JP4467319B2 - プリディストータ - Google Patents

Description

本発明は、例えば、増幅器により入力信号を増幅するに際して当該増幅器で発生する歪をプリディストーション方式により補償するプリディストーション方式歪補償機能付き増幅器で用いられるプリディストータに関し、特に、増幅器で発生するメモリ効果による非線形歪を補償するプリディストータに関する。

例えば、広帯域符号分割多元接続（Ｗ−ＣＤＭＡ：Wide-band Code Division Multiple Access）方式などを移動通信方式として採用する移動通信システムに備えられた基地局装置では、物理的に遠く離れた移動局装置の所まで無線信号を到達させる必要があるため、信号を増幅器で大幅に増幅することが必要となる。しかしながら、増幅器はアナログデバイスであるため、その入出力特性は非線形な関数となる。特に、飽和点と呼ばれる増幅限界以降では、増幅器に入力される電力が増大しても出力電力がほぼ一定となる。そして、この非線形な出力によって非線形歪が発生させられる。増幅前の送信信号は希望信号帯域外の信号成分が帯域制限フィルタによって低レベルに抑えられるが、増幅器通過後の信号では非線形歪が発生して希望信号帯域外（隣接チャネル）へ信号成分が漏洩する。例えば基地局装置では上記したように送信電力が高いため、このような隣接チャネルへの漏洩電力の大きさは厳しく規定されており、このような隣接チャネル漏洩電力をいかにして削減するかが大きな問題となっている。
歪補償方式の一つにプリディストーション方式があり、近年では増幅効率を重要視するため、フィードフォワード方式に変わり主流になりつつある。プリディストーション方式は増幅器の非線形特性であるＡＭ−ＡＭ変換、ＡＭ−ＰＭ変換の逆特性を増幅器入力信号に予め与えることにより、増幅器の出力信号の歪を補償する方式である。

図１３には、プリディストーション方式により歪補償を行う増幅器（プリディストーション方式歪補償機能付き増幅器）の構成例を示してある。
本例のプリディストーション方式歪補償機能付き増幅器は、電力検出部８１と、歪補償テーブル８２と、プリディストータ８３と、増幅部８４と、制御部８５を備えている。
本例のプリディストーション方式歪補償機能付き増幅器により行われる動作の一例を示す。
入力信号は電力検出部８１とプリディストータ８３と制御部８５に入力され、電力検出部８１では当該入力信号の電力値或いは振幅値を検出する。当該入力信号の電力値或いは振幅値は、メモリなどを用いて例えばルックアップテーブル（ＬＵＴ：Look Up Table）として構成される歪補償テーブル８２の参照引数として対応付けられる。歪補償テーブル８２には、信号の電力値或いは振幅値に対応して、プリディストーション方式で歪補償を行うためのテーブル値が格納されている。歪補償テーブル８２は、歪補償対象となる増幅器（本例では、増幅部８４）が有する非線形特性の逆特性を理想的には規定するものであり、一般的に、入力信号の電力値或いは振幅値を指標とするＡＭ−ＡＭ変換（振幅）に関する値とＡＭ−ＰＭ変換（位相）に関する値を規定する。
プリディストータ８３は、歪補償テーブル８２の参照結果に従って、入力信号の振幅及び位相を制御する。このようにしてプリディストーション方式により予め歪を与えられた信号は、増幅部８４により増幅され、増幅部８４からの増幅後の出力信号は歪の無い信号となる。また、当該出力信号の一部が制御部８５に入力される。
制御部８５は、温度変化などの環境に適応するために、入力信号及び増幅後の入力信号に基づいて、歪補償テーブル８２のテーブル内容を更新する。

特開平１１−１９１７１６号公報 川口、赤岩、「偶数次ひずみの影響を受ける増幅器に対する適応プレディストータ型ひずみ補償」、信学技報、ＭＷ２００２−２０８（２００３−０３）、ｐ．６３−６６

しかしながら、増幅器における歪発生のメカニズムには、瞬時電力に関するＡＭ−ＡＭ特性及びＡＭ−ＰＭ特性だけでなく、メモリ効果に代表されるような過去の状態によって現在の状態が変わるものがある。このため、例えば、瞬時電力のみを指標として参照される歪補償テーブル８２を備えたような構成では、メモリ効果によって発生する非線形歪を補償することはできない。
なお、このようなメモリ効果については、種々な検討等が為されているが（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照。）、未だに、メモリ効果による影響を抑えるための更なる開発が要求されている。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、例えば、プリディストーション方式歪補償機能付き増幅器において、増幅器により入力信号を増幅して、当該増幅器で発生する歪をプリディストーション方式により補償するに際して、増幅器で発生するメモリ効果による非線形歪を補償することができるプリディストータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るプリディストータでは、次のような処理を行う。なお、プリディストータは、例えば、プリディストーション方式歪補償機能付き増幅器において、増幅器の前段に設けられる。また、プリディストーション方式歪補償機能付き増幅器では、例えば、増幅対象となる信号を増幅器により増幅するに際して、当該増幅器で発生する歪をプリディストーション方式により補償することが行われ、当該歪補償が当該増幅器の前段に設けられたプリディストータにより行われる。
すなわち、プリディストータでは、プリディストーション用歪信号生成手段が、増幅対象となる信号を用いて、当該信号の奇数次の信号成分から構成されるプリディストーション用歪信号を生成する。また、遅延時間差調整手段が、増幅対象となる信号と、プリディストーション用歪信号生成手段により生成されるプリディストーション用歪信号との遅延時間差を、増幅器で発生するメモリ効果による影響が低減されるように、調整する。そして、プリディストーション用歪信号付与手段が、遅延時間差調整手段により遅延時間差が調整された態様で、増幅対象となる信号に対して、プリディストーション用歪信号生成手段により生成されるプリディストーション用歪信号を付与する。
従って、増幅対象となる信号とプリディストーション用歪信号との遅延時間差を増幅器で発生するメモリ効果による影響が低減されるように調整することにより、プリディストーション方式で歪補償を行うに際して、ＡＭ−ＡＭ特性やＡＭ−ＰＭ特性による歪を補償することができるとともに、増幅器のメモリ効果による影響により発生する歪を例えば従来と比べて良好に補償することができる。

ここで、増幅対象となる信号としては、種々な信号が用いられてもよい。一例として、プリディストータが送信機の送信増幅器に用いられる場合には、送信対象となる信号が増幅対象となる信号として用いられる。
また、歪補償対象となる増幅器の前段にプリディストータを設ける配置としては、種々な配置が用いられてもよく、例えば、増幅器の直前にプリディストータが設けられる配置が用いられてもよく、或いは、増幅器とプリディストータとの間に他の回路が設けられる構成が用いられてもよい。
また、増幅対象となる信号の奇数次の信号成分から構成されるプリディストーション用歪信号としては、種々な信号が用いられてもよく、例えば、３次以上の奇数次の信号成分を含む信号が用いられる。一例として、増幅対象となる信号の３次（３乗項）の信号成分、５次（５乗項）の信号成分、７次（７乗項）の信号成分、・・・、（２Ｎ＋１）次（（２Ｎ＋１）乗項）の信号成分から構成される信号が用いられ、ここで、Ｎは１以上の任意の整数である。

