(57)【要約】  全デジタル電力増幅器（「ＤＰＡ」）および様々なマッピング技術を使用して、搬送周波数のベースバンド信号を実質的に再生する出力信号を生成する低価格な高効率デジタル送信装置を提供する。【解決手段】ベースバンド信号発生器は、量子化マップを使用して、信号処理装置によって量子化されたベースバンド信号を生成する。ＤＰＡ制御マッパーは、量子化信号および量子化テーブルを使用して、位相選択装置に制御信号を出力する。各位相選択装置は、制御信号のうち１つを受信して、制御信号に対応する位相を有する搬送周波数の波形、またはインアクティブ信号を出力する。ＤＰＡ配列部中の各ＤＰＡは、割り当てられた重みを有し、位相選択装置から波形のうち１つを受信し、ＤＰＡの重みと受信した波形の位相に従う電力信号を出力する。結合された電力信号は、搬送周波数のベースバンド信号を実質的に再生する。【選択図】図１
2013517746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置であって、
ベースバンド信号を受信して、量子化信号を生成する信号処理装置と、
前記量子化信号を受信して、複数の制御信号を生成するマッパーと、
前記複数の制御信号を受信して、複数の可能な位相から選択された位相を有する搬送周波数の複数の波形を生成する位相選択配列部と、
前記搬送周波数の複数の波形を受信して、出力信号を生成するデジタル電力増幅器配列部を備える、送信装置。
【請求項２】
前記デジタル電力増幅器配列部は、それぞれ前記搬送周波数の複数の波形を受信して、複数の電力信号を生成する複数のデジタル電力増幅器を備える、請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記複数の電力信号を結合して前記出力信号を生成する結合器をさらに備える、請求項２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記位相選択配列部は、
複数の位相信号を生成する発振器と、
それぞれ前記複数の位相信号および前記複数の制御信号のうち１つを受信して、前記複数の制御信号のうち１つに基づいて、インアクティブ信号、または前記複数の位相信号のうち１つに対応する位相を有する前記搬送周波数の複数の波形のうち１つを出力する複数の位相選択装置を備える、請求項１に記載の送信装置。
【請求項５】
前記信号処理装置は、量子化マップ使用して、前記量子化信号を生成する、請求項１に記載の送信装置。
【請求項６】
前記量子化マップは、均等重み付け量子化マップである、請求項５に記載の送信装置。
【請求項７】
前記量子化マップは、２値重み付け量子化マップである、請求項５に記載の送信装置。
【請求項８】
前記量子化マップは、任意重み付け量子化マップである、請求項５に記載の送信装置。
【請求項９】
前記量子化マップは、非直交格子量子化マップである、請求項５に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記マッパーは、量子化テーブルを使用して、前記複数の制御信号を生成する、請求項１に記載の送信装置。
【請求項１１】
前記量子化テーブルは、均等重み付け量子化テーブルである、請求項９に記載の送信装置。
【請求項１２】
前記量子化テーブルは、２値重み付け量子化テーブルである、請求項９に記載の送信装置。
【請求項１３】
前記量子化テーブルは、任意重み付け量子化テーブルである、請求項１０に記載の送信装置。
【請求項１４】
前記量子化テーブルは、非直交格子量子化テーブルである、請求項１０に記載の送信装置。
【請求項１５】
送信装置において出力信号を生成する方法であって、
ベースバンド信号を受信し、
前記ベースバンド信号から量子化信号を生成し、
前記量子化信号から複数の制御信号を生成し、
前記複数の制御信号から複数の可能な位相から選択された位相を有する搬送周波数の複数の波形を生成し、
前記搬送周波数の複数の波形から出力信号を生成する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連する出願：本出願は、２０１０年１月２０日に出願された米国出願第１２／６９０、８７０号に基づく優先権主張を伴う。
【０００２】
本発明は、高効率デジタル送信装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
高効率な送信装置は、長い通話時間および／または長いバッテリ寿命を可能にするため、無線通信において使用される。従来の高効率な送信装置は、例えば、ポーラ変調方式を使用することがあり得る。しかしながら、ポーラ変調方式のポーラ領域での信号処理および電源変調は、電力増幅器への２つの個別経路に振幅変調（「ＡＭ」）経路および位相変調（「ＰＭ」）経路を使用する。ＡＭ経路およびＰＭ経路には、電力増幅器に対して遅延ミスマッチの問題を有する。それは、ＡＭ経路に必要な電源変調器を構築することを困難にし得る。したがって、高帯域、低ノイズ、および高効率な電源変調器を実装することが難しい。それ故、従来の高効率な送信装置の生産は高価である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、低価格の高効率デジタル送信装置が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、全デジタル電力増幅器を使用する低価格な高効率デジタル送信装置に向けられる。本発明は、様々なマッピング技術を使用して、搬送周波数のベースバンド信号を実質的に再生する出力信号を生成する。これら様々なマッピング技術は、例えば均等重み付けマッピング、２値重み付けマッピング、任意重み付けマッピング、および／または格子マッピングとされ得る。本発明では、ベースバンド信号発生器は、選択マッピング技術に特有の量子化マップを使用して、信号処理装置によって量子化されるベースバンド信号を生成する。デジタル電力増幅器（「ＤＰＡ」）制御マッパーは、量子化信号と量子化テーブル中の対応する項目を使用して、位相選択配列部へ制御信号を出力する。量子化テーブルは、量子化マップに相当し、また、選択マッピング技術に特有のものである。位相選択配列部は、複数の位相選択装置を含み、各位相選択装置は、制御信号のうち１つを受信する。各位相選択装置は、制御信号に対応する位相を有する搬送周波数の波形を出力するか、またはインアクティブ信号を出力する。位相選択装置に関する可能な位相の数を増やすことで出力信号のノイズを低減することができる。
【０００６】
ＤＰＡ配列部は、複数のＤＰＡを備え、各ＤＰＡは、マッピング技術に従って割り当てられた重みを有する。位相選択装置の数およびＤＰＡの数は一対一で対応させ得る。使用する位相選択装置の数およびＤＰＡの数を増やすことで、出力信号のノイズを低減することができる。各ＤＰＡは、位相選択装置からの波形のうち１つを受信し、ＤＰＡの重みおよび受信した波形の位相に従って電力信号を出力する。結合された電力信号は、搬送周波数のベースバンド信号を実質的に再生する。したがって、本発明は電源変調を使用せずに、またミスマッチの問題なく搬送周波数のベースバンド信号を再生することができる。これにより、送信装置の製造コストを下げることができる。
【０００７】
一実施形態では、本発明は、ベースバンド信号を受信して、量子化マップを使用して、量子化信号を生成する信号処理装置と、前記量子化信号を受信して、量子化テーブルを使用して、複数の制御信号を生成するマッパーと、前記複数の制御信号を受信して、複数の可能な位相から選択された位相を有する搬送周波数の複数の波形を生成する位相選択配列部と、前記搬送周波数の複数の波形を受信して、出力信号を生成するデジタル電力増幅器配列部を備える、送信装置である。
【０００８】
別の実施形態では、本発明は、ベースバンド信号を受信して、量子化マップを使用して、第１および第２の量子化信号を生成する信号処理装置と、前記第１および第２の量子化信号を受信して、量子化テーブルを使用して第１および第２の複数の制御信号を生成するマッパーと、前記第１の複数の制御信号を受信して、複数の可能な位相から選択された位相を有する搬送周波数の第１の複数の波形を生成する第１位相選択配列部と、前記第２の複数の制御信号を受信して、複数の可能な位相から選択された位相を有する搬送周波数の第２の複数の波形を生成する第２位相選択配列部と、搬送周波数の第１の複数の波形と搬送周波数の第２の複数の波形とを受信して、出力信号を生成するデジタル電力増幅器配列部を備える、送信装置である。
