(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド・マトリクス増幅器であって：
第１および第２デジタル信号に結合された入力を有する構築可能なデジタル変換器（configurable digital transformer）であって、前記構築可能なデジタル変換器は、前記第１および第２デジタル信号を処理して、第１および第２変換済み信号を生成する複数の変換モードで動作するように適応される、構築可能なデジタル変換器；
前記第１および第２変換済み信号に結合された入力と、第１および第２増幅済み変換信号を与える出力とを有する増幅器アレイ；
前記第１および第２増幅済み変換信号に結合された入力と、少なくとも一つの出力信号を与える出力とを有する逆変換マトリクス；
前記増幅器アレイに結合され、前記ハイブリッド・マトリクス増幅器の状態を表す増幅器状態信号を生成する状態センサ；
前記状態センサおよび前記構築可能なデジタル変換器に結合され、前記増幅器状態信号に応答して再構築信号を前記構築可能なデジタル変換器に与えるコントローラ；
マトリクス変換係数を格納するためのメモリであって、前記再構築信号は、前記増幅器状態信号に応答して前記再構築可能なデジタル変換器を再構築するために用いられる選択されたマトリクス変換係数を含む、メモリ；
および、前記構築可能なデジタル変換器は、前記第１および第２変換済み信号の特性を制御するために前記複数の変換モードのうちの異なるモードによって用いられる変換パラメータを格納するためのレジスタをさらに含むことを特徴とするハイブリッド・マトリクス増幅器。
【請求項２】
前記第１および第２変換済み信号の前記特性は、信号位相および信号振幅を含むことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド・マトリクス増幅器。
【請求項３】
前記増幅器アレイは複数の増幅器を含み、前記ハイブリッド・マトリクス増幅器の前記状態は、前記増幅器アレイ内の少なくとも一つの増幅器が故障することに応答して生じる劣化状態を含むことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド・マトリクス増幅器。
【請求項４】
前記マトリクス変換係数は、前記増幅器状態信号が劣化状態を示すときに、前記少なくとも一つの出力信号での信号弁別を最大限にするように選択されたマトリクス変換係数を含むことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド・マトリクス増幅器。
【請求項５】
ハイブリッド・マトリクス増幅器において複数のデジタル入力信号を増幅する方法であって：
構築可能なデジタル変換マトリクスを変換係数のマトリクスで初期化する段階；
前記構築可能なデジタル変換マトリクスの入力において複数のデジタル入力信号を受信する段階；
前記構築可能なデジタル変換マトリックス内の前記変換係数のマトリクスを利用して、前記複数のデジタル入力信号を変換して、複数の変換済みデジタル信号を生成する段階；
前記複数の変換済みデジタル信号を複数の変換済みアナログ信号に変換する段階；
増幅器アレイを利用して、前記複数の変換済みアナログ信号を増幅して、増幅済み変換信号を生成する段階；
前記増幅済み変換信号を逆変換して、前記複数のデジタル入力信号に対応する出力信号を生成する段階；
によって構成され、ここに、前記構築可能なデジタル変換マトリクスは、前記複数の変換済みデジタル信号の特性を制御する変換パラメータを格納するためのレジスタを含み、また構築可能なデジタル変換マトリクスを変換係数のマトリクスで初期化する前記段階は、変換係数のマトリクスを前記レジスタにロードすることを含み；さらに、
前記増幅器アレイの劣化状態を検出する段階；および
前記劣化状態を検出することに応答して、出力信号分離を最小限にするように選択された変換係数のマトリクスを前記構築可能なデジタル変換マトリクスにおける前記レジスタに再ロードする段階；
によって構成されることを特徴とするハイブリッド・マトリクス増幅器において複数のデジタル入力信号を増幅する方法。
【請求項６】
前記複数の変換済みデジタル信号を複数の変換済みアナログ信号に変換する前記段階は、前記複数の変換済みデジタル信号を複数の変換済み変調無線周波数アナログ信号に変換することを含むことを特徴とする請求項５記載のハイブリッド・マトリクス増幅器において複数のデジタル入力信号を増幅する方法。
