專利名稱：前置補(bǔ)償器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用前置補(bǔ)償方式補(bǔ)償由放大器產(chǎn)生的非線性失真的前置
補(bǔ)償器(PD: Pre-Distorter)，特別是涉及使前置補(bǔ)償用的系數(shù)有效收斂的 前置補(bǔ)償器。
背景技術(shù)：
一般而言，功率放大器的輸入輸出特性在輸入電平較低的區(qū)域呈線性， 但是如果超過某輸入電平則變?yōu)榉蔷€性，不久輸出功率飽和。通常，為了使 功率放大器的功耗良好而在接近飽和點(diǎn)的工作點(diǎn)使用，所以由于放大器的非 線性，產(chǎn)生非線性失真。由于該非線性失真，不需要的信號成分向希望信號 頻帶內(nèi)和希望信號頻帶外(相鄰?fù)ǖ?泄漏。
一般，當(dāng)用t表示時刻，放大器的輸入信號為復(fù)數(shù)z (t)，放大器的輸 出信號為復(fù)數(shù)y(t)時，則如式(l)那樣表示。
在此，在式(1)中，Gain (增益)表示放大器的增益，是實(shí)數(shù)。Dn是 由放大器產(chǎn)生的n次的非線性失真的系數(shù)，是復(fù)數(shù)。
式(1)是將放大器的輸入輸出特性進(jìn)行冪級數(shù)展開的形式，右邊第一 項(xiàng)的Gahrz (t)是線性成分(希望波)，右邊第二項(xiàng)之后是非線性成分(不 要波)。
y(t) = Gain'z(t) + D31 z (t) J 2z (t)
+ D5| z (t) |4z (t) + D7|z(t) |6z(t) +
式(1)
在式(l)中，僅為3次、5次、7次...這樣的奇數(shù)次項(xiàng)的理由是， 觀察放大器輸出信號的頻譜時，奇數(shù)次失真的頻譜在線性成分Gain.z (t)的 頻譜的附近發(fā)生。而偶數(shù)次失真成為與在基帶發(fā)生的差頻成分的2倍以上的高次諧波而出現(xiàn)，所以用頻帶限制濾波器(或者帶通濾波器)等能容易使其 衰減
尤其是在基站裝置中，發(fā)送功率較高，所以非線性失真由ACLR (Adjacent Channel Leakage power Ratio:鄰信道泄漏功率比)、雜波(spurious ) 標(biāo)準(zhǔn)、頻譜發(fā)射模板(spectrum emission mask)等嚴(yán)格規(guī)定。這樣，如何降 低非線性失真成為大的問題。
作為補(bǔ)償這樣的功率放大器非線性失真的失真補(bǔ)償方式之一，有前置補(bǔ) 償方式。前置補(bǔ)償方式是對放大器的輸入信號預(yù)先施加功率放大器的非線性 特性即AM-AM變換、AM-PM變換的逆特性，補(bǔ)償在功率放大器產(chǎn)生的失 真的方式。
圖1表示使用前置補(bǔ)償方式補(bǔ)償功率放大器的失真的帶前置補(bǔ)償器的 放大器的結(jié)構(gòu)例。
圖2表示前置補(bǔ)償執(zhí)行部13的結(jié)構(gòu)例。
另外，圖1和圖2是在后述的本發(fā)明實(shí)施例中參照的圖，在此，為了便 于說明而參照，但并不打算不必要地限制本發(fā)明。
在此，作為失真補(bǔ)償表12的自適應(yīng)更新算法(adaptive update algorithms),使用波形比較法、頻帶外的失真功率作為誤差函數(shù)的攝動法等。
波形比較法是在控制部14根據(jù)從A/D轉(zhuǎn)換器7獲取的反饋信號(包含 失真的功率放大部4的輸出信號)和輸入信號(從輸入一側(cè)輸入控制部14 的信號)，計(jì)算誤差信號，使用LMS ( Least Mean Square error)等算法來收 斂失真補(bǔ)償表12的內(nèi)容的方法。
攝動法是對反饋信號進(jìn)行傅立葉變換，將計(jì)算出的頻帶外的功率作為評 價函數(shù)，使前置補(bǔ)償器1的系數(shù)變化時，選擇評價函數(shù)較小的一方，使失真 補(bǔ)償表12的內(nèi)容收斂的方法。
上述的兩種方法分別具有特征，波形比較法在輸入信號和輸出信號的延 遲時間和振幅的調(diào)整上需要相當(dāng)?shù)木?，所以處理變得?fù)雜。而攝動法僅使 用反饋信號就能用比較簡單的處理來實(shí)現(xiàn)，但是收斂所需的時間變長。
另外，圖7表示作為前置補(bǔ)償器的系數(shù)的自適應(yīng)算法，使用波形比較法 時的控制部101的結(jié)構(gòu)例，在后描的實(shí)施例中(實(shí)施例4)將對其進(jìn)行詳細(xì)說明。日本特開2004-112151號公報(bào) [專利文獻(xiàn)2]日本特開2005-101908號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
在上述的現(xiàn)有的前置補(bǔ)償器中，在使前置補(bǔ)償用的系數(shù)(例如失真補(bǔ)償 表12的內(nèi)容)有效收斂的方面，還具有開發(fā)的余地，希望進(jìn)一步的效率化。
作為具體例，在無存儲效果前置補(bǔ)償器中，各次數(shù)的前置補(bǔ)償器的系數(shù) 彼此影響，所以具有為了自適應(yīng)地收斂，需要較長的時間的問題。
同樣，在補(bǔ)償存儲效果的前置補(bǔ)償器(存儲效果前置補(bǔ)償器)中，各次 數(shù)的前置補(bǔ)償器的系數(shù)彼此影響，所以具有為了適應(yīng)地收斂，需要較長的時 間的問題。
此外，使用上述2個前置補(bǔ)償器的雙方時，即使各前置補(bǔ)償器內(nèi)的系數(shù) 獨(dú)立，在前置補(bǔ)償器之間也彼此影響，所以具有為了自適應(yīng)地收斂，需要長 的時間的問題。
此外，在上述的現(xiàn)有的前置補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)(例如圖7所示的結(jié)構(gòu))中， 關(guān)于使用自適應(yīng)算法將用于前置補(bǔ)償?shù)南禂?shù)(例如失真補(bǔ)償表12的內(nèi)容) 收斂的結(jié)構(gòu)，還具有開發(fā)的余地，希望進(jìn)一步的效率化。
本發(fā)明是鑒于這樣的以往的問題而做出的，其目的在于提供一種前置補(bǔ) 償器，在利用前置補(bǔ)償方式補(bǔ)償由放大器產(chǎn)生的非線性失真時，能使前置補(bǔ) 償用的系數(shù)有效地收斂。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在補(bǔ)償由放大器產(chǎn)生的失真的前置補(bǔ)償器中 為以下的結(jié)構(gòu)。
即電平檢測裝置檢測對上述放大器輸入的信號電平。信號獲取裝置將從 上述放大器輸出的信號(例如一部分)作為反饋信號而獲取。對應(yīng)獲取裝置 更新使用正交多項(xiàng)式來表現(xiàn)的前置補(bǔ)償用的系數(shù)，獲取對上述放大器輸入的 信號電平與前置補(bǔ)償?shù)挠每刂葡禂?shù)之間的對應(yīng)，以使由上述信號獲取裝置所
獲取的反饋信號中包含的失真成分減小。前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置根據(jù)由上述對應(yīng) 獲取裝置所獲取的對應(yīng)，按照與上述電平檢測裝置檢測出的電平相對應(yīng)的前
6置補(bǔ)償用的控制系數(shù)，對輸入上述放大器的信號施加前置補(bǔ)償用的失真(變 形)。
因此，更新使用正交多項(xiàng)式來表現(xiàn)的前置補(bǔ)償用的系數(shù)，獲取對上述放 大器輸入的信號電平與用于前置補(bǔ)償?shù)目刂葡禂?shù)之間的對應(yīng)，所以例如通過 前置補(bǔ)償方式補(bǔ)償在放大器產(chǎn)生的非線性失真時，能使前置補(bǔ)償用的系數(shù)有 效收斂，縮短收斂所需的時間。
在此，作為補(bǔ)償失真的程度(精度)，只要在實(shí)用上有效，可以采用各 種方式。
作為一例，作為檢測對放大器輸入的信號電平時的該信號，例如能使用 對前置補(bǔ)償器(前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置)輸入的信號等。
此外，作為信號的電平，例如能使用功率或振幅的電平等。
作為控制使反饋信號中包含的失真的成分減小(理想的是最小)的方式， 可以使用各種形態(tài)，例如能使用波形比較法或攝動法。
此外，作為使用正交多項(xiàng)式來表現(xiàn)的前置補(bǔ)償用的系數(shù)，例如在無存儲