また、遅延時間差を調整する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、増幅器のＡＭ−ＡＭ特性やＡＭ−ＰＭ特性による歪を補償するとともに増幅器のメモリ効果による歪を補償することができるように調整する態様を用いることができる。
また、遅延時間差を調整する仕方としては、例えば、固定的に設定された調整値を用いて遅延時間差を調整するような仕方が用いられてもよく、或いは、増幅器による増幅後の信号に基づいて、歪補償後且つ増幅後の信号に含まれる歪が小さくなるように、可変に設定することが可能な調整値を用いて遅延時間差を調整するような仕方が用いられてもよい。
また、２つの信号の遅延時間差を調整する態様としては、例えば、いずれか一方の信号のタイミングのみを調整するような態様が用いられてもよく、或いは、両方の信号のタイミングを調整するような態様が用いられてもよい。
また、増幅対象となる信号に対してプリディストーション用歪信号を付与する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、増幅対象となる信号に対してプリディストーション用歪信号を加算する態様や、或いは、減算する態様を用いることができる。

本発明に係るプリディストータでは、次のような処理を行う。なお、プリディストータは、例えば、プリディストーション方式歪補償機能付き増幅器において、増幅器の前段に設けられる。また、プリディストーション方式歪補償機能付き増幅器では、例えば、増幅対象となる信号を増幅器により増幅するに際して、当該増幅器で発生する歪をプリディストーション方式により補償することが行われ、当該歪補償が当該増幅器の前段に設けられたプリディストータにより行われる。
すなわち、プリディストータでは、プリディストーション用制御信号出力手段が、増幅対象となる信号のレベルに基づいて、プリディストーション用制御信号を出力する。また、遅延時間差調整手段が、増幅対象となる信号と、プリディストーション用制御信号出力手段により出力されるプリディストーション用制御信号との遅延時間差を、増幅器で発生するメモリ効果による影響が低減されるように、調整する。そして、プリディストーション用制御信号演算手段が、遅延時間差調整手段により遅延時間差が調整された態様で、増幅対象となる信号に対して、プリディストーション用制御信号出力手段により出力されるプリディストーション用制御信号を演算する。
従って、増幅対象となる信号とプリディストーション用制御信号との遅延時間差を増幅器で発生するメモリ効果による影響が低減されるように調整することにより、プリディストーション方式で歪補償を行うに際して、ＡＭ−ＡＭ特性やＡＭ−ＰＭ特性による歪を補償することができるとともに、増幅器のメモリ効果による影響により発生する歪を例えば従来と比べて良好に補償することができる。

ここで、増幅対象となる信号としては、種々な信号が用いられてもよい。一例として、プリディストータが送信機の送信増幅器に用いられる場合には、送信対象となる信号が増幅対象となる信号として用いられる。
また、歪補償対象となる増幅器の前段にプリディストータを設ける配置としては、種々な配置が用いられてもよく、例えば、増幅器の直前にプリディストータが設けられる配置が用いられてもよく、或いは、増幅器とプリディストータとの間に他の回路が設けられる構成が用いられてもよい。
また、増幅対象となる信号のレベルとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、振幅のレベルや、電力のレベルなどを用いることができる。
また、プリディストーション用制御信号としては、例えば、増幅対象となる信号のレベルの値に応じて、対応するプリディストーション用制御信号の値が規定されており、当該規定の内容はメモリなどから構成されるテーブルなどに記憶される。

また、遅延時間差を調整する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、増幅器のＡＭ−ＡＭ特性やＡＭ−ＰＭ特性による歪を補償するとともに増幅器のメモリ効果による歪を補償することができるように調整する態様を用いることができる。
また、遅延時間差を調整する仕方としては、例えば、固定的に設定された調整値を用いて遅延時間差を調整するような仕方が用いられてもよく、或いは、増幅器による増幅後の信号に基づいて、歪補償後且つ増幅後の信号に含まれる歪が小さくなるように、可変に設定することが可能な調整値を用いて遅延時間差を調整するような仕方が用いられてもよい。
また、２つの信号の遅延時間差を調整する態様としては、例えば、いずれか一方の信号のタイミングのみを調整するような態様が用いられてもよく、或いは、両方の信号のタイミングを調整するような態様が用いられてもよい。
また、増幅対象となる信号に対してプリディストーション用制御信号を演算する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、増幅対象となる信号に対してプリディストーション用制御信号を乗算する態様を用いることができる。なお、信号として例えばＩ成分及びＱ成分から成る複素信号が用いられるような場合には、乗算として複素乗算が用いられる。

本発明に係るプリディストータでは、次のような処理を行う。なお、プリディストータは、例えば、プリディストーション方式歪補償機能付き増幅器において、増幅器の前段に設けられる。また、プリディストーション方式歪補償機能付き増幅器では、例えば、増幅対象となる信号を増幅器により増幅するに際して、当該増幅器で発生する歪をプリディストーション方式により補償することが行われ、当該歪補償が当該増幅器の前段に設けられたプリディストータにより行われる。
すなわち、プリディストータでは、プリディストーション用歪発生制御信号出力手段が、増幅対象となる信号のレベルに基づいて、プリディストーション用歪発生制御信号を出力する。また、遅延時間差調整手段が、増幅対象となる信号と、プリディストーション用歪発生制御信号出力手段により出力されるプリディストーション用歪発生制御信号との遅延時間差を、増幅器で発生するメモリ効果による影響が低減されるように、調整する。そして、プリディストーション用歪発生手段が、遅延時間差調整手段により遅延時間差が調整された態様で、増幅対象となる信号に対して、プリディストーション用歪発生制御信号出力手段により出力されるプリディストーション用歪発生制御信号により制御されるプリディストーション用歪を発生させる。
従って、増幅対象となる信号とプリディストーション用歪発生制御信号との遅延時間差を増幅器で発生するメモリ効果による影響が低減されるように調整することにより、プリディストーション方式で歪補償を行うに際して、ＡＭ−ＡＭ特性やＡＭ−ＰＭ特性による歪を補償することができるとともに、増幅器のメモリ効果による影響により発生する歪を例えば従来と比べて良好に補償することができる。

ここで、増幅対象となる信号としては、種々な信号が用いられてもよい。一例として、プリディストータが送信機の送信増幅器に用いられる場合には、送信対象となる信号が増幅対象となる信号として用いられる。
また、歪補償対象となる増幅器の前段にプリディストータを設ける配置としては、種々な配置が用いられてもよく、例えば、増幅器の直前にプリディストータが設けられる配置が用いられてもよく、或いは、増幅器とプリディストータとの間に他の回路が設けられる構成が用いられてもよい。
また、増幅対象となる信号のレベルとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、振幅のレベルや、電力のレベルなどを用いることができる。
また、プリディストーション用歪発生制御信号としては、例えば、増幅対象となる信号のレベルの値に応じて、対応するプリディストーション用歪発生制御信号の値が規定されており、当該規定の内容はメモリなどから構成されるテーブルなどに記憶される。

