专利名称：发送装置和在该发送装置中使用的失真补偿方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及例如能够在地面数字广播系统中使用的发送装置和在该发送装置中使用的失真补偿方法。
背景技术：
在数字广播系统中，关键点在于补偿广播波的发送装置中的功率放大部的非线性特性。大功率发送机专门采用预失真(predistortion)方式。预失真方式是,将功率放大部的输出与输入信号比较，得到关于非线性特性的认知，通过将其结果加到功率放大部的输入信号中来补偿失真。 发送装置具备称作激励器(exciter)的装置的情况较多。激励器在采用预失真方式的发送系统中承担重要的作用。即，在预失真方式中，总是将分配功率放大部的输出而得到的反馈信号与输入信号比较，使补偿处理追随于功率放大部的非线性特性的变动。该补偿处理通常由生成向功率放大部的输入信号的激励器实施。为了上述比较而回到激励器中的信号也在用来将发送装置的输出功率保持为一定的自动增益控制(Automatic GainControl)功能中使用。另外，存在为了提高装置的可靠性而将激励器二重化(或多重化)的发送系统。在有各种二重化方式中，仅将激励器二重化的优点主要是抑制成本。当然，还有对于发送装置整体确保基于二重化的冗余系统的情形。在预失真方式的发送装置中，如果将激励器二重化，则需要将分支功率放大部的输出而得到的反馈信号分配给多个激励器、或切换反馈信号而至少输入到实际使用激励器中。此时，与非线性特性没有任何关系的、分配器或切換器的特性被叠加到反馈信号中。这样的发送装置从非线性性补偿的观点看并不优选。总之，失真补偿的精度劣化。此外，在将反馈信号用于自动增益控制的情形中，如果不严格进行包括分配器或切換器的劣化的电平管理，则在切換激励器时发生电平变动。因而，在反馈路径中包含分配器或切換器并不优选。进而,在ATSC (Advanced Television System Committee :先进电视系统委员会)调制方式等、需要补偿在功率放大部的输出的后段连接的带通滤波器的失真成分(线性失真成分、群延迟等)的方式中，反馈信号的分配、切換系统变得更复杂，从噪声抑制、系统实现的观点等看期待改善。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供ー种能够以简单的结构高精度地补偿失真的发送装置和在该发送装置中使用的失真补偿方法。
根据实施方式，发送装置具备冗余化后的多个激励器，各激励器具备将输入的输入信号的特性变形的补偿部；放大部，将来自多个激励器中的作为实际使用激励器发挥功能的激励器的输出信号放大到发送电平；分支部，将放大部的输出分支而生成分支信号；以及解析部，基于输入信号和分支信号生成反映放大器的増益特性的信息，基于信息生成补偿数据，向作为实际使用激励器发挥功能的激励器赋予补偿数据。作为实际使用激励器发挥功能的激励器的补偿部基于补偿数据使输入信号的特性变形为与放大部的増益特性相反的特性，来补偿放大部中发生的失真。根据技术方案的发送装置，能够以简单的结构高精度地补偿失真。
图I是表示有关第一实施方式的发送装置的功能块图。图2是表示已有的一例的发送装置的功能块图。
图3是表示已有的其他发送装置的功能块图。图4是表示有关第二实施方式的发送装置的功能块图。图5是表示有关第三实施方式的发送装置的功能块图。图6是表示有关第四实施方式的发送装置的功能块图。
具体实施例方式[第一实施方式]图I是表示有关第一实施方式的发送装置的一例的功能块图。未图示的输入信号被输入到冗余化后的激励器21、22中。其中的激励器21作为实际使用激励器发挥功能，激励器22作为待机激励器发挥功能。激励器21、22的输出经由切換器30被输入到发送放大器40中。即，在稳定时，激励器21的输出被赋予发送放大器40，在激励器21故障时，通过冗余切换而将切換器30切換，激励器22的输出被输入到发送放大器40中。有关激励器2U22的冗余切换的控制被发送控制部10控制。控制部10、激励器21、22及切换器30经由内部总线200连接。发送控制部10的主要功能是发送装置的控制、监视等。例如在实际使用激励器中发生故障吋，发送控制部10执行冗余切换以切換到待机激励器。在冗余切换完成后，激励器22作为实际使用激励器发挥功能。进而，如果实施从该状态向原来的状态的返回，则激励器21恢复为实际使用激励器，激励器22恢复为待机激励器。将这样随着冗余切换而激励器的动作状态切换为实际使用激励器、待机激励器称作模式切換。发送放大器40具备例如并联连接的多个功率放大器。