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JP2007274454A - Distortion compensation coefficient training signal generator - Google Patents

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JP2007274454A
JP2007274454A JP2006098885A JP2006098885A JP2007274454A JP 2007274454 A JP2007274454 A JP 2007274454A JP 2006098885 A JP2006098885 A JP 2006098885A JP 2006098885 A JP2006098885 A JP 2006098885A JP 2007274454 A JP2007274454 A JP 2007274454A
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JP
Japan
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signal
training signal
training
unit
distortion compensation
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Application number
JP2006098885A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Kinomura
昌宏 木野村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

【課題】ベースバンド部においてディジタル歪補償を行う無線送信機において、電力増幅器の増幅特性の変化を防止し、歪補償の適切に行うためトレーニング信号生成装置を提供する。
【解決手段】ベースバンド部においてディジタル歪補償を行う電力増幅器向けのトレーニング信号発生装置において、基本波形信号部と無信号部とで構成されるトレーニング信号を出力する手段を設けることにより、トレーニング信号の実効値を低減し、電力増幅器への入力をトレーニング信号に切り替えた後に生ずる電力増幅器の発熱量の変化を抑制する。
【選択図】図1
In a radio transmitter that performs digital distortion compensation in a baseband unit, a training signal generation device is provided to prevent a change in amplification characteristics of a power amplifier and perform distortion compensation appropriately.
In a training signal generator for a power amplifier that performs digital distortion compensation in a baseband part, by providing means for outputting a training signal composed of a basic waveform signal part and a no-signal part, The effective value is reduced, and the change in the amount of heat generated by the power amplifier after the input to the power amplifier is switched to the training signal is suppressed.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、無線送信機の電力増幅器における歪補償の制御に関するものである。   The present invention relates to distortion compensation control in a power amplifier of a radio transmitter.

無線通信技術の分野においては、近年、デ−タ伝送速度の向上や加入者容量の増加などの要求に対応し、デ−タの多値化技術、CDMAなどのスペクトラム拡散方式、OFDMなどのマルチキャリア伝送方式等が開発され、さらにはこれらを組み合わせた変調方式の採用が増加している。これらの変調信号は、従来のアナログ変調方式に比較し、変調信号のダイナミックレンジが大きく、電力のピーク値と平均値の比で表されるピークファクタも大きいという特徴がある。   In the field of wireless communication technology, in recent years, in response to demands such as an increase in data transmission speed and an increase in subscriber capacity, data multilevel technology, spread spectrum systems such as CDMA, multi-band such as OFDM, etc. Carrier transmission systems and the like have been developed, and the use of modulation systems combining these has increased. These modulation signals are characterized in that the dynamic range of the modulation signal is large and the peak factor represented by the ratio between the peak value and the average value of the power is large as compared with the conventional analog modulation system.

このような変調信号を増幅する増幅器においては、広帯域・高ダイナミックレンジの信号を低歪みで増幅する線形性と、装置の消費電力を低減するための高い電力効率が求められる。しかし、一般的な増幅器では、線形性向上と高効率化は相反関係にあり、この2つを同時に実現する手段として歪補償技術の開発が行われている。   In such an amplifier that amplifies the modulation signal, linearity for amplifying a wideband / high dynamic range signal with low distortion and high power efficiency for reducing power consumption of the apparatus are required. However, in a general amplifier, improvement in linearity and improvement in efficiency are in a contradictory relationship, and a distortion compensation technique has been developed as a means for simultaneously realizing the two.

歪補償は、高効率だが非線形特性を有する電力増幅器に対し、入力信号たる変調信号に電力増幅器の歪特性の逆特性を印加し、歪特性の改善を図ろうとするものである。ディジタル技術を用いた歪補償には主に電力増幅器の逆特性を多項式を用いて生成する多項式方式と、逆特性をLUT(ルックアップテーブル)を用いて生成するLUT方式がある。多項式方式には電力増幅器の逆特性を演算する速度が速く、演算に用いるメモリの量も少ないなどの利点があり、LUT方式にはどのような電力増幅器に対しても逆特性の演算が可能という利点がある。高効率電力増幅器は非線形が高く、電力増幅器の特性(AM−AM/AM−PM特性など)は非常に急峻な変動特性を有している場合が多いため、高効率電力増幅器にはLUT方式によるディジタル歪補償が用いられることが多い。   Distortion compensation is intended to improve distortion characteristics by applying a reverse characteristic of the distortion characteristics of a power amplifier to a modulated signal as an input signal for a power amplifier having high efficiency but non-linear characteristics. Distortion compensation using digital technology mainly includes a polynomial system that generates a reverse characteristic of a power amplifier using a polynomial and an LUT system that generates an inverse characteristic using a look-up table (LUT). The polynomial method has advantages such as the high speed of calculating the reverse characteristic of the power amplifier and the small amount of memory used for the calculation, and the LUT method can calculate the reverse characteristic for any power amplifier. There are advantages. High-efficiency power amplifiers are highly nonlinear, and power amplifier characteristics (AM-AM / AM-PM characteristics, etc.) often have very steep fluctuation characteristics. Digital distortion compensation is often used.

