專利名稱：失真補(bǔ)償放大裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及失真補(bǔ)償放大裝置，尤其是涉及由具有與放大裝置的失真特性相反的特性的前置補(bǔ)償器對(duì)輸入信號(hào)施加失真，將其輸出輸入到放大裝置的失真補(bǔ)償放大裝置。
背景技術(shù)：
在采用了例如W-CDMA(Wide-band Code Division MultipleAccess寬帶碼分多址)方式作為移動(dòng)通信方式的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，其基站裝置，需要使無線信號(hào)到達(dá)物理上遠(yuǎn)離的移動(dòng)站裝置的位置。因此，基站的放大裝置需要將信號(hào)大幅度地放大，能夠采取如下對(duì)策，即對(duì)直到表現(xiàn)出因飽和而引起的非線性特性的范圍之前所使用的信號(hào)進(jìn)行放大，并抑制由非線性特性等而產(chǎn)生的失真信號(hào)。
作為上述抑制失真信號(hào)的方法，近年來大多采用放大效率高的預(yù)失真方式。圖3是表示采用預(yù)失真方式的現(xiàn)有的失真補(bǔ)償放大裝置的簡(jiǎn)略框圖，在圖3的失真補(bǔ)償表32中，例如以復(fù)數(shù)振幅(矢量)形式存儲(chǔ)著與輸入信號(hào)SIN的各電平對(duì)應(yīng)的振幅補(bǔ)償值a和相位補(bǔ)償值b。由電平檢測(cè)部31檢測(cè)輸入信號(hào)SIN的電平(功率或振幅)，并將與該檢測(cè)值對(duì)應(yīng)的地址信號(hào)A傳送到失真補(bǔ)償表32。該地址信號(hào)A指定從失真補(bǔ)償表32讀出的振幅補(bǔ)償值a和相位補(bǔ)償值b的地址。
前置補(bǔ)償器33，根據(jù)從失真補(bǔ)償表32輸出的預(yù)失真控制信號(hào)，分別對(duì)輸入信號(hào)SIN的振幅和相位施加變化。因此，只要通過利用與放大裝置34對(duì)應(yīng)各輸入電平而產(chǎn)生的振幅和相位失真、即失真特性相反的特性來對(duì)輸入信號(hào)SIN施加改變這樣的方式設(shè)定好失真補(bǔ)償表32中的振幅補(bǔ)償值a和相位補(bǔ)償值b，就可以將從放大裝置34輸出的輸出信號(hào)SOUT的失真分量除去，并能抑制對(duì)信號(hào)頻帶外的漏泄功率、即對(duì)鄰近信道的干擾功率。以下，將根據(jù)上述補(bǔ)償值對(duì)輸入信號(hào)SIN所施加的變化稱為預(yù)失真。
另外，圖3的放大裝置34是無線頻率信號(hào)帶的放大器，但失真補(bǔ)償表32、控制部35等是數(shù)字電路，而且，對(duì)前置補(bǔ)償器33、電平檢測(cè)部31的輸入信號(hào)SIN，既可以是無線頻帶的信號(hào)也可以是中頻帶的信號(hào)。因此，實(shí)際上，應(yīng)根據(jù)這些電路結(jié)構(gòu)對(duì)圖3的電路附加頻率變換器或A/D、D/A轉(zhuǎn)換器，但這種電路結(jié)構(gòu)的不同與本發(fā)明無關(guān)，因此圖3只示出原理上的結(jié)構(gòu)。
放大裝置34的特性會(huì)因長(zhǎng)期變化或溫度變化而變化。如果不與該變化對(duì)應(yīng)地改變失真補(bǔ)償表32的振幅補(bǔ)償值a和相位補(bǔ)償值b，就不能正確地進(jìn)行基于預(yù)失真的失真補(bǔ)償?？刂撇?5，至少輸入放大裝置34的輸出信號(hào)或其輸出信號(hào)中所含有的殘留失真的評(píng)價(jià)值等作為反饋信號(hào)，并與放大裝置34的特性變化對(duì)應(yīng)地對(duì)失真補(bǔ)償表32的補(bǔ)償值進(jìn)行更新以使其保持最佳值。
該控制部35對(duì)失真補(bǔ)償表32的適當(dāng)更新，最好能高速地收斂于最佳值，但由于以下原因很難實(shí)現(xiàn)高速收斂。
圖4是表示放大裝置34的輸入輸出特性的一例的圖。如圖4所示，放大裝置的輸入輸出特性的非線性特性，顯著地表現(xiàn)在輸入電平越高、輸出越接近飽和的區(qū)域，因此需要將振幅大的輸出信號(hào)的反饋信號(hào)輸入到控制部35內(nèi)并反映在失真補(bǔ)償表中。但是，例如W-CDMA信號(hào)，振幅大的信號(hào)的產(chǎn)生概率低，只是瞬時(shí)地發(fā)生。
另外，例如在假定了W-CDMA的4載波的情況下，信號(hào)頻帶為20MHz、進(jìn)而為了處理3次、5次失真而使用約100MHz的采樣信號(hào)時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字設(shè)備中不能進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。因此，如果控制部35在從所取得的反饋信號(hào)中檢測(cè)失真成分的期間內(nèi)，停止反饋信號(hào)的取得，只是間斷地取得反饋信號(hào)，則能夠取得振幅大的輸出信號(hào)的反饋信號(hào)的概率將進(jìn)一步降低。
因此，正在進(jìn)行用于使補(bǔ)償值高速收斂的各種研究。
例如，在專利文獻(xiàn)1所公開的“對(duì)失真補(bǔ)償系數(shù)進(jìn)行校正和插補(bǔ)的非線性失真補(bǔ)償發(fā)送裝置”中，設(shè)置失真補(bǔ)償系數(shù)校正單元，當(dāng)與某輸入信號(hào)電平對(duì)應(yīng)的失真補(bǔ)償系數(shù)較大地偏離了與該電平接近的電平所對(duì)應(yīng)的失真補(bǔ)償系數(shù)時(shí)，進(jìn)行將該偏離了的失真補(bǔ)償系數(shù)置換為接近值的平均值等的校正處理。由此，謀求同時(shí)參照發(fā)送輸出的失真功率的失真補(bǔ)償系數(shù)更新處理的處理時(shí)間的縮短。另外，為減小失真補(bǔ)償表的存儲(chǔ)量，提出了這樣一種結(jié)構(gòu)，即僅針對(duì)輸入信號(hào)電平的分散值存儲(chǔ)、更新失真補(bǔ)償系數(shù)，根據(jù)表中的值進(jìn)行插補(bǔ)來生成表中沒有的電平所對(duì)應(yīng)的失真補(bǔ)償系數(shù)。此外，該專利文獻(xiàn)1中的表的更新，是通過以下方法，即求出輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的誤差，采用Clipped-LMS(Least MeanSquare最小均方)算法計(jì)算出使該誤差變?yōu)?的系數(shù)。
在專利文獻(xiàn)2的“失真補(bǔ)償裝置”中，將輸入信號(hào)電平劃分為多個(gè)塊，依次取出各塊并用擾動(dòng)法對(duì)與該塊的輸入電平對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值進(jìn)行更新，以消除發(fā)送輸出失真。其中當(dāng)進(jìn)行輸入信號(hào)電平最大的塊的更新時(shí)，用僅當(dāng)輸入信號(hào)電平超過預(yù)定值時(shí)的發(fā)送輸出失真進(jìn)行更新處理。這考慮到了像CDMA方式那樣使用多重代碼的情況、或像OFDA(OrthogonalFrequency Division Multiplexing正交頻分復(fù)用)方式那樣使用多載波發(fā)送信號(hào)的情況等發(fā)送信號(hào)是取得峰值或與峰值接近的值的時(shí)間比率小的信號(hào)的情況。即，由于輸入信號(hào)電平小時(shí)的失真輸出小，當(dāng)進(jìn)行大輸入電平對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值更新時(shí)，如使用與任意的輸入電平對(duì)應(yīng)的失真進(jìn)行更新處理，則需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能使補(bǔ)償值成為正確值，而且表的補(bǔ)償值的精度也會(huì)降低。因此，如上述那樣進(jìn)行輸入信號(hào)電平最大的塊的更新時(shí)，如輸入電平小則不進(jìn)行更新處理，僅當(dāng)有預(yù)定值以上的輸入時(shí)才執(zhí)行更新處理，通過這樣的方式來謀求收斂的高速化和效率化。
