(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機の構成部品による歪を補償するために、無線通信システムにおいて、送信用のデータ・ストリームに働きかけるためのパルス関数の周波数と振幅との間の関係を定義するための方法であって、
無線通信システム要件および補償対象の歪に基づいて必要なコスト・パラメータを定義するステップと、
前記必要なコスト・パラメータにより周波数範囲内の前記パルス関数の前記振幅を定義するステップとを含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記補償が、非直線性歪に対する補償である方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、
補償対象の前記歪を定義するステップが、第一および第二の歪を定義するステップを含む方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、
前記第一および第二の歪が、異なる構成部品の許容値に関連する方法。
【請求項５】
請求項３または請求４に記載の方法において、
前記方法が、前記第一および第二の歪を加重する方法。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の方法において、
前記補償が、前記送信機の線形構成部品による歪に対する補償である方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、
前記補償が、再構成フィルタによる歪に対する補償である方法。
【請求項８】
請求項２乃至５の何れかに記載の方法において、
前記補償が、前記送信機の非線形構成部品による歪に対する補償である方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
前記補償が、電力アンプによる歪に対する補償である方法。
【請求項１０】
送信機の第一および第二の構成部品による歪を補償するために、無線通信システムにおいて、送信用のデータ・ストリームに働きかけるためのパルス関数の周波数と振幅との間の関係を定義するための方法であって、
前記第一の構成部品のために必要なコスト・パラメータにより、ある周波数範囲内で、前記パルス関数の振幅を定義するための前記請求項１乃至９の何れかに記載の方法と、
前記第二の構成部品に対する補償対象の歪に基づいて、前記第二の構成部品に対するコスト・パラメータを定義するステップと、
前記第二の構成部品のコスト・パラメータ、および前記第一の構成部品に対して定義した前記パルス関数により、ある周波数範囲内の前記パルス関数の振幅を定義するステップとを含む方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、
請求項６または７の何れかによる場合で、前記第二の構成部品による歪に対する前記補償が、非直線性歪に対する補償である方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、
前記補償が、前記送信機の非線形構成部品による歪に対する補償である方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れかに記載の方法において、
前記必要なコスト・パラメータが、構成部品の許容値、電力効率、スペクトル効率、ビット誤り率、ＡＦＣ、ナイキストおよびエネルギーを含む一つまたはそれ以上のグループから選択される方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れかに記載の方法において、
必要なコスト・パラメータが、ＴＤＭＡ無線通信システム要件に基づいて定義される方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れかに記載の方法において、
前記必要なコスト・パラメータが、ＧＳＭ要件に基づいて定義される方法。
【請求項１６】
請求項１４または請求項１５に記載の方法において、
前記パルス関数が、ガウス波形のパルスが送信できるように定義される方法。
【請求項１７】
請求項１乃至１３の何れかに記載の方法において、
必要なコスト・パラメータが、ＣＤＭＡ要件に基づいて定義される方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、前記パルス関数が、平方根二乗余弦パルスが送信できるように定義される方法。
【請求項１９】
請求項１乃至１８の何れかに記載の方法において、
ある周波数範囲内の前記パルス関数の振幅が、コスト・パラメータのバランスが受け入れることができるようになるまで、前記パルス関数が変更され、前記コスト・パラメータが決定される反復プロセスにより定義される方法。
【請求項２０】
請求項１乃至１９の何れかに記載の方法において、
前記方法が、各コスト・パラメータを加重するステップを含む方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法において、
コスト・パラメータ間の受け入れることができるバランスが、各加重により各コストを最適化することにより達成される方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法において、
前記最適化が、最適化装置コンピュータ・プログラムにより行われる方法。
【請求項２３】
請求項１乃至２２の何れかに記載の方法により定義された関係に従って成形されたパルス関数に従って、データ・ストリームを変換するためのパルス関数ゼネレータ。
【請求項２４】
無線通信システムで、送信するための信号を供給するための変調器であって、
請求項２３に記載の前記パルス関数ゼネレータにより、データ・ストリームを成形するための手段を備える変調器。
【請求項２５】
請求項２４に記載の変調器において、
前記成形手段が、参照用テーブルを備える変調器。
【請求項２６】
通信装置用のトランシーバであって、請求項２４または請求項２５に記載の変調器と復調器とを備えるトランシーバ。
【請求項２７】
通信システムで動作することができる通信装置であって、請求項２６に記載のトランシーバを備える通信装置。
【請求項２８】
あるチャネルが、周波数とタイムスロットとの組合せであるＴＤＭＡ無線通信システムにおいて第一のモードで、またＣＤＭＡ無線通信システムにおいて第二のモードで動作することができ、前記第一および第二の動作モードで、所定の変調スキームに従って、データ・ストリームをキャリヤ信号で変調するための変調器と、無線電話の動作モード、および前記送信機の構成部品による歪に応じて、各パルス関数に従って、データ・ストリームを成形するためのパルス関数ゼネレータとを備えるデュアル・モード通信装置。
【請求項２９】
第一の組のコスト・パラメータが必要な場合には、第一のモードで動作することができ、第二の組のコスト・パラメータが必要な場合には、第二のモードで動作することができるデュアル・モード通信装置であって、前記無線電話が、
第一の組の必要なコスト・パラメータに基づいて成形したパルス関数に従って、データ・ストリームを変換するための第一のパルス関数ゼネレータと、
第二の組の必要なコスト・パラメータに基づいて成形したパルス関数に従って、データ・ストリームを変換するための第二のパルス関数ゼネレータと、
前記無線電話の動作モードに従って、前記パルス関数ゼネレータを選択するための手段とを備え、
少なくとも一つのパルス関数が、請求項１乃至２２の何れかに記載の前記方法の中のどれかで定義された関係に従って成形される、デュアル・モード通信装置。
【請求項３０】
請求項２９に記載の通信装置において、
