(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号増幅用の包絡線除去および復元増幅器（ＥＥＲ１、ＥＥＲ２）を使用する送信デバイス（ＢＳ）から少なくとも１つの受信デバイス（ＲＡＨ１）へのデータ信号の伝送の方法であって、
・データ信号は、前記送信デバイス（ＢＳ）内に配置された前記包絡線除去および復元増幅器（ＥＥＲ１、ＥＥＲ２）の第１部分内で包絡線信号成分および位相信号成分によって表され、
・前記包絡線信号成分および前記位相信号成分の群のうちの少なくとも１つは、前記送信デバイス（ＢＳ）内に配置された少なくとも１つの電光変換器（ＥＯ１、ＥＯ２）内で電気信号から光信号に変換され、
・前記包絡線信号成分および前記位相信号成分の前記群のうちの前記少なくとも１つは、少なくとも１つの光接続（ＯＦ１、ＯＦ２、ＯＦ８）を介して前記送信デバイス（ＢＳ）から前記少なくとも１つの受信デバイス（ＲＡＨ１）へ伝送され、
・前記包絡線信号成分および前記位相信号成分の前記群のうちの前記少なくとも１つは、前記少なくとも１つの受信デバイス（ＲＡＨ１）内に配置された少なくとも１つの光電変換器（ＯＥ１、ＯＥ２）内で光信号から電気信号に変換され、
・前記データ信号は、前記少なくとも１つの受信デバイス（ＲＡＨ１）内に配置された前記包絡線除去および復元増幅器（ＥＥＲ１、ＥＥＲ２）の第２部分内で増幅される
方法。
【請求項２】
・前記包絡線信号成分は、ΔΣ変調器（ＤＳＭ）によって前記包絡線除去および前記復元増幅器（ＥＥＲ１、ＥＥＲ２）の第１部分内で変調され、
・前記包絡線信号成分は、スイッチド出力段（ＳＯＳ）内の前記包絡線除去および前記復元増幅器（ＥＥＲ１、ＥＥＲ２）の前記第２部分内で増幅される
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
・前記位相信号成分は、前記送信デバイス（ＢＳ）内の電光変換器（ＥＯ２）内で電気信号から光位相信号成分に変換され、
・無線周波数搬送波信号は、合成され、前記送信デバイス（ＢＳ）内のさらなる電光変換器（ＥＯ３）内で電気信号から光無線周波数搬送波信号に変換され、
・前記光位相信号成分は、前記光無線周波数搬送波信号と加算され、組み合わされた光位相信号成分をもたらし、
・前記組み合わされた光位相信号成分は、前記少なくとも１つの受信デバイス（ＲＡＨ１）内の光電変換器（ＯＥ２）内で光信号成分から電気信号成分に変換され、
・前記光位相信号成分は、前記光電変換器（ＯＥ２）内で光ヘテロダインを適用することによる前記光無線周波数搬送波信号との乗算によって無線周波数領域にアップコンバートされる
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
・前記包絡線除去および前記復元増幅器（ＥＥＲ１、ＥＥＲ２）の出力信号は、前記送信デバイス（ＢＳ）にフィード・バックされ、
・前記フィード・バックされた出力信号に基づいて、前記包絡線除去および前記復元増幅器（ＥＥＲ１、ＥＥＲ２）は制御される
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記送信デバイス（ＢＳ）は、基地局であり、前記少なくとも１つの受信デバイス（ＲＡＨ１）は、リモート・アンテナ・ヘッドであり、前記データ信号は、前記基地局（ＢＳ）から前記少なくとも１つのリモート・アンテナ・ヘッド（ＲＡＨ１）を介してユーザ端末（ＵＥ１）に伝送される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記基地局（ＢＳ）からのデータ信号は、ビームフォーミングまたはｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｉｎｐｕｔ−ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｏｕｔｐｕｔを適用することによって少なくとも２つのリモート・アンテナ・ヘッド（ＲＡＨ３、ＲＡＨ４）を介してユーザ端末（ＵＥ４）に伝送される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
・前記包絡線信号成分および前記位相信号成分は、前記送信デバイス（ＢＳ）内の電光変換器（ＥＯ１、ＥＯ２）内で電気信号から光信号に変換され、
・前記包絡線信号成分および前記位相信号成分は、前記送信デバイス（ＢＳ）内に配置された光マルチプレクサ（ＭＵＸ）内で光多重化され、
・前記包絡線信号成分および前記位相信号成分は、１つの光接続（ＯＦ８）を介して前記送信デバイス（ＢＳ）から前記少なくとも１つの受信デバイス（ＲＡＨ１）内に配置された光デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）に送られ、
・前記包絡線信号成分および前記位相信号成分は、前記光デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）内で光多重分離される
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの受信デバイス（ＲＡＨ１）への信号の伝送のための送信デバイス（ＢＳ）であって、前記送信デバイス（ＢＳ）は、包絡線除去および復元増幅器（ＥＥＲ１、ＥＥＲ２）の第１部分として、
・包絡線信号成分の第１信号経路と、
・位相信号成分の第２信号経路と、
・前記包絡線信号成分および前記位相信号成分の群のうちの少なくとも１つを電気信号から光信号に変換する少なくとも１つの電光変換器（ＥＯ１、ＥＯ２）と
を含む、送信デバイス（ＢＳ）。
【請求項９】
前記送信デバイス（ＢＳ）は、前記包絡線除去および前記復元増幅器（ＥＥＲ１、ＥＥＲ２）の前記第１部分内に包絡線信号成分の前記第１信号経路内のΔΣ変調器（ＤＳＭ）をさらに含む、請求項８に記載の送信デバイス（ＢＳ）。
【請求項１０】
前記送信デバイス（ＢＳ）は、リモート・アンテナ・ヘッド（ＲＡＨ１）を介するユーザ端末（ＵＥ１）への信号の伝送用の基地局（ＢＳ）である、請求項８に記載の送信デバイス（ＢＳ）。
【請求項１１】
前記送信デバイス（ＢＳ）は、標準的なＵｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ、Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ  Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、またはＷｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓを適用する通信ネットワークに使用される、請求項８に記載の送信デバイス（ＢＳ）。
