(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変化する動作条件の下で低減されたひずみを伴う増幅された信号を生成する方法であって、
特定の時刻または時間周期における動作周波数帯域の周波数スペクトラムの複数の検出された振幅の少なくとも１つの検出された振幅に応じて、前記動作周波数帯域内で、少なくとも１つの成分を調節することを含み、
前記複数の検出された振幅は、
検出パス上の検出ポイントにおける前記動作周波数帯域のレプリカを得、
前記動作周波数帯域のサンプルをデジタル値へ変換し、そして、
前記動作周波数帯域のデジタル表現を生成するために前記デジタル値を使ってフーリエ変換を実行し、その結果前記動作周波数帯域の前記複数の検出された振幅を生成することによって検出されることにより特徴づけられ、
前記調節することは、前記周波数スペクトラム表現の前記少なくとも１つの検出された振幅に応じて、パス上の前記動作周波数帯域内の信号について、前記動作周波数帯域にわたるイコライザゲイン応答および／または位相応答を変更することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
増幅されるべき信号を主信号パス（１６）上とフィードフォワードパス（１８）上へ分割し、
前記主信号パス（１６）上のひずみを伴う増幅された信号を生成するために、前記主信号パス（１６）上の前記信号を増幅し、
結合パス（３０）上の前記ひずみを伴う前記増幅された信号のレプリカを得るために、前記ひずみを伴う前記増幅された信号をサンプリングし、そして、
前記フィードフォワードパス（１８）上の前記ひずみを生成するために、前記結合パス（３０）上の前記ひずみ及び前記増幅された信号の前記レプリカと、前記フィードフォワードパス（１８）上の前記信号を結合させることを含み、
前記信号の振動数帯域内の少なくとも１つの成分を調節することは、検出ポイントにおいて、前記周波数スペクトラム表現の前記少なくとも１つの検出された振幅に応じて生成される制御信号により実行されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
増幅されるべき信号を主信号パス（１６）上とフィードフォワードパス（１８）上へ分割し、
前記主信号パス（１６）上のひずみを伴う増幅された信号を生成するために、前記主信号パス（１６）上の前記信号を増幅し、
結合パス（３０）上の前記ひずみを伴う前記増幅された信号のレプリカを得るために、前記ひずみを伴う前記増幅された信号をサンプリングし、
前記フィードフォワードパス（１８）上の前記ひずみを生成するために、前記結合パス（３０）上の前記ひずみ及び前記増幅された信号の前記レプリカと、前記フィードフォワードパス（１８）上の前記信号を結合させ、
前記フィードフォワードパス（１８）上の前記ひずみの振幅および／または位相を調節するために、ゲイン回路および／または位相回路（１０２）へ前記フィードフォワードパス上の前記ひずみを適用し、そして、
前記主信号パス上の低減されたひずみを伴う増幅された信号を出力するために、前記主信号パス（１６）上の前記ひずみ及び前記増幅された信号と、前記フィードフォワードパス（１８）上の前記ひずみを結合させることを含み、
前記信号の周波数帯域内の少なくとも１つの成分を調節することは、検出ポイントにおける前記周波数スペクトラム表現の前記少なくとも１つの検出された振幅に応じて生成される制御信号により実行されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
増幅されるべき信号を主信号パス（１６）とフィードフォワードパス（１８）上へ分割し、
前記主信号パス（１６）上のひずみを伴う増幅された信号を生成するために、前記主信号パス（１６）上の前記信号を増幅し、
結合パス（３０）上の前記ひずみを伴う前記増幅された信号のレプリカを得るために、前記ひずみを伴う前記増幅された信号をサンプリングし、
前記フィードフォワードパス（１８）上の前記ひずみを生成するために、前記結合パス（３０）上の前記ひずみ及び前記増幅された信号の前記レプリカと、前記フィードフォワードパス（１８）上の前記信号を結合させ、
前記フィードフォワードパス（１８）上の前記ひずみの振幅および／または位相を調節するために、ゲイン回路および／または位相回路（１０２）へ前記フィードフォワードパス（１８）上の前記ひずみを適用し、
低減されたひずみを伴う増幅された信号を出力するために、前記主信号パス（１６）上の前記ひずみ及び前記増幅された信号と、前記フィードフォワードパス（１８）上の前記ひずみを結合させ、
前記結合パス（３０）上の前記ひずみ及び前記増幅された信号の前記レプリカと前記フィードフォワードパス（１８）上の前記信号を結合させた後に、前記フィードフォワードパス（１８）上の第１の検出ポイントにおける前記動作周波数帯域をサンプリングし、
前記主信号パス（１６）上の前記ひずみ及び前記増幅された信号と前記フィードフォワードパス（１８）上の前記ひずみを結合させた後、前記主信号パス（１６）上の第２の検出ポイントにおける前記動作周波数帯域をサンプリングし、そして、
前記第１の検出ポイントと前記第２の検出ポイントにおける前記少なくとも１つの検出された振幅に応じて調節するために、前記第１の検出ポイントと前記第２の検出ポイント間を切り替えることを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記調節することは、前記周波数スペクトラム表現の前記複数の検出された振幅の少なくとも１つに応じて、前記動作周波数帯域内の信号を、相対的にゲイン調節することおよび／または相対的に位相調節することを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記調節することは、前記周波数スペクトラム表現の前記複数の検出された振幅に応じて、パス上の前記動作周波数帯域内の信号に関して、前記動作周波数帯域上でのイコライザ遅延応答を変更することを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
動作周波数帯域を受信するように構成される検出パス（１０６、１１６、１２２）と、
前記検出パス上で前記動作周波数帯域を受信し、特定の時刻または時間において前記動作周波数帯域の周波数スペクトラムの複数の振幅を生成し、前記複数の振幅の少なくとも１つに応じて前記動作周波数帯域の調節を提供するように構成される処理回路（８２）とを含み、
前記振幅は、前記動作周波数帯域のデジタル表現を生成するために、前記動作周波数帯域のサンプルをデジタル値へ変換し、前記デジタル値を使ってフーリエ変換を実行することにより生成されることを特徴とする増幅ひずみ低減システムであって、
前記低減システムはさらに、
増幅されるべき信号を受信し、主信号パス（１６）とフィードフォワードパス（１８）上へ、前記動作周波数帯域内の前記信号のレプリカを提供するように構成される第１のスプリッタ（１４）、
前記主信号パス（１６）上のひずみを伴う増幅された信号を生成するために、前記主信号パス上の前記信号を増幅するように構成される前記主信号パス上の第１の増幅器（１２）、
前記ひずみを伴う前記増幅された信号のレプリカを結合パス（３０）上へ結合するように構成される第１のカプラ（２６）、
前記フィードフォワードパス（１８）上の前記ひずみを生成するために、前記増幅された信号の前記レプリカ及び前記結合パス（３０）上の前記ひずみと、前記フィードフォワードパス上の前記信号を結合させるように構成される第２のカプラ（２８）、
前記フィードフォワードパス（１８）上の前記第２のカプラ（２８）の後ろにあり、第１の検出ポイントから前記動作周波数帯域を受信するように構成される第１の検出パス（１１６）、
第１の検出ポイントにおける前記動作周波数帯域上の前記振幅の前記少なくとも１つに基づくゲイン調節および／または位相調節を提供するように構成される前記処理回路（８２）、
前記主信号パス（１６）上の低減したひずみを伴う増幅された信号を出力するために、前記主信号パス（１６）上の前記ひずみ及び前記増幅された信号と、前記フィードフォワードパス（１８）上の前記ひずみを結合させるように構成される第３のカプラ（４６）、
