JP3876408B2 - 歪補償装置及び歪補償方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線基地局等に於ける送信信号を増幅する電力増幅器の歪を、隣接チャネル漏洩電力比が小さくなるように制御して補償する歪補償装置及び歪補償方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）やＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）等を適用した移動通信システムに於いては、無線基地局の送信電力は例えば１０ｍＷ程度から２０Ｗ程度の範囲に制御することが必要となる。このような制御手段としては、インナーループ方式、オープンループ方式、クローズドループ方式等により、所望の送信電力となるように電力増幅器を制御する送信電力制御（ＴＰＣ）が行われている。
【０００３】
送信信号を増幅する電力増幅器は、増幅歪を少なくする為に、線形領域で使用することが望ましいが、電力負荷効率が数％程度の低いものとなり、送信電力に対する消費電力が大きくなる。この電力負荷効率は、入力電力に対して、その入力電力と出力電力との差の割合を示すものである。例えば、図１９は、出力電力〔ｄＢｍ〕と電力負荷効率〔％〕と入力電力〔ｄＢｍ〕との関係の一例を示すもので、横軸を入力電力〔ｄＢｍ〕、左側の縦軸を出力電力〔ｄＢｍ〕、右側の縦軸を電力負荷効率〔％〕とした出力電力と電力負荷効率との関係の傾向を示すものである。即ち、出力電力特性の線形領域のみを用いると、電力負荷効率は非常に低い値となることが判る。そこで、非線形領域に於いても使用できるようにして、電力負荷効率の向上を図るように制御する手段が採用されている。
【０００４】
電力増幅器を単純に非線形領域で動作させると増幅歪が大きくなり、隣接チャネルに対する漏洩電力が大きくなる。それによって、隣接チャネルに対して妨害を与える問題が生じる。そこで、線形領域の広い特性の電力増幅器を用いることが考えられるが、必要な能力以上の電力増幅器を用意する必要があり、経済的な問題が生じる。その為に、電力増幅器の歪を補償するリニアライザ（歪補償装置）を用いた構成が実用化されている。
【０００５】
例えば、図２０に示すように、歪補償を行わない場合は、実線曲線で示す送信電力特性となり、１点鎖線と２点鎖線との間の隣接チャネルに対する漏洩電力が大きくなる。しかし、歪補償を行うことにより、点線曲線で示すように、隣接チャネルに対する漏洩電力を低減することができる。
【０００６】
この場合、送信チャネルの送信電力と、隣接チャネルに漏洩する電力との比ＡＣＬＲ（Ａｄｊａｃｅｎｔ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｌｅａｋａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）は、図２０の１点鎖線間の送信チャネルの電力を表すスペトラクムの面積と、１点鎖線と２点鎖線との間の隣接チャネルの漏洩電力を表すスペクトラムの面積との比となる。この漏洩電力は、隣接チャネルに対する雑音成分となるものであるから、周波数帯域の有効利用を図る為に厳しく規定されている。なお、ＡＣＬＲは、通常に使用されているＡＣＰＲ（Ａｄｊａｃｅｎｔ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）と同じ意味のものである。
【０００７】
又送信チャネルに隣接するチャネルと更にその隣のチャネルに漏洩する電力についても厳しく規定されている。例えば、図２１に示す送信帯域の送信電力をＰ１とし、周波数の高い方の隣接チャネルの漏洩電力をＰＨ１、その次の隣接チャネルの漏洩電力をＰＨ２とし、周波数の低い方の隣接チャネルの漏洩電力をＰＬ１、その次の隣接チャネルの漏洩電力をＰＬ２とすると、隣接チャネル漏洩電力比ＡＣＬＲ１及び次隣接チャネル漏洩電力比ＡＣＬＲ２は、
ＡＣＬＲ１＝ＰＨ１（又はＰＬ１）／Ｐ１
ＡＣＬＲ２＝ＰＨ２（又はＰＬ２）／Ｐ１
により求めることができる。この場合、ＡＣＬＲ１は、ＰＨ１とＰＬ１との平均値をＰ１の分子とすることも可能である。同様に、ＡＣＬＲ２については、ＰＨ２とＰＬ２との平均値をＰ１の分子とすることも可能である。以下の説明に於いて特に必要とする以外は、ＡＣＬＲとして説明する。
【０００８】
図２２は電力増幅器の歪補償を行う為のリニアライザ（歪補償装置）の基本構成説明図であり、１１０はプリディストーション部を構成する乗算器、１１１は適応歪補償制御部、１１２は減算器、１１３は電力増幅器を示す。又ｆ（ｐ）は電力増幅器１１３の歪関数を示す。なお、電力増幅器１１３の増幅出力信号の一部を分岐する為の方向性結合器や検波器等は図示を省略している。
【０００９】
適応歪補償制御部１１１は、送信信号ｘ（ｔ）と増幅出力信号との差分ｅ（ｔ）を入力して、この差分ｅ（ｔ）が零となる方向で且つ送信信号ｘ（ｔ）の振幅又は電力に対応した歪補償信号を乗算器１１０に入力する。それによって、電力増幅器１１３の増幅出力信号に歪成分が生じないように、送信信号ｘ（ｔ）に逆方向の歪、即ち、プリディストーションを与えるものである。
【００１０】
又図２３に示すリニアライザは、乗算器１２０と、歪補償信号メモリ１２１と、歪補償信号生成部１２２と、電力増幅器１２３と、減算器１２４とを含む構成を有し、図２２に示す基本構成と同様に、乗算器１２０により送信信号ｘ（ｔ）に、電力増幅器１２３の歪関数ｆ（ｐ）に対応したプリディストーションを与えるものである。又歪補償信号メモリ１２１は、送信信号ｘ（ｔ）のレベル又はパワーに対応した歪補償係数を格納し、送信信号ｘ（ｔ）と増幅出力信号との差分ｅ（ｔ）を歪補償信号生成部１２２に入力して歪補償信号を生成し、歪補償信号メモリ１２１の歪補償係数を更新する。
【００１１】
又図２４に示すリニアライザ（歪補償装置）の構成は、特開平９−６９７３３号公報に於いて提案されている。同図に於いて、１３０は乗算器、１３１は歪補償テーブル、１３２は電力算出部（｜ｘ（ｔ）｜2 ）、１３３は電力増幅器、１３４は減算器、１３５は複素数変換部（ｃｏｎｊｇ）、１３６〜１３８は乗算器、１３９は加算器、１４０は方向性結合器を示す。又ｆ（ｐ）は電力増幅器１３３の歪関数、ｘ（ｔ）は送信信号、ｅ（ｔ）は送信信号と増幅出力信号を方向性結合器１４０により一部分岐した信号との差分、μはステップサイズパラメータ、ｙ（ｔ）は電力増幅器１３３の出力信号を示す。
【００１２】
ｈ（ｐ）を歪補償テーブル１３１の歪補償係数、ｘ，ｙ，ｆ，ｈ，ｕ，ｅを複素数、＊を共役複素数とすると、乗算器１３７は、ｈn-1 （ｐ）と、電力増幅器１３３の出力信号ｙ（ｔ）を方向性結合器１４０により分岐して複素数変換部１３５により共役複素数に変換したｙ* （ｔ）とを乗算して、ｕ* （ｔ）を出力する。又乗算器１３６は、減算器１３４からのｅ（ｔ）と乗算器１３７からのｕ* （ｔ）とを乗算し、乗算器１３８は、μと乗算器１３６からのｅ（ｔ）・ｕ* （ｔ）とを乗算し、加算器１３９は、ｈn-1 （ｐ）とμ・ｅ（ｔ）・ｕ* （ｔ）とを加算する。歪補償係数ｈn-1 （ｐ）は、以下の数式により算出されて、歪補償テーブル１３１の更新が行われる。
【００１３】
ｈn （ｐ）＝ｈn-1 （ｐ）＋μ・ｅ（ｔ）・ｕ* （ｔ） …（１）
ｅ（ｔ）＝ｘ（ｔ）−ｙ（ｔ） …（２）
ｕ（ｔ）＝ｘ（ｔ）・ｆ（ｐ）＝ｈ* n-1 （ｐ）・ｙ（ｔ） …（３）
ｈn-1 （ｐ）・ｈ* n-1 （ｐ）＝１ …（４）
ｙ（ｔ）＝ｈn-1 （ｐ）・ｘ（ｔ）・ｆ（ｐ） …（５）
ｐ＝｜ｘ（ｔ）｜2 …（６）
従って、歪補償テーブル１３１を更新する歪補償係数ｈn （ｐ）は、
ｈn （ｐ）＝μ・ｙ* （ｔ）・ｈ* n-1 （ｐ）・ｅ（ｔ）＋ｈ* n-1 （ｐ）
となる。
【００１４】
この場合、ｙ* （ｔ）・ｈ* n-1 （ｐ）＝ｕ* （ｔ）とすると、（１）式となる。又電力算出部１３２により算出された（６）式の値が、歪補償テーブル１３１のアドレスとなって、（１）式の結果で更新される。なお、（４）式の右辺は、電力増幅器１３３の振幅歪が大きくないと仮定して約１としたものである。又このような歪補償制御によって、電力増幅器１３３を非線形領域で動作させても、隣接帯域に対する漏洩電力を低減することができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
前述の図２４に示す構成に於いて、ステップサイズパラメータμは、予め固定的に設定されているものである。このステップサイズパラメータμを大きくすると、歪補償制御の収束は早くなる傾向を有するが、制御の安定度は劣化する問題がある。反対に、ステップサイズパラメータμを小さくすると、歪補償制御の収束は遅くなる問題がある。このように、ステップサイズパラメータμについて、収束速度と安定度とのトレードオフにより定めることになる。即ち、ステップサイズパラメータμの設定を誤ると、歪補償制御の収束時間が長くなるか、又は不安定動作が生じる問題がある。
本発明は、歪補償のステップサイズパラメータを適応的に制御し、高速収束化と安定化とを図ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の歪補償装置は、図１を参照して説明すると、送信信号ｘ（ｔ）を増幅する電力増幅器６の増幅出力信号の一部を方向性結合器７等を介して帰還し、送信信号ｘ（ｔ）との差の誤差信号ｅ（ｔ）と歪補償テーブル１からの歪補償信号とステップサイズパラメータとを基に算出した信号と、電力算出部１１等による送信信号の電力とに対応した歪補償信号を前記歪補償テーブル１から読出して、乗算器２により送信信号に乗算して、電力増幅器６に入力する歪補償装置であって、増幅出力信号のスペクトラムを求める高速フーリエ変換部２２と、算出したスペクトラムを基に隣接チャネル漏洩電力比を算出する漏洩電力比算出部（ＡＣＬＲ等算出部２３）と、算出された隣接チャネル漏洩電力比と閾値とを比較して、ステップサイズパラメータを切替える調整部（μ調整部２４）とを含むステップサイズパラメータ制御部（μ制御部２１）を備えている。
【００１７】
又ステップサイズパラメータ制御部（μ制御部２１）は、隣接チャネル漏洩電力比に対応した閾値を出力する閾値生成部を有し、調整部（μ調整部２４）は、閾値生成部からの閾値と隣接チャネル漏洩電力比とを比較して、閾値に対応したステップサイズμを選択出力する構成とすることができる。又ステップサイズパラメータ制御部（μ制御部２１）は、高速フーリエ変換部２２に於けるデータ数を、隣接チャネル漏洩電力比の値が大きい時に小さくするように制御するデータ数制御部を備えることができる。
【００１８】
又本発明の歪補償方法は、送信信号ｘ（ｔ）を増幅する電力増幅器６の増幅出力信号の一部を方向性結合器７等を介して帰還し、送信信号ｘ（ｔ）との差の誤差信号ｅ（ｔ）と歪補償テーブル１からの歪補償信号とステップサイズパラメータとを基に算出した信号と前記送信信号の電力とに対応した歪補償信号を前記歪補償テーブル１から読出して、送信信号ｘ（ｔ）に乗算して、電力増幅器６に入力する歪補償方法であって、増幅出力信号のスペクトラムを求め、このスペクトラムを基に隣接チャネル漏洩電力比を算出し、この隣接チャネル漏洩電力比と閾値とを比較し、隣接チャネル漏洩電力比が閾値より小さくなった時に、ステップサイズパラメータを小さい値に切替える過程を含むものである。
