JP4142384B2 - 送信装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はディジタル変調方式を用いた無線通信システムの通信機に利用され、送信系の増幅器で発生する非線形歪を補償する送信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、ディジタル変調方式を用いた移動体通信システムの研究開発が盛んである。無線端末の省電力化をはかるため送信系の増幅器に高効率のものを適用すると、非線形歪が多く発生しやすくなる。したがって非線形歪の補償を何らかの方法で行う必要があるが、1つの手段として、送信ベースバンド信号の値を用いて歪補償テーブルを参照し、振幅と位相の非線形歪補償を行う方法がある。このとき、増幅器などの特性変動に追従するため送信信号の一部を帰還し、歪補償テーブルの値を更新する方法がある。
【0003】
従来の送信装置では帰還信号を直交復調し、A/D変換によってディジタルの帰還信号を得て、送信すべき直交変調信号と比較することによって、歪補償テーブルの更新を行っている(例えば特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−37831号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の構成では、所望の出力変調信号と送信系で発生する非線形歪成分を合わせた信号を帰還することになるため、帰還系のA/D変換部に広いダイナミックレンジが必要であるという課題を有していた。
【0006】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、ディジタル変調方式を用いた無線通信システムの通信機において、帰還系のA/D変換部に必要なダイナミックレンジを抑圧できる非線形歪補償回路を有する送信装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の送信装置は、非線形歪補償データを用いてディジタル変調した直交ベースバンド信号の非線形歪補償を行う非線形歪補償部と、前記非線形歪補償した直交ベースバンド信号を直交変調する第1の直交変調部と、前記第1の直交変調部で直交変調された信号を増幅した変調信号を分配する第1の方向性結合器と、その分配した変調信号の位相と振幅を制御する位相・振幅制御部と、前記直交ベースバンド信号から直交変調により基準変調信号を生成する第2の直交変調部と、前記分配した変調信号と基準変調信号を合成する第2の方向性結合器と、前記合成した信号を直交復調してディジタル出力する直交復調部と、前記直交ベースバンド信号と直交復調部で復調した信号を用いて前記非線形歪補償データを更新する参照テーブル更新部とを具備する構成をとる。
【0008】
本発明の送信装置は、非線形歪補償データを用いてディジタル変調した直交ベースバンド信号の非線形歪補償を行う非線形歪補償部と、前記非線形歪補償した直交ベースバンド信号を直交変調する第1の直交変調部と、前記第1の直交変調部で直交変調された信号を増幅した変調信号を分配する第1の方向性結合器と、前記直交ベースバンド信号から直交変調により基準変調信号を生成する第2の直交変調部と、その基準変調信号の位相と振幅を制御する位相・振幅制御部と、前記分配した変調信号と前記位相と振幅を制御した基準変調信号を合成する第2の方向性結合器と、前記合成した信号を直交復調してディジタル出力する直交復調部と、前記直交ベースバンド信号と直交復調部で復調した信号を用いて前記非線形歪補償データを更新する参照テーブル更新部とを具備する構成をとる。
【0009】
本発明の送信装置は、非線形歪補償データを用いてディジタル変調した直交ベースバンド信号の非線形歪補償を行う非線形歪補償部と、前記非線形歪補償した直交ベースバンド信号を直交変調する第1の直交変調部と、前記第1の直交変調部で直交変調された信号を増幅した変調信号を分配する第1の方向性結合器と、その分配した変調信号の位相と振幅を制御する位相・振幅制御部と、前記直交ベースバンド信号から直交変調により基準変調信号を生成する第2の直交変調部と、前記分配した変調信号と基準変調信号を合成する第2の方向性結合器と、前記合成した信号を直交復調してディジタル出力する直交復調部と、前記直交ベースバンド信号と直交復調部で復調した信号を加算する加算回路と、加算回路の出力と前記直交ベースバンド信号を用いて前記非線形歪補償データを更新する参照テーブル更新部とを具備する構成をとる。
【0010】
本発明の送信装置は、非線形歪補償データを用いてディジタル変調した直交ベースバンド信号の非線形歪補償を行う非線形歪補償部と、前記非線形歪補償した直交ベースバンド信号を直交変調する第1の直交変調部と、前記第1の直交変調部で直交変調された信号を増幅した変調信号を分配する第1の方向性結合器と、前記直交ベースバンド信号から直交変調により基準変調信号を生成する第2の直交変調部と、その基準変調信号の位相と振幅を制御する位相・振幅制御部と、前記分配した変調信号と前記位相と振幅を制御した基準変調信号を合成する第2の方向性結合器と、前記合成した信号を直交復調してディジタル出力する直交復調部と、前記直交ベースバンド信号と直交復調部で復調した信号を加算する加算回路と、加算回路の出力と前記直交ベースバンド信号を用いて前記非線形歪補償データを更新する参照テーブル更新部とを具備する構成をとる。
【0011】
本発明の送信装置は、非線形歪補償データを用いてディジタル変調した直交ベースバンド信号の非線形歪補償を行う非線形歪補償部と、前記非線形歪補償した直交ベースバンド信号を直交変調する第1の直交変調部と、前記第1の直交変調部で直交変調された信号を増幅した変調信号を分配する第1の方向性結合器と、その分配した変調信号の位相と振幅を制御する位相・振幅制御部と、前記直交ベースバンド信号から直交変調により基準変調信号を生成する第2の直交変調部と、前記分配した変調信号と基準変調信号を合成する第2の方向性結合器と、前記合成した信号を直交復調してディジタル出力する直交復調部と、前記直交ベースバンド信号の振幅を制御する振幅制御部と、その振幅制御した直交ベースバンド信号と直交復調部で復調した信号を加算する加算回路と、加算回路の出力と前記直交ベースバンド信号を用いて前記非線形歪補償データを更新する参照テーブル更新部とを具備する構成をとる。
【0012】