【０００９】
別の実施形態では、本発明は、送信装置において出力信号を生成する方法であって、ベースバンド信号を受信し、量子化マップを使用して、ベースバンド信号から量子化信号を生成し、量子化テーブルを使用して、量子化信号から複数の制御信号を生成し、複数の制御信号から、複数の可能な位相から選択された位相を有する搬送周波数の複数の波形を生成し、搬送周波数の複数の波形から出力信号を生成することを含む、方法である。
【００１０】
新規であると考えられる本発明の特徴は、特許請求の範囲において詳細に説明される。本発明は、そのさらなる目的およびその利点と共に、構成および動作方法の両方に関して、添付図面に関連付けて理解される以下の記述を参照することで、最も良く理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る送信装置の概要図
【図２】本発明の一実施形態に係る送信装置の概要図
【図３】本発明の一実施形態に係る結合器の概要図
【図４】本発明の一実施形態に係る多相発振器、位相選択装置、およびデジタル電力増幅器の概要図
【図５】均等重み付け量子化マップに関するセグメントのマップ
【図６】均等重み付け量子化マップのマップ
【図７】本発明の一実施形態に係る量子化点を含む均等重み付け量子化マップのマップ
【図８】本発明の一実施形態に係る量子化点を含む均等重み付け量子化マップに関するセグメントのマップ
【図９】本発明の一実施形態に係る処理
【図１０】本発明の一実施形態に係る制御信号テーブル
【図１１】本発明の一実施形態に係る均等重み付け量子化テーブルの一部
【図１２】本発明の一実施形態に係る均等重み付け量子化マップに関するセグメントのマップ
【図１３】本発明の一実施形態に係る均等重み付け量子化テーブルの一部
【図１４】本発明の一実施形態に係る均等重み付け量子化マップのマップ
【図１５】本発明の一実施形態に係る均等重み付け量子化テーブルの一部
【図１６】本発明の一実施形態に係る均等重み付け量子化マップのマップ
【図１７】本発明の一実施形態に係る送信装置の出力信号に関するＰＳＤグラフ
【図１８】本発明の一実施形態に係る多相発振器、位相選択装置、およびデジタル電力増幅器の概要図
【図１９】本発明の一実施形態に係る２値重み付け量子化マップに関するセグメントのマップ
【図２０】本発明の一実施形態に係る２値重み付け量子化マップのマップ
【図２１】本発明の一実施形態に係る量子化点を含む２値重み付け量子化マップのマップ
【図２２】本発明の一実施形態に係る量子化点を含む２値重み付け量子化マップに関するセグメントのマップ
【図２３】本発明の一実施形態に係る制御信号テーブル
【図２４】本発明の一実施形態に係る２値重み付け量子化テーブルの一部
【図２５】本発明の一実施形態に係る２値重み付け量子化マップに関するセグメントのマップ
【図２６】本発明の一実施形態に係る２値重み付け量子化テーブルの一部
【図２７】本発明の一実施形態に係る２値重み付け量子化マップに関するセグメントのマップ
【図２８】本発明の一実施形態に係る２値重み付け量子化テーブルの一部
【図２９】本発明の一実施形態に係る２値重み付け量子化マップに関するセグメントのマップ
【図３０】本発明の一実施形態に係る発振器、位相選択装置、およびデジタル電力増幅器の概要図
【図３１】本発明の一実施形態に係る任意重み付け量子化マップに関するセグメントのマップ
【図３２】本発明の一実施形態に係る任意重み付け量子化マップのマップ
【図３３】本発明の一実施形態に係る量子化点を含む任意重み付け量子化マップのマップ
【図３４】本発明の一実施形態に係る量子化点を含む任意重み付け量子化マップに関するセグメントのマップ
【図３５】本発明の一実施形態に係る制御信号テーブル
【図３６】本発明の一実施形態に係る任意重み付け量子化テーブルの一部
【図３７】本発明の一実施形態に係る任意重み付け量子化マップに関するセグメントのマップ
【図３８】本発明の一実施形態に係る任意重み付け量子化テーブルの一部
【図３９】本発明の一実施形態に係る任意重み付け量子化マップに関するセグメントのマップ
【図４０】本発明の一実施形態に係る任意重み付け量子化テーブルの一部
【図４１】本発明の一実施形態に係る任意重み付け量子化マップに関するセグメントのマップ
【図４２】本発明の別の実施形態に係る送信装置の概要図
【図４３】本発明の一実施形態に係る格子量子化マップのマップ
【図４４】本発明の一実施形態に係る制御信号テーブル
【図４５】本発明の一実施形態に係る格子量子化テーブルの一部
【図４６】本発明の一実施形態に係る制御信号テーブル
【図４７】本発明の一実施形態に係る格子量子化テーブルの一部
【図４８】本発明の一実施形態に係る送信装置に関するＰＳＤグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、添付の図面にその例が示されている本発明を実施するために熟慮された最良の形態を記載した本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。本発明をこれらの好ましい実施形態との関連で説明するが、本発明をこれらの実施形態だけに限定するように意図するものではない。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の精神および範囲に含まれ得る代替形態、変形例、および均等物を包含することを目的とするものである。さらに、以下の本発明の詳細な説明では、本発明を十分に理解できるように多数の具体的詳細を示す。しかしながら、本発明はこれらの具体的詳細なしでも実施され得ることが当業者にとって明らかである。場合によっては、本発明の態様を不必要に曖昧にしないよう、周知の方法、手順、構成要素、および成形手順を詳細に説明しないこともある。
【００１３】
図１に見るように、本発明は、送信装置１００、高電力出力装置１１２、および／または低電力出力装置１１４を備え得る。送信装置１００は、例えば携帯電話など電子機器中の送信装置とされ得る。送信装置１００は、例えば、入力信号を受信して、搬送周波数の出力信号を生成することができる。出力信号は、高電力出力装置１１２および／または低電力出力装置１１４に任意に送信され得る。高電力出力装置１１２は、例えばフロントエンドモジュール装置１１２とされ得、スイッチ１２２およびアンテナ１２４を備え得る。低電力出力装置１１４は、例えば外部電源増幅器とされ得、電力増幅器１２６を備え得る。電力増幅器１２６は、例えば線形電力増幅器１２６とされ得る。送信装置１００は、例えば、ベースバンドＩＱ信号発生器１０２、信号処理装置１０４、デジタル電力増幅器（「ＤＰＡ」）制御マッパー１０６、位相選択配列部１０８、および／またはＤＰＡ配列部１１０を備える。
【００１４】
ベースバンドＩＱ信号発生器１０２は、入力信号を受信して、Ｉ＿ｂｂおよびＱ＿ｂｂなどのベースバンド信号を生成する。Ｉ＿ｂｂはベースバンド信号の「Ｉ」構成要素であり、Ｑ＿ｂｂはベースバンド信号の「Ｑ」構成要素である。信号処理装置１０４は、信号Ｉ＿ｂｂおよびＱ＿ｂｂを受信して、例えば、後述する量子化マップ使用して、量子化信号Ｉ＿ｓｐおよびＱ＿ｓｐを生成する。ＤＰＡ制御マッパー（「ＤＣＭ」）１０６は、量子化信号Ｉ＿ｓｐおよびＱ＿ｓｐを受信して、例えば、後述する量子化テーブルを使用して、量子化信号に対応する制御信号Ｃ＿１〜Ｃ＿ｎを生成する。一実施形態では、ｎは位相選択配列部１０８中の位相選択装置の数に対応する任意の整数とされ得る。位相選択配列部１０８中の位相選択装置の数は、例えば、ＤＰＡ配列部１１０中のＤＰＡの数に対応し得る。
【００１５】
位相選択配列部１０８は、制御信号を受信して、複数の可能な位相から選択された位相を有する搬送周波数の複数の波形を生成する。各波形の位相は、例えば、対応する制御信号によって決定される。例えば、位相選択配列部１０８は、発振器１１５および／または複数の位相選択装置１１６を備え得る。発振器１１５は、各位相選択装置１１６に供給される複数の位相信号を生成し得る。また、発振器１１５は、位相選択配列部１０８と個別のものとされ得る。各位相選択装置１１６は、制御信号Ｃ＿１〜Ｃ＿ｎのうち１つおよび複数の位相信号を受信する。例えば、位相選択装置１１６のうち１つは、制御信号Ｃ＿１を受信することができ、位相選択装置１１６の別の１つは制御信号Ｃ＿ｎを受信することができる。各位相選択装置１１６が受信する制御信号に基づいて、個々の位相選択装置は、インアクティブ信号、または複数の位相信号のうち１つに対応する位相の波形のどちらかを出力することができる。これは、後でより詳細に説明する。
