JP2013198063A - Distortion compensation circuit and distortion compensation method - Google Patents
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Abstract
【課題】 サンプル周波数が小さくても、コストや消費電力を増大させずに、歪補償の性能を向上させることができる歪補償回路及び歪補償方法を提供する。
【解決手段】 増幅器の入力段に設けられた歪補償回路において、DAC91の周波数でサンプリングされた入力信号に、入力側オーバーサンプリングフィルタ10が、フィルタ特性に基づいた係数を乗算して擬似的にオーバーサンプリングしたサンプル点を生成してサンプルタイミング毎に出力し、複数のDPD処理部100〜103が、各サンプルタイミングのサンプル点に歪を与えてDPDデータとし、出力側オーバーサンプリングフィルタ60〜63が各サンプルタイミングのDPDデータに特定のサンプルタイミングのフィルタ係数を乗算してDAC91のタイミングに戻したDPD結果を出力し、加算器70〜73が各DPD結果に重み付けを行って、加算器80で加算する歪補償回路及び歪補償方法としている。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a distortion compensation circuit and a distortion compensation method capable of improving the performance of distortion compensation without increasing the cost and power consumption even when the sample frequency is small.
In a distortion compensation circuit provided at an input stage of an amplifier, an input-side oversampling filter 10 multiplies an input signal sampled at a frequency of a DAC 91 by a coefficient based on a filter characteristic to artificially exceed the input signal. Sampled sample points are generated and output at each sample timing. A plurality of DPD processing units 100 to 103 distort the sample points at each sample timing into DPD data, and output side oversampling filters 60 to 63 respectively A DPD result obtained by multiplying the DPD data of the sample timing by a filter coefficient of a specific sample timing and returning to the timing of the DAC 91 is output, and the adders 70 to 73 weight each DPD result and add it by the adder 80. A distortion compensation circuit and a distortion compensation method are provided.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、増幅装置における歪補償回路及び歪補償方法に係り、特にサンプル周波数が小さくても、コストや消費電力を増大させずに歪補償の性能を向上させることができる歪補償回路及び歪補償方法に関する。 The present invention relates to a distortion compensation circuit and a distortion compensation method in an amplifying apparatus, and more particularly to a distortion compensation circuit and a distortion compensation capable of improving the performance of distortion compensation without increasing cost and power consumption even when the sampling frequency is small. Regarding the method.
[先行技術の説明]
無線通信システムで用いられる増幅装置では、増幅の際に非線形歪が発生するが、この非線形歪をDPD(Digital Pre-Distortion)回路によって補償する技術がある。
[Description of Prior Art]
In an amplifying apparatus used in a wireless communication system, non-linear distortion occurs during amplification, and there is a technique for compensating for this non-linear distortion with a DPD (Digital Pre-Distortion) circuit.
[従来のDPD回路:図6]
従来のDPD回路について図6を用いて説明する。図6は、従来のDPD回路の実装例を示すブロック図である。
図6に示すように、従来のDPD回路を備えた増幅装置は、DPD回路1′と、DAC(Digital-Analogue Converter)91と、アンプ92と、ADC(Analogue-Digital Converter)93とを備えている。
[Conventional DPD circuit: FIG. 6]
A conventional DPD circuit will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram showing a mounting example of a conventional DPD circuit.
As shown in FIG. 6, an amplifying apparatus including a conventional DPD circuit includes a
DPD回路1′は、送信信号にアンプ92で発生する非線形歪の逆特性となる歪を与える。
DAC91は、DPD回路1′の出力をディジタル−アナログ変換する。
アンプ92は、逆特性が付加された信号を増幅する。増幅された信号はアンテナから出力されると共に、分岐されてフィードバックされる。
ADC93は、フィードバック信号をアナログ−デジタル変換する。
The
The
The
The ADC 93 performs analog-digital conversion on the feedback signal.
また、DPD回路1′は、遅延回路2と、包絡線演算部3と、直交復調部4と、LUT(Look Up Table)係数演算部5と、遅延回路6と、LUT係数設定部7と、乗算器8a及び8bとを備えている。
The
遅延回路2は、入力された送信信号のI成分、Q成分をそれぞれ所定の時間だけ遅延させる。
包絡線演算部3は、送信信号の包絡線(√(I2+Q2))を求める。
直交復調部4は、ADC93からの出力信号を直交復調する。
遅延回路6は、フィードバック信号とタイミングを合わせるために、入力信号を遅延させる。
The
The envelope calculation unit 3 obtains an envelope (√ (I 2 + Q 2 )) of the transmission signal.
The
The
LUT係数演算部5は、直交復調されたフィードバック信号と、遅延された送信信号とを比較して、演算により最適なLUT係数を求め、LUT係数設定部7のLUTを更新する。
LUT係数設定部7は、更新されたLUTを参照して、包絡線演算部3から出力された包絡線に対応する係数を出力する。
乗算器8a,8bは、遅延された送信信号のI成分/Q成分に、LUT係数設定部7から出力された係数を乗算して歪を与え、DPD回路1′の出力とする。
尚、遅延回路2と、包絡線演算部3と、LUT係数設定部7と、乗算器8a及び8bとを含む構成を、DPD処理部と称するものとする。
The LUT coefficient calculation unit 5 compares the orthogonally demodulated feedback signal with the delayed transmission signal, obtains the optimum LUT coefficient by calculation, and updates the LUT of the LUT coefficient setting unit 7.
The LUT coefficient setting unit 7 refers to the updated LUT and outputs a coefficient corresponding to the envelope output from the envelope calculation unit 3.
A configuration including the
[増幅装置の動作:図6]
上記構成の増幅装置の動作について図6を用いて簡単に説明する。
入力された送信信号のI成分、Q成分は、それぞれ分岐されて、分岐された一方の信号は遅延回路2で遅延されて、乗算器8a,8bで係数が乗算され、アンプ92の逆特性が付加されてDAC91に出力される。
[Amplifier Operation: FIG. 6]
The operation of the amplification device having the above configuration will be briefly described with reference to FIG.
The I component and Q component of the input transmission signal are branched, and one of the branched signals is delayed by the
DPD1回路′の出力は、DAC91でDA変換され、アンプ92に入力されて増幅され、増幅信号が無線送信される。アンプ92における増幅の際に生じる非線形歪は、DPD回路1′で付加された歪と相殺されて歪のない増幅信号が得られる。
The output of the DPD1 circuit ′ is DA-converted by the
アンプ92の出力は、分岐されてフィードバック信号となり、ADC93でディジタル信号に変換されてDPD回路1′に入力され、直交復調部4で直交復調されてI成分、Q成分が取り出される。
The output of the
一方、分岐された入力信号は、更に分岐されて、その一方は、LUT係数演算部5でフィードバック信号と同期させるために遅延回路6で遅延されて、LUT係数演算部5でフィードバック信号と入力信号との差分に基づいて最適な係数を求める演算が行われ、LUTの係数が更新される。
On the other hand, the branched input signal is further branched, one of which is delayed by the
そして、分岐された入力信号の他方は、包絡線演算部3で包絡線が求められ、LUT係数設定部7で、LUTから当該包絡線に対応する係数が読み出されて、乗算器8a、8bに設定され、送信信号に新しい係数に基づく逆特性が付加される。
このようにして、従来のDPD回路を備えた増幅装置の動作が行われる。
The other of the branched input signals is obtained as an envelope by the envelope calculation unit 3, and a coefficient corresponding to the envelope is read from the LUT by the LUT coefficient setting unit 7, and multipliers 8 a and 8 b. And an inverse characteristic based on a new coefficient is added to the transmission signal.
