專利名稱：畸變校正控制裝置和畸變校正控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于無線通信系統(tǒng)的畸變校正控制裝置和畸變校正控 制方法。
背景技術(shù)：
在采用正交頻分復(fù)用 (OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)等無線傳輸方式的無線通信系統(tǒng)中，大多使用脈沖段信號。
通常，放大器為了改善功率效率，把放大器動作點設(shè)為AB B級。 因此，在沒有信號時(脈沖段OFF時)，流向放大器的電流減少。當從脈 沖段OFF期間急劇輸入信號(脈沖段ON)時，電流急速流向放大器電 源系統(tǒng)。導(dǎo)致電源系統(tǒng)不能追隨該急劇的電流值的變化，電流和電壓波 形表現(xiàn)出過渡響應(yīng)(參照圖l)，放大器特性變化。
作為本發(fā)明的關(guān)聯(lián)技術(shù)可以列舉以下兩點。第一點是日本特開2004 一112252號公報(專利文獻l)，其公開了通過調(diào)整放大器輸入信號，校 正因脈沖段發(fā)送形成的放大器畸變的技術(shù)。該技術(shù)的特征在于，測定脈 沖段信號發(fā)送時的上升沿/下降沿電平，進行對應(yīng)該電平的脈沖段校正動 作。
第二點是日本特開平4—301950號公報(專利文獻2)，其公開了通 過抑制急劇的上升沿來抑制脈沖段畸變的技術(shù)。該技術(shù)的特征在于，通 過緩慢提高發(fā)送輸出的斜坡處理，抑制脈沖段畸變的發(fā)生。
在專利文獻1記載的技術(shù)中，由于使用作成的校正系數(shù)，所以不追 隨放大器的特性變化。放大器的特性根據(jù)溫度和時間、年份變化而變化， 所以要求通過自適應(yīng)地更新校正系數(shù)來保持脈沖段畸變的校正精度。
在專利文獻2記載的技術(shù)中，抑制急劇的發(fā)送信號的上升沿，進行 使輸出緩慢上升的斜坡動作。在該技術(shù)中，需要在脈沖段ON之前準備信號上升期間、或者使脈沖段ON之后的信號緩慢上升，導(dǎo)致放大器輸
出信號的波形變形。
專利文獻h日本特開2004—112252號公報 專利文獻2:日本特開平4一301950號公報 專利文獻3:日本特開平9一153849號公報 專利文獻4:日本專利第3560398號公報
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是提供如下技術(shù)，通過自適應(yīng)地校正因脈沖段發(fā)送而 產(chǎn)生的畸變(脈沖段畸變)，能夠提高發(fā)送放大器的耐環(huán)境性。
本發(fā)明的其他課題是提供如下技術(shù)，在產(chǎn)生非線性畸變的發(fā)送放大 器中，即使在進行脈沖段發(fā)送時，也能夠良好地進行非線性畸變補償。
為了解決上述課題，本發(fā)明的畸變校正控制裝置補償由發(fā)送對象的 輸入信號的脈沖段所致的發(fā)送放大器的脈沖段畸變，該畸變校正控制裝 置具有保存單元，其存儲具有所述脈沖段畸變的逆特性的畸變校正系 數(shù)；執(zhí)行如下處理的單元以接收用于通知所述輸入信號的有無之間的 切換的脈沖段信息為契機，對所述輸入信號乘以或加上從所述保存單元 讀出的所述畸變校正系數(shù)；以及更新單元，其根據(jù)所述輸入信號、前一 個所述畸變校正系數(shù)、和作為所述發(fā)送放大器的輸出信號反饋來的信號， 利用自適應(yīng)算法更新所述畸變校正系數(shù)，把更新后的所述畸變校正系數(shù) 輸入到所述保存單元。
在這種結(jié)構(gòu)中，所述自適應(yīng)算法是LMS最小平方法。并且，從所述 保存單元讀出而乘或加到所述輸入信號上的所述畸變校正系數(shù)，是與自 所述輸入信號的有無之間的切換起的經(jīng)過時間對應(yīng)的校正系數(shù)。
