JP5040924B2 - 歪補償装置 - Google Patents

Description

本発明は歪補償装置に関し、特に並列接続されたパワーアンプの歪補償を行う歪補償装置に関する。

近年、無線通信において、デジタル化による高能率伝送が多く採用されるようになっている。無線通信に多値位相変調方式を適用する場合では、基地局などの送信側で送信用電力増幅器の増幅特性を直線化して非線形歪を抑え、隣接チャネル漏洩電力を低減する技術が重要である。また、線形性に劣る増幅器を使用して電力効率の向上を図る場合は、そのために生じる非線形歪を補償する技術が必須である（例えば、特許文献１参照）。

図７は、従来の歪補償装置のブロック図である。図のＴｘ部１０１には、ベースバンドデータが入力される。また、Ｔｘ部１０１には、アンテナに出力される信号の一部がＦＢ（Feed Back）回路１０７およびＳＷ（Switch）１０８ａ，１０８ｂを介して入力される。Ｔｘ部１０１は、ベースバンドデータとアンテナに出力される信号の一部（フィードバック信号）とを比較し、その差がゼロとなるように、ＬＭＳ（Least Mean Square）による適応信号処理を行う。Ｔｘ部１０１は、適応信号処理したベースバンドデータをアナログのベースバンド信号に変換し、さらに、無線周波数に変換してハイブリッド回路（図中Ｈ）１０２に出力する。Ｔｘ部１０１は、例えば、特許文献１の図４に示されている歪補償部９、Ｄ／Ａ（Digital Analog）変換器３、直交変調器４、周波数変換器５、および基準搬送波８が対応する。

歪補償装置では、パワーアンプ１０３ａ，１０３ｂを並列接続して同相合成することにより大きい送信出力を出すことができる。ハイブリッド回路１０２は、Ｔｘ部１０１から出力される無線信号をパワーアンプ１０３ａ，１０３ｂに分配して出力し、ハイブリッド回路１０６は、パワーアンプ１０３ａ，１０３ｂから出力される無線信号を合成してアンテナに出力する。

故障検出回路１０４ａ，１０４ｂは、パワーアンプ１０３ａ，１０３ｂの入出力を監視し、パワーアンプ１０３ａ，１０３ｂの故障検出を行う。
図８は、故障検出回路のブロック図である。図には、図７に示した故障検出回路１０４ａが示してある。また、図７のパワーアンプ１０３ａおよび制御部１０５も示してある。

故障検出回路１０４ａのオペアンプ１２２には、パワーアンプ１０３ａの入力側の信号がＬＯＧアンプ１２１ａを介して入力される。また、オペアンプ１２２には、パワーアンプ１０３ａの出力側の信号がＬＯＧアンプ１２１ｂを介して入力される。オペアンプ１２２は、パワーアンプ１０３ａの入出力信号の差分値を比較器１２３に出力する。

比較器１２３には、閾値電圧とオペアンプ１２２からの差分値とが入力され、これらを比較する。比較器１２３は、オペアンプ１２２からの差分値が閾値電圧より小さければ、パワーアンプ１０３ａは無線信号を正常に増幅していないと判断し、制御部１０５にその旨の信号を出力する。つまり、故障検出回路１０４ａは、パワーアンプ１０３ａの増幅率を監視し、パワーアンプ１０３ａが正常に増幅動作をしているか検出する。なお、故障検出回路１０４ｂも、図８と同様の回路構成を有し、パワーアンプ１０３ｂの故障検出を行っている。

図７の説明に戻る。アンテナに出力される無線信号の一部は、方向性結合器によってＦＢ回路１０７に出力される。ＦＢ回路１０７は、無線信号の無線周波数をダウンコンバートして、ＳＷ１０８ａに出力する。ＳＷ１０８ａ，１０８ｂは、制御部１０５の制御によって、ＦＢ回路１０７から出力されるフィードバック信号の出力経路を切替える。

制御部１０５は、故障検出回路１０４ａ，１０４ｂのパワーアンプ１０３ａ，１０３ｂの故障検出に基づいて、ＳＷ１０８ａ，１０８ｂのスイッチを制御し、ＦＢ回路１０７から出力されるフィードバック信号の出力経路を切替える。制御部１０５は、パワーアンプ１０３ａ，１０３ｂが正常に動作しているときには、フィードバック信号が減衰器１０９を通過するように、ＳＷ１０８ａ，１０８ｂを制御する。パワーアンプ１０３ａ，１０３ｂの一方が故障した場合には、フィードバック信号が減衰器１０９を通過せず、Ｔｘ部１０１に入力されるように、ＳＷ１０８ａ，１０８ｂを制御する。