前記第一のモードの場合には第一のデータ速度で、前記第二のモードの場合には第二のデータ速度で動作することができる通信装置。
【請求項３１】
請求項２９に記載のデュアル・モード通信装置において、前記第一のデータ速度が、音声用途をサポートし、前記第二のデータ速度がデータ用途をサポートする通信装置。
【請求項３２】
第一の組のコスト・パラメータが必要な場合には第一のモードで動作することができ、第二の組のコスト・パラメータが必要な場合には第二のモードで動作することができるデュアル・モード通信装置であって、
無線電話が、前記第一および第二の動作モードで所定の変調スキームに従って、データ・ストリームをキャリヤ信号で変調するための変調器と、
第一の組の必要なコスト・パラメータ、および前記送信機の構成部品による歪に基づいて成形されたパルス関数に従って、データ・ストリームを成形するための第一のパルス関数ゼネレータと、
第二の組の必要なコスト・パラメータ、および送信機び構成部品による歪に基づいて成形されたパルス関数に従って、データ・ストリームを成形するための第二のパルス関数ゼネレータと、
前記無線電話の動作モードに従って、前記パルス関数ゼネレータを選択するための手段とを備える、デュアル・モード通信装置。
【請求項３３】
所定の送信機を使用する通信システム用の変調スキームを選択するための方法であって、
請求項１乃至２２の何れかに記載の前記方法に従って、第一の変調スキーム用のパルス関数を定義するステップと、
必要な同じコスト・パラメータ用の第二の変調スキーム用のパルス関数を定義するステップと、
各スキーム用の合成コスト・パラメータを決定するステップと、
優れた合成コスト・パラメータを所与の必要な形に成形する、変調スキームを選択するステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、装置の構成部品による歪を補償するための先行歪を含む通信装置、および上記先行歪を発生する方法に関する。
より詳細に説明すると、本発明は、送信機の構成部品による歪の補償に関する。
【０００２】
【背景技術】
送信機の構成部品により、情報信号は、送信前に、種々の程度の歪を含むことになる。二つの主要な要因、すなわち、ランプアップとランプダウンおよび構成部品の許容誤差がこの歪に影響を与える。上記の歪は、一つだけでは、送信信号に有意な影響を与えないかもしれないが、このような信号が重畳すると許容できない歪を生じる恐れがある。何故なら、そのような重畳は、関連通信規格が規定する限度を越えているからである。例えば、上記のような歪は、周波数領域内の信号を規格が定める帯域幅の外側へはみ出させる恐れがある。
【０００３】
上記歪を補償するには、三つの方法がある。第一の方法は、製造過程において、各装置を測定し、必要な要件に適合しない装置の変質した不良構成部品を見つけだす方法である。もう気が付いたと思うが、この方法だと、製造コストが高くなり、その結果、所与の時間内の生産性が低下する。第二の方法は、例えば、補償しなければならない構成部品の出力からのフィードバックに基づいて、能動的な先行歪を与える方法である。しかし、この方法の場合には、送信機の構造が複雑になり、電力消費が増大する。第三の方法は、ある構成部品による歪を補償するために、場合によって、フィルタを使用する方法である。しかし、この方法は、（例えば、非線形電力アンプのような）非線形装置のように、ある周波数範囲で歪が変化する場合には使用できない。
【０００４】
無線通信システムを設計する場合には、多くの変調スキームがあり、その中から選択が行われる。各変調スキームは、それ自身の特有の利点と欠点を持つ。例えば、（ＧＳＭで使用される）ＧＭＳＫは、スペクトルについては非効率的であるが、電力については効率的である。一方、（ＣＤＭＡシステムで使用される）ＱＰＳＫは、スペクトルについては効率的であるが、電力については非効率である。通信装置の送信機の構成部品による歪は、これらスキームの利点を実際に低下させる場合がある。例えば、ＧＭＳＫは、ＧＭＳＫが一定の振幅を供給し、電力効率がよいために、ＧＳＭで使用するために選択される。しかし、実際には、ＧＳＭ送信機の構成部品による信号歪は、振幅包絡線を変動させ、そのため、電力効率が変動し、その結果、ＧＭＳＫを選択したことによる利点が、ある程度犠牲になる。
【０００５】
【発明の開示】
本発明は、送信機の構成部品による歪を補償するために、無線通信システムの送信用のデータ・ストリームに働きかけるパルス関数の周波数と振幅との間の関係を定義するための方法を提供する。上記方法は、
無線通信システム要件および補償対象の歪に基づいて、必要なコスト・パラメータを定義するステップと、
必要なコスト・パラメータおよび歪に基づいて、周波数範囲内のパルス関数の振幅を定義するステップとを含む。
【０００６】
上記方法を使用すれば、設計者は、送信機で使用するための構成部品を、より広い範囲から選択することができる。例えば、設計者は、もっと効率的な電力アンプを使用することができる。何故なら、この方法の場合には、効率の任意の変動を補償するために、先行歪を与えることができるからである。また、この同じ歪を各送信機の設計に使用することができ、そうすることにより、製造中に個々の装置を試験したり、修正したりする必要がなくなる。さらに、送信機で定義されたパルス関数を実行すると、もう先行歪補償を行う必要がなくなる。すなわち、能動的先行歪を与える必要がなくなる。この方法は、単一ステップの静的先行歪を供給する。
【０００７】
本発明は、非直線性歪を補償する場合に特に有利である。非直線性歪は、構成部品自身が非直線性であるために起こる場合がある。この場合には、補償を最大の歪が発生する特定の周波数に集中することができる。電力アンプに対して、集中的に補償を行うことができる。そうすることによって、もっと効率的なアンプを使用することができ、それにより、通信装置の電力消費を低減することができる。本発明の方法により、このようなことが可能になったのは、補償のために非直線性による歪による影響を受けないで、その非直線性領域内で電力アンプを動作させることができるからである。
【０００８】
他の場合としては、異なる許容値を持つ（直線性または非直線性の）構成部品に適しているパルス関数を決定する際に、非直線性歪が起こる場合がある。このことは、異なる構成部品を使用する装置で同じパルス関数を使用することができるから有利である。例えば、生産ラインに載せる前に、装置の各タイプを確認する必要がなくなる。
非直線性歪を補償するための適当なパルス関数は、（数値的にではなく）記号的に歪関数を最小にすることにより、容易に決定することができる。その後で、特定の送信機に対する所与の周波数に対する実際の振幅数値を決定するために、記号の代わりに数値を使用することができる。
【０００９】
本発明は、一つまたは複数の構成部品を補償するのに使用することができる。この方法を使用すれば、二つの構成部品による歪を補償するための歪のレベルを決定する際の数学的な複雑さをもっと簡単にすることができる。好適な実施形態の場合には、無線通信システムはＧＳＭであり、第一の構成部品は再構成フィルタであり、第二の構成部品は非線形電力アンプである。この場合、まず第一に、再構成フィルタを補償するために必要なパルス関数が決定され、その後で、結果として再構成フィルタ補償パルス関数となる、第二のパルス関数が電力アンプを補償する。
【００１０】
必要なコスト・パラメータは、ＴＤＭＡおよびＣＤＭＡを含む多数の無線通信システム要件に基づいて定義することができる。ＴＤＭＡシステムの一つのタイプとしてはＧＳＭがあり、パルス関数は、従来の方法により成形されたガウス・パルスを送信することができるように本発明の方法に従ってパルス関数を定義することができる。別の方法としては、パルス関数を、他のコスト関数を考慮に入れるように定義することができる。
