(57)【要約】  無線周波数（ＲＦ）無線送信機は、電力増幅器と、この電力増幅器を線形化する際に増幅する前にＲＦ信号に歪み信号を導入するための前置補償器とを備える。前置補償器は、ＲＦ信号の搬送波周波数の二倍未満で動作する移相器を備える。
2007521700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線送信機において使用される装置であって、
無線周波数（ＲＦ）信号を増幅して、送信のためにＲＦ出力信号を供給する電力増幅器（１８５）と、
前記電力増幅器を線形化する際に使用するための増幅に先立って歪み信号を前記ＲＦ信号に導入する前置補償器（２００）とを備え、
前記前置補償器は、前記ＲＦ信号の搬送波周波数の二倍未満の周波数で動作する移相器（２２０）を備える、前記装置。
【請求項２】
さらに、前記ＲＦ信号の搬送周波数の二倍未満の周波数を有するクロック信号を搬送するための信号パスを含み、前記前置補償器が前記クロック信号の信号パスの中にある請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記移相器は、前記クロック信号の位相を調整し、位相がシフトしたクロック信号を供給し、前記前置補償器はさらに、
前記位相がシフトしたクロック信号および中間周波数（ＩＦ）信号に応答して前記歪み信号を供給するミキサ（２２５）と、
前記ミキサに結合され、前記電力増幅器に供給される前に前記歪み信号の振幅を調節する振幅調節器（２３５）と、
前記振幅調節器と前記電力増幅器との間に設けられ、前記歪み信号を前記ＲＦ信号に導入する方向性結合器（２１５）と、
前記移相器および前記振幅調節器を制御して、前記歪み信号により前記電力増幅器を線形化するプロセッサ（２９０）と、を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記プロセッサがディジタル信号プロセッサである、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
さらに、前記ＩＦ信号を前記ＲＦ信号に変換するためのアップコンバータ（１７０）を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
さらに、前記振幅調節器に供給される前に前記歪み信号を増幅する増幅器を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記前置補償器が一つの方向性結合器のみを備える、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
無線送信機において使用される回路基板であって、
搬送波周波数を有するＲＦ信号および歪み信号を増幅し、送信のためのＲＦ出力信号を供給する電力増幅器（１８５）と、
前記搬送波周波数の二倍未満の周波数を有するクロック信号を受信し、位相がシフトした信号を供給する移相器（２２０）とを備え、
前記位相がシフトした信号の位相の変化が前記歪み信号の位相の変化を生み出す回路基板。
【請求項９】
さらに、前記ＲＦ信号および前記クロック信号を供給する無線周波数（ＲＦ）集積回路（ＩＣ）（３０５）を備え、
前記ＲＦ  ＩＣ回路は、前記位相がシフトした信号に応答して前記歪み信号を供給する、請求項８に記載の回路基板。
【請求項１０】
前記歪み信号の振幅を調節する振幅調節器（２３５）と、
前記振幅調節器と前記電力増幅器との間に設けられ、前記歪み信号を前記ＲＦ信号に導入する方向性結合器（２１５）と、
前記移相器および前記振幅調節器を制御して、前記歪み信号により前記電力増幅器を線形化するプロセッサ（２９０）と、を備える、請求項９に記載の回路基板。
【請求項１１】
前記プロセッサがディジタル信号プロセッサである、請求項１０に記載の回路基板。
【請求項１２】
さらに、前記前置補償器が前記電力増幅器と前記ＲＦ集積回路との間の回路パスに一つの方向性結合器のみを備える、請求項１０に記載の回路基板。
【請求項１３】
さらに、前記振幅調節器に供給される前に前記歪み信号を増幅する増幅器を備える、請求項１０に記載の回路基板。
【請求項１４】
無線送信システムの電力増幅器を線形化する際に使用する装置であって、前記電力増幅器は送信のための無線周波数（ＲＦ）信号を増幅し、
前記ＲＦ信号の二倍未満の周波数を有するクロック信号のソースと、
前記クロック信号に応答して位相がシフトしたクロック信号を供給する移相器と、
前記位相がシフトしたクロック信号に応答して歪み信号を供給する歪み発生器と、
前記歪み信号に応答して振幅を調節する振幅調節器と、
