JP6207806B2 - 歪補償装置及び歪補償方法 - Google Patents
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Description
回路規模の増大を抑え、電力増幅器における非線形歪に加えて、メモリ効果に起因する歪を補償することが可能な歪補償装置として、複数LUT型の歪補償装置がある。複数LUT型の歪補償装置は、複数のLUTを有し、複数のLUTに格納された複数の歪補償係数と送信信号に基づいて歪補償処理を行うことにより、プリディストーション信号を生成する。
以下、第1実施例に係る無線通信装置及び歪補償装置について説明する。
図4は、複数LUT型の歪補償装置402を有する無線通信装置400の構成の一例を示す図である。図4に示したように、無線通信装置400は、歪補償装置402、デジタル/アナログ変換器(DAC)404、アップコンバータ406、基準搬送波発生器408、電力増幅器410、ダウンコンバータ412、基準搬送波発生器414及びアナログ/デジタル変換器(ADC)416を含む。
図5は、歪補償係数更新部426の内部構成の一例を示す図である。以下、図5を用いて、歪補償係数更新部426の構成例について説明する。尚、図5においては、説明のために、歪補償係数格納部422も併せて示してある。
図5に示したように、歪補償係数更新部426は、プリディストーション信号生成部522、減算器524、n個の乗算器群526_0〜526_n‐1、複素共役部528、n個の遅延部530_1〜530_n‐1、n個の乗算器532_0〜532_n‐1、n個の加算器群534_0〜534_n‐1、及びn×m個の乗算器群536_i,j(i=0〜n‐1、j=0〜m‐1)を含む。
複素共役部528は、フィードバック信号Fb(t)を受けとり、受けとったフィードバック信号の複素共役信号Fb*(t)を算出する。複素共役部528は算出した複素共役フィードバック信号Fb*(t)を遅延部530_1に供給する。
乗算器536_i,jは、歪補償係数格納部422内の対応するLUT_i,jから歪補償係数h_i,jを受けとるとともに、抑止係数αを受けとる。抑止係数αは、歪補償係数h_i,jに対する重み付けのパラメータであり、上記式2において補正の対象となる第1項の大きさを調節することにより、歪補償係数の更新値(式2の左辺)が大きくなるのを抑止するためのパラメータである。
加算器群534_iに含まれる加算器ADD_i,jは、乗算器536_i,jから信号T1_i,jを受けとり、乗算器MUL_i,jから信号T2_i,jを受けとる。加算器ADD_i,jは、信号T1_i,jとT2_i,jを加算することにより、式2に示した、歪補償係数h_i,jに対する更新値を生成する。
加算器ADD_i,jは、生成した歪補償係数h_i,jの更新値を、対応するLUT_i,jに供給する。
図6は、歪補償装置402における歪補償係数の更新処理のフローチャートの一例を示す図である。以下、図6のフローチャートを用いて、歪補償係数の更新処理について説明する。
以下、第2実施例に係る無線通信装置及び歪補償装置について説明する。
第2実施例に係る無線通信装置700の構成は、図4に示した無線通信装置400の構成と、歪補償装置402及び歪補償係数更新部426の代わりに、歪補償装置702及び歪補償係数更新部726を有する点で異なるが、それ以外の部分は同様である。よって、無線通信装置700の構成については、図示は省略している。
図7に示した歪補償装置702の他の部分の動作は、図4に示した歪補償装置402の対応する部分と同様であるので、説明は省略する。
図8は、歪補償装置702における歪補償係数の更新処理のフローチャートの一例を示す図である。
以下、第3実施例に係る無線通信装置及び歪補償装置について説明する。
第3実施例に係る無線通信装置900の構成は、図4に示した無線通信装置400の構成と、歪補償装置402及び歪補償係数更新部426の代わりに、歪補償装置902及び歪補償係数更新部926を有する点で異なるが、それ以外の部分は同様である。よって、無線通信装置900の構成については、図示は省略している。