【００１９】
又閾値を隣接チャネル漏洩電力比の値に対応して連続的又はステップ状に変更して、隣接チャネル漏洩電力比と比較し、ステップサイズパラメータの切替えを行う過程を含むことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態の説明図であり、１は歪補償テーブル、２は乗算器、３はＤＡ変換器（ＤＡＣ）、４は周波数変換部、５は局部発振器、６は電力増幅器、７は方向性結合器、８は周波数変換部、９は局部発振器、１０はＡＤ変換器（ＡＤＣ）、１１は電力算出部（｜ｘ（ｔ）2 ｜）、１２は加算器、１３〜１５は乗算器、１６は減算器、１７は複素数変換部（ｃｏｎｊｇ）、１８〜２０は遅延回路（Ｄ）、２１はステップサイズパラメータ制御部で、以下μ制御部と称する。又２２は高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）、２３は漏洩電力比算出部で、以下ＡＣＬＲ等算出部と称する。又２４はステップサイズパラメータの調整を行う調整部で、以下μ調整部と称する。又２５は閾値設定部を示す。以下ステップサイズパラメータとしてμを用いて説明する。なお、他の係数を用いることも可能である。
【００２１】
ディジタルの送信信号ｘ（ｔ）を乗算器２に入力し、又遅延回路１８を介して電力算出部１１と、遅延回路２０を介して減算器１６とに入力する。そして、歪補償テーブル１からの歪補償係数ｈ（ｐ）（歪補償信号）を乗算器２に入力して、送信信号ｘ（ｔ）に乗算することによりプリディストーションを与え、ＤＡ変換器３によりアナログ信号に変換し、周波数変換部４により局部発振器５からの信号と混合して送信周波数の信号として、電力増幅器５により増幅し、図示を省略したアンテナから送信する。
【００２２】
又方向性結合器７により電力増幅器６の増幅出力信号の一部を帰還するもので、この帰還した増幅出力信号の一部を周波数変換部８により局部発振器９からの信号と混合して周波数変換し、ＡＤ変換器１０によりディジタルの信号に変換し、信号ｒ（ｔ）として減算器１６と、複素数変換部１７と、μ制御部２１とに入力する。
【００２３】
減算器１６は、送信信号ｘ（ｔ）と、電力増幅器６による増幅出力信号を帰還した信号ｒ（ｔ）との差の誤差信号ｅ（ｔ）を求めるもので、遅延回路２０は、ＡＤ変換器１０等を含む帰還経路の遅延時間を補償する為のものである。又複素数変換部１７による信号ｔ（ｔ）の共役複素信号ｔ（ｔ）* と、歪補償テーブル１から時刻ｔ−１（時刻ｔに対して遅延回路１９により遅延）に於いて読出した歪補償係数ｈt-1 （ｐ）（歪補償信号）とを乗算器１５により乗算し、この乗算出力信号と誤差信号ｅ（ｔ）とを乗算器１４により乗算し、この乗算出力信号と、μ制御部２１からのステップサイズパラメータμとを乗算器１３により乗算する。そして、この乗算器１３の乗算出力信号と、歪補償テーブル１から読出した前述の歪補償係数ｈt-1 （ｐ）とを加算器１２により加算し、この加算出力信号と、電力算出部１１からの送信電力とを基に、歪補償テーブル１をアクセスして、時刻ｔに於ける歪補償係数ｈt （ｐ）を乗算器２に入力し、送信信号ｘ（ｔ）と乗算してプリディストーションを与え、電力増幅器６により増幅する。
【００２４】
前述の歪補償テーブル１と乗算器２，１３〜１５と、電力算出部１１と、加算器１２と、複素数変換部１７とを含む構成は、図２４に示すリニアライザと同様な機能を有するものであり、又遅延回路１８，１９は、遅延回路２０と同様に、それぞれの時間を合わせる為のものである。又μ制御部２１は、高速フーリエ変換部２２と、ＡＣＬＲ等算出部２３と、μ調整部２４と、閾値設定部２５とを含む構成を有し、高速フーリエ変換部２２により、ＡＤ変換器１０によるディジタル信号の複数サンプリング・ポイント、例えば、１０２４のサンプリング・ポイントを蓄積して周波数軸上に変換する。それにより、例えば、図２１に示すようなスペクトラムが得られる。この場合、所定の時間ｔａ毎に、１０２４ポイントの各ポイント毎の平均値を求めてフーリエ変換処理、或いは、フーリエ変換処理により求めたスペクトラムの平均化処理を行うことも可能である。
【００２５】
ＡＣＬＲ等算出部２３は、例えば、送信帯域が５ＭＨｚであるとすると、スペクトラムを基に中心周波数の±２．５ＭＨｚの範囲の電力Ｐ１を求める。又この送信帯域より周波数が高い方の５ＭＨｚの範囲の電力ＰＨ１と、更にそれより５ＭＨｚ高い範囲の電力ＰＨ２を算出する。又送信帯域より周波数が低い方の５ＭＨｚの範囲の電力ＰＬ１と、更にそれより５ＭＨｚ低い範囲の電力ＰＬ２を算出する。このようにスペクトラムを基に隣接チャネル漏洩電力を算出して、正確なＡＣＬＲを求める。この場合のＡＣＬＲも、前述のように、ＰＨ１又はＰＬ１のみを用いることも可能であり、又ＰＨ１とＰＬ１との平均値を基にＡＣＬＲを求めることも可能である。又ＰＨ２，ＰＬ２を含めてＡＣＬＲを求めることも可能である。
【００２６】
又μ調整部２４は、ＡＣＬＲ等算出部２３に於いて算出されたＡＣＬＲと、閾値設定部２５に設定されている閾値とを比較して、ステップサイズパラメータμの切替えを行うものである。即ち、ＡＣＬＲが閾値より大きい時は、歪補償制御が収束してない時であるから、ステップサイズパラメータμを大きくし、ＡＣＬＲが閾値より小さくなると、歪補償制御が収束したと判定して、ステップサイズパラメータμを小さくする。このステップサイズパラメータμは、例えば、μ＝１／２n （ｎは０を含む整数）とし、乗算器１３はシフタとして構成して、ステップサイズパラメータμに従ったビットシフトを行う構成とすることができる。それにより、歪補償制御の収束の高速化と安定化とを図ることができる。
【００２７】
図２は本発明の第１の実施の形態の概要フローチャートを示すもので、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）２２に於いて、ＡＤ変換器１０の出力を例えば１０２４ポイント蓄積し（Ａ１）、ＦＦＴ演算を行う（Ａ２）。その結果のスペクトラムを基に或る時刻ｔの隣接チャネル漏洩電力比ＡＣＬＲｔを算出する（Ａ３）。このＡＣＬＲｔを基にμ調整部２４は、閾値設定部２５に設定された閾値と比較してステップサイズパラメータμを制御する（Ａ４）。
【００２８】
図３は本発明の第１の実施の形態のフローチャートであり、ステップサイズパラメータμをμ１とμ２（μ１＞μ２の関係とする）とに切替える場合を示す。先ず、歪補償制御の開始時に、μ調整部２４に於いてステップサイズパラメータμをμ１とし（Ｂ１）、高速フーリエ変換部２２は、ＡＤ変換器１０の出力を１０２４ポイント蓄積し（Ｂ２）、ＦＦＴ演算を行う（Ｂ３）。このＦＦＴ演算結果のスペクトラムを基にＡＣＬＲ等算出部２３に於いてＡＣＬＲｔを算出し（Ｂ４）、μ調整部２４に於いて、このＡＣＬＲｔと、閾値設定部２５からの閾値ＡＣＬＲｔｈとを比較する（Ｂ５）。
【００２９】
算出したＡＣＬＲｔが閾値ＡＣＬＲｔｈより大きいと、ステップサイズパラメータμは、μ１のままで、ステップ（Ｂ２）〜（Ｂ５）を繰り返す。そして、算出したＡＣＬＲｔが閾値ＡＣＬＲｔｈより小さくなると、歪補償制御は収束に向かったと判定して、ステップサイズパラメータμをμ２に切替える（Ｂ６）。そして、ステップ（Ｂ２）〜（Ｂ４）と同様なステップ（Ｂ７）〜（Ｂ９）を繰り返して、歪補償制御を継続する。従って、ステップサイズパラメータμ１により歪補償制御の収束を高速化し、ステップサイズパラメータμ２により安定な歪補償制御が可能となる。
【００３０】
図４は本発明の第２の実施の形態の説明図であり、図１と同一符号は同一部分を示す。従って、同一機能部分についての重複した説明は省略する。又２６は閾値生成部であり、この閾値生成部２６は、閾値をＡＣＬＲの関数として生成する機能を有する関数発生器又は算出したＡＣＬＲをアドレスとして閾値を読出すテーブルとすることができる。それによりμ調整部２４は、算出されたＡＣＬＲの値に対応した複数種類のステップサイズパラメータμの一つを選択して、乗算器１３に加えることができる。
【００３１】
図５は本発明の第２の実施の形態のフローチャートであり、ステップサイズパラメータμを初期値とする（μ＝μｉｎｉ）（Ｃ１）。この初期値は、ステップサイズパラメータμの最大値とすることができる。そして、ＡＤ変換器１０からのディジタル信号について、高速フーリエ変換部２２に於いて１０２４ポイント分を蓄積し（Ｃ２）、ＦＦＴ演算を行う（Ｃ３）。ＡＣＬＲ等算出部２３は、ＦＦＴ演算により求めたスペクトラムを基にＡＣＬＲｔを算出し（Ｃ４）、μ調整部２４は、算出したＡＣＬＲｔに対応した閾値ＡＣＬＲｔｈと比較し、算出したＡＣＬＲｔが閾値ＡＣＬＲｔｈより小さくなると、ステップサイズパラメータμを関数Ｆ（ＡＣＬＲ）に従った値として、乗算器１３に入力する。
【００３２】
このステップサイズパラメータμを関数Ｆ（ＡＣＬＲ）に従って切替える為の一例の関数を図６に示す。例えば、閾値をｔｈ１＞ｔｈ２＞ｔｈ３とし、ステップサイズパラメータμを、μ１＞μ２＞μ３＞μ４として、初期状態では、μｉｎｉ＝μ１とする。即ち、閾値生成部２６は、ＡＣＬＲｔに対応した閾値ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３をμ調整部２４に加えることになる。又初期状態の時点では、ＡＣＬＲｔ＞ｔｈ１となるから、μ調整部２４は、初期値μｉｎｉとした最も大きいステップサイズパラメータμ１を選択して乗算器１３に入力する。
【００３３】
歪補償制御が進行して、ＡＣＬＲｔが閾値ｔｈ１より小さくなり、ｔｈ１＞ＡＣＬＲｔ＞ｔｈ２の関係の場合、μ調整部２４は、μ１からμ２に切替える。更にＡＣＬＲｔが小さくなって、ｔｈ２＞ＡＣＬＲｔ＞ｔｈ３の関係となると、μ調整部２４は、μ２からμ３に切替える。更にＡＣＬＲｔが小さくなって、ｔｈ３＞ＡＣＬＲｔとなると、μ調整部２４は、μ３からμ４に切替える。このような状態を歪補償制御が収束した状態と判定することもできる。
【００３４】
又ステップサイズパラメータμを、μ１，μ２，μ３，μ４のように、４種類とした場合を示すが、更に多種類として切替える構成とすることも可能である。又ステップサイズパラメータμをステップ状に切替える場合のみでなく、ＡＣＬＲｔの大きさに対応して、直線状又は曲線状にステップサイズパラメータμを選択する構成とすることも可能である。このように、ステップサイズパラメータμを歪補償制御の収束過程に従って順次切替えることにより、収束の高速化と共に安定化を図ることができる。
【００３５】
