JP2005341117A - Nonlinear distortion compensator - Google Patents
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Abstract
【課題】 ディジタルプレディストーションを適応的に行う無線通信システムの送信機において、歪補償データ群を格納する歪補償データ保有部の記憶領域を低減する。
【解決手段】 増幅部への入力電力を段階的に変化させてそれぞれ電力区間を限定し、それに応じて歪補償データ群の範囲を区切り、部分的な歪補償データ群の選択を行う。さらに、部分的な歪補償データ群の選択を行いながら電力区間の調整を繰り返すことにより、最終的に必要な全電力区間に渡る歪補償データの選択を行う。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a storage area of a distortion compensation data holding unit for storing a distortion compensation data group in a transmitter of a wireless communication system adaptively performing digital predistortion.
The input power to the amplifying unit is changed stepwise to limit each power section, the range of the distortion compensation data group is divided accordingly, and a partial distortion compensation data group is selected. Further, by repeatedly adjusting the power section while selecting a partial distortion compensation data group, the distortion compensation data over the entire necessary power section is finally selected.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、無線通信システムの送信機に用いられる増幅器の非線形歪を補償する非線形歪補償装置に関する。 The present invention relates to a nonlinear distortion compensation apparatus that compensates for nonlinear distortion of an amplifier used in a transmitter of a wireless communication system.
無線通信システムの送信機は、送信する信号を電気的に増幅した後にアンテナから空中へ電波を送出するために、増幅器が不可欠になっている。この種の増幅器は、省電力化を図るために消費電力の効率化が進められている。ただし、一般的に高効率な増幅器は、入力電力が比較的高くなるとその出力(電力および位相)に非線形成分を含む入出力特性を示す。通常、これは「非線形歪」と呼ばれる。非線形歪量が大きくなると無線通信の品質は劣化し、結果として通信ができなくなる場合がある。ここで、増幅器の入力電力に対する出力電力特性をAM−AM特性といい、入力電力に対する出力位相特性をAM−PM特性という。 In a transmitter of a wireless communication system, an amplifier is indispensable in order to transmit a radio wave from an antenna to the air after electrically amplifying a signal to be transmitted. In this type of amplifier, efficiency of power consumption is being promoted in order to save power. However, in general, a high-efficiency amplifier exhibits input / output characteristics including nonlinear components in its output (power and phase) when the input power becomes relatively high. This is usually called “non-linear distortion”. If the amount of nonlinear distortion increases, the quality of wireless communication deteriorates, and as a result, communication may not be possible. Here, the output power characteristic with respect to the input power of the amplifier is referred to as an AM-AM characteristic, and the output phase characteristic with respect to the input power is referred to as an AM-PM characteristic.
非線形歪を補償する方法として、比較的簡単に実現可能なディジタル信号を利用した非線形歪補償方法が提案されている。この方法は、増幅器で信号が歪むことを前提に、その逆特性を有する非線形歪を予めディジタル信号処理により与え、増幅器の非線形な入出力特性による非線形歪を相殺するものである。この方法は「ディジタルプレディストーション方法」と呼ばれる。また、非線形歪を与えるためのデータは「歪補償データ」と呼ばれる。 As a method for compensating nonlinear distortion, a nonlinear distortion compensation method using a digital signal that can be realized relatively easily has been proposed. This method presupposes that the signal is distorted by the amplifier, and applies a nonlinear distortion having the inverse characteristic in advance by digital signal processing to cancel the nonlinear distortion due to the nonlinear input / output characteristic of the amplifier. This method is called “digital predistortion method”. Data for applying nonlinear distortion is called “distortion compensation data”.
ところで、増幅器の入出力特性は、温度条件や経年条件等の環境条件や運用年数、駆動電圧レベル等により変動するのが一般的である。このため、ディジタルプレディストーションで用いる歪補償データが固定されたままでは、長期にわたって非線形歪を効果的に補償することができない。また、増幅器の入出力特性(歪特性)は、たとえ製造ロットが同じであっても個体差を有する。このため、製品型番が同じ増幅器を使用する場合であっても、同一の歪補償データを使用して非線形歪を補償することは効果的でない。その一方で、全ての増幅器の歪特性を測定することは効率が悪いため、実際には同一の歪補償データを使用することが多い。このように、実際の歪特性に適合しない歪補償データを使用して歪補償を行う場合、ディジタルプレディストーションが逆効果になることもある。したがって、歪補償データを逐次更新することは運用上必要になる。 Incidentally, the input / output characteristics of an amplifier generally vary depending on environmental conditions such as temperature conditions and aging conditions, operating years, drive voltage levels, and the like. For this reason, if distortion compensation data used in digital predistortion is fixed, nonlinear distortion cannot be effectively compensated for a long period of time. The input / output characteristics (distortion characteristics) of the amplifier have individual differences even if the production lot is the same. For this reason, even when amplifiers having the same product model number are used, it is not effective to compensate for nonlinear distortion using the same distortion compensation data. On the other hand, since it is not efficient to measure the distortion characteristics of all amplifiers, the same distortion compensation data is often used in practice. Thus, when performing distortion compensation using distortion compensation data that does not match the actual distortion characteristics, digital predistortion may have an adverse effect. Therefore, it is necessary for the operation to sequentially update the distortion compensation data.