【００１６】
ＤＰＡ配列部１１０は、搬送周波数の複数の波形を受信して、複数の波形から搬送周波数の出力を生成する。ＤＰＡ配列部１１０は、複数のＤＰＡ１１８および結合器１２０を備え得る。各ＤＰＡ１１８は、高効率で動作可能な圧縮モードで動作することができる。さらに、各ＤＰＡ１１８は、割り当てられた重みに従った位相および利得の電力信号を出力する。位相は、１つのＤＰＡ１１８によって受信された波形の位相である。各ＤＰＡ１１８は、所定の重みを有し、それは１つのＤＰＡ１１８によって出力される電力信号の他の電力信号に関する大きさを決定する。したがって、各ＤＰＡ１１８は、複数の波形のうち１つを受信して、波形の位相およびＤＰＡの重みの電力信号を生成する。結合器は、電力信号を結合させて搬送周波数の出力を生成する。その出力は、搬送周波数のベースバンド信号Ｉ＿ｂｂおよびＱ＿ｂｂに近似する。
【００１７】
図２は、本発明の一実施形態に係る送信装置２００を示す。送信装置２００は、信号処理装置１０４に関して具体的な構成要素を備える。送信装置２００は、搬送周波数の出力信号ｖ（ｔ）を出力する。一般に、出力信号ｖ（ｔ）は、前記搬送周波数において、ベースバンド信号Ｉ＿ｂｂおよびＱ＿ｂｂに近似するべきである。送信装置２００において、信号処理装置１０４は、ノイズシェーパー１２８および量子化器１３０を備える。ノイズシェーパー１２８は、ベースバンド信号Ｉ＿ｂｂおよびＱ＿ｂｂを受信し、それらのノイズをシェーピングして信号Ｉ＿ｎｓおよびＱ＿ｎｓを生成し、信号Ｉ＿ｎｓおよびＱ＿ｎｓを量子化器１３０に送信する。量子化器１３０は、量子化マップを使用して信号Ｉ＿ｎｓおよびＱ＿ｎｓを量子化し、後述する量子化信号Ｉ＿ΔΣおよびＱ＿ΔΣを生成する。Ｉ＿ΔΣおよびＱ＿ΔΣは、ΔΣで処理された信号であり、ベースバンド信号Ｉ＿ｂｂおよびＱ＿ｂｂに近似するためにさらに量子化されたものである。また、量子化器１３０は、ノイズシェーパー１２８に対してフィードバックループを有することができる。図２では、ノイズシェーパー１２８および量子化器１３０は、例えばΔΣ変換器を構成することができる。
【００１８】
図２では、発振器１１５は、位相選択配列部１０８と別個のものである。さらに、発振器１１５は、例えば電圧制御発振器（「ＶＣＯ」）および／または多相発振器とされ得る。発振器１１５は複数の位相を生成し得る。一実施形態では、発振器１１５は、高周波の単相を生成し得る。このような場合、複数の位相を生成するために分周器も発振器１１５と共に使用され得る。さらに、ＤＰＡ配列部１１０は、その構成要素である複数のＤＰＡ１１８および結合器１２０によって示される。結合器１２０は図３に見ることができる。結合器１２０は、変動する容量値を有する複数のコンデンサー１３４を備え得る。コンデンサー１３４の出力は、抵抗器１３８と直列に接続された誘導子１３６に供給される。出力１４０は誘導子１３６と抵抗器１３８の間で得られる。出力１４０は、ｖ（ｔ）＝Ｉ＿ΔΣ（ｔ）ｃｏｓ（ωcｔ）−Ｑ＿ΔΣ（ｔ）ｓｉｎ（ωcｔ）など搬送周波数の出力信号ｖ（ｔ）である。Ｉ＿ΔΣおよびＱ＿ΔΣは、Ｉ＿ｂｂおよびＱ＿ｂｂの量子化された近似である。したがって、Ｉ＿ΔΣ（ｔ）ｃｏｓ（ωcｔ）−Ｑ＿ΔΣ（ｔ）ｓｉｎ（ωcｔ）は、搬送周波数のベースバンド信号Ｉ＿ｂｂおよびＱ＿ｂｂの量子化された近似である。
【００１９】
図１および図２に戻り、信号処理装置１０４および／または量子化器１３０によって使用される量子化マップは、実行されるマッピング技術の種類によって異なり得る。例えば、本発明は、均等重み付けマッピング、２値重み付けマッピング、任意重み付けマッピング、格子マッピング、および／または送信装置の性能を向上可能な、または送信装置の実装コストを抑制可能な他の様々なマッピングを使用できる。性能向上とは、例えば信号対雑音比および／または送信装置の効率性の増加とされ得る。
【００２０】
一実施形態では、図４に示すように、６つの位相選択装置１１６ａ〜１１６ｆおよび６つのＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｆが均等重み付けマッピングに使用される。６つの位相選択装置１１６および６つのＤＰＡ１１８が図４に示されているが、位相選択装置１１６の数およびＤＰＡの数は、単なる一例である。したがって、ＤＰＡ１１８および位相選択装置１１６はいくつ使用してもよい。さらに、各ＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｆは括弧内に示す重みを有する。均等重み付けマッピングでは、図４に示す各ＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｆが重み「１」を有するように、各ＤＰＡの重みは互いに等しい。
【００２１】
均等重み付けマッピングを使用する場合、均等重み付け量子化マップが利用されるべきである。均等重み付け量子化マップを生成するために、図５に示すように、均等重み付け量子化マップの第１セグメントが生成される。均等重み付けマッピングに関しては、各ＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｆは「１」など等しい重みを有する。さらに、各ＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｆはインアクティブにされ得、０°位相および重み「１」を有する搬送周波数の電力信号を出力する、またはθの倍数である位相および重み「１」を有する電力信号を出力することができる。図５では、θは４５°に設定されているが、θは任意の角度に設定することができる。使用するＤＰＡ１１８の数を増加させるか、使用するθを減少させることによって、量子化点の数が増加するため、パワースペクトル密度（「ＰＳＤ」）中のノイズを低減することができる。量子化点の数が増加すると、最も近い量子化点（Ｉ＿ΔΣおよびＱ＿ΔΣ）からノイズシェーピングされたベースバンド信号（Ｉ＿ｎｓおよびＱ＿ｎｓ）までのユークリッド距離が通常低減するため、ノイズおよびＰＳＤが減少する。このため、ベースバンド信号（Ｉ＿ｂｂおよびＱ＿ｂｂ）の近似が向上する。
【００２２】
図５に見るように、ＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｆの全ての状態の組み合わせは、量子化マップの第１セグメント上の点としてマッピングされる。例えば、全てのＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｆが０°位相を有する電力信号を出力する場合、各ＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｆが重み「１」を有するため、総電力信号出力は、重み「６」を有することになる。しかしながら、全てのＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｆがインアクティブである場合、重み「１」を有する電力信号を出力するＤＰＡがないため、出力は０になる。ＤＰＡ１１８〜１１８ｅなど５つのＤＰＡ１１８ａがインアクティブであり、ＤＰＡ１１８ｆなど１つのＤＰＡがθの電力信号を出力する場合、重み「１」を有し角度θに位置する１つの電力信号だけが出力されるため、総電力信号出力は角度θにおける基準点からの量子化点「１」になる。全ての点が第１セグメントに関してマッピングされると、第１セグメントは角度θで回転されて複製される。この処理は、図６に示すような均等重み付け量子化マップを構成するために、３６０°に渡るまで繰り返される。均等重み付け量子化マップは、信号処理装置１０４、より具体的には量子化器１３０に予め格納され得る。均等重み付け量子化マップは、信号Ｉ＿ｎｓおよびＱ＿ｎｓをマッピングして、図７および図８に見るように量子化器１３０によって出力されるべき量子化信号Ｉ＿ΔΣおよびＱ＿ΔΣを決定するために使用され得る。
【００２３】