図７は本発明の第３の実施の形態の説明図であり、図１及び図４と同一符号は同一部分を示し、同一機能部分の重複する説明は省略する。この実施の形態は、μ制御部２１に、閾値設定部３２と共に初期値設定部３１を設ける。この初期値設定部３１は、所望の送信電力値が変更になると、ステップサイズパラメータμを初期値とする為のものである。即ち、送信電力制御に於いて、チャネル数等に対応した送信電力値を上位レイヤーから指示されることになるから、初期値設定部３１は、その送信電力値の変更があれば、ステップサイズパラメータμを初期値に戻して、歪補償制御を再開させるものである。又閾値設定部３２は、前述の各実施の形態に於ける閾値設定部や閾値生成部等の機能と同一とすることができる。
【００３６】
図８は本発明の第３の実施の形態のフローチャートを示し、所望送信電力値、即ち、送信電力確定ｐとすると（Ｄ１）、初期値設定部３１に於いてステップサイズパラメータμの初期値μ＝μｉｎｉ（ｐ）を設定し（Ｄ２）、μ調整部２４に於けるステップサイズパラメータμの制御を行わせる。又高速フーリエ変換部２２に於いてＡＤ変換器１０の出力を１０２４ポイント蓄積し（Ｄ３）、高速フーリエ変換演算を行い（Ｄ４）、ＡＣＬＲ等算出部２３に於いてＡＣＬＲｔを算出し（Ｄ５）、μ調整部２４は、閾値設定部３２からの閾値ＡＣＬＲｔｈと算出したＡＣＬＲｔとを比較し（Ｄ６）、ＡＣＬＲｔが閾値より小さくなると、ステップサイズパラメータμを、例えば、関数Ｆ（ＡＣＬＲ）に従って変更し（Ｄ７）、初期値μ＝μｉｎｉ（ｐ）から変更したμ＝Ｆ（ＡＣＬＲ）を乗算器１３に加えることになる。
【００３７】
図９は本発明の第４の実施の形態の説明図であり、図１，図４及び図７と同一符号は同一部分を示し、同一機能部分の重複した説明は省略する。この実施の形態は、所望の送信電力値をμ調整部２４に入力し、又関数生成部３３から、送信電力値と、ＡＣＬＲ等算出部２３からのＡＣＬＲｔとに対応した閾値を生成してμ調整部２４に入力する。
【００３８】
図１０は本発明の第４の実施の形態のフローチャートであり、ステップサイズパラメータμの初期値μ＝μｉｎｉを設定し（Ｅ１）、高速フーリエ変換部２２は、ＡＤ変換器１０の出力を１０２４ポイント蓄積し（Ｅ２）、高速フーリエ変換演算を行い（Ｅ３）、ＡＣＬＲ等算出部２４はＡＣＬＲｔを算出する（Ｅ４）。μ調整部２４は、算出したＡＣＬＲｔと閾値ＡＣＬＲｔｈとを比較し（Ｅ５）、ＡＣＬＲｔが小さくなると、ステップサイズパラメータμの変更をμＦ（ＡＣＬＲ，Ｐ）として示すように、ＡＣＬＲｔと所望送信電力値Ｐとに対応したステップサイズパラメータμとする（Ｅ６）。即ち、閾値ＡＣＬＲｔｈを、算出したＡＣＬＲｔと、指示された所望送信電力値Ｐとに対応して関数生成部３３からμ調整部２４に入力するから、ステップサイズパラメータμを、ＡＣＬＲｔと所望送信電力値Ｐとの関数として制御することができる。
【００３９】
図１１はμとＡＣＬＲとの関係の説明図であり、送信電力Ｐ＝Ｐａ〔ｄＢｍ〕と、それより低い送信電力Ｐ＝Ｐｂ〔ｄＢｍ〕とについて、実線と点線とにより、ＡＣＬＲとμとの関係の一例を示すもので、歪補償制御の開始時点では、ＡＣＬＲは大きい値となる。しかし、所望の送信電力が小さい場合は、送信電力が大きい場合に比較して電力増幅器６は歪の少ない領域で動作することになる。従って、点線で示すように、ステップサイズパラメータμの初期値を小さくして歪補償制御を開始させる。それにより、収束を高速化することができる。この場合のステップサイズパラメータμは、４種類を選択する場合を示すが、更に多種類とすることも可能であり、又直線状又は曲線状に変化させる制御も可能である。
【００４０】
図１２は本発明の第５の実施の形態の説明図であり、前述の各実施の形態に於ける符号と同一符号は同一部分を示し、同一の機能部分の重複した説明は省略する。この実施の形態は、高速フーリエ変換するデータ数Ｎを、歪補償制御の開始時点は少なくし、収束方向に向かって多くする制御を、データ数制御部３４によって行うものである。
【００４１】
図１３は本発明の第５の実施の形態のフローチャートであり、データ数制御部３４は、高速フーリエ変換部２２に於いて演算する為のデータ数Ｎを例えば３２等の最小値を初期値とする（Ｎ＝Ｎｉｎｉ）（Ｆ１）。高速フーリエ変換部２２は、ＡＤ変換器１０の出力のＮポイント分を蓄積し（Ｆ２）、ＦＦＴ演算を行う（Ｆ３）。データ数Ｎが小さい値であるから、ＦＦＴ演算を高速で実行することができる。
【００４２】
ＡＣＬＲ等算出部２３は、ＦＦＴ演算結果を基にＡＣＬＲｔを算出し（Ｆ４）、データ数制御部３４は、算出したＡＣＬＲｔと閾値ｔｈとを比較し（Ｆ５）、ＡＣＬＲｔが小さくなると、データ数Ｎを大きい値に変更する（Ｆ６）。この場合、関数Ｆ（ＡＣＬＲ）としてデータ数Ｎを変更する場合を示す。
【００４３】
このデータ数ＮとＡＣＬＲとの関係は、例えば、図１４に示すように制御することができる。即ち、ＡＣＬＲが−１０〔ｄＢ〕程度の悪い値の場合に、ＦＦＴ演算の為のデータ数ＮをＮｉｎｉ＝３２とし、ＡＣＬＲが−２０〔ｄＢ〕程度となると、データ数Ｎ＝６４とし、ＡＣＬＲが−３０〔ｄＢ〕程度となると、データ数Ｎ＝５１２とし、ＡＣＬＲが−４０〔ｄＢ〕程度となると、データ数Ｎ＝１０２４とすることができる。なお、更に多数のデータ数を用いることも可能である。なお、ＡＣＬＲの値は前述の実施の形態に限定されるものではない。
【００４４】
図１５は本発明の第６の実施の形態の説明図であり、図９と同一符号は同一部分を示し、前述の各実施の形態と同一の機能部分の重複した説明は省略する。この実施の形態は、間欠動作制御部４０を設けて、μ制御部２１を間欠動作させる場合を示すもので、μ制御部２１は、前述の各実施の形態の構成を適用することができる。
【００４５】
図１６は本発明の第６の実施の形態のフローチャートであり、ステップ（Ｇ１）〜（Ｇ６）は、図１０に示す実施の形態のステップ（Ｅ１）〜（Ｅ６）と同一である。又ステップ（Ｇ２）〜（Ｇ６）は、μ制御部２１の動作を示し、これを間欠動作制御部４０によって間欠動作させる。即ち、ステップサイズパラメータμを変更するか否かの制御のみを間欠動作させ、消費電力の低減を図るものである。なお、この間欠動作は、歪補償制御の開始時点では連続動作とし、収束した後に行うように制御することも可能である。
【００４６】
図１７は本発明の第７の実施の形態の説明図であり、前述の各実施の形態の符号と同一符号は同一部分を示し、同一の機能部分の重複した説明は省略する。この実施の形態は、複数チャネルの送信信号ｘ１（ｔ），ｘ２（ｔ），ｘ３（ｔ），ｘ４（ｔ）を電力増幅器６により増幅して送信する場合を示す。なお、送信周波数に変調する手段、及び方向性結合器７を介して増幅出力信号の一部を帰還し、中間周波数に変換する手段の図示を省略している。
【００４７】
又図１７に於いて、５１，５２は第１，第２の合成部、５３はＤＡ変換器（ＤＡＣ）、５４はローパスフィルタ（ＬＰＦ）、５５は加算器、５６はＤＡ変換器（ＤＡＣ）、５７はローパスフィルタ（ＬＰＦ）、５８はアッテネータ（ＡＴＴ）、５９は加算器を示し、又所望送信電力値をμ調整部２４に入力し、又周波数チャネル情報をμ調整部２４とＡＣＬＲ等算出部２３とに入力する。
【００４８】
送信信号ｘ１（ｔ），ｘ２（ｔ），ｘ３（ｔ），ｘ４（ｔ）を４キャリアとして送信する場合に、第１の合成部５１により合成した送信信号をＤＡ変換器５３によりアナログ信号に変換し、ローパスフィルタ５４により不要帯域成分を削除し、加算器５９に於いてレベルを調整したプリディストーション用の信号と加算して電力増幅器６に入力する。電力増幅器６は、４キャリア分の送信信号を増幅して図示を省略したアンテナから送信する。又方向性結合器７により一部を分岐し、ＡＤ変換器１０に入力してディジタル信号に変換する。
【００４９】
又第２の合成部５２により合成した送信信号を用いて歪補償信号を生成するもので、前述のリニアライザとして説明したように、乗算器２からプリディストーションを与えた送信信号が出力される。この送信信号と、合成部５２により合成された送信信号との差分を加算器５５により求めると、歪補償成分の信号のみが出力される。この歪補償信号をＤＡ変換器５６によりアナログ信号に変換し、ローパスフィルタ５７により不要帯域成分を除去し、アッテネータ５８により所望のレベルに減衰させて加算器５９に入力する。それにより、ローパスフィルタ５４を介した送信信号に対してプリディストーションを与えて、電力増幅器６に入力することができる。
【００５０】
又ＡＤ変換器１０によりディジタル信号に変換して、歪補償信号を形成する為に、減算器１６と複素数変換部１７とに入力する。又μ制御部２１の高速フーリエ変換部２２は、例えば、１０２４ポイントのディジタル信号を基にフーリエ変換して、送信信号のスペクトラムを求め、ＡＣＬＲ等算出部２３に於いて正確な隣接チャネル漏洩電力比を求め、これを基にステップサイズパラメータμを制御する。このようなステップサイズパラメータμの制御は、前述の各実施の形態と同様である。なお、第１の合成部５１により合成した送信信号と、第２の合成部５２により合成した送信信号とを分けて、加算器５５により歪補償信号を出力し、加算器５９に於いて、第１の合成部５１により合成した送信信号に歪補償信号を加算する構成としたことにより、複数キャリアの歪補償による電力増幅を効率良く実行することができる。
【００５１】
前述の４キャリアによる送信信号ｘ１（ｔ）〜ｘ４（ｔ）を電力増幅器６により増幅して送信する場合、増幅出力信号の一部を帰還してＤＡ変換し、高速フーリエ変換部２２に於いてフーリエ変換処理することにより、例えば、図１８に示すようなスペクトラムが得られる。各キャリア毎の電力をＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４、送信帯域より周波数の低い方の隣接チャネルの漏洩電力をＰ１１、更に低い方のチャネルの漏洩電力をＰ１２として示し、同様に、送信帯域より周波数の高い方の隣接チャネルの漏洩電力をＰ４１、更に高い方のチャネルの漏洩電力を４２として示す。
【００５２】
ＡＣＬＲ等算出部２３は、周波数チャネル情報等を基に、スペクトラムから送信チャネルを判断し、例えば、時刻ｔに於ける隣接チャネル漏洩電力比ＡＣＬＲ１１ｔ，ＡＣＬＲ１２ｔとを、ＡＣＬＲ１１ｔ＝Ｐ１１／Ｐ１、ＡＣＬＲ１２ｔ＝Ｐ１２／Ｐ１として算出する。同様にして、ＡＣＬＲ４１ｔ＝Ｐ４１／Ｐ４、ＡＣＬＲ４２ｔ＝Ｐ４２／Ｐ４として算出する。そして、μ調整部２４は、ステップサイズパラメータμを制御する為に、送信帯域より周波数が低い方の隣接チャネル漏洩電力比のみ、或いは高い方の隣接チャネル漏洩電力比のみを用いることも可能であり、又ＡＣＬＲ１１ｔとＡＣＬＲ４１ｔとの平均値と、ＡＣＬＲ１２ｔとＡＣＬＲ４２ｔとの平均値を用いることも可能である。又例えば、ＡＣＬＲ１１ｔとＡＣＬＲ１２ｔとに対してそれぞれの重み付けを行って制御することも可能である。
【００５３】
又μ調整部２４は、所望の送信電力値を基にステップサイズパラメータμの初期値を出力して乗算器１３に入力し、歪補償制御の進行状況に応じてステップサイズパラメータμの切替えを行い、又送信電力値の変更毎に、ステップサイズパラメータμを初期値に戻して、歪補償制御を再開させることができる。又閾値生成部３３は、前述のように、テーブル又は関数発生器等により構成し、現在時刻ｔに於いて算出したＡＣＬＲｔを基に、閾値を変更し、μ調整部２４は、この閾値とＡＣＬＲｔとを比較して、ステップサイズパラメータμを切替える。