效果前置補(bǔ)償器時，使用3次、5次、7次…的奇數(shù)次的l個或多個系數(shù)，在 存儲效果前置補(bǔ)償器時，使用2次、4次、6次、…等偶數(shù)次的1個或多個系 數(shù)。此外，在使用無存儲效果前置補(bǔ)償器和存儲效果前置補(bǔ)償器雙方時，使 用雙方的系數(shù)(將雙方合在一起，為多個系數(shù))。
此外，作為對放大器輸入的信號電平與前置補(bǔ)償用的控制系數(shù)之間的對 應(yīng)，例如也可以使用與使用正交多項(xiàng)式來表現(xiàn)的前置補(bǔ)償用的系數(shù)不同的系 數(shù)(使用以往的冪級數(shù)來表現(xiàn)的系數(shù))。這是因?yàn)殡p方(正交多項(xiàng)式和冪級 數(shù))的系數(shù)能彼此變換。
另外，使用正交多項(xiàng)式來表現(xiàn)的前置補(bǔ)償用的多個系數(shù)彼此不影響，能 分別獨(dú)立更新。
此外，前置補(bǔ)償用的控制系數(shù)是在輸入信號上施加放大器的非線性特性 的逆特性(例如AM-AM特性和AM-PM特性的逆特性、存儲效果的逆特性、 或者其雙方)。
此外，例如還能具有通過存儲器的表等存儲對放大器輸入的信號電平 與前置補(bǔ)償用的控制系數(shù)之間的對應(yīng)的對應(yīng)存儲裝置。本發(fā)明的前置補(bǔ)償器，作為一個結(jié)構(gòu)例，為以下的結(jié)構(gòu)。
即作為上述前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置，具有實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償AM-AM特性和AM-PM 特性的無存儲效果前置補(bǔ)償器的第一前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置和、實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償存儲效 果的存儲效果前置補(bǔ)償器的第二前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置。
此外，上述對應(yīng)獲取裝置更新使用一個正交多項(xiàng)式來表現(xiàn)的關(guān)于上述第 一前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置和上述第二前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置雙方的前置補(bǔ)償用的系 數(shù)，分別對上述第一前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置和上述第二前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置獲取輸 入上述放大器的信號電平與前置補(bǔ)償用的控制系數(shù)之間的對應(yīng)。
因此，在使用無存儲效果前置補(bǔ)償器和存儲效果前置補(bǔ)償器雙方時，例 如通過前置補(bǔ)償方式補(bǔ)償在放大器產(chǎn)生的非線性失真時，能使各前置補(bǔ)償器 的前置補(bǔ)償用的系數(shù)有效收斂，縮短收斂所需的時間。
在此，第一前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置(無存儲效果前置補(bǔ)償器)和第二前置補(bǔ) 償執(zhí)行裝置(存儲效果前置補(bǔ)償器)例如作為分別不同的部分而構(gòu)成，并列 配置。此外，第一前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置(無存儲效果前置補(bǔ)償器)和第二前置補(bǔ) 償執(zhí)行裝置(存儲效果前置補(bǔ)償器)例如分別獲取輸入放大器的信號電平與 前置補(bǔ)償用的控制系數(shù)之間的對應(yīng)。
此外，在由一個正交多項(xiàng)式來表現(xiàn)的前置補(bǔ)償用的系數(shù)中包含關(guān)于無存 儲效果前置補(bǔ)償器的系數(shù)和關(guān)于存儲效果前置補(bǔ)償器的系數(shù)雙方，還考慮雙 方的前置補(bǔ)償器之間的相互作用。
在本發(fā)明的前置補(bǔ)償器中，作為一個結(jié)構(gòu)例，為以下的結(jié)構(gòu)。
即上述信號獲取裝置具有獲取從所獲取的反饋信號中除去希望波頻率 成分的信號成分的濾波裝置。
此外，上述對應(yīng)獲取裝置將由上述信號獲取裝置具有的上述濾波裝置所 獲取的信號成分作為誤差信號(錯誤信號)，使用減小該誤差信號的算法， 更新前置補(bǔ)償用的系數(shù)。
因此，根據(jù)將從反饋信號中除去希望波頻率成分的信號成分作為誤差信 號而使用的結(jié)構(gòu)，例如與以往的波形比較法相比，不需要復(fù)雜的處理(計(jì)算)， 能減小電路規(guī)模，由于這樣的處理簡單，能使前置補(bǔ)償用的系數(shù)有效收斂，縮短收斂所需的時間。
在此，作為希望波頻率成分，例如使用輸入放大器的信號(希望波)的 頻帶成分，在這種情況下，從反饋信號中除去希望波頻率成分的信號成分例 如成為在希望波的頻帶外的頻帶存在的失真成分(由放大器產(chǎn)生的失真成 分)。
此外，作為濾波器，例如能使用頻度限制濾波器或帶通濾波器等。 此外，作為減小誤差信號的算法，可以使用各種算法，例如能使用LMS
或RLS ( Recursive Least Squares )的算法。
本發(fā)明在補(bǔ)償在放大器產(chǎn)生的失真的前置補(bǔ)償器(以下，為了說明，稱 作前置補(bǔ)償器A)，為以下的結(jié)構(gòu)。
即電平檢測裝置檢測對上述放大器輸入的信號電平。信號獲取裝置獲取 從上述放大器輸出的信號作為反饋信號，所獲取由濾波裝置從該所獲取的反 饋信號中除去希望波頻率成分的信號成分。對應(yīng)獲取裝置將由上述信號獲取 裝置具有的上述濾波裝置所獲取的信號成分作為誤差信號，使用減小該誤差 信號的算法，更新前置補(bǔ)償用的系數(shù)，獲取對上述放大器輸入的信號電平與 前置補(bǔ)償用的控制系數(shù)之間的對應(yīng)。前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置根據(jù)由上述對應(yīng)獲取 裝置獲取的對應(yīng)，按照與上述電平檢測裝置檢測的電平相對應(yīng)的前置補(bǔ)償用 的控制系數(shù)，對輸入上述放大器的信號施加前置補(bǔ)償用的失真。
周此，根據(jù)將從反饋信號中除去希望波頻率成分的信號成分作為誤差信 號而使用的結(jié)構(gòu)，例如與以往的波形比較法相比，不需要復(fù)雜的處理(計(jì)算)， 能減小電路規(guī)模，由于這樣的處理簡單，能使前置補(bǔ)償用的系數(shù)有效收斂， 縮短收斂所需的時間。
在此，在本結(jié)構(gòu)例的前置補(bǔ)償器A中，為了更新用于前置補(bǔ)償?shù)南禂?shù)， 并不一定使用正交多項(xiàng)式。
此外，例如作為成為更新對象的前置補(bǔ)償用的系數(shù)、與輸入放大器的信 號電平相關(guān)聯(lián)的前置補(bǔ)償用的控制系數(shù)，也可以使用相同的系數(shù)。
另外，本發(fā)明也能作為方法、程序、記錄媒體等提供。
通過本發(fā)明的方法，在裝置或系統(tǒng)中各種裝置執(zhí)行各種處理。
通過本發(fā)明的程序，使構(gòu)成裝置或系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)執(zhí)行，作為各種裝置使該計(jì)算機(jī)工作。
本發(fā)明的記錄介質(zhì)能夠使構(gòu)成裝置或系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的程序由計(jì) 算機(jī)的輸入裝置可讀取地記錄，該程序使該計(jì)算機(jī)執(zhí)行各種處理(步驟)。
如上上述，根據(jù)本發(fā)明的前置補(bǔ)償器，通過前置補(bǔ)償方式補(bǔ)償在放大器 產(chǎn)生的非線性失真時，能使前置補(bǔ)償用的系數(shù)有效收斂。


圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施例的帶前置補(bǔ)償器的放大器的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖2是表示前置補(bǔ)償執(zhí)行部的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖3是表示無存儲效果前置補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖4是表示存儲效果前置補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖5是表示前置補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖6的(a)和(b)是表示控制部的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖7是表示背景技術(shù)的控制部的結(jié)構(gòu)例的圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，說明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖l表示本發(fā)明一實(shí)施例的帶前置補(bǔ)償器的放大器的結(jié)構(gòu)例。本例的帶 前置補(bǔ)償器的放大器例如被設(shè)置在基站的發(fā)送設(shè)備等上。
本例的帶前置補(bǔ)償器的放大器具有前置補(bǔ)償器(PD) 1、 D/A轉(zhuǎn)換器 (Digital to Analog) 2、上變頻器(頻率轉(zhuǎn)換部)3、功率放大部(PA) 4、 定向耦合器5、下變頻器(頻率變換部)6、以及A/D轉(zhuǎn)換器(Analog to Digital) 7。
前置補(bǔ)償器1具有振幅檢測部11、由存儲器等構(gòu)成的LUT (Look Up Table:查找表)構(gòu)成的失真補(bǔ)償表12、前置補(bǔ)償執(zhí)行部13、以及控制部14。 說明在本例的帶前置補(bǔ)償器的放大器中進(jìn)行的工作的概要。 對帶前置補(bǔ)償器的放大器的輸入信號(例如成為發(fā)送對象的信號)被輸 入前置補(bǔ)償器1，并被輸入振幅檢測部11和前置補(bǔ)償執(zhí)行部13。此外，該 輸入信號在例如如控制部14中使用波形比較法時那樣，在必要的時候也被
10輸入控制部14。
振幅檢測部11檢測所輸入的信號的振幅的值，向失真補(bǔ)償表12輸出。 該振幅的值作為失真補(bǔ)償表12的參照自變量而關(guān)聯(lián)。
失真補(bǔ)償表12存儲用于通過前置補(bǔ)償方式進(jìn)行失真補(bǔ)償?shù)谋?。該表?guī) 定成為失真補(bǔ)償對象的放大器(在本例中，功率放大部4的放大器)的非線 性特性的逆特性， 一般涉及將輸入信號的振幅作為指標(biāo)的AM-AM特性(振 幅)和AM-PM特性(相位)。
具體而言，失真補(bǔ)償表12存儲有振幅的值和用于供給前置補(bǔ)償執(zhí)行部 13的控制系數(shù)之間的對應(yīng)，將與從振幅檢測部11輸入的振幅的值所對應(yīng)的 控制系數(shù)向前置補(bǔ)償執(zhí)行部13輸出。
另外，本實(shí)施例的失真補(bǔ)償表12以與時刻t的函數(shù)無關(guān)的形式存儲振幅 值與控制系數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系。
前置補(bǔ)償執(zhí)行部13按照從失真補(bǔ)償表12輸入的控制系數(shù)(失真補(bǔ)償表 12的參照結(jié)果)，對輸入信號施加前置補(bǔ)償?shù)氖д?，由此補(bǔ)償輸入信號的振 幅和相位，將該補(bǔ)償后的信號向D/A轉(zhuǎn)換器2輸出。
D/A轉(zhuǎn)換器2將從前置補(bǔ)償執(zhí)行部13輸入的信號從數(shù)字信號變換成模 擬信號，輸出到上變頻器3。
上變頻器3通過頻率變換(上變頻)將從D/A轉(zhuǎn)換器2輸入的信號變換 成無線頻率的信號，輸出到功率放大部4。
功率放大部4放大并輸出從上變頻器3輸入的信號。該輸出信號例如利 用無線從天線(未圖示)發(fā)送。
在此，由功率放大部4放大的信號是利用前置補(bǔ)償方式預(yù)先施加功率放 大部4的非線性特性的逆特性的失真的信號，通過抵消該前置補(bǔ)償失真和在 功率放大部4產(chǎn)生的失真(理想的是完全抵消)，功率放大部4的輸出信號 成為補(bǔ)償了失真的信號。
定向耦合器5將來自功率放大部4的輸出信號的一部分進(jìn)行分配，作為 反饋信號而獲取，向下變頻器6輸出。
變換成基帶或中間頻帶的信號，向A/D轉(zhuǎn)換器7輸出。A/D轉(zhuǎn)換器7將從下變頻器6輸入的信號從模擬信號變換成數(shù)字信號， 向控制部14輸出。
控制部14根據(jù)從A/D轉(zhuǎn)換器7輸入的信號，更新失真補(bǔ)償表12的存儲 內(nèi)容(在本例中，振幅值與控制系數(shù)之間的對應(yīng))，以使基于前置補(bǔ)償執(zhí)行 部13的失真補(bǔ)償變得更好。通過該更新，例如能適應(yīng)溫度變化或時間變化 等。
圖2表示前置補(bǔ)償執(zhí)行部13的結(jié)構(gòu)例，還表示有其周邊的處理部2~4、 11、 12。
本例的前置補(bǔ)償執(zhí)行部13具有復(fù)數(shù)乘法器31和復(fù)數(shù)加法器32。
在本例的前置補(bǔ)償執(zhí)行部13中，輸入信號x (t)輸入到復(fù)數(shù)乘法器31 和復(fù)數(shù)加法器32中。
振幅檢測部11檢測輸入信號x (t)的振幅值jx (t) |,失真補(bǔ)償表12 將與該振幅值lx (t) l對應(yīng)的控制系數(shù)LUT (|x (t) I)輸出到復(fù)數(shù)乘法器31。
復(fù)數(shù)乘法器31對所輸入的輸入信號x (t)和控制系數(shù)LUT (|x (t) I) 進(jìn)行復(fù)數(shù)乘法，將該復(fù)數(shù)乘法結(jié)果p (t)輸出到復(fù)數(shù)加法器32。
復(fù)數(shù)加法器32對所輸入的輸入信號x (t)和上述復(fù)數(shù)乘法結(jié)果p (t) 進(jìn)行復(fù)數(shù)加法，將該復(fù)數(shù)加法的結(jié)果輸出到D/A轉(zhuǎn)換器2。
在本例中，說明使用無存儲效果前置補(bǔ)償器的情形。 首先，詳細(xì)說明本例的課題。
作為參考，圖3表示使用冪級數(shù)展開的無存儲效果前置補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu) 例。本例的無存儲效果前置補(bǔ)償器是用原理性結(jié)構(gòu)例來表示相當(dāng)于圖l所示 的前置補(bǔ)償器1的前置補(bǔ)償器。
作為關(guān)于3次項(xiàng)的處理部，本例的無存儲效果前置補(bǔ)償器具有平方檢測 部21、乘法器22、以及復(fù)數(shù)乘法器23，此外，作為關(guān)于5次項(xiàng)的處理部， 具有4次方檢測部24、乘法器25、以及復(fù)數(shù)乘法器26,此外，作為關(guān)于7 次以后的各奇數(shù)次項(xiàng)，也具有同樣的處理部(未圖示)。另外，在實(shí)際的電 路中，不可能直到無限的次數(shù)而具有，所以在實(shí)用上，也可以具有直到有效 的任意次數(shù)(3次以上的任意奇數(shù)次)的處理部。此外，本例的無存儲效果前置補(bǔ)償器作為在全部次數(shù)中公共的處理部，
具有加法器27。
在本例的無存儲效果前置補(bǔ)償器中，輸入信號是復(fù)數(shù)信號。
在關(guān)于3次項(xiàng)的處理部中，平方檢測部21檢測(例如計(jì)算)輸入信號 的平方值，乘法器22將該平方值與輸入信號相乘。在該乘法結(jié)果的信號中， 輸入信號的振幅成為3次方，相位被保持。然后，復(fù)數(shù)乘法器23將該乘法 結(jié)果的信號和前置補(bǔ)償器的系數(shù)a3進(jìn)行復(fù)數(shù)乘法。該前置補(bǔ)償器的系數(shù)a3 是復(fù)數(shù)，設(shè)定為控制部(圖3中未圖示)能補(bǔ)償失真。
在關(guān)于5次項(xiàng)的處理部中，4次方檢測部24檢測(例如計(jì)算)輸入信 號的4次方值，乘法器25將該4次方值與輸入信號相乘。在該乘法結(jié)果的 信號中，輸入信號的振幅成為5次方，相位被保持。然后，復(fù)數(shù)乘法器26 將該乘法結(jié)果的信號和前置補(bǔ)償器的系數(shù)a5進(jìn)行復(fù)數(shù)乘法。該前置補(bǔ)償器 的系數(shù)a5是復(fù)數(shù)，設(shè)定為控制部(在圖3，未圖示)能補(bǔ)償失真。
此外，在關(guān)于7次以后的各奇數(shù)次項(xiàng)的處理部，也進(jìn)行與上述同樣的處理。
