JP2001119249A

JP2001119249A - 利得／位相交互制御システムとその方法

Info

Publication number: JP2001119249A
Application number: JP2000240717A
Authority: JP
Inventors: Reza Ghanadan; グハナダンレザ; Robert Evan Myer; エバンマイアーロバート
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1999-08-19
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2001-04-27
Also published as: AU5196800A; BR0003387B1; KR20010021355A; AU765299B2; EP1079516B1; US6392480B1; DE60043683D1; CA2315583A1; BR0003387A; EP1079516A3; CN1289177A; CA2315583C; EP1079516A2; CN100452643C

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ひずみ低減システムにおいて、結合する信号
間の相対位相および利得を調整するための利得およびシ
ステムを提供する。【解決手段】フィルタ７９を通して入力される誤差信
号は、Ａ／Ｄ変換器７８を通ってＤＳＰ８０に入力され
る。この他にもＤＳＰ８０はシステム情報８２を入力し
ている。ＤＳＰ８０は、誤差信号および／または他のシ
ステム情報８２に応じて利得または位相調整制御信号を
出力し、誤差信号を低減する。さらにＤＳＰ８０は、記
憶装置８４に記憶することができる誤差信号経歴など、
前の情報あるいは累加情報を使用して、調整ステップの
サイズまたは調整係数を決定する。このようにして得ら
れた利得および位相調整信号は、それぞれＤ／Ａ変換器
８６，８７，さらに再生フィルター８８，８９を通して
次段に伝えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばひずみ低減
システムにおいて、結合する信号間の相対位相および利
得を調整するための利得および位相制御システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】増幅器はしばしば好ましくないひずみを
信号に付加し、ひずみまたは非直線成分と信号成分とを
含む出力信号を作り出している。ひずみには、入力信号
に付加される、または入力信号に悪影響を及ぼすあらゆ
る好ましくない信号が含まれている。従って増幅器が発
生するひずみを実質的に排除するか、あるいは大幅に低
減する回路手法が必要である。

【０００３】現代の増幅器にはフィード・フォワード補
正が普通に使用されており、様々な入力パターンに対し
て増幅器の直線性を改善している。フィード・フォワー
ド補正の基本は、相互変調（ＩＭＤ）成分など増幅器が
発生するひずみを、最終加算点において相殺するように
操作することである。入力無線周波数搬送波のパターン
および合成ひずみの位置が予測できないため、既知の周
波数成分、すなわちパイロット信号が、増幅過程で発生
するひずみと共に主信号経路中に注入される。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にして
いる。したがって、パイロット信号を検出して相殺する
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ができる。

【０００４】パイロット信号とは、電気回路の動作周波
数帯の近くにスペクトルがある少なくとも１つの周波数
成分を含む電気信号である。パイロット信号についての
さらに完全な説明を図１に示す。図１は、無線周波数
（ＲＦ）増幅器の周波数応答を、パイロット信号の位置
と共に示したものである。パイロット信号を動作周波数
帯の下限の近く（例えばパイロット１）および／または
上限の近く（例えばパイロット２）に置くことができ
る。パイロット信号は、中心周波数ｆ₀の動作周波数帯
の両端からそれぞれスペクトル距離Δｆの位置に置かれ
ている。パイロット信号の電気的特性（例えば振幅、位
相応答、スペクトルの内容など）が分かる。図のパイロ
ット信号は、一定の振幅の１つまたは２つのスペクトル
成分を持っているように示されているが、パイロット信
号は、様々な振幅を有する複数のスペクトル成分を包含
することができることに注意しなければならない。

【０００５】フィード・フォワードひずみ低減回路は、
パイロット信号を無線周波数増幅器に印加し、印加した
パイロット信号から得られる情報に基づいて調整するこ
とによって、無線周波数増幅器が発生するひずみを低減
している。図２は、無線周波数増幅器１２が発生するひ
ずみを低減するためのフィード・フォワード補正回路１
０と、パイロット信号から得られる情報の用途を開示
したものである。例えば少なくとも１つの搬送波信号を
含む入力信号が、スプリッタ１４に印加されている。ス
プリッタ１４は、主信号経路１６上およびフィード・フ
ォワード経路１８上に入力信号を複製している。スプリ
ッタ１４は、ループ＃１で示される搬送波相殺ループの
一部を形成している。搬送波相殺ループはスプリッタ１
４の他に、利得／位相回路２０、カプラ２２、無線周波
数増幅器１２、遅延回路２４およびカプラ２６、２８で
構成されている。主信号経路１６上の信号は利得／位相
回路２０に印加されている。利得／位相回路２０の出力
およびパイロット信号がカプラ２２に印加されている。
通常、パイロット信号の振幅は入力信号の振幅よりはる
かに小さく（例えば３０ｄＢ小さい）、増幅器１２の動
作を妨害しないようになっている。カプラ２２の出力は
増幅器１２に印加されており、その増幅器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が発生するひずみ信号を含んでいる。

