大値比較部１３は、今回のサンプル区間で検出された最大値と前回を含むそれまでのサンプル区間で検出された最大値とを比較して、今回の最大値がそれまでのサンプル区間の最大値より大きい場合はデータサンプル部４に通知する。
Next, the operation will be described.
The maximum
データサンプル部４では、サンプル区間Ｎの送信信号とフィードバック信号を取得し、最大値比較部１３からサンプル区間Ｎで検出された送信信号の最大値が、サンプル区間Ｎ以前のサンプル区間で検出された最大値より大きいことを示す通知が無い場合、取得したサンプル区間Ｎの信号を破棄し、サンプル区間Ｎ＋１の信号を取得する。
The
一方、サンプル区間Ｎで検出された最大値が、サンプル区間Ｎ以前で検出された最大値より大きいことを示す通知があれば、データサンプル部４は、サンプル区間Ｎで取得した信号を、ＬＵＴ計算部５に提示する送信信号とフィードバック信号に上書きしてからサンプル区間Ｎ＋１の信号を取得する。このとき、データサンプル部４は、オンオフ信号の立ち下がりエッジにおいて信号取得完了をＬＵＴ計算部５へ通知する。ＬＵＴ計算部５は、データサンプル部４から信号取得完了の通知を受けると、データサンプル部４が提示する送信信号とフィードバック信号に基づいて、ＬＵＴを計算する。
On the other hand, if there is a notification indicating that the maximum value detected in the sample interval N is larger than the maximum value detected before the sample interval N, the
図１０は、図９中のデータサンプル部による動作の具体例を示す図である。図１０に示す例では、最大値比較部１３から出力される最大値比較通知が矩形波の最大値比較信号で表される。この矩形波がハイレベルのとき、過去のサンプル区間で検出した最大値より大きいことを示す有意な最大値比較通知がなされ、ローレベルのとき、有意な最大値比較通知がなされない。
FIG. 10 is a diagram showing a specific example of the operation of the data sample unit in FIG. In the example illustrated in FIG. 10, the maximum value comparison notification output from the maximum
ここで、サンプル区間１から送信が開始されており、サンプル区間１以前には最大値は検出されていないので、過去の最大値より大きいことを示すハイレベルの最大値比較信号が、最大値比較部１３からデータサンプル部４へ出力される。データサンプル部４は、サンプル区間１で取得した送信信号及びフィードバック信号をＬＵＴ計算部５に提示する。
Here, since transmission is started from the
サンプル区間２において送信信号の最大値を検出すると、最大値比較部１３は、サンプル区間１との比較から、サンプル区間２においても、ハイレベルの最大値比較信号をデータサンプル部４へ出力する。これにより、データサンプル部４は、ＬＵＴ計算部５に提示していたサンプル区間１で取得した送信信号及びフィードバック信号を、サンプル区間２において取得した信号で上書きする。
When the maximum value of the transmission signal is detected in the
続いて、サンプル区間３においては送信信号の最大値が検出されなかったので、最大値比較部１３は、サンプル区間２で検出した最大値との比較から過去の最大値より小さいことを示すローレベルの最大値比較信号をデータサンプル部４へ出力する。このとき、データサンプル部４は、サンプル区間３で取得した信号を破棄する。
Subsequently, since the maximum value of the transmission signal is not detected in the
次に、サンプル区間４において送信信号の最大値を検出すると、最大値比較部１３は、サンプル区間２で検出した最大値と比べてサンプル区間４で検出した最大値の方が大きいため、サンプル区間４においてハイレベルの最大値比較信号をデータサンプル部４へ出力する。これにより、データサンプル部４は、ＬＵＴ計算部５に提示していたサンプル区間２で取得した送信信号及びフィードバック信号を、サンプル区間４において取得した信号で上書きする。
Next, when the maximum value of the transmission signal is detected in the
