(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタル無線通信システムの受信装置側で使用されると共に、ベースバンド形準同期方式の復調動作に従ってラジオ周波数帯の増幅器で生じる非線形歪みを含んで入力される変調信号から復調信号を復調する直交復調器と、前記非線形歪みを補償するための歪み補償手段とを備えた復調装置において、前記歪み補償手段として、前記復調信号の歪み量に応じて適応動作により前記直交復調器において入力される前記変調信号のアナログ信号からデジタル信号への変換処理後であって、且つ該デジタル信号へのロールオフ整形用の低帯域濾波前の段階で歪み補償を行う歪み補償回路を備えたことを特徴とする復調装置。
【請求項２】
請求項１記載の復調装置において、前記直交復調器は、前記復調動作に伴うチャンネルの系統数に対応してそれぞれ設けられると共に、前記変調信号を前記アナログ信号から前記デジタル信号へと変換するためのＡ／Ｄ変換器と、前記チャンネルの系統数に対応してそれぞれ設けられると共に、前記デジタル信号を前記ロールオフ整形用に前記低帯域濾波するためのロールオフ低帯域濾波回路とを備え、前記歪み補償回路は、前記チャンネルの系統数に対応してそれぞれ前記Ａ／Ｄ変換器及び前記ロールオフ低帯域濾波回路の間に介挿されると共に、前記デジタル信号に予め得られた振幅補償率を乗じた結果を出力するデジタル乗算器から成る振幅補償器を含むことを特徴とする復調装置。
【請求項３】
請求項２記載の復調装置において、前記直交復調器は、前記ロールオフ低帯域濾波回路で低帯域濾波された前記デジタル信号をそれぞれ準同期検波して前記チャンネルの系統数に対応するベースバンド信号をそれぞれ復調するキャリア再生回路と、前記ベースバンド信号に基づいて前記チャンネルの系統数に対応する前記復調信号としてデータ信号及び誤差信号をそれぞれ生成出力する判定回路とを備え、前記歪み補償回路は、前記チャンネルの系統数に対応する前記復調信号における前記誤差信号のベクトルが前記データ信号のベクトルと直角となる境界線で規定される補償極性判定領域に基づいて振幅歪み補償の適正度を判定した結果に応じて該振幅歪み補償における補償量を調整するための制御信号を生成出力する補償極性検出回路と、前記制御信号に応じて前記振幅補償率を演算した結果を前記振幅補償器へ送出する補償率演算回路とを含むことを特徴とする復調装置。
【請求項４】
請求項３記載の復調装置において、前記補償率演算回路は、前記制御信号に応じて装置回路内パラメータとして適応調整した上で生成した平均動作点推測値と前記チャンネルの系統数に対応する前記デジタル信号における信号振幅との関係に基づいて前記振幅補償率を演算することを特徴とする復調装置。
【請求項５】
請求項４記載の復調装置において、前記補償率演算回路は、前記制御信号に応じて前記平均動作点推測値を適応変化させた上で生成する平均動作点推定回路と、前記チャンネルの系統数に対応する前記デジタル信号のそれぞれの振幅における累乗和根を計算した結果を入力振幅として出力する累乗和根計算回路と、前記平均動作点推測値と前記入力振幅とを代入することにより前記振幅補償率を変換導出可能な振幅補償率演算表テーブルを保有する振幅補償率演算表処理回路とを備えて成ることを特徴とする復調装置。
【請求項６】
請求項３〜５の何れか一つに記載の復調装置において、前記歪み補償回路は、前記チャンネルの系統数に対応する前記復調信号として前記データ信号及び前記誤差信号から予め設定した基準値に従って必要な信号点情報のみを選択した選択情報信号をそれぞれ前記補償極性検出回路へ送出する信号点選択回路を含み、前記補償極性検出回路は、前記選択情報信号に応じて前記制御信号を生成することを特徴とする復調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてディジタル無線通信システムの受信装置側で使用されると共に、ラジオ周波数（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ／以下、ＲＦとする）帯の増幅器で生じる非線形歪みを補償する非線形歪み補償機能を備えた復調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の非線形歪み補償機能を備えた復調装置としては、例えば図１２に示されるような構成のものが挙げられる。
【０００３】
この復調装置の場合、ディジタル無線通信システムの送信装置側で使用されるもので、入力される変調信号は多値直交変調（ＱＡＭ）を対象とし、且つデジタル形復調方式として一般なベースバンド準同期方式が適用されるものとし、且つ同相とその直交相との各成分であるチャンネルに関する一般的な表記Ｉｃｈ，Ｑｃｈを用いるものとする。
【０００４】