【０００６】増幅器１２の出力の一部はカプラ２６に入
力され、また一部は結合経路３０を介して、フィード・
フォワード経路１８上の、遅れを持たせた入力信号とカ
プラ２８で結合され、ひずみを有するパイロット信号を
フィード・フォワード経路１８上で分離している。フィ
ード・フォワード経路１８上の入力信号には、結合経路
３０を介してカプラ２８に現れる信号と同じ遅れになる
よう、遅延回路２４で十分な遅れを持たせている。発生
する誤差信号には、カプラ２８の出力に残存する幾分か
の搬送波信号およびパイロット信号の他に、増幅器１２
が発生するひずみが含まれている。搬送波相殺ループの
搬送波の相殺量は、スプリッタ１４からカプラ２８への
２つの経路の間の利得と位相の正しい整合によって決ま
る。

【０００７】利得／位相回路２０は、結合経路３０を介
してカプラ２８に現れる信号が、カプラ２８のもう１つ
の遅延入力信号に対して実質的に反対（振幅は同じで位
相が１８０度ずれている）になるように、制御経路３２
および３４の制御信号に従って入力信号の位相と利得を
調整している。利得／位相回路２０の制御経路３２およ
び３４に現れる利得および位相制御信号は、信号検出制
御回路３５を用いて公知の方法で、カプラ２８の出力信
号から引き出されている。通常、信号検出制御回路３５
は搬送波相殺ループの誤差信号を検出している。誤差信
号はポイントＡの信号の振幅を表しており、信号検出制
御回路３５は、利得および／または位相制御信号を出力
することによって、この誤差信号の振幅を低減してい
る。

【０００８】この実施形態では、信号検出制御回路３５
は対数検出器等の検出器３６を含んでおり、ポイントＡ
の信号の振幅を表す信号を作り出している。フィルタ３
８が対数検出器の出力を濾波して、誤差信号の振幅を表
す直流タイプの振幅信号を作り出している。その振幅信
号は零化回路４０に出力されている。零化回路４０は振
幅信号に応じて、制御経路３２および３４に制御信号を
出力して誤差信号を低減し、それによって搬送波信号を
低減している。誤差信号が最小化されると、カプラ２８
で結合した搬送波信号は、増幅器１２が発生するひずみ
を有するパイロット信号をカプラ２８の出力に残して、
実質的に互いに相殺し合う。このようにループ＃１は搬
送波相殺ループであり、増幅器１２が発生するひずみを
有するパイロット信号を、フィード・フォワード経路１
８上で分離する働きをしている。

【０００９】ひずみ低減ループすなわちループ＃２は、
カプラ２８に出力される誤差信号を利用して、主信号経
路１６上のパイロット信号を低減し、それによって増幅
器１２が発生するひずみを低減している。フィード・フ
ォワード経路１８上のひずみを有するパイロット信号
は、利得／位相回路４２に送られている。利得／位相回
路４２の出力は増幅器４４に送られ、その出力がカプラ
４６に印加されている。カプラ４６は、フィード・フォ
ワード経路１８上の増幅されたパイロット信号およびひ
ずみを、主信号経路１６上の増幅器１２の出力信号（搬
送波信号、ひずみを有するパイロット信号）と結合して
いる。主信号経路１６上の遅延回路４０は主信号経路１
６上の増幅器１２の出力信号を遅延して、結合経路３０
をカプラ２８を経由してカプラ４６に接続されている増
幅器１２の対応する出力信号に対して、実質的に同じ遅
れを持たせている。

【００１０】カプラ４８は、カプラ４６の出力信号であ
る誤差信号をパイロット検出経路５０にもたらしてい
る。周波数、振幅その他パイロット信号の電気的特性が
既知のため、パイロット検出制御回路５２は、パイロッ
ト検出経路５０上の誤差信号からパイロット信号の残存
部分の振幅を検出することができる。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、その残存
パイロット信号の振幅に応じて、利得／位相回路４２に
制御信号を出力している。通常、パイロット検出制御回
路５２はパイロット信号を検出し、この情報を用いて経
路６６および６８上に制御信号を出力して、カプラ４６
において、フィード・フォワード経路１８上のパイロッ
ト信号が、主信号経路１６上のパイロット信号に対し
て、実質的に反対（振幅は同じで位相が１８０度ずれて
いる）になるように、利得／位相回路４２にフィード・
フォワード経路１８上のパイロット信号を変調させてい
る。対応するパイロット信号およびひずみは、カプラ４
６で実質的に互いに相殺し合い、搬送波信号をシステム
の出力に残している。このように、ループ＃２はひずみ
低減ループであり、パイロット信号を相殺することによ
って増幅器１２が発生するひずみを実質的に相殺してい
る。