【請求項７】
前記増幅器アレイの前記劣化状態は、増幅器の故障であることを特徴とする請求項５記載のハイブリッド・マトリクス増幅器において複数のデジタル入力信号を増幅する方法。
【請求項８】
出力信号劣化を最小限にするように選択された前記変換係数のマトリクスは、出力信号分離を最大にするように選択された変換係数のマトリクスであることを特徴とする請求項５記載のハイブリッド・マトリクス増幅器において複数のデジタル入力信号を増幅する方法。
【請求項９】
前記構築可能なデジタル変換マトリックス内の前記変換係数のマトリクスを利用して、前記複数のデジタル入力信号を変換する前記段階は、フーリエ変換を行う変換係数のマトリクスを利用して、前記複数のデジタル入力信号を変換することを含むことを特徴とする請求項５記載のハイブリッド・マトリクス増幅器において複数のデジタル入力信号を増幅する方法。
【請求項１０】
前記増幅済み変換信号を逆変換して、前記複数のデジタル入力信号に対応する出力信号を生成する前記段階は、逆フーリエ変換を行って、出力信号を生成することをさらに含むことを特徴とする請求項９記載のハイブリッド・マトリクス増幅器において複数のデジタル入力信号を増幅する方法。
【請求項１１】
ハイブリッド・マトリクス増幅器において複数のデジタル入力信号を増幅するシステムであって：
構築可能なデジタル変換マトリクスを変換係数のマトリクスで初期化する手段；
前記構築可能なデジタル変換マトリクスの入力において複数のデジタル入力信号を受信する手段；
前記構築可能なデジタル変換マトリックス内の前記変換係数のマトリクスを利用して、前記複数のデジタル入力信号を変換して、複数の変換済みデジタル信号を生成する手段；
前記複数の変換済みデジタル信号を複数の変換済みアナログ信号に変換する手段；
増幅器アレイを利用して、前記複数の変換済みアナログ信号を増幅して、増幅済み変換信号を生成する手段；
前記増輻済み変換信号を逆変換して、前記複数のデジタル入力信号に対応する出力信号を生成する手段；
によって構成され、ここに、前記構築可能なデジタル変換マトリクスは、前記複数の変換済みデジタル信号の特性を制御する変換パラメータを格納するためのレジスタを含み、また構築可能なデジタル変換マトリクスを変換係数のマトリクスで初期化する前記手段は、変換係数のマトリクスを前記レジスタにロードすることを含み；さらに、
前記増幅器アレイの劣化状態を検出する手段；および
前記劣化状態を検出することに応答して、出力信号劣化を最小限にするように選択された変換係数のマトリクスを前記構築可能なデジタル変換マトリクスにおける前記レジスタに再ロードする手段；
によって構成されることを特徴とするハイブリッド・マトリクス増幅器において複数のデジタル入力信号を増幅するシステム。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、一般に、信号増幅に関し、さらに詳しくは、ハイブリッド・マトリクス増幅器アレイにおいて構築可能なデジタル変換器を有する改善された方法およびシステムに関する。
発明の背景
ハイブリッド・マトリクス増幅器（hybrid matrix amplifier）は増幅器の並列セットであり、それぞれの増幅器は、ハイブリッド結合器（hybrid coupler）からなる多重ポート・マトリクスで供給される入力と、この多重ポート・マトリクスと合成される出力とを有する。ハイブリッド・マトリクス増幅器20の一般的な構成を第１図に示す。図示のように接続されたハイブリッド・マトリクス22,24は、InからOnに延在する情報経路を形成し、これらの経路は入力ポートInおよび出力ポートOnにおいて分離している。ハイブリッド・マトリクス22と24との間で、増幅器アレイ26は信号を増幅するために用いられる。マトリクス間のこれらの信号は振幅が均等に分散され、信号がどの入力ポートInに入るかに応じて特定の位相関係を有する。増幅器アレイ26がマトリクス22と24との間で構築されると、増幅器アレイ26内の全ての増幅器は、経路I1からO1上の信号、ならびに他の全てのｎ−１経路上の信号の増幅を共有する。