減衰器１０９は、フィードバック信号を６ｄＢ減衰させる減衰器である。減衰器１０９は、パワーアンプ１０３ａ，１０３ｂの一方が故障したとき、正常な方のパワーアンプ１０３ａ，１０３ｂの入力に過大な無線信号が入力されないように設けられる。

例えば、ＳＷ１０８ａ，１０８ｂと減衰器１０９とを設けずに、フィードバック信号を直接Ｔｘ部１０１に入力するようにしたとする。この場合において、パワーアンプ１０３ａ，１０３ｂの一方が故障したとすると、フィードバック信号のレベルは、６ｄＢ減衰してＴｘ部１０１に入力される。Ｔｘ部１０１は、フィードバック信号のレベルが６ｄＢ下がったことにより、ハイブリッド回路１０２に出力する無線信号のレベルを６ｄＢ上昇させる。これにより、正常な方のパワーアンプ１０３ａ，１０３ｂには、過大な無線信号が入力されてしまう。正常な方のパワーアンプ１０３ａ，１０３ｂは、飽和点に近いところで動作するため、歪特性が劣化するばかりか、最悪の場合、故障してしまう。

一方、図のようにＳＷ１０８ａ，１０８ｂと減衰器１０９とを設け、正常時には減衰器１０９を介してフィードバック信号をＴｘ部１０１に入力し、故障時には、減衰器１０９を介さずにフィードバック信号をＴｘ部に入力するようにした場合、故障時のパワーアンプ１０３ａ，１０３ｂへの信号の過入力を防止することができる。

例えば、パワーアンプ１０３ａ，１０３ｂの一方が故障したとする。この場合、フィードバック信号のレベルは６ｄＢ下がるが、減衰器１０９を通さずにＴｘ部１０１に入力することにより、Ｔｘ部１０１には、正常時と同レベルのフィードバック信号が入力される。すなわち、パワーアンプ１０３ａ，１０３ｂの一方に故障が発生しても、見かけ上、減衰器１０９によってＴｘ部１０１に入力されるフィードバック信号にレベル変化がないようにし、パワーアンプ１０３ａ，１０３ｂの過入力を防止する。

なお、従来、単位増幅器が故障しても、故障していない単位増幅器の非線形歪を安定に補償することができる送信システムが提供されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６−２７０２４６号公報 特開２００３−６０４４７号公報

しかし、パワーアンプの故障を検出するには、アンプや比較器を備えた故障検出回路が必要であり、回路規模、消費電力、およびコストが大きくなるという問題点があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、パワーアンプの故障を検出するための専用の回路を不要とし、回路規模、消費電力、およびコストを抑制する歪補償装置を提供することを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、図１に示すような並列接続されたパワーアンプ１ａ，１ｂの歪補償を行う歪補償装置において、指定された書き込みアドレスに歪補償係数を記憶し、指定された読み出しアドレスに記憶している歪補償係数を出力する係数記憶手段２と、係数記憶手段２から出力された歪補償係数を用いて、送信信号に歪補償処理を施すプリディストーション手段３と、歪補償処理の前の送信信号とパワーアンプ１ａ，１ｂによる増幅後の送信信号との誤差成分に基づいて歪補償係数の更新値を演算する歪補償演算手段４と、係数記憶手段２の歪補償係数を読み出し、歪補償係数に基づいてパワーアンプ１ａ，１ｂの故障を検出する中央演算処理装置５と、を有することを特徴とする歪補償装置が提供される。

このような歪補償装置によれば、中央演算処理装置５が係数記憶手段２に記憶されている歪補償係数を読み出し、読み出した歪補償係数からパワーアンプ１ａ，１ｂの故障を検出する。これにより、パワーアンプ１ａ，１ｂの故障を検出するための専用の回路が不要となる。

本発明の歪補償装置では、中央演算処理装置が係数記憶手段に記憶されている歪補償係数を読み出し、読み出した歪補償係数からパワーアンプの故障を検出するようにした。これにより、パワーアンプの故障を検出するための専用の回路が不要となり、回路規模、消費電力、およびコストを抑制することができる。