また、遅延時間差を調整する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、増幅器のＡＭ−ＡＭ特性やＡＭ−ＰＭ特性による歪を補償するとともに増幅器のメモリ効果による歪を補償することができるように調整する態様を用いることができる。
また、遅延時間差を調整する仕方としては、例えば、固定的に設定された調整値を用いて遅延時間差を調整するような仕方が用いられてもよく、或いは、増幅器による増幅後の信号に基づいて、歪補償後且つ増幅後の信号に含まれる歪が小さくなるように、可変に設定することが可能な調整値を用いて遅延時間差を調整するような仕方が用いられてもよい。
また、２つの信号の遅延時間差を調整する態様としては、例えば、いずれか一方の信号のタイミングのみを調整するような態様が用いられてもよく、或いは、両方の信号のタイミングを調整するような態様が用いられてもよい。
また、増幅対象となる信号に対してプリディストーション用歪発生制御信号により制御されるプリディストーション用歪を発生させる態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、振幅歪や位相歪を発生させる態様を用いることができる。なお、プリディストーション用歪発生制御信号としては、例えば、振幅歪の発生を制御するための制御信号と、位相歪の発生を制御するための制御信号から構成されてもよい。

以上説明したように、本発明に係るプリディストータでは、増幅対象となる信号とプリディストーションを実行するための所定の信号との遅延時間差を増幅器で発生するメモリ効果による影響が低減されるように調整して、プリディストーションを実行するようにしたため、ＡＭ−ＡＭ特性やＡＭ−ＰＭ特性による歪を補償することができるとともに、増幅器のメモリ効果による影響により発生する歪を良好に補償することができる。

本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
本実施例では、増幅器で発生するメモリ効果による非線形歪を補償するために、プリディストータ（ＰＤ：PreDistorter）に遅延ユニットを加えて、増幅器への入力を遅延させることなどにより、奇数次のみのプリディストータで歪を補償することを可能とする。
まず、本実施例において増幅器で発生するメモリ効果による非線形歪を補償する原理を説明する。
すなわち、メモリ効果を有する増幅器についての振幅の入出力特性は、ヒステリシスな特性を有する（例えば、特許文献１参照。）。このため、同じ入力レベルでも入力信号の立ち上がり又は立ち下がりで異なる出力値を有することとなり、このことから、入力信号の時間波形と増幅器からの出力信号の時間波形とを比較すると波形が遅延（一方の進み又は遅れ）を有することが考えられる。

図１１には、メモリ効果による影響を考慮した増幅器のモデルの一例を示してある（例えば、非特許文献１参照。）。このモデルで発生する歪は、プリディストーションの原理であるＡＭ−ＡＭ特性、ＡＭ−ＰＭ特性の逆特性では補償することができない。
また、このモデルでは、上記図１１に示した構成の全体が増幅器に相当し、モデルであるため、必ずしも各処理部７１〜７６がそのまま増幅器の内部に実在するということではない。
増幅器７１は、ＡＭ−ＡＭ特性及びＡＭ−ＰＭ特性のみを有する増幅部分つまりメモリ効果を考慮していない増幅部分を表しており、プリディストーションの原理で歪を完全に補償できるものを表している。
ここで、電力増幅器（ＰＡ：Power Amplifier）などの増幅器の電源電圧は一定であるのが望ましいが、以下に述べるように電源電圧の変動が起こるためメモリ効果が発生する。

すなわち、一般的に、奇数次歪は、３次の相互変調歪（ＩＭＤ３）や５次の相互変調歪（ＩＭＤ５）などの相互変調歪（ＩＭＤ）としてキャリアの近くに現れる。
一方、非線形性の偶数次成分の周波数スペクトルはベースバンド帯と入力信号の２倍以上の周波数成分を有する。これらのうちベースバンド帯に発生する偶数次歪成分を有する電流がドレインバイアス回路に流れ、電流は例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effective Transistor）などのトランジスタのバイアス回路や出力マッチング回路に存在する寄生インダクタンスにより電圧信号へ変換される。
例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ方式などのように広帯域な信号が用いられる場合には、偶数次歪の帯域が高くなるため、偶数次歪の電圧が高くなり、ドレインバイアス変動を引き起こす。このドレインバイアス変動によって、キャリア信号は再び変調されて、キャリアの近傍に新たな歪を発生する。
相互変調歪の影響を受ける増幅器をモデル化した場合には、インダクタのメモリ効果により１つの入力に対して複数の出力電圧・位相が現れるいわゆるヒステリシス特性を示す。

上記図１１に示したモデルで説明する。
２乗検出器（２乗回路）７３は、ベースバンド帯に発生する増幅器７１の入力信号の２次歪成分を検出し、本モデルでは電流源で仮定される。
インダクタンス７４は、増幅器７１のバイアス回路や出力マッチング回路に含まれる寄生成分に相当する。例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ方式などのように広帯域な信号を扱う場合には、ベースバンド帯の２次歪成分の帯域も広くなって、インダクタンス７４はハイインピーダンスとなるため、電圧が発生し、バイアス回路の電圧を変動させる。
また、入力信号は固定位相変化器７２でコンスタントな（固定値の）位相変動を受け、前記バイアス回路の電圧変動で再変調される。このような再変調が、乗算器７５により行われる。そして、乗算器７５による乗算結果の信号がメモリ効果成分として、加算器７６により、従来の増幅器モデル（増幅器７１）からの出力信号に加算される。
このように、インダクタンス７４の電圧の信号で入力信号が振幅変調されることで新たな３次歪が発生する。そして、加算器７６により２つの部分からの信号が合成されて、メモリ効果の影響を含んだ増幅器出力信号が生成される。
なお、ここでは、メモリ効果の発生メカニズムの説明として、２次歪成分のみを考慮したが、一般的には、４次、６次などといった偶数次歪成分はベースバンド帯に発生するため、同様にバイアス成分を発生する。この場合には、２乗検出器７３に相当する部分がそれぞれ４乗、６乗などとなり、上記した２次の場合と同様に、乗算器７５に相当する部分からの出力が従来の増幅器モデル（増幅器７６）からの出力信号に加算される。このようなメモリ効果は、例えば瞬時電力のみを参照引数としたプリディストータでは補償することができない。

また、位相については、上記図１１に示した増幅器のモデルを用いてシミュレーションした結果、メモリ効果のない増幅器モデルの出力波形とメモリ効果を有する増幅器モデルの出力波形とでは時間波形が遅延して出力される。
図１２（Ａ）には、増幅器からの出力の位相の時間波形の一例を示してあり、横軸は｛１サンプル（ｓａｍｐｌｅ）＝４［ｎｓｅｃ］｝とした時間［ｓａｍｐｌｅ］を示しており、縦軸は増幅器の出力位相から入力位相を減算した結果である位相差（入出力位相差）［ｄｅｇ］の値を示している。また、図１２（Ｂ）には、増幅器への入力の電力値の時間波形の一例を示してあり、横軸は｛１サンプル（ｓａｍｐｌｅ）＝４ｎｓｅｃ｝とした時間［ｓａｍｐｌｅ］を示しており、縦軸は増幅器への入力電力値［ｄＢｍ］を示している。同図（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、本例では、入力信号の振幅（電力）が変動している。また、本例では、増幅器として電力増幅器（ＰＡ）を用いている。

