CN101080868A

CN101080868A - 前置补偿器

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Publication number: CN101080868A
Application number: CNA2005800428598A
Authority: CN
Inventors: 本江直树
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Kokusai Denki Electric Inc
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2005-12-05
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2025-12-05
Also published as: US7679439B2; WO2006087864A1; CN100555842C; JP4280787B2; US7683713B2; JPWO2006087864A1; US20090160550A1; US20090189692A1; US20070296494A1; US7511574B2

Abstract

本发明提供一种前置补偿器，对在利用放大器放大信号时因存储效应而产生的失真进行补偿。在前置补偿器所具有的存储型PD(2)中，电平检测单元(21)检测信号的电平，系数输出单元(22)输出对应于检测到的电平的系数，延迟单元(23)使所输出的系数延迟，差检测单元(24)检测被输出的系数和延迟后的系数之差，乘法单元(25)对检测到的差和信号进行乘法运算，合成单元(26)对乘法运算的结果和信号进行合成。并且，合成的结果被输出到放大器。

Description

前置补偿器

技术领域

本发明涉及对在放大器中产生的失真进行补偿的前置补偿器(predistorter)，尤其涉及对由放大器的电源电压变动引起的存储效应(memory effect)的影响进行补偿的前置补偿器。

背景技术

例如，在采用宽带码分多址(W-CDMA：Wide band-Code DivisionMultiple Access)方式作为移动通信方式的移动通信系统的基站设备中，由于需要使无线信号到达物理距离很远的移动站设备(mobilecommunication device)所在之处，所以必须用功率放大器来大幅度地放大信号。功率放大器通常在输入较低时其输出呈线性变化，但当在输入大于某输入电平时其输出变成非线性而趋于饱和。通常为了优化功率利用系数而在接近饱和点的工作点上使用功率放大器，所以由于放大器的非线性特性而产生非线性失真。

虽然可以通过用限带滤波器(band limiting filter)除去希望信号频带(desired signal band)以外的信号分量，从而将放大前的发送信号抑制在低电平上，但通过功率放大器后的信号由于产生的非线性失真而向希望信号频带以外(相邻频道)泄漏信号分量。例如，在基站设备中，如上述那样输送功率高，所以严格规定了这种向相邻频道泄漏的泄漏功率的大小，由此，如何降低这种相邻频道泄漏功率已成为重大问题。

作为补偿这种功率放大器的非线性失真的失真补偿方式之一，有前置补偿方式，近年来由于重视功率利用系数(power efficiency)，所以前置补偿方式正在取代前馈(feedforward)方式而成为主流。

前置补偿方式是通过预先对放大器的输入信号施加作为功率放大器的非线性特性的AM-AM转换和AM-PM转换的相反特性来补偿在功率放大器中产生的失真的方式。

图6表示由使用前置补偿方式的功率放大器构成的带有前置补偿器的放大器的功能块结构例。

表示由本例子的带有前置补偿器的放大器进行的动作的一个例子。

对带有前置补偿器的放大器的输入信号，被输入到功率检测部71和前置补偿部73。功率检测部71检测输入信号的功率(或者也可以是振幅)，将该检测结果作为参照自变量输出给失真补偿表72。

失真补偿表72例如使用存储器等构成为一览表(LUT：Look UpTable)，存储有用于将功率检测部71的检测结果作为参照自变量(地址)对应起来，以前置补偿方式进行失真补偿的值。具体而言，在失真补偿表72中，存储有关于振幅的AM-AM特性和关于相位的AM-PM特性的值，这些特性是成为补偿对象的放大器(放大器74)的非线性特性的相反特性，通常以输入信号的功率或者振幅为指标。

失真补偿表72，将对应于从功率检测部71输入的检测结果的值输出给前置补偿部73。前置补偿部73按照从失真补偿表72输入的参照结果的值补偿输入信号的振幅和相位，将该补偿后的信号输出给放大器74。

放大器74由功率放大器构成，对从前置补偿部73输入的信号进行放大输出。从带有前置补偿器的放大器输出该输出信号。在此，以前置补偿方式预先对输入到放大器74的信号施加相当于功率放大器的失真特性的相反特性的失真(振幅失真或相位失真)，将该失真与在功率放大器产生的失真相抵消，由此输出信号成为无失真的信号。

为了适应温度变化和老化等，控制部75根据带有前置补偿器的放大器的输入信号和输出信号更新失真补偿表72的存储内容。

图7表示进行数字处理的前置补偿器的结构例。

表示由本例子的前置补偿器进行的动作的一个例子。

对前置补偿器的输入信号，被输入到包络(envelope)检波器81和复数乘法器83。包络检波器81，对输入信号的I(In-Phase)分量“I”和Q(Quadrature-Phase)分量“Q”，按照每个采样运算sqrt(I²+Q²)，检测瞬时功率(相当于RF带的包络线)，将该检测结果输出给LUT82。