該畸變校正控制裝置還具有進行數(shù)字預(yù)畸變來補償所述發(fā)送放大器 的非線性畸變的單元。
該畸變校正控制裝置還具有執(zhí)行如下處理的單元求出所述輸入信 號的平均功率，以便根據(jù)所述輸入信號的平均大小來調(diào)整所述畸變校正 系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，為了校正因脈沖段發(fā)送而形成的放大器畸變(脈沖段 畸變)，對輸入信號賦予逆特性進行校正，利用自適應(yīng)算法自適應(yīng)地更新 校正系數(shù)，所以即使放大器特性根據(jù)溫度和時間、年份而變化時，也能 夠保存最佳的校正系數(shù)。
并且，根據(jù)本發(fā)明，能夠通過斜坡處理等校正脈沖段畸變，而不會 改變放大器輸出信號的波形。
關(guān)于本發(fā)明的其他課題、特征和優(yōu)點，在與附圖及并列記述的權(quán)利 要求一起提及時，通過閱讀以下記述的說明書將更加明確。
圖1是用于說明發(fā)送脈沖段時的發(fā)送放大器中的輸入信號和輸出信 號的圖。
圖2是表示本發(fā)明的第1實施方式的脈沖段畸變校正控制裝置的框圖。
圖3 是用于說明脈沖段信息的第1獲取方法的圖。 圖4是用于說明脈沖段信息的第2獲取方法的圖。 圖5是表示本發(fā)明的第2實施方式的脈沖段畸變校正控制裝置的框圖。
圖6是表示本發(fā)明的第3實施方式的脈沖段畸變校正控制裝置的框圖。
圖7是用于說明本發(fā)明的第3實施方式的脈沖段畸變校正控制裝置 中的數(shù)字預(yù)畸變的圖。
圖8是表示本發(fā)明的第4實施方式的脈沖段畸變校正控制裝置的框圖。
標號說明
1發(fā)送放大器；2脈沖段校正系數(shù)保存部；3乘法器；4脈沖段校正 系數(shù)更新部。
具體實施例方式
以下，參照附圖更具體地說明本發(fā)明。附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選實 施方式。但是，本發(fā)明能夠利用許多不同的方式實施，不能解釋為限定 于本說明書記載的實施方式。當然，這些實施方式是為了使本說明書的 公開更徹底且完整、并將本發(fā)明的范圍充分告知本行業(yè)人員而提供的。第1實施方式
參照表示本發(fā)明的第1實施方式的結(jié)構(gòu)(基本結(jié)構(gòu))的圖2，脈沖 段畸變校正控制裝置采用向針對發(fā)送放大器(RF放大器)1的輸入信號 x(t)乘以(也可以加上)校正系數(shù)的結(jié)構(gòu)，以便校正因發(fā)送對象的輸入信 號x(t)的脈沖段性形成的放大器畸變(脈沖段畸變)。
該校正系數(shù)(脈沖段畸變校正系數(shù))以通知輸入信號的有無之間的 切換的信號(此處指通知脈沖段(開始)ON的定時的信號)即脈沖段信 息為基準(契機)，從脈沖段校正系數(shù)保存部2中讀出，并作為脈沖段畸 變的逆特性，通過乘法器3與輸入信號x(t)相乘。
脈沖段畸變校正系數(shù)在脈沖段校正系數(shù)更新部4中，根據(jù)輸入信號 x(t)和前一次(前一時間點)的校正系數(shù)和分支信號y(t)，按照自適應(yīng)算 法更新。分支信號(FB信號)y(t)是來自發(fā)送放大器1的輸出信號y(t) 的一部分被反饋后的信號，與輸出信號y(t)相等。
脈沖段校正系數(shù)更新部4把更新后的校正系數(shù)輸入脈沖段校正系數(shù) 保存部2，并存儲于此。
另外，在該脈沖段畸變校正控制裝置中，為了進行數(shù)字信號處理， 在針對發(fā)送放大器1的輸入側(cè)(前級)設(shè)有數(shù)字/模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器， 在發(fā)送放大器1的輸出側(cè)的分支信號y(t)的接收線上(后級)設(shè)有模擬/ 數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器，但此處省略圖示。尤其在不需要限定時，在其他實 施方式中也相同。