前記第３のカプラ（４６）の後ろにあり、第２の検出ポイントにおいて前記動作周波数帯域を受信するように構成される第２の検出パス（１２２）、
前記第２の検出ポイントにおける前記動作周波数帯域上の前記振幅に基づき、ゲイン調節および／または位相調節を提供するように構成される前記処理回路（８２）、及び、
前記第１の検出パス（１１６）と前記第２の検出パス（１２２）からの前記動作周波数帯域を受信し、前記第１の検出ポイントと前記第２の検出ポイントから前記動作周波数帯域を、前記第１の検出ポイントおよび前記第２の検出ポイントにおける前記振幅に応じて振幅および／または位相を調節するための前記処理回路（８２）へ提供するために、前記第１の検出パス（１１６）と前記第２の検出パス（１２２）間を切り替えるように構成されるスイッチ（１０８）を含み、
前記調節は、前記周波数スペクトラム表現の前記複数の振幅に応じて、パス上の前記動作周波数帯域内の信号について、前記動作周波数帯域にわたるイコライザゲイン応答および／または位相応答を変更することを含むことを特徴とする増幅ひずみ低減システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、低減されたひずみを伴う増幅された信号を生成する信号増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  理想的な電力増幅器は、波形を変化させずに入力信号を増幅する。したがって、理想的な電力増幅器は、変形（transfer）機能の不連続性がない線形的な変形機能（入力信号ｖｓ出力信号）を有するものとして特徴づけられる。しかし実際には、電力増幅器は非線形領域と「線形」領域を伴う変形機能を有する。電力増幅器ができるかぎり線形に近い動作を実行するために、電力増幅器は、可能な入力信号振幅の範囲を与えられると、線形領域内で動作するように設計されている。入力信号が、電力増幅器を線形領域の外側で動作させる原因となる振幅を有する場合、電力増幅器は非線形成分またはひずみを信号に導入する。入力信号が増幅器を圧縮、飽和（入力振幅が増加されても、かなりの出力振幅の増加がないこと）、または、シャットオフ（入力振幅が減少しても、かなりの出力振幅の減少がないこと）の原因となるピーク振幅を有する時、増幅器は、非線形的な方法で切り取られるかゆがめられた出力信号を生成する。【０００３】  ワイヤレス通信システムでは、信号の高い電力増幅を使用して、たとえば、変調された情報を上に伴うキャリア信号（複数可）など、送信する信号のパワーを増大させる。この入力信号のひずみは、隣接するチャネルまたは周波数内で生成するパワーの質が低下するか、または隣接するチャネルまたは周波数内の信号と干渉する原因となり、これは一般に、スペクトラムの再成長（spectral regrowth）または隣接チャネルパワー（ＡＣＰ）と呼ばれる。隣接チャネルパワーの生成は、増幅されている信号が隣接するチャネルまたは周波数帯域にあるワイヤレス通信システムでは特に懸念される。ワイヤレスセルラ通信システムは、地理的な領域内で移動する場合もあり固定されている場合もあるワイヤレスユニットへの通信信号の送信、およびワイヤレスユニットからの通信信号の受信をサポートするために、地理的に分布された多くの基地局を備える。各基地局は、セルと呼ばれる特定の領域上で音声および／またはデータ通信を処理し、セルラシステムに関する全体のサービスエリアは、すべてのセルサイトのセルの連合により定義され、近隣のセルサイトのサービスエリアは（可能であれば）ある程度重なり合っていて、システムのサービスエリアの外側の境界で連続的に通信をカバーするようにする。【０００４】  ワイヤレスセルラ通信システム内では、基地局およびワイヤレスユニットは、順方向リンク上および逆方向リンク上で音声および／またはデータを通信し、順方向リンクは通信信号を基地局からワイヤレスユニットに運び、逆方向リンクは通信信号をワイヤレスユニットから基地局へ運ぶ。ワイヤレスユニットと基地局がセルラ通信システム内で通信する方法を決定する、多くの異なるスキームがある。符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）、移動通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ）および直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）などのマルチユーザのワイヤレス通信システムは、多数の音声および／またはトラフィックチャネルを単一または多数のキャリアに組み合わせる。線形増幅器は、マイクロ秒およびミリ秒の範囲の過渡応答仕様内で（transient response specification）、送信パワーの変化とバースト性のトラフィックの変化に迅速に反応し、一方で適切なエラーキャンセルを提供できなければならない。したがって、増幅器によって生成されるひずみを実質的に除去するかまたは大幅に低減できる技法を工夫するニーズがある。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  フィードフォワード訂正は現代の増幅器内で普通に配備され、種々の入力パターンで増幅器の線形性を向上させている。フィードフォワード訂正の本質は、最終的な合計ポイントでひずみが帳消しされるように、増幅器によって作成された相互変調（ＩＭＤ）成分などのひずみを操作することである。入力ＲＦキャリアのパターンとその結果生じるひずみの位置の予想は不可能なので、既知の周波数成分すなわちパイロット信号が、増幅プロセスによって生成されたひずみを伴う主信号パスの中に注入される。フィードフォワード増幅器では、フィードフォワードひずみ低減回路が、ひずみと共にパイロット信号を最小化する。このように、パイロット信号を検出し打ち消すフィードフォワードひずみ低減回路を設計することによって、ひずみを除去することも可能である。
【０００６】  パイロット信号は、電気回路の動作の周波数帯域内またはその近くにスペクトル状に位置する、少なくとも１つの周波数成分を含む電気信号である。パイロット信号のより完全な記述は、パイロット信号の位置を含む、無線周波数（ＲＦ）増幅器の周波数応答を示す図１に示されている。パイロット信号は動作帯域の下端の近くに位置し（たとえばパイロット１）、動作帯域の上端の近くに位置するように（たとえばパイロット２）再調整することが可能である。パイロットは、中心周波数がｆ０である動作の帯域の端からΔｆのスペクトル距離に位置する。パイロット信号の電気的な特性（たとえば振幅、位相応答、スペクトラム内容）は知られている。パイロット信号は、１つまたは２つのスペクトラム成分を有するように示されているが、より多くのスペクトラム成分を有するか、スペクトラム全体で拡散するようにパイロット信号を調整することも可能であることに留意されたい。パイロット信号は一度に１つのスペクトラム成分を検出され、スペクトラム拡散パイロットは、そのスペクトラムに関して単一の振幅として再拡散され、検出される。
【０００７】  フィードフォワードひずみ低減回路は、典型的には、パイロット信号をＲＦ増幅器に供給し、供給されたパイロット信号から得られた情報に基づいて調整を行うことによって、ＲＦ増幅器によって生成されたひずみを低減する。図２は、フィードフォワード訂正回路１０と、このフィードフォワード訂正回路がパイロット信号から得た情報を使用してＲＦ増幅器１２によって生成されたひずみを低減することを開示する。たとえば、上に変調された情報を伴う少なくとも１つのキャリア信号を含む入力信号がスプリッタ１４に供給される。スプリッタ１４は、主信号パス１６およびフィードフォワードパス１８上に入力信号をレプリケートする。スプリッタ１４は、ループ＃１と呼ばれるキャリアキャンセルループの一部であり、ループ＃１はスプリッタ１４の他に、ゲイン位相回路２０、カプラ２２、ＲＦ増幅器１２、遅延回路２４およびカプラ２６と２８を含む。主パス１６上の信号は、ゲイン位相回路２０に供給される。ゲイン位相回路２０の出力およびパイロット信号はカプラ２２に供給される。典型的には、増幅器１２の動作に干渉しないように、パイロット信号の振幅は入力信号の振幅よりもはるかに小さい（たとえば３０ｄＢ小さい）。カプラ２２の出力は増幅器１２に供給され、増幅器１２の出力は、増幅された入力信号、増幅されたパイロット信号および増幅器１２によって生成されたひずみ信号を含む。