(|Tx(t−j)|>Athのとき)
α(|Tx(t−j)|)=α2 但し、α1<α2
(|Tx(t−j)|≦Athのとき)
ここで、抑止係数は、振幅|Tx(t−j)|が閾値Athよりも大きい場合の値α1が、振幅|Tx(t−j)|が閾値Ath以下である場合の値α2よりも小さくなるように設定される。
図9に示した歪補償装置902の他の部分の動作は、図4に示した歪補償装置402の対応する部分と同様であるので、説明は省略する。
図10は、歪補償装置902における歪補償係数の更新処理のフローチャートの一例を示す図である。
以下、第4実施例に係る無線通信装置及び歪補償装置について説明する。
第4実施例に係る無線通信装置1100の構成は、図4に示した無線通信装置400の構成と、歪補償装置402及び歪補償係数更新部426の代わりに、歪補償装置1102及び歪補償係数更新部1126を有する点で異なるが、それ以外の部分は同様である。よって、無線通信装置1100の構成については、図示は省略している。
(||Ev_i,j|‐1|<Evthのとき)
α_i,j(t−i,t−j)=α2 但し、α1<α2
(||Ev_i,j|‐1|≧Evthのとき)
ここで、抑止係数は、Ev_i,jの値が予め設定された1に近い範囲内の値である場合の値α1が、Ev_i,jの値が予め設定された1に近い範囲外の値である場合の値α2よりも小さくなるように設定される。
図11に示した歪補償装置1102の他の部分の動作は、図4に示した歪補償装置402の対応する部分と同様であるので、説明は省略する。
図12は、歪補償装置1102における歪補償係数の更新処理のフローチャートの一例を示す図である。
以下、第5実施例に係る無線通信装置及び歪補償装置について説明する。
第5実施例に係る無線通信装置1300の構成は、図4に示した無線通信装置400の構成と、歪補償装置402及び歪補償係数更新部426の代わりに、歪補償装置1302及び歪補償係数更新部1326を有する点で異なるが、それ以外の部分は同様である。よって、無線通信装置1300の構成については、図示は省略している。
図13に示した歪補償装置1302の他の部分の動作は、図4に示した歪補償装置402の対応する部分と同様であるので、説明は省略する。
図15は、歪補償装置1302における歪補償係数の更新処理のフローチャートの一例を示す図である。
(付記1)
増幅器の出力信号に付与される前記増幅器の歪を減少させる歪補償装置であって、
各々が複数の歪補償係数を記憶し、前記増幅器の入力信号の振幅に応じた前記歪補償係数を出力する複数の歪補償係数記憶部と、
前記複数の歪補償係数記憶部の各々から出力された前記歪補償係数を、前記増幅器の入力信号に付与する歪補償処理部と、
前記複数の歪補償係数記憶部の各々から出力された前記歪補償係数に対して、前記歪補償係数の大きさを小さくする重み付け処理を行い、前記重み付け処理後の歪補償係数を用いて、前記歪補償係数の更新値を算出する歪補償係数更新部と
を有することを特徴とする歪補償装置。
(付記2)
前記歪補償係数更新部は、前記重み付け処理において、前記歪補償係数に対して、前記歪補償係数記憶部ごとに異なる重み付けをすること
を特徴とする付記1記載の歪補償装置。
(付記3)
前記複数の歪補償係数記憶部はそれぞれ、前記増幅器の入力信号と、前記増幅器の入力信号の遅延量の異なる複数の遅延信号からなる信号群の中から選択された複数の信号の組合せに関連付けられており、
前記歪補償係数更新部は、前記重み付け処理において、前記組合せに係る選択された複数の信号の、前記前記増幅器の入力信号に対する遅延量が大きくなるにつれて、重み付けを小さくする
ことを特徴とする付記2記載の歪補償装置。
(付記4)
前記歪補償係数更新部は、前記重み付け処理において、前記歪補償係数に対して、前記増幅器の入力信号の振幅に応じて異なる重み付けをする
ことを特徴とする付記1ないし3のいずれか一つ記載の歪補償装置。
(付記5)