LUT方式は、入力信号振幅に対する歪補償係数を逐次算出し、LUTに保存、更新を繰り返し逆特性を算出していく方式である。このLUTの更新には現実の入力信号を用いることも可能であるが、ピークファクタが大きい近年の変調方式では最大振幅値に近い信号の出現頻度は低く、LUTの更新頻度も低くならざるを得ないという課題があった。   The LUT method is a method in which a distortion compensation coefficient with respect to an input signal amplitude is sequentially calculated, and the inverse characteristic is calculated by repeatedly storing and updating in the LUT. Although it is possible to use an actual input signal for updating the LUT, in recent modulation systems having a large peak factor, the frequency of appearance of signals close to the maximum amplitude value is low, and the frequency of updating the LUT must be low. There was no problem.

上記課題を解決するため、従来の歪補償方式では変調信号に代え、トレーニング信号を用いてLUTの更新を行っていた。例えば特許文献1がこれに該当する。   In order to solve the above problems, the conventional distortion compensation method updates the LUT using a training signal instead of the modulation signal. For example, Patent Document 1 corresponds to this.

図4を用いて説明する。等化器122に用いるトレーニング信号発生部115と、切換スイッチ116、118、120を設け、トレーニング時はこれらのスイッチ全てをA側に接続する。これにより、トレーニング信号発生部115から出力されたトレーニング信号は変調部117へ送られ、所定の変調をかけられたのち、電力増幅器119より出力される。トレーニング信号は切換スイッチ120を介して、復調部121に入力され、この時、復調部121の帯域制限フィルタで波形歪を受ける。等化器122はトレーニング信号発生部115のトレーニング信号を用い、タイミングストローブ信号でトレーニング演算処理を行い、最適なパラメータを導出し、さらにパラメータ記憶部123に記憶する。トレーニング終了後は、切換スイッチ116、118、120を全てB側に切換え、通常の無線機として使用可能な状態となる。このようにトレーニング信号を用いて歪特性を補償する構成となっている。   This will be described with reference to FIG. A training signal generator 115 used for the equalizer 122 and change-over switches 116, 118, and 120 are provided, and all these switches are connected to the A side during training. As a result, the training signal output from the training signal generation unit 115 is sent to the modulation unit 117, subjected to predetermined modulation, and then output from the power amplifier 119. The training signal is input to the demodulator 121 via the change-over switch 120, and at this time, the waveform distortion is received by the band limiting filter of the demodulator 121. The equalizer 122 uses the training signal of the training signal generation unit 115, performs a training calculation process with the timing strobe signal, derives an optimum parameter, and further stores it in the parameter storage unit 123. After the training is completed, all the change-over switches 116, 118, 120 are switched to the B side, and the apparatus can be used as a normal radio. In this way, the distortion characteristic is compensated using the training signal.

電力増幅器の逆特性を把握するため、トレーニング信号にはLUTの分解能と同一のステップ数を有し、その最大振幅が電力増幅器の最大入力限度となる信号を用いる。また入出力信号の線形性が比較的容易に検証できるため、トレーニング信号には三角波や鋸波などが多く用いられる。また逆特性を正確に算出するため、電力増幅器にはトレーニング信号に含まれる所定の信号波形が繰り返し入力される。図5に一般的なトレーニング信号の例を示す。図6はLUTの分解能が128ポイント(7ビット)の場合に対応したステップで三角波近似の波形を構成した例である。このような構成のトレーニング信号を用いることで、入力信号の最小値から最大値までの各ステップに対応した振幅特性を、同一の頻度で把握することができる。なお、例では三角波をもとに説明したが、同様のステップを有する鋸波を用いても同様のトレーニングを行うことができる。
特開平7−183833号公報
In order to grasp the reverse characteristic of the power amplifier, a signal having the same number of steps as the resolution of the LUT and a maximum amplitude of which is the maximum input limit of the power amplifier is used as the training signal. In addition, since the linearity of the input / output signal can be verified relatively easily, a triangular wave or a sawtooth wave is often used for the training signal. In addition, in order to accurately calculate the inverse characteristic, a predetermined signal waveform included in the training signal is repeatedly input to the power amplifier. FIG. 5 shows an example of a general training signal. FIG. 6 shows an example in which a triangular wave approximation waveform is configured by steps corresponding to the case where the LUT resolution is 128 points (7 bits). By using the training signal having such a configuration, it is possible to grasp the amplitude characteristic corresponding to each step from the minimum value to the maximum value of the input signal at the same frequency. Although the example has been described based on a triangular wave, similar training can be performed using a sawtooth wave having similar steps.
JP-A-7-183833

しかし、変調部への入力をベースバンド信号からトレーニング信号に切り替えると、電力増幅器の増幅特性が変化してしまい、ベースバンド信号の歪補償を適切に行うための情報を取得できないという問題が生じていた。   However, when the input to the modulation unit is switched from the baseband signal to the training signal, the amplification characteristic of the power amplifier changes, and there is a problem that information for appropriately performing distortion compensation of the baseband signal cannot be acquired. It was.