図１２を参照すれば、この復調装置は、多値直交変調（ＱＡＭ）の変調信号として別個に入力されるＩｃｈ用，Ｑｃｈ用のベースバンド信号をそれぞれ歪み補償して歪み補償信号を出力する歪み補償器５１と、Ｉｃｈ用，Ｑｃｈ用のベースバンド信号とそれらの歪み補償信号とをそれぞれ加算して加算信号を出力するＩｃｈ用加算器５２，Ｑｃｈ用加算器５３と、加算信号を直交変調して直交変調信号を出力する直交変調器５４と、直交変調信号を増幅して変調信号として出力する増幅器５５と、増幅器５５で非線形歪みの影響を受けた変調信号を非線形歪み補正用に直交復調して生成した直交復調信号Ｉｃｈ′，Ｑｃｈ′を歪み補償器５１へ送出する直交復調器５６とを備えて構成されている。ここでの直交復調器５６は、簡略して説明すれば、上述したようにベースバンド形準同期方式の復調動作に従って非線形歪みを含んで入力される変調信号から復調信号を復調する機能を有している。
【０００５】
即ち、この復調装置では、増幅器５５から出力される非線形歪みの影響を受けた変調波に基づいて直交復調器５６が非線形歪み補正用に直交復調した直交復調信号Ｉｃｈ′，Ｑｃｈ′を歪み補償器５１へ引き渡し、歪み補償器５１が増幅器５５に入力される前のＩｃｈ用，Ｑｃｈ用のベースバンド信号と増幅器５５に入力されて直交復調器５６で非線形歪み補正された後の直交復調信号Ｉｃｈ′，Ｑｃｈ′とを比較して非線形歪み成分を検出してからこれを補償するための歪み補償信号Ｉｃｈ１，Ｑｃｈ１を出力して加算器５２，５３でＩｃｈ用，Ｑｃｈ用のベースバンド信号に対してそれぞれ歪み補償信号Ｉｃｈ１，Ｑｃｈ１を加算させることにより、増幅器５５から出力される変調波の非線形歪みを補償するようになっている。
【０００６】
因みに、その他のディジタル無線通信システムに適用可能な非線形歪み補償機能、並びにそれを備えた復調装置に関連する周知技術としては、例えば特開平４−２１６２１７号公報に開示された非線形歪補償器、特開平４−２９１８２９号公報に開示された歪み補償回路、特開平８−１６３１９８号公報に開示された非線形歪補償装置、特開平９−２００２８４号公報に開示された位相比較方法及び直交振幅変調信号復調装置、特開平１０−１７３７２０号公報に開示された位相比較方法および直交振幅変調信号復調装置、特開２０００−２２４０８４号公報に開示された非線形歪補償装置等が挙げられる。尚、これらに開示された技術は、非線形歪みの影響を受信装置側で検出し、非線形歪みの影響を受けた信号点に対して最も信号点間の距離がとれるように受信装置側で識別領域を可変することが共通しており、更に、特開平８−１６３１９８号公報の非線形歪補償装置には、非線形歪みの影響を受信装置側で検出し、非線形歪みの影響を受けた信号点が最も適切な配置となるように送信装置側で信号点配置を予め前置歪みを与える技術も開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した図１２に示した非線形歪み補償機能を備えた復調装置の場合、送信装置側に非線形歪みを補正するための目的だけで新たに直交復調器を配備する必要があると共に、受信装置側と送信装置側とに通信手段が必要となるため、全体の回路規模が大規模となってコスト高になってしまうという問題があるだけでなく、増幅器から直交復調器に至る高周波のアナログ回路が追加されることにより回路設計が複雑になってしまうという問題がある。
【０００８】
これに対し、その他の関連する周知技術においても、例えば非線形歪みの影響を受信装置側で検出し、非線形歪みの影響を受けた信号点に対して最も信号点間の距離がとれるように受信装置側で識別領域を可変する技術の場合には、非線形歪みの補償を識別回路直前で実施しているため、送信増幅器で発生する非線形歪みに対してそれに続くロールオフフィルタ通過時に発生する符号間干渉の影響が重畳されることにより識別領域の変更だけでは充分な補償効果が得られないという問題があり、非線形歪みの影響を受信装置側で検出し、非線形歪みの影響を受けた信号点が最も適切な配置となるように送信装置側で信号点配置を予め前置歪みを与える場合には、歪み補償を送信装置側で行うものであるため、受信装置側と送信装置側とに通信手段が必要となって全体の回路規模が大きくなってしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、簡素な構成で受信装置側のみで充分な補償効果が得られる非線形歪み補償機能を備えた復調装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ディジタル無線通信システムの受信装置側で使用されると共に、ベースバンド形準同期方式の復調動作に従ってＲＦ帯の増幅器で生じる非線形歪みを含んで入力される変調信号から復調信号を復調する直交復調器と、非線形歪みを補償するための歪み補償手段とを備えた復調装置において、歪み補償手段として、復調信号の歪み量に応じて適応動作により直交復調器において入力される変調信号のアナログ信号からデジタル信号への変換処理後であって、且つ該デジタル信号へのロールオフ整形用の低帯域濾波前の段階で歪み補償を行う歪み補償回路を備えた復調装置が得られる。
【００１１】