この後、サンプル区間６においても送信信号の最大値が検出されているが、サンプル区間２で検出された最大値より小さいので、ローレベルの最大値比較信号が維持される。このとき、データサンプル部４は、サンプル区間６で取得した信号を破棄する。
Thereafter, the maximum value of the transmission signal is also detected in the
データサンプル部４は、最大値比較部１３からサンプル区間７での信号取得の後、オンオフ信号の立ち下がりエッジを検出したことを契機に信号取得完了をＬＵＴ計算部５へ通知する。ＬＵＴ計算部５では、データサンプル部４から信号取得完了の通知を受けると、データサンプル部４が提示する、サンプル区間４で取得された送信信号とフィードバック信号に基づいて、ＬＵＴを計算する。
The
以上のように、この実施の形態４によれば、歪補償前の送信信号及び高出力増幅器２がオンとなる送信時間に増幅された当該送信信号を取得するデータサンプル部４と、データサンプル部４によって取得された信号に基づいて、高出力増幅器２の逆歪み特性データを算出するＬＵＴ計算部５と、ＬＵＴ計算部５によって算出された逆歪み特性データを用いて、送信信号に対して高出力増幅器２で発生する歪みを補償するプリディストータ１と、電力又は振幅が所定の閾値を超えた歪補償前の送信信号が増幅される送信時間内の区間のうち、電力又は振幅が最も大きい送信信号が増幅される区間を、信号取得区間としてデータサンプル部４に設定する最大値比較部１３とを備える。
具体的には、瞬時電力又は振幅が所定の閾値より大きい送信信号を検出するとその値を送信信号の最大値として保持し、それまでのサンプル区間で検出された送信信号の最大値と比較して、今回のサンプル区間で検出された最大値が大きい場合にデータサンプル部４に通知する最大値比較部１３を備え、データサンプル部４が、送信信号とフィードバック信号をサンプリングした区間において、最大値比較部１３から過去のサンプル区間の最大値より大きいという通知がなかった場合、当該サンプル区間で取得された信号を破棄し、次のサンプル区間の送信信号とフィードバック信号を取得し、最大値比較部１３から上記通知があれば、そのサンプル区間で取得した信号をＬＵＴ計算部５に提示する。
上記実施の形態３による歪補償装置では、サンプル区間Ｎで最大値が閾値を超えるとサンプル区間Ｎの信号に基づくＬＵＴの計算が行われ、ＬＵＴ計算が完了するまでの信号がＬＵＴに反映されない。このため、例えばサンプル区間Ｎ＋１にサンプル区間Ｎより大きい最大値が存在してもサンプル区間Ｎ＋１の信号はＬＵＴに反映されない。
これに対して、この実施の形態４では、上述のように構成することにより、送信時間内の送信信号の最大値を含む区間の信号を選択して取得できるため、振幅の大きい送信信号に対してさらに歪補償の収束時間を短くすることができる。
As described above, according to the fourth embodiment, the
Specifically, when a transmission signal whose instantaneous power or amplitude is larger than a predetermined threshold is detected, the value is held as the maximum value of the transmission signal and compared with the maximum value of the transmission signal detected in the previous sample period. The maximum
In the distortion compensation apparatus according to the third embodiment, when the maximum value exceeds the threshold value in the sample period N, the LUT is calculated based on the signal in the sample period N, and the signal until the LUT calculation is completed is not reflected in the LUT. For this reason, for example, even if a maximum value larger than the sample interval N exists in the sample interval N + 1, the signal of the sample interval N + 1 is not reflected in the LUT.