前記歪補償係数更新部は、前記重み付け処理において、前記増幅器の入力信号の振幅が所定の閾値より小さい場合の重み付けを、前記増幅器の入力信号の振幅が前記閾値より大きい場合の重み付けよりも、大きくする
ことを特徴とする付記4記載の歪補償装置。
(付記6)
前記複数の歪補償係数記憶部はそれぞれ、前記増幅器の入力信号と、前記増幅器の入力信号の遅延量の異なる複数の遅延信号からなる信号群の中から選択された複数の信号の組合せに関連付けられており、
前記歪補償係数更新部は、前記組合せに係る選択された複数の信号の間の相関を評価し、
前記重み付け処理において、前記組合せに関連付けられた前記歪補償係数記憶部から出力された前記歪補償係数に対して、前記評価された信号間の相関に応じて異なる重み付けをする
ことを特徴とする付記1ないし5のいずれか一つ記載の歪補償装置。
(付記7)
前記歪補償係数更新部は、前記2つの信号の間の相関の評価を、前記2つの信号の間の近似性を評価することによって行い、
前記重み付け処理において、前記評価された信号間の相関が所定のレベルより強い場合の重み付けを、前記評価された信号間の相関が前記所定のレベルより弱い場合の重み付けよりも、小さくする
ことを特徴とする付記6記載の歪補償装置。
(付記8)
複数のキャリアにより前記増幅器から送信される複数の前記増幅器の入力信号が入力されるとともに、前記キャリア毎の前記増幅器の入力信号の送信電力値を示す送信キャリア情報が入力され、
前記歪補償係数更新部は、前記重み付け処理において、前記歪補償係数に対して、前記送信キャリア情報に基づいて重み付けを変更する
ことを特徴とする付記1ないし7のいずれか一つ記載の歪補償装置。
(付記9)
前記歪補償係数更新部は、前記送信キャリア情報によって示される、前記キャリア毎の前記増幅器の入力信号の送信電力値に基づいて、前記複数のキャリアの見かけ上の信号帯域幅を判定し、
前記判定された信号帯域幅に基づいて、前記重み付け処理において、前記歪補償係数に対する重み付けを変更する
ことを特徴とする付記8記載の歪補償装置。
(付記10)
前記歪補償係数更新部は、前記増幅器の出力信号であるフィードバック信号に対して前記歪補償係数記憶部から読み出した歪補償係数を付与した信号と、前記歪補償処理部の出力信号との誤差を算出し、前記誤差を収束させるように、前記重み付け処理後の歪補償係数に基づいて、前記歪補償係数の更新値を算出し、前記更新値で前記歪補償係数記憶部の歪補償係数を更新する
ことを特徴とする付記1ないし9のいずれか一つ記載の歪補償装置。
(付記11)
増幅器の出力信号に付与される前記増幅器の歪を減少させる歪補償方法であって、
それぞれ複数の歪補償係数が記憶された複数の歪補償係数記憶部から、前記送信信号の振幅に応じた前記歪補償係数を読み出す工程と、
前記複数の歪補償係数記憶部の各々から読み出された前記歪補償係数を、前記増幅器の入力信号に付与する工程と、
前記複数の歪補償係数記憶部の各々から読み出された前記歪補償係数に対して、前記歪補償係数の大きさを小さくする重み付け処理を行う工程と、
前記重み付け処理後の歪補償係数を用いて、前記歪補償係数の更新値を算出する工程と
を有することを特徴とする歪補償方法。
102 アドレス生成部、
104_1〜104_m‐1 遅延部、
106_0〜106_m‐1 LUT群、
108_0〜108_n‐1 加算器、
110_0〜110_n‐1 乗算器、
112_1〜112_n‐1 遅延部、
114 加算器、
122 プリディストーション信号生成部、
124 加算器、
126_0〜126_n‐1 乗算器群、
128 複素共役部、
130_1〜130_n‐1 遅延部、
132_0〜132_n‐1 乗算器、
134_0〜134_n‐1 加算器群、
150 歪補償係数格納部、
160 プリディストーション信号生成部、
170 歪補償係数更新部、
400 無線通信装置、
402 歪補償装置、
404 デジタル/アナログ変換器(DAC)、
406 アップコンバータ、
408 基準搬送波発生器、
410 電力増幅器、
412 ダウンコンバータ、
414 基準搬送波発生器、
416 アナログ/デジタル変換器(ADC)、