又、本発明によれば、上記復調装置において、直交復調器は、復調動作に伴うチャンネルの系統数に対応してそれぞれ設けられると共に、変調信号をアナログ信号からデジタル信号へと変換するためのＡ／Ｄ変換器と、チャンネルの系統数に対応してそれぞれ設けられると共に、デジタル信号をロールオフ整形用に低帯域濾波するロールオフ低帯域濾波回路とを備え、歪み補償回路は、チャンネルの系統数に対応してそれぞれＡ／Ｄ変換器及びロールオフ低帯域濾波回路の間に介挿されると共に、デジタル信号に予め得られた振幅補償率を乗じた結果を出力するデジタル乗算器から成る振幅補償器を含む復調装置が得られる。
【００１２】
更に、本発明によれば、上記復調装置において、直交復調器は、ロールオフ低帯域濾波回路で低帯域濾波されたデジタル信号をそれぞれ準同期検波してチャンネルの系統数に対応するベースバンド信号をそれぞれ復調するキャリア再生回路と、ベースバンド信号に基づいてチャンネルの系統数に対応する復調信号としてデータ信号及び誤差信号をそれぞれ生成出力する判定回路とを備え、歪み補償回路は、チャンネルの系統数に対応する復調信号における誤差信号のベクトルがデータ信号のベクトルと直角となる境界線で規定される補償極性判定領域に基づいて振幅歪み補償の適正度を判定した結果に応じて該振幅歪み補償における補償量を調整するための制御信号を生成出力する補償極性検出回路と、制御信号に応じて振幅補償率を演算した結果を振幅補償器へ送出する補償率演算回路とを含む復調装置が得られる。
【００１３】
加えて、本発明によれば、上記復調装置において、補償率演算回路は、制御信号に応じて装置回路内パラメータとして適応調整した上で生成した平均動作点推測値とチャンネルの系統数に対応するデジタル信号における信号振幅との関係に基づいて振幅補償率を演算する復調装置が得られる。
【００１４】
一方、本発明によれば、上記復調装置において、補償率演算回路は、制御信号に応じて平均動作点推測値を適応変化させた上で生成する平均動作点推定回路と、チャンネルの系統数に対応するデジタル信号のそれぞれの振幅における累乗和根を計算した結果を入力振幅として出力する累乗和根計算回路と、平均動作点推測値と入力振幅とを代入することにより振幅補償率を変換導出可能な振幅補償率演算表テーブルを保有する振幅補償率演算表処理回路とを備えて成る復調装置が得られる。
【００１５】
他方、本発明によれば、上記何れか一つに復調装置において、歪み補償回路は、チャンネルの系統数に対応する復調信号としてデータ信号及び誤差信号から予め設定した基準値に従って必要な信号点情報のみを選択した選択情報信号をそれぞれ補償極性検出回路へ送出する信号点選択回路を含み、補償極性検出回路は、選択情報信号に応じて制御信号を生成する復調装置が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に実施例を挙げ、本発明の復調装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例に係る非線形歪み補償機能を備えた復調装置の基本構成を示した回路ブロック図である。
【００１８】
この復調装置の場合、ディジタル無線通信システムの受信装置側で使用されるもので、ここでも入力される変調信号は多値直交変調（ＱＡＭ）を対象とし、且つデジタル形復調方式として一般なベースバンド準同期方式が適用されるものとし、且つ同相とその直交相との各成分であるチャンネルに関する一般的な表記Ｉｃｈ，Ｑｃｈを用いるものとする。
【００１９】
図１を参照すれば、この復調装置は、ベースバンド形準同期方式の復調動作に従ってＲＦ帯の増幅器で生じる非線形歪みを含んで入力される多値直交変調（ＱＡＭ）の変調信号から復調信号を復調する直交復調器１１と、非線形歪みを補償するための歪み補償手段として、復調信号の歪み量に応じて適応動作により直交復調器１１において入力される変調信号のアナログ信号からデジタル信号への変換処理後であって、且つデジタル信号へのロールオフ整形用の低帯域濾波前の段階で歪み補償を行う歪み補償回路とを備えて構成される。
【００２０】
このうち、直交復調器１１は、キャリア信号を発生するローカル発振器２１と、ローカル発振器２１で発生したキャリア信号がＩｃｈ用とＱｃｈ用とに２分岐されたものにおけるＱｃｈ用のものをπ／２位相シフトするπ／２移相器２２と、入力端子１から入力された変調信号がＩｃｈ用とＱｃｈ用とに２分岐されたもののにおけるＩｃｈ用のものとローカル発振器２１で発生したキャリア信号がＩｃｈ用とＱｃｈ用とに２分岐されたものにおけるＩｃｈ用のものとを乗算することで周波数変換を行って周波数変換変調信号を出力するＩｃｈ用乗算器３１ａと、入力端子１から入力された変調信号がＩｃｈ用とＱｃｈ用とに２分岐されたもののにおけるＱｃｈ用のものとローカル発振器２１で発生したキャリア信号がＩｃｈ用とＱｃｈ用とに２分岐されたものにおけるＱｃｈ用のものをπ／２移相器２２でπ／２位相シフトしたものとを乗算することで周波数変換を行って周波数変換変調信号を出力するＱｃｈ用乗算器３１ｂと、Ｉｃｈ用乗算器３１ａからの周波数変換変調信号を低域濾波するＩｃｈ用低域濾波器（以下、Ｉｃｈ用ＬＰＦとする）３２ａと、Ｑｃｈ用乗算器３１ｂからの周波数変換変調信号を低域濾波するＱｃｈ用低域濾波器（以下、Ｑｃｈ用ＬＰＦとする）３２ｂと、Ｉｃｈ用ＬＰＦ３２ａで低域濾波されたアナログ信号の周波数変換変調信号をデジタル信号に変換するためのＩｃｈ用Ａ／Ｄ変換器３３ａと