多くの変換マトリクス（transform matrix）の基本構成要素は、90゜ハイブリッド、すなわち、3dB結合器であり、これを結合器30として第２図に概略的に示す。結合器30は４つのポート、すなわち、２つの入力ポートA,Bと、２つの出力ポートY1,Y2とを有する。結合器30は、一般に線形的であり、相反的（reciprocal）である。結合器30の相反的な性質のため、入力ポートA,Bは出力ポートY1,Y2と交換可能である。また、結合器は、ポートにおいてある特性帯域通過および特性インピーダンスを有する。
動作時に、信号Ａが結合器30の入力ポートＡで受信されると、信号の電力またはエネルギは２つの等しい量に分割され、一方の量は出力ポートY1に送られ、他方は出力ポートY2に送られる。出力ポートY2から伝送される電力の信号位相は、出力ポートY1から伝送される電力の信号位相から電気的に90度（90 electrical degree）だけ、すなわち、動作波長の1/4だけ、遅延される。同様に、信号Ｂの電力が入力ポートＢで受信されると、信号の電力は２つの等しい量に分割され、この電力の半分は出力ポートY1に送られ、もう半分は出力ポートY2に送られる。出力ポートY1から伝送される信号Ｂからの電力の信号位相は、出力ポートY2から伝送される電力の信号位相から電気的に90度だけ、すなわち、動作波長の1/4だけ、遅延される。
従って、信号Ａを入力ポートＡに印加し、信号Ｂを入力ポートＢに印加すると、出力ポートY1,Y2に現れる信号は次式によって表される：
0003647471.tif 000002
上式に示すように、信号電力が入力ポートA,Bに同時に印加されると、結合器は線形的なので信号重畳（signal superposition）が生じる。
要するに、入力ポートで受信される電力は結合器の出力ポートの間で等しく分割され、出力ポートによって伝送される信号は特定の位相関係を有する。
従来技術では、結合器30は遮蔽された（二重接地面）ストリップラインまたはマイクロストリップラインを利用して一般に構成される。このストリップライン結合方法を第３図に概略的に示し、これについてはGerstら（1973年）による米国特許第3,731,217号において説明され、これは本明細書に参考として含まれる。
ここで第４図を参照して、4x4フーリエ変換マトリクスを示す。４つの入力および４つの出力を有するフーリエ変換マトリクス40は、図示のように接続された3dB結合器30を利用する。
第５図は、バトラー（Butler）型変換マトリクスとして知られる異なる4x4変換マトリクスを示す。バトラー変換マトリクス50は、実質的には、移相器52,54を追加したフーリエ変換マトリクス40である。移相器52,54が45゜移相器である場合、バトラー変換マトリクス50は45゜バトラー変換マトリクスという。
ハイブリッド・マトリクス増幅器20の問題点には、２つの変換マトリクスの高コストや，信頼性が低く、かつ製造コストが高い複数の無線周波数接続や,2つの変換マトリクスが必要とするスペースや、２つの変換マトリクスの余分な重量がある。
従って、変換マトリクスのコストを節減し、無線周波数接続の数を減少し、変換マトリクスに要するスペースおよび重量を低減するための、ハイブリッド・マトリクス増幅器における方法およびシステムが必要とされる。
【図面の簡単な説明】
本発明の特徴的であると考えられる新規な特徴を添付の請求の範囲で規定する。ただし、発明自体、ならびにその好適な使用形態，更なる目的および利点は、添付の図面とともに一例としての実施例の以下の詳細な説明を参照することによって最もよく理解されよう。
第１図は、従来のハイブリッド・マトリクス増幅器の高レベルな図である。
第２図は、変換マトリクスで用いられる従来の結合器の概略図である。
第３図は、第２図の従来の結合器の高レベルな図である。
第４図は、従来のフーリエ変換マトリクスの高レベルな概略図である。
第５図は、従来のバトラー変換マトリクスの高レベルなブロック図である。
第６図は、本発明の方法およびシステムによる構築可能なデジタル変換マトリクスを有するハイブリッド・マトリクス増幅器のブロック図である。
第７図は、本発明の方法およびシステムによる第６図に示す無線周波数デジタル変調器の高レベルな概略図である。
第８図は、本発明の方法およびシステムによる第６図に示す複素乗算器の高レベルな概略図である。
第９図は、本発明の方法およびシステムの動作を示す高レベルな論理フローチャートである。
発明の詳細な説明
