(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースバンド信号を受信するベースバンド信号部の出力を変調して入力信号とし、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムにおいて、
前記複数の単位増幅器の各々の入力端子から反射される電力の一部を各々抽出する手段、又は、各々の出力端子の出力電力の一部を各々抽出する手段と、
前記抽出した電力を合成する手段と、
前記合成された電力の電力レベル変化を検出する手段と、
前記検出された電力レベル変化に対応して前記ベースバンド信号部が出力するベースバンド信号に対する利得を可変にして適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する手段と、
前記参照信号のレベルを制御する手段と、
前記電力増幅器の出力電力の一部を抽出して帰還信号を生成する手段と、
を備え、
前記単位増幅器の一方が故障して前記検出された電力レベルが低下した時に前記帰還信号と前記参照信号を一致させるように前記参照信号のレベルを制御することを特徴とする送信システム。
【請求項２】
ベースバンド信号を受信するベースバンド信号部のベースバンド信号を変調して入力信号とし、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムにおいて、
前記複数の単位増幅器の各々の入力端子から反射される電力の一部を各々抽出する手段、又は、各々の出力端子の出力電力の一部を各々抽出する手段と、
前記抽出した電力を合成する手段と、
前記合成された電力の電力レベル変化を検出する手段と、
前記検出されたレベル変化に対応して適応プリ・ディストーションの帰還信号に対する利得を可変にする手段と、
前記ベースバンド信号部が出力するベースバンド信号から適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する手段と、
を備え、
前記帰還信号と前記参照信号のレベルを一致させるよう前記利得可変手段を制御することを特徴とする送信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムに係り、特に、並列接続した単位増幅器が故障しても、故障していない単位増幅器の非線型歪を安定に補償することが可能な送信システムに関する。
【０００２】
無線通信システムにおいても有線通信システムにおいても、通信路における減衰を考慮して送信システムの最終段には大電力を出力できる電力増幅器が設けられる。
特に、無線通信システムにおいては、アンテナの指向性によって電波が伝播する空間に制約が加えられるとはいえ、空間の伝播定数の不均一さによって生ずる屈折、空間中に存在する塵埃による散乱や、建造物又は丘陵又は山林などによる反射などによって電力損失が増す。更に、伝播空間に存在する自然界の雑音や人間の社会活動によって生ずる雑音によって信号対雑音比が低下するので、十分大きな出力電力で送信する必要がある。
【０００３】
しかし、電力増幅器を構成する能動素子は、比較的小電力の時には高い線型性を有しているが、大電力になると線型性が失われて非線型歪が大きくなる。この非線型歪は同一通信帯域の他チャンネルの信号や異なる通信帯域の信号に対する雑音となる。
従って、大きな出力電力を得ながら非線型歪を小さくすることが必須で、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムが実用化されている。
【０００４】
【従来の技術】
図５は、従来の送信システムの構成である。
図５において、１は、原信号を処理してベースバンド信号を出力するベースバンド信号部である。
２は、適応プリ・ディストーションを行なうための補償信号を生成する補償信号生成回路である。補償信号生成回路２にはベースバンド信号部が出力するベースバンド信号が供給される。
【０００５】
又、３は、該ベースバンド信号と該補償信号を加算する加算回路、４は、加算回路３の出力を変調する直交変調回路、５は、直交変調回路４の出力をアナログ変換するデジタル・アナログ・コンバータ（図では、Digital Analog Convertorの頭文字をとった略語「ＤＡＣ」を記載している。以降も、図では同様に記載する。）、６は無線周波帯の搬送波を生成する無線周波発振器、７は、無線周波発振器６が出力する無線周波帯の搬送波によってデジタル・アナログ・コンバータ５の出力を無線周波帯に周波数変換するアップ・コンバータである。
【０００６】
又、８及び９は、アップ・コンバータ７の出力を電力増幅する単位増幅器で、図５の例では単位増幅器を２つ並列接続して電力増幅器を構成している。
又、１２は、該電力増幅器の出力の一部を分岐する方向性結合器、１３は、出力電力を空間に放射するアンテナである。
又、１４は、方向性結合器１２が分岐した無線周波帯の信号のレベルを調整する減衰器、１５は、無線周波発振器６の出力によって減衰器１４の出力を周波数変換するダウン・コンバータである。
【０００７】