上記課題についてさらに説明する。一般的なトレーニング信号の場合、ベースバンド信号とは信号波形の相違に加え、信号の実効値にも差が生じている。例えばトレーニング信号が三角波の場合、信号のピークと実効値の比であるピークファクタは4.8dBであり、ベースバンド信号のピークファクターは詳細方式により異なるがCDMAで8dB、OFDMで11dB程度である。ピーク値が同一であれば、実効値には2倍から4倍の相違が生じている。   The above problem will be further described. In the case of a general training signal, in addition to the difference in signal waveform from the baseband signal, there is also a difference in the effective value of the signal. For example, when the training signal is a triangular wave, the peak factor, which is the ratio of the peak of the signal to the effective value, is 4.8 dB, and the peak factor of the baseband signal is about 8 dB for CDMA and about 11 dB for OFDM, depending on the detailed method. If the peak value is the same, there is a difference of 2 to 4 times in the effective value.

実効値の異なる信号が変調部で変調され、次いで電力増幅器に入力されると、電力増幅器の発熱量も変化し、電力増幅器の利得も変化する。トレーニング信号により電力増幅器の逆特性を把握しても、その後入力をベースバンド信号に切り替えると、信号の実効値の変化により電力増幅器の利得も変化し、電力増幅器の振幅特性も再び変化する。したがって、トレーニング信号を用いて把握した逆特性をLUTに保持し、これにより歪補償を行っても、電力増幅器の特性変化によって十分な歪補償が行えないこととなる。   When signals having different effective values are modulated by the modulation unit and then input to the power amplifier, the amount of heat generated by the power amplifier also changes, and the gain of the power amplifier also changes. Even if the reverse characteristic of the power amplifier is grasped from the training signal, when the input is subsequently switched to the baseband signal, the gain of the power amplifier also changes due to the change in the effective value of the signal, and the amplitude characteristic of the power amplifier also changes again. Therefore, even if the inverse characteristic grasped by using the training signal is held in the LUT and distortion compensation is performed thereby, sufficient distortion compensation cannot be performed due to the characteristic change of the power amplifier.

具体例として、トレーニング信号に三角波を用いた場合の電力増幅器の振幅特性の変化を示す。図7が電力増幅器入力信号を、図8が電力増幅器出力信号を表している。横軸は時間、縦軸は振幅である。図7において、振幅が1.0で一定の領域ではトレーニング信号が入力され、それ以降の領域ではベースバンド信号が入力されている。図8に示される通り、電力増幅器の利得は上記トレーニング信号の入力領域では低下傾向を示しており、入力信号がベースバンド信号に切り替えられた後は、電力増幅器の利得は徐々に上昇している。   As a specific example, a change in amplitude characteristics of a power amplifier when a triangular wave is used as a training signal is shown. FIG. 7 shows the power amplifier input signal, and FIG. 8 shows the power amplifier output signal. The horizontal axis is time, and the vertical axis is amplitude. In FIG. 7, a training signal is input in a region where the amplitude is 1.0 and constant, and a baseband signal is input in a region thereafter. As shown in FIG. 8, the gain of the power amplifier tends to decrease in the input region of the training signal, and after the input signal is switched to the baseband signal, the gain of the power amplifier gradually increases. .

なお、電力増幅器の特性を把握するというトレーニング信号の性格上、その最大振幅は一般的には電力増幅器の最大入力限度となるよう設定されるが、ベースバンド信号の最大振幅は増幅波形のクリッピング防止や増幅器の安定動作などの観点から電力増幅器の最大入力より低めに設定され、両信号の実効値の相違はさらに大きなものとなる場合がある。   Due to the nature of the training signal, which grasps the characteristics of the power amplifier, its maximum amplitude is generally set to be the maximum input limit of the power amplifier, but the maximum amplitude of the baseband signal prevents clipping of the amplified waveform. From the standpoint of stable operation of the amplifier and the like, it is set lower than the maximum input of the power amplifier, and the difference between the effective values of both signals may be even greater.

本発明は、LUTを用いた歪補償を行う送信機において正確な歪補償係数の算出を可能とし、優れた線形性を得ることが出来るトレーニング信号の生成方法、当該トレーニング信号の生成が可能なトレーニング信号の発生装置、及び当該装置を実装した送信機の提供を目的とする。   The present invention provides a training signal generation method capable of accurately calculating a distortion compensation coefficient and obtaining excellent linearity in a transmitter that performs distortion compensation using an LUT, and training capable of generating the training signal. An object of the present invention is to provide a signal generation device and a transmitter in which the device is mounted.

