JP4755069B2 - Transmitter - Google Patents
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Description
本発明は、変調信号のピーク電圧を抑圧することが可能な送信装置に関するものであり、特に、ピーク電圧を抑圧した場合であっても、非線形な振幅制限処理に伴い発生する帯域外輻射を低減しつつピーク電力を抑圧し、さらに歪みを補償する送信装置に関するものである。 The present invention relates to a transmitter capable of suppressing a peak voltage of a modulation signal, and in particular, reduces out-of-band radiation generated by nonlinear amplitude limiting processing even when the peak voltage is suppressed. In particular, the present invention relates to a transmission apparatus that suppresses peak power and compensates for distortion.
マルチキャリア変調方式等の大きなピーク電力を有する変調信号のピーク電力を抑圧することが可能な従来の送信装置の一例が、下記非特許文献1に記載されている。以下、従来の送信装置について図8を用いて説明する。
Non-Patent
図8は従来のマルチキャリア変調方式の変調信号のピーク電力を削減することが可能な送信装置の基本構成を示した図である。この従来の送信装置は、変調器91と、クリップ部92と、フィルタ部93と、周波数変換部94と、アンプ95と、アンテナ96と、を備える。
FIG. 8 is a diagram showing a basic configuration of a transmission apparatus capable of reducing the peak power of a modulation signal of a conventional multicarrier modulation method. This conventional transmission apparatus includes a
このような構成の送信装置において、変調器91は、入力信号である送信データに対して変調処理を行う。また、変調器91の出力は、クリップ部92に入力され、クリップ部92は、信号の時間波形に対して、ピーク電力を削減するためのクリッピング処理を実行する。ここで、クリップ部92に対するサンプル毎の信号入力をx、クリッピングの振幅をAとすると、クリッピング処理を実行して得られた信号であるクリップ部92の出力信号yは、次式(1)で表される。
In the transmission apparatus having such a configuration, the
クリップ部92の出力は、フィルタ部93に入力される。フィルタ部93では、入力信号に対してフィルタリングを行い、クリップ部92において実行した非線形な振幅制限処理(クリッピング処理)により発生した帯域外輻射電力を抑圧する。フィルタ部93の出力は周波数変換部94に入力され、周波数変換部94において高い周波数帯に周波数変換される。そして、周波数変換部94の出力は、アンプ95に入力され、信号が増幅された後、アンテナ96を介して送信される。
The output of the
ところで、マルチキャリア変調された信号は、ピーク電力は平均電力に対して、非常に大きなものとなり、使用するキャリア数が大きいほど振幅の分布の広がりは大きくなる傾向にある。そのため、この大きなピーク電力に対応して歪みを抑えて送信を行う場合、送信アンプの線形な領域を使用する必要があり、大きなバックオフを設定する必要がある。しかしながら、大きなバックオフを設定すると、アンプの電力効率の低下を招くことになる、という問題があった。 By the way, in the signal subjected to multicarrier modulation, the peak power becomes very large with respect to the average power, and the spread of the amplitude distribution tends to increase as the number of carriers used increases. Therefore, when transmission is performed while suppressing distortion corresponding to this large peak power, it is necessary to use a linear region of the transmission amplifier, and it is necessary to set a large backoff. However, if a large back-off is set, there is a problem that the power efficiency of the amplifier is reduced.