【０００８】  増幅器１２の出力の一部はカプラ２６から得られ、カプラ２８において結合パス３０を介して、フィードフォワードパス１８上の入力信号の遅延されたバージョンと組み合わされ、フィードフォワードパス１８上でひずみを伴うパイロット信号を分離する。フィードフォワードパス１８上の入力信号は、パス３０を介してカプラ２８に現れた信号と同じ遅延を受けるように、遅延回路２４によって十分に遅延される。その結果生じるエラー信号は、増幅器１２によって生成されたひずみと、カプラ２８の出力において残っているキャリア信号の任意の部分と、パイロット信号とを含む。キャリアキャンセルループ内のキャリアキャンセルの量は、スプリッタ１４からカプラ２８の２つのパスの間の正しいゲインと位相の一致に依存する。
【０００９】  ゲイン位相回路２０は、パス３０を介してカプラ２８において現れる信号が、カプラ２８における遅延された入力信号とは実質的に逆であるように（振幅は等しいが位相が１８０°ずれている）、制御パス３２および３３上の制御信号に従って、入力信号の位相およびゲインを調節する。ゲイン位相回路２０の制御パス３２および３３上に現れるゲイン位相制御信号は、カプラ２８の出力をカプラ３４でサンプリングし、信号検出制御回路３５を使用することによって、よく知られた方法で、カプラ２８の出力における信号から導出される。一般に、信号検出制御回路３５は、キャリアキャンセルループに関してエラー信号を検出する。エラー信号は、ポイントＡにおける信号の振幅を表し、信号検出制御回路３５はゲインおよび／または位相制御信号を提供することによって、キャリア信号（複数可）の振幅を低減しようと試みる。
【００１０】  この実施形態では、信号検出制御回路３５は、ログ検出器（log detector）などの検出器３６を含み、検出器３６はポイントＡにおける信号の振幅を表す信号を生成する。フィルタ３８はログ検出器の出力を濾波して、キャリア信号（複数可）の振幅を表すＤＣタイプの振幅信号を生成する。振幅信号は、ヌル化回路４０に供給される。ヌル化回路４０は振幅信号に応答して、制御パス３２および３４上で制御信号を供給して、カプラ２８における組合信号間の相対的なゲインおよび／または位相を調節し、キャリア信号（複数可）を低減する。キャリア信号（複数可）が最小化されると、カプラ２８において組み合わされたキャリア信号は実質的に互いに打消しあい、カプラ２８の出力において、増幅器１２によって生成されたひずみを伴うパイロット信号を残す。このように、ループ＃１は、フィードフォワードパス１８上で、増幅器１２によって生成されたひずみを伴うパイロット信号を分離する機能を果たすキャリアキャンセルループである。
【００１１】  ひずみ低減ループまたはループ＃２は、カプラ２８の出力における信号を使用して、主信号パス１６上のパイロット信号を低減し、これによって、増幅器１２によって生成されたひずみを低減するように試みる。フィードフォワードパス１８上のひずみを伴うパイロット信号は、ゲイン位相回路４２に供給される。ゲイン位相回路４２の出力は増幅器４４に供給され、増幅器４４の出力はカプラ４６に供給される。カプラ４６はフィードフォワードパス１８上の増幅されたパイロット信号およびひずみを、主信号パス１６上の増幅器１２からの信号と組み合わせる（キャリア信号（複数可）、ひずみを伴うパイロット信号）。主信号パス１６上の遅延回路４０は、主信号パス１６上の増幅器１２の出力からの信号を遅延させ、結合パス３０上をカプラ２８を介してカプラ４６へ通過した増幅器１２の出力からの対応する信号と、実質的に同じ遅延を受けさせる。
【００１２】  カプラ４８は、カプラ４６の出力における信号を表す信号を、パイロット検出パス５０上に提供する。パイロット信号の周波数、振幅および他の電気的な特性は知られているので、パイロット検出制御回路５２はパイロット検出パス５０上の信号から、パイロット信号の残りの部分の振幅を検出することが可能である。パイロット検出制御回路５２はパイロット信号の振幅を決定し、パイロット検出制御回路５２は残りのパイロット信号の振幅に応答して、制御信号を位相ゲイン回路４２に供給する。一般に、パイロット検出制御回路５２はパイロット信号を検出し、この情報を使用して制御信号をパス６６および６８上に生成し、カプラ４６において主パス１６上のパイロット信号およびひずみが実質的に、フィードフォワードパス１８上のパイロット信号およびひずみの逆になるように（振幅が等しく位相が１８０°ずれている）、ゲイン位相回路４２に、フィードフォワードパス１８上のパイロット信号のゲインおよび位相を調節させる。対応するパイロット信号およびひずみはカプラ４６においてたがいに実質的に打ち消しあい、装置の出力においてキャリア信号（複数可）を残す。したがって、ループ＃２は、パイロット信号を打ち消し、増幅器１２によって生成されたひずみを実質的に打ち消すように試みるひずみ低減ループである。
【００１３】  この実施形態では、パイロット検出制御回路５２はパイロット受信回路５４を含み、パイロット受信回路５４は、パイロット検出パス５２上のエラー信号をより低い周波数に周波数変換するミキサ５６と、パイロット信号に関して知られた周波数で信号検出器６０によるパイロット信号の検出を促進するフィルタ５８を含む。ログ検出器などの検出器６０は、カプラ４６の出力において信号の振幅を表す信号を生成する。フィルタ６２は検出器６０の出力を濾波して、残りのパイロット信号の振幅を表すＤＣタイプの振幅信号を生成する。振幅信号は、ヌル化回路６４に供給される。ヌル化回路６４は振幅信号に応答して、制御パス６６および６８上でゲイン位相制御信号を位相ゲイン回路４２に供給する。制御信号は、カプラ４６において組み合わされた信号間の相対的なゲインと位相を調節して振幅信号を低減し、これによって残りのパイロット信号を低減するために供給される。パイロット信号のキャンセルの量は、ひずみのキャンセルの量を示す。パイロット信号の振幅が最小化される時、カプラ４６において組み合わされたパイロット信号およびひずみは、カプラ４６の出力において実質的にたがいに打ち消しあう。
【００１４】  パイロットに基づいたフィードフォワード増幅器ひずみ低減装置の中では、パイロットのキャンセルと、出力信号の振幅に対するパイロット信号の相対的な振幅があるため、パイロット信号の振幅は典型的には、ひずみ低減装置の出力においては比較的小さい。したがって、装置の出力においてパイロット信号を検出することは困難になる。ひずみ低減装置の出力においてパイロット信号の検出を向上させるために、適切な位置でパイロット信号を生成し、検出および制御を改良するスキームが開発された。このようなスキームは典型的には装置のコストを増加させる。パイロット信号を除去して、パイロットの生成、検出および制御回路のニーズを除去するために、パイロットのないフィードフォワードひずみ低減スキームが開発された。しかしパイロットのないフィードフォワード低減装置は、変化する動作条件を補償する、フィードフォワードひずみ低減装置の出力においてより容易に検出することが可能な知られたパイロット信号を有しない。