In this way, the operation of the amplifying apparatus including the conventional DPD circuit is performed.
[サンプル周波数と歪の関係:図7]
次に、上記構成の増幅装置におけるサンプル周波数(サンプリング周波数)と歪の関係について図7を用いて説明する。図7(a),(b)は、アンプ出力の周波数特性例を示す説明図である。
図7(a)に示す元信号をアンプで増幅する場合、DPD回路を用いない場合(DPDなし)、アンプ出力には歪成分が含まれる。
(a)の場合には、歪成分が、DPDにおけるサンプリング周波数(DAC91、ADC93のサンプリング周波数)で取得できる周波数範囲内に全て含まれているため、DPD回路を用いた場合(DPDあり)には、歪成分を十分補償することができ、元信号と同様の特性が得られるものである。
[Relationship between sample frequency and distortion: Fig. 7]
Next, the relationship between the sampling frequency (sampling frequency) and the distortion in the amplification device having the above configuration will be described with reference to FIG. 7A and 7B are explanatory diagrams illustrating an example of frequency characteristics of the amplifier output.
When the original signal shown in FIG. 7A is amplified by an amplifier, when a DPD circuit is not used (no DPD), a distortion component is included in the amplifier output.
In the case of (a), since the distortion components are all included in the frequency range that can be acquired at the sampling frequency in DPD (sampling frequency of
一方、図7(b)に示すように、アンプの歪帯域がサンプル周波数を超える範囲に及ぶと、DPDでは歪を十分に補償することができず、DPDを用いてもアンプ出力に歪が残ってしまう。
DPDのサンプリング周波数を上げれば、補償できる周波数範囲が広がり、十分な歪補償を実現することができるが、演算処理速度を高速にしなければならず、装置構成やデバイスの変更によってコストや消費電力が増大してしまう。
On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the distortion band of the amplifier reaches a range exceeding the sample frequency, the DPD cannot sufficiently compensate for the distortion, and the distortion remains in the amplifier output even when the DPD is used. End up.
Increasing the sampling frequency of the DPD increases the frequency range that can be compensated, and sufficient distortion compensation can be realized. However, the calculation processing speed must be increased, and the cost and power consumption can be reduced by changing the device configuration and device. It will increase.
[オーバーサンプリング:図8]
ここで、サンプリング周波数を上げて、オーバーサンプリングを行った場合のプレディストーションの例について図8を用いて説明する。
ここでは、サンプリング周波数を4倍にすれば歪がサンプル周波数以内となって補償可能となる場合について説明する。
図8は、オーバーサンプリングの有無によるDPD回路出力及びADC出力の信号例を示す説明図であり、(a)は、元信号のサンプリング例、(b)はDPD回路出力及びADC出力を示す。
[Oversampling: Fig. 8]
Here, an example of predistortion when the sampling frequency is increased and oversampling is performed will be described with reference to FIG.
Here, a case will be described in which if the sampling frequency is quadrupled, distortion can be compensated within the sampling frequency.
FIGS. 8A and 8B are explanatory diagrams showing signal examples of DPD circuit output and ADC output depending on the presence or absence of oversampling, where FIG. 8A shows an example of sampling of the original signal, and FIG.
図8では、図7に示した周波数領域の歪を時間軸上で表しており、(a)は、元信号をオーバーサンプルしない場合と、4倍オーバーサンプルした場合のサンプルデータの例を示している。4倍オーバーサンプルではオーバーサンプルなしに比べて4倍のサンプルデータが得られる。 8 shows the distortion in the frequency domain shown in FIG. 7 on the time axis. FIG. 8A shows examples of sample data when the original signal is not oversampled and when it is oversampled four times. Yes. With 4 times oversampling, 4 times more sample data is obtained than without oversampling.
そして、図8(a)のサンプリングデータを用いてDPDを行った場合、図8(b)に示すように、オーバーサンプルなしによるDPD回路出力と、4倍オーバーサンプルデータによるDPD回路出力とを比較すると、同一のサンプルタイミング(サンプル点)では同一のDPD結果が得られている。
しかし、DAC出力を比較すると、サンプル点の数が異なるため、オーバーサンプルなしと4倍オーバーサンプルとでは出力波形が異なっており、異なる特性の歪が付加されている。
When DPD is performed using the sampling data of FIG. 8A, as shown in FIG. 8B, the DPD circuit output without oversampling is compared with the DPD circuit output with 4 times oversampled data. Then, the same DPD result is obtained at the same sample timing (sample point).
However, when the DAC output is compared, the number of sample points is different. Therefore, the output waveform is different between no oversampling and four times oversampling, and distortion with different characteristics is added.
[オーバーサンプリング有無によるアンプ出力の違い:図9]
次に、図8のDAC出力をアンプで増幅した場合のアンプ出力について図9を用いて説明する。図9は、図8のDAC出力をアンプで増幅した場合のアンプ出力の信号例を示す説明図である。
図9に示すように、4倍オーバーサンプルした場合には、元信号に忠実なアンプ出力(理想的な波形)が得られるが、オーバーサンプルなしの場合には、アンプ出力に歪成分が残ってしまい、元信号とは異なる波形の出力となってしまう。
[Difference in amplifier output with and without oversampling: Fig. 9]
Next, an amplifier output when the DAC output of FIG. 8 is amplified by an amplifier will be described with reference to FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a signal example of the amplifier output when the DAC output of FIG. 8 is amplified by the amplifier.
As shown in FIG. 9, when oversampling is performed four times, an amplifier output (ideal waveform) faithful to the original signal can be obtained, but when there is no oversampling, distortion components remain in the amplifier output. As a result, a waveform different from the original signal is output.
つまり、4倍オーバーサンプルの場合には、図8(b)に示したDAC出力信号によって、アンプで発生する歪が十分補償されるが、オーバーサンプルなしの場合には、図8(b)のDAC出力では歪補償は十分ではないことがわかる。これは、歪の帯域がサンプル周波数よりも大きいため、高周波成分の歪が正確に補償できないことを示している。 That is, in the case of 4 times oversampling, the DAC output signal shown in FIG. 8B sufficiently compensates for distortion generated in the amplifier. In the case of no oversampling, FIG. It can be seen that distortion compensation is not sufficient for the DAC output. This indicates that the distortion of the high frequency component cannot be accurately compensated because the distortion band is larger than the sample frequency.
[サンプルタイミングによる違い:図10]
次に、サンプリングタイミングによる歪補償の違いについて図10を用いて説明する。図10は、異なるサンプルタイミングにおけるDPD出力、DAC出力、アンプ出力の例を示す説明図である。
図10(a)では、オーバーサンプルなしの場合について、2種類のサンプリングタイミングでのDPD回路出力とDAC出力を示しており、更に比較のため4倍オーバーサンプルした場合のDPD回路出力とDAC出力とを示している。
[Differences due to sample timing: Fig. 10]
Next, the difference in distortion compensation depending on the sampling timing will be described with reference to FIG. FIG. 10 is an explanatory diagram showing examples of DPD output, DAC output, and amplifier output at different sample timings.