出力されるべき量子化信号Ｉ＿ΔΣおよびＱ＿ΔΣを決定するために、信号処理装置１０４および／または量子化器１３０は、図７および図８を参照しながら、図９に従う処理を実行し得る。ステップＳ９０２では、内積の実施によりセグメントを決定することができる。例えば、（ｕ＿ｋ、ｖ＿ｋ）がｋ番目のセグメントの二等分線であるＰ＿ｋ＝Ｉ＿ｎｓ×ｕ＿ｋ＋Ｑ＿ｎｓ×ｖ＿ｋが、図７に部分的に示すように計算され得る。Ｐ＿ｍを求めることができる。Ｐ＿ｍは全てのＰ＿ｋの中で最も大きい。ステップＳ９０４では、回転が行われ得る。例えば、点（Ｉ＿ｎｓ、Ｑ＿ｎｓ）を角度（ｍ−１）×θで右回りに回転して、第１セグメントにある（Ｉ＿ｒ、Ｑ＿ｒ）を得ることができる。ステップＳ９０６では、最も近い量子化点を求めることができる。例えば、座標を求めることができる。したがって、座標ｆ＿１およびｆ＿２が（Ｉ＿ｒ、Ｑ＿ｒ）＝ｆ＿１×（ａ０、０）＋ｆ＿２×（ａ１、ｂ１）などで求めることができる。さらに、量子化点がマッピングされ得る。例えば、（Ｉ＿ｒ、Ｑ＿ｒ）を囲む次の４点、
ｆｌｏｏｒ（ｆ＿１）×（ａ０、０）＋ｆｌｏｏｒ（ｆ＿２）×（ａ１、ｂ１）、
ｆｌｏｏｒ（ｆ＿１）×（ａ０、０）＋ｃｅｉｌ（ｆ＿２）×（ａ１、ｂ１）、
ｃｅｉｌ（ｆ＿１）×ａ（０、０）＋ｆｌｏｏｒ（ｆ＿２）×（ａ１、ｂ１）、
ｃｅｉｌ（ｆ＿１）×（ａ０、０）＋ｃｅｉｌ（ｆ＿２）×（ａ１、ｂ１）から、
（Ｉ＿ｒ、Ｑ＿ｒ）に最も近い点が求められるはずである。最も近い点は、例えば（Ｉ＿ｆ、Ｑ＿ｆ）と呼ぶことができる。一実施形態では、ノイズシェーピングされたベースバンド信号（Ｉ＿ｎｓ、Ｑ＿ｎｓ）によって示された点に最も近いユークリッド距離を有する量子化点は、ブルートフォースまたは他の許容可能な方法によって求めることができる。ステップＳ９０８では、逆回転が行われ得る。例えば、点（Ｉ＿ｆ、Ｑ＿ｆ）を角度（ｍ−１）×θで左回りに回転して、点（Ｉ＿ΔΣ、Ｑ＿ΔΣ）を得ることができる。そして、信号Ｉ＿ΔΣおよびＱ＿ΔΣは量子化器１３０によって出力され得る。
【００２４】
量子化マップを用いて、量子化テーブルを作成できる。量子化テーブルは、制御信号の値を決定して各位相選択装置１１６に送るためにＤＰＡ制御マッパー１０６によって使用され得る。制御信号の値によって、位相選択装置がインアクティブ信号または搬送周波数の波形のうち１つを出力するかどうかを決定する。また、制御信号の値によって、搬送周波数の波形の位相が決定する。位相選択装置１１６の出力によって、ＤＰＡ１１８の電力信号出力が決定する。量子化テーブルは、量子化マップの全ての点および各位相選択装置に送る対応する制御信号を含み得る。均等重み付け量子化マップに関しては、均等重み付け量子化テーブルが作成され得る。均等重み付け量子化テーブルは、図４の各位相選択装置１１６ａ〜１１６ｆに送る制御信号Ｃ＿１〜Ｃ＿６の値を決定するためにＤＰＡ制御マッパー１０６によって使用され得る。前述したように、制御信号の値によって、位相選択装置１１６ａ〜１１６ｆがインアクティブ信号、または位相を有する搬送周波数の波形を出力するかどうかが決定する。また、制御信号の値は、各位相選択装置１１６ａ〜１１６ｆによって図４の対応するＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｆにそれぞれ出力される波形の位相を示す。
【００２５】
図１０は、制御信号の値を符号化または復号するためにＤＰＡ制御マッパー１０６および／または位相選択装置１１６によって使用される制御信号テーブルを示す。例えば、値０を有する制御信号は、位相選択装置がインアクティブ信号を出力するべきであることを示す。しかしながら、値１を有する制御信号は、位相選択装置が、０°位相を有する搬送周波数の波形を出力するべきであることを示す。さらに、値２〜８を有する制御信号は、位相選択装置が、θの倍数である位相を有する搬送周波数の波形を出力するべきであることを示す。
【００２６】
図１１、図１３、および図１５は、図１２、図１４、および図１６のマップに示す点に対応する３つの均等重み付け量子化テーブルをそれぞれ示す。均等重み付け量子化テーブルは３つのテーブルに分割されるが、１つのテーブルに結合することもできる。さらに、３つの均等重み付け量子化テーブルはわずか２５の量子化点およびそれらの対応する制御信号しか示さないが、全ての量子化点が１つ以上の均等重み付け量子化テーブルに示され得る。
【００２７】
均等重み付け量子化テーブルは、量子化点およびそれらに対応する制御信号の値を一覧に表示する。例えば、量子化点（６、０）に関しては、その対応する制御信号の値は、図１１に示すようなＣ＿１＝１、Ｃ＿２＝１、Ｃ＿３＝１、Ｃ＿４＝１、Ｃ＿５＝１、およびＣ＿６＝１であるべきである。図１０に示す制御信号テーブルを使用して、制御信号は、位相選択装置１１６ａが、０°位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｂが、０°位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｃが、０°位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｄが、０°位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｅが、０°位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｆが、０°位相を有する波形を出力するべきであることを示す。
【００２８】
同様に、量子化点（４．２、４．２）に関しては、制御信号の値は、図１１に示すようなＣ＿１＝２、Ｃ＿２＝２、Ｃ＿３＝２、Ｃ＿４＝２、Ｃ＿５＝２、およびＣ＿６＝２であるべきである。図１０に示す制御信号テーブルを使用して、制御信号は、位相選択装置１１６ａが、θ位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｂが、θ位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｃが、θ位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｄが、θ位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｅが、θ位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｆが、θ位相を有する波形を出力するべきであることを示す。図１３および図１５に示す均等重み付け量子化テーブル中のいずれの量子化点にも同じ解析を行うことができる。示す位相を有する、出力された波形は、対応する位相を有する搬送周波数の電力信号をＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｆに出力させる。結合器１２０（図２）は、電力信号を結合させて、前記搬送周波数において、ベースバンド信号Ｉ＿ｂｂおよびＱ＿ｂｂの近似である出力信号を構成する。上記の例では量子化テーブルを使用して各位相選択装置に送る制御信号の値を決定したが、制御信号の値を決定する方法は上記の量子化テーブルを使用するものに限らない。他の許容可能な方法が使用され得る。
【００２９】
図１７は、本発明の一実施形態に係る送信装置２００の出力信号に関するＰＳＤグラフである。図１７では、６つのＤＰＡにおける搬送周波数８３４ＭＨｚでのバンド５ＬＴＥ信号に関するＰＳＤが、「アップコンバーション後」とラベルされた線で示されている。図に見るように、ＰＳＤは、例えば指針に従うＰＳＤマスクとされ得るＰＳＤマスクを下回っている。この指針は、例えばＴｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ（「３ＧＰＰ」）など任意団体からの指針になり得る。したがって、送信装置２００は、３ＧＰＰによって設定された指針の範囲内で動作し得る。また、指針は、例えば、連邦通信委員会（「ＦＣＣ」）など政府機関からの指針になり得る。
【００３０】
均等重み付けマッピングの使用で線形ＰＡソリューションと同じＤＰＡ１１８の大きさを使用することが好ましい。また、ＤＰＡ１１８の数が倍増する度に、パワースペクトル密度が６ｄＢ向上する。それは、ノイズの６ｄＢ低減である。さらに、θが小さい程、量子化点の数が大きくなり、またノイズシェーパー１２８によって生成された、ノイズシェーピングされたベースバンド信号から量子化点までの平均ユークリッド距離が小さくなる。相関によって、ベースバンド信号のより正確な表示が存在する。
【００３１】