本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。

本発明の歪補償装置の概要を示した図である。 本発明の歪補償装置のブロック図である。 Ｔｘ部の詳細なブロック図である。 歪補償係数の平均値の変動を示した図である。 パワーアンプの一方が故障したときの信号レベル変化を説明する図である。 Ｔｘ部の動作を説明するフローチャートである。 従来の歪補償装置のブロック図である。 故障検出回路のブロック図である。

以下、本発明の原理を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の歪補償装置の概要を示した図である。図に示すように歪補償装置は、パワーアンプ１ａ，１ｂ、係数記憶手段２、プリディストーション手段３、歪補償演算手段４、および中央演算処理装置５を有している。

係数記憶手段２は、指定された書き込みアドレスに歪補償係数を記憶し、指定された読み出しアドレスに記憶している歪補償係数を出力する。
プリディストーション手段３は、係数記憶手段２から出力された歪補償係数を用いて、送信信号に歪補償処理を施す。

歪補償演算手段４は、歪補償処理を行う前の送信信号とパワーアンプ１ａ，１ｂによる増幅後の送信信号との誤差成分に基づいて歪補償係数の更新値を演算する。
中央演算処理装置５は、係数記憶手段２の歪補償係数を読み出し、読み出した歪補償係数に基づいてパワーアンプ１ａ，１ｂの故障を検出する。

ところで、パワーアンプ１ａ，１ｂが故障すると、送信信号のパワーアンプ１ａ，１ｂによる増幅後の信号レベルが低下する。これにより、歪補償演算手段４は、パワーアンプ１ａ，１ｂの出力レベルが上がるよう、大きな値の方向に制御するための歪補償係数を算出するようになる。従って、中央演算処理装置５は、例えば、係数記憶手段２に記憶されている歪補償係数の更新前の値と更新後の値との変動量が所定の閾値を超えた場合に、パワーアンプ１ａ，１ｂの故障を検出することができる。

このように本発明の歪補償装置は、中央演算処理装置５が係数記憶手段２に記憶されている歪補償係数を読み出し、読み出した歪補償係数からパワーアンプ１ａ，１ｂの故障を検出するようにした。これにより、パワーアンプ１ａ，１ｂの故障を検出するための回路が不要となり、回路規模、消費電力、およびコストを抑制することができる。

次に、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図２は、本発明の歪補償装置のブロック図である。図に示すように歪補償装置は、Ｔｘ部１１、ハイブリッド回路１２，１４、パワーアンプ１３ａ，１３ｂ、およびＦＢ回路１５を有している。図に示す歪補償装置は、例えば、携帯電話の無線通信システムの基地局に適用され、送信電力の非線形歪を補償する。

図のＴｘ部１１には、ベースバンドデータが入力される。また、Ｔｘ部１１には、アンテナに出力される信号の一部がフィードバック信号としてＦＢ回路１５を介して入力される。Ｔｘ部１１は、ベースバンドデータとフィードバック信号とを比較し、その差がゼロとなるように、ＬＭＳによる適応信号処理を行う。Ｔｘ部１１は、適応信号処理したベースバンドデータをアナログのベースバンド信号に変換し、さらに、無線周波数に変換してハイブリッド回路１２に出力する。

Ｔｘ部１１は、適応信号処理で使用する歪補償係数を記憶するルックアップテーブル（ＬＵＴ）と、ＬＵＴの歪補償係数にアクセスできるＣＰＵ（Central Processing Unit）とを有している。Ｔｘ部１１は、このＣＰＵによってパワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障を検出し、ＦＢ回路１５から出力されるフィードバック信号のゲインを制御する。

例えば、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの一方が故障したとする。この場合、ＦＢ回路１５を介してＴｘ部１１に入力されるフィードバック信号のレベルは６ｄＢ下がる。Ｔｘ部１１は、フィードバック信号が６ｄＢ下がったことにより、ハイブリッド回路１２に出力する無線信号のレベルを６ｄＢ上昇させるよう、ＬＵＴの歪補償係数を大きい値に変更する。従って、ＣＰＵがＬＵＴの歪補償係数の値を監視することにより、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障を検出することができる。