ディジタルプレディストーションでは、歪補償データが増幅器における非線形歪を完全に相殺できない場合には、増幅後の信号に非線形歪成分が残り、この歪成分がスペクトル上で有効帯域外成分として現れる。よって、歪補償データを変化させながら歪成分電力を測定し、これが減少するように歪補償データを操作し、歪補償データが増幅器の非線形歪をほぼ相殺するように更新すれば、適切な歪補償データを決定することができる。 In the digital predistortion, when the distortion compensation data cannot completely cancel the nonlinear distortion in the amplifier, the nonlinear distortion component remains in the amplified signal, and this distortion component appears on the spectrum as a component outside the effective band. Therefore, if the distortion component power is measured while changing the distortion compensation data, the distortion compensation data is manipulated so that it is reduced, and the distortion compensation data is updated so as to substantially cancel the nonlinear distortion of the amplifier. Data can be determined.
従来の無線通信システムの送信機において、このようなディジタルプレディストーションにより増幅器の非線形歪を補償し、さらにスペクトル上の有効帯域外成分として観測される歪成分電力を検出し、これを低減するように歪補償データを更新しながら増幅器の非線形歪を補償する方法として、次のようなものが提案されている。 In a transmitter of a conventional wireless communication system, nonlinear distortion of an amplifier is compensated by such digital predistortion, and distortion component power observed as an out-of-band component on the spectrum is detected and reduced. As a method for compensating for nonlinear distortion of an amplifier while updating distortion compensation data, the following has been proposed.
図8は、従来の非線形歪補償装置の構成例を示す(非特許文献1)。図において、送信信号として入力された直交ベースバンド信号1は、歪補償部11および電力計算部12に入力される。電力計算部12は直交ベースバンド信号1の信号電力を計算し、その値を歪補償データ部14に出力する。歪補償データ部14は、各信号電力と、増幅部16の非線形なAM−AM特性およびAM−PM特性によって生じる非線形歪を補償するための歪補償データを対応付けた歪補償データ群を記憶し、電力計算部12から入力する信号電力に対応した歪補償データ2を読み出して歪補償部11に出力する。ここで、歪補償データは、振幅補償用および位相補償用のデータで構成される。
FIG. 8 shows a configuration example of a conventional nonlinear distortion compensator (Non-Patent Document 1). In the figure, an
歪補償部11は、直交ベースバンド信号1とその信号電力に対応した歪補償データ2との複素積を計算し、増幅部16で発生する非線形歪と逆特性の非線形歪を付与した直交ベースバンド信号を直交変調部15に出力する。直交変調部15は、歪補償部11で歪補償処理された直交ベースバンド信号を直交変調し、その変調信号を増幅部16で所定のレベルまで増幅する。増幅部16で増幅および歪補償された変調信号3は無線信号として送信されるとともに、分配部17を介してその一部が分配され、フィルタ21に入力される。フィルタ21は、増幅後の変調信号3のうち有効帯域外成分(歪成分)を分離して電力検出部22に出力する。
The distortion compensator 11 calculates a complex product of the
電力検出部22は、変調信号3に含まれる歪成分電力を検出し、歪補償データ制御部23に出力する。歪補償データ制御部23は、検出される歪成分電力が小さくなるように、歪補償データ部14に記憶された歪補償データ群を摂動等により更新し、最適な歪補償データ群を設定する。ここでは、歪補償データ保有部13に特性の異なる複数の歪補償データ群Gr1〜GrMを保有させ、歪補償データ制御部23によって1つの歪補償データ群Griを選択して歪補償データ部14に記憶させ、各信号電力に対応する歪補償データを更新する。
The
このときの歪補償データ制御部23の制御手順を説明する。まず、歪補償データ部14に初期設定されている歪補償データ群の中から直交ベースバンド信号1の信号電力に対応する所定の歪補償データを選択し、それが適用された歪補償部11で歪補償を行い、増幅部16で増幅された変調信号3の有効帯域外成分である歪成分電力を測定する。最初に測定される歪成分電力は、そのまま歪補償データ制御部23に記憶される。歪補償データ制御部23は、歪補償データ保有部13の保有データを用いて歪補償データ部14の歪補償データ群を一時的に変更し、その歪補償データに対する歪成分電力と前回の歪成分電力とを比較し、その増減を検出する。
A control procedure of the distortion compensation
ここで、歪補償データ部14の歪補償データ群の変更に対して歪成分電力が減少するときは、一時的に変更した歪補償データ群を確定してそのときに検出される歪成分電力を記憶する。さらに、確定した歪補償データ群に対して同一方向の新たな歪補償データ群を設定し、再度この手順を繰り返す。一方、歪成分電力が増加するときは、一時的に変更した歪補償データ群を無効とし、そのときに検出される歪成分電力を記憶しない。さらに、無効とした歪補償データ群に対して逆方向の新たな歪補償データ群を設定し、再度この手順を繰り返す。なお、歪補償データ群の変更の方向とは、歪補償データ群の変更が想定する増幅部16の入出力特性(歪特性)の変化の方向に対応する。