本発明は、ベースバンド部においてディジタル歪補償を行う無線送信機向けのトレーニング信号発生装置であって、出力されるトレーニング信号が基本波形信号部と無信号部とで構成されることを特徴とする構成を採る。   The present invention is a training signal generator for a radio transmitter that performs digital distortion compensation in a baseband unit, and an output training signal is composed of a basic waveform signal unit and a no-signal unit. Take the configuration.

また、本発明のトレーニング信号発生装置は基本波形信号発生部と、基本波形信号の遅延処理部とを有することを特徴とする構成を採る。   Also, the training signal generator of the present invention employs a configuration characterized by having a basic waveform signal generator and a basic waveform signal delay processor.

また、本発明のトレーニング信号発生装置はトレーニング信号の振幅実効値が所望の値となるよう基本波形信号部と前記無信号部の構成を決定する手段を有することを特徴とする構成を採る。   Further, the training signal generator of the present invention employs a configuration characterized by having means for determining the configuration of the basic waveform signal portion and the no-signal portion so that the effective amplitude value of the training signal becomes a desired value.

また、本発明のトレーニング信号発生装置はベースバンド信号検出部を有し、所望の振幅実効値を検出されたベースバンド信号の振幅実効値とする手段を有することを特徴とする構成を採る。   In addition, the training signal generator of the present invention employs a configuration having a baseband signal detection unit and means for setting a desired amplitude effective value to an amplitude effective value of the detected baseband signal.

また、本発明は、上記トレーニング信号発生装置を有し、さらに、
トレーニング信号とベースバンド信号を切り替える切り替え部と、
ベースバンド信号とLUTからの歪補償係数を掛け合わせる乗算部と、
無線周波数帯に変換する変調部と、
非線形特性を有する電力増幅器と、
電力増幅器からの出力を復調する復調部と、
信号発生部と復調部出力を比較し、誤差量を演算する加算部と、
信号発生部から出力された振幅値に対するアドレスを生成するアドレス生成部と、
加算部で出力された誤差量にもとづいてアドレス値に対する歪補償係数を格納するLUT

とを有する、ベースバンド部においてディジタル歪補償を行う無線送信機の構成を採る。
Further, the present invention includes the training signal generator, and further,
A switching unit for switching between a training signal and a baseband signal;
A multiplier that multiplies the baseband signal and the distortion compensation coefficient from the LUT;
A modulator for converting to a radio frequency band;
A power amplifier having nonlinear characteristics;
A demodulator for demodulating the output from the power amplifier;
An adder that compares the signal generator and demodulator output and calculates the error amount;
An address generator for generating an address for the amplitude value output from the signal generator;
A LUT for storing a distortion compensation coefficient for an address value based on the error amount output by the adder
And a wireless transmitter configured to perform digital distortion compensation in the baseband unit.

また本発明のトレーニング信号の生成方法は、ベースバンド部においてディジタル歪補償を行う無線送信機向けのトレーニング信号発生方法であって、出力されるトレーニング信号を基本波形信号部と無信号部により構成するステップを有することを特徴とする構成を採る。   The training signal generation method of the present invention is a training signal generation method for a radio transmitter that performs digital distortion compensation in a baseband unit, and an output training signal is configured by a basic waveform signal unit and a no-signal unit. A configuration characterized by having steps is adopted.

また本発明のトレーニング信号の生成方法は、トレーニング信号を基本波形信号部と無信号部により構成するステップが、基本波形信号発生ステップと、基本波形信号の遅延処理ステップとを含むことを特徴とする構成を採る。   In the training signal generation method of the present invention, the step of configuring the training signal by the basic waveform signal part and the no-signal part includes a basic waveform signal generation step and a basic waveform signal delay processing step. Take the configuration.

また本発明のトレーニング信号の生成方法は、トレーニング信号の振幅実効値を、所望の振幅実効値とするステップを有することを特徴とする構成を採る。   The training signal generation method of the present invention employs a configuration characterized in that it has a step of setting the effective amplitude value of the training signal to a desired effective amplitude value.

また本発明のトレーニング信号の生成方法は、トレーニング信号発生方法において、さらにベースバンド信号の振幅実効値の検出ステップと、基本波形信号の遅延処理量をベースバンド信号の振幅実効値とするステップとを有することを特徴とする構成を採る。   The training signal generation method of the present invention further includes a step of detecting an effective amplitude value of the baseband signal and a step of setting the delay processing amount of the basic waveform signal as the effective amplitude value of the baseband signal in the training signal generating method. The structure characterized by having is taken.