LUT82是由存储器等构成的失真补偿表，在本例子中，将包络检波器81的检测结果作为参照自变量(地址)对应起来，以复数矢量的形式存储用于控制失真补偿的值。LUT82将包络检波器81的检测结果作为表的自变量(地址)，将对应的失真补偿用的复数矢量输出给复数乘法器83。

复数乘法器83，对输入信号和从LUT82输入的复数矢量进行复数乘法运算并输出。由此进行前置补偿处理，并从前置补偿器输出该输出信号。在数字前置补偿器中，为了补偿3次、5次或更多次的相互调制失真，通常以发送信号带宽的几倍～几十倍的采样频率进行动作。

专利文献1-日本特开2001-189685号公报

专利文献2-日本特开2004-040564号公报

专利文献3-日本特开2005-217690号公报

发明内容

但是，在放大器产生失真的机理中不仅包括基于瞬时功率的AM-AM特性和AM-PM特性，还包括存储效应所代表的、当前的状态随着过去的状态变化的情况。例如，在用于参照失真补偿表的指标仅为瞬时功率时，不能完全补偿由存储效应产生的非线性失真。此外，虽然已经研究了各种产生存储效应的机理，但是依然认为没有明确的答案且存在多种机理。

在本说明书中，作为存储效应的产生原因之一而举例说明放大器的电源电压变动的情况，示出与补偿由此产生的失真的前置补偿器有关的实施例。

图8表示受到存储效应影响的晶体管的模型的一个例子。

该模型由晶体管91和电感值为L的电感92构成，其中，上述晶体管91由场效应晶体管(FET：Field Effect Transistor)构成。电感92是晶体管91的偏压电路或输出耦合电路中存在的寄生电感。

流过漏极偏压电路流到漏极的电流I(t)被电感92转换成电压信号。其中，t表示时刻。

通过这样产生的电压信号，漏极-源极电压Vds与电源电压Vdd不相等，引起电源电压变动。由电感值为L的电感92引起电压变动的漏极-源极电压Vds如式1所示。

Vds＝Vdd-ΔV

＝Vdd-L·(dI(t)/dt) (式1)

图9A表示将电源电压(漏极-源极电压)Vds作为参数时的AM-AM特性的一个例子。在图中，横轴表示输入功率[dBm]，纵轴表示增益[dB]。如图所示，电源电压Vds越大增益越大。

图9B表示将电源电压(漏极-源极电压)Vds作为参数时的AM-PM特性的一个例子。在图中，横轴表示输入功率[dBm]，纵轴表示相位[degree]。如图所示，可知通过相位随电源电压Vds而不同。

在受到电感92的影响时，如式1所示，电源电压(漏极-源极电压)Vds等效地随着瞬时输入信号变动。由于是电感92，所以按照瞬时电流的变化、即包络线的差分变化，AM-AM特性和AM-PM特性动态地变动。因此，在根据输入信号的包络线(瞬时功率)进行振幅调制或相位调制的前置补偿器中，不能完全补偿起因于电源电压变动的失真。

本发明正是鉴于上述现有的问题而完成的，其目的在于，提供一种能够有效补偿存储效应的影响的前置补偿器。

为了实现上述目的，在本发明的前置补偿器中，采用如下结构，补偿在放大器放大信号时因存储效应产生的失真。

即，电平检测单元检测上述信号的电平。系数输出单元输出对应于上述检测到的电平的系数。延迟单元使上述被输出的系数延迟。差检测单元检测出上述被输出的系数与上述延迟后的系数之差。乘法单元对上述检测到的差和上述信号进行乘法运算。合成单元对上述乘法运算的结果和上述信号进行合成。并且，上述合成的结果被直接地或者通过其他电路间接地输出到上述放大器。

因此，能够使用与成为放大器放大对象的信号的电平相对应的系数的时间差分，来有效地补偿存储效应的影响。

也可以组合使用补偿存储效应的影响的结构、和补偿除此以外的AM-AM特性和AM-PM特性等的影响的结构。

在此，作为信号的电平，例如还可以使用信号振幅的电平、信号功率的电平等各种电平。

此外，作为对应于信号电平的系数，例如使用可降低因存储效应产生的失真的系数，此外，例如还可以通过反馈控制等来进行更新。

此外，作为使系数延迟的时间量，可以使用各种长度，例如能够如1次采样间隔的时间(1采样时间)那样，使用最小单位的时间量。

此外，作为时间上超前(advanced)的系数和时间上延迟的系数之差，可以使用从时间上超前的系数中减去时间上延迟的系数后得到的值和从时间上延迟的系数中减去时间上超前的系数后得到的值中的任意一个，例如，由于它们仅是正负符号相互不同，所以在任意一个处理中调整正负符号即可。

此外，作为检测2个信号之差的单元或合成2个信号的单元，例如能够使用对2个信号进行加法的加法器来构成或者使用从一个信号中减去另一个信号的减法器来构成。

在本发明所涉及的前置补偿器中，作为其他结构例，采用如下的结构补偿在由放大器放大信号时因存储效应产生的失真。

即，电平检测单元检测上述信号的电平。系数输出单元输出对应于上述检测到的电平的系数。延迟单元使上述被输出的系数延迟。差检测单元检测上述被输出的系数和上述延迟后的系数之差。乘法单元对上述检测到的差和上述信号进行乘法。并且，上述乘法的结果被直接地或者通过其他电路间接地输出到上述放大器。