また、上記非特許文献1に記載されているようなクリッピング処理を行うことにより、ピーク電力を抑圧することが可能であるが、クリッピング処理を実行すると帯域外輻射が生じる。そのため、一般に、クリッピング処理実行後の信号に対してフィルタリングを行うことにより帯域外輻射成分を制限する手法が採られる。しかしながら、クリッピング処理により生じた帯域内の歪み成分は、フィルタ通過後も残留するため、ピーク電力の抑圧量を大きくした場合、帯域内の歪みにより変調精度が劣化する、という問題があった。
Further, it is possible to suppress the peak power by performing the clipping process as described in
また、一般的にアンプは、振幅および位相に関する入出力特性が非線形な特性を持ち、アンプの電力効率を改善するためにアンプの飽和領域付近まで使用する場合、アンプに対する歪み補償処理が必要となる。しかしながら、ピーク電力抑圧処理と歪み補償処理が独立している場合には、ピーク電力抑圧処理が行われた後の信号が歪み補償されたアンプに残留する非線形特性の影響を受けないように、バックオフのマージンを大きくする必要があり、電力効率の低下を招く、という問題があった。 In general, amplifiers have non-linear input / output characteristics related to amplitude and phase, and distortion compensation processing is required for amplifiers when they are used up to the amplifier saturation region in order to improve amplifier power efficiency. . However, when peak power suppression processing and distortion compensation processing are independent, the signal after peak power suppression processing is not backed by the nonlinear characteristics remaining in the distortion-compensated amplifier. There is a problem that it is necessary to increase the off-margin, resulting in a decrease in power efficiency.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ピーク電力が大きな変調信号を送信する送信装置において、変調信号のピーク電力を抑圧しつつ、変調精度の劣化量を抑えることが可能、かつ帯域外輻射の低減が可能な送信装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and in a transmission device that transmits a modulated signal with a large peak power, it is possible to suppress the amount of modulation accuracy degradation while suppressing the peak power of the modulated signal, and An object of the present invention is to obtain a transmission device capable of reducing out-of-band radiation.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ベースバンド帯域のディジタル変調信号に対して所定の送信信号生成処理を実行する送信信号生成手段を備えた送信装置であって、入力信号であるベースバンド帯域のディジタル変調信号および予め取得しておいた前記送信信号生成手段の入出力特性を示す非線形情報に基づいて、前記送信信号生成手段が当該入力信号に対して送信信号生成処理を実行する際に発生する帯域外の歪み成分を生成する歪み成分生成手段と、前記歪み成分生成手段へ入力されたベースバンド帯域のディジタル変調信号から前記歪み成分生成手段が生成した帯域外の歪み成分を減算する歪み成分減算手段と、を備え、前記送信信号生成手段は、前記歪み成分減算後のベースバンド帯域のディジタル変調信号に対して前記送信信号生成処理を実行することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a transmission apparatus including transmission signal generation means for executing a predetermined transmission signal generation process on a baseband digital modulation signal, The transmission signal generation means generates a transmission signal for the input signal based on a baseband digital modulation signal as an input signal and non-linear information indicating the input / output characteristics of the transmission signal generation means acquired in advance. A distortion component generation means for generating a distortion component outside the band generated when executing the processing, and an out-of-band generated by the distortion component generation means from the baseband digital modulation signal input to the distortion component generation means Distortion component subtracting means for subtracting the distortion component, wherein the transmission signal generating means is a digital modulation signal in the baseband band after the distortion component subtraction. And executes the transmission signal generation processing on.
この発明によれば、アンプの非線形特性を考慮して行った非線形処理の結果に基づいて、アンプ通過時に発生する帯域外の歪み成分を低減することが可能な歪み補償信号を付加した変調信号を生成することとしたので、送信信号が増幅される際の帯域外の歪みを低減させつつ、アンプの特性を利用してピーク電力を抑圧することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, based on the result of nonlinear processing performed in consideration of the nonlinear characteristic of the amplifier, the modulation signal to which the distortion compensation signal that can reduce the out-of-band distortion component generated when the amplifier passes is added. Since it is generated, there is an effect that the peak power can be suppressed using the characteristics of the amplifier while reducing distortion outside the band when the transmission signal is amplified.
以下に、本発明にかかる送信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。たとえば、以下の説明においては、マルチキャリア変調方式の変調信号を送信する場合について述べるが、マルチキャリア変調方式の変調信号に限定されるものではない。 Embodiments of a transmission apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. For example, in the following description, a case where a modulation signal of a multicarrier modulation scheme is transmitted will be described, but the present invention is not limited to a modulation signal of a multicarrier modulation scheme.
実施の形態1.
