(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦ入力信号が加えられるＲＦ入力ポート；そこから増巾されたＲＦ出力信号が取り出されるＲＦ出力ポート；および上記入力および出力ポート間に、結合されたＲＦ信号処理通路、そしてその処理通路はＲＦパワー増巾器および上記ＲＦパワー増巾器によって導入された歪みを補償するように上記ＲＦ信号処理通路の１ないしそれ以上のパラメーターを調整するように制御可能に動作するＲＦ歪み修正ユニットを含んでおり、上記ＲＦ歪み修正ユニットは上記ＲＦ増巾器によって導入された歪みを表わす信号を所定の帯域巾に渡って引き出すようにしかし上記ＲＦ入力信号のＲＦキャリア周波数の影響を排除しながら、結合されており、上記ＲＦ歪み修正ユニットが上記増巾されたＲＦ信号中に含まれているエネルギーをモニターするように、結合されている周波数掃引出力受信器を含んでおり、そしてそれは上記ＲＦキャリア周波数を排除しながら上記ＲＦパワー増巾器によって導入された歪みを表わす情報を所定の帯域巾に渡って引き出す出力信号通路に結合されていることを特徴とするＲＦパワー増巾器装置。
【請求項２】
上記周波数掃引される出力受信器の出力信号通路は上記ＲＦキャリア周波数を含む上記ＲＦ出力信号に応じて制御可能に遮断されるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のＲＦパワー増巾器装置。
【請求項３】
上記ＲＦ歪み修正ユニットは、しきい値を越えるＲＦキャリアエネルギーを含んでいるＲＦ出力信号に応じて上記周波数掃引される出力受信器の上記出力信号通路を制御可能に遮断するように働くしきい値検出器を有していることを特徴とする請求の範囲第２項に記載のＲＦパワー増巾器装置。
【請求項４】
上記ＲＦ歪み修正ユニットは上記ＲＦ増巾器によって生じた歪みを打ち消すように上記ＲＦ増巾器の上流側の上記ＲＦ入力信号中に制御可能に歪みを加えるＲＦ予歪み付与修正ユニットを有することを特徴とする請求の範囲第２項に記載のＲＦパワー増巾器装置。
【請求項５】
上記ＲＦ信号処理通路は上記ＲＦパワー増巾器の上記ＲＦ出力ポートと回路的に結合されている補助ＲＦエラー増巾器を含んでいるフィードフォワードエラー修正および再注入ループを有しており、そして上記ＲＦ歪み修正ユニットは上記補助ＲＦエラー増巾器の上流側の上記フィードフォワードエラー修正および再注入ループ中に設けられたＲＦ予歪み修正ユニットを有していることを特徴とする請求の範囲第２項に記載のＲＦパワー増巾器装置。
【請求項６】
上記周波数掃引される出力受信器の出力信号通路は上記ＲＦキャリア周波数を含む上記ＲＦ入力信号に応じて制御可能に遮断されるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第５項に記載のＲＦパワー増巾器装置。
【請求項７】
上記ＲＦ歪み修正ユニットはしきい値を越えるＲＦキャリアエネルギーを含んでいるＲＦ入力信号に応じて上記周波数で掃引される出力受信器の出力信号通路を制御可能に遮断するように動作するしきい値検出器を有することを特徴とする請求の範囲第６項に記載のＲＦパワー増巾器装置。
【請求項８】
上記ＲＦ歪み修正ユニットは上記ＲＦ増巾器によって生じた歪みを打ち消すように上記ＲＦ増巾器の上流側の上記ＲＦ入力信号中に制御可能に歪みを加えるＲＦ予歪み付与修正ユニットを有することを特徴とする請求の範囲第６項に記載のＲＦパワー増巾器装置。
【請求項９】
上記ＲＦ信号処理通路は上記ＲＦパワー増巾器の上記ＲＦ出力ポートと回路的に結合された補助ＲＦエラー増巾器を含んでいるフィードフォワードエラー修正および再注入ループを有しており、そして上記ＲＦ歪み修正ユニットは上記補助ＲＦエラー増巾器の上流側の上記フィードフォワードエラー修正および再注入ループ中に設けられた上記ＲＦ予歪み修正ユニットを有していることを特徴とする請求の範囲第６項に記載のＲＦパワー増巾器装置。
【請求項１０】
ＲＦ入力信号が加えられるＲＦ入力ポート；そこから増巾されたＲＦ出力信号が取り出されるＲＦ出力ポート；および上記入力および出力ポート間に、結合されたＲＦ信号処理通路、そしてその処理通路はＲＦパワー増巾器および上記ＲＦパワー増巾器によって導入された歪みを補償するように上記ＲＦ信号処理通路の１ないしそれ以上のパラメーターを調整するように制御可能に動作するＲＦ歪み修正ユニットを含んでおり、上記ＲＦ歪み修正ユニットは上記ＲＦ増巾器によって導入された歪みを表わす信号を所定の帯域巾に渡って引き出すようにしかし上記ＲＦ入力信号のＲＦキャリア周波数の影響を排除しながら、結合されており、上記ＲＦ歪み修正ユニットは上記ＲＦ入力信号中に含まれているエネルギーをモニターするように結合されている周波数掃引される入力受信器および上記ＲＦ出力信号に含まれているエネルギーをモニターするように結合されている周波数掃引される出力受信器を有しており、かつ上記ＲＦパワー増巾器によって導入される歪みを表わす情報を引き出す出力信号通路に結合されており、かつ上記ＲＦ歪み修正ユニットはしきい値を越えるＲＦキャリアエネルギーを含む上記ＲＦ入力信号に応じて上記周波数で掃引される出力受信器の出力信号通路を制御可能に遮断するように働くしきい値を有していることを特徴とするＲＦパワー増巾器装置。
【請求項１１】
上記ＲＦ歪み修正ユニットは上記ＲＦ増巾器の上流側の上記ＲＦ入力信号の振巾および位相を制御可能に調整するＲＦ予歪み修正ユニットを有していることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のＲＦパワー増巾器装置。
【請求項１２】