Here, when the distortion component power decreases with respect to the change of the distortion compensation data group of the distortion
このように、歪補償データ制御部23は、歪補償データ群を変更しながら歪成分電力を測定し、歪成分電力の変化の状態から非線形歪を最も小さくできる歪補償データを判定することにより、増幅部16の入出力特性の変化に追従して歪補償データ部14に記憶する最適な歪補償データ群を確定することができる。
As described above, the distortion compensation
なお、通常は増幅部16の入出力特性の変化は,上記のような経年変化等が主であるために緩やかである。このため、歪補償データ部14に対する歪補償データ群の更新の周期もある程度長くてよく、また歪補償データ群の更新に対する歪成分電力の変化を監視する期間(比較周期)もある程度長くてよい。歪成分電力の比較周期を長くすることにより、入力する直交ベースバンド信号1は分布が一様になるランダム信号と見なすことができ、ある程度長時間に発生した信号電力分布は時不変(定常系)として扱うことができる。したがって、入力する直交ベースバンド信号1の信号パターンに関わらず、増幅後の帯域外信号成分(歪成分)の電力比較を行い、その結果に基づいて歪補償データ群を更新しても無線通信の品質が低下することはない。
従来の非線形歪補償装置では、増幅部16の歪範囲をある程度想定し、想定した範囲内で発生する歪を補償する歪補償データ群を保有し、これらのうち歪成分電力が小さくなるような歪補償データ群を選択し、書き換えるようになっている。
The conventional nonlinear distortion compensation apparatus assumes a distortion range of the amplifying
ところで、増幅部は利得を大きくするために、利得の小さい増幅器を内部で直列に多段接続させる方法がとられることがある。この場合には、増幅部利得は多段接続された分だけ大きくなり、当然に出力も大きくなる。また、振幅成分の出力は、製造メーカによって調整されており、バックオフを十分にとった領域でほぼ線形に保たれている。 By the way, in order to increase the gain of the amplifying unit, there may be a method in which an amplifier having a small gain is internally connected in multiple stages. In this case, the gain of the amplifying unit is increased by the multi-stage connection, and the output is naturally increased. The output of the amplitude component is adjusted by the manufacturer, and is kept substantially linear in a region where the back-off is sufficiently taken.
しかし、利得の小さな増幅器であっても位相変化は存在する。このような増幅器を多段接続した場合のAM−PM特性は、図9に示すように各増幅器の特性がそのまま多段になって現れる場合が多く、バックオフを十分にとった領域でも位相回転量は必ずしも小さくならない。実際に測定したAM−PM特性を図10に示す。これは、利得の小さな増幅器を2つ直列に接続した場合の特性例である。 However, even a low gain amplifier has a phase change. The AM-PM characteristics when such amplifiers are connected in multiple stages often appear as if the characteristics of each amplifier are in multiple stages as shown in FIG. Not necessarily small. FIG. 10 shows the AM-PM characteristics actually measured. This is an example of characteristics when two low gain amplifiers are connected in series.
歪補償データ保有部13は、このような特性の増幅部に対して、発生する全信号電力に対する歪補償データ群を複数パターン分だけ保有しておく必要がある。この歪補償データパターンは、多段接続される利得の小さな増幅器の固体差等によるので、接続段数が多くなればなるほど全特性を表現する組み合わせは多くなり、非常に多くの歪補償データパターンが必要になる。すなわち、記憶領域が非常に大きな歪補償データ保有部13が必要になる。
The distortion compensation
本発明は、ディジタルプレディストーションを適応的に行う無線通信システムの送信機において、利得の小さな増幅器を多段接続した増幅部を用いる場合に、歪補償データ群を格納する歪補償データ保有部の記憶領域を低減することができる非線形歪補償装置を提供することを目的とする。 The present invention relates to a storage area of a distortion compensation data holding section for storing a distortion compensation data group when using an amplification section in which amplifiers with small gains are connected in multiple stages in a transmitter of a wireless communication system that adaptively performs digital predistortion. An object of the present invention is to provide a nonlinear distortion compensator that can reduce noise.