【００１５】  フィードフォワード増幅器ひずみ低減装置の動作の限界は、広い周波数範囲に渡って動作するフィードフォワード増幅器ひずみ低減装置の能力に関する。フィードフォワードひずみ低減装置は厳しい動作許容範囲を必要とし、たとえば、典型的なフィードフォワード訂正装置は、周波数帯域上で十分で一貫した性能を達成するために、＋または−．１ｄＢ周波数フラット応答（動作の周波数帯域上の振幅の偏差）および、＋または−１度の位相の線形性（動作の周波数帯域内の位相の偏差）を必要とする場合がある。一般に、組合信号間の１７９から１８１度の位相差および、＋または−．１ｄＢの振幅差は３０ｄＢのキャンセルを達成でき、１７５〜１８５度の位相差および２ｄＢの振幅差は、２０ｄＢに近いキャンセルを提供し得る。フィードフォワード増幅器の主パスおよびフィードフォワードパス内のイコライザを使用して、周波数上の位相と振幅の平坦性を向上してきた。このようなイコライザは通常、ＲＦキャリアおよび温度の所与の組に関して所望の性能を生む位置に調整され、そこに固定される。しかし、増幅器を通過する温度またはＲＦキャリアが変化すると、イコライザの効果は低下する。調整のためのセンサとして広帯域電力検出器を使用した、調整可能なイコライザが実装されている。広帯域合成パワーはフィードフォワード増幅器アーキテクチャ内で監視され、イコライザは検出される合成パワーレベルを最小化するように調節される。検出されるパワーレベルまたは振幅は広い周波数帯域に渡るので、傾斜した周波数応答は平坦な周波数応答と同じ測定結果を生むことができるため、この技法は周波数全体で非均一な調整につながる可能性がある。したがって、動作条件が変化すると、増幅器ひずみ低減スキームは増幅器アーキテクチャ内の振幅および／または位相応答の変化を受けやすく、特に振幅および／または位相応答が動作の周波数帯域に渡って変化する場合には変化に弱い可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】  本発明は、動作の周波数帯域内で時間的に対応する複数の振幅を検出する増幅器ひずみ低減装置である。複数の振幅のうち少なくとも１つに応答して、動作の周波数帯域内の成分に調節を行うことが可能であり、増幅器ひずみ低減装置が、変化する動作条件に適応することを可能にする。たとえば、処理回路は時間サンプルを使用して動作の周波数帯域の周波数スペクトラム表現を生成する。処理回路はアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータを含むことができ、アナログ／デジタルコンバータは、動作の周波数帯域上の無線周波数（ＲＦ）信号をサンプリングし、デジタルサンプル値に変換する。デジタル受信器は、たとえばフーリエ変換を使用してデジタルサンプル値を変形して、動作の周波数帯域のデジタルドメインの周波数スペクトラム表現を生成する。周波数スペクトラム表現は、動作の周波数帯域内で時間的に対応する複数の振幅である可能性があり、所与の瞬間における周波数スペクトラムを表す周波数上の複数の振幅などである。周波数スペクトラム表現に応答して、デジタル受信器は動作の周波数帯域内の成分に調整を提供して、振幅ひずみ低減装置の性能を向上させる。フィードフォワード実施形態では、キャリアキャンセルループの出力が監視され、イコライザの調整が提供されて、動作の周波数帯域上でキャリア信号（複数可）の振幅を等しく低減することが可能である。ＩＭＤキャンセルループの出力を監視し、イコライザ調整を提供して、動作の周波数帯域上でＩＭＤ成分を等しく低減することが可能である。したがって、処理回路は周波数帯域上で時間的に対応する振幅を監視し、周波数帯域上で改善された性能を提供することが可能である。
【００１７】  本発明の他の態様および利点は、次の詳細な説明を読み、図面を参照すると明らかになろう。
【発明を実施するための形態】
【００１８】  次に本発明の原理による、増幅器ひずみ低減装置およびその方法の例としての実施形態が、フィードフォワード構成の中で記述される。図３は、フィードフォワード増幅器アーキテクチャ８０の一般的な構成図を示し、この中で同じ参照番号は図２と同じ構成要素を示す。フィードフォワード増幅器アーキテクチャ内では、処理回路８２はフィードフォワードパス１８上のカプラ２８の出力においてキャリアキャンセルループ８４の出力からアナログＲＦ信号を受信するか、かつ／または、主信号パス１６上のカプラ４６の出力においてひずみキャンセルループ８６の出力からアナログＲＦ信号を受信する。処理回路８２は、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ８８を含み、アナログ／デジタルコンバータは動作の周波数帯域の帯域幅の２倍より広い帯域幅を有するサンプリングレートによってアナログ信号をデジタル化する（すなわち、動作の周波数帯域について、ナイキストサンプリングレートよりも大きいレート）。デジタルサンプル値はデジタル受信器９０に供給され、デジタル受信器９０はデジタルサンプル値について高速フーリエ変換（ＦＦＴ）９２を実行し、動作のＲＦ周波数帯域のデジタル周波数スペクトラム表現を生成する。デジタル周波数スペクトラム表現は動作の周波数帯域のスペクトラムのスナップショットを提供し、その中で動作の周波数帯域内で時間的に対応する複数の振幅が決定される。振幅は、同じ瞬間、またはほぼ同じ時間または期間に発生した振幅を表すため、周波数帯域全体の複数の振幅は時間的に対応している。たとえば、振幅は、同じ期間に渡って処理される動作の帯域幅のデジタルサンプル値から決定される平均の振幅である可能性があり、たとえば、フーリエ変換を使用して、動作の即時の周波数スペクトラムを表す。
【００１９】  デジタル受信器９０は、即時の動作の周波数帯域またはその一部を検出できる、広帯域デジタル受信器である可能性がある。動作の周波数帯域は、ＲＦキャリア（複数可）、ひずみ成分（複数可）および／またはパイロット信号（複数可）が置かれるか位置する可能性がある、もしくは実際に置かれているか位置している周波数の範囲またはその一部である可能性がある。動作の周波数帯域は、ＲＦキャリアの間の最大周波数分離である可能性がある。１つの広いＲＦキャリアが使用されている場合、キャリア全体で時間的に対応する複数の振幅が検出される可能性がある。制御回路９４は周波数スペクトラム内で時間的に対応する複数の振幅のうち少なくとも１つを使用することによって、制御信号を供給し、主パス１６および／またはフィードフォワードパス１８上でゲイン、位相および／またはイコライザの調節を生成し、動作の周波数帯域のデジタル表現の中で示されたように、増幅器ひずみ低減装置の動作を向上させる。したがって、増幅器ひずみ低減装置８０は、周波数スペクトラム表現のうち少なくとも１つの振幅に応答して、主パス１６および／またはフィードフォワードパス１８上の動作の周波数帯域内の信号または成分に、ゲイン、位相および／またはイコライザ調節を行うことによって、変化する入力信号（複数可）、温度および／または構成要素の性能など、変化する動作条件に適応することが可能である。
【００２０】  本発明の別の態様によれば、処理回路８２がキャリアキャンセルループ８６の出力を検出している場合、制御回路９４はイコライザ制御信号をイコライザ９６に供給して、動作の周波数帯域の周波数スペクトラムの表現内の複数の振幅に基づくかその振幅を使用して、周波数上でキャリアキャンセルループ８４の振幅および／または位相応答を調節することが可能である。たとえば、処理回路８２はイコライザ調節を提供して、周波数スペクトラムのデジタル表現内に反映されたように、周波数スペクトラム上でキャリア振幅を等しく低減することが可能である。さらに、制御回路９４はゲインおよび／または位相制御信号をゲインおよび／または位相アジャスタ９８に供給して、デジタル周波数スペクトラム内のキャリア振幅のうち少なくとも１つに基づいて、デジタル周波数ドメイン内で所望の応答を達成することが可能である。たとえば、処理回路８２はゲインおよび／または位相調節をアジャスタ９８に供給して、複数の振幅のうち少なくとも１つのキャリア振幅を低減することが可能である。
【００２１】  本発明の他の態様によると、処理回路８２がＩＭＤまたはひずみキャンセルループ８６の出力を検出している場合、制御回路９４は、イコライザ制御信号をイコライザ１００に供給して、動作の周波数帯域の周波数スペクトラムの表現内の、複数の振幅に基づくかその振幅を使用して、周波数上のひずみキャンセルループ８６の振幅および／または位相応答を調節することが可能である。たとえば、処理回路８２はイコライザ調節を供給して、周波数スペクトラム上でひずみ振幅を等しく低減することが可能である。さらに、制御回路９４はゲインおよび／または位相制御信号をゲインおよび／または位相アジャスタ１００に供給して、動作の周波数帯域の周波数スペクトラムの表現内の複数の振幅のうち少なくとも１つに基づくかそれを使用して、デジタル周波数ドメイン内で所望の応答を達成することが可能である。たとえば、処理回路８２は、ゲインおよび／または位相調節をアジャスタ１００に提供して、複数の振幅のうち少なくとも１つのひずみ振幅を低減することが可能である。したがって、処理回路８２は、増幅器１２および４４の実際の動作の間、変化するかまたは異なるＲＦキャリア条件、構成要素の動作および温度範囲など、異なるかまたは変化する動作条件の下で、キャリアキャンセルループおよび／またはひずみキャンセルループ内にゲイン、位相および／またはイコライザ調節を提供することが可能なため、連続的、周期的であるかまたはトリガされ得る、適応的制御またはダイナミック制御を提供することが可能である。