上記ＲＦ信号処理通路は上記ＲＦパワー増巾器の上記ＲＦ出力ポートと回路的に結合されている補助ＲＦエラー増巾器を含んでいるフィードフォワードエラー修正および再注入ループを含んでおり、かつ上記ＲＦ歪み修正ユニットは上記補助ＲＦエラー増巾器の上流側の上記フィードフォワードエラー修正および再注入ループ中に設けられたＲＦ予歪み修正ユニットを有していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のＲＦパワー増巾器装置。
【請求項１３】
そこにＲＦ入力信号が結合されそしてそこから増巾されたＲＦ出力信号が取り出されるＲＦパワー増巾器中の歪みを測定しかつ補償する方法であって、：
（ａ）所定の帯域巾に渡って上記ＲＦパワー増巾器によって導入された歪みを表わす情報を上記ＲＦ入力信号中に存在するＲＦキャリア周波数の影響を排除しながら取り出すステップ；および
（ｂ）ステップ（ａ）で取り出された情報に従って上記ＲＦパワー増巾器によって導入された歪みを補償するようにＲＦ信号処理通路の１あるいはそれ以上のパラメーターを制御可能に調整するステップを有し、
ステップ（ａ）はそれを通して上記増巾されたＲＦ出力信号中に含まれているエネルギーがモニターされる出力信号通路中に結合されている出力受信器の動作周波数を変更すること、および上記ＲＦキャリア周波数の影響を排除しつつ上記所定の帯域巾に渡って上記ＲＦパワー増巾器によって導入された歪みを表わす情報をそこから抽出することを含む方法。
【請求項１４】
そこにＲＦ入力信号が結合されそしてそこから増巾されたＲＦ出力信号が取り出されるＲＦパワー増巾器中の歪みを測定しかつ補償する方法であって、：
（ａ）所定の帯域巾に渡って上記ＲＦパワー増巾器によって導入された歪みを表わす情報を上記ＲＦ入力信号中に存在するＲＦキャリア周波数の影響を排除しながら取り出すステップ；および
（ｂ）ステップ（ａ）で取り出された情報に従って上記ＲＦパワー増巾器によって導入された歪みを補償するようにＲＦ信号処理通路の１あるいはそれ以上のパラメーターを制御可能に調整するステップを有し、
ステップ（ａ）は上記ＲＦ入力信号中に含まれているエネルギーをモニターするように結合されている入力受信器、および上記ＲＦパワー増巾器への出力信号通路中に結合されかつ上記ＲＦ出力信号中に含まれているエネルギーをモニターするように働いている出力受信器の各々の動作周波数を同時に変更すること、およびしきい値を超過するＲＦキャリアエネルギーを含んでいる上記ＲＦ入力信号に応じて上記出力受信器の出力信号通路を制御可能に遮断することを含んでいる方法。
【請求項１５】
ステップ（ａ）はさらにしきい値を越えるＲＦキャリアエネルギーを含んでいる上記ＲＦ出力信号に応じて上記ＲＦ出力受信器の出力信号通路を制御可能に遮断することを含んでいる請求の範囲第１３項に記載の方法。
【請求項１６】
ステップ（ｂ）は上記ＲＦパワー増巾器の上流側の上記ＲＦ入力信号の振巾および位相を制御可能に調整することを含んでいる請求の範囲第１３項に記載の方法。
【請求項１７】
補助ＲＦエラー増巾器を含んでいるフィードフォワードエラー修正および再注入ループが上記ＲＦパワー増巾器の上記ＲＦ出力ポートと回路的に結合されており、そしてステップ（ｂ）は上記補助ＲＦエラー増巾器へのＲＦ信号入力の振巾および位相を制御可能に調整することを含んでいることを特徴とする請求の範囲第１３類に記載の方法。
【請求項１８】
そこへＲＦ入力信号が結合されそしてそこから増巾されたＲＦ出力信号が引き出されるＲＦパワー増巾器中の歪みを測定しかつ補償する方法であって、上記増巾されたＲＦ出力信号中のＲＦキャリア成分の位置を確かめそして分離するようにオッシレーターを掃引し、そして上記ＲＦキャリア成分を除いた上記ＲＦパワー増巾器の出力端に生成された歪みエネルギーを検出すること、および上記歪みエネルギーに従って上記ＲＦパワー増巾器のそれぞれの入力および出力通路に設けられた予歪みユニットおよび後歪みユニットの１つの動作を制御可能に調整することを含む方法。
【請求項１９】
増巾器中の歪みを測定する装置であって：上記増巾器の入力および出力の一方におけるキャリアパワーを測定するように結合された第１の受信器；上記第１の受信器のそれよりも小さな動作帯域巾を有しかつ上記第１の受信器がキャリアエネルギーに同調されている時を除いて上記増巾器の出力側の歪みエネルギーを測定するように結合されている第２の受信器；および上記第１および第２の受信器の各々の動作周波数を共通に掃引するように働く掃引型の局所オッシレーターを有する装置。
【請求項２０】
さらに上記増巾器の入力通路中に結合され、そして上記第２の受信器によって測定された上記歪みエネルギーに従って上記増巾器によって引き起こされた歪みを打ち消すように上記増巾器の上流側の入力信号に歪みを制御可能に加えるように働く予歪み修正ユニットを有することを特徴とする請求の範囲第１９項に記載の装置。
【請求項２１】
さらに上記増巾器の出力と回路的に結合された補助エラー増巾器を含むフィードフォワードエラー修正および再注入ループ、および上記補助エラー増巾器への上流側の上記フィードフォワードエラー修正および再注入ループ中に設けられ、かつ上記第２の受信器によって測定された上記歪みエネルギーに従って歪みを打ち消すように上記増巾器の出力信号に歪みを制御可能に加えるように働きかつ上記補助エラー増巾器を介して結合されている後歪み修正ユニットを有することを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は広くはラジオ周波数（ＲＦ）通信システムに関しており、かつ特に増巾器の出力に生成される歪みエネルギーが検出出来るようにＲＦパワー増巾器出力中のＲＦキャリア成分の位置を確かめ分離するため走引型オッシレーターを採用しているＲＦパワー増巾器の歪みを修正する機構に向けられている。いったん検出されると、その歪みエネルギーは、ＲＦパワー増巾器の入力通路中に設置されている予歪み付与ユニット、あるいはフィードフォワードＲＦパワー増巾器のエラー通路に設置されているゲイン/位相調整ユニットのようなディジタル信号プロセッサーで制御される歪み打ち消し装置によって制御可能に取り除かれる。
