JP2001185958A - 信号を生成する方法 - Google Patents

信号を生成する方法

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JP2001185958A JP2000350489A JP2000350489A JP2001185958A JP 2001185958 A JP2001185958 A JP 2001185958A JP 2000350489 A JP2000350489 A JP 2000350489A JP 2000350489 A JP2000350489 A JP 2000350489A JP 2001185958 A JP2001185958 A JP 2001185958A
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Kyriaki Konstantinou
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電位的に高い最大値の電力をリニアな形態で
増幅できるようにする。 【解決手段】 信号増幅システム10は、少なくとも1
つの増幅される信号S(t)を変換器12により少なく
とも1つの増幅される変換信号X1に変換することを伴
い、その結果である増幅変換信号が少なくとも1つのオ
リジナル信号のバージョンを生成するために用いられ
る。少なくとも1つの変換信号は、少なくとも1つのオ
リジナル信号を増幅及び又は角度(位相若しくは周波
数)変調するために、その少なくとも1つのオリジナル
信号を用いることによってその少なくとも1つのオリジ
ナル信号から生成することができる。増幅器14,16
により少なくとも1つの変換信号の増幅後に、その結果
である少なくとも1つの増幅変換信号は、その少なくと
も1つのオリジナル信号のバージョンS’を生成するた
めに逆変換器18により復調される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号を生成する方
法に関し、特に、効果的かつリニアな信号の増幅を可能
にする信号を生成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】理想的な電力増幅器は入力信号の波形を
変形することなく増幅する。理想的な電力増幅器はその
ために特徴的な(入力信号対出力信号の)変換特性を持
っており、その変換特性はリニアで不連続的な変換特性
を持っていない。しかしながら実際の電力増幅器はノン
リニア領域及びリニア領域の変換特性を持っている。電
力増幅器は、入力信号の振幅に応じてリニア領域又はノ
ンリニア領域で動作する。
【0003】電力増幅器ができる限りリニアに近い動作
を実現するためには、電力増幅器は、起こりうる入力信
号の振幅に与えられた範囲がリニア領域内で動作するよ
うに設計される。電力増幅器がリニア領域外で動作する
ような振幅を入力信号がもつ場合には、その電力増幅器
はノンリニア成分又は歪みをその信号内に発生する。入
力信号の最大振幅によって、増幅器を圧縮させるか、
(入力振幅の増加に対して出力振幅の増加が適切でな
い)飽和になるか、又は(入力振幅の減少に対して出力
振幅の減少が適切でない)シャットオフになる場合に
は、増幅器はオーバドライブになり、出力はクリップさ
れるか又はノンリニアの歪みを発生する。
【0004】一般的に、増幅器は信号をクリップするし
きい値をもっていて、入力信号がそのしきい値を超える
振幅をもっている場合には出力でクリップされる。さら
に、クリップ又は入力信号のノンリニア歪みによる信号
の歪みは、スペクトル再生又は隣接チャネル電力(AC
P)を発生し、隣接周波数を妨害する。
【0005】無線通信システムにおいて、送信のための
信号の大電力増幅は通常、非常に大きな最大値対平均値
比(PAR)に出会うことになる。例えば、移動通信の
グローバルシステム(GSM)又は北米TDMA等の時
分割多元接続(TDMA)においては、多重キャリア信
号は増幅のために電力増幅器で合成され、その結果、多
数のキャリアのPARは約9乃至10dBとなる。CD
MAシステムにおいては、単一の搬送周波数1.25M
Hzの広帯域キャリアのPARは11.3dBである。
直交周波数分割多重(OFDM)においては、多重キャ
リア信号のPARは20dBに達する。このような信号
は、ACPの発生を避けるために完全にリニアに増幅さ
れなければならない。
【0006】しかしながら、基地局の増幅器の効率はそ
のリニアリティとは相反する関係になっている。高いリ
ニアリティを実現するためには、増幅器はA級又は若干
のAB級(B級よりもA級に近いAB級を意味する)で
動作するようにバイアスされる。A級における直流対交
流の実現可能な最大効率は50%であるが、AB級にお
ける直流対交流の実現可能な最大効率は50%乃至7
8.5%(後者はB級の最大効率に相当する)である。
AB級の動作がA級に近づくほど効率は低下する。
【0007】電界効果トランジスタを用いた増幅器にお
いては、動作の級は与えられるゲート電圧に依存する。
ゲート電圧は静止(アイドル)ドレイン電流を制御す
る。A級動作においては、アイドルドレイン電流がカッ
トオフと飽和とのほぼ中間になるようにゲート電圧がセ
ットされる。B級増幅器はカットオフ近傍にバイアスさ
れ、その結果、整流されたドレイン電流波形となる。A
B級の増幅器はA級とB級との間にバイアスされる。
【0008】一般的に、最近の無線通信システムにおけ
る完全なリニアリティの要求は、比較的に高率のよくな
いA級モード又は若干のAB級モードでの使用を強いて
いる。その結果として、相当な直流電力が増幅器によっ
て浪費されて熱が発生するので、増幅器の性能及び信頼
性の低下を回避するための制御が必要である。このた
め、精巧な放熱器やファンの使用が高いリニアリティシ
ステムのために必要となる。当然に、このような措置は
基地局のコスト、サイズ及び重量を増加する。
【0009】無線通信を利用するユーザの数は増加し続
けているので、基地局の数も増加し続け、小型で軽く価
格の安い基地局を維持する必要がある。したがって、多
くの研究は、このようなシステム及び他のシステムにお
いて増幅器の効率を改善する追求に集約されてきた。
【0010】許容できるリニアリティを維持しながら、
より安価で電力効率のよい増幅器を使用できるようにす
るために、様々なリニア化の方法が用いられている。フ
ィードフォワード補正は、様々な入力パターンに対応す
るメイン増幅器のリニアリティを改善するために、最近
の増幅器にはごく普通に取り入れらている。フィードフ
ォワード補正の特徴は、メイン増幅器によって発生され
た歪みをフィードフォワード経路で分離することであ
る。
【0011】歪みはフィードフォワード経路の補正増幅
器に供給されて増幅される。フィードフォワード経路の
歪みはメイン信号経路の歪みと合成されることにより、
メイン信号の歪みがキャンセルされる。前置歪み処理技
術は、増幅器における変換特性の特徴を考慮することに
よって、増幅前の入力信号を歪ませる。このように、入
力信号を前置歪みさせることによって所望の増幅信号を
得ることができる。このような技術は増幅器のリニアリ
ティを維持しながら効率を改善するのに有効である。し
かし、信号の大きな最大値を処理するためには、増幅器
の効率はまだよくない。
【0012】他のリニア化技術も可能である。例えば、
最大値クリップ処理のようなベースバンド処理技術は、
最大値対平均値比を減少させる。しかし信号は低下す
る。PARの量の減少は許容できる信号低下の度合いで
制限される。別の技術では、入力信号のエンベロープで
増幅器のバイアスをダイナミックに調整して、大きな最
大値に遭遇したときだけ高いバイアスを与えるようにし
ている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】高い最大値の電力に対
する電位のために、CDMA及びTDMAの基地局は、
一般的に、AB級モードで動作する無線周波数(RF)
増幅器を使用し、それらの最大値電力を処理できるよう
に高い電流でバイアスしている。このような増幅器の効
率は一般的には10%より低い。この低い効率は、高い
電力消費、全体的に低い信頼性、及び高い動作温度を導
く結果となる。したがって、電位的に高い最大値の電力
をリニアな形態で増幅できるような、より効率的な電力
増幅器の構成が要求されている。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、増幅される信
号を増幅される変換信号に変換することを伴い、その結
果である増幅変換信号がオリジナル信号のバージョンを
生成するために用いられる。変換信号は、オリジナル信
号を増幅や角度(位相若しくは周波数)変調するため
に、そのオリジナル信号を用いることによってそのオリ
ジナル信号から生成することができる。変換信号の増幅
後に、その結果である増幅変換信号は、そのオリジナル
信号のバージョンを生成するために復調される。
【0015】変換信号を生成するためのオリジナル信号
の変換において、オリジナル信号は増幅のためにより望
ましい形態に変換される。例えば、より電力のある有効
な形態に変換される。変換信号を増幅することによっ
て、より有効なやコスト的に低い増幅器が信号をリニア
に増幅するために使用できる。
【0016】実施形態によれば、増幅される信号は、オ
リジナル信号のオフセットバージョンを組み合わせるこ
とによって、変換信号に変換することができる。そのこ
とにより、時間軸上で拡散された信号のエネルギーを有
する変換信号を生成することができ、また、平均電力比
(PAR)に対して低減されたピーク値を有する変換信
号を生成することができる。
【0017】増幅される多重信号は、その多重信号を組
み合わせることにより変換信号に変換するすることがで