均等重み付けマッピングを使用する代わりに、本発明は２値重み付けマッピングを使用することもできる。一実施形態では、図１８に示すように、３つの位相選択装置１１６ａ〜１１６ｃおよび３つのＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｃが２値重み付けマッピングに使用される。３つの位相選択装置１１６および３つのＤＰＡ１１８が図１８に示されるが、位相選択装置１１６の数およびＤＰＡ１１８の数は、単なる例示である。したがって、位相選択装置１１６およびＤＰＡ１１８はいくつ使用してもよい。さらに、各ＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｃは括弧内に示す重みを有する。２値重み付けマッピングでは、各ＤＰＡ１１８の重みは異なり、その重みは、２0〜２n-1の範囲である。ｎはＤＰＡ１１８の数である。これは、図１８の重み２0または「１」を有するＤＰＡ１１８ａ、重み２1または「２」を有するＤＰＡ１１８ｂ、および重み２2または「４」を有するＤＰＡの１１８ｃに見ることができる。
【００３２】
２値重み付けマッピングを使用する場合、２値重み付け量子化マップが利用されるべきである。２値重み付け量子化マップを生成するために、２値重み付け量子化マップの第１セグメントが図１９に示すように生成される。２値重み付けマッピングに関しては、各ＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｃは、２0〜２n-1から選択された２値重みを有する。ｎはＤＰＡ１１８の数である。さらに、各ＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｃはインアクティブとされ得るか、もしくは０°位相および２値重みを有する搬送周波数の電力信号を出力またはθの倍数である位相および２値重みを有する電力信号を出力し得る。図１９では、θは４５°に設定されているが、θは任意の角度に設定され得る。使用するＤＰＡ１１８の数を増加させるもしくは使用するθを小さくすることによって、量子化点の数が増加するので、ＰＳＤ中のノイズを低減することができる。最も近い量子化点（Ｉ＿ΔΣおよびＱ＿ΔΣ）からノイズシェーピングされたベースバンド信号（Ｉ＿ｎｓおよびＱ＿ｎｓ）までのユークリッド距離は一般に減少するため、量子化点の数が増加するとＰＳＤ中のノイズは低減する。これにより、ベースバンド信号（Ｉ＿ｂｂおよびＱ＿ｂｂ）の厳密な近似が可能になる。
【００３３】
図１９に見るように、ＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｃの電力信号出力の全ての組み合わせは、量子化マップの第１セグメント上の量子化点としてマッピングされる。例えば、全てのＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｃが０°位相を有する電力信号を出力する場合、ＤＰＡ１１８ａが、重み「１」を有する電力信号を出力し、ＤＰＡ１１８ｂが、重み「２」を有する電力信号を出力し、ＤＰＡ１１８ｃが、重み「４」を有する電力信号を出力するため、総電力信号出力は重み「７」を有することになる。しかしながら、ＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｃが全てインアクティブである場合、２値重みを有する電力信号を出力するＤＰＡがないため、総電力信号出力は０になる。ＤＰＡ１１８ａおよび１１８ｂなど２つのＤＰＡ１１８がインアクティブであり、ＤＰＡ１１８ｃなど１つのＤＰＡ１１８がθの電力信号を出力する場合、重み「４」を有し角度θに位置する１つの電力信号だけが出力されるため、総電力信号出力は角度θにおける基準点からの量子化点「４」になる。全ての点が第１セグメントにマッピングされると、第１セグメントは角度θで回転されて複製される。この処理は、図２０に示すような２値重み付け量子化マップを構成するために、３６０°に渡るまで繰り返される。２値重み付け量子化マップは、信号処理装置１０４、より具体的には量子化器１３０に予め格納され得る。２値重み付け量子化マップは、信号Ｉ＿ｎｓおよびＱ＿ｎｓをマッピングして、図２１および図２２に見るように量子化器１３０によって出力されるべき量子化信号Ｉ＿ΔΣおよびＱ＿ΔΣを決定するために使用され得る。
【００３４】
出力されるべき量子化信号Ｉ＿ΔΣおよびＱ＿ΔΣを決定するために、信号処理装置１０４および／または量子化器１３０は、図２１および図２２を参照しながら、図９に従う処理を実行し得る。ステップＳ９０２では、内積の実施によりセグメントを決定することができる。例えば、（ｕ＿ｋ、ｖ＿ｋ）がｋ番目のセグメントの二等分線であるＰ＿ｋ＝Ｉ＿ｎｓ×ｕ＿ｋ＋Ｑ＿ｎｓ×ｖ＿ｋが、図２１に部分的に示すように計算され得る。Ｐ＿ｍを求めることができる。Ｐ＿ｍは全てのＰ＿ｋの中で最も大きい。ステップＳ９０４では、回転が行われ得る。例えば、点（Ｉ＿ｎｓ、Ｑ＿ｎｓ）を角度（ｍ−１）×θで右回りに回転して、第１セグメントにある点（Ｉ＿ｒ、Ｑ＿ｒ）を得ることができる。ステップＳ９０６では、最も近い量子化点を求めることができる。例えば、点（Ｉ＿ｒ、Ｑ＿ｒ）に最も近い点（Ｉ＿ｆ、Ｑ＿ｆ）を求めることができる。一実施形態では、ノイズシェーピングされたベースバンド信号（Ｉ＿ｎｓ、Ｑ＿ｎｓ）によって示された点に最も近いユークリッド距離を有する量子化点は、ブルートフォースまたは他の許容可能な方法によって求めることができる。ステップＳ９０８では、逆回転が行われ得る。例えば、点（Ｉ＿ｆ、Ｑ＿ｆ）を角度（ｍ−１）×θで左回りに回転して、点（Ｉ＿ΔΣ、Ｑ＿ΔΣ）を得ることができる。そして、信号Ｉ＿ΔΣおよびＱ＿ΔΣは量子化器１３０によって出力され得る。
【００３５】
２値重み付け量子化マップに関しては、２値重み付け量子化テーブルが作成され得る。２値重み付け量子化テーブルは、制御信号Ｃ＿１〜Ｃ＿３の値を決定して図１８の各位相選択装置１１６ａ〜１１６ｃに送るためにＤＰＡ制御マッパー１０６によって使用され得る。前述したように、制御信号の値によって、位相選択装置１１６ａ〜１１６ｃがインアクティブ信号または位相を有する搬送周波数の波形を出力するかどうかが決定する。また、制御信号の値は、各位相選択装置１１６ａ〜１１６ｃによって図１８の対応するＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｃにそれぞれ出力される波形の位相を示す。
【００３６】
図２３は、制御信号の値を符号化または復号するためにＤＰＡ制御マッパー１０６および／または位相選択装置１１６によって使用される制御信号テーブルを示す。例えば、値０を有する制御信号は、位相選択装置がインアクティブ信号を出力するべきであることを示す。しかしながら、値１を有する制御信号は、位相選択装置が、０°位相を有する搬送周波数の波形を出力するべきであることを示す。さらに、値２〜８を有する制御信号は、位相選択装置が、θの倍数である位相を有する搬送周波数の波形を出力するべきであることを示す。
【００３７】
図２４、図２６、および図２８は、図２５、図２７、および図２９のマップに示す点に対応する３つの２値重み付け量子化テーブルをそれぞれ示す。２値重み付け量子化テーブルは３つのテーブルに分割されるが、１つのテーブルに結合され得る。さらに、３つの２値重み付け量子化テーブルはわずか２５の量子化点およびそれらの対応する制御信号しか示さないが、全ての量子化点が１つ以上の２値重み付け量子化テーブルに示され得る。
【００３８】
２値重み付け量子化テーブルは、量子化点およびそれらに対応する制御信号の値を一覧に表示する。例えば、量子化点（７、０）に関しては、その対応する制御信号の値は、図２４に示すようなＣ＿１＝１、Ｃ＿２＝１、およびＣ＿３＝１であるべきである。図２３に示す制御信号テーブルを使用して、制御信号は、位相選択装置１１６ａが、０°位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｂが、０°位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｃが、０°位相を有する波形を出力するべきであることを示す。
【００３９】
