专利名称：畸变校正控制装置和畸变校正控制方法
技术领域：
本发明涉及适用于无线通信系统的畸变校正控制装置和畸变校正控 制方法。
背景技术：
在采用正交频分复用 (OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)等无线传输方式的无线通信系统中，大多使用脉冲段信号。
通常，放大器为了改善功率效率，把放大器动作点设为AB B级。 因此，在没有信号时(脉冲段OFF时)，流向放大器的电流减少。当从脉 冲段OFF期间急剧输入信号(脉冲段ON)时，电流急速流向放大器电 源系统。导致电源系统不能追随该急剧的电流值的变化，电流和电压波 形表现出过渡响应(参照图l)，放大器特性变化。
作为本发明的关联技术可以列举以下两点。第一点是日本特开2004 一112252号公报(专利文献l)，其公开了通过调整放大器输入信号，校 正因脉冲段发送形成的放大器畸变的技术。该技术的特征在于，测定脉 冲段信号发送时的上升沿/下降沿电平，进行对应该电平的脉冲段校正动 作。
第二点是日本特开平4—301950号公报(专利文献2)，其公开了通 过抑制急剧的上升沿来抑制脉冲段畸变的技术。该技术的特征在于，通 过缓慢提高发送输出的斜坡处理，抑制脉冲段畸变的发生。
在专利文献1记载的技术中，由于使用作成的校正系数，所以不追 随放大器的特性变化。放大器的特性根据温度和时间、年份变化而变化， 所以要求通过自适应地更新校正系数来保持脉冲段畸变的校正精度。
在专利文献2记载的技术中，抑制急剧的发送信号的上升沿，进行 使输出缓慢上升的斜坡动作。在该技术中，需要在脉冲段ON之前准备信号上升期间、或者使脉冲段ON之后的信号缓慢上升，导致放大器输
出信号的波形变形。
专利文献h日本特开2004—112252号公报 专利文献2:日本特开平4一301950号公报 专利文献3:日本特开平9一153849号公报 专利文献4:日本专利第3560398号公报
发明内容
本发明的课题是提供如下技术，通过自适应地校正因脉冲段发送而 产生的畸变(脉冲段畸变)，能够提高发送放大器的耐环境性。
本发明的其他课题是提供如下技术，在产生非线性畸变的发送放大 器中，即使在进行脉冲段发送时，也能够良好地进行非线性畸变补偿。
为了解决上述课题，本发明的畸变校正控制装置补偿由发送对象的 输入信号的脉冲段所致的发送放大器的脉冲段畸变，该畸变校正控制装 置具有保存单元，其存储具有所述脉冲段畸变的逆特性的畸变校正系 数；执行如下处理的单元以接收用于通知所述输入信号的有无之间的 切换的脉冲段信息为契机，对所述输入信号乘以或加上从所述保存单元 读出的所述畸变校正系数；以及更新单元，其根据所述输入信号、前一 个所述畸变校正系数、和作为所述发送放大器的输出信号反馈来的信号， 利用自适应算法更新所述畸变校正系数，把更新后的所述畸变校正系数 输入到所述保存单元。
在这种结构中，所述自适应算法是LMS最小平方法。并且，从所述 保存单元读出而乘或加到所述输入信号上的所述畸变校正系数，是与自 所述输入信号的有无之间的切换起的经过时间对应的校正系数。
该畸变校正控制装置还具有进行数字预畸变来补偿所述发送放大器 的非线性畸变的单元。
该畸变校正控制装置还具有执行如下处理的单元求出所述输入信 号的平均功率，以便根据所述输入信号的平均大小来调整所述畸变校正 系数。根据本发明，为了校正因脉冲段发送而形成的放大器畸变(脉冲段 畸变)，对输入信号赋予逆特性进行校正，利用自适应算法自适应地更新 校正系数，所以即使放大器特性根据温度和时间、年份而变化时，也能 够保存最佳的校正系数。