本発明の送信装置は、非線形歪補償データを用いてディジタル変調した直交ベースバンド信号の非線形歪補償を行う非線形歪補償部と、前記非線形歪補償した直交ベースバンド信号を直交変調する第1の直交変調部と、前記第1の直交変調部で直交変調された信号を増幅した変調信号を分配する第1の方向性結合器と、前記直交ベースバンド信号から直交変調により基準変調信号を生成する第2の直交変調部と、その基準変調信号の位相と振幅を制御する位相・振幅制御部と、前記分配した変調信号と前記位相と振幅を制御した基準変調信号を合成する第2の方向性結合器と、前記合成した信号を直交復調してディジタル出力する直交復調部と、前記直交ベースバンド信号の振幅を制御する振幅制御部と、その振幅制御した直交ベースバンド信号と直交復調部で復調した信号を加算する加算回路と、加算回路の出力と前記直交ベースバンド信号を用いて前記非線形歪補償データを更新する参照テーブル更新部とを具備する構成をとる。
【0013】
本発明の送信装置は、前記非線形歪補償データが格納される参照テーブルを具備する構成をとる。
【0014】
本発明の送信装置は、前記参照テーブルの参照アドレスが、直交ベースバンド信号の瞬時電力によって計算される瞬時電力演算部を具備する構成をとる。
【0015】
本発明の送信装置は、前記参照テーブル更新部の代わりに、前記非線形歪補償データが演算式によって計算される補償係数演算部と、前記演算式の係数を更新する演算係数更新部を具備する構成をとる。
【0016】
本発明の送信装置は、前記演算式の入力が、直交ベースバンド信号の瞬時電力によって計算される瞬時電力演算部を具備する構成をとる。
【0017】
本発明の送信装置は、ディジタル変調した直交ベースバンド信号と直交化した非線形歪補償データとの積によって求められた非線形歪補償された直交ベースバンド信号を出力する非線形歪補償部を具備する構成をとる。
【0018】
これらの構成によれば、送信変調信号と、基準変調信号を合成することによって、既知の信号成分を除去し、帰還系のA/D変換部に入力される信号のダイナミックレンジを抑圧することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明者は、送信信号の一部を帰還する構成を持つ非線形歪補償方式を適用した送信装置において、前記送信信号をそのまま帰還信号とすると、所望の送信信号と除去すべき不要成分とのレベル差が大きく、帰還系のA/D変換部に広いダイナミックレンジが必要とされるが、所望の送信信号成分を帰還しなければ、前記帰還系のA/D変換部に要求されるダイナミックレンジが抑圧できることを見いだし、本発明をするに至った。
【0020】
すなわち、本発明の骨子は、送信信号と基準変調信号を合成し、帰還信号から基準変調信号成分を除去することである。そして、帰還系のA/D変換部に要求されるダイナミックレンジを抑圧することである。
【0021】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0022】
(実施の形態1)
図1は本発明の第1の実施の形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。図1において、101は送信ディジタル直交ベースバンド信号、102は瞬時電力演算部、103は瞬時電力演算部102で計算した値、104は非線形歪補償用のデータを参照する補償係数参照部、105は参照アドレス、106は参照テーブル、107は参照した非線形歪補償データ、108は直交化した非線形歪補償データ、109は非線形歪補償部、110は非線形歪補償された直交ベースバンド信号、111は直交変調部、112は変調信号、113は電力増幅器、114は増幅した送信変調信号、115は信号を分配する第1方向性結合器、116は出力変調信号、117は分配した送信変調信号、118は位相・振幅制御部、119は位相と振幅を制御した送信変調信号、120は帰還信号を合成する第2方向性結合器、121は第2データ遅延部、122は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、123は第2直交変調部、124は直交変調した基準変調信号、125は合成した帰還信号、126は直交復調部、127は復調した帰還ディジタル直交ベースバンド信号、128は参照テーブル更新部、129は第1データ遅延部、130は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、131は更新する非線形歪補償データである。
【0023】
以上のように構成された送信装置について、図1を用いてその動作について説明する。
【0024】
まず、瞬時電力演算部102で送信ディジタル直交ベースバンド信号101から、送信信号の大きさ103を計算する。つぎに、補償係数参照部104で計算した値103から参照アドレス105を生成し、非線形歪補償用の参照テーブル106を参照して、送信系の非線形歪特性の逆特性を持つ非線形歪補償データを直交化した非線形歪補償データ107として得る。
【0025】
非線形歪補償部109では送信ディジタル直交ベースバンド信号101と直交化した非線形歪補償データ108の複素積を行い、非線形歪補償された直交ベースバンド信号110を出力する。非線形歪補償された直交ベースバンド信号110を第1直交変調部111で直交変調を行いアナログ変調信号112にした後、送信系の電力増幅器113で必要な大きさに増幅して送信変調信号114を出力する。このとき、第1方向性結合器115で送信変調信号114を分配する。分配した送信変調信号のうち大部分は出力送信変調信号116として出力される。もう一方の分配した送信変調信号117は位相・振幅制御部118で、後述する基準変調信号124と所望信号成分の振幅が等しく位相が180度異なるように、位相と振幅を制御された信号119となる。
【0026】
一方、第2データ遅延部121では、送信ディジタル直交ベースバンド信号101を所定量だけ遅延し、第2直交変調部123で、遅延したディジタル直交ベースバンド信号122から基準変調信号124を生成する。第2方向性結合器120で、前記位相と振幅を制御された信号119と基準変調信号124を合成し、帰還信号125を得る。直交復調部126で直交復調し、帰還ディジタル直交ベースバンド信号127を得る。
【0027】
一方、第1データ遅延部129では、フィードバックループの時定数分だけ遅延し、遅延された送信ディジタル直交ベースバンド信号130を出力する。参照テーブル更新部128で、遅延された送信ディジタル直交ベースバンド信号130と帰還ディジタル直交ベースバンド信号127に基づいて、非線形歪補償データ131を更新する。
【0028】
このように、本実施の形態の通信装置によれば、非線形歪補償データを更新するための帰還信号から、既知である基準変調信号の成分を除去することができる。この結果、帰還系のA/D変換部に要求されるダイナミックレンジを抑圧することができる。
【0029】
(実施の形態2)
図2は本発明の第2の実施の形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。実施の形態1(図1)の構成と異なるのは、主に非線形歪補償データが、参照テーブル106の代わりに、補償係数演算部204の演算式で計算され、演算式の係数を更新する点である。