On the other hand, in this
実施の形態５．
図１１は、この発明の実施の形態５による歪補償装置を適用した送信電力増幅器の構成を示す図である。図１１において、この送信電力増幅器は、高出力増幅器２、分配器３、及び高出力増幅器２の出力歪みを補償するデジタル処理部として、プリディストータ１、データサンプル部４、ＬＵＴ計算部５及び平均電力検出部（設定部）１４を備える。高出力増幅器２及び分配器３、デジタル処理部のプリディストータ１及びＬＵＴ計算部５は、上記実施の形態１で示した図１と同様である。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a transmission power amplifier to which the distortion compensation apparatus according to
平均電力検出部１４は、データサンプル部４による各サンプル区間の送信信号の平均電力を検出し、この平均電力をデータサンプル部４に通知する構成部である。実施の形態５によるデータサンプル部４は、平均電力検出部１４から通知されたサンプル区間Ｎの平均電力が判定閾値を超えない場合、当該サンプル区間で取得された信号を破棄して、次のサンプル区間の送信信号とフィードバック信号を取得し、サンプル区間Ｎの平均電力が判定閾値を超えれば、サンプル区間Ｎで取得した信号をＬＵＴ計算部５に提示する。
The average
次に動作について説明する。
平均電力検出部１４は、各サンプル区間の送信信号の平均電力を算出してデータサンプル部４に順次通知する。データサンプル部４では、サンプル区間Ｎの送信信号の平均電力と所定の判定閾値を比較し、サンプル区間Ｎの送信信号の平均電力が当該判定閾値を超えない場合、サンプル区間Ｎで取得した信号を破棄し、新たにサンプル区間Ｎ＋１の信号を取得する。
Next, the operation will be described.
The average
一方、サンプル区間Ｎの送信信号の平均電力が当該判定閾値を超える場合、データサンプル部４は、サンプル区間Ｎで取得した信号をＬＵＴ計算部５に提示するとともに、信号取得完了をＬＵＴ計算部５へ通知する。ＬＵＴ計算部５では、データサンプル部４から信号取得完了の通知を受けると、データサンプル部４が提示する送信信号とフィードバック信号に基づいて、ＬＵＴを計算する。
On the other hand, when the average power of the transmission signal in the sample interval N exceeds the determination threshold, the
図１２は、図１１中のデータサンプル部による動作の具体例を示す図である。図１２に示すように、サンプル区間１〜３、５〜７においては、送信信号の平均電力が判定閾値を超えていない。これにより、データサンプル部４は、サンプル区間１〜３、５〜７で取得した信号を破棄する。サンプル区間４においては、送信信号の平均電力が判定閾値を超えているので、データサンプル部４は、サンプル区間４で取得した信号をＬＵＴ計算部５に提示する。
FIG. 12 is a diagram showing a specific example of the operation by the data sample unit in FIG. As shown in FIG. 12, in the
以上のように、この実施の形態５によれば、歪補償前の送信信号及び高出力増幅器２がオンとなる送信時間に増幅された当該送信信号を取得するデータサンプル部４と、データサンプル部４によって取得された信号に基づいて、高出力増幅器２の逆歪み特性データを算出するＬＵＴ計算部５と、ＬＵＴ計算部５によって算出された逆歪み特性データを用いて、送信信号に対して高出力増幅器２で発生する歪みを補償するプリディストータ１と、平均電力が所定の判定閾値を超えた歪補償前の送信信号が増幅される送信時間内の区間を、信号取得区間としてデータサンプル部４に設定する平均電力検出部１４とを備える。
具体的には、データサンプル部４による各サンプル区間の送信信号の平均電力を検出する平均電力検出部１４を備え、データサンプル部４が、平均電力検出部１４から通知されたサンプル区間Ｎの平均電力が判定閾値を超えない場合、当該サンプル区間で取得された信号を破棄し、次のサンプル区間の送信信号とフィードバック信号を取得し、サンプル区間Ｎの平均電力が判定閾値を超えれば、サンプル区間Ｎで取得した信号をＬＵＴ計算部５に提示する。
上記実施の形態３による歪補償装置は、瞬時電力又は振幅の最大値を検出していたが、送信信号の変化が急峻な場合、信号をサンプルするクロックの周波数が低いと、瞬時電力又は振幅の最大値を正しく検出できない。
これに対して、この実施の形態５では、上述のように構成することで、送信信号の平均電力が大きい区間の信号が選択的に取得される。一般的に、平均電力が大きいほど瞬時電力の最大値も大きいため、前述のようなサンプルクロックの周波数が送信信号の変化の急峻さに比して低い場合であっても、瞬時電力又は振幅の大きい区間の信号を選択的に取得できる。このような最大値検出を平均電力検出に変更することは、上記実施の形態４に対しても有効である。
As described above, according to the fifth embodiment, the
Specifically, the
Although the distortion compensation device according to the third embodiment detects the maximum value of the instantaneous power or amplitude, when the change of the transmission signal is steep, if the frequency of the clock for sampling the signal is low, the instantaneous power or amplitude The maximum value cannot be detected correctly.