きる。例えば、平均電力比(PAR)に対して低減され
たピーク値を有する変換信号を生成することができる。
変換信号が増幅された後、その結果、その信号は復調さ
れ、逆変換され、収束され、又は復元されて、そのオリ
ジナル信号のバージョンを回復する。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明による電力増幅器体
系の実施形態について説明する。その中では、増幅され
た信号が変換信号に変換されて、増幅のためにさらに望
ましい波形にされ、信号を振幅変調や角度(位相又は周
波数)変調のために信号を用いる。信号を増幅した後、
その増幅変換信号は、少なくともオリジナル信号のバー
ジョンを復元するために逆変換される。
【0019】図1は増幅器の構成10の一般的なブロッ
クダイアグラムを示し、その中で変換ブロック12は増
幅すべき信号S(t)(又は、信号群Si(t))を受
信する。変換ブロック12は信号S(t)(又は、信号
群Si(t))を変換信号X1…Xnに変換して、オリ
ジナル信号S(t)(又は、信号群Si(t))のとき
よりもより電力効率のよい波形にする。
【0020】この実施形態によれば、変換ブロック12
は、オリジナル信号と変換信号との間の関係や変換信号
群の間の関係を確立することができる。このように、変
換信号は相関性があり、オリジナル信号のバージョンを
復元するために、低減された損失と合成することができ
る。変換信号はより望ましい波形、例えばより電力効率
のよい波形に生成することができ、自分自身の信号を振
幅変調や角度(位相又は周波数)変調するために増幅さ
れた信号を用いる。
【0021】例えば、変換信号は相対的なオフセット、
例えば相対的な時間や位相シフトをもつオリジナル信号
のバージョンとの合成により形成することが可能であ
る。それは、例えば低減されたPARをもつ変換信号を
生成するために、オリジナル信号の振幅情報を変換信号
における角度情報に変換することによって、又は異なる
信号を合成することによって可能である。
【0022】オリジナル信号と変換信号との間や変換信
号群の間の関係又は相関関係を確率することによって、
変換信号を増幅することができ、増幅後の変換信号から
比較的に低い損失をもつオリジナル信号のバージョンを
復元することができる。さらに実施形態の1つにおいて
は、変換ブロック12は、オリジナル信号で実行される
可逆的な作用、変換、又は動作を有する。
【0023】このように、結果として生じた信号が与え
られると、オリジナル信号を復元することができる。増
幅器14(AMP1)及び16(AMPn)によって変
換信号が増幅された後は、その結果として生じた信号
は、オリジナル信号のバージョンを復元するために逆の
作用、変換、又は動作を逆変換ブロック18から受け
る。逆変換ブロック18の一部は、送信機や受信機での
増幅の後に処理を実行することができる。
【0024】図1の実施形態において、nを2とする
と、変換ブロック12は下記の変換信号X1及びX2を
生成することができる。 X1=cos(ωct+φ+θ1)+cos(ωct+φ+θ2) X2=cos(ωct+φ-θ1)+cos(ωct+φ-θ2) この場合において、φはオリジナル信号S(t)の位相
情報を含み、θ1及びθ2は下記の数式で表される。
【数1】 ここでV(t)はオリジナル信号S(t)の振幅であ
り、オリジナル信号S(t)における振幅情報を含んで
いる。またV(t−d)はオリジナル信号S(t−d)
の遅延又はオフセットバージョンの振幅である。
【0025】このように、オリジナル信号S(t)の位
相情報は変換信号X1及びX2においても維持され、オ
リジナル信号S(t)の振幅情報は変換信号X1及びX
2においては振幅情報や位相情報に変換される。オリジ
ナル信号がオリジナル信号のバージョンと合成されるの
で、変換信号は減少された最大値対平均値の電力を有
し、変換信号の振幅情報や位相情報内にオリジナル信号
の振幅情報や位相情報が維持されている間は、オリジナ
ル信号のエネルギーは時間軸上に拡散する。
【0026】この実施形態によれば、変換ブロック12
は一定のエンベロープ信号として変換信号X1及びX2
を生成することができる。例えば、nを2とすると、変
換ブロック12は下記のX1及びX2を生成することが
できる。 X1=cos(ωct+φ+θ) X2=cos(ωct+φ−θ) この場合において、θ=cos-1(S(t))である。
【0027】このように、オリジナル信号S(t)の位
相情報は変換信号X1及びX2においても維持され、オ
リジナル信号S(t)の振幅情報は変換位相変調信号X
1及びX2においては位相情報に変換される。変換信号
は、オリジナル信号の振幅情報及び位相情報が維持され
ている間は、減少された最大値対平均値の電力(この例
では一定のエンベロープ)をもっている。
【0028】さらに、この実施形態によれば、変換は、
ベースバンド、中間周波数(IF)や無線周波数(R
F)において発生することが可能であり、逆変換は、送
信又は受信機より前の無線周波数において発生すること
が可能である。逆変換が受信機において実行される場合
には、送信より前及び受信機における逆変換処理が実行
される前に増幅変換信号が処理される。
【0029】時間定義域においては、変換信号へのオリ
ジナル信号の変換は、時間軸におけるオリジナル信号の
オフセットバージョンの合成又は平均により、オリジナ
ル信号のエネルギーの時間軸における拡散を生じる。周
波数定義域においては、時間軸におけるエネルギー拡散
のスペクトル分析は、オリジナル信号をより電力効率の
よい形態に変換するためにオリジナル信号のスペクトル
波形が実行されることを示している。例えば、変換信号
は、オリジナル信号の周波数スペクトルの隣接部分を低
減することによって生成される。
【0030】工学設計と同様にコスト及び電力損失の低
減の具体例に関しては、フィルタ、カップラ、合成器の
組み合わせを用いたシステムが増幅のための信号の変換
に使用される。例えば、遅延ライン、遅延フィルタ(バ
ンドパスフィルタ)、櫛型フィルタ、ディジタルフィル
タ(有限インパルス応答(FIR/櫛形))が信号変換
(例えば、マルチトーン、ガウシアン、QPSK)のた
めに使用される。
【0031】逆整形は、増幅の後、送信又は受信機より
前において、オリジナル情報信号の復元のために適用さ
れる。この実施形態においては、オリジナル信号の増幅
されたバージョンは送信の前に復元され、カップラ(例
えば、ハイブリッド、方向性、マルチポートやサーキュ
レータ)、遅延素子、フィルタ(例えば、バンドパス、
マルチレートフィルタバンク)の様々な組み合わせが、
信号増幅後の高い電力における電力損失の低減のために
使用される。
【0032】増幅変換信号を逆変換するために素子の組
み合わせが選択されて、オリジナル信号の変換に必要な
スペクトル整形のせいで失われるであろう電力(信号又
は信号の一部)を振り向けることによりオリジナル信号
を復元する。
【0033】図2は図1における信号増幅システム10
の実施形態50を示し、この中でオリジナル信号S
(t)は変換信号X1乃至Xnに変換される。変換信号
X1乃至Xnは増幅された後に合成されて、送信のため
のオリジナル信号が生成される。増幅システム50にお
いて、オリジナル信号S(t)は、変換ブロック52で
その時間遅延されたバージョンを平均又は合成すること
により変換信号X1乃至Xnに変換され、増幅器AMP
1乃至AMPnそれぞれでの増幅のために、低減された
PARをもつ変換信号X1乃至Xnが生成される。
【0034】変換ブロック52は、下記の数式で表され
る変換信号Xjを提供する。
【数2】 この式で、jは1乃至nであり、ψijは電力の効果的な
合成又は変換の細かい調整のために導入された位相シフ
トであるが、ゼロにすることができる。dijもゼロにす
ることができる。nを2とする実施形態においては、オ
リジナル信号S(t)は、 S(t)=V(t)cos(ωt+φ) となる。ここでωtはキャリア周波数、φは位相、V
(t)はエンベロープである。
【0035】変換ブロック52はオリジナル信号S
(t)を下記のX1(t)乃至X2(t)に変換する。
【数3】 したがって、変換ブロック52は、オリジナル信号S
(t)とその遅延された複製とを合成する。X1乃至X
2のPARは、オリジナル信号S(t)のPARと同
様、遅延dの量に依存する。
【0036】このように、オリジナル信号S(t)の位
相情報は変換信号X1及びX2においても維持され、オ
リジナル信号S(t)の振幅情報は変換信号X1及びX
2において位相情報及び振幅情報に変換される。変換信
号X1乃至Xnはオリジナル信号の位相情報及び振幅情
報を維持している。なぜならば、変換信号X1乃至Xn
はオリジナル信号の遅延バージョンから生成され、オリ
ジナル信号S(t)と同じスペクトル内容とともに増幅
されるからである。
【0037】この実施形態におけるRF及び大電力につ
いての増幅の後に、増幅変換信号X1乃至Xnはブロッ
ク54において逆変換されて、オリジナル信号S(t)
の複製が復元される。実施形態によれば、オリジナル信
号S(t)の変換は、増幅後の組み合わせに続いて、時
間遅延平均、ベクトル平均、櫛形フィルタ、スペクトル
整形を用いて実行される。
【0038】この実施形態において、合成器54は変換
信号X1乃至Xnを受け取り、90度又は180度の結
合器等のようなN対Nのネットワーク56が変換信号を
シフト及び合成して、下記のS1乃至Snの過渡的信号
を生成する。 S1=F1(S(t))sin(ωct+φ) Sn=Fn(S(t−dn))cos(ωct+φ) ここで、F1(S(t))=Fn(S(t−dn))=
S(t−dn
【0039】過渡的信号S1乃至Snは同じ遅延を受け
るために遅延配列58によって遅延され、N対1ネット
ワーク60によって合成されて、オリジナル信号S