【００５４】
本発明は、前述の各実施の形態のみに限定されるものではなく、種々付加変更することが可能である。例えば、各実施の形態の遅延回路１８〜２０の遅延時間を制御可能とすることもできる。又ステップサイズパラメータは、通常μとして使用されているパラメータ以外の他のパラメータを用いることも可能である。
【００５５】
（付記１）送信信号を増幅する電力増幅器の増幅出力信号の一部を帰還して、前記送信信号との差の誤差信号と歪補償テーブルからの歪補償信号とステップサイズパラメータとを基に算出した信号と、前記送信信号の電力とに対応した歪補償信号を前記歪補償テーブルから読出して、前記送信信号に乗算して、前記電力増幅器に入力する歪補償装置に於いて、前記増幅出力信号のスペクトラムを求める高速フーリエ変換部と、前記スペクトラムを基に隣接チャネル漏洩電力比を算出するＡＣＬＲ等算出部と、算出された前記隣接チャネル漏洩電力比と閾値とを比較して前記ステップサイズパラメータを切替えるμ調整部とを含むμ制御部を備えたことを特徴とする歪補償装置。
【００５６】
（付記２）前記μ制御部は、前記隣接チャネル漏洩電力比に対応した閾値を出力する閾値生成部を有し、前記μ調整部は、前記閾値生成部からの前記閾値と前記隣接チャネル漏洩電力比とを比較して、前記閾値に対応した前記ステップサイズを選択出力する構成を有することを特徴とする付記１記載の歪補償装置。
（付記３）前記μ制御部の前記μ調整部は、所望送信電力値に対応したステップサイズパラメータの初期値を選択出力する構成を有することを特徴とする付記１記載の歪補償装置。
（付記４）前記閾値生成部は、所望送信電力値と隣接チャネル漏洩電力比とを変数として前記ステップサイズパラメータを出力する構成を有することを特徴とする付記１又は２又は３記載の歪補償装置。
（付記５）前記μ制御部は、前記高速フーリエ変換部に於いて蓄積してフーリエ変換するデータ数を、隣接チャネル漏洩電力比が大きい時に小さい値とし、隣接チャネル漏洩電力比が小さい時に大きい値に変更するデータ数制御部を備えたことを特徴とする付記１乃至４の何れかに記載の歪補償装置。
（付記６）前記μ制御部を間欠動作させる間欠動作制御部を設けたことを特徴とする付記１乃至４の何れかに記載の歪補償装置。
【００５７】
（付記７）複数キャリアの送信信号を第１の合成部により合成して増幅する電力増幅器の増幅出力信号の一部を帰還して、前記複数キャリアの送信信号を第２の合成部により合成した送信信号との差の誤差信号と歪補償テーブルからの歪補償信号とステップサイズパラメータとを基に算出した信号と、前記第２の合成部により合成した送信信号の電力とに対応した歪補償信号を前記歪補償テーブルから読出して前記送信信号に乗算し、該乗算出力信号と前記第２の合成部により合成した送信信号との差を補償信号として、前記第１の合成部により合成した送信信号に加算して前記電力増幅器に入力する歪補償装置に於いて、前記増幅出力信号のスペクトラムを求める高速フーリエ変換部と、前記スペクトラムを基に隣接チャネル漏洩電力比を算出するＡＣＬＲ等算出部と、算出された前記隣接チャネル漏洩電力比と閾値とを比較して前記ステップサイズパラメータを切替えるμ調整部とを含むμ制御部を備えたことを特徴とする歪補償装置。
【００５８】
（付記８）送信信号を増幅する電力増幅器の増幅出力信号の一部を帰還して、前記送信信号との差の誤差信号と歪補償テーブルからの歪補償信号とステップサイズパラメータとを基に算出した信号と前記送信信号の電力とに対応した歪補償信号を前記歪補償テーブルから読出して、前記送信信号に乗算して、前記電力増幅器に入力する歪補償方法に於いて、前記増幅出力信号のスペクトラムを求め、該スペクトラムを基に隣接チャネル漏洩電力比を算出し、該隣接チャネル漏洩電力比と閾値とを比較し、該隣接チャネル漏洩電力比が閾値により小さくなった時に前記ステップサイズパラメータを小さい値に切替える過程を含むことを特徴とする歪補償方法。
（付記９）前記閾値を前記隣接チャネル漏洩電力比の値に対応して連続的又はステップ状に変更して、前記隣接チャネル漏洩電力比と比較して、前記ステップサイズパラメータの切替えを行う過程を含むことを特徴とする付記８記載の歪補償方法。
【００５９】
（付記１０）所望の送信電力値に対応した値を前記ステップサイズパラメータの初期値として歪補償制御を開始させる過程を含むことを特徴とする付記８又は９記載の歪補償方法。
（付記１１）前記隣接チャネル漏洩電力比と比較する閾値を、前記隣接チャネル漏洩電力比と所望電力値とを変数として生成する過程を含むことを特徴とする付記８又は９又は１０記載の歪補償方法。
（付記１２）前記増幅出力信号のスペクトラムを求める為のフーリエ変換に用いるデータ数を、隣接チャネル漏洩電力比が大きい時に小さい値とし、隣接チャネル漏洩電力比が小さい時に大きい値に変更して、隣接チャネル漏洩電力比を算出する為のフーリエ変換処理を行う過程を含むことを特徴とする付記８乃至１１の何れかに記載の歪補償方法。
（付記１３）前記ステップサイズパラメータを求める処理を、所定の時間間隔で間欠的に実行する過程を含むことを特徴とする付記８乃至１２の何れかに記載の歪補償方法。
【００６０】
（付記１４）複数キャリアの送信信号を第１の合成部により合成して増幅する電力増幅器の増幅出力信号の一部を帰還して、前記複数キャリアの送信信号を第２の合成部により合成した送信信号との差の誤差信号と歪補償テーブルからの歪補償信号とステップサイズパラメータとを基に算出した信号と、前記第２の合成部により合成した送信信号の電力とに対応した歪補償信号を前記歪補償テーブルから読出して前記送信信号に乗算し、該乗算出力信号と前記第２の合成部により合成した送信信号との差を補償信号として、前記第１の合成部により合成した送信信号に加算して前記電力増幅器に入力し、該電力増幅器の歪を補償する歪補償方法に於いて、前記増幅出力信号のスペクトラムを求め、該スペクトラムを基に隣接チャネル漏洩電力比を算出し、算出された前記隣接チャネル漏洩電力比と閾値とを比較して、前記ステップサイズパラメータを切替える過程を含むことを特徴とする歪補償方法。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、歪補償制御に於けるステップサイズパラメータ（μ）を、時刻ｔに於いて算出した漏洩電力比（ＡＣＬＲｔ）と閾値とを比較して切替えるものであり、歪補償制御の開始初期には、ステップサイズパラメータ（μ）の値を大きくして、収束の高速化を図り、収束後は、ステップサイズパラメータ（μ）の値を小さくして、安定化を図ることができる。
又所望の送信電力値に対応したステップサイズパラメータ（μ）の初期値を設定することにより、送信電力値が小さい場合の歪補償制御の収束を高速化することができる。又漏洩電力比（ＡＣＬＲｔ）と比較する閾値を、漏洩電力比（ＡＣＬＲｔ）に対応した値、更には、送信電力値に対応した値とすることより、ステップサイズパラメータ（μ）を、歪補償制御の進行状況に対応して適応的に変更することができるから、高速に且つ安定に収束状態に向かって制御することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の概要フローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態のフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態の説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態のフローチャートである。
【図６】μと関数との説明図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態の説明図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態のフローチャートである。
【図９】本発明の第４の実施の形態の説明図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態のフローチャートである。
【図１１】μとＡＣＬＲとの関係の説明図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態の説明図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態のフローチャートである。
【図１４】ＦＦＴ演算のデータ数とＡＣＬＲとの関係の説明図である。
【図１５】本発明の第６の実施の形態の説明図である。
【図１６】本発明の第６の実施の形態のフローチャートである。
【図１７】本発明の第７の実施の形態の説明図である。
【図１８】４キャリアのスペクトラムの説明図である。
【図１９】電力増幅器の特性説明図である。
【図２０】隣接チャネル漏洩電力と歪補償との説明図である。
【図２１】ＡＣＬＲの説明図である。
【図２２】リニアライザの基本構成説明図である。
【図２３】リニアライザの説明図である。
【図２４】リニアライザの説明図である。
【符号の説明】
１ 歪補償テーブル
２ 乗算器
３ ＤＡ変換器（ＤＡＣ）
６ 電力増幅器
７ 方向性結合器
１０ ＡＤ変換器（ＡＤＣ）
１１ 電力算出部
１２ 加算器
１３〜１５ 乗算器
１６ 減算器
１７ 複素数変換部（ｃｏｎｊｇ）
１８〜２０ 遅延回路（Ｄ）
２１ μ制御部
２２ 高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）
２３ ＡＣＬＲ等算出部
２４ μ調整部
２５ 閾値設定部
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線基地局等に於ける送信信号を増幅する電力増幅器の歪を、隣接チャネル漏洩電力比が小さくなるように制御して補償する歪補償装置及び歪補償方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）やＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）等を適用した移動通信システムに於いては、無線基地局の送信電力は例えば１０ｍＷ程度から２０Ｗ程度の範囲に制御することが必要となる。このような制御手段としては、インナーループ方式、オープンループ方式、クローズドループ方式等により、所望の送信電力となるように電力増幅器を制御する送信電力制御（ＴＰＣ）が行われている。
【０００３】