專利文獻(xiàn)3的“功率放大器”，在前饋方式的失真補(bǔ)償中，當(dāng)殘留失真降低到閾值以下時(shí)，停止失真檢測(cè)環(huán)路和失真消除環(huán)路中的振幅和相位調(diào)整的控制。由此能夠高速地收斂，即使在收斂后也能保持穩(wěn)定的失真補(bǔ)償。
專利文獻(xiàn)1日本特開2002-223171號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開2003-78360號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特開2003-87065號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容在便攜電話系統(tǒng)中，為處理終端位置檢測(cè)時(shí)的遠(yuǎn)近問題，有時(shí)使各基站在隨機(jī)的時(shí)刻變?yōu)闊o發(fā)送狀態(tài)。該無發(fā)送狀態(tài)期間被稱為IPDL(IdlePeriods create in the Down Link在下行鏈路中建立的空閑周期)，在3GPP標(biāo)準(zhǔn)中由TS25.305“UTRAN Stage 2 specification”的9.1節(jié)規(guī)定。
在該期間內(nèi)，放大裝置34的輸入變?yōu)橥耆珶o輸入的狀態(tài)，因此輸出僅是一點(diǎn)點(diǎn)噪聲，并不包含與輸入電平對(duì)應(yīng)的失真。
但是，在現(xiàn)有的失真補(bǔ)償放大裝置中，無論是否處于這種無發(fā)送期間，都要從反饋信號(hào)中檢測(cè)失真并基于其結(jié)果將失真補(bǔ)償表更新，所以至少進(jìn)行了無用的數(shù)據(jù)取得和數(shù)據(jù)處理。因此，存在著占用分配給其他處理的時(shí)間的問題。
另外，當(dāng)控制部35是利用FFT(Fast Fourier Transform快速傅立葉變換)等檢測(cè)頻帶外漏泄功率并將其作為失真的方式時(shí)，如輸入不產(chǎn)生非線性失真的低電平發(fā)送信號(hào)的反饋信號(hào)的頻度高，則不能正確地檢測(cè)失真的增減，收斂變得遲緩。即，在一般用于失真補(bǔ)償表的更新的適當(dāng)算法中存在一種慣性，倘若將失真補(bǔ)償表沿錯(cuò)誤的方向進(jìn)行更新，則到沿正確的方向進(jìn)行收斂為止的時(shí)間就會(huì)變長(zhǎng)。例如，在一種擾動(dòng)法中，當(dāng)沿遠(yuǎn)離最佳值的方向進(jìn)行了更新但因是無發(fā)送期間而檢測(cè)為失真已減小時(shí)，下一次的更新仍會(huì)沿該錯(cuò)誤的方向進(jìn)行，所以之后要修正更新方向，在下一次的更新中返回到原來的補(bǔ)償量，因此，如果正確地檢測(cè)失真則在1次更新中就可以解決，反之，則需要3～4次更新。
對(duì)于這種問題，如果無發(fā)送期間所占的比例小，則與無發(fā)送反饋相比可以在足夠長(zhǎng)的時(shí)間取得信號(hào)，所以能夠忽略無發(fā)送期間的影響。但是，為此需要大容量的暫時(shí)存儲(chǔ)反饋信號(hào)的存儲(chǔ)器，而且因數(shù)據(jù)取得時(shí)間增加還存在著使收斂變遲的問題。
另外，在上述的專利文獻(xiàn)2所公開的技術(shù)中，當(dāng)進(jìn)行輸入電平最大的塊的補(bǔ)償值更新時(shí)，通過使該塊的補(bǔ)償值有微小量的偏移而對(duì)輸入信號(hào)施加預(yù)失真，在該狀態(tài)下等待輸入信號(hào)超過預(yù)定的閾值，檢查當(dāng)有超過了閾值的輸入時(shí)的輸出信號(hào)的失真量，反復(fù)進(jìn)行這種動(dòng)作，從而進(jìn)行該塊的更新。作為上述的閾值例如采用該塊內(nèi)的最小輸入電平時(shí)，輸入信號(hào)電平超過該閾值的時(shí)間比率小，因此，在該塊的更新中閾值以下的輸入電平占有很多時(shí)間段，但此時(shí)保持等待而不進(jìn)行任何動(dòng)作(直到輸入信號(hào)電平超過該閾值)，因而效率有望得到進(jìn)一步改善。
本發(fā)明的目的在于提供一種失真補(bǔ)償放大裝置，該裝置構(gòu)成為在像CDMA方式或OFDM方式那樣發(fā)送信號(hào)附近的峰值的值以較小的頻度發(fā)生的情況下，可以使在預(yù)失真的失真補(bǔ)償方式中使用的補(bǔ)償值的更新效率進(jìn)一步提高、進(jìn)而即使在放大具有無發(fā)送期間的信號(hào)的情況下，也能在短時(shí)間內(nèi)收斂而無需增加硬件規(guī)模。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第一失真補(bǔ)償放大裝置，包括對(duì)輸入信號(hào)施加預(yù)失真的前置補(bǔ)償器、放大施加了預(yù)失真的輸入信號(hào)的放大部、檢測(cè)上述輸入信號(hào)的電平是否超過閾值的閾值檢測(cè)部、基于由上述閾值檢測(cè)部檢測(cè)到上述輸入信號(hào)的電平超過了閾值時(shí)的來自上述放大部的反饋信號(hào)，更新基于上述前置補(bǔ)償器的失真補(bǔ)償方式的控制部。
最好是，還具有基于上述閾值檢測(cè)部檢測(cè)到上述輸入信號(hào)電平超過了上述閾值的時(shí)刻存儲(chǔ)上述反饋信號(hào)的存儲(chǔ)器，上述控制部，利用上述存儲(chǔ)器內(nèi)所存儲(chǔ)的反饋信號(hào)更新上述失真補(bǔ)償方式。
最好是，閾值檢測(cè)部，輸入上述反饋信號(hào)，基于上述反饋信號(hào)檢測(cè)上述輸入信號(hào)的電平是否超過閾值。
最好是，上述控制部，在上述閾值檢測(cè)部沒有檢測(cè)到上述輸入信號(hào)電平超過上述閾值的情況下，不更新上述失真補(bǔ)償方式。
最好是，上述閾值設(shè)定為大于無上述輸入信號(hào)時(shí)的電平、小于通常的上述輸入信號(hào)時(shí)的電平。
最好是，上述控制部，用關(guān)于上述輸入信號(hào)的振幅的冪函數(shù)將上述預(yù)失真模型化，將上述反饋信號(hào)中包含的頻帶外漏泄功率的時(shí)間平均值作為失真量進(jìn)行評(píng)價(jià)，更新上述冪函數(shù)的系數(shù)以減少上述失真量。
最好是，上述閾值設(shè)定為比通常時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電平高的峰值電平。
最好是，上述控制部，根據(jù)上述失真補(bǔ)償方式的更新狀況，在上述閾值檢測(cè)部?jī)?nèi)設(shè)定不同的閾值。
最好是，上述控制部，用多個(gè)參數(shù)表現(xiàn)失真補(bǔ)償方式，當(dāng)更新各參數(shù)時(shí)，在上述閾值檢測(cè)部?jī)?nèi)設(shè)定與該參數(shù)對(duì)應(yīng)的閾值。