通过改变功率放大器的数量及功率放大器自身的输出，能够将发送放大器40的输出电平从例如100W级别的小功率到IOkW级别的大功率各种各样地改变。在许多情况下，发送放大器40使用AB级的放大器，所以需要针对非线性失真的某些处置。发送放大器40将来自激励器21 (或22)的输出信号放大为发送电平。发送放大器40的输出被分支部50部分分支，分支信号被反馈给激励器21。在该反馈路径中设有模拟/数字变换部90，将分支信号数字化而反馈数字数据。激励器21具备用于信号的波形整形的补偿部21a。激励器22也同样具备补偿部22a。补偿部21a、22a基于补偿数据将输入信号的特性变形。补偿部21a、22a例如通过将输入信号的特性变形为与发送放大器40的増益特性相反的特性，将在发送放大器40中发生的非线性失真补偿。将该方式称作所谓的预失真型。进而，激励器21具备解析部21b。解析部21b通过针对输入信号和反馈的数字数据的运算、解析处理，生成反映发送放大器40的増益特性的信息，再基于该信息生成补偿数据。将该补偿数据经由内部总线200赋予实际使用激励器(21或22)。进而，解析部21b将补偿数据经由内部总线200也赋予待机激励器(22或21)。待机激励器将补偿数据存储到内部存储器(未图示)等中，用于伴随着冗余切换的向实际使用激励器的模式切換。接着，说明上述结构的作用。在图I中，将从发送放大器40分支的分支信号进行数字数据化后，输入到激励器21中。激励器21的解析部21b将该数字数据的波形与输入信号比较，检测在发送放大器40中发生的非线性失真成分、即发送放大器40的増益特性。解析部21b基于检测到的非线性 失真成分生成补偿数据，将补偿数据向补偿部21a发送。补偿部21a基于补偿数据，将与失真成分的特性相反的特性的成分添加到输入信号中，朝向发送放大器40输出。通过这样，对输入信号赋予前置失真，放大后的输出保持线性。即，将发送放大器40的输出中的非线性失真成分补偿。进而，在实施方式中，对于待机激励器22也赋予补偿数据，待机激励器22保持补偿数据。具体而言，在发送控制部10的控制下，将由解析部21生成的补偿数据经由内部总线200也赋予激励器22。通过这样，即使在进行了从激励器21向激励器22的冗余切换的情况下，也能够维持非线性补偿特性。自动增益控制回路也能够维持控制特性。关于从激励器21向激励器22的数据转送，能够如上述那样通过发送控制部10的中介、或者使用上位的监视控制装置等已有的处理块的数据通信功能。通过这样，能够不追加新的硬件块而实现上述功能。接着，为了比较而表示已有的发送装置的一例。图2是表示已有的发送装置的一例的功能块图。在图2中，发送装置在从分支部50反馈的信号线的中途具有分配器60。分配器60将分支信号分配给2系统，输入到激励器21、22两者中。该发送装置的分配器60的结构变得复杂，有安装方面的困难。进而，需要考虑在分配器60中发生的失真，在失真补偿的精度方面存在改善的余地。也可以代替分配器60而使用切換器，但切换器具有与使用分配器60的情况同样的问题。进而，在图2中，激励器21、22两者都具备补偿部及解析部，所以在安装方面更花费工夫。图3是表示已有的其他发送装置的功能块图。图3的发送装置采用ATSC方式，具备限制发送放大器40的输出的频带的带通滤波器70。为了实施非线性补偿及线性补偿两者，具备两个反馈系统。即，带通滤波器70的输出被分支部80分支，该分支信号与来自分支部50的分支信号一起反馈给激励器21、22。来自分支部50的反馈信号和来自分支部80的反馈信号都被赋予分配器6(V，在其内部被分配而输入到激励器21、22两者中。在分配器60'的输出侧至少连接着4个系统的信号线，结构进一步复杂化。相对于此,在第一实施方式中，来自发送放大器40的输出的反馈信号被输入多个激励器21、22中的激励器21中，解析部21b计算在非线性补偿或自动增益控制等中需要的数据。通过将该数据经由内部总线200等的数字数据接ロ、例如控制监视端ロ传递给待机激励器，在激励器的冗余切换时，发送装置也能够继续发挥非线性补偿功能。通过上述结构，不需要反馈信号的切換及分配功能，所以能够使发送装置的结构变得简单。总结以上，发送装置具备多个激励器，其中的I台作为实际使用激励器、其他作为待机激励器发挥功能。当进行发送放大部的非线性补偿时，解析部根据从发送放大部的输出分支的分支信号和输入信号，生成失真补偿用的补偿数据，将其通知给实际使用激励器及待机激励器。由于这样，所以不再需要将反馈信号分配或分支为多个，所以能够提供能够以简单的结构高精度地补偿失真的发送装置和在该发送装置中使用的失真补偿方法。