【０００２】
【発明の背景】
連邦通信委員会（ＦＣＣ）の仕様および規制はライセンスを受けたチャンネルあるいは該当の帯域の外側に溢れ出るエネルギーの量が急峻に減衰すること（例えば、５０ｄＢのオーダーに）の要求を含む非常に厳格な帯域巾の制限を通信サービス提供者が守ることを要求している。このような制限はＦＭのような伝統的な変調フォーマットについては即座に解決可能ではあるが、これらはＭアレー変調のような最新のディジタルベース変調フォーマットを使って達成することは困難である。
【０００３】
このような変調技術を使っている産業あるいは規制ベースのスタンダードに十分に合致する測帯波の減衰は直線性の高い信号処理システムおよび構成要素を必要としている。比較的直線性のある構成要素は電話回線網の比較的低い帯域巾（ベース帯域）については合理的なコストで得ることが出来るが、ＲＦ周波数でのパワー増巾器のような線形化構成要素は実現不可能な程度に高価である。
【０００４】
ＲＦパワー増巾器を線形化する際の基本的な困難はそれは本質的に非線形の装置であり、かつ望んでいない相互変調の歪み積（ＩＭＤｓ）を生成すると云う事実である。ＩＭＤｓはＲＦ入力信号とは別個に増巾されたＲＦ出力信号に擬似信号として現われる。ＩＭＤのもう１つの出現はＲＦ入力信号によって占められてはいなかったスペクトル領域中へコンパクトなスペクトルのスペクトル再生あるいは拡張である。この歪みは増巾された出力信号の位相振巾を入力信号の偶発的な（そして望ましくない）増巾器を発生源とする変調と考えてもよい。
【０００５】
線形ＲＦパワー増巾器を実現するストレートな方法は、それを出来るだけ大きくそして高パワー装置として作り、しかし増巾器をそのＲＦパワー増巾器の伝達関数が比較的線形である低い電力レベルでのみ（即ち、その定格出力パワーの小さなパーセンテージで）動作させることである。このアプローチの明らかな欠点は高価でかつサイズの大きいＲＦ装置の大部分を殺して使っているという問題である。このような問題点を解決しているその他の公知技術にはフィードバック修正技術、フィードフォワード修正技術および予歪み付与修正がある。
【０００６】
フィードバック修正技術は極エンベロープ修正（米国特許Ｎｏ．５,７４２,２０１に述べられているような）、およびＲＦパワー増巾器の出力での歪み成分がリアルタイムでその増巾器への入力信号を直接変調するように使われるガウス座標系のフィードバックを含んでいる。フィードバック技術は他の設計領域におけるネガティブフィードバック技術がそうであるように自己収斂の利点を有している。しかしネガティブフィードバックを採用しているシステムは小さな帯域巾に渡っては安定した状態を維持するが、しかし多重キャリアあるいはＷ-ＣＤＭＡのような広帯域巾環境での適用は不可能である。フィードフォワードおよび予歪み付与修正はしかしこの点に関しての制限はない。
【０００７】
フィードフォワードのアプローチでは、ＲＦパワー増巾器の出力信号中に存在するエラー（歪み）が抽出され、適切なレベルに増巾され、そしてその次に同じ振巾でしかし逆位相で増巾器の出力通路に再注入される。従って（理想的には）そのＲＦパワー増巾器の歪みは効果的に打ち消されることになる。
【０００８】
予歪み付与修正の場合には、信号はＲＦパワー増巾器の上流側のＲＦ入力信号通路上で変調される。理想的な予歪み付与信号はそのＲＦ増巾器の歪伝達関数に影響された時それが効果的にその歪み挙動を打ち消すように高パワーＲＦ増巾器の出力の所で期待されている歪の逆の特性を有している。
【０００９】
予歪み付与あるいはフィードフォワードのいずれもＲＦ増巾器の出力中のエラー信号成分を抽出しそしてそのＲＦ増巾器の抽出したエラーの挙動に従って増巾器出力中の歪みを効果的かつ連続的に最小化するようにその制御信号を調整することによって適応させることが出来る。
【００１０】
エラー信号成分を抽出する従来のメカニズムの１つは増巾器を通る信号通路中にパイロット（トーン）信号を注入し、そしてその増巾器の応答を測定することである。パイロットトーンを使用することの本質的な欠点は専用のパイロット発生回路を必要とすることとそのパイロットトーンをその増巾器の信号帯域巾中に置くことの困難性である。その他のアプローチは高パワーキャリア中の低レベル歪みを検出するための高中断受信器の採用であるが、これは相当の複雑さとコストを追加することになる。
【００１１】
【発明の要約】
本発明によれば、多重周波数入力信号中においても、ＲＦパワー増巾器歪みはそれぞれＲＦ入力および出力受信器に同調するための走引型の局所オッシレーターを使用することによって正確に測定される。同調された入力受信器によって検出されたパワーは増巾器の入力におけるキャリアの有無を決めるためにパワーの基準と比較される。入力受信器によって検出されたパワーが同調された受信器の帯域巾内にキャリアエネルギーがあることを示している基準のパワーを超えている時はいつでもその出力同調された受信器を通る同様な信号通路は高絶縁スイッチを使って制御可能に空白化される。その結果その出力受信器が増巾器出力信号の帯域巾に渡って走引されるので、歪エネルギーのみがその出力受信器によって検出される。この出力受信器によって検出された歪エネルギーはディジタル化されそしてＲＦ増巾器の上流側の予歪み修正回路あるいはフィードフォワードエラー修正ループのエラー通路中のゲイン/位相調整回路を制御するようにプロセスされる。