、Ｑｃｈ用ＬＰＦ３２ｂで低域濾波されたアナログ信号の周波数変換変調信号をデジタル信号に変換するためのＱｃｈ用Ａ／Ｄ変換器３３ｂと、後述するＩｃｈ用振幅補償器１２ａでＩｃｈ用Ａ／Ｄ変換器３３ａからのデジタル信号に予め得られた振幅補償率を乗じた結果が出力されたものをロールオフ整形用に低域濾波するためのＩｃｈ用ロールオフ低域濾波器（以下、Ｉｃｈ用ロールオフＬＰＦとする）３４ａと、後述するＱｃｈ用振幅補償器１２ｂでＱｃｈ用Ａ／Ｄ変換器３３ｂからのデジタル信号に予め得られた振幅補償率を乗じた結果が出力されたものをロールオフ整形用に低域濾波するためのＱｃｈ用ロールオフ低域濾波器（以下、Ｑｃｈ用ロールオフＬＰＦとする）３４ｂと、Ｉｃｈ用ロールオフＬＰＦ３４ａ，Ｑｃｈ用ロールオフＬＰＦ３４ｂで低帯域濾波されたデジタル信号をそれぞれ準同期検波してＩｃｈ用，Ｑｃｈ用に対応するベースバンド信号をそれぞれ復調するキャリア再生回路２３と、Ｉｃｈ用，Ｑｃｈ用に対応するベースバンド信号に基づいてＩｃｈ用，Ｑｃｈ用に対応する復調信号としてデータ信号及び誤差信号をそれぞれ生成出力する判定回路２４とを備えて構成されている。
【００２１】
これに対し、歪み補償回路は、Ｉｃｈ用Ａ／Ｄ変換器３３ａ及びＩｃｈ用ロールオフＬＰＦ３４ａの間に介挿されると共に、Ｉｃｈ用Ａ／Ｄ変換器３３ａからのデジタル信号に予め得られた振幅補償率を乗じた結果を出力するデジタル乗算器から成る振幅補償器１２ａと、Ｑｃｈ用Ａ／Ｄ変換器３３ｂ及びＱｃｈ用ロールオフＬＰＦ２４ｂの間に介挿されると共に、Ｑｃｈ用Ａ／Ｄ変換器３３ｂからのデジタル信号に予め得られた振幅補償率を乗じた結果を出力するデジタル乗算器から成る振幅補償器１２ｂと、判定回路２４から得られるＩｃｈ用，Ｑｃｈ用に対応する復調信号における誤差信号のベクトルがデータ信号のベクトルと直角となる境界線で規定される補償極性判定領域に基づいて振幅歪み補償の適正度を判定した結果に応じて振幅歪み補償における補償量を調整するための制御信号を生成出力する補償極性検出回路１３と、補償極性検出回路１３からの制御信号に応じて振幅補償率を演算した結果を振幅補償器１２ａ，１２ｂへ送出する補償率演算回路１４とを備えて構成されている。尚、補償率演算回路１４は、制御信号に応じて装置回路内パラメータとして適応調整した上で生成した平均動作点推測値とＩｃｈ用，Ｑｃｈ用のチャンネルの系統数に対応するデジタル信号における信号振幅との関係に基づいて振幅補償率を演算するようになっている。
【００２２】
この復調装置において、入力端子１から入力された変調信号は直交復調器１１内で２分岐されてＩｃｈ用とＱｃｈ用とに供されるが、これと同時に直交復調器１１内に配備されたローカル発振器２１で発生した受信キャリア信号も２分岐されて一方のものがＩｃｈ用に供され、他方のものがπ／２移相器２２でπ／２位相シフトされた後にＱｃｈ用に供される。
【００２３】
そこで、直交復調器１１内のＩｃｈ側では、２分岐された変調信号の一方のものであるＩｃｈ用のものと２分岐された受信キャリア信号の一方のものであるＩｃｈ用のものとをＩｃｈ用乗算器３１ａで乗算することで周波数変換を行って周波数変換変調信号として出力し、この周波数変換変調信号をＩｃｈ用ＬＰＦ３２ａで低域濾波することで高調波成分を除去した後、この高調波成分が除去されたアナログ信号の周波数変換変調信号をＩｃｈ用Ａ／Ｄ変換器３３ａでデジタル信号に変換してＩｃｈ用振幅補償器１２ａへ送出する。
【００２４】
デジタル乗算器から成るＩｃｈ用振幅補償器１２ａは，入力されるデジタル信号に補償率演算回路１４から出力される振幅補償率を乗算した結果を出力し、この振幅補償率が乗算されたデジタル信号をＩｃｈ用ロールオフＬＰＦ３４ａでロールオフ整形した後にキャリア再生回路２３へ引き渡す。
【００２５】
これに対し、直交復調器１１内のＱｃｈ側では、同様に２分岐された変調信号の他方のものであるＱｃｈ用のものと２分岐された受信キャリア信号のπ／２位相シフトされた他方のものであるＱｃｈ用のものとをＱｃｈ用乗算器３１ｂで乗算することで周波数変換を行って周波数変換変調信号として出力し、この周波数変換変調信号をＱｃｈ用ＬＰＦ３２ｂで低域濾波することで高調波成分を除去した後、この高調波成分が除去されたアナログ信号の周波数変換変調信号をＱｃｈ用Ａ／Ｄ変換器３３ｂでデジタル信号に変換してＱｃｈ用振幅補償器１２ｂへ送出する。
【００２６】
同様に、デジタル乗算器から成るＱｃｈ用振幅補償器１２ｂは，入力されるデジタル信号に補償率演算回路１４から出力される振幅補償率を乗算した結果を出力し、この振幅補償率が乗算されたデジタル信号をＱｃｈ用ロールオフＬＰＦ３４ｂでロールオフ整形した後にキャリア再生回路２３へ引き渡す。
【００２７】
このようにして、ロールオフＬＰＦ３４ａ，３４ｂでロールオフ整形されたデジタル信号は、キャリア再生回路２３で準同期検波されてＩｃｈ用，Ｑｃｈ用のベースバンド信号として復調されて判定回路２４に引き渡され、判定回路２４ではＩｃｈ用，Ｑｃｈ用に対応するベースバンド信号に基づいてＩｃｈ用，Ｑｃｈ用に対応する復調信号としてデータ信号及び誤差信号をそれぞれ生成出力してデータ信号をＩｃｈ用出力端子２，Ｑｃｈ用出力端子３へ伝送する。
