JPH04292022A - Digital radio equipment with non-linear distortion compensator - Google Patents
Digital radio equipment with non-linear distortion compensatorInfo
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- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、送信側の高出力増幅器
で発生する非線形歪を補償する非線形歪補償器をそなえ
たディジタル無線装置に関する。ディジタル無線装置に
おいては、多値QAM変調化するほど高出力増幅器HP
Aの非線形歪に対してぜい弱となるので、増幅器の振幅
特性上で、使用する線形性の良好な中央部の領域を小さ
く取り、飽和レベルとの間に大きなバックオフ量を取る
必要が生じる。そのため相対的に飽和出力の大きい高出
力増幅器を用いなければならなくなり、装置価格および
消費電力が増加することになる。本発明は、飽和出力の
大きい高出力増幅器を使用する必要なしに、非線形歪の
改善を図るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital radio device equipped with a nonlinear distortion compensator for compensating for nonlinear distortion generated in a high-output amplifier on the transmitting side. In digital wireless equipment, the higher the multilevel QAM modulation, the higher the output power of the amplifier HP.
Since it is vulnerable to nonlinear distortion of A, it is necessary to use a small central region with good linearity in the amplitude characteristics of the amplifier, and to provide a large amount of backoff between it and the saturation level. Therefore, it is necessary to use a high-output amplifier with a relatively large saturation output, which increases the device price and power consumption. The present invention aims to improve nonlinear distortion without the need to use a high-power amplifier with a large saturation output.
【0002】0002
【従来の技術】従来、高出力増幅器の非線形歪を改善す
るために、非線形歪補償器や、負帰還技術などが用いら
れている。これらの手段は総称して非線形歪補償器(リ
ニアライザ)と呼ばれる。図6は、非線形歪補償器の中
でも代表的なプリディストータ方式の例を示したもので
ある。2. Description of the Related Art Conventionally, nonlinear distortion compensators, negative feedback techniques, and the like have been used to improve the nonlinear distortion of high-output amplifiers. These means are collectively called a nonlinear distortion compensator (linearizer). FIG. 6 shows an example of a typical predistorter method among nonlinear distortion compensators.
【0003】図6の(a)において、20はプリディス
トータと呼ばれる歪発生器、21は高出力増幅器(HP
A)である。図6の(b)は歪発生器20と高出力増幅
器21のそれぞれの非線形特性を示したものである。図
示のように、歪発生器20の非線形特性は高出力増幅器
21の非線形特性の逆特性に設定されており、それによ
り送信信号に予め歪みを与えて高出力増幅器21に入力
し、高出力増幅器で逆の歪が与えられることによって両
者の歪を打ち消し、歪のない高電力の送信信号が得られ
るようにするものである。In FIG. 6(a), 20 is a distortion generator called a predistorter, and 21 is a high output amplifier (HP).
A). FIG. 6(b) shows the nonlinear characteristics of the distortion generator 20 and the high-output amplifier 21, respectively. As shown in the figure, the nonlinear characteristics of the distortion generator 20 are set to be opposite to those of the high-output amplifier 21, so that the transmitted signal is distorted in advance and input to the high-output amplifier 21. By applying an opposite distortion to the signal, both distortions are canceled out, and a distortion-free, high-power transmission signal can be obtained.
【0004】0004
【発明が解決しようとする課題】従来の非線形歪補償器
の歪改善量はあまり大きく期待できないものであり、ま
たプリディストータ方式の場合、高出力増幅器の逆特性
が得られる領域で歪補償が行われるため、高出力増幅器
の個別の非線形特性に合わせて歪発生器の逆特性を設定
しなければならず、非線形特性の温度依存性や電圧依存
性を考慮しての調整作業には手間がかかり、十分な特性
が得にくいという問題があった。本発明は、歪補償の範
囲が広く、調整作業も不要な非線形歪補償器を実現する
ことを目的としている。[Problems to be Solved by the Invention] The distortion improvement amount of conventional nonlinear distortion compensators cannot be expected to be very large, and in the case of the predistorter method, distortion compensation cannot be achieved in the region where the opposite characteristics of a high-output amplifier are obtained. Therefore, it is necessary to set the inverse characteristics of the distortion generator to match the individual nonlinear characteristics of the high-output amplifier, and it is time-consuming to make adjustments that take into account the temperature dependence and voltage dependence of the nonlinear characteristics. There was a problem in that it was difficult to obtain sufficient characteristics. An object of the present invention is to realize a nonlinear distortion compensator that has a wide range of distortion compensation and does not require adjustment work.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、通信システム
において伝送路特性の等化に広く用いられている最適フ
ィルタの1つであるアナログ形トランスバーサル等化器
の中のアナログ乗算器に着目し、各乗算器の振幅特性に
非線形性をもたせることによって、非線形歪補償器を実
現し、高出力増幅器の非線形特性に基づいて生じた入力
信号の歪を補償しようとするものである。図1は本発明
の原理的構成を例示的方法で示したもので、本発明によ
る非線形歪補償器は、受信側の復調系に設けられている
。[Means for Solving the Problems] The present invention focuses on an analog multiplier in an analog transversal equalizer, which is one of the optimal filters widely used for equalizing transmission path characteristics in communication systems. However, by imparting nonlinearity to the amplitude characteristics of each multiplier, a nonlinear distortion compensator is realized to compensate for input signal distortion caused by the nonlinear characteristics of a high-output amplifier. FIG. 1 shows the basic configuration of the present invention in an exemplary manner, and a nonlinear distortion compensator according to the present invention is provided in a demodulation system on the receiving side.