【００１２】
本発明の第１の、二重（入力-出力）受信器ベースの実施例によれば、適応型の予歪み付与回路が比較的“低い”キャリア対インターフェース歪み比（Ｃ/Ｉ）出力信号を有するＲＦパワー増巾器の上流側に設けられている。この比較的低Ｃ/Ｉ比出力信号はＲＦキャリアレベルがミックスされた変調多重キャリア信号および異なるパワーレベルを有する多重キャリア信号の場合についてのような相互変調積のそれと実効的に区別出来ないようなものを意味している（これとは対照的に、同様なパワーキャリアを有する高度に線形のＲＦ増巾器の出力端に生成されるそれのような比較的“高い”Ｃ/Ｉ出力信号は、ＲＦキャリアのレベルが即座にＩＭＤｓのそれから区別出来るものを意味している）。
【００１３】
本発明の第１の予歪み付与の実施例においては、増巾されるべきＲＦ入力信号は方向性カプラーを通して入力ミキサーおよびそのＲＦ増巾器への入力端におけるキャリアエネルギーの有無を検出する走引入力受信器の一部として使われるＩＦ帯域通過フィルターに結合されている。入力受信器によって検出されたキャリアエネルギーが所定のしきい値を越えると、方向性カプラーを通してＲＦ増巾器の出力に結合されている制御可能に走引される出力受信器はしきい値検出器によって空にされる。このしきい値検出器の出力は（走引スペクトル中の）キャリアエネルギーの位置を追跡するためにディジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）制御器によってモニターされる。
【００１４】
入力および出力受信器のそれぞれについての共通走引周波数はＤＳＰによって発生されたディジタル走引制御信号によって制御される同じ局所オッシレーターから引き出される。走引オッシレーターの出力は分割されそして入力および出力受信器のそれぞれのミキサーに供給される。入力ミキサーのＩＦ出力は少し広い帯域通過フィルターによってフィルターがかけられそしてその出力がしきい値検出器によってモニターされているキャリアエネルギー検出器に結合されている。しきい値検出器の出力はＤＳＰの空白検出器入力および出力受信器中の絶縁スイッチの制御ポートに結合されている。
【００１５】
入力および出力受信器についての駆動周波数の制御された変動時（例えば走引時）にはキャリアエネルギー検出器の出力がＲＦキャリア信号と関連している所定のしきい値を越えない限り出力受信器を通る信号通路は増巾器歪みを表わしていると考えられ、そして従ってＤＳＰによるエラー信号として検出される。このエラー信号に応じて、ＤＳＰはこの歪みを補償するために予歪み付与ユニットのパラメーターを適応的に調整する。
【００１６】
しかし、もしこの検出されたキャリアエネルギーがこの所定のキャリアに関連するしきい値を超えた場合には、ＤＳＰへの空白化信号および制御信号が出力受信器を通る信号通路を空にする（遮断する）と云う条件でしきい値検出器の出力がその状態を変える。このようにして、予歪み付与ユニットのパラメーターについてのＤＳＰの調整はＲＦキャリアの有無とは独立に行われる。さらに、このような歪み測定検出器回路のキャリアベースの選択的な空白化は出力受信器のＩＦ増巾器の飽和を阻止しそしてより低い第３級の中断（ＩＰ３）構成要素の使用を可能とする。
【００１７】
高Ｃ/Ｉ比を有するＲＦパワー増巾器と共に使われる本発明の第２の予歪み付与の実施例によると制御可能に空白化される歪みエネルギー測定副区分の回路構造が単純化されている。特に、入力受信器ミキサーが省略されており、ＲＦパワー増巾器の出力をダウンコンバートする出力受信器ミキサーのみが残されている。キャリアしきい値ベースの空白化を可能とするためにダウンコンバートされた出力受信器のミキサーは２つの通路に分割される。即ち絶縁スイッチを介して１つは広い帯域のキャリアのしきい値検出器に、もう１つは狭い帯域の歪み検出器に分割される。
【００１８】
第１の実施例と同様に、キャリア検出器の出力は局所オッシレーターの周波数走引中にしきい値と比較される。その検出器出力がそのキャリア検出器の帯域巾内にキャリアエネルギーがあることを示しているしきい値を越えると歪み検出器への信号通路を遮断するように空白化信号が発生される。
【００１９】
この発明をＲＦ増巾器の上流側の予歪み付与ユニットのパラメーターを調整するため歪みを測定するために適用するのに加えて、この発明はＤＳＰ制御される適応型の予歪み調整回路がＲＦ増巾器の下流側のフィードフォワード打消し増巾器通路中に設けられるＲＦパワー増巾器の歪み測定および修正方式中に採用されてもよい。そして再び上で説明した制御可能に空白化される歪みエネルギー測定副区分の低あるいは高Ｃ/Ｉ比のバージョンがその増巾器の特性に従って採用されてもよい。
【００２０】
本発明の第３の実施例によると、ＤＳＰ制御される適応型ゲイン/位相調整回路が比較的低いＣ/Ｉ比の主ＲＦパワー増巾器を利用しているフィードフォワード増巾器のエラー通路中に設けられている。主ＲＦ増巾器へのＲＦ入力ポートはベクトル変調器のような上流側のゲイン/位相調整回路を有する第１のＲＦ信号ループと結合している。このＲＦ入力ポートはさらにフィードフォワードエラー抽出および再注入ループのＲＦキャリア打ち消しコンバイナーの第１のポートへの遅延線を経由して第２のＲＦ信号通路へ方向性カプラーを通して供給される。このＲＦ増巾器の増巾された信号出力の一部は抽出されそしてキャリア打ち消しコンバイナーの第２のポートに結合される。このキャリア打ち消しコンバイナーはＲＦ増巾器の出力から第２のＲＦ信号通路中の時間に沿って並べられたＲＦキャリア成分を打ち消すように働きそして歪みあるいはＩＭＤｓを表わすＲＦエラー信号を与える。