【００１１】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を含んでおり、そのパ
イロット受信回路５４は、パイロット検出経路５０上の
誤差信号を周波数変換して周波数を下げるための混合回
路５６、および信号検出器６０によるパイロット信号の
検出を容易にするフィルタ５８を含んでいる。対数検出
器等の信号検出器６０は、ポイントＢの信号の振幅を表
す信号を作り出している。フィルタ６２は、信号検出器
６０の出力を濾波して残存パイロット信号あるいは誤差
信号の振幅を表す直流タイプの振幅信号を作り出してい
る。その振幅信号は零化回路６４に出力されている。零
化回路６４は、その振幅信号に応じて、利得／位相回路
４２に接続されている制御経路６６および６８上に制御
信号を出力している。その制御信号が振幅信号を低減
し、それによって残存パイロット信号を低減している。
パイロット信号相殺量とひずみ相殺量とは同じである。
パイロット信号の振幅が最小化されると、カプラ４６で
結合されたパイロット信号とひずみは、カプラ４６の出
力で実質的に互いに相殺し合っている。

【００１２】しかし実際のシステムでは、結合する信号
を完全に相殺することはあり得ない。信号の相殺量は、
結合する信号間の利得と位相の正しい整合によって決ま
る。利得と位相の不整合を関数とした信号低減を図３に
示す。増幅器１２と４４の利得および位相特性、および
その他のデバイスの利得および位相特性が多様に変化し
ている。このような変化は通常、温度、入力電源、デバ
イス経年、製造変化などによるものである。搬送波相殺
ループの搬送波相殺性能およびひずみ低減ループのひず
み低減性能を維持するために、信号検出制御回路３５お
よびパイロット検出制御回路５２は、対応する搬送波相
殺ループおよびひずみ低減ループの利得および位相特性
を、対応する誤差信号の振幅に基づいて自動的に制御す
る設計になっている。

【００１３】零化回路４０および６４は、全ての誤差信
号サンプルをその前の誤差信号サンプルと比較すること
によって、誤差信号（改善された相殺を示す）を低減し
ている。この実施形態では、パイロット検出制御回路５
２は、パイロット信号を基準誤差信号として使用してい
る。この実施形態では、各零化回路は、１つの検出器３
６または６０の振幅信号に基づいて２種類の調整（利得
調整および位相調整）を実施し、零化回路４０または６
４は、連続したｎステップ（例えば１２ステップ）の位
相調整を、ｎステップの利得調整と交互に実施してい
る。この交互に連続した利得調整および位相調整は、誤
差信号が零になるまで繰り返し実施される。零化回路４
０または６４は、最後に実施した調整の結果による誤差
信号サンプル（例えばｅｒｒｏｒ（ｎ））とその前の誤
差信号サンプル（例えばｅｒｒｏｒ（ｎ−１））とを比
較した結果に基づいて、次の位相または利得の調整値
（例えばＶ_out（ｎ＋１））の調整方法を決定してい
る。しかし、利得と位相は互いに比較的独立しているた
め、一連のｎステップの位相調整または利得調整の後、
誤った利得調整または位相調整を実施することがあり得
る。例えば、図４に示すように、８０ａないし８０ｌの
１２ステップの利得調整により、誤差信号の大きさは小
さくなり、次に零化回路は、利得調整のステップ８０ｋ
および８０ｌの結果による誤差信号サンプル（例えばｅ
ｒｒｏｒ_gain（ｎ）−ｅｒｒｏｒ_gain（ｎ−１））に基
づいて、次のＶ_phase（ｎ＋１）の位相調整を実施す
る。零化回路は最新２ステップの利得調整の結果に基づ
いて、約半分、誤った位相調整を実施することになり、
その結果、８２で示すように誤差信号が跳ね上がってい
る。８２で跳ね上がった後ステップ８４ａないし８４ｌ
の位相調整により、誤差信号は再び小さくなっていく
が、この誤った調整の決定は、収束速度に悪影響を及ぼ
している。

【００１４】零化感度および零の位置は、システム・パ
ラメータおよび伝送電力の変化と共に変化する。例え
ば、コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）方式、時分割
多重アクセス（ＴＤＭＡ）方式、移動通信用グローバル
・システム（ＧＳＭ）、直交周波数分割多重化（ＯＦＤ
Ｍ）方式など、マルチユーザ無線通信システムでは、多
重音声および／または通信チャンネルは、単一または多
重の搬送波の中に結合されている。線形増幅器を使用す
れば、伝送電力の変化、突発的な通信の変化に対して、
マイクロ秒およびミリ秒単位の過渡応答仕様の範囲内
で、素早く反応することができ、かつ十分な誤差の相殺
を提供することができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、介在する位相（または利得）調整の後、最後に
実施した利得（または位相）調整の結果に基づいて次の
利得（または位相）調整を実施する、利得／位相制御シ
ステムを提供することである。