また、ＣＰＵは、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障を検出すると、ＦＢ回路１５から入力されるフィードバック信号のレベルを６ｄＢ上げる。ＣＰＵは、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの一方の故障時に、フィードバック信号のレベルを６ｄＢ上げることによって、見かけ上、フィードバック信号にレベル変化がないようにしてパワーアンプ１３ａ，１３ｂへの信号の過入力を防止する。

これにより、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障を検出するための故障検出回路、６ｄＢの減衰量を制御するための減衰器、およびＳＷが不要となる。
なお、歪補償係数は、環境温度など外部の要因によって変化するが、パワーアンプ１３ａ，１３ｂが正常に動作している範囲では、極端な変化は発生しない。つまり、歪補償係数は、一般にパワーアンプ１３ａ，１３ｂの一方が故障したときのように大きく変更されることはない。従って、ＣＰＵは、歪補償係数の大きさを監視することにより、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障を検出することができる。

ただし、入力されるベースバンドデータが極端に変化した場合、歪補償係数も大きく変化することがある。そこで、ＣＰＵは、誤ってパワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障検出をしないよう、ベースバンドデータの大きさを監視し、ベースバンドデータが瞬時に大きく変化した場合には、歪補償係数が大きく変化しても故障検出を行わないようにする。

パワーアンプ１３ａ，１３ｂおよびハイブリッド回路１２，１４、およびＦＢ回路１５は、図７で説明したパワーアンプ１０３ａ，１０３ｂおよびハイブリッド回路１０２，１０６と同様であり、その説明を省略する。

図３は、Ｔｘ部の詳細なブロック図である。図に示すようにＴｘ部１１は、乗算器２１、Ｄ／Ａ変換器（図中Ｄ／Ａ）２２、発振器２３、ＱＭＯＤ（Quadrature MODulation）２４、アドレス生成部２５、ＬＵＴ２６、ＬＭＳ部２７、遅延部２８，３２、減算器２９、Ａ／Ｄ（Analog Digital）変換器（図中Ａ／Ｄ）３０、乗算器３１、積分器３３、およびＣＰＵ３４を有している。

アドレス生成部２５は、ベースバンドデータのパワー（Ｉ²＋Ｑ²）に応じたアドレスを生成する。ＬＵＴ２６は、歪補償係数を記憶しており、アドレス生成部２５から出力されるアドレスに対応した歪補償係数を乗算器２１に出力する。また、ＬＵＴ２６は、ＬＭＳ部２７によって更新される歪補償係数を、アドレス生成部２５によって指定されるアドレスに格納する。ＬＵＴ２６は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置によって構成される。

乗算器２１は、ベースバンドデータにＬＵＴ２６から出力される歪補償係数を乗算して、Ｄ／Ａ変換器２２に出力する。すなわち、乗算器２１は、ベースバンドデータに歪補償処理を施す。Ｄ／Ａ変換器２２は、ベースバンドデータをアナログのベースバンド信号に変換し、ＱＭＯＤ２４に出力する。ＱＭＯＤ２４は、発振器２３から出力される信号によって、ベースバンド信号の周波数を無線周波数に変換し、パワーアンプ４１に出力する。

パワーアンプ４１は、図２に示したパワーアンプ１３ａ，１３ｂが対応する。パワーアンプ４１は、Ｔｘ部１１から出力される信号を増幅し、アンテナに出力する。
乗算器４３には、パワーアンプ４１の出力の一部が入力される。乗算器４３は、発振器４２から出力される信号によって、パワーアンプ４１から出力される信号の周波数をダウンコンバートし、Ａ／Ｄ変換器３０に出力する。なお、乗算器４３および発振器４２は、図２のＦＢ回路１５に対応する。

Ａ／Ｄ変換器３０は、乗算器４３から出力されるフィードバック信号をデジタル信号に変換し、乗算器３１に出力する。乗算器３１は、Ａ／Ｄ変換器３０から出力されるデジタルのフィードバック信号に、ＣＰＵ３４から指示される値を乗算し、遅延部３２に出力する。