并且，根据本发明，能够通过斜坡处理等校正脉冲段畸变，而不会 改变放大器输出信号的波形。
关于本发明的其他课题、特征和优点，在与附图及并列记述的权利 要求一起提及时，通过阅读以下记述的说明书将更加明确。
图1是用于说明发送脉冲段时的发送放大器中的输入信号和输出信 号的图。
图2是表示本发明的第1实施方式的脉冲段畸变校正控制装置的框图。
图3 是用于说明脉冲段信息的第1获取方法的图。 图4是用于说明脉冲段信息的第2获取方法的图。 图5是表示本发明的第2实施方式的脉冲段畸变校正控制装置的框图。
图6是表示本发明的第3实施方式的脉冲段畸变校正控制装置的框图。
图7是用于说明本发明的第3实施方式的脉冲段畸变校正控制装置 中的数字预畸变的图。
图8是表示本发明的第4实施方式的脉冲段畸变校正控制装置的框图。
标号说明
1发送放大器；2脉冲段校正系数保存部；3乘法器；4脉冲段校正 系数更新部。
具体实施例方式
以下，参照附图更具体地说明本发明。附图示出了本发明的优选实 施方式。但是，本发明能够利用许多不同的方式实施，不能解释为限定 于本说明书记载的实施方式。当然，这些实施方式是为了使本说明书的 公开更彻底且完整、并将本发明的范围充分告知本行业人员而提供的。第1实施方式
参照表示本发明的第1实施方式的结构(基本结构)的图2，脉冲 段畸变校正控制装置采用向针对发送放大器(RF放大器)1的输入信号 x(t)乘以(也可以加上)校正系数的结构，以便校正因发送对象的输入信 号x(t)的脉冲段性形成的放大器畸变(脉冲段畸变)。
该校正系数(脉冲段畸变校正系数)以通知输入信号的有无之间的 切换的信号(此处指通知脉冲段(开始)ON的定时的信号)即脉冲段信 息为基准(契机)，从脉冲段校正系数保存部2中读出，并作为脉冲段畸 变的逆特性，通过乘法器3与输入信号x(t)相乘。
脉冲段畸变校正系数在脉冲段校正系数更新部4中，根据输入信号 x(t)和前一次(前一时间点)的校正系数和分支信号y(t)，按照自适应算 法更新。分支信号(FB信号)y(t)是来自发送放大器1的输出信号y(t) 的一部分被反馈后的信号，与输出信号y(t)相等。
脉冲段校正系数更新部4把更新后的校正系数输入脉冲段校正系数 保存部2，并存储于此。
另外，在该脉冲段畸变校正控制装置中，为了进行数字信号处理， 在针对发送放大器1的输入侧(前级)设有数字/模拟(D/A)转换器， 在发送放大器1的输出侧的分支信号y(t)的接收线上(后级)设有模拟/ 数字(A/D)转换器，但此处省略图示。尤其在不需要限定时，在其他实 施方式中也相同。
并且，在发送放大器1的前级和后级设有正交调制器、正交解调器 和局部振荡器，但为了简化说明而省略图示。
下面，说明脉冲段校正系数保存部2获取用于通知脉冲段ON的定 时的信号即脉冲段信息的两种方法。第一方法是从图3所示的OFDM信号生成部5探寻脉冲段信息的方 法。OFDM信号是使用高速傅立叶转换(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)按照块单位生成的信号。脉冲段是按照该IFFT的处理单位产 生的。通过确认针对IFFT处理部51的输入信号全部从"O"切换为脉冲段 ON、或者IFFT处理后的信号全部从"O"切换为脉冲段ON,获得脉冲段 信息。
在此，由串行/并行(S/P)转换部52判定针对IFFT处理部51的输 入信号是否全部从"O"切换为脉冲段ON，并获取脉冲段信息。另外，该 判定也可以根据来自IFFT处理部51的输出信号来进行，并获取脉冲段
f曰息。
第二方法是自动判定发送对象的输入信号x(t)是否是预定的时间零， 并用作脉冲段信息的方法。图4表示自动生成脉冲段信息的具体示例。