【課題を解決するための手段】利得調整は、介在する位
相調整の結果ではなく、最後に実施した利得調整の結果
に基づいている。同様に、位相調整は、介在する利得調
整の結果ではなく、最後に実施した位相調整の結果に基
づいている。このように、利得調整は最後に実施した利
得調整の結果に基づき、位相調整は最後に実施した位相
調整の結果に基づいているため、上述のような誤差信号
の増加は生じない。本発明の他の態様によれば、利得／
位相制御システムは、最後に実施した位相（または利
得）調整の結果の検出と並行して次の利得（または位
相）調整を実施し、それによって調整とその結果生じる
誤差信号の検出の間の送れを利用して収束速度を改善し
ている。例えば、利得／位相制御システムは、単一の利
得調整と単一の位相調整を交互に実施し、最後に実施し
た位相（または利得）調整の結果による誤差信号を検出
している間に、次の利得（または位相）調整を実施する
ことができる。利得（または位相）調整の結果による誤
差信号を検出している時に、利得／位相制御システム
は、最後に実施した位相（または利得）調整の結果を用
いて位相（または利得）調整を実施している。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の原理による利得／位相交
互制御システムの例証的実施形態を、フィード・フォワ
ードひずみ低減システムを参照して説明する。本発明の
一態様によれば、利得（または位相）調整につづいて介
在する位相（または利得）調整を実施した後、次の利得
（または位相）調整を、介在する位相（または利得）調
整の結果ではなく、最後に実施した利得（または位相）
調整の結果に基づいて決定している。例えば、利得調整
につづいて介在する位相調整を実施した後、利得／位相
交互制御システムは、最後に実施した利得調整の結果
（例えば誤差信号の大きさ）を保持しており、次の利得
調整を、その前に実施した位相調整の結果ではなく、最
後に実施した利得調整の結果に基づいて決定している。
最後に実施した利得調整の結果による誤差信号の大きさ
が、その前に実施した利得調整の結果による誤差信号の
大きさと比較して減少している場合、次の利得調整の符
号は、最後に実施した利得調整と同じ符号が維持され
る。また最後に実施した利得調整の結果による誤差信号
の大きさが、その前に実施した利得調整の結果による誤
差信号の大きさと比較して増加している場合は、次の利
得調整の符号は反転する。

【００１７】本発明の他の態様によれば、利得／位相制
御システムは、利得（または位相）調整の実施と、その
前に実施した位相（または利得）調整の結果の検出とを
減結合することによって、単一の利得調整と単一の位相
調整を交互に実施している。このように、利得（または
位相）調整を、その前に実施した位相（または利得）調
整の結果の検出と並行して実施することができる。例え
ば、利得調整（零化回路の利得出力）を起動する一方
で、その前に実施した位相調整の結果による誤差信号を
検出し処理している。利得調整される信号が増幅され、
結合され、そして利得調整の結果による誤差信号が検出
され処理されて伝播遅延している間に、位相調整が起動
される。利得調整と位相調整は誤差信号に対して独立し
た効果を持つため、その前に実施した位相（および利
得）調整の結果の検出と並行して実施する交互に１回の
利得（および位相）調整は、特に利得と位相の不平衡が
零点から非対象距離にあるときに、伝播遅延を利用して
収束速度の改善を実現している。伝播遅延は、利得調整
または位相調整される信号が増幅され、結合されている
ときの遅れと、調整の結果による誤差信号が検出され、
処理されている遅れからくる遅延である。

【００１８】図５は、結合する信号の相殺誤差を表す誤
差信号を受け取る、利得／位相交互制御回路７６の全体
構成図である。利得／位相交互制御回路７６は、結合す
る信号間の相対利得調整および相対位相調整を実施する
ための利得および位相調整制御信号を提供することによ
って誤差信号を低減し、結合する信号の誤差相殺を改善
している。実施形態によっては、利得／位相交互制御回
路７６は零化回路４０または６４をフィード・フォワー
ド配置１０（図２）に戻すことができる。収束速度を改
善するために、利得／位相交互制御回路７６は介在する
位相（または利得）調整の前に利得（または位相）調整
を実施し、その利得（または位相）調整の結果（例えば
誤差信号の大きさ）を保持し、介在する位相（または利
得）調整の結果ではなく、保持している利得（または位
相）調整の結果を用いて次の利得（または位相）調整を
決定している。最後に実施した利得（または位相）調整
の結果による誤差信号ｅｒｒｏｒ（ｎ）の大きさが、そ
の前の誤差信号ｅｒｒｏｒ（ｎ−１）（実施形態によっ
て、利得調整または位相調整のどちらか）と比較して減
少していれば、次の利得（または位相）調整の変化量Δ
Ｖ（ｎ＋１）に対する符号は、最後に実施した利得（ま
たは位相）調整の変化量ΔＶ（ｎ）に対する符号と同じ
符号が維持される。また、最後に実施した利得（または
位相）調整の変化量ΔＶ（ｎ）の結果による誤差信号ｅ
ｒｒｏｒ（ｎ）の大きさが、その前の誤差信号ｅｒｒｏ
ｒ（ｎ−１）と比較して増加していれば、次の利得（ま
たは位相）調整の変化量ΔＶ（ｎ＋１）に対する符号は
反転する。