遅延部２８は、ベースバンドデータを遅延して、減算器２９へ出力する。遅延部３２は、乗算器３１から出力されるフィードバック信号を遅延して、減算器２９へ出力する。遅延部２８は、例えば、ベースバンドデータをベースバンドデータの１クロック単位で遅延するのに対し、遅延部３２は、例えば、ｎタップの遅延フィルタを用いることにより回路動作クロック周波数の、１／ｎ倍の精度で、フィードバック信号を遅延することができる。これにより、ベースバンドデータとフィードバック信号との遅延を合わせることができる。

減算器２９は、遅延部２８から出力されるベースバンドデータと、遅延部３２から出力されるフィードバック信号との差分を算出し、ＬＭＳ部２７に出力する。ＬＭＳ部２７は、ＬＭＳに基づいて、減算器２９から出力される差分値がゼロとなるように、ＬＵＴ２６の歪補償係数を更新する。

このように、乗算器２１は、入力されるベースバンドデータに、ＬＵＴ２６に記憶されている歪補償係数を乗算してパワーアンプ４１に出力する。そして、ＬＭＳ部２７は、入力されるベースバンドデータと、パワーアンプ４１からのフィードバック信号との差分がゼロとなるように、ＬＭＳによる適応信号処理によって、ＬＵＴ２６の歪補償係数を更新する。

なお、上記の処理は、特許文献１の段落番号〔００２１〕〜〔００３０〕にも記述されている。アドレス生成部２５は、特許文献１の図５のアドレス生成回路２５ｄに対応し、ＬＵＴ２６は、ルックアップテーブル１５ｅに対応し、ＬＳＭ部２７は、歪補償係数演算部１６に対応する。また、Ｄ／Ａ変換器２２は、特許文献１の図４のＤ／Ａ３に対応し、ＱＭＯＤ２４および発振器２３は、直交変調器４、周波数変換器５および基準搬送波８に対応する。

ＣＰＵ３４は、バスを介してＬＵＴ２６、積分器３３、および乗算器３１と接続されている。ＣＰＵ３４は、ＬＵＴ２６の歪補償係数が更新されると、ＬＵＴ２６にアクセスして歪補償係数を読み出し、歪補償係数の平均値を算出する。ＣＰＵ３４は、前回算出した歪補償係数（更新前の歪補償係数）の平均値と、更新後の歪補償係数の平均値とを比較し、歪補償係数の平均値の変動量を算出する。歪補償係数の平均値の変動量を算出する式を次の式（１）に示す。

変動量＝ＬＵＴ更新後の歪補償係数の平均値−ＬＵＴ更新前の歪補償係数の平均値 …（１）
パワーアンプ４１が故障（パワーアンプ１３ａ，１３ｂの一方が故障）すると、フィードバック信号が小さくなる。そのため、減算器２９でのベースバンドデータとフィードバック信号との差分が大きくなり、ＬＭＳ部２７は、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの出力が大きくなるように、ＬＵＴ２６の歪補償係数を更新する。従って、ＣＰＵ３４は、式（１）で算出した歪補償係数の変動量が予め設定されている閾値より大きい場合、パワーアンプ１３ａ，１３ｂが故障していると判断する。変動量が予め設定されている閾値より小さい場合、パワーアンプ１３ａ，１３ｂは、故障していないと判断する。

図４は、歪補償係数の平均値の変動を示した図である。図の縦軸は歪補償係数の平均値を示している。横軸は時間を示している。図に示すように、時刻ｔ１においてパワーアンプ１３ａ，１３ｂの一方が故障したとする。この場合、ＬＭＳ部２７は、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの出力が大きくなるように、歪補償係数の値を大きくするように更新する。ＣＰＵ３４は、この歪補償係数の変動量を検出して閾値と比較することにより、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障を検出する。

ＣＰＵ３４は、乗算器３１にアクセスして、Ａ／Ｄ変換器３０から出力されるフィードバック信号のゲインを制御する。ＣＰＵ３４は、パワーアンプ１３ａ，１３ｂが故障したと判断した場合、Ａ／Ｄ変換器３０から出力されるフィードバック信号のサンプリングデータの振幅が６ｄＢ上がるように、乗算器３１の乗算係数を設定する。パワーアンプ１３ａ，１３ｂが故障していない場合は、フィードバック信号のデジタルゲインが１倍となるような乗算係数を乗算器３１に設定する。