在脉冲段信息生成部6中，由信号零判定部61判定输入信号x(t)是 否是零(0)信号。如果是零信号，则后级的计数器62被重设。如果不 是零信号，则计数器62被向上计数。
在计数器值判定部63中，如果计数器值达到预定值，则判定进入脉 冲段ON期间，产生脉冲段信息的脉冲段。在此，具有延迟电路(Dday)， 这是为了使输入信号x(t)延迟脉冲段信息生成部6中的处理时间。第2实施方式
图5表示本发明的第2实施方式的脉冲段畸变校正控制装置的结构。 该第2实施方式示出图2所示的第1实施方式中的基本结构作为具体结 构示例。
参照图5，该脉冲段畸变校正控制装置具有脉冲段校正系数保存部 2、乘法器3和脉冲段校正系数更新部4。脉冲段校正系数更新部4由加 法器41、比较器(减法器)42、乘法器43、 44、 45和复数转换电路(conj) 46构成。在这种结构中，自适应算法采用最小平方法(LMS)，以便生成 发送放大器1中的脉冲段畸变的校正系数。
在该脉冲段畸变校正控制装置中，与从脉冲段ON(t(0后的经过时间 对应的校正系数，是从存储脉冲段畸变的校正系数的脉冲段校正系数保存部2读出的，通过向发送对象的输入信号X(t)乘以校正系数gn-,(t —to)， 补偿发送放大器1的脉冲段畸变G(t — to)。
关于被补偿的脉冲段畸变量的估计，通过包括式(1) 式(5)的数式1
的运算来进行。 (数式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)表示输入信号(基带信号)，y(t)表示放大器1的输出信号， G(t—to)表示放大器1的脉冲段畸变的函数，g(t—to)表示脉冲段畸变校正 系数，^表示步长参数。另外，在数式1中，x、 y、 G、 g、 u、 e表示复 数，*表示共轭复数，^表示实数。
在此，假设为发送放大器1的脉冲段畸变的振幅畸变不怎么大的 gn(t-to)g* n(t-to)二l ，在内部近似求出u(t—10)。
上述式(1)的&(t-t。)是更新后的脉冲段畸变补偿系数。放大器l的 输出信号y(t)对应的分支信号y(t)在生成共轭复数的复数转换电路46中 取复数共轭，得到/(t)。利用乘法器45将前一个(前一时间点)的脉冲 段畸变补偿系数gn-"t-to)和/(t)相乘，得到u*(t—t0)。
然后，在乘法器44中将比较器42的输出e(t-to)和u'(t—to)相乘，再 在乘法器43中与步长参数相乘。在加法器41中将乘法器43的输出和前 一个脉冲段畸变补偿系数gn-"t-to)相加，得到新的脉冲段畸变补偿系数
gn(t誦t。)。
第3实施方式
图6表示本发明的第3实施方式的脉冲段畸变校正控制装置的结构。 该第3实施方式表示图5所示的第2实施方式中的具体结构的变形例。 该第3实施方式中的脉冲段畸变校正控制装置是针对利用上述第2实施方式中的具体结构处理的脉冲段畸变校正，结合了已知技术即补偿
发送放大器的非线性畸变的数字预畸变(DPD)的示例。另外，关于DPD 的具体情况记述在上述专利文献4 (日本专利第3560398号公报)。
首先，参照图7说明校正发送放大器1的非线性畸变的DPD。在DPD 中，根据发送对象的输入信号x(t)的功率或振幅求出畸变补偿系数，把向 输入信号x(t)乘以该畸变补偿系数后的结果作为发送放大器1的输入，由 此补偿发送放大器1的非线性畸变。
关于畸变补偿系数h(p)的估计采用自适应算法。自适应算法采用 LMS算法，将输入信号x(t)和附加了非线性畸变的发送放大器1的输出 信号y(t)进行比较，求出均方差为最小的系数。