【0030】
図2において、201は送信ディジタル直交ベースバンド信号、202は瞬時電力演算部、203は瞬時電力演算部202で計算した値、204は非線形歪補償用のデータを計算する補償係数演算部、205は計算した非線形歪補償データ、206は非線形歪補償部、207は非線形歪補償された直交ベースバンド信号、208は直交変調部、209は変調信号、210は電力増幅器、211は増幅した送信変調信号、212は信号を分配する第1方向性結合器、213は出力変調信号、214は分配した送信変調信号、215は位相・振幅制御部、216は位相と振幅を制御した送信変調信号、217は帰還信号を合成する第2方向性結合器、218は第2データ遅延部、219は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、220は第2直交変調部、221は直交変調した基準変調信号、222は合成した帰還信号、223は直交復調部、224は復調した帰還ディジタル直交ベースバンド信号、225は演算係数更新部、226は第1データ遅延部、227は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、228は更新する非線形歪補償データを計算するための式の係数である。
【0031】
以上のように構成された送信装置について、図2を用いてその動作について説明する。
【0032】
まず、瞬時電力演算部202で送信ディジタル直交ベースバンド信号201から、送信信号の大きさ203を計算する。つぎに、補償係数演算部204で計算した値203から演算式により非線形歪補償データ205を計算する。
【0033】
非線形歪補償部206では送信ディジタル直交ベースバンド信号201と直交化した非線形歪補償データ205の複素積を行い、非線形歪補償された直交ベースバンド信号207を出力する。非線形歪補償された直交ベースバンド信号207を第1直交変調部208で直交変調を行いアナログ変調信号209にした後、送信系の電力増幅器210で必要な大きさに増幅して送信変調信号211を出力する。このとき、第1方向性結合器212で送信変調信号211を分配する。分配した送信変調信号のうち大部分は出力送信変調信号213として出力される。もう一方の分配した送信変調信号214は位相・振幅制御部215で、後述する基準変調信号221と所望信号成分の振幅が等しく位相が180度異なるように、位相と振幅を制御された信号216となる。
【0034】
一方、第2データ遅延部218では、送信ディジタル直交ベースバンド信号201を所定量だけ遅延し、第2直交変調部220で、遅延したディジタル直交ベースバンド信号219から基準変調信号221を生成する。第2方向性結合器217で、前記位相と振幅を制御された信号216と基準変調信号221を合成し、帰還信号222を得る。直交復調部223で直交復調し、帰還ディジタル直交ベースバンド信号224を得る。
【0035】
一方、第1データ遅延部226では、フィードバックループの時定数分だけ遅延し、遅延された送信ディジタル直交ベースバンド信号227を出力する。演算係数更新部225で、遅延された送信ディジタル直交ベースバンド信号227と帰還ディジタル直交ベースバンド信号224に基づいて、非線形歪補償データを計算するための式の係数228を更新する。
【0036】
このように、本実施の形態の通信装置によれば、非線形歪補償データを更新するための帰還信号から、既知である基準変調信号の成分を除去することができる。この結果、帰還系のA/D変換部に要求されるダイナミックレンジを抑圧することができる。
【0037】
なお、上記説明では、非線形歪補償データを数式により求めたが、ディジタル信号処理によって求められるものであれば特に限定されない。たとえば、固定の参照テーブルと係数を変動させる数式の組み合わせでもよい。
【0038】
また、非線形歪補償データを求めるときの入力として直交ベースバンド信号の瞬時電力を用いたが、これについても特に限定されない。たとえば、直交ベースバンド信号の瞬時振幅や、瞬時電力を自乗した値でもよい。
【0039】
(実施の形態3)
図3は本発明の第3の実施の形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。実施の形態1(図1)の構成と異なるのは、位相・振幅制御部の入力を、方向性結合器115の出力から第2直交変調部321の出力に変更した点である。
【0040】
図3において、301は送信ディジタル直交ベースバンド信号、302は瞬時電力演算部、303は瞬時電力演算部302で計算した値、304は非線形歪補償用のデータを参照する補償係数参照部、305は参照アドレス、306は参照テーブル、307は参照した非線形歪補償データ、308は直交化した非線形歪補償データ、309は非線形歪補償部、310は非線形歪補償された直交ベースバンド信号、311は直交変調部、312は変調信号、313は電力増幅器、314は増幅した送信変調信号、315は信号を分配する第1方向性結合器、316は出力変調信号、317は分配した送信変調信号、318は帰還信号を合成する第2方向性結合器、319は第2データ遅延部、320は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、321は第2直交変調部、322は直交変調した基準変調信号、323は位相・振幅制御部、324は位相と振幅を制御した基準変調信号、325は合成した帰還信号、326は直交復調部、327は復調した帰還ディジタル直交ベースバンド信号、328は参照テーブル更新部、329は第1データ遅延部、330は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、331は更新する非線形歪補償データである。
【0041】
以上のように構成された送信装置について、図3を用いてその動作について説明する。
【0042】
まず、瞬時電力演算部302で送信ディジタル直交ベースバンド信号301から、送信信号の大きさ303を計算する。つぎに、補償係数参照部304で計算した値303からアドレス305を生成し、非線形歪補償用の参照テーブル306を参照して、送信系の非線形歪特性の逆特性を持つ非線形歪補償データを直交化した非線形歪補償データ307として得る。
【0043】
非線形歪補償部309では送信ディジタル直交ベースバンド信号301と直交化した非線形歪補償データ308の複素積を行い、非線形歪補償された直交ベースバンド信号310を出力する。非線形歪補償された直交ベースバンド信号310を第1直交変調部311で直交変調を行いアナログ変調信号312にした後、送信系の電力増幅器313で必要な大きさに増幅して送信変調信号314を出力する。このとき、第1方向性結合器315で送信変調信号314を分配する。分配した送信変調信号のうち大部分は出力送信変調信号316として出力される。もう一方の分配した送信変調信号317は第2方向性結合器318に入力される。
