(57)【要約】【課題】  ＯＦＤＭ信号は振幅と移相が変調された、周波数が異なる多数の搬送波を合成した信号であるため、増幅器の非直線性歪みにより自らの周波数帯域に不要成分が生じ等価的に雑音となる。直線性確保の点から電力増幅能力の高い電力増幅器を適用しているため、消費電力が大きくなるとともに冷却システムの規模も大きくなっている。【解決手段】ディジタル信号処理により直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号の振幅を振幅制限回路（３）及び引算回路（４）により２つに分割する（２）。分割した２つの信号を別々にＤ／Ａ変換（６，９）、周波数変換（７，１０）して電力増幅（８，１１）した後に合成器（１３）により合成する。【選択図】    図１
2007028564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号の振幅を分割する信号分割部と、分割した各信号をディジタル信号からアナログ信号に変換、周波数変換して電力増幅した後に合成する電力増幅部とを備え、
前記信号分割部は、前記直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号の振幅を制限する第一のステップと、前記直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号から前記第一のステップの出力信号を引き算する第二のステップと、
前記電力増幅部は、前記第一のステップの出力信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する第三のステップと、第二のステップの出力信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する第四のステップと、前記第三のステップの出力信号を送信周波数に変換する第五のステップと、前記第四のステップの出力信号を送信周波数に変換する第六のステップと、前記第五のステップの出力信号を増幅する第七のステップと、前記第六のステップの出力信号を増幅する第八のステップと、送信周波数に変換するための第九のステップと、前記第七のステップの出力信号と第八のステップの出力信号を合成する第十のステップと、を備えたことを特徴とする電力増幅装置。
【請求項２】
前記信号分割部は、前記直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号の振幅を制限する振幅制限回路と、前記直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号から前記振幅制限回路の出力信号を引き算する引算回路と、
前記電力増幅部は、前記振幅制限回路の出力信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する第一のＤ／Ａ変換器と、前記引算回路の出力信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する第二のＤ／Ａ変換器と、前記第一のＤ／Ａ変換器の出力信号を送信周波数に変換する第一のアップコンバータと、前記第二のＤ／Ａ変換器の出力信号を送信周波数に変換する第二のアップコンバータと、前記第一のアップコンバータの出力信号を増幅する第一の電力増幅器と、前記第二のアップコンバータの出力信号を増幅する第二の電力増幅器と、送信周波数に変換するための局部発信器と、前記第一の電力増幅器の出力信号と第二の電力増幅器の出力信号を合成する合成器と、を備えたことを特徴とする電力増幅装置。
【請求項３】
前記信号分割部は、前記直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号の振幅を制限する第一のステップと、前記第一のステップの出力信号を帯域制限する第十一のステップと、前記直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号を前記第十一のステップと同一の遅延時間だけ遅延する第十二のステップと、前記第十二のステップの出力信号から前記第十一のステップの出力信号を引き算する第二のステップと、を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の電力増幅装置。
【請求項４】
前記信号分割部は、前記直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号の振幅を制限する振幅制限回路と、前記振幅制限回路の出力信号を帯域制限する帯域通過フィルタと、前記直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号を前記帯域通過フィルタと同一の遅延時間だけ遅延する遅延回路と、前記遅延回路の出力信号から前記帯域通過フィルタの出力信号を引き算する引算回路と、を備えたことを特徴とする請求項１または２または３記載の電力増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ：直交周波数分割多重）信号の電力増幅装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  ＯＦＤＭ信号は振幅と移相が変調された、周波数が異なる多数の搬送波が合成された信号であるため、増幅器の非線形歪みにより自らの周波数帯域に不要成分が生じ等価的に雑音となる。このため電力増幅器には優れた線形特性（増幅特性）が求められるため電力増幅能力の高い電力増幅器が必要になる。例えば、ＯＦＤＭ信号の実効電力とＮＴＳＣ方式の映像電力を同一とした場合、ＮＴＳＣ方式に比べＯＦＤＭ信号の方が大きな電力増幅能力が要求される。信号電力が大きい電力増幅器には、大きい電力まで増幅できる半導体素子を使用するため消費電力が増加する。また、電力損失による発熱量の増加に対応するため電力増幅器を冷却する冷却システムも規模が大きくなる。増幅器の電力増幅能力をできるだけ抑えるため、電力増幅能力を小さくして非線形特性を補償器で補償する方式の電力増幅器が採用されている。