なお、ＣＰＵ３４は、Ｔｘ部１１に入力されるベースバンドデータを監視し、ベースバンドデータの瞬間的な変動が大きい場合には、式（１）に基づいてパワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障を検出しても、故障検出と判断しない。ＣＰＵ３４は、式（１）の歪補償係数の変動量が閾値を超えた場合でも、これがベースバンドデータの変動によるものである場合には、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障検出を行わないようにするためである。

積分器３３には、ベースバンドデータの積分値が格納される。ＣＰＵ３４は、一定期間ごとに積分器３３にアクセスし、ベースバンドデータの積分値を取得する。ＣＰＵ３４は、例えば、１００ｍｓｅｃごとに積分器３３にアクセスし、ベースバンドデータの積分値を取得する。

ＣＰＵ３４は、積分器３３に格納されている一定期間のベースバンドデータの積分値により、ＬＵＴ２６の歪補償係数が主に更新されているアドレス領域を推測する。歪補償係数は、ベースバンドデータのパワーに基づいたアドレスによってＬＵＴ２６に格納されるため（例えば、特許文献１の段落番号〔００２１〕参照）、ベースバンドデータの積分値により、どのアドレス領域の歪補償係数が頻繁に更新されているか推測できるからである。

これにより、ＣＰＵ３４は、ＬＵＴ２６に格納されている全ての歪補償係数の平均値を求めて、式（１）の演算をしなくて済む。つまり、ＣＰＵ３４は、ＬＵＴ２６の歪補償係数の更新される範囲を特定し、その範囲の歪補償係数を算出することによって、歪補償係数の平均値の計算精度を保ったまま計算時間を短縮できる。

Ｔｘ部１１は、特許文献１の図８，９にも示されているように一般にＣＰＵ３４を有している。図３のＴｘ部１１は、このＣＰＵ３４によってＬＵＴ２６にアクセスし、歪補償係数を取得する。そして、取得した歪補償係数によって、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障を検出する。これにより、図７に示したような故障検出回路１０４ａ，１０４ｂが不要となり、また、新たな回路等を設けることなくパワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障検出ができる。

また、ベースバンドデータの変動を監視し、ベースバンドデータの変動が大きい場合には、ＣＰＵ３４は、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障を検出しても、故障検出と判断しない。これにより、故障検出の誤検出を防止することができる。

次に、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの一方が故障したときの信号レベルの変化について説明する。
図５は、パワーアンプの一方が故障したときの信号レベル変化を説明する図である。図の（Ａ）は、故障前の信号レベル変化を示し、図の（Ｂ）は、故障後の信号レベル変化を示している。

図の（Ａ），（Ｂ）のＴｘ部入力は、Ｔｘ部１１に入力されるベースバンドデータの信号レベルを示している。パワーアンプ入力は、パワーアンプ１３ａ，１３ｂに入力される信号の信号レベルを示している。パワーアンプ出力は、パワーアンプ１３ａ，１３ｂから出力される信号の信号レベルを示している。

Ｔｘ部１１に入力されるベースバンドデータには、乗算器２１によって歪補償係数が乗算される。よって、ベースバンドデータがパワーアンプ１３ａ，１３ｂに入力されるときには、その信号レベルが変化している。図の（Ａ）の例の場合、パワーアンプ入力は、Ｔｘ部入力より、信号レベルが少し大きくなっている。

パワーアンプ１３ａ，１３ｂは、乗算器２１から出力される信号を増幅して出力する。よって、図の（Ａ）のパワーアンプ出力は、パワーアンプ入力より大きくなっている。
パワーアンプ１３ａ，１３ｂの一方に故障が生じた場合、パワーアンプ出力の信号レベルは、６ｄＢ下がる。ＬＭＳ部２７は、パワーアンプ出力の信号レベルを一定にしようと、歪補償係数を約２倍（＋６ｄＢ相当）となるように更新する。これにより、図の（Ｂ）に示すパワーアンプ入力は、図の（Ａ）のパワーアンプ入力に対し、信号レベルが約２倍となっている。よって、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの一方が故障しても、図の（Ｂ）のパワーアンプ出力に示すように、図の（Ａ）のパワーアンプ出力と同様の信号レベルを保つことができる。

しかし、パワーアンプ入力の信号レベルが約２倍となるため、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの入力は過入力状態となり、歪特性が劣化するばかりか、最悪の場合、故障してしまう。次に、上記の過入力状態になる過程を、式を用いて説明する。