【００２８】
因みに、ここでの直交復調器１１内での機能、即ち、変調信号からデータ信号を復調するまでの動作は、デジタル乗算器から成るＩｃｈ用振幅補償器１２ａ及びＱｃｈ用振幅補償器１２ｂの乗算処理機能が加えられている点を除けば、一般に用いられるベースバンド形準同期方式の復調動作の場合と同様とみなすことができるものとなっている。
【００２９】
ところで、Ｉｃｈ用振幅補償器１２ａ，Ｑｃｈ用振幅補償器１２ｂに与えられる振幅補償率は、補償極性検出回路１３が判定回路２４で判定されたＩｃｈ用，Ｑｃｈ用に対応する復調信号におけるデータ信号と誤差信号とに基づいて、誤差信号のベクトルがデータ信号のベクトルと直角となる境界線で規定される補償極性判定領域に基づいて振幅歪み補償の適正度を判定した結果に応じて振幅歪み補償における補償量を調整するための制御信号を補償率演算回路１４へ送出し、補償率演算回路１４が制御信号に応じて装置回路内パラメータとして適応調整した上で生成した平均動作点推測値とＩｃｈ用，Ｑｃｈ用のチャンネルの系統数に対応するデジタル信号における信号振幅との関係に基づいて演算することにより得られるものである。
【００３０】
一般に、直交復調器１１に入力される変調信号がＲＦ帯の増幅器による非線形歪みの影響を受けている場合、復調されたベースバンド信号にも非線形歪みが含まれており、雑音や伝送路歪みが全くない状態にあっても、本来の信号点上には再生されない。この増幅器に起因する非線形歪み量は、増幅器固有の振幅圧縮係数をパラメータとして、入力信号振幅に応じた増幅器の動作点が決まれば歪み量も一意に決まる。
【００３１】
一方、復調後のベースバンド信号の誤差情報は、本来の信号点からのずれを表わしており、誤差情報を平均化することにより非線形歪み量の総量を推定することができる。又、一実施例の復調装置のように歪み補償回路で歪み補償を行っている場合には、誤差情報より歪み補償量の適正度を検出することができる。
【００３２】
そこで、予め増幅器に固有の入力振幅と振幅補償率との関係を記録した変換表（振幅補償率演算表）を有する補償率演算回路１４を用いて、復調信号の誤差情報より歪み補償量の適正度を検出しながら平均動作点推測値を適応動作させることにより、入力される変調信号に含まれる歪み量に応じた振幅補償動作を行えば、非線形歪みの影響を軽減することができる。
【００３３】
ここで、ＲＦ帯の増幅器で生じる非線形歪み及び非線形歪みが変調信号に与える影響を簡単に説明する。増幅器に関する特性をデシベル（ｄＢ）で表わすものとし、入力レベルをＰi ，出力レベルをＰo ，増幅利得をＧ，飽和出力レベルをＰsat で定義した場合、理想的な増幅器では出力レベルＰo が飽和点を超えない限りは入力レベルＰi に増幅利得Ｇを足した値（Ｐi ＋Ｇ）を出力するため、増幅器の入出力特性は以下の数１式で表わすことができる。
【００３４】
【数１】
0003541890.tif 000002
ところが、実在の電気回路で増幅器を構成した場合、増幅器では出力レベルＰo が飽和出力レベルＰsat に近付くに従って徐々に圧縮され、理想の増幅器との特性差が大きくなる。文献［Ｂｅｈａｖｉｏｒａｌ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ｏｆ  Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  ＲＦ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｄｅｖｉｃｅｓ（Ｔｈｏｍａｓ  Ｒ．Ｔｕｒｌｉｎｇｔｏｎ），Ａｒｔｅｃｈ  Ｈｏｕｓｅ］によれば、この圧縮効果を踏まえた増幅器の入出力特性は以下の数２式で近似することができる。
【００３５】
【数２】
0003541890.tif 000003
ここで、正の数であるＫは、増幅器の特性を示す振幅圧縮係数であり、Ｋが大きい程、増幅器の特性が悪く、逆にＫが０に近づく程、先の理想増幅器の特性に近付く。
【００３６】
更に、この数２式に対して飽和出力レベルＰsat を基準点（０ｄＢ）とし、（Ｐi ＋Ｇ）を増幅器の動作点Ｐopと定義した場合、増幅器の動作点Ｐopと出力レベルＰo との関係は以下の数３式で表わされる。
【００３７】
【数３】
0003541890.tif 000004
そこで、横軸を増幅器の動作点レベル［ｄＢ］、縦軸を増幅器の出力レベル［ｄＢ］とし、数３式でＫ＝０，３，５，７とした場合を計算したところ、それぞれの動作点レベルに対する出力レベル特性は図２に示されるような結果となった。
【００３８】
図２からは、理想的な増幅器（Ｋ＝０）の場合には動作点Ｐopが飽和出力レベルＰsat になるまでは線形に動作し、飽和出力出力レベルＰsat に達すると直ちに出力が飽和点にクリップされる特性となっているのに対し、他の増幅器（Ｋ＝３，５，７）の場合には振幅圧縮係数が大きくなるに従って理想増幅器との特性差が大きくなり、動作点が飽和点（０ｄＢ）を越える以前に線形動作を行わなくなることが判る。
【００３９】