ここで、メモリ効果のない増幅器モデルでの位相の時間波形と、メモリ効果を有する増幅器モデルでの位相の時間波形とを比較すると、メモリ効果を有する増幅器モデルでの時間波形を約１サンプル分（約４［ｎｓｅｃ］）遅らせる（或いは、進める）と、メモリ効果を有さない増幅器モデルでの時間波形との相関が高くなる。すると、瞬時電力のみを参照引数とするプリディストータによってメモリ効果を有さない増幅器での歪については十分に補償することが可能であることから、メモリ効果を有する増幅器では、例えば、プリディストータが出力する信号について予め時間を遅延させて（或いは、進ませて）増幅器に入力することによって、増幅器からの出力はメモリ効果がない場合の波形との相関が高くなり、例えば瞬時電力のみを参照引数とするプリディストータのみで歪を補償することができる。

本発明の第１実施例を説明する。
図１には、本例のプリディストータの一構成例を示してある。
同図に示されるように、本例のプリディストータは、遅延回路１と、２乗検出器２と、乗算器３と、複素乗算器４と、４乗検出器５と、乗算器６と、複素乗算器７と、加算器８を備えている。また、同図では、２乗検出器２を有する信号経路と、４乗検出器５を有する信号経路を示したが、同様に、６乗、８乗、１０乗などの偶数乗の検出器と乗算器と複素乗算器から成る信号経路が更に並列に備えられてもよい。
本例のプリディストータにより行われる動作の一例を示す。
入力信号は、複素ベクトルのＩＱデジタルベースバンド信号であり、遅延回路１と２乗検出器２と乗算器３と４乗検出器５と乗算器６に入力される。
２乗検出器２は、入力信号の２乗の値を計算して、当該計算結果を乗算器３へ出力する。乗算器３は、入力信号と２乗検出器２からの２乗値の信号とを乗算して、当該乗算結果を複素乗算器４へ出力する。当該乗算結果は入力信号の振幅が３乗されたものとなり、位相は保たれる。複素乗算器４は、当該乗算結果の信号に歪補償係数Ｏ３を複素乗算して、当該複素乗算結果を加算器８へ出力する。
同様に、４乗検出器５は、入力信号の４乗の値を計算して、当該計算結果を乗算器６へ出力する。乗算器６は、入力信号と４乗検出器５からの４乗値の信号とを乗算して、当該乗算結果を複素乗算器７へ出力する。当該乗算結果は入力信号の振幅が５乗されたものとなり、位相は保たれる。複素乗算器７は、当該乗算結果の信号に歪補償係数Ｏ５を複素乗算して、当該複素乗算結果を加算器８へ出力する。
遅延回路１は、入力信号を遅延させて加算器８へ出力する。
加算器８は、遅延回路１から入力される信号と各複素乗算器４、７から入力される信号とを加算して、当該加算結果を出力する。

更に、数式を用いて詳しく説明する。
歪補償係数Ｏｐ（ｐ＝３、５、７、・・・）は複素ベクトル（Ｏｐｒｅａｌ＋ｊ・Ｏｐｉｍａｇ）であり、ｊは虚数部分を表す。歪補償係数Ｏｐは、制御部により、歪を補償することができるように設定される。
複素ベクトルである歪補償係数Ｏｐは、式１のように表される。｜Ａｍｐ｜は振幅成分を示し、Ｐｈａｓｅは位相成分を示す。

遅延回路１は、例えば、所定の時間Δｔだけ入力信号を遅延させて出力する。
加算器８は、遅延回路１によって時間Δｔだけ遅延させられた入力信号に、各複素乗算器４、７から入力される３次、５次、・・・といった奇数次の信号を加算してＡＭ−ＡＭ特性やＡＭ−ＰＭ特性の逆特性を与えて、出力する。
すると、加算器８から出力される信号Ｓｐｄ（ｔ）は、プリディストータへの入力信号Ｓ（ｔ）を用いて、式２のように表される。なお、ｔは時刻を表す。これは、入力信号を各複素乗算器４、７からのプリディストータ制御信号に対してΔｔだけ遅らせることを意味している。

このような加算器８から出力される信号Ｓｐｄ（ｔ）を歪補償対象となる増幅器に入力すると、当該増幅器で発生するＡＭ−ＡＭ特性やＡＭ−ＰＭ特性による影響と相殺することにより、当該増幅器からの出力信号は歪のない信号となり、つまり、歪が補償されることとなる。また、制御部は、増幅器からの出力のフィードバック信号などに基づいて、歪補償後に残ってしまう歪が少なくなるように、遅延回路１による遅延量Δｔを設定する。
なお、上記式２では、３次及び５次の例について具体的に示したが、一般に、その他の奇数次である７次や９次などについても、同様に、２乗検出器２や４乗検出器５に対応するところに６乗検出器や８乗検出器などを用いることにより拡張することが可能である。
本例のプリディストータでは、例えば、メモリから構成されるルックアップテーブル（ＬＵＴ）などの歪補償テーブルを備えなくともよいという利点がある。

図２には、本例のプリディストータの他の構成例を示してある。
同図に示されるプリディストータの構成は、図１に示されるプリディストータの構成と比べて、図１に示される遅延回路１が備えられてなく、図１に示される遅延回路１と同様な機能を有する遅延回路１１が加算器８の奇数次成分入力側に備えられている。なお、本例では、図１に示されるのと同様な部分については、同一の符号を付して示す。
すなわち、メモリ効果による影響としては、増幅器からの出力の時間波形が、時間の進む方向にずれる場合と時間の遅れる方向にずれる場合との両方が考えられる。そして、図１に示される構成及び図２に示される構成は、これら２つの場合のそれぞれに対応するものである。
具体的には、図２に示されるプリディストータでは、プリディストータへの入力信号が遅延されずに加算器８に入力され、また、各複素乗算器４、７から出力される信号が遅延回路１１により所定の時間Δｔだけ遅延させられて加算器８に入力される。また、制御部は、増幅器からの出力のフィードバック信号などに基づいて、歪補償後に残ってしまう歪が少なくなるように、遅延回路１１による遅延量Δｔを設定する。
図２に示されるプリディストータから出力される信号Ｓｐｄ’（ｔ）は式３のように表される。これは、各複素乗算器４、７からのプリディストータ制御信号を入力信号に対してΔｔだけ遅らせることを意味している。

更に、他の構成例として、図１に示される遅延回路１の位置及び図２に示される遅延回路１１の位置の両方に遅延回路を備えたようなプリディストータを実施することも可能である。このような構成では、制御部は、例えば、遅延偏差Δτを適応的に設定する。ここで、遅延偏差Δτは、２つの遅延回路に対して意図的に差異を与える遅延量である。例えば、Δτ＝０である場合には、入力信号と各複素乗算器４、７からのプリディストータ制御信号とのタイミングが一致しているプリディストータとなる。

以上のように、本例のプリディストータでは、時刻ｔの入力信号を、微小な時間遅れ又は微少な時間進みΔτを与えた時刻（ｔ＋Δτ）の入力信号のエンベロープ情報を用いて、プリディストーション方式による処理を行う。具体的には、本例のプリディストータでは、複素入力信号を偶数乗する検出器２、５と、入力信号と当該偶数乗した出力とを乗算する乗算器３、６と、当該乗算器３、６からの出力と歪補償係数Ｏｐとを複素乗算する複素乗算器４、７と、入力信号とプリディストータ制御信号との一方又は両方を遅延させる遅延回路（遅延回路１や遅延回路１１）と、当該遅延が為された後における入力信号とプリディストータ制御信号とを加算する加算器８を備えた。

