JP2013089993A - 歪み補償回路および歪み補償回路と高周波電力増幅器を用いた送信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高周波電力増幅器の各次数の振幅の奇対称歪補償信号の係数と各次数の位相の奇対称歪補償信号の係数とを独立に生成する前置歪補償回路において、入力信号の振幅の1サンプル前との差分をとり、入力信号の1サンプル前との差分をとり、入力信号の振幅の遅延との差分と入力信号の遅延との差分とから、偶対称の振幅の歪補償信号と偶対称の位相の歪補償信号とそれぞれ独立にかつ奇対称歪補償信号と独立に生成する偶対称歪補償信号生成回路と、生成した偶対称歪補償信号を入力信号に重畳する偶対称歪補償信号重畳回路とを有し、奇対称歪と偶対称歪とを独立に前置歪補償する。
【選択図】図1A
Description
高周波数電力増幅器は信号の広帯域化に伴い、一般に過去の信号に影響を受けて歪が増加するいわゆるメモリ効果が顕著になり、ヒステリシスな特性や偶対称の歪が増加する。そして、前置歪補償の回路規模が大きくなる。そこで、高周波数電力増幅器のメモリ効果による前置歪補償の回路規模を削減する方法が非特許文献1に提案されている。
特許文献2には、偶数次の時間差を用いる歪の前置補償技術が開示されている。
特許文献3には、振幅の微分と位相の微分を用いる歪の前置補償技術が開示されている。
電力増幅器で増幅する信号を振幅と位相の関数として式3.1と表現する。
ここで歪みのない信号を
式3.2に含まれる微分した信号の大きさη21を式3.3に従ってシミュレーションにより算出した結果は約0.6378であった。
式3.2、式3.3より式3.4が得られる。
いま、電力増幅器で発生する奇対称歪と偶対称歪の大きさをそれぞれ、3次振幅歪a3、3次位相歪b3、5次振幅歪a5、5次位相歪、・・25次振幅歪a25、25次位相歪b25、振幅偶対称歪a2、位相偶対称歪b2とすると、電力増幅器の出力信号pa_outは式4.1と書ける
電力増幅器の出力信号から歪みのない信号を引くと誤差信号errは式4.2となる。
奇対称歪係数検出と奇対称歪加算とは特許文献1と同様なので、詳細説明は省略して簡単に説明し、偶対称歪係数検出と偶対称歪加算を中心に説明する。
可変遅延器18の出力信号は2乗回路28にて複素数信号の絶対値の2乗信号のreal信号に変換される。そのreal信号は奇対称歪信号生成回路29にて奇対称歪信号が生成される。
デジタル入力信号は2乗回路19にて複素数信号の絶対値の2乗信号のreal信号に変換される。そのreal信号は奇対称歪信号生成回路20にて奇対称歪信号が生成される。そして、乗算器21で平均化回路31出力の歪(入力と帰還との差)信号係数のA3〜A7とP3〜P7の信号と乗算する。
複素数信号である乗算器21出力信号は加算器22で1と減算し、電力増幅器の特性に対して逆特性に変換する。その信号が乗算器2でOFDM信号であるデジタル入力信号と乗算され、奇対称の逆歪が重畳された信号が乗算器2から出力される。
可変遅延器18の出力信号は偶対称歪信号生成回路32にて偶対称な2次歪を生成し、CONJ33で共役複素数の信号に変換し、加算器25の出力の歪(入力と帰還との差)信号と乗算器34で乗算され、平均化回路35で平均化され、偶対称な振幅2次歪係数A2、偶対称な位相2次歪係数P2の信号が出力される。
デジタル入力信号は偶対称歪信号生成回路23にてデジタル入力信号の偶対称な2次歪が算出される。そして、乗算器24で平均化回路35出力の歪(入力と帰還との差)信号の係数A2とP2の信号と乗算し、歪係数に基づいた振幅2次歪信号、位相2次歪信号が生成される。
乗算器24出力信号は加算器3でOFDM信号である奇対称の逆歪が重畳された信号と加算され、偶対称の逆歪が加算された信号が加算器3から出力される。
2乗回路28と奇対称歪信号生成回路29をある値の可変遅延器に置き換え、奇対称歪信号生成回路20の出力を遅延させて、乗算器30に入力させても良い。
