[发明专利]非线形失真检测方法和失真补偿放大装置

说明书

技术领域

本发明涉及检测无线通信发送机的功率放大器中的非线性失真的非线性失真检测方法及补偿该失真的失真补偿放大装置，尤其是涉及即使调制信号频带变宽也不能够提高采样频率、不增大电路规模和功耗而进行失真检测的非线性失真检测方法和失真补偿放大装置。

背景技术

对发送装置中的功率放大器，要求考虑环境、功耗的降低、以及小型化、轻量化等，为了满足这些要求，需要降低发热而实现高效率。一般，为了提高功率放大器的效率而设计成使调制信号的峰值功率成为功率放大器的饱和功率。但由于功率放大器的非线性，出现发送信号的交调失真(交叉调制失真)而损害了其他无线设备的情况。

对由功率放大器产生的交调失真进行说明。图7是表示具有非线性特性的功率放大器的输出频谱的图(W-CDMA、2载波(失调频率：5MHz))。

如图7所示，当输入调制信号时，由于非线性失真导致频谱变宽，从而发生交调失真(IM3、IM5)。由图可知，交调失真以与调制信号的失调频率相同的频率间隔出现。为了改善交调失真而较大范围地进行失真补偿。

在此，说明作为失真补偿方式的一种的预失真。

预失真是通过将功率放大器的逆特性设置在前级来降低交调失真的方法，根据温度变化、个体差异而对该逆特性进行适应性控制。

用图8说明在预失真的适应性控制中使用的现有的失真检测方法。图8是使用了现有的失真检测方法的功率放大装置的框图。

如图8所示，现有的功率放大器由预失真器1、D/A转换器2、正交调制器3、振荡器4、功率放大器5、方向耦合器6、混频器7、振荡器8、A/D转换器9、失真检测部12和控制部13构成。失真检测部12还由FFT运算部(在图中为FFT)10和IM运算部11构成。

预失真器1按照来自控制部13的指示，对输入信号施加非线性失真的逆特性，进行失真补偿。

D/A转换器2将进行了失真补偿的数字输入信号转换成模拟信号。

振荡器4产生RF频率的振荡。

正交调制器3对所输入的模拟信号进行正交调制，以振荡器4的频率进行上变频。

功率放大器5将所输入的RF信号按预定的放大率进行放大输出。

方向耦合器6将来自功率放大器5的输出信号分支并进行反馈。

混频器7合成来自振荡器8的信号和从方向耦合器6分支来的信号，下变频到IF频率。

A/D转换器9按时钟2(CLK2)对下变频后的信号进行A/D转换，并进行采样。

失真检测部12检测包含在所输入的采样信号中的失真，作为失真值输出到控制部13。

失真检测部12的FFT运算部10将所输入的信号通过FFT(FastFourier Transform：高速傅立叶变换)求出频谱。

IM运算部11根据调制信号的载波数和其失调频率来计算交调失真的频率，基于频谱将该频率的功率值作为失真值输出到控制部13。

另外，控制部13对预失真器进行适应性控制，以使所输入的失真值减小。

说明上述结构的功率放大器的工作。

以数字I/Q形式被输入的IF频率的输入信号，在预失真器1被施加功率放大器的非线性失真的逆特性，在D/A转换器2转换成模拟信号，在正交调制器3进行正交调制并且上变频为RF频率后，由功率放大器5以预定的放大率进行放大输出。

而功率放大器5的输出的一部分，由方向耦合器6取出，在混频器7下变频到IF频率，在A/D转换器9转换成数字信号后，由失真检测部12的FFT运算部10进行频谱检测，在IM运算部11计算所出的交调失真(IM3、IM5)的功率值，作为失真值输出到控制部13。

控制部13对预失真器进行适应性控制，以使失真值减小。

功率放大器的非线性特性作为交调失真而出现的是奇数次失真，因此，施加功率放大器的非线性逆特性的预失真器中的处理能按下式(1)近似。

y＝x+α·|x|²·x+β·|x|⁴·x+γ·|x|⁶·x    式(1)

这里，x，y是预失真器的输入信号和输出信号，为复数。控制部13使用摄动法控制α、β、γ的值，以使由失真检查部12得到的失真值减小。

在此，使用图9说明预失真器1的概略结构。图9是表示预失真器1的概略结构的框图。

如图9所示，预失真器1的结构为，具有多个乘法器和加法器，从输入信号(x)计算出3次方、5次方、7次方的成分，分别乘以系数α、β、γ，并根据式(1)来得到输出信号(y)。