【0044】
一方、第2データ遅延部319では、送信ディジタル直交ベースバンド信号301を所定量だけ遅延し、第2直交変調部321で、遅延したディジタル直交ベースバンド信号320から基準変調信号322を生成する。位相・振幅制御部323で、送信変調信号317の所望信号成分と振幅が等しく位相が180度異なるように、位相と振幅を制御された基準変調信号324となる。第2方向性結合器318で、前記位相と振幅を制御された基準変調信号324と送信変調信号317を合成し、帰還信号325を得る。直交復調部326で直交復調し、帰還ディジタル直交ベースバンド信号327を得る。
【0045】
一方、第1データ遅延部329では、フィードバックループの時定数分だけ遅延し、遅延された送信ディジタル直交ベースバンド信号330を出力する。参照テーブル更新部328で、遅延された送信ディジタル直交ベースバンド信号330と帰還ディジタル直交ベースバンド信号327に基づいて、非線形歪補償データ331を更新する。
【0046】
このように、本実施の形態の通信装置によれば、非線形歪補償データを更新するための帰還信号から、既知である基準変調信号の成分を除去することができる。この結果、帰還系のA/D変換部に要求されるダイナミックレンジを抑圧することができる。
【0047】
(実施の形態4)
図4は本発明の第4の実施の形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。実施の形態2(図2)の構成と異なるのは、位相・振幅制御部の入力を、方向性結合器215の出力から第2直交変調部418の出力に変更した点である。
【0048】
図4において、401は送信ディジタル直交ベースバンド信号、402は瞬時電力演算部、403は瞬時電力演算部402で計算した値、404は非線形歪補償用のデータを計算する補償係数演算部、405は計算した非線形歪補償データ、406は非線形歪補償部、407は非線形歪補償された直交ベースバンド信号、408は直交変調部、409は変調信号、410は電力増幅器、411は増幅した送信変調信号、412は信号を分配する第1方向性結合器、413は出力変調信号、414は分配した送信変調信号、415は帰還信号を合成する第2方向性結合器、416は第2データ遅延部、417は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、418は第2直交変調部、419は直交変調した基準変調信号、420は位相・振幅制御部、421は位相と振幅を制御した基準変調信号、422は合成した帰還信号、423は直交復調部、424は復調した帰還ディジタル直交ベースバンド信号、425は演算係数更新部、426は第1データ遅延部、427は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、428は更新する非線形歪補償データを計算するための式の係数である。
【0049】
以上のように構成された送信装置について、図4を用いてその動作について説明する。
【0050】
まず、瞬時電力演算部402で送信ディジタル直交ベースバンド信号401から、送信信号の大きさ403を計算する。つぎに、補償係数演算部404で計算した値403から数式により非線形歪補償データ405を演算する。
【0051】
非線形歪補償部406では送信ディジタル直交ベースバンド信号401と直交化した非線形歪補償データ405の複素積を行い、非線形歪補償された直交ベースバンド信号407を出力する。非線形歪補償された直交ベースバンド信号407を第1直交変調部408で直交変調を行いアナログ変調信号409にした後、送信系の電力増幅器410で必要な大きさに増幅して送信変調信号411を出力する。このとき、第1方向性結合器412で送信変調信号411を分配する。分配した送信変調信号のうち大部分は出力送信変調信号413として出力される。もう一方の分配した送信変調信号414は第2方向性結合器415に入力される。
【0052】
一方、第2データ遅延部416では、送信ディジタル直交ベースバンド信号401を所定量だけ遅延し、第2直交変調部418で、遅延したディジタル直交ベースバンド信号417から基準変調信号419を生成する。位相・振幅制御部420で、送信変調信号414の所望信号成分と振幅が等しく位相が180度異なるように、位相と振幅を制御された基準変調信号421となる。第2方向性結合器415で、前記位相と振幅を制御された基準変調信号421と送信変調信号414を合成し、帰還信号422を得る。直交復調部423で直交復調し、帰還ディジタル直交ベースバンド信号424を得る。
【0053】
一方、第1データ遅延部426では、フィードバックループの時定数分だけ遅延し、遅延された送信ディジタル直交ベースバンド信号427を出力する。演算係数更新部425で、遅延された送信ディジタル直交ベースバンド信号427と帰還ディジタル直交ベースバンド信号424に基づいて、非線形歪補償データを計算するための式の係数428を更新する。
【0054】
このように、本実施の形態の通信装置によれば、非線形歪補償データを更新するための帰還信号から、既知である基準変調信号の成分を除去することができる。この結果、帰還系のA/D変換部に要求されるダイナミックレンジを抑圧することができる。
【0055】
なお、上記説明では、非線形歪補償データを数式により求めたが、ディジタル信号処理によって求められるものであれば特に限定されない。たとえば、固定の参照テーブルと係数を変動させる数式の組み合わせでもよい。
【0056】
また、非線形歪補償データを求めるときの入力として直交ベースバンド信号の瞬時電力を用いたが、これについても特に限定されない。たとえば、直交ベースバンド信号の瞬時振幅や、瞬時電力を自乗した値でもよい。
【0057】
(実施の形態5)
図5は本発明の第5の実施の形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。実施の形態1(図1)と構成が異なるのは、ディジタル加算器528を、直交変調部526の出力部分に追加した点である。
【0058】