FIG. 10A shows the DPD circuit output and the DAC output at two types of sampling timings when there is no oversampling, and for comparison, the DPD circuit output and the DAC output when oversampling is performed four times. Is shown.
図10(a)の「オーバーサンプルなし」のDPD出力及びDAC出力は、図8(b)に示したオーバーサンプルなしのDPD出力及びDAC出力と同一の信号である。このサンプリングタイミングをずれのないタイミングとする。
太い実線は、ずれのないタイミングから、サンプルタイミングを1/2タイミングだけずらした場合を示している。1/2タイミングは、4倍オーバーサンプルの2サンプルに相当するため、「2サンプルずれ」と示している。
The DPD output and the DAC output of “no oversampling” in FIG. 10A are the same signals as the DPD output and the DAC output without oversampling shown in FIG. This sampling timing is set to a timing without deviation.
A thick solid line indicates a case where the sample timing is shifted by ½ timing from the timing without deviation. Since the 1/2 timing corresponds to 2 samples of 4 times oversampling, it is indicated as “2 sample deviation”.
また、4倍オーバーサンプルした場合のDPD出力及びDAC出力は、図8(b)に示した4倍オーバーサンプルした場合のDPD出力及びDAC出力と同一の信号であり、理想的な逆特性歪が付加された信号である。
Further, the DPD output and the DAC output in the case of
図10(a)に示すように、オーバーサンプルなしの場合、ずれの有無にかかわらず、いずれも理想的な4倍オーバーサンプルのDAC出力とは異なる波形となっており、更に、ずれのない場合と2サンプルずれの場合とで波形が異なっている。つまり、サンプリングタイミングの違いにより、異なる逆特性が付加されたDPD出力及びDAC出力信号となっている。 As shown in FIG. 10 (a), when there is no oversampling, the waveform is different from the ideal 4-times oversampling DAC output regardless of whether there is any deviation, and there is no deviation. And the waveform is different between two samples. That is, a DPD output and a DAC output signal to which different reverse characteristics are added due to a difference in sampling timing.
また、図10(b)に示すように、図10(a)の信号を増幅したアンプ出力においても、2サンプルずれの場合は、理想的である4倍オーバーサンプルの場合に比べて歪が残り、更に、ずれのない場合とは異なる歪が残っていることがわかる。
このように、DPDでは、サンプリングタイミングの違いによって、異なる逆特性が与えられて歪補償が行われる。
Further, as shown in FIG. 10B, even in the amplifier output obtained by amplifying the signal of FIG. 10A, the distortion remains in the case of the deviation of 2 samples compared to the ideal case of 4 times oversampling. Furthermore, it can be seen that there is still a distortion different from the case without deviation.
Thus, in DPD, distortion compensation is performed by giving different reverse characteristics depending on the sampling timing.
[関連技術]
尚、歪補償に関する技術としては、特開2002−076785号公報「歪補償装置」(株式会社日立国際電気、特許文献1)、特開2003−092518号公報「歪み補償装置」(株式会社日立国際電気、特許文献2)がある。
[Related technologies]
As techniques relating to distortion compensation, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-077685 “Distortion Compensation Device” (Hitachi Kokusai Electric Co., Ltd., Patent Document 1), Japanese Patent Laid-Open No. 2003-092518 “Distortion Compensation Device” (Hitachi International Corporation) Electric, Patent Document 2).
特許文献1には、歪補償装置において、歪発生手段で発生する歪を制御するタイミングを、増幅器で発生する歪が大きく補償されるように制御することが記載されている。
特許文献2には、歪み補償装置において、入力信号を複数の周波数帯域に分割して、当該帯域毎に歪み補償を行うことが記載されている。
しかしながら、従来のDPD回路を用いた増幅装置では、ADC及びDACで決定されるDPD回路の歪補償のサンプル周波数がアンプの歪帯域より小さい場合には、十分な歪補償を行うことができず、また、デバイスを変更してサンプル周波数を上げるとコストや消費電力が増大してしまうという問題点があった。 However, in the conventional amplification device using the DPD circuit, when the distortion compensation sample frequency of the DPD circuit determined by the ADC and DAC is smaller than the distortion band of the amplifier, sufficient distortion compensation cannot be performed. In addition, if the device is changed to increase the sampling frequency, there is a problem that cost and power consumption increase.
尚、特許文献1,2には、入力側のオーバーサンプリングフィルタで、フィルタ係数を乗算して擬似的にオーバーサンプルしたサンプル点を生成し、それらに基づいてDPDデータを求め、出力側のオーバーサンプリングフィルタで各DPDデータのタイミングを基に戻して、重み付けを行って合成することは記載されていない。
In
本発明は、上記実状に鑑みて為されたもので、サンプル周波数が小さくても、コストや消費電力を増大させずに、歪補償の性能を向上させることができる歪補償回路及び歪補償方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a distortion compensation circuit and a distortion compensation method capable of improving the performance of distortion compensation without increasing cost and power consumption even when the sampling frequency is small. The purpose is to provide.
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、増幅器の入力段に設けられ、増幅器が発生する歪を補償する歪補償回路であって、特定周波数でサンプリングされた入力信号に、フィルタ特性に基づいて、特定周波数よりも高い周波数のオーバーサンプルタイミングの係数を乗算して擬似的にオーバーサンプルされたサンプルデータを生成し、サンプルデータをサンプルタイミング毎に出力する入力側オーバーサンプリングフィルタと、各サンプルタイミングのサンプルデータの包絡線に応じて、各サンプルデータに増幅器で発生する歪の逆特性を与えてプリディストーションデータを出力する複数のプリディストーション部と、各プリディストーション部に対応して設けられ、各プリディストーションデータに、フィルタ特性に基づいて、特定のオーバーサンプルタイミングの係数を乗算して、特定周波数のサンプルタイミングに変換する出力側オーバーサンプリングフィルタと、各出力側オーバーサンプリングフィルタの出力データに対して重み付け演算を行い、重み付け演算の結果を合成する合成部とを備えたことを特徴としている。 The present invention for solving the problems of the above-described conventional example is a distortion compensation circuit that is provided in an input stage of an amplifier and compensates for distortion generated by the amplifier. The input signal sampled at a specific frequency has a filter characteristic. Based on the input side oversampling filter that multiplies a coefficient of oversampling timing of a frequency higher than a specific frequency to generate pseudo oversampled sample data, and outputs the sample data at each sample timing, A plurality of predistortion units that output the predistortion data by giving the inverse characteristics of distortion generated by the amplifier to each sample data according to the sample data envelope of the sample timing, and corresponding to each predistortion unit. In each predistortion data, based on the filter characteristics, The output oversampling filter that multiplies a constant oversampling timing coefficient to convert it to a specific frequency sample timing, and the output data of each output oversampling filter is weighted, and the result of the weighting operation is synthesized. And a synthesizing unit.
また、本発明は、上記歪補償回路において、合成部が、全ての出力側オーバーサンプリングフィルタの出力データに等しい重み付けを行って、平均値を出力することを特徴としている。 Further, the present invention is characterized in that, in the distortion compensation circuit, the combining unit performs equal weighting on the output data of all output side oversampling filters and outputs an average value.