因此，能够使用与成为放大器放大对象的信号的电平相对应的系数的时间差分来有效地补偿存储效应的影响。

也可以组合使用补偿存储效应的影响的结构和补偿除此以外的AM-AM特性和AM-PM特性等的影响的结构。

即，电平检测单元检测上述信号的电平。振幅系数输出单元输出对应于上述检测到的电平的关于振幅的系数。振幅系数延迟单元使上述被输出的关于振幅的系数延迟。振幅系数差检测单元检测上述被输出的关于振幅的系数和上述延迟后的关于振幅的系数的差。振幅变化单元根据上述检测到的关于振幅的系数的差使上述信号的振幅变化。相位系数输出单元输出对应于上述检测到的电平的关于相位的系数。相位系数延迟单元使上述被输出的关于相位的系数延迟。相位系数差检测单元检测上述被输出的关于相位的系数和上述延迟后的关于相位的系数之差。相位变化单元根据上述检测到的关于相位的系数的差使上述信号的相位变化。并且，接受上述振幅变化和上述相位变化后的上述信号被直接地或者通过其他电路间接地输出到上述放大器。

因此，能够使用与成为放大器放大对象的信号的电平相对应的关于振幅的系数的时间差分或关于相位的系数的时间差分来有效地补偿关于振幅或相位的存储效应的影响。

在此，作为对应于信号电平的关于振幅的系数，例如使用可降低因存储效应产生的振幅失真的系数，此外，例如还可以通过反馈控制等进行更新。

此外，作为对应于信号电平的关于相位的系数，例如使用可降低因存储效应产生的相位失真的系数，此外，例如还可以通过反馈控制等进行更新。

此外，作为振幅变化单元，例如能够使用可变衰减器或者可变放大器来构成。

此外，作为相位变化单元，例如能够使用可变相位器来构成。

此外，作为对成为放大器放大对象的信号给与振幅变化和相位变化的顺序，可以采用任意的顺序，例如，既可以在振幅变化后给与相位变化，也可以在相位变化后给与振幅变化。

附图说明

图1是表示本发明第一实施例的前置补偿器的结构例的图。

图2A、2B、2C是表示由本发明第一实施例的前置补偿器得到的效果的一个例子的图。

图3是表示本发明第二实施例的前置补偿器的结构例的图。

图4是表示本发明第三实施例的存储效应前置补偿器的结构例的图。

图5是表示本发明第四实施例的带有前置补偿器的放大器的结构例的图。

图6是表示带有前置补偿器的放大器的结构例的图。

图7是表示前置补偿器的结构例的图。

图8是表示受到存储效应影响的晶体管的模型的一个例子的图。

图9是表示将电源电压Vds作为参数的放大器的特性的一个例子的图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施例。

在本实施例中，表示对由于电源电压变动产生的失真进行补偿的前置补偿器以及具有这种前置补偿器的、带前置补偿器的放大器。

假设存储效应的产生原因是发生由寄生电容产生的电压引起的偏压变动，使用如下原理进行补偿。

即，对于上述式1，在时间Δt是微小时间时，如式2所示。

Vds＝Vdd-L·{I(t)-I(t-Δt)}/Δt

＝Vdd-L·{I(nT)-I((n-1)T)}/T (式2)

在式2中，Δt是微小时间，假设作为在数字处理系统中最小时间单位的1采样时间＝T，用差分表示。T不限于1采样，但考虑到该差分近似于微分时，认为最好是尽量小的值、即1采样。因此，有时提高采样频率比通常情况下更好。

为了跟踪该差分的变化，在本实施例中，用从当前时刻的输出值减去的信号对使表的输出值进行了延迟的值进行前置补偿处理。表的初始值可以与在通常的前置补偿器中使用的失真补偿系数相同。

这样，在本实施例的前置补偿器中，具有使从存储有表示失真补偿特性的失真补偿系数的表中输出的控制信号延迟的功能，通过从来自当前时刻的表中的控制信号中减去延迟后的控制信号而得到的信号来进行前置补偿处理。

实施例1

说明本发明的第一实施例。

图1表示进行数字处理的前置补偿器的结构例。

本例子的前置补偿器由无存储效应前置补偿器(无存储型PD：Memory-less PD)1、和存储效应前置补偿器(存储型PD：Memory PD)2构成。

无存储型PD1具有包络检波器11、使用存储器等构成的作为失真补偿表的一览表(LUT)12、复数乘法器13、以及由移位寄存器等构成的延迟调整部14。

存储型PD2具有包络检波器21、使用存储器等构成的作为失真补偿表的一览表(LUT)22、1采样的延迟部23、加法器24、复数乘法器25、加法器26、以及由移位寄存器等构成的延迟调整部27和延迟调整部28。