(t)のバージョンS’(t−dn)が復元される。増
幅変換信号は、オリジナル信号のバージョンを生成する
ために損失のない合成として結びつけることが可能な方
法で復元される。例えば、変換ブロック52において遅
延されなかったオリジナル信号の部分に対応する過渡的
信号S1が遅延時間dnをもつ遅延器62によって遅延
されている間は、変換ブロック52においてdnの量だ
け遅延されたオリジナル信号に対応する過渡的信号Sn
は遅延されない。
【0040】過渡的信号S1乃至Snは相対的な遅延を
持ち、オリジナル信号の受信のときに遅延及び送信ダイ
バシティを提供するために別々のアンテナで送信され
る。nが2の例では、2対2ネットワーク56は増幅変
換信号X1及びX2に位相シフト及び合成を施して、オ
リジナル信号の第1のバージョンS’(t)及び第2の
バージョンS’(t−d)でそれぞれが送信のために相
対的な遅延をもつ2つのバージョンを生成する。
【0041】上記したようにこの実施形態によれば、オ
リジナル信号は遅延された複数の変換信号に変換され
て、オリジナル信号の送信や復元のために、オリジナル
信号の複数の遅延バージョンS’i(t−dn)が生成さ
れる。オリジナル信号のバージョンをオリジナル信号の
遅延されたバージョンと一緒に送信することによって、
システム50は信号受信を改良するための送信及び遅延
ダイバシティを実現できる。
【0042】受信機は、オリジナル信号のダイバースバ
ージョンを検出して受信するために構成され、ダイバシ
ティ送信の利点を得る。例えば、受信機は、RAKE若
しくはマルチフィンガー受信機、又は送信信号のバージ
ョンから受信信号を構成するその他の受信機である。バ
ージョンS’(t)及びバージョンS’(t−d)は別
々のアンテナで受信することができ、受信機はオリジナ
ル信号S(t)を変換信号X1及びX2に変換するのに
用いられる逆変換の残りを実行する。このように、受信
機は、第1及び第2のバージョンS’(t)及びS’
(t−d)をシフトし合成して、オリジナル信号のバー
ジョンS’(t−d)を復元する。他の実施形態につい
ても同様にこのことが可能である。
【0043】図3は増幅される5MHzのガウス信号で
ある信号64を示している。信号64は変換されて、図
4に示す変換信号X1(65)及び図5に示す変換信号
X2(66)が生成される。信号64の変換は、オリジ
ナル信号と比べて最大値対平均値比が低減された変換信
号X1及びX2を生成する。図3乃至図5は、オリジナ
ル信号のエネルギーが変換信号X1及びX2において時
間軸上で効果的に拡散する様子を示している。変換信号
とオリジナル信号との間に確立された関係があるので、
オリジナル信号の増幅されたバージョンは増幅変換信号
X1及びX2から復元することができる。
【0044】図6は、周波数定義域における信号64及
び変換信号X1(65)及びX2(66)を示してい
る。周波数定義域においては、変換はオリジナル信号の
隣接スペクトル部分におけるエネルギーを対照的に低減
する。複数の変換信号は互いに関連するオリジナル信号
の複数のバージョンから生成されるので、変換信号とオ
リジナル信号との間には相関関係があり、変換信号X1
及びX2からオリジナル信号を復元することが可能にな
る。
【0045】この実施形態においては、オリジナル信号
のバージョンは遅延されるか、又はオリジナル信号のオ
フセットバージョンや選択的に整形されたスペクトルを
もつオリジナル信号のバージョンである。オリジナル信
号のバージョンはシフトされ、かつ互いに関係するよう
に合成されて、それによって相関された変換信号が生成
される。
【0046】nが2の場合の実施形態におけるシミュレ
ーションはPARが3dB低減の間にある場合を示す。
この例では、N対Nネットワーク56は4端子ネットワ
ークであり、例えば、マジックT又はラットレースハイ
ブリッド結合器(180度)で、下記の数式の分散係数
マトリックスSをもっている。
【数4】 N対1ネットワーク60は、遅延器62の損失をファク
タに取り込む2つの入力の比に比例した結合ファクタを
もつ合成器である。
【0047】図7は、変換信号X1(68)及びX2
(69)を担う2つのキャリア67A及び67Bを有す
る信号67の電力スペクトル分布を示している。上記し
たように、変換信号X1及びX2は遅延によりオフセッ
トされたオリジナル信号のバージョンを合成して生成さ
れる。周波数定義域においては、変換信号X1はキャリ
ア67Aの振幅を低減することによって生成され、変換
信号X2はキャリア67Bの振幅を低減することによっ
て生成される。この実施形態において、信号67のPA
Rは11.7であり、変換信号X1及びX2は10ns
ecの遅延を用いて10.2及び10.6のそれぞれの
PARで生成される。
【0048】図8は、図2においてnを2にした場合の
信号増幅システム50の実施形態70のタイムフローダ
イアグラムである。この実施形態において、信号S
(t)は分離されて、第1の経路72上の第1のバージ
ョン2-1/2・S(t)及び第2の経路74上の第2のバ
ージョン2-1/2・S(t)を供給する。第2の経路74
上で、遅延器76は信号S(t)を時間軸においてdの
量だけ遅延し、それにより信号S(t)のエンベロープ
をシフトする。これにより、遅延器76は信号S(t)
時間遅延バージョン又は2-1/2・S(t−d)を生成す
る。
【0049】遅延素子76は、遅延ライン(例えば、1
dBより小さい低損失50nsec遅延)、一定の群遅
延をもつバンドパスフィルタ(例えば、2.10MHs
乃至2.17MHz間の周波数帯域で200nsecの
遅延をもつフィルタ)である。実施形態の中には、リニ
アな位相応答(フィルタによる位相変化が周波数範囲で
リニアである)を持つフィルタで歪みを発生しないもの
がある。信号S(t)及び変調形式に従えば、直交位相
シフトキーイング(QPSK)、他の形式の遅延素子又
は望ましい特性を持つフィルタが可能である。
【0050】合成器78は、オリジナル信号S(t)の
第1のバージョンとオリジナル信号S(t)の第2の時
間遅延バージョンとを合成して、第1の増幅器経路80
上の第1の変換信号X1(t)及び第2の増幅器経路8
2上の第2の変換信号X2(t)を生成する。この実施
形態においては、合成器78は、第1のバージョン2
-1/2・S(t)及び第2の時間遅延バージョン2-1/2
S(t−d)を合成して、第1の増幅器経路80への第
1のポート(+)及び第2の増幅器経路82への第2の
ポート(−)に、それぞれ下記の数式で表される変換信
号X1(t)及びX2(t)を生成する。 X1(t)=1/2(S(t)+S(t−d)) X2(t)=1/2(S(t)−S(t−d))
【0051】このように、変換信号はオリジナル信号と
オリジナル信号の遅延バージョンとの平均であるので、
第1及び第2の変換信号X1(t)及びX2(t)のP
ARは、オリジナル信号のPARよりも低減されてい
る。さらに、変換信号X1(t)及びX2(t)は、オ
リジナル信号S(t)の位相情報及び振幅情報を維持し
ている。
【0052】変換信号又はその中の部分は、ディジタル
定義域又は中間周波数(IF)又はRFにおいて実現さ
れる。オリジナル信号がRFである場合には、分離器を
用いて第1及び第2経路72及び74にオリジナル信号
S(t)の第1及び第2バージョンを提供することがで
きる。オリジナル信号がディジタル定義域である場合に
は、オリジナル信号S(t)の第1及び第2バージョン
がディジタル櫛形フィルタ又は有限インパルス応答フィ
ルタを用いて発生され、その後、増幅の前にRFに変換
される。
【0053】増幅器経路80の第1の変換信号X1
(t)は増幅器84(AMP1)によって増幅され、増
幅器経路82の第2の変換信号X2(t)は増幅器86
(AMP2)によって増幅される。変換信号は最大比対
平均値比がオリジナル信号S(t)より低いので、増幅
器84及び86はより高い電力効率でかつ安価にリニア
特性を維持できる。増幅変換信号は逆変換されてオリジ
ナル信号S(t)の増幅されたバージョンが生成され
る。
【0054】この実施形態においては、増幅変換信号X
1(t)及びX2(t)は逆合成器88によって受け取
られる。逆合成器88は増幅信号X1(t)及びX2
(t)を合成して、逆合成器88の第1のポート(+)
にオリジナル信号S(t)の第1の増幅バージョン2
-1/2・S’(t)を生成し、第2のポート(−)にオリ
ジナル信号S(t)の第2の増幅遅延バージョン2-1/2
・S’(t−d)を生成する。
【0055】遅延器90は、オリジナル信号の遅延バー
ジョン2-1/2・S(t−d)を生成した遅延器76の遅
延に対応する遅延の分だけ、第1のポート(+)からの
オリジナル信号の第1の増幅遅延バージョン2-1/2
S’(t)を遅延する。したがって、遅延器90は、オ
リジナル信号の第2の増幅遅延バージョンである2-1/2
・S’(t−d)を生成する。オリジナル信号の2つの
増幅遅延バージョンは合成されて、オリジナル信号S’
(t−d)の遅延バージョンが復元される。
【0056】変換信号を生成するための遅延によって時
間軸においてオフセットされたオリジナル信号のバージ
ョンの合成は、オリジナル信号のエネルギーを時間軸に
おいて拡散する。遅延の量は、電力増幅効率、リニアリ
ティ利得、又は変換信号対オリジナル信号のPARの低
減によって評価された全体の実行利得が最良になるよう
に決定される。図9は、5MHzのガウス信号S(9
1)のPARに関する変換信号X1(t)及びX2
(t)のPARの低減を示している。
【0057】図10は、遅延時間に対する変換信号X1
(t)及びX2(t)の平均電力を示している。遅延の
量は、決定されて設定されるか、又は期間的に決定され
て変更されるか、又はある性能のしきい値に従って決定
されて変更されるか、又はダイナミックに決定されて変
更される。