同様に、ＣＤＭＡの場合には、パルス関数を、平方根二乗余弦波形のパルスを送信することができるように従来の方法で定義することができる。または、別の方法としては、パルス関数を、他のコスト・パラメータを考慮に入れるように定義することもできる。
【００１１】
また、本発明を他の観点から見た場合、定義したパルス機能は、パルス機能ゼネレータが発生する。
また、本発明を他の観点から見た場合、定義したパルス関数に従って、データ・ストリームを成形するための手段を備える変調器が設置されている。
都合のよいことに、データ・ストリームを成形するための手段は、参照用テーブルを含む。
また、本発明を他の観点から見た場合、本発明は、上記変調器および復調器を備える通信用のトランシーバ、上記トランシーバを備える通信装置を提供する。
さらに、他の観点から見た場合、本発明は、あるチャネルが、周波数とタイムスロットとの組合せであるＴＤＭＡ無線通信システムにおいて、第一のモードで動作することができ、またＣＤＭＡ無線通信システムにおいて、第二のモードで動作することができ、第一および第二の動作モードで、所定の変調スキームに従って、データ・ストリームをキャリヤ信号で変調するための変調器と、無線電話の動作モードおよび送信機の構成部品による歪に応じて、各パルス関数に従ってデータ・ストリームを成形するためのパルス関数ゼネレータとを備えるデュアル・モード通信装置を提供する。
【００１２】
他の観点から見た場合、本発明は、第一の組のコスト・パラメータが必要な場合には、第一のモードで動作することができ、第二の組のコスト・パラメータが必要な場合には、第二のモードで動作することができるデュアル・モード通信装置を提供する。上記無線電話は、
第一の組の必要なコスト・パラメータに基づいて、成形したパルス関数に従って、データ・ストリームを変換するための第一のパルス関数ゼネレータと、
第二の組の必要なコスト・パラメータに基づいて、成形したパルス関数に従って、データ・ストリームを変換するための第二のパルス関数ゼネレータと、
無線電話の動作モードに従って、パルス関数ゼネレータを選択するための手段とを備える。
この場合、少なくとも一つのパルス関数は、上記方法の中のどれかで定義される関係に従って成形される。
この通信装置は、第一のモードの場合には、第一のデータ速度で、第二のモードの場合には、第二のデータ速度で動作することができる。好適には、第一のデータ速度は、音声用途をサポートし、第二のデータ速度は、データ用途をサポートすることが好ましい。
【００１３】
さらに他の観点から見た場合、本発明は、第一の組のコスト・パラメータが必要な場合には、第一のモードで動作することができ、第二の組のコスト・パラメータが必要な場合には、第二のモードで動作することができるデュアル・モード通信装置を提供する。上記無線電話は、
第一および第二の動作モードで、所定の変調スキームに従って、データ・ストリームをキャリヤ信号で変調するための変調器と、
第一の組の必要なコスト・パラメータ、および送信機び構成部品による歪に基づいて、成形したパルス関数に従って、データ・ストリームを成形するための第一のパルス関数ゼネレータと、
第二の組の必要なコスト・パラメータ、および送信機び構成部品による歪に基づいて成形したパルス関数に従って、データ・ストリームを成形するための第二のパルス関数ゼネレータと、
無線電話の動作モードに従って、パルス関数ゼネレータを選択するための手段とを備える。
【００１４】
さらに他の観点から見た場合、本発明は、所定の送信機を使用する通信システム用の変調スキームを選択するための方法を提供する。上記方法は、
上記方法のいずれかに従って、第一の変調スキーム用のパルス関数を定義するステップと、
必要な同じコスト・パラメータ用の第二の変調スキーム用のパルス関数を定義するステップと、
各スキーム用の合成コスト・パラメータを決定するステップと、
優れた合成コスト・パラメータを所与の必要な形に成形する変調スキームを選択するステップとを含む。
【００１５】
従来技術の変調スキームの場合には、データ・ストリームを成形するために使用するパルス関数は所定の数学的関係を持つ。
例えば、
平方根二乗余弦
【００１６】
例えば、ＱＰＳＫ変調を使用するＣＤＭＡシステムの場合、およびＤＱＰＳＫ変調を使用するＰＤＣおよびＮＡＤＣシステムの場合には、
【数１】
0004015363.tif 000002
【００１７】
ガウス波形ＭＳＫ変調を使用するＧＳＭの場合には、
【数２】
0004015363.tif 000003
【００１８】
従来の所定の数学的関係に従うパルス形の場合には、所与のエネルギー・レベルに対するたった一つのパラメータだけが可変である。ガウス・パルスの場合には、可変パラメータは、振幅を犠牲にして帯域幅を変化させることができる、パルスの広がりを変化する「シグマ」である。平方根二乗余弦の場合には、可変パラメータは、余弦の尾部が始まる周波数を変化させる「α」である。このことは、帯域幅に影響を与え、そのため電力効率にも影響を与える。コスト・パラメータ間の関係は、ハッキリと定義され、一方が改善すると、定められた方法で他方が低下する。すなわち、帯域幅が変化すれば、電力効率が必ず低下する。
【００１９】
所定の数学的関数に対する一つの変数を変化させることによって達成することができる折り合いに対する制限が厳しいので、各変調スキームに対して最も適当なパルス波形は非常にハッキリしている。今まで、システムの設計者は、その強い部分と弱い部分とに基づいて、変調スキームを決定し、選択した変調スキーム（すなわち、ＧＭＳＫに対するガウス波形、およびＱＰＳＫに対する平方根二乗余弦波形）だけに基づいて、適当なパルス波形を選択してきた。システム設計者は、使用する変調スキームを決定する際には、理想的なパルス波形の歪を考慮に入れていない。数学的関数の一つの変数は、コスト・パラメータの間の定義した関係における、受け入れることができるバランスを供給するように設定される。
【００２０】
本発明の場合には、パラメータ波形については所定の数学的関係はない。パルスの波形は、一つまたはそれ以上の送信機の構成部品による歪を補償するように定義される。歪を補償する新しいパルス波形は自由に選択することができるので、送信機は、ガウシアンまたはルートレイズドコサイン（平方根＝剰余法）のような、選択した変調スキーム用に、適当な（潜在的に理想的な）波形の信号を送信することができる。
好適な実施形態の場合には、補償を行い、さらに、多くのコスト・パラメータを相互にバランスさせることができる、パルス波形を選択することができる。何故なら、二つのパラメータ間の折り合いの関係は、そのように制限するようには定義されないからである。そのため、多くの興味にある可能性がでてくるが、それについては以下に概略説明する。
【００２１】
本発明の好適な実施形態の場合には、ＭＳＫのパルス波形をガウシアンにする必要はない。この特定のパルス波形は、電力効率の点では性能を最適化するが、スペクトル効率の点では最適にはならない。周波数領域内においてガウシアン波形からズレると、ＢＥＲ、電力効率および帯域幅の間のバランスが変化する。ＱＰＳＫ変調の際にルートレイズドコサイン・パルス波形からズレた場合にも、同じことがいえる。
【００２２】
ガウシアン波形またはルートレイズドコサイン波形のような、所与の波形のパルスのパラメータだけが修正された場合、現在の折り合いに左右されるのではなく、コスト関数間（例えば、ＢＥＲ、帯域幅、電力効率、ＡＦＣ）で、必要なバランスをとるために、ＭＳＫシステムおよびＱＰＳＫシステムの両方のシステムのパルスを成形することができる。コスト関数は、正の関数であり、システムが動作するとさらに小さくなり、よくなる関数である。