図1は、本発明にかかる送信装置の実施の形態1の構成例を示す図である。この送信装置は、変調部1と、歪み補償信号生成付加部2と、D/A変換部3と、周波数変換部4と、アンプ5と、アンテナ6と、を備えている。変調部1は、入力信号である送信データに対して変調処理を実行し変調信号を生成する。歪み補償信号生成付加部2は、後述する歪み補償信号が付加された変調信号を生成する。その後、歪み補償信号が付加された変調信号は、D/A変換部3においてアナログ信号に変換された後、周波数変換部4へ入力される。周波数変換部4は、入力信号をRF帯の信号まで周波数変換し、アンプ5は、周波数変換部4からの出力信号を増幅する。そして、増幅された信号は、アンテナ6を介して送信される。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a transmission apparatus according to a first embodiment of the present invention. This transmission apparatus includes a
また、図2は、歪み補償信号生成付加部2の構成例を示す図である。また、図3−1および図3−2は、送信側のアンプ(アンプ5)の入出力特性を示しており、それぞれ、AM−AM特性、AM−PM特性を示している。本発明にかかる送信装置は、このアンプの入出力特性を利用して、変調信号のピーク電力を抑圧する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the distortion compensation signal generation /
図2に示した歪み補償信号生成付加部2は、予め測定等を行い取得しておいたアンプ・アナログデバイス等に関する非線形情報(たとえば、上記アンプ5の入出力特性であるAM−AM特性,AM−PM特性など)に基づいた非線形処理を入力信号に対して実行することにより、アンプ通過時の歪み成分を有するとともに、アンプの非線形特性に応じてピーク電力が抑圧された変調信号を生成する非線形処理部21と、非線形処理部21の出力から元の変調信号を減算することで上記アンプ5通過時の歪み成分を抽出する減算部22と、前記減算部22の出力から帯域内の歪み成分を抽出するフィルタ部23と、前記減算部22の出力からフィルタ部23の出力を減算する減算部24と、元の変調信号(歪み補償信号生成付加部2への入力信号)から前記減算部24の出力を減算することにより、アンプ通過時に帯域外の歪み成分を減衰させるための信号(歪み補償信号)が付加された変調信号を生成する減算部25と、を備えている。なお、非線形処理部21、減算部22、フィルタ部23および減算部24が歪み成分生成手段を構成し、減算部25が歪み成分減算手段を構成する。
The distortion compensation signal generation /
図4−1〜図4−6は、本実施の形態の歪み補償信号生成付加部2の動作を説明するための図であり、図2に示した信号S1〜S6のスペクトラム特性をそれぞれ示している。図4−1は、一例として、変調をマルチキャリア変調とした場合に、歪み補償信号生成付加部2に入力される信号S1のスペクトラム特性である。図4−2は、非線形処理部21から出力される信号S2の信号のスペクトラム特性である。図4−3は、減算部22から出力される信号S3のスペクトラム特性である。図4−4は、フィルタ部23から出力される信号S4のスペクトラム特性である。図4−5は、減算部24から出力される信号S5のスペクトラム特性である。図4−6は、減算部25から出力される信号S6のスペクトラム特性である。
FIGS. 4-1 to 4-6 are diagrams for explaining the operation of the distortion compensation signal generation /
以下、図2および図4−1〜図4−6を用いて、本発明にかかる送信装置の特徴的な動作を行う歪み補償信号生成付加部2の動作について説明する。変調部1から出力された変調信号は、信号S1として歪み補償信号生成付加部2に入力される。ここでは、ピーク電力の大きな変調信号として、マルチキャリア変調であるOFDMを想定して説明を行う。
Hereinafter, the operation of the distortion compensation signal generation /
歪み補償信号生成付加部2において、非線形処理実行手段に相当する非線形処理部21は、図3−1および図3−2に示されるようなアンプ・アナログデバイス等の非線形情報(AM−AM特性、AM−PM特性など)およびアンプの動作点に関する信号入力レベル情報に基づいて、入力信号S1(スペクトラム特性は図4−1)に対して非線形処理を実行する。なお、ここで実行する非線形処理は、たとえばアンプ5において実行される信号増幅処理と同様の処理である。この非線形処理により、ピーク抑圧された信号S2が生成される。非線形処理部2の出力信号S2のスペクトラム特性は、非線形処理により帯域内・帯域外で歪みが発生するため、図4−2に示したように帯域外輻射が発生したスペクトラムとなる。
In the distortion compensation signal generation /
なお、ここではアンプ5の入出力特性を非線形情報として処理を行っているが、歪み補償信号生成付加部2の後段に位置するD/A変換部3、周波数変換部4およびアンプ5を一つのデバイスとみなして、このデバイスに対する入出力特性を非線形情報として処理を行うようにしてもよい。
Here, the input / output characteristics of the
つぎに、非線形処理部21の出力信号S2および元の信号S1は、減算器22に入力される。減算器22は、信号S2から信号S1を減算することにより、非線形処理部21を通過する際に発生した歪み成分を抽出する。減算器22の出力信号S3のスペクトラム特性は、図4−3に示したように、上記非線形情報に基づいた非線形処理により帯域内・外で生じた歪み成分のスペクトラムとなる。言い換えれば、変調信号(信号S1)がアンプ等の非線形特性に基づいて歪ませられることにより、変調信号のピーク電力が抑圧されることになる。一般に無線通信では、隣接チャネルに対する干渉とならないように、帯域外輻射は規格等で定められたレベル以下に抑える必要がある。一方、帯域内の歪みに関しては、変調精度で規定されているが、帯域外輻射に関する規定よりも条件が厳しくない。そのため、本発明においては、変調信号のピーク電力を抑圧するために、帯域内の歪み成分を残留させることとして、帯域外の歪み成分を抑圧する。これを実現するために必要な、帯域外の歪み成分のみを抽出する方法、および抽出した帯域外の歪み成分を用いて歪み補償信号を生成する方法を以下に説明する。