【請求項１２】
送信デバイス（ＢＳ）から送られた信号の受信用の受信デバイス（ＲＡＨ１）であって、前記受信デバイス（ＲＡＨ１）は、包絡線除去および復元増幅器（ＥＥＲ１、ＥＥＲ２）の第２部分として、
・包絡線信号成分および位相信号成分の群のうちの少なくとも１つを光信号から電気信号に変換する少なくとも１つの光電変換器（ＯＥ１、ＯＥ２）と、
・前記包絡線信号成分の増幅用の第１出力段（ＳＯＳ）と、
・前記位相信号成分の増幅用の第２出力段（ＯＳ）と
を含む、受信デバイス（ＲＡＨ１）。
【請求項１３】
前記包絡線信号成分の増幅用の前記第１出力段（ＳＯＳ）は、Ｄ級スイッチド出力段である、請求項１２に記載の受信デバイス（ＲＡＨ１）。
【請求項１４】
前記受信デバイス（ＲＡＨ１）は、基地局（ＢＳ）から送られた信号の受信用のリモート・アンテナ・ヘッド（ＲＡＨ１）である、請求項１２に記載の受信デバイス（ＲＡＨ１）。
【請求項１５】
少なくとも１つの請求項１０に記載の基地局（ＢＳ）および少なくとも１つの請求項１４に記載のリモート・アンテナ・ヘッド（ＲＡＨ１）を含む通信ネットワーク（ＣＮ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルによるデータ信号の伝送の方法、請求項８のプリアンブルによる包絡線除去および復元増幅器、請求項１０のプリアンブルによる送信デバイス、請求項１３のプリアンブルによる受信デバイス、および請求項１５のプリアンブルによる通信ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
セルラ無線ネットワーク内のあるサービス・エリアのカバレージは、複数の無線基地局によって提供され、これらの無線基地局は、そのサービス・エリア内のモバイル・ユーザとの間の接続を提供するためにコア・ネットワークに接続される。無線基地局は、ベースバンド・ユニットおよび少なくとも１つのアンテナ・ユニットを含む。無線カバレージおよび容量を増やすために、現代の基地局は、複数のセクタ・アンテナを使用する。
【０００３】
基地局の柔軟性を高めるためには、アンテナをベースバンド・ユニットから離れて配置することを可能にすることが望ましい。これは、リモート・アンテナ・ヘッド（ｒｅｍｏｔｅ  ａｎｔｅｎｎａ  ｈｅａｄ）とも呼ばれるアクティブ・アンテナ・システムの開発につながった。通常、１つのリモート・アンテナ・ヘッドは、１つのセクタ・アンテナを含むが、ただ１つより多数のセクタ・アンテナを有するリモート・アンテナ・ヘッドを有する既知のシステムもある。
【０００４】
基地局は、光ファイバによってリモート・アンテナ・ヘッドに接続されることが好ましい。従来の光ファイバ無線（ｒａｄｉｏ−ｏｖｅｒ−ｆｉｂｅｒ）シナリオは、基地局とリモート・アンテナ・ヘッド内の増幅器を有する送信器との間でのアナログ信号の光伝送を用いる。
【０００５】
２ファイバリングを使用するセルラ無線ネットワークでの光ファイバ無線概念の実施態様の例が、欧州特許第ＥＰ  １５５３７９１  Ｂ１号で与えられる。
【０００６】
しかし、光伝送の品質は、雑音、たとえば波長分散などの非線形性、および減衰効果から深刻に影響を受ける。その結果、光ファイバ無線概念の技術的実施態様は、非常に洗練された光学変調技法および信号調整を用いなければならない。
【０００７】
基本的に、アナログ無線周波数信号の光伝送は、信号変調技法および信号調整に関する多大な電子的労力を伴う。実際に、たとえば、強度変調および直接検出の方法は、簡単で単純であり、かなり線形の光伝送特性を可能にするが、その一方で、アナログ無線周波数伝送の要件を満足するために、コストの高い変調器および変調器ドライバを必要とする。両側波帯変調が使用される場合には、波長分散が、無線周波数電力の周波数および長さに依存する抑制をもたらし、これは、伝送品質を劣化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許第ＥＰ  １５５３７９１  Ｂ１号
【特許文献２】米国特許出願第ＵＳ  ２００２／０１４１５１０  Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、送信デバイスと少なくとも１つの受信デバイスとの間の光接続を用いる信号増幅用のエネルギー効率のよい電力増幅器アーキテクチャを使用する、送信デバイスから少なくとも１つの受信デバイスへの信号の伝送のコスト効率がよくフォールトトレラントな方法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、請求項１の教示による方法、請求項８の教示による包絡線除去および復元増幅器、請求項１０の教示による送信デバイス、請求項１３の教示による受信デバイス、および請求項１５の教示による通信ネットワークによって達成される。
【００１１】
ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＷＩＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、または３ＧＰＰ  ＬＴＥ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ  Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）などの移動通信システムは、２．６ＧＨｚまでの周波数で高い出力電力を有する電力増幅器を必要とするので、好ましくは、いわゆる包絡線除去および復元増幅器が信号増幅に使用される。というのは、包絡線除去および復元増幅器が、高い度合の線形性および効率を特徴とするからである。
【００１２】
前記包絡線除去および復元増幅器では、データ信号は、比較的ゆっくり変化する振幅の包絡線信号成分および一定振幅のより速く変化する位相信号成分によって表される。高速位相信号は、たとえばＥ級またはＦ級の出力段の入力を制御するが、包絡線信号は、変調器を駆動し、この変調器は、やはり前記出力段の供給電圧を制御する。包絡線信号成分または位相信号成分を、たとえばスイッチド出力段（ｓｗｉｔｃｈｅｄ  ｏｕｔｐｕｔ  ｓｔａｇｅ）での増幅に使用されるデジタル信号とすることができる。
【００１３】
米国特許出願第ＵＳ  ２００２／０１４１５１０  Ａ１号では、位相変調または周波数変調と振幅変調とを利用する変調器および変調の方法が開示されている。遅延回路または同期回路が、振幅変調および位相変調の実行を調整するのに利用される。変調回路を、高周波数回路および低周波数回路を含むすべての周波数範囲で利用することができる。
【００１４】