同様に、量子化点（４．９、４．９）に関しては、制御信号の値は、図２４に示すようなＣ＿１＝２、Ｃ＿２＝２、およびＣ＿３＝２であるべきである。図２３に示す制御信号テーブルを使用して、制御信号は、位相選択装置１１６ａが、θ位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｂが、θ位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｃが、θ位相を有する波形を出力するべきであることを示す。図２６および図２８に示す２値重み付け量子化テーブル中のいずれの量子化点にも同じ解析を行うことができる。示す位相を有する、出力された波形は、対応する位相を有する搬送周波数の電力信号をＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｃに出力させる。結合器１２０（図２）は、電力信号を結合させて、前記搬送周波数において、ベースバンド信号Ｉ＿ｂｂおよびＱ＿ｂｂの近似である出力信号を構成する。上記の例では量子化テーブルを使用して各位相選択装置に送る制御信号の値を決定したが、制御信号の値を決定する方法は上記の量子化テーブルを使用するものに限らない。他の許容可能な方法が使用され得る。
【００４０】
２値重み付けマッピングの使用で、線形ＰＡソリューションと同じＤＰＡ１１８の大きさを使用することが好ましい。また、均等重み付けマッピングと比較した場合、２値重み付けマッピングは一般により少ないＤＰＡ１１８を使用する。さらに、θが小さい程、量子化点の数が大きくなり、またノイズシェーパー１２８によって生成された、ノイズシェーピングされたベースバンド信号から量子化点までの平均ユークリッド距離が小さくなる。相関によって、ベースバンド信号のより正確な表示が存在する。
【００４１】
一実施形態では、図３０に示すように、４つの位相選択装置１１６ａ〜１１６ｄおよび４つのＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｄが任意重み付けマッピングに使用される。４つの位相選択装置１１６および４つのＤＰＡ１１８が図３０に示されるが、位相選択装置１１６の数およびＤＰＡの数は、単なる例示である。したがって、位相選択装置１１６およびＤＰＡ１１８はいくつ使用してもよい。さらに、各ＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｃは括弧内に示す重みを有する。任意重み付けマッピングでは、重み「１」を有するＤＰＡ１１８ａ、重み「２」を有するＤＰＡ１１８ｂ、重み「１」を有するＤＰＡ１１８ｃ、および重み「２」を有するＤＰＡ１１８ｄに見られるように、各ＤＰＡの重みは任意にされ得る。
【００４２】
任意重み付けマッピングを使用する場合、任意重み付け量子化マップが利用されるべきである。任意重み付け量子化マップを生成するために、任意重み付け量子化マップの第１セグメントが図３１に示すように生成される。任意重み付けマッピングに関しては、各ＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｄは任意の重みを有し、この実施例では「１」もしくは「２」である。さらに、各ＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｄはインアクティブとされ得るか、もしくは０°位相および任意の重みを有する搬送周波数の電力信号を出力またはθの倍数である位相および任意の重みを有する電力信号を出力し得る。図３１では、θは４５°に設定されているが、θは任意の角度に設定され得る。使用するＤＰＡ１１８の数を増加させるもしくは使用するθを小さくすることによって、量子化点の数が増加するので、ＰＳＤ中のノイズを低減することができる。最も近い量子化点（Ｉ＿ΔΣおよびＱ＿ΔΣ）からノイズシェーピングされたベースバンド信号（Ｉ＿ｎｓおよびＱ＿ｎｓ）までのユークリッド距離は一般に減少するため、量子化点の数が増加するとＰＳＤ中のノイズは低減する。これにより、ベースバンド信号（Ｉ＿ｂｂおよびＱ＿ｂｂ）の厳密な近似が可能になる。
【００４３】
図３１に見るように、ＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｄの状態の全ての組み合わせが、量子化マップの第１セグメント上の点としてマッピングされる。例えば、全てのＤＰＡ１１８ａ〜ＤＰＡ１１８ｄが、０°位相を有する電力信号を出力する場合、ＤＰＡ１１８ａが、重み「１」を有する電力信号を出力し、ＤＰＡ１１８ｂが、重み「２」を有する電力信号を出力し、ＤＰＡ１１８ｃが、重み「１」を有する電力信号を出力し、ＤＰＡ１１８ｄが、重み「２」を有する電力信号を出力するため、総電力信号出力は重み「６」を有することになる。しかしながら、ＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｄが全てインアクティブである場合、任意の重みを有する電力信号を出力するＤＰＡがないため、出力は０になる。ＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｃなど３つのＤＰＡ１１８がインアクティブであり、ＤＰＡ１１８ｄなど１つのＤＰＡがθの電力信号を出力する場合、重み「２」を有し角度θに位置する１つの電力信号だけが出力されるため、総電力信号出力は角度θにおける基準点からの量子化点「２」になる。全ての点が第１セグメントにマッピングされると、第１セグメントは角度θで回転されて複製される。この処理は、図３２に示すような任意重み付け量子化マップを構成するために、３６０°に渡るまで繰り返される。任意重み付け量子化マップは、信号処理装置１０４、より具体的には量子化器１３０に予め格納され得る。任意重み付け量子化マップは、信号Ｉ＿ｎｓおよびＱ＿ｎｓをマッピングして、図３３および図３４に見るように量子化器１３０によって出力されるべき量子化信号Ｉ＿ΔΣおよびＱ＿ΔΣを決定するために使用され得る。
【００４４】
出力されるべき量子化信号Ｉ＿ΔΣおよびＱ＿ΔΣを決定するために、信号処理装置１０４および／または量子化器１３０は、図３３および図３４を参照しながら、図９に従う処理を実行し得る。ステップＳ９０２では、内積の実施によりセグメントを決定することができる。例えば、（ｕ＿ｋ、ｖ＿ｋ）がｋ番目のセグメントの二等分線であるＰ＿ｋ＝Ｉ＿ｎｓ×ｕ＿ｋ＋Ｑ＿ｎｓ×ｖ＿ｋが、図３３に部分的に示すように計算され得る。Ｐ＿ｍを求めることができる。Ｐ＿ｍは全てのＰ＿ｋの中で最も大きい。ステップＳ９０４では、回転が行われ得る。例えば、点（Ｉ＿ｎｓ、Ｑ＿ｎｓ）を角度（ｍ−１）×θで右回りに回転して、第１セグメントにある（Ｉ＿ｒ、Ｑ＿ｒ）を得ることができる。ステップＳ９０６では、最も近い量子化点を求める。例えば、座標を求めることができる。したがって、座標ｆ＿１およびｆ＿２が（Ｉ＿ｒ、Ｑ＿ｒ）＝ｆ＿１×（ａ０、０）＋ｆ＿２×（ａ１、ｂ１）などで求めることができる。さらに、量子化点がマッピングされ得る。例えば、（Ｉ＿ｒ、Ｑ＿ｒ）を囲む次の４点、    ｆｌｏｏｒ（ｆ＿１）×（ａ０、０）＋ｆｌｏｏｒ（ｆ＿２）×（ａ１、ｂ１）、    ｆｌｏｏｒ（ｆ＿１）×（ａ０、０）＋ceil（ｆ＿２）×（ａ１、ｂ１）、    ｃｅｉｌ（ｆ＿１）×ａ（０、０）＋ｆｌｏｏｒ（ｆ＿２）×（ａ１、ｂ１）、    ｃｅｉｌ（ｆ＿１）×（ａ０、０）＋ｃｅｉｌ（ｆ＿２）×（ａ１、ｂ１）から、
（Ｉ＿ｒ、Ｑ＿ｒ）に最も近い点が求められるはずである。最も近い点は、例えば（Ｉ＿ｆ、Ｑ＿ｆ）と呼ぶことができる。一実施形態では、ノイズシェーピングされたベースバンド信号（Ｉ＿ｎｓ、Ｑ＿ｎｓ）によって示された点に最も近いユークリッド距離を有する量子化点は、ブルートフォースまたは他の許容可能な方法によって求めることができる。ステップＳ９０８では、逆回転が行われ得る。例えば、点（Ｉ＿ｆ、Ｑ＿ｆ）を角度（ｍ−１）×θで左回りに回転して、点（Ｉ＿ΔΣ、Ｑ＿ΔΣ）を得ることができる。そして、信号Ｉ＿ΔΣおよびＱ＿ΔΣは量子化器１３０によって出力され得る。
【００４５】
任意重み付け量子化マップに関しては、任意重み付け量子化テーブルが作成され得る。任意重み付け量子化テーブルは、制御信号Ｃ＿１〜Ｃ＿４の値を決定して図３０の各位相選択装置１１６ａ〜１１６ｄに送るためにＤＰＡ制御マッパー１０６によって使用され得る。前述したように、制御信号の値によって、位相選択装置１１６ａ〜１１６ｄがインアクティブ信号または位相を有する搬送周波数の波形を出力するかどうかが決定する。また、制御信号の値は、各位相選択装置１１６ａ〜１１６ｄによって図３０の対応するＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｄにそれぞれ出力される波形の位相を示す。
【００４６】