另外，本發(fā)明的第二失真補(bǔ)償放大裝置，包括檢測(cè)輸入信號(hào)的電平的電平檢測(cè)裝置、輸出與由上述電平檢測(cè)裝置檢測(cè)出的輸入電平對(duì)應(yīng)的預(yù)失真控制信號(hào)的失真補(bǔ)償表、將與從上述失真補(bǔ)償表輸出的預(yù)失真控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的失真施加于上述輸入信號(hào)的前置補(bǔ)償器、放大由上述前置補(bǔ)償器施加了失真的輸入信號(hào)的放大器、將從上述放大器輸出的失真的時(shí)間平均值作為失真量檢測(cè)的失真檢測(cè)裝置、更新上述預(yù)失真控制信號(hào)以使上述失真量進(jìn)一步減小的表更新裝置，上述表更新裝置，將上述輸入信號(hào)的大于預(yù)定的閾值的輸入電平所對(duì)應(yīng)的上述預(yù)失真控制信號(hào)分為第一組、將除此以外的預(yù)失真控制信號(hào)的至少一部分分為第二組，輸入上述輸入電平，當(dāng)輸入的輸入電平大于上述閾值時(shí)，將上述第一組的預(yù)失真控制信號(hào)更新，當(dāng)上述輸入的輸入電平小于上述第二閾值時(shí)，將上述第二組的預(yù)失真控制信號(hào)更新。
最好是，上述閾值，設(shè)定為在對(duì)已判斷為上述輸入電平大于上述閾值時(shí)的失真進(jìn)行時(shí)間平均的時(shí)間內(nèi)使屬于上述第一組的電平要出現(xiàn)的次數(shù)的期望值為0.5以上。
按照本發(fā)明，由于在失真補(bǔ)償量的更新中不取得無用的失真量，因此能夠提供使失真補(bǔ)償方式高速收斂的失真補(bǔ)償放大裝置。
另外，按照如上所述的各部分的發(fā)明，即使在像CDMA方式或OFDA方式那樣的峰值或與峰值接近的電平的出現(xiàn)頻度小的情況下，當(dāng)有超過第二閾值的輸入時(shí)，也必定執(zhí)行對(duì)失真特性影響大的第一組的振幅補(bǔ)償值和相位補(bǔ)償值的更新，進(jìn)而在第二閾值以下的輸入電平時(shí)，必定執(zhí)行第二組的振幅補(bǔ)償值和相位補(bǔ)償值的更新。因此，使第一組的振幅補(bǔ)償值和相位補(bǔ)償值的更新頻度比以往提高，進(jìn)一步在低輸入電平時(shí)必定進(jìn)行第二組的更新而不必等待高輸入電平的輸入。因此，可以使失真補(bǔ)償?shù)氖諗克俣缺纫酝臁?br>

圖1是表示本發(fā)明的失真補(bǔ)償放大裝置的基本結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示圖1的裝置中的失真補(bǔ)償表更新處理的流程圖。
圖3是表示現(xiàn)有的失真補(bǔ)償放大裝置的基本結(jié)構(gòu)的框圖。
圖4是表示放大裝置的輸入輸出特性的一例的圖。
圖5是表示實(shí)施例1的失真補(bǔ)償放大裝置的基本結(jié)構(gòu)的框圖。
圖6是說明實(shí)施例1的動(dòng)作的時(shí)序圖。
圖7是表示實(shí)施例2的失真補(bǔ)償放大裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖8是說明實(shí)施例2的動(dòng)作的時(shí)序圖。
圖9是表示以往的和實(shí)施例2的反饋信號(hào)的取得位置的圖。
圖10是說明實(shí)施例3的基于多個(gè)閾值的反饋信號(hào)的取得的圖。
圖11是表示實(shí)施例4的失真補(bǔ)償放大裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
此外，在各實(shí)施例中說明的功能實(shí)現(xiàn)單元，只要是能實(shí)現(xiàn)該功能的裝置，無論什么樣的電路或裝置都可以，而且還可以用軟件實(shí)現(xiàn)功能的一部分或全部。進(jìn)一步，可以由多個(gè)電路實(shí)現(xiàn)功能實(shí)現(xiàn)單元，也可以由公共的電路實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能實(shí)現(xiàn)單元。
另外，各實(shí)施例的特征部分的任意的組合或者與前面引用過的現(xiàn)有技術(shù)的組合，也都包含在本發(fā)明中。
實(shí)施例1圖5是表示本實(shí)施例1的失真補(bǔ)償放大裝置的基本結(jié)構(gòu)的框圖。本例的失真補(bǔ)償放大裝置，其特征在于，清楚地示出具有檢測(cè)信號(hào)電平超過了閾值并確定反饋信號(hào)的取得時(shí)刻的閾值檢測(cè)部17、存儲(chǔ)反饋信號(hào)的存儲(chǔ)器16等。
此外，如圖3的說明中所述，根據(jù)對(duì)前置補(bǔ)償器13、電平檢測(cè)部11是按無線頻帶的信號(hào)構(gòu)成還是按中頻帶的信號(hào)構(gòu)成，來改變頻率變換器或A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的設(shè)置、結(jié)構(gòu)，但因與本例的實(shí)質(zhì)無關(guān)、且在任何情況下都可以適用，因此只示出基本的構(gòu)成要素。
對(duì)圖5的各部進(jìn)行說明。標(biāo)有與現(xiàn)有技術(shù)的說明相同的符號(hào)的要素，基本上具有與現(xiàn)有技術(shù)相同的結(jié)構(gòu)。以下，所謂輸入信號(hào)，除非事先特別說明，否則意味著對(duì)圖5的失真補(bǔ)償放大裝置的輸入信號(hào)。
電平檢測(cè)部11，被輸入輸入信號(hào)，檢測(cè)與輸入信號(hào)的瞬時(shí)功率、或作為其平方根的振幅、或者它們的對(duì)數(shù)值等的輸入信號(hào)的瞬時(shí)功率一一對(duì)應(yīng)的值作為電平，輸出到失真補(bǔ)償表12和閾值檢測(cè)部17。其動(dòng)作周期，例如為與輸入信號(hào)的頻帶寬度相當(dāng)?shù)念l率的2倍或2倍以上。
失真補(bǔ)償表12，與從電平檢測(cè)部11供給的電平相對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)用于以預(yù)失真方式進(jìn)行失真補(bǔ)償?shù)氖д嫜a(bǔ)償值，每當(dāng)從電平檢測(cè)部11輸入電平時(shí)，將與其對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值輸出到前置補(bǔ)償器13。
前置補(bǔ)償器13，被輸入?yún)⒄樟耸д嫜a(bǔ)償表12的補(bǔ)償值和輸入信號(hào)，根據(jù)補(bǔ)償值控制輸入信號(hào)的振幅和相位，并輸出到放大裝置4。
放大裝置4，將由預(yù)失真方式施加了預(yù)失真的輸入信號(hào)放大后輸出。
存儲(chǔ)器16，按時(shí)間序列寫入和存儲(chǔ)對(duì)放大裝置4的輸出進(jìn)行了適當(dāng)解調(diào)或頻帶外漏泄功率檢測(cè)等的反饋信號(hào)，并根據(jù)來自控制部15的參考信號(hào)隨時(shí)讀出后輸出。寫入動(dòng)作，例如以環(huán)緩沖器形式進(jìn)行，根據(jù)閾值檢測(cè)部17的指示，暫時(shí)停止或重新開始。
控制部15，首先，對(duì)閾值檢測(cè)部17發(fā)出起動(dòng)指示。然后，當(dāng)從閾值檢測(cè)部17接收到表示存儲(chǔ)了反饋信號(hào)的地址范圍的結(jié)束報(bào)告時(shí)，從存儲(chǔ)器16讀出與該地址范圍對(duì)應(yīng)的反饋信號(hào)，評(píng)價(jià)殘留失真，按照利用了該評(píng)價(jià)值的適應(yīng)算法更新失真補(bǔ)償表12。