前記振幅調節器と前記電力増幅器との間に設けられ、前記歪み信号を前記電力増幅器に導入する結合器と、
前記移相器と前記振幅調節器を制御して、前記電力増幅器に結合された前記歪み信号により前記電力増幅器を線形化するコントローラと、を備える、前記装置。
【請求項１５】
前記移相器が前記ソースに前記クロック信号を搬送する信号パスを介して結合される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
さらに、前記振幅調節器に供給される前に前記歪み信号を増幅する増幅器を備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
無線送信システムの増幅器を線形化する際に使用する方法であって
搬送波信号を供給するステップと、
搬送波信号と中間周波数（ＩＦ）信号とを混合し、歪み信号を供給するステップと、
前記歪み信号を無線周波数（ＲＦ）信号に導入するステップと、
非線形領域において増幅器を動作させ、前記ＲＦ信号を増幅してＲＦ出力信号を供給するステップと、
前記搬送波信号の位相および前記歪み信号の振幅を調節し、前記増幅器を線形化するステップと、を含む、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、無線送信機器に関し、より具体的には、電力増幅器の線形化のための技術に関する。
【０００２】
ユニバーサル移動電話システム（ＵＭＴＳ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  ｓｙｓｔｅｍ）などの無線通信システムにおいて、電力増幅器は、送信効率を高めるために、非線形領域にまで入って駆動されることが多い。残念ながら、これにより、スペクトルが拡大し、帯域内歪みが発生する。このようなことから、電力増幅器を効率的に動作させたまま、送信機の動作を線形化するための様々な技術（しばしば電力増幅器の線形化と言及される）が開発されてきた。
【０００３】
このような技術の一つは前置補償である。一般的に、前置補償においては、送信しようとする信号が、まず、電力増幅器により発生する歪みを補償するように歪められる。実際に、送信しようとする信号に導入された歪みは、電力増幅器の非線形動作により発生した歪みを打ち消す。従って、全体的な印象としては、送信機が、理想的な線形増幅器を備えるようになる。
【０００４】
例えば、非線形領域において、電力増幅器は、送信しようとする信号内に高次の相互変調積を発生させることがある。このようなことから、この高次の相互変調積を実質的に除去しないまでも、低減するためには、二次高調波積を発生させ、これを図６に表されるように送信しようとする信号内に導入する。具体的には、中間周波数（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）入力信号１０１（ＩＦ１０１）がミキサ１７０に供給され、当該技術分野において公知であるように、ミキサ１７０は、ＩＦ入力信号１０１を所望の無線周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）で動作するローカル発振器（ＬＯ：  Ｌｏｃａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）信号１７１に混合することにより、アップコンバートされたＲＦ信号をバンドパス・フィルタ（ＢＰＦ：Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）１７５に供給する。ＬＯ信号１７１の周波数値は、アップコンバージョンの上側または下側の選択に応じて、所望のＲＦ周波数±ＩＦ周波数に相当する。例えば、ＵＭＴＳに従って動作する無線機器の場合は、通常、ＩＦ周波数は、３８０ＭＨｚであり、ＬＯ周波数は、１．５４ＧＨｚ（１０９Ｈｚ）〜１．６０ＧＨｚの範囲にある。ＢＰＦ１７５は、アップコンバートされたＲＦ信号にフィルタ処理を行い、フィルタ処理が行われたＲＦ信号１７６を前置補償器１００に供給する。この例の場合は、ＲＦ信号周波数は、１．９２ＧＨｚ〜１．９８ＧＨｚ程度である。このようなことから、前置補償器１００は、当該技術分野において公知なマイクロ波回路を表す。前置補償器１００は、結合器１０５、入力マッチング・ネットワーク１１０、結合器１１５、相互変調発生器（ＩＭ：ｉｎｔｅｒｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１２０、ＢＰＦ１３０、増幅器（ＡＭＰ）１３５、移相器１４０、および振幅調節器１４５を備える。フィルタ処理が行われたＲＦ信号は、結合器１０５に供給される。