図5において、501は送信ディジタル直交ベースバンド信号、502は瞬時電力演算部、503は瞬時電力演算部502で計算した値、504は非線形歪補償用のデータを参照する補償係数参照部、505は参照アドレス、506は参照テーブル、507は参照した非線形歪補償データ、508は直交化した非線形歪補償データ、509は非線形歪補償部、510は非線形歪補償された直交ベースバンド信号、511は直交変調部、512は変調信号、513は電力増幅器、514は増幅した送信変調信号、515は信号を分配する第1方向性結合器、516は出力変調信号、517は分配した送信変調信号、518は位相・振幅制御部、519は位相と振幅を制御した送信変調信号、520は帰還信号を合成する第2方向性結合器、521は第2データ遅延部、522は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、523は第2直交変調部、524は直交変調した基準変調信号、525は合成した帰還信号、526は直交復調部、527は復調した帰還ディジタル直交ベースバンド信号、528はディジタル加算器、529は第3データ遅延部、530は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、531は加算した帰還ディジタル直交ベースバンド信号、532は参照テーブル更新部、533は第1データ遅延部、534は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、535は更新する非線形歪補償データである。
【0059】
以上のように構成された送信装置について、図5を用いてその動作について説明する。
【0060】
まず、瞬時電力演算部502で送信ディジタル直交ベースバンド信号501から、送信信号の大きさ503を計算する。つぎに、補償係数参照部504で計算した値503からアドレス505を生成し、非線形歪補償用の参照テーブル506を参照して、送信系の非線形歪特性の逆特性を持つ非線形歪補償データを直交化した非線形歪補償データ507として得る。
【0061】
非線形歪補償部509では送信ディジタル直交ベースバンド信号501と直交化した非線形歪補償データ508の複素積を行い、非線形歪補償された直交ベースバンド信号510を出力する。非線形歪補償された直交ベースバンド信号510を第1直交変調部511で直交変調を行いアナログ変調信号512にした後、送信系の電力増幅器513で必要な大きさに増幅して送信変調信号514を出力する。このとき、第1方向性結合器515で送信変調信号514を分配する。分配した送信変調信号のうち大部分は出力送信変調信号516として出力される。もう一方の分配した送信変調信号517は位相・振幅制御部518で、後述する基準変調信号524と所望信号成分の振幅が等しく、位相が180度異なるように、位相と振幅を制御された信号519となる。
【0062】
一方、第2データ遅延部521では、送信ディジタル直交ベースバンド信号501を所定量だけ遅延し、第2直交変調部523で、遅延したディジタル直交ベースバンド信号522から基準変調信号524を生成する。第2方向性結合器520で、前記位相と振幅を制御された信号519と基準変調信号524を合成し、帰還信号525を得る。直交復調部526で直交復調し、帰還ディジタル直交ベースバンド信号527を得る。
【0063】
一方、第3データ遅延部529では、送信ディジタル直交ベースバンド信号501を所定量だけ遅延し、ディジタル加算器528で、遅延したディジタル直交ベースバンド信号530と帰還ディジタル直交ベースバンド信号527を加算して、加算した帰還ディジタル直交ベースバンド信号531を生成する。
【0064】
一方、第1データ遅延部533では、フィードバックループの時定数分だけ遅延し、遅延された送信ディジタル直交ベースバンド信号534を出力する。参照テーブル更新部532で、遅延された送信ディジタル直交ベースバンド信号534と加算した帰還ディジタル直交ベースバンド信号531に基づいて、非線形歪補償データ535を更新する。
【0065】
このように、本実施の形態の通信装置によれば、非線形歪補償データを更新するための帰還信号から、既知である基準変調信号の成分を除去することができる。この結果、帰還系のA/D変換部に要求されるダイナミックレンジを抑圧することができる。
【0066】
なお、上記説明では、位相・振幅制御を出力信号を分配した信号に対して行ったが、基準変調信号側で位相・振幅制御してもよい。
【0067】
なお、本実施の形態においても実施の形態2のように、非線形歪補償データが参照テーブルの代わりに、補償係数演算部の演算式で計算され、演算式の係数を更新することができ、同様な効果も得られる。
【0068】
(実施の形態6)
図6は本発明の第6の実施の形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。実施の形態2(図2)と構成が異なるのは、主にディジタル加算器528を、直交変調部526の出力部分に追加した点である。
【0069】
図6において、601は送信ディジタル直交ベースバンド信号、602は瞬時電力演算部、603は瞬時電力演算部602で計算した値、604は非線形歪補償用のデータを計算する補償係数演算部、605は計算した非線形歪補償データ、606は非線形歪補償部、607は非線形歪補償された直交ベースバンド信号、608は直交変調部、609は変調信号、610は電力増幅器、611は増幅した送信変調信号、612は信号を分配する第1方向性結合器、613は出力変調信号、614は分配した送信変調信号、615は位相・振幅制御部、616は位相と振幅を制御した送信変調信号、617は帰還信号を合成する第2方向性結合器、618は第2データ遅延部、619は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、620は第2直交変調部、621は直交変調した基準変調信号、622は合成した帰還信号、623は直交復調部、624は復調した帰還ディジタル直交ベースバンド信号、625はディジタル加算器、626は第3データ遅延部、627は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、628は加算した帰還ディジタル直交ベースバンド信号、629は演算係数更新部、630は第1データ遅延部、631は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、632は更新する非線形歪補償データを計算するための式の係数である。
【0070】
以上のように構成された送信装置について、図6を用いてその動作について説明する。
【0071】
まず、瞬時電力演算部602で送信ディジタル直交ベースバンド信号601から、送信信号の大きさ603を計算する。つぎに、補償係数演算部604で計算した値603から数式により非線形歪補償データ605を演算する。
【0072】
非線形歪補償部606では送信ディジタル直交ベースバンド信号601と直交化した非線形歪補償データ605の複素積を行い、非線形歪補償された直交ベースバンド信号607を出力する。非線形歪補償された直交ベースバンド信号607を第1直交変調部608で直交変調を行いアナログ変調信号609にした後、送信系の電力増幅器610で必要な大きさに増幅して送信変調信号611を出力する。このとき、第1方向性結合器612で送信変調信号611を分配する。分配した送信変調信号のうち大部分は出力送信変調信号613として出力される。もう一方の分配した送信変調信号614は位相・振幅制御部615で、後述する基準変調信号621と所望信号成分の振幅が等しく位相が180度異なるように、位相と振幅を制御された信号616となる。