送信信号を増幅する電力増幅器は、増幅歪を少なくする為に、線形領域で使用することが望ましいが、電力負荷効率が数％程度の低いものとなり、送信電力に対する消費電力が大きくなる。この電力負荷効率は、入力電力に対して、その入力電力と出力電力との差の割合を示すものである。例えば、図１９は、出力電力〔ｄＢｍ〕と電力負荷効率〔％〕と入力電力〔ｄＢｍ〕との関係の一例を示すもので、横軸を入力電力〔ｄＢｍ〕、左側の縦軸を出力電力〔ｄＢｍ〕、右側の縦軸を電力負荷効率〔％〕とした出力電力と電力負荷効率との関係の傾向を示すものである。即ち、出力電力特性の線形領域のみを用いると、電力負荷効率は非常に低い値となることが判る。そこで、非線形領域に於いても使用できるようにして、電力負荷効率の向上を図るように制御する手段が採用されている。
【０００４】
電力増幅器を単純に非線形領域で動作させると増幅歪が大きくなり、隣接チャネルに対する漏洩電力が大きくなる。それによって、隣接チャネルに対して妨害を与える問題が生じる。そこで、線形領域の広い特性の電力増幅器を用いることが考えられるが、必要な能力以上の電力増幅器を用意する必要があり、経済的な問題が生じる。その為に、電力増幅器の歪を補償するリニアライザ（歪補償装置）を用いた構成が実用化されている。
【０００５】
例えば、図２０に示すように、歪補償を行わない場合は、実線曲線で示す送信電力特性となり、１点鎖線と２点鎖線との間の隣接チャネルに対する漏洩電力が大きくなる。しかし、歪補償を行うことにより、点線曲線で示すように、隣接チャネルに対する漏洩電力を低減することができる。
【０００６】
この場合、送信チャネルの送信電力と、隣接チャネルに漏洩する電力との比ＡＣＬＲ（Ａｄｊａｃｅｎｔ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｌｅａｋａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）は、図２０の１点鎖線間の送信チャネルの電力を表すスペトラクムの面積と、１点鎖線と２点鎖線との間の隣接チャネルの漏洩電力を表すスペクトラムの面積との比となる。この漏洩電力は、隣接チャネルに対する雑音成分となるものであるから、周波数帯域の有効利用を図る為に厳しく規定されている。なお、ＡＣＬＲは、通常に使用されているＡＣＰＲ（Ａｄｊａｃｅｎｔ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）と同じ意味のものである。
【０００７】
又送信チャネルに隣接するチャネルと更にその隣のチャネルに漏洩する電力についても厳しく規定されている。例えば、図２１に示す送信帯域の送信電力をＰ１とし、周波数の高い方の隣接チャネルの漏洩電力をＰＨ１、その次の隣接チャネルの漏洩電力をＰＨ２とし、周波数の低い方の隣接チャネルの漏洩電力をＰＬ１、その次の隣接チャネルの漏洩電力をＰＬ２とすると、隣接チャネル漏洩電力比ＡＣＬＲ１及び次隣接チャネル漏洩電力比ＡＣＬＲ２は、
ＡＣＬＲ１＝ＰＨ１（又はＰＬ１）／Ｐ１
ＡＣＬＲ２＝ＰＨ２（又はＰＬ２）／Ｐ１
により求めることができる。この場合、ＡＣＬＲ１は、ＰＨ１とＰＬ１との平均値をＰ１の分子とすることも可能である。同様に、ＡＣＬＲ２については、ＰＨ２とＰＬ２との平均値をＰ１の分子とすることも可能である。以下の説明に於いて特に必要とする以外は、ＡＣＬＲとして説明する。
【０００８】
図２２は電力増幅器の歪補償を行う為のリニアライザ（歪補償装置）の基本構成説明図であり、１１０はプリディストーション部を構成する乗算器、１１１は適応歪補償制御部、１１２は減算器、１１３は電力増幅器を示す。又ｆ（ｐ）は電力増幅器１１３の歪関数を示す。なお、電力増幅器１１３の増幅出力信号の一部を分岐する為の方向性結合器や検波器等は図示を省略している。
【０００９】
適応歪補償制御部１１１は、送信信号ｘ（ｔ）と増幅出力信号との差分ｅ（ｔ）を入力して、この差分ｅ（ｔ）が零となる方向で且つ送信信号ｘ（ｔ）の振幅又は電力に対応した歪補償信号を乗算器１１０に入力する。それによって、電力増幅器１１３の増幅出力信号に歪成分が生じないように、送信信号ｘ（ｔ）に逆方向の歪、即ち、プリディストーションを与えるものである。
【００１０】
又図２３に示すリニアライザは、乗算器１２０と、歪補償信号メモリ１２１と、歪補償信号生成部１２２と、電力増幅器１２３と、減算器１２４とを含む構成を有し、図２２に示す基本構成と同様に、乗算器１２０により送信信号ｘ（ｔ）に、電力増幅器１２３の歪関数ｆ（ｐ）に対応したプリディストーションを与えるものである。又歪補償信号メモリ１２１は、送信信号ｘ（ｔ）のレベル又はパワーに対応した歪補償係数を格納し、送信信号ｘ（ｔ）と増幅出力信号との差分ｅ（ｔ）を歪補償信号生成部１２２に入力して歪補償信号を生成し、歪補償信号メモリ１２１の歪補償係数を更新する。
【００１１】
又図２４に示すリニアライザ（歪補償装置）の構成は、特開平９−６９７３３号公報に於いて提案されている。同図に於いて、１３０は乗算器、１３１は歪補償テーブル、１３２は電力算出部（｜ｘ（ｔ）｜2 ）、１３３は電力増幅器、１３４は減算器、１３５は複素数変換部（ｃｏｎｊｇ）、１３６〜１３８は乗算器、１３９は加算器、１４０は方向性結合器を示す。又ｆ（ｐ）は電力増幅器１３３の歪関数、ｘ（ｔ）は送信信号、ｅ（ｔ）は送信信号と増幅出力信号を方向性結合器１４０により一部分岐した信号との差分、μはステップサイズパラメータ、ｙ（ｔ）は電力増幅器１３３の出力信号を示す。
【００１２】
ｈ（ｐ）を歪補償テーブル１３１の歪補償係数、ｘ，ｙ，ｆ，ｈ，ｕ，ｅを複素数、＊を共役複素数とすると、乗算器１３７は、ｈn-1 （ｐ）と、電力増幅器１３３の出力信号ｙ（ｔ）を方向性結合器１４０により分岐して複素数変換部１３５により共役複素数に変換したｙ* （ｔ）とを乗算して、ｕ* （ｔ）を出力する。又乗算器１３６は、減算器１３４からのｅ（ｔ）と乗算器１３７からのｕ* （ｔ）とを乗算し、乗算器１３８は、μと乗算器１３６からのｅ（ｔ）・ｕ* （ｔ）とを乗算し、加算器１３９は、ｈn-1 （ｐ）とμ・ｅ（ｔ）・ｕ* （ｔ）とを加算する。歪補償係数ｈn-1 （ｐ）は、以下の数式により算出されて、歪補償テーブル１３１の更新が行われる。
【００１３】
ｈn （ｐ）＝ｈn-1 （ｐ）＋μ・ｅ（ｔ）・ｕ* （ｔ） …（１）
ｅ（ｔ）＝ｘ（ｔ）−ｙ（ｔ） …（２）
ｕ（ｔ）＝ｘ（ｔ）・ｆ（ｐ）＝ｈ* n-1 （ｐ）・ｙ（ｔ） …（３）
ｈn-1 （ｐ）・ｈ* n-1 （ｐ）＝１ …（４）
ｙ（ｔ）＝ｈn-1 （ｐ）・ｘ（ｔ）・ｆ（ｐ） …（５）
ｐ＝｜ｘ（ｔ）｜2 …（６）
従って、歪補償テーブル１３１を更新する歪補償係数ｈn （ｐ）は、
ｈn （ｐ）＝μ・ｙ* （ｔ）・ｈ* n-1 （ｐ）・ｅ（ｔ）＋ｈ* n-1 （ｐ）
となる。
【００１４】
この場合、ｙ* （ｔ）・ｈ* n-1 （ｐ）＝ｕ* （ｔ）とすると、（１）式となる。又電力算出部１３２により算出された（６）式の値が、歪補償テーブル１３１のアドレスとなって、（１）式の結果で更新される。なお、（４）式の右辺は、電力増幅器１３３の振幅歪が大きくないと仮定して約１としたものである。又このような歪補償制御によって、電力増幅器１３３を非線形領域で動作させても、隣接帯域に対する漏洩電力を低減することができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
前述の図２４に示す構成に於いて、ステップサイズパラメータμは、予め固定的に設定されているものである。このステップサイズパラメータμを大きくすると、歪補償制御の収束は早くなる傾向を有するが、制御の安定度は劣化する問題がある。反対に、ステップサイズパラメータμを小さくすると、歪補償制御の収束は遅くなる問題がある。このように、ステップサイズパラメータμについて、収束速度と安定度とのトレードオフにより定めることになる。即ち、ステップサイズパラメータμの設定を誤ると、歪補償制御の収束時間が長くなるか、又は不安定動作が生じる問題がある。
本発明は、歪補償のステップサイズパラメータを適応的に制御し、高速収束化と安定化とを図ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の歪補償装置は、図１を参照して説明すると、送信信号ｘ（ｔ）を増幅する電力増幅器６の増幅出力信号の一部を方向性結合器７等を介して帰還し、送信信号ｘ（ｔ）との差の誤差信号ｅ（ｔ）と歪補償テーブル１からの歪補償信号とステップサイズパラメータとを基に算出した信号と、電力算出部１１等による送信信号の電力とに対応した歪補償信号を前記歪補償テーブル１から読出して、乗算器２により送信信号に乗算して、電力増幅器６に入力する歪補償装置であって、増幅出力信号のスペクトラムを求める高速フーリエ変換部２２と、算出したスペクトラムを基に隣接チャネル漏洩電力比を算出する漏洩電力比算出部（ＡＣＬＲ等算出部２３）と、算出された隣接チャネル漏洩電力比と閾値とを比較して、ステップサイズパラメータを切替える調整部（μ調整部２４）とを含むステップサイズパラメータ制御部（μ制御部２１）を備えている。
【００１７】
又ステップサイズパラメータ制御部（μ制御部２１）は、隣接チャネル漏洩電力比に対応した閾値を出力する閾値生成部を有し、調整部（μ調整部２４）は、閾値生成部からの閾値と隣接チャネル漏洩電力比とを比較して、閾値に対応したステップサイズμを選択出力する構成とすることができる。又ステップサイズパラメータ制御部（μ制御部２１）は、高速フーリエ変換部２２に於けるデータ数を、隣接チャネル漏洩電力比の値が大きい時に小さくするように制御するデータ数制御部を備えることができる。
【００１８】
又本発明の歪補償方法は、送信信号ｘ（ｔ）を増幅する電力増幅器６の増幅出力信号の一部を方向性結合器７等を介して帰還し、送信信号ｘ（ｔ）との差の誤差信号ｅ（ｔ）と歪補償テーブル１からの歪補償信号とステップサイズパラメータとを基に算出した信号と前記送信信号の電力とに対応した歪補償信号を前記歪補償テーブル１から読出して、送信信号ｘ（ｔ）に乗算して、電力増幅器６に入力する歪補償方法であって、増幅出力信号のスペクトラムを求め、このスペクトラムを基に隣接チャネル漏洩電力比を算出し、この隣接チャネル漏洩電力比と閾値とを比較し、隣接チャネル漏洩電力比が閾値より小さくなった時に、ステップサイズパラメータを小さい値に切替える過程を含むものである。
【００１９】
又閾値を隣接チャネル漏洩電力比の値に対応して連続的又はステップ状に変更して、隣接チャネル漏洩電力比と比較し、ステップサイズパラメータの切替えを行う過程を含むことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態の説明図であり、１は歪補償テーブル、２は乗算器、３はＤＡ変換器（ＤＡＣ）、４は周波数変換部、５は局部発振器、６は電力増幅器、７は方向性結合器、８は周波数変換部、９は局部発振器、１０はＡＤ変換器（ＡＤＣ）、１１は電力算出部（｜ｘ（ｔ）2 ｜）、１２は加算器、１３〜１５は乗算器、１６は減算器、１７は複素数変換部（ｃｏｎｊｇ）、１８〜２０は遅延回路（Ｄ）、２１はステップサイズパラメータ制御部で、以下μ制御部と称する。又２２は高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）、２３は漏洩電力比算出部で、以下ＡＣＬＲ等算出部と称する。又２４はステップサイズパラメータの調整を行う調整部で、以下μ調整部と称する。又２５は閾値設定部を示す。以下ステップサイズパラメータとしてμを用いて説明する。なお、他の係数を用いることも可能である。