502 アドレス生成部、
504_1〜504_m‐1 遅延部、
506_0〜506_m‐1 LUT群、
522 プリディストーション信号生成部、
524 減算器、
526_0〜526_n‐1 乗算器群、
528 複素共役部、
530_1〜530_n‐1 遅延部、
532_0〜532_n‐1 乗算器、
534_0〜534_n‐1 加算器群、
536_i,j 乗算器
700 無線通信装置、
702 歪補償装置、
726 歪補償係数更新部、
736_i,j 乗算器
900 無線通信装置、
902 歪補償装置、
926 歪補償係数更新部、
936_i,j 乗算器、
938 抑止係数決定部、
1100 無線通信装置、
1102 歪補償装置、
1126 歪補償係数更新部、
1136_i,j 乗算器、
1138 抑止係数決定部、
1300 無線通信装置、
1302 歪補償装置、
1326 歪補償係数更新部、
1336_i,j 乗算器、
1338 抑止係数決定部
Claims (8)
- 入力される送信信号Tx(t)に増幅器の逆歪特性を乗算して、前記増幅器の歪を補償する歪補償装置であって、
前記送信信号Tx(t)を参照する時刻tと前記時刻tの遅延により生成された(m−1)個の時間に対応するm個の時刻t−jにおける送信信号Tx(t−j)の振幅をアドレスとして、m個の前記アドレスのそれぞれに対してn個のテーブルを備えて歪補償係数を記憶するn×m個のテーブルを有し、前記アドレスに基づいて前記n×m個のテーブルを参照し、n×m個の歪補償係数を出力する歪補償係数記憶部と、但し、n、mのそれぞれは自然数、j=0〜(m−1)であり、
前記歪補償係数記憶部の前記n×m個のテーブル内のm個の前記アドレスで参照されるテーブル(i)から出力されたm個の歪補償係数のそれぞれを加算するn個の加算器によって生成されたn個の合成後係数を、前記送信信号Tx(t)を参照する時刻tと前記時刻tの遅延により生成された(n−1)個の時間に対応するn個の時刻t−iにおける送信信号Tx(t−i)のそれぞれに乗算し、前記合成後係数が乗算されたn個の送信信号Tx(t−i)のそれぞれを加算することによって、前記増幅器により増幅されて無線信号として送信される第1のプリディストーション信号を生成する歪補償処理部と、但し、i=0〜(n−1)であり、
前記無線信号のフィードバック信号Fb(t)に対して、前記n×m個の歪補償係数に基づいて、前記第1のプリディストーション信号の生成と同様に生成された第2のプリディストーション信号と前記第1のプリディストーション信号の誤差信号を生成し、前記フィードバック信号Fb(t)を参照する時刻tと前記時刻tの遅延により生成された(n−1)個の時間に対応するn個の時刻t−iにおける前記フィードバック信号の複素共役信号Fb * (t−i)のそれぞれと前記誤差信号を乗算したn個の第1の乗算結果(i)を求め、前記第1の乗算結果(i)に対して、前記歪補償係数の収束を調整するためのm個の減衰係数μ_i,jを乗算したn×m個の第2の乗算結果T2_i,jを求め、前記歪補償係数記憶部から出力された前記n×m個の歪補償係数に、前記歪補償係数の重み付けのパラメータである抑止係数を乗算したn×m個の第3の乗算結果T1_i,jを求め、前記第3の乗算結果T1_i,jに対して前記n×m個の第2の乗算結果T2_i,jを加算する重み付け処理を行い、前記重み付け処理されたn×m個の歪補償係数を用いて、前記n×m個の歪補償係数を更新する歪補償係数更新部と
を有することを特徴とする歪補償装置。 - 前記歪補償係数更新部は、前記重み付け処理において、前記n×m個の歪補償係数に対して、共通な値の抑止係数αを乗算する重み付けをすることを特徴とする請求項1記載の歪補償装置。
- 前記歪補償係数更新部は、前記重み付け処理において、前記n×m個の歪補償係数に対して、前記n×m個のテーブル毎に設定された値の抑止係数α_i,jを乗算する重み付けをすることを特徴とする請求項1記載の歪補償装置。