On the other hand, in this
なお、上記実施の形態５では、平均電力が判定閾値を超える区間をサンプル区間とする例を示したが、平均電力が最大となる送信信号が存在する区間をサンプル区間としてもよい。つまり、歪補償前の送信信号及び高出力増幅器２がオンとなる送信時間に増幅された当該送信信号を取得するデータサンプル部４と、データサンプル部４によって取得された信号に基づいて、高出力増幅器２の逆歪み特性データを算出するＬＵＴ計算部５と、ＬＵＴ計算部５によって算出された逆歪み特性データを用いて、送信信号に対して高出力増幅器２で発生する歪みを補償するプリディストータ１とを備え、平均電力が所定の閾値を超えた歪補償前の送信信号が増幅される送信時間内の区間のうち、平均電力が最も大きい送信信号が増幅される区間を、信号取得区間としてデータサンプル部４に設定する。このように構成しても、上記実施の形態５と同様の効果が得られる。
In the fifth embodiment, an example in which a section in which the average power exceeds the determination threshold is used as the sample section. However, a section in which a transmission signal having the maximum average power is present may be used as the sample section. In other words, based on the transmission signal before distortion compensation and the
実施の形態６．
図１３は、この発明の実施の形態６による歪補償装置を適用した送信電力増幅器の構成を示す図である。図１１において、この送信電力増幅器は、高出力増幅器２、分配器３、及び高出力増幅器２の出力歪みを補償するデジタル処理部として、プリディストータ１、データサンプル部４及びＬＵＴ計算部５を備え、ＬＵＴ計算部５が、ＬＵＴ補正部（補正部）１５を備える。高出力増幅器２及び分配器３、デジタル処理部のプリディストータ１は、上記実施の形態１で示した図１と同様である。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a transmission power amplifier to which the distortion compensation apparatus according to
また、データサンプル部４は、上記実施の形態１〜５で示したものの他、所定周期のサンプル位置で送信信号とフィードバック信号を取得し、ＬＵＴ計算部５に提示する構成部であればよい。ＬＵＴ補正部１５は、ＬＵＴ計算部５によって更新された逆歪み特性データのうち、更新されなかった逆歪み特性データとの境界部の逆特性データの更新前後の変化に基づいて、更新されなかった逆歪み特性データを補正する構成部である。以降では、更新されなかった逆歪み特性データとの境界部の逆特性データとして、更新された逆歪み特性データのうち、最大の入力振幅の送信信号に対応するものを例に挙げて説明する。
The
次に動作について説明する。
データサンプル部４は、送信信号とフィードバック信号を取得してＬＵＴ計算部５に提示する。ＬＵＴ計算部５では、データサンプル部４から提示された送信信号とフィードバック信号に基づいて、高出力増幅器２の出力における歪みをキャンセルするＬＵＴを計算する。このとき、ＬＵＴ補正部１５は、ＬＵＴ計算部５によって更新された逆歪み特性データのうち、送信信号の入力振幅が最も大きいものに対応する逆歪み特性データを特定し、この逆歪み特性データの更新前後の変化量を求め、この変化量を更新されなかった逆歪み特性データに対して一様に加算して新たなＬＵＴとする。
Next, the operation will be described.