【００２１】
ディジタルの送信信号ｘ（ｔ）を乗算器２に入力し、又遅延回路１８を介して電力算出部１１と、遅延回路２０を介して減算器１６とに入力する。そして、歪補償テーブル１からの歪補償係数ｈ（ｐ）（歪補償信号）を乗算器２に入力して、送信信号ｘ（ｔ）に乗算することによりプリディストーションを与え、ＤＡ変換器３によりアナログ信号に変換し、周波数変換部４により局部発振器５からの信号と混合して送信周波数の信号として、電力増幅器５により増幅し、図示を省略したアンテナから送信する。
【００２２】
又方向性結合器７により電力増幅器６の増幅出力信号の一部を帰還するもので、この帰還した増幅出力信号の一部を周波数変換部８により局部発振器９からの信号と混合して周波数変換し、ＡＤ変換器１０によりディジタルの信号に変換し、信号ｒ（ｔ）として減算器１６と、複素数変換部１７と、μ制御部２１とに入力する。
【００２３】
減算器１６は、送信信号ｘ（ｔ）と、電力増幅器６による増幅出力信号を帰還した信号ｒ（ｔ）との差の誤差信号ｅ（ｔ）を求めるもので、遅延回路２０は、ＡＤ変換器１０等を含む帰還経路の遅延時間を補償する為のものである。又複素数変換部１７による信号ｔ（ｔ）の共役複素信号ｔ（ｔ）* と、歪補償テーブル１から時刻ｔ−１（時刻ｔに対して遅延回路１９により遅延）に於いて読出した歪補償係数ｈt-1 （ｐ）（歪補償信号）とを乗算器１５により乗算し、この乗算出力信号と誤差信号ｅ（ｔ）とを乗算器１４により乗算し、この乗算出力信号と、μ制御部２１からのステップサイズパラメータμとを乗算器１３により乗算する。そして、この乗算器１３の乗算出力信号と、歪補償テーブル１から読出した前述の歪補償係数ｈt-1 （ｐ）とを加算器１２により加算し、この加算出力信号と、電力算出部１１からの送信電力とを基に、歪補償テーブル１をアクセスして、時刻ｔに於ける歪補償係数ｈt （ｐ）を乗算器２に入力し、送信信号ｘ（ｔ）と乗算してプリディストーションを与え、電力増幅器６により増幅する。
【００２４】
前述の歪補償テーブル１と乗算器２，１３〜１５と、電力算出部１１と、加算器１２と、複素数変換部１７とを含む構成は、図２４に示すリニアライザと同様な機能を有するものであり、又遅延回路１８，１９は、遅延回路２０と同様に、それぞれの時間を合わせる為のものである。又μ制御部２１は、高速フーリエ変換部２２と、ＡＣＬＲ等算出部２３と、μ調整部２４と、閾値設定部２５とを含む構成を有し、高速フーリエ変換部２２により、ＡＤ変換器１０によるディジタル信号の複数サンプリング・ポイント、例えば、１０２４のサンプリング・ポイントを蓄積して周波数軸上に変換する。それにより、例えば、図２１に示すようなスペクトラムが得られる。この場合、所定の時間ｔａ毎に、１０２４ポイントの各ポイント毎の平均値を求めてフーリエ変換処理、或いは、フーリエ変換処理により求めたスペクトラムの平均化処理を行うことも可能である。
【００２５】
ＡＣＬＲ等算出部２３は、例えば、送信帯域が５ＭＨｚであるとすると、スペクトラムを基に中心周波数の±２．５ＭＨｚの範囲の電力Ｐ１を求める。又この送信帯域より周波数が高い方の５ＭＨｚの範囲の電力ＰＨ１と、更にそれより５ＭＨｚ高い範囲の電力ＰＨ２を算出する。又送信帯域より周波数が低い方の５ＭＨｚの範囲の電力ＰＬ１と、更にそれより５ＭＨｚ低い範囲の電力ＰＬ２を算出する。このようにスペクトラムを基に隣接チャネル漏洩電力を算出して、正確なＡＣＬＲを求める。この場合のＡＣＬＲも、前述のように、ＰＨ１又はＰＬ１のみを用いることも可能であり、又ＰＨ１とＰＬ１との平均値を基にＡＣＬＲを求めることも可能である。又ＰＨ２，ＰＬ２を含めてＡＣＬＲを求めることも可能である。
【００２６】
又μ調整部２４は、ＡＣＬＲ等算出部２３に於いて算出されたＡＣＬＲと、閾値設定部２５に設定されている閾値とを比較して、ステップサイズパラメータμの切替えを行うものである。即ち、ＡＣＬＲが閾値より大きい時は、歪補償制御が収束してない時であるから、ステップサイズパラメータμを大きくし、ＡＣＬＲが閾値より小さくなると、歪補償制御が収束したと判定して、ステップサイズパラメータμを小さくする。このステップサイズパラメータμは、例えば、μ＝１／２n （ｎは０を含む整数）とし、乗算器１３はシフタとして構成して、ステップサイズパラメータμに従ったビットシフトを行う構成とすることができる。それにより、歪補償制御の収束の高速化と安定化とを図ることができる。
【００２７】
図２は本発明の第１の実施の形態の概要フローチャートを示すもので、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）２２に於いて、ＡＤ変換器１０の出力を例えば１０２４ポイント蓄積し（Ａ１）、ＦＦＴ演算を行う（Ａ２）。その結果のスペクトラムを基に或る時刻ｔの隣接チャネル漏洩電力比ＡＣＬＲｔを算出する（Ａ３）。このＡＣＬＲｔを基にμ調整部２４は、閾値設定部２５に設定された閾値と比較してステップサイズパラメータμを制御する（Ａ４）。
【００２８】
図３は本発明の第１の実施の形態のフローチャートであり、ステップサイズパラメータμをμ１とμ２（μ１＞μ２の関係とする）とに切替える場合を示す。先ず、歪補償制御の開始時に、μ調整部２４に於いてステップサイズパラメータμをμ１とし（Ｂ１）、高速フーリエ変換部２２は、ＡＤ変換器１０の出力を１０２４ポイント蓄積し（Ｂ２）、ＦＦＴ演算を行う（Ｂ３）。このＦＦＴ演算結果のスペクトラムを基にＡＣＬＲ等算出部２３に於いてＡＣＬＲｔを算出し（Ｂ４）、μ調整部２４に於いて、このＡＣＬＲｔと、閾値設定部２５からの閾値ＡＣＬＲｔｈとを比較する（Ｂ５）。
【００２９】
算出したＡＣＬＲｔが閾値ＡＣＬＲｔｈより大きいと、ステップサイズパラメータμは、μ１のままで、ステップ（Ｂ２）〜（Ｂ５）を繰り返す。そして、算出したＡＣＬＲｔが閾値ＡＣＬＲｔｈより小さくなると、歪補償制御は収束に向かったと判定して、ステップサイズパラメータμをμ２に切替える（Ｂ６）。そして、ステップ（Ｂ２）〜（Ｂ４）と同様なステップ（Ｂ７）〜（Ｂ９）を繰り返して、歪補償制御を継続する。従って、ステップサイズパラメータμ１により歪補償制御の収束を高速化し、ステップサイズパラメータμ２により安定な歪補償制御が可能となる。
【００３０】
図４は本発明の第２の実施の形態の説明図であり、図１と同一符号は同一部分を示す。従って、同一機能部分についての重複した説明は省略する。又２６は閾値生成部であり、この閾値生成部２６は、閾値をＡＣＬＲの関数として生成する機能を有する関数発生器又は算出したＡＣＬＲをアドレスとして閾値を読出すテーブルとすることができる。それによりμ調整部２４は、算出されたＡＣＬＲの値に対応した複数種類のステップサイズパラメータμの一つを選択して、乗算器１３に加えることができる。
【００３１】
図５は本発明の第２の実施の形態のフローチャートであり、ステップサイズパラメータμを初期値とする（μ＝μｉｎｉ）（Ｃ１）。この初期値は、ステップサイズパラメータμの最大値とすることができる。そして、ＡＤ変換器１０からのディジタル信号について、高速フーリエ変換部２２に於いて１０２４ポイント分を蓄積し（Ｃ２）、ＦＦＴ演算を行う（Ｃ３）。ＡＣＬＲ等算出部２３は、ＦＦＴ演算により求めたスペクトラムを基にＡＣＬＲｔを算出し（Ｃ４）、μ調整部２４は、算出したＡＣＬＲｔに対応した閾値ＡＣＬＲｔｈと比較し、算出したＡＣＬＲｔが閾値ＡＣＬＲｔｈより小さくなると、ステップサイズパラメータμを関数Ｆ（ＡＣＬＲ）に従った値として、乗算器１３に入力する。
【００３２】
このステップサイズパラメータμを関数Ｆ（ＡＣＬＲ）に従って切替える為の一例の関数を図６に示す。例えば、閾値をｔｈ１＞ｔｈ２＞ｔｈ３とし、ステップサイズパラメータμを、μ１＞μ２＞μ３＞μ４として、初期状態では、μｉｎｉ＝μ１とする。即ち、閾値生成部２６は、ＡＣＬＲｔに対応した閾値ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３をμ調整部２４に加えることになる。又初期状態の時点では、ＡＣＬＲｔ＞ｔｈ１となるから、μ調整部２４は、初期値μｉｎｉとした最も大きいステップサイズパラメータμ１を選択して乗算器１３に入力する。
【００３３】
歪補償制御が進行して、ＡＣＬＲｔが閾値ｔｈ１より小さくなり、ｔｈ１＞ＡＣＬＲｔ＞ｔｈ２の関係の場合、μ調整部２４は、μ１からμ２に切替える。更にＡＣＬＲｔが小さくなって、ｔｈ２＞ＡＣＬＲｔ＞ｔｈ３の関係となると、μ調整部２４は、μ２からμ３に切替える。更にＡＣＬＲｔが小さくなって、ｔｈ３＞ＡＣＬＲｔとなると、μ調整部２４は、μ３からμ４に切替える。このような状態を歪補償制御が収束した状態と判定することもできる。
【００３４】
又ステップサイズパラメータμを、μ１，μ２，μ３，μ４のように、４種類とした場合を示すが、更に多種類として切替える構成とすることも可能である。又ステップサイズパラメータμをステップ状に切替える場合のみでなく、ＡＣＬＲｔの大きさに対応して、直線状又は曲線状にステップサイズパラメータμを選択する構成とすることも可能である。このように、ステップサイズパラメータμを歪補償制御の収束過程に従って順次切替えることにより、収束の高速化と共に安定化を図ることができる。
【００３５】
図７は本発明の第３の実施の形態の説明図であり、図１及び図４と同一符号は同一部分を示し、同一機能部分の重複する説明は省略する。この実施の形態は、μ制御部２１に、閾値設定部３２と共に初期値設定部３１を設ける。この初期値設定部３１は、所望の送信電力値が変更になると、ステップサイズパラメータμを初期値とする為のものである。即ち、送信電力制御に於いて、チャネル数等に対応した送信電力値を上位レイヤーから指示されることになるから、初期値設定部３１は、その送信電力値の変更があれば、ステップサイズパラメータμを初期値に戻して、歪補償制御を再開させるものである。又閾値設定部３２は、前述の各実施の形態に於ける閾値設定部や閾値生成部等の機能と同一とすることができる。
【００３６】
図８は本発明の第３の実施の形態のフローチャートを示し、所望送信電力値、即ち、送信電力確定ｐとすると（Ｄ１）、初期値設定部３１に於いてステップサイズパラメータμの初期値μ＝μｉｎｉ（ｐ）を設定し（Ｄ２）、μ調整部２４に於けるステップサイズパラメータμの制御を行わせる。又高速フーリエ変換部２２に於いてＡＤ変換器１０の出力を１０２４ポイント蓄積し（Ｄ３）、高速フーリエ変換演算を行い（Ｄ４）、ＡＣＬＲ等算出部２３に於いてＡＣＬＲｔを算出し（Ｄ５）、μ調整部２４は、閾値設定部３２からの閾値ＡＣＬＲｔｈと算出したＡＣＬＲｔとを比較し（Ｄ６）、ＡＣＬＲｔが閾値より小さくなると、ステップサイズパラメータμを、例えば、関数Ｆ（ＡＣＬＲ）に従って変更し（Ｄ７）、初期値μ＝μｉｎｉ（ｐ）から変更したμ＝Ｆ（ＡＣＬＲ）を乗算器１３に加えることになる。