【0073】
一方、第2データ遅延部618では、送信ディジタル直交ベースバンド信号601を所定量だけ遅延し、第2直交変調部620で、遅延したディジタル直交ベースバンド信号619から基準変調信号621を生成する。第2方向性結合器617で、前記位相と振幅を制御された信号616と基準変調信号621を合成し、帰還信号622を得る。直交復調部623で直交復調し、帰還ディジタル直交ベースバンド信号624を得る。
【0074】
一方、第3データ遅延部626では、送信ディジタル直交ベースバンド信号601を所定量だけ遅延し、ディジタル加算器625で、遅延したディジタル直交ベースバンド信号627と帰還ディジタル直交ベースバンド信号624を加算して、加算した帰還ディジタル直交ベースバンド信号628を生成する。
【0075】
一方、第1データ遅延部630では、フィードバックループの時定数分だけ遅延し、遅延された送信ディジタル直交ベースバンド信号631を出力する。演算係数更新部629で、遅延された送信ディジタル直交ベースバンド信号631と加算した帰還ディジタル直交ベースバンド信号628に基づいて、非線形歪補償データを計算するための式の係数632を更新する。
【0076】
このように、本実施の形態の通信装置によれば、非線形歪補償データを更新するための帰還信号から、既知である基準変調信号の成分を除去することができる。この結果、帰還系のA/D変換部に要求されるダイナミックレンジを抑圧することができる。
【0077】
なお、上記説明では、位相・振幅制御を出力信号を分配した信号に対して行ったが、基準変調信号側で位相・振幅制御してもよい。
【0078】
また、上記説明では、非線形歪補償データを数式により求めたが、ディジタル信号処理によって求められるものであれば特に限定されない。たとえば、固定の参照テーブルと係数を変動させる数式の組み合わせでもよい。
【0079】
また、非線形歪補償データを求めるときの入力として直交ベースバンド信号の瞬時電力を用いたが、これについても特に限定されない。たとえば、直交ベースバンド信号の瞬時振幅や、瞬時電力を自乗した値でもよい。
【0080】
(実施の形態7)
図7は本発明の第7の実施の形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。実施の形態5(図5)と構成が異なる点は、送信ディジタル直交ベースバンド信号の出力を制御する振幅制御部729を追加したことである。
【0081】
図7において、701は送信ディジタル直交ベースバンド信号、702は瞬時電力演算部、703は瞬時電力演算部702で計算した値、704は非線形歪補償用のデータを参照する補償係数参照部、705は参照アドレス、706は参照テーブル、707は参照した非線形歪補償データ、708は直交化した非線形歪補償データ、709は非線形歪補償部、710は非線形歪補償された直交ベースバンド信号、711は直交変調部、712は変調信号、713は電力増幅器、714は増幅した送信変調信号、715は信号を分配する第1方向性結合器、716は出力変調信号、717は分配した送信変調信号、718は位相・振幅制御部、719は位相と振幅を制御した送信変調信号、720は帰還信号を合成する第2方向性結合器、721は第2データ遅延部、722は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、723は第2直交変調部、724は直交変調した基準変調信号、725は合成した帰還信号、726は直交復調部、727は復調した帰還ディジタル直交ベースバンド信号、728はディジタル加算器、729は振幅制御部、730は振幅制御したディジタル直交ベースバンド信号、731は第3データ遅延部、732は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、733は加算した帰還ディジタル直交ベースバンド信号、734は参照テーブル更新部、735は第1データ遅延部、736は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、737は更新する非線形歪補償データである。
【0082】
以上のように構成された送信装置について、図7を用いてその動作について説明する。
【0083】
まず、瞬時電力演算部702で送信ディジタル直交ベースバンド信号701から、送信信号の大きさ703を計算する。つぎに、補償係数参照部704で計算した値703からアドレス705を生成し、非線形歪補償用の参照テーブル706を参照して、送信系の非線形歪特性の逆特性を持つ非線形歪補償データを直交化した非線形歪補償データ707として得る。
【0084】
非線形歪補償部709では送信ディジタル直交ベースバンド信号701と直交化した非線形歪補償データ708の複素積を行い、非線形歪補償された直交ベースバンド信号710を出力する。非線形歪補償された直交ベースバンド信号710を第1直交変調部711で直交変調を行いアナログ変調信号712にした後、送信系の電力増幅器713で必要な大きさに増幅して送信変調信号714を出力する。このとき、第1方向性結合器715で送信変調信号714を分配する。分配した送信変調信号のうち大部分は出力送信変調信号716として出力される。もう一方の分配した送信変調信号717は位相・振幅制御部718で、後述する基準変調信号724と所望信号成分の位相が180度異なるように、位相と振幅を制御された信号719となる。
【0085】
一方、第2データ遅延部721では、送信ディジタル直交ベースバンド信号701を所定量だけ遅延し、第2直交変調部723で、遅延したディジタル直交ベースバンド信号722から基準変調信号724を生成する。第2方向性結合器720で、前記位相と振幅を制御された信号719と基準変調信号724を合成し、帰還信号725を得る。直交復調部726で直交復調し、帰還ディジタル直交ベースバンド信号727を得る。
【0086】
一方、振幅制御部729では、送信ディジタル直交ベースバンド信号701を振幅制御し、振幅制御したディジタル直交ベースバンド信号730を出力する。第3データ遅延部731では、振幅制御したディジタル直交ベースバンド信号730を所定量だけ遅延し、ディジタル加算器728で、遅延したディジタル直交ベースバンド信号732と帰還ディジタル直交ベースバンド信号727を加算して、加算した帰還ディジタル直交ベースバンド信号733を生成する。
【0087】