次の式（２）は、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの一方に故障が発生したときのフィードバック信号（パワーアンプ１３ａ，１３ｂの出力）を示す。
ｙ（ｔ）＝ｈ_n-1（ｐ）×ｘ（ｔ）×ｆ（ｐ）÷２ …（２）
ｈ_n-1（ｐ）は、更新前の歪補償係数を示す。ｘ（ｔ）は、ベースバンドデータを示す。ｆ（ｐ）は、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの増幅率を示す。パワーアンプ１３ａ，１３ｂの一方の故障により、ｙ（ｔ）は２で除算されている。

ＬＭＳ部２７は、ｙ（ｔ）が１／２になったことにより、その減少分を補正する。つまり、新たな歪補償係数ｈ_n（ｐ）は、次の式（３）に示すようにｈ_n-1（ｐ）の２倍となる。

ｈ_n＝ｈ_n-1（ｐ）×２ …（３）
式（２）、式（３）より、現在のフィードバック信号は、次の式（４）に示すようになる。

ｙ（ｔ）＝ｈ_n（ｐ）×ｘ（ｔ）×ｆ（ｐ）÷２
＝ｈ_n-1（ｐ）×２×ｘ（ｔ）×ｆ（ｐ）÷２
＝ｈ_n-1（ｐ）×ｘ（ｔ）×ｆ（ｐ） …（４）
式（２）、（４）より、フィードバック信号は、更新前に対し２倍になっていることが分かる。すなわち、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障によって、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの入力レベルが２倍となることが分かる。これにより、パワーアンプ１３ａ，１３ｂは、歪特性が劣化するばかりか、最悪の場合、故障してしまう恐れがある。

これに対し、図２、図３の歪補償装置では、ＣＰＵ３４がパワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障を検出すると、乗算器３１でフィードバック信号のゲインを６ｄＢ上げる。これにより、見かけ上、フィードバック信号が低下していないようにして、減算器２９での差がゼロとなるようにし、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの過入力状態を防止する。

次に、フローチャートを用いて図３のＴｘ部１１の動作を説明する。
図６は、Ｔｘ部の動作を説明するフローチャートである。
ステップＳ１において、ＣＰＵ３４は、積分器３３からベースバンドデータの積分値を取得する。ＣＰＵ３４は、取得した積分値から、ＬＵＴ２６の歪補償係数が頻繁に更新された領域を推定する。ＣＰＵ３４は、ＬＵＴ２６の推定した領域から歪補償係数を取得し、その平均値を算出する。

ステップＳ２において、ＬＭＳ部２７は、ＬＵＴ２６を更新する。
ステップＳ３において、ＣＰＵ３４は、積分器３３からベースバンドデータの積分値を取得する。ＣＰＵ３４は、取得した積分値から、ＬＵＴ２６の歪補償係数が頻繁に更新された領域を推定する。ＣＰＵ３４は、ＬＵＴ２６の推定した領域から歪補償係数を取得し、その平均値を算出する。

ステップＳ４において、ＣＰＵ３４は、ＬＵＴ２６の歪補償係数の、更新後の平均値と更新前の平均値との変動量を算出する。すなわち、ＣＰＵ３４は、ステップＳ３で算出した歪補償係数の平均値と、ステップＳ１で算出した歪補償係数の平均値との差を算出する。

ステップＳ５において、ＣＰＵ３４は、ステップＳ４で算出した変動量が閾値より大きいか否か判断する。閾値より大きければ、ステップＳ６へ進む。閾値以下であれば、処理を終了し、再びステップＳ１から処理を実行する。

ステップＳ６において、ＣＰＵ３４は、乗算器３１のゲインを６ｄＢ上げるようにする。これにより、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの過入力を防止する。
このように、Ｔｘ部１１は、ＣＰＵ３４によってＬＵＴ２６の歪補償係数を監視し、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障を検出する。ＣＰＵ３４は、特許文献１に示されているような従来から歪補償装置に搭載されているものを使用するので、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障を検出するための特別な回路等を設けることなく、回路規模、消費電力、およびコストを抑制することができる。

また、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障を検出した場合、フィードバック信号を６ｄＢ上げることにより、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの過入力状態を抑制することができる。