- 前記歪補償係数更新部は、前記重み付け処理において、前記送信信号Tx(t)を参照する時刻tの前記遅延が大きくなるにつれて、前記抑止係数α_i,jの値を小さくすることを特徴とする請求項3記載の歪補償装置。
- 前記歪補償係数更新部は、前記重み付け処理において、前記送信信号Tx(t)の振幅が所定値より小さい場合には、前記抑止係数α_i,jの値が、前記送信信号Tx(t)の振幅が前記所定値より大きい場合の前記抑止係数α_i,jより大きくなるように設定することを特徴とする請求項3記載の歪補償装置。
- 前記歪補償係数更新部は、前記重み付け処理において、前記送信信号Tx(t)を参照する時刻t−i、t−jのそれぞれの送信信号Tx(t−i)、Tx(t−j)の振幅の相関の強さを評価する評価関数の値が所定範囲内である場合には、前記抑止係数α_i,jの値が、前記評価関数の値が前記所定範囲外である場合の前記抑止係数α_i,jより小さくなるように設定することを特徴とする請求項3記載の歪補償装置。
- 複数のキャリアにより複数の前記送信信号Tx(t)が入力されるとともに、前記キャリア毎の前記送信信号Tx(t)の送信電力値を示す送信キャリア情報が入力され、
前記歪補償係数更新部は、前記重み付け処理において、前記送信キャリア情報に基づいて、前記複数のキャリアの間の前記送信電力値の差異が予め設定された範囲内にあるかを判定し、前記判定結果に応じて、前記歪補償係数が収束するように、前記抑止係数α_i,jを設定することを特徴とする請求項3記載の歪補償装置。 - 入力される送信信号Tx(t)に増幅器の逆歪特性を乗算して、前記増幅器の歪を補償する歪補償方法であって、
前記送信信号Tx(t)を参照する時刻tと前記時刻tの遅延により生成された(m−1)個の時間に対応するm個の時刻t−jにおける送信信号Tx(t−j)の振幅をアドレスとして、m個の前記アドレスのそれぞれに対してn個のテーブルを備えて歪補償係数を記憶するn×m個のテーブルを有する歪補償係数記憶部から、前記アドレスに基づいて前記n×m個のテーブルを参照し、前記n×m個の歪補償係数を読み出す工程と、但し、n、mのそれぞれは自然数、j=0〜(m−1)であり、
前記歪補償係数記憶部の前記n×m個のテーブル内のm個の前記アドレスで参照されるテーブル(i)から読み出されたm個の歪補償係数のそれぞれを加算するn個の加算器によって生成されたn個の合成後係数を、前記送信信号Tx(t)を参照する時刻tと前記時刻tの遅延により生成された(n−1)個の時間に対応するn個の時刻t−iにおける送信信号Tx(t−i)のそれぞれに乗算し、前記合成後係数が乗算されたn個の送信信号Tx(t−i)のそれぞれを加算することによって、前記増幅器により増幅されて無線信号として送信される第1のプリディストーション信号を生成する工程と、但し、i=0〜(n−1)であり、
前記無線信号のフィードバック信号Fb(t)に対して、前記n×m個の歪補償係数に基づいて、前記第1のプリディストーション信号の生成と同様に生成された第2のプリディストーション信号と前記第1のプリディストーション信号の誤差信号を生成し、前記フィードバック信号Fb(t)を参照する時刻tと前記時刻tの遅延により生成された(n−1)個の時間に対応するn個の時刻t−iにおける前記フィードバック信号の複素共役信号Fb * (t−i)のそれぞれと前記誤差信号を乗算したn個の第1の乗算結果(i)を求め、前記第1の乗算結果(i)に対して、前記歪補償係数の収束を調整するためのm個の減衰係数μ_i,jを乗算したn×m個の第2の乗算結果T2_i,jを求め、前記歪補償係数記憶部から読み出された前記n×m個の歪補償係数に、前記歪補償係数の重み付けのパラメータである抑止係数を乗算したn×m個の第3の乗算結果T1_i,jを求め、前記第3の乗算結果T1_i,jに対して前記n×m個の第2の乗算結果T2_i,jを加算する重み付け処理を行う工程と、
前記重み付け処理されたn×m個の歪補償係数を用いて、前記n×m個の歪補償係数を更新する工程と
を有することを特徴とする歪補償方法。
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