【００２３】
ＭＳＫ変調用に使用したパルス波形により実験を行ったシミュレーションにより、電力効率を受け入れるレベルに維持したまま、ＧＳＭシステムのスペクトル効率を向上させることができることが分かった。そのため、現在のＧＳＭシステムを、現在のチャネルを分割することにより、現在の周波数帯域を使用して、データ速度を増大するように改善することができる。
【００２４】
本発明は、そのスキームのコスト関数（パラメータ）を変更するために、また先行歪を与えるために、ある変調スキームのパルス波形を使用することができることを示唆している。このことは多くの方法で使用することができる。現在、従来のパルス波形を使用して達成できる性能よりも、優れた性能を入手するために、新しいパルス波形を使用して、現在の変調スキームを見直すことができる。特定の変調スキーム間、および、例えば、ＭＳＫ−スペクトルの非効率のような、現在の問題間の強いつながりを取り除くことにより、ＱＰＳＫ−電力の非効率、特定のシステム用の変調スキームを異なる基準により選択することができる。
【００２５】
例えば、必要なコスト関数、すなわち、（ＣＤＭＡ基準）に適合するために、適当なパルス波形により、ＭＳＫ変調スキームを使用してＣＤＭＡを実行することにより、一つの変調器を使用して、デュアル・モードＧＳＭ  ＣＤＭＡ端末を構成することができる。コスト関数（必要なパラメータ）も変化することができるように、各システムのパルス波形も、相互に異なっている場合がある。
【００２６】
本発明を使用すれば、現在のシステムが抱える問題を軽減することもできる。現在のＧＳＭシステムの重大な問題は、データの使用者の数が増大すると、利用できるチャネルのますます多くの部分がこれらユーザにより占有されてしまうという問題である。何故なら、データ送信速度が、予想にマッチさせなければならない場合には、データを送信するのに一つ以上のチャネルが必要になるからである。データ速度要件が満たされた場合には、データ・ユーザの占める割合が増大するので、システムの容量が減少する。ＧＳＭが動作を停止しないで、引続き、音声ユーザおよびデータ・ユーザの両方をサポートしなければならない場合には、稼働できるチャネルの数を増大しなければならない。
稼働できるチャネルの数の上記増大は、関連コスト関数、すなわち、帯域幅またはビット誤り率を低減するために、ＭＳＫ変調スキームのパルス波形を修正することにより達成することができる。
【００２７】
現在のチャネルで、より高速なデータ速度をサポートするためには、一つ以上のフレームを一つのタイムスロットにより送信できるように、一つのチャネルを時間的に分割することができる。別の方法としては、現在の（もっと広い）周波数帯により、一つ以上の周波数帯を送信することができるようにするために、チャネルの周波数を分割することができる。その後で、データ・ユーザは、システムの容量を低減させないで、システムにより割り当てられた一つのチャネルの、「サブチャネル」を使用することにより、より速い速度でデータを送信することができる。サブチャネルを使用しないで、データ速度を増大できる唯一の方法は、データを送信するために一つ以上のチャネルを使用する方法である。使用するチャネルが一本増加する度に、音声送信およびデータ送信の両方が使用することができるチャネルの数はそれに応じて少なくなる。
【００２８】
ＧＳＭインフラストラクチャ（例えば、ソフトウェア）を最小限度変更するだけで、二つのタイプのユーザ、速いデータ速度および遅いデータ速度が、同じシステム内に共存することができる。その内部で半速のチャネル（この場合、一つ置きのフレームの一つのフレームだけが、一つのサブチャネル専用になる）が、遅いデータ速度を使用するユーザのために使用される、提案の半速ＧＳＭを使用することができる。従って、この装置を使用すれば、ＧＳＭを速いデータ速度のシステムとして有用なものに改善し、その実用的な寿命を延ばすことができる。ＧＳＭにおいては、８のタイムスロットと１７５の周波数帯が使用されている。各チャネルを二つに分割することにより、現在のチャネル上に、二倍までのユーザを収容することができる。このことは、システムの将来のデータ・ユーザの容量に有意な影響を与える。
【００２９】
また、ＣＤＭＡシステムでＭＳＫ変調を使用することにより、パルス成形により、ＱＰＳＫ変調スキームのコスト関数を最適化することができる。そうすることにより、電力効率を増大することができ、その場合、恐らく、ＢＥＲが幾分増大し、スペクトル効率が幾分低下するものと思われる。従来のルートレイズドコサイン・パルス、およびガウシアンパルスによる束縛を受けないで、パルス波形を自由に選択することができるので、これらの変調スキームのいづれかのコスト関数を必要なパラメータに適合するように最適化することができる。そうすることにより、最適化計算の際の一組の加重コストと見なされる必要なパラメータを持つ、第三世代のシステム、または改善した第一世代のシステムの設計をますます自由に行うことができる。
実験により、任意の変調スキームの最適化を試験的に行うことができ、所定のコスト関数に対する「最善の」最適化を決定するために、結果を検討することができる。
【００３０】
【本発明の好ましい実施の形態】
添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
図１は、ＧＳＭ送信機である。従来のＧＳＭは、図３に示すフレーム構造を持つ。送信対象のビット・シーケンス１０１ａは、送信機のフレーム・ビルダ１０２ａに入力される。上記送信機は、ビットをＴＤＭＡフレーム内の一つのタイムスロットの一つのバーストの適当な部分に挿入する。その後で、ビット・ストリームは、変調器１０４ａに送られる。従来は、この変調器としては、ＧＭＳＫ変調器が使用され、そのため、信号は、ガウシアン・フィルタを通して入力される。クロック・ゼネレータまたはキャリヤ・ゼネレータ１０５ａは、キャリヤ信号を供給する。変調された信号は、デジタル−アナログ変換器１０７ａに入力される。その後で、このアナログ信号は、再構成フィルタ１０８ａにより再構成される。このフィルタは、通常、スペクトル成形のある部分を行うためのスイッチ・キャパシタ・フィルタ、および主として残りの成形を行うためのＲＣフィルタのような、アナログ・フィルタを備える。最後に、信号は、電力アンプ１０９ａにより増幅され、アンテナ１１０ａを通して送信される。
【００３１】
図２は、従来の符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）送信機である。従来のＣＤＭＡは、物理的な専用のデータ・チャネル（ＤＰＤＣＨ）、および物理的な専用制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）からなるフレームを備える。送信対象のビット・シーケンス１０１ｂは、送信機のフレーム・ビルダ１０２ｂに入力され、上記送信機は、上記ビットをフレームの適当な部分（すなわち、ＤＰＤＣＨ）に入力する。
その後で、上記ビット・ストリームは、ゴールド・コード・エンコーダにより、スペクトルを横切って拡張する。このゴールド・コード・エンコーダ１０３ｂは、下記のように動作する。
【００３２】
ビット・ストリームが、｛Ｃ0、Ｃ1．．．．ＣN-1｝であり、
フレーム・シーケンスが、Ｃ｛ｆ0ｆ1．．．ｆM-1｝（すなわち、Ｍ個の記号ビット）である場合、
ゴールド・コード・エンコーダ１０３ｂの出力は、下記の素子を持つ、ＮｘＭ項を含むシーケンスである。
【数３】
0004015363.tif 000004
それ故、変調するチップの数はＭＮである。
【００３３】