【００３７】
図９は本発明の第４の実施の形態の説明図であり、図１，図４及び図７と同一符号は同一部分を示し、同一機能部分の重複した説明は省略する。この実施の形態は、所望の送信電力値をμ調整部２４に入力し、又関数生成部３３から、送信電力値と、ＡＣＬＲ等算出部２３からのＡＣＬＲｔとに対応した閾値を生成してμ調整部２４に入力する。
【００３８】
図１０は本発明の第４の実施の形態のフローチャートであり、ステップサイズパラメータμの初期値μ＝μｉｎｉを設定し（Ｅ１）、高速フーリエ変換部２２は、ＡＤ変換器１０の出力を１０２４ポイント蓄積し（Ｅ２）、高速フーリエ変換演算を行い（Ｅ３）、ＡＣＬＲ等算出部２４はＡＣＬＲｔを算出する（Ｅ４）。μ調整部２４は、算出したＡＣＬＲｔと閾値ＡＣＬＲｔｈとを比較し（Ｅ５）、ＡＣＬＲｔが小さくなると、ステップサイズパラメータμの変更をμＦ（ＡＣＬＲ，Ｐ）として示すように、ＡＣＬＲｔと所望送信電力値Ｐとに対応したステップサイズパラメータμとする（Ｅ６）。即ち、閾値ＡＣＬＲｔｈを、算出したＡＣＬＲｔと、指示された所望送信電力値Ｐとに対応して関数生成部３３からμ調整部２４に入力するから、ステップサイズパラメータμを、ＡＣＬＲｔと所望送信電力値Ｐとの関数として制御することができる。
【００３９】
図１１はμとＡＣＬＲとの関係の説明図であり、送信電力Ｐ＝Ｐａ〔ｄＢｍ〕と、それより低い送信電力Ｐ＝Ｐｂ〔ｄＢｍ〕とについて、実線と点線とにより、ＡＣＬＲとμとの関係の一例を示すもので、歪補償制御の開始時点では、ＡＣＬＲは大きい値となる。しかし、所望の送信電力が小さい場合は、送信電力が大きい場合に比較して電力増幅器６は歪の少ない領域で動作することになる。従って、点線で示すように、ステップサイズパラメータμの初期値を小さくして歪補償制御を開始させる。それにより、収束を高速化することができる。この場合のステップサイズパラメータμは、４種類を選択する場合を示すが、更に多種類とすることも可能であり、又直線状又は曲線状に変化させる制御も可能である。
【００４０】
図１２は本発明の第５の実施の形態の説明図であり、前述の各実施の形態に於ける符号と同一符号は同一部分を示し、同一の機能部分の重複した説明は省略する。この実施の形態は、高速フーリエ変換するデータ数Ｎを、歪補償制御の開始時点は少なくし、収束方向に向かって多くする制御を、データ数制御部３４によって行うものである。
【００４１】
図１３は本発明の第５の実施の形態のフローチャートであり、データ数制御部３４は、高速フーリエ変換部２２に於いて演算する為のデータ数Ｎを例えば３２等の最小値を初期値とする（Ｎ＝Ｎｉｎｉ）（Ｆ１）。高速フーリエ変換部２２は、ＡＤ変換器１０の出力のＮポイント分を蓄積し（Ｆ２）、ＦＦＴ演算を行う（Ｆ３）。データ数Ｎが小さい値であるから、ＦＦＴ演算を高速で実行することができる。
【００４２】
ＡＣＬＲ等算出部２３は、ＦＦＴ演算結果を基にＡＣＬＲｔを算出し（Ｆ４）、データ数制御部３４は、算出したＡＣＬＲｔと閾値ｔｈとを比較し（Ｆ５）、ＡＣＬＲｔが小さくなると、データ数Ｎを大きい値に変更する（Ｆ６）。この場合、関数Ｆ（ＡＣＬＲ）としてデータ数Ｎを変更する場合を示す。
【００４３】
このデータ数ＮとＡＣＬＲとの関係は、例えば、図１４に示すように制御することができる。即ち、ＡＣＬＲが−１０〔ｄＢ〕程度の悪い値の場合に、ＦＦＴ演算の為のデータ数ＮをＮｉｎｉ＝３２とし、ＡＣＬＲが−２０〔ｄＢ〕程度となると、データ数Ｎ＝６４とし、ＡＣＬＲが−３０〔ｄＢ〕程度となると、データ数Ｎ＝５１２とし、ＡＣＬＲが−４０〔ｄＢ〕程度となると、データ数Ｎ＝１０２４とすることができる。なお、更に多数のデータ数を用いることも可能である。なお、ＡＣＬＲの値は前述の実施の形態に限定されるものではない。
【００４４】
図１５は本発明の第６の実施の形態の説明図であり、図９と同一符号は同一部分を示し、前述の各実施の形態と同一の機能部分の重複した説明は省略する。この実施の形態は、間欠動作制御部４０を設けて、μ制御部２１を間欠動作させる場合を示すもので、μ制御部２１は、前述の各実施の形態の構成を適用することができる。
【００４５】
図１６は本発明の第６の実施の形態のフローチャートであり、ステップ（Ｇ１）〜（Ｇ６）は、図１０に示す実施の形態のステップ（Ｅ１）〜（Ｅ６）と同一である。又ステップ（Ｇ２）〜（Ｇ６）は、μ制御部２１の動作を示し、これを間欠動作制御部４０によって間欠動作させる。即ち、ステップサイズパラメータμを変更するか否かの制御のみを間欠動作させ、消費電力の低減を図るものである。なお、この間欠動作は、歪補償制御の開始時点では連続動作とし、収束した後に行うように制御することも可能である。
【００４６】
図１７は本発明の第７の実施の形態の説明図であり、前述の各実施の形態の符号と同一符号は同一部分を示し、同一の機能部分の重複した説明は省略する。この実施の形態は、複数チャネルの送信信号ｘ１（ｔ），ｘ２（ｔ），ｘ３（ｔ），ｘ４（ｔ）を電力増幅器６により増幅して送信する場合を示す。なお、送信周波数に変調する手段、及び方向性結合器７を介して増幅出力信号の一部を帰還し、中間周波数に変換する手段の図示を省略している。
【００４７】
又図１７に於いて、５１，５２は第１，第２の合成部、５３はＤＡ変換器（ＤＡＣ）、５４はローパスフィルタ（ＬＰＦ）、５５は加算器、５６はＤＡ変換器（ＤＡＣ）、５７はローパスフィルタ（ＬＰＦ）、５８はアッテネータ（ＡＴＴ）、５９は加算器を示し、又所望送信電力値をμ調整部２４に入力し、又周波数チャネル情報をμ調整部２４とＡＣＬＲ等算出部２３とに入力する。
【００４８】
送信信号ｘ１（ｔ），ｘ２（ｔ），ｘ３（ｔ），ｘ４（ｔ）を４キャリアとして送信する場合に、第１の合成部５１により合成した送信信号をＤＡ変換器５３によりアナログ信号に変換し、ローパスフィルタ５４により不要帯域成分を削除し、加算器５９に於いてレベルを調整したプリディストーション用の信号と加算して電力増幅器６に入力する。電力増幅器６は、４キャリア分の送信信号を増幅して図示を省略したアンテナから送信する。又方向性結合器７により一部を分岐し、ＡＤ変換器１０に入力してディジタル信号に変換する。
【００４９】
又第２の合成部５２により合成した送信信号を用いて歪補償信号を生成するもので、前述のリニアライザとして説明したように、乗算器２からプリディストーションを与えた送信信号が出力される。この送信信号と、合成部５２により合成された送信信号との差分を加算器５５により求めると、歪補償成分の信号のみが出力される。この歪補償信号をＤＡ変換器５６によりアナログ信号に変換し、ローパスフィルタ５７により不要帯域成分を除去し、アッテネータ５８により所望のレベルに減衰させて加算器５９に入力する。それにより、ローパスフィルタ５４を介した送信信号に対してプリディストーションを与えて、電力増幅器６に入力することができる。
【００５０】
又ＡＤ変換器１０によりディジタル信号に変換して、歪補償信号を形成する為に、減算器１６と複素数変換部１７とに入力する。又μ制御部２１の高速フーリエ変換部２２は、例えば、１０２４ポイントのディジタル信号を基にフーリエ変換して、送信信号のスペクトラムを求め、ＡＣＬＲ等算出部２３に於いて正確な隣接チャネル漏洩電力比を求め、これを基にステップサイズパラメータμを制御する。このようなステップサイズパラメータμの制御は、前述の各実施の形態と同様である。なお、第１の合成部５１により合成した送信信号と、第２の合成部５２により合成した送信信号とを分けて、加算器５５により歪補償信号を出力し、加算器５９に於いて、第１の合成部５１により合成した送信信号に歪補償信号を加算する構成としたことにより、複数キャリアの歪補償による電力増幅を効率良く実行することができる。
【００５１】
前述の４キャリアによる送信信号ｘ１（ｔ）〜ｘ４（ｔ）を電力増幅器６により増幅して送信する場合、増幅出力信号の一部を帰還してＤＡ変換し、高速フーリエ変換部２２に於いてフーリエ変換処理することにより、例えば、図１８に示すようなスペクトラムが得られる。各キャリア毎の電力をＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４、送信帯域より周波数の低い方の隣接チャネルの漏洩電力をＰ１１、更に低い方のチャネルの漏洩電力をＰ１２として示し、同様に、送信帯域より周波数の高い方の隣接チャネルの漏洩電力をＰ４１、更に高い方のチャネルの漏洩電力を４２として示す。
【００５２】
ＡＣＬＲ等算出部２３は、周波数チャネル情報等を基に、スペクトラムから送信チャネルを判断し、例えば、時刻ｔに於ける隣接チャネル漏洩電力比ＡＣＬＲ１１ｔ，ＡＣＬＲ１２ｔとを、ＡＣＬＲ１１ｔ＝Ｐ１１／Ｐ１、ＡＣＬＲ１２ｔ＝Ｐ１２／Ｐ１として算出する。同様にして、ＡＣＬＲ４１ｔ＝Ｐ４１／Ｐ４、ＡＣＬＲ４２ｔ＝Ｐ４２／Ｐ４として算出する。そして、μ調整部２４は、ステップサイズパラメータμを制御する為に、送信帯域より周波数が低い方の隣接チャネル漏洩電力比のみ、或いは高い方の隣接チャネル漏洩電力比のみを用いることも可能であり、又ＡＣＬＲ１１ｔとＡＣＬＲ４１ｔとの平均値と、ＡＣＬＲ１２ｔとＡＣＬＲ４２ｔとの平均値を用いることも可能である。又例えば、ＡＣＬＲ１１ｔとＡＣＬＲ１２ｔとに対してそれぞれの重み付けを行って制御することも可能である。
【００５３】
又μ調整部２４は、所望の送信電力値を基にステップサイズパラメータμの初期値を出力して乗算器１３に入力し、歪補償制御の進行状況に応じてステップサイズパラメータμの切替えを行い、又送信電力値の変更毎に、ステップサイズパラメータμを初期値に戻して、歪補償制御を再開させることができる。又閾値生成部３３は、前述のように、テーブル又は関数発生器等により構成し、現在時刻ｔに於いて算出したＡＣＬＲｔを基に、閾値を変更し、μ調整部２４は、この閾値とＡＣＬＲｔとを比較して、ステップサイズパラメータμを切替える。
【００５４】
本発明は、前述の各実施の形態のみに限定されるものではなく、種々付加変更することが可能である。例えば、各実施の形態の遅延回路１８〜２０の遅延時間を制御可能とすることもできる。又ステップサイズパラメータは、通常μとして使用されているパラメータ以外の他のパラメータを用いることも可能である。
【００５５】
（付記１）送信信号を増幅する電力増幅器の増幅出力信号の一部を帰還して、前記送信信号との差の誤差信号と歪補償テーブルからの歪補償信号とステップサイズパラメータとを基に算出した信号と、前記送信信号の電力とに対応した歪補償信号を前記歪補償テーブルから読出して、前記送信信号に乗算して、前記電力増幅器に入力する歪補償装置に於いて、前記増幅出力信号のスペクトラムを求める高速フーリエ変換部と、前記スペクトラムを基に隣接チャネル漏洩電力比を算出するＡＣＬＲ等算出部と、算出された前記隣接チャネル漏洩電力比と閾値とを比較して前記ステップサイズパラメータを切替えるμ調整部とを含むμ制御部を備えたことを特徴とする歪補償装置。