結合器１０５は、「弱い（ｗｅａｋ）」方向性の結合器であり、フィルタ処理が行われたＲＦ信号の大部分を、入力マッチング・ネットワーク１１０を介して結合器１１５に供給する。しかしながら、フィルタ処理が行われたＲＦ信号（例えば、２０ｄＢ（デシベル）程度）の部分が結合器１０５により抽出され、ＩＭ１２０に供給される。ＩＭ１２０は、フィルタ処理が行われたＲＦ信号の抽出した部分から二次高調波積を生成するために、非線形関数を供給する。ＩＭ１２０により供給された二次高調波積は、さらにＢＰＦ１３０を介して整形され、さらに、相互変調積を打ち消すのに十分なレベルの二次高調波積を供給するように、増幅器（ＡＭＰ：ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１３５により増幅されることもある。ＡＭＰ１３５からの二次高調波積の位相および振幅は、さらに、移相器１４０および振幅調節器１４５を介して調節され、方向性結合器１１５に供給される。結合器１１５は、調節された二次高調波積１４６を再びフィルタ処理が行われたＲＦ信号に導入し、フィルタ処理が行われたＲＦ信号と調節された二次高調波積との結合信号を電力増幅器１８５に供給する。増幅器１８５は、送信のためのＲＦ出力信号１８６（ＲＦ１８６）を供給する。ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１９０は、移相器��４０および振幅調節器１４５を制御信号１９１、１９２の各々を介して制御し、二次高調波積の位相および振幅を調節して、電力増幅器１８５による結合信号の増幅が、電力増幅器１８５により発生された高次の相互変調積を実質的に除去しないまでも、低減するようにする。ＤＳＰ１９０は、当該技術分野において公知の制御信号１９０および１９２を生成する際に使用されるルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）１９５、さらに、各制御信号を生成するためのディジタルからアナログへの変換器（図示せず）を備えてもよい。
【０００５】
ＩＭ１２０は、二次高調波積を生成するため、これらの信号は、ＲＦ信号周波数の二倍の周波数で動作する。従って、無線送信周波数がギガヘルツ（ＧＨｚ）の範囲、例えば、２ＧＨｚ以上に増加し続ける際、これは実質的に図６の前置補償器１００のコンポーネントに必要な動作周波数の条件を二倍にする。残念ながら、移相器１４０などのコンポーネントに対する動作周波数の条件が２倍での設計にしなければならないことは、コストが増加し、全体的な前置補償器の実施形態の複雑さに影響を供給する。例えば、ＲＦ信号周波数が２ＧＨｚであれば、この動作周波数が２倍の設計では、移相器が４ＧＨｚのＲＦ信号周波数で動作することが必要になる。これにより、通常、移相器を構成する要素としてのインダクタ、コンデンサ、およびバラクタに係る挿入ロス、位相リップル、および寄生の許容レベルの条件が厳しくなり、その全てがコストを増加させることとなる。さらに、製造のしやすさを確保するためには、移相器の回路設計やレイアウトに対し、より注意が必要となる。
【発明の開示】
【０００６】
（発明の概要）
上述した内容に鑑み、無線周波数（ＲＦ）無線送信機に使用される前置補償器に対する設計条件の少なくとも幾らかが、前置補償器の移相器をＲＦ送信機の搬送波周波数の二倍未満で動作させることにより緩和できること、また、これにより、関連するコストを低減できることが認められた。
従って、本発明の原理に従えば、ＲＦ送信機は、無線周波数（ＲＦ）信号を増幅して送信のためのＲＦ出力信号を供給する電力増幅器と、電力増幅器を線形化する際に使用するための増幅の前に歪み信号をＲＦ信号に導入するための前置補償器とを備え、前置補償器は、ＲＦ信号の搬送波周波数の二倍未満の周波数で動作する移相器を備える。
【０００７】
本発明の一実施の形態によれば、無線周波数（ＲＦ）送信機は、ＲＦ信号を増幅してＲＦ出力信号を供給する電力増幅器と、前置補償器とを備え、この前置補償器は、さらに、移相器と、ミキサと、増幅器と、バンドパス・フィルタと、振幅調節器と、方向性結合器と、プロセッサとを備える。移相器は、ＲＦ出力信号の搬送波周波数でローカル発振器（ＬＯ）信号をシフトし、位相がシフトしたＬＯ信号を供給する。位相がシフトしたＬＯ信号は、ミキサに供給され、ミキサは、位相がシフトしたＬＯ信号と中間周波数信号とを混合し、バンドパス・フィルタおよび増幅器を介して歪み信号を供給する。歪み信号は、さらに、振幅調節器により処理される。方向性結合器は、調節された歪み信号を電力増幅器により増幅される前にＲＦ信号に導入する。ここで、プロセッサは、移相器および振幅調節器を制御し、調節された歪み信号により電力増幅器の動作が線形化されるようにする。