本発明のトレーニング信号発生装置又はトレーニング信号発生方法によれば、LUTのトレーニングに用いるトレーニング信号の実効値を低減することにより、電力増幅器への入力をトレーニング信号に切り替えた後に生ずる電力増幅器の発熱量の変化を抑制することができる。   According to the training signal generating apparatus or the training signal generating method of the present invention, the heat generation amount of the power amplifier generated after the input to the power amplifier is switched to the training signal by reducing the effective value of the training signal used for the LUT training. Can be suppressed.

これにより、電力増幅器への入力をトレーニング信号からさらに入力信号に切り替えた際に生ずる電力増幅器の出力特性の変化を抑制することができ、トレーニング信号に基づいて算出された歪補償係数による歪補償の効果を高めることができる。   As a result, it is possible to suppress a change in the output characteristics of the power amplifier that occurs when the input to the power amplifier is further switched from the training signal to the input signal, and distortion compensation using the distortion compensation coefficient calculated based on the training signal can be suppressed. The effect can be enhanced.

また、本発明のトレーニング信号発生装置又はトレーニング信号発生方法によれば、さらにトレーニング信号の実効値を所望の数値に設定することにより、入力信号をトレーニング信号に切り替えた際の増幅器の発熱及び出力特性の変化範囲を制御することができる。   Further, according to the training signal generating apparatus or the training signal generating method of the present invention, the heat generation and output characteristics of the amplifier when the input signal is switched to the training signal by further setting the effective value of the training signal to a desired value. The change range of can be controlled.

これにより、トレーニング信号に基づいて算出された歪補償係数による歪補償の効果をより高めることが可能となる。とりわけ、入力信号の実効値が理論的に把握しうる場合には、トレーニング信号の実効値を当該理論値に設定することにより、歪補償の効果をさらに高めることができる。   As a result, it is possible to further enhance the effect of distortion compensation using the distortion compensation coefficient calculated based on the training signal. In particular, when the effective value of the input signal can be theoretically grasped, the effect of distortion compensation can be further enhanced by setting the effective value of the training signal to the theoretical value.

また、本発明のトレーニング信号発生装置又はトレーニング信号発生方法によれば、さらに信号検出部を有し、トレーニング信号の振幅実効値を検出された振幅実効値とすることにより、入力信号をトレーニング信号に切り替えた際の増幅器の発熱量の変化をなくすことができる。   In addition, according to the training signal generation apparatus or the training signal generation method of the present invention, it further includes a signal detection unit, and by making the effective amplitude value of the training signal the detected effective amplitude value, the input signal is converted into the training signal. It is possible to eliminate the change in the amount of heat generated by the amplifier when switching.

これにより、トレーニング信号に切り替えた場合の増幅器の出力特性を入力信号と一致させることができ、歪補償係数による歪補償の効果をさらに高めることができる。   Thereby, the output characteristic of the amplifier when switched to the training signal can be matched with the input signal, and the effect of distortion compensation by the distortion compensation coefficient can be further enhanced.

(実施例1)
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図を用いて説明する。図1は、本発明装置の第1の実施例を含む送信機のブロック図である。
Example 1
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a transmitter including a first embodiment of the apparatus of the present invention.

本発明の実施形態であるトレーニング信号発生装置101は、信号波形が三角波などの基本波形信号部と無信号部により構成されるトレーニング信号を生成する。トレーニング信号の実効値をベースバンド信号と同等の水準とすることで、入力信号を切替えた場合の電力増幅器107の発熱量の変化を抑制する。トレーニング信号発生装置101において、基本波形信号発生部112が三角波などの基本波形信号を発生し、遅延発生部113が基本波形信号を遅延させ、トレーニング信号に無信号部を付加している。   The training signal generation device 101 according to the embodiment of the present invention generates a training signal including a basic waveform signal part such as a triangular wave and a non-signal part. By setting the effective value of the training signal to a level equivalent to that of the baseband signal, a change in the amount of heat generated by the power amplifier 107 when the input signal is switched is suppressed. In the training signal generator 101, the basic waveform signal generator 112 generates a basic waveform signal such as a triangular wave, the delay generator 113 delays the basic waveform signal, and adds a no-signal part to the training signal.