１６は、ダウン・コンバータ１５の出力をデジタル信号に変換する第一のアナログ・デジタル・コンバータ（図では、「ＡＤＣ」と略記している。これは、Analog Digital Convertorの頭文字による略語である。尚、以降も、図では同様に記載する。) である。尚、第一のアナログ・デジタル・コンバータは増幅器を内蔵しているものとする。
【０００８】
１７は、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６の出力をベースバンド信号に変換する直交復調回路である。
又、１８は、直交復調回路１７が出力する帰還信号とベースバンド信号部１が出力するベースバンド信号との差をとる減算回路である。ここでは、減算回路１８に供給されるベースバンド信号を参照信号と呼ぶことにする。
【０００９】
そして、補償信号生成回路２から減算回路１８の構成要素によって従来の送信システム構成される。
図５の構成において、ベースバンド信号部１が出力するベースバンド信号と補償信号は加算回路３において加算され、直交変調回路４によって直交変調された後にデジタル・アナログ・コンバータ５によってアナログ変換されてアップ・コンバータ７で無線周波帯信号にアップ・コンバートされる。
【００１０】
該無線周波帯信号は単位増幅器８及び９を並列接続した電力増幅器によって所定のレベルまで増幅されて、方向性結合器１２を解してアンテナ１３から空間に放射される。ここで、複数の単位増幅器を並列接続して電力増幅器とするのは、所要の出力電力を単一の単位増幅器によって得るのが困難なためである。
一方、方向性結合器１２において一部分岐された無線周波帯信号は減衰器１４においてレベルを調整されてダウン・コンバータ１５に供給され、前記無線周波帯の搬送波によってダウン・コンバートされた後に、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６によってデジタル変換され、直交復調回路１７によって復調されて帰還信号となる。該帰還信号は前記ベースバンド信号に前記電力増幅器において生じた歪成分を加えたものになる。
【００１１】
さて、減算回路１８においては、該帰還信号を形成するベースバンド信号と参照信号を形成するベースバンド信号とを同一レベルで減算して誤差信号として出力する。
こうして生成した誤差信号のレベルが最小になるように、補償信号生成回路２はベースバンド信号に係数を演算して帰還信号が参照信号と同一になるように歪の逆成分を含んだ信号を出力する。これが、補償信号生成回路２による適応プリ・ディストーション動作の概要であり、適応プリ・ディストーションによって該電力増幅器で生ずる歪成分を補償することができる。即ち、送信システムの出力の線型性を保つことができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
先にも記載したように、減算回路において帰還信号と参照信号との減算を行なうる場合には、該帰還信号に含まれるベースバンド信号成分と参照信号を形成するベースバンド信号のレベルを一致させておくことが必要である。
しかし、並列接続された複数の単位増幅器のうち一部が故障した場合、該帰還信号に含まれるベースバンド信号成分のレベルはベースバンド信号部１が出力するベースバンド信号のレベルより低くなる。
【００１３】
この結果、本来の適応プリ・ディストーション動作とは逆に、補償信号生成回路２は該帰還信号のレベルを引き上げるように補償信号の振幅と位相を制御するようになり、加算回路３の出力レベルが高く引き上げられるようになる。
このため、前記電力増幅器への入力レベルが高くなり、該電力増幅器の入力レベルの限界を超え、該電力増幅器の出力の非線型歪を増加させるという問題が生ずる。これを、適応プリ・ディストーションの発散と呼んでいる。
【００１４】
本発明は、かかる問題点に鑑み、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムに係り、特に、並列接続した単位増幅器の一部が故障しても、故障していない単位増幅器の非線型歪を安定に補償することが可能な送信システムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第一の発明は、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムにおいて、前記複数の単位増幅器の各々の入力端子から反射される電力の一部を各々抽出する手段、又は、各々の出力端子の出力電力の一部を各々抽出する手段と、前記抽出した電力を合成する手段と、前記合成された電力の電力レベル変化を検出する手段と、前記検出された電力レベル変化に対応してベースバンド信号部が出力するベースバンド信号に対する利得を可変にして適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する手段と、前記参照信号のレベルを制御する手段と、前記電力増幅器の一部を抽出して帰還信号を生成する手段と、を備え、前記単位増幅器の一方が故障して前記検出された電力レベルが低下した時に前記帰還信号と前記参照信号を一致させるように前記参照信号のレベルを制御することを特徴とする送信システムである。