また、本発明は、上記歪補償回路において、合成部が、特定の出力側オーバーサンプリングフィルタの出力データを選択して重み付けを行うことを特徴としている。 Further, the present invention is characterized in that, in the distortion compensation circuit, the synthesis unit selects and weights output data of a specific output-side oversampling filter.
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、増幅器の入力段に設けられ、増幅器が発生する歪を補償する歪補償回路における歪補償方法であって、歪補償回路が、特定の周波数でサンプリングされた信号を入力して、フィルタ特性に基づいて、特定の周波数よりも高い周波数のオーバーサンプルタイミングの係数を乗算して擬似的にオーバーサンプルされたサンプルデータを生成し、サンプルタイミング毎に、サンプルデータに増幅器で発生する歪の逆特性を与えてプリディストーションデータを生成し、各プリディストーションデータにフィルタ特性に基づく特定のオーバーサンプルタイミングの係数を乗算して、特定周波数のサンプルタイミングに変換し、タイミングが変換された各プリディストーションデータに重み付け演算を行って合成して出力することを特徴としている。 The present invention for solving the problems of the above conventional example is a distortion compensation method in a distortion compensation circuit that is provided in an input stage of an amplifier and compensates for distortion generated by the amplifier, wherein the distortion compensation circuit has a specific frequency. Based on the filter characteristics, multiply the oversample timing coefficient of a frequency higher than a specific frequency to generate pseudo oversampled sample data. The predistortion data is generated by giving the inverse characteristics of the distortion generated by the amplifier to the sample data, and each predistortion data is multiplied by a specific oversample timing coefficient based on the filter characteristics, and converted to a sample timing of a specific frequency. The predistortion data whose timing is converted is weighted. It is characterized by combining and outputting Te.
本発明によれば、増幅器の入力段に設けられ、増幅器が発生する歪を補償する歪補償回路であって、特定周波数でサンプリングされた入力信号に、フィルタ特性に基づいて、特定周波数よりも高い周波数のオーバーサンプルタイミングの係数を乗算して擬似的にオーバーサンプルされたサンプルデータを生成し、サンプルデータをサンプルタイミング毎に出力する入力側オーバーサンプリングフィルタと、各サンプルタイミングのサンプルデータの包絡線に応じて、各サンプルデータに増幅器で発生する歪の逆特性を与えてプリディストーションデータを出力する複数のプリディストーション部と、各プリディストーション部に対応して設けられ、各プリディストーションデータに、フィルタ特性に基づいて、特定のオーバーサンプルタイミングの係数を乗算して、特定周波数のサンプルタイミングに変換する出力側オーバーサンプリングフィルタと、各出力側オーバーサンプリングフィルタの出力データに対して重み付け演算を行い、重み付け演算の結果を合成する合成部とを備えた歪補正回路としているので、入力側のフィルタで擬似的に生成した複数の異なるサンプルタイミングのサンプルデータに基づいてプレディストーションデータを生成し、出力側のフィルタでそれらを元のサンプリング周波数のタイミングに合わせ、適切な重み付けを行って合成することにより、サンプル周波数が小さくても、コストや消費電力を増大させることなく、歪補償の精度を向上させることができる効果がある。 According to the present invention, a distortion compensation circuit is provided at an input stage of an amplifier and compensates for distortion generated by the amplifier, and an input signal sampled at a specific frequency is higher than the specific frequency based on a filter characteristic. Multiply frequency oversample timing coefficients to generate pseudo-oversampled sample data, and input oversampling filter that outputs the sample data at each sample timing, and the sample data envelope at each sample timing In response, each sample data is provided corresponding to each predistortion unit and multiple predistortion units that output the predistortion data by giving the inverse characteristics of the distortion generated by the amplifier to each sample data. Based on specific oversample timing An output side oversampling filter that multiplies the output coefficients of the specific frequency and converts the output data of each output side oversampling filter, and a synthesis unit that synthesizes the weighted result. Therefore, predistortion data is generated based on a plurality of sample data at different sample timings that are artificially generated by the filter on the input side, and those of the original sampling frequency are generated by the filter on the output side. By synthesizing with appropriate weighting in accordance with the timing, there is an effect that the accuracy of distortion compensation can be improved without increasing cost and power consumption even if the sample frequency is small.
また、本発明によれば、合成部が、合成部が、特定の出力側オーバーサンプリングフィルタの出力データを選択して重み付けを行う上記歪補償回路としているので、増幅器の歪特性に応じて、適切な出力データを選択して重み付けを行うことにより、増幅器で発生する歪の逆特性により近い歪を生成して入力信号に与えることができ、また、歪補償の調整を容易にすることができる効果がある。 Further, according to the present invention, since the synthesizer is the distortion compensation circuit in which the synthesizer selects and weights the output data of the specific output-side oversampling filter, the synthesizer is appropriately configured according to the distortion characteristics of the amplifier. By selecting the appropriate output data and performing weighting, it is possible to generate distortion that is closer to the inverse characteristics of the distortion generated by the amplifier and give it to the input signal, and to facilitate adjustment of distortion compensation There is.
また、本発明によれば、増幅器の入力段に設けられ、増幅器が発生する歪を補償する歪補償回路における歪補償方法であって、歪補償回路が、特定の周波数でサンプリングされた信号を入力して、フィルタ特性に基づいて、特定の周波数よりも高い周波数のオーバーサンプルタイミングの係数を乗算して擬似的にオーバーサンプルされたサンプルデータを生成し、サンプルタイミング毎に、サンプルデータに増幅器で発生する歪の逆特性を与えてプリディストーションデータを生成し、各プリディストーションデータにフィルタ特性に基づく特定のオーバーサンプルタイミングの係数を乗算して、特定周波数のサンプルタイミングに変換し、タイミングが変換された各プリディストーションデータに重み付け演算を行って合成して出力する歪補償方法としているので、サンプル周波数が小さくても、コストや消費電力を増大させることなく、歪補償の精度を向上させることができる効果がある。 According to the present invention, there is also provided a distortion compensation method in a distortion compensation circuit that is provided at an input stage of an amplifier and compensates for distortion generated by the amplifier, wherein the distortion compensation circuit inputs a signal sampled at a specific frequency. Then, based on the filter characteristics, pseudo oversampled sample data is generated by multiplying the oversample timing coefficient higher than the specific frequency, and the sample data is generated by the amplifier at each sample timing. Predistortion data is generated by giving the inverse characteristics of the distortion to be converted, and each predistortion data is multiplied by a specific oversample timing coefficient based on the filter characteristics, and converted to a sample timing of a specific frequency, and the timing is converted. Distortion output by combining each predistortion data with weighting Since the 償方 method, even sample frequency is reduced, without increasing the cost and power consumption, there is an effect that it is possible to improve the accuracy of distortion compensation.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
[実施の形態の概要]
本発明の実施の形態に係る歪補償回路は、DACのサンプル周波数でサンプリングされた入力信号に、フィルタ特性に基づく係数を乗算することにより、それより高い周波数で擬似的にオーバーサンプリングしたサンプル点を生成し、サンプルタイミング毎にサンプル点を出力する入力側オーバーサンプリングフィルタと、複数並列に接続され、フィードバック信号に基づいて更新されるLUTを参照して各サンプル点に歪を与えるDPD処理部と、各DPD処理部から出力されたデータに、フィルタ係数に基づく特定のサンプルタイミングの係数を乗算して、元のDACのサンプル周波数のタイミングに合わせて出力する複数の出力側オーバーサンプリングフィルタと、各出力側オーバーサンプリングフィルタからの出力を適切な重み付けで合成する合成部とを備え、擬似的にオーバーサンプリングされた異なるタイミングのサンプル点に基づいて歪補償データを生成し、各歪補償データのタイミングを出力側オーバーサンプリングフィルタで元のタイミングに戻してから、重み付けして合成するものであり、DPD処理部の演算速度を変更せずに、コストや消費電力を増大させることなく、歪補償の精度を向上させることができるものである。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Outline of the embodiment]
The distortion compensation circuit according to the embodiment of the present invention multiplies an input signal sampled at a DAC sampling frequency by a coefficient based on a filter characteristic, thereby obtaining a pseudo-oversampled sampling point at a higher frequency. An input-side oversampling filter that generates and outputs sample points at each sample timing, a DPD processing unit that is connected in parallel and refers to an LUT that is updated based on a feedback signal, and applies distortion to each sample point; A plurality of output-side oversampling filters that multiply the data output from each DPD processing unit by a specific sample timing coefficient based on the filter coefficient and output the data in accordance with the timing of the original DAC sample frequency, and each output Appropriate weighting of output from side oversampling filter And generating a distortion compensation data based on the pseudo-oversampled sample points at different timings, and returning the timing of each distortion compensation data to the original timing by the output side oversampling filter These are weighted and synthesized, and the accuracy of distortion compensation can be improved without changing the calculation speed of the DPD processing unit and without increasing the cost and power consumption.