[第二实施方式] 图4是表示有关第二实施方式的发送装置的一例的功能块图。在图4中，对于与图3共通的部分赋予相同的标号，并省略重复的说明。在该实施方式中，补偿部21a、22a补偿发送放大部的非线性失真和带通滤波器的线性失真两者。在图4中，发送放大器40的输出的一部分被分支部50分支，分支后的信号被模拟/数字变换部90变换为数字数据，对激励器21反馈。带通滤波器70的输出的一部分被分支部80分支，分支后的信号被模拟/数字变换部100变换为数字数据，对激励器21反馈。激励器21的解析部21b根据反馈的两数据计算并制作反映带通滤波器70的线性失真的信息，此外根据从模拟/数字变换部90输出的数据及向激励器的输入信号，计算并制作反映发送放大器40的非线性失真的信息。进而，解析部21b基于这些信息计算用来补偿线性失真及非线性失真的补偿数据。该补偿数据被补偿部21a用于波形整形处理，并且经由内部总线200被传送给激励器22。根据上述结构的发送装置，在ATSC方式的发送装置中，也能够以简单的结构高精度地补偿失真。[第三实施方式]图5是表示有关第三实施方式的发送装置的一例的功能块图。在图5中，对于与图I共通的部分赋予相同的标号，并省略重复的说明。在图5中，来自分支部50的分支信号被模拟/数字变换部90变换为数字数据，分支信号的数字数据被输入到激励器21中。解析部21b运算并解析分支信号的数据和输入到第一激励器21中的输入信号，生成反映由发送放大器40发生的非线性失真的信息，基于该信息计算失真补偿用的补偿数据。将补偿数据经由补偿部21a和内部总线200赋予激励器22。进而，激励器21在内部中具备与切換器30同样的功能。即，激励器22的输出被输入到激励器21中，经过激励器21内的切換器被输入到发送放大器40中。根据上述结构的发送装置，能够通过简单的结构高精度地补偿失真。此外，由于是将切换功能内置在激励器21中的结构，所以能够有效地利用发送装置的内部空间，还能够促进发送装置的小型化。[第四实施方式]图6是表示有关第四实施方式的发送装置的一例的功能块图。在图6中，对于与图I共通的部分赋予相同的标号，并省略重复的说明。在图6的实施方式中，发送控制部10具有解析部10a。即，分支信号被模拟/数字变换部90变换为数字数据。分支信号的数字数据经由或穿过激励器21、或经由内部总线200被传递给发送控制部10。发送控制部10的解析部IOa基于分支信号的数据和输入到激励器21中的输入信号，生成反映发送放大器40増益特性的信息，基于该信息生成失真补偿用的补偿数据。将补偿数据经由内部总线200向激励器21、22两者通知。根据上述结构的发送装置，能够通过简单的结构高精度地补偿失真。根据以上叙述的至少ー个实施方式的发送装置和失真补偿方法，能够通过简单的结构高精度地补偿失真。另外，该发明并不限定于上述实施方式。在上述实施方式中，将由解析部生成的补偿数据也赋予实际使用激励器及待机激励器。但是，并不一定需要总是将补偿数据赋予待机激励器。只要能够对执行失真补偿功能过程中的实际使用激励器通知补偿数据就可以。由此，即使不对待机激励器传递补偿 数据传递、仅对在该时刻作为实际使用激励器发挥功能的激励器赋予补偿数据，也能够达到本发明的目的。说明了本发明的一些实施方式，但这些实施方式是作为例子提示的，并不意味着限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种形态实施，在不脱离发明的主g的范围中能够进行各种省略、替代、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明和其等价的范围中。
权利要求
1.一种发送装置，其特征在干， 具备 冗余化后的多个激励器，各上述激励器具备将输入的输入信号的特性变形的补偿部；放大部，将来自多个上述激励器中的作为实际使用激励器发挥功能的激励器的输出信号放大到发送电平； 分支部，将上述放大部的输出分支而生成分支信号；以及 解析部，基于上述输入信号和上述分支信号，生成反映上述放大器的増益特性的信息，基于上述信息生成补偿数据，向作为上述实际使用激励器发挥功能的上述激励器赋予上述补偿数据； 作为上述实际使用激励器发挥功能的上述激励器的上述补偿部基于上述补偿数据，使上述输入信号的特性变形为与上述放大部的増益特性相反的特性，来补偿上述放大部中发生的失真。