入力信号は絶対値化回路51にて複素数信号の絶対値のreal信号に変換される。変換されたreal信号は遅延器(D)52と加算器54とで1サンプル前との差分(微分を近似したもの)出力をとる。変換されたreal信号は実効値逆数算出回路62で実効値の逆数を算出し、乗算器56で加算器54の差分出力と乗算する。さらに、乗算器56出力と入力信号とを乗算器58で乗算する。
上記の信号には余計な信号(入力信号の微分信号)も含まれているため、その信号成分を除去する必要がある。そこで、入力信号は遅延器(D)53と加算器55とで1サンプル前との差分(微分を近似したもの)出力をとる。さらに入力信号は実効値逆数算出回路63で実効値の逆数を算出し、乗算器57で加算器55の差分出力と乗算し、乗算器59で係数0.6378(乗算器58出力の信号に含まれる入力信号の微分値の大きさ)と乗算する。
乗算器58出力と乗算器59出力とを加算器60で加算し、メモリ効果の偶対称な歪信号を出力する。
実施例1で十分な高周波電力増幅器もある。しかし、高周波電力増幅器によっては、実施例2のように、より高次の偶対称歪を検出して、補償する方が歪が少なくなる場合もある。
4:直交変調器(直交変調)、5:D/A変換器(DAC)、
16,43:直交復調器(直交復調)、
11,40:ミキサ、6,9,12:BPF、13:発振器、
14,41:A/D変換器(ADC)、15,42:可変増幅器(AGC)、
7:高周波電力増幅器(電力増幅器)、8:方向性結合器、10:アンテナ、
2,21,24,34,36,37,56,57,58,61,69,76,77,78,81:乗算器、
3,22,25,54,55,60,74,75,80,82:加算器、
20,29:奇対称歪信号生成回路、23,32:偶対称歪信号生成回路、
36:奇対称歪重畳(乗算)回路、37:偶対称歪重畳(加算)回路、
38:変調器内蔵歪補償回路、48:歪補償回路、
39,47:歪補償信号生成回路、
19,28,70:2乗回路、51,71:絶対値化回路、
62,63,67:実効値逆数算出回路、
17:移相器、30,45,46:可変遅延器、52,53,72,73:遅延器、
26,33:共役化器(Conjugation:CONJ)、
25,31:平均化回路、
66:固定値の0.6378を自動で算出する回路、68:固定値の0.7996を自動で算出する回路、
Claims (3)
- 高周波帯に周波数変換した入力信号または高周波帯の入力信号を電力増幅する高周波電力増幅器の各次数の奇対称歪補償信号を独立に生成する歪補償信号生成回路と、生成した各次数の奇対称歪補償信号を高周波帯に周波数変換する前の入力信号または高周波帯の入力信号(以下前記入力信号)に重畳する歪補償信号重畳回路とを有する歪補償回路において、前記入力信号の遅延との差分から複数の偶対称の歪補償信号をそれぞれ独立にかつ奇対称歪補償信号と独立に生成し、該生成した複数の偶対称の歪補償信号を線形結合する偶対称歪補償信号生成回路と、該線形結合した偶対称歪補償信号を前記入力信号に重畳する偶対称歪補償信号重畳回路とを有し、奇対称歪と偶対称歪とを独立に補償することを特徴とする歪補償回路。
- 高周波帯に周波数変換した入力信号または高周波帯の入力信号を電力増幅する高周波電力増幅器の各次数の奇対称歪補償信号の係数を独立に生成する歪補償信号生成回路と、生成した各次数の奇対称歪補償信号を高周波帯に周波数変換する前の入力信号または高周波帯の入力信号(以下前記入力信号)に重畳する歪補償信号重畳回路とを有する歪補償回路において、前記入力信号の振幅の1サンプル前との差分をとり、前記入力信号の1サンプル前との差分をとり、前記入力信号の振幅の遅延との差分と前記入力信号の遅延との差分とから、偶対称の振幅の歪補償信号と偶対称の位相の歪補償信号とそれぞれ独立にかつ奇対称歪補償信号と独立に生成する偶対称歪補償信号生成回路と、生成した偶対称歪補償信号を前記入力信号に重畳する偶対称歪補償信号重畳回路とを有し、奇対称歪と偶対称歪とを独立に補償することを特徴とする歪補償回路。
- 請求項1乃至請求項2の歪補償回路と高周波電力増幅器とを用いた送信機。
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