本発明の非線形歪補償装置は、増幅部に入力する変調信号の入力電力を低レベルから高レベルへ段階的に調整するレベル調整部を備え、歪補償データ保有部として、レベル調整部により設定される低レベルの入力電力に応じた第1の電力区間に対応し、かつ特性の異なる複数の歪補償データ群を保有する第1の歪補償データ保有部と、第1の電力区間に対して高レベルの第2の電力区間に対応し、かつ特性の異なる複数の歪補償データ群を保有する第2の歪補償データ保有部を含み、第1の歪補償データ保有部から出力される第1の電力区間に対応する歪補償データ群を歪補償データ部に設定し、さらに確定した第1の電力区間に対応する歪補償データ群と第2の歪補償データ保有部から出力される第2の電力区間に対応する歪補償データ群を組み合わせて歪補償データ部に設定するデータ組合せ部を備え、歪補償データ制御部は、レベル調整部に第1の電力区間を設定するとともに電力計算部で計算される入力電力を補正し、第1の電力区間に対応する歪補償データ群を第1の歪補償データ保有部から選択して確定処理を行い、続いてレベル調整部に第2の電力区間を設定し、第2の電力区間に対応する歪補償データ群を第2の歪補償データ保有部から選択し、全電力区間に応じた歪補償データ群の確定処理を行う構成である。 The nonlinear distortion compensation apparatus of the present invention includes a level adjustment unit that adjusts the input power of the modulation signal input to the amplification unit stepwise from a low level to a high level, and is set by the level adjustment unit as a distortion compensation data holding unit. A first distortion compensation data holding unit that holds a plurality of distortion compensation data groups having different characteristics corresponding to a first power interval corresponding to a low level of input power, and high for the first power interval. A second distortion compensation data holding unit corresponding to the second power section of the level and having a plurality of distortion compensation data groups having different characteristics, and output from the first distortion compensation data holding unit The distortion compensation data group corresponding to the power section is set in the distortion compensation data section, and the second power output from the distortion compensation data group corresponding to the determined first power section and the second distortion compensation data holding section. Distortion compensation data group corresponding to the section A data combination unit configured to combine and set in the distortion compensation data unit, the distortion compensation data control unit sets the first power section in the level adjustment unit and corrects the input power calculated by the power calculation unit; Select the distortion compensation data group corresponding to the power interval of the first from the first distortion compensation data holding unit and perform the confirmation process, then set the second power interval in the level adjustment unit and correspond to the second power interval The distortion compensation data group to be selected is selected from the second distortion compensation data holding unit, and the determination process of the distortion compensation data group corresponding to the entire power section is performed.
従来の非線形歪補償装置では、最適な歪補償データの選択過程において、増幅部への入力電力は一定としているために出力電力分布の範囲も一定であり、その全電力に対応する歪補償データ群の中から選択を行うことになる。 In the conventional nonlinear distortion compensator, in the process of selecting optimum distortion compensation data, the input power to the amplifier is constant, so the range of output power distribution is also constant, and the distortion compensation data group corresponding to the total power You will choose from
これに対して、本発明の非線形歪補償装置では、増幅部への入力電力を段階的に変化させてそれぞれ電力区間を限定し、それに応じて歪補償データ群の範囲を区切り、部分的な歪補償データ群の選択を行う。なお、増幅部へ入力される電力区間がわかっている場合、その電力に応じた歪補償データのみが歪補償に用いられ、それ以外の範囲の歪補償データは歪補償に関与しない。よって、電力区間を調整し、その電力に応じた範囲の歪補償データ群の選択を行うことが可能である。さらに、部分的な歪補償データ群の選択を行いながら電力区間の調整を繰り返すことにより、最終的に必要な全電力区間に渡る歪補償データの選択を行うことができる。 On the other hand, in the nonlinear distortion compensator of the present invention, the input power to the amplifying unit is changed stepwise to limit each power section, and the range of the distortion compensation data group is divided accordingly, and the partial distortion is Select compensation data group. When the power interval input to the amplifier is known, only distortion compensation data corresponding to the power is used for distortion compensation, and distortion compensation data in other ranges is not involved in distortion compensation. Therefore, it is possible to adjust the power section and select a distortion compensation data group in a range corresponding to the power. Furthermore, by repeating the adjustment of the power section while selecting a partial distortion compensation data group, it is possible to select the distortion compensation data over the entire necessary power section.