【0006】図1において、
1は、アンテナである。
2は、受信部であり、受信信号の増幅と周波数のRF−
IF変換などを行う。
3は、復調器であり、受信信号の変調方式、たとえば2
相位相変調(BPSK)や4相位相変調(QPSK)な
どの方式に応じた復調を行い、ベースバンド信号を出力
する。In FIG. 1, 1 is an antenna. 2 is a receiving section, which amplifies the received signal and RF-
Performs IF conversion etc. 3 is a demodulator, which modulates the received signal, e.g.
Demodulation is performed according to a method such as phase phase keying (BPSK) or quadrature phase keying (QPSK), and a baseband signal is output.
【0007】4は、本発明によるアナログ形トランスバ
ーサル等化器を用いた非線形歪補償器である。
5は、モデムのクロック周期Tの間隔をもつ遅延線であ
る。
6は、非線形特性をもつ乗算器である。少なくとも1つ
の乗算器の動作点は動作領域が非線形領域にかかるよう
に設定される。
7は、加算器である。
9は、A/D変換器である。
10は、制御回路であり、入力信号から識別したデータ
の極性信号と誤差信号との相関をとり、結果の信号を積
分して、少なくとも1つの乗算器の係数を変化させるフ
ィードバックを行う。4 is a nonlinear distortion compensator using an analog type transversal equalizer according to the present invention. 5 is a delay line having an interval equal to the modem clock period T. 6 is a multiplier with nonlinear characteristics. The operating point of at least one multiplier is set such that the operating region spans a nonlinear region. 7 is an adder. 9 is an A/D converter. Reference numeral 10 denotes a control circuit that correlates the polarity signal of the data identified from the input signal with the error signal, integrates the resulting signal, and provides feedback to change the coefficient of at least one multiplier.
【0008】[0008]
【作用】本発明の、アナログ形トランスバーサル等化器
を用いた非線形歪補償器では、歪発生要素として等化器
内の乗算器が利用される。非線形特性は、異なる遅延時
間で遅延された信号を入力とする複数の乗算器の出力を
合成したもので実現されるので、単一の歪発生要素を用
いる場合にくらべて、より複雑な非線形特性を実現でき
る。また自動等化機能によって動的に等化状態を変更で
きるため、高出力増幅器(HPA)の特性のバラツキや
、温度や電圧などの変化にともなう非線形特性の変動に
も迅速に追従できる。[Operation] In the nonlinear distortion compensator using an analog transversal equalizer according to the present invention, a multiplier in the equalizer is used as a distortion generating element. The nonlinear characteristics are realized by combining the outputs of multiple multipliers whose inputs are signals delayed by different delay times, so the nonlinear characteristics are more complex than when using a single distortion generating element. can be realized. Furthermore, since the equalization state can be dynamically changed by the automatic equalization function, it is possible to quickly follow variations in the characteristics of high-power amplifiers (HPA) and fluctuations in nonlinear characteristics due to changes in temperature, voltage, etc.