【００１９】収束速度をさらに改善するために、利得／
位相交互制御回路７６は、交互に単一の利得調整および
位相調整を実施することができ、利得（または位相）調
整を、その前に実施した位相（または利得）調整の結果
の検出と並行して実施することができる。利得調整と位
相調整は、誤差信号に対して独立した効果を持つため、
利得／位相交互制御回路７６は、利得または位相調整さ
れる信号が増幅され、結合されるときの伝播遅延と、調
整の結果による誤差信号を検出し、濾波し、処理すると
きの伝播遅延を利用することができる。このように、利
得（または位相）調整を実施した後、次の利得調整また
は位相調整を実施する前に、その結果が検出され、処理
されるまで待つのではなく、その前に実施した位相（ま
たは利得）調整の結果の検出と並行して次の利得（また
は位相）調整を実施することができる。したがって、あ
る実施形態では、利得／位相交互調整システムは、その
前に実施した位相（または利得）調整の結果を検出して
いる間に、次の利得（または位相）調整を実施してい
る。その利得（または位相）調整の結果を検出している
間に、その前に実施した位相（または利得）調整の結果
に基づいて、位相（または利得）調整が実施される。

【００２０】他の実施形態では、連続多重利得／位相交
互調整、単一および／または多重利得／位相交互調整、
調整回数可変利得／位相交互調整が可能である。連続多
重利得または位相調整を使用した実施形態では、介在す
る連続した位相（または利得）調整につづく次の利得
（または位相）調整は、その介在する連続した位相（ま
たは利得）調整の前に最後に実施した利得（または位
相）調整の結果に基づいて、あるいは単独で介在する利
得（または位相）調整の前に実施した利得（または位
相）調整の結果に基づいて実施している。さらに、これ
らの実施形態では、その前の誤差信号あるいは利得およ
び／または位相調整の誤差経歴等、その前のシステム・
パラメータを用いて利得調整または位相調整を実施する
ことができる。

【００２１】図５に示す実施形態では、誤差信号をアナ
ログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器７８でアナログ／デ
ィジタル変換している。実施形態によっては、アンチ・
エイリアシング・フィルタ７９を使用して、Ａ／Ｄサン
プル周波数の１／２を超える周波数を除去し、誤差信号
の振幅を表す信号の検出を改善することができる。ディ
ジタル信号処理装置ＤＳＰ８０が、誤差信号および／ま
たはシステム追加情報８２を受け取っている。ＤＳＰ８
０は、誤差信号および／または他のシステム情報８２に
応じて利得または位相調整制御信号を出力し、誤差信号
を低減している。ＤＳＰ８０は、記憶装置８４に記憶す
ることができる誤差信号経歴など、前の情報あるいは累
加情報を使用して、調整ステップのサイズまたは調整係
数を決定することができる。これについては、本出願人
の「Adaptive Gain and/or PhaseAdjustment Control S
ystem and Method」という名称の、本出願と同時に出願
される同時係属中の出願に記載されている。記憶装置８
４はＤＳＰ８０に統合し、あるいはＤＳＰ８０に電気的
に結合することができる。この実施形態では、ＤＳＰ８
０はディジタルの形で利得および位相調整信号を作り出
している。ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器８６
は、利得調整器（図示せず）用に利得調整信号をアナロ
グの形に変換し、Ｄ／Ａ変換器８７は、位相調整器（図
示せず）用に位相調整信号をアナログの形に変換してい
る。再生フィルタ８８および８９を使用して、Ｄ／Ａ変
換器８６、８７の出力から高周波成分をそれぞれ除去す
ることができる。さらにＤＳＰ８０は、他の制御や計算
を実行し、様々な誤差信号に応じて追加の利得および／
または位相制御信号（図示せず）を提供することができ
る。例えば、ＤＳＰ８０を使用して、信号検出制御回路
３５の入力、およびパイロット検出経路５０上の対応す
る誤差信号に応じて、利得および／または位相制御信号
３２、３４、６６および／または６８（図２）を出力す
ることができる。他の実施形態では、利得／位相交互制
御回路７６をディスクリート部品、集積回路および／ま
たはソフトウェア駆動の処理回路を用いて構築すること
ができる。