Next, the output signal S2 of the
減算器22の出力信号S3は、フィルタ部23および減算器24に入力される。フィルタ部23は、入力信号S3から元の変調信号S1の帯域内における歪み成分の信号を抽出する。そのため、フィルタ部23は、図4−4の実線で示したような、元の変調信号のスペクトラム(図4−1参照)と歪み成分の信号のスペクトラム(図4−3参照)がほぼ重なる部分に相当するスペクトラム形状を有するフィルタにより帯域制限処理を行う。このような条件のスペクトラムを有するフィルタ部23を実現するための一手段として、FIRフィルタが考えられる。
The output signal S3 of the subtracter 22 is input to the
フィルタ部23の出力信号S4は、減算器22の出力信号S3とともに減算器24に入力される。減算器24は、信号S3から信号S4を減算することにより、図4−5に示したようなスペクトラム形状を有する、変調信号の帯域外成分の信号S5を抽出する。
The output signal S4 of the
減算器24の出力信号S5は、元の変調信号S1とともに減算器25に入力される。減算器25は、信号S1からS5を減算することにより、図4−6に示したようなスペクトラム形状を有する、歪み補償信号が付加された変調信号S6を抽出する。図4−6に示した信号S6のスペクトラムと図4−2に示した信号S2のスペクトラムは電力的には同じ形状を示しているが、帯域外の歪み成分に相当する信号については、正と負の符号が反転したものとなっており、アンプ通過時に発生する元の変調信号に対する帯域外の歪みを補償する信号になっている。
The output signal S5 of the subtracter 24 is input to the
歪み補償信号生成付加部2の出力信号S6は、D/A変換部3に入力され、アナログ信号に変換された後、周波数変換部4に入力される。周波数変換部4は、D/A変換部3の出力をRF帯まで周波数変換を行い、周波数変換後の信号は、アンプ5に入力される。アンプ5は、周波数変換部4の出力信号を増幅するが、アンプ5自身が図3に示したような非線形な特性を持つため、非線形歪みの影響を受ける。図5−1および図5−2は、それぞれアンプ5通過前の信号のスペクトラム特性およびアンプ5通過後の信号のスペクトラム特性を示している。アンプ5通過前の信号のスペクトラム(図5−1)は、元の変調信号のスペクトラムに対して、上述した帯域外の歪みを補償する信号のスペクトラムが付加されたものとなっている。また、アンプ5通過前の信号では、帯域内の歪み成分がフィルタ部23により抑圧されたものとなっている。そのため、アンプ5通過後には、図4−3に示したような歪みが発生するが、帯域外の歪み成分は、ひずみ補償信号(上記帯域外の歪みを補償する信号)により低減され、図5−2に示したように帯域外成分が十分に減少した信号となる。
The output signal S6 of the distortion compensation signal generation /
このように、本実施の形態において歪み補償信号生成付加部は、アンプの非線形特性を変調信号のピーク電力の抑圧に利用することとした。すなわち、変調信号に対してアンプに模擬した非線形処理を予め行うことにより一種のピーク抑圧後の信号を生成し、この信号を使用して、アンプにおける増幅処理により発生する帯域外の歪みを低減可能な歪み補償信号が付加された変調信号を生成することとした。そして、歪み補償信号が付加された変調信号を増幅して送信することとした。これにより、変調信号の変調精度の劣化を極力抑え、アンプの特性に応じたピーク電力の抑圧を行いつつ、帯域外輻射を低減可能な送信装置を得ることができる。 As described above, in the present embodiment, the distortion compensation signal generation / addition unit uses the nonlinear characteristic of the amplifier to suppress the peak power of the modulation signal. In other words, by performing nonlinear processing simulated by the amplifier on the modulated signal in advance, a type of peak-suppressed signal is generated, and this signal can be used to reduce out-of-band distortion caused by amplification processing in the amplifier A modulation signal to which a distortion compensation signal is added is generated. Then, the modulated signal to which the distortion compensation signal is added is amplified and transmitted. As a result, it is possible to obtain a transmission device that can reduce out-of-band radiation while suppressing deterioration in modulation accuracy of the modulation signal as much as possible and suppressing peak power according to the characteristics of the amplifier.