【００１６】
第一の発明によれば、電力増幅器の複数の単位増幅器の各々の入力端子から反射される電力の一部と、各々の出力端子の出力電力の一部と、を抽出して合成した電力のレベル変化を検出する構成と、検出されたレベル変化に対応してベースバンド信号部が出力するベースバンド信号に対する利得を可変にして適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する構成と、参照信号のレベルを制御する構成と、電力増幅器の出力電力の一部を抽出して帰還信号を生成する構成と、を備え、前記単位増幅器の一方が故障して検出された電力レベルが低下した時に前記帰還信号と前記参照信号を一致させるように前記参照信号のレベルを制御するので、適応プリ・ディストーションのための誤差信号を生成する際の参照信号を形成するベースバンド信号成分と帰還信号に含まれるベースバンド信号成分のレベルを一致させることができる。従って、電力増幅器の適応プリ・ディストーションの発散を防止することができ、安定な送信システムを得ることができる。
【００１７】
第二の発明は、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムにおいて、
前記複数の単位増幅器の各々の入力端子から反射される電力の一部を各々抽出する手段、又は、各々の出力端子の出力電力の一部を各々抽出する手段と、前記抽出した電力を合成する手段と、前記合成された電力の電力レベル変化を検出する手段と、前記検出されたレベル変化に対応して適応プリ・ディストーションの帰還信号に対する利得を可変にする手段と、ベースバンド信号部が出力するベースバンド信号から適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する手段と、を備え、前記帰還信号と前記参照信号のレベルを一致させるよう前記利得可変手段を制御することを特徴とする送信システムである。
【００１８】
第二の発明によれば、電力増幅器の複数の単位増幅器の各々の入力端子から反射される電力の一部と、各々の出力端子の出力電力の一部と、を抽出して合成した電力のレベル変化を検出する構成と、検出されたレベル変化に対応して適応プリ・ディストーションの帰還信号に対する利得を可変にする構成と、ベースバンド信号部が出力するベースバンド信号から適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する手段と、を備え、前記帰還信号と前記参照信号のレベルを一致させるよう前記利得可変手段を制御するので、一部の単位増幅器に故障が生じても、適応プリ・ディストーションのための誤差信号を生成する際の参照信号を形成するベースバンド信号成分と帰還信号に含まれるベースバンド信号成分のレベルを一致させることができる。従って、電力増幅器の適応プリ・ディストーションの発散を防止することができ、安定な送信システムを得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以降、図面も用いて本発明の技術を詳細に説明する。
図１は、本発明の第一の実施の形態である。
図１において、１は、原信号を処理してベースバンド信号を出力するベースバンド信号部である。
【００２０】
２は、適応プリ・ディストーションを行なうための補償信号を生成する補償信号生成回路で、補償信号生成回路２にはベースバンド信号部が出力するベースバンド信号が供給される。
又、３は、該ベースバンド信号と該補償信号を加算する加算回路、４は、加算回路３の出力を変調する直交変調回路、５は、直交変調回路４の出力をアナログ変換するデジタル・アナログ・コンバータ、６は無線周波帯の搬送波を生成する無線周波発振器、７は、無線周波発振器６が出力する無線周波帯の搬送波によってデジタル・アナログ・コンバータ５の出力を無線周波帯に周波数変換するアップ・コンバータである。
【００２１】
又、８及び９は、アップ・コンバータ７の出力を電力増幅する単位増幅器で、図１の例では単位増幅器を２つ並列接続して電力増幅器を構成している。
又、１０及び１１は、単位増幅器８及び９の入力側に挿入されたアイソレータである。
又、１２は、該電力増幅器の出力の一部を分岐する方向性結合器、１３は、出力電力を空間に放射するアンテナである。
【００２２】
又、１４は、方向性結合器１２が分岐した無線周波帯の信号のレベルを調整する減衰器、１５は、無線周波発振器６の出力によって減衰器１４の出力を周波数変換するダウン・コンバータ、１６は、ダウン・コンバータ１５の出力をデジタル信号に変換する第一のアナログ・デジタル・コンバータ、１７は、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６の出力をベースバンド信号に変換する直交復調回路である。尚、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６は増幅器を内蔵している。
【００２３】
又、１９は、２つのアイソレータ１０及び１１がアイソレーション端子から出力する電力を合成する電力合成回路である。