关于被补偿的非线性畸变量的估计，通过包括式(6) 式(11)的 数式2的运算来进行。 (数式2)
，《Cp) + M0"'(0 .........(6)
………CO
"W ""OM0………(8)
"々)" ………(9)
y(O 。V鹏t函 ………(io) P - W0卩 ………
其中，x(t)表示输入信号(基带信号)，y(t)表示放大器1的输出信号，
f(P)表示放大器1的非线性畸变的函数，h(p)表示更新的估计畸变补偿系
数，p表示步长参数。另外，在数式l中，x、 y、 f、 h、 u、 e表示复数，
*表示共轭复数。并且，假设u(t)与放大器1的非线性畸变的振幅畸变不
怎么大的h^(p)h' w(p):l近似。
上述式(1)的h。(p)是非线性畸变的更新后的畸变补偿系数，是对
存储畸变补偿系数的保存部2A的输入。发送放大器1的输出信号y(t)对 应的分支信号y(t)在生成共轭复数的复数转换电路46中取复数共轭，得 到/(t)。利用乘法器45将前一个(前一时间点)的畸变补偿系数hn-,(p) 和/(t)相乘，得到i^(t)。
然后，在乘法器44中将比较器(减法器)42的输出e(t)和iAt)相乘，
10再在乘法器43中与步长参数相乘。在加法器41中将乘法器43的输出和 前一个畸变补偿系数h『,(p)相加，得到非线性畸变的新的畸变补偿系数 hn(p)。
其中，式(11)是计算电路7求出输入信号x(t)的功率大小的电路。 在把该电路作为求出输入信号x(t)的振幅的电路时，式(11)利用lx(t)l 表示。利用该计算电路7求出的值是对存储畸变补偿系数的保存部2A进 行写入和读出时的地址。
该第3实施方式中的脉冲段畸变校正控制装置进行上述第2实施方 式中的处理，以便补偿发送放大器1的脉冲段畸变。由此，通过具有二 维的畸变补偿系数(畸变校正系数)，能够同时补偿发送放大器1的脉冲 段畸变和非线性畸变。第4实施方式
图8表示本发明的第4实施方式的脉冲段畸变校正控制装置的结构。 该第4实施方式表示图2所示的第1实施方式中的基本结构的变形例。
该第4实施方式中的脉冲段畸变校正控制装置采用根据发送对象的 输入信号x(t)的平均大小(振幅)，调制利用上述第1实施方式中的基本 结构生成的脉冲段畸变校正系数的结构。因此，该脉冲段畸变校正控制 装置还具有求出输入信号x(t)的平均大小的发送电平测定部8。
具体地讲，发送电平测定部8求出输入信号x(t)的平均功率。脉冲段 畸变校正系数是以通知脉冲段ON的定时的信号(脉冲段信息)为契机， 从脉冲段校正系数保存部2中读出的。通过乘法器9将所读出的脉冲段 畸变校正系数与由发送电平测定部8求出的平均功率的值相乘。该相乘 结果被作为脉冲段畸变的逆特性，通过乘法器3与输入信号x(t)相乘。
由此，追随瞬间的变化(每个取样点)，调整(控制)脉冲段畸变校 正系数的大小发生变化。
另外，第4实施方式中的脉冲段畸变校正控制装置的其他结构和动 作，与上述第l实施方式中的脉冲段畸变校正控制装置相同。实施方式中的效果
根据上述各个实施方式中的脉冲段畸变校正控制装置，在产生非线性变形的发送放大器1中，能够改善由于在以脉冲段方式发送信号的情
况下产生的脉冲段畸变的影响而恶化的ACLR(Adjacent Channel Leakage Power Ratio )。变形例
上述各个实施方式中的脉冲段畸变校正能够适用于在电源接通时等 有可能形成输入信号有无之间的切换的所有状况。并且，也可以把调整 用的矩形波信号用作输入信号，并高精度且快速地生成脉冲段畸变校正 系数。
上述各个实施方式中的处理可以作为计算机能够执行的程序提供， 能够通过CD—ROM和软盘等记录介质、通信线路提供。