【０００８】
本発明の別の実施の形態においては、回路基板は、移相器に結合されたＲＦ集積回路（ＩＣ）と、ＲＦ信号を増幅してＲＦ出力信号を供給する電力増幅器とを備える。ＲＦ集積回路は、信号を移相器に供給する。信号は、ＲＦ信号の少なくとも１つのＲＦ搬送波に対応する。移相器は、信号の位相をシフトし、位相がシフトした信号を再びＲＦ集積回路に供給する。位相がシフトした信号は、電力増幅器を線形化するために使用される。
【０００９】
上記に鑑み、本発明の一態様によれば、移相器は、より低い周波数で動作するため、無線機器のコストを、この無線機器が固定式のもの、移動式のものに係らず、潜在的に低減することができる可能性がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の概念以外について、各図面に示された要素は公知であるため、詳細な説明をしない。また、限定するものではないが、ＵＭＴＳなどの無線通信システムについて、良く知られているものであると想定されるため、本明細書において詳細な説明をしない。
例えば、本発明の概念以外について、スペクトラム拡散送受信、セル（ベース・ステーション）、ユーザー機器（ＵＥ：Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、ダウンリンク・チャネル、アップリンク・チャネル、ＲＡＫＥ受信機、ルックアップ・テーブル、および、入力マッチング・ネットワークは公知であるため、本明細書において説明をしない。さらに、本発明の概念は、従来のプログラミング技術を使用して実施することも可能であるが、このようなことから、本明細書において説明をしない。最後に、各図面において同一の参照符号は、同一の要素を表すものとする。
【００１１】
図１は、本発明の原理に従ったＵＭＴＳ無線通信システム１０の例示的な部分を示している。セル（またはベース・ステーション）１５およびＵＭＴＳユーザー機器（ＵＥ）２０との間の通信はダウンリンク無線信号１６およびアップリンク無線信号１７の各々を介して行われる。上述したように、各無線端末（例えば、ベース・ステーション１５および／またはＵＥ２０）は、アップリンク無線信号およびダウンリンク無線信号の各々を送信するための電力増幅器を備える。この点について、図２を参照すると、電力増幅器を線形化するために無線端末で使用される本発明の原理に従った例示的な前置補償器２００が示されている。
【００１２】
図２は、ミキサ１７０、バンドパス・フィルタ（ＢＦＰ）１７５、前置補償器２００、電力増幅器１８５、およびディジタル信号プロセッサ２９０を含む無線端末の例示的な送信機のフロント・エンド部分を示している。ディジタル信号プロセッサ２９０は、ルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）２９５（後述）を格納するためのメモリを備える。前置補償器２００は、入力マッチング・ネットワーク１１０、結合器２１５、移相器２２０、ミキサ２２５、ＢＦＰ２３０、増幅器２５０、および振幅調節器２３５を備える。ＩＦ入力信号１０１（ＩＦ１０１）がミキサ１７０に供給されると、ミキサ１７０はＩＦ１０１を所望のＲＦ周波数で動作するＬＯ信号１７１と混合してＢＰＦ１７５にアップコンバートされたＲＦ信号を供給する。ＬＯ信号１７１の周波数値は、アップコンバージョンの上側または下側の選択に応じて、所望の周波数±ＩＦ周波数に相当する。例えば、ＵＭＴＳに従って動作する無線機器の場合には、通常、ＩＦ周波数は３８０ＭＨｚであり、ＬＯ周波数は１．５４ＧＨｚ〜１．６０ＧＨｚの範囲にある。ＢＰＦ１７５は、アップコンバートされたＲＦ信号にフィルタ処理を行い、フィルタ処理が行われたＲＦ信号１７６を前置補償器２００に供給する。この例では、ＲＦ信号周波数は１．９２ＧＨｚ〜１．９８ＧＨｚ程度（ＧＨｚ）（１０９Ｈｚ）である。このようなことから、前置補償器２００は、マイクロ波回路を表す。フィルタ処理が行われたＲＦ信号１７６は、入力マッチング・ネットワーク１１０を介して結合器２１５に供給される。結合器２１５は、調節された二次高調波積（後述）を元のフィルタ処理が行われたＲＦ信号に導入し、フィルタ処理が行われたＲＦ信号と調節された二次高調波積との結合信号を電力増幅器１８５に供給する。電力増幅器１８５は、送信のためのＲＦ出力信号２８６（ＲＦ２８６）を供給する。
【００１３】