然后，加法器27輸入從全部奇數(shù)次項(xiàng)的處理系統(tǒng)(復(fù)數(shù)乘法器23、 26…) 輸出的信號和輸入信號，并進(jìn)行相加(總和)，將該加法結(jié)果作為前置補(bǔ)償 處理后的信號輸出(在圖1中，向D/A轉(zhuǎn)換器2輸出)。
關(guān)于使用圖3所示的無存儲效果前置補(bǔ)償器的情形，參照圖2，表示使 用背景技術(shù)的冪級數(shù)展開的計(jì)算式的例子。
輸入信號x (t)是復(fù)數(shù)信號。
振幅檢測部11計(jì)算輸入信號x (t)的振幅值lx (t) i。如式(2)那樣表 示輸入信號x (t)時，振幅值lx (t) |如式(3)那樣表示。 [式2]
x(t) = I(t) + jQ(t)
式(2)
1番麵2+2 2)
式(3)
13在前置補(bǔ)償器中，施加在輸入信號X ( t )上的信號p ( t ) —般如式(4 )
那樣表示。在此，ai是前置補(bǔ)償器的系數(shù)，是復(fù)數(shù)。式(4)與式(1)同樣 由冪級數(shù)表示，通過適當(dāng)?shù)剡x擇ai，能補(bǔ)償式(1)的非線性失真成分。 [式4〗
p(t) = a3|x(t)|2 x(t) + a5|x(t) |4 x(t)
+ a7|x(t) I6 x(t) +
式(4)
p (t)如式(4)那樣表示，所以失真補(bǔ)償表12的輸出信號LUTIx (t) I 如式(5)那樣表示。在由存儲器等構(gòu)成的失真補(bǔ)償表(LUT) 12中，通過 控制部14存儲式(5)所示的數(shù)據(jù)。
LUT(lx(t)l) -a3|x(t)|2 + a5lx(t)r
+ a7|x(t) I6 +,
式(5)
在此，當(dāng)將放大器(在本例中，功率放大部4的放大器)的非線性成分 的次數(shù)考慮到3次，前置補(bǔ)償器的次數(shù)考慮到3次時，則式(1 )和(式4) 分別表示為式(6)和式(7)。
y(t) =Gain'z(t) + D3 | z (t) | 2z (t)
式(6)
p(t) = a3|x(t) I2 x(t)
-式(7)
放大器的輸入信號z (t)是在輸入信號x (t)上加上式(7)所示的前
置補(bǔ)償信號p (t)的信號，如式(8)那樣表示。
z(t) = x(t) + p(t)
=x(t) + a3|x(t) I2 x(t)
式(8)將式(8)所示的z (t)代入式(6)，得到式(9)，還得到式(10)。 [式9]
<formula>formula see original document page 15</formula>
式(9)
<formula>formula see original document page 15</formula>
式(10)
式(IO)的右邊第一項(xiàng)表示已放大的希望信號。右邊第二項(xiàng)表示3次失 真成分，決定a3以使失真得到補(bǔ)償。可知在右邊第三 第五項(xiàng)新產(chǎn)生5次成 分、7次成分、9次成分。
因此，在式(7)中，在考慮更高次(5次、7次…)的前置補(bǔ)償器的系 數(shù)時，對3次的前置補(bǔ)償器的系數(shù)a3、 5次的前置補(bǔ)償器的系數(shù)a5、 7次的 前置補(bǔ)償器的系數(shù)a7、 9次的前置補(bǔ)償器的系數(shù)a9等也產(chǎn)生影響，所以按 照a3的值，a5、 a7、 a9等最佳值發(fā)生變化。
因?yàn)榫哂羞@樣的現(xiàn)象，所以在以往的方法中，為了使前置補(bǔ)償器的系數(shù) (a3、 a5、 a7等)自適應(yīng)地收斂，具有需要較長的時間的問題。
另外，在式(6)中，將放大器的非線性成分的次數(shù)考慮到3次，但是 還考慮5次、7次等高次時，對更高次的前置補(bǔ)償器的次數(shù)產(chǎn)生影響。
下面，詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
為了解決上述的問題，在本實(shí)施例中，作為非線性特性的逆特性的生成 多項(xiàng)式，導(dǎo)入并使用正交多項(xiàng)式。
在本例中，使用正交多項(xiàng)式，使具有多個前置補(bǔ)償器的生成多項(xiàng)式正交， 由此，彼此的系數(shù)不產(chǎn)生影響地獨(dú)立，而縮短收斂時間。下面表示一個例子。
首先，上述的式(4)表現(xiàn)為式(11 )和式(12)。在此，Ai表示前置補(bǔ)償器的系數(shù)，Oij是實(shí)數(shù)，N是奇數(shù)。 [式ll]
p(t) = A3 I>3(x(t〉 ) +A5$5(x(t))
+ A74>7(x(t) ) ++ AN$N(x(t))
式(11)
03(x(t) ) = "lx(t) |2x(t)
Os(x(t)) = "lx(t) |2x(t) + 055|x(t) |4x(t)
$7(x(t)) = "lx(t) |2x(t) + "lx(t) |4x(t〉 + <&77|x(t) |6x(t)
$N(X(t))= "3ix(t) |2X(t)+ 0N5|x(t) |4X(t)
+ "7u(t) i6x(t) + . +》NNix(t) r-工x(t)
式(12)
關(guān)于某時間(0 T)的輸入信號x (t)，滿足式(13)時，式(12)所 示的各(p ((p3 (pN)正交。另外，E[']的函數(shù)如式(14)那樣定義。
在此，作為上述的時間(0 T)的時間T,是用于1次更新的數(shù)據(jù)的時
間長度， 一般時間越長誤差越小，所以理想上是無效大，但是在現(xiàn)實(shí)中，在
實(shí)用上有效的程度可以使用任意的值。作為一例，在每次更新失真補(bǔ)償表12
的內(nèi)容時，每次使不同的信號正交，所以能使用獲取足以使每次正交的輸入 信號的振幅分布的長度(以上)的時間，例如能使用獲取與原信號相同程度 的概率密度的長度(以上)的時間。
E[^i(x(t) ) 。j (x(t) )*] = 1 (i=j) E
= 0 (i^j)
式(13)<formula>formula see original document page 17</formula>
式(14)
通過適當(dāng)選擇上述式(12)的各cpij，能滿足式(13)。該系數(shù)(pij的值 因上述的時間(0 T )的輸入信號x (t)而不同。
以下，用E[.]的函數(shù)表示。此外，為了將說明簡易化，表示式(15)所 示的cp3的情形和式(16)所示的cp5的情形等2個情形。
為了使cp3和cp5正交，需要滿足式(13)的關(guān)系，建立式U7)、式(18)、 式(19)那樣的方程式。
<formula>formula see original document page 17</formula>
式(18)[式19]
<formula>formula see original document page 18</formula>式(19)
對于3個未知數(shù)q>33、 q>53、 q>55，形成3個聯(lián)立方程式式(17 )、式(18 )、 式(19),所以能求解。
首先，對cp33求解式(17)時，得到式(20)。 接著，根據(jù)式(18)得到式(21)。 [式20]
<formula>formula see original document page 18</formula>
式(20)
<formula>formula see original document page 18</formula>式(21)
將式(21)代入式(19)，得到式(22)，還得到式(23)。 然后將式(23)代入式(21)，得到式(24)。 這樣，能生成正交多項(xiàng)式。 [式22]
<formula>formula see original document page 18</formula>式(22)
5 —諷W0l6]/諷l雄)16 '五[W0110]-E[W0|8]2])}式(23)
<formula>formula see original document page 19</formula>
式(24)
此外，放大器產(chǎn)生高次的非線性失真時，對于數(shù)字前置補(bǔ)償(DPD)的 逆特性，也需要高次的特性，因此使用具有高次的項(xiàng)0>7、 0>9、…。
作為一例，使①3、 05、 0>7正交時，需要滿足式(25)所示的聯(lián)立方程 式。在這種情況下，對于6個未知數(shù)cp33、 cp53、 (p55、 cp73、 cp75、 cp77,能 建立6個方程式，所以能求解。同樣，關(guān)于09之后，也能進(jìn)行擴(kuò)展。
E
= 0
E
= 1
E[<!>3$7*] = 0