【0009】[0009]
【実施例】図2は、直交二次元構成のTスペース形アナ
ログトランスバーサル等化器を用いた非線形歪補償器の
実施例構成を示す。図2において、I,Qはそれぞれ復
調されたIチャネルとQチャネルの直交するベースバン
ド信号である。そして5はTスペース(間隔)の遅延線
、6,6′は係数演算を行う乗算器、7,7′,8,8
′はそれぞれ加算器、9,9′はA/D変換器、10,
10′は制御回路である。Embodiment FIG. 2 shows an embodiment of a nonlinear distortion compensator using a T-space type analog transversal equalizer having an orthogonal two-dimensional configuration. In FIG. 2, I and Q are orthogonal baseband signals of the demodulated I channel and Q channel, respectively. 5 is a T-space (interval) delay line, 6 and 6' are multipliers that perform coefficient calculations, and 7, 7', 8, 8
' are adders, 9, 9' are A/D converters, 10,
10' is a control circuit.
【0010】I,Qチャネルの各ベースバンド信号は、
それぞれ遅延線5,5′に入力され、Tずつ遅延される
。複数の乗算器6,6′は、それぞれ遅延線T間隔のタ
ップから分岐された信号に制御回路10,10′から設
定された係数を乗算し、加算器7,7′へ出力する。
加算器7,7′はそれぞれ乗算器6,6′から出力され
た信号を加算して全体の代表和を求め、加算器8、8′
へ出力する。加算器8,8′はそれぞれ直交する系の出
力信号同士をさらに加算し、A/D変換器9,9′はそ
れぞれの加算結果をディジタル信号にA/D変換して制
御回路10,10′へ出力する。[0010] Each baseband signal of I and Q channels is
The signals are respectively input to delay lines 5 and 5' and delayed by T. A plurality of multipliers 6, 6' respectively multiply signals branched from taps spaced apart by delay lines T by coefficients set from control circuits 10, 10', and output the multipliers to adders 7, 7'. Adders 7 and 7' add the signals output from multipliers 6 and 6', respectively, to obtain an overall representative sum, and adders 8 and 8'
Output to. Adders 8 and 8' further add the output signals of the orthogonal systems, and A/D converters 9 and 9' convert the respective addition results into digital signals to control circuits 10 and 10'. Output to.
【0011】制御回路10,10′は、A/D変換され
たディジタル信号からデータを識別し、所望の波形から
の誤差信号と極性信号を求めて相関をとり、結果を積分
して乗算器6,6′の係数設定にフィードバックする。
このようにして誤差信号が零に収斂する方向に係数を制
御し、等化を行う。本発明により、乗算器6,6′の一
部あるいは全部に適当な非線形特性が与えられているの
で、非線形歪をもつ入力信号に対しては従来の等化器よ
りも良好な等化レベルを実現することができる。The control circuits 10 and 10' identify data from the A/D-converted digital signal, determine the error signal and polarity signal from the desired waveform, correlate them, integrate the results, and send the signal to the multiplier 6. , 6' are fed back to the coefficient settings. In this way, the coefficients are controlled in a direction such that the error signal converges to zero, and equalization is performed. According to the present invention, appropriate nonlinear characteristics are given to some or all of the multipliers 6, 6', so that a better equalization level than conventional equalizers can be achieved for input signals with nonlinear distortion. It can be realized.
【0012】乗算器6,6′に非線形特性を導入する方
法としては、図3(a)に示すように乗算器の動作特性
曲線上で動作中心点にバイアスをかけて、動作範囲の一
部が飽和領域にかかるようにするか、乗算器の電源電圧
を低くして、線形領域の幅を狭くする方法、あるいは乗
算器の出力にS字状の飽和特性をもつ非線形素子を挿入
して、高レベルの出力を圧縮する方法などが利用できる
。As a method of introducing nonlinear characteristics into the multipliers 6 and 6', as shown in FIG. 3(a), bias is applied to the operating center point on the operating characteristic curve of the multiplier. is applied to the saturation region, or by lowering the power supply voltage of the multiplier to narrow the width of the linear region, or by inserting a nonlinear element with S-shaped saturation characteristics at the output of the multiplier. You can use methods such as compressing high-level output.
【0013】図4は、図2のTスペース形アナログトラ
ンスバーサル等化器の代わりに、遅延線5の遅延スペー
スをモデムのクロック周期Tよりも短いT′(T>T′
)としたフラクショナル形トランスバーサル等化器を用
いた実施例であり、複雑な歪みをもつ入力信号に対して
等化処理時間を短縮することができる。In FIG. 4, instead of the T space type analog transversal equalizer of FIG. 2, the delay space of the delay line 5 is set to T'(T>T'
) is an embodiment using a fractional type transversal equalizer, which can shorten the equalization processing time for input signals with complex distortions.