一方、第1データ遅延部735では、フィードバックループの時定数分だけ遅延し、遅延された送信ディジタル直交ベースバンド信号736を出力する。参照テーブル更新部734で、遅延された送信ディジタル直交ベースバンド信号736と加算した帰還ディジタル直交ベースバンド信号733に基づいて、非線形歪補償データ737を更新する。
【0088】
このように、本実施の形態の通信装置によれば、非線形歪補償データを更新するための帰還信号から、既知である基準変調信号の成分を除去することができる。この結果、帰還系のA/D変換部に要求されるダイナミックレンジを抑圧することができる。
【0089】
なお、上記説明では、位相・振幅制御を出力信号を分配した信号に対して行ったが、基準変調信号側で位相・振幅制御してもよい。
【0090】
なお、本実施の形態においても実施の形態2のように、非線形歪補償データが参照テーブルの代わりに、補償係数演算部の演算式で計算され、演算式の係数を更新することができ、同様な効果も得られる。
【0091】
(実施の形態8)
図8は本発明の第8の実施の形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。実施の形態6(図6)と構成が異なる点は、送信ディジタル直交ベースバンド信号の出力を制御する振幅制御部826を追加したことである。
【0092】
図8において、801は送信ディジタル直交ベースバンド信号、802は瞬時電力演算部、803は瞬時電力演算部802で計算した値、804は非線形歪補償用のデータを計算する補償係数演算部、805は計算した非線形歪補償データ、806は非線形歪補償部、807は非線形歪補償された直交ベースバンド信号、808は直交変調部、809は変調信号、810は電力増幅器、811は増幅した送信変調信号、812は信号を分配する第1方向性結合器、813は出力変調信号、814は分配した送信変調信号、815は位相・振幅制御部、816は位相と振幅を制御した送信変調信号、817は帰還信号を合成する第2方向性結合器、818は第2データ遅延部、819は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、820は第2直交変調部、821は直交変調した基準変調信号、822は合成した帰還信号、823は直交復調部、824は復調した帰還ディジタル直交ベースバンド信号、825はディジタル加算器、826は振幅制御部、827は振幅制御したディジタル直交ベースバンド信号、828は第3データ遅延部、829は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、830は加算した帰還ディジタル直交ベースバンド信号、831は演算係数更新部、832は第1データ遅延部、833は遅延した送信ディジタル直交ベースバンド信号、834は更新する非線形歪補償データを計算するための式の係数である。
【0093】
以上のように構成された送信装置について、図8を用いてその動作について説明する。
【0094】
まず、瞬時電力演算部802で送信ディジタル直交ベースバンド信号801から、送信信号の大きさ803を計算する。つぎに、補償係数演算部804で計算した値803から数式により非線形歪補償データ805を演算する。
【0095】
非線形歪補償部806では送信ディジタル直交ベースバンド信号801と直交化した非線形歪補償データ805の複素積を行い、非線形歪補償された直交ベースバンド信号807を出力する。非線形歪補償された直交ベースバンド信号807を第1直交変調部808で直交変調を行いアナログ変調信号809にした後、送信系の電力増幅器810で必要な大きさに増幅して送信変調信号811を出力する。このとき、第1方向性結合器812で送信変調信号811を分配する。分配した送信変調信号のうち大部分は出力送信変調信号813として出力される。もう一方の分配した送信変調信号814は位相・振幅制御部815で、後述する基準変調信号821と所望信号成分の位相が180度異なるように、位相と振幅を制御された信号816となる。
【0096】
一方、第2データ遅延部818では、送信ディジタル直交ベースバンド信号801を所定量だけ遅延し、第2直交変調部820で、遅延したディジタル直交ベースバンド信号819から基準変調信号821を生成する。第2方向性結合器817で、前記位相と振幅を制御された信号816と基準変調信号821を合成し、帰還信号822を得る。直交復調部823で直交復調し、帰還ディジタル直交ベースバンド信号824を得る。
【0097】
一方、振幅制御部826では、送信ディジタル直交ベースバンド信号801を振幅制御し、振幅制御したディジタル直交ベースバンド信号827を出力する。第3データ遅延部828では、振幅制御したディジタル直交ベースバンド信号827を所定量だけ遅延し、ディジタル加算器825で、遅延したディジタル直交ベースバンド信号829と帰還ディジタル直交ベースバンド信号824を加算して、加算した帰還ディジタル直交ベースバンド信号830を生成する。
【0098】
一方、第1データ遅延部832では、フィードバックループの時定数分だけ遅延し、遅延された送信ディジタル直交ベースバンド信号833を出力する。演算係数更新部831で、遅延された送信ディジタル直交ベースバンド信号833と加算した帰還ディジタル直交ベースバンド信号830に基づいて、非線形歪補償データを計算するための式の係数834を更新する。
【0099】
このように、本実施の形態の通信装置によれば、非線形歪補償データを更新するための帰還信号から、既知である基準変調信号の成分を除去することができる。この結果、帰還系のA/D変換部に要求されるダイナミックレンジを抑圧することができる。
【0100】
なお、上記説明では、位相・振幅制御を出力信号を分配した信号に対して行ったが、基準変調信号側で位相・振幅制御してもよい。
【0101】
また、上記説明では、非線形歪補償データを数式により求めたが、ディジタル信号処理によって求められるものであれば特に限定されない。たとえば、固定の参照テーブルと係数を変動させる数式の組み合わせでもよい。
【0102】
また、非線形歪補償データを求めるときの入力として直交ベースバンド信号の瞬時電力を用いたが、これについても特に限定されない。たとえば、直交ベースバンド信号の瞬時振幅や、瞬時電力を自乗した値でもよい。
【0103】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の送信装置によれば、送信変調信号と、基準変調信号を合成することによって、既知の信号成分を除去し、帰還系のA/D変換部に入力される信号のダイナミックレンジを抑圧することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る送信装置の構成を示すブロック図
【図2】本発明の実施の形態2に係る送信装置の構成を示すブロック図
【図3】本発明の実施の形態3に係る送信装置の構成を示すブロック図