【0058】変換信号のエネルギー拡散のスペクトル分
析は、オリジナル信号の周波数スペクトルの選択的な整
形を示している。本発明にしたがって信号を変換するた
めの周波数(スペクトル)整形は、信号の周波数特性を
整形することによって実行され、信号はより電力効率の
よい形式に変換される。逆整形は、送信又は受信の前に
おいて増幅後に適用され、オリジナル情報信号が復元さ
れる。
【0059】この実施形態においては、オリジナル信号
S(t)から変換信号X1(t)及びX2(t)への変
換は、2つのポート(+)及び(−)での櫛形フィルタ
を用いて実行される。周波数定義域において、本発明に
従って、オリジナル信号S(t)を変換するために使用
される櫛形フィルタの第1のポート(+)は下記の変換
関数をもっている。 H+(f)=1+cos(2πfd)+jsin(2πfd) |H+(f)|2=4cos2(πfd) 電力スペクトル密度PSD=S+(f)=4cos2(πf
d)S(f)
【0060】櫛形フィルタの第2のポート(−)は下記
の変換関数をもっている。 H-(f)=1−cos(2πfd)+jsin(2πfd) |H-(f)|2=4sin2(πfd) PSD=S-(f)=4sin2(πfd)S(f) したがって、 |H+(f)|=2cos(πfd);H+(f)=2cos
(πfd)e-jπfd |H-(f)|=2sin(πfd);H-(f)=2sin
(πfd)e-jπfd
【0061】遅延dは、各分岐において又は∫PSD+
=∫PSD-となるポート(+)及び(−)において、
平均電力を設定することによって決定される。周波数ス
ペクトルにおける異なる部分は、H+又はH-でカバーさ
れることで、異なるキャリア又は帯域の部分をカバーす
るPARを低減する。例えば、遅延の変化を通してスペ
クトルの異なる部分をカバーすることによって、また、
反復又は増幅器の数を増加することによって、異なるP
ARをもつ変換信号が実現される。
【0062】図11は、変換信号が、櫛形フィルタの第
1及び第2のポート(+)及び(−)の出力によって、
下記の周波数の関数として表される様子を示している。
すなわち、|f|が帯域幅(BW)より小さい場合は、 H+(f)=2cos(πfd)e-jπfd であり、それ以外の場合は、 H+(f)=0 である。また、|f|が帯域幅(BW)より小さい場合
は、 H-(f)=2sin(πfd)e-jπfd であり、それ以外の場合は、 H-(f)=0 である。
【0063】このように、図11は、周波数定義域にお
ける変換例の期間的なsin/cosの振幅特性を示してい
る。図12は、変換のリニアな位相応答のグラフを示し
ている。周波数分解のためのマルチレートフィルタ処理
のような、直交特性をもつ他のフィルタを用いることも
可能である。
【0064】図13は、有限インパルス応答(FIR)
フィルタによって実現されるディジタル櫛形フィルタの
ポート(+)のグラフ92及びポート(−)のグラフ9
3を示している。このフィルタは、低減されたPARを
もつ変換信号を発生するために、特定の周波数位置を吸
収低減(ノッチ)することによって、信号S(t)を変
換信号X1(t)及びX2(t)に変換する。
【0065】例えば、キャリア帯域の中心周波数fcか
ら1つのキャリア帯域オフセットについて2/π又は−
2/πにおいてノッチすると、PARが3dB低減す
る。このフィルタ処理は循環的又は並列に適用される。
同様の特性をもつ他の(時間軸若しくは周波数軸)フィ
ルタ、又は同様の効果をもたらす他のフィルタが、オリ
ジナル信号をより高い電力効率の形態に変換するのに使
用できる。例えば、タップ付き遅延ライン、高次コサイ
ン又はサインフィルタが使用される。
【0066】図14は、変換信号X1(t)及びX2
(t)からオリジナル信号S(t)を復元するディジタ
ル櫛形フィルタの逆フィルタ応答を示している。逆フィ
ルタは、図13のディジタル櫛形フィルタのノッチに対
応した極で構成されている。オリジナル信号を変換した
り、低い損失において電力効率のよい中間信号からオリ
ジナル信号を復元するフィルタの例としては、遅延ライ
ン、遅延フィルタ(バンドパス)、櫛形フィルタ
(±)、ディジタルフィルタ(有限インパルス応答フィ
ルタ(FIR/櫛型))、サイン/コサインフィルタ、
高次コサイン/サインフィルタ、バンドパスフィルタ、
ノッチフィルタ、直交フィルタ、ウェーブレットフィル
タ、タップ付き遅延(ライン)、レゾネータがある。
【0067】信号増幅後の高い電力における損失を低減
するために、結合器(例えば、ハイブリッド、方向器、
マルチポート、サーキュレータ)、遅延素子やフィルタ
(例えば、バンドパス、マルチレートフィルタバンク)
の組み合わせが他の素子として使用される。これらの素
子の使用によって、オリジナル信号を変換したり、変換
された又は中間の信号を復元するのに必要なスペクトル
整形のために失われてしまうであろう電力をそうならな
いように振り向ける。これらのフィルタのそれぞれの周
波数作用を調整することによって、例えばfc,f
cutoffを調整することによって、PARを低減する変換
及び復元が可能である。
【0068】変換は、信号S(t)の変換に従って変化
し又は調整される。例えば、マルチキャリア、マルチト
ーン、ガウス、又はQPSKのような変調の使用で所望
のPARが実現できる。例えば、図15は、変調される
信号S(t)のパルス94のエンベロープを示してい
る。この例では、信号94はCDMAシステムとして整
形されたパルス信号である。
【0069】CDMA信号は、拡散符号シーケンス(ス
クランブル符号シーケンス)を用いて情報信号を多重化
することにより、拡散されてスクランブルされるベース
バンドを搬送する。拡散符号シーケンスは、例えば疑似
雑音(PN;pseudo-noise)符号であり、ランダムに現
れるバイナリシーケンスであるが目標の受信局で再生す
ることができる。スクランブル符号シーケンスの1つの
パルスはチップと呼ばれている。信号パルス94はsin
(x)/xの振幅をもっている。信号パルス94はCD
MA信号パルスとしての特徴があり、電力分布が[sin
(x)/x]2の振幅を有し、メインローブの帯域幅
(BW)が拡散符号クロックレート又はチップインター
バルTcが1/BWのチップレートである。
【0070】信号S(t)の変換は、櫛形フィルタのよ
うなフィルタで実行され、時間定義域におけるフィルタ
インパルス応答h(t)は次の数式である。 h(t)=[S(t)±S(t−Td)]/2 周波数定義域におけるフィルタインパルス応答h
+(t)及びh-(t)は次の数式である。 h+(f)=cos(πfTd)e-jπfTd-(f)=sin(πfTd)e-jπfTd
【0071】図16は、信号パルスS(t)(94)と
ともにその信号パルス94の遅延バージョン95を示し
ている。その変換は変換信号96を生成し、その変換信
号96においてオリジナル信号S(t)のエネルギーは
1つのチップインターバル以上に拡散されている。この
例では、変換信号は次の数式に等しくなっている。 [S(t)+S(t−Td)]/2
【0072】同相成分(I)及び直交成分(Q)をもつ
信号S(t)のバンドパス表現、例えばQPSKを用い
た変調信号は次のようになる。 VIcos(ωct)−VQsin(ωct) ここで、VI及びVQはI成分及びQ成分のエンベロープ
である。また、遅延バージョンS(t−Td)のバンド
パス表現は次の数式になる。 VI dcos(ωct+ψi)−VQ dsin(ωct+ψi) ここで、VI d及びVQ dは遅延されたI成分及びQ成分の
エンベロープである。また、ψiは位相であり、変換の
細かい調整のため又は電力の効率的合成のためにゼロに
することができる。
【0073】変換は、次の数式の変換信号X1(t)及
びX2(t)を生成する。 X1(t)=X2(t)=[S(t)±S(t−
d)]/2 信号のI成分及びQ成分がすでに合成されている場合に
は、次の数式で表される信号X1(t)及びX2(t)
を生成する。 X1(t)=1/2[g(t)+e-jθg(t−Td)] X2(t)=1/2[g(t)−e-jθg(t−Td)] ここでg(t)はVI(t)+jVQ(t)に等しい。ま
た、θ=π/4,π/2,π…である。
【0074】実施形態によれば、変換はVI(t)及び
Q(t)上のベースバンドにおいて実行される。この
例においては、変換信号の平均電力Pave(X1)及び
ave(X2)はオリジナル信号の電力の1/2である
か、又は次の数式で表される。 Pave(X1)=Pave(X2)=1/2∫Xi 2(t)dt
=Pave(S)/2 最大エンベロープ電力(PEP)は次の数式で表され
る。 PEP=|max[g(t)]|2/2=[V2 Imax+V
2 Qmax]/2 したがって、PEP(X)=PEP(S)/4となり、
このことによって、遅延Td=Tcが与えられた場合に、
次の数式の結論を導く。 PEP(X)=PEP(S)−3dB
【0075】遅延がチップインターバルより少ないか又
は多い場合には、他の実施形態が可能である。別の実施
形態においては、変換信号は互いにオフセット、例えば
チップインターバルの1/2又はそれより少ない値をもつ
異なる信号Si(t)の合成によって生成することがで
きる。バイナリ位相シフトキーイングを用いて信号が変
調されるような特定の実施形態においては、π/2の遅
延では最大値の低減が3dBになる。
【0076】図17は、実施形態100を示し、その中
で、マルチトーン信号S(t)は、2つの増幅器102
及び104によって増幅される前に、相関的な方法で変
換される。そして、オリジナル信号のバージョンは増幅
後に復元される。この実施形態において、分離器106
は信号S(t)の複製を第1の増幅器経路108及び第
2の増幅器経路110に供給する。第2の増幅器経路1
10の信号は遅延器112によって遅延され、位相シフ