これにより、歪補償データ保有部は、全電力区間に渡る複数パターンの歪補償データ群を保有する必要がなく、各電力区間における複数パターンの歪補償データ群を保有しそれらを組み合わせて対応すればよく、各区間のパターン数が複数(2以上)の場合には記憶領域の削減が可能になる。 As a result, the distortion compensation data holding unit does not need to hold a plurality of patterns of distortion compensation data groups over the entire power section, and can hold a plurality of patterns of distortion compensation data groups in each power section and handle them in combination. Well, when the number of patterns in each section is plural (two or more), the storage area can be reduced.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の非線形歪補償装置の第1の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、図8に示す従来構成において、直交変調部15と増幅部16との間にレベル調整部31を配置し、増幅部16に入力する変調信号の電力レベルを調整するとともに、その電力発生範囲(ここでは区間Aおよび区間B)に対応し、かつ特定の異なる複数の歪補償データ群を保有する歪補償データ保有部13A,13Bと、各歪補償データ群を組み合わせるデータ組合せ部32を備えるところにある。歪補償データ制御部24は、決定した運用電力レベルをもとにレベル調整部31を操作し、その電力発生範囲(区間Aおよび区間B)に対応する歪補償データ群を歪補償データ保有部13A,13Bの中から指定し、これをデータ組合せ部32に出力させる。データ組合せ部32は、歪補償データ保有部13A,13Bの各歪補償データ群を組み合わせて全入力電力レベルに対応する歪補償データ群を生成し、歪補償データ部14に出力する。また、歪補償データ制御部24は、決定した運用電力レベルを電力計算部12へ通知し、電力計算部12は通知された運用電力レベルを平均電力とするように電力計算値を補正する。その他の構成は、図8に示す従来構成と同様である。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a first embodiment of the nonlinear distortion compensator of the present invention. The feature of this embodiment is that, in the conventional configuration shown in FIG. 8, a
なお、分配部17とフィルタ21を一体化し、増幅部16から出力される増幅および歪補償された変調信号から有効帯域成分(信号成分)と有効帯域外成分(歪成分)を分離し、有効帯域外成分(歪成分)を電力検出部22に送出する構成としてもよい。
The
ここで、増幅部16の入力信号の電力発生範囲(区間Aおよび区間B)と、歪補償データ保有部13A,13Bの歪補償データ群との関係について説明する。
Here, the relationship between the power generation range (section A and section B) of the input signal of the
図4は、平均電力の設定値と入力信号の電力発生範囲の関係を示す。レベル調整部31で平均電力Aを設定すると、電力発生範囲は最大電力Amax から最小電力Amin までとなり、それを区間Aとする。また、平均電力B(>A)を設定すると、電力発生範囲は最大電力Bmax から最小電力Bmin までとなるが、Amax からBmax までを区間Bとする。なお、複素平面上の信号遷移が原点近くを通る場合は、Amin とBmin はほぼ0に近い値となる。すなわち、平均電力Bの場合には、電力発生範囲は区間Aと区間Bを合わせたものとなり、平均電力Aの場合と平均電力Bの場合で電力発生範囲は重複する。
FIG. 4 shows the relationship between the set value of average power and the power generation range of the input signal. When the average power A is set by the
図5は、歪補償データ群のパターン例を示す。歪補償データ保有部13Aは、区間Aに対応する特性の異なる複数パターンの歪補償データ群を保有する。歪補償データ保有部13Bは、区間Bに対応する特性の異なる複数パターンの歪補償データ群を保有する。ここでは、区間Aに対応する歪補償データ群をA1,A2,A3の3種類とし、区間Bに対応する歪補償データ群をB1,B2,B3の3種類としている。区間Aと区間Bは独立した隣接区間であり、重複しない。
FIG. 5 shows a pattern example of the distortion compensation data group. The distortion compensation
以上に基づいて、本実施形態における歪補償データ制御部24の制御手順について説明する。歪補償データ制御部24は、区間Aの電力発生範囲となるようにレベル調整部31を操作し、このときの平均電力値をAとする。これにより、増幅部16に入力される信号電力は区間Aの範囲内のものとなる。これと同時に、区間Aに対応する歪補償データ保有部13Aを制御し、区間Aの電力発生範囲に対する増幅部16の歪特性を補償する歪補償データ群を指定し、データ組合せ部32に出力させる。さらに、歪補償データ制御部24は、設定した平均電力値Aを電力計算部12へ通知し、電力計算部12は通知された平均電力値Aに基づいて電力計算値を補正する。
Based on the above, the control procedure of the distortion compensation
この状態において歪補償を実施し、そのときの変調信号の有効帯域外成分である歪成分電力を検出する。そして、これが低減するように歪補償データ保有部13Aの中から最適な歪補償データ群(A1,A2,A3)を選択し、データ組合せ部32および歪補償データ部14はこれを区間Aにおける歪補償データ群として一時固定する。
In this state, distortion compensation is performed, and distortion component power that is a component outside the effective band of the modulation signal at that time is detected. Then, an optimal distortion compensation data group (A1, A2, A3) is selected from the distortion compensation
次に、歪補償データ制御部24は、区間A+区間Bの電力発生範囲となるようにレベル調整部31を操作し、このときの平均電力値をBとする。これにより、増幅部16に入力される信号電力は区間Aと区間Bを合わせた全区間のものとなる。これと同時に、区間Bに対応する歪補償データ保有部13Bを制御し、区間Bの電力発生範囲に対する増幅部16の歪特性を補償する歪補償データ群を指定し、データ組合せ部32に出力させる。データ組合せ部32は、先に一時固定した区間Aにおける歪補償データ群と、送られてきた歪補償データ群を連続した歪補償データ群となるように補正して歪補償データ部14へ送る。さらに、歪補償データ制御部24は、設定した平均電力値Bを電力計算部12へ通知し、電力計算部12は通知された平均電力値Bに基づいて電力計算値を補正する。
Next, the distortion compensation
この状態において歪補償を実施し、そのときの変調信号の有効帯域外成分である歪成分電力を検出する。そして、これが低減するように歪補償データ保有部13Bの中から最適な歪補償データ群(B1,B2,B3)を選択する。このとき、区間Aにおける歪補償データ群は一時固定のまま変更しない。ただし、データ組合せ部32は、区間Aと区間Bにおける歪補償データ群が連続となるように歪補償データ群を組合せ、歪補償データ部14はこれを全区間における歪補償データ群とする。
In this state, distortion compensation is performed, and distortion component power that is a component outside the effective band of the modulation signal at that time is detected. Then, an optimum distortion compensation data group (B1, B2, B3) is selected from the distortion compensation
これにより、区間Aと区間Bを結合した全区間の歪補償データ群の最適化が完了し、最適な歪補償データ群を適用した歪補償を行うことができる。このときの歪補償データ群(A1,A2,A3)と歪補償データ群(B1,B2,B3)の組合せパターンを図6に示す。この区間Aに対する3個の歪補償データ群と区間Bに対する3個の歪補償データ群の組合せにより、区間Aと区間Bを合わせた全区間に対する合計9パターンの歪補償データ群の生成が可能となる。すなわち、6個の歪補償データ群で9パターンの歪補償に対応することができる。 As a result, the optimization of the distortion compensation data group of all the sections combining the sections A and B is completed, and the distortion compensation using the optimal distortion compensation data group can be performed. FIG. 6 shows a combination pattern of the distortion compensation data group (A1, A2, A3) and the distortion compensation data group (B1, B2, B3) at this time. By combining the three distortion compensation data groups for section A and the three distortion compensation data groups for section B, it is possible to generate a total of nine patterns of distortion compensation data groups for all sections including section A and section B. Become. That is, nine distortion compensation data groups can cope with nine patterns of distortion compensation.