【0014】以上述べた各実施例は非線形歪補償器を受
信側の復調系に設けたものであるが、送信側の変調系に
設けて送信信号から歪を直接除去することができる。図
5は、その実施例構成を示したものである。図5におい
て、11はベースバンド信号、12は本発明による非線
形歪補償器、13は変調器、14はキャリアを発生する
発振器、15は高出力増幅器(HPA)、16はアンテ
ナ、17はRF−IF変換を行うダウンコンバータ、1
8は復調器(DEM)、19はA/D変換器である。In each of the embodiments described above, the nonlinear distortion compensator is provided in the demodulation system on the receiving side, but it can also be provided in the modulation system on the transmitting side to directly remove distortion from the transmitted signal. FIG. 5 shows the configuration of this embodiment. In FIG. 5, 11 is a baseband signal, 12 is a nonlinear distortion compensator according to the present invention, 13 is a modulator, 14 is an oscillator that generates a carrier, 15 is a high power amplifier (HPA), 16 is an antenna, and 17 is an RF- Down converter that performs IF conversion, 1
8 is a demodulator (DEM), and 19 is an A/D converter.
【0015】非線形歪補償器12は、図6のプリディス
トータ方式と同じ方式に属するが、その非線形特性には
高出力増幅器15の出力の信号中に歪がなくなるように
帰還がかけられている点で本発明の方がすぐれている。
入力されたベースバンド信号11は非線形歪補償器12
で高出力増幅器15の歪特性の逆特性の歪を与えられ、
変調器13で位相変調されて、高出力増幅器15で歪同
士がキャンセルされ、アンテナ16から出力送信される
。The nonlinear distortion compensator 12 belongs to the same system as the predistorter system shown in FIG. The present invention is superior in this respect. The input baseband signal 11 is passed through the nonlinear distortion compensator 12
is given a distortion with a characteristic opposite to that of the high-output amplifier 15,
The signal is phase-modulated by a modulator 13, distortions are canceled by a high-output amplifier 15, and the signal is output and transmitted from an antenna 16.
【0016】この出力送信信号の一部は、ダウンコンバ
ータ17へ分岐され、復調器18でベースバンド信号が
復調される。復調されたベースバンド信号は、A/D変
換器19でディジタル信号に変換され、非線形歪補償器
12に入力される。非線形歪補償器12の制御回路は、
ディジタル信号形式の復調されたベースバンド信号を等
化出力信号とみなして誤差信号、極性信号を求め誤差が
零となる方向に各乗算器の係数を更新していき、出力送
信信号から歪を除去する。A part of this output transmission signal is branched to a down converter 17, and a demodulator 18 demodulates the baseband signal. The demodulated baseband signal is converted into a digital signal by the A/D converter 19 and input to the nonlinear distortion compensator 12. The control circuit of the nonlinear distortion compensator 12 is as follows:
Regards the demodulated baseband signal in digital signal format as an equalized output signal, calculates the error signal and polarity signal, updates the coefficients of each multiplier in the direction where the error becomes zero, and removes distortion from the output transmission signal. do.
【0017】[0017]
【発明の効果】従来の多値QAM無線装置では、高出力
増幅器を線形領域で使用するためには高出力増幅器のバ
ックオフを大きく取り、飽和出力を大きくする必要が有
り、低消費電力化および転量化が阻害されていた。また
プリディストータを用いる場合も十分な歪除去を行うこ
とができず、調整負担が大きいという欠点があった。こ
れに対して本発明では、一般に用いられているアナログ
トランスバーサル等化器を利用した非線形歪補償器を用
いることにより高出力増幅器のレベルアップの必要なし
に簡単な構成で高い精度の歪除去を行うことができ、さ
らに低価格化、低消費電力化が可能となる。Effects of the Invention In conventional multilevel QAM radio equipment, in order to use the high-output amplifier in the linear region, it is necessary to provide a large back-off of the high-output amplifier and increase the saturation output. Conversion was inhibited. Further, even when a predistorter is used, there is a drawback that sufficient distortion cannot be removed and the adjustment burden is large. In contrast, in the present invention, by using a nonlinear distortion compensator using a commonly used analog transversal equalizer, distortion can be removed with high precision with a simple configuration without the need to upgrade the level of a high-output amplifier. This makes it possible to further reduce costs and power consumption.
【図1】本発明の原理的構成図である。FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of the present invention.