又、２０は、電力合成回路１９の出力を監視して電力の変化を検出する電力検出回路、２１は、電力検出回路２０の出力をデジタル変換する第二のアナログ・デジタル・コンバータである。
【００２４】
又、２２は、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力に対応してベースバンド信号に対する利得を制御する利得可変回路で、利得可変回路の出力が参照信号である。
又、１８は、直交復調回路１７が出力する帰還信号と利得可変回路２２が出力する参照信号との差をとる減算回路である。
【００２５】
そして、補償信号生成回路２から利得可変回路２２の構成要素によって本発明の第一の実施の形態が構成される。
図１の構成において、２つの単位増幅器が正常に動作している場合の動作は従来の送信システムにおける動作と全く同じである。即ち、ベースバンド信号と補償信号は加算回路３において加算され、直交変調回路４によって直交変調された後にデジタル・アナログ・コンバータ５によってアナログ変換されてアップ・コンバータ７で無線周波帯信号にアップ・コンバートされる。
【００２６】
該無線周波帯信号は単位増幅器８及び９を並列接続した電力増幅器によって所定のレベルまで増幅されて、方向性結合器１２を会してアンテナ１３から空間に放射される。
一方、方向性結合器１２において一部分岐された無線周波帯信号は減衰器１４においてレベルを調整されてダウン・コンバータ１５に供給され、前記無線周波帯の搬送波によってダウン・コンバートされた後に、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６によってデジタル変換され、直交復調回路１７によって復調されて帰還信号となる。該帰還信号は前記ベースバンド信号に前記電力増幅器において生じた歪成分を加えたものになっている。
【００２７】
そして、減算回路１８においては、該帰還信号を形成するベースバンド信号と特可変回路２２が出力する参照信号を形成するベースバンド信号とを同一レベルで比較して、誤差信号を生成して補償信号生成回路２に供給する。
こうして生成した誤差信号のレベルが最小になるように、補償信号生成回路２はベースバンド信号を予め歪ませて歪成分を出力する。これにより、該電力増幅器で生ずる歪成分を補償することによって送信システムの出力の線型性を保つことができる。
【００２８】
さて、アイソレータ１０及び１１は、単位増幅器８又は９が正常に動作していて単位増幅器８又は９の入力端子から反射がない場合にはアイソレーション端子には出力が現われないが、単位増幅器８又は９が故障して故障した単位増幅器の入力端子で反射が生ずると、故障した単位増幅器の入力端子に接続されているアイソレータのアイソレーション端子に出力が現われる。
【００２９】
これにより電力検出回路２０に上記故障に伴う電力が出力され、この検出された電力の情報が利得可変回路２２に供給されて、誤差信号を生成するための参照信号のレベルが制御される。
ここで、利得可変回路２２における利得制御の概要は下記の通りである。即ち、図１の例では単位増幅器を２つ並列接続しているので、一方の単位増幅器が故障した場合には出力電力は３ｄＢ低下する。従って、直交復調回路１７が出力する帰還信号のレベルも３ｄＢ低下し、同時に電力検出回路２０はアイソレータ１０又は１１からの電力を検出する。第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１からは、電力検出回路２０の出力変化に応じたデジタル信号を出力させることができる。
【００３０】
一方、利得可変回路２２は、例えば、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力信号によって、損失０ｄＢと損失３ｄＢの回路の一方を選択できるようにしておき、一方の単位増幅器が故障して帰還信号のレベルが３ｄＢ低下した時に損失３ｄＢの回路を選択すれば、減算回路１８に供給される帰還信号と参照信号のレベルを一致させることができる。尚、損失０ｄＢと損失３ｄＢの回路の一方を選択できるようにすることは当業者には容易なことであるので、利得可変回路２２の構成を図示することは省略する。
【００３１】
これにより、減算回路１８の２つの入力端子におけるレベルが一致するので、適応プリ・ディストーションの発散を防止することができる。
ここで、図１の構成では２つの単位増幅器を並列接続して電力増幅器を構成していることを考慮して、一方の単位増幅器が故障した時には参照信号のレベルを３ｄＢ低下させるように構成しているが、例えば、３つの単位増幅器を並列接続してその１つ又は２つが故障した時には次のように構成すればよい。即ち、１つの単位増幅器が故障した時には方向性結合器１２の出力レベルが約１．８ｄＢ低下し、２つの単位増幅器が故障した時には方向性結合器１２の出力レベルが約４．８ｄＢ低下し、これに応じて電力検出回路２０の出力も変化する。そして、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力は故障した増幅器数に合わせて変化するので、利得可変回路２２において故障した増幅器数に合わせて０ｄＢ、１．８ｄＢ及び４．８ｄＢの損失を有する回路を選択すれば、参照信号と帰還信号のレベルを一致させることができる。