E[^>5$7*] = 0 E
= 1
式(25)
使用上述式(11)所示的A3、 A5、 A7、…AN， a3、 a5、 a7、…aN如 式(26)那樣表示。 [式26]
<formula>formula see original document page 19</formula>
式(26)在本例中，在式(5)應(yīng)用由式(26)獲取的ai (i=l、 3、 5、 7…、N) 的值，應(yīng)用于圖l、圖2、圖3所示的本例的帶前置補(bǔ)償器的放大器。
這樣，在本例中，前置補(bǔ)償器的系數(shù)Ai對Oi以外不產(chǎn)生影響，即能與 其他補(bǔ)償器的系數(shù)Aj(的)相獨(dú)立而求出，因此，收斂時間縮短。具體而言， 例如失真補(bǔ)償表12的內(nèi)容從初始狀態(tài)(例如沒有任何信息的狀態(tài))到收斂 的更新次數(shù)減少。
如上上述，在本例的帶前置補(bǔ)償器的放大器中，使用正交多項(xiàng)式來學(xué)習(xí) 無存儲效果前置補(bǔ)償器的自適應(yīng)系數(shù)。
因此，在本例的帶前置補(bǔ)償器的放大器中，使用正交多項(xiàng)式來使自適應(yīng) 的前置補(bǔ)償器的系數(shù)正交，所以能縮短失真補(bǔ)償表12的收斂時間，實(shí)現(xiàn)效率化。
另外，在本例的前置補(bǔ)償器l (無存儲效果前置補(bǔ)償器)中，利用振幅 檢測部11的功能來構(gòu)成輸入信號的電平檢測裝置，利用作為反饋系統(tǒng)的定 向耦合器5、下變頻器6以及或A/D轉(zhuǎn)換器7的功能來構(gòu)成反饋信號的信號 獲取裝置，控制部14通過使用正交多項(xiàng)式的處理而獲取(在本例中為更新) 輸入信號的電平與用于前置補(bǔ)償?shù)目刂葡禂?shù)之間的對應(yīng)(失真補(bǔ)償表12的 內(nèi)容)的功能，由此構(gòu)成對應(yīng)獲取裝置，利用失真補(bǔ)償表12的功能來構(gòu)成 對應(yīng)存儲裝置，利用前置補(bǔ)償執(zhí)行部13的功能來構(gòu)成前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置。 在此，在本例中，關(guān)于反饋系統(tǒng)，也能把握前置補(bǔ)償器1的處理部的一部分。
說明本發(fā)明的實(shí)施例2。
在本例中，說明使用存儲效果前置補(bǔ)償器的情形。
在前置補(bǔ)償方式中，與AM-AM變換和AM-PM變換的補(bǔ)償一起，存儲 效果的補(bǔ)償也變得重要。作為一例，專利文獻(xiàn)2表示基帶偶數(shù)次失真成分通 過電源電路的阻抗而使電源電壓變動，再次調(diào)制輸入信號，補(bǔ)償新產(chǎn)生頻帶 內(nèi)奇數(shù)次成分的存儲效果的前置補(bǔ)償器。
首先，詳細(xì)說明本例的課題。
作為參考，圖4表示使用了冪級數(shù)展開的存儲效果前置補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu) 例。本例的存儲效果前置補(bǔ)償器是以原理性結(jié)構(gòu)例來表示相當(dāng)于圖l所示的前置補(bǔ)償器1的前置補(bǔ)償器。
作為關(guān)于2次的項(xiàng)的處理部，本例的存儲效果前置補(bǔ)償器具有平方檢測
部41、延遲電路42、減法器43、乘法器44、以及復(fù)數(shù)乘法器45，此外，作 為關(guān)于4次項(xiàng)的處理部，具有4次方檢測部46、延遲電路47、減法器48、 乘法器49、以及復(fù)數(shù)乘法器50,此外，作為關(guān)于6次以后的各偶數(shù)次項(xiàng)， 也具有同樣的處理部(未圖示)。另外，在實(shí)際電路中，不可能直到無限的 次數(shù)而具有，所以在實(shí)用上，也可以具有直到有效的任意次數(shù)(2次以上的 任意的偶數(shù)次)的處理部。
此外，作為在全部次數(shù)中公共的處理部，本例的存儲效果前置補(bǔ)償器具 有加法器51。
本例的存儲效果前置補(bǔ)償器，輸入信號是復(fù)數(shù)的數(shù)字基帶信號。 在關(guān)于2次項(xiàng)的處理部中，平方4企測部41 ;險測(例如計(jì)算)對前置補(bǔ) 償器的輸入信號的平方值，延遲電路42使來自平方檢測部41的輸出(平方 值)延遲U[sec](理想的是1時鐘期間)。減法器43從平方檢測部41的輸 出(平方值)減去U[sec]之前的平方檢測部41的輸出(平方值)。由此， 來自減法器43的輸出成為平方值的差值。
然后，乘法器44將平方值的差值的值和輸入信號相乘。該乘法結(jié)果的 輸出信號相當(dāng)于載波信號再調(diào)制了的信號，成為3次成分，具有載波頻率附 近的頻率成分。
復(fù)數(shù)乘法器45將來自乘法器44的輸出信號乘以前置補(bǔ)償器的系數(shù)卩2。 前置補(bǔ)償器的系數(shù)(32是復(fù)數(shù)，設(shè)定為控制部(在圖4中未圖示)能補(bǔ)償失真。
在關(guān)于4次項(xiàng)的處理部，4次方4企測部46檢測(例如計(jì)算)對前置補(bǔ) 償器的輸入信號的4次方的值，延遲電路47將來自4次方檢測部46的輸出 (4次方值)延遲U[sec](理想的是1時鐘期間)。減法器48從4次方檢測 部46的輸出(4次方值)減去U[sec]之前的4次方檢測部46的輸出(4次 方值)。由此，來自減法器48的輸出成為4次方值的差值。
然后，乘法器49將4次方值的差值和輸入信號相乘。該乘法結(jié)果的輸 出信號相當(dāng)于載波信號再調(diào)制了的信號，成為5次成分，具有載波頻率附近的頻率成分。
復(fù)數(shù)乘法器50將來自乘法器49的輸出信號和前置補(bǔ)償器的系數(shù)P4相 乘。前置補(bǔ)償器的系數(shù)I34是復(fù)數(shù)，設(shè)定成控制部(在圖4中未圖示)能補(bǔ) 償失真。
此外，在關(guān)于6次以后的各偶數(shù)次項(xiàng)的處理部，也進(jìn)行與上述同樣的處理。
然后，加法器51輸入從全部偶數(shù)次項(xiàng)的處理系統(tǒng)(復(fù)數(shù)乘法器45 、 50、…)
輸出的信號和輸入信號，并相加(總和)，將該加法結(jié)果作為前置補(bǔ)償處理
后的信號而輸出(在圖1中，向D/A轉(zhuǎn)換器2)。
另外，作為上述的U[sec],例如能使用(1時鐘時間xl以上的整數(shù))。 關(guān)于使用圖4所示的存儲效果前置補(bǔ)償器的情形，參照圖2，示出使用
與背景技術(shù)有關(guān)的冪級數(shù)展開的計(jì)算式的例子。
在本例中，存儲效果前置補(bǔ)償器的輸出信號p (t)如式(27)所示。 但是，與上述實(shí)施例1的無存儲效果前置補(bǔ)償器的情形(補(bǔ)償AM-AM
變換和AM-PM變換的前置補(bǔ)償器的系數(shù)的情形)同樣，具有使(32、卩4…適
應(yīng)時的收斂時間變長的問題。 [式27]
P(t) = j32{ ix(t) |2-lx(t-U) |2}x(t)
+ ]34{ lx(t) |4-|x(t-U) |4}x(t) + .
式(27)
下面，詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
為了解決上述問題，在本實(shí)施例中，作為存儲效果的逆特性的生成多項(xiàng) 式，導(dǎo)入并使用正交多項(xiàng)式。
在本例中，使用正交多項(xiàng)式，使具有多個前置補(bǔ)償器的生成多項(xiàng)式正交， 由此，使彼此的系數(shù)不產(chǎn)生影響而獨(dú)立，縮短收斂時間。以下表示一個例子。
上述的式(27)如式(28)、式(29)那樣表現(xiàn)。
p(t) = B2<l>2(x(t)) + B404(x(t))
+ B6$6(x(t)) + + BM$M(X(t))式(28)
<I>2(X(t)) = 0 2"lx(t)12-|x(t-U)|2}X(t)
D4(x(t)) = 042{|x(t)|2-|x(t-U)|2}x(t) + 044{|X(t)|4-|x(t-U)|4}x(t)
。6(X(t)) = "2{|x(t)|2-|x(t-U)|2}X(t)+ ""|x(t)|4-|X(t-U)|4}X(t) + 066{|x(t)|6-|x(t-U)|6}X(t)
。M(x(t)) = 0M2{|x(t)|2—|x(t-U)|2}X(t) + 0M"|x(t)|4—|X(t-U)|4}x(t) + 0M6{|x(t)|6—|x(t-U)|6}x(t) + . .