【図2】Tスペース形アナログトランスバーサル等化器
を用いた非線形歪補償器の実施例構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of a nonlinear distortion compensator using a T-space type analog transversal equalizer.
【図3】乗算器の非線形特性化の実施例説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of nonlinear characterization of a multiplier.
【図4】フラクショナル形アナログトランスバーサル等
化器を用いた非線形歪補償器の実施例構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of an embodiment of a nonlinear distortion compensator using a fractional analog transversal equalizer.
【図5】変調系に非線形歪補償器を設けた実施例構成図
である。FIG. 5 is a configuration diagram of an embodiment in which a nonlinear distortion compensator is provided in a modulation system.
【図6】プリディストータ方式の従来例の説明図である
。FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional example of a predistorter system.
1 アンテナ 2 受信部 3 復調器 4 非線形歪補償器 5 遅延線 6 乗算器 7 加算器 9 A/D変換器 10 制御回路 1 Antenna 2 Receiving section 3 Demodulator 4 Nonlinear distortion compensator 5 Delay line 6 Multiplier 7 Adder 9 A/D converter 10 Control circuit
Claims (4)
ともモデムのクロック周波数に相当したタイミング関係
で動作するTスペースのアナログ形トランスバーサル等
化器を設けて、少なくともそのうちの1個以上のアナロ
グ乗算器の動作点を非線形歪成分が発生するような点に
設定し、さらに入力信号から識別したデータの極性信号
と誤差信号との相関データを用いて各乗算器の係数を変
化させ、入力信号の歪成分を最適に等化する制御回路を
そなえて、入力信号の非線形歪に対する補償を行う非線
形歪補償器をもつディジタル無線装置。1. In a digital radio device, at least a T-space analog type transversal equalizer operating in a timing relationship corresponding to a clock frequency of a modem is provided, and the operating point of at least one analog multiplier of the T-space analog transversal equalizer is provided. is set at a point where a nonlinear distortion component occurs, and the coefficients of each multiplier are changed using correlation data between the polarity signal of the data identified from the input signal and the error signal to optimize the distortion component of the input signal. A digital radio device that has a nonlinear distortion compensator that compensates for nonlinear distortion of an input signal, and is equipped with a control circuit that equalizes the input signal.
ともモデムのクロック周波数に相当したタイミングに対
して、短い時間間隔で配列された遅延線を用いたフラク
ショナル形のアナログトランスバーサル等化器を設けて
、少なくともそのうちの1個以上のアナログ乗算器に非
線形歪特性をもたせ、受信した信号から識別したデータ
の極性信号と誤差信号との相関データを用いて各乗算器
の係数を変化させ、受信した信号の歪成分を最適に等化
する制御回路をそなえて、非線形歪に対する補償を行う
非線形歪補償器をもつディジタル無線装置。2. In a digital radio device, a fractional type analog transversal equalizer using delay lines arranged at short time intervals is provided for at least a timing corresponding to the clock frequency of the modem, and at least one of the One or more analog multipliers are given nonlinear distortion characteristics, and the coefficients of each multiplier are changed using correlation data between the polarity signal of the data identified from the received signal and the error signal, and the distortion component of the received signal is A digital wireless device with a nonlinear distortion compensator that is equipped with a control circuit that optimally equalizes and compensates for nonlinear distortion.
形歪補償器を復調系に用いて受信信号の非線形歪を補償
することを特徴とするディジタル無線装置。3. A digital radio device, wherein the nonlinear distortion compensator according to claim 1 or 2 is used in a demodulation system to compensate for nonlinear distortion of a received signal.
形歪補償器を変調系に用いて送信信号の非線形歪を補償
することを特徴とするディジタル無線装置。4. A digital radio device, wherein the nonlinear distortion compensator according to claim 1 or 2 is used in a modulation system to compensate for nonlinear distortion of a transmission signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8147191A JPH04292022A (en) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Digital radio equipment with non-linear distortion compensator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8147191A JPH04292022A (en) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Digital radio equipment with non-linear distortion compensator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04292022A true JPH04292022A (en) | 1992-10-16 |
Family
ID=13747318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8147191A Withdrawn JPH04292022A (en) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Digital radio equipment with non-linear distortion compensator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04292022A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005535249A (en) * | 2002-08-02 | 2005-11-17 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Differential decoder followed by a nonlinear compensator |
-
1991
- 1991-03-20 JP JP8147191A patent/JPH04292022A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005535249A (en) * | 2002-08-02 | 2005-11-17 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Differential decoder followed by a nonlinear compensator |
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