【図4】本発明の実施の形態4に係る送信装置の構成を示すブロック図
【図5】本発明の実施の形態5に係る送信装置の構成を示すブロック図
【図6】本発明の実施の形態6に係る送信装置の構成を示すブロック図
【図7】本発明の実施の形態7に係る送信装置の構成を示すブロック図
【図8】本発明の実施の形態8に係る送信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
102、202、302、402、502、602、702、802 瞬時電力演算部
104、304、504、704 補償係数参照部
106、306、506、706 参照テーブル
109、206、309、406、509、606、709、806 非線形歪補償部
111、208、311、408、511、608、711、808 第1直交変調器
113、210、313、410、513、610、713、810 電力増幅器
115、120、212、217、315、318、412、415、515、520、612、617、715、720、812、817 方向性結合器
118、215、323、420、518、615、718、815 位相・振幅制御部
121、218、319、416、521、618、721、818 第2データ遅延部
123、220、321、418、523、620、723、820 第2直交変調部
126、223、326、423、526、623、726、823 直交復調部
128、328、532、734 参照テーブル更新部
129、226、329、426、533、630、735、832 第1データ遅延部
204、404、604、804 補償係数演算部
225、425、629、831 演算係数更新部
528、625、728、825 加算部
529、626、731、828 第3データ遅延部
730、827 振幅制御部
Claims (9)
- 非線形歪を補償する非線形歪補償データを用いてディジタル変調した直交ベースバンド信号の非線形歪補償を行う非線形歪補償部と、前記非線形歪補償した直交ベースバンド信号を直交変調する第1の直交変調部と、前記第1の直交変調部で直交変調された信号を増幅した変調信号を分配する第1の方向性結合器と、その分配した変調信号の位相と振幅を制御する位相・振幅制御部と、前記直交ベースバンド信号から直交変調により基準変調信号を生成する第2の直交変調部と、前記分配した変調信号と基準変調信号を合成する第2の方向性結合器と、前記合成した信号を直交復調してディジタル出力する直交復調部と、前記直交ベースバンド信号と直交復調部で復調した信号を加算する加算回路と、加算回路の出力と前記直交ベースバンド信号を用いて前記非線形歪補償データを更新する参照テーブル更新部とを具備する送信装置。
- 非線形歪を補償する非線形歪補償データを用いてディジタル変調した直交ベースバンド信号の非線形歪補償を行う非線形歪補償部と、前記非線形歪補償した直交ベースバンド信号を直交変調する第1の直交変調部と、前記第1の直交変調部で直交変調された信号を増幅した変調信号を分配する第1の方向性結合器と、前記直交ベースバンド信号から直交変調により基準変調信号を生成する第2の直交変調部と、その基準変調信号の位相と振幅を制御する位相・振幅制御部と、前記分配した変調信号と前記位相と振幅を制御した基準変調信号を合成する第2の方向性結合器と、前記合成した信号を直交復調してディジタル出力する直交復調部と、前記直交ベースバンド信号と直交復調部で復調した信号を加算する加算回路と、加算回路の出力と前記直交ベースバンド信号を用いて前記非線形歪補償データを更新する参照テーブル更新部とを具備する送信装置。
- 非線形歪を補償する非線形歪補償データを用いてディジタル変調した直交ベースバンド信号の非線形歪補償を行う非線形歪補償部と、前記非線形歪補償した直交ベースバンド信号を直交変調する第1の直交変調部と、前記第1の直交変調部で直交変調された信号を増幅した変調信号を分配する第1の方向性結合器と、その分配した変調信号の位相と振幅を制御する位相・振幅制御部と、前記直交ベースバンド信号から直交変調により基準変調信号を生成する第2の直交変調部と、前記分配した変調信号と基準変調信号を合成する第2の方向性結合器と、前記合成した信号を直交復調してディジタル出力する直交復調部と、前記直交ベースバンド信号の振幅を制御する振幅制御部と、その振幅制御した直交ベースバンド信号と直交復調部で復調した信号を加算する加算回路と、加算回路の出力と前記直交ベースバンド信号を用いて前記非線形歪補償データを更新する参照テーブル更新部とを具備する送信装置。
- 非線形歪を補償する非線形歪補償データを用いてディジタル変調した直交ベースバンド信号の非線形歪補償を行う非線形歪補償部と、前記非線形歪補償した直交ベースバンド信号を直交変調する第1の直交変調部と、前記第1の直交変調部で直交変調された信号を増幅した変調信号を分配する第1の方向性結合器と、前記直交ベースバンド信号から直交変調により基準変調信号を生成する第2の直交変調部と、その基準変調信号の位相と振幅を制御する位相・振幅制御部と、前記分配した変調信号と前記位相と振幅を制御した基準変調信号を合成する第2の方向性結合器と、前記合成した信号を直交復調してディジタル出力する直交復調部と、前記直交ベースバンド信号の振幅を制御する振幅制御部と、その振幅制御した直交ベースバンド信号と直交復調部で復調した信号を加算する加算回路と、加算回路の出力と前記直交ベースバンド信号を用いて前記非線形歪補償データを更新する参照テーブル更新部とを具備する送信装置。
- 前記非線形歪補償データが格納される参照テーブルを具備したことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の送信装置。
- 前記参照テーブルの参照アドレスが、直交ベースバンド信号の瞬時電力によって計算される瞬時電力演算部を具備したことを特徴とする請求項5に記載の送信装置。
- 前記参照テーブル更新部の代わりに、前記非線形歪補償データが演算式によって計算される補償係数演算部と、前記演算式の係数を更新する演算係数更新部を具備することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の送信装置。
- 前記演算式の入力が、直交ベースバンド信号の瞬時電力によって計算される瞬時電力演算部を具備したことを特徴とする請求項7に記載の送信装置。
- ディジタル変調した直交ベースバンド信号と直交化した非線形歪補償データとの積によって求められた非線形歪補償された直交ベースバンド信号を出力する非線形歪補償部を具備したことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の送信装置。
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