【００２２】  図３の実施形態では、フィードフォワード構成８０は、その上に変調された情報を伴うキャリア信号など、増幅する信号を受信する。実施形態に応じて、カプラ１０４は処理回路８２によってデジタル化することが可能なＲＦ入力信号のサンプルを提供し、ＲＦ入力スペクトラムのデジタル表現を得ることが可能である。たとえば、キャリアキャンセルループ８６内でキャリアキャンセルを実行する時にキャリア信号を検出する時にはキャリア周波数はすでに知られており、ひずみを検出してＩＭＤキャンセルループ８６を調節する時にはキャリア周波数を無視するように、ＲＦスペクトラムのデジタル表現を得て、キャリア信号を識別することが可能である。ＴＤＭＡ（３０ＫＨｚのキャリア）、移動通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ）（２００ＫＨｚのキャリア）、ＣＤＭＡ（１．２８ＭＨｚのキャリア）、広帯域ＣＤＭＡ（５ＭＨｚのキャリア）、およびユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）（３．８４ＭＨｚのキャリア）などのキャリア信号の数および性質も決定することができる。
【００２３】  所定の実施形態では、カプラ１０４はアナログＲＦ入力信号のレプリカを入力検出パス１０６上でＲＦスイッチ１０８に供給して、同じ処理回路８２が異なる検出パス１１６上と１２２上で信号を検出することを可能にする。ＲＦ入力信号は、調整可能な局部発振器１１２を使用して、たとえば２０ＭＨｚの周波数ブロックまたは帯域幅など適切な周波数スペクトラムに調整されたブロックコンバータ１１０に供給される。ブロックコンバータ１１０は２０ＭＨｚの信号帯域幅を周波数変換し、たとえば、信号帯域幅をダウンコンバートする。周波数変換された２０ＭＨｚの帯域幅はＡ／Ｄコンバータ８８によってデジタル化され、２０ＭＨｚの信号帯域幅のデジタルサンプル値はデジタル受信器９０に供給され、デジタル受信器９０はメモリおよび／またはフラッシュメモリを伴うデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）に接続されたデータバッファＤＰＲＡＭを含む場合がある。デジタル受信器９０は、デジタルサンプル値について一連の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を計算し、所定の期間に渡って平均化を実行して、平均化された入力信号スペクトラムのデジタル表現を得る。入力信号のＩＭＤ性能へのキャリアは、マルチキャリアＧＳＭに関しては７０ｄＢｃより大きく、スペクトラムの再成長は、ＣＤＭＡの基地局全体の要件よりも少なくとも１０ｄＢよいと仮定されている。
【００２４】  有効なＲＦキャリア信号は、振幅閾値（複数可）を設定することによって、デジタル受信器９０によって識別される。この設定された閾値より上の有効なスペクトラム内に位置する周波数は、有効なＲＦキャリアとして識別される。ＦＦＴ周波数ビンは、特定のＲＦチャネル番号に容易にマッピングすることが可能である。処理されたＦＦＴは、公称では〜３０ｋＨｚの解像度帯域幅に設定され、これは、各周波数ビンが周波数スペクトラム全体で３０ＫＨｚの帯域について１つの振幅を保持することを意味する。ＴＤＭＡキャリアの間の最小の間隔は２７０ｋＨｚであると仮定されている。ほぼパワーが同じ振幅を有する連続的な周波数ビンは、プロセッサによってトラッキングされる。同じパワーレベルを有する、約７（２００ｋＨｚ／３０ｋＨｚ）の一連の連続ビンが、ＧＳＭ  ＲＦキャリアを構成する。同じパワーレベルを有する約４１（１．２５ＭＨｚ／３０ＫＨｚ）の一連の連続ビンが、ＩＳ−９５  ＣＤＭＡキャリアを構成する。この概念を拡大し、ＵＭＴＳなどの他の空気インタフェースを含めることも可能である。
【００２５】  キャリアのタイプと位置を決定し、最小の処理計算を組み込んだ代替の方法は、デジタル受信器９０に接続されたバス１１４と、たとえばすべての基地局無線の周波数割当てを有するか得ることができる基地局コントローラ（図示せず）を含む。基地局コントローラは、バス１１４上でデジタル受信器９０に有効なキャリア情報を送信することが可能である。バスインタフェース（図示せず）は、このキャリア情報をデジタル受信器９０に渡して処理することが可能である。この技法は、処理アルゴリズムを簡単にし、コールドスタートからのループ調整時間を改善することが可能である。
【００２６】  増幅器ひずみ低減装置１０への入力においては、スプリッタまたはカプラ１４が、動作の周波数帯域内で組み合わされた有効なＲＦキャリア信号（複数可）を含む可能性があるアナログ入力信号を、主信号パス１６上とフィードフォワードパス１８上にレプリケートする。主信号パス１６上の信号はイコライザ９６に供給され、イコライザ９６は動作の特定の周波数帯域上に振幅および／または位相応答を提供し、振幅および／または位相応答はデジタル受信器９０からの制御信号によって変更することが可能である。イコライザ９６を使用して、動作の周波数帯域上で増幅器１２の位相および／または振幅の非線形性を補償する。信号は位相および／またはゲイン回路９８に供給され、位相および／またはゲイン回路９８の出力は増幅器１２に供給され、増幅器１２の出力は、増幅器１２によって生成されたＩＭＤ成分など、ひずみ信号または成分を含む増幅された信号を含む。増幅器１２の出力のレプリカは結合パス３０上に置かれ、カプラ２８においてフィードフォワードパス１８上の信号の遅延されたバージョンと組み合わされて、フィードフォワードパス１８上のひずみのレプリカを、キャリアキャンセルループ８４の出力として分離する。
【００２７】  キャリアキャンセルループ８４からのひずみ信号または成分は、ひずみまたはＩＭＤキャンセルループ８６へ入力される。フィードフォワードパス１８上の信号はイコライザ１００に供給され、イコライザ１００は、動作の周波数帯域上で振幅および／または位相応答を提供し、振幅および／または位相応答は、制御回路９４からの制御信号によって変更することが可能である。イコライザ１００を使用して、動作の周波数帯域上で増幅器４４の任意の位相および／または振幅の非線形性を補償する。フィードフォワードパス１８上のひずみ信号はゲインおよび／または位相回路１０２に供給されて、ひずみの振幅および／または位相を調節する。フィードフォワードパス１８上のひずみは、カプラ４６において主信号パス１６上の増幅された信号およびひずみと組み合わされて、ＩＭＤまたはひずみキャンセルループ８６への出力として、低減されたひずみを伴う増幅された信号を出力する。
【００２８】  処理回路８２は信号のサンプルまたはレプリカを受信することが可能であり、信号のサンプルまたはレプリカはキャリアキャンセルループ８４の出力および／またはＩＭＤキャンセルループ８６の出力において、任意のキャリア信号（複数可）およびひずみ成分を含むことが可能であり、その結果生じたアナログ信号を、たとえば増幅器１２および／または増幅器４４の、動作の周波数帯域全体または少なくともその一部の、動作の周波数帯域のデジタル表現に変換し、たとえば、信号を作り出す少なくとも１つのキャリア信号およびＩＭＤ成分などである。キャリアキャンセルループ８４への出力における周波数スペクトラムに応答して、制御回路９４はゲインおよび／または位相調節制御信号をゲインおよび／または位相アジャスタ９８に供給し、たとえば、キャリアキャンセルループ８４への出力における周波数スペクトラム全体の少なくとも１つのキャリア振幅を低減することが可能である。処理回路８２はイコライザ調節信号をイコライザ９６に供給して、動作の周波数帯域のデジタル表現内に反映されたように、動作の周波数帯域上で主信号パス１６上のゲインおよび／または位相応答を調節し、たとえば、周波数スペクトラム全体で複数のキャリア振幅を等しく低減することが可能である。ひずみキャンセルループ８６への出力における周波数スペクトラムに応答して、制御回路９４はゲインおよび／または位相調節制御信号をゲインおよび／または位相アジャスタ１０２に供給し、たとえば、キャリアキャンセルループ８４への出力における周波数スペクトラム全体で少なくとも１つのひずみ振幅を低減することが可能である。処理回路８２はイコライザ調節信号をイコライザ１００に供給して、動作の周波数帯域のデジタル表現内に反映されたように、動作の周波数帯域上で主信号パス１６上のゲインおよび／または位相応答を調節し、たとえば、周波数スペクトラム全体で複数のひずみ振幅を等しく低減することが可能である。