従って、本例のプリディストータでは、入力信号と完成した奇数次の予歪信号（つまり、プリディストータ制御信号）との間に時間差を与えて加算して出力することにより、プリディストーション方式で歪補償を行うに際して、ＡＭ−ＡＭ特性やＡＭ−ＰＭ特性による歪を補償することができるとともに、増幅器のメモリ効果による影響により発生する歪を例えば従来と比べて良好に補償することができ、これにより、隣接チャネル漏洩電力の低減やスプリアスの低減を実現することができ、電力効率を増加させることが可能となる。
例えば、従来のプリディストータでは、入力信号に対して入力信号から推定された歪を同時刻に合成するのが最善と考えられていたのに対して、本例では、同時刻ではなく極小の時間差を与えることで更に歪が減少することを、例えばデジタルプリディストーション（ＤＰＤ）についての計算機上のシミュレーションで明らかにした。従来のアナログの実機では、歪発生経路（例えば、図１３に示される電力検出部８１及び歪補償テーブル８２の経路）と本線経路との時間差が無いように高精度に安定化されていたため、本例のような遅延とメモリ効果に対する補償との関連性を見出すことは為されていなかった。

なお、本例のプリディストータでは、２乗検出器２と乗算器３と複素乗算器４の機能により増幅対象となる信号の３次の信号成分を生成する機能が構成されており、４乗検出器５と乗算器６と複素乗算器７の機能により増幅対象となる信号の５次の信号成分を生成する機能が構成されており、・・・、これらの機能により、増幅対象となる信号の奇数次の信号成分から構成されるプリディストーション用歪信号を生成するプリディストーション用歪信号生成手段が構成されている。
また、本例のプリディストータでは、遅延回路１と遅延回路１１との一方又は両方の機能により遅延時間差調整手段が構成されており、増幅対象となる信号とプリディストーション用歪信号とを加算する加算器８の機能によりプリディストーション用歪信号付与手段が構成されている。

本発明の第２実施例を説明する。
図３には、本例のプリディストータの一構成例を示してある。
同図に示されるように、本例のプリディストータは、遅延回路２１と、エンベロープ検出回路２２と、メモリを用いたルックアップテーブル（ＬＵＴ）から構成される歪補償テーブル２３と、複素乗算器２４を備えている。
本例のプリディストータにより行われる動作の一例を示す。
入力信号は、複素ベクトルのＩＱデジタルベースバンド信号であり、遅延回路２１及びエンベロープ検出回路２２に入力される。
エンベロープ検出回路２２は、入力信号のエンベロープの電圧値或いは電力値を検出して、当該検出値を歪補償テーブル２３へ出力する。当該検出値が、瞬時的な電圧値或いは電力値に相当する。歪補償テーブル２３は、エンベロープ検出回路２２から入力される検出値を参照引数として格納されている歪補償係数を読み出して複素乗算器２４へ出力する。
遅延回路２１は、入力信号を所定の時間だけ遅延させて複素乗算器２４へ出力する。複素乗算器２４は、遅延回路２１により遅延させられた入力信号と歪補償テーブル２３から入力される歪補償係数とを複素乗算してＡＭ−ＡＭ特性やＡＭ−ＰＭ特性の逆特性を与えて、出力する。また、制御部は、増幅器からの出力のフィードバック信号などに基づいて、歪補償後に残ってしまう歪が少なくなるように、遅延回路２１による遅延量を設定する。

図４には、本例のプリディストータの他の構成例を示してある。
同図に示されるプリディストータの構成は、図３に示されるプリディストータの構成と比べて、図３に示される遅延回路２１が備えられてなく、図３に示される遅延回路２１と同様な機能を有する遅延回路３１が歪補償テーブル２３と複素乗算器２４との間に備えられている。なお、本例では、図３に示されるのと同様な部分については、同一の符号を付して示す。
すなわち、メモリ効果による影響としては、増幅器からの出力の時間波形が、時間の進む方向にずれる場合と時間の遅れる方向にずれる場合との両方が考えられる。そして、図３に示される構成及び図４に示される構成は、これら２つの場合のそれぞれに対応するものである。
具体的には、図４に示されるプリディストータでは、プリディストータへの入力信号が遅延されずに複素乗算器２４に入力され、また、歪補償テーブル２３から出力される歪補償係数の信号が遅延回路３１により所定の時間だけ遅延させられて複素乗算器２４に入力される。また、制御部は、増幅器からの出力のフィードバック信号などに基づいて、歪補償後に残ってしまう歪が少なくなるように、遅延回路３１による遅延量を設定する。

更に、他の構成例として、図３に示される遅延回路２１の位置及び図４に示される遅延回路３１の位置の両方に遅延回路を備えたようなプリディストータを実施することも可能である。このような構成では、制御部は、例えば、遅延偏差Δτを適応的に設定する。ここで、遅延偏差Δτは、２つの遅延回路に対して意図的に差異を与える遅延量である。例えば、Δτ＝０である場合には、入力信号と歪補償テーブル２３からの歪補償係数信号とのタイミングが一致しているプリディストータとなる。

以上のように、本例のプリディストータでは、時刻ｔの入力信号を、微小な時間遅れ又は微少な時間進みΔτを与えた時刻（ｔ＋Δτ）の入力信号のエンベロープ情報を用いて、プリディストーション方式による処理を行う。具体的には、入力信号のエンベロープの電圧値或いは電力値を検出するエンベロープ検出回路２２と、歪補償用の制御値（歪補償係数）が格納された歪補償テーブル２３と、入力信号と歪補償テーブルからの出力値との一方又は両方を遅延させる遅延回路（遅延回路２１や遅延回路３１）と、当該遅延が為された後における入力信号と歪補償テーブル２３からの制御値とを複素乗算する複素乗算器２４を備えた。
従って、本例のプリディストータでは、入力信号と予歪の態様を制御するための歪補償係数との間に時間差を与えて複素乗算して出力することにより、プリディストーション方式で歪補償を行うに際して、ＡＭ−ＡＭ特性やＡＭ−ＰＭ特性による歪を補償することができるとともに、増幅器のメモリ効果による影響により発生する歪を例えば従来と比べて良好に補償することができ、これにより、隣接チャネル漏洩電力の低減やスプリアスの低減を実現することができ、電力効率を増加させることが可能となる。

なお、本例のプリディストータでは、エンベロープ検出回路２２と歪補償テーブル２３が増幅対象となる信号のレベルに対応した値を有するプリディストーション用制御信号を出力する機能によりプリディストーション用制御信号出力手段が構成されており、遅延回路２１と遅延回路３１との一方又は両方の機能により遅延時間差調整手段が構成されており、増幅対象となる信号とプリディストーション用制御信号とを複素乗算する複素乗算器２４の機能によりプリディストーション用制御信号演算手段が構成されている。