并且，在發(fā)送放大器1的前級和后級設(shè)有正交調(diào)制器、正交解調(diào)器 和局部振蕩器，但為了簡化說明而省略圖示。
下面，說明脈沖段校正系數(shù)保存部2獲取用于通知脈沖段ON的定 時的信號即脈沖段信息的兩種方法。第一方法是從圖3所示的OFDM信號生成部5探尋脈沖段信息的方 法。OFDM信號是使用高速傅立葉轉(zhuǎn)換(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)按照塊單位生成的信號。脈沖段是按照該IFFT的處理單位產(chǎn) 生的。通過確認針對IFFT處理部51的輸入信號全部從"O"切換為脈沖段 ON、或者IFFT處理后的信號全部從"O"切換為脈沖段ON,獲得脈沖段 信息。
在此，由串行/并行(S/P)轉(zhuǎn)換部52判定針對IFFT處理部51的輸 入信號是否全部從"O"切換為脈沖段ON，并獲取脈沖段信息。另外，該 判定也可以根據(jù)來自IFFT處理部51的輸出信號來進行，并獲取脈沖段
f曰息。
第二方法是自動判定發(fā)送對象的輸入信號x(t)是否是預(yù)定的時間零， 并用作脈沖段信息的方法。圖4表示自動生成脈沖段信息的具體示例。
在脈沖段信息生成部6中，由信號零判定部61判定輸入信號x(t)是 否是零(0)信號。如果是零信號，則后級的計數(shù)器62被重設(shè)。如果不 是零信號，則計數(shù)器62被向上計數(shù)。
在計數(shù)器值判定部63中，如果計數(shù)器值達到預(yù)定值，則判定進入脈 沖段ON期間，產(chǎn)生脈沖段信息的脈沖段。在此，具有延遲電路(Dday)， 這是為了使輸入信號x(t)延遲脈沖段信息生成部6中的處理時間。第2實施方式
圖5表示本發(fā)明的第2實施方式的脈沖段畸變校正控制裝置的結(jié)構(gòu)。 該第2實施方式示出圖2所示的第1實施方式中的基本結(jié)構(gòu)作為具體結(jié) 構(gòu)示例。
參照圖5，該脈沖段畸變校正控制裝置具有脈沖段校正系數(shù)保存部 2、乘法器3和脈沖段校正系數(shù)更新部4。脈沖段校正系數(shù)更新部4由加 法器41、比較器(減法器)42、乘法器43、 44、 45和復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換電路(conj) 46構(gòu)成。在這種結(jié)構(gòu)中，自適應(yīng)算法采用最小平方法(LMS)，以便生成 發(fā)送放大器1中的脈沖段畸變的校正系數(shù)。
在該脈沖段畸變校正控制裝置中，與從脈沖段ON(t(0后的經(jīng)過時間 對應(yīng)的校正系數(shù)，是從存儲脈沖段畸變的校正系數(shù)的脈沖段校正系數(shù)保存部2讀出的，通過向發(fā)送對象的輸入信號X(t)乘以校正系數(shù)gn-,(t —to)， 補償發(fā)送放大器1的脈沖段畸變G(t — to)。
關(guān)于被補償?shù)拿}沖段畸變量的估計，通過包括式(1) 式(5)的數(shù)式1
的運算來進行。 (數(shù)式l)
- f。) =一 +一 - (f -".........①
e(卜f。),-:Kf) —.(2)
"《"0) = ;c(柳 - 《o) ^ V《-g南………(3)
.-'g"("o) ………(4) ，""(f-"x(t)G(f-O .........(5)
其中，x(t)表示輸入信號(基帶信號)，y(t)表示放大器1的輸出信號， G(t—to)表示放大器1的脈沖段畸變的函數(shù)，g(t—to)表示脈沖段畸變校正 系數(shù)，^表示步長參數(shù)。另外，在數(shù)式1中，x、 y、 G、 g、 u、 e表示復(fù) 數(shù)，*表示共軛復(fù)數(shù)，^表示實數(shù)。