一実施例の復調装置が対象とする変調信号は、多値直交変調（ＱＡＭ）であり、信号点が複数の振幅を持っているため、上記した非線形動作が発生した場合には、各信号点では信号振幅に応じて異なる圧縮率の非線形歪みの影響が表われる。
【００４０】
図３は、一実施例の復調装置が対象とする多値直変調信号における信号点配置を例示したもので、同図（ａ）は１６値直交変調信号の正規信号点配置に関するもの，同図（ｂ）はその第１象限のみを取り出した信号点配置に関するものである。但し、ここでは黒丸が信号点を示し、＋印が信号点の正規位置を示すものとする。
【００４１】
図３（ａ）からは、１６値直交変調信号の正規信号点配置は、横軸Ｉｃｈ及び縦軸Ｑｃｈで規定される第１〜第４象限上において、同様に４点ずつ同じ振幅で存在していることが判る。
【００４２】
そこで、以降の信号点配置の説明に関しては、第１象限のみで行う。これは第２〜第４象限の信号点配置においても振幅が同じであり、同様な動作であるためである。又、第１象限の信号点配置における４点を、図３（ｂ）に示されるように便宜上、Ａ点，Ｂ点，，Ｃ点，Ｄ点と名付ける。
【００４３】
図４は、１６値直交変調信号の非線形歪みの影響を受けた場合の第１象限上における信号点配置を示したものである。但し、ここでも黒丸が信号点を示し、＋印が信号点の正規位置を示すものとする。
【００４４】
図４からは、黒丸で示されるように信号点が非線形歪みの影響を受けると、Ｃ点のように振幅が小さい内側の信号点と比べて他のＡ点，Ｂ点，Ｄ点のように振幅の大きい外側の信号点では、＋印で示される正規位置からのずれ量が大きくなっていること（特にＢ点のように振幅の大きい最も外側の信号点では顕著）が判る。このような信号を復調した場合には、復調信号点と破線で示される区切り境線による判定領域とのマージンが小さくなるため、外側の信号程、雑音の影響が大きくなって誤り率が劣化してしまう。
【００４５】
そこで、一実施例の復調装置では、上述した補償極性検出回路１３，補償率演算回路１４，並びにＩｃｈ用振幅補償器１２ａ，Ｑｃｈ用振幅補償器１２ｂから成る歪み補償回路を配備して復調信号の歪み量に応じて適応動作により歪み補償を行う。
【００４６】
図５は、復調装置に備えられる補償極性検出回路１３が復調信号から非線形歪みの影響を検出するための補償極性判定領域を例示したものである。
【００４７】
ここでは補償極性検出回路１３が判定回路２４から出力されるＩｃｈ用，Ｑｃｈ用に対応する復調信号におけるデータ信号よりデータが存在する領域を推定し、データ信号が存在する領域に合わせて変化する判定基準と誤差信号との関係で歪みの影響を検出するが、具体的には誤差信号のベクトルがデータ信号のベクトルと直角となる境界線で規定される補償極性判定領域を生成し、この補償極性判定領域に基づいて振幅歪み補償の適正度を判定する。
【００４８】
具体的に言えば、この補償極性判定領域は信号点配置の原点Ｏと正規信号点位置とを結んだ直線（データ信号のベクトル）と直角に交わる直線（誤差信号のベクトル）を境界線とし、境界線の内側の白色領域を正の非線形歪みの影響を受けた領域、境界線の外側の有色領域を負の非線形歪みの影響を受けた領域と判定し、この結果を制御信号として補償率演算回路１４へ出力する。
【００４９】
そこで、補償率演算回路１４では、補償極性検出回路１３からの制御信号に応じて信号振幅に応じた振幅補償率を演算するが、以下はこの場合の動作を説明する。上述した数３式について、入力を動作点電力とし、出力を出力電力を用いた一般関数Ｆ（ｘ）で表現すると、以下の数４式のようになる。
【００５０】
【数４】
0003541890.tif 000005
この数４式に対して逆関数を用い、逆に入力を出力電力とし、出力を動作点電力の関係で表わすと、数５式のようになる。
【００５１】
【数５】
0003541890.tif 000006
この数５式で用いた逆関数を数式表現することは困難であるが、数３式、数４式の動作点Ｐopと出力レベルＰo との関係は１対１であるので、パラメータＫを代入すれば数値計算により数５式の関係を図６に示されるように出力レベル［ｄＢ］に対する動作点レベル［ｄＢ］の関係で表現することができる。
【００５２】
ここでは、ＲＦ帯の増幅器で生じる非線形歪みを出力レベル［ｄＢ］に対する動作点レベル［ｄＢ］特性の関係で示しているが、横軸である出力レベル（出力電力）［ｄＢ］は振幅歪みを受けた直交復調器１１の入力電力を表わし、縦軸である動作点レベル（動作点電力）は振幅歪みを受ける前の直交復調器１１における真の信号点電力を表わしている。
【００５３】
更に、ここでの出力電力と動作点電力との振幅比を振幅補償率として定義し、出力電力の振幅を直交復調器１１の入力振幅とした場合、直交復調器１１の入力振幅に対する振幅補償率特性を図７に示されるような関係で表現することができる。
【００５４】
ここでは、横軸の直交復調器１１の入力振幅は飽和電力の振幅との比をデジベル表示しているので、直交復調器１１の入力である平均信号電力の動作点が確定すれば、直交復調器１１の入力振幅をデシベル表現に変換することにより振幅補償率を求めることができる。
【００５５】