【００２９】  図３に示された実施形態では、ＲＦスイッチ１０８を使用して、カプラ２８の後のキャリアキャンセルループ８４への出力におけるキャリアキャンセル検出ポイントと、カプラ４６の後のひずみキャンセルまたは低減ループ８６への出力におけるひずみキャンセル検出ポイントの間を切り換えることが可能である。キャリアキャンセル検出ポイントでは、カプラ１１５がフィードフォワードパス１８上の信号のレプリカを、キャリアキャンセル検出パス１１６上でＲＦスイッチ１０８へ供給する。ＲＦスイッチ１０８は、キャリアキャンセル検出パス１１６上の信号をブロック変換段１１０に供給し、たとえば、動作の周波数帯域のキャリアキャンセル検出パス１１６上の帯域幅をより低い周波数範囲にダウンコンバートし、処理回路８２のＡ／Ｄコンバータ８８による動作の帯域幅のデジタル変換を可能とする。
【００３０】  Ａ／Ｄコンバータ８８は、デジタル受信器９０へのキャリアキャンセル検出パス１１６上で動作の帯域幅のデジタルサンプル値を生成し、デジタル受信器９０はＡ／Ｄコンバータ８８からのデジタルサンプル値に関してＦＦＴプロセスを実行する。ＦＦＴプロセスは、デジタル受信器９０がチャネル化されたデータを監視することが可能であり、キャリア信号および／またはＩＭＤ成分に対応するデータがカプラ１１２からの動作の帯域幅の中と、デジタル帯域幅内またはスペクトラム表示の中の同じ相対的な位置にあるという意味で、動作の帯域幅のデジタル表現を生成する。この実施形態では、キャリア信号位置は、入力信号のサンプリングに基づいて決定されるかまたはバス１１４によって提供されているので、有効なキャリア信号（複数可）に関連づけられることが可能な周波数ビンは、デジタル受信器９０によって監視されている振幅情報を有する。別法としては、デジタル受信器９０は、動作の帯域幅全体で振幅を監視し、このときキャリア信号（複数可）および／またはＩＭＤまたはひずみ成分に対応する振幅を決定する。
【００３１】  デジタル受信器９０は、キャリアキャンセルループ８４の出力において動作の帯域幅のデジタルドメイン表現を監視し、ゲイン、位相および／またはイコライザ調整を提供して、デジタルドメイン表現内に示される所望のスペクトラム応答を達成することが可能である。たとえば、周波数ビン内の有効なキャリア信号（複数可）の振幅（複数可）に応答して、デジタル受信器９０は、ゲインおよび／または位相制御信号をゲインおよび／または位相アジャスタ１０２に供給して、スペクトラム表現内のキャリア信号（複数可）の振幅（複数可）を低減することが可能である。こうした制御信号は、カプラ２８において組み合わされている動作の周波数帯域幅内のキャリア信号の間の相対的なゲインおよび／または位相を調節するために提供され、スペクトラム表現内に示されたようにキャリア信号（複数可）のキャンセルを向上させる。このように、デジタル受信器９０は、キャリア成分がカプラ２８への出力において、位相差が約１８０度で振幅が等しいように組み合わされるように、主信号パス１６からの信号のキャリア成分と結合パス３０からの信号のキャリア成分の間で相対的な位相および／または振幅を調節する。
【００３２】  本発明の別の態様によれば、イコライザ（複数可）９６は、動作の周波数帯域上で時間的に対応する複数の振幅を使用して、動作の周波数帯域上でイコライザ（複数可）９６のゲインおよび／または位相応答を調節することによって、変化する動作条件に適応することが可能である。たとえば、イコライザ（複数可）は、信号環境に完全に適応可能であり、動作の周波数帯域内で時間的に対応する複数の振幅を使用して、連続的または周期的に実行されるかトリガされるイコライザ（複数可）９６へ更新する。デジタル受信器９０は、動作の帯域幅内の時間的に対応する複数の振幅を測定し、ここから動作の帯域幅全体の増幅器１２の位相および／または振幅の平坦さの指示を決定することが可能である。たとえば、多くのキャリア信号が有効で、周波数全体で等しい間隔で置かれている場合、ループ８４のキャリアキャンセルは、周波数全体で評価することが可能である。周波数全体の性能が適切ではない場合、たとえば、性能仕様から外れている場合、イコライザ（複数可）９６は、主信号パス１６上の周波数上で異なる振幅および／または位相応答を提供するように調節され、性能を向上させる。たとえば、キャリア信号（複数可）は、許容可能な最も低いレベルに等しく低減され、ＴＤＭＡについて６０ｄＢｃのキャリア−ひずみレベルなどの性能仕様を達成することが可能である。
【００３３】  キャリア信号がまったくないかわずかしかない場合でも、デジタル受信器９０はたとえば、パイロット信号などのＲＦ入力に注入されたテストトーン（複数可）を使用して、イコライザ（複数可）９６を調節することが可能である。テストトーン（複数可）は、たとえばＴＤＭＡキャリアなどの通常のキャリアと同じレベルに調節することも可能であり、または、ＴＤＭＡの例では、たとえば約４１ｄＢｍから１５ｄＢだけさらに下のレベルに調節することも可能である。たとえば、入力においてカプラ１１７を使用してテストトーン（複数可）をＲＦ入力に注入することによって、キャリアキャンセルループの性能を特徴づけることが可能である。たとえば、テストトーンは、鋭敏な（調整可能な）周波数ソースまたはパイロット信号生成装置１１８である可能性があり、たとえば２０ＭＨｚの動作帯域など動作の帯域幅全体でソースを掃引し、処理回路８２を使用して周波数応答を測定することによって、キャリアキャンセルを基地局のトラフィックから独立して監視することが可能である。パイロットはまた、広帯域信号である場合もある。有効なＲＦキャリアの場合と同様に、結合されたテストトーンは、デジタル受信器９０が周波数帯域全体で振幅、位相および／またはイコライザを調整することを可能にする。
【００３４】  この実施形態では、周波数全体でキャリア信号（複数可）、テストトーンおよび／またはＩＭＤ成分（複数可）の振幅を使用して、デジタル受信器９０は、変化する動作条件によって変化する周波数に応答して、動作の周波数帯域全体でイコライザ９６の振幅および／または位相応答を変更するイコライザ調整を提供することが可能である。このように、増幅器のひずみ低減装置８０は、変化するかまたは異なる有効なＲＦキャリア（複数可）条件、情報信号（複数可）、温度および／または構成要素の性能など、変化する動作条件に適応することが可能である。デジタル受信器９０は、キャリアキャンセルループ８４の出力のデジタルドメインスペクトラム表現内に反映されたように、動作の周波数帯域全体でキャリアキャンセルループ８４に関して、所望の振幅および／または位相応答が達成されるまで、イコライザ９６の振幅および／または位相応答を調整することが可能である。たとえば、デジタル受信器９０は、デジタルドメインスペクトラムまたは帯域幅の表現内に反映されたように、イコライザ９６の振幅および／または位相応答を調節して、キャリア信号（複数可）を周波数上で等しく低減することが可能である。