一方、従来手法の場合は、はじめから区間Aと区間Bを合わせた全区間に対する歪補償データとして、図7に示すように9パターンの歪補償データ群を用意しておく必要がある。すなわち、はじめに歪補償データ制御部24は平均電力Bを設定する。これにより、増幅部16に入力される信号電力は区間Aと区間Bを合わせた範囲のものとなる。これと同時に区間Aの歪補償データ群と区間Bの歪補償データ群を合わせて歪補償データ部14へおくり、それぞれの組合せによる9パターンの歪補償データ群を用いて歪成分電力を検出し、歪補償を行う必要がある。
On the other hand, in the case of the conventional method, it is necessary to prepare nine patterns of distortion compensation data groups as shown in FIG. 7 as distortion compensation data for all sections including the sections A and B from the beginning. That is, first, the distortion compensation
一般的には、区間Aにおける歪補償データ群のパターン数をa(≧2)、区間Bにおける歪補償データ群のパターン数をb(≧2)とすると、全区間の歪補償データ群の組合せ数はa×bとなる。従来手法の場合には(a×b)個の歪補償データ群を予め保有しておく必要があるが、本発明では区間Aにおける歪補償データ群と区間Bにおける歪補償データ群の組合せにより対応できるので、(a+b)個の歪補償データ群を保有しておけばよい。a≧2およびb≧2の条件では、
(a×b)≧(a+b)
となり、各区間の歪補償データ群のパターン数が多くなるほど、本発明によって歪補償データ群の保有数を削減でき、歪補償データ保有部13A,13Bの記憶領域を削減できることがわかる。また、区間の数を3以上にした場合でも同様である。
In general, if the number of distortion compensation data group patterns in section A is a (≧ 2) and the number of distortion compensation data group patterns in section B is b (≧ 2), the combination of distortion compensation data groups in all sections The number is a × b. In the case of the conventional method, it is necessary to hold (a × b) distortion compensation data groups in advance, but in the present invention, this is supported by a combination of the distortion compensation data group in section A and the distortion compensation data group in section B. Therefore, it is sufficient to hold (a + b) distortion compensation data groups. Under the conditions of a ≧ 2 and b ≧ 2,
(A × b) ≧ (a + b)
Thus, it can be seen that as the number of patterns of the distortion compensation data group in each section increases, the number of distortion compensation data groups held can be reduced by the present invention, and the storage area of the distortion compensation
(第2の実施形態)
図2は、本発明の非線形歪補償装置の第2の実施形態を示す。本実施形態は、図1に示す第1の実施形態の構成において、レベル調整部31の前段に変調信号を所定の周波数帯へ変換する周波数変換部33を配置し、分配部17で分配された変調信号3を所定の周波数帯へ逆変換してフィルタ21に入力する周波数逆変換部34を配置したものであり、その他の構成は同様である。
(Second Embodiment)
FIG. 2 shows a second embodiment of the nonlinear distortion compensator of the present invention. In the present embodiment, in the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1, a
通常の無線送信機では、最終段の増幅部16はそのまま空中へ放射する無線周波数帯の増幅器であり、周波数変換部33により比較的高い無線周波数帯に変換する構成をとる。この比較的高い無線周波数帯の変調信号3をフィルタ21に直接入力し、有効帯域外成分(歪成分)を電力検出部23に入力する構成としてもよいが、周波数逆変換部34を介してより低い周波数帯に変換し、フィルタ21で有効帯域外成分(歪成分)を抽出して電力検出部22に入力することにより、フィルタ21を含む装置コストを低減することができる。
In a normal radio transmitter, the final
また、分配部17とフィルタ21を一体化し、増幅器16から出力される増幅および歪補償された変調信号から有効帯域成分(信号成分)と有効帯域外成分(歪成分)を分離し、有効帯域外成分(歪成分)を周波数逆変換部34を介して電力検出部22に送出する構成としてもよい。
Further, the
(第3の実施形態)
図3は、本発明の非線形歪補償装置の第3の実施形態を示す。本実施形態は、図1に示す第1の実施形態の構成(図2に示す第2の実施形態の構成でも同様)において、歪補償データ保有部13A,13Bに代えて歪補償データ作成部18A,18Bを備えたものである。歪補償データ制御部25は、歪成分電力の電力差に応じた情報を歪補償データ作成部18A,18Bに出力する。その他の構成は同様である。
(Third embodiment)
FIG. 3 shows a third embodiment of the nonlinear distortion compensator of the present invention. In the present embodiment, in the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1 (the same applies to the configuration of the second embodiment shown in FIG. 2), instead of the distortion compensation
歪補償データ作成部18A,18Bは、歪補償データ制御部25の指示に基づいて、区間Aおよび区間Bにそれぞれ対応する複数パターンの歪補償データ群を作成し、データ組合せ部32へ送出する。歪補償データの作成が容易である場合、または複数パターンの歪補償データ群を予め保有することが困難な場合、第1の実施形態の歪補償データ保有部13A,13Bに代えて歪補償データ作成部18A,18Bを用いる方が装置コストの低減を図ることができる。
Based on instructions from the distortion compensation
1 直交ベースバンド信号
2 歪補償データ
3 変調信号
11 歪補償部
12 電力計算部
13,13A,13B 歪補償データ保有部
14 歪補償データ部
15 直交変調部
16 増幅器
17 分配部
18 歪補償データ作成部
21 フィルタ
22 電力検出部
23,24,25 歪補償データ制御部
31 レベル調整部
32 データ組合せ部
33 周波数変換部
34 周波数逆変換部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
複数の前記信号電力に対応する複数の歪補償データで構成される一つの歪補償データ群を記憶し、記憶している歪補償データ群の中から前記信号電力に対応する歪補償データを選択し出力する歪補償データ部と、
複数の歪補償データでそれぞれ構成される特性の異なる複数の歪補償データ群を記憶する歪補償データ保有部と、