【非特許文献】  永塚  守、都竹愛一郎  「現行方式用放送機を用いたＯＦＤＭ送信局の構築」  映像情報メディア学会  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ  Ｖｏｌ．２１．Ｎｏ．４４．ＰＰ．１〜６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  ＯＦＤＭ信号の電力増幅において、増幅器に必要な電力増幅能力を低くすることを可能とする電力増幅装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  この目的を達成するため、本発明のＯＦＤＭ電力増幅装置は、ディジタル信号処理により直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号の振幅を分割する信号分割部と、分割した各信号をディジタル信号からアナログ信号に変換、周波数変換して電力増幅した後に合成する電力増幅部とを備え、
前記信号分割部は、前記直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号の振幅を制限する第一のステップと、前記直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号から前記第一のステップの出力信号を引き算する第二のステップと、
前記電力増幅部は、前記第一のステップの出力信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する第三のステップと、第二のステップの出力信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する第四のステップと、前記第三のステップの出力信号を送信周波数に変換する第五のステップと、前記第四のステップの出力信号を送信周波数に変換する第六のステップと、前記第五のステップの出力信号を増幅する第七のステップと、前記第六のステップの出力信号を増幅する第八のステップと、送信周波数に変換するための第九のステップと、前記第七のステップの出力信号と第八のステップの出力信号を合成する第十のステップと、を備えたことを特徴とする。【０００５】    また、前記信号分割部は、ディジタル信号処理により直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号の振幅を制限する振幅制限回路と、前記直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号から前記振幅制限回路の出力信号を引き算する引算回路と、
前記電力増幅部は、前記振幅制限回路の出力信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する第一のＤ／Ａ変換器と、前記引算回路の出力信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する第二のＤ／Ａ変換器と、前記第一のＤ／Ａ変換器の出力信号を送信周波数に変換する第一のアップコンバータと、前記第二のＤ／Ａ変換器の出力信号を送信周波数に変換する第二のアップコンバータと、前記第一のアップコンバータの出力信号を増幅する第一の電力増幅器と、前記第二のアップコンバータの出力信号を増幅する第二の電力増幅器と、送信周波数に変換するための局部発信器と、前記第一の電力増幅器の出力信号と第二の電力増幅器の出力信号を合成する合成器と、を備えたことを特徴とする。【０００６】  また、本装置の前記信号分割部は、前記直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号の振幅を制限する第一のステップと、前記第一のステップの出力信号を帯域制限する第十一のステップと、前記直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号を前記第十一のステップと同一の遅延時間だけ遅延する第十二のステップと、前記第十二のステップの出力信号から前記第十一のステップの出力信号を引き算する第二のステップと、を備えたことを特徴とする。【０００７】  また、本装置の前記信号分割部は、前記直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号の振幅を制限する振幅制限回路と、前記振幅制限回路の出力信号を帯域制限する帯域通過フィルタと、前記直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号を前記帯域通過フィルタと同一の遅延時間を有する遅延回路と、前記遅延回路の出力信号から前記帯域通過フィルタの出力信号を引き算する引算回路と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】  本発明は、ＯＦＤＭディジタル信号の振幅を分割して個々の信号を小さくすることにより、電力増幅器において、ＯＦＤＭディジタル信号の振幅を分割しない場合に比べ電力増幅能力が小さい半導体素子の使用を可能とする。