The
図１４は、図１３中のＬＵＴ補正部の動作を説明するための図であり、ＬＵＴが示す逆歪み特性データと送信信号の入力振幅との関係を示している。図１４において、（１）に示すＬＵＴ計算前（更新前）の逆歪み特性データから、ＬＵＴ計算部５によるＬＵＴ計算が実行され、（２）に示すＬＵＴ計算後、ＬＵＴ補正前の逆歪み特性データになったものとする。このとき、（２）に示す逆歪み特性データの更新された領域で、送信信号の入力振幅が最も大きいものに対応する逆歪み特性データは、更新前後で図１４中に矢印で示す変化をしている。矢印で示す分だけ、減少して段差が生じている。ＬＵＴ補正部１５は、この変化量を、更新されなかった領域の逆歪み特性データに対して一様に加算する。これにより、（３）に示すＬＵＴ補正後の逆歪み特性となる。
FIG. 14 is a diagram for explaining the operation of the LUT correction unit in FIG. 13 and shows the relationship between the inverse distortion characteristic data indicated by the LUT and the input amplitude of the transmission signal. In FIG. 14, LUT calculation by the
以上のように、この実施の形態６によれば、歪補償前の送信信号及び高出力増幅器２で増幅された当該送信信号を取得するデータサンプル部４と、データサンプル部４によって取得された信号に基づいて、高出力増幅器２の逆歪み特性データを算出するＬＵＴ計算部５と、ＬＵＴ計算部５によって算出された逆歪み特性データを用いて、送信信号に対して高出力増幅器２で発生する歪みを補償するプリディストータ１と、ＬＵＴ計算部５によって新たに算出された逆歪み特性データで更新された逆歪み特性データ及び更新されなかった逆歪み特性データに基づいて、更新された逆歪み特性データと更新されなかった逆歪み特性データとの間の急峻な変化を補正するＬＵＴ補正部１５とを備える。
特に、ＬＵＴ補正部１５が、ＬＵＴ計算部５によって更新された逆歪み特性データのうち、更新されなかった逆歪み特性データとの境界部の逆特性データの更新前後の変化に基づいて、更新されなかった逆歪み特性データを補正する。
この構成を有することで、更新された逆歪み特性データと更新されなかった逆歪み特性データとの境界に発生する段差を軽減することができる。これにより、送信信号の振幅が瞬時的に大きくなる通信方式においても、段差のあるＬＵＴを演算することに起因するスプリアスの発生を抑制できる。
As described above, according to the sixth embodiment, the
In particular, the
With this configuration, it is possible to reduce a step generated at the boundary between the updated reverse distortion characteristic data and the non-updated reverse distortion characteristic data. Thereby, even in a communication method in which the amplitude of the transmission signal increases instantaneously, it is possible to suppress the occurrence of spurious due to the calculation of a stepped LUT.
実施の形態７．
図１５は、この発明の実施の形態７による歪補償装置を適用した送信電力増幅器の構成を示す図である。図１５において、この送信電力増幅器は、高出力増幅器２、分配器３、及び高出力増幅器２の出力歪みを補償するデジタル処理部として、プリディストータ１、データサンプル部４及びＬＵＴ計算部５を備え、ＬＵＴ計算部５が、ＬＵＴ補正部（補正部）１５ａ及び逆歪み特性平均部（補正部）１６を備える。高出力増幅器２及び分配器３、デジタル処理部のプリディストータ１の動作は、上記実施の形態１で示した図１と同様である。
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a transmission power amplifier to which the distortion compensation apparatus according to
ＬＵＴ補正部１５ａは、逆歪み特性平均部１６により算出された平均値差分に基づき、更新されなかった逆歪み特性データを補正する構成部である。逆歪み特性平均部１６は、ＬＵＴ計算部５によるＬＵＴ計算で更新された逆歪み特性データの更新前後の平均値差分を計算する構成部である。
The
次に動作について説明する。
データサンプル部４は、送信信号とフィードバック信号を取得してＬＵＴ計算部５に提示する。ＬＵＴ計算部５では、データサンプル部４から提示された送信信号とフィードバック信号に基づいて、高出力増幅器２の出力における歪みをキャンセルするＬＵＴを計算する。このとき、逆歪み特性平均部１６は、ＬＵＴ計算によって更新された逆歪み特性データの更新前後の平均値差分を算出し、ＬＵＴ補正部１５ａに出力する。ＬＵＴ補正部１５ａは、逆歪み特性平均部１６から入力した平均値差分を、更新されなかった逆歪み特性データに対して一様に加算して新しいＬＵＴとする。
Next, the operation will be described.