本発明の主要なアイデアは、デジタル信号が干渉に対してアナログ信号よりフォールトトレラントなので、包絡線除去および復元増幅器を少なくとも１つの光接続によって接続された２つの遠隔部分に分割することによって、データ信号の光伝送に既存の包絡線除去および復元増幅器概念の内部のデジタル信号経路の存在を活用することである。
【００１５】
本発明は、包絡線除去および復元増幅器の内部に既に存在するデジタル信号経路からの使用を活用することによって、アナログ信号の代わりにデジタル信号の伝送を可能にすることである。包絡線除去および復元増幅器内で既に使用可能であるデジタル信号が使用されるので、追加の高コストの高速アナログ−デジタル変換および高速デジタル−アナログ変換は不要である。したがって、従来の光ファイバ無線シナリオと比較して、０の追加コストで、デジタル信号の光伝送のすべての概念を、光ファイバ無線応用に適用することができる。
【００１６】
信号増幅用の包絡線除去および復元増幅器は、基地局から少なくとも１つのリモート・アンテナ・ヘッドを介してユーザ端末へ信号を伝送するのに使用され、これらの信号は、基地局から少なくとも１つのリモート・アンテナ・ヘッドへの少なくとも１つの光接続を介して伝送される。本発明は、上で説明した既存の包絡線除去および復元増幅器を、デジタル光リンクによって分離された２つの部分に分割し、これらをそれぞれ中央基地局内およびリモート・アンテナ・ユニットの近くに配置することによって、優れた光ファイバ無線アーキテクチャの実現を可能にする。この概念は、たとえばビームフォーミング応用およびＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｉｎｐｕｔ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｏｕｔｐｕｔ）応用で、コストおよびハードウェア労力を簡単に減らす新しいアーキテクチャを可能にする。
【００１７】
本発明によれば、データ信号は、送信デバイス内に配置された包絡線除去および復元増幅器の第１部分内で包絡線信号成分および位相信号成分によって表され、包絡線信号成分および位相信号成分の群のうちの少なくとも１つは、送信デバイス内に配置された少なくとも１つの電光変換器内で電気信号から光信号に変換され、包絡線信号成分および位相信号成分の群のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの光接続を介して送信デバイスから少なくとも１つの受信デバイスへ伝送され、包絡線信号成分および位相信号成分の群のうちの少なくとも１つは、前記少なくとも１つの受信デバイス内に配置された少なくとも１つの光電変換器内で光信号から電気信号に変換され、前記データ信号は、前記少なくとも１つの受信デバイス内に配置された包絡線除去および復元増幅器の第２部分内の出力段によって増幅される。
【００１８】
本発明のさらなる展開を、従属請求項および次の説明から集めることができる。
【００１９】
次では、本発明を、添付図面を参照してさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を実施できる基地局およびリモート・アンテナ・ヘッドを有するセルラ通信ネットワークを概略的に示す図である。
【図２】技術的現状による包絡線除去および復元増幅器アーキテクチャを概略的に示す図である。
【図３】技術的現状による、電圧スイッチング回路トポロジに頼るスイッチド・モード（ｓｗｉｔｃｈｅｄ  ｍｏｄｅ）電力増幅器アーキテクチャを概略的に示す図である。
【図４】技術的現状による、ΔΣ変調器を概略的に示す図である。
【図５】技術的現状による、ΔΣ変調器、スイッチド出力段、およびフィルタを有するスイッチド・モード電力増幅器を概略的に示す図である。
【図６】本発明による、それぞれ基地局内およびリモート・アンテナ・ヘッド内に配置される２つの部分に分割されるスイッチド・モード電力増幅器を概略的に示す図である。
【図７】本発明による分散包絡線除去および復元増幅器を含む送信器および受信器を概略的に示す図である。
【図８】本発明による光多重化および光多重分離の原理を適用する単一の光経路によって相互接続された分散包絡線除去および復元増幅器を含む送信器および受信器を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明を実施できる信号伝送および信号受信のための通信ネットワークＣＮの原理的構造を、図１に示す。通信ネットワークＣＮは、基地局ＢＳ、リモート・アンテナ・ヘッドＲＡＨ１〜ＲＡＨ４およびユーザ端末ＵＥ１〜ＵＥ４を含む。
【００２２】
前記リモート・アンテナ・ヘッドＲＡＨ１〜ＲＡＨ４のそれぞれは、それぞれ、たとえば光ファイバまたは光自由空間接続などの光接続ＯＦ１、ＯＦ２、ＯＦ１１、ＯＦ１２、およびＯＦ１３によって基地局ＢＳに接続される。前記ユーザ端末ＵＥ１〜ＵＥ４のそれぞれは、図１で両方向矢印によって象徴されているように、前記リモート・アンテナ・ヘッドＲＡＨ１〜ＲＡＨ４のうちの１つまたは複数に接続される。基地局ＢＳは、コア・ネットワークに接続され、このコア・ネットワークは、単純にするために図１には図示されていない。
【００２３】
基地局ＢＳからリモート・アンテナ・ヘッドＲＡＨ１〜ＲＡＨ４を介してユーザ端末ＵＥ１〜ＵＥ４に伝送されなければならない信号の増幅のために、好ましくは技術的現状に従ってリモート・アンテナ・ヘッドＲＡＨ１〜ＲＡＨ４内に配置される、包絡線除去および復元増幅器が使用されることが好ましい。
【００２４】
図２に、技術的現状による包絡線除去および復元増幅器を概略的に示す。
【００２５】
包絡線除去および復元増幅器のラジオ周波数（ＲＦ）信号の入力は、振幅検出器ＤＥＴの入力とリミッタＬＩＭの入力との両方に接続される。
【００２６】
振幅検出器ＤＥＴの出力は、振幅増幅器ＡＡＭの第１入力に接続される。振幅増幅器ＡＡＭの第２入力は、供給電圧ＶＳに接続するために設けられる。
【００２７】
リミッタＬＩＭの出力は、位相増幅器ＰＡＭの第１入力に接続され、振幅増幅器ＡＡＭの出力は、位相増幅器ＰＡＭの第２入力すなわち供給電圧入力に接続される。
【００２８】
位相増幅器ＰＡＭの出力は、増幅された位相変調され振幅変調された信号を出力するために設けられる。
【００２９】
図２に示された技術的現状による包絡線除去および復元増幅器を使用する信号増幅の方法では、アナログ・ラジオ周波数入力信号が、包絡線除去および復元増幅器の入力に送られる。入力信号の包絡線信号成分は、たとえばカプラおよび振幅検出器ＤＥＴを使用して感知され、包絡線信号成分は、振幅増幅器ＡＡＭに供給される。
【００３０】
