JPH04290321A

JPH04290321A - 非線形歪補償方法

Info

Publication number: JPH04290321A
Application number: JP5511791A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Sakane; 坂根　敏朗
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-03-19
Filing date: 1991-03-19
Publication date: 1992-10-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はデイジタルマイクロ無線
装置で使用する非線形歪補償方法に関するものである。

【０００２】近年、変調方式の多値化に伴い、高周波電
力増幅器のバックオフ量が増大している。例えば、１６
ＱＡＭ　変調方式の場合は約８ｄＢであったが、６４Ｑ
ＡＭ　変調方式の場合は約１０ｄＢとなり、更に２５６
ＱＡＭ変調方式の場合は１２〜１３ｄＢのバックオフを
取ならければならなくなっている。

【０００３】この様なバックオフ量の増加に対応して、
装置全体の電源効率が低下すると共に、電源容量を大き
くしなければならないので、コストアップ、収容スペー
スの増大、より効果的な熱設計が必要となる。

【０００４】そこで、高周波電力増幅器のバックオフ量
を低減させることにより、電源効率を改善すると共に、
この増幅器の大幅な小形化を図ることが必要である。

【０００５】

【従来の技術】図５は従来例のブロック図、図６は図５
中の送信側詳細ブロック図、図７は高周波電力増幅器動
作説明図である。

【０００６】以下、図６，図７を参照して図５の動作を
説明する。先ず、図６において、変調部１に入力した、
例えばＩ　ｃｈ及びＱ　ｃｈのデイジタル信号をデイジ
タル／アナログ変換器１１でアナログ信号に変換した後
、低域通過フイルタ１２で帯域幅を制限して直交変調器
１３に加える。

【０００７】直交変調器では、Ｉ　ｃｈ及びＱ　ｃｈの
アナログ信号を用いて、例えば中間周波帯のキャリア１
４を多値ＱＡＭ　変調して多値ＱＡＭ　変調波を生成し
、送信部２の中の周波数変換器２１に送出する。周波数
変換器には、送信局部発振器２２からの送信局発信号も
加えられているので、高周波帯の多値ＱＡＭ　変調波に
周波数変換した後、プリディストータ３１に加える。

【０００８】ここで、高周波電力増幅器３２はＡ　級動
作をしているので、図７の■に示す様に、入力レベルが
あるレベル付近までは入出力特性は直線的に変化する。しかし、あるレベル以上になるとＡＭ−ＡＭ　変換が生
じて，　直線部分から外れて除々に飽和状態に近ずく。

【０００９】また、入出力特性が直線部分から外れる付
近になると、ＡＭ−ＰＭ　変換が生じて、例えば図７の
■に示す様な位相特性を示す。そこで、プリデイストー
タ３１は、図７の■及び■に示す様な歪を、周波数変換
器２１の出力に与えて高周波電力増幅器３２に送出する
。この為、高周波電力増幅器で発生する非線形歪をある
程度、補償して図７の■及び■に示す様に入出力特性の
直線部分が多少伸び、位相特性もある範囲内（　図中の
一点鎖線の間）　に入る様になる。なお、図７の■に示
す様な特性はダイオードの非線形部分を重ね合わせるこ
とにより形成する。

【００１０】さて、図５に示す様に、高周波電力増幅器
３２から送出された多値ＱＡＭ　変調波は相手局の受信
部７１で中間周波帯の多値ＱＡＭ変調波に周波数変換さ
れた後、所定レベルまで増幅されて復調部７２に加えら
れる。

【００１１】復調部では多値ＱＡＭ　変調波からベース
バンド信号が取り出された後、識別されてデイジタル信
号に変換され、トランスバーサル等化器７３で等化され
て符号間干渉が最小のデイジタル信号が得られる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】さて、高周波電力増幅
器の大幅な小形化を図るには、バックオフ量を低減する
必要があるが、上記の様な単純な回路構成のプリデイス
トータが一般に使用されている。