在此，本例子的前置补偿器，由用于补偿奇数次失真的无存储型PD1、和用于补偿存储效应的影响的存储型PD2这两个部分构成，成为串联连接它们的结构。作为无存储型PD1，例如能够使用不补偿存储效应的影响的与现有通常的前置补偿器相同的前置补偿器。

在图1所示的结构中，最上面的连接左右的线是主信号线，其他是用于失真补偿控制的线。

此外，本例子的对前置补偿器输入的输入信号，是由复数矢量构成的IQ数字基带信号，在本例子的前置补偿器中，进行对I分量和Q分量的处理。

下面，示出由无存储型PD1进行的动作的一个例子。

本例子的对前置补偿器输入的输入信号，被输入到无存储型PD1的包络检波器11和延迟调整部14。

包络检波器11将输入信号的瞬时功率的平方根(包络线)作为振幅信息进行检测，并将该检测结果输出到LUT12。

LUT12，将输入信号的振幅信息作为参照自变量(地址)对应起来，将具有与AM-AM特性和AM-PM特性相反的特性(即否定特性)的失真补偿系数作为IQ复数矢量进行存储。LUT12，将存储在地址中的表值(失真补偿系数)输出到复数乘法器13，其中，该地址对应于从包络检波器11输入的作为检测结果的输入信号的振幅信息。

延迟调整部14使输入信号延迟并输入到复数乘法器13。在此，调整其延迟量，使得在与上述输入信号相同的时刻将对应于输入信号的表值输入到复数乘法器13。

复数乘法器13对输入信号和从LUT12输入的失真补偿系数进行复数乘法运算，将该复数乘法运算结果的信号输出到存储型PD2。通过该复数乘法运算，补偿AM-AM特性和AM-PM特性。

另外，LUT12的表值例如能够使用各种已知的自适应算法自动收敛于最佳值。

下面，示出由存储型PD2进行的动作的一个例子。

从无存储型PD1输入的信号被输入到包络检波器21和延迟调整部27。

包络检波器21具有例如与无存储型PD1的包络检波器11相同的功能，将输入信号的包络线作为振幅信息进行检测，将该检测结果输出到LUT22。

LUT22将输入信号的振幅信息作为参照自变量(地址)对应起来，将失真补偿系数作为IQ复数矢量进行存储，该失真补偿系数可生成与由存储效应产生的失真相反的特性(即否定特性)。LUT22将存储在与输入信号的振幅信息相对应的地址中的表值(失真补偿系数)输出到延迟部23和加法器24，该输入信号的振幅信息是从包络检波器21输入的作为检测结果的信息。

在本例子中，延迟部23由使信号延迟1采样时间的延迟元件等构成，使从LUT22输入的失真补偿系数延迟1采样时间并输出到加法器24。

加法器24具有计算所输入的2个信号的差的功能，将从LUT22输入的失真补偿系数中减去从延迟部23输入的失真补偿系数后的结果(差分)输出到复数乘法器25。该差分相当于例如在图8所示的模型所具有的电感92产生的微分。

延迟调整部27使输入信号延迟并输出到复数乘法器25和延迟调整部28。在此，调整其延迟量，使得在与上述输入信号相同的时刻将对应于输入信号(来自复数乘法器13的输出)的来自加法器24的输出输入到复数乘法器25。

复数乘法器25对从加法器24输入的失真补偿系数的差分和来自无存储型PD1的输入信号(在本例子中，来自延迟调整部27的输入信号)进行复数乘法，并将该复数乘法的结果输出到加法器26。在该复数乘法的结果中，例如因存储效应产生的失真的相反特性用和的形式表现，相当于由基带偶数次失真补偿例如通过图8所示的模型所具有的电感92产生的微分使电源电压改变，并对基本波进行再调制而产生的失真的信号。

延迟调整部28使输入信号延迟并输出到加法器26。在此，调整其延迟量，使得在与上述输入信号相同的时刻将对应于输入信号(来自复数乘法器13的输出)的来自复数乘法器25的输出输入到加法器26。

加法器26对来自无存储型PD1的输入信号(在本例子中，来自延迟调整部28的输入信号)和从复数乘法器25输入的复数乘法结果的信号进行加法并输出。该输出信号从本例子的前置补偿器被输出。

当使用时刻t、从LUT22输出的失真补偿系数α(t)、从延迟部23输出的延迟1采样的失真补偿系数α(t-1)、来自无存储型PD1的输入信号X(t)时，则来自存储型PD2的输出信号Y(t)如式3所示。

Y(t)＝{1+α(t)-α(t-1)}X(t) (式3)

这样，在存储型PD2中，再次检测由无存储型PD1预先带来了失真的信号的振幅，根据检测出的振幅的信息参照存储型PD2用的LUT22补偿由存储效果引起的失真。

在本例子的从前置补偿器输出的信号中，能够预先由无存储型PD1给出用于补偿成为补偿对象的由放大器的AM-AM特性和AM-PM特性产生的失真的特性，并且，预先由存储型PD2给出用于补偿因存储效应产生的失真的特性，从而补偿这些失真。