これにより消費電力の低減と、電力損失による発熱量の低減により冷却システムの簡易化を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】  以下に図面を使って、実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１０】  図１に本発明第一の実施例構成図を示する。図１は信号分割部２と電力増幅部５の２つのブロックから構成される。図１信号分割部２は、同図入力端子１の入力信号（ディジタル信号処理により直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号）の振幅を制限する振幅制限回路３と、前記入力信号から前記振幅制限回路３の出力信号を引き算する引算回路４から構成される。【００１１】  図２は図１振幅制限回路３の特性を例示している。図２振幅制限特性（特性Ａ）２１は入力信号の絶対値がが一定値を越えるものは出力信号を一定値に制限する特性を、同図振幅制限特性（特性Ｂ）２２は入力信号が大きいほど出力信号を大きく圧縮する特性の例である。【００１２】  図３（ａ）サンプリング信号３１はディジタル信号処理により直交変調されたＯＦＤＭディジタル信号のサンプリング信号を例示しているもので、図１入力端子１の入力信号である。また、図３（ｂ）振幅制限された信号３２は図１振幅制限回路３により振幅が制限された信号を例示している。図３（ｃ）差信号３３，３４は同図（ａ）から同図（ｂ）を引いた信号であり図１引算回路４により実行される。【００１３】  図１電力増幅部５は、同図振幅制限回路３の出力信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する第一のＤ／Ａ変換器６と、同図引算回路４の出力信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する第二のＤ／Ａ変換器９と、Ｄ／Ａ変換器６の出力信号を送信周波数に変換する第一のＵ／Ｃ７（アップコンバータ７）と、Ｄ／Ａ変換器９の出力信号を送信周波数に変換する第二のＵ／Ｃ１０と、Ｕ／Ｃ７の出力信号を電力増幅する第一の電力増幅器８と、Ｕ／Ｃ１０の出力信号を電力増幅する第二の電力増幅器１１と、Ｕ／Ｃ７及びＵ／Ｃ１０に局部発振信号を供給する局部発信器１２と、電力増幅器８の出力信号と電力増幅器１１の出力信号とを合成する合成器１３と、から構成される。
【実施例２】
【００１４】  図４に本発明第二の実施例構成図を示す。ＯＦＤＭ信号は振幅と移相が変調された、周波数が異なる多数の搬送波が合成された信号であり、図４振幅制限回路３の振幅非直線性特性により占有周波数帯域が拡がる。占有周波数帯域が拡がると電力増幅器には広帯域特性が要求されるため図４帯域通過フィルタ４１により帯域を制限する。図４帯域通過フィルタ４１の周波数特性を図５に例示している。図５帯域通過フィルタ特性（特性Ａ）５１は図４振幅制限回路３の出力信号をＯＦＤＭ信号と同一の周波数帯域に制限する場合を、同図帯域通過フィルタ特性（特性Ｂ）５２は図４振幅制限回路３の出力信号を緩やかに帯域制限する場合を例示している。図４帯域通過フィルタ４１は、同図帯域通過フィルタ４１のインパルス応答と同図振幅制限回路３の出力信号との時間領域での離散たたみ込み演算を実行することにより前記振幅制限回路３の出力信号の帯域を制限する。また、図４帯域通過フィルタ４１の出力信号は前記たたみ込み演算時間だけ遅延するので（遅延時間をτとする）、同図遅延回路４２により同図入力端子１の入力信号をτだけ遅延する。図４引算回路は同図遅延回路４２の出力信号から同図帯域通過フィルタ４１の出力信号を引き算する。
【産業上の利用可能性】
【００１５】  例えば、ＯＦＤＭ方式の地上ディジタルテレビ放送においては送信電力が５ＫＷ程度に達する。これら送信電力が大きい送信機に本発明を適用することにより、送信機の消費電力の低減、冷却システムの簡易化を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】  本発明第一の実施例構成図である。
【図２】  振幅制限回路の特性例である。
【図３】  サンプリングされたＯＦＤＭディジタル信号、同信号を振幅制限した信号、差信号の例である。
【図４】  本発明第二の実施例構成図である。
【図５】  帯域通過フィルタの特性例である。
【符号の説明】
【００１７】１  入力端子
２  信号分割部
３  振幅制限回路
４  引算回路
５  電力増幅部
６，９  Ｄ／Ａ変換器
７，１０  Ｕ／Ｃ（アップコンバータ）
８，１１  電力増幅器
１２  局部発信器
１３  合成器
１４  出力端子
２１  振幅制限回路の振幅制限特性（特性Ａ）
２２  振幅制限回路の振幅制限特性（特性Ｂ）
３１  サンプリングされたＯＦＤＭディジタル信号
３２  サンプリングされたＯＦＤＭディジタル信号を振幅制限された信号
３３，３４  ３１から３２を引いた信号
４１  帯域通過フィルタ
４２  遅延回路
５１  帯域通過フィルタ特性（特性Ａ）
５２  帯域通過フィルタ特性（特性Ｂ）
【図１】
2007028564.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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