ト器114によって位相シフトされる。
【0077】位相シフト器114は、様々な成分及び性
能の改良におけるどのような不整合に対しても調整する
のに望ましい関係において、合成器が経路108及び1
10上のオリジナル信号S(t)を合成できるような遅
延量で、経路110の信号の位相をシフトする。結合器
116は、例えば3dBハイブリッドであり、第1の経
路108の信号及び第2の経路の遅延され位相シフトさ
れた信号を受け取って合成し、中間信号又は変換信号X
1(t)及びX2(t)を生成する。
【0078】この実施形態においは、結合器116は、
オリジナル信号を加算又は減算することによりX1を生
成する。実施形態によれば、信号S(t)はベースバン
ドであり、部品の作用はベースバンドにおいて実行され
る。例えば、信号S(t)がIF又はRFでない場合に
は、ディジタル信号プロセッサにおいて実行される。
【0079】信号S(t)は、より効果的な電力増幅の
ために、中間信号又は変換信号X1(t)及びX2
(t)に選択的に分離される。例えば、信号S(t)は
2つのトーンを有し、例えば10MHzによって分離さ
れる。そして、遅延器112は第2の経路110の信号
に50nsecの遅延を与える。周波数定義域における
特定の実施形態では、「d」secの遅延は1/dHz
ごとにヌル(nulls)を生成する。
【0080】このように、信号S(t)は選択的に分離
されて、変換信号X1は第1のキャリアに対応し、変換
信号X2は第2のキャリアに対応する。例えば、X1は
第1のキャリアについてのエネルギー及び第2のキャリ
アについての低減されたレベルのエネルギーを含み、X
2は第2のキャリアについてのエネルギー及び第1のキ
ャリアについての低減されたレベルのエネルギーを含
む。選択的に変換された信号は3dB改善されたPAR
を有する。
【0081】8個のトーン又はキャリアをもつ信号S
(t)は、10MHz及び50nsecによって、例え
ば2個の4トーン信号に分離され、信号S(t)は選択
的に2つの中間信号又は変換信号X1及びX2に分離さ
れ、おおまかに各々が4トーンに対応する。例えば、X
1は第1の4トーンについてのエネルギー及び第2の4
トーンについての低減されたレベルのエネルギーを含
み、X2は第2の4トーンについてのエネルギー及び第
1の4トーンについての低減されたレベルのエネルギー
を含む。このような例においては、PARにおいてほぼ
2.8dBの減少が実現される。
【0082】増幅器102は変換信号X1を増幅し、増
幅器104は変換信号X2を増幅する。この実施形態に
おいては、変換信号からオリジナル信号への逆変換又は
復元は、3dBのハイブリッド結合器のような結合器1
20を用いて、増幅器102及び104からの増幅変換
信号を受け取る。結合器120は増幅変換信号をシフト
して合成して、オリジナル信号S(t)の増幅バージョ
ン2-1/2・S’(t)及び遅延増幅バージョン2-1/2
S’(t−d)を生成する。
【0083】遅延増幅バージョン2-1/2・S’(t−
d)は合成器122に供給される。増幅バージョン2
-1/2・S’(t)は遅延器124によって、例えば遅延
器112に対応する遅延量だけ遅延され、遅延増幅バー
ジョン2-1/2・S’(t−d)が生成される。位相シフ
ト器126は、遅延器124からの遅延増幅バージョン
である2-1/2・S’(t−d)の位相をシフトして、い
かなる不整合も取り去るため又は性能の改善のために、
合成する信号間の相対的な位相を調整できるようにす
る。合成器122は、増幅遅延バージョン2-1/2・S’
(t−d)と位相シフト器126からの遅延増幅バージ
ョン2-1/2・S’(t−d)とを受け取り、これらの信
号を合成して、オリジナル信号の増幅バージョンS’
(t−d)を生成する。
【0084】図18は、8トーン信号のグラフであり、
この信号は、オリジナル信号又はオリジナル信号の合成
オフセットバージョンを選択的に整形することにより変
換されて、変換信号X1(128)が生成される。変換
信号X1の生成において、その変換は、信号スペクトル
の部分129を選択的に整形して8トーンのうちの4ト
ーンの振幅を低減する。
【0085】この実施形態において、(図15の)シス
テム100は、変換信号X2(図示せず)を生成し、そ
の中において、信号スペクトルの他の部分が選択的に整
形されて、8トーン信号の残りの4トーンが低減され
る。このように、変換信号X1及びX2はより電力効率
のよい方法で増幅される。8トーン信号の中の4トーン
については変換信号において選択的に低減され、変換信
号におけるPARは約2.8dB減衰に対して9dBか
ら約6dBまで低減される。2つの中の1つのトーンが
低減されるトーン信号は、一定のエンベロープを有しか
つPARにおいて3dBの減衰をもたらす変換信号を生
成する。
【0086】図19は、信号Sを増幅する実施形態13
0を示し、フィルタバンク132を用いてオリジナル信
号S(又は信号群Si)をより効率のよい信号に変換す
る。その変換は、周波数定義域における信号S(又は信
号群Si)の異なる部分を選択的に整形することによっ
てなされ、オリジナル信号のエネルギーが拡散され、又
は、低減されたPARをもつ信号が生成される。このよ
うに、異なるキャリア又はトーンをもつ信号はスペクト
ルのn個の部分、例えば特定のキャリア周波数又はトー
ン周波数の部分の振幅を減衰することによって選択的に
分離されて、増幅されて復元されるべき複数の変換信号
が生成される。
【0087】実施形態によれば、フィルタバンク132
は信号フィルタ134及び136又は多重フィルタを備
えている。ある特定の実施形態のおいては、分離器13
8は信号S(t)の複製を2つの直交フィルタ134及
び136にそれぞれ供給する。フィルタ134及び13
6は信号S(t)の異なるバージョンの周波数の内容を
整形して、変換信号X1及びX2の電力効率をオリジナ
ル信号S(t)の電力効率に比べて改善する。
【0088】実施形態によれば、結合器又は変換用に追
加される回路140はフィルタ処理された信号をさらに
変換又は相関させて変換信号X1(t)及びX2(t)
を生成する。他の実施形態において、多重信号Siは、
整形又は及び合成、又は異なる信号Si(t)若しくは
それらのバージョンを平均するフィルタバンク132
(及び具体化に従った結合器)によって、オリジナル信
号のバージョンの復元を可能にする方法を制御する中
で、変換される。
【0089】多重キャリアシステムにおいては、全体の
電力効率は、1つの大きな帯域幅として信号を変換する
こと(例えば、同じ周波数帯域、分離した周波数帯域、
又は重複した周波数帯域を変換すること)によって、若
しくは(周波数定義域において)選択的な分離によっ
て、又は異なる周波数帯域を整形することによって、改
善される。例えば、フィルタ134及び136は、各々
がキャリア又はキャリアの組を有する変換信号X1
(t)及びX2(t)を生成する中で、スペクトルの異
なる部分を選択的に整形する。
【0090】時間定義域において、フィルタ134や1
36はオリジナル信号のバージョンに遅延を与えること
ができ、結合器140はその結果であるオリジナル信号
のバージョンを合成し相関させて変換信号X1及びX2
を生成する。変換信号X1及びX2が増幅器142及び
144によってそれぞれに増幅された後は、逆フィルタ
バンク146が増幅変換信号に逆変換を実行して、その
増幅変換信号が再合成されてオリジナル信号S(t)が
生成される。例えば、増幅器142及び144は変換信
号X1(t)及びX2(t)を増幅して、キャリア1及
びキャリア2に対応させる。
【0091】実施形態によれば、逆フィルタバンク14
6は、信号フィルタ148及び150又は多重フィルタ
146及び150を有する。フィルタ148や150
は、フィルタ136や134によってそれぞれ与えられ
た遅延に対応して、増幅変換信号に遅延を与える。実施
形態によれば、フィルタ148はフィルタ136に対応
し、フィルタ150はフィルタ134に対応している。
あるいは反対に、フィルタ148がフィルタ134に対
応し、フィルタ150がフィルタ136に対応すること
も可能である。
【0092】この実施形態によれば、フィルタ148及
び150は増幅変換信号に逆変換を実行する。その結
果、信号は再合成されてオリジナル信号が生成される。
この実施形態において、合成器152は変換信号を逆に
合成してオリジナル信号S’のバージョンを生成する。
結合器又は変換回路140が使用される場合には、結合
器の一部として又は逆変換回路が再合成又はオリジナル
信号S(t)への増幅変換信号の逆変換の一部として使
用される。
【0093】他の実施形態においては、オリジナルキャ
リア又はキャリアの組は、増幅の前に変換回路に直接供
給される。このような実施形態では、キャリア信号、変
換信号X1(t)及びX2(t)は、増幅後の増幅変換
信号が同相で合成できるように変換される。キャリア信
号は変換されて、キャリア信号間の位相関係又は相関関
係が確立される。
【0094】図20は実施形態160を示し、その中
で、変換器162は結合器・フィルタバンク配列を用い
て、オリジナル信号Sを変換信号X1及びX2に変換し
て増幅するために、結合器の組み合わせ164、フィル
タ168及び170、位相シフト器172及び174、
並びに結合器176を備えている。実施形態によれば、
異なる部品の組み合わせを用いたり、結合器若しくは部
品を追加したり、あるいはフィルタ168若しくは17
0及び位相シフト器172や174のようないくつかの
部品を省略して、変換を実行することができる。
【0095】この実施形態においては、結合器164
は、信号Sの複製を第1の増幅器経路178及び第2の
増幅器経路180に供給する。結合器164からのオリ
ジナル信号の第1のバージョンはフィルタ168によっ
てフィルタ処理され、オリジナル信号の第2のバージョ