【００５６】
（付記２）前記μ制御部は、前記隣接チャネル漏洩電力比に対応した閾値を出力する閾値生成部を有し、前記μ調整部は、前記閾値生成部からの前記閾値と前記隣接チャネル漏洩電力比とを比較して、前記閾値に対応した前記ステップサイズを選択出力する構成を有することを特徴とする付記１記載の歪補償装置。
（付記３）前記μ制御部の前記μ調整部は、所望送信電力値に対応したステップサイズパラメータの初期値を選択出力する構成を有することを特徴とする付記１記載の歪補償装置。
（付記４）前記閾値生成部は、所望送信電力値と隣接チャネル漏洩電力比とを変数として前記ステップサイズパラメータを出力する構成を有することを特徴とする付記１又は２又は３記載の歪補償装置。
（付記５）前記μ制御部は、前記高速フーリエ変換部に於いて蓄積してフーリエ変換するデータ数を、隣接チャネル漏洩電力比が大きい時に小さい値とし、隣接チャネル漏洩電力比が小さい時に大きい値に変更するデータ数制御部を備えたことを特徴とする付記１乃至４の何れかに記載の歪補償装置。
（付記６）前記μ制御部を間欠動作させる間欠動作制御部を設けたことを特徴とする付記１乃至４の何れかに記載の歪補償装置。
【００５７】
（付記７）複数キャリアの送信信号を第１の合成部により合成して増幅する電力増幅器の増幅出力信号の一部を帰還して、前記複数キャリアの送信信号を第２の合成部により合成した送信信号との差の誤差信号と歪補償テーブルからの歪補償信号とステップサイズパラメータとを基に算出した信号と、前記第２の合成部により合成した送信信号の電力とに対応した歪補償信号を前記歪補償テーブルから読出して前記送信信号に乗算し、該乗算出力信号と前記第２の合成部により合成した送信信号との差を補償信号として、前記第１の合成部により合成した送信信号に加算して前記電力増幅器に入力する歪補償装置に於いて、前記増幅出力信号のスペクトラムを求める高速フーリエ変換部と、前記スペクトラムを基に隣接チャネル漏洩電力比を算出するＡＣＬＲ等算出部と、算出された前記隣接チャネル漏洩電力比と閾値とを比較して前記ステップサイズパラメータを切替えるμ調整部とを含むμ制御部を備えたことを特徴とする歪補償装置。
【００５８】
（付記８）送信信号を増幅する電力増幅器の増幅出力信号の一部を帰還して、前記送信信号との差の誤差信号と歪補償テーブルからの歪補償信号とステップサイズパラメータとを基に算出した信号と前記送信信号の電力とに対応した歪補償信号を前記歪補償テーブルから読出して、前記送信信号に乗算して、前記電力増幅器に入力する歪補償方法に於いて、前記増幅出力信号のスペクトラムを求め、該スペクトラムを基に隣接チャネル漏洩電力比を算出し、該隣接チャネル漏洩電力比と閾値とを比較し、該隣接チャネル漏洩電力比が閾値により小さくなった時に前記ステップサイズパラメータを小さい値に切替える過程を含むことを特徴とする歪補償方法。
（付記９）前記閾値を前記隣接チャネル漏洩電力比の値に対応して連続的又はステップ状に変更して、前記隣接チャネル漏洩電力比と比較して、前記ステップサイズパラメータの切替えを行う過程を含むことを特徴とする付記８記載の歪補償方法。
【００５９】
（付記１０）所望の送信電力値に対応した値を前記ステップサイズパラメータの初期値として歪補償制御を開始させる過程を含むことを特徴とする付記８又は９記載の歪補償方法。
（付記１１）前記隣接チャネル漏洩電力比と比較する閾値を、前記隣接チャネル漏洩電力比と所望電力値とを変数として生成する過程を含むことを特徴とする付記８又は９又は１０記載の歪補償方法。
（付記１２）前記増幅出力信号のスペクトラムを求める為のフーリエ変換に用いるデータ数を、隣接チャネル漏洩電力比が大きい時に小さい値とし、隣接チャネル漏洩電力比が小さい時に大きい値に変更して、隣接チャネル漏洩電力比を算出する為のフーリエ変換処理を行う過程を含むことを特徴とする付記８乃至１１の何れかに記載の歪補償方法。
（付記１３）前記ステップサイズパラメータを求める処理を、所定の時間間隔で間欠的に実行する過程を含むことを特徴とする付記８乃至１２の何れかに記載の歪補償方法。
【００６０】
（付記１４）複数キャリアの送信信号を第１の合成部により合成して増幅する電力増幅器の増幅出力信号の一部を帰還して、前記複数キャリアの送信信号を第２の合成部により合成した送信信号との差の誤差信号と歪補償テーブルからの歪補償信号とステップサイズパラメータとを基に算出した信号と、前記第２の合成部により合成した送信信号の電力とに対応した歪補償信号を前記歪補償テーブルから読出して前記送信信号に乗算し、該乗算出力信号と前記第２の合成部により合成した送信信号との差を補償信号として、前記第１の合成部により合成した送信信号に加算して前記電力増幅器に入力し、該電力増幅器の歪を補償する歪補償方法に於いて、前記増幅出力信号のスペクトラムを求め、該スペクトラムを基に隣接チャネル漏洩電力比を算出し、算出された前記隣接チャネル漏洩電力比と閾値とを比較して、前記ステップサイズパラメータを切替える過程を含むことを特徴とする歪補償方法。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、歪補償制御に於けるステップサイズパラメータ（μ）を、時刻ｔに於いて算出した漏洩電力比（ＡＣＬＲｔ）と閾値とを比較して切替えるものであり、歪補償制御の開始初期には、ステップサイズパラメータ（μ）の値を大きくして、収束の高速化を図り、収束後は、ステップサイズパラメータ（μ）の値を小さくして、安定化を図ることができる。
又所望の送信電力値に対応したステップサイズパラメータ（μ）の初期値を設定することにより、送信電力値が小さい場合の歪補償制御の収束を高速化することができる。又漏洩電力比（ＡＣＬＲｔ）と比較する閾値を、漏洩電力比（ＡＣＬＲｔ）に対応した値、更には、送信電力値に対応した値とすることより、ステップサイズパラメータ（μ）を、歪補償制御の進行状況に対応して適応的に変更することができるから、高速に且つ安定に収束状態に向かって制御することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の概要フローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態のフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態の説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態のフローチャートである。
【図６】μと関数との説明図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態の説明図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態のフローチャートである。
【図９】本発明の第４の実施の形態の説明図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態のフローチャートである。
【図１１】μとＡＣＬＲとの関係の説明図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態の説明図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態のフローチャートである。
【図１４】ＦＦＴ演算のデータ数とＡＣＬＲとの関係の説明図である。
【図１５】本発明の第６の実施の形態の説明図である。
【図１６】本発明の第６の実施の形態のフローチャートである。
【図１７】本発明の第７の実施の形態の説明図である。
【図１８】４キャリアのスペクトラムの説明図である。
【図１９】電力増幅器の特性説明図である。
【図２０】隣接チャネル漏洩電力と歪補償との説明図である。
【図２１】ＡＣＬＲの説明図である。
【図２２】リニアライザの基本構成説明図である。
【図２３】リニアライザの説明図である。
【図２４】リニアライザの説明図である。
【符号の説明】
１ 歪補償テーブル
２ 乗算器
３ ＤＡ変換器（ＤＡＣ）
６ 電力増幅器
７ 方向性結合器
１０ ＡＤ変換器（ＡＤＣ）
１１ 電力算出部
１２ 加算器
１３〜１５ 乗算器
１６ 減算器
１７ 複素数変換部（ｃｏｎｊｇ）
１８〜２０ 遅延回路（Ｄ）
２１ μ制御部
２２ 高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）
２３ ＡＣＬＲ等算出部
２４ μ調整部
２５ 閾値設定部
Claims (5)
- 送信信号を増幅する電力増幅器の増幅出力信号の一部を帰還して、前記送信信号との差の誤差信号と歪補償テーブルからの歪補償信号とステップサイズパラメータとを基に算出した信号と、前記送信信号の電力とに対応した歪補償信号を前記歪補償テーブルから読出して、前記送信信号に乗算して、前記電力増幅器に入力する歪補償装置に於いて、
前記増幅出力信号のスペクトラムを求める高速フーリエ変換部と、前記スペクトラムを基に隣接チャネル漏洩電力比を算出する漏洩電力比算出部と、算出された前記隣接チャネル漏洩電力比と閾値とを比較して前記ステップサイズパラメータを切替える調整部とを含むステップサイズパラメータ制御部を備えた
ことを特徴とする歪補償装置。 - 前記ステップパラメータ制御部は、前記隣接チャネル漏洩電力比に対応した閾値を出力する閾値生成部を有し、前記調整部は、前記閾値生成部からの前記閾値と前記隣接チャネル漏洩電力比とを比較して、前記閾値に対応した前記ステップサイズを選択出力する構成を有することを特徴とする請求項１記載の歪補償装置。
- 前記ステップサイズパラメータ制御部は、前記高速フーリエ変換部に於けるデータ数を、前記隣接チャネル漏洩電力比の値が大きい時に小さくするように制御するデータ数制御部を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の歪補償装置。
- 送信信号を増幅する電力増幅器の増幅出力信号の一部を帰還して、前記送信信号との差の誤差信号と歪補償テーブルからの歪補償信号とステップサイズパラメータとを基に算出した信号と、前記送信信号の電力とに対応した歪補償信号を前記歪補償テーブルから読出して、前記送信信号に乗算して、前記電力増幅器に入力する歪補償方法に於いて、
前記増幅出力信号のスペクトラムを求め、該スペクトラムを基に隣接チャネル漏洩電力比を算出し、該隣接チャネル漏洩電力比と閾値とを比較し、該隣接チャネル漏洩電力比が閾値より小さくなった時に前記ステップサイズパラメータを小さい値に切替える過程を含む
ことを特徴とする歪補償方法。 - 前記閾値を前記隣接チャネル漏洩電力比の値に対応して連続的又はステップ状に変更して、前記隣接チャネル漏洩電力比と比較して、前記ステップサイズパラメータの切替えを行う過程を含むことを特徴とする請求項４記載の歪補償方法。
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