実施の形態2.
つづいて、実施の形態2について説明する。実施の形態1においては、予め測定などを行い取得した非線形情報(AM−AM特性、AM−PM特性など)を使用してピーク電力を抑圧する送信装置の動作について説明を行ったが、本実施の形態においては、必要に応じて非線形情報を更新し、更新後の非線形情報を使用してピーク電力を抑圧する送信装置の動作について説明を行う。
Next, the second embodiment will be described. In the first embodiment, the operation of the transmission apparatus that suppresses peak power using nonlinear information (AM-AM characteristics, AM-PM characteristics, etc.) acquired by performing measurement or the like in advance has been described. In this embodiment, the operation of the transmission apparatus that updates nonlinear information as necessary and suppresses peak power using the updated nonlinear information will be described.
図6は、実施の形態2の送信装置の構成例を示す図である。本実施の形態の送信装置は、上述した実施の形態1の送信装置に対して、遅延器11、非線形情報生成部12、A/D変換部13、周波数変換部14および減衰器15が追加された構成となる。なお、その他の部分については、実施の形態1の送信装置と同様であるため、同一の符号を付与してその説明は省略する。また、歪み補償信号生成付加部の構成は実施の形態1の歪み補償信号生成付加部2と同様である。上述したように、歪み補償信号生成付加部の動作は、使用する非線形情報が時間経過とともに変動する(更新される)点を除けば、実施の形態1の歪み補償信号生成付加部と同様である。そのため、本実施の形態においては送信装置が非線形情報を更新する動作を中心に説明を行う。なお、遅延器11、非線形情報生成部12、A/D変換部13、周波数変換部14および減衰器15が非線形情報生成出力手段を構成する。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the transmission apparatus according to the second embodiment. The transmission apparatus according to the present embodiment has a delay device 11, a nonlinear
本実施の形態の送信装置が備える非線形情報生成部12は、D/A変換部3への入力信号とA/D変換部13の出力信号を比較することで、非線形情報(AM−AM特性、AM−PM特性など)を時間とともに更新する。以下、非線形情報の更新動作を説明する。
The nonlinear
実施の形態1において説明した動作を実行して生成された送信信号(アンプ5の出力)は、分岐されて減衰器15に入力される。減衰器15は、アンプ5の信号出力を適切なレベル(たとえば、アンプ5で増幅される前のレベル)まで減衰した後、周波数変換部14に対して出力する。周波数変換部14は、減衰器15から出力されたRF帯の変調信号をベースバンド帯域の信号に変換した後、A/D変換部13に対して出力する。A/D変換部13は、周波数変換部14から出力されたベースバンド帯域のアナログ信号をディジタル信号に変換する。なお、これらの減衰器15、周波数変換部14およびA/D変換部13が仮想出力信号生成手段を構成する。
The transmission signal (the output of the amplifier 5) generated by executing the operation described in the first embodiment is branched and input to the
A/D変換部13の出力は、非線形情報生成部12に入力される。また、非線形情報生成部12には、遅延器11を通して歪み補償信号生成付加部2の出力も入力される。ただし、遅延器11は、非線形情報生成部12に入力される歪み補償信号生成付加部2の出力信号とA/D変換部13の出力信号が同じタイミングとなるように遅延量が設定されている。非線形情報生成部12は、A/D変換部13から入力された信号および遅延器11を介して歪み補償信号生成付加部2から入力された信号に基づいて非線形情報を生成する。具体的には、遅延調整された歪み補償信号生成付加部2の出力信号を“入力”とし、A/D変換部13の出力信号を“出力”とする入出力特性(AM−AM特性、AM−PM特性など)を生成する。なお、非線形情報生成部へ入力される2つの信号レベルは入出力特性を生成するための条件として平均電力が等しくなるように、信号電力が自動利得制御(AGC:Auto Gain Control)等により制御されているものとする。
The output of the A /
上記非線形情報(入出力特性)の生成方法を詳しく説明する。遅延器11の出力信号(入力であり、複素信号)を“x(k)”とし、A/D変換部13の出力信号(出力であり、複素信号)を“y(k)”とすると、入力と出力の関係は次式(2)で示される。ただし、“k”はサンプル時刻を表す。
y(k)=W(k)・x(k) …(2)