【００２１】
このＲＦ打ち消しコンバイナーによって生成されたＲＦエラー信号はフィードフォワードエラー修正および再注入ループのＤＳＰ制御されるゲイン/位相調整回路に結合されている。このゲイン/位相調整回路の出力はフィードフォワードＲＦエラー増巾器中で増巾されそして主ＲＦ増巾器の出力通路中に再注入される。このフィードフォワードエラー通路のゲインおよび位相をモニターしかつ適応可能に制御するために、その関連する制御プロセッサーは上で説明した第１の実施例と同様に構成されかつ動作する制御可能に空白化される歪みエネルギー測定副区分を使って増巾器歪み信号が供給される。
【００２２】
比較的高Ｃ/Ｉ比増巾器用の本発明の第４の実施例によると、第３の実施例の低Ｃ/Ｉ増巾器の二重受信器を含む制御可能に空白化される歪みエネルギー測定副区分は第２の実施例の複雑化が低減された単一の受信器ベースの制御可能に空白化される歪みエネルギー測定副区分によって置き替えられている。
【００２３】
【実施例の詳細な説明】
本発明のよる新規でかつ改良されたＲＦパワー増巾器歪み測定および修正メカニズムを詳細に説明する前に、本発明は、主として従来のＲＦ通信回路、関連するディジタル信号処理要素およびそのような回路および要素の動作を制御する付随する監視制御回路の所定の配置にあるという点に気付いてほしい。その結果として、そのような回路要素の構造およびそれらがその他の通信システム装置とインターフェースする方法はその大部分について直ぐに理解可能なブロック図で図示されており、そしてこれらのブロック図はその中の記述の利益を受けるこの分野の当業者にとっては即座に明らかであるような点を詳細に述べて開示内容が不明瞭にならないように、本発明に関連のあるそれらの詳細な点だけを示している。従ってブロック図による図示は、主としてＲＦ増巾器歪み測定および修正システムの主たる要素を便利のいい機能ごとにグルーピングし、従って本発明が即座に理解できるような形で示すことを意図している。
【００２４】
図１は本発明による発明を限定するようには働かないＲＦパワー増巾器歪み測定および修正方式の第１の実施例をブロック図で示しており、そこでは適応型の予歪み付与回路が比較的“低い”キャリア対相互変調比（Ｃ／Ｉ）を有するＲＦ増巾器１０の上流側に設けられている。上でも指摘したように、比較的低いＣ／Ｉ比のＲＦ増巾器と云う表現はそのＲＦキャリアレベルが相互変調積のそれから実効的には区分不可能であることを意味している。発明を制限するようには働かない例として、低Ｃ／Ｉ比は−50dBC以上の相互変調積を有する増巾器である。
【００２５】
図１に示すように、増巾されるべきＲＦ入力信号ＲＦinはＲＦパワー増巾器１０への信号入力通路の入力ポート１１に結合されており、その歪み特性は制御可能に空白化される歪みエネルギー検出副区分１００によって測定される。キャリアエネルギーの有無に関してＲＦ入力信号をモニターするために、ＲＦ入力ポート11は第１の方向性カプラー１３を介して制御可能に同調あるいは走引された入力受信器２０の中のミキサー２２の第１の入力２１にそしてＲＦパワー増巾器１０への信号入力通路中に設けられているディジタル的に制御される予歪み付与ユニット１４に結合されている。
【００２６】
ＲＦ増巾器１０へのＲＦ入力信号の振巾および位相をダイナミックに調整するように働いている予歪み付与ユニット14は複雑な多項仕事関数によって駆動されるベクトル変調器を含んでおりかつ動作モニタリングおよびパラメータ更新ディジタル信号プロセッサー(ＤＳＰ)１６によって多重リンク１５を通して供給される一組みの重み係数w0,w1,w2・・・wNを受信するように結合されている。このＤＳＰは予歪み付与ユニット１４によって発生された歪みを調整するため１ないしそれ以上のエラー最少化アルゴリズム（例えばベキあるいは最少化平均）を実行する。ＲＦパワー増巾器１０の出力はＲＦ出力ポートＲＦＯＵＴにそして第２の方向性カプラー１７を通して制御可能に同調あるいは走引される出力受信器３０中のミキサー３２の第１の入力３１に結合されている。この方向性カプラー１７の出力は増巾されたオリジナルのＲＦ入力信号およびこのＲＦ増巾器によって導入された全ての相互変調（スペクトル再生）の歪み積（ＩＭＤＳ）を表わしている。
【００２７】
入力および出力受信器２０，３０のそれぞれはＤＳＰ１６によって発生されるディジタル走引制御信号によって制御される。この目的のために、ディジタル走引制御信号線１７はディジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ）４１に結合されており、このコンバータはローパスフィルター４３中でフィルターがかけられそして電圧制御オッシレータ（ＶＣＯ）４５に結合されているアナログ出力走引電圧を生成する。ＶＣＯ４５の出力はウィルキンソンスプリッター５０の入力ポートに結合されている。このウィルキンソンスプリッター５０はバッファー増巾器５５を通してミキサー２２の第２の入力に結合されている第１の出力ポートおよびバッファー増巾器５７を通してミキサー３２の第２の入力３３に結合されている第２の出力ポート５３を有している。ミキサー２２のＩＦ出力２５は広い帯域通過フィルター６１によってフィルターがかけられておりそしてバッファー増巾器６３を通してダイオードとして示されているキャリアパワー検出器６５に結合されており、そのダイオードのカソードは大地にキャパシター結合されている。このキャリアパワー検出器６５はしきい値検出器６７に結合された出力を有しその検出器の出力はＤＳＰ１６の空白化検出入力１８および出力受信器３０中の一対の制御された高絶縁スイッチ７０および８０のそれぞれの制御ポート７１、８１に結合されている。ＲＦキャリア信号と関連する所定のしきい値を越えるキャリアパワー検出器６５の出力がない場合には、しきい値検出器６７の出力は第１の論理状態にある。しかし、もしこのキャリアパワー検出器６５が所定のしきい値を越えるパワーを検出すると、しきい値検出器６７の出力は第２の論理状態に変化する。このＤＰＳ１６への空白化信号入力１８の状態の変化は出力受信器３０を制御可能に空白化するために利用され、そしてその受信器を通してＲＦ増巾器の歪みが測定される。