【００３２】
尚、ここでは、単位増幅器が完全にダウンするケースが主であるため、完全にダウンしたケースを想定して説明してきたが、単位増幅器が完全にダウンせずに低下したレベルで出力する場合には、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１のビット数を多くして、利得可変回路２２において第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力に対応して多種の損失の回路を組み合わせて選択するようにすれば、このケースにも参照信号と帰還信号のレベルを一致させることができる。
【００３３】
つまり、本発明の第一の実施の形態の特徴は、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムにおいて、複数の単位増幅器の入力端子のレベル変化を検出する構成と、検出されたレベル変化に対応してベースバンド信号部が出力するベースバンド信号に対する利得を可変にして適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する構成とを備えることにある。
【００３４】
図２は、本発明の第二の実施の形態である。
図２において、１は、原信号を処理してベースバンド信号を出力するベースバンド信号部である。
２は、適応プリ・ディストーションを行なうための補償信号を生成する補償信号生成回路で、補償信号生成回路２にはベースバンド信号部が出力するベースバンド信号が供給される。
【００３５】
又、３は、該ベースバンド信号と該補償信号を加算する加算回路、４は、加算回路３の出力を変調する直交変調回路、５は、直交変調回路４の出力をアナログ変換するデジタル・アナログ・コンバータ、６は無線周波帯の搬送波を生成する無線周波発振器、７は、無線周波発振器６が出力する無線周波帯の搬送波によってデジタル・アナログ・コンバータ５の出力を無線周波帯に周波数変換するアップ・コンバータである。
【００３６】
又、８及び９は、アップ・コンバータ７の出力を電力増幅する単位増幅器で、図１の例では単位増幅器を２つ並列接続して電力増幅器を構成している。
又、１２は、該電力増幅器の出力の一部を分岐する方向性結合器、１３は、出力電力を空間に放射するアンテナである。
又、１４は、方向性結合器１２が分岐した無線周波帯の信号のレベルを調整する減衰器、１５は、無線周波発振器６の出力によって減衰器１４の出力を周波数変換するダウン・コンバータ、１６は、ダウン・コンバータ１５の出力をデジタル信号に変換する第一のアナログ・デジタル・コンバータ、１７は、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６の出力をベースバンド信号に変換する直交復調回路である。尚、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６は増幅器を内蔵している。
【００３７】
又、２３は、方向性結合器１２の分岐出力を更に分岐する方向性結合器、２０は、方向性結合器２３の出力を監視して電力の変化を検出する電力検出回路、２１は、電力検出回路２０の出力をデジタル変換する第二のアナログ・デジタル・コンバータである。
又、２２は、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力に対応してベースバンド信号に対する利得を制御する利得可変回路で、利得可変回路の出力が参照信号である。
【００３８】
又、１８は、直交復調回路１７が出力する帰還信号と利得可変回路２２が出力する参照信号との差をとる減算回路である。
そして、補償信号生成回路２から利得可変回路２２の構成要素によって本発明の第二の実施の形態が構成される。
図１の構成と図２の構成を比較すれば、図２の構成では電力増幅器の故障に伴うレベル変化を方向性結合器１２の出力側で行なう点だけが異なっていることが判る。従って、図２の構成については図１の構成との違いだけを説明する。
【００３９】
図２の構成において、２つある単位増幅器の一方が故障した時には２つの単位増幅器によって構成される電力増幅器の出力は３ｄＢ低下する。従って、方向性結合器２３で分岐される信号の電力も又３ｄＢ低下する。
そして、電力検出回路２０はこのレベル低下を検出して、該電力増幅器が正常に動作している時とは異なるレベルの信号を出力するので、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１は該電力増幅器が正常に動作している時とは異なるデジタル信号を出力して利得可変回路２２に供給する。
【００４０】
ここで、利得可変回路２２は、例えば、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力信号によって、損失０ｄＢと損失３ｄＢの回路の一方を選択できるようにしておき、一方の単位増幅器が故障して帰還信号のレベルが３ｄＢ低下した時に損失３ｄＢの回路を選択すれば、減算回路１８に供給される帰還信号と参照信号のレベルを一致させることができる。
【００４１】