前記直交ベースバンド信号を前記歪補償データ部から出力された歪補償データを用いて信号処理し、この歪補償データに対応する非線形歪を付与した直交ベースバンド信号を生成する歪補償部と、
非線形歪が付与された直交ベースバンド信号を直交変調し、変調信号を出力する直交変調部と、
非線形な入出力特性を有し、前記変調信号を増幅して出力する増幅部と、
前記増幅部から出力される変調信号の一部を分配する分配部と、
前記分配部で分配された変調信号を入力し、その有効帯域外成分(歪成分)を取り出すフィルタと、
前記フィルタにより取り出された変調信号の有効帯域外成分に対応する歪成分電力を検出する電力検出部と、
前記歪補償データ保有部から前記歪補償データ部に出力される歪補償データ群を一時的に変更しながら前記歪成分電力の変化を監視し、この歪成分電力が最も小さくなる歪補償データ群を前記歪補償データ部に設定する歪補償データ制御部と
を備えたことを特徴とする非線形歪補償装置において、
前記増幅部に入力する前記変調信号の入力電力を低レベルから高レベルへ段階的に調整するレベル調整部を備え、
前記歪補償データ保有部として、前記レベル調整部により設定される低レベルの入力電力に応じた第1の電力区間に対応し、かつ特性の異なる複数の歪補償データ群を保有する第1の歪補償データ保有部と、前記第1の電力区間に対して高レベルの第2の電力区間に対応し、かつ特性の異なる複数の歪補償データ群を保有する第2の歪補償データ保有部を含み、
前記第1の歪補償データ保有部から出力される第1の電力区間に対応する歪補償データ群を前記歪補償データ部に設定し、さらに確定した第1の電力区間に対応する歪補償データ群と前記第2の歪補償データ保有部から出力される第2の電力区間に対応する歪補償データ群を組み合わせて前記歪補償データ部に設定するデータ組合せ部を備え、
前記歪補償データ制御部は、前記レベル調整部に第1の電力区間を設定するとともに前記電力計算部で計算される入力電力を補正し、第1の電力区間に対応する歪補償データ群を前記第1の歪補償データ保有部から選択して確定処理を行い、続いて前記レベル調整部に第2の電力区間を設定し、第2の電力区間に対応する歪補償データ群を第2の歪補償データ保有部から選択し、全電力区間に応じた歪補償データ群の確定処理を行う構成である ことを特徴とする非線形歪補償装置。 A power calculator for calculating the signal power of the input orthogonal baseband signal;
One distortion compensation data group composed of a plurality of distortion compensation data corresponding to the plurality of signal powers is stored, and distortion compensation data corresponding to the signal power is selected from the stored distortion compensation data groups. An output distortion compensation data part;
A distortion compensation data holding unit for storing a plurality of distortion compensation data groups having different characteristics each composed of a plurality of distortion compensation data;
A distortion compensation unit that performs signal processing on the orthogonal baseband signal using distortion compensation data output from the distortion compensation data unit, and generates an orthogonal baseband signal to which nonlinear distortion corresponding to the distortion compensation data is added; and
A quadrature modulation unit that quadrature modulates a quadrature baseband signal to which nonlinear distortion has been applied and outputs a modulation signal;
An amplifying unit having nonlinear input / output characteristics and amplifying and outputting the modulated signal;
A distribution unit that distributes a part of the modulation signal output from the amplification unit;
A filter that inputs the modulation signal distributed by the distribution unit and extracts an out-of-band effective component (distortion component);
A power detector for detecting distortion component power corresponding to an out-of-band component of the modulation signal extracted by the filter;
While temporarily changing the distortion compensation data group output from the distortion compensation data holding unit to the distortion compensation data unit, the change of the distortion component power is monitored, and the distortion compensation data group having the smallest distortion component power is obtained. A non-linear distortion compensation apparatus comprising: a distortion compensation data control unit that sets the distortion compensation data unit;
A level adjustment unit that adjusts the input power of the modulation signal input to the amplification unit stepwise from a low level to a high level;
As the distortion compensation data holding unit, a first distortion corresponding to a first power section corresponding to a low level input power set by the level adjustment unit and having a plurality of distortion compensation data groups having different characteristics A compensation data holding unit, and a second distortion compensation data holding unit corresponding to a second power section having a higher level than the first power section and holding a plurality of distortion compensation data groups having different characteristics. ,