The
図１６は、図１５中のＬＵＴ補正部の動作を説明するための図であり、ＬＵＴが示す逆歪み特性と送信信号の入力振幅との関係を示している。図１５において、（１）に示すＬＵＴ計算前（更新前）の逆歪み特性データから、ＬＵＴ計算部５によるＬＵＴ計算が実行され、（２）に示すＬＵＴ計算後、ＬＵＴ補正前の逆歪み特性データになったものとする。このとき、（２）に示す逆歪み特性データの更新された領域において、更新前後の逆歪み特性データの平均値は、図１５中に矢印で示す変化をしている。ＬＵＴ補正部１５ａは、この逆歪み特性データの更新前後の平均値差分を、更新されなかった領域の逆歪み特性データに対して一様に加算する。これにより、（３）に示すＬＵＴ補正後の逆歪み特性となる。
FIG. 16 is a diagram for explaining the operation of the LUT correction unit in FIG. 15, and shows the relationship between the inverse distortion characteristic indicated by the LUT and the input amplitude of the transmission signal. In FIG. 15, the LUT calculation by the
以上のように、この実施の形態７によれば、ＬＵＴ計算部５によるＬＵＴ計算で更新された逆歪み特性データの更新前後の平均値差分を計算する逆歪み特性平均部１６と、逆歪み特性平均部１６により算出された平均値差分に基づき、更新されなかった逆歪み特性データを補正するＬＵＴ補正部１５ａを備える。
一般的に、入力振幅の大きい送信信号に対応するフィードバック信号は誤差が大きい。平均処理による誤差軽減を適用しても、振幅の大きい信号は取得される頻度が少ないためその効果は小さい。上記実施の形態６による歪補償装置は、更新された逆歪み特性データのうち、送信信号の入力振幅が最も大きいものに対応する逆歪み特性データの変化量を補正に使用するので、補正された逆歪み特性データは誤差が大きい。
これに対して、この実施の形態７によれば、上述の構成を有することにより、更新されなかった逆歪み特性データに対して誤差の小さい補正を行うことができる。
As described above, according to the seventh embodiment, the inverse distortion
In general, a feedback signal corresponding to a transmission signal having a large input amplitude has a large error. Even if the error reduction by the averaging process is applied, the effect is small because a signal with a large amplitude is acquired less frequently. Since the distortion compensation apparatus according to the sixth embodiment uses the amount of change in the inverse distortion characteristic data corresponding to the updated inverse distortion characteristic data having the largest input amplitude of the transmission signal, the correction is performed. The reverse distortion characteristic data has a large error.
On the other hand, according to the seventh embodiment, by having the above-described configuration, it is possible to perform correction with a small error on the inverse distortion characteristic data that has not been updated.