主要な振幅変調され位相変調されたラジオ周波数入力信号は、リミッタＬＩＭの入力に送られ、ここで、複素入力信号Ａ（ｔ）ｅｉ（ωｔ＋φ（ｔ））（ただし、Ａ（ｔ）は時間依存振幅であり、ωは搬送波周波数であり、φ（ｔ）は時間依存位相である）は、クリッピングされ、一定振幅の位相信号成分ｅｉ（ωｔ＋φ（ｔ））をもたらす。
【００３１】
包絡線信号成分は、リミッタＬＩＭの前の信号を感知する振幅検出器ＤＥＴによって感知される。振幅検出器ＤＥＴによって、変化する位相信号が除去され、ゆっくり変化する振幅の包絡線信号成分Ａ（ｔ）がもたらされる。
【００３２】
ゆっくり変化する振幅の包絡線信号成分は、振幅増幅器ＡＡＭの第１入力に送られる。振幅増幅器ＡＡＭの第２入力に接続された供給電圧ＶＳは、ゆっくり変化する振幅の包絡線信号成分によって変調され、増幅された包絡線信号成分をもたらす。
【００３３】
一定振幅の位相信号成分は、位相増幅器ＰＡＭの第１入力すなわちラジオ周波数入力に送られ、増幅された包絡線信号成分は、位相増幅器ＰＡＭの第２入力すなわち供給電圧入力に接続され、これは、位相増幅器ＰＡＭの出力でアナログ・ラジオ周波数入力信号の増幅されたコピーをもたらす。
【００３４】
本発明によれば、包絡線除去および復元増幅器の内部のデジタル信号経路の存在が、信号の光伝送に使用される。そのようなデジタル信号経路を、たとえばゆっくり変化する振幅の包絡線信号成分の経路内のΔΣ変調器および後続のスイッチド出力段によって、図２に示された包絡線除去および復元増幅器内で実施することができる。
【００３５】
デジタル信号経路のこの実施態様を実行するために、振幅検出器ＤＥＴの出力は、ΔΣ変調器の入力に接続され、このΔΣ変調器の出力は、振幅増幅器ＡＡＭの入力に接続され、振幅増幅器ＡＡＭは、たとえばこのケースではＤ級増幅器などのスイッチド出力段である。
【００３６】
次では、ΔΣ変調器を使用するスイッチド・モード増幅器の基本原理を説明し、その後、本発明の２つの実施形態でのΔΣ変調器を有するスイッチド・モード増幅器の応用を示す。
【００３７】
スイッチド・モード電力増幅器の例として、技術的現状による電圧スイッチング電力増幅器システムを図３に示す。そのような電圧スイッチング電力増幅器システムは、アナログ・ラジオ周波数入力信号または本発明による包絡線信号成分を受け取る入力およびクロッキング信号ＣＳを受け取る入力を有するΔΣ変調器ＤＳＭを含む。ΔΣ変調器ＤＳＭの出力は、ドライバＤＲの入力に接続される。
【００３８】
好ましくは、ΔΣ変調器ＤＳＭは、雑音整形フィルタＮＦに接続されるか、雑音整形フィルタを含む。
【００３９】
ドライバＤＲの第１出力は、第１トランジスタＴ１のゲートＧに接続され、ドライバＤＲの第２出力は、第２トランジスタＴ２のゲートＧに接続される。
【００４０】
第１トランジスタＴ１のソースＳは、グラウンドに接続され、第２トランジスタＴ２のソースは、第１トランジスタＴ１のドレインに接続される。
【００４１】
第１トランジスタＴ１のドレインおよび第２トランジスタＴ２のソースは、直列のインダクタＬおよびキャパシタＣを含む再構成フィルタＲＦＩＬＴを介してラジオ周波数信号または本発明による増幅されたアナログ包絡線信号成分の出力に接続される。ＬＣフィルタ・トポロジの変形形態があるが、これは、開示される本発明にとって重要ではない。
【００４２】
第２トランジスタＴ２のドレインは、定電圧源の供給に接続される。
【００４３】
図３に示された技術的現状による電圧スイッチング電力増幅器システムを使用する信号増幅の方法では、アナログ・ラジオ周波数入力信号または本発明による包絡線信号成分は、ΔΣ変調器ＤＳＭに送られる。さらに、ラジオ周波数搬送波周波数の倍数を有するクロッキング信号が、ΔΣ変調器ＤＳＭに送られる。
【００４４】
ΔΣ変調器ＤＳＭ内では、アナログ・ラジオ周波数入力信号または包絡線信号成分が、デジタル１ビット信号またはより高い分解能のデジタル信号に変換される。サンプリング・レートは、受け取られるクロッキング信号によって決定される。デジタル１ビット信号は、ΔΣ変調器ＤＳＭの出力で供給される。
【００４５】
好ましくは、雑音整形フィルタＮＦは、量子化雑音を信号処理により少なく関係するかこれに関係しない周波数範囲にシフトすることによって量子化雑音を最小にするのに使用される。
【００４６】
前記デジタル１ビット信号は、ドライバＤＲに送られ、ドライバＤＲは、デジタル１ビット信号に基づく第１ドライバ信号および反転されたデジタル１ビット信号に基づく第２ドライバ信号を生成する。第１ドライバ信号は、第２トランジスタＴ２のゲートに送られ、第２ドライバ信号は、第１トランジスタＴ１のゲートに送られる。したがって、ドライバＤＲの出力信号は、逆相であり、これは、第１トランジスタＴ１がオンである場合に、第２トランジスタＴ２がオフであり、逆も同様であることを意味する。２つのトランジスタＴ１およびＴ２を有する説明された増幅器アーキテクチャは、単なる例であり、代替アーキテクチャでは、たとえばＪ級増幅器のように１つだけ、または３つ以上のトランジスタが使用されるが、これは、本発明には影響しない。後者の場合に、そのような代替アーキテクチャは、たとえば、より多くの各ビットあたり２つのより多くのトランジスタを使用する、マルチビット・アーキテクチャである。
【００４７】
キャパシタＣおよびインダクタＬは、一緒に、滑らかなアナログ出力信号を生成するのに使用される再構成フィルタＲＦＩＬＴを作り、この滑らかなアナログ出力信号は、ラジオ周波数信号または増幅されたアナログ包絡線信号成分の出力で供給される。
【００４８】
図４は、技術的現状によるΔΣ変調器ＤＳＭを示している。ΔΣ変調器ＤＳＭは、フィルタＦ１、加算器ＳＵＭ、雑音整形フィルタＦ２、アナログ−デジタル変換器ＡＤ、およびデジタル−アナログ変換器ＤＡを含む。
【００４９】
フィルタＦ１は、アナログ入力信号を受け取る入力を有する。フィルタＦ１の出力は、加算器ＳＵＭの第１入力に接続される。
【００５０】
アナログ加算器ＳＵＭの出力は、雑音整形フィルタＦ２の入力に接続され、雑音整形フィルタＦ２の出力は、アナログ−デジタル変換器ＡＤの入力に接続される。
【００５１】
アナログ−デジタル変換器ＡＤの出力は、一方ではデジタルアナログ変換器ＤＡの入力に接続され、他方では、たとえばデジタル出力信号を伝送するための図３のスイッチド出力段のドライバＤなどの外部デバイスに接続され得る。
【００５２】
デジタルアナログ変換器ＤＡの出力は、アナログ加算器ＳＵＭの第２反転入力に接続される。
【００５３】
原則として、アナログ・ラジオ周波数入力信号または包絡線信号成分は、ΔΣ変調器ＤＳＭ内で、スイッチド・モード増幅器のスイッチド出力段を駆動するのに適当な２レベル・デジタル出力シーケンスに符号化される。