図面、特に第６図を参照して、本発明の方法およびシステムによる構築可能なデジタル変換マトリクス（configurable digital transform matrix）およびRE変調器を有するハイブリッド・マトリクス増幅器のブロック図を示す。図示のように、ハイブリッド・マトリクス増幅器100は、増幅器アレイ104の出力に結合された入力を有する変換マトリクス102を含む。変換マトリクス102は、増幅された変換済み信号を出力する増幅器アレイ104に結合されるので、変換マトリクス102は、増幅された変換済み信号の成分を、ハイブリッド・マトリクス増幅器の入力の一つに対応する離散的な出力に分離する逆変換関数（inverse transform function）を実行する。
第６図に示す実施例では、変換マトリクス102は、４つの入力および４つの出力を有する4x4変換マトリクスである。ただし、変換マトリクス102は、設計条件に応じて2x2マトリクス以上の任意のサイズでもよい。従って、変換マトリクス102はmxn変換マトリクスでもよい。
変換マトリクス102は、異なる種類のマトリクスで構成してもよい。例えば、変換マトリクス102はフーリエ変換マトリクスまたはバトラー変換マトリクスのいずれでも構成できる。さらに、一つの入力から複数の出力に所定の位相関係で信号電力を分散する他の変換マトリクスを利用してもよい。一例として、変換マトリクス102は、East Syracuse,New York 13057所在のAnaren Microwave,Inc.社製の部品番号「580014」として販売される変換マトリクスで構成してもよい。
増幅器アレイ104内の増幅器は、低レベル無線周波数信号を受信し、この信号を増幅して、入力信号と実質的に整合する高レベル出力信号を生成する。増幅器アレイ104は、Shaumburg,Illinois 60196所在のMotorola Inc.社製の部品番号「MHW927B］として販売される増幅器で構成してもよい。最良の性能のためには、増幅器アレイ104内の増幅器は利得および位相遅延ともに整合されるべきである。
増幅器アレイ104への入力は、無線周波数（RF）変調器106の出力に結合される。無線RF変調器106によって生成される無線周波数変調された信号は、Wideband Spread Spectrum Cellular System規格EIA/TIA/IS−95という表題の仕様書に記載されるような符号分割多元接続（CDMA:code division multiple access）変調方法に従って変調された信号を含む。また、この変調された無線周波数信号は、位相シフト・キーイング（PSK:phase shift keying）や、直交振幅変調（QAM:quadrature amplitude modulation）などの振幅位相キーイング（amplitude phase keying）の形式でもよい。また、他のエア・インタフェース規格による変調を利用してもよい。他のエア・インタフェースの例には、EIA−533規格によるAMPS（Advanced Mobile Phone Serve）や、IS−54によるTDMA（Time Division Multiple Access）や、IS−89によるNAMPS（Narrowband AMPS）や、GSM（Global System for Mobile Communication）で採用されるエア・インタフェースが含まれる。
ここで第７図を参照して、本発明の方法およびシステムによる第６に示す無線周波数デジタル変調器のより詳細な高レベルな概略図を示す。図示のように、複素デジタル信号（complex digital signal）はＩおよびＱ入力において受信される。これらの入力は、次に帯域通過フィルタ108によって濾波される。
フィルタ108は、割り当てられた帯域幅外への無線周波数放射を生じさせる急速な信号遷移を最小限に抑えるために、デジタル信号のエッジをスムージングする。
濾波の後、デジタル／アナログ（D/A）コンバータ110は、デジタル信号をアナログ信号に変換する。D/Aコンバータ110からのアナログ信号は、変調器112において正弦信号と混合される。次に、信号のＩ成分およびＱ成分は、加算器114において合成され、デジタルＩ信号およびＱ信号によって変調された無線周波数出力信号を生成する。