【００２２】一実施形態では、利得／位相交互制御回路
７６は、次の等式を用いて利得調整値Ｖ_gain（ｎ＋１）
を決定することができる。 ΔＶ_gain（ｎ＋１）＝−Ｋ_gain（ｎ）^*|ｅｒｒｏｒ_gain
（ｎ）|^*符号（ｅｒｒｏｒ_gain（ｎ）−ｅｒｒｏｒ
_phase（ｎ−１））^*符号（ΔＶ_gain（ｎ））ここで、Ｋ_gain（ｎ）は利得調整のためのステップ・サ
イズまたは調整係数、ｅｒｒｏｒ_gain（ｎ）は最後に実
施した利得調整の結果、ｅｒｒｏｒ_phase（ｎ−１）
は、最後に実施した利得調整のその前の調整（この実施
形態では位相調整）の結果による誤差信号、ΔＶ
_gain（ｎ）は最後に実施した利得調整の調整量を表す。
仮に、ｅｒｒｏｒ_gain（ｎ）−ｅｒｒｏｒ_phase（ｎ−
１）の符号が正（最後に実施した利得調整の調整量ΔＶ
_gain（ｎ）の結果、誤差信号が増加したことを意味す
る）であるとすると、等式の最初にある負の符号は、そ
の前の利得調整量ΔＶ_gain（ｎ）の符号に対して、次の
調整量ΔＶ_gain（ｎ＋１）の符号が反転する。また、ｅ
ｒｒｏｒ_gain（ｎ）−ｅｒｒｏｒ_phase（ｎ−１）の符
号が負（最後に実施した利得調整の結果、誤差信号が改
善したことを意味する）の場合は、等式の最初にある負
の符号は、誤差信号が改善したその前の利得調整量ΔＶ
_ga _in（ｎ）の符号が維持される。

【００２３】同様に、利得／位相交互制御回路７６は、
次の等式を用いて位相調整値Ｖ_phas _e（ｎ＋１）を決定
することができる。 ΔＶ_phase（ｎ＋１）＝−Ｋ_phase（ｎ）^*|ｅｒｒｏｒ
_phase（ｎ）|^*符号（ｅｒｒｏｒ_phase（ｎ）−ｅｒｒｏ
ｒ_gain（ｎ−１））^*符号（ΔＶ_phase（ｎ））ここで、Ｋ_phase（ｎ）は位相調整のためのステップ・
サイズまたは調整係数、ｅｒｒｏｒ_phase（ｎ）は最後
に実施した位相調整の結果、ｅｒｒｏｒ_gain（ｎ−１）
は、最後に実施した位相調整のその前の調整（この実施
形態では利得調整）の結果による誤差信号、ΔＶ_phase
（ｎ）は最後に実施した位相調整の調整量を表す。実施
形態によっては、Ｋ_phase（ｎ）がＫ_gain（ｎ）と同じ
ものもある。仮に、ｅｒｒｏｒ_phase（ｎ）−ｅｒｒｏ
ｒ_gain（ｎ−１）の符号が正（最後に実施した位相調整
量ΔＶ_phase（ｎ）の結果、誤差信号が増加したことを
意味する）であるとすると、等式の最初にある負の符号
は、その前の位相調整量ΔＶ_phase（ｎ）の符号に対し
て、次の調整量ΔＶ_phase（ｎ＋１）の符号が反転す
る。また、ｅｒｒｏｒ_phase（ｎ）−ｅｒｒｏｒ
_gain（ｎ−１）の符号が負（最後に実施した位相調整の
結果、誤差信号が改善したことを意味する）の場合は、
等式の最初にある負の符号は、誤差信号が改善したその
前の位相調整量ΔＶ_phase （ｎ）の符号が維持される。

【００２４】実施形態によっては、前の利得（または位
相）調整値Ｖ_out（ｎ）を利得（または位相）調整量Δ
Ｖ_out（ｎ＋１）に変更することによって、次の利得
（または位相）調整値Ｖ_out（ｎ＋１）を算出すること
ができる。例えば、次の利得調整値Ｖ_gain（ｎ＋１）を
Ｖ_gain（ｎ）＋ΔＶ_gain（ｎ＋１）と等しくすることが
できる。ここで、Ｖ_gain（ｎ）は前の利得調整値、ΔＶ
_gain（ｎ＋１）は次の利得調整量を表す。前の調整値Ｖ
_gain（ｎ）は固定量または調整量の累積値を取ることが
でき、あるいは固定量で開始してそれを調整量で変更す
るができる。他の方法として、調整値Ｖ_out（ｎ＋１）
を、その前の調整値Ｖ_out（ｎ）の大きさを用いずに、
毎回算出することができる。