ンはフィルタ170によってフィルタ処理される。フィ
ルタ168や170は、オリジナル信号の第1及び第2
のバージョンを選択的に整形して、周波数軸における異
なる周波数部分を減衰し、時間軸においてオリジナル信
号のバージョン間の相対的な遅延を生成し、オリジナル
信号のエネルギーを時間上に拡散する。
【0096】位相シフト器172及び174は、信号S
の2つのバージョン間の相対的な位相を調整して、結合
器176によるオリジナル信号のバージョンの望ましい
合成が実現できるようにする。例えば、位相シフト器1
72や174は、フィルタ168及び170間の不整合
に対する調整をして、動作パラメータを変更するために
調整し、又は変換信号の望ましい合成を実現する。
【0097】実施形態によれば、位相シフト器172や
174はフィードバックに基づいて位相を調整する。例
えば、結合器177や178は信号X1及びX2のサン
プルを制御回路179に供給して、その制御回路179
が位相シフト器172及び174に制御信号を供給し
て、例えば信号の電力効率を改善することにより変換を
改善する。
【0098】変換信号X1は増幅器180によって増幅
され、変換信号X2は増幅器182によって増幅され
る。その増幅変換信号は逆変換器184によって受け取
られ、時間軸において増幅変換信号のエネルギーが集約
されてオリジナル信号Sが再生される。実施形態又は上
記の実行された変換によれば、逆変換器は、異なる部品
の組み合わせを用いたり、結合器若しくは部品を追加し
たり、あるいはフィルタ188若しくは190及び位相
シフト器192や194のようないくつかの部品を省略
して、逆変換を実行することができる。
【0099】この実施形態において、増幅変換信号は逆
結合器・フィルタバンクによって受け取られる。その逆
結合器・フィルタバンクは、増幅変換信号をシフトして
合成する結合器186を有し、過渡的信号S1及びS2
を供給する。信号S1はフィルタ188に供給され、信
号S2はフィルタ190に供給される。実施形態によれ
ば、フィルタ188はフィルタ170に対応し、フィル
タ190はフィルタ168に対応している。あるいは反
対に、フィルタ188がフィルタ168に対応し、フィ
ルタ190がフィルタ170に対応することも可能であ
る。
【0100】どのような場合でも、フィルタ188や1
90は、フィルタ168や170によって実行された変
換について、過渡的信号に逆変換を実行する。位相シフ
ト器192はフィルタ処理された信号を受け取り、その
フィルタ処理された信号に対して相対的な位相調整を実
行して、信号間の望ましい位相関係を実現し、結合器1
96による信号の望ましい合成を実現し、復元するか若
しくは時間軸において信号Sのエネルギーを集約する。
【0101】位相シフト器192や194はフィルタ1
88及び190間の不整合に対する調整をして、動作パ
ラメータを変更するために調整し、又は変換信号の望ま
しい合成を実現する。実施形態によれば、位相シフト器
192や194はフィードバックに基づいて位相を調整
して、位相シフト器170や168の位相シフトに対応
した位相シフトを実現する。例えば、結合器198は信
号Sのサンプルを制御回路179に供給して、その制御
回路179が位相シフト器192や194に制御信号を
供給して復元を改善する。
【0102】図21は、実施形態200を示し、そこで
使用されている変換器201は、変換器の多重レイヤ又
は増幅のための変換信号を供給するための循環的な変換
を用いている。第1の変換器又は第1の変換レイヤ20
2は増幅される信号S(t)に変換を実行する。第1の
変換器202は信号S(t)のバージョンを遅延バージ
ョン(S(t−d))とともに合成する。そこでの遅延
d1は、変換信号X1及びX2のにおけるPARを低減
するために選択される。
【0103】この実施形態において、第1の変換器20
2は、次の数式で示す変換信号X1(t)及びX2
(t)の第1のセット又は第1のレイヤを生成する。 X1(t)=1/2[S(t−d1)+S(t)] X2(t)=1/2[S(t−d1)−S(t)] 変換信号X1(t)及びX2(t)の第1のセットは、
第2の変換器204又は第2の変換レイヤに供給され、
そこで変換信号X1(t)及びX2(t)の遅延バージ
ョンが合成されて、変換信号X1(t)及びX2(t)
のエネルギーが時間軸において拡散される。
【0104】この実施形態において、変換信号X1
(t)は入れ子形変換器206に供給され、そこで、次
の数式で示す多重変換信号X11(t)及びX12(t)の
第2のセット又は第2のレイヤを生成する。 X11(t)=1/2[X1(t−d2)+X1(t)] X12(t)=1/2[X1(t−d2)−X1(t)] ここでd2は変換信号X1(t)が受けた遅延の量であ
る。遅延d2は変換信号X1(t)のPARを低減する
ために選択される。
【0105】変換信号X2(t)は入れ子形変換器20
8に供給され、そこで、次の数式で示す多重変換信号X
21(t)及びX22(t)の第2のセット又は第2のレイ
ヤを生成する。 X21(t)=1/2[X2(t−d3)+X2(t)] X22(t)=1/2[X2(t−d3)−X2(t)] ここでd3は変換信号X2(t)が受けた遅延の量であ
る。遅延d3は変換信号X2(t)のPARを低減する
ために選択される。
【0106】したがって、増幅器210,212,21
4及び216を通る多重レイヤ変換信号のPARは全体
として低減されている。X1及びX2における最大パル
スはS(t)における最大パルスよりもフラットである
ので、d2及びd3はd1よりも大きいことが要求され
る。静的には、d2及びd3は同じ大きさである。変換
信号のセットが大きい場合には、d1はS(t)の特性
に応じて変化する。レイヤの数はPARにおけるさらな
る低減のため、又は時間軸におけるエネルギーのさらな
る拡散のために増加される。また、増幅器の数は制限要
因である遅延素子の損失により増加する。
【0107】増幅器210,212,214及び216
からの増幅多重変換信号は逆変換器218に供給され
て、そこで増幅多重変換信号のエネルギーが集約され
て、増幅変換信号X1及びX2が生成される。この実施
形態において、増幅多重変換信号X11’(t)及び
12’(t)は結合器220に供給されて、そこで増幅
多重変換信号はシフトされて合成され、増幅変換信号X
1の合成バージョンが生成される。
【0108】第1のバージョンは経路222における2
-1/2・X1’(t−d2)に等しく、第2のバージョン
は経路224における2-1/2・X1’(t)に等しい。
経路224における遅延器226は第2のバージョンに
遅延d2を与えて、増幅信号のバージョン2-1/2・X
1’(t−d2)を経路224に生成する。遅延d2は
変換器206に導入された遅延d2をオフセットするか
又は取り去って、増幅変換信号X11’(t)及びX12
(t)のバージョンを効果的に集約する。
【0109】このように、遅延器226は増幅信号2
-1/2・X1’(t−d2)のバージョンを生成する。合
成器228は、経路222の増幅信号2-1/2・X1’
(t−d2)のバージョンと遅延器226からの増幅信
号2-1/2・X1’(t−d2)のバージョンとを合成し
て、変換信号X1’(t−d2)を生成する。
【0110】さらに、この実施形態において、増幅器2
14及び216からの増幅変換信号X21’(t)及びX
22’(t)は結合器216に供給されて、そこで増幅多
重変換信号はシフトされて合成され、増幅変換信号X
2’のバージョンが生成される。経路223において生
成される第1のバージョンは2-1/2・X2’(t−d
3)に等しく、経路232において生成される第2のバ
ージョンは2-1/2・X2’(t)に等しい。
【0111】経路232における遅延器234は遅延d
3を第2のバージョンに与えて、増幅信号のバージョン
-1/2・X2’(t−d3)を経路234に生成する。
遅延d3は変換器206に導入された遅延d3をオフセ
ットして、増幅信号X21’(t)及びX22’(t)のエ
ネルギーを効果的に集約する。このように、遅延器23
4は増幅信号のバージョン2-1/2・X2’(t−d3)
を生成する。合成器236は経路230における増幅信
号2-1/2・X2’(t−d3)のバージョンと、遅延器
234からの増幅信号2-1/2・X2’(t−d3)のバ
ージョンとを合成して、変換信号X2’(t−d3)を
生成する。
【0112】逆変換器218からの増幅変換信号X1’
(t−d2)及びX2’(t−d3)は第2の逆変換器
240又は逆変換器の第2のレイヤに供給されて、時間
軸において増幅変換信号のエネルギーがさらに集約さ
れ、増幅オリジナル信号が復元される。
【0113】この実施形態において、結合器242は第
1の増幅変換信号X1’(t−d2)及び第2の増幅変
換信号X2’(t−d3)を受信する。結合器242は
増幅変換信号X1’(t−d2)及びX2’(t−d
3)をシフトして合成し、オリジナル信号の第1のバー
ジョンを生成する。d2=d3である場合には、オリジ
ナル信号の第1のバージョンは経路246に2-1/2
S’(t−d1−d2)として生成され、オリジナル信
号の第2のバージョンは経路246に2-1/2・S’(t
−d2)として生成される。
【0114】経路246における遅延器248は、第1
の変換器202の遅延d1に対応する量d1だけオリジ
ナル信号の第2のバージョン2-1/2・S’(t−d2)
を遅延して、バージョン2-1/2・S’(t−d1−d
2)を生成する。合成器250は経路244におけるバ
ージョン2-1/2・S’(t−d1−d2)及び遅延器2
48からのバージョン2-1/2・S’(t−d1−d2)
とを受け取って、増幅変換信号のエネルギーを集約し、
オリジナル信号の増幅バージョンS’(t−d1−d