此外，LUT22的表值例如能够使用各种已知的自适应算法自动收敛于最佳值。

对于由本例子的前置补偿器得到的失真补偿效果，图2(a)、(b)、(c)示出了实验结果的频谱的例子。

在各个图表中，横轴表示频率，纵轴表示信号的功率电平。此外，在各个图表中，作为输入信号使用3Gpp Test Model 1的等电平2载波，对于没有完全进行失真补偿时的“完全无存储型PD(withoutany PD)”、例如如图7所示地由无存储型PD2的前置补偿器进行了失真补偿时的“无存储型PD(without memory PD)”、如本例子那样由具有存储型PD2的前置补偿器进行了失真补偿时的“有存储型PD(with memory PD)”，示出了频谱。

此外，对于2个载波，图2(a)示出了5MHz失调的情况，图2(b)示出了10MHz失调的情况，图2(c)示出了15MHz失调的情况。

无论在哪一种情况下，本例子的前置补偿器都能对存储效应的影响进行5～10dB补偿，从而得到了效果。

如上所述，在本例子的前置补偿器中，按存储效应产生的失真和除此之外的失真中(在本例子中是AM-AM特性和AM-PM特性产生的失真)分别设置失真补偿方式的参数(失真补偿系数)，此外，按存储效应产生的失真和除此之外的失真使LUT12、22完全分离，能够使用来自存储效应用LUT22的读出值的时间差分来补偿存储效应的影响。在本例子中，为了补偿例如图8所示的模型所具有的电感92的影响带来的电源电压变动的微分效应，使用失真补偿表(LUT)22的系数的差分。

在此，在本例子中，示出了在无存储型PD1和存储型PD2中由包络检波器11、21检测信号的振幅信息，从LUT12、22读取失真补偿系数的结构，但作为其他结构例，也可以采用检测信号的功率信息，根据功率信息读取失真补偿系数的结构。

此外，作为在LUT12、22中存储表值的结构，例如可以使用对应于各种输入信号的电平(振幅或功率)预先存储表值那样的结构，或者也可以采用用公式将表值表现为输入信号电平的函数进行存储，每次都计算表值的结构。

例如，还能够使用幂级数展开生成LUT12、22的表内容，进行近似的插补，生成由2次分量、4次分量、6次分量等这样的偶数次分量构成的系数。作为具体例子，可以设LUT12、22的表值LUT(x)为LUT(x)＝1+Ax²+Bx⁴+Cx⁶+…。在此，x是LUT12、22的地址值，是对输入信号的振幅(或者功率)进行量化而得到的，此外，A、B、C是复数，分别是表现偶数次项的振幅和相位的参数。

此外，在本例子中，作为优选的结构例，示出了串联连接无存储型PD1和存储型PD2的结构。通常，由AM-AM特性和AM-PM特性产生的非线性失真比因存储效应产生的失真大，无存储型PD1与存储型PD2相比将信号的振幅修正得较大，存储效应依赖于对放大器的输入(即通过前置补偿对振幅和相位修正后的信号)，因此，如本例子的结构那样，可以认为当串行地将存储型PD2配置于无存储型PD1的后级时能够得到最佳的特性。不过，LUT22也可以从包络检波器11得到振幅信息，以取代从包络检波器21得到振幅信息。

在本例子的前置补偿器中，存储型PD2借助包络检波器21的功能构成电平检测装置；借助LUT22的功能构成系数输出装置；借助延迟部23的功能构成延迟装置；借助加法器24的功能构成差检测装置；借助复数乘法器25的功能构成乘法装置；借助加法器26的功能构成合成装置。

实施例2

下面，说明本发明的第二实施例。

图3表示进行数字处理的前置补偿器的结构例。

对于与图1所示相同的结构部标注相同的附图标记来表示。

本例子的前置补偿器由无存储效应前置补偿器(无存储型PD)1、和存储效应前置补偿器(存储型PD)3构成。

在此，无存储型PD1的结构和动作例如与图1所示的相同。

本例子的存储型PD3具有包络检波器21、使用存储器等构成的作为失真补偿表的一览表(LUT)31、1采样的延迟器32、加法器33、复数乘法器34、由移位寄存器等构成的延迟调整部35。

下面，表示由本例子的存储型PD3进行的动作的一个例子。从无存储型PD1输入的信号被输入到包络检波器21和延迟调整部35。

包络检波器21例如具有与图1所示的相同的功能，将输入信号的包络线作为振幅信息进行检测，将该检测结果输出到LUT31。

LUT31将输入信号的振幅信息作为参照自变量(地址)对应起来，将可生成与因存储效应产生的失真相反的特性(即否定特性)的失真补偿系数作为IQ复数矢量进行存储。LUT31，将对应于从包络检波器21输入的作为检测结果的输入信号的振幅信息的地址所存储的表值(失真补偿系数)输出到延迟部32和加法器33。