【００２５】実施形態の中には、ステップ・サイズまた
は調整係数Ｋ（ｎ＋１）の大きさを、調整量ΔＶ
_out（ｎ＋１）の大きさ、または調整値Ｖ_out（ｎ＋１）
の大きさを取ることができるものもある。実施形態によ
っては、位相および／または利得の調整値または変化量
を、固定ステップ・サイズＫ（ｎ＋１）または適用性の
ある調整係数Ｋ（ｎ＋１）を用いて算出することができ
る。これについては、本出願に係わる、本出願人の「Ad
aptive Gain and/or Phase Adjustment Control System
and Method」という名称の、本出願と同時に出願され
る同時係属中の出願に記載されている。その中で、適用
性のある調整係数Ｋ（ｎ＋１）が、例えば次の等式を用
いて算出されている。Ｋ（ｎ＋１）＝Ｋ_s ^*［ａ^{m *}ｅｒｒｏｒ（ｎ）＋ａ^{m-1 *}
ｅｒｒｏｒ（ｎ−１）＋…＋ａ^{0 *}ｅｒｒｏｒ（ｎ−
ｍ）］ここで、Ｋ_sは、利得／位相交互制御回路７６の入出力
電圧を、利得および／または位相調整回路（図示せず）
のレンジに適合させるために使用される正規化およびス
ケーリング係数を表し、ａは選択された値（例えば２）
を表し、ｎは最後に実施した利得調整および／または最
後に実施した位相調整に基づく誤差信号の電流サンプル
数を表し、ｍは重み付けした平均を決定するために使用
される誤差信号数を表す。Ｋ_sは次の等式から決定する
ことができる。式ここで、gainは、Ｄ／Ａ変換器８６、
８７によって正確に変換することができる最小有効調整
値に設定される。

【００２６】このように、利得／位相交互制御システム
の実施形態は、介在する位相（または利得）調整のその
前に実施した利得（または位相）調整の結果を用いて次
の利得（または位相）調整を実施し、それによって収束
速度を改善している。単一の利得および位相調整を交互
に実施し、その前に実施した利得（または位相）調整の
結果の検出と並行して、次の位相（または利得）調整を
実施することによって、収束速度をさらに改善すること
ができる。単一の利得および位相調整を交互に実施し、
また調整と検出を並行して実施することにより、利得／
位相交互制御システムは、収束速度をさらに改善するこ
とができる。実施形態によっては、利得または位相調整
を、利得および位相調整用に別に決定することができ
る。

【００２７】上記の実施形態の他に、部品を省略および
／または追加、および／または上記システムの変形形態
または一部を使用して、本発明の原理による利得／位相
交互調整システムのどちらか一方の構成が可能である。
また、利得／位相交互制御システムの実施形態を、特定
のフィード・フォワード無線周波数増幅器構造と共に使
用するものとして説明してきたが、利得／位相交互制御
システムを他の増幅器あるいは電気回路構造に適用して
信号の結合を改善することができ、その結果、結合する
信号を、相殺または誤差信号ではなく、結合または生じ
る信号を強めあうことができる。また、上述の方法で、
あるいは異なる方法で、調整値、調整量および／または
調整係数を決定する特定の実施形態も可能である。例え
ば、調整係数を固定し、それを用いて調整量を決定して
その前の調整値を調整し、最後のまたはその前の調整値
を基準にすることなく固定値に比例して調整し、あるい
は調整値として使用することができる。また、誤差信号
の大きさあるいは誤差歴を用いて調整値を決定するもの
として、制御装置を説明してきたが、応用によっては、
他の情報に基づいて調整値を決定することができ、また
その調整値を様々な方法で変更することができる。

【００２８】応用によっては、利得および／または位相
回路を、フィード・フォワード増幅器構造内の別の位置
および／または経路に配置することができる。例えば、
利得／位相回路２０を、カプラ２８の前の経路１８上に
置くことができ、利得および位相調整器を、カプラ２６
の後の経路１６上に置くことができる。あるいは、利得
および／または位相調整器を、両方の経路上に置くこと
もできる。制御システムを、アナログおよびディジタル
変換を有するソフトウェア駆動の処理回路を使用するも
のとして説明してきたが、特定の集積回路、ソフトウェ
ア駆動処理回路、ファームウェア、あるいは他のディス
クリト部品の配置を応用して、他の構成を構築すること
ができることは、本開示の利益と共に、当分野の技術者
には理解できよう。以上の説明は単に本発明の原理の例
証的な応用にすぎない。本明細書に例示し、説明した応
用例に厳密に従うことなく、また本発明の精神および範
囲を逸脱することなく、これらと他の様々な変更態様、
構造および方法を本発明に実施することができること
は、当分野の技術者には容易に理解できよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】無線周波数増幅器の周波数応答曲線の例であ
り、増幅器の動作周波数範囲を示す図である。