変調器１０４ｂは、ゴールド・コード・エンコーダ１０３ｂにより、これらのＭＮチップ出力でキャリヤを変調する。上記キャリヤは、クロック・ゼネレータまたはキャリヤ・ゼネレータ１０５ｂの出力である。変調器１０４ｂは、１Ｓ９５のようなＣＤＭＡシステムで、通常、使用されるような、ＱＰＳＫ変調器であり、ルートレイズドコサイン・パルス関数を持つ信号を出力する。変調器１０４ｂの出力は、デジタル−アナログ変換器１０７ｂに入力される。その後で、アナログ信号は、再構成フィルタ１０８ｂにより再構成される。再構成フィルタは、通常、スペクトル成形のある部分を行うための、スイッチ・コンデンサ・フィルタ、および主として残りの成形を行うためにＲＣフィルタ・ネットワークのような、アナログ・フィルタを備える。信号が再構成されると、その信号は、電力アンプ１０９ｂに入力され、上記電力アンプは、アンテナ１１０ｂにより送信するために上記信号を増幅する。
【００３４】
実際には、これらのシステムのアンテナ１１０ａ、ｂによる信号出力は、送信機の構成部品による歪のために、理想的なガウシアン形／ルートレイズドコサイン形ではない。このような歪に対する補償は、発明の背景のところで概略説明したような方法で行われる。しかし、すでに説明したように、これらの解決方法は、それ自身欠点を持っている。本発明は、先行歪を使用する新しい方法を提供する。この方法の場合には、変調器が、一つまたはそれ以上の送信機の、構成部品による歪を補償するために成形したパルスにより、情報信号を変調する。このことについては、図４および図５を参照しながら、以下にさらに詳細に説明する。
【００３５】
図４は、本発明の一実施形態のＧＳＭ送信機である。送信機の多数の構成部品は、図１の従来のＧＳＭ送信機の構成部品に対応する。ビット・シーケンス２０１、フレーム・ビルダ２０２、変調器２０４およびデジタル−アナログ変換器２０７、再構成フィルタ２０８、電力アンプ２０９およびアンテナ２１０は、それぞれ、これら構成部品に相当する１０１ａ、１０２ａ、１０４ａ、１０７ａ−１１０ａに対応する。主な違いは、変調器にキャリヤを供給するための手段である。周波数領域内で、ガウシアン信号を供給する、従来の送信機のキャリヤ・ゼネレータ１０５ａの代わりに、構成部品による歪を補償するために、クロック２０５、およびパルス関数を適応できるように成形するためのデータを含む参照用テーブル２０６が使用されている。
【００３６】
同様に、図５は、本発明のＣＤＭＡ送信機である。この送信機と図２の送信機との主な違いは、変調器にキャリヤを供給するための手段である。この場合、周波数領域内でルートレイズドコサイン信号を供給する、従来のＣＤＭＡ送信機のキャリヤ・ゼネレータ１０５ｂの代わりに、クロック３０５、および構成部品による歪を補償するために、クロック３０５、およびパルス関数を適応できるように成形するためのデータを含む、参照用テーブル３０６が使用されている。
参照用テーブルは、無線通信システムの要件に適合する周波数の範囲内に、パルス関数の振幅を定義するデータを含み、構成部品による歪を補償する。
参照用テーブルに対する数値は、各タイプのデバイスに対して一回計算するだけでよい。
【００３７】
図６は、一つの構成部品を補償する初期式で使用するいくつかの項を示す、ブロック図である。Ｆ（ｔ）は、補償対象の構成部品（例えば、再構成フィルタ）の関数を示す記号である。Ｃ（ｔ）は、（例えば、ＧＳＭのガウシアン・パルス、またはＣＤＭＡのルートレイズドコサイン・パルスのような）出力対象の必要なパルスを示す記号である。Ｃ’（ｔ）は、構成部品による歪を補償するために必要なパルスを示す記号である。
【００３８】
上記構成部品に対する歪関数は、下記式で表わすことができる。
【数４】
0004015363.tif 000005
この歪関数は、任意の標準式解答技術により解くことができる。すなわち、歪コスト関数は最小になる。その後で、特定のタイプの送信機のＣ’（ｔ）の実際の数値を決定するために、記号に数値を代入することができる。
【００３９】
図７は、複数の（この場合には、二つの）構成部品を補償する初期式で使用する項を示すブロック図である。ＦA/D（ｔ）は、補償対象のアナログ−デジタル変換器・フィルタの関数を示す記号である。ＦREF（ｔ）は、補償対象の再構成フィルタの関数を示す記号である。Ｃ（ｔ）は、（例えば、ＧＳＭのガウシアン・パルス、またはＣＤＭＡのルートレイズドコサイン・パルスのような）出力対象の必要なパルスを示す記号である。Ｃ’（ｔ）は、構成部品による歪を補償するために必要なパルスを示す記号である。
【００４０】
この場合には、構成部品に対する歪関数は、下記式により表わされる。
【数５】
0004015363.tif 000006
【００４１】
ここでもまた、任意の標準式解法技術により、歪（コスト）関数を決定することができる。すなわち、歪コスト関数は最小になる。その後で、特定の送信機の参照用テーブルに記憶される、Ｃ’（ｔ）の実際の数値を決定するために、記号に数値を代入することができる。構成部品は、合成部材として処理することもできるし、または個々に補償することもできる。後者の技術は、例えば、式を解く場合に、数学的な複雑さを簡単なものにするために役に立つし、図８に示すように、図４のＧＳＭ送信機に関連して例として示す。この場合、電力アンプ４０９および再構成フィルタの先行歪が必要になる。電力アンプは、図８に示すように、変調器４０４およびアンテナ４１０の間の経路から、参照用テーブル４０６と、変調器４０４のキャリヤ入力との間に位置にすでに移動したものとして処理される。最初に、再構成フィルタ４０８による誤差を補償するための先行歪が、上記式（１）を解くことにより決定される。この場合、Ｆ（ｔ）は、再構成フィルタ４０８の関数である。その後で、結果として得られるパルスＣ’（ｔ）は、点Ｂのところの想像上の電力アンプ４０９ａからの必要な出力パルスとして使用され、電力アンプによる誤差を補償するための先行歪は、上記式１を解くことにより決定される。（この場合、Ｆ（ｔ）＝電力アンプの関数であり、Ｃ（ｔ）＝Ｃ”（ｔ）およびＣ’（ｔ）＝Ｃ”（ｔ）である。）すなわち、歪関数は最小になり、結果として得られるパルスの数値は、点Ａのところで適用するために、参照用テーブル４０６に記憶される。
【００４２】
本発明の好適な実施形態の場合には、許容値のある範囲にわたる最適な先行歪を供給するコスト関数が決定される。このことは、直線性装置および非線形性装置の両方に適用することができ、種々の構成部品に対して一つの参照用テーブルを使用することができる。それ故、製造中に個々の装置を測定する必要がなくなる。例えば、コスト関数は下記式により表わされる。
【００４３】
【数６】
0004015363.tif 000007
ここで、
Ｆ1は、補償対象の第一の許容値を持つ構成部品の関数であり、
Ｆ2は、補償対象の第二の許容値を持つ構成部品の関数であり、
Ｆ3は、補償対象の第三の許容値を持つ構成部品の関数であり、
Ｃ（ｔ）は、出力対象の必要なパルスであり、
Ｃ’1（ｔ）は、第一の許容値を持つ構成部品による歪を補償するために必要なパルスであり、
Ｃ’2（ｔ）は、第二の許容値を持つ構成部品による歪を補償するために必要なパルスであり、
Ｃ’3（ｔ）は、第三の許容値を持つ構成部品による歪を補償するために必要なパルスであり、
α、βおよびδは、加重係数である。
【００４４】
構成部品に対する通常の許容値は、下記の通りである。
0004015363.tif 000008
【００４５】
加重係数は、結果を調整するために変更することができる。その後で、コスト関数を最小にし、それにより許容値（例えば、＋５％＋０−５％）の範囲内の歪を補償するパルス波形を供給する、コスト関数に対する数値が決定される。