発生したトレーニング信号は、切り替えスイッチ103を介して歪補償系104に入力される。入力された信号は歪補償係数を格納しているLUT部111から出力された歪補償係数と乗算部105により掛け合わされ、歪補償信号が生成され電力増幅器107に入力される。電力増幅器107の出力の一部は復調部108に入力され復号される。復号された信号は歪み補償系104の略入力信号の反転信号に変換されており、トレーニング信号とともに加算部109に入力され、誤差分が出力される。トレーニング信号は一方でアドレス生成部110に入力され、入力振幅値に応じたアドレス値を生成し、出力された誤差分に応じた歪補償係数に対するアドレスを与える。本動作をトレーニング信号入力中に繰り返し行い、LUT部の更新を逐次繰り返す。なお本動作は一般的な適応動作であり、LMS、RLSなどの手法を用いて行うことが出来る。   The generated training signal is input to the distortion compensation system 104 via the changeover switch 103. The input signal is multiplied by the distortion compensation coefficient output from the LUT unit 111 storing the distortion compensation coefficient by the multiplication unit 105, and a distortion compensation signal is generated and input to the power amplifier 107. Part of the output of the power amplifier 107 is input to the demodulator 108 and decoded. The decoded signal is converted into an inverted signal of a substantially input signal of the distortion compensation system 104, and is input to the adder 109 together with the training signal, and an error is output. On the other hand, the training signal is input to the address generation unit 110, generates an address value corresponding to the input amplitude value, and gives an address for the distortion compensation coefficient corresponding to the output error. This operation is repeated while the training signal is input, and the update of the LUT unit is sequentially repeated. This operation is a general adaptive operation, and can be performed using a technique such as LMS or RLS.

トレーニング信号の終了後は本来のベースバンド信号102が歪補償系104に入力され、アドレス生成部110で生成されたアドレス値を元にLUT部111に格納された歪補償係数を読み込み、補償係数をベースバンド信号102に乗算し歪補償信号を生成する。これにより、電力増幅器107からは線形性が改善された出力を得ることが出来る。なお、このときトレーニング信号時と同様にLUTの更新を行ってもよい。   After completion of the training signal, the original baseband signal 102 is input to the distortion compensation system 104, the distortion compensation coefficient stored in the LUT unit 111 is read based on the address value generated by the address generation unit 110, and the compensation coefficient is set. The baseband signal 102 is multiplied to generate a distortion compensation signal. As a result, an output with improved linearity can be obtained from the power amplifier 107. At this time, the LUT may be updated as in the case of the training signal.

次に、本発明における実効値の設定について説明する。ベースバンド信号のピークファクタをPとし、基本波形信号のピークファクタをPsとし、基本波形信号の最大振幅値とベースバンド信号の最大振幅値の比率をrとする。時間軸上、トレーニング信号において基本信号波形が占める割合をXとすれば、X=r^2*10^((Ps−P)/10)とすることにより、ベースバンド信号と同一の実効値を有するトレーニング信号を得ることができる。   Next, the setting of the effective value in the present invention will be described. The peak factor of the baseband signal is P, the peak factor of the basic waveform signal is Ps, and the ratio between the maximum amplitude value of the basic waveform signal and the maximum amplitude value of the baseband signal is r. Assuming that the ratio of the basic signal waveform in the training signal on the time axis is X, by setting X = r ^ 2 * 10 ^ ((Ps−P) / 10), the same effective value as the baseband signal is obtained. A training signal can be obtained.

上記を具体的な例で説明する。三角波のピークファクタは10*log10(3)=4.8dBである。歪補償の対象とするベースバンド信号のピークファクタは9dBであるとする。各々の信号のピーク値が同一と仮定すれば、三角波を基本波形とするトレーニング信号によってベースバンド信号と同一の振幅実効値を実現するには、時間軸上に基本波形信号が占める割合をX=10^((4.8−9)/10)=0.38とし、残りの0.62の部分を無信号部とすればよい。図2に、構成されたトレーニング信号の例を示す。このような構成のトレーニング信号により、トレーニング信号とベースバンド信号の切替による利得変化を生ずることなく電力増幅器を動作させることが可能となる。   The above will be described with a specific example. The peak factor of the triangular wave is 10 * log10 (3) = 4.8 dB. It is assumed that the peak factor of the baseband signal targeted for distortion compensation is 9 dB. Assuming that the peak values of the respective signals are the same, in order to realize the same amplitude effective value as that of the baseband signal by the training signal having a triangular wave as the basic waveform, the ratio of the basic waveform signal on the time axis is expressed as X = 10 ^ ((4.8-9) / 10) = 0.38, and the remaining 0.62 portion may be a no-signal portion. FIG. 2 shows an example of the configured training signal. The training signal having such a configuration makes it possible to operate the power amplifier without causing a gain change due to switching between the training signal and the baseband signal.

なお、上記実施例ではトレーニング信号発生装置101を基本波形信号発生部112とディジタル遅延回路からなる遅延部113で構成し、遅延処理によりトレーニング信号に無信号部を付加する構成としたが、遅延部113に代えて基本波形信号をON−OFF制御する手段を設けてもよい。またトレーニング信号発生装置101はクロックカウンタによりタイミングを制御し、基本波形信号部と無信号部からなるトレーニング信号を発生させてもよい。   In the above embodiment, the training signal generating apparatus 101 is configured by the basic waveform signal generating unit 112 and the delay unit 113 including the digital delay circuit, and the no-signal unit is added to the training signal by delay processing. Instead of 113, a means for ON-OFF control of the basic waveform signal may be provided. The training signal generator 101 may control the timing by a clock counter and generate a training signal composed of a basic waveform signal part and a no-signal part.