【００５４】
図５は、上側の行に、図４に示されたΔΣ変調器ＤＳＭ、スイッチド出力段ＳＯＳ、およびフィルタＦを含む、技術的現状によるスイッチド・モード電力増幅器を概略的に示している。スイッチド出力段ＳＯＳは、たとえば、図３に示されているようにドライバＤＲならびに２つのトランジスタＴ１およびＴ２を含む。しかし、図３の１つのドライバＤＲならびに２つのトランジスタＴ１およびＴ２を有する説明される増幅器アーキテクチャは、単なる例であり、代替アーキテクチャでは、１つだけのトランジスタまたは複数のドライバを有する３つ以上のトランジスタが使用される、すなわち、スイッチド出力段ＳＯＳは、任意の個数のドライバおよびトランジスタを含むことができるが、これは、本発明には影響しない。
【００５５】
ΔΣ変調器ＤＳＭは、入力信号を受け取る入力を有する。ΔΣ変調器ＤＳＭの出力は、スイッチド出力段ＳＯＳの入力に接続される。
【００５６】
スイッチド出力段ＳＯＳの出力は、フィルタＦの入力に接続され、フィルタＦは、出力信号を伝送する出力を含む。
【００５７】
中央の行では、４つの図が、左から右へ、ΔΣ変調器ＤＳＭの入力、ΔΣ変調器ＤＳＭの出力、スイッチド出力段ＳＯＳの出力、およびフィルタＦの出力での信号のボルト単位の信号電圧対ナノ秒単位の時間を示している。
【００５８】
下の行では、４つの図が、左から右へ、ΔΣ変調器ＤＳＭの入力、ΔΣ変調器ＤＳＭの出力、スイッチド出力段ＳＯＳの出力、およびフィルタＦの出力での信号のデシベル単位の信号電力密度スペクトル対メガヘルツ単位の周波数を示している。
【００５９】
中央の行の最初の２つの図からわかるように、デジタル信号変調器は、アナログ信号をデジタル信号に変換し、本発明に従って、前記デジタル信号は、光ファイバを介してリモート・アンテナ・ヘッド内にリモートに配置されたスイッチド出力段ＳＯＳに伝送される。
【００６０】
図５に示されたスイッチド・モード電力増幅器の機能性は、上で、入力でのラジオ周波数信号を使用して説明されている［Ｗ．Ｔ．９］。次では、たとえば中間周波数またはベースバンド周波数というより低い周波数を有する入力信号について本発明を説明する。しかし、入力で使用される周波数は、本発明に対して大きくは影響しない。説明されるＳ級原理を本発明による光学的に制御される包絡線除去および復元増幅器概念に適用する場合には、再構成用のΔΣ変調器ＤＳＭおよびフィルタＦは、好ましくは低域通過型である。
【００６１】
本発明による包絡線除去および復元増幅器内で使用できるスイッチド・モード電力増幅器ＰＡを、図６に示す。スイッチド・モード電力増幅器ＰＡは、破線の箱として図示され、ΔΣ変調器ＤＳＭ、電光変換器ＥＯ、光電変換器ＯＥ、スイッチド出力段ＳＯＳ、およびフィルタＦを含む。スイッチド出力段は、上で図５の下で説明したように、少なくとも１つのドライバおよび少なくとも１つのトランジスタを含む。
【００６２】
ΔΣ変調器ＤＳＭは、アナログ入力信号を受け取る入力を有する。ΔΣ変調器ＤＳＭの出力は、電光変換器ＥＯの入力に接続される。
【００６３】
電光変換器ＥＯの出力は、たとえば光ファイバまたは光学自由空間接続などの光接続ＯＦ１を介して光電変換器ＯＥの入力に接続される。
【００６４】
光電変換器ＯＥの出力は、スイッチド出力段ＳＯＳの入力に接続され、スイッチド出力段ＳＯＳの出力は、フィルタＦの入力に接続される。
【００６５】
本発明の実施形態では、たとえばフィルタ、等化器、または前置増幅器などの信号調整用のさらなるデバイスが、電光変換器ＥＯと光電変換器ＯＥとの間の信号経路または光電変換器ＯＥとスイッチド出力段ＳＯＳとの間の信号経路に含まれる。
【００６６】
フィルタＦの出力は、さらなる出力段を介してアンテナ・ネットワークに接続され、このさらなる出力段は、単純さのために図６には図示されていない。
【００６７】
図６に示された実施形態では、ΔΣ変調器ＤＳＭおよび電光変換器ＥＯは、箱として示された基地局ＢＳ内に含まれ、光電変換器ＯＥ、スイッチド出力段ＳＯＳ、およびフィルタＦは、やはり箱として示されたリモート・アンテナ・ヘッドＲＡＨ１内に含まれる。
【００６８】
光学的に制御された包絡線除去および復元増幅器へのＳ級原理の実施のために、ΔΣ変調器ＤＳＭ内では、たとえばアナログ包絡線信号成分などの、ΔΣ変調器ＤＳＭがその入力で受け取るアナログ信号が、デジタル信号に変換される。前記デジタル信号は、デジタル電気信号からデジタル光信号への変換のために電光変換器ＥＯに送られる。好ましくは、前記電光変換器ＥＯは、直接に変調されるかたとえば電気吸収変調器またはニオブ酸リチウム変調器によって外部的に変調されるかのいずれかであるレーザ・ダイオードを含む。
【００６９】
電光変換器ＥＯの出力から、たとえばＰＷＭ信号（ＰＷＭ＝パルス幅変調）などのデジタル光信号が、光ファイバまたは光学自由空間接続などの光接続ＯＦ１を介して光電変換器ＯＥの入力に送られる。
【００７０】
光電変換器ＯＥ内では、デジタル光信号が、デジタル電気信号に戻って変換される。好ましくは、前記光電変換器ＯＥは、いわゆるＰＩＮダイオードまたはいわゆるアバランシフォトダイオードを含む。デジタル電気信号は、光電変換器ＯＥの出力からスイッチド出力段ＳＯＳの入力に送られる。
【００７１】
スイッチド出力段ＳＯＳ内では、デジタル電気信号は、少なくとも１つのドライバを介して少なくとも１つのトランジスタを駆動し、これが、スイッチド出力段ＳＯＳの出力での増幅されたデジタル電気信号になる。
【００７２】
前記増幅されたデジタル電気信号は、フィルタＦの入力に送られ、前記フィルタＦによって、増幅されたアナログ包絡線信号成分が、再構成され、フィルタＦの出力を介して、たとえば図２に示された位相増幅器ＰＡＭの第２入力などのさらなる出力段の入力に送られる。
【００７３】
光ヘテロダイン（ｏｐｔｉｃａｌ  ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｉｎｇ）の原理を適用する本発明による包絡線除去および復元増幅器ＥＥＲ１の実施形態を図７に示す。包絡線除去および復元増幅器ＥＥＲ１は、破線の箱として示され、振幅検出器ＤＥＴ、ΔΣ変調器ＤＳＭ、リミッタＬＩＭ、第１アナログ−デジタル変換器ＡＤ１、搬送波シンセサイザ（ｃａｒｒｉｅｒ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ）ＣＳ、３つの電光変換器ＥＯ１、ＥＯ２、およびＥＯ３、光加算器（ｏｐｔｉｃａｌ  ａｄｄｅｒ）Ａ、２つの光電変換器ＯＥ１およびＯＥ２、位相信号リシンセサイザ（ｐｈａｓｅ  ｓｉｇｎａｌ  ｒｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ）ＰＳＲＳ、スイッチド出力段ＳＯＳ、出力段ＯＳ、ならびにフィルタＦを含む。スイッチド出力段ＳＯＳは、上で図５の下で説明したように、少なくとも１つのドライバおよび少なくとも１つのトランジスタを含む。