[実施の形態に係るDPD回路:図1]
本発明の実施の形態に係るDPD回路について図1を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るDPD回路の実装例を示すブロック図である。
本発明の実施の形態に係るDPD回路(本DPD回路)は、図10に示したように、サンプリングタイミングの違いによって、異なる逆特性が与えられて歪補償が行われることを利用して、ADC及びDACのレートは変えずに、DPD回路でオーバーサンプリングフィルタを用いて擬似的にオーバーサンプリングした信号を生成して、異なるオーバーサンプリングタイミングで求めた逆特性を、適切な重み付けを行って合成することにより、より精度の高い歪補償を実現するようにしたものである。
尚、本DPD回路では、4倍オーバーサンプルフィルタを用いてプリディストーションのタイミングをずらす場合を例として説明する。
[DPD Circuit According to Embodiment: FIG. 1]
A DPD circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a mounting example of a DPD circuit according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 10, the DPD circuit according to the embodiment of the present invention (ADCD circuit) uses the fact that distortion compensation is performed by giving different inverse characteristics depending on the difference in sampling timing. And generating the pseudo oversampled signal using the oversampling filter in the DPD circuit without changing the DAC rate, and combining the inverse characteristics obtained at different oversampling timings with appropriate weighting. Thus, more accurate distortion compensation is realized.
In the DPD circuit, a case where the predistortion timing is shifted by using a 4 × oversample filter will be described as an example.
図1に示すように、本DPD回路の実装例となる増幅装置は、DPD回路1と、DAC91と、アンプ92と、ADC93とを備えている。
DAC91、アンプ92、ADC93は、図6に示した従来のものと同様である。
As shown in FIG. 1, the amplifying apparatus as an example of mounting the DPD circuit includes a
The
本DPD回路1の特徴部分について説明する。
本DPD回路1は、フィルタによって生成された異なるオーバーサンプリングタイミングでのサンプル点について、プリディストーションをパラレルに行って、それらの結果を合成してDAC91に出力することにより、演算処理の速度を上げることなく、歪補償の精度の向上を図るものである。
本DPD回路では、4倍オーバーサンプリングフィルタを用いることにより、4通りのタイミングでのDPD結果を合成するものである。
A characteristic part of the
The
In the present DPD circuit, a DPD result is synthesized at four timings by using a 4 × oversampling filter.
図1に示すように、本DPD回路1は、従来と同様の部分として、直交復調部4と、LUT係数演算部5と、遅延回路6とを備え、本実施の形態の特徴として、入力側4倍オーバーサンプリングフィルタ10と、並列に接続された従来と同様のDPD処理部100〜103と、各DPD処理部100〜103の出力段に設けられた出力側4倍オーバーサンプリングフィルタ60〜63と、各出力側4倍オーバーサンプリングフィルタ60〜63の出力段に設けられた乗算器70〜73と、加算部80とを備えている。
As shown in FIG. 1, this
直交復調部4は、フィードバック信号を直交復調して、I成分とQ成分とを出力する。
遅延回路6は、入力信号を遅延して、フィードバック信号と同期させる。
LUT係数演算部5は、入力信号とフィードバック信号との差分に基づいて歪が最も小さくなるようLUT係数を演算で求め、LUT係数設定部40〜43のLUTの係数を更新する。
The
The
The LUT coefficient calculation unit 5 calculates the LUT coefficient by calculation so as to minimize the distortion based on the difference between the input signal and the feedback signal, and updates the LUT coefficient of the LUT
[4倍オーバーサンプリングフィルタ10:図1]
4倍オーバーサンプリングフィルタ10は、直交変調された入力信号にフィルタ特性に基づいた特定のサンプルタイミングの係数を乗算することにより、擬似的にDAC91及びADC93のサンプル周波数の4倍の周波数でオーバーサンプリングした信号を生成し、サンプル点を各サンプルタイミング毎にDPD処理部100〜103に出力するフィルタ処理を行う。
[4-times oversampling filter 10: FIG. 1]
The
具体的には、0サンプル点係数部10aは、4倍オーバーサンプリングのタイミング0でタイミング0のフィルタ係数を入力信号に乗算して、タイミング0のサンプルをDPD処理部100に出力する。
1サンプル点係数部10bは、4倍オーバーサンプリングのタイミング0でタイミング1のフィルタ係数を入力信号に乗算して、タイミング1のサンプルをDPD処理部101に出力する。
Specifically, the 0 sample point coefficient unit 10 a multiplies the input signal by the filter coefficient at
The 1-sample
2サンプル点係数部10cは、4倍オーバーサンプリングのタイミング0でタイミング2のフィルタ係数を入力信号に乗算して、タイミング2のサンプルをDPD処理部102に出力する。
3サンプル点係数部10dは、4倍オーバーサンプリングのタイミング0でタイミング3のフィルタ係数を入力信号に乗算して、タイミング3のサンプルをDPD処理部102に出力する。
The 2-sample
The 3-sample
つまり、本DPD回路1では、DAC91の周波数でサンプリングされた入力信号から、4倍オーバーサンプリングフィルタ10でフィルタ処理によってタイミングの異なる4つのサンプル点を生成し、それらを4つのDPD処理部100〜103で並列処理することにより、処理速度を上げずに複数のタイミングでのDPD処理を行って、これらを適宜合成することでアンプの逆特性により近い歪を与えるようにしたものである。
That is, in the
[4倍オーバーサンプリングフィルタ10の係数:図2]
ここで、4倍オーバーサンプリングフィルタ10のフィルタ係数の例について図2を用いて説明する。図2は、入力側4倍オーバーサンプリングフィルタ10の係数の例を示す説明図である。尚、出力側オーバーサンプリングフィルタ60〜63にも同様の係数が設定される。
図2に示すように、入力側4倍オーバーサンプリングフィルタ10には、サンプル毎にフィルタ係数が設定され、これによってフィルタ特性が決定されている。
[
Here, an example of the filter coefficient of the 4-
As shown in FIG. 2, a filter coefficient is set for each sample in the input-side 4-