閾值檢測(cè)部17，當(dāng)從控制部15接收到起動(dòng)指示時(shí)，重新開始對(duì)存儲(chǔ)器16寫入反饋信號(hào)，并且，始終將電平與閾值進(jìn)行比較，當(dāng)超過了閾值時(shí)取得對(duì)存儲(chǔ)器16提供的寫入地址作為檢測(cè)時(shí)地址。而當(dāng)從超過了閾值的時(shí)刻起經(jīng)過了一定時(shí)間后，使存儲(chǔ)器16的反饋信號(hào)的寫入停止，并且，作為結(jié)束地址取得此時(shí)對(duì)存儲(chǔ)器16提供的寫入地址，與檢測(cè)時(shí)地址一起作為結(jié)束報(bào)告發(fā)送到控制部15后，停止動(dòng)作。在本例中，閾值例如設(shè)定為比在IPDL中檢測(cè)的電平高數(shù)dB的值，但該閾值與通常發(fā)送時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電平相比相當(dāng)小。只要閾值確實(shí)地大于IPDL時(shí)的電平、確實(shí)地(大致)小于通常發(fā)送時(shí)的電平，就可以為任意的值。
圖6是說明本例的動(dòng)作的時(shí)序圖。在圖6中，上部示出由電平檢測(cè)部11檢測(cè)出的電平的時(shí)間波形，中部示出主要由硬件進(jìn)行的處理，下部示出主要由軟件進(jìn)行的處理。在本例中，電平檢測(cè)部11、失真補(bǔ)償表12、前置補(bǔ)償器13、存儲(chǔ)器16、閾值檢測(cè)部17，由FPGA(Field ProgrammableGate Array現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)或存儲(chǔ)器之類的硬件構(gòu)成，控制部15由利用軟件進(jìn)行動(dòng)作的DSP(Digital Signal Processor數(shù)字信號(hào)處理器)構(gòu)成。本例的動(dòng)作大致分為表更新期間、起動(dòng)指示后的反饋信號(hào)取得期間、結(jié)束報(bào)告后的失真評(píng)價(jià)期間。
在反饋信號(hào)取得期間，在電平檢測(cè)部11中出現(xiàn)閾值以上的發(fā)送數(shù)據(jù)之前，循環(huán)地對(duì)存儲(chǔ)器16進(jìn)行寫入，當(dāng)檢測(cè)出閾值以上的發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，重新進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入，寫入的數(shù)據(jù)量為根據(jù)當(dāng)前寫入的地址所設(shè)定的數(shù)據(jù)量，之后結(jié)束動(dòng)作。這時(shí)，將檢測(cè)出為閾值以上的上述檢測(cè)時(shí)地址、結(jié)束了寫入的上述結(jié)束地址作為寫入的結(jié)束報(bào)告發(fā)送到控制部15，將信號(hào)電平檢測(cè)功能停止。在電平檢測(cè)部11起動(dòng)、檢測(cè)后，由控制部15控制寫入地址數(shù)。
在失真評(píng)價(jià)期間，接收到報(bào)告的控制部15，利用檢測(cè)時(shí)地址和結(jié)束地址之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行失真檢測(cè)。實(shí)際上，為了校正檢測(cè)出電平的輸入信號(hào)從前置補(bǔ)償器13經(jīng)過放大部4直到作為反饋信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器16為止的延遲，對(duì)檢測(cè)時(shí)地址和結(jié)束地址附加偏移地址。失真檢測(cè)，通常包括用于抑制檢測(cè)值的離差的平均處理，用于失真檢測(cè)的數(shù)據(jù)數(shù)(采樣數(shù))為固定的多個(gè)。就是說，檢測(cè)在固定時(shí)間內(nèi)發(fā)生的平均的失真。但是，如果可以由表更新算法側(cè)去除離差，數(shù)據(jù)數(shù)也可以是一個(gè)。
在表更新期間，控制部15，根據(jù)在失真評(píng)價(jià)期間檢測(cè)出的失真分量更新失真補(bǔ)償表12，再次起動(dòng)電平檢測(cè)部11來使反饋信號(hào)取得期間開始。之后，反復(fù)進(jìn)行同樣的處理。
此外，為了進(jìn)行延遲校正而附加的地址偏移量，可以通過發(fā)送脈沖信號(hào)并在反饋信號(hào)中檢查達(dá)到了最大電平的存儲(chǔ)器16的地址來計(jì)算?；蛘?，可以通過將反饋信號(hào)按每一個(gè)采樣延遲、取得與輸入信號(hào)的互相關(guān)性并求出相關(guān)性最強(qiáng)時(shí)的延遲量來計(jì)算。該延遲校正量，也可以預(yù)先求取設(shè)定，還可以在放大器動(dòng)作中計(jì)算設(shè)定。
按照本例，只要不超過閾值就不取得反饋信號(hào)，也不進(jìn)行控制部的失真補(bǔ)償表的更新。特別是，通過將閾值設(shè)定為比噪聲電平高的電平，可以不進(jìn)行無發(fā)送時(shí)的數(shù)據(jù)取得，所以，在無發(fā)送時(shí)，可以停止數(shù)據(jù)取得之后的失真檢測(cè)、失真補(bǔ)償表更新處理之類的由控制部對(duì)前置補(bǔ)償器進(jìn)行的相應(yīng)控制。因此，即使是變?yōu)橄馡PDL那樣瞬時(shí)無發(fā)送狀態(tài)的信號(hào)，也必定能夠取得發(fā)送狀態(tài)時(shí)的反饋信號(hào)數(shù)據(jù)。由于不進(jìn)行無用的數(shù)據(jù)取得，結(jié)果是縮短了有效數(shù)據(jù)的取得時(shí)間，加快了收斂速度。
實(shí)施例2圖7是表示本例的失真補(bǔ)償放大裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。本例與前面的實(shí)施例1相比，不同點(diǎn)在于設(shè)定了與高于通常發(fā)送時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電平的所謂峰值相當(dāng)?shù)碾娖阶鳛殚撝禉z測(cè)部27的閾值，另外，在控制部25利用FFT評(píng)價(jià)失真并用冪函數(shù)將放大裝置4的失真模型化等方面更具體化了。本實(shí)施例中沒有提及的結(jié)構(gòu)，假定與實(shí)施例1等效。
輸入信號(hào)SIN是數(shù)字IF信號(hào)，具有使用比要進(jìn)行放大的信號(hào)頻帶寬的(例如3～5倍的)頻帶的采樣頻率，而且，由I相和Q相分量構(gòu)成，因此，在圖中用2條線表示。失真補(bǔ)償表22，以復(fù)數(shù)形式存儲(chǔ)對(duì)放大裝置4的非線性特性即AM-AM變換和AM-PM變換產(chǎn)生的失真的補(bǔ)償量。前置補(bǔ)償器23，由復(fù)數(shù)乘法器構(gòu)成，將輸入信號(hào)SIN和補(bǔ)償量進(jìn)行復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算后輸出。在前置補(bǔ)償器23和放大裝置4之間設(shè)有D/A轉(zhuǎn)換器和模擬正交調(diào)制器。由模擬正交調(diào)制器將模擬I/Q信號(hào)變換為RF信號(hào)。