【００７４】
図７に示された実施形態では、振幅検出器ＤＥＴ、ΔΣ変調器ＤＳＭ、リミッタＬＩＭ、第１アナログ−デジタル変換器ＡＤ１、搬送波シンセサイザＣＳ、３つの電光変換器ＥＯ１、ＥＯ２、およびＥＯ３、ならびに光加算器Ａは、箱として示された基地局ＢＳ内に含まれ、２つの光電変換器ＯＥ１およびＯＥ２、位相信号リシンセサイザＰＳＲＳ、スイッチド出力段ＳＯＳ、出力段ＯＳ、ならびにフィルタＦは、やはり箱として示されたリモート・アンテナ・ヘッドＲＡＨ１内に含まれる。
【００７５】
基地局ＢＳは、さらに、第３光電変換器ＯＥ３および受信器ＲＸを有するフィードバック経路を含む。
【００７６】
リモート・アンテナ・ヘッドＲＡＨ１は、さらに、アンテナ・ネットワークＡＮ、低雑音増幅器ＬＮＡ、ダウン・コンバータＤＣ、第２アナログ−デジタル変換器ＡＤ２、および第４電光変換器ＥＯ４を含む。
【００７７】
包絡線除去および復元増幅器ＥＥＲ１の、たとえばベースバンド周波数または中間周波数（ＩＦ）の入力は、振幅検出器ＤＥＴの入力とリミッタＬＩＭの入力との両方に接続される。
【００７８】
振幅検出器ＤＥＴの出力は、ΔΣ変調器ＤＳＭの入力に接続され、ΔΣ変調器ＤＳＭの出力は、第１電光変換器ＥＯ１の入力に接続される。
【００７９】
第１電光変換器ＥＯ１の出力は、光ファイバまたは光学自由空間接続などの光接続ＯＦ１を介して第１光電変換器ＯＥ１の入力に接続され、第１光電変換器ＯＥ１の出力は、スイッチド出力段ＳＯＳの第１入力に接続される。
【００８０】
スイッチド出力段ＳＯＳの第２入力は、供給電圧ＶＳに接続するために設けられ、スイッチド出力段ＳＯＳの出力は、フィルタＦの入力に接続される。
【００８１】
リミッタＬＩＭの出力は、第１アナログ−デジタル変換器ＡＤ１の入力に接続され、第１アナログ−デジタル変換器ＡＤ１の出力は、第２電光変換器ＥＯ２の入力に接続される。
【００８２】
第２電光変換器ＥＯ２の出力は、光接続ＯＦ３を介して光加算器Ａの第１入力に接続される
【００８３】
搬送波シンセサイザＣＳの出力は、第３電光変換器ＥＯ３の入力に接続され、第３電光変換器ＥＯ３の出力は、第４光接続ＯＦ４を介して光加算器Ａの第２入力に接続される。
【００８４】
光加算器Ａの出力は、たとえば光ファイバまたは光自由空間接続などの光接続ＯＦ２を介して第２光電変換器ＯＥ２の入力に接続される。
【００８５】
第２光電変換器ＯＥ２の出力は、位相信号リシンセサイザＰＳＲＳの入力に接続され、位相信号リシンセサイザＰＳＲＳの出力は、出力段ＯＳの第１入力に接続される。
【００８６】
フィルタＦの出力は、出力段ＯＳの第２入力に接続され、出力段ＯＳの出力は、アンテナ・ネットワークＡＮに接続される。
【００８７】
本発明の実施形態では、たとえば等化器または前置増幅器などの信号調整用のさらなるデバイスが、電光変換器ＥＯ１、ＥＯ２、およびＥＯ３と光電変換器ＯＥ１およびＯＥ２とのそれぞれの間の信号経路内または光電変換器ＯＥ１およびＯＥ２とスイッチド出力段ＳＯＳおよび出力段ＯＳとのそれぞれの間の信号経路内に含まれる。
【００８８】
受信経路内では、アンテナ・ネットワークＡＮの出力は、低雑音増幅器ＬＮＡの入力に接続され、低雑音増幅器ＬＮＡの出力は、ダウン・コンバータＤＣの入力に接続される。
【００８９】
ダウン・コンバータＤＣの出力は、第２アナログ−デジタル変換器ＡＤ２の入力に接続され第２アナログ−デジタル変換器ＡＤ２の出力は、第４電光変換器ＥＯ４の入力に接続される。
【００９０】
第４電光変換器ＥＯ４の出力は、たとえば光ファイバまたは光自由空間接続などの光接続ＯＦ５を介して第３光電変換器ＯＥ３の入力に接続される。
【００９１】
第３光電変換器ＯＥ３の出力は、受信器ＲＸの入力に接続される。
【００９２】
本発明の実施形態では、包絡線除去および復元増幅器ＥＥＲ１の出力は、好ましくは第４電光変換器ＥＯ４の入力で、受信経路に接続され、これは、図７では破線の矢印によって示されている。
【００９３】
好ましくは、前記電光変換器ＥＯ１〜ＥＯ４は、それぞれ、直接に変調されるかたとえば電気吸収変調器またはニオブ酸リチウム変調器によって外部的に変調されるかのいずれかであるレーザ・ダイオードを含む。
【００９４】
好ましくは、前記光電変換器ＯＥ１〜ＯＥ３は、いわゆるＰＩＮダイオードまたはいわゆるアバランシフォトダイオードを含む。
【００９５】
図７に示された実施形態では、たとえば好ましくは周波数範囲０〜２００ＭＨｚ内のベースバンド周波数ｆｂｂ上のアナログ・データ信号は、包絡線除去および復元増幅器ＥＥＲ１の入力に送られる。
【００９６】
データ信号の主要部分は、リミッタＬＩＭの入力に送られ、リミッタＬＩＭ内では、データ信号Ａ（ｔ）ｅｘｐ（ｉ（ωｂｂｔ＋φ（ｔ）））（ただし、Ａ（ｔ）は時間依存振幅であり、ωｂｂはベースバンド角周波数であり、φ（ｔ）は時間依存位相である）は、クリッピングされ、一定振幅の位相信号成分ｅｘｐ（ｉ（ωｂｂｔ＋φ（ｔ）））をもたらす。
【００９７】
データ信号の包絡線信号成分は、リミッタＬＩＭの前に信号を感知する振幅検出器ＤＥＴによって感知される。変化する位相信号は、振幅検出器ＤＥＴによって除去され、ゆっくり変化する振幅の包絡線信号成分Ａ（ｔ）がもたらされる。
【００９８】
ゆっくり変化する振幅の包絡線信号成分は、ΔΣ変調器ＤＳＭの第１入力に送られ、ΔΣ変調器ＤＳＭ内でデジタル信号に変換される。この実施形態では、デジタル信号は、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ＝パルス幅変調）であるが、別の実施形態ではたとえばマンチェスタ・コーディングを使用してさらに符号化もされ得る。包絡線信号成分のデジタル化に使用されるΔΣ変調を、従来の比較的低速の低域ΔΣ変調器によって実行することができ、したがって、エネルギーおよびチップの複雑さが節約される。
【００９９】
デジタル包絡線信号成分は、デジタル電気信号をデジタル光信号に変換するために、第１電光変換器ＥＯ１に送られる。
【０１００】
第１電光変換器ＥＯ１の出力からは、デジタル光包絡線信号成分（この実施形態ではＰＷＭ信号である）が、光接続ＯＦ１を介して第１光電変換器ＯＥ１の入力に送られる。
【０１０１】
第１光電変換器ＯＥ１内では、デジタル光信号が、デジタル電気信号に戻って変換される。結果のデジタル電気包絡線信号成分は、第１光電変換器ＯＥ１の出力からスイッチド出力段ＳＯＳの第１入力に送られる。
【０１０２】