(実施例2)
図3は、本発明のトレーニング信号発生装置101の第2の実施例を表すブロック図である。実施例2が実施例1のトレーニング信号発生装置と異なるのは、トレーニング信号の波形を、ベースバンド信号の切り替え情報にもとづいて変更することが可能となっている点である。
(Example 2)
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the training signal generator 101 of the present invention. The second embodiment is different from the training signal generator of the first embodiment in that the waveform of the training signal can be changed based on the switching information of the baseband signal.

一般に、移動体通信の基地局では加入者容量等によってシングルキャリア、2キャリア、4キャリアなどの形で同時送信するキャリアの数が変化する。これに伴い、信号の多重化の程度が変動し、ベースバンド信号のピーク値乃至実効値も変化する。このため、キャリア情報114にもとづいて基本波形信号発生部112で生じた基本波形と、遅延発生部113により加えられる無信号部の構成比を調整する。   In general, in a mobile communication base station, the number of carriers that are simultaneously transmitted in the form of single carrier, two carriers, four carriers, and the like varies depending on subscriber capacity and the like. Along with this, the degree of signal multiplexing varies, and the peak value or effective value of the baseband signal also changes. For this reason, the composition ratio between the basic waveform generated in the basic waveform signal generation unit 112 and the no-signal unit added by the delay generation unit 113 is adjusted based on the carrier information 114.

キャリア情報114は、対応するベースバンド信号の理論上のピークファクタ及び最大振幅値でもよく、またベースバンド信号の振幅実効値の実測値を用いてもよい。ベースバンド信号の振幅実効値をSb、基本波形信号の振幅実効値をSとすれば、時間軸上、トレーニング信号において基本信号波形が占める割合をXはX=Sb/Sとできる。   The carrier information 114 may be a theoretical peak factor and maximum amplitude value of the corresponding baseband signal, or may be an actual measurement value of the effective amplitude value of the baseband signal. Assuming that the effective amplitude value of the baseband signal is Sb and the effective amplitude value of the basic waveform signal is S, the proportion of the basic signal waveform in the training signal on the time axis can be set to X = Sb / S.

なお、ここではベースバンド信号におけるキャリア数の変化に対応する場合の例を示したが、例えばCDMAとOFDMの間において変調方式を切り替える場合などにも同様の対応が可能である。このような構成とすることで、様々な信号特性を有するベースバンド信号に対応したトレーニングを行うことが可能となる。   Although an example in the case of dealing with a change in the number of carriers in the baseband signal is shown here, the same correspondence can be made, for example, when the modulation method is switched between CDMA and OFDM. With such a configuration, it is possible to perform training corresponding to baseband signals having various signal characteristics.

本発明は、トレーニング信号を用いて電力増幅器の非線形性を改善するための歪補償を行う無線送信機に適用できる。具体的には、移動体通信基地局、地上波ディジタル送信機、無線LAN基地局などに適用することができる。   The present invention can be applied to a wireless transmitter that performs distortion compensation for improving nonlinearity of a power amplifier using a training signal. Specifically, the present invention can be applied to mobile communication base stations, terrestrial digital transmitters, wireless LAN base stations, and the like.

実施例1のトレーニング信号発生装置を含む無線送信機のブロック図1 is a block diagram of a wireless transmitter including a training signal generator according to a first embodiment. 実施例1におけるトレーニング信号の一例を示す図The figure which shows an example of the training signal in Example 1. 実施例2のトレーニング信号発生装置のブロック図Block diagram of training signal generator of embodiment 2 従来のトレーニング信号を用いた歪補正を行う無線送信機のブロック図Block diagram of a wireless transmitter that performs distortion correction using a conventional training signal 従来のトレーニング信号の一例を示す図Diagram showing an example of a conventional training signal LUTの分解能にもとづいて構成されたトレーニング信号の一例を示す図The figure which shows an example of the training signal comprised based on the resolution of LUT 電力増幅器の入力信号の変化の一例を示す図The figure which shows an example of the change of the input signal of a power amplifier 電力増幅器の増幅特性の変化の一例を示す図The figure which shows an example of the change of the amplification characteristic of a power amplifier

符号の説明Explanation of symbols

101 トレーニング信号発生装置
102 ベースバンド信号
103、116、118、120 切り替えスイッチ
104 歪補償系
105 乗算部
106、117 変調部
107、119 電力増幅器
108、121 復調部
109 加算部
110 アドレス生成部
111 LUT部
112 基本波形信号発生部
113 遅延発生部
114 キャリア情報
115 トレーニングデータ発生部
122 等化器
123 パラメータ記憶部
124 ベースバンド信号処理部