本発明の第３実施例を説明する。
図５には、本例のプリディストータの一構成例を示してある。
同図に示されるように、本例のプリディストータは、遅延回路４１と、エンベロープ検出回路４２と、メモリを用いたルックアップテーブル（ＬＵＴ）から構成される歪補償テーブル４３と、電圧可変減衰器４４と、電圧可変位相器４５を備えている。
本例のプリディストータにより行われる動作の一例を示す。
本例では、アナログプリディストーションが行われる。
入力信号は、無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）信号であり、遅延回路４１及びエンベロープ検出回路４２に入力される。
エンベロープ検出回路４２は、入力信号のエンベロープの電圧値或いは電力値を検出して、当該検出値を歪補償テーブル４３へ出力する。当該検出値が、瞬時的な電圧値或いは電力値に相当する。歪補償テーブル４３は、エンベロープ検出回路４２から入力される検出値を参照引数として格納されている歪補償係数である振幅制御値及び位相制御値を読み出して、当該振幅制御値を電圧可変減衰器４４へ出力し、当該位相制御値を電圧可変位相器４５へ出力する。
遅延回路４１は、入力信号を所定の時間だけ遅延させて電圧可変減衰器４４へ出力する。電圧可変減衰器４４は、歪補償テーブル４３から入力される振幅制御値により制御される減衰量で遅延回路４１から入力される信号を減衰させてＡＭ−ＡＭ特性の逆特性を与えて、電圧可変位相器４５へ出力する。電圧可変位相器４５は、歪補償テーブル４３から入力される位相制御値により制御される位相変化量で電圧可変減衰器４４から入力される信号の位相を変化させてＡＭ−ＰＭ特性の逆特性を与えて、出力する。また、制御部は、増幅器からの出力のフィードバック信号などに基づいて、歪補償後に残ってしまう歪が少なくなるように、遅延回路４１による遅延量を設定する。

図６には、本例のプリディストータの他の構成例を示してある。
同図に示されるプリディストータの構成は、図５に示されるプリディストータの構成と比べて、図５に示される遅延回路４１が備えられてなく、図５に示される遅延回路４１と同様な機能を有する２つの遅延回路５１、５２がそれぞれ歪補償テーブル４３と電圧可変減衰器４４との間及び歪補償テーブル４３と電圧可変位相器４５との間に備えられている。なお、本例では、図５に示されるのと同様な部分については、同一の符号を付して示す。
すなわち、メモリ効果による影響としては、増幅器からの出力の時間波形が、時間の進む方向にずれる場合と時間の遅れる方向にずれる場合との両方が考えられる。そして、図５に示される構成及び図６に示される構成は、これら２つの場合のそれぞれに対応するものである。
具体的には、図６に示されるプリディストータでは、プリディストータへの入力信号が遅延されずに電圧可変減衰器４４に入力され、また、歪補償テーブル４３から出力される振幅制御値の信号が遅延回路５１により所定の時間だけ遅延させられて電圧可変減衰器４４に入力され、歪補償テーブル４３から出力される位相制御値の信号が遅延回路５２により所定の時間だけ遅延させられて電圧可変位相器４５に入力される。また、制御部は、増幅器からの出力のフィードバック信号などに基づいて、歪補償後に残ってしまう歪が少なくなるように、遅延回路５１、５２による遅延量を設定する。

更に、他の構成例として、図５に示される遅延回路４１の位置及び図６に示される遅延回路５１、５２の位置の両方に遅延回路を備えたようなプリディストータを実施することも可能である。このような構成では、制御部は、例えば、遅延偏差Δτを適応的に設定する。ここで、遅延偏差Δτは、２つの遅延回路（本例では、遅延回路４１が一方で、２つの遅延回路５１、５２が他方）に対して意図的に差異を与える遅延量である。例えば、Δτ＝０である場合には、入力信号と歪補償テーブル４３からの歪補償係数信号（振幅制御値信号及び位相制御値信号）とのタイミングが一致しているプリディストータとなる。

以上のように、本例のプリディストータでは、時刻ｔの入力信号を、微小な時間遅れ又は微少な時間進みΔτを与えた時刻（ｔ＋Δτ）の入力信号のエンベロープ情報を用いて、プリディストーション方式による処理を行う。具体的には、入力信号のエンベロープの電圧値或いは電力値を検出するエンベロープ検出回路４２と、歪補償用の制御値が格納された歪補償テーブル４３と、入力信号と歪補償テーブル４３からの出力値との一方又は両方を遅延させる遅延回路（遅延回路４１や遅延回路５１、５２）と、歪補償テーブル４３からの制御値に応じて入力信号の減衰量を変化させることが可能な電圧可変減衰器４４と、歪補償テーブル４３からの制御値に応じて入力信号の位相を変化させることが可能な電圧可変位相器４５を備えた。
従って、本例のプリディストータでは、入力信号と予歪の態様を制御するための歪補償係数（振幅制御値及び位相制御値）との間に時間差を与えて振幅制御及び位相制御して出力することにより、プリディストーション方式で歪補償を行うに際して、ＡＭ−ＡＭ特性やＡＭ−ＰＭ特性による歪を補償することができるとともに、増幅器のメモリ効果による影響により発生する歪を例えば従来と比べて良好に補償することができ、これにより、隣接チャネル漏洩電力の低減やスプリアスの低減を実現することができ、電力効率を増加させることが可能となる。

なお、本例のプリディストータでは、エンベロープ検出回路４２と歪補償テーブル４３が増幅対象となる信号のレベルに対応した値を有するプリディストーション用歪発生制御信号として振幅歪に関する制御信号と位相歪に関する制御信号を出力する機能によりプリディストーション用歪発生制御信号出力手段が構成されており、遅延回路４１と２つの遅延回路５１、５２との一方又は両方の機能により遅延時間差調整手段が構成されており、増幅対象となる信号に対して電圧可変減衰器４４が振幅歪に関する制御信号に基づく振幅歪を与えて電圧可変位相器４５が位相歪に関する制御信号に基づく位相歪を与える機能によりプリディストーション用歪発生手段が構成されている。

本発明の第４実施例を説明する。
図７には、プリディストータを用いた歪補償機能を有する増幅器（プリディストーション方式歪補償機能付き増幅器）の構成例を示してある。
同図に示されるように、本例のプリディストーション方式歪補償機能付き増幅器は、プリディストータ６１と、増幅部６２と、制御部６３を備えている。
本例のプリディストーション方式歪補償機能付き増幅器により行われる動作の一例を示す。
入力信号は、プリディストータ６１と制御部６３に入力される。
プリディストータ６１は、例えば、瞬時電力を元にしたプリディストータであり、電力検出部や歪補償テーブルなどの処理部を用いる場合には当該処理部を含んでいる。そして、プリディストータ６１は、入力信号に対してプリディストーションのための歪（予歪）を与えて、当該歪が与えられた入力信号を増幅部６２へ出力する。

具体的には、プリディストータ６１としては、例えば、図１〜図６に示されるプリディストータのいずれかが用いられており、つまり、入力信号とプリディストーション用の信号との一方又は両方を遅延させる所定の遅延回路を有するプリディストータが用いられている。瞬時電力を元にしたプリディストータは、本来、増幅器が有するＡＭ−ＡＭ特性やＡＭ−ＰＭ特性を補償するためのものであってメモリ効果を補償することはできないが、本例のように所定の遅延回路を備えることにより、プリディストータからの出力波形をメモリ効果のない状態の波形に近づけることができ、メモリ効果を補償することができる。
増幅部６２は、歪補償対象であり、非線形特性及びメモリ効果の特性を有する増幅器から構成され、プリディストータ６１から入力される信号を増幅して出力する。これに際して、プリディストータ６１により与えられた歪と増幅部６２で発生する歪とが打ち消し合う。なお、一般的には、プリディストータ６１により歪を−５０［ｄＢｃ］〜−６０［ｄＢｃ］以下に補償するような場合には、メモリ効果の影響を受ける。また、増幅部６２からの出力信号の一部が制御部６３に入力される。
制御部６３は、入力信号や増幅後の信号に基づいて、例えば、プリディストータ６１が有する歪補償テーブルや歪補償係数を設定することや適応することを実行するための処理などを行う。