以後、平均信号電力の動作点を平均動作点として定義するが、補償率演算回路１４では補償極性検出回路１３からの制御信号に応じて装置回路内パラメータとして適応動作により平均動作点を追随推測し、適応調整した上で生成した平均動作点推測値と直交復調器１１の入力振幅との関係により振幅補償率を導出し、Ｉｃｈ用振幅補償器１２ａ，Ｑｃｈ用振幅補償器１２ｂによりそれぞれ入力されるデジタル信号に振幅補償率を乗じることにより振幅歪みの影響を補償することができる。
【００５６】
図８は、補償率演算回路１４の細部構成を示した回路ブロック図である。補償率演算回路１４は、補償極性検出回路１３からの制御信号に応じて平均動作点推測値を適応変化させた上で生成する平均動作点推定回路４３と、Ｉｃｈ用，Ｑｃｈ用に対応するデジタル信号のそれぞれの振幅における２乗和根を計算した結果を入力振幅として出力する２乗和根計算回路４１と、平均動作点推測値と入力振幅とを代入することにより振幅補償率を導出可能な振幅補償率演算表テーブルを保有する振幅補償率演算表処理回路４２とを備えて成る。
【００５７】
即ち、この補償率演算回路１４では、振幅補償率演算表処理回路４２が平均動作点推定回路４３で得られた平均動作点推測値と２乗和根計算回路４１で得られた入力振幅とを振幅補償率演算表テーブルに代入することによりそれぞれＩｃｈ用，Ｑｃｈ用の振幅補償率を求めた上でＩｃｈ用振幅補償器１２ａ，Ｑｃｈ用振幅補償器１２ｂへ出力する。
【００５８】
例えば図７上において、平均動作点推測値がＸ点と推定されている場合には、瞬時振幅と平均振幅との比の分だけＸ点からシフトした値が瞬時振幅補償率として求まり、更に瞬時振幅がＢ点である場合にはＢ点と平均振幅との比が約２．５ｄＢであるので、Ｘ点から２．５ｄＢシフトしたＸｂ点が瞬時振幅補償率として求まる。
【００５９】
以下は、歪み補償回路による歪み補償の動作を図９に示す非線形歪みの影響に係る信号点配置の変遷を模式的に示した図と図７に示す振幅補償率特性図とを参照して具体的に説明する。但し、図９（ａ）は非線形歪み影響大の場合に関するもの，同図（ｂ）は非線形歪み影響小の場合に関するもの，同図（ｃ）は非線形歪み影響無しの場合に関するもの，同図（ｄ）は非線形歪み過補償の場合に関するものである。
【００６０】
ここでは、便宜上、振幅圧縮係数Ｋを７とし、増幅器の平均動作点を図７上におけるＸ点で運用されているものとする。このとき、直交変調信号は非線形歪みの影響を強く受けるので、信号点配置は図９（ａ）に示されるように非線形歪み影響大の場合となる。
【００６１】
システム初期時において、歪み補償回路では、補償率演算回路１４の内部パラメータである平均動作点推測値が最小レベルＸ０点に設定されるため、その結果として振幅補償率が殆ど１となり、振幅補償動作を行わない。これにより、図９（ａ）の信号点配置をそのまま受けた補償極性検出回路１３は振幅補償率を大きくするよう制御信号を生成する。
【００６２】
そこで、この制御信号を受けた補償率演算回路１４では平均動作点推測値のレベルを大きくして例えばＸ−点とし、その結果として振幅補償率が大きくなり、図９（ｂ）に示されるように少しばかり非線形歪みが補償された非線形歪み影響小の場合の信号点配置となる。
【００６３】
引き続き、補償極性検出回路１３から同様の制御信号を入力し続けた場合、補償率演算回路１４では平均動作点推測値のレベルを大きくするので、やがて平均動作点推測値がＸ点に近付くことにより図９（ｃ）に示されるように非線形歪み影響無しの場合の正規信号点配置に近付くことになる。
【００６４】
更に、補償率演算回路１４で平均動作点推測値のレベルを大きくして過制御すれば、平均動作点推測値がＸ点を通り越してＸ＋点となり、振幅補償率が過大となって図９（ｄ）に示されるように非線形歪み過補償の場合の信号点配置となるが、この場合は補償極性検出回路１３により過制御を検出して逆極性の制御信号を生成する。
【００６５】
この逆極性の制御信号を受けた補償率演算回路１４は平均動作点推測値を飽和点から遠ざけ、その結果として振幅補償率が小さくなって再び図９（ｃ）に示されるように非線形歪み影響無しの場合の正規信号点配置に戻される。このような帰還制御を繰り返すことにより、平均動作点推測値を適切な値に収束させることができる。
【００６６】
ところで、以上の歪み補償回路による歪み補償の動作では、補償極性検出を全ての信号点を対象にして行った場合を説明したが、例えば非線形歪みの影響を最も強く受ける最外郭の信号のみを選択的に用いて制御すれば、制御ループの帰還利得を大きくすることができる。
【００６７】
図１０は、本発明の他の実施例に係る非線形歪み補償機能を備えた復調装置の基本構成を示した回路ブロック図である。
【００６８】
この復調装置では、先の一実施例のものと比べ、歪み補償回路の別途な構成部分として、補償極性検出回路１３と判定回路２４との間に復調信号としてデータ信号及び誤差信号から予め設定した基準値に従って必要な信号点情報のみを選択した選択情報信号をそれぞれ補償極性検出回路へ送出する信号点選択回路１５を設け、補償極性検出回路１３が信号点選択回路１５からの選択情報信号に応じて制御信号を生成するようにした点のみが相違している。
【００６９】