在此，假設(shè)為發(fā)送放大器1的脈沖段畸變的振幅畸變不怎么大的 gn(t-to)g* n(t-to)二l ，在內(nèi)部近似求出u(t—10)。
上述式(1)的&(t-t。)是更新后的脈沖段畸變補償系數(shù)。放大器l的 輸出信號y(t)對應(yīng)的分支信號y(t)在生成共軛復(fù)數(shù)的復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換電路46中 取復(fù)數(shù)共軛，得到/(t)。利用乘法器45將前一個(前一時間點)的脈沖 段畸變補償系數(shù)gn-"t-to)和/(t)相乘，得到u*(t—t0)。
然后，在乘法器44中將比較器42的輸出e(t-to)和u'(t—to)相乘，再 在乘法器43中與步長參數(shù)相乘。在加法器41中將乘法器43的輸出和前 一個脈沖段畸變補償系數(shù)gn-"t-to)相加，得到新的脈沖段畸變補償系數(shù)
gn(t誦t。)。
第3實施方式
圖6表示本發(fā)明的第3實施方式的脈沖段畸變校正控制裝置的結(jié)構(gòu)。 該第3實施方式表示圖5所示的第2實施方式中的具體結(jié)構(gòu)的變形例。 該第3實施方式中的脈沖段畸變校正控制裝置是針對利用上述第2實施方式中的具體結(jié)構(gòu)處理的脈沖段畸變校正，結(jié)合了已知技術(shù)即補償
發(fā)送放大器的非線性畸變的數(shù)字預(yù)畸變(DPD)的示例。另外，關(guān)于DPD 的具體情況記述在上述專利文獻4 (日本專利第3560398號公報)。
首先，參照圖7說明校正發(fā)送放大器1的非線性畸變的DPD。在DPD 中，根據(jù)發(fā)送對象的輸入信號x(t)的功率或振幅求出畸變補償系數(shù)，把向 輸入信號x(t)乘以該畸變補償系數(shù)后的結(jié)果作為發(fā)送放大器1的輸入，由 此補償發(fā)送放大器1的非線性畸變。
關(guān)于畸變補償系數(shù)h(p)的估計采用自適應(yīng)算法。自適應(yīng)算法采用 LMS算法，將輸入信號x(t)和附加了非線性畸變的發(fā)送放大器1的輸出 信號y(t)進行比較，求出均方差為最小的系數(shù)。
關(guān)于被補償?shù)姆蔷€性畸變量的估計，通過包括式(6) 式(11)的 數(shù)式2的運算來進行。 (數(shù)式2)
，《Cp) + M0"'(0 .........(6)
………CO
"W ""OM0………(8)
"々)" ………(9)
y(O 。V鵬t函 ………(io) P - W0卩 ………
其中，x(t)表示輸入信號(基帶信號)，y(t)表示放大器1的輸出信號，
f(P)表示放大器1的非線性畸變的函數(shù)，h(p)表示更新的估計畸變補償系
數(shù)，p表示步長參數(shù)。另外，在數(shù)式l中，x、 y、 f、 h、 u、 e表示復(fù)數(shù)，
*表示共軛復(fù)數(shù)。并且，假設(shè)u(t)與放大器1的非線性畸變的振幅畸變不
怎么大的h^(p)h' w(p):l近似。
上述式(1)的h。(p)是非線性畸變的更新后的畸變補償系數(shù)，是對
存儲畸變補償系數(shù)的保存部2A的輸入。發(fā)送放大器1的輸出信號y(t)對 應(yīng)的分支信號y(t)在生成共軛復(fù)數(shù)的復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換電路46中取復(fù)數(shù)共軛，得 到/(t)。利用乘法器45將前一個(前一時間點)的畸變補償系數(shù)hn-,(p) 和/(t)相乘，得到i^(t)。
然后，在乘法器44中將比較器(減法器)42的輸出e(t)和iAt)相乘，