【００２８】
この目的のために、ミキサー３２のＩＦ出力３５はスイッチ７０の第１の入力ポート７２に結合されており、その第２の入力ポート７３は図示のようにインピーダンス接続されている。スイッチ７０は狭い帯域の帯域通過フィルター７５を通してスイッチ８０の第１の入力ポート８２に結合された出力ポート７４を有しており、このスイッチの第２の入力ポート８３は図示のようにインピーダンス接続されている。スイッチ８０はＩＦバッファー増巾器８５を通してダイオードとして示されている（歪み）パワー検出器９１に接続された出力ポート８４を有しており、ダイオードのカソードは大地にキャパシター接続されており、そしてそれはＲＦ増巾器１０によって発生された出力受信器帯域巾内の歪みパワーを測定するように働く。
【００２９】
この歪みパワー検出器９１はローパスフィルター９３を通してアナログ−ディジタルコンバータ（ＡＤＣ）９５に結合されたその出力を有し、そのディジタル化された出力はリンク９７を通してＤＳＰ１６の歪み検出入力１９に結合されている。上で述べたように、この歪みパワー検出器のディジタル化された出力は積分されそして予歪み付与ユニット１４中の可変減衰器および位相シフター要素を制御するため１ないしそれ以上のエラー最少化アルゴリズムを使ってＤＳＰ１６によってプロセスされる。
【００３０】
制御可能に空白化される歪みエネルギー測定副区分１００の動作に従って、出力受信器３０を通る信号通路は通常スイッチ７０および８０を通して歪みパワー検出器９１に結合されており、その出力はサンプリングされ、ディジタル化されそして上で説明したようにＤＳＰ１６の歪み入力１９に結合される。
【００３１】
ＤＳＰ１６がＶＣＯ４５への制御電圧入力を走引するに従って入力および出力受信器２０および３０のそれぞれについての同調周波数が共通に走引される。この周波数走引期間中に、入力受信器２０のキャリアパワー検出器６５によって検出されたパワーはしきい値検出器６７に加えられ、そのしきい値はキャリアと歪みに区分される。しきい値検出器６７のしきい値が超過されない限り、受信器３０の出力がＲＦパワー増巾器１０中に生成された歪みパワーであると推定される。この歪みパワーはディジタル化されそしてプロセッサー１６に結合されそして上で説明したように予歪み付与修正回路１４を制御するため全走引期間に渡って積分される。
【００３２】
しかしキャリアパワー検出器６５の出力が出力受信器がキャリアエネルギーの近傍で同調されたことを表わしているしきい値検出器６７のしきい値を越えた時には、上で説明したようにしきい値検出器６７の出力はその第２の論理状態に変化する。このことはスイッチ７０および８０を通る信号通路を遮断するように働きそしてＤＳＰ１６によって実行される歪み修正動作がキャリアによって生じないように出力受信器３０を効果的に空白化する。歪み測定受信器回路のこのキャリアベースの選択的な空白化は出力受信器のＩＦ増巾器８５の飽和を阻止しそしてより低いＩＰ３要素の使用を可能にする。帯域通過フィルター６１によって決められる入力受信器２０の帯域巾はスイッチング動作にとって望ましい保護帯域を与えるように出力受信器３０の帯域巾よりも少し広くしてもよい。
【００３３】
図２は発明を制限するようには働かない本発明の第２の実施例によるＲＦパワー増巾器歪み測定および修正方式のブロック図であり、ここでは適応型の予歪み付与回路が比較的“高”Ｃ／Ｉ比を有するＲＦ増巾器の上流側に設けられている。上でも指摘したように、比較的高Ｃ／Ｉ比のＲＦ増巾器という表現はそこでＲＦキャリアのレベルが相互変調のそれから即座に識別可能であるような高度に線形化されたＲＦ増巾器を意味している。発明を制限するようには働かない例として、高Ｃ／Ｉ比は−65〜−70dBCのオーダーの範囲にある。
【００３４】
高Ｃ／ＩＲＦ増巾器の使用はキャリア信号と歪み間の区別に際してエラーを導入することなくその出力ミキサーがキャリア検出器およびその歪み検出器の両方によって使用されることを可能とする。このことは制御可能に空白化する歪みエネルギー測定副区分２００の回路設計を入力ミキサーおよびそれに関連する増巾器を取り除くことによって簡単化する。
【００３５】
もっと具体的に云うと、図１の実施例におけるように、増巾されるべきＲＦ入力信号ＲＦinはＲＦパワー増巾器１０についての信号通路の入力ポート１１に結合されている。しかし、入力受信器がないので、図１の第１の歪みカプラーによって与えられる信号通路は図２にはない。その代りに、ＲＦ入力ポートはディジタル的に制御される予歪み付与ユミット１４に直接結合されている。ＲＦパワー増巾器１０の出力はＲＦ出力ポートＲＦoutへ結合されており、そして方向性カプラー１７を通して複雑さを低減した制御可能に空白化する歪みエネルギー測定副区分２００の制御可能に走引される入力受信器３０内のミキサー３２の第１の入力３１に結合されている。
【００３６】