なお、プリディストーション方式としては、例えば、周波数帯がベースバンド（ＢＢ：Base Band）帯であるものや、周波数帯が中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）帯であるものや、周波数帯が無線周波数（ＲＦ）帯であるものがあり、また、処理をデジタルで行うか或いはアナログで行うかなどによっても分類されるが、本発明では、様々な種類のものに適用することができる。
また、プリディストーション方式の種類に応じて、プリディストータに、例えば、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）変換器や、直交変調器（或いは、直交変調部）や、アップコンバータや、フィルタなどが備えられてもよい。また、環境変化に適応する目的で用いられるフィードバック信号の存在の有無などについても特に制限されず、種々な構成が用いられてもよい。また、例えば、フィードバック信号を用いるために、ダウンコンバータや、発振器や、フィルタや、直交復調器（或いは、直交復調部）や、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換器などがプリディストータに備えられてもよい。また、歪検出のために入力信号が用いられてもよい。

次に、図８を参照して、本例のプリディストーション方式歪補償機能付き増幅器により歪補償係数を更新して収束させるアルゴリズムの処理の手順の一例を示す。
すなわち、本例のプリディストーション方式歪補償機能付き増幅器では、歪補償係数の更新処理が開始されると（ステップＳ１）、プリディストータ６１に係る歪補償係数を更新して（ステップＳ２）、歪補償係数が収束したか否かを判定し（ステップＳ３）、収束していない場合には同様にして歪補償係数の更新を繰り返して行う一方（ステップＳ２）、収束した場合には更に環境変化などに対応して収束後の歪補償係数を適応的に更新する（ステップＳ４）。なお、収束前と収束後とで更新方法は同様であるが、例えば、歪補償係数を更新させるステップサイズμの大きさを誤差の大きさに応じて変えるようにすると好ましい。
このように、本例では、プリディストータ６１の歪補償係数の値（或いは、テーブル）を、歪を最も補償することができる最適な値（或いは、最適なテーブル）に収束させ、第一次収束後においても歪補償係数（或いは、テーブル）の更新を終了せずに、追従の過程に入って更新を続け、これにより、温度や経年による各種の変化に適応する。
また、収束の方法としては、例えば、複素係数を上記式１に示されるように振幅と位相に分けて収束させる構成が用いられる。他の例として、複素数の実数と虚数に分けて収束させる構成や、或いは、複素数の実数と虚数との２つを共に収束させる構成を用いることも可能である。また、テーブルを収束させる場合には、例えば、それぞれのテーブル値毎に収束させる構成や、代表点を用いて収束させる構成や、スプライン法などで一括してテーブル値を生成して収束させる構成などを用いることができる。

次に、図９を参照して、本例のプリディストーション方式歪補償機能付き増幅器において制御部６３がプリディストータ６１に備えられる遅延回路の遅延時間量を最適に設定する処理の手順の一例を示す。
なお、本例では、図１に示されるプリディストータをプリディストータ６１として用いた場合を示すが、他のプリディストータの構成を用いた場合についても同様である。
すなわち、本例のプリディストーション方式歪補償機能付き増幅器では、プリディストータ６１に備えられた遅延回路１に設定する遅延量の更新が開始されると（ステップＳ１１）、制御部６３が、１回の更新遅延量ｍを初期値に設定してα＝−ｍとして（ステップＳ１２）、遅延偏差Δτにαを加えるように遅延回路１の遅延量を更新し（ステップＳ１３）、当該更新により歪補償後に残る歪の量が減少したか否かを判定する（ステップＳ１４）。当該判定の結果、制御部６３は、当該更新により歪補償後に残る歪の量が減少した場合には更に同様な更新を続け（ステップＳ１３）、一方、当該更新により歪補償後に残る歪の量が増加した場合にはαのプラスマイナス（±）の符号を反転させて（ステップＳ１５）、その後、同様な更新を続ける（ステップＳ１３）。
ここで、遅延量の初期値としては、例えば、可変な範囲の中央付近であって且つ遅延偏差Δτ＝０であることが望ましい。そして、おおよそ適した遅延量が求まったところでｍの値を小さくすると更に細かい調整が可能となり、結果として最適値を求めるまでの時間が短くなる。その後においても、小さい値のｍを用いてアルゴリズムを継続することにより、例えば、環境の変化等で最適値が変わるような場合においても、適応的に追従することができる。なお、１回の更新遅延量ｍの値は、例えば、更新が進むに従って小さい値へ変更されるような態様が用いられるのが好ましいが、固定的に設定されてもよい。

以上のように、本例のプリディストーション方式歪補償機能付き増幅器では、図１〜図６に示されるような１個のプリディストータをプリディストータ６１として備え、また、プリディストータ６１の制御値を適応的に制御する制御部６３と、歪補償の対象となる入力信号を増幅する増幅部６２を備えた。
従って、本例のプリディストーション方式歪補償装置では、プリディストーション方式で増幅部６２に対する歪補償を行うに際して、プリディストータ６１によりＡＭ−ＡＭ特性やＡＭ−ＰＭ特性による歪を補償することができるとともに、当該プリディストータ６１により増幅部６２のメモリ効果による影響により発生する歪を例えば従来と比べて良好に補償することができ、これにより、隣接チャネル漏洩電力の低減やスプリアスの低減を実現することができ、電力効率を増加させることが可能となる。

次に、本例のプリディストータ６１を用いた場合の効果の具体例を示す。
図１０には、増幅部６２がＡＭ−ＡＭ特性とＡＭ−ＰＭ特性とメモリ効果の特性を有する場合について、歪補償が行われないとき（“歪補償なし”）における増幅後の信号と、ＡＭ−ＡＭ特性とＡＭ−ＰＭ特性のみが補償されるとき（“従来ＰＤ”）における増幅後の信号と、本例のようにＡＭ−ＡＭ特性とＡＭ−ＰＭ特性とメモリ効果の特性が補償されるとき（“本提案ＰＤ”）における増幅後の信号のシミュレーション結果の一例を示してあり、横軸は周波数［ＭＨｚ］を示しており、縦軸は信号レベルを示している。なお、本例では、Ｗ−ＣＤＭＡ方式における２キャリアの中間周波数（ＩＦ）信号を用いた場合を示してある。
同図に示されるように、遅延を発生させないプリディストータ（“従来ＰＤ”）では、エンベロープ検出回路で検出した瞬時電力とメモリ効果の影響を受けた後の波形との間に時間がずれたような現象が発生し、低周波数側の３次相互変調歪（ＩＭ３ Ｌｏｗｅｒ）及び高周波数側の３次相互変調歪（ＩＭ３ Ｕｐｐｅｒ）がそれぞれ約１０ｄＢ及び約７ｄＢしか改善されない。これに対して、本例のプリディストータ６１（“本提案ＰＤ”）では、遅延回路を設けることによりメモリ効果の影響を抑えることができ、低周波数側の３次相互変調歪（ＩＭ３ Ｌｏｗｅｒ）及び高周波数側の３次相互変調歪（ＩＭ３ Ｕｐｐｅｒ）がそれぞれ約１３ｄＢ及び約１３ｄＢ改善される。このように、本例のプリディストータ６１では、例えば従来と比べて、メモリ効果の影響を有する増幅器に対する歪補償量を改善することができる。