【００１３】しかし、この方式は高周波電力増幅器の単
調な非線形歪の部分は補償することができるが、それ以
外の非線形歪（単調関数で表現できない領域）について
は補償が不可能である。

【００１４】また、プリディストータの為に、高周波電
力増幅器の変動に対して完全に補償することはできず、
更に、帰還ループが構成されていないので、温度及び電
源変動，経年変化に対する補償が不可能である。

【００１５】しかも、高周波電力増幅器との組合せに対
しても、個別に設定する必要が有り、１台毎に調整しな
ければならない。即ち、非線形歪が単調関数で表現でき
ない領域や環境条件の変動、経年変化などによる歪の補
償は不可能であるので、バックオフ量を大幅に低減する
ことが不可能であると云う問題がある。

【００１６】本発明はバックオフ量を大幅に低減して、
高周波電力増幅器の大幅な小形化を図ることを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】図１は第１〜第３の本発
明の原理ブロック図である。１は入力するデイジタル信
号をデイジタル／アナログ変換器でアナログ信号に変換
した後、該アナログ信号を用いて変調波を生成する変調
部で、２は内部の送信局部発振器の出力を用いて、入力
した該変調波の周波数を送信周波数に変換する送信部で
ある。

【００１８】また、３は入力した該送信周波数の変調波
を電力増幅して送出する高周波電力増幅器で、４は高周
波電力増幅器で発生する非線形歪を補償するための補償
係数が格納されたＲＯＭが付加されたデイジタルフイル
タである。

【００１９】更に、５は該高周波電力増幅器から送出さ
れる変調波を、内部で発生した受信局発信号を用いて周
波数変換した後、復調信号を取り出す受信・復調部で、
６は復調信号を利用して制御信号を生成する制御部であ
る。

【００２０】そして、第１の本発明は、デイジタルフイ
ルタをデイジタル／アナログ変換器の入力側に設け、該
デイジタルフイルタが該デイジタル／アナログ変換器に
入力するデイジタル信号に、高周波電力増幅器で発生す
る非線形歪を補償する歪を予め与える様にした。

【００２１】第２の本発明は、受信・復調部と、該復調
信号を利用して制御信号を生成する制御部とを設け、該
制御部が該高周波電力増幅器の動作条件の変動によって
生ずる符号間干渉が最小となる様に、該制御信号を利用
して該デイジタルフイルタの動作を制御する様にした。

【００２２】第３の本発明は、該受信局発信号を該送信
局部発振器の出力と同期させる。

【００２３】

【作用】本発明は、高周波電力増幅器によって生ずるＡ
Ｍ−ＡＭ　変換，ＡＭ−ＰＭ　変換は、この増幅器の振
幅特性と遅延特性に変換される。一方、線形のデイジタ
ルフイルタは振幅特性と遅延特性を補償できるので、高
周波電力増幅器のダイナミック範囲内のある領域内で発
生する非線形歪（ＡＭ−ＡＭ変換，　ＡＭ−ＰＭ　変換
）　は上記のデイジタルフイルタで補償できると云う考
えに基づいている。

【００２４】これを実現する為、第１の本発明はデイジ
タルフイルタを用いて該デイジタル／アナログ変換器に
入力するデイジタル信号に、高周波電力増幅器で発生す
る非線形歪を補償する様な歪を予め与える様にした。

【００２５】第２の本発明は、送信側に単純化した受信
・復調部と制御部を設けると共に、デイジタル／アナロ
グ変換器の入力側にデイジタルフイルタを設けて帰還ル
ープを形成する。また、第３の本発明は受信局発信号を
該送信局部発振器の出力と同期させる。

【００２６】なお、上記の帰還ループを形成することに
より、制御部からの制御信号を用いて、高周波電力増幅
器の非線形歪が最小になる様にデイジタルフイルタの動
作を制御する。