図３５は、制御信号の値を符号化または復号するためにＤＰＡ制御マッパー１０６および／または位相選択装置１１６によって使用される制御信号テーブルを示す。例えば、値０を有する制御信号は、位相選択装置がインアクティブ信号を出力するべきであることを示す。しかしながら、値１を有する制御信号は、位相選択装置が、０°位相を有する搬送周波数の波形を出力するべきであることを示す。さらに、値２〜８を有する制御信号は、位相選択装置が、θの倍数である位相を有する搬送周波数の波形を出力するべきであることを示す。
【００４７】
図３６、図３８、および図４０は、図３７、図３９、および図４１のマップに示す点に対応する３つの任意重み付け量子化テーブルをそれぞれ示す。任意重み付け量子化テーブルは３つのテーブルに分割されるが、１つのテーブルに結合され得る。さらに、３つの任意重み付け量子化テーブルはわずか２５の量子化点およびそれらの対応する制御信号しか示さないが、全ての量子化点が１つ以上の任意重み付け量子化テーブルに示され得る。
【００４８】
任意重み付け量子化テーブルは、量子化点およびそれらに対応する制御信号の値を一覧に表示する。例えば、量子化点（６、０）に関しては、その対応する制御信号の値は、図３６に示すようなＣ＿１＝１、Ｃ＿２＝１、Ｃ＿３＝１、およびＣ＿４＝１であるべきである。図３５に示す制御信号テーブルを使用して、制御信号は、位相選択装置１１６ａが、０°位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｂが、０°位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｃが、０°位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｄが、０°位相を有する波形を出力するべきであることを示す。
【００４９】
同様に、量子化点（４．２、４．２）に関しては、制御信号の値は、図３６に示すようなＣ＿１＝２、Ｃ＿２＝２、Ｃ＿３＝２、およびＣ＿４＝２であるべきである。図３５に示す制御信号テーブルを使用して、制御信号は、位相選択装置１１６ａが、θ位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｂが、θ位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｃが、θ位相を有する波形を出力するべきであり、位相選択装置１１６ｄが、θ位相を有する波形を出力するべきであることを示す。図３８および図４０に示す任意重み付け量子化テーブル中のいずれの量子化点にも同じ解析を行うことができる。示す位相を有する、出力された波形は、対応する位相を有する搬送周波数の電力信号をＤＰＡ１１８ａ〜１１８ｄに出力させる。結合器１２０（図２）は、電力信号を結合させて、前記搬送周波数において、ベースバンド信号Ｉ＿ｂｂおよびＱ＿ｂｂの近似である出力信号を構成する。上記の例では量子化テーブルを使用して各位相選択装置に送る制御信号の値を決定したが、制御信号の値を決定する方法は上記の量子化テーブルを使用するものに限らない。他の許容可能な方法が使用され得る。
【００５０】
任意重み付けマッピングの使用で、線形ＰＡソリューションと同じＤＰＡ１１８の大きさを使用することが好ましい。また、ＤＰＡに割り当てられた重みによっては、ＤＰＡ１１８の数が倍増する度に、パワースペクトル密度が６ｄＢ向上してもよい。それは、ノイズの６ｄＢ低減である。さらに、θが小さい程、量子化点の数が大きくなり、またノイズシェーパー１２８によって生成された、ノイズシェーピングされたベースバンド信号から量子化点までの平均ユークリッド距離が小さくなる。相関によって、ベースバンド信号のより正確な表示が存在する。
【００５１】
上記実施形態では、量子化マップは非直交格子に基づいている。しかしながら、直交マッピングを含む他の種類のマッピングが使用され得る。
【００５２】
図４２は、本発明の別の実施形態に係る送信装置３００を示す。図４２に見るように、量子化信号Ｉ＿ΔΣおよびＱ＿ΔΣは個別に搬送周波数に変換される。ＤＰＡ制御マッパー１０６はＤＰＡ制御マッパー３０６に置き換えられる。ＤＰＡ制御マッパー３０６は量子化信号Ｉ＿ΔΣおよびＱ＿ΔΣを受信し、２組の制御信号Ｉ＿１〜Ｉ＿ｎおよびＱ＿１〜Ｑ＿ｎを生成する。位相選択配列部１０８は、位相選択配列部１４２および位相選択配列部１４４に置き換えられる。さらに、ＤＰＡ１１８は、ＤＰＡ１４６および１４８に置き換えられる。
【００５３】
位相選択配列部１４２は、制御信号Ｉ＿１〜Ｉ＿ｎを受信し、インアクティブ信号または位相θを有する搬送周波数の複数の波形のどちらかを出力する。位相選択配列部１４２からの波形は、ＤＰＡ１４６によって受信される。位相選択配列部１４２からのインアクティブ信号または複数の波形に応じて、ＤＰＡ１４６は、制御信号の位相に対応する位相を有する波形の複数の電力信号出力を出力する。発振器１１５は発振器３１５に置き換えられる。また、発振器３１５によって出力される位相は、マッピング技術に特有の小さなサブセットに限られ得る。例えば、格子マッピングに関しては、位相は０°、９０°、１８０°、または２７０°のいずれかとされ得る。ＤＰＡ１４６からの結合された電力信号は、量子化信号Ｉ＿ΔΣを再生し、前記搬送周波数において、ベースバンド信号Ｉ＿ｂｂに近似する。
【００５４】
位相選択配列部１４４は、制御信号Ｑ＿１〜Ｑ＿ｎを受信し、インアクティブ信号または位相θを有する搬送周波数の複数の波形のどちらかを出力する。位相選択配列部１４４からの波形はＤＰＡ１４８によって受信される。位相選択配列部１４４からのインアクティブ信号または複数の波形に応じて、ＤＰＡ１４８は、制御信号の位相に対応する位相を有する波形の複数の電力信号出力を出力する。ＤＰＡ１４８からの結合された電力信号は、量子化信号Ｑ＿ΔΣを再生し、前記搬送周波数において、ベースバンド信号Ｑ＿ｂｂに近似する。送信装置３００は、例えば格子マッピングなど信号Ｉ＿ｂｂおよびＱ＿ｂｂの分離が所望されるマッピング技術に使用され得る。
【００５５】
図４３に見るように、格子マッピングを使用して量子化点をマッピングして格子マッピング量子化マップを展開し得る。格子マッピング量子化マップは、例えば送信装置３００、より具体的には量子化器１３０によって格子マッピング中に使用されてもよい。格子マッピングでは、量子化点を結びつけるよう線が引かれて格子を構成するように、量子化点が格子形状に配列される。格子マッピングでは、Ｑ＿ΔΣ値がデカルト座標系のＹ値に近似し、Ｉ＿ΔΣ値がデカルト座標系のＸ値に近似する。また、格子マッピングに関しては、図４２に示すように、ＤＰＡ１４６および１４８が２値重み付けされる。しかしながら、ＤＰＡ１４６および１４８は、均等重み付けおよび／または任意重み付けされ得る。
【００５６】
図４４は、制御信号Ｉ＿１〜Ｉ＿ｎの値を符号化または復号するために位相選択配列部１４２中のＤＰＡ制御マッパー３０６および／または位相選択装置によって使用される格子マッピングの制御信号テーブルを示す。例えば、値０を有する制御信号は、位相選択装置がインアクティブ信号を出力するべきであることを示す。しかしながら、値１を有する制御信号は、位相選択装置が、０°位相を有する搬送周波数の波形を出力するべきであることを示す。さらに、値２を有する制御信号は、位相選択装置が、１８０°位相を有する搬送周波数の波形を出力するべきであることを示す。
【００５７】
図４５は、ＤＰＡ制御マッパー３０６および／または位相選択配列部１４２の格子マッピング量子化テーブルを示す。図４５では、ａ1〜ａnは、Ｉ＿ΔΣの入力された絶対値に関する量子化値の２値表示である。各ａkは、０または１のどちらかとされ得る。ａkが０に等しい場合、位相選択配列部１４２中の位相選択装置に関する出力Ｉ＿ｋは、インアクティブ信号であるべきである。しかしながら、ａkが１に等しく、且つＩ＿ΔΣの値が正である場合、位相選択装置出力は、０°位相を有する搬送周波数の波形であるべきである。同様に、ａkが１に等しく、且つＩ＿ΔΣの値が負の場合、位相選択装置出力は、１８０°位相を有する搬送周波数の波形であるべきである。
【００５８】
図４６は、制御信号Ｑ＿１〜Ｑ＿ｎの値を符号化または復号するために位相選択配列部１４４中のＤＰＡ制御マッパー３０６および／または位相選択装置によって使用される格子マッピングの制御信号テーブルを示す。例えば、値０を有する制御信号は、位相選択装置がインアクティブ信号を出力するべきであることを示す。しかしながら、値１を有する制御信号は、位相選択装置が、９０°位相を有する搬送周波数の波形を出力するべきであることを示す。さらに、値２を有する制御信号は、位相選択装置が、２７０°位相を有する搬送周波数の波形を出力するべきであることを示す。