ここで、“W(k)”はアンプ・アナログデバイス等によって生じる非線形性に関する入出力特性(AM−AM特性、AM−PM特性など)の影響を示した複素ウエイトであり、次式(3)で示される。
W(k)=(y(k)・x(k)*)/|x(k)|2=R(k)・exp(jΔθ(k)) …(3)
ただし、“R(k)”は振幅であり、“Δθ(k)”は位相である。また、‘*’は複素共役を示す。ここで、“R(k)”、“Δθ(k)”は、上式(3)に示されるように、主としてアンプに入力される信号振幅レベル(|x(k)|)に依存する。
A method for generating the nonlinear information (input / output characteristics) will be described in detail. When the output signal (input and complex signal) of the delay unit 11 is “x (k)” and the output signal (output and complex signal) of the A /
y (k) = W (k) .x (k) (2)
Here, “W (k)” is a complex weight indicating the influence of input / output characteristics (AM-AM characteristics, AM-PM characteristics, etc.) related to nonlinearity caused by an amplifier / analog device, etc. Indicated by
W (k) = (y (k) · x (k) * ) / | x (k) | 2 = R (k) · exp (jΔθ (k)) (3)
However, “R (k)” is an amplitude, and “Δθ (k)” is a phase. '*' Indicates a complex conjugate. Here, “R (k)” and “Δθ (k)” mainly depend on the signal amplitude level (| x (k) |) input to the amplifier, as shown in the above equation (3).
ところで、複素ウエイト(W(k))を算出する際には、実際のアンプ・アナログ系では温度変化・熱雑音等の影響によりAM−AM特性,AM−PM特性が変動する。そのため非線形情報生成部12は、信号振幅レベル(|x(k)|)に応じて上記特性変動に追従しながら平均化処理を行う必要がある。これを実現するために、まず、遅延調整された歪み補償信号生成付加部2の出力信号を“入力側信号”、A/D変換部13の出力信号を“出力側信号”と定義する。また、高い精度の入出力特性を得るため、図7に示したように、入力側信号の振幅レベルに対応して入力レベル範囲をN個の細かいブロックに分割する。なお、図7は、信号の入力レベル(|x(k)|)をN個のブロックに分割する様子を示した図である。そして、ある時刻kの入力側信号サンプルの振幅(|x(k)|)が、例えば“(N−3)・Δ”に対応した入力レベルの場合には、“(N−3)・Δ”に該当するブロックの平均化処理のみを行い入出力特性を生成し、生成した入出力特性(AM−AM特性、AM−PM特性)の影響を示した複素ウエイトを生成する。このときの複素ウエイト(Wm)は、次式(4)で表される。
By the way, when calculating the complex weight (W (k)), in an actual amplifier / analog system, the AM-AM characteristic and AM-PM characteristic fluctuate due to the influence of temperature change, thermal noise, and the like. Therefore, the nonlinear
Wm=(1−α)・Wm+α・{(y(k)・x(k)*)/|x(k)|2} …(4)
ここで、0≦m≦Nであり、上記説明の“(N−3)・Δ”に該当するブロックでは、m=N−3となる。また、α<1である。さらに、上式(4)における(1/|x(k)|2)の処理は、該当するブロックmに対して、事前にN個分のデータZm(0≦m≦N)を例えばテーブル形式で準備することで、除算処理を行う必要がなくなる。従って、式(4)は、次式(5)で表すことが可能となる。
Wm=(1−α)・Wm+α・{(y(k)・x(k)*)・Zm} …(5)
ただし、m・Δ≦|x(k)|<(m+1)・Δである。
Wm = (1−α) · Wm + α · {(y (k) · x (k) * ) / | x (k) | 2 } (4)
Here, 0 ≦ m ≦ N, and m = N−3 in the block corresponding to “(N−3) · Δ” in the above description. Further, α <1. Further, the processing of (1 / | x (k) | 2 ) in the above equation (4) is performed in advance for N blocks of data Zm (0 ≦ m ≦ N), for example, in a table format for the corresponding block m. By preparing in
Wm = (1−α) · Wm + α · {(y (k) · x (k) * ) · Zm} (5)
However, m · Δ ≦ | x (k) | <(m + 1) · Δ.