10再在乘法器43中與步長參數(shù)相乘。在加法器41中將乘法器43的輸出和 前一個畸變補償系數(shù)h『,(p)相加，得到非線性畸變的新的畸變補償系數(shù) hn(p)。
其中，式(11)是計算電路7求出輸入信號x(t)的功率大小的電路。 在把該電路作為求出輸入信號x(t)的振幅的電路時，式(11)利用lx(t)l 表示。利用該計算電路7求出的值是對存儲畸變補償系數(shù)的保存部2A進 行寫入和讀出時的地址。
該第3實施方式中的脈沖段畸變校正控制裝置進行上述第2實施方 式中的處理，以便補償發(fā)送放大器1的脈沖段畸變。由此，通過具有二 維的畸變補償系數(shù)(畸變校正系數(shù))，能夠同時補償發(fā)送放大器1的脈沖 段畸變和非線性畸變。第4實施方式
圖8表示本發(fā)明的第4實施方式的脈沖段畸變校正控制裝置的結(jié)構(gòu)。 該第4實施方式表示圖2所示的第1實施方式中的基本結(jié)構(gòu)的變形例。
該第4實施方式中的脈沖段畸變校正控制裝置采用根據(jù)發(fā)送對象的 輸入信號x(t)的平均大小(振幅)，調(diào)制利用上述第1實施方式中的基本 結(jié)構(gòu)生成的脈沖段畸變校正系數(shù)的結(jié)構(gòu)。因此，該脈沖段畸變校正控制 裝置還具有求出輸入信號x(t)的平均大小的發(fā)送電平測定部8。
具體地講，發(fā)送電平測定部8求出輸入信號x(t)的平均功率。脈沖段 畸變校正系數(shù)是以通知脈沖段ON的定時的信號(脈沖段信息)為契機， 從脈沖段校正系數(shù)保存部2中讀出的。通過乘法器9將所讀出的脈沖段 畸變校正系數(shù)與由發(fā)送電平測定部8求出的平均功率的值相乘。該相乘 結(jié)果被作為脈沖段畸變的逆特性，通過乘法器3與輸入信號x(t)相乘。
由此，追隨瞬間的變化(每個取樣點)，調(diào)整(控制)脈沖段畸變校 正系數(shù)的大小發(fā)生變化。
另外，第4實施方式中的脈沖段畸變校正控制裝置的其他結(jié)構(gòu)和動 作，與上述第l實施方式中的脈沖段畸變校正控制裝置相同。實施方式中的效果
根據(jù)上述各個實施方式中的脈沖段畸變校正控制裝置，在產(chǎn)生非線性變形的發(fā)送放大器1中，能夠改善由于在以脈沖段方式發(fā)送信號的情
況下產(chǎn)生的脈沖段畸變的影響而惡化的ACLR(Adjacent Channel Leakage Power Ratio )。變形例
上述各個實施方式中的脈沖段畸變校正能夠適用于在電源接通時等 有可能形成輸入信號有無之間的切換的所有狀況。并且，也可以把調(diào)整 用的矩形波信號用作輸入信號，并高精度且快速地生成脈沖段畸變校正 系數(shù)。
上述各個實施方式中的處理可以作為計算機能夠執(zhí)行的程序提供， 能夠通過CD—ROM和軟盤等記錄介質(zhì)、通信線路提供。
并且，上述各個實施方式中的各個處理也能夠選擇并組合其中的任 意多個或全部來實施。
權(quán)利要求
1.一種畸變校正控制裝置，其補償由發(fā)送對象的輸入信號的脈沖段所致的發(fā)送放大器的脈沖段畸變，該畸變校正控制裝置具有保存單元，其存儲具有所述脈沖段畸變的逆特性的畸變校正系數(shù)；執(zhí)行如下處理的單元以接收用于通知所述輸入信號的有無之間的切換的脈沖段信息為契機，對所述輸入信號乘以或加上從所述保存單元讀出的所述畸變校正系數(shù)；以及更新單元，其根據(jù)所述輸入信號、前一個所述畸變校正系數(shù)、和作為所述發(fā)送放大器的輸出信號反饋來的信號，利用自適應(yīng)算法更新所述畸變校正系數(shù)，把更新后的所述畸變校正系數(shù)輸入到所述保存單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的畸變校正控制裝置，其中，所述自適應(yīng)算 法是LMS最小平方法。