図2の「0サンプル」は、0サンプル点係数部10aに設定されるフィルタ係数(0サンプル係数)であり、「1サンプル」は、1サンプル点係数部10bの係数(1サンプル係数)であり、「2サンプル」は2サンプル点係数部10cの係数(2サンプル係数)であり、「3サンプル」は3サンプル点係数部10dの係数(3サンプル係数)である。
入力側4倍オーバーサンプリングフィルタ10では、入力信号に各サンプルタイミングの所定の係数を乗算して、擬似的に異なるタイミングのサンプル点を生成し、対応するDPD処理部100〜103に出力する。
“0 sample” in FIG. 2 is a filter coefficient (0 sample coefficient) set in the 0 sample point coefficient portion 10a, and “1 sample” is a coefficient (1 sample coefficient) in the 1 sample point coefficient portion 10b. , “2 samples” is a coefficient (2 sample coefficients) of the 2 sample
The input-side 4-
[DPD処理部100〜103:図1]
DPD処理部100〜103は、従来のDPD処理部と同様であり、それぞれ、遅延回路20〜23、包絡線演算部30〜33、LUT係数設定部40〜43、乗算器50a〜53a、50b〜53bを備えている。
遅延回路20〜23は、入力されたサンプル点を所定時間遅延する。
包絡線演算部30〜33は、入力されたサンプル点の包絡線を求める。
[
The
The
The
LUT係数設定部40〜43は、共通のLUTを備え、LUTから包絡線に対応する係数を読み出して乗算器50a〜53a、50b〜53bに設定する。
乗算器50a〜53dは、入力信号のI成分にLUT係数を乗算し、乗算器50b〜53bは、Q成分にLUT係数を乗算して、DPDデータを出力する。
DPD処理部100〜103は、請求項に記載したプリディストーション部に相当する。
The LUT coefficient setting
The
The
[出力側4倍オーバーサンプリングフィルタ60〜63:図1]
4倍オーバーサンプリングフィルタ60〜63は、DPD処理部100〜103の出力(DPDデータ)をフィルタ処理により、擬似的に4倍オーバーサンプリングして、それぞれ特定のタイミングのサンプルのみを出力するフィルタ処理を行うものであり、4つのDPDデータのタイミングをDAC91のタイミング(オーバーサンプルしないタイミング)にそろえて乗算器70〜73に出力するものである。
尚、DPDデータは請求項に記載したプレディストーションデータに相当する。
[Output-side 4-times oversampling filters 60 to 63: FIG. 1]
The quadruple oversampling filters 60 to 63 perform filter processing in which the outputs (DPD data) of the
The DPD data corresponds to the predistortion data described in the claims.
具体的には、出力側4倍オーバーサンプリングフィルタ60は、図2に示した4倍オーバーサンプリングフィルタ係数の内、0サンプル係数のみを備え、入力された0サンプルタイミングのDPDデータに、4倍オーバーサンプリングの0サンプル係数を乗算して、0サンプル点のタイミング(具体的には4サンプル遅延させたタイミング)で乗算器70a、70bに出力する。
Specifically, the output-
また、出力側4倍オーバーサンプリングフィルタ61は、4倍オーバーサンプリングの3サンプル係数のみを備え、入力された1サンプルタイミングのDPDデータに、4倍オーバーサンプリングの3サンプル係数を乗算し、0サンプルタイミングで乗算器71a,71bに出力する。
つまり、DPD処理部101の出力は、DPD処理部100の出力に比べて擬似的に1サンプルタイミング遅れているため、次の0サンプルタイミングに合わせるよう、3サンプル時間遅延したタイミングとなる3サンプル係数で乗算を行ってDPD結果として出力するものである。
The
In other words, since the output of the
同様に、出力側4倍オーバーサンプリングフィルタ62は、4倍オーバーサンプリングの2サンプル係数を備え、入力された2サンプルタイミングのDPDデータに2サンプル係数を乗算して、0サンプルタイミングとして乗算器72a,72bに出力する。
DPD処理部102の出力は、DPD処理部100の出力に比べて擬似的に2サンプルタイミング遅れているため、2サンプルタイミング分遅延したタイミングとなる2サンプル係数を乗算して、0サンプルタイミングでDPD結果を出力する。
Similarly, the output-side 4-
Since the output of the
出力側4倍オーバーサンプリングフィルタ63は、4倍オーバーサンプリングの1サンプル係数を備え、入力された3サンプルタイミングのDPDデータに1サンプル係数を乗算して、0サンプルタイミングで乗算器72a,72bに出力する。
DPD処理部103の出力は、DPD処理部100の出力に比べて擬似的に3サンプルタイミング遅れており、1サンプルタイミング分遅延したタイミングとなる1サンプル係数を乗算してDPD結果を出力する。
The output-side 4-
The output of the
これにより、出力側4倍オーバーサンプリングフィルタ60〜63からは、全て、元の信号と同じタイミング(0サンプルタイミング)のサンプル点となって4つのDPD結果が出力され、入力側4倍オーバーサンプリングフィルタ10によって擬似的にオーバーサンプルされたデータのタイミングを、DAC91のサンプル周波数に戻すものである。
As a result, the
[合成部:図1]
合成部は、乗算器70〜73と加算部80とを合わせた構成であり、各サンプルタイミングにおけるDPD結果を重み付けして合成するものである。合成部では、アンプ92の逆特性に最も近くなるよう合成を行う。
[乗算器70〜73]
乗算器70〜73は、各サンプルタイミングで求められたI成分とQ成分のDPD結果に重み付けを行うものであり、各DPD結果に制御部(図示せず)で設定された重み係数ω0〜ω3を乗算する。
[Synthesis unit: Fig. 1]
The synthesizer has a configuration in which the multipliers 70 to 73 and the
[Multipliers 70 to 73]
Multipliers 70 to 73 weight the DPD results of the I component and Q component obtained at each sample timing, and weight coefficients ω0 to ω3 set by the control unit (not shown) for each DPD result. Multiply
例えば、4つのサンプル点(サンプル点0〜サンプル点3)を全て用いて均等に平均化する場合には、ω0〜ω3は、全て0.25となる。
また、サンプル点0とサンプル点2のみを用いて等分に重み付けする場合には、重み係数は、ω0=ω2=0.5、ω1=ω3=0とする。
重み係数の値は、図示しない制御部から、補償すべきアンプの特性に応じて任意に設定可能であり、アンプの逆特性に最も近くなるよう設定される。
For example, when all four sample points (
When weighting equally using only the
The value of the weighting factor can be arbitrarily set from a control unit (not shown) according to the characteristics of the amplifier to be compensated, and is set to be closest to the inverse characteristics of the amplifier.