非線形情報生成部12は、上式(5)で得られたWm(0≦m≦N)をアンプ・アナログデバイス等の非線形情報として、歪み補償信号生成付加部2に対して出力する。図1に示した歪み補償信号生成付加部2の非線形処理部21は、入力された非線形情報のm・Δ≦|x(k)|<(m+1)・Δの範囲に該当するWmを選択して、x(k)に乗算することで、非線形処理を行う。非線形処理結果を“C(k)”(ただし、kはサンプル番号であり、複素信号)とすると、“C(k)”は次式(6)のように表される。
C(k)=Wm・x(k),0≦m≦N …(6)
The nonlinear
C (k) = Wm · x (k), 0 ≦ m ≦ N (6)
このように、本実施の形態の送信装置においては、非線形情報生成部が温度変化によるアンプ・アナログデバイス等の非線形特性の変化に対応させて非線形情報を更新し、更新後の非線形情報を歪み補償信号生成付加部に対して出力することとした。これにより、アンプ・アナログデバイス等の非線形特性の時間変動に追従させた最適な非線形情報を使用してピーク電力抑圧および歪み補償を行うことができる。 As described above, in the transmission apparatus according to the present embodiment, the nonlinear information generator updates nonlinear information in response to changes in nonlinear characteristics of amplifiers / analog devices, etc. due to temperature changes, and distortion compensation is performed on the updated nonlinear information. The signal is output to the signal generation / addition unit. Accordingly, peak power suppression and distortion compensation can be performed using optimal nonlinear information that follows time fluctuations of nonlinear characteristics of an amplifier / analog device or the like.
以上のように、本発明にかかる送信装置は、無線通信に有用であり、特に、非線形な振幅制限である送信信号のピークレベル抑圧処理において、帯域外輻射の発生を抑えつつ歪みを補償することが可能な送信装置に適している。 As described above, the transmission apparatus according to the present invention is useful for wireless communication, and in particular, compensates for distortion while suppressing the occurrence of out-of-band radiation in the peak level suppression processing of a transmission signal that is nonlinear amplitude limitation. It is suitable for a transmitter capable of
1 変調部
2 歪み補償信号生成付加部
3 D/A変換部
4、14、94 周波数変換部
5、95 アンプ
6、96 アンテナ
11 遅延器
12 非線形情報生成部
13 A/D変換部
15 減衰器
21 非線形処理部
22、24、25 減算部
23、93 フィルタ部
91 変調器
92 クリップ部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
入力信号であるベースバンド帯域のディジタル変調信号および予め取得しておいた前記送信信号生成手段の入出力特性を示す非線形情報に基づいて、前記送信信号生成手段が当該入力信号に対して送信信号生成処理を実行する際に発生する帯域外の歪み成分を生成する歪み成分生成手段と、
前記歪み成分生成手段へ入力されたベースバンド帯域のディジタル変調信号から前記歪み成分生成手段が生成した帯域外の歪み成分を減算する歪み成分減算手段と、
を備え、
前記送信信号生成手段は、前記歪み成分減算後のベースバンド帯域のディジタル変調信号に対して前記送信信号生成処理を実行することを特徴とする送信装置。 A transmission apparatus comprising transmission signal generation means for executing a predetermined transmission signal generation process on a baseband digital modulation signal,
The transmission signal generation means generates a transmission signal for the input signal based on a baseband digital modulation signal as an input signal and non-linear information indicating the input / output characteristics of the transmission signal generation means acquired in advance. A distortion component generation means for generating an out-of-band distortion component generated when the processing is executed;
Distortion component subtracting means for subtracting out-of-band distortion components generated by the distortion component generating means from the baseband digital modulation signal input to the distortion component generating means;
With
The transmission apparatus, wherein the transmission signal generation means performs the transmission signal generation process on a baseband digital modulation signal after the distortion component subtraction.