スイッチド出力段ＳＯＳ内では、デジタル電気信号が、少なくとも１つのドライバを介して少なくとも１つのトランジスタを駆動し、これが、スイッチド出力段ＳＯＳの出力での増幅されたデジタル電気信号になる。したがって、スイッチド出力段ＳＯＳの第２入力に接続された供給電圧ＶＳは、デジタル電気包絡線信号成分によって変調され、増幅されたデジタル電気包絡線信号成分をもたらす。
【０１０３】
前記増幅されたデジタル電気包絡線信号成分は、フィルタＦの入力に送られ、前記フィルタＦによって、増幅されたアナログ包絡線信号成分が、再構成され、フィルタＦの出力を介して出力段ＯＳの第２入力に供給電圧として接続される。
【０１０４】
位相信号成分は、リミッタＬＩＭの出力から第１アナログ−デジタル変換器ＡＤ１の入力に送られ、第１アナログ−デジタル変換器ＡＤ１内では、アナログ位相信号成分が、デジタル位相信号成分に変換される。
【０１０５】
デジタル位相信号成分は、光学ソース（ｆｏｐｔｉｃａｌは、光学ソースの光の周波数である）を使用してデジタル電気信号をデジタル光信号に変換するために第２電光変換器ＥＯ２の入力に送られ、その結果、デジタル光位相信号成分は、周波数ｆｏｓ＝ｆｏｐｔｉｃａｌ±ｆｂｂを有するようになる。
【０１０６】
第２電光変換器ＥＯ２の出力から、デジタル光位相信号成分は、光接続ＯＦ３を介して光加算器Ａの第１入力に送られる。
【０１０７】
搬送波シンセサイザＣＳ内では、好ましくは数百ＭＨｚから数ＧＨｚまでの周波数範囲内のラジオ周波数ｆｒｆ上のラジオ周波数搬送波信号が生成される。ラジオ周波数搬送波信号は、光学ソース（ｆｏｐｔｉｃａｌは、光学ソースの光の周波数である）を使用して電気ラジオ周波数搬送波信号を光ラジオ周波数搬送波信号に変換するために第３電光変換器ＥＯ３に送られ、その結果、光ラジオ周波数搬送波信号は、周波数ｆｏｒｆ＝ｆｏｐｔｉｃａｌ±ｆｒｆを有するようになる。
【０１０８】
第３電光変換器ＥＯ３の出力からは、光ラジオ周波数搬送波信号が、光接続ＯＦ４を介して光加算器Ａの第２入力に送られる。
【０１０９】
光加算器Ａ内では、デジタル光位相信号成分が、光ラジオ周波数搬送波信号と加算される、すなわち、周波数ｆｏｓ＝ｆｏｐｔｉｃａｌ±ｆｂｂを有するデジタル光位相信号成分が、周波数ｆｏｒｆ＝ｆｏｐｔｉｃａｌ±ｆｒｆを有する光ラジオ周波数搬送波信号と合計され、これが、組み合わされた光データ信号をもたらす。
【０１１０】
光加算器Ａの出力からは、組み合わされた光データ信号が、光接続ＯＦ２を介して第２光電変換器ＯＥ２の入力に送られる。
【０１１１】
第２光電変換器ＯＥ２内では、光ヘテロダインの原理が適用され、デジタル光位相信号成分が、デジタル電気位相信号成分に変換される。検出されたデジタル電気位相信号成分の強度は、周波数ｆｄｅｓ＝ｆｒｆ±ｆｂｂに伴って変化する。というのは、ｆｏｐｔｉｃａｌの範囲内の強度のすべてのより高周波数の成分が、第２光電変換器ＯＥ２内で時間平均されるからである。デジタル電気位相信号成分は、第２光電変換器ＯＥ２の出力から位相信号リシンセサイザＰＳＲＳの入力に送られ、位相信号リシンセサイザＰＳＲＳ内では、アナログ電気位相信号成分が回復される。
【０１１２】
アナログ電気位相信号成分は、位相信号リシンセサイザＰＳＲＳの出力から出力段ＯＳの第１入力に送られる。アナログ電気位相信号成分は、出力段ＯＳの第１入力を制御し、これは、出力段ＯＳの出力でのアナログ・データ信号の増幅されたコピーになる。
【０１１３】
本発明の実施形態では、アナログ電気位相信号成分は、出力段ＯＳ内の暗黙の受動信号再構成フィルタリングによって回復され、位相信号リシンセサイザＰＳＲＳは不要である。
【０１１４】
アナログ・データ信号の増幅されたコピーは、エア・インターフェースを介する伝送のためにアンテナ・ネットワークＡＮに送られる。
【０１１５】
受信経路では、アナログ電気信号は、アンテナ・ネットワークＡＮから、信号増幅のために低雑音増幅器ＬＮＡに送られる。
【０１１６】
増幅されたアナログ電気信号は、ダウン・コンバータＤＣに送られ、ダウン・コンバータＤＣ内では、信号が、ラジオ周波数からベースバンド周波数にダウンコンバートされる。
【０１１７】
ダウンコンバートされたアナログ電気信号は、デジタル化のために第２アナログ−デジタル変換器ＡＤ２に送られ、デジタル電気信号が、デジタル電気信号をデジタル光信号に変換するために第４電光変換器ＥＯ４に送られる。
【０１１８】
デジタル光信号は、第４電光変換器ＥＯ４から光接続ＯＦ５を介して第３光電変換器ＯＥ３に送られる。
【０１１９】
第３光電変換器ＯＥ３内では、デジタル光信号が、デジタル電気信号に戻って変換され、さらなる処理のために受信器ＲＸに送られる。
【０１２０】
本発明の実施形態では、包絡線除去および復元増幅器ＥＥＲ１の線形化が必要になる場合には、包絡線除去および復元増幅器ＥＥＲ１の出力信号のある分数が、第４電光変換器ＥＯ４および光接続ＯＦ５を介して基地局ＢＳにフィード・バックされ、前記フィード・バックされた出力信号に基づいて、包絡線除去および復元増幅器ＥＥＲ１が制御される。
【０１２１】
本発明の上で説明した実施形態の利益は、光ヘテロダインを使用することによって、電気アップコンバージョンの必要が減らされ、位相信号関連信号処理が、かなり下げられた速度でベースバンド周波数レベルで実行され、したがって、減らされた電力散逸およびチップ複雑さで実行されることである。
【０１２２】
しかし、光ヘテロダインの適用は、本発明にとって必須ではない。したがって、本発明の一実施形態では、位相信号成分が、第２光電変換器ＯＥ２内での受取の後に電気的にアップコンバートされる。本発明のもう１つの実施形態では、位相信号成分が、第２電光変換器ＥＯ２に送られる前に電気的にアップコンバートされ、デジタル光位相信号成分が、光接続を介して第２光電変換器ＯＥ２に直接に送られる。その結果、搬送波シンセサイザＣＳ、第３電光変換器ＥＯ３、および光加算器Ａは、これらの実施形態では必要ではない。
【０１２３】
原則として、デジタル位相信号成分とデジタル包絡線信号成分との両方が光信号として基地局ＢＳからリモート・アンテナ・ヘッドＲＡＨ１に送信されることは、本発明の適用に必要ではない、すなわち、デジタル位相信号成分またはデジタル包絡線信号成分のいずれかが、基地局ＢＳからリモート・アンテナ・ヘッドＲＡＨ１に電気的に送信されることが、可能である。したがって、本発明の実施形態では、デジタル位相信号成分のみまたはデジタル包絡線信号成分のみのいずれかが、基地局ＢＳからリモート・アンテナ・ヘッドＲＡＨ１に光学的に送信される。
【０１２４】
本発明の一実施形態では、包絡線除去および復元増幅器ＥＥＲ１の入力に送られるアナログ・データ信号が、ベースバンド周波数上ではなく、中間周波数上である。