反饋電路部28，在對(duì)放大裝置4的輸出信號(hào)SOUT的一部分進(jìn)行頻帶限制后降頻轉(zhuǎn)換為IF(中頻信號(hào))，以等于或高于發(fā)送側(cè)的D/A轉(zhuǎn)換器的采樣頻率進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，進(jìn)行數(shù)字正交檢波，從而將SOUT的解調(diào)I/Q信號(hào)作為反饋信號(hào)輸出。
控制部25，至少具有FFT部、適應(yīng)更新部和表計(jì)算部。FFT部對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，將要進(jìn)行放大的信號(hào)頻帶的外側(cè)的頻譜功率作為失真進(jìn)行檢測(cè)。具體的結(jié)構(gòu)可與日本特愿2005-24847相同，例如可采用1024～4096樣點(diǎn)的FFT。
適應(yīng)更新部，根據(jù)所檢測(cè)出的失真的增減，用擾動(dòng)法更新記述補(bǔ)償值的2個(gè)冪函數(shù)的各項(xiàng)系數(shù)。擾動(dòng)法的采用，可與眾所周知的專利文獻(xiàn)2相同，例如循環(huán)地更新各項(xiàng)的系數(shù)。2個(gè)冪函數(shù)是關(guān)于瞬時(shí)振幅(瞬時(shí)功率的平方根)的實(shí)函數(shù)，分別表示AM-AM變換和AM-PM變換。由于2個(gè)函數(shù)值分別表示振幅補(bǔ)償值和相位補(bǔ)償值，實(shí)際上變換為復(fù)數(shù)形式(I/Q信號(hào))后存儲(chǔ)在失真補(bǔ)償表22內(nèi)，當(dāng)通過前置補(bǔ)償器23與輸入信號(hào)SIN相乘時(shí)，主要產(chǎn)生奇數(shù)次的相互調(diào)制失真。
表計(jì)算部，利用由適應(yīng)更新部更新后的系數(shù)，通過冪函數(shù)的計(jì)算計(jì)算整個(gè)表的值，并寫入失真補(bǔ)償表22。但是，當(dāng)使用冪函數(shù)時(shí)，不一定需要將預(yù)失真補(bǔ)償值寫入失真補(bǔ)償表，也可以采用根據(jù)冪函數(shù)值對(duì)每個(gè)采樣計(jì)算失真補(bǔ)償值的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，也可以不區(qū)分電平檢測(cè)部21、失真補(bǔ)償表22、前置補(bǔ)償器23等而采用圖中以虛線示出的一個(gè)前置補(bǔ)償部20。
閾值檢測(cè)部27，使從超過了閾值的時(shí)刻起到停止寫入的時(shí)間為實(shí)施例1的一半，相應(yīng)地，對(duì)檢測(cè)時(shí)地址附加追溯該一半時(shí)間的地址偏移量，之后進(jìn)行結(jié)束報(bào)告。由此，使檢測(cè)出超過了閾值的位置位于FFT對(duì)象數(shù)據(jù)的中央，因而不會(huì)由利用FFT時(shí)使用的窗函數(shù)削減峰值數(shù)據(jù)。
圖8是說明本例的動(dòng)作的時(shí)序圖。圖中清楚地示出還保存了檢測(cè)出超過了閾值的位置之前的反饋信號(hào)。輸入電平的波形示出在保存數(shù)據(jù)中不僅包含超過閾值的信號(hào)而且還很容易地包含著各種電平的信號(hào)。當(dāng)用冪級(jí)數(shù)計(jì)算失真補(bǔ)償值時(shí)，一個(gè)系數(shù)的更新可能影響到輸入電平的整個(gè)范圍，所以用于判斷更新的正確與否的失真評(píng)價(jià)值也應(yīng)反映輸入電平的整個(gè)范圍內(nèi)的失真。因此，最好是冪級(jí)數(shù)模型和FFT的組合。此外，在通常的擾動(dòng)法中，如不能得到基于FFT的失真評(píng)價(jià)結(jié)果，就不能判斷緊前的更新是否正確，因而不能進(jìn)入下一次的更新，因此，在FFT上雖然花費(fèi)時(shí)間但其間不進(jìn)行下一次的反饋信號(hào)的取得。就是說，必須按時(shí)序反復(fù)進(jìn)行起動(dòng)指示后的反饋信號(hào)取得期間、結(jié)束報(bào)告后的失真評(píng)價(jià)期間和表更新期間。
圖9是表示以往的和本例的反饋信號(hào)的取得位置的圖。以往的反饋信號(hào)的取得位置以取決于控制部的處理速度等的固定的時(shí)間間隔來取得反饋信號(hào)，而在本例中，可以有效地取得超過閾值的峰值附近的反饋信號(hào)。
按照本例，通過將閾值設(shè)定為表示放大器4的非線性特性的高電平，對(duì)提供失真補(bǔ)償值的冪級(jí)數(shù)的更新能夠取得令人滿意的數(shù)據(jù)，縮短了直到使失真補(bǔ)償表變?yōu)樽罴阎档氖諗繒r(shí)間。而且，如圖10所示，通過將該閾值設(shè)置多個(gè)并在放大器動(dòng)作中依次設(shè)定在閾值檢測(cè)部27內(nèi)，可以取得多個(gè)電平的數(shù)據(jù)。
實(shí)施例3本例在使閾值改變這一點(diǎn)上與前面的實(shí)施例2不同，而且使冪函數(shù)更具體化了。本實(shí)施例中沒有提及的結(jié)構(gòu)，假定與實(shí)施例1或2等效。
作為冪函數(shù)模型，在一般的以零振幅為中心展開的所謂馬克勞林級(jí)數(shù)中，不能適當(dāng)?shù)乇硎拘≌穹鶗r(shí)和大振幅時(shí)的雙方的補(bǔ)償值。因此，在日本特愿2005-198349中記述有可以如在零點(diǎn)以外展開的級(jí)數(shù)那樣采用產(chǎn)生偶次失真的冪函數(shù)。
在本例中，為提高對(duì)低輸入電平時(shí)的補(bǔ)償值的自由度，采用由下式表示的冪函數(shù)模型。
CA(x)=a0+a3x2+a5x4+a7x6+A3(l-x)2+A5(l-x)4+A7(l-x)6,(0≤x<l)a0+a3x2+a5x4+a7x6,(l≤x≤xmax)]]>CP(x)=p0+p3x2+p5x4+p7x6+P3(l-x)2+P5(l-x)4+P7(l-x)6,(0≤x<l)p0+p3x2+p5x4+p7x6,(l≤x≤xmax)]]>......算式1算式1中，CA(x)為振幅補(bǔ)償值，CP(x)為相位補(bǔ)償值，都是輸入信號(hào)的振幅x的實(shí)函數(shù)。1在x的動(dòng)態(tài)范圍0～xmax內(nèi)，設(shè)定為比補(bǔ)償值難于再現(xiàn)的低輸入電平稍大一些。在CA(x)中，當(dāng)振幅小于1時(shí)附加A3～A7的項(xiàng)。這些項(xiàng)在切換CA(x)的x＝1時(shí)其值和任意次的微分系數(shù)為0，因此，CA(x)是光滑函數(shù)。而且，常數(shù)項(xiàng)a0決定著前置補(bǔ)償器的增益，不能直接用擾動(dòng)法更新，但每當(dāng)更新其他系數(shù)時(shí)可以進(jìn)行調(diào)整以抑制平均增益的變化。對(duì)于CP(x)也同樣，但p0不是必要的。
當(dāng)使用上述式1時(shí)，為更新A3～A7或P3～P7，在能夠取得超過了1以上的閾值時(shí)的反饋信號(hào)之前不需要等待。超過了閾值時(shí)產(chǎn)生的較大的失真在更新中是不需要的，所以與噪聲相同使S/N惡化，因而不應(yīng)取得。因此，在本例中，對(duì)閾值檢測(cè)部提供的閾值，在更新A3～A7或P3～P7時(shí)與實(shí)施例1同樣地設(shè)定得極低，在更新a3～a7或p3～p7時(shí)與實(shí)施例2同樣地設(shè)定為高于平均電平。更一般地說，在更新像冪函數(shù)的系數(shù)那樣表示失真補(bǔ)償方式的參數(shù)時(shí)，對(duì)每個(gè)參數(shù)設(shè)定最佳的閾值。