【００２７】これにより、高周波電力増幅器のバックオ
フ量が大幅に低減すると共に、電源・温度・経年変化に
よる高周波電力増幅器自身のパラメータ変動によるビッ
ト誤り率の劣化が最小になる。

【００２８】即ち、高周波電力増幅器の大幅な小形化が
図れる。

【００２９】

【実施例】図２は第１〜第３の本発明の実施例の要部ブ
ロック図で、図３は図２の制御部・デイジタルフイルタ
構成図の一例、図４は図３の同相，直交タップ部の構成
図の一例で、（Ａ）　は基本的構成図、（Ｂ）　は本発
明の構成図である。

【００３０】ここで、受信部５１，　復調部５２は受信
・復調部５の構成部分、相関器６１，　積分器６２は制
御部６の構成部分である。なお、全図を通じて同一符号
は同一対象物を示す。

【００３１】以下、図３，図４を参照して図２の動作を
説明する。先ず、入力した、例えば、Ｉ　ｃｈ，　Ｑ　
ｃｈのデイジタル信号はデイジタルフイルタ４で、後述
する様に予め定められた歪が付与された後、デイジタル
／アナログ変換器１１でアナログ信号に変換される。そ
して、図示しない直交変調器で、このアナログ信号を用
いて、例えば多値ＱＡＭ　変調波を発生する。

【００３２】この多値ＱＡＭ　変調波は、送信部２で送
信局部発振器２１からの送信局発信号を用いて周波数変
換し、高周波電力増幅器３で電力増幅して外部に送出さ
れるが、一部は受信部５１で、内蔵の受信局部発振器５
１１　からの受信局発信号を用いて中間周波帯の多値Ｑ
ＡＭ　変調波に周波数変換する。

【００３３】なお、第３の本発明は、例えば内部に設け
たＰＬＬ　回路（図示せず）　を用いることにより、受
信局発信号を送信局発信号に同期させる。さて、復調部
５２は入力した中間周波帯の多値ＱＡＭ　変調波を復調
して復調信号を取り出すが、このうち極性信号と誤差信
号を制御部６に加える。

【００３４】そこで、図３に示す制御部は、相関器６１
で極性信号と誤差信号との相関をとり、積分器６２は相
関結果を所定時間の間、アップダウンカウンタ（　図示
せず）　にて積分して制御信号としてデイジタルフイル
タ４に送出する。

【００３５】デイジタルフイルタ４はＩ　ｃｈ，　Ｑ　
ｃｈの同相成分を補償する為の同相タップ部分４１，　
４４と、　Ｉ　ｃｈ　→Ｑ　ｃｈ，　Ｑ　ｃｈ→　Ｉ　
ｃｈ　の直交成分を補償する為の直交タップ部分４２，
　４３から構成され、各タップ部分は図４の（Ａ）　に
示す様にＦＦ１　〜ＦＦ４　で構成されたシフトレジス
タと乗算器Ｍ１〜Ｍ３と加算器とから構成されている。なお、シフトレジスタは４段としてある。

【００３６】そこで、Ｉ　ｃｈのデータはＦＦ（　フリ
ップフロップ）　を１つ通過する毎に乗算器で制御信号
と乗算され加算器で加算されるが、センタタップａ０　
からの各時間毎に符号間干渉が最小となる様に制御信号
が制御される。

【００３７】ここで、図４の（Ｂ）　に示す様に、ＦＦ
１　〜ＦＦ３　の出力側に高周波電力増幅器の非線形成
分を補償する様な制御信号の値を書き込んだＲＯＭ１〜
ＲＯＭ３を設けておく。そして、電源投入時にはこの書
き込んだ値のデイジタル信号が、乗算器を通して初期値
として加算器に加えられる。これ以降は高周波電力増幅
器の変化分に対して、帰還ループが補償する様になるが
、これによりこのループのダイナミックレンジが広がる
。