【００３５】  エラー増幅器４４に提供される合計のパワーが、向上したキャリアキャンセルのために低減され、キャリア信号（複数可）に関するパワーレベルが周波数上で等しく低減されるため、上記のような増幅器ひずみ低減装置はエラー増幅器４４のためのパワー要件を低減する傾向がある。周波数上のゲインおよび／または位相イコライザ調整に加えて、イコライザ９６は、周波数上にプログラマブル遅延調整回路を含み、増幅器１２の中の周波数上の微妙な遅延の変動を補償することが可能である。これらの遅延の変動は、増幅器１２をなすスプリッタ／組合装置アセンブリ（図示せず）および並列増幅器段（図示せず）において顕著に現れる可能性がある。たとえば４、８または１６の並列増幅器段など異なる数の並列増幅器段を使用する時、絶対遅延は、スプリッタ入力から並列増幅器段を介して組合装置出力まで変動する可能性がある。それぞれ異なる構成におけるこれらの遅延の変動は位相エラーの原因となり、一部の周波数においてはキャリアキャンセルの性能を悪くする結果となる可能性がある。種々の絶対遅延を補償するために、デジタル受信器９０は、遅延イコライザをプログラミングして（イコライザ９６の一部として示されているが、イコライザ９６と直列に示すことも可能である）、キャリアキャンセルの改善を達成する。他の調整と同じように、絶対遅延は直接測定されるわけではない。デジタル受信器９０によって検出されるのは動作の周波数帯域上の複数の振幅であり、これは、周波数全体のキャリアキャンセルの量を示す。この測定に基づいて、遅延イコライザが調節される。遅延イコライザは他のイコライザと同様であってもよい。一実施形態では、遅延イコライザは可変遅延であり、この中でそれぞれの遅延を伴う遅延要素が直列であり、主信号パス１６の中と外に切り換えて主信号パス１６上の遅延を変更することが可能で、たとえば、２つの遅延要素を伴う２ビットの遅延アジャスタなどである。
【００３６】  ひずみキャンセル検出ポイントでは、カプラ１２０は、ＩＭＤへの主信号パス１６またはＲＦスイッチ１０８へのひずみ低減検出パス１２２上に、キャリア信号（複数可）およびひずみ成分を含み得る信号のレプリカを提供する。ＲＦスイッチ１０８は信号をひずみ低減検出パス１２２上でブロック変換段１１０に供給し、たとえば、動作の周波数帯域のひずみ低減検出パス１２２上の帯域幅をより低い周波数帯域にダウンコンバートし、処理回路８２のＡ／Ｄコンバータ８８によって、動作の帯域幅のデジタル変換を行うことが可能となる。Ａ／Ｄコンバータ８８は、ひずみ低減検出パス１２２上の動作の帯域幅のデジタルサンプル値をデジタル受信器９０に生成し、デジタル受信器９０はＡ／Ｄコンバータ８８からのデジタルサンプル値についてＦＦＴプロセスを実行する。ＦＦＴプロセスは、デジタル受信器９０がチャネル化されたデータを監視することが可能であり、キャリア信号および／またはＩＭＤ成分に対応するデータがデジタル帯域幅表示の中でカプラ１２０からの動作の帯域幅内と同じ相対的な位置にあるという意味で、動作の帯域幅のデジタル表現を生成する。この実施形態では、キャリアキャンセルに関してキャリアキャンセルループ８４を監視することによってひずみ位置はすでに決定されているので、ひずみと関連づけることが可能な周波数ビンは、デジタル受信器９０によって監視される振幅情報を有する。別法としては、デジタル受信器９０は、動作の帯域幅全体で振幅を監視し、このときひずみ成分に対応する振幅の決定を行う。
【００３７】  デジタル受信器９０は、ひずみ低減ループ８６の出力において動作の帯域幅のデジタルドメイン表現を監視し、ゲイン、位相および／またはイコライザ調整を提供して、スペクトラム表示内に示された所望のスペクトラム応答を生成する。たとえばこの実施形態では、デジタル受信器９０は、測定パラメータとしてひずみに関連づけられた周波数ビンを監視し、ひずみキャンセルループ８６を調節することが可能である。周波数ビン内のＩＭＤまたはひずみ成分（複数可）の振幅（複数可）に応答して、デジタル受信器９０の制御回路９４は、ゲインおよび／または位相制御信号をゲインおよび／または位相アジャスタ１０２に供給して、周波数スペクトラム表現内のひずみ成分（複数可）の振幅（複数可）を低減することが可能である。こうした制御信号は、カプラ４６において組み合わされている動作の周波数帯域内のひずみ成分の間の相対的なゲインおよび／または位相を調節するために供給され、主信号パス１６上のひずみを低減する。ひずみの振幅が、周波数スペクトラム表現内に示されたように最小化されると、フィードフォワードパス１８および主信号パス１６上のひずみは、カプラ４６の出力において実質的に互いに打ち消し合う。このように、デジタル受信器９０は、変化する周波数スペクトラムに基づいて調整を行い、主信号パス１６からの動作の周波数帯域内のひずみ成分およびフィードフォワードパス１８からの動作の周波数帯域内のひずみ成分の間の相対的な位相および／またはゲインを調節することによって、動作の間に変化する動作条件に適応することが可能である。ひずみ成分が位相差が約１８０度で振幅が等しいようにカプラ４６への出力において組み合わさるように、相対的な位相および／またはゲイン調整が行われる。
【００３８】  本発明の他の態様によれば、イコライザ（複数可）１００は、動作の周波数帯域上で時間的に対応する複数の振幅を使用して、動作の周波数帯域上でイコライザ（複数可）１００のゲインおよび／または位相応答を調節することによって、変化する動作条件に適応することが可能である。たとえば、イコライザ（複数可）９６および／または１００は信号環境に完全に適応可能で、動作の周波数帯域内で時間的に対応する複数の振幅を使用して、連続的または周期的に実行されるかまたはトリガされるイコライザ（複数可）９６および／または１００に更新する。デジタル受信器９０は、周波数全体でひずみを測定することが可能である。たとえば、動作の帯域幅全体の複数の振幅で、動作の帯域幅全体の増幅器１２または４４の位相および／または振幅の平坦さの指示を決定することが可能である。性能が十分でない場合、イコライザ９６または１００の動作の周波数帯域上のゲイン／位相応答を調節して、所望のスペクトラム表現を達成することが可能である。たとえば、ひずみは、性能仕様を満足させるレベルで、動作の周波数帯域全体で等しく低減されるべきである。
【００３９】  周波数上のゲインおよび／または位相イコライザの調節に加えて、イコライザ１００は周波数上に、たとえば、増幅器４４内などに周波数上の微妙な遅延の変動を補償できるプログラマブル遅延調節回路を含み得る。これらの遅延の変動は位相エラーの原因になり、一部の周波数でひずみ低減の結果が悪くなる可能性がある。種々の絶対遅延を補償するために、デジタル受信器９０は遅延イコライザをプログラミングし（イコライザ１００の一部として示されているが、イコライザ１００と直列に示すことも可能である）、ひずみの低減の改善を達成する。他の調整と同様に、絶対遅延は直接は測定されない。デジタル受信器９０によって測定されるのは、動作の周波数帯域上の複数の振幅であり、これは、周波数全体のひずみ低減の量を示す。この測定値に基づいて、遅延イコライザが調節される。遅延イコライザは他のイコライザと同様であってもよい。一実施形態では、遅延イコライザは可変遅延であって、その中でそれぞれの遅延を伴う遅延要素が直列であり、フィードフォワードパス１８の中と外に切り換えられてフィードフォワードパス１８上の遅延を変更する、たとえば、２つの遅延要素を伴う２ビットの遅延アジャスタである。
【００４０】  パス予算（budget）と処理回路８２は増幅器ひずみ低減装置のスペクトラム出力を測定できるだけの十分なダイナミックレンジで設計される。処理回路８２は十分な即時ダイナミックレンジを有して、信号およびひずみの両方を測定し、十分な範囲を有して、ひずみが低減された後でもひずみの正確な測定を得ることが可能であり、たとえば、６０ｄＢｃキャリアひずみ（ＩＭＤ）比が達成される時には、５ｄＢのひずみ（ＩＭＤ）ノイズ比の範囲の能力を有するデジタル受信器である。増幅器１２の出力を直接測定し、動作の間に周波数スペクトラムを分析することが可能であることによって、実際のひずみ性能はキャリア信号（複数可）からひずみ（ＩＭＤ）からノイズへ定量化することが可能である。
【００４１】  ひずみ低減ループ８６の微調整が必要な場合、処理回路８２の感度は、検出器キャリアキャンセルループ１３０を使用可能にすることによって改善することが可能である。フィードフォワードパス１８上のカプラ１３２はカプラ２８の前に、検出器キャリアキャンセルパス１３４上へのキャリア信号（複数可）などの、「クリーン」またはひずみのない信号の結合を解除するかまたはサンプルを提供する。信号は遅延１３６によって正しい量だけ遅延され、ひずみ低減装置の出力における信号遅延を一致させる。デジタル受信器９０がひずみキャンセルループ８６を監視している時に、切り換えられたＲＦフロントエンドは、ひずみキャンセルループ８６出力信号と、検出器キャリアキャンセルループ１３０の出力がカプラ１３８において組み合わされ、キャリア信号（複数可）の振幅を低減することを可能にするように構成される。検出器キャリアキャンセルパス１３４上のキャリア信号（複数可）の振幅および位相は、キャリアがカプラ１３８の出力の後に最小化されるまで調節される。最小化されると、高ゲインプリアンプ段（図示せず）は、ブロックコンバータ１１０のフロントエンドでＲＦパスに切り換えられ、これによってひずみの検出と、デジタル受信器９０の感度を改善することが可能である。結果として、たとえばＩＭＤキャンセルループ８６が、ほぼ６０ｄＢｃのキャリアひずみ比レベルに微調整されている時に増幅器のひずみを測定すると、約２０ｄＢなどの改善されたひずみノイズ比になる。