+ 0一lx(t)lM-|X(t-U)|M}X(t)
式(29)
在此，cpij是實(shí)數(shù)，M是偶數(shù)。 與上述實(shí)施例1時同樣，對于某時間(0~T)的輸入信號x (t)，滿足 式(13)時，式(29)所示的各O (O2 0>M)正交。
為了簡化說明，表示02的情形和04的情形等2個情形。 在這種情況下，對于未知數(shù)cp22、 q>42、 cp44,形成式(30)所示的3個 聯(lián)立方程式，所以與補(bǔ)償上述的實(shí)施例1的AM-AM變換和AM-PM變換時 同樣進(jìn)行求解。 [式30]
E
= 1
E[<J>204*] = 0 E[$44>4*] = 1
式(30)
關(guān)于使用具有更高次項(xiàng)的多項(xiàng)式的情形，也能用同樣的方法使其正交。
然后，與上述的實(shí)施例1所示的式(26)同樣，能求出B2、B4、B6、…BM和(32、卩4、卩6、…卩M的關(guān)系。
這樣，前置補(bǔ)償器的系數(shù)Bi對Oi以外不產(chǎn)生影響，即能與其他補(bǔ)償器 的系數(shù)Bj (的)相獨(dú)立而求出，因此收斂時間縮短。
在本例的帶前置補(bǔ)償器的放大器中，使用正交多項(xiàng)式來學(xué)習(xí)存儲效果 前置補(bǔ)償器的自適應(yīng)系數(shù)。
因此，在本例的帶前置補(bǔ)償器的放大器中，使用正交多項(xiàng)式，使自適應(yīng) 的前置補(bǔ)償器的系數(shù)正交，所以能縮短失真補(bǔ)償表12的收斂時間，實(shí)現(xiàn)效 率化。
具體而言，本例在如下的前置補(bǔ)償器中，使用正交多項(xiàng)式，學(xué)習(xí)該前 置補(bǔ)償器的自適應(yīng)系數(shù)，從而能使補(bǔ)償存儲效果的前置補(bǔ)償器的系數(shù)高速自 適應(yīng)，其中，該前置補(bǔ)償器是將輸入信號偶數(shù)次方，使用偶數(shù)次方后的信號 和將該偶數(shù)次方后的信號延遲了的信號的差信號，補(bǔ)償存儲效果。
另外，在本例的前置補(bǔ)償器1 (存儲效果前置補(bǔ)償器)中，利用振幅 檢測部11的功能來構(gòu)成輸入信號的電平檢測裝置，利用反饋系統(tǒng)的定向耦 合器5、下變頻器6以及A/D轉(zhuǎn)換器7的功能來構(gòu)成反饋信號的信號獲取裝 置，利用控制部14通過使用正交多項(xiàng)式的處理獲取(在本例中，為更新) 輸入信號的電平與用于前置補(bǔ)償?shù)目刂葡禂?shù)之間的對應(yīng)(失真補(bǔ)償表12的 內(nèi)容)的功能，來構(gòu)成對應(yīng)獲取裝置，利用失真補(bǔ)償表12的功能來構(gòu)成對 應(yīng)存儲裝置，利用前置補(bǔ)償執(zhí)行部13的功能來構(gòu)成前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置。在 此，在本例中，關(guān)于反饋系統(tǒng)，也能把握前置補(bǔ)償器1的處理部的一部分。 下面il明本發(fā)明的實(shí)施例3。
在本例中，說明并列使用無存儲效果前置補(bǔ)償器和存儲效果前置補(bǔ)償器 的雙方的情形。
圖5表示本發(fā)明一實(shí)施例的前置補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)例。
在本例的前置補(bǔ)償器中，補(bǔ)償AM-AM變換和AM-PM變換，并且補(bǔ)償 存儲效果。
本例的前置補(bǔ)償器具有無存儲效果前置補(bǔ)償器(無存儲器PD) 61、 存儲效果前置補(bǔ)償器62 (存儲效果PD)、加法器63、以及加法器64。在本例中，無存儲效果前置補(bǔ)償器61和存儲效果前置補(bǔ)償器62并列設(shè)置。
在此，作為無存儲器PD61,能使用圖3所示的原理結(jié)構(gòu)的無存儲器PD，
此外，作為存儲效果PD62,能使用圖4所示的原理結(jié)構(gòu)的存儲效果PD。
在本例的前置補(bǔ)償器中，關(guān)于對該前置補(bǔ)償器的輸入信號，無存儲器
PD61補(bǔ)償AM-AM變換和AM-PM變換，并且關(guān)于對該前置補(bǔ)償器的輸入
信號，存儲效果PD62補(bǔ)償存儲效果，加法器63將這兩方的補(bǔ)償后的信號相
加，加法器64將該加法結(jié)果的信號p (t)和對該前置補(bǔ)償器的輸入信號相
加，輸出該加法結(jié)果的信號。
在本例中，無存儲器PD61和存儲效果PD62為分別不同的處理部，
具有不同的失真補(bǔ)償表(與圖1所示的失真補(bǔ)償表12同樣)。
另外，在本例中，無存儲器PD61和存儲效果PD62分別相當(dāng)于圖1所
示的前置補(bǔ)償器1，圖3所示的無存儲器PD的加法器27和圖4所示的存儲
效果PD的加法器51共用化，能作為圖5所示的加法器64。
在本實(shí)施例中，作為非線性特性的逆特性的生成多項(xiàng)式，導(dǎo)入并使用
正交多項(xiàng)式。
在本例中，使用正交多項(xiàng)式，使具有多個前置補(bǔ)償器的生成多項(xiàng)式正交， 由此，彼此的系數(shù)不產(chǎn)生影響地獨(dú)立，縮短收斂時間。下面表示一個例子。 在本例中，來自各前置補(bǔ)償器61、 62的輸出信號由加法器63相加， 施加非線性特性的逆特性的該加法結(jié)果的信號p (t)由加法器64與輸入信 號相力口。
p (t)根據(jù)上述式(4)和式(27),如式(31)那樣表示。 在本例中，式(31)如式(32)、式(33)那樣表現(xiàn)。 [式31]
P(t) = ]32{ IX(t) |2-|X(t-U) |2}X(t)+ Q53|X(t)l2 X(t)
+ j84{ lx(t) |4—|x(t-U)l4}x(t) + a5|x(t)|4 x(t)
+ /36{ lx(t) |6—|x(t—U) |6}x(t) + a7|x(t)|6 x(t) + ..
式(31)p(t) = B2$2(x(t)) +A303(x(t)) + B4$4(X(t))
+ A5$5(X(t)) + B6$6(x(t)) + A7$7(x(t)) + + BM$M(x(t)) + AN<E>N(.x(t))
式(32)
^2(X(t)) 。3(X(t)) ^4(X(t))
022{|x(t)|2-|x(t-U)|2}X(t)
032{|x(t)|2-|x(t-U)|2}x(t) + 033|x(t) |2x(t)
042{|X(t)|2-|X(t-U)|2}x(t)
+ "U(t) |2x(t)+ "{|x(t)|4-|x(t-U)|4}x(t) ^5(x(t〉) = "2{|x(t)|2-|x(t-U)|2}x(t〉
+ 053|x(t) |2x(t)+ 054{|x(t)|4-|x(t-U)|4}x(t) + "lx(t) |4x(t) $6(x(t)) =062{ |x(t)|2- |x(t-U)|2} x (t)
+ 063|x(t) |2x(t)+ 064{|x(t)|4-|x(t-U)|4}x(t) + 065|x(t) |4x(t) + 066{|x(t)|6-|x(t-U)|6}x(t〉
式(33)
此時，如式(34)所示，如果建立方程式，就能建立與未知數(shù)同數(shù)的 方程式，所以進(jìn)行求解，能求出cpij。
此時，B2、 A3、 B4、 A5、 B6、 A7、…變?yōu)楸舜霜?dú)立，所以收斂時間縮短。
在本例中，尤仔憤器和樸1貸
能使全部系數(shù)Ai、 Bj正交
E[$2。2*] = 1E[$2$3*] = 0, E[$3$3*] = 1
E[$2$4*〗=0, E[<E>3。4*] = 0, E[<I>404*] = 1
E[$2<E>5*] = 0, E[<h$5*] = 0,
E[$405*] = 0' E[<!>5<|)5*] = 1
E[$2<l>6*] = 0, E[$3 I)6*] = 0，
E[$4$6*] = 0, E[$5$6*] = 0, E[$6$6*] - 1
式(34)
如上上述，在本例的帶前置補(bǔ)償器的放大器中，使用正交多項(xiàng)式來學(xué) 習(xí)無存儲效果前置補(bǔ)償器和存儲效果前置補(bǔ)償器的自適應(yīng)系數(shù)。
因此，在本例的帶前置補(bǔ)償器的放大器中，通過使用正交多項(xiàng)式而使自 適應(yīng)的前置補(bǔ)償器的系數(shù)正交，能縮短失真補(bǔ)償表的收斂時間，能實(shí)現(xiàn)效率化。