閾值的變更，在采用了如上所述的冪函數(shù)模型以外的情況下也是有用的。
圖10是說明取得基于多個(gè)閾值的反饋信號(hào)的圖。例如，在接通失真補(bǔ)償放大裝置的電源后的補(bǔ)償值收斂的初期，與實(shí)施例2那樣的利用高的閾值而花費(fèi)時(shí)間精確地取得失真相比，利用設(shè)定得稍低的閾值快速地取得失真，增加更新次數(shù)可以更快地收斂。因此，使供給閾值檢測(cè)部的閾值在收斂初期為設(shè)定得稍低的閾值1、在其以后為通常設(shè)定的閾值2。
實(shí)施例4圖11是表示本例的失真補(bǔ)償放大裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。本例，與前面的實(shí)施例2相比，不同點(diǎn)在于閾值檢測(cè)部47對(duì)反饋信號(hào)檢測(cè)超過了閾值的情況、控制部15通過時(shí)間波形比較評(píng)價(jià)失真等。本實(shí)施例中沒有提及的結(jié)構(gòu)，假定與實(shí)施例2或?qū)嵤├?等效。
輸入信號(hào)SIN與實(shí)施例2同樣地為數(shù)字IF信號(hào)。
電平檢測(cè)部41，可與實(shí)施例1的電平檢測(cè)部11相同。
存儲(chǔ)器46，在輸入對(duì)放大裝置4的輸出進(jìn)行了正交解調(diào)(正交檢波)的、具有與SIN相同的IF頻率的反饋信號(hào)這一點(diǎn)上，與實(shí)施例2的存儲(chǔ)器16不同。
閾值檢測(cè)部47，在輸入反饋信號(hào)、輸出將反饋信號(hào)電平和閾值比較后的結(jié)果這一點(diǎn)上與實(shí)施例1不同。輸入信號(hào)的電平和周期信號(hào)的電平大體上成比例，因此，在本例中沒有限制，可以使用任何一個(gè)。
存儲(chǔ)器49，存儲(chǔ)所輸入的輸入信號(hào)SIN，依照控制部45的讀出輸出所存儲(chǔ)的SIN。
控制部15，當(dāng)接收到由閾值檢測(cè)部47檢測(cè)出超過了閾值的反饋信號(hào)的報(bào)告時(shí)，分別從存儲(chǔ)器46和49讀出所存儲(chǔ)的輸入信號(hào)SIN和與其對(duì)應(yīng)的已存儲(chǔ)的反饋信號(hào)，并計(jì)算其差值。SIN和反饋信號(hào)為I/Q信號(hào)，因而將時(shí)間波形差作為誤差矢量進(jìn)行檢測(cè)。然后，根據(jù)與專利文獻(xiàn)1同樣的LMS算法，將造成該差值的輸入信號(hào)SIN所對(duì)應(yīng)的失真補(bǔ)償表12中的失真補(bǔ)償值更新。但是，在計(jì)算差值之前，需要使輸入信號(hào)SIN和反饋信號(hào)的采樣率、延遲、相位、增益等一致。因此，控制部15，為使采樣率一致而具有插補(bǔ)或抽選濾波器，或?yàn)槭寡舆t一致而具有使存儲(chǔ)器46、49起延遲裝置作用的地址控制裝置，或?yàn)槭瓜辔灰恢露哂邢辔恍D(zhuǎn)補(bǔ)償裝置。例如，地址控制裝置，利用輸入信號(hào)SIN輸入到存儲(chǔ)器49為止的延遲和輸入信號(hào)SIN經(jīng)過放大裝置4輸入到存儲(chǔ)器46為止的延遲之間的時(shí)間差所對(duì)應(yīng)的地址偏移量，控制反饋信號(hào)的讀出。
按照本實(shí)施例，將失真作為誤差矢量檢出，因此，與用標(biāo)量檢測(cè)的情況相比，有時(shí)易于確定失真補(bǔ)償值的更新方向，使收斂速度加快。
實(shí)施例5圖1是表示本例的失真補(bǔ)償放大裝置的基本結(jié)構(gòu)的框圖。就該基本的框圖結(jié)構(gòu)來說，與圖3中示出的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基本相同，但不同點(diǎn)在于，清楚地示出由失真檢測(cè)部6檢測(cè)在放大裝置的輸出中殘留的失真、清楚地示出控制部5輸入對(duì)失真補(bǔ)償表2的地址信號(hào)A及其處理內(nèi)容。此外，如圖3的說明中所述，根據(jù)對(duì)前置補(bǔ)償器3、電平檢測(cè)部1是按無線頻帶的信號(hào)而構(gòu)成還是按中頻帶的信號(hào)而構(gòu)成來改變頻率變換器或A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的設(shè)置、結(jié)構(gòu)，但因該不同在本發(fā)明中都無關(guān)系、且在任何情況下都可以適用，所以只示出基本的構(gòu)成要素。
在圖1中，電平檢測(cè)部1檢測(cè)輸入信號(hào)SIN的電平(功率或振幅)，并生成與該電平對(duì)應(yīng)的地址信號(hào)A。該地址信號(hào)A的值，以下假定輸入電平越大生成為越大的地址值。在失真補(bǔ)償表2中，與輸入信號(hào)電平對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)用于對(duì)輸入信號(hào)SIN施加預(yù)失真的振幅補(bǔ)償值a和相位補(bǔ)償值b。這些補(bǔ)償值從與由電平檢測(cè)部1生成的地址信號(hào)A對(duì)應(yīng)的地址中讀出，傳送到前置補(bǔ)償器3。這樣，該前置補(bǔ)償器3，對(duì)輸入信號(hào)SIN施加預(yù)失真以補(bǔ)償放大裝置4具有的非線性特性。在本例中假定為由可變相位器和可變衰減器構(gòu)成的模擬的前置補(bǔ)償器。失真檢測(cè)部6，檢測(cè)在放大裝置4的輸出中殘留的失真。最好是檢測(cè)盡可能不依賴于輸入電平的平均失真量，這可以通過使瞬時(shí)失真功率化(標(biāo)量化)并僅在必要的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行平均來實(shí)現(xiàn)?？刂撇?，進(jìn)行失真補(bǔ)償表2的振幅補(bǔ)償值a和相位補(bǔ)償值b的更新處理，以便施加能適應(yīng)放大裝置特性的長(zhǎng)期變化或溫度變化的預(yù)失真。
圖2是表示本發(fā)明的失真補(bǔ)償放大裝置中的失真補(bǔ)償表的更新處理方法的例子的流程圖。在該例中，與上述的專利文獻(xiàn)2的情況同樣地，將地址信號(hào)A的地址空間劃分為塊1～塊Nmax的Nmax個(gè)塊，塊序號(hào)越大則對(duì)應(yīng)越大的輸入信號(hào)電平。各塊具有1組代表著該塊的振幅補(bǔ)償值a和相位補(bǔ)償值b。通過在這些值之間進(jìn)行插補(bǔ)來計(jì)算與所有地址對(duì)應(yīng)的振幅補(bǔ)償值a和相位補(bǔ)償值b。
在與具有最大的塊序號(hào)的塊Nmax對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)電平的范圍內(nèi)，在放大裝置的輸入輸出特性中顯著地呈現(xiàn)出非線性特性。因此，放大裝置輸出的失真分量，主要在輸入信號(hào)電平變?yōu)閴KNmax對(duì)應(yīng)的輸入電平時(shí)產(chǎn)生，所以需要進(jìn)行能夠使該塊Nmax的補(bǔ)償值總是保持在最佳值的更新處理。
因此，在圖2的處理中，首先，將控制參數(shù)NA、NP都設(shè)定為1(步驟201)。該參數(shù)NA和NP，是用于依次循環(huán)地更新塊1～Nmax-1的振幅補(bǔ)償值和相位補(bǔ)償值的控制變量。