その中で電力アンプの非直線性の歪が補償される図９を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明する。図９（ａ）は、理想的な直線性アンプ５３に対する通常の電力アンプの特性を示す。振幅が小さい場合には、線５２の一部で示すように、電力アンプは直線性を示し、そのため、振幅と出力電力との間の関係は直線的である。理想的には、この直線的な関係は、線５３で示すように、もっと大きな振幅においても維持されることが好ましい。しかし、実際には、電力アンプは、曲線部分５１で示すように、もっと大きな振幅のところに非直線領域を持つ。変動は、主として不正確な数値の構成部品を使用した場合に起こり、バーストのランプアップおよびランプダウン中に発生する。この非直線領域内で電力アンプを動作させれば、電力効率はもっとよくなる。しかし、そうすると、信号の振幅が一定でなくなり、そのため、ＧＳＭのようなシステムは、従来からもっと効率は低いが、もっと直線性の優れている直線領域内で電力アンプを使用せざるを得なかった。しかし、この実施形態の場合には、電力効率がもっと高い、非直線領域内で電力アンプを動作させる道を選んでいる。この電力アンプの非直線性は約５％であり、先行歪は下記のように決定され、そのため、効率の非直性を補償するために、図４の参照用テーブル２０６に入力することができる。
【００４６】
非直性アンプを通過する信号Ｓtを考えてみよう。出力のところの上記信号は、Ｓt＋αＳt2である。
上記出力のフーリエ変換は下記のように行われる。
Ｓf＋α（Ｓf．Ｓf）
ここで、この歪に対する補償を決定することができる。スペクトル領域内において、下記式が成立するような関数、ｈtが存在すると仮定しよう。
Ｈf＋α（Ｈf．Ｈf）＝Ｓf
この式は、任意の標準的な方法で解くことができる。
【００４７】
非線形アンプにより歪およびその補償は、図９（ｂ）−（ｄ）に示す。
図９（ｂ）は、非線形アンプ５４のスペクトルと、直線アンプ５５のスペクトルとの比較である。曲線５４は、非線形アンプのスペクトルの効果を示す。この場合、振幅変調−周波数変調歪は、α2／α1＝０．０５である場合に、α0＋α1ｘ＋α2ｘ2で表わされる。
図９（ｃ）は、例えば、図６〜８を参照しながら説明したように、従来の最適化手順を使用する非線形性を補償するためにパルスを使用した結果を示す。図を見れば分かるように、予め歪を与えた（補償した）電力アンプのスペクトルは、補償していない電力アンプのスペクトルより狭い。実際、ランプアップおよびランプダウン中、振幅の変動が最も激しい領域、すなわち、２００ｋＨｚ付近、もっと厳密にいえば、４００ｋＨｚ付近では、補償が過度に行われている。
【００４８】
この実施形態の場合には、電力アンプだけに補償が行われた。図９（ｄ）は、再構成フィルタによる歪を含むスペクトルであり（この構成部品は、送信機の構成部品による全体の歪のかなりの部分を占める可能性が高い）、ＧＳＭマスク５７も示す。実際には、送信機の他の構成部品による歪により、補償していない非線形アンプのスペクトルが、ＧＳＭマスク５７の外側へシフトし、そのため、ＧＳＭシステムで送信機が使用できなくなる。しかし、この実施形態の電力アンプ補償は、送信機の構成部品による全歪が、決して発生しないようにするのに十分な量の補償である。何故なら、（すでに再構成フィルタによる歪を含んでいる）スペクトル５６とマスク５７との間に、ハッキリとした余裕があるからである。他の実施形態の場合には、必要な場合には、多数の送信機の構成部品に対して、別の方法で補償を行うことができる。この補償は、電力アンプの補償と同時に、その前にまたはその後で行うことができる。
【００４９】
すでに説明したように、今日まで、無線通信システムの変調器で使用することを目的として、ガウシアン・パルスおよびルートレイズドコサイン・パルスだけを考察してきた。ローレントは、ＡＭパルス（Ｃ0、Ｃ1…等）を重畳することにより、ガウシアン・パルスを近似することができることを示唆している。これらのパルスは、コサインとサインの関数である、パルスの固定グループである。本発明の好適な実施形態の場合には、以下に概略説明するように、全然異なるアプローチを使用してきた。
【００５０】
構成部品を重畳することにより、パルスを近似することができるというローラントの理論を実行した。しかし、固定関数構成部品に基づいて、現在のガウシアンパルスを近似するのにこの理論を使用する代わりに、ローレントの重畳拡張を、特定の通信システムが必要とする基準に適合するパルス波形を確認する基準として使用し、送信機一つまたはそれ以上の構成部品による歪を補償する。このことは下記のように行うことができる。
【００５１】
最初に、ローレント重畳拡張の固定関数構成部品に代わりに、未知の各パルス構成部品を表わす、一つまたはそれ以上の関数を使用する。（例えば、非直線性、ＢＥＲ、帯域幅、振幅、ＡＦＣのような、構成部品による歪のような）コスト関数に注目する。すなわち、特定のシステムが必要とする数値からの誤差、および補償対象の先行歪の量について考察する。結果を調整するために、コスト関数の加重を変えることができる。その後で、各関数に対する数値が、例えば、最適化装置により決定される。上記最適化装置は、これらコスト関数を最小にし、それにより、特定のシステムの要件に適合するパルス波形を供給する。
【００５２】
図１０の実施形態の場合には、電力アンプによる歪を考慮に入れて、適当な周波数スペクトルを入手するために必要なステップは、下記の通りである。
１．再構成フィルタの許容誤差およびアナログ−デジタル仕様を補償するための二つのローレント・パルス、Ｃ０およびＣ１に先行歪を与えるステップ。
２．未知の数値として、理想的なスペクトルにできるだけ近いものを入手するために必要な、補償したパルスの数値を表示するステップ。
３．電力アンプが二次の非直線性、すなわち、α1ｘ＋α2ｘ2を持つと見なされた場合に、電力アンプの関数を決定するステップ。
４．上記未知の数値を決定するために、最適化ルーチンを実行するステップ。  ５．参照用テーブルに入力する目的で、数値を決定するために、結果として得られる式に数値を代入するステップ。
これについては、付録１のシミュレーションで、さらに詳しく説明する。
【００５３】
図１０（ａ）および（ｂ）は、比較結果である。図１０（ａ）は、必要な第一の歪んだローレントパルスＣ０を示し、図１０（ｂ）は、第二の歪んだローレントパルスＣ１を示す。図１０（ｃ）は、５％の非直線性を持つ、補償していない電力アンプのスペクトルを示し、図１０（ｄ）は、出力信号の必要な理想的なスペクトル（すなわち、理想的な直線電力アンプのそれを）示す。図１０（ｅ）は、上記プロセスにより決定した未知の数値により補償した電力アンプのスペクトルであり、図１０（ｆ）は、比較のために、図１０（ｃ）−（ｅ）に示す三つのスペクトルを一緒に示す。
【００５４】
ローレント重畳拡張の固定関数構成部品を、各未知のパルス構成部品を示す、一つまたはそれ以上の関数により置換えを、先行歪を与えるための適当なパルス波形の決定を越えて拡張することができる。好適な実施形態の場合には、先行歪を与える以外に、（例えば、ＣＤＭＡに対するＧＳＭまたはルートレイズドコサイン用のガウシアン・パルスを試用して入手するものより優れている）無線通信システムで従来の成形されたパルスを試用して入手するよりも、改善されたコスト関数を供給する適当なパルス波形が決定される。パルス成形は、一つの最適化ステップまたは連続ステップにより、決定することができる。最初に、歪誤差以外のコスト関数の要件に適合する第一のパルス波形を、例えば、以下に説明するように決定することができ、その後で、構成部品による歪を考慮に入れて、最初のパルス波形になる、パルス波形を決定することができる。
【００５５】