【０１２５】
図８に示された実施形態では、本発明による光多重化および光多重分離の原理を適用する分散包絡線除去および復元増幅器ＥＥＲ２が示される。包絡線除去および復元増幅器ＥＥＲ２の基本構造は、図７に示され、上で説明された分散包絡線除去および復元増幅器ＥＥＲ１の構造に類似する。したがって、次では、図７に示された分散包絡線除去および復元増幅器ＥＥＲ１と比較した相違のみを説明する。
【０１２６】
図８の包絡線除去および復元増幅器ＥＥＲ２は、基地局ＢＳ内に配置された光マルチプレクサＭＵＸおよびリモート・アンテナ・ヘッドＲＡＨ１内に配置された光デマルチプレクサＤＥＭＵＸを含む。
【０１２７】
第１電光変換器ＥＯ１の出力は、光接続ＯＦ６を介して光マルチプレクサＭＵＸの第１入力に接続される。
【０１２８】
光加算器Ａの出力は、光接続ＯＦ７を介して光マルチプレクサＭＵＸの第２入力に接続され、光マルチプレクサＭＵＸの出力は、光接続ＯＦ８を介して光デマルチプレクサＤＥＭＵＸの入力に接続される。
【０１２９】
光デマルチプレクサＤＥＭＵＸの第１出力は、光接続ＯＦ９を介して第１光電変換器ＯＥ１の入力に接続され、光デマルチプレクサＤＥＭＵＸの第２出力は、光接続ＯＦ１０を介して第２光電変換器ＯＥ２の入力に接続される。
【０１３０】
図７に示された実施形態では、デジタル光包絡線信号成分およびデジタル光位相信号成分が、別々の光接続ＯＦ１およびＯＦ２を介して基地局ＢＳからリモート・アンテナ・ヘッドＲＡＨ１に伝送される。
【０１３１】
図８に示された実施形態では、デジタル光包絡線信号成分、デジタル光位相信号成分、および光ラジオ周波数搬送波信号が、光マルチプレクサＭＵＸ内で多重化され、共通の光接続ＯＦ８を介して光デマルチプレクサＤＥＭＵＸに伝送され、光デマルチプレクサＤＥＭＵＸ内で、光信号が多重分離される。デジタル光包絡線信号成分は、光接続ＯＦ９を介して第１光電変換器ＯＥ１に送られ、デジタル光位相信号成分および光ラジオ周波数搬送波信号は、光接続ＯＦ１０を介して第２光電変換器ＯＥ２に送られる。
【０１３２】
本発明のさらなる実施形態では、基地局ＢＳからの信号は、ユーザ端末ＵＥ４への信号伝送に使用される２つのリモート・アンテナ・ヘッドＲＡＨ３およびＲＡＨ４の場合について図１に示されているように、少なくとも２つの光接続ＯＦ１２およびＯＦ１３を介し、少なくとも２つのリモート・アンテナ・ヘッドＲＡＨ３およびＲＡＨ４を介してユーザ端末ＵＥ４に伝送され、いわゆるビームフォーミングまたはＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｉｎｐｕｔ−ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｏｕｔｐｕｔ）を適用する。
【０１３３】
本発明によるそのような包絡線除去および復元増幅器を、たとえば、標準的なＵｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ、Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ  Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、またはＷｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓを適用する通信ネットワークに使用することができる。
【０１３４】
上で説明した実施形態では、アナログ・データ信号は、それぞれ包絡線除去および復元増幅器ＥＥＲ１およびＥＥＲ２の入力で供給される。しかし、さらなる好ましい実施形態では、それぞれ包絡線除去および復元増幅器ＥＥＲ１およびＥＥＲ２の入力で供給される入力データ信号は、たとえばベースバンド周波数でデジタル処理ユニットから供給されるいわゆるＩ値またはＱ値などのデジタル信号である。包絡線信号成分は、そのデジタル信号から感知され、ΔΣ変調器ＤＳＭの入力でデジタル包絡線信号成分として供給される。
【０１３５】
デジタル入力データ信号を使用する実施形態では、ΔΣ変調器ＤＳＭは、好ましくはフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）内で実施されるが、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内で実施することもできる。包絡線信号成分は、好ましくは、ＦＰＧＡ内で直接に感知される、すなわち、振幅検出器ＤＥＴの機能は、ＦＰＧＡ内で実行される。デジタル入力データ信号の一部のクリッピングも、好ましくはＦＰＧＡ内で実行され、一定振幅の位相信号成分をもたらす、すなわち、リミッタＬＩＭの機能が、ＦＰＧＡ内で実行される。そのような実施形態では、アナログ−デジタル変換器ＡＤ１は必要ではない。
【０１３６】
上で説明した実施形態では、光電変換器ＯＥ１およびＯＥ２ならびに出力段ＳＯＳおよびＯＳは、それぞれ、２つの別個のデバイスとして図示されている。しかし、本発明のさらなる実施形態では、光電変換器ＯＥ１およびＯＥ２をそれぞれ、および出力段ＳＯＳおよびＯＳをそれぞれ、同一位置に配置することもできる、すなわち、これらは、１つのデバイスの２つの部分である。そのような同一位置に配置されたデバイスの例は、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）とのアバランシフォトダイオードの垂直集積である。この例では、光電変換器ＯＥ１およびＯＥ２は、それぞれ、アバランシフォトダイオードとして実現され、出力段ＳＯＳおよびＯＳは、それぞれ、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）として実現される。
【０１３７】
上の実施形態では、本発明が、基地局ＢＳから少なくとも１つのリモート・アンテナ・ヘッドＲＡＨ１を介するユーザ端末ＵＥ１への信号の伝送に関して説明されるが、本発明は、たとえばポイントツーポイント無線システム内で使用されるものまたはラック内のデバイスの接続に使用されるものなど、任意の送信デバイスから任意の受信デバイスへの信号の伝送にも適用可能である。
【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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【図７】
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【図８】
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