具體而言，本例中，在并聯(lián)連接無存儲效果前置補(bǔ)償器和存儲效果前 置補(bǔ)償器的前置補(bǔ)償器中，使用正交多項(xiàng)式而將雙方的前置補(bǔ)償器的自適應(yīng) 系數(shù)正交化并進(jìn)行學(xué)習(xí)，由此將無存儲效果前置補(bǔ)償器和存儲效果前置補(bǔ)償 器雙方的系數(shù)正交化，能高速自適應(yīng)。
另外，在本例的前置補(bǔ)償器(并列配置具有第一前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置的
無存儲效果前置補(bǔ)償器61和具有第二前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置的存儲效果前置補(bǔ) 償器62)中，利用振幅檢測部11的功能來構(gòu)成輸入信號的電平檢測裝置， 利用反饋系統(tǒng)的定向耦合器5、下變頻器6以及A/D轉(zhuǎn)換器7的功能來構(gòu)成 反饋信號的信號獲取裝置，利用控制部14通過使用正交多項(xiàng)式的處理獲取 (在本例中，更新)輸入信號的電平與用于前置補(bǔ)償?shù)目刂葡禂?shù)之間的對應(yīng) (失真補(bǔ)償表12的內(nèi)容)的功能，來構(gòu)成對應(yīng)獲取裝置，利用失真補(bǔ)償表 12的功能來構(gòu)成對應(yīng)存儲裝置，利用前置補(bǔ)償執(zhí)行部13的功能來構(gòu)成前置 補(bǔ)償執(zhí)行裝置。在此，在本例中，關(guān)于反饋系統(tǒng)，也能作為前置補(bǔ)償器的處 理部的一部分。
此外，在本例中，關(guān)于無存儲效果前置補(bǔ)償器61和存儲效果前置補(bǔ) 償器62，關(guān)于振幅檢測部11，可以分別獨(dú)立設(shè)置，或者可以公共設(shè)置，關(guān)于失真補(bǔ)償表12或前置補(bǔ)償執(zhí)行部13,分別獨(dú)立設(shè)置，關(guān)于控制部14或反 饋系統(tǒng)(定向耦合器5、下變頻器6、 A/D轉(zhuǎn)換器7)，公共設(shè)置。 [實(shí)施例4] 說明本發(fā)明的實(shí)施例4。
在本例中，說明使用前置補(bǔ)償器的系數(shù)Ai、 Bi的自適應(yīng)算法時的更新方法。
首先，說明背景技術(shù)和課題。
圖7表示關(guān)于背景技術(shù)的控制部101 (與圖1所示的控制部14對應(yīng)) 的計(jì)算的結(jié)構(gòu)例。另外，在圖7中還表示有A/D轉(zhuǎn)換器7和失真補(bǔ)償表12。 本例的控制部101具有減法器111和自適應(yīng)算法部112。
減法器111從對前置補(bǔ)償器的輸入信號減去來自A/D轉(zhuǎn)換器7的輸入信 號，將對前置補(bǔ)償器的輸入信號(沒有失真的信號)和來自放大器(在本例 中，為功率放大部4的放大器)的反饋信號(有失真的信號)的差值作為誤 差信號e (t)求出。在本例中，非線性失真成分為誤差信號e (0 。
自適應(yīng)算法部112使用由減法器111獲取的誤差信號e (t),根據(jù)LMS 算法，使用式(35)、式(36)所示的算法，更新前置補(bǔ)償器的系數(shù)(失真 補(bǔ)償表12的內(nèi)容)。 [式35]
Ai[t+1] = Ai[t] + m (E[ I>i* (t)e(t) ] / E [ | $i (t) |2〗)
式(35)
Bi[t+1] = Bi[t] + m (E[$i*(t)e(t) ] / E[ I $i(t) |2])
式(36)
在此，0<p^l，將誤差的大小用分母E[|Oi (t) |2]標(biāo)準(zhǔn)化。誤差 信號e (t)如式(37)那樣表示。
在式(37)中，x (t)表示對前置補(bǔ)償器的輸入信號，PAout表示對作 為將放大器的輸出信號進(jìn)行反饋的控制部101的輸入信號。此外，t表示時 間的同步誤差，Gain表示基于放大器的放大率的振幅調(diào)整用的系數(shù)。[式37]
e(t) = x(t) — PAout (t—t )/Gain
式(37)
此時，重要的是延遲時間和電平(振幅)的調(diào)整。完全補(bǔ)償失真時， 變?yōu)檎`差信號e (t) =0,但是具有延遲時間差時(#0時)，或者Gai一x(t) #PAout (t)時，變?yōu)檎`差e (t) #0，能觀察到具有失真。
例如，希望信號功率和失真功率的比如30 60[dB]那樣非常大，所以該 調(diào)整變得重要。要解決該問題時，需要復(fù)雜且精度良好的計(jì)算，所以具有電 路規(guī)模增大的問題。
下面，詳細(xì)i兌明本實(shí)施例。
關(guān)于使用模擬濾波器時，圖6的(a)表示與本發(fā)明一實(shí)施例的控制部 14a (與圖1所示的控制部14對應(yīng))的計(jì)算有關(guān)的結(jié)構(gòu)例，具體而言，不少 具有使希望信號頻帶外的信號通過的特性的頻帶限制濾波器71、 A/D轉(zhuǎn)換器 7、具有自適應(yīng)算法部81的控制部14a、以及失真補(bǔ)償表12。
在本例的結(jié)構(gòu)中，在下變頻器6和A/D轉(zhuǎn)換器7之間(A/D轉(zhuǎn)換器7 的前級)具有^f莫擬的頻帶限制濾波器71 。
而且，來自下變頻器6的輸出信號由頻帶限制濾波器71濾波，將希望 信號頻帶外的信號作為誤差信號e (0抽出，將抽出的誤差信號e (t)通過 A/D轉(zhuǎn)換器7數(shù)字化，根據(jù)該誤差信號e(t),控制部14a的自適應(yīng)算法部 81根據(jù)LMS算法，更新前置補(bǔ)償器的系數(shù)(失真補(bǔ)償表12的內(nèi)容)。
關(guān)于使用數(shù)字濾波器的情形，圖6的(b)表示關(guān)于本發(fā)明一實(shí)施例 的控制部14b (與圖1所示的控制部14對應(yīng))的計(jì)算的結(jié)構(gòu)例，具體而言， 表示A/D轉(zhuǎn)換器7、設(shè)置具有使希望信號頻帶外的信號通過的特性的頻帶限 制濾波器91和適應(yīng)算法部92的控制部14b、以及失真補(bǔ)償表12。
在本例的結(jié)構(gòu)中，在控制部14b的內(nèi)部(A/D轉(zhuǎn)換器7的后級)具有 進(jìn)行數(shù)字計(jì)算的頻帶限制濾波器91。
而且，在控制部14b,來自A/D轉(zhuǎn)換器7的輸入信號由頻帶限制濾波器 91濾波，將希望信號頻帶外的信號作為誤差信號e (t)抽出，根據(jù)抽出的誤 差信號e(t)，自適應(yīng)算法部92根據(jù)LMS算法，更新前置補(bǔ)償器的系數(shù)(失真補(bǔ)償表12的內(nèi)容)。
另外，在本例中，表示作為濾波器，使用頻帶限制濾波器71、 91的情 形，但是作為其他結(jié)構(gòu)例，也能使用具有同樣的濾波特性的帶通濾波器(Band Pass Filter )。作為頻帶限制濾波器，例如通常使用FIR ( Finite Impulse Response)濾波器等。
在此，對于圖7所示的背景技術(shù)的結(jié)構(gòu)，說明由圖6的(a) 、 (b) 所示的本例的結(jié)構(gòu)獲取的效果。
在圖7所示的背景技術(shù)的結(jié)構(gòu)中，例如將反饋信號中包含的失真成分的 頻率的功率電平作為誤差信號e (t)觀察，如果反饋信號的增益(Gain)或
相位(時間t)與原來的信號不一致，就出現(xiàn)誤差，所以電平匹配是必要的。 而在圖6的(a) 、 (b)所示的本例的結(jié)構(gòu)中，只使用反饋信號，由 頻帶限制濾波器71、 91將希望波以外的信號成分(即失真成分)作為誤差 信號(例如失真頻帶的時間區(qū)域的誤差向量)抽出，能降低使定時一致時要 求的精度。
這樣，在本例中，沒必要進(jìn)行圖7所示的背景技術(shù)的結(jié)構(gòu)中的電平調(diào)整 等，不包含功率較大的希望信號，所以緩和了延遲時間所要求的精度。另夕卜， 在希望頻帶內(nèi)存在的失真由頻帶限制濾波器71、 91除去，所以沒有包含在 誤差信號e(t)中，但是，如果希望頻帶外的誤差信號e (t)接近O,則希 望頻帶內(nèi)的誤差信號也接近O，所以沒有問題。
如上上述，在本例的帶前置補(bǔ)償器的放大器中，使用頻帶限制濾波器 71、 91，從放大器(在本例中，功率放大部4的放大器)的輸出信號衰減或 除去了希望信號的信號作為誤差信號e (t)，來學(xué)習(xí)前置補(bǔ)償器的系數(shù)。