【００４２】  デジタル受信器９０が、ＩＭＤ成分を直接測定することによるＩＭＤキャンセルループ８６の調整には問題があることを決定すると、パイロットで補助された調整が作動状態になる場合がある。たとえば、スイッチ１４０を使用してパイロット信号（複数可）をカプラ１４２にルーティングし、カプラ１４２はパイロット信号を増幅器１２の前に主信号パス１６に注入することが可能である。ＩＭＤキャンセルループ８６の調整は、基地局に関してダウンリンクパワー制御が作動状態になっている時にはそれほどしっかりしたものではなくなる。これは、キャリアＲＦパワーへの大きな変更、したがって、ひずみ測定のより大きな変動という結果になる。デジタル受信器９０は、パワー制御が作動状態かどうかを決定し、ＩＭＤ測定値の標準偏差が大きすぎないかどうかを決定する。ＩＭＤ測定値の標準偏差が大きすぎる場合、パイロット補助調整が作動状態になる。この実施形態では、連続波（ＣＷ）パイロットが、キャリアによって占領されていない周波数で主信号パス１６上でカプラ１４２に注入される。パイロットのレベルは、絶対ＩＭＤレベルに匹敵するレベルである。ＩＭＤキャンセルループ８６はついで、パイロット（複数可）に関連づけられた周波数ビンを見ることによって調整される。ループは、ＩＭＤキャンセルループ８６によって以前と同じように調整され、パイロット信号の振幅を低減する。
【００４３】  したがってデジタル受信器９０は、ＩＭＤ成分（複数可）および／またはパイロット信号（複数可）の振幅を使用して、動作の周波数帯域全体でイコライザ１００の振幅および／または位相応答を変更するイコライザ調整を提供することが可能である。デジタル受信器９０は、ひずみ低減ループ８６の出力のデジタルドメイン帯域幅表現内の動作の周波数帯域全体で、ＩＭＤ成分（複数可）および／またはパイロット信号（複数可）の振幅（複数可）内に反映されたように、ひずみキャンセルループ８６に関して所望の振幅および／または位相応答が達成されるまで、イコライザ１００の振幅および／または位相応答を調節することが可能である。たとえば、デジタル受信器９０は、デジタルドメイン帯域幅表現内に反映されたように、イコライザ１００の振幅および／または位相応答を調節し、ＩＭＤ、パイロット信号（複数可）またはひずみを周波数全体で等しく低減することが可能である。さらに、デジタル受信器９０は、異なるＲＦキャリアおよび増幅器条件の下で、適応的にひずみ低減ループ８６を調整して、動作の周波数帯域全体でより一貫した性能を提供することも可能である。
【００４４】  上記の実施形態の他に、本発明の原理による、増幅器ひずみ低減装置の代替の構成も可能であり、これは、説明された装置の構成要素を省略および／または追加するか、および／または、説明された装置の変形例または一部を使用する。たとえば、上記の実施形態はフィードフォワード構成の場合について説明されたが、動作の周波数帯域全体で異なる周波数で振幅の測定を提供する広帯域受信器を使用して、相対的なゲインおよび／または位相調整、および／またはイコライザ調整を提供する他の実施形態も可能である。たとえば実施形態を使用して、増幅の後で送信の前に、動作の周波数帯域内の複数の振幅のうち少なくとも１つの振幅に基づいて、増幅前の動作の周波数帯域にゲインおよび／または位相調節が行われる、ひずみ前のアーキテクチャの動作の間、変化する条件に適応するようにすることも可能である。１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚ内のパーソナル通信システム（ＰＣＳ）帯域では、デジタル受信器９０は、２０ＭＨｚのサブバンド上で異なる周波数で振幅の測定を提供することが可能であり、これは、ＲＦキャリア（複数可）が置かれる即時周波数範囲か、ＲＦキャリア間の最大周波数分離として定義される。用途に応じて、キャリアキャンセルループ８４は、典型的には約１２〜３２ｄＢのキャリアキャンセル（好ましくは２０ｄＢより大きい）を達成し、ＩＭＤキャンセルループ８６は典型的には、動作の周波数帯域上で約１２〜３２ｄＢのひずみキャンセルを達成する（好ましくは２０ｄＢより大きい）。
【００４５】  用途によっては、相対的なゲインおよび／または位相回路および／またはイコライザ回路を異なる位置、および／またはフィードフォワード増幅器および他のひずみ低減構成内のパスの中に置くことも可能性である。たとえば、ゲインおよび／または位相調整回路９８は、カプラ２８の前にパス１８上に置かれる場合もあり、ゲインおよび／または位相アジャスタ１０２は、カプラ２６の後にパス１６上に置かれる場合もあり、または、ゲイン位相調節回路９６および９８は、両方の位置に置かれる可能性もある。信号の振幅は、電圧、電流、エネルギ、パワー、または強度など、異なる方法で測定または表示することが可能であり、この明細書では信号の振幅は全般にパワーレベルに関しているが、アナログ時間ドメインでは、振幅が電圧レベルに関する可能性もある。
【００４６】  さらに、増幅器ひずみ低減装置を、Ａ／Ｄコンバータを伴う処理回路の特定の動作を使用して記述したが、当業者であれば理解されるように、増幅器ひずみ低減装置およびその一部は、本発明の利点を伴って、特定用途向け集積回路、ソフトウェアで駆動される処理回路、ファームウェア、プログラマブル論理デバイス、ハードウェアまたは他の別の構成要素の構成内で実装することも可能であることを理解されたい。説明されたのは、本発明の原理の用途の例にすぎない。当業者であれば、本明細書に図示され説明された例としての用途に厳密に従わなくても、本発明の精神および範囲から離れることなく、これらおよび種々の他の修正例、構成および方法も行えることが容易に認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  増幅器がその中で動作する周波数を示す、ＲＦ増幅器の周波数応答カーブの例を示す図である。
【図２】  ＲＦ増幅器のために使用されるフィードフォワードひずみ低減装置の構成図である。
【図３】  本発明の原理による、フィードフォワード増幅器ひずみ低減装置を示す図である。
【符号の説明】１０  フィードフォワード訂正回路
１２  ＲＦ増幅器
１４  スプリッタ
１６  主信号パス
１８  フィードフォワードパス
２０  ゲイン位相回路
２２、２６、２８、３４、４６、４８、１０４、１１５、１１７、１２０、１３２、１３８、１４２  カプラ
２４  遅延回路
３０  パス
３２、３３、６６、６８  制御パス
３５  信号検出制御回路
３６、６０  検出器
３８、５８、６２  フィルタ
４０、６４  ヌル化回路
４２  ゲイン位相回路
４４  増幅器
５０  パイロット検出パス
５２  パイロット検出制御回路
５４  パイロット受信回路
５６  ミキサ
８０  フィードフォワード増幅器アーキテクチャ
８２  処理回路
８４  キャリアキャンセルループ
８６  ひずみキャンセルループ
８８  アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ
９０  デジタル受信器
９２  高速フーリエ変換（ＦＦＴ）
９４  制御回路
９６、１００  イコライザ
９８、１０２  位相アジャスタ
１０６  入力検出パス
１０８  ＲＦスイッチ
１１０  ブロックコンバータ
１１２  局部発振器
１１４  バス
１１６  検出パス
１１８  パイロット信号生成装置
１２２  キャリアキャンセル検出パス
１３０  検出器キャリアキャンセルループ
１３４  検出器キャリアキャンセルパス
１３６  遅延
１４０  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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