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的畸變校正控制裝置，其中，從所述保存單 元讀出的而乘或加到所述輸入信號上的所述畸變校正系數(shù)，是與自所述 輸入信號的有無之間的切換起的經(jīng)過時間對應(yīng)的校正系數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的畸變校正控制裝置，其中，該畸變校正控 制裝置還具有進行數(shù)字預(yù)畸變來補償所述發(fā)送放大器的非線性畸變的單 元。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的畸變校正控制裝置，其中，該畸變校正控制裝置還具有執(zhí)行如下處理的單元求出所述輸入信號的平均功率，以 便根據(jù)所述輸入信號的平均大小來調(diào)整所述畸變校正系數(shù)。
6. —種畸變校正控制方法，用于補償由發(fā)送對象的輸入信號的脈沖段所致的發(fā)送放大器的脈沖段畸變，該畸變校正控制方法具有執(zhí)行如下處理的步驟將具有所述脈沖段畸變的逆特性的畸變校正系數(shù)存儲到保存單元； 以接收用于通知所述輸入信號的有無之間的切換的脈沖段信息為契 機，對所述輸入信號乘以或加上從所述保存單元讀出的所述畸變校正系數(shù)；以及根據(jù)所述輸入信號、前一個所述畸變校正系數(shù)、和作為所述發(fā)送放 大器的輸出信號反饋來的信號，利用自適應(yīng)算法更新所述畸變校正系數(shù)， 把更新后的所述畸變校正系數(shù)輸入到所述保存單元。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的畸變校正控制方法，其中，所述自適應(yīng)算 法是LMS最小平方法。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的畸變校正控制方法，其中，從所述保存單 元讀出而乘或加到所述輸入信號上的所述畸變校正系數(shù)，是與自所述輸 入信號的有無之間的切換起的經(jīng)過時間對應(yīng)的校正系數(shù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的畸變校正控制方法，其中，該畸變校正控 制方法還包括進行數(shù)字預(yù)畸變來補償所述發(fā)送放大器的非線性畸變的步 驟。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的畸變校正控制方法，其中，該畸變校正控制方法還包括執(zhí)行如下處理的步驟求出所述輸入信號的平均功率， 以便根據(jù)所述輸入信號的平均大小來調(diào)整所述畸變校正系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供畸變校正控制裝置和畸變校正控制方法，該畸變校正控制裝置補償因發(fā)送對象的輸入信號的脈沖段而形成的發(fā)送放大器的脈沖段畸變，其具有保存單元，其存儲具有所述脈沖段畸變的逆特性的畸變校正系數(shù)；執(zhí)行如下處理的單元以接收用于通知所述輸入信號有無之間的切換的脈沖段信息為契機，向所述輸入信號乘以或加上從所述保存單元讀出的所述畸變校正系數(shù)；以及更新單元，其根據(jù)所述輸入信號、前一個所述畸變校正系數(shù)、和作為所述發(fā)送放大器的輸出信號反饋來的信號，利用自適應(yīng)算法更新所述畸變校正系數(shù)，把更新后的所述畸變校正系數(shù)輸入到所述保存單元。
文檔編號H03F1/32GK101647195SQ20078005238
公開日2010年2月10日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者大石泰之, 宇都宮裕一, 札場伸和, 濱田一, 石川廣吉, 長谷和男 申請人:富士通株式會社