第１の実施例におけると同様に、出力受信器３０はＤＳＰ１６によって発生されるディジタル走引信号によって制御されそしてＤＡＣ４１に結合されている。ＤＡＣ４１によって生成されたアナログ走引電圧はローパスフィルター４３中でフィルターがかけられそしてＶＣＯ４５へ結合される。ＶＣＯ４５の出力はバッファー増巾器５７を通してミキサー３２の第２の入力３３に結合されている。ミキサー３２の出力３５はウィルキンソンスプリッター５０の入力ポート５１に結合されている。ウィルキンソンスプリッター５０はより広い帯域の帯域通過フィルター６１によってフィルターがかけられかつバッファー増巾器６３を通してキャリアパワー検出器６５に結合されている第１の出力ポート５２を有している。図１に示した第１の実施例と同様に、キャリアパワー検出器６５はしきい値検出器６７に結合された出力を有し、その出力はＤＳＰ１６および出力受信器中の制御された高絶縁スイッチ７０および８０のそれぞれの制御ポート７１，８１に結合されている。
【００３７】
ウィルキンソンスプリッター５０の第２の出力ポート５３はスイッチ７０の第１の入力ポート７２に結合されており、その第２の入力ポート７３は図示のようにインピーダンス接続されている。スイッチ７０はより狭い帯域の帯域通過フィルター７５を通してスイッチ８０の第１の入力ポート８２に結合されている出力ポート７４を有しており、その第２の入力ポート８３は図示のようにインピーダンス接続されている。スイッチ８０はＲＦ増巾器１０の出力中の（歪み）エネルギーを測定するためにＩＦバッファー増巾器８５を通して歪みパワー検出器９１に結合されている。歪みパワー検出器９１はローパスフィルター９３を通してそのディジタル化された出力がリンク９７を通してＤＳＰ１６に結合されているアナログ−ディジタルコンバーター（ＡＤＣ）９５に結合されている出力を有している。
【００３８】
図２の高Ｃ／Ｉ実施例の動作は入力受信器がない点を除くと上で説明した図１のそれと同様である。即ち出力受信器３０を通る受信通路は通常スイッチ７０および８０を通して検出器９１に結合されており、その出力はサンプリングされ、ディジタル化されそしてＤＳＰ１６に結合されている。ＤＳＰ１６はＶＣＯ４５への制御電圧入力を制御可能に変更するので、出力受信器３０に対する同調周波数が走引される。この走引期間中に、キャリアパワー検出器６５の出力はしきい値検出器６７中でキャリアと相互変調歪みを区別するしきい値と比較される。
【００３９】
キャリアパワー検出器６５の出力が受信器がＲＦ増巾器１０からのキャリアパワーに基づいて同調されていることを示すしきい値検出器６７のしきい値を越えると、しきい値検出器６７の空白化検出器に結合した出力が、スイッチ７０および８０を通る信号通路が遮断されそして出力受信器３０を効果的に空白化するように、その第２の論理状態に変化する。その結果、走引期間中出力受信器の歪みパワー検出器９１によって検出されたエネルギーはキャリアにもっぱら関連するＲＦパワー増巾器の歪みエネルギーである。この歪みパワーは先に説明したようにディジタル化されそして予歪み修正回路１４を制御するためプロセッサー１６の歪み検出入力１９に結合される。
【００４０】
図３は発明を制限するようには働かない本発明による第３の実施例のＲＦパワー増巾器歪み測定および修正方式をブロック図で示しており、ここではＤＳＰ制御されるゲイン／位相調整回路が、比較的“低”Ｃ／Ｉ比を有しかつその歪み特性が測定されるＲＦ増巾器１０の下流側に結合されたフィードフォワードエラー通路中に設けられている。この目的のために、ＲＦ入力ポート１１は入力バッファー増巾器３０１および方向性カプラー３０３を通してＲＦ増巾器１０の上流側に結合したゲイン／位相調整回路３１３を含むキャリア打ち消しループ３１０の第１のＲＦ信号通路３１１に結合されている。このゲイン／位相調整回路３１３はそれぞれＲＦ振巾および位相調整回路３１５および３１６から形成されたベクトル変調器を有していてもよい。回路３１５および３１６への破線入力によって示されているように、ゲイン／位相調整回路３１３はＤＳＰ１６から生じた振巾および位相調整信号によって制御されてもよい。
【００４１】
この入力ポート１１はさらに遅延回路３１４を含んでいる第２のＲＦ信号通路３１２に結合されており、この遅延回路の出力はフィードフォワードエラー抽出および再注入ループ３３０のＲＦキャリア打ち消しコンバイナー３２０（例えば、発明を限定するよう働かない例としてウィキンソンスプリッター／コンバイナー）の第１のポート３２１に結合されている。この遅延回路３１４はゲイン／位相調整回路３１３およびＲＦ増巾器１０によって第１のＲＦ信号通路３１１に課された挿入遅延に対応する遅延を与えるように働く。
【００４２】
ＲＦ増巾器１０の増巾された信号出力の一部は方向性カプラー３１７を介して抽出されそしてキャリア打ち消しコンバイナー３２０の第２のポート３２２に結合される。最初の２つの実施例におけると同様に、方向性カプラー３１７の出力は増巾されたオリジナルのＲＦ入力信号とＲＦ増巾器１０によって導入された全てのＩＭＤＳを表わしている。このキャリア打ち消しコンバイナー３２０はＲＦ増巾器１０の出力から第２のＲＦ信号通路３１２によって供給される遅延した（時間に沿って並んだ）ＲＦキャリア成分をキャンセルしかつ従ってＩＭＤＳを表わすＲＦエラー信号を与えるように働く。
【００４３】
ＲＦ打ち消しコンバイナー３２０によって生成されたこのＲＦエラー信号はフィードフォワード歪み打ち消しループ３３０のＤＳＰ制御されたゲイン／位相調整回路３５０に結合されている。このゲイン／位相調整回路３５０はそれぞれ振巾および位相制御ユニット３５１および３５３を有するベクトル変調器を有していることが示されている。この振巾および位相制御ユニット３５１および３５３はそれぞれ制御ユニット３５２，３５４を有しておりそこには振巾および位相調整信号（Ｇ２，φ２）がＤＳＰ１６から与えられている。
【００４４】