并且，上述各个实施方式中的各个处理也能够选择并组合其中的任 意多个或全部来实施。
权利要求
1.一种畸变校正控制装置，其补偿由发送对象的输入信号的脉冲段所致的发送放大器的脉冲段畸变，该畸变校正控制装置具有保存单元，其存储具有所述脉冲段畸变的逆特性的畸变校正系数；执行如下处理的单元以接收用于通知所述输入信号的有无之间的切换的脉冲段信息为契机，对所述输入信号乘以或加上从所述保存单元读出的所述畸变校正系数；以及更新单元，其根据所述输入信号、前一个所述畸变校正系数、和作为所述发送放大器的输出信号反馈来的信号，利用自适应算法更新所述畸变校正系数，把更新后的所述畸变校正系数输入到所述保存单元。
2. 根据权利要求1所述的畸变校正控制装置，其中，所述自适应算 法是LMS最小平方法。
3. 根据权利要求1所述的畸变校正控制装置，其中，从所述保存单 元读出的而乘或加到所述输入信号上的所述畸变校正系数，是与自所述 输入信号的有无之间的切换起的经过时间对应的校正系数。
4. 根据权利要求1所述的畸变校正控制装置，其中，该畸变校正控 制装置还具有进行数字预畸变来补偿所述发送放大器的非线性畸变的单 元。
5. 根据权利要求1所述的畸变校正控制装置，其中，该畸变校正控制装置还具有执行如下处理的单元求出所述输入信号的平均功率，以 便根据所述输入信号的平均大小来调整所述畸变校正系数。
6. —种畸变校正控制方法，用于补偿由发送对象的输入信号的脉冲段所致的发送放大器的脉冲段畸变，该畸变校正控制方法具有执行如下处理的步骤将具有所述脉冲段畸变的逆特性的畸变校正系数存储到保存单元； 以接收用于通知所述输入信号的有无之间的切换的脉冲段信息为契 机，对所述输入信号乘以或加上从所述保存单元读出的所述畸变校正系数；以及根据所述输入信号、前一个所述畸变校正系数、和作为所述发送放 大器的输出信号反馈来的信号，利用自适应算法更新所述畸变校正系数， 把更新后的所述畸变校正系数输入到所述保存单元。
7. 根据权利要求6所述的畸变校正控制方法，其中，所述自适应算 法是LMS最小平方法。
8. 根据权利要求6所述的畸变校正控制方法，其中，从所述保存单 元读出而乘或加到所述输入信号上的所述畸变校正系数，是与自所述输 入信号的有无之间的切换起的经过时间对应的校正系数。
9. 根据权利要求6所述的畸变校正控制方法，其中，该畸变校正控 制方法还包括进行数字预畸变来补偿所述发送放大器的非线性畸变的步 骤。
10. 根据权利要求6所述的畸变校正控制方法，其中，该畸变校正控制方法还包括执行如下处理的步骤求出所述输入信号的平均功率， 以便根据所述输入信号的平均大小来调整所述畸变校正系数。
全文摘要
本发明提供畸变校正控制装置和畸变校正控制方法，该畸变校正控制装置补偿因发送对象的输入信号的脉冲段而形成的发送放大器的脉冲段畸变，其具有保存单元，其存储具有所述脉冲段畸变的逆特性的畸变校正系数；执行如下处理的单元以接收用于通知所述输入信号有无之间的切换的脉冲段信息为契机，向所述输入信号乘以或加上从所述保存单元读出的所述畸变校正系数；以及更新单元，其根据所述输入信号、前一个所述畸变校正系数、和作为所述发送放大器的输出信号反馈来的信号，利用自适应算法更新所述畸变校正系数，把更新后的所述畸变校正系数输入到所述保存单元。
文档编号H03F1/32GK101647195SQ20078005238
公开日2010年2月10日 申请日期2007年3月28日 优先权日2007年3月28日
发明者大石泰之, 宇都宫裕一, 札场伸和, 滨田一, 石川广吉, 长谷和男 申请人:富士通株式会社