尚、該電力増幅器を構成する単位増幅器の数が２とは異なる場合や、単位増幅器が完全にダウンしない場合についても減算回路１８に供給される帰還信号と参照信号のレベルを一致させることができることは図１の構成と同じである。
そして、本発明の第二の実施の形態の特徴は、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムにおいて、複数の単位増幅器の出力端子側のレベル変化を検出する構成と、検出されたレベル変化に対応してベースバンド信号部が出力するベースバンド信号に対する利得を可変にして適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する構成とを備えることにあるといえる。
【００４２】
図３は、本発明の第三の実施の形態である。
図３において、１は、原信号を処理してベースバンド信号を出力するベースバンド信号部である。
２は、適応プリ・ディストーションを行なうための補償信号を生成する補償信号生成回路で、補償信号生成回路２にはベースバンド信号部が出力するベースバンド信号が供給される。
【００４３】
又、３は、該ベースバンド信号と該補償信号を加算する加算回路、４は、加算回路３の出力を変調する直交変調回路、５は、直交変調回路４の出力をアナログ変換するデジタル・アナログ・コンバータ、６は無線周波帯の搬送波を生成する無線周波発振器、７は、無線周波発振器６が出力する無線周波帯の搬送波によってデジタル・アナログ・コンバータ５の出力を無線周波帯に周波数変換するアップ・コンバータである。
【００４４】
又、８及び９は、アップ・コンバータ７の出力を電力増幅する単位増幅器で、図１の例では単位増幅器を２つ並列接続して電力増幅器を構成している。
又、１２は、該電力増幅器の出力の一部を分岐する方向性結合器、１３は、出力電力を空間に放射するアンテナである。
又、１４は、方向性結合器１２が分岐した無線周波帯の信号のレベルを調整する減衰器、１５は、無線周波発振器６の出力によって減衰器１４の出力を周波数変換するダウン・コンバータ、１６は、ダウン・コンバータ１５の出力をデジタル信号に変換する第一のアナログ・デジタル・コンバータ、１７は、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６の出力をベースバンド信号に変換する直交復調回路である。尚、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６は増幅器を内蔵している。
【００４５】
又、２４及び２５は、それぞれ、単位増幅器８の出力信号を分岐する方向性結合器及び単位増幅器９の出力信号を分岐する方向性結合器、１９は、方向性結合器２４及び方向性結合器２５が分岐した信号を合成する電力合成回路、２０は、電力合成回路１９の出力を監視してレベルの変化を検出する電力検出回路、２１は、電力検出回路２０の出力をデジタル変換する第二のアナログ・デジタル・コンバータである。
【００４６】
又、２２は、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力に対応してベースバンド信号に対する利得を制御する利得可変回路で、利得可変回路の出力が参照信号である。
又、１８は、直交復調回路１７が出力する帰還信号と利得可変回路２２が出力する参照信号との差をとる減算回路である。
【００４７】
そして、補償信号生成回路２から方向性結合器２５までの構成要素によって本発明の第三の実施の形態が構成される。
図１の構成と図３の構成を比較すれば、図３の構成では電力増幅器の故障に伴うレベル変化を単位増幅器の出力端子側で検出する点だけが異なることが判る。従って、図３の構成については図１の構成との違いだけを説明する。
【００４８】
図３の構成において、２つある単位増幅器の一方が故障した時には電力合成回路１９が出力する信号のレベルは３ｄＢ低下する。
そして、電力検出回路２０はこのレベル低下を検出して、該電力増幅器が正常に動作している時とは異なるレベルの信号を出力するので、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１は該電力増幅器が正常に動作している時とは異なるデジタル信号を出力して利得可変回路２２に供給する。
【００４９】
ここで、利得可変回路２２は、例えば、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力信号によって、損失０ｄＢと損失３ｄＢの回路の一方を選択できるようにしておき、一方の単位増幅器が故障して帰還信号のレベルが３ｄＢ低下した時に損失３ｄＢの回路を選択すれば、減算回路１８に供給される帰還信号と参照信号のレベルを一致させることができる。
【００５０】
尚、該電力増幅器を構成する単位増幅器の数が２とは異なる場合や、単位増幅器が完全にダウンしない場合についても減算回路１８に供給される帰還信号と参照信号のレベルを一致させることができることは図１の構成と同じである。