【図２】無線周波数増幅器に使用されるフィード・フォ
ワードひずみ低減システムの構成図である。

【図３】結合信号間の振幅および位相の不整合を関数に
した誤差相殺のグラフを示す図である。

【図４】一連の利得調整と一連の位相調整の間に、誤差
信号の増加が如何に生じるかを説明したグラフの例を示
す図である。

【図５】本発明の原理による、利得／位相交互制御シス
テムの構成図である。

【符号の説明】

１０フィード・フォワード補正回路１２無線周波数増幅器１４スプリッタ１６主信号経路１８フィード・フォワード経路２０，４２利得／位相回路２２，２６，２８，４６，４８カプラ２４，４０遅延回路３０結合経路３２，３４制御経路３５信号検出制御回路３６，６０信号検出器３８，５８，６２フィルタ４０，６４零化回路４４増幅器５０パイロット検出経路５２パイロット検出制御回路５４パイロット受信回路５６混合回路６６，６８制御経路７６利得／位相交互制御回路７８アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器７９アンチ・エイリアシング・フィルタ８０ディジタル信号処理装置（ＤＳＰ）８２システム追加情報８４記憶装置８６，８７ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器８８，８９再生フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 ＭｏｕｎｔａｉｎＡｖｅｎｕｅ, ＭｕｒｒａｙＨｉｌｌ，ＮｅｗＪｅｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者レザグハナダンアメリカ合衆国、07922 ニュージャージー、バークレーハイツ、ハンプトンドライブ 75 (72)発明者ロバートエバンマイアーアメリカ合衆国、07834 ニュージャージー、デンビル、スピアレーン 30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結合する信号間の相対位相を調整する方
法であって、前記方法が、Ａ．介在する利得調整の前に、最後に実施した位相調整
の結果に基づいて位相調整値を変更することを特徴とす
る相対位相調整方法。
【請求項２】前記方法が、Ｂ．前記最後に実施した位相調整の結果による位相誤差
信号値を保持し、Ｃ．前記最後に実施した位相調整の前に実施された調整
の結果による誤差信号値を保持し、Ｄ．前記位相誤差信号値と前記誤差信号値に応じて、前
記位相調整値を変更することを特徴とする請求項１に記
載の相対位相調整方法。
【請求項３】前記誤差信号値の保持が、Ｅ．前記最後に実施した位相調整のその前に実施され
た、第１の利得調整の結果による誤差信号値を保持して
いることを含むことを特徴とする請求項２に記載の相対
位相調整方法。
【請求項４】前記変更が、Ｆ．前記最後に実施した位相調整につづいて第２の利得
調整を実施し、Ｇ．前記第２の利得調整につづいて、前記最後に実施し
た位相調整の結果と前記第１の利得調整の結果に基づい
て前記位相調整値を変更することを含むことを特徴とす
る請求項３に記載の相対位相調整方法。
【請求項５】結合する信号間の相対利得を調整する方
法であって、前記方法が、Ａ．介在する位相調整の前に、最後に実施した利得調整
の結果に基づいて利得調整値を変更することを特徴とす
る相対利得調整方法。
【請求項６】前記変更が、Ｂ．前記最後に実施した利得調整の結果による利得誤差
信号値を保持し、Ｃ．前記最後に実施した利得調整の前に実施された調整
の結果による誤差信号値を保持し、Ｄ．前記利得誤差信号値と前記誤差信号値に応じて、前
記利得調整値を変更することを含むことを特徴とする請
求項５に記載の相対利得調整方法。
【請求項７】前記誤差信号値の保持が、Ｅ．前記最後に実施した利得調整のその前に実施された
第１の位相調整の結果による誤差信号値を保持している
ことを含むことを特徴とする請求項６に記載の相対利得
調整方法。
【請求項８】前記変更が、Ｆ．前記最後に実施した利得調整につづいて第２の位相
調整を実施し、Ｇ．前記第２の位相調整につづいて、前記最後に実施し
た利得調整の結果と前記第１の位相調整の結果に基づい
て前記利得調整値を変更することを含むことを特徴とす
る請求項７に記載の相対利得調整方法。
【請求項９】結合する信号間の相対位相または利得を
調整する方法であって、前記方法が、Ａ．調整値を変更し、Ｂ．前記調整の前記変更と並行して、その前の調整値を
変更した結果を検出することを特徴とする相対位相また
は相対利得調整方法。
【請求項１０】前記変更および前記検出が、Ｃ．利得調整値を前記調整値として変更し、Ｄ．前記利得調整値の前記変更と並行して、前記位相調
整値の結果を、前記その前の調整値として検出すること
を含むことを特徴とする請求項９に記載の相対位相また
は相対利得調整方法。
【請求項１１】前記変更および前記検出が、Ｅ．位相調整値を前記調整値として変更し、Ｆ．前記位相調整値の前記変更と並行して、前記利得調
整値の結果を、前記その前の調整値として検出すること
を含むことを特徴とする請求項９に記載の相対位相また
は相対利得調整方法。