101 Training signal generator
102 Baseband signal 103, 116, 118, 120 Changeover switch 104 Distortion compensation system 105 Multiplication unit 106, 117 Modulation unit
107, 119 Power amplifier 108, 121 Demodulation unit 109 Addition unit 110 Address generation unit 111 LUT unit 112 Basic waveform signal generation unit 113 Delay generation unit 114 Carrier information 115 Training data generation unit 122 Equalizer 123 Parameter storage unit 124 Baseband signal Processing part


Claims (9)

ベースバンド部においてディジタル歪補償を行う無線送信機向けのトレーニング信号発生装置であって、出力されるトレーニング信号が基本波形信号部と無信号部とで構成されることを特徴とする、トレーニング信号発生装置。   A training signal generator for a radio transmitter that performs digital distortion compensation in a baseband unit, wherein an output training signal is composed of a basic waveform signal unit and a no-signal unit. apparatus. 前記トレーニング信号発生装置が、基本波形信号発生部と、前記基本波形信号の遅延処理部とを有することを特徴とする、請求項1記載のトレーニング信号発生装置。   The training signal generation apparatus according to claim 1, wherein the training signal generation apparatus includes a basic waveform signal generation unit and a delay processing unit for the basic waveform signal. 前記トレーニング信号の振幅実効値が所望の値となるよう前記基本波形信号部と前記無信号部の構成を決定する手段を有することを特徴とする、請求項1または請求項2記載のトレーニング信号発生装置。   3. The training signal generation according to claim 1, further comprising means for determining a configuration of the basic waveform signal portion and the no-signal portion so that an effective amplitude value of the training signal becomes a desired value. apparatus. ベースバンド信号検出部を有し、前記所望の振幅実効値を検出されたベースバンド信号の振幅実効値とする手段を有することを特徴とする、請求項3記載のトレーニング信号発生装置。   4. The training signal generating apparatus according to claim 3, further comprising a baseband signal detecting unit, and means for setting the desired amplitude effective value to an amplitude effective value of the detected baseband signal. 請求項4のトレーニング信号発生装置を有し、さらに、
トレーニング信号とベースバンド信号を切り替える切り替え部と、
ベースバンド信号とLUTからの歪補償係数を掛け合わせる乗算部と、
無線周波数帯に変換する変調部と、
非線形特性を有する電力増幅器と、
電力増幅器からの出力を復調する復調部と、
信号発生部と復調部出力を比較し、誤差量を演算する加算部と、
信号発生部から出力された振幅値に対するアドレスを生成するアドレス生成部と、
加算部で出力された誤差量にもとづいてアドレス値に対する歪補償係数を格納するLUT

とを有する、ベースバンド部においてディジタル歪補償を行う無線送信機。
A training signal generator according to claim 4, further comprising:
A switching unit for switching between a training signal and a baseband signal;
A multiplier that multiplies the baseband signal and the distortion compensation coefficient from the LUT;
A modulator for converting to a radio frequency band;
A power amplifier having nonlinear characteristics;
A demodulator for demodulating the output from the power amplifier;
An adder that compares the signal generator and demodulator output and calculates the error amount;
An address generator for generating an address for the amplitude value output from the signal generator;
A LUT for storing a distortion compensation coefficient for an address value based on the error amount output by the adder
A wireless transmitter that performs digital distortion compensation in a baseband unit.
ベースバンド部においてディジタル歪補償を行う無線送信機向けのトレーニング信号発生方法であって、出力されるトレーニング信号を基本波形信号部と無信号部により構成するステップを有する、トレーニング信号生成方法。   A training signal generation method for a radio transmitter that performs digital distortion compensation in a baseband unit, comprising a step of configuring an output training signal by a basic waveform signal unit and a no-signal unit. 前記トレーニング信号を基本波形信号部と無信号部により構成するステップが、基本波形信号発生ステップと、前記基本波形信号の遅延処理ステップとを含むことを特徴とする、請求項6記載のトレーニング信号生成方法。   7. The training signal generation according to claim 6, wherein the step of configuring the training signal by a basic waveform signal part and a no-signal part includes a basic waveform signal generation step and a delay processing step of the basic waveform signal. Method. 前記トレーニング信号の振幅実効値を、所望の振幅実効値とするステップを有することを特徴とする、請求項6または請求項7記載のトレーニング信号生成方法。   The training signal generation method according to claim 6, further comprising a step of setting an effective amplitude value of the training signal to a desired effective amplitude value. ベースバンド信号の振幅実効値の検出ステップと、前記基本波形信号の遅延処理量をベースバンド信号の振幅実効値とするステップとを有することを特徴とする、請求項8記載のトレーニング信号生成方法。


9. The training signal generation method according to claim 8, further comprising: a step of detecting an effective amplitude value of the baseband signal; and a step of setting a delay processing amount of the basic waveform signal as an effective amplitude value of the baseband signal.


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