そして、本発明の第三の実施の形態の特徴は、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムにおいて、複数の単位増幅器の出力端子側のレベル変化を検出する構成と、検出されたレベル変化に対応してベースバンド信号部が出力するベースバンド信号に対する利得を可変にして適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する構成とを備えることにあるといえる。
【００５１】
図４は、本発明の第四の実施の形態である。
図４において、１は、原信号を処理してベースバンド信号を出力するベースバンド信号部である。
２は、適応プリ・ディストーションを行なうための補償信号を生成する補償信号生成回路で、補償信号生成回路２にはベースバンド信号部が出力するベースバンド信号が供給される。
【００５２】
又、３は、該ベースバンド信号と該補償信号を加算する加算回路、４は、加算回路３の出力を変調する直交変調回路、５は、直交変調回路４の出力をアナログ変換するデジタル・アナログ・コンバータ、６は無線周波帯の搬送波を生成する無線周波発振器、７は、無線周波発振器６が出力する無線周波帯の搬送波によってデジタル・アナログ・コンバータ５の出力を無線周波帯に周波数変換するアップ・コンバータである。
【００５３】
又、８及び９は、アップ・コンバータ７の出力を電力増幅する単位増幅器で、図１の例では単位増幅器を２つ並列接続して電力増幅器を構成している。
又、１０及び１１は、単位増幅器８及び９の入力側に挿入されたアイソレータである。
又、１２は、該電力増幅器の出力の一部を分岐する方向性結合器、１３は、出力電力を空間に放射するアンテナである。
【００５４】
又、１４は、方向性結合器１２が分岐した無線周波帯の信号のレベルを調整する減衰器、１５は、無線周波発振器６の出力によって減衰器１４の出力を周波数変換するダウン・コンバータ、１６は、ダウン・コンバータ１５の出力をデジタル信号に変換する第一のアナログ・デジタル・コンバータ、１７は、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６の出力をベースバンド信号に変換する直交復調回路である。尚、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６は増幅器を内蔵している。
【００５５】
又、１９は、２つのアイソレータ１０及び１１がアイソレーション端子から出力する信号の電力を合成する電力合成回路である。
又、２０は、電力合成回路１９の出力を監視して電力の変化を検出する電力検出回路、２１は、電力検出回路２０の出力をデジタル変換する第二のアナログ・デジタル・コンバータである。
【００５６】
又、２２は、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力に対応してベースバンド信号に対する利得を制御する利得可変回路で、利得可変回路の出力が帰還信号である。
又、１８は、利得可変回路２２が出力する帰還信号とベースバンド信号部が出力するベースバンド信号に等しい参照信号との差をとって誤差信号を出力する減算回路である。
【００５７】
そして、補償信号生成回路２から利得可変回路２２までの構成要素によって本発明の第四の実施の形態が構成される。
図１の構成と図４の構成を比較すれば、図４の構成では利得可変回路２２を帰還ループ内の直交復調回路１７と減算回路１８の間に挿入する点だけが異なることが判る。従って、図４の構成については図１の構成との違いだけを説明する。
【００５８】
図４の構成において、２つある単位増幅器の一方が故障した時には故障した単位増幅器に接続されているアイソレータのアイソレーション端子から信号が出力されるので、電力合成回路の出力レベルが上昇する。
そして、電力検出回路２０はこのレベル変化を検出して、該電力増幅器が正常に動作している時とは異なるレベルの信号を出力するので、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１は該電力増幅器が正常に動作している時とは異なるデジタル信号を出力して利得可変回路２２に供給する。
【００５９】
一方、２つある単位増幅器の一方が故障した時には方向性結合器１２が分岐する帰還ループ側の信号のレベルが３ｄＢ低下する。
ここで、利得可変回路２２は、例えば、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力信号によって、損失０ｄＢと損失３ｄＢの回路の一方を選択できるようにしておき、一方の単位増幅器が故障して帰還ループ側の信号のレベルが３ｄＢ低下低下した時に損失０ｄＢの回路を選択すれば、減算回路１８に供給される帰還信号と参照信号のレベルを一致させることができる。
【００６０】
尚、該電力増幅器を構成する単位増幅器の数が２とは異なる場合や、単位増幅器が完全にダウンしない場合についても減算回路１８に供給される帰還信号と参照信号のレベルを一致させることができることは図１の構成と同じである。
そして、本発明の第四の実施の形態の特徴は、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムにおいて、複数の単位増幅器の入力端子側のレベル変化を検出する構成と、検出されたレベル変化に対応して適応プリ・ディストーションの帰還信号に対する利得を可変にする構成を備えることを特徴とする送信システムであるといえる。