なお、上記では、ＣＰＵ３４は、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障を検出すると、フィードバック信号を６ｄＢ上げるとしたが、ＳＷと減衰器とを設け、ＳＷを切替えてフィードバック信号のゲインを上げるようにしてもよい。例えば、図２のＦＢ回路１５とＴｘ部１１との間に、図７と同様のＳＷと減衰器を設ける。ＣＰＵ３４は、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障を検出すると、ＳＷを切替え、フィードバック信号が減衰器の経路を通らずに、Ｔｘ部１１に入力されるようにする。この場合、図２の回路に比べ、ＳＷと減衰器分、回路規模が大きくなるが、故障検出回路が不要であるため、図７で示した歪補償装置よりも回路規模は小さくなる。

また、ＣＰＵ３４は、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障を検出すると、フィードバック信号を６ｄＢ上げるようにしたが、Ｔｘ部１１に入力されるベースバンドデータを６ｄＢ下げるようにしてもよい。例えば、図３の乗算器２１の前段に乗算器を設ける。ＣＰＵ３４は、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの故障を検出すると、乗算器２１の前段に設けた乗算器によって、ベースバンドデータを６ｄＢ下げるようにする。これにより、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの一方が故障しても、減算器２９での差はゼロに近い値となり、パワーアンプ１３ａ，１３ｂの過入力を防止できる。

また、ベースバンドデータの積分値より、ＬＵＴ２６の歪補償計数の更新される範囲を推定して、その範囲の歪補償係数の平均値を算出するようにしたが、ＬＵＴ２６の全範囲における歪補償係数（全アドレスの歪補償係数）の平均を算出して、歪補償係数の変動量を計算してもよい。

上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。

符号の説明

１ａ，１ｂ パワーアンプ
２ 係数記憶手段
３ プリディストーション
４ 歪補償演算手段
５ 中央演算処理装置

Claims (7)

1. 並列接続されたパワーアンプの歪補償を行う歪補償装置において、
   指定された書き込みアドレスに歪補償係数を記憶し、指定された読み出しアドレスに記憶している前記歪補償係数を出力する係数記憶手段と、
   前記係数記憶手段から出力された前記歪補償係数を用いて、送信信号に歪補償処理を施すプリディストーション手段と、
   前記歪補償処理の前の前記送信信号と前記パワーアンプによる増幅後の前記送信信号との誤差成分に基づいて前記歪補償係数の更新値を演算する歪補償演算手段と、
   前記係数記憶手段の前記歪補償係数を読み出し、前記歪補償係数に基づいて前記パワーアンプの故障を検出する中央演算処理装置と、を備え、
   前記中央演算処理装置は、前記送信信号の異なる時間における２点間の瞬間的な変動量が大きい場合、前記パワーアンプの故障の検出を行わないことを特徴とする歪補償装置。
2. 前記中央演算処理装置は、前記歪補償係数の更新前と更新後の変動量から前記パワーアンプの故障を検出することを特徴とする請求項１記載の歪補償装置。
3. 前記係数記憶手段の前記歪補償係数が頻繁に更新される領域を検出する更新領域検出手段と、
   をさらに有し、
   前記中央演算処理装置は、前記領域の前記歪補償係数を読み出し、前記歪補償係数に基づいて前記パワーアンプの故障を検出することを特徴とする請求項１記載の歪補償装置。
4. 前記中央演算処理装置は、前記パワーアンプの故障を検出すると、前記歪補償処理前の前記送信信号または前記パワーアンプによる増幅後の前記送信信号のゲインを変化させることを特徴とする請求項１記載の歪補償装置。
5. 前記中央演算処理装置は、前記パワーアンプの故障を検出すると、前記パワーアンプによる増幅後の前記送信信号のゲインを上げることを特徴とする請求項１記載の歪補償装置。
6. 前記中央演算処理装置は、前記パワーアンプの故障を検出すると、前記歪補償処理前の前記送信信号のゲインを下げることを特徴とする請求項１記載の歪補償装置。
7. 前記パワーアンプと前記歪補償演算手段との間に設けられるスイッチと、
   前記パワーアンプと前記歪補償演算手段との間に設けられる減衰器と、
   をさらに有し、
   前記中央演算処理装置は、前記スイッチの切替えによって、前記パワーアンプによる増幅後の前記送信信号を前記減衰器で減衰させ、前記歪補償演算手段に入力することを特徴とする請求項１記載の歪補償装置。

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