本発明の原理に従えば、前置補償器２００はローカル発振器信号と同じ信号パスにある移相器を使用し、移相器の周波数動作条件を緩和し、これに関連するコストを低減することができる。特に、ＬＯ信号１７１（移相器入力信号２１９とも言及する）を移相器２２０に供給し、移相器２２０は、位相がシフトしたローカル発振器信号２２１（位相がシフトした信号２２１とも言及する）をミキサ２２５に供給する。従って、移相器２２０は、３．８４ＧＨｚ〜３．９６ＧＨｚ（ＲＦ周波数の約２倍の近傍）の周波数範囲の代わりに、１．５４ＧＨｚ〜１．６０ＧＨｚの周波数範囲で動作する。移相器２２０により供給される位相のシフト量は、制御信号２９１（後述）を介してＤＳＰ２９０により制御される。なお、「ローカル発振器信号」という用語は、クロック信号がクリスタル発振器から直接派生するものであるか、位相固定ループ装置（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ  ａｐｐａｒａｔｕｓ）などのハードウエアにおいて合成されるものであるかに係らず、必要な周波数特性を有するクロック信号であればどのようなものでも含んでいる。また、ミキサ２２５には、ＩＦ信号１０１が供給される。この点で、ミキサ２２５は、ＩＦ信号をアップコンバートするだけでなく、二次高調波積を発生させるので、非線形関数発生器として使用される。移相器２２０により供給される位相のシフト量により発生した二次高調波積の位相が制御される。さらに、ＢＰＦ２３０により、ミキサ２２５からの出力信号を整形することにより、発生した二次高調波積が分離され（例えば、ＢＰＦ２３０のパスバンドは、第二高調波の中心にある）、増幅器（ＡＭＰ）２５０により増幅され、相互変調積を打ち消すのに十分なレベルの歪み信号が提供される。結果として得られた信号、歪み信号２３４は、単に二次高調波積を表し、振幅調節器２３５に供給される。振幅調節器２３５は、ＤＳＰ２９０の制御の下に、制御信号２９２を介して、歪み信号２３４の大きさを調節し、振幅が調節された出力信号２３６、即ち、調節された二次高調波積（調節された歪み信号２３６とも言及する）を結合器２１５に供給し、上述したように、フィルタ処理が行われたＲＦ信号に導入する。
【００１４】
ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）２９０は、制御信号２９１および２９２を介して移相器２２０および振幅調節器２３５の各々を制御することにより二次高調波積の位相および振幅を調節して、電力増幅器１８５による結合信号の増幅が、電力増幅器１８５により生成された高次の相互変調積を実質的に除去しないまでも、低減するようにする。換言すれば、ＤＳＰ２９０は、移相器２２０および振幅調節器２３５を制御して、調節された歪み信号２３６が電力増幅器１８５の動作を線形化させるようにする。ＤＳＰ２９０は、当該技術分野において公知の、制御信号２９０および２９２を生成する際に使用されるルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）２９５、さらに、各制御信号を生成するためのディジタルからアナログへの変換器（図示せず）を備えてもよい。特に、ＬＵＴ２９５は、位相および振幅の調節のための制御信号２９１、２９２の各々を設定するための値を供給する。
【００１５】
図３および図４を参照すると、移相器２２０と振幅調節器２３５の例示的な実施の形態が示されている。本発明の概念以外について、移相器および振幅調節器の設計は公知であるため、本明細書において詳細には説明をしない。従って、図３および図４に例示された各コンポーネントの特定の回路値はこれらの図面には示されていない。最初に図３を参照すると、移相器２２０の例示的な実施の形態が示されている。移相器２２０は、入力信号２１９を受信し、位相がシフトした信号２２１を供給する。位相のシフト量は、制御信号２９１、通常、ＤＣ電圧により制御される。移相器２２０は、コンデンサ８１、８２、インダクタ７１、７２、７３、および、バラクタ９１、９２を備える。次に、図４を参照すると、振幅調節器２３５の例示的な実施の形態が示されている。振幅調節器２３５は、振幅と位相を有する（歪み信号２３４により表される）入力信号を受信し、この信号の振幅を調節して振幅が調節された信号、即ち、調節された歪み信号２３６により表される出力信号を供給する。出力信号２３６の位相は、入力信号の位相と、同一ではないにせよ、概ね同じである。振幅の調節量は、制御信号２９２、通常、ＤＣ電圧により制御される。振幅調節器２３５は、コンデンサ８６、８７、インダクタ７７、および、ＰＩＮ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ‐Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ‐Ｎｅｇａｔｉｖｅ）ダイオード９６を備える。
【００１６】