好適には、二つのコスト関数を使用することが好ましい。何故なら、そうすることにより、一つの関数を使用する場合と比較すると、もっと最適なパルス成形を行うことができるからであり、この点に関して、適当なパルス波形を決定するための方法を下記のように実行することができる。
【００５６】
最初に、ローレントの式を考察する。ローレントの式によれば、下記のようになる。
【数７】
0004015363.tif 000009
【００５７】
この場合、Ｓ（ｔ）は、時間ｔにおける信号である。
【数８】
0004015363.tif 000010
ローレントのパルス、Ｃk,n'1を使用する代わりに、まだ未知であるが、必要な誤差関数要件により、適当な数値を決定したい、別のパルス、ＰＵＬＳＥ、ＫK,n’を使用することにする。
【００５８】
これを式１に代入すると、下記式が得られる。
【数９】
0004015363.tif 000011
ここで、Ｊ＝√−１である。
すでに説明したように、ＰＵＬＳＥはまだ未知であるが、この実施形態の場合には、ゼロではなく、最大長さは８である。
【００５９】
この実施形態の場合には、Ｓを構成するのに、ＰＵＬＳＥ［０］とＰＵＬＳＥ［１］を使用することにする。それ故、Ｍ＝２である。Ｍ＝２に対して式（２）を展開して、関数、Ａkにビット・ストリーム、∝1，∝2．．．を代入すると、下記式が得られる。
【数１０】
0004015363.tif 000012
【００６０】
∝は一つのビットを表わしているので、＋１か−１である。それ故、式（３）の各項は、（パルス関数た実数であると仮定した場合に）、実数または虚数として識別することができる。
例えば、上記式の第一の項を取り上げると、下記のようになる。
【数１１】
0004015363.tif 000013
【００６１】
それ故、この式の絶対値は、ビット（∝ｓ）の関数として計算することができる。決定しなければならないことは、時間、Ｎにどんな∝が送信されたかということである。（理想的なシステムの場合には、これは、ベースバンドのところで受信したシステムである。）
（例えば、簡単な受信機の場合には）、式（３）により、ビット、∝N-4は、それ自身の上のように、時間（Ｎ＋４）Ｔに送信されと推理することができる。それは虚数であり、干渉する（すなわち、他の虚数の）パルスを考慮に入れなければならない。この式の実数の項は、パルスの干渉項および絶対値の両方に対して、完全に無視することができる。
干渉は最小にしなければならない。例えば、ＢＥＲ性能は、すべての他の項の絶対値と比較した場合に、時間、（Ｎ＋４）Ｔのところでの項、Ｐｕｌｓｅ［０］を大きくすることにより改善することができる。
【００６２】
それ故、∝シーケンスが下記のようなシーケンスである場合には、
【数１２】
0004015363.tif 000014
【００６３】
時間ΔＴにおけるパルスの絶対値を未知のパルスの項で計算することができる。時間ΔＴの時の干渉項の絶対値も、未知のパルスの項で計算することができる。この計算は、∝Nから∝7に対する１、−１の可能な各組合せに対して（すなわち、すべての２8＝２５６の可能性）に対して行われる。各可能な組合せに対して、干渉項および絶対値の両方に対する式が入手される。
この実施形態の場合には、上記パルスは、電力、ＢＥＲ、ＡＦＣおよび帯域幅に関するある基準に適合するために必要である。それ故、これらに対する誤差関数が決定される。
【００６４】
８の過度サンプリングの場合には、ΔＴの数値を下記のようにすることができる。
【数１３】
0004015363.tif 000015
もちろん、過度サンプリング速度は、必要なパルス・サンプリングのレベルにより変更することができる。
上記各数値を考慮に入れて、ΔＴに対する振幅およびＢＥＲコストが計算される。それぞれに対する全コストは、可能なシーケンスについて入手した全部で８の式に追加される。
【００６５】
＜コスト（誤差）関数＞
（ｉ）振幅誤差関数
一定の振幅が１である場合には、振幅の誤差は、下記式により求めることができる。
｛絶対値2−１2｝2
（ii）ＢＥＲ誤差関数
この関数を計算するには、ノイズの量を決定しなければならない。このノイズの量は、下記式により求められる。
｛干渉領域の絶対値｝2
（iii）エネルギー誤差関数
必要なエネルギー−サンプル点の平方の合計
（iv）帯域幅誤差関数
パルスの帯域幅を推定するために、（この段階においてはまだ未知である）パルス関数の導関数が必要である。この導関数は、二つの隣接するパルス値の間の差として近似することができる。パルスの帯域幅は、下記式により求められる。
合計｛サンプル点における導関数｝2
【００６６】
上記のパルスの帯域幅は、下記のように決定することができる。
パルス幅を８Ｔと仮定し、パルスを８で過度サンプリングした。
ローレントによれば、
Ｐｕｌｓｅ［０］［ｔ］は、０≦ｔ≦９Ｔに対してゼロではない。
Ｐｕｌｓｅ［１］［ｔ］は、０≦ｔ≦７Ｔに対してゼロではない。
【００６７】
未知のパルスは、下記式により表わされる。
ｍ＝０，１，２．．．８、ｎ＝０，１，２．．．７に対して、
Ｐｕｌｓｅ［０］［ｍＴ＋ｎＴ／８］
【数１４】
0004015363.tif 000016
【００６８】
便宜上、下記のように表示する。
Ｐｕｌｓｅ［０］［ｍＴ＋ｎＴ／８］は、Ｘ0,m・8+nで表わす。
Ｐｕｌｓｅ［０］［ｍＴ＋ｎＴ／８］は、Ｘ1,m・8+nで表わす。
例えば、
Ｐｕｌｓｅ［０］［２Ｔ＋３Ｔ／８］＝Ｘ0,19
Ｐｕｌｓｅ［１］［２Ｔ＋３Ｔ／８］＝Ｘ1,19
【００６９】
隣接する二つの点は、隣接する数字を持ち、一組の未知数は、下記のように表わされる。
Ｘ0,i（ｉ＝０，１，２．．．７１）
および
Ｘ1,i（ｉ＝０，１，２．．．５５）
従って、Ｐｕｌｓｅ［０］の大凡の帯域幅は、下記式により表わされる。
Ｐｕｌｓｅ［０］：Ｓｕｍ（Ｘ0,i+1−Ｘ0,i）2／（Ｔ／８）      （ａ）
（ｉ＝０〜７０）
この実施形態の場合には、第二の構成部品の帯域幅を決定する必要があり、その後で、Ｐｕｌｓｅ［１］に対する類似の式を決定する必要がある。この決定は下記式により行われる。
Ｐｕｌｓｅ［１］：Ｓｕｍ（Ｘ0,i+1−Ｘ0,i）2／（Ｔ／８）      （ｂ）
（ｉ＝０〜５４）
二つの構成部品からなるパルスの全帯域幅＝（ａ）＋（ｂ）
【００７０】
（例えば、電力に対しては０．３、ＢＥＲに対しては０．３、帯域幅に対しては０．４、または、システムが、例えば、帯域幅だけを必要とする場合には、電力およびＢＥＲに対しては０、帯域幅に対して１というように）、上記誤差関数を加重することによりパルスをシステム要件に基づいて特に設計することができる。問題がある場合には、もっと多くの加重を追加することができる。唯一の制約は、全加重は＋１に等しくなければならないという制限である。
【００７１】
全誤差関数は、未知数、すなわち、Ｘ0,i（ｉ＝０〜７１）、およびＸi,j（ｉ＝０〜５５）により表わされる。未知数に対する適当な数値を決定し、それによりパルス波形を推定するために、例えば、従来の在庫最適化装置により、式の最小化が行われる。
（例えば、上記の方法により）必要なコスト・パラメータにより定義されたパルス関数の実行について以下に説明する。
【００７２】