然后，由電平檢測(cè)部輸入在該時(shí)刻生成的地址信號(hào)A，并與預(yù)定的閾值A(chǔ)1進(jìn)行比較(步驟202)。閾值A(chǔ)1例如取為與塊Nmax所對(duì)應(yīng)的輸入電平范圍的最小電平所對(duì)應(yīng)的地址。當(dāng)?shù)刂沸盘?hào)A的值大于該閾值A(chǔ)1時(shí)，在存儲(chǔ)了超過閾值A(chǔ)1時(shí)檢測(cè)出的失真量之后進(jìn)行塊Nmax的振幅補(bǔ)償值a的暫時(shí)更新(步驟203)。當(dāng)?shù)刂沸盘?hào)A的值小于閾值A(chǔ)1時(shí)，在存儲(chǔ)了此時(shí)的失真量之后進(jìn)行塊NA的振幅補(bǔ)償值a的暫時(shí)更新(步驟204)。進(jìn)一步，在步驟204之后，進(jìn)行如下控制，即只要參數(shù)NA是小于Nmax-1的值就將NA增1，如等于Nmax-1則將NA設(shè)定為1，依次循環(huán)地對(duì)塊1～Nmax-1的振幅補(bǔ)償值進(jìn)行更新處理(步驟205～207)。
當(dāng)進(jìn)行了任何一個(gè)塊的振幅補(bǔ)償值暫時(shí)更新時(shí)，從該更新后的表中讀出地址A的振幅補(bǔ)償值和相位補(bǔ)償值并對(duì)輸入信號(hào)SIN施加預(yù)失真(步驟208)。其結(jié)果是，檢查從失真檢測(cè)部6輸入的失真量是否比暫時(shí)更新前減小了(步驟209)。如其結(jié)果是失真量減小，則步驟203或204中的暫時(shí)更新有效，并將暫時(shí)更新后的值作為表的值(步驟210)，如失真量沒有減小則暫時(shí)更新無效，將表的值恢復(fù)為暫時(shí)更新前的值(步驟211)。
以上的振幅補(bǔ)償值的更新處理是被稱為擾動(dòng)法的方法，步驟203或204中的暫時(shí)更新，通過對(duì)該時(shí)刻的該塊的振幅補(bǔ)償值施加預(yù)定的小的值(擾動(dòng)量)進(jìn)行。使擾動(dòng)量為+還是為-，通過以下方法來進(jìn)行，即當(dāng)該塊的振幅補(bǔ)償值的上一次的暫時(shí)更新的結(jié)果是使失真減小的方向時(shí)，則在與該方向相同的方向上進(jìn)行更新；當(dāng)是增加的方向時(shí)，則在與該方向相反的方向上進(jìn)行更新。這樣，只要對(duì)同一塊進(jìn)行幾次更新就能夠施加使輸出失真減小的預(yù)失真。因此，預(yù)先存儲(chǔ)步驟209的判斷結(jié)果以便決定下一次的同一塊暫時(shí)更新時(shí)的增減方向。
圖2的步驟212～221的處理，與步驟202～211的振幅補(bǔ)償值a的基于擾動(dòng)法的更新處理同樣地進(jìn)行相位補(bǔ)償值b的基于擾動(dòng)法的更新處理，其各步驟的說明從略。
在輸入信號(hào)SIN的電平分布(即表示在各電平以怎樣程度的概率出現(xiàn)的概率密度函數(shù))中有一定的傾向，在多載波信號(hào)或CDMA信號(hào)中隨著電平的增加出現(xiàn)概率單調(diào)地減小。這與放大裝置4中的電平和失真量的關(guān)系相反，所以輸入電平大時(shí)產(chǎn)生的大失真對(duì)檢測(cè)失真量的影響力減弱。因此，失真檢測(cè)部6，在可以忽略因電平分布變化引起的每次檢測(cè)的電平分布的差異的固定時(shí)間內(nèi)，僅對(duì)失真進(jìn)行平均，能夠取得在使各電平的失真穩(wěn)定的條件下反映出的一個(gè)失真量，所以，對(duì)Nmax以外的所有塊使用同樣的檢測(cè)方法。但是，當(dāng)平均時(shí)間內(nèi)的出現(xiàn)次數(shù)的期望值為1以下的電平時(shí)，則每次檢測(cè)的離差將不可避免，當(dāng)為0.5以下時(shí)，則更新的正確與否和檢測(cè)失真量的增減基本互不相關(guān)。按這種方式檢測(cè)出的精度差的失真量不能適當(dāng)?shù)胤从掣碌慕Y(jié)果，成為使收斂延遲的原因。因此，通過附加超過閾值A(chǔ)1的條件來檢測(cè)失真量，由此保持失真量的精度。例如，本實(shí)施例的閾值A(chǔ)1，也與輸入信號(hào)SIN的分布有關(guān)，但大體上與失真的平均時(shí)間內(nèi)的出現(xiàn)次數(shù)的期望值為1左右的電平相對(duì)應(yīng)，在平均時(shí)間內(nèi)總是包含1個(gè)(如采樣頻率高，則可以由多個(gè)采樣表示1個(gè)峰值)以上的與塊Nmax對(duì)應(yīng)的峰值。在實(shí)際情況下，如在真的失真量和檢測(cè)出的失真量之間存在著雖然微小但為正的相關(guān)性，補(bǔ)償值更新算法大都要延遲收斂，因此閾值A(chǔ)1的決定方法不是很嚴(yán)格的。設(shè)定失真的平均時(shí)間和閾值以使基于屬于更新對(duì)象的塊的失真補(bǔ)償量的失真的出現(xiàn)次數(shù)的期望值為0.5以上是至關(guān)重要的。而且，使因延長(zhǎng)失真的平均時(shí)間而實(shí)現(xiàn)的檢測(cè)的高精度化與決定補(bǔ)償值更新算法側(cè)的穩(wěn)定性的參數(shù)(擾動(dòng)量或步長(zhǎng)等)之間的均衡最優(yōu)化，據(jù)此能得到最佳的收斂速度和收斂精度。
存在這樣的情況，即在步驟203或204中進(jìn)行了振幅補(bǔ)償值的暫時(shí)更新后，從作為其結(jié)果的被更新了的失真補(bǔ)償表2讀出振幅補(bǔ)償值a和相位補(bǔ)償值b，直到施加于前置補(bǔ)償器3為止多少要花費(fèi)一些時(shí)間。特別是塊Nmax的補(bǔ)償值讀出頻度低，但通過利用與塊Nmax對(duì)應(yīng)的大的信號(hào)在較短的時(shí)間內(nèi)連續(xù)發(fā)生的情況多的性質(zhì)，在超過了閾值A(chǔ)1時(shí)進(jìn)行暫時(shí)更新，有可能在比以往短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行該暫時(shí)更新后的失真量的檢測(cè)。但是，當(dāng)在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)沒有讀出時(shí)，也可以暫停、不使擾動(dòng)量的符號(hào)反轉(zhuǎn)地將暫時(shí)更新取消并返回步驟202。另一方面，由于塊NA的讀出頻度高，因此可以根據(jù)暫時(shí)更新后的補(bǔ)償值施加預(yù)失真，而且由失真檢測(cè)部6輸入的殘留失真量也能夠在進(jìn)行暫時(shí)更新后立即取得，因此，也可以通過輸入多個(gè)失真量進(jìn)行平均來提高精度。
按照如上所述的圖2的處理，當(dāng)輸入信號(hào)的電平為預(yù)定值以上時(shí)，可靠地進(jìn)行最大振幅范圍的塊的振幅補(bǔ)償值或相位補(bǔ)償值的更新處理，所以即使是像CDMA方式或OFDM方式的信號(hào)那樣的峰值出現(xiàn)頻度少的情況下，也能使對(duì)作為非線性失真的主要原因的大的輸入振幅的補(bǔ)償值的更新頻度提高，能夠由更精確的預(yù)失真進(jìn)行失真補(bǔ)償。另外，當(dāng)輸入振幅在預(yù)定值以下時(shí)，依次循環(huán)地對(duì)與最大振幅范圍以外對(duì)應(yīng)的塊的補(bǔ)償值進(jìn)行更新，因此也能夠比現(xiàn)有技術(shù)更多地對(duì)這些塊進(jìn)行更新處理。而且，通過這種以預(yù)定值為界來區(qū)分情況，不需要對(duì)所有電平穩(wěn)定地檢測(cè)失真量，能夠縮短失真量的平均時(shí)間，并能夠檢測(cè)更可靠地反映了作為檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行了更新的塊中的失真的失真量。