図５は、本発明の原理に従った前置補償器２００を含む送信機のフロント・エンドの別の実施の形態を示している。後述する内容以外は、図５に示す前置補償器は、上述した図２の前置補償器と同様に機能する。回路基板４００には、クリスタル（ｘｔａｌ）３１０、無線周波数集積回路（ＲＦ  ＩＣ）３０５、入力マッチング・ネットワーク１１０、結合器２１５、移相器２２０、増幅器２５０、振幅調節器２３５、ＤＳＰ２９０、パワー検波器３９５、および結合器３９０を含む部分がある。本実施の形態においては、ＲＦ集積回路（ＩＣ）３０５の一部を使用して、前置補償器の処理の幾らか、即ち、ＲＦ  ＩＣ３０５の破線フォームにより示されるミキサ２２５およびＢＰＦ２３０により以前提供されていた機能が提供される。本発明の概念以外について、ＲＦ  ＩＣは当該技術分野においては公知であるので、このことより、図５には、関連する部分のみが示されている。特に、ＲＦ  ＩＣ３０５は、ｘｔａｌ３１０からクロック信号を受信して、このクロック信号からローカル発振器（ＬＯ）信号を派生させる。このローカル発振器信号は、内部ではＲＦ  ＩＣ３０５により使用され、さらに、信号２１９により表されるように、出力ピンを介して外部に、移相器２２０に供給される。さらに、ＲＦ  ＩＣ３０５は、入力ＩＦ信号１０１を受信し、この信号を（内部的に利用可能なＬＯ信号を使用して）アップコンバートすることにより、入力マッチング・ネットワーク１１０を介して、フィルタ処理が行われたＲＦ信号１７６を結合器２１５に供給する。上述したように、結合器２１５は、調節された二次高調波積（後述）を元のフィルタ処理が行われたＲＦ信号に導入し、フィルタ処理が行われたＲＦ信号と調節された二次高調波積との結合信号を電力増幅器１８５に供給する。電力増幅器１８５は、送信のためのＲＦ出力信号２８６（ＲＦ２８６）を供給する。
【００１７】
本発明の原理に従えば、ローカル発振器信号が移相器２２０に結合され、移相器２２０は、位相がシフトしたローカル発振器信号２２１（位相がシフトした信号２２１とも言及する）をＲＦ  ＩＣ３０５の入力ピンに供給する。移相器２２０により供給される位相のシフト量は、制御信号２９１（上述）を介してＤＳＰ２９０により制御される。ＲＦ  ＩＣ３０５は、位相がシフトした信号２２１を使用して、歪み信号２３４を発生させる。歪み信号２３４は、二次高調波積を表す（上述）。上述したように、増幅器（ＡＭＰ）２５０（破線フォームで示す）は、歪み信号が確実に相互変調積を打ち消すのに十分なレベルになるように設けることができる。例示的には、ＲＦ  ＩＣ３０５は、位相がシフトした信号２２１をＩＦ信号１１０と混合することにより、歪み信号２３４を発生させる。しかしながら、本発明の概念は限定されるものではなく、歪み信号２３４を他の方法で発生させるようにしてもよい。歪み信号２３４は、振幅調節器２３５に供給される。振幅調節器２３５は、ＤＳＰ２９０の制御の下に、制御信号を介して、信号２３４の大きさを調整し、上述したように、フィルタ処理が行われたＲＦに導入するために、調節された歪み信号２３６を結合器２１５に供給する。
【００１８】
図５から分かるように、ＤＳＰ２９０により、結合器３９０および破線フォームに示すパワー検波器３９５を介してＲＦ出力信号２８６のパワー・レベルをモニタするようにしてもよい。結合器３９０は、「弱い（ｗｅａｋ）」方向性の結合器であり、送信のためのＲＦ出力信号２８６の大部分を供給する。しかしながら、ＲＦ出力信号２８６のパワー・レベルをモニタするために、信号３９１により表されるＲＦ出力信号２８６の部分はＤＳＰ２９０にフィードバックされる。
【００１９】
本発明の原理に従った上述した例示的な前置補償器が回路基板、例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）やプリント配線基板（ＰＷＢ）上に配列される。回路基板は、どのようなフォーム・ファクタのものでもよい。たとえば、本発明の概念は、無線電話や例えばラップトップ・コンピュータで使用されるＰＣＭＣＩＡタイプ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ｃａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）のカードなど、プリント回路カードの無線端末の形態で実施される。
【００２０】