従来の送信機を依然として使用することができる。しかし、図４および図５の実施形態に示すように、周波数領域内で、（ＧＳＭ用の）ガウシアン信号／（ＣＤＭＡ用の）ルートレイズドコサイン信号を供給する、従来の送信機のキャリヤ・ゼネレータ、１０５ａ、１０５ｂの代わりに、クロック２０５および構成部品による歪を補償するために、パルス関数を適応できるように成形するためのデータを含む参照用テーブル２０６を使用する。この実施形態の場合には、参照用テーブルのデータは、他のコスト関数の要件に適合するために、パルス関数を適応できるように成形する。そうすることにより、特定の無線通信システムが、従来使用していたタイプとは異なるタイプの変調器を使用することができる。例えば、図４のＧＳＭ送信機の場合には、従来のように、ＧＭＳＫ変調器を変調器として使用することができる。しかし、別の方法としては、ＱＰＳＫ変調器を変調器として使用することができる。同様に、図５のＣＤＭＡ送信機の場合には、１Ｓ９５のようなＣＤＭＡシステムで通常使用される、ＱＰＳＫ変調器を変調器３０４として使用することができる。しかし、別の方法としては、ＭＳＫ変調の際に使用されるような、連続位相変調器を変調器として使用することができる。変調器２０４、３０４び出力信号の帯域幅は、参照用テーブル２０６、３０６を作成するために使用されるパルスのスペクトルに関連する。
【００７３】
ＧＳＭ（ＥＤＧＥ）をさらに展開するために、変調スキームを変更することにより、データ速度を３だけ改善する方法が提案されてきた。本発明を使用すれば、適当なコスト関数に適合するパルスを設計することによりデータ速度を高速化することができる。従って、そのチャネルの周波数または時間を分割することにより、現在のインフラストラクチャを引続き使用することができる。
【００７４】
図１１は、上記システムで使用することができる強化ＧＳＭ送信機である。この送信機は、現在のＧＳＭ送信機に類似していて、この実施形態の場合には、変調器２０４は、ＭＳＫ変調器である。しかし、この強化ＧＳＭ送信機は、ビット・シーケンス２０１に働きかけるための、異なるパルス関数を定義する、参照用テーブル２０６ａおよび２０６ｂを備える。参照用テーブル２０６ａは、１秒間当り９．６キロビットの現在のデータ速度を持つ、音声に働きかけることができる、パルス関数を定義しているデータを含む。この参照用テーブルのデータは、ガウス曲線に対応することができ、そのため、上記データは、ＧＳＭで現在使用されているのと同じ変調（すなわち、ＧＭＳＫ）を行う。しかし、好適には、上記データは、例えば、もっと厳格なコスト関数用に最適化され、先行歪を与えるパルス関数のような本発明のパルス関数を定義しているデータを含むことが好ましい。
【００７５】
一方、参照用テーブル２０６ｂは、データ用途用のビット・シーケンス２０１に働きかけるためのパルス関数を定義するデータを含む。上記パルス関数は、ハッキリと、データ用途が、遥かに改善されたデータ速度を必要とするように、音声用途のために必要なコスト関数とは異なるコスト関数に基づいて設計される。スイッチ２１１は、必要な用途のために、変調器と適当な参照用テーブルとの間を接続する。
すでに説明したように、いくつかの効率およびそれに関連する非効率を持つ変調スキームにより、特定の無線通信システムに対する変調スキームを柔軟に選択できなかった。しかし、ある種のシステムのコスト関数要件に適合する、適当なパルス波形を供給して、これらの束縛をなくすことにより、柔軟性がもっと向上する。
【００７６】
図１２は、デュアル・モードＧＳＭ／ＣＤＭＡ送信機である。この送信機は、共通の変調器６０４を備える。共通の変調器を使用することができるのは、特定の変調スキームのコスト関数の制限が、この実施形態の場合には、それぞれ、ＧＳＭおよびＣＤＭＡのコスト関数要件に適合し、送信機の構成部品による歪を補償する、パルス波形をそれぞれ定義する、二つの参照用テーブル６０６ａおよび６０６ｂを持つ、送信機により緩和されたからである。理解していただけると思うが、ＧＳＭ動作およびＣＤＭＡ動作の両方の動作のために、多数の構成部品を使用することができ、二つの構成部品を必要とする場合には、一つのスイッチが使用される。上記スイッチは、送信機の動作により、二つの構成部品の間に設置される。例えば、ＣＤＭＡモードの場合には、ビット・シーケンス６０１をゴールド・コード・エンコーダ６０３によりコード化しなければならない。それ故、上記スイッチは、ゴールド・コード・エンコーダとの接続を行い、一方、ＧＳＭモードの場合には、直ちに変調器に切り換える。同様に、ＧＳＭモードの場合には、ＧＳＭ参照用テーブル６０６ａがパルス成形を行い、スイッチ６１１が接続を行い、それにより、ビット・シーケンスをこの参照用テーブル内のデータにより成形することができる。最後に、電力アンプを、送信機の動作の適当なモード用の、フィルタ・ネットワークに接続するために、スイッチ６１２が設置されている。
【００７７】
図１３は、通常の受信機である。受信信号は、その周波数をベースバンド周波数に低減するために、少なくとも一段の中間周波段５０１を通り、その後で、信号はＩ成分およびＱ成分に分割され、ミキサ５０２ａおよび５０２ｂ、および低域フィルタ５０３ａおよび５０３ｂにより、信号からキャリヤが除去される。その後で、信号は、アナログ−デジタル変換器５０４ａおよび５０４ｂにより、アナログ信号からデジタル信号に変換され、復調器段５０５に送られる。この段において、復調、等化および解読等が行われる。
【００７８】
図１４および図１５は、位相誤差を増大させないで、構成部品による歪を補償する、本発明のパルス波形の決定方法である。第一の変調テーブルは、線形構成部品（再構成フィルタ）による歪を補償するパルス関数を供給し、第二の変調テーブルは、電力アンプによる歪を補償するパルス関数を供給する。これらのパルス波形は、ノキア５１００および６１００シリーズ（例えば、５１１０、５１３０、６１３０、６１５０）のような参照用テーブルに記憶することができる。
【００７９】
本発明は、本発明に関係していようがいまいが、または上記問題の中のいずれかまたは上記すべての問題を緩和しようがしまいが、本明細書にハッキリと、または一般的な形で記載した任意の新規な特徴または特徴の組合せを含む。
上記説明を読めば、当業者なら、本発明の範囲内で種々の修正を行うことができることにすぐ気がつくだろう。
本出願の一部である付録１は、引用によって本明細書の記載に援用する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来のＧＳＭ送信機である。
【図２】  従来のＣＤＭＡ送信機である。
【図３】  ＧＳＭフレームの構造を示す。
【図４】  本発明の一実施形態のＧＳＭ送信機である。
【図５】  本発明の一実施形態のＣＤＭＡ送信機である。
【図６】  一つの構成部品を補償する際に使用する期間を示すブロック図である。
【図７】  二つの構成部品、すなわち、アナログ−デジタル変換器、および再構成フィルタを補償する際に使用する期間のブロック図である。
【図８】  本発明の一実施形態のＧＳＭ送信機である。
【図９】  （ａ）は理想的なアンプと通常のアンプの特性を示す。（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれ通常のアンプの、必要なスペクトルと、補償してないスペクトルと、補償したスペクトルである。
【図１０】  （ａ）および（ｂ）は通常の電力アンプに対して先行歪を供給するパルス波形である。（ｃ）〜（ｆ）は通常の電力アンプの補償していないスペクトルと、理想的なスペクトルと、補償したスペクトルである。
【図１１】  本発明の一実施形態の強化ＧＳＭ送信機である。
【図１２】  本発明の一実施形態のデュアル・モードＧＳＭ／ＣＤＭＡ送信機である。
【図１３】  本発明に従って使用することができる受信機である。
【図１４】  構成部品による歪を補償するためのパルスの波形である。
【図１５】  これらパルスに対する位相ノイズである。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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