再度第６図を参照して、RF変調器106は、デジタル変換マトリクス116によって出力され、A1〜A4と記されたＩおよびＱビット・チャネルから、データを受信する。デジタル変換マトリクス116の入力では、メッセージ信号M1〜M4は、ＩおよびＱフォーマットで受信される。
第６図に示す例では、デジタル変換マトリクス116は、４つの複素デジタル入力および４つの複素デジタル出力を有する4x4変換マトリクスである。デジタル変換マトリクス116への入力にて受信された信号は数学的に乗算され、多重化され、再合成されて、第１図における変換マトリクス22によって実行される変換マトリクス関数などの変換マトリクス関数をデジタル的にエミュレートする。ただし、本発明の重要な態様に従って、変換マトリクス関数は、ストリップライン結合器によって与えられる電磁的な方法を利用して無線周波数にてアナログ信号に対して行われるのではなく、組み合わせ論理を利用してベースバンド周波数にてデジタル信号に対して実行される。
第６図に概略的に示すように、デジタル変換マトリクス116は、変換パラメータまたはマトリクス変換係数を格納するためのレジスタ118を含む。メッセージ入力信号M1〜M4は、複素乗算器120においてこのようなマトリクス変換係数によって乗算される。各複素乗算器120の出力は加算器（summer）122の入力に結合してもよい。ＩおよびＱフォーマットである加算器122の出力は、RF変調器106に送られる。従って、第６図に概略的に示すように、各入力信号の加重された部分は各出力において合成され、振幅および位相の両方が調整あるいは修正された各入力信号の一部を表す複素出力信号を与える。数学的には、デジタル変換マトリクス116の関数は次式によって表される：
0003647471.tif 000003
ここで、マトリクスの各要素は複素定数であり、Ｍは複素メッセージ入力ベクトルを表し、Ｂは複素変換マトリクス係数を表し、Ａはデジタル変換マトリクス116からの複素出力ベクトルを表す。
デジタル変換マトリクス116内で、４つの複素乗算回路124を示す。これらの乗算回路については、第８図を参照して以下でさらに詳しく説明する。
また、第６図には、状態センサ（state sensor）126,コントローラ128およびメモリ130も示される。状態センサ126は、ハイブリッド・マトリクス乗算器出力132,増幅器アレイ104およびRF変調器106など、ハイブリッド・マトリクス増幅器100内の各構成要素に結合してもよい。状態センサ126は、ハイブリッド・マトリクス増幅器100内の状態を検出し、ハイブリッド・マトリクス増幅器の状態を表す信号を生成する。ハイブリッド・マトリクス増幅器の状態は、例えば、増幅器アレイ内の一つまたはそれ以上の増幅器が故障している劣化状態（degraded state）を含んでもよい。他の故障モードは、ハイブリッド・マトリクス増幅器出力132またはRF変調器106の状態を検出することによって検出できる。
また、状態センサ126は、コンフィギュレーション・スイッチの形式でもよいユーザ入力や、別のデータ処理システムからの入力に応答してもよい。このようなユーザ入力は、ハイブリッド・マトリクス増幅器100が別のモードで動作するように再構築すべきことを示すために利用できる。このような別のモードには、例えば、基地局において異なる数のセクタを運用するモードが含まれる。
状態センサ126は、コントローラ128に結合される信号を与える。状態信号を受信することに応答して、コントローラ128は、メモリ130からマトリクス変換係数を呼出し、このマトリクス変換係数をデジタル変換マトリクス116内のレジスタ118に転送あるいは書き込むことにより、デジタル変換マトリクス116を再構築（reconfigure）する。マトリクス変換係数の別のグループをレジスタ118に再ロードすることにより、デジタル変換マトリクス116の演算関数は、追加機能を提供するように、あるいは、例えば、増幅器アレイ104内の増幅器で故障を補償するように変更できる。
ここで第８図を参照して、デジタル変換マトリクス116で用いられる複素乗算器（complex multiplier）を示す。図示のように、デジタル・メッセージ信号M1〜M4のＩ成分およびＱ成分は、乗算器120などの乗算器回路に入力される。乗算器120は、次式に示す演算を行う：
Ｍ・Ｂ＝（MIBI−MQBQ）＋ｊ（MIBQ−MQBI）
これは複素乗算演算である。