因此，在本例的帶前置補(bǔ)償器的放大器中，將用頻帶限制濾波器71、 91除去了希望信號頻帶的信號作為誤差信號e(t),從而不需要例如圖6所 示結(jié)構(gòu)的復(fù)雜處理(計(jì)算)，能減小電路規(guī)模，將收斂時間縮短簡化了處理 的部分。在本例中，能使前置補(bǔ)償用的系數(shù)有效收斂。
在此，在本例中表示了將圖6的(a)或圖6的(b)所示的結(jié)構(gòu)應(yīng)用 于如上述實(shí)施例1 實(shí)施例3所示那樣使用正交多項(xiàng)式，更新前置補(bǔ)償器的系 數(shù)的結(jié)構(gòu)的情形，但是作為其他結(jié)構(gòu)例，在不使用正交多項(xiàng)式而更新前置補(bǔ)償器的系數(shù)的前置補(bǔ)償器中(例如，從以往就知道的各種結(jié)構(gòu))中應(yīng)用圖6
的(a)或圖6的(b)所示的結(jié)構(gòu)，也能獲取同樣的效果。
此外，在本例中，作為更新前置補(bǔ)償器的系數(shù)的算法，表示了使用LMS 算法的情形，但是例如也可以使用RLS算法等。
另外，本例的前置補(bǔ)償器1利用振幅沖企測部11的功能來構(gòu)成輸入信 號的電平檢測裝置，利用反饋系統(tǒng)的定向耦合器5、下變頻器6以及A/D轉(zhuǎn) 換器7的功能來構(gòu)成反饋信號的信號獲取裝置，利用頻帶限制濾波器71、 91 的功能來構(gòu)成濾波裝置，利用控制部14通過基于自適應(yīng)算法部81、 92的運(yùn) 算獲取(在本例中，更新)輸入信號的電平與用于前置補(bǔ)償?shù)目刂葡禂?shù)之間 的對應(yīng)(失真補(bǔ)償表12的內(nèi)容)的功能，來構(gòu)成對應(yīng)獲取裝置，利用失真 補(bǔ)償表12的功能來構(gòu)成對應(yīng)存儲裝置，利用前置補(bǔ)償執(zhí)行部13的功能來構(gòu) 成前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置。在此，在本例中，關(guān)于反饋系統(tǒng)，也能作為前置補(bǔ)償 器1的處理部的一部分。
在此，作為本發(fā)明的系統(tǒng)或裝置等的結(jié)構(gòu)，并不局限于以上所示的結(jié) 構(gòu)，也可以使用各種結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明例如可以作為執(zhí)行與本發(fā)明有關(guān)的 處理的方法或方式、用于實(shí)現(xiàn)這樣的方法或方式的程序或記錄該程序的記錄 媒體等而提供，此外，也能作為各種系統(tǒng)或裝置而提供。
作為本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域，并不局限于以上所示的領(lǐng)域，本發(fā)明能在各種 領(lǐng)域中應(yīng)用。
此外，作為在本發(fā)明的系統(tǒng)或裝置中執(zhí)行的各種處理，例如也可以使用 在具有處理器和存儲器等的硬件資源中，處理器執(zhí)行ROM (Read Only Memory)中存儲的控制程序，控制的結(jié)構(gòu)，此外也可以作為用于執(zhí)行該處 理的各種功能裝置獨(dú)立的硬件電路而構(gòu)成。
本發(fā)明也能作為存儲上述程序的軟盤(注冊商標(biāo))、CD ( Compact Disc ) -ROM等由計(jì)算機(jī)可讀取的記錄媒體或該程序(自身)來進(jìn)行處理，從該記 錄媒體將該控制程序輸入計(jì)算機(jī)并使處理器執(zhí)行，能進(jìn)行本發(fā)明的處理。
權(quán)利要求
1. 一種前置補(bǔ)償器，補(bǔ)償由放大器產(chǎn)生的失真，其特征在于，包括檢測向上述放大器輸入的信號電平的電平檢測裝置；獲取從上述放大器輸出的信號作為反饋信號的信號獲取裝置；更新使用正交多項(xiàng)式來表現(xiàn)的前置補(bǔ)償用的系數(shù)來獲取向上述放大器輸入的信號電平與前置補(bǔ)償用的控制系數(shù)之間的對應(yīng)，以使由上述信號獲取裝置所獲取的反饋信號中包含的失真成分減小的對應(yīng)獲取裝置；以及根據(jù)由上述對應(yīng)獲取裝置所獲取的對應(yīng)，按照與上述電平檢測裝置檢測出的電平相對應(yīng)的前置補(bǔ)償用的控制系數(shù)來對輸入上述放大器的信號施加前置補(bǔ)償用的失真的前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的前置補(bǔ)償器，其特征在于 作為上述前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置，具有實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償AM-AM特性和AM-PM特性的無存儲效果前置補(bǔ)償器的第 一前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置和 實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償存儲效果的存儲效果前置補(bǔ)償器的第二前置補(bǔ)償執(zhí)行裝 置，上述對應(yīng)獲取裝置更新使用 一 個正交多項(xiàng)式來表現(xiàn)的關(guān)于上述 第一前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置和上述第二前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置雙方的前置補(bǔ) 償用的系數(shù)，來分別對上述第一前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置和上述第二前置 補(bǔ)償執(zhí)行裝置，獲取輸入上述放大器的信號電平與前置補(bǔ)償用的控 制系數(shù)之間的對應(yīng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的前置補(bǔ)償器，其特征在于上述信號獲取裝置具有獲取從所獲取的反饋信號中除去希望波 頻率成分后的信號成分的濾波裝置，上述對應(yīng)獲取裝置將由上述信號獲取裝置具有的上述濾波裝置 所獲取的信號成分作為誤差信號，使用減小該誤差信號的算法來更 新前置補(bǔ)償用的系數(shù)。
4. 一種前置補(bǔ)償器，補(bǔ)償由放大器產(chǎn)生的失真，其特征在于， 包括檢測向上述放大器輸入的信號電平的電平檢測裝置；獲取從上述放大器輸出的信號作為反饋信號，獲取通過濾波裝置從該所獲取的反饋信號中除去希望頻率成分的信號成分后的信號獲取裝置；將由上述信號獲取裝置具有的上述濾波裝置所獲取的信號成分 作為誤差信號，使用減小該誤差信號的算法來更新前置補(bǔ)償用的系 數(shù)，獲取向上述放大器輸入的信號電平與前置補(bǔ)償用的控制系數(shù)之 間的對應(yīng)的對應(yīng)獲取裝置；以及根據(jù)由上述對應(yīng)獲取裝置所獲取的對應(yīng)，按照與上述電平檢測裝 置檢測出的電平相對應(yīng)的前置補(bǔ)償用的控制系數(shù)來對輸入上述放大 器的信號施加前置補(bǔ)償用的失真的前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種前置補(bǔ)償器，電平檢測裝置(11)檢測輸入到放大器(4)的信號電平，信號獲取裝置(5)～(7)將從放大器輸出的信號作為反饋信號而獲取，對應(yīng)獲取裝置(14)更新使用正交多項(xiàng)式來表現(xiàn)的前置補(bǔ)償用的系數(shù)，獲取對放大器輸入的信號電平與前置補(bǔ)償用的控制系數(shù)之間的對應(yīng)(失真補(bǔ)償表(12)的內(nèi)容)，以使所獲取的反饋信號中包含的失真成分減小，前置補(bǔ)償執(zhí)行裝置(13)根據(jù)所獲取的對應(yīng)，按照與檢測出的電平所對應(yīng)的前置補(bǔ)償用的控制系數(shù)，對輸入放大器的信號施加前置補(bǔ)償用的失真。在補(bǔ)償由放大器產(chǎn)生的失真的前置補(bǔ)償器中，能使前置補(bǔ)償用的系數(shù)有效收斂。
文檔編號H03F1/32GK101425782SQ20081017390
公開日2009年5月6日 申請日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月1日
發(fā)明者中村學(xué), 小林岳彥, 本江直樹, 赤巖芳彥 申請人:株式會社日立國際電氣