【００３８】なお、ＲＯＭ１〜ＲＯＭ３と乗算器Ｍ１〜
Ｍ３の機能をそれぞれ対応するＲＯＭ　に書き込むこと
により、ＲＯＭ　と乗算器が１つのＲＯＭ　に置き換え
ることが可能である。つまり、本来、図２のデイジタル
／アナログ変換器１１から送信部２までは歪は発生しな
い筈であるが、これが歪むと云うことはバックオフ量を
小さくした高周波電力増幅器で発生した非線形歪による
歪が入ってきたものとして、制御部６でデイジタルフイ
ルタの乗算器に印加する制御信号の値を符号間干渉が最
小になる様に制御させる。

【００３９】この時の制御は緩慢でよい。何故ならば、
非線形歪の発生は緩慢であり、また電源変動、温度変動
も緩慢である為である。そこで、復調部，　制御部，　
デイジタルフイルタの動作速度も緩慢にすれば（　これ
らの部分に供給するクロックを間引く）　、これらの部
分の消費電力が低下する。

【００４０】但し、高周波電力増幅器の非線形歪の様な
アナログ的な変動に対しては、主信号のｎ倍の速度でサ
ンプリング（オーバーサンプリング方式）を行なって該
デイジタルフイルタをフラクショナルな形で動作させ、
主信号はその１／ｎで間引いて信号を通過させる様に構
成すれば非線形保証をより細かく保証することができる
。

【００４１】

【発明の効果】以上詳細に説明した様に、本発明によれ
ば、高周波電力増幅器のバックオフ量を小さくできるの
で、高周波電力増幅器の大幅な小形化を図ることができ
ると云う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１〜第３の本発明の原理ブロック図である。

【図２】第１〜第３の本発明の実施例の要部ブロック図
である。

【図３】図２の制御部・デイジタルフイルタ構成図の一
例である。

【図４】図３の同相，直交タップ部の構成図の一例で、
（Ａ）　は基本的構成図、（Ｂ）　は本発明の構成図で
ある。

【図５】従来例のブロック図である。

【図６】図５中の送信側詳細ブロック図である。

【図７】高周波電力増幅器動作説明図である。

【符号の説明】

１　　　　変調部　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　２　　　　送信部３　　　　高周波電力増幅
器　　　　　　　　　　　　４　　　　デイジタルフイ
ルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　入力するデイジタル信号をデイジタル
／アナログ変換器（１１）でアナログ信号に変換した後
、該アナログ信号を用いて変調波を生成する変調部（１
）　と、内部の送信局部発振器の出力を用いて、入力し
た該変調波の周波数を送信周波数に変換する送信部（２
）　と、入力した該送信周波数の変調波を電力増幅して
送出する高周波電力増幅器（３）　とを有するデイジタ
ル無線送信装置において、該高周波電力増幅器で発生す
る非線形歪を補償するための補償係数が格納されたＲＯ
Ｍが付加されたデイジタルフイルタ（４）　を該デイジ
タル／アナログ変換器の入力側に設け、該デイジタルフ
イルタが、該デイジタル／アアログ変換器に入力するデ
イジタル信号に、高周波電力増幅器で発生する非線形歪
を補償する歪を予め与えることを特徴とする非線形歪補
償方法。
【請求項２】　　該高周波電力増幅器から送出される変
調波を、内部で発生した受信局発信号を用いて周波数変
換した後、復調信号を取り出す受信・復調部（５）　と
該復調信号を利用して制御信号を生成する制御部（６）
　とを設け、該制御部は、該高周波電力増幅器の動作条
件の変動によって生ずる符号間干渉が最小となる様に、
該制御信号を用いて該デイジタルフイルタの動作を制御
することを特徴とする請求項１の非線形歪補償方法。
【請求項３】　　該受信局発信号を該送信局部発振器の
出力と同期させることを特徴とする請求項２の非線形歪
補償方法。