2)を生成する。実施形態によれば、変換器201は、
復元器218が信号Sを生成するのと同様に、変換信号
11(t),X12(t),X21(t)及びX22(t)の生
成を並列に実行する。
【0115】図22は、信号増幅システム270を示
し、その中で、オリジナル信号S(t)(又は、信号S
i(t))は変換信号X1乃至Xnに変換されて、より
電力効率のよい方法で増幅される。変換信号又はその過
渡的バージョンは送信されて、受信機におけるオリジナ
ル信号の受信バージョンの復元のために送信ダイバシテ
ィが供給される。
【0116】実施形態においてn=2とした場合には、
変換ブロック272はオリジナル信号S(t)を受信
し、変換ブロック272は次の数式で示す変換信号X1
及びX2を生成する。 X1=cos(ωct+φ+θ) X2=cos(ωct+φ−θ) ここでθ=cos-1(S(t)) この例において、φはオリジナル信号S(t)の位相情
報を含み、θはオリジナル信号S(t)の振幅情報を含
んでいる。
【0117】このように、オリジナル信号S(t)の位
相情報は変換信号X1及びX2内に維持され、オリジナ
ル信号S(t)の振幅情報は変換信号X1及びX2内の
位相情報に変換される。このように、この実施形態にお
いては、各変換信号は位相変調され、変換信号について
0dBの最大値対平均値電力比に変換される一定のエン
ベロープを持っている。
【0118】本発明による他の変換器によっても変換信
号を生成することが可能である。例えば、信号S
i(t)の変換を実行して、変換信号のPARを低減
し、さらに何かの処理を施した後に多重アンテナから送
信することが可能である。信号送信の結果、多重アンテ
ナから異なる信号が送信される。そして、受信機におい
て多重アンテナで受信された後、復元される。
【0119】変換信号X1乃至Xnは増幅器274(A
MP1)乃至増幅器276(AMPn)によってそれぞ
れ増幅される。実施形態において、n=2とした場合に
は、変換信号X1乃びX2は一定のエンベロープをもつ
ので、増幅器AMP1及び増幅器AMP2はコスト的に
安くなり、効率のよい電力でリニアな形式で動作する。
増幅された結果、変換信号X1及びX2は、例えば異な
る送信アンテナから受信機に送信される。受信機はその
信号を逆変換してオリジナル信号を復元する。あるい
は、その送信信号は増幅された後に送信より前に逆変換
される。
【0120】この実施形態においては、増幅変換信号は
N対Nネットワーク278に供給される。例えば、90
度ハイブリッドや180度ハイブリッドを有する結合配
列に供給される。n=2とした場合には、増幅変換信号
X1及びX2は2対2ネットワーク278に供給され
る。この場合には、2対2ネットワーク278は次の数
式に示す過渡的信号S1及びS2を供給する。 S1=F1(S(t))sin(ωct+φ) S2=F2(S(t))cos(ωct+φ) F1(S(t))=S(t),F2(S(t))=[1
−S2(t)]1/2
【0121】過渡的信号S1及びS2は送信回路及び送
信アンテナに供給される。この実施形態では、過渡的信
号は受信機の受信アンテナで受信され、図23に示す復
元器280に取り込まれて、オリジナル信号Sのバージ
ョンS’が復元される。この実施形態で、ネットワーク
278による処理は、逆変換の一部又は追加処理ステッ
プである。ネットワーク278において追加処理が実行
される場合には、受信信号S1及びS2から信号S’へ
の復元は、過渡的信号S1及びS2を変換信号X1及び
X2のバージョンに変換するための逆変換の後にさらな
る処理を含むことになる。
【0122】この実施形態においては、ネットワーク2
78は逆変換の一部として変換信号X1及びX2を処理
し、復元器280は過渡的信号S1及びS2を受け取っ
て、ブロック272においてオリジナル信号S(t)を
変換信号X1及びX2に変換するために使用された変換
の逆を逆変換器284に実行させる。このように、逆変
換器274は過渡的信号S1及びS2をシフトして合成
し、オリジナル信号SのバージョンS’を生成する。あ
るいは、増幅変換信号X1及びXは追加処理をすること
なく送信され、受信機において逆変換がなされて、ネッ
トワーク又は(図22の)処理ブロック278で、送信
された増幅変換信号X1及びX2からオリジナル信号が
復元される。
【0123】図24は、増幅システムの実施形態300
を示し、その中で、オリジナル信号S(t)の位相シフ
トバージョンは変換器302において合成され、変換信
号X1(t)及びX2(t)が生成される。増幅器30
4及び306は変換信号X1(t)及びX2(t)を増
幅して、増幅変換信号X1(t)及びX2(t)を供給
する。
【0124】この実施形態においては、変換器302は
次の数式に示すX1(t)及びX2(t)を生成する。 X1(t)=1/2cos(ωct+φ+θ) X2(t)=1/2cos(ωct+φ−θ−π/2) ここで、θ=cos-1(S(t)) この場合において、φはオリジナル信号S(t)の位相
情報を含み、θはオリジナル信号S(t)の振幅情報を
含み、π/2は変換信号X1(t)に対する変換におい
て導入された位相シフトである。
【0125】増幅の後、復元器308は増幅変換信号X
1(t)及びX2(t)に処理を施してオリジナル信号
S(t)のバージョンS’を生成する。この実施形態で
は、増幅変換信号X1(t)及びX2(t)の復元は、
送信前のRFにおいて実行される。そうするためには、
復元器308は3π/2結合器310を備え、その結合
器が3π/2及びπ/2の相対的な位相差をもつ入力を
合成して、経路312にV(t)cos(ωct+φ)及
び経路314にV(t)sin(ωct+φ)を生成す
る。
【0126】経路314の位相シフト器316は経路3
14上の信号の位相をπ/2だけシフトして、その結
果、V(t)cos(ωct+φ)を得る。経路312上
の信号V(t)cos(ωct+φ)及び位相シフト器3
16からの信号V(t)cos(ωct+φ)は、合成器
318に供給されて、その合成器で信号が合成されてオ
リジナル信号Sの増幅バージョンS’が生成される。
【0127】図25は、増幅システムの実施形態330
を示し、その中で、オリジナル信号S(t)の位相シフ
トバージョンは変換器332において合成され、変換信
号X1(t)及びX2(t)が生成される。増幅器33
4及び336は変換信号X1(t)及びX2(t)を増
幅して、増幅変換信号X1(t)及びX2(t)を供給
する。
【0128】この実施形態においては、変換器332は
次の数式に示すX1(t)及びX2(t)を生成する。 X1(t)=1/2cos(ωct+φ+θ) X2(t)=1/2cos(ωct+φ−θ−π/2) ここで、θ=cos-1(S(t)) この場合において、φはオリジナル信号S(t)の位相
情報を含み、θはオリジナル信号S(t)の振幅情報を
含んでいる。
【0129】増幅の後、復元器338は増幅変換信号X
1(t)及びX2(t)に処理を施してオリジナル信号
S(t)のバージョンS’を生成する。この実施形態で
は、増幅変換信号X1(t)及びX2(t)の復元は、
送信前のRFにおいて実行される。その場合に、復元ブ
ロック338を可変合成器として用いて、変化している
電力比の信号を合成する。具体例の1つとして、可変合
成器338は180度ハイブリッド結合器340を有
し、その結合器340は増幅変換信号を受け取って、次
の数式で示す信号S1及びS2を生成する。 S1=cosθsinωt,S1=sinθcosωt
【0130】結合器341は、例えば90度ハイブリッ
ド結合器であり、S1及びS2の位相シフトされたバー
ジョンを合成する。その合成された位相シフト信号は位
相シフト器342によってあるシフト量だけ位相シフト
される。そのシフト量はθの関数で結合器341からの
信号を効率的に合成して、結合器344によって逆変換
が完成される。その方法は、増幅変換信号の損失のない
特有な合成であり、増幅信号のバージョンを生成する。
【0131】さらに、上記実施形態の他に、本発明によ
る増幅システム及び方法が可能であり、部品の省略、追
加、全体又は分的なバリエーションのシステムが可能で
ある。例えば、図26は信号増幅システム360を示
し、その中では、オリジナル信号S(t)(又は、信号
群Si(t))はブロック362によって変換信号X
(t)に変換される。その変換信号X(t)は、振幅変
調や角度変調及びその間の例えば、オリジナル信号のエ
ネルギーの時間軸における拡散やオリジナル信号に比較
して低減されたPARをもつ変換信号の提供によるオリ
ジナル信号S(t)(又は、信号群Si(t))の振幅
情報及び位相情報を維持している。
【0132】変換器362はフィルタであり、例えば、
ノッチ、バンドストップ、やバンドパス、又はノッチ、
バンドストップ、バンドパスバンク等の相関フィルタバ
ンクを有する。この実施形態においては、変換器362
は、次の数式に示すX(t)を生成する。 X(t)=V(t)cos(ωct+φ)−V(t−d)s
in(t−φd)又は、X(t)=V(t)cos(ωct+
φ)+V(t−d)sin(t−φd) ここで、φdはオリジナル信号の時間遅延バージョンの
位相情報である。
【0133】変換信号Xは増幅器364によって増幅さ
れ、ブロック366において逆変換される。ブロック3
66では、例えば、単一ポール若しくはポールフィルタ
等の逆フィルタ、又は、ポール若しくは逆フィルタバン
ク等の相関フィルタバンクを用いて、オリジナル信号を
再生する。逆変換器366は、無線周波数(RF)で発
生する増幅の後にオリジナル信号S(t)を復元する。
実施形態によれば、変換はベースバンド、中間周波数
(IF)、無線周波数(RF)で発生し、逆変換はRF
で発生する。
【0134】図27は特殊な具体例としての変換370
を示し、その中で、サーキュレータ372はオリジナル