2.如权利要求I所述的发送装置，其特征在干， 还具备限制上述放大部的输出的频带的滤波器和将上述滤波器的输出分支而生成第二分支信号的第二分支部； 上述解析部基于上述分支信号和上述第二分支信号，生成反映上述滤波器的失真特性的第二信息，基于上述信息和上述第二信息生成补偿数据，将上述补偿数据赋予作为上述实际使用激励器发挥功能的上述激励器； 作为上述实际使用激励器发挥功能的上述激励器的上述补偿部根据基于上述信息和上述第二信息生成的上述补偿数据，将上述输入信号的特性变形为与上述放大部的上述增益特性相反的特性，并且使上述输入信号的特性变形为与上述滤波器的失真特性相反的特性。
3.如权利要求I所述的发送装置，其特征在干， 还具备将上述分支信号数字化而生成第一数字数据的第一模拟/数字变换部； 上述解析部将上述输入信号和上述第一数字数据解析，生成上述信息。
4.如权利要求2所述的发送装置，其特征在干， 还具备将上述分支信号数字化而生成第一数字数据的第一模拟/数字变换部、和将上述第二分支信号数字化而生成第二数字数据的第二模拟/数字变换部； 上述解析部将上述第一数字数据和上述第二数字数据解析，生成反映上述滤波器的失真特性的上述第二信息。
5.如权利要求I所述的发送装置，其特征在干， 还具备控制上述多个激励器的冗余切换的控制部； 上述控制部具备上述解析部。
6.如权利要求I所述的发送装置，其特征在干， 上述多个激励器中的ー个激励器具备上述解析部。
7.如权利要求I所述的发送装置，其特征在干， 上述解析部对多个上述激励器的全部赋予上述补偿数据； 多个上述激励器中的作为待机激励器发挥功能的激励器存储上述被赋予的上述补偿数据。
8.如权利要求I所述的发送装置，其特征在干， 多个上述激励器中的ー个激励器具备切换器，该切换器切换多个上述激励器的输出而输出到上述放大部。
9.ー种失真补偿方法，在发送装置中使用，该发送装置具备冗余化后的多个激励器以及放大部，该放大部将来自多个上述激励器中的作为实际使用激励器发挥功能的激励器的输出信号放大为发送电平，其特征在于，上述失真补偿方法包括 将上述放大部的输出分支，生成分支信号的エ序； 基于输入到多个上述激励器中的输入信号和上述分支信号，生成反映上述放大部的增益特性的信息的エ序； 基于上述信息生成补偿数据的エ序；以及 基于上述补偿数据，将输入到作为上述实际使用激励器发挥功能的上述激励器中的上述输入信号的特性变形为与上述放大部的増益特性相反的特性的变形エ序。
10.如权利要求9所述的失真补偿方法，其特征在干， 上述发送装置还具备限制上述放大部的输出的频带的滤波器； 上述失真补偿方法还具备 将上述滤波器的输出分支，生成第二分支信号的エ序；以及 基于上述分支信号和上述第二分支信号，生成反映上述滤波器的失真特性的第二信息的エ序； 生成上述补偿数据的エ序中，基于上述信息和上述第二信息生成补偿数据； 上述变形エ序中，根据基于上述信息和上述第二信息生成的上述补偿数据，将输入到作为上述实际使用激励器发挥功能的上述激励器中的上述输入信号的特性变形为与上述放大部的増益特性相反的特性，并且将上述输入信号的特性变形为与上述失真特性相反的特性。
11.如权利要求9所述的失真补偿方法，其特征在干， 还将上述分支信号数字化，生成第一数字数据； 生成上述信息的エ序中，将上述输入信号和上述第一数字数据解析而生成上述信息。
12.如权利要求10所述的失真补偿方法，其特征在干， 还具备将上述分支信号数字化而生成第一数字数据的エ序、和将上述第二分支信号数字化而生成第二数字数据的エ序； 生成上述第二信息的エ序中，将上述第一数字数据和上述第二数字数据解析，生成反映上述滤波器的失真特性的信息。
13.如权利要求9所述的失真补偿方法，其特征在干， 还具备 对多个上述激励器中的作为待机激励器发挥功能的上述激励器赋予上述补偿数据的ェ序； 作为上述待机激励器发挥功能的上述激励器存储上述补偿数据。
全文摘要
本发明要解决的技术问题是，提供一种能够以简单的结构高精度地补偿失真的发送装置和在该发送装置中使用的失真补偿方法。根据实施方式，发送装置具备冗余化后的多个激励器、将来自作为实际使用激励器发挥功能的激励器的输出信号放大为发送电平的放大部、和将放大部的输出分支而生成分支信号的分支部。多个激励器分别具备补偿部。进而，发送装置具备解析部，基于输入到激励器中的输入信号和分支信号生成反映放大部的增益特性的信息，将该信息赋予作为实际使用激励器发挥功能的激励器。作为实际使用激励器发挥功能的激励器的补偿部将输入到激励器中的输入信号的特性变形为与放大部的增益特性相反的特性。
文档编号H04L27/36GK102857451SQ20121002499
公开日2013年1月2日 申请日期2012年2月6日 优先权日2011年6月30日
发明者大塚国明 申请人:株式会社东芝