在本例子中，延迟部32由使信号延迟1采样时间的延迟元件等构成，使从LUT31输入的失真补偿系数延迟1采样时间并输出到加法器33。

加法器33具有计算所输入的2个信号的差的功能，将从LUT31输入的失真补偿系数中减去从延迟部32输入的失真补偿系数后的结果(差分)输出到复数乘法器34。

延迟调整部35使输入信号延迟并输出到复数乘法器34。在此，调整其延迟量，使得在与上述输入信号相同的时刻将对应于输入信号(来自复数乘法器13的输出)的来自加法器33的输出输入到复数乘法器34。

复数乘法器34对从加法器33输入的失真补偿系数的差分和来自无存储型PD1的输入信号(在本例子中，来自延迟调整部35的输入信号)进行复数乘法，并输出该复数乘法的结果。该输出信号从本例子的前置补偿器输出。

当使用时刻t、从LUT31输出的失真补偿系数β(t)、从延迟部32输出的延迟1采样的失真补偿系数β(t-1)、来自无存储型PD1的输入信号X(t)时，则来自存储型PD3的输出信号Y(t)如式4所示。

当设上述式3和式4相等时，{1+α(t)-α(t-1)}＝{β(t)-β(t-1)}。

Y(t)＝{β(t)-β(t-1)}X(t) (式4)

这样，本例子的前置补偿器是对来自加法器33的输出和来自无存储型PD1的输入进行复数乘法运算的结构，因此，成为用积表示LUT31的表值的特性。

此外，LUT31的表值例如能够使用各种已知的自适应算法自动收敛于最佳值。

如上所述，在本例子的前置补偿器中，按存储效应产生的失真和除此之外的失真中(在本例子中是AM-AM特性和AM-PM特性产生的失真)分别设置失真补偿方式的参数(失真补偿系数)，此外，按存储效应产生的失真和除此之外的失真使LUT12、31完全分离，能够使用来自存储效应用LUT31的读出值的时间差分来补偿存储效应的影响。在本例子中，为了补偿例如图8所示的模型所具有的电感92的影响带来的电源电压变动的微分效应，使用失真补偿表(LUT)31的系数的差分。

在本例子的前置补偿器中，在存储型PD3，借助包络检波器21的功能构成电平检测装置；借助LUT31的功能构成系数输出装置；借助延迟部32的功能构成延迟装置；借助加法器33的功能构成差检测装置；借助复数乘法器34的功能构成乘法装置。

实施例3

下面，说明本发明的第三实施例。

图4表示进行模拟处理、补偿存储效应影响的存储效应前置补偿器的结构例。

在本例子的存储效应前置补偿器中，能够对中间频(IF：Intermediate Frequency)带或无线频(RF：Radio Frequency)带的输入信号进行前置补偿处理。

本例子的存储效应前置补偿器，例如具有由对数放大器等构成的功率检测元件41、A/D(Analog to Digital)转换器42，此外，作为用于控制振幅的元件，具有使用存储器等构成的作为失真补偿表的一览表(LUT)43、1采样的延迟器44、加法器45、D/A(Digitalto Analog)转换器46、对振幅进行调制的可变衰减器47，此外，作为用于控制相位的元件，具有使用存储器等构成的作为失真补偿表的一览表(LUT)51、1采样的延迟部52、加法器53、D/A转换器54、对相位进行调制的可变相位器55。此外，本例子的存储效应前置补偿器，还具有延迟线48和延迟线56。

下面，示出由本例子的存储效应前置补偿器进行的动作的一个例子。

对本例子的存储效应前置补偿器的输入信号，被输入到功率检测元件41，并且，通过延迟线48被输入到可变衰减器47。

功率检测元件41检测输入信号的功率，并将该检测结果输出到A/D转换器42。

A/D转换器42将从功率检测元件41输入的检测结果的信号从模拟信号转换成数字信号，输出到控制振幅用的LUT43和控制相位用的LUT51。

控制振幅用的LUT43将输入信号的功率信息与参照自变量(地址)对应起来，存储失真补偿系数(振幅的失真补偿特性)，该失真补偿系数可生成与由存储效应产生的振幅失真相反的特性(即否定特性)。控制振幅用的LUT43，将存储在对应于输入信号的功率信息的地址中的表值(失真补偿系数)输出到延迟部44和加法器45，该输入信号的功率信息是从A/D转换器42输入的作为检测结果的信息。

在本例子中，控制振幅用的延迟部44由使信号延迟1采样时间的延迟元件等构成，使从LUT43输入的失真补偿系数延迟1采样时间并输出到加法器45。

控制振幅用的加法器45具有计算所输入的2个信号的差的功能，将从LUT43输入的失真补偿系数中减去从延迟部44输入的失真补偿系数后的结果(差分)输出到D/A转换器46。

控制振幅用的D/A转换器46将从加法器45输入的差分信号从数字信号转换成模拟信号，输出到可变衰减器47。

延迟线48使输入信号延迟并输出到可变衰减器47。在此，调整其延迟量，使得在与上述输入信号相同的时刻将对应于输入信号的振幅控制用信号(来自D/A转换器46的输出)输入到可变衰减器47。