[加算部80]
加算部80は、I成分加算器81と、Q成分加算器82とを備え、それぞれ、I成分、Q成分について重み付けされた4つのDPD結果を加算してDAC91に出力する。
尚、ここでは、合成の方法を加算としているが、これに限らず、アンプの歪特性によってどのような演算を行ってもよく、例えば、各DPD結果の差や積を利用した演算を行って合成してもよい。
更に、別のLUTを備えて、各DPD結果に対応する演算を行ったり、フィルタ演算を行って合成することも可能である。
このように、適切な重み付けを行うことにより、回路構成を変更しなくても、最適な歪補償とするよう、容易に歪補償信号を調整することができるものである。
[Addition unit 80]
The
In this example, the synthesis method is addition. However, the present invention is not limited to this, and any calculation may be performed depending on the distortion characteristics of the amplifier. For example, calculation using a difference or product of each DPD result is performed. You may synthesize.
Furthermore, it is possible to synthesize another LUT by performing an operation corresponding to each DPD result or performing a filter operation.
Thus, by performing appropriate weighting, the distortion compensation signal can be easily adjusted so as to achieve optimum distortion compensation without changing the circuit configuration.
[本DPD回路を備えた増幅装置の動作:図1]
次に、本DPD回路を備えた増幅装置の動作について図1を用いて説明する。尚、従来と同様の部分については同様の動作となっている。
入力された送信信号のI成分、Q成分は、それぞれ2つに分岐されて、分岐された一方の信号は入力側4倍オーバーサンプリングフィルタ10に入力され、他方の信号は遅延回路6に入力されて遅延される。
[Operation of Amplifier with DPD Circuit: FIG. 1]
Next, the operation of the amplifying apparatus including the DPD circuit will be described with reference to FIG. It should be noted that the same operation as in the conventional part is the same.
The I component and Q component of the input transmission signal are branched into two, one of the branched signals is input to the input-side
入力側4倍オーバーサンプリングフィルタ10に入力された入力信号は、0サンプル点係数部10a〜3サンプル点係数部10dにおいて、0サンプルタイミング〜3サンプルタイミングのそれぞれのタイミングでフィルタ係数が乗算されて、対応するDPD処理部100〜103に入力される。
The input signal input to the input-
DPD処理部100〜103では、従来のDPD処理部と同様に、LUT係数が乗算されてアンプ92の逆特性が付加され、DPDデータとして出力側4倍オーバーサンプリングフィルタ60〜63に出力される。
In the
出力側4倍オーバーサンプリング60〜63では、各DPDデータに対して4倍オーバーサンプリングの特定タイミングの係数を乗算することにより、元信号のタイミングに戻したDPD結果を一斉に出力する。
各DPD結果は、乗算器70〜73において所定の重み係数が乗算されて、加算器80において、I成分、Q成分のそれぞれについて重み付けされたDPD結果が合成され、アンプ92の逆特性が与えられたDPD出力となる。
The
Each DPD result is multiplied by a predetermined weighting factor in multipliers 70 to 73, and an
DPD出力は、DAC91でアナログ信号に変換され、アンプ92で増幅される。その際、アンプ92で発生する歪は、DPD回路1で付加された歪によってキャンセルされ、歪のない増幅信号が得られる。
The DPD output is converted into an analog signal by the
また、アンプ92の出力は分岐されて、フィードバック信号となり、ADC93でディジタル信号に変換され、直交復調部4で直交復調され、LUT係数演算部5で各DPD処理部のLUT係数が求められてLUTが更新される。
このようにして本DPD回路を備えた増幅装置の動作が行われるものである。
The output of the
In this way, the operation of the amplifying device including the DPD circuit is performed.
[DPD出力信号のオーバーサンプルデータ例:図3]
次に、DPD出力信号のオーバーオーバーサンプルデータの例について図3を用いて説明する。図3は、DPD出力信号のオーバーサンプルデータを示す説明図である。
図3では、オーバーサンプルなしの場合のDPDデータと、それを擬似的に4倍オーバーサンプルしたデータと、オーバーサンプルなしで2サンプルずれのDPDデータと、それを擬似的に4倍オーバーサンプルしたデータとを示しており、本DPD回路1の出力側4倍オーバーサンプリングフィルタ60〜64の動作を模式的に示したものである。
[Example of oversampled data of DPD output signal: FIG. 3]
Next, an example of overover sample data of the DPD output signal will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing oversampled data of the DPD output signal.
In FIG. 3, DPD data without oversampling, data obtained by oversampling the sample four times, data DPD data shifted by two samples without oversampling, and data obtained by oversampling the sample four times. The operation of the
図3に示すように、オーバーサンプルなしの場合のDPDデータを0サンプルタイミングとすると、0サンプルタイミングのDPDデータと、2サンプルずれのDPDデータを4倍オーバーサンプルした2サンプルタイミングのデータとが同じタイミングとなる。
つまり、図3において共通の楕円で囲まれている点が、同じサンプル点(0サンプル点)のDPD結果となる。
As shown in FIG. 3, when DPD data in the case of no oversampling is assumed to be 0 sample timing, DPD data at 0 sample timing is the same as 2 sample timing data obtained by oversampling DPD data shifted by 2 samples by 4 times. It's time.
That is, the points surrounded by the common ellipse in FIG. 3 are DPD results of the same sample point (0 sample points).
本DPD回路では、このようにして擬似的に異なるサンプリングタイミングで求められた複数のDPD結果を用い、出力側4倍オーバーサンプリングフィルタでタイミングを合わせ、更に適切に重み付けして合成することにより、アンプの逆特性により近い歪を生成して、精度の高い歪補償を行うことができるものとしている。
In this DPD circuit, a plurality of DPD results obtained at pseudo different sampling timings as described above are used, the timing is adjusted by an
[本DPD回路の出力信号例:図4]
次に、本DPD回路1の出力信号例について図4を用いて説明する。図4は、本DPD回路の出力信号例を示す説明図である。
図4では、本DPD回路1の出力だけでなく、比較のために、図10(a)に示したオーバーサンプルなしのDPDデータとそのDAC出力、オーバーサンプルなしで2サンプルずれのDPDデータとそのDAC出力、更に、理想的な例として、4倍オーバーサンプルを行った場合のDAC出力を重ねて示している。
[Output signal example of this DPD circuit: FIG. 4]
Next, an example of the output signal of the
In FIG. 4, not only the output of the
図4からわかるように、本DPD回路1の出力データと、そのDAC出力は、従来のオーバーサンプルなしの場合や、単純な2サンプルずれの場合と比較して、理想的な波形(破線)に近い形状となっており、アンプの特性に応じた歪が与えられていることがわかる。
As can be seen from FIG. 4, the output data of this
[本DPD回路を用いたアンプ出力信号例:図5]
次に、本DPD回路1を用いたアンプ92の出力信号の例について図5を用いて説明する。図5は、本DPD回路を用いたアンプ92の出力信号例を示す説明図である。
図5では、図4に示した各DAC出力をアンプ92で増幅した出力信号を示しており、従来のオーバーサンプルなしの場合や、単純な2サンプルずれの場合と比較して、理想的な4倍オーバーサンプルの波形に近いアンプ出力が得られている。すなわち、本DPD回路を用いることにより、アンプ92で発生する非線形歪が十分補償されたことがわかる。
[Example of amplifier output signal using this DPD circuit: FIG. 5]
Next, an example of an output signal of the
FIG. 5 shows an output signal obtained by amplifying each DAC output shown in FIG. 4 by the
[実施の形態の効果]
本発明の実施の形態に係る歪補償回路及び歪補償方法によれば、DAC91のサンプル周波数でサンプリングされた入力信号に、入力側4倍オーバーサンプリングフィルタ10がフィルタ特性に基づいた0〜3サンプルタイミングのフィルタ係数を乗算することにより擬似的に4倍オーバーサンプリングしたサンプル点を生成して、各サンプルタイミングに対応するDPD処理部100〜103に出力し、DPD処理部100〜103が各サンプルタイミングのサンプル点データに歪を与えてDPDデータとし、出力側オーバーサンプリングフィルタ60〜63が各サンプルタイミングのDPDデータに特定のサンプルタイミングのフィルタ係数を乗算してDAC91のタイミングに戻したDPD結果を加算器70〜73に出力し、加算器70〜73が各DPD結果に適切な重み付けを行って、加算器80で加算する歪補償回路及び歪補償方法としているので、DAC91のサンプル周波数が小さくても、異なるタイミングに基づく歪補償を組み合わせて、各タイミングの歪補償に重み付けを行って合成することにより、送信信号にアンプ92の歪特性により近い歪を与えることができ、サンプル周波数が小さくても、コストや消費電力を増大させること無く精度の高い歪補償を行うことができる効果がある。
[Effect of the embodiment]
According to the distortion compensation circuit and the distortion compensation method according to the embodiment of the present invention, the
尚、実施の形態においては、擬似的に4倍オーバーサンプリングを行う場合について説明したが、これに限るものではない。
例えば、アンプの歪特性に応じて設定されたN倍オーバーサンプリングを擬似的に行う場合には、入力側N倍オーバーサンプリングフィルタと、N個のDPD処理部と、N個の出力側N倍オーバーサンプリングフィルタを備えた構成とする。
In the embodiment, the case where pseudo-oversampling is performed four times has been described. However, the present invention is not limited to this.