１ プリディストータ（歪補償処理部）、２ 高出力増幅器（増幅器）、３ 分配器、４ データサンプル部（取得部）、５ ＬＵＴ計算部（計算部）、６，６ａ サンプル位置制御部（制御部）、７ エッジ検出部、８ フレーム内時間カウンタ、９ 巡回数カウンタ、１０ サンプル位置選択部、１１ エッジカウンタ、１２ 最大値検出部（設定部）、１３ 最大値比較部（設定部）、１４ 平均電力検出部（設定部）、１５，１５ａ ＬＵＴ補正部（補正部）、１６ 逆歪み特性平均部（補正部）。
1 Predistorter (distortion compensation processing unit) 2 High-power amplifier (amplifier) 3
Claims (10)
歪補償前の送信信号及び前記増幅器がオンとなる送信時間に増幅された当該送信信号を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された信号に基づいて、前記増幅器の逆特性データを算出する計算部と、
前記計算部によって算出された前記逆特性データを用いて、前記送信信号に対して前記増幅器で発生する歪みを補償する歪補償処理部と、
前記増幅器がオンして前記送信時間が開始された当初の区間に対応する信号が連続して取得されないように、前記取得部による信号取得の時間位置を制御する制御部とを備えたことを特徴とする歪補償装置。 In a distortion compensation apparatus that compensates for distortion generated in an amplifier that is periodically turned on and off,
An acquisition unit for acquiring a transmission signal before distortion compensation and the transmission signal amplified at a transmission time when the amplifier is turned on;
Based on the signal acquired by the acquisition unit, a calculation unit for calculating inverse characteristic data of the amplifier,
Using the inverse characteristic data calculated by the calculation unit, a distortion compensation processing unit for compensating for distortion generated in the amplifier with respect to the transmission signal;
A control unit that controls a time position of signal acquisition by the acquisition unit so that a signal corresponding to an initial period in which the amplifier is turned on and the transmission time is started is not continuously acquired. A distortion compensation device.
歪補償前の送信信号及び前記増幅器がオンとなる送信時間に増幅された当該送信信号を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された信号に基づいて、前記増幅器の逆特性データを算出する計算部と、
前記計算部によって算出された前記逆特性データを用いて、前記送信信号に対して前記増幅器で発生する歪みを補償する歪補償処理部と、
電力又は振幅が所定の閾値を超えた歪補償前の送信信号が増幅される前記送信時間内の区間を、信号取得区間として前記取得部に設定する設定部とを備えたことを特徴とする歪補償装置。 In a distortion compensation apparatus that compensates for distortion generated in an amplifier that is periodically turned on and off,
An acquisition unit for acquiring a transmission signal before distortion compensation and the transmission signal amplified at a transmission time when the amplifier is turned on;
Based on the signal acquired by the acquisition unit, a calculation unit for calculating inverse characteristic data of the amplifier,
Using the inverse characteristic data calculated by the calculation unit, a distortion compensation processing unit for compensating for distortion generated in the amplifier with respect to the transmission signal;
Distortion characterized by comprising: a setting unit that sets a section within the transmission time in which a transmission signal before distortion compensation whose power or amplitude exceeds a predetermined threshold is amplified as a signal acquisition section in the acquisition unit Compensation device.
歪補償前の送信信号及び前記増幅器がオンとなる送信時間に増幅された当該送信信号を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された信号に基づいて、前記増幅器の逆特性データを算出する計算部と、
前記計算部によって算出された前記逆特性データを用いて、前記送信信号に対して前記増幅器で発生する歪みを補償する歪補償処理部と、
電力又は振幅が所定の閾値を超えた歪補償前の送信信号が増幅される前記送信時間内の区間のうち、前記電力又は前記振幅が最も大きい送信信号が増幅される区間を、信号取得区間として前記取得部に設定する設定部とを備えたことを特徴とする歪補償装置。 In a distortion compensation apparatus that compensates for distortion generated in an amplifier that is periodically turned on and off,
An acquisition unit for acquiring a transmission signal before distortion compensation and the transmission signal amplified at a transmission time when the amplifier is turned on;
Based on the signal acquired by the acquisition unit, a calculation unit for calculating inverse characteristic data of the amplifier,
Using the inverse characteristic data calculated by the calculation unit, a distortion compensation processing unit for compensating for distortion generated in the amplifier with respect to the transmission signal;
Of the sections within the transmission time in which the transmission signal before distortion compensation whose power or amplitude exceeds a predetermined threshold is amplified, a section in which the transmission signal having the largest power or amplitude is amplified is defined as a signal acquisition section. A distortion compensation apparatus comprising: a setting unit that sets the acquisition unit.