参照番号120が付された各ブロックは、このような乗算回路を表す。出力A1I,A1Qを生成するため、４つ全ての乗算回路の出力は加算器（summer）122において加算される。信号A1Iは次式によって表すことができる：
A1I＝M1IB11I−M1QB11Q＋M2IB12I−M2QB12Q＋M3IB13I−M3QB13Q＋M4IB14I−M4QB14Q
信号A1Qは次式によって表すことができる：
A1Q＝M1IB11Q−MQB11I＋M2IB12Q−M2QB12I＋M3IB13Q−M3QB13I＋M4IB14Q−M4QB14I
デジタル変換マトリクス116の関数を完成するためには、4x4変換マトリクスについて４つの複素乗算器回路124が必要になる。他の複素乗算器回路138,140,142は、それぞれ複素信号A2,A3,A4を生成する。次に、各信号Axは増幅器アレイ104内の増幅器に結合される。デジタル変換マトリクス116は、マトリクス変換係数を受信するレジスタを有する特定用途集積回路（ASIC:application specific integrated circuit）で構成してもよい。
ここで第９図を参照して、本発明の方法およびシステムを示す高レベルな論理フローチャートを示す。図示のように、プロセスはブロック200から開始し、次にブロック202に進み、ここでデジタル変換マトリクスは、通常モードで動作するためのマトリクス変換係数の全補数（full complement）をデジタル変換マトリクス内のレジスタにロードすることによって初期化される。これらのマトリクス変換係数は、第６図に示すように、コントローラ128によってメモリ130から呼出して、レジスタ118内に書き込むことができる。通常動作用の変換係数のマトリクスを以下のマトリクス１に示す。通常の動作とは、入力M1〜M4からハイブリッド・マトリクス増幅器出力132までの全ての信号経路に問題ないことを意味する。例えば、ある実施例では、増幅器アレイ104は、全ての増幅器が通常に動作中であるかどうかを判定するように検出されてもよい。
0003647471.tif 000004
次に、本発明は２つの個別の経路に沿って同時に動作する。一方の経路は、変換，増幅および逆変換信号処理ループについて説明し、他方の経路はハイブリッド・マトリクス増幅器の健康状態を監視し、エラー状態に応答して、故障モードを補償するためにデジタル変換マトリクスの変換動作を再構築するループについて説明する。
ブロック204に示すように、M1〜M4などのデジタル入力信号はデジタル信号変換マトリクス116を利用して変換され、信号A1〜A4などの変換済み信号を生成する。次に、ブロック206に示すように変換済み信号A1〜A4は変調され、無線周波数変換信号を生成する。
変換信号を変調した後、ブロック208に示すように、無線周波数変換信号は増幅される。無線周波数変換信号を増幅するために、増幅器アレイ104などの増幅器アレイを利用できる。
最後に、ブロック210に示すように、増幅された無線周波数変換信号に対して逆変換演算が実行され、デジタル入力信号M1〜M4のうちの一つに対応する個別の出力信号を生成する。
上記のように、ブロック204〜210はハイブリッド・マトリクス増幅器内の信号増幅について説明する。この動作と並行して、ブロック212に示すように、プロセスはハイブリッド・マトリクス増幅器の状態を判定する。ハイブリッド・マトリクス増幅器の状態は、例えば、増幅器アレイ104内の一つまたはそれ以上の増幅器が故障した劣化状態（degraded state）を含んでもよい。あるいは、ハイブリッド・マトリクス増幅器の状態は、３セクタ・セル・サイトではなく６セクタ・セル・サイトをサポートするモードなど、異なるモードで動作するようにユーザが増幅器に要求することを表す。
次に、図示の例では、ブロック214に示すように、プロセスは増幅器アレイ内の増幅器が故障しているかどうかを判定する。なお、ブロック214は、増幅器アレイ内の増幅器が故障した劣化状態以外のハイブリッド・マトリクス増幅器の状態を検出するために用いてもよいことが理解される。増幅器が故障していないことをプロセスが判定すると、プロセスは反復的にブロック212に戻って、ハイブリッド・マトリクス増幅器の状態の監視を続ける。