図１１は、信号点選択回路１５が選択した１６値直交変調信号の信号点配置を例示したものである。ここでは、信号点選択回路１５が１６値直交変調信号のの最外郭の信号点配置部分である黒塗り部分領域のみを選択することを示している。これにより、補償極性検出回路１３，補償率演算回路１４，Ｉｃｈ用振幅補償器１２ａ，Ｑｃｈ用振幅補償器１２ｂによる歪み補償回路は、信号点選択回路１５により選択された信号点の選択情報信号だけから歪み極性を検出して補償量を調整（復調信号の歪み量に応じて適応動作により歪み補償）する。
【００７０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の復調装置によれば、デジタル無線通信システムの受信装置側で使用されると共に、一般に用いられるＲＦ帯の増幅器で生じる非線形歪みを含む変調信号からベースバンド形準同期方式の復調動作を行う直交復調器に対し、非線形歪み補償を行うための歪み補償手段として、復調信号の歪み量に応じて適応動作により直交復調器において入力される変調信号のアナログ信号からデジタル信号への変換処理後であって、且つロールオフ低域濾波前の段階でチャンネルの系統数に対応して歪み補償を行う歪み補償回路を設けることにより、出力レベルの変更や外乱等で非線形歪みの発生源である増幅器の動作点が変化する場合においても、適応制御により自動的に適切な補償量となるよう収束動作を行って非線形歪みの影響を補償する動作が安定して得られるようにしているため、従来装置よりも簡素な構成で受信装置側のみで充分な補償効果が得られる非線形歪み補償機能が構築されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る非線形歪み補償機能を備えた復調装置の基本構成を示した回路ブロック図である。
【図２】ＲＦ帯の増幅器で生じる非線形歪みを説明するために示した動作点レベルに対する出力レベル特性を示したものである。
【図３】図１に示す復調装置が対象とする多値直変調信号における信号点配置を例示したもので、（ａ）は１６値直交変調信号の正規信号点配置に関するもの，（ｂ）はその第１象限のみを取り出した信号点配置に関するものである。
【図４】図３で説明した１６値直交変調信号の非線形歪みの影響を受けた場合の第１象限上における信号点配置を示したものである。
【図５】図１に示す復調装置に備えられる補償極性検出回路が復調信号から非線形歪みの影響を検出するための補償極性判定領域を例示したものである。
【図６】ＲＦ帯の増幅器で生じる非線形歪みを説明するために示した出力レベルに対する動作点レベル特性を示したものである。
【図７】図１に示す復調装置に備えられる直交復調器の入力振幅に対する振幅補償率特性を示したものである。
【図８】図１に示す復調装置に備えられる補償率演算回路の細部構成を示した回路ブロック図である。
【図９】非線形歪みの影響に係る信号点配置の変遷を模式的に示したもので、（ａ）は非線形歪み影響大の場合に関するもの，（ｂ）は非線形歪み影響小の場合に関するもの，（ｃ）は非線形歪み影響無しの場合に関するもの，（ｄ）は非線形歪み過補償の場合に関するものである。
【図１０】本発明の他の実施例に係る非線形歪み補償機能を備えた復調装置の基本構成を示した回路ブロック図である。
【図１１】図１０に示す復調装置に備えられる信号点選択回路が選択した１６値直交変調信号の信号点配置を例示したものである。
【図１２】従来の非線形歪み補償機能を備えた復調装置の基本構成を示した回路ブロック図である。
【符号の説明】
１  入力端子
２  Ｉｃｈ用出力端子
３  Ｑｃｈ用出力端子
１１，１１′，５６  直交復調器
１２ａ  Ｉｃｈ用振幅補償器
１２ｂ  Ｑｃｈ用振幅補償器
１３  補償極性検出回路
１４  補償率演算回路
１５  信号点選択回路
２１  ローカル発振器
２２  π／２移相器
２３  キャリア再生回路
２４  判定回路
３１ａ  Ｉｃｈ用乗算器
３１ｂ  Ｑｃｈ用乗算器
３２ａ  Ｉｃｈ用ＬＰＦ
３２ｂ  Ｑｃｈ用ＬＰＦ
３３ａ  Ｉｃｈ用Ａ／Ｄ変換器
３３ｂ  Ｑｃｈ用Ａ／Ｄ変換器
３４ａ  Ｉｃｈ用ロールオフＬＰＦ
３４ｂ  Ｑｃｈ用ロールオフＬＰＦ
４１  ２乗和根計算回路
４２  振幅補償率演算表処理回路
４３  平均動作点推定回路
５１  歪み補償器
５２  Ｉｃｈ用加算器
５３  Ｑｃｈ用加算器
５４  直交変調器
５５  増幅器
【図１】
0003541890.tif 000007
【図２】
0003541890.tif 000008
【図３】
0003541890.tif 000009
【図４】
0003541890.tif 000010
【図５】
0003541890.tif 000011
【図６】
0003541890.tif 000012
【図７】
0003541890.tif 000013
【図８】
0003541890.tif 000014
【図９】
0003541890.tif 000015
【図１０】
0003541890.tif 000016
【図１１】
0003541890.tif 000017
【図１２】
0003541890.tif 000018