For example, when performing N-times oversampling that is set according to the distortion characteristics of the amplifier, the N-side oversampling filter on the input side, N DPD processing units, and N-times overrun on the output side The configuration includes a sampling filter.
そして、入力信号に、入力側N倍オーバーサンプリングフィルタで0サンプルタイミング〜(N−1)サンプルタイミングの係数を乗算してN個のサンプル点を出力し、N個のDPD処理部でパラレルにDPD処理を行い、N個の出力側N倍オーバーサンプリングフィルタで各DPD結果のタイミングを合わせて、合成部で適切に重み付けして合成すればよく、同様の効果が得られるものである。 Then, the input signal is multiplied by a coefficient of 0 sample timing to (N−1) sample timing by the input side N-times oversampling filter to output N sample points, and the N DPD processing units perform parallel DPD. The same effect can be obtained by performing processing, matching the timing of each DPD result with N output-side N-times oversampling filters, and combining them with appropriate weighting in the combining unit.
本発明は、サンプル周波数が小さくても、コストや消費電力を増大させずに歪補償の性能を向上させることができる歪補償回路及び歪補償方法に適している。 The present invention is suitable for a distortion compensation circuit and a distortion compensation method capable of improving the performance of distortion compensation without increasing cost and power consumption even when the sampling frequency is small.
1,1′...DPD回路、 2,6,20,21,22,23...遅延回路、 3,30,31,32,33...包絡線演算部、 4...直交復調部、 5...LUT係数演算部、 7,40,41,42,43...LUT係数設定部、 8,50,51,52,53...乗算器、 60...出力側オーバーサンプリングフィルタ、 10...入力側オーバーサンプリングフィルタ、 70,71,72,73...乗算器、 80...加算部、 81...I成分加算器、 82...Q成分加算器、 91...DAC、 92...アンプ、 93...ADC、 100〜103...DPD処理部
1, 1 '... DPD circuit, 2, 6, 20, 21, 22, 23 ... delay circuit, 3, 30, 31, 32, 33 ... envelope calculation unit, 4 ... orthogonal demodulation 5, LUT
Claims (4)
特定周波数でサンプリングされた入力信号に、フィルタ特性に基づいて、前記特定周波数よりも高い周波数のオーバーサンプルタイミングの係数を乗算して擬似的にオーバーサンプルされたサンプルデータを生成し、前記サンプルデータをサンプルタイミング毎に出力する入力側オーバーサンプリングフィルタと、
前記各サンプルタイミングのサンプルデータの包絡線に応じて、前記各サンプルデータに前記増幅器で発生する歪の逆特性を与えてプリディストーションデータを出力する複数のプリディストーション部と、
前記各プリディストーション部に対応して設けられ、前記各プリディストーションデータに、前記フィルタ特性に基づいて、特定のオーバーサンプルタイミングの係数を乗算して、前記特定周波数のサンプルタイミングに変換する出力側オーバーサンプリングフィルタと、
前記各出力側オーバーサンプリングフィルタの出力データに対して重み付け演算を行い、前記重み付け演算の結果を合成する合成部とを備えたことを特徴とする歪補償回路。 A distortion compensation circuit that is provided at an input stage of an amplifier and compensates for distortion generated by the amplifier;
Based on the filter characteristics, the input signal sampled at a specific frequency is multiplied by a coefficient of an oversample timing of a frequency higher than the specific frequency to generate pseudo oversampled sample data. An input-side oversampling filter that outputs at each sample timing;
A plurality of predistortion units that output predistortion data by giving inverse characteristics of distortion generated by the amplifier to each sample data according to an envelope of sample data at each sample timing,
An output-side overload is provided corresponding to each predistortion unit, and multiplies each predistortion data by a specific oversample timing coefficient based on the filter characteristics to convert the predistortion data into a sample timing of the specific frequency. A sampling filter;
A distortion compensation circuit comprising: a weighting operation for output data of each output-side oversampling filter; and a combining unit that combines the results of the weighting operation.
前記歪補償回路が、特定の周波数でサンプリングされた信号を入力して、フィルタ特性に基づいて、前記特定の周波数よりも高い周波数のオーバーサンプルタイミングの係数を乗算して擬似的にオーバーサンプルされたサンプルデータを生成し、サンプルタイミング毎に、前記サンプルデータに前記増幅器で発生する歪の逆特性を与えてプリディストーションデータを生成し、前記各プリディストーションデータに前記フィルタ特性に基づく特定のオーバーサンプルタイミングの係数を乗算して、前記特定周波数のサンプルタイミングに変換し、前記タイミングが変換された各プリディストーションデータに重み付け演算を行って合成して出力することを特徴とする歪補償方法。 A distortion compensation method in a distortion compensation circuit that is provided at an input stage of an amplifier and compensates for distortion generated by the amplifier,
The distortion compensation circuit receives a signal sampled at a specific frequency, and is pseudo-oversampled by multiplying a coefficient of an oversample timing of a frequency higher than the specific frequency based on a filter characteristic. Sample data is generated, and for each sample timing, predistortion data is generated by giving the sample data an inverse characteristic of distortion generated by the amplifier, and specific pre-sampling timing based on the filter characteristic for each predistortion data The distortion compensation method is characterized in that the coefficient is multiplied to be converted into the sample timing of the specific frequency, and each predistortion data having the converted timing is subjected to weighting operation and synthesized and output.
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