【００６１】
さて、図４の構成は、図１の構成において利得可変回路２２を帰還ループ内で直交復調回路１７と減算回路１８の間に挿入したものであるが、帰還ループ内で第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６と直交復調回路１７の間に挿入しても、ダウン・コンバータ１５と第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６の間に挿入しても、減衰器１４とダウン・コンバータ１５の間に挿入しても、検出されたレベル変化に対応して適応プリ・ディストーションの帰還信号に対する利得を可変にする構成であることには違いがない。
【００６２】
又、図２又は図３の構成において、利得可変回路２２を帰還ループ内に挿入しても、図４と同様に減算回路１８に供給される帰還信号と参照信号のレベルを一致させることができる。
そして、この場合の構成は、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムにおいて、複数の単位増幅器の出力端子側のレベル変化を検出する構成と、検出されたレベル変化に対応して適応プリ・ディストーションの帰還信号に対する利得を可変にする構成を備えることを特徴とする送信システムであるといえる。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明によれば、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムに関し、並列接続した単位増幅器が故障しても、故障していない単位増幅器の非線型歪を安定に補償することが可能な送信システムを得ることができる。
【００６４】
即ち、第一の発明によれば、電力増幅器の複数の単位増幅器の各々の入力端子から反射される電力の一部と、各々の出力端子の出力電力の一部と、を抽出して合成した電力のレベル変化を検出する構成と、検出されたレベル変化に対応してベースバンド信号部が出力するベースバンド信号に対する利得を可変にして適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する構成と、参照信号のレベルを制御する構成と、電力増幅器の出力電力の一部を抽出して帰還信号を生成する構成と、を備え、前記単位増幅器の一方が故障して検出された電力レベルが低下した時に前記帰還信号と前記参照信号を一致させるように前記参照信号のレベルを制御するので、適応プリ・ディストーションのための誤差信号を生成する際の参照信号を形成するベースバンド信号成分と帰還信号に含まれるベースバンド信号成分のレベルを一致させることができる。従って、電力増幅器の適応プリ・ディストーションの発散を防止することができ、安定な送信システムを得ることができる。
【００６５】
又、第二の発明によれば、電力増幅器の複数の単位増幅器の各々の入力端子から反射される電力の一部と、各々の出力端子の出力電力の一部と、を抽出して合成した電力のレベル変化を検出する構成と、検出されたレベル変化に対応して適応プリ・ディストーションの帰還信号に対する利得を可変にする構成と、ベースバンド信号部が出力するベースバンド信号から適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する手段と、を備え、前記帰還信号と前記参照信号のレベルを一致させるよう前記利得可変手段を制御するので、適応プリ・ディストーションのための誤差信号を生成する際の参照信号を形成するベースバンド信号成分と帰還信号に含まれるベースバンド信号成分のレベルを一致させることができる。従って、電力増幅器の適応プリ・ディストーションの発散を防止することができ、安定な送信システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一の実施の形態。
【図２】  本発明の第二の実施の形態。
【図３】  本発明の第三の実施の形態。
【図４】  本発明の第四の実施の形態。
【図５】  従来の送信システムの構成。
【符号の説明】
１  ベースバンド信号部
２  補償信号生成回路
３  加算回路
４  直交変調回路
５  デジタル・アナログ・コンバータ
６  無線周波発振器
７  アップ・コンバータ
８、９  単位増幅器
１０、１１  アイソレータ
１２  方向性結合器
１３  アンテナ
１４  減衰器
１５  ダウン・コンバータ
１６  第一のアナログ・デジタル・コンバータ
１７  直交復調回路
１８  減算回路
１９  電力合成回路
２０  電力検出回路
２１  第二のアナログ・デジタル・コンバータ
２２  利得可変回路
２３、２４、２５  方向性結合器
【図１】
0004427935.tif 000002
【図２】
0004427935.tif 000003
【図３】
0004427935.tif 000004
【図４】
0004427935.tif 000005
【図５】
0004427935.tif 000006