A distortion compensation data group corresponding to the first power section output from the first distortion compensation data holding section is set in the distortion compensation data section and further defined as the distortion compensation data group corresponding to the first power section. And a data combination unit for combining the distortion compensation data group corresponding to the second power section output from the second distortion compensation data holding unit and setting the distortion compensation data unit,
The distortion compensation data control unit sets a first power section in the level adjustment unit and corrects input power calculated by the power calculation unit, and sets a distortion compensation data group corresponding to the first power section as the first power section. A selection is made from the first distortion compensation data holding unit and a confirmation process is performed. Subsequently, a second power interval is set in the level adjustment unit, and a distortion compensation data group corresponding to the second power interval is set as a second distortion. A nonlinear distortion compensator characterized by being configured to perform processing for determining a distortion compensation data group corresponding to the entire power section, selected from a compensation data holding unit.
前記レベル調整部は、前記増幅部の入力電力について3以上の電力区間を設定する構成であり、
前記歪補償データ保有部は、3以上の電力区間に対応する3以上の歪補償データ保有部を含む構成であり、
前記歪補償データ制御部は、各電力区間に応じた歪補償データ群を順次組み合わせて確定していく構成である
ことを特徴とする非線形歪補償装置。 The nonlinear distortion compensator according to claim 1,
The level adjustment unit is configured to set three or more power intervals for the input power of the amplification unit,
The distortion compensation data holding unit includes three or more distortion compensation data holding units corresponding to three or more power sections,
The non-linear distortion compensation device, wherein the distortion compensation data control unit is configured to sequentially combine and determine a distortion compensation data group corresponding to each power section.
前記増幅器に入力する変調信号を所定の周波数帯へ変換する周波数変換部と、
前記分配部で分配された変調信号を所定の周波数帯へ逆変換して前記フィルタに入力する周波数逆変換部と
を備えたことを特徴とする非線形歪補償装置。 The nonlinear distortion compensator according to claim 1,
A frequency converter that converts the modulation signal input to the amplifier into a predetermined frequency band;
A non-linear distortion compensation apparatus comprising: a frequency inverse transform unit that inversely transforms the modulation signal distributed by the distribution unit into a predetermined frequency band and inputs the signal to the filter.
複数の前記歪補償データ保有部に代えて、前記歪補償データ制御部の制御により複数の歪補償データでそれぞれ構成される特性の異なる複数の歪補償データ群のいずれかを作成し、作成した歪補償データ群を前記歪補償データ部に出力する複数の歪補償データ作成部を備えた
ことを特徴とする非線形歪補償装置。
The nonlinear distortion compensator according to claim 1 or 2,
In place of the plurality of distortion compensation data holding units, the distortion compensation data control unit creates one of a plurality of distortion compensation data groups each having a different characteristic each configured by a plurality of distortion compensation data. A nonlinear distortion compensation apparatus, comprising: a plurality of distortion compensation data creating sections that output a compensation data group to the distortion compensation data section.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009111958A (en) * | 2007-11-01 | 2009-05-21 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Predistorter |
| JP2009194432A (en) * | 2008-02-12 | 2009-08-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Amplifier circuit, wireless communication apparatus and computer program having the same |
| JP2010068142A (en) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Distortion-compensation amplifier |
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2004
- 2004-05-26 JP JP2004155977A patent/JP2005341117A/en not_active Withdrawn
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