歪補償前の送信信号及び前記増幅器がオンとなる送信時間に増幅された当該送信信号を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された信号に基づいて、前記増幅器の逆特性データを算出する計算部と、
前記計算部によって算出された前記逆特性データを用いて、前記送信信号に対して前記増幅器で発生する歪みを補償する歪補償処理部と、
平均電力が所定の閾値を超えた歪補償前の送信信号が増幅される前記送信時間内の区間を、信号取得区間として前記取得部に設定する設定部とを備えたことを特徴とする歪補償装置。 In a distortion compensation apparatus that compensates for distortion generated in an amplifier that is periodically turned on and off,
An acquisition unit for acquiring a transmission signal before distortion compensation and the transmission signal amplified at a transmission time when the amplifier is turned on;
Based on the signal acquired by the acquisition unit, a calculation unit for calculating inverse characteristic data of the amplifier,
Using the inverse characteristic data calculated by the calculation unit, a distortion compensation processing unit for compensating for distortion generated in the amplifier with respect to the transmission signal;
Distortion compensation comprising: a setting unit that sets a section within the transmission time in which a transmission signal before distortion compensation whose average power exceeds a predetermined threshold is amplified as a signal acquisition section in the acquisition unit apparatus.
歪補償前の送信信号及び前記増幅器がオンとなる送信時間に増幅された当該送信信号を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された信号に基づいて、前記増幅器の逆特性データを算出する計算部と、
前記計算部によって算出された前記逆特性データを用いて、前記送信信号に対して前記増幅器で発生する歪みを補償する歪補償処理部と、
平均電力が所定の閾値を超えた送信信号が増幅される前記送信時間内の区間のうち、前記平均電力が最も大きい送信信号が増幅される区間を、信号取得区間として前記取得部に設定する設定部とを備えたことを特徴とする歪補償装置。 In a distortion compensation apparatus that compensates for distortion generated in an amplifier that is periodically turned on and off,
An acquisition unit for acquiring a transmission signal before distortion compensation and the transmission signal amplified at a transmission time when the amplifier is turned on;
Based on the signal acquired by the acquisition unit, a calculation unit for calculating inverse characteristic data of the amplifier,
Using the inverse characteristic data calculated by the calculation unit, a distortion compensation processing unit for compensating for distortion generated in the amplifier with respect to the transmission signal;
Setting that sets, in the acquisition unit, as a signal acquisition section, a section in which the transmission signal having the largest average power is amplified among sections within the transmission time in which a transmission signal whose average power exceeds a predetermined threshold is amplified And a distortion compensation device.
歪補償前の送信信号及び前記増幅器で増幅された当該送信信号を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された信号に基づいて、前記増幅器の逆特性データを算出する計算部と、
前記計算部によって算出された前記逆特性データを用いて、前記送信信号に対して前記増幅器で発生する歪みを補償する歪補償処理部と、
前記計算部によって新たに算出された逆特性データで更新された逆特性データ及び更新されなかった逆特性データに基づいて、前記更新された逆特性データと前記更新されなかった逆特性データとの間の急峻な変化を補正する補正部とを備えたことを特徴とする歪補償装置。 In a distortion compensation device that compensates for distortion generated in an amplifier,
An acquisition unit for acquiring a transmission signal before distortion compensation and the transmission signal amplified by the amplifier;
Based on the signal acquired by the acquisition unit, a calculation unit for calculating inverse characteristic data of the amplifier,
Using the inverse characteristic data calculated by the calculation unit, a distortion compensation processing unit for compensating for distortion generated in the amplifier with respect to the transmission signal;
Based on the reverse characteristic data updated by the reverse characteristic data newly calculated by the calculation unit and the reverse characteristic data not updated, between the updated reverse characteristic data and the reverse characteristic data not updated. And a correction unit that corrects a steep change in the distortion compensation device.
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