JP5040924B2 - 歪補償装置 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
y(t)=hn-1(p)×x(t)×f(p)÷2 …(2)
hn-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。
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。
=hn-1(p)×2×x(t)×f(p)÷2
=hn-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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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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