ゲイン／位相調整回路３５０の動作を制御するために、ＤＳＰ１６からのディジタルゲイン制御信号がＤＡＣ３５５によってアナログフォーマットに変換される。ＤＡＣ３５５の出力はローパスフィルター３５６中でフィルターがかけられそしてゲイン制御回路３５１のゲイン制御入力３５２に結合される。ＤＳＰ１６からのディジタル位相制御信号はＤＡＣ３５７によってアナログフォーマットに変換され、その出力はローパスフィルター３５８によってフィルターがかけられそして位相制御回路３５３の位相制御入力３５４に結合される。
【００４５】
ゲイン／位相調整回路３５０の出力はフィードフォワードＲＦエラー増巾器３６０中で増巾され、そして次に再注入方向性カプラー３６３によってＲＦ増巾器１０の出力通路３１９中に再注入される。この方向性カプラー３６３は遅延ユニット３６５の下流側に設けられており、そこにはＲＦ増巾器１０の出力通路３１９が結合されている。この遅延ユニット３６５はフィードフォワードエラー修正および再注入ループ３３０中のＲＦ打ち消しコンバイナー３２０、ゲイン／位相調整回路３５０およびフィードフォワードＲＦエラー増巾器３６０を通してＲＦエラー信号通路３３１中に導入された要素の挿入遅延に対応する効果的な遅延を与える。
【００４６】
ゲイン／位相調整回路３５０のパラメータをモニターしそして適応的に制御するために、このディジタル信号プロセッサー１６は、図１の実施例に関連して上で述べたと同じような方法で構成されかつ動作する制御可能に空白化する歪みエネルギー測定副区分１００内の、ＲＦ出力モニタニング受信回路３０の制御可能に空白化するスイッチング要素を通して結合されている。特に、ＲＦ増巾器の信号出力通路３１９中の複合信号の一部が再注入方向性カプラー３６３の下流側に設けられた方向性カプラー３６７を介して抽出される。この抽出された信号は出力受信器３０のミキサー３２の第１の入力３１に結合されている。
【００４７】
図３および図１の実施例の動作の違いはＤＳＰ１６による測定された歪みエネルギーの使い方に関係している。図１の実施例においては、測定された歪みエネルギーはＲＦ増巾器１０への信号入力通路中の予歪み付与ユニット１４のパラメーターを制御可能に調節するために使われている。図３の実施例においては、この測定された歪みエネルギーはフィードフォワードエラー修正および再注入ループ３３０のフィードフォワードＲＦエラー増巾器３６０へのＲＦエラー信号通路３３１中のゲイン／位相調整回路３５０のパラメーターを制御可能に調整するために使われている。
【００４８】
図４は本発明の第４の実施例による発明を制限するようには働かないＲＦパワー増巾器歪み測定および修正方式のブロック図であり、これは比較的“高”Ｃ／Ｉ比を有するＲＦ増巾器１０用の図２のエラー測定メカニズムおよび図３のフィードフォワード打ち消し増巾器構造の効果的な組み合わせである。この目的のために、図４の高Ｃ／Ｉ実施例の予増巾信号処理ループ３０１およびフィードフォワードエラー抽出および再注入ループ３３０は図３の低Ｃ／Ｉ実施例におけるそれと同様に構成されかつ動作する。図４の高Ｃ／Ｉ実施例は制御可能な空白化歪みエネルギー測定副区分１００を図２の実施例の複雑さを低減した制御可能な空白化された歪みエネルギー副区分２００で置き変えることによって図３の低Ｃ／Ｉの実施例と異なっている。
【００４９】
本発明についての以上の説明から明らかなように、ＲＦパワー増巾器の歪みは例え多重周波数入力信号であっても、その出力がキャリアと関連するしきい値と比較される受信器と同調する走引型局所オツシレーターを使うことによって即座に正確に測定される。その入力受信器によって検出されたパワーが入力受信器がキャリアに基づいて同調されたことを示すしきい値を越えた時にはいつでも出力受信器を通る信号通信が空白化される。その結果、出力受信器が走引され、その出力が歪みエネルギーのみを含んでいると推定され、それはディジタル化されそして予歪み付与修正回路あるいはフィードフォワード誤差修正ループの後歪み付与回路を制御するために処理される。有利なことにはオッシレータの走引中には周波数情報が入手可能なので、選択されたサンプルは強調されその結果予歪み付与の重みは動作帯域巾に渡って全歪みエネルギーを単に最少化するよりむしろ最適マスクの動作を達成するように選ばれる。この発明はキャリアおよび歪みの両方のレベルを正確に測定するため単一の出力受信機器を使っているスペクトルアナライザー技術と関連している比較的遅い処理および高いダイナミックレインジの要求を克服する。
【００５０】
以上本発明によるいくつかの実施例を示し説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるのもではなく当業者にとって知られる種々の変更および修正が可能であり、従ってここに示しかつ説明した詳細に限定されることを望むものではなく、当業者にとって容易に推考出来る全ての変更および修正をカバーすることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の第１の二重受信器を使った実施例によるＲＦパワー増巾器歪み測定および予歪み修正方式をブロックダイヤグラムで示している。
【図２】  本発明の第２の単一受信器を使った実施例のＲＦパワー増巾器歪み測定および予歪み付与修正方式をブロックダイヤグラムで示している。
【図３】  本発明の第３の二重受信器を有する実施例のＲＦパワー増巾器歪み測定および後歪み修正方式をブロックダイヤグラムで示している。
【図４】  本発明の第４の単一受信器を有する実施例のＲＦパワー増巾器歪み測定および後歪み修正方式をブロックダイヤグラムで示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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