上述したように、本発明の原理に従えば、前置補償器は、導入された二次高調波の位相を、移相器が通常よりも低い周波数で動作するように制御する。例示的には、移相器は、ＲＦ信号周波数またはＲＦ搬送波周波数で動作する。従って、図２の前置補償器２００や図５の前置補償器４００の各コンポーネントに対する動作周波数の条件が緩和され、コストが低減され、前置補償器の実施構成全体が簡略化される。例えば、４ＧＨｚの代わりに２ＧＨｚ近傍のＲＦ信号周波数での動作は、移相器を構成するコンポーネントとしてのインダクタ、コンデンサ、およびバラクタに係る挿入ロス、位相リップル、および寄生の許容レベルの条件を緩和させるが、これらは、全て、コストに影響を供給するものである。同様に、ＲＦ信号の周波数が４ＧＨｚであれば、本発明の原理に従った前置補償器は、８ＧＨｚではなく、４ＧＨｚの移相器の動作を可能とする。
【００２１】
なお、本発明の原理に従った他の改変も可能である。例えば、上述した前置補償器は、入力マッチング・ネットワークの代わり、および／または、追加して遅延要素を備え、ディジタル的に歪み信号を制御する際のどのような時間遅延をも、さらに補償できるようにしてもよい。
【００２２】
このことより、上述した内容は、本発明の原理を例示したものに過ぎず、当業者であれば、本明細書中に明示されていなくとも、本発明の原理をその精神と範囲内で実施する数多くの代替的な構成を考案することが可能であることが理解できよう。例えば、別個の機能要素として例示されているものを１つ以上の集積回路（ＩＣ）および／または１つ以上の格納されたプログラムで制御されるプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサやディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）の形態で実施することができる。同様にＵＭＴＳをベースとするシステム（即ち、ＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）をベースとするシステム）が例示されているものの、本発明の概念は、限定するものではないが、第３世代（およびより高世代の）データおよびサービスの無線送信、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）規格８０１．１１（例えば、８０２．１１（ａ）、８０２．１１（ｂ）、８０２．１１（ｇ）など）、モバイル通信のためのグローバル・システム（ＧＳＭ：Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＣＤＭＡ２０００、Ｈｉｐｅｒｌａｎ２などをベースとするシステムにも適用することができる。従って、例示的な実施の形態に対し、様々な改変が可能であり、付随する請求の範囲に規定される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、他の構成を考案することも可能であることが理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の原理に従った例示的な無線通信システムを部分的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の原理に従った例示的な前置補償器を示す図である。
【図３】図３は、図２の前置補償器に使用される例示的な移相器を示す図である。
【図４】図４は、図２の前置補償器に使用される例示的な振幅調節器を示す図である。
【図５】図５は、本発明の原理に従った別の例示的な前置補償器を示す図である。
【図６】図６は、従来技術に係る前置補償器を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年10月4日(2006.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線送信機において使用される装置であって、
無線周波数（ＲＦ）信号を増幅して、送信のためにＲＦ出力信号を供給する増幅器と、
前記増幅器を線形化する際に使用するための増幅に先立って歪み信号を前記ＲＦ信号に導入する前置補償器とを備え、
前記前置補償器は、前記ＲＦ信号の搬送波周波数の二倍未満の周波数で動作する移相器を備える、前記装置。
【請求項２】
さらに、前記ＲＦ信号の搬送周波数の二倍未満の周波数を有するクロック信号を搬送するための信号パスを含み、前記前置補償器が前記クロック信号の信号パスの中にある、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記移相器は、前記クロック信号の位相を調整し、位相がシフトしたクロック信号を供給し、前記前置補償器はさらに、
前記位相がシフトしたクロック信号および中間周波数（ＩＦ）信号に応答して前記歪み信号を供給するミキサと、
前記ミキサに結合され、前記増幅器に供給される前に前記歪み信号の振幅を調節する振幅調節器と、