可变衰减器47以按照从D/A转换器46输入的信号(例如信号的功率)的衰减量，使对本例子的存储效应前置补偿器输入的输入信号(在本例中是来自延迟线48的输入信号)衰减，通过延迟线56将该衰减后的信号输出到可变相位器55。

控制相位用的LUT51，将输入信号的功率信息与参照自变量(地址)对应起来，存储失真补偿系数(相位的失真补偿特性)，该失真补偿系数可生成与由存储效应产生的相位失真相反的特性(即否定特性)。控制相位用的LUT51，将存储在对应于输入信号的功率信息的地址中的表值(失真补偿系数)输出到延迟部52和加法器53，该输入信号的功率信息对应于从A/D转换器42输入的作为检测结果的信息。

在本例子中，控制相位用的延迟部52由使信号延迟1采样时间的延迟元件等构成，使从LUT51输入的失真补偿系数延迟1采样时间并输出到加法器53。

控制相位用的加法器53具有计算所输入的2个信号的差的功能，将从LUT51输入的失真补偿系数中减去从延迟部52输入的失真补偿系数后的结果(差分)输出到D/A转换器54。

控制相位用的D/A转换器54将从加法器53输入的差分信号从数字信号转换成模拟信号，输出到可变相位器55。

延迟线56使输入信号(从可变衰减器47输出)延迟并输出到可变相位器55。在此，调整其延迟量，使得在与上述输入信号相同的时刻将对应于输入信号(从可变衰减器47输出)的相位控制用信号(来自D/A转换器54的输出)输入到可变相位器55。

可变相位器55以按照从D/A转换器54输入的信号(例如信号的功率)的相位变化量，改变从可变衰减器47输入的信号(在本例中是来自延迟线56的输入信号)的相位，输出该相位变化后的信号。该输出信号从本例子的存储效应前置补偿器输出。

如上所述，在本例子的存储效应前置补偿器中，能够使用来自振幅控制用LUT43的读出值的时间差分来补偿关于振幅的存储效应的影响，并且，能够使用来自相位控制用LUT51的读出值的时间差分来补偿关于相位的存储效应的影响。此外，还在前级串联设置补偿存储效应以外的振幅失真和相位失真(在本例子中是AM-AM特性产生的失真和AM-PM特性产生的失真)的处理部，由此，能够补偿存储效应产生的失真和除此之外的失真这两者。

在此，在本例中示出了由功率检测元件41检测信号的功率信息，从LUT43、51读出失真补偿系数的结构，但作为其他结构例，也可以采用检测信号的振幅信息，根据振幅信息读出失真补偿系数的结构。

此外，振幅控制用的LUT43的表值或相位控制用的LUT51的表值，例如能够使用各种已知的自适应算法自动收敛于最佳值。

在本例子的前置补偿器中，借助功率检测元件41的功能构成电平检测装置；借助LUT43的功能构成振幅系数输出装置；借助延迟部44的功能构成振幅系数延迟装置；借助加法器45的功能构成振幅系数差检测装置；借助可变衰减器47的功能构成振幅变化装置；借助LUT51的功能构成相位系数输出装置；借助延迟部52的功能构成相位系数延迟装置；借助加法器53的功能构成相位系数差检测装置；借助可变相位器55的功能构成相位变化装置。

实施例4

下面，说明本发明的第四实施例。

图5示出具有通过前置补偿方式补偿失真的功能的放大器(带有前置补偿器的放大器)的结构例。

本例子的带有前置补偿器的放大器，具有前置补偿器61、D/A转换器62、上变换器63、功率放大器64、定向耦合器65、混频器66、带通滤波器(BPF：Band Pass Filter)67、A/D转换器68、以及控制部69。

在此，作为前置补偿器61，例如使用图1所示的前置补偿器、或图3所示的前置补偿器那样进行数字处理，补偿存储效应带来的失真及其他失真这两者的前置补偿器。作为其他结构例，还可以将具有图4所示那样的存储效应前置补偿器的前置补偿器作为进行模拟处理的前置补偿器。

下面，示出由本例子的带有前置补偿器的放大器进行的动作的一个例子。

对本例子的带有前置补偿器的放大器的输入信号，被输入到前置补偿器61。

前置补偿器61通过前置补偿方式使输入信号产生失真(预失真)，将该产生失真后的信号输出到D/A转换器62。

D/A转换器62将从前置补偿器61输入的信号从数字信号转换成模拟信号，输出到上变换器63。

上变换器63进行上变换，将从D/A转换器62输入的信号的频带频率变换成RF带，并将该频率转换后的信号输出到功率放大器64。

功率放大器64放大输出从上变换器63输入的信号。该输出信号从本例子的带有前置补偿器的放大器输出。此外，在功率放大器64中产生的失真与由前置补偿器61产生的失真相抵消，从而被减低(补偿)。