前記非線形情報に基づいて、前記送信信号生成手段が実行する送信信号生成処理と同様の非線形処理を前記入力信号に対して実行する非線形処理実行手段と、
前記非線形処理実行手段の出力信号から前記入力信号を減算することにより前記非線形処理に伴い発生する歪み成分を抽出する第1の減算手段と、
前記第1の減算手段の出力信号から前記入力信号と同じ帯域内の歪み成分を抽出するフィルタ手段と、
前記第1の減算手段の出力信号から前記フィルタ手段の出力を減算することにより、帯域外の歪み成分を抽出する第2の減算手段と、
を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の送信装置。 The distortion component generation means includes
Nonlinear processing execution means for executing nonlinear processing similar to the transmission signal generation processing executed by the transmission signal generation means on the input signal based on the nonlinear information;
First subtraction means for extracting a distortion component generated by the nonlinear processing by subtracting the input signal from the output signal of the nonlinear processing execution means;
Filter means for extracting a distortion component in the same band as the input signal from the output signal of the first subtracting means;
Second subtraction means for extracting out-of-band distortion components by subtracting the output of the filter means from the output signal of the first subtraction means;
The transmission device according to claim 1, further comprising:
前記歪み成分減算手段の出力信号と、当該出力信号に対して前記送信信号生成手段が送信信号生成処理を実行して得られた送信信号と、に基づいて当該送信信号生成手段の入出力特性を示す非線形情報を生成出力する非線形情報生成出力手段、
を備え、
前記歪み成分生成手段は、前記予め取得しておいた非線形情報に代えて前記非線形情報生成出力手段から出力された非線形情報を使用して帯域外の歪み成分を生成することを特徴とする請求項1、2または3に記載の送信装置。 further,
Based on the output signal of the distortion component subtracting means and the transmission signal obtained by the transmission signal generating means performing transmission signal generation processing on the output signal, the input / output characteristics of the transmission signal generating means are obtained. Non-linear information generating / outputting means for generating and outputting non-linear information indicating;
With
The distortion component generation means generates out-of-band distortion components using nonlinear information output from the nonlinear information generation / output means instead of the previously acquired nonlinear information. The transmission apparatus according to 1, 2, or 3.
前記歪み成分減算手段の出力信号を遅延させることにより、非線形情報を生成する際に使用する仮想入力信号を生成する遅延手段と、
前記送信信号生成手段の出力信号である送信信号に対して、当該送信信号を生成する際に行った送信信号生成処理と逆の処理を実行することにより、非線形情報を生成する際に使用する仮想出力信号を生成する仮想出力信号生成手段と、
前記仮想入力信号および前記仮想出力信号の入出力特性を生成し、当該生成した入出力特性を非線形情報として出力する非線形情報生成手段と、
を備えることを特徴とする請求項4に記載の送信装置。 The nonlinear information generation / output means includes
A delay unit that generates a virtual input signal to be used when generating nonlinear information by delaying an output signal of the distortion component subtracting unit;
A hypothesis used when generating nonlinear information by executing a process opposite to the transmission signal generation process performed when generating the transmission signal for the transmission signal that is an output signal of the transmission signal generating unit. Virtual output signal generating means for generating an output signal;
Non-linear information generating means for generating input / output characteristics of the virtual input signal and the virtual output signal and outputting the generated input / output characteristics as non-linear information;
The transmission apparatus according to claim 4, further comprising:
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