ここで、図１０では、５次歪まで含めた帯域幅が１００ＭＨｚ弱となっているのに対して、図１２のシミュレーションでは、１サンプル時間が４ｎｓｅｃとなっており、２倍以上余裕のある高速サンプルを想定している。
また、更にメモリ効果の補償を高精度化する場合には、例えば、遅延時間の調整単位を４ｎｓｅｃよりも小さくすることが必要となる。一例として、ナイキスト補間などの補間法を用いてデジタル信号を処理することにより、サンプル時間以下の微調整を行うことも可能である。
なお、ナイキスト補間について説明する。
例えば、補間回路に入力される信号系列をＲ（ｎ）（ｎ＝−∞、・・・、−１、０、１、２、３、４、・・・）として、遅延量τで規定される補間回路からの出力をＤＬ（τ、ｎ）とすると、補間回路では、ナイキスト補間法を用いて、式４に示されるような演算を行うことにより、入力される信号系列Ｒ（ｎ）に対して遅延を与えることができる。

また、例えば、異なる遅延量を有する複数の補間回路を備えて、これら複数の補間回路により得られる遅延信号の中で最もよいものを選択するようなことも可能である。一例として、３つの補間回路を備えて、第１の補間回路における遅延量τ＝ｘとし、第２の補間回路における遅延量τ＝（ｘ＋Δｘ）とし、第３の補間回路における遅延量τ＝（ｘ−Δｘ）とすると、第１の補間回路により出力される信号ＤＬ（ｘ、ｎ）は式５のように表され、第２の補間回路により出力される信号ＤＬ（ｘ＋Δｘ、ｎ）は式６のように表され、第３の補間回路により出力される信号ＤＬ（ｘ−Δｘ、ｎ）は式７のように表される。なお、本例では、Ｌは４以上の整数であるとする。

ここで、本発明に係るプリディストータやプリディストーション方式歪補償機能付き増幅器などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々な装置やシステムとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るプリディストータやプリディストーション方式歪補償機能付き増幅器などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Read Only Memory）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。

本発明の第１実施例に係るプリディストータの構成例を示す図である。 本発明の第１実施例に係るプリディストータの他の構成例を示す図である。 本発明の第２実施例に係るプリディストータの構成例を示す図である。 本発明の第２実施例に係るプリディストータの他の構成例を示す図である。 本発明の第３実施例に係るプリディストータの構成例を示す図である。 本発明の第３実施例に係るプリディストータの他の構成例を示す図である。 本発明の第４実施例に係るプリディストーション方式歪補償機能付き増幅器の構成例を示す図である。 プリディストーション方式歪補償機能付き増幅器により行われる歪補償係数の更新処理の手順の一例を示す図である。 プリディストーション方式歪補償機能付き増幅器により行われる最適な遅延量の決定処理の手順の一例を示す図である。 増幅部がＡＭ−ＡＭ特性とＡＭ−ＰＭ特性とメモリ効果の特性を有する場合におけるシミュレーションの結果の一例を示す図である。 メモリ効果を考慮した増幅器のモデルの一例を示す図である。 （Ａ）は増幅器からの出力位相に関する時間的な波形の一例を示す図であり、（Ｂ）は増幅器への入力電力に関する時間的な波形の一例を示す図である。 プリディストーション方式歪補償機能付き増幅器の構成例を示す図である。

符号の説明

１、１１、２１、３１、４１、５１、５２・・遅延回路、 ２、７３・・２乗検出器、 ３、６、７５・・乗算器、 ４、７、２４・・複素乗算器、 ５・・４乗検出器、 ８、７６・・加算器、 ２２、４２・・エンベロープ検出回路、 ２３、４３、８２・・歪補償テーブル（ＬＵＴ）、 ４４・・電圧可変減衰器、 ４５・・電圧可変位相器、 ６１、８３・・プリディストータ、 ６２、８４・・増幅部、 ６３、８５・・制御部、 ７１・・増幅器、 ７２・・固定位相変化器、 ７４・・インダクタンス、 ８１・・電力検出部、

Claims (3)

1. 増幅対象となる信号を増幅器により増幅するに際して当該増幅器で発生する歪をプリディストーション方式により補償するプリディストーション方式歪補償機能付き増幅器で当該増幅器の前段に設けられるプリディストータにおいて、
   ＩＱ複素信号として当該プリディストータに入力される入力信号を用いて当該信号の奇数次の信号成分から構成されるプリディストーション用歪信号を生成して出力する１又は複数の奇数次信号生成手段と、
   前記入力信号を遅延させて出力する第１の遅延手段と、
   前記１又は複数の奇数次信号生成手段の出力信号を遅延させて出力する第２の遅延手段と、
   前記第１の遅延手段における遅延量及び前記第２の遅延手段における遅延量を前記増幅器で発生するメモリ効果による影響が低減されるようにそれぞれ調整する遅延時間差制御手段と、
   前記第１の遅延手段の出力信号に対して前記第２の遅延手段の出力信号を加算するプリディストーション用歪信号付与手段と、を備え、
   前記奇数次信号生成手段は、前記入力信号を偶数乗した絶対値を算出して出力する偶数乗値算出手段と、前記入力信号と前記偶数乗値算出手段の出力信号とを乗算する第１の乗算手段と、前記第１の乗算手段の出力信号と前記増幅器で発生する歪を補償するように設定される歪補償係数とを乗算して前記第２の遅延手段に出力する第２の乗算手段と、により構成される、
   ことを特徴とするプリディストータ。
2. 増幅対象となる信号を増幅器により増幅するに際して当該増幅器で発生する歪をプリディストーション方式により補償するプリディストーション方式歪補償機能付き増幅器で当該増幅器の前段に設けられるプリディストータにおいて、
   ＩＱ複素信号として当該プリディストータに入力される入力信号のレベルに基づいてプリディストーション用制御信号を出力するプリディストーション用制御信号出力手段と、
   前記入力信号を遅延させて出力する第１の遅延手段と、
   前記プリディストーション用制御信号出力手段の出力信号を遅延させて出力する第２の遅延手段と、
   前記第１の遅延手段における遅延量及び前記第２の遅延手段における遅延量を前記増幅器で発生するメモリ効果による影響が低減されるようにそれぞれ調整する遅延時間差制御手段と、
   前記第１の遅延手段の出力信号に対して前記第２の遅延手段の出力信号を乗算するプリディストーション用制御信号演算手段と、を備え、
   前記プリディストーション用制御信号出力手段は、前記入力信号のレベルを参照引数として前記増幅器で発生する歪を補償する歪補償係数を格納する歪補償テーブルにより構成され、前記入力信号のレベルに基づいて歪補償係数を前記プリディストーション用制御信号として出力する、
   ことを特徴とするプリディストータ。
3. 前記遅延時間差制御手段は、前記増幅器で発生する歪が減少するように、前記第１の遅延手段の出力信号と前記第２の遅延手段の出力信号との遅延時間差の設定を更新するものであり、１回の更新における遅延時間変化量は更新が進むに従って小さい値へ変更される、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプリディストータ。

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