しかし、プロセスが故障した増幅器を検出すると、ブロック216に示すように、プロセスは特定の故障した増幅器を識別する。故障した特定の増幅器を識別することに応答して、ブロック218に示すように、プロセスは変換係数の置換マトリクス（replacement matrix）を選択する。以下のマトリクス２は、増幅器アレイ内の第１増幅器が故障した場合に用いることができる置換マトリクスを示す。マトリクス３は、増幅器アレイ104内の第２増幅器が故障した場合にデジタル変換マトリクス116にロードできる変換係数の置換マトリクスを示す。マトリクス４は、増幅器アレイ104内の第３増幅器が故障した場合に用いることができる変換係数の置換マトリクスを示す。マトリクス５は、増幅器アレイ104内の第４増幅器が故障した場合にデジタル変換マトリクス116を再構築するために利用できる変換係数の置換マトリクスを示す。各置換マトリクスは、故障した特定の増幅器に鑑み、ハイブリッド・マトリクス増幅器出力132にける信号弁別（signal isolation）を最大化するように選択されている。
0003647471.tif 000005
0003647471.tif 000006
0003647471.tif 000007
0003647471.tif 000008
マトリクス２〜５に示すマトリクス変換係数は、反復プロセスによって計算され、ここでM1は１のデータ・ストリームに設定され、M2〜M4は０に等しくなるように設定される。増幅器アレイの利得が単位利得に正規化されると想定すると、メッセージM1に対応するハイブリッド・マトリクス増幅器132における電力が１に近づき、一方、M2〜M4に対応する出力132が０に最小化されるまで、レジスタ118内のマトリクス変換係数は調整される。この設定の後、マトリクス変換係数の初期セットが判定される。
メッセージM2は１に設定され、他の全ての入力は０に設定され、出力132はマトリクス変換係数の同一セットで測定される。同様に、メッセージM3は１に設定され、他の全ての入力は０に設定され、またメッセージM4は１に設定され、他の全ての入力は０に設定され、出力は毎回測定される。従って、メッセージ入力M2〜M4をサイクルした後、４つのセットの出力測定が行われる。次に、これら４つのセットの出力測定は合成され、変換係数の有効性を表す評点（score）を生成する。
次に、各個別の変換係数は変更され、新たな評点が判定され、前回の評点と比較される。評点が改善すると、この反復は最小評点が見つかるまで第１変換係数の調整を続ける。次に、評点をさらに低くするために、次のマトリクス変換係数が調整される。ハイブリッド・マトリクス増幅器出力132の評点を下げるために全ての変換係数が調整されると、プロセスは第１マトリクス変換係数に戻り、さらにハイブリッド・マトリクス増幅器出力の評点を下げるために更なる調整を行う。このプロセスは、評点が最小になるまで続く。
置換マトリクスの選択後、ブロック220に示すように、置換マトリクスのマトリクス変換係数はメモリから取り出される。次に、ブロック222に示すように、プロセスは、メモリから呼出した変換係数のマトリクスをデジタル変換マトリクス内のレジスタに再ロードする。これで、ブロック214で検出された状態変化に応答してデジタル変換マトリクス116を再構築するプロセスが終わる。デジタル変換マトリクス116を再構築した後、プロセスはブロック212に反復的に戻り、ここでプロセスは増幅器の状態の監視を続ける。
本発明の好適な実施例の上記の説明は、図説のために提示した。これは包括的でも、開示した厳密な形式に発明を制限するものでもない。修正または変形は、上記の教示に鑑みて可能である。実施例は、発明の原理およびその実際的な適用を最良に例示し、また当業者が想定される特定の利用に適するように発明をさまざまな実施例において、さまざまな修正で利用すること可能にするために選び、説明した。このような一切の修正や変形は、公正に、法的にまた正当に権限のある範囲に従って解釈したときに、添付の請求の範囲によって決められるような発明の範囲内であるものとする。
【図１】
0003647471.tif 000009
【図２】
0003647471.tif 000010
【図３】
0003647471.tif 000011
【図４】
0003647471.tif 000012
【図５】
0003647471.tif 000013
【図６】
0003647471.tif 000014
【図７】
0003647471.tif 000015
【図８】
0003647471.tif 000016
【図９】
0003647471.tif 000017