【００５９】
図４７は、ＤＰＡ制御マッパー３０６および／または位相選択配列部１４４の格子マッピング量子化テーブルを示す。図４７では、ｂ1〜ｂnは、Ｑ＿ΔΣの入力された絶対値に関する量子化値の２値表示である。各ｂkは、０または１のどちらかとされ得る。ｂkが０に等しい場合、位相選択配列部１４４中の位相選択装置に関する出力Ｑ＿ｋは、インアクティブ信号であるべきである。しかしながら、ｂkが１に等しく、且つＱ＿ΔΣの値が正である場合、位相選択装置出力は、９０°位相を有する搬送周波数の波形であるべきである。同様に、ｂkが１に等しく、且つＱ＿ΔΣの値が負場合、位相選択装置出力は、２７０°位相を有する搬送周波数の波形であるべきである。上記の例では量子化テーブルを使用して各位相選択装置に送る制御信号の値を決定したが、制御信号の値を決定する方法は上記の量子化テーブルを使用するものに限らない。他の許容可能な方法が使用され得る。
【００６０】
図４８は、格子マッピングを使用した送信装置３００の出力信号に関するＰＳＤグラフである。図４８では、６つのＤＰＡにおける搬送周波数８３４ＭＨｚでのバンド５ＬＴＥ信号に関するＰＳＤが、「アップコンバーション後」とラベルされた線で示されている。図に見るように、ＰＳＤは、例えば指針に従うＰＳＤマスクとされ得るＰＳＤマスクを下回っている。この指針は、例えば３ＧＰＰなど任意団体からの指針になり得る。したがって、送信装置３００は３ＧＰＰによって設定された指針の範囲内で動作し得る。また、指針は、例えば、ＦＣＣなど政府機関からの指針になり得る。
【００６１】
上記実施形態では、量子化マップは直交格子に基づいている。しかしながら、非直交マッピングを含む他の種類のマッピングが使用され得る。
【００６２】
格子マッピングの使用で、比較的非集中的な量子化アルゴリズムを使用して量子化マップと量子化テーブルを生成することが好ましい。また、ＤＰＡ１４６および１４８に追加された付加的な２値重み付けＤＰＡ毎に、パワースペクトル密度が６ｄＢ向上する。それは、ノイズの６ｄＢ低減である。さらに、格子マッピングは、各ＤＰＡ１４６および１４８に関して比較的単純な入力ドライブ段を使用する。
【００６３】
本発明を以って、ノイズの低減、製造コスト、および／またはマッピング技術を実装するために必要な処理能力に関する要望に従ってマッピング技術が選択され得る。さらに、均等重み付けマッピング、２値重み付けマッピング、任意重み付けマッピング、および／または格子マッピングの例のみを開示したが、他の種類のマッピング技術を使用して、電源変調器からのミスマッチの問題に影響されにくい、高効率な送信装置を実現してもよい。
【００６４】
当業者は、更に、様々な論理ブロック、モジュール、およびここに開示した実施例に関して述べたアルゴリズムステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウエア、あるいは両者の組み合わせとして実装できることは自明である。さらに、本発明はプロセッサまたはコンピューターに特定の機能を実行させる記録媒体上でも実施され得る。
【００６５】
このハードウェアとソフトウェアの互換性を明らかにするために、様々な部材、ブロック、モジュール、回路およびステップが、一般的な機能性の意味で記載されている。そのような機能性がハードウェアまたはソフトウェアによって実現されるかどうかは、システム全体に課された特定用途と設計制約に依る。当業者は、記載されている機能を様々な方法で各特定のアプリケーションに実装することができるが、このような実装の決定が、開示された装置および方法の範囲から離れているものと解するべきではない。
【００６６】
ここに開示した実施例に関連して述べた様々な論理ブロック、装置、モジュール、回路は、一般的な目的のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰｓ）、特定用途向集積回路（ＡＳＩＣｓ）、フィールドプログラム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）、あるいはその他のプログラム可能な論理装置、分散ゲートあるいはトランジスタロジック、分散ハードウエアコンポーネント、あるいはここに述べた機能を実行するように設計されたこれらの組み合わせを用いて実装あるいは実行することができる。一般的な目的のプロセッサは、マイクロプロセッサであってよいが、代替として、従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、状態機械などのいずれであってもよい。プロセッサは、計算装置の組み合わせ、すなわち、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアとともに動作する一又はそれ以上のマイクロプロセッサ、あるいはその他のこのような構成、として実装してもよい。
【００６７】
ここに開示した実施例に関連して述べた方法あるいはアルゴリズムのステップは、ハードウェア、ソフトウェア、あるいはプロセッサで実行するソフトウェアモジュール、あるいはこれらの組み合わせによって直接的に実施することもできる。方法あるいはアルゴリズムのステップは実施例において提供されるものからの交互に行われてもよい。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、消去可能なディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいはこの分野で知られているその他の全ての形の記憶媒体に存在する。具体的な記憶媒体は、プロセッサがその記憶媒体から情報を読み、その記憶媒体へ情報を書き込むことができるようにプロセッサに接続されている。代替的に、記憶媒体がプロセッサに一体化していてもよい。プロセッサと記憶媒体は、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）に存在していてもよい。ＡＳＩＣは、無線モデムに存在していてもよい。代替として、プロセッサと記憶媒体が無線モデム内に分散コンポーネントとして存在していてもよい。
【００６８】
開示されている実施例の上記記載は、当業者が開示された方法および装置を作成して使用できるように提供されている。これらの実施例の様々な変形例は、当業者には容易であり、ここで提起されている原理は、開示された方法および装置の精神あるいは範囲から外れることなく他の実施例に適用することができる。記載した実施形態は、あらゆる面において限定的ではなく、例示的にのみ解釈される。したがって、本発明の範囲は、前述の説明ではなく、添付した特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の意味および均等の範囲に該当するあらゆる変更は、その範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６９】
１００、２００、３００    送信装置
１０２    ベースバンドＩＱ信号発生器
１０４    信号処理装置
１０６、３０６    ＤＰＡ制御マッパー
１０８、１４２、１４４    位相選択配列部
１１０    ＤＰＡ配列部
１１２    高電力出力装置
１１４    低電力出力装置
１１５、３１５    発振器
１１６、１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄ、１１６ｅ、１１６ｆ    位相選択装置
１１８、１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ、１１８ｄ、１１８ｅ、１１８ｆ    ＤＰＡ
１２０    結合器
１２２    スイッチ
１２４    アンテナ
１２６    電力増幅器
１２８    ノイズシェーパー
１３０    量子化器
１３４    コンデンサー
１３６    誘導子
１３８    抵抗器
１４０    出力
１４６、１４８    ＤＰＡ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【国際調査報告】
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