定向耦合器65抽取从功率放大器64输出的放大信号的一部分，输出到混频器66。该抽取信号被用作为用于控制前置补偿器61的反馈信号。

混频器66输入预定频率(本振频率)的信号，使该信号和从定向耦合器65输入的信号混合，由此，进行将从定向耦合器65输入的信号的频带频率转换成基带的下变换，将该频率转换后的信号输出到带通滤波器67。

带通滤波器67从自混频器66输入的信号中除去无用波，将该无用波除去后的信号输出到A/D转换器68。

A/D转换器68将从带通滤波器67输入的信号从模拟信号转换成数字信号，输出到控制部69。

控制部69根据从A/D转换器68输入的信号，例如使用测定放大信号所包含的失真功率以使其减小的方法或者比较向放大器输入之前的信号和放大信号而求出失真产生的误差以使其减小的方法等来进行控制，以使前置补偿器61所具有的失真补偿表的表值(使用数学公式时为其系数等)逐渐适应温度变化或老化等。

在使用图1所示的前置补偿器作为本例子的前置补偿器61时，能够分别通过独立地适当更新LUT22和LUT12，来补偿存储效应产生的失真和除此以外的失真(在本例中为AM-AM特性和AM-PM特性产生的失真)。在这种情况下，能够进行控制，以使由前置补偿器61进行失真补偿的方式适应温度变化或老化。尤其是在LUT22的适当更新中，最好是进行检测存储效应产生的失真使之减小那样的控制，也可以检测例如频带之外出现的交调失真的Upper侧和Lower侧的功率差(不平衡量)，并进行控制使得该量为最小。

在此，作为本发明所涉及的前置补偿器或带有前置补偿器的放大器等的结构，不限于上述所示的结构，还可以使用各种结构。此外，本发明例如还可以提供为执行本发明所涉及的处理的方法或者方式、用于实现这种方法或者方式的程序、记录上述程序的记录介质等，此外，还可以提供为各种装置或系统。

此外，作为本发明的适用领域，不限于上述所示的范围，本发明可以适用于各种领域。

此外，作为在本发明所涉及的前置补偿器或带有前置补偿器的放大器等中进行的各种处理，在例如包括处理器、存储器等的硬件资源中，还可以采用通过如下方式进行控制的结构：由处理器执行存储于ROM(Read Only Memory)的控制程序。此外，例如还可以构成为用于执行上述处理的各个功能单元相独立的硬件电路。

此外，本发明还能够作为存储有上述控制程序的软盘(floppy：注册商标)、CD(Compact Disc)-ROM等计算机可读取的记录介质或该程序(本身)来把握，能够通过将上述控制程序从上述记录介质输入到计算机使处理器执行上述控制程序，来完成本发明所涉及的处理。

工业可利用性

综上所述，根据本发明的前置补偿器，能够通过使用与成为放大器放大对象的信号电平相对应的系数的时间差分来进行基于前置补偿方式的失真补偿的结构，从而有效地补偿存储效应的影响，例如能够通过组合补偿存储效应以外的AM-AM特性和AM-PM特性等的影响的结构来进行作为整体有效的失真补偿。

Claims

1.一种前置补偿器，对在利用放大器放大信号时因存储效应而产生的失真进行补偿，其特征在于，包括：

电平检测单元，检测上述信号的电平；

系数输出单元，输出与上述检测到的电平对应的系数；

延迟单元，使上述被输出的系数延迟；

差检测单元，检测上述被输出的系数与上述延迟后的系数之差；

乘法单元，对上述检测到的差和上述信号进行乘法运算；以及

合成单元，对上述乘法运算的结果和上述信号进行合成，

其中，上述合成的结果被输出到上述放大器。

2.一种前置补偿器，对在利用放大器放大信号时因存储效应而产生的失真进行补偿，其特征在于，包括：

电平检测单元，检测上述信号的电平；

系数输出单元，输出与上述检测到的电平对应的系数；

延迟单元，使上述被输出的系数延迟；

差检测单元，检测上述被输出的系数与上述延迟后的系数之差；以及

乘法单元，对上述检测到的差和上述信号进行乘法运算，

其中，上述乘法运算的结果被输出到上述放大器。

3.一种前置补偿器，对在利用放大器放大信号时因存储效应而产生的失真进行补偿，其特征在于，包括：

电平检测单元，检测上述信号的电平；

振幅系数输出单元，输出与上述检测到的电平对应的关于振幅的系数；

振幅系数延迟单元，使上述被输出的关于振幅的系数延迟；

振幅系数差检测单元，检测上述被输出的关于振幅的系数和上述延迟后的关于振幅的系数之差；

振幅变化单元，根据上述检测到的关于振幅的系数之差使上述信号的振幅变化；

相位系数输出单元，输出与上述检测到的电平对应的关于相位的系数；

相位系数延迟单元，使上述被输出的关于相位的系数延迟；

相位系数差检测单元，检测上述被输出的关于相位的系数与上述延迟后的关于相位的系数之差；以及

相位变化单元，根据上述检测到的关于相位的系数之差使上述信号的相位变化，

其中，接受上述振幅变化和上述相位变化之后的上述信号被输出到上述放大器。