前記振幅調節器と前記増幅器との間に設けられ、前記歪み信号を前記ＲＦ信号に導入する方向性結合器と、
前記移相器および前記振幅調節器を制御して、前記歪み信号により前記増幅器を線形化するプロセッサと、を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記プロセッサがディジタル信号プロセッサである、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
さらに、前記ＩＦ信号を前記ＲＦ信号に変換するためのアップコンバータを備える、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
さらに、前記振幅調節器に供給される前に前記歪み信号を増幅する増幅器を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記前置補償器が一つの方向性結合器のみを備える、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
無線送信機において使用される装置であって、
搬送波周波数を有するＲＦ信号および歪み信号を増幅し、送信のためのＲＦ出力信号を供給する増幅器と、
前記搬送波周波数の二倍未満の周波数を有するクロック信号を受信し、位相がシフトした信号を供給する移相器とを備え、
前記位相がシフトした信号の位相の変化が前記歪み信号の位相の変化を生み出す、前記装置。
【請求項９】
さらに、前記ＲＦ信号および前記クロック信号を供給する無線周波数（ＲＦ）集積回路（ＩＣ）を備え、
前記ＲＦ  ＩＣ回路は、前記位相がシフトした信号に応答して前記歪み信号を供給する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記歪み信号の振幅を調節する振幅調節器と、
前記振幅調節器と前記増幅器との間に設けられ、前記歪み信号を前記ＲＦ信号に導入する方向性結合器と、
前記移相器および前記振幅調節器を制御して、前記歪み信号により前記増幅器を線形化するプロセッサと、を備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記プロセッサがディジタル信号プロセッサである、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
さらに、前記前置補償器が前記増幅器と前記ＲＦ集積回路との間の回路パスに一つの方向性結合器のみを備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
さらに、前記振幅調節器に供給される前に前記歪み信号を増幅する増幅器を備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
無線送信システムの増幅器を線形化する際に使用する装置であって、前記増幅器は送信のための無線周波数（ＲＦ）信号を増幅し、
前記ＲＦ信号の二倍未満の周波数を有するクロック信号のソースと、
前記クロック信号に応答して位相がシフトしたクロック信号を供給する移相器と、
前記位相がシフトしたクロック信号に応答して歪み信号を供給する歪み発生器と、
前記歪み信号に応答して振幅を調節する振幅調節器と、
前記振幅調節器と前記増幅器との間に設けられ、前記歪み信号を前記増幅器に導入する結合器と、
前記移相器と前記振幅調節器を制御して、前記増幅器に結合された前記歪み信号により前記増幅器を線形化するコントローラと、を備える、前記装置。
【請求項１５】
前記移相器が前記ソースに前記クロック信号を搬送する信号パスを介して結合される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
さらに、前記振幅調節器に供給される前に前記歪み信号を増幅する増幅器を備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
無線送信システムの増幅器を線形化する際に使用する方法であって、
搬送波信号を供給するステップと、
搬送波信号と中間周波数（ＩＦ）信号とを混合し、歪み信号を供給するステップと、
前記歪み信号を無線周波数（ＲＦ）信号に導入するステップと、
非線形領域において増幅器を動作させ、前記ＲＦ信号を増幅してＲＦ出力信号を供給するステップと、
前記搬送波信号の位相および前記歪み信号の振幅を調節し、前記増幅器を線形化するステップと、を含む、前記方法。
【国際調査報告】
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