此外，在圖2的例中，將放大裝置的因飽和而產(chǎn)生的非線性特性顯著的范圍作為1個(gè)塊Nmax，但即使是使其為多個(gè)輸入電平范圍的劃分也能很容易地優(yōu)先更新這些多個(gè)塊。另外，作為更新方法使用了擾動(dòng)法，但也可以是其他的更新方法。
工業(yè)可利用性本發(fā)明優(yōu)選應(yīng)用于與因具有失真補(bǔ)償用的結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的功耗的增加相比，通過使放大器的動(dòng)作點(diǎn)更加靠近壓縮點(diǎn)而取得明顯的功耗的削減的效果大的線性放大。而且，也可以不限于電，而廣泛地應(yīng)用于像光或聲音等波的調(diào)制那樣利用了各種物理性能的信號(hào)變換中要求高度線性的情況。
權(quán)利要求
1.一種失真補(bǔ)償放大裝置，包括前置補(bǔ)償器，對(duì)輸入信號(hào)施加預(yù)失真；放大部，放大施加了預(yù)失真的輸入信號(hào)；閾值檢測(cè)部，對(duì)上述輸入信號(hào)的電平是否超過閾值進(jìn)行檢測(cè)；以及控制部，根據(jù)由上述閾值檢測(cè)部檢測(cè)到上述輸入信號(hào)的電平超過閾值時(shí)的來自上述放大部的反饋信號(hào)，來更新基于上述前置補(bǔ)償器的失真補(bǔ)償方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的失真補(bǔ)償放大裝置，其特征在于還具有根據(jù)上述閾值檢測(cè)部檢測(cè)到上述輸入信號(hào)電平超過上述閾值的時(shí)刻來存儲(chǔ)上述反饋信號(hào)的存儲(chǔ)器，上述控制部利用存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)器內(nèi)的反饋信號(hào)來更新上述失真補(bǔ)償方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的失真補(bǔ)償放大裝置，其特征在于在上述反饋信號(hào)輸入后，閾值檢測(cè)部根據(jù)上述反饋信號(hào)對(duì)上述輸入信號(hào)的電平是否超過閾值進(jìn)行檢測(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的失真補(bǔ)償放大裝置，其特征在于只要上述閾值檢測(cè)部沒有檢測(cè)到上述輸入信號(hào)電平超過上述閾值，上述控制部就不更新上述失真補(bǔ)償方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的失真補(bǔ)償放大裝置，其特征在于上述閾值設(shè)定為大于沒有上述輸入信號(hào)時(shí)的電平且小于通常的上述輸入信號(hào)時(shí)的電平。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的失真補(bǔ)償放大裝置，其特征在于上述控制部利用有關(guān)上述輸入信號(hào)的振幅的冪函數(shù)將上述預(yù)失真模型化，將上述反饋信號(hào)包含的頻帶外漏泄功率的時(shí)間平均值作為失真量進(jìn)行評(píng)價(jià)，并更新上述冪函數(shù)的系數(shù)以減少上述失真量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的失真補(bǔ)償放大裝置，其特征在于上述閾值設(shè)定為比通常的標(biāo)準(zhǔn)電平高的峰值電平。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的失真補(bǔ)償放大裝置，其特征在于上述控制部根據(jù)上述失真補(bǔ)償方式的更新狀況，在上述閾值檢測(cè)部中設(shè)定不同的閾值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的失真補(bǔ)償放大裝置，其特征在于上述控制部利用多個(gè)參數(shù)來表現(xiàn)失真補(bǔ)償方式，當(dāng)更新各參數(shù)時(shí)，在上述閾值檢測(cè)部中設(shè)定與該參數(shù)對(duì)應(yīng)的閾值。
10.一種失真補(bǔ)償放大裝置，包括電平檢測(cè)單元，檢測(cè)輸入信號(hào)的電平；失真補(bǔ)償表，輸出與由上述電平檢測(cè)單元檢測(cè)到的輸入電平對(duì)應(yīng)的預(yù)失真控制信號(hào)；前置補(bǔ)償器，將與從上述失真補(bǔ)償表輸出的預(yù)失真控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的失真施加于上述輸入信號(hào)；放大器，放大由上述前置補(bǔ)償器施加了失真的輸入信號(hào)；失真檢測(cè)單元，將從上述放大器輸出的失真的時(shí)間平均值作為失真量進(jìn)行檢測(cè)；以及表更新單元，更新上述預(yù)失真控制信號(hào)以使上述失真量進(jìn)一步減小，其中，上述表更新單元將上述輸入信號(hào)的大于預(yù)定的閾值的輸入電平所對(duì)應(yīng)的上述預(yù)失真控制信號(hào)作為第一組、將除此以外的預(yù)失真控制信號(hào)的至少一部分作為第二組，輸入上述輸入電平，當(dāng)所輸入的輸入電平大于上述閾值時(shí)，更新上述第一組預(yù)失真控制信號(hào)，而當(dāng)上述所輸入的輸入電平小于上述第二閾值時(shí)，更新上述第二組預(yù)失真控制信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的失真補(bǔ)償放大裝置，其特征在于上述閾值設(shè)定為在對(duì)已判斷為上述輸入電平大于上述閾值時(shí)的失真進(jìn)行時(shí)間平均的時(shí)間內(nèi)，使屬于上述第一組的電平要出現(xiàn)的次數(shù)的期望值為0.5以上。
全文摘要
在施加預(yù)失真以進(jìn)行失真補(bǔ)償?shù)姆糯笱b置中，即使在接近輸入信號(hào)峰值的電平的出現(xiàn)頻度小的情況下也能高效率地進(jìn)行失真補(bǔ)償表的更新，謀求失真補(bǔ)償精度的提高。失真補(bǔ)償表(2)的補(bǔ)償值被劃分為輸出失真增大的大輸入電平對(duì)應(yīng)的第一補(bǔ)償值組和其他的小輸入電平對(duì)應(yīng)的第二補(bǔ)償值組，控制部(5)，當(dāng)電平檢測(cè)部(1)檢測(cè)出的電平在閾值以上時(shí)，進(jìn)行第一補(bǔ)償值組的更新，當(dāng)在閾值以下時(shí)，進(jìn)行第二補(bǔ)償值組的更新。由此，即使對(duì)于像CDMA或OFDM方式那樣的信號(hào)電平的峰值出現(xiàn)頻度少的信號(hào)也能高效率地進(jìn)行更新處理，使失真補(bǔ)償精度提高。
文檔編號(hào)H03F3/24GK101023578SQ20058003157
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2005年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月21日
發(fā)明者古田敏史, 本江直樹 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立國(guó)際電氣