信号S(t)を受信して、その信号S(t)をノッチフ
ィルタ374に供給する。ノッチフィルタ374は、そ
のスペクトルの一部を減衰して変換信号S(t)を生成
する。スペクトルの折り返し部分はサーキュレータ37
0に戻されて変換信号X2が生成される。サーキュレー
タ370は、ノッチフィルタ374を通過するスペクト
ルの部分における減衰を折り返し、その間にノッチフィ
ルタ374を通過しない部分を維持している。逆変換は
オリジナル信号のバージョンの復元を実行する。
【0135】実施形態によれば、変換は上記したどの方
法においても実施することができるし、復元も上記した
どの方法においても実施できる。したがって、様々な異
なる部品又は方法がオリジナル信号を変換するのに使用
され、様々な部品又は方法が変換信号を復元するのに使
用される。上記した変換及び復元の組み合わせ又は実施
が同じである必要はない。
【0136】さらに、増幅システム及び方法の実施形態
は、電力効率よくかつリニアな形態で信号を増幅するた
めのシステム及び方法として記載されている。増幅シス
テムは、他の増幅構成及び配列とともに使用されて、リ
ニアで電力効率のよい動作を改善できる。例えば、図2
8は、本発明による増幅システムの実施形態におけるフ
ィードフォワード歪み低減システム380を示してい
る。
【0137】増幅される信号S(t)はメイン信号経路
382及びフィードフォワード経路384に入力され
る。メイン信号経路382においては、信号S(t)は
変換ブロック386により受け取られて、信号S(t)
のエネルギーが時間軸において拡散され、変換信号X1
及びX2が生成される。この実施形態において、変換器
386は分離器388を備え、第1の増幅器経路390
及び第2の増幅器経路392に信号S(t)の複製を供
給する。
【0138】第2の増幅器経路392における信号はフ
ィルタ394により遅延され、さらに位相シフト器39
6により、第1の増幅器経路390の信号に対して位相
シフトされる。3dBハイブリッド結合器等からなる結
合器398は、第1の経路390の信号及び第2の経路
392の遅延され位相シフトされた信号を受け取り、そ
れらの信号を合成して中間信号又は変換信号X1及びX
2を生成する。
【0139】変換信号X1及びX2は利得/位相回路4
00に供給される。利得/位相回路400は、制御信号
402に基づいて、フィードフォワード経路384の信
号S(t)に対して変換信号X1及びX2の位相及び利
得を調整する。増幅器404は変換信号X1を増幅し、
増幅器406は変換信号X2を増幅する。増幅変換信号
X1及びX2は逆変換器又は復元器408に供給され
て、増幅変換信号のエネルギーが集約され、オリジナル
信号S(t−d)のバージョンが復元される。
【0140】この実施形態において、復元器408は、
3dBハイブリッド結合器等からなる結合器410を有
し、その結合器410は増幅器404及び406からの
増幅変換信号を受け取る。結合器410はその増幅変換
信号をシフトして合成し、オリジナル信号S(t)の遅
延増幅バージョンS’(t−d)及びオリジナル信号S
(t)の増幅バージョンS’(t)を生成する。
【0141】遅延増幅バージョンS’(t−d)合成器
412に供給される。増幅バージョンS’(t)はフィ
ルタ414により遅延又は整形される。例えば、フィル
タ394に対応した遅延量又は逆整形により遅延又は整
形される。そして、遅延増幅バージョンS’(t−d)
が生成される。位相シフト器416は、遅延器394か
らの遅延増幅バージョンS’(t−d)の位相をシフト
して、合成される信号間の位相を調整する。合成器41
2は遅延増幅信号S’(t−d)及び位相シフト器41
6からのS’(t−d)を受け取って、これらの信号を
合成してオリジナル信号の増幅バージョンS’(t−
d)を生成する。
【0142】オリジナル信号の増幅バージョンS’(t
−d)の一部が結合器418から得られ、合成器420
においてフィードフォワード経路384の信号S(t)
のバージョンと合成されて、フィードフォワード経路3
84の歪みが分離される。フィードフォワード経路38
4の入力信号は、経路424を介して合成器420に現
れる信号と同じ遅延になるように、遅延回路422によ
って遅延される。
【0143】この実施形態において、利得/位相回路4
00は制御経路402を介した制御信号で制御されて、
変換信号の利得や位相が調整されるので、経路424を
介して結合器420に現れる信号S(t)は遅延信号S
(t)とは結合器420において大体は逆(振幅が同じ
で位相差が180度)になる。あるいは、信号S(t)
の利得及び位相は分離器388の前で調整される。利得
/位相回路400の制御経路402に現れる制御信号
は、よく知られている方向回路426を用いて、結合器
420の出力における信号から抽出される。
【0144】結合器420の出力における(パイロット
信号に含まれている)歪みは利得/位相回路430に供
給され、その出力は増幅器432に供給され、その出力
は結合器434に供給される。逆変換器又は復元器40
8によって生成された信号は遅延回路436に供給さ
れ、その出力は結合器434に供給される。復元器40
8から結合器434に供給される増幅信号S(t−d)
と、増幅器432の出力から結合器434に供給される
信号とが、実質的に同じ遅延になるようにして、増幅信
号S(t−d)からの歪みを十分に打ち消すように、遅
延回路436は設計されている。
【0145】一般的に、方向回路438は結合器434
の出力の一部を結合器440から受け取り、どのように
すれば歪み(又はパイロット信号)がよく打ち消される
ようになるかを決定する。この実施形態においては、方
向回路438は経路442上に制御信号を発生して、利
得/位相回路430がフィードフォワード経路384に
おける歪みを修正して、結合器434の出力における歪
みがフィードフォワード経路384における歪みと結合
器434において実質的に逆(振幅が同じで位相差が1
80度)になるようにする。
【0146】対応する歪み(ある場合にはパイロット信
号)は結合器434において互いに打ち消されて、シス
テムの出力では増幅信号S’(t−d)から除去され
る。他の変換器又は復元器もフィードフォワード配列を
用いて信号Sの同じの又は異なる増幅バージョンを生成
することができる。
【0147】さらに、図29は前置歪みを取り入れた歪
み低減システム450を用いた本発明による実施形態を
示している。増幅される信号S(t)は図に示すよう
に、ディジタル定義域でのベースバンドにおいて、ベー
スバンドユニット又は処理回路452の中に入力され
る。処理回路452は、変換信号のエネルギーを拡散す
ることによって信号S(t)を変換して、変換信号X1
及びX2を生成する。
【0148】実施形態によれば、処理回路452は、増
幅器454及び456の各々又は増幅器経路に関連する
変換特性に基づいて、変換信号に個別に前置歪みを与え
る。その変換関数はそれぞれの増幅器454及び456
の入力対出力に関連するものとして定義される。したが
って、下流における増幅器454及び456における変
換関数が与えられると、処理回路452は変換信号のそ
れぞれの振幅を調整して、リニアな増幅変換信号が得ら
れるようにする。
【0149】この実施形態において、前置歪み処理され
た変換信号X1(t)及びX2(t)は、無線周波数ユ
ニット(RFU)458に供給される。RFU458
は、変換信号X1(t)及びX2(t)をベースバンド
信号からアナログ無線信号(RF)に変換する(先立つ
変換がある場合には、中間周波数に変換する)。変換信
号X1(t)及びX2(t)は、増幅の前に利得及び位
相調整回路460に供給される。利得及び位相回路46
0は、増幅器454及び456における差異を調和させ
るコントローラ464からの制御信号に基づいて、互い
に関連する変換信号X1及びX2の位相及び利得を調整
する。増幅器454は変換信号X1を増幅し、増幅器4
56は変換信号X2を増幅する。
【0150】増幅変換信号X1及びX2は逆変換器又は
復元器468に供給されて、オリジナル信号S(t−
d)のエネルギーが集約される。この実施形態におい
て、復元器は、3dBハイブリッド結合器等からなる結
合器470を有し、その結合器470は増幅器454及
び456から増幅変換信号を受け取る。結合器470
は、増幅変換信号をシフトして合成し、オリジナル信号
S(t)の遅延増幅バージョンS’(t−d)及びオリ
ジナル信号S(t)の増幅バージョンS’(t)を生成
する。
【0151】遅延増幅バージョンS’(t−d)は合成
器472に供給される。増幅バージョンS’(t)はフ
ィルタ474により遅延又は整形されるが、それは処理
回路452におけるオリジナル信号S(t)に対して実
行された変換に対応した遅延量又は逆整形であり、オリ
ジナル信号S(t)の遅延増幅バージョンS’(t−
d)が生成される。
【0152】位相シフト器476は、遅延器474から
の遅延増幅バージョンS’(t−d)の位相をシフトし
て、合成する信号間の相対的な位相を調整する。合成器
472は、増幅遅延バージョンS’(t−d)及び位相
シフト器476からの遅延増幅バージョンS’(t−
d)を受け取って、それらの信号を合成してオリジナル
信号の増幅バージョンS’(t−d)を生成する。
【0153】オリジナル信号の増幅バージョンS’(t
−d)の一部は結合器478から得られて、コントロー
ラ464に供給される。この実施形態においては、利得
/位相回路460は制御経路462を介した制御信号で
制御されて、結合器478に現れる信号が低減された量
の歪みを持つように、又は、相対的にリニアな変換関数
を表すように、変換信号の利得や位相を調整する。
【0154】利得/位相回路460の制御経路462に
現れる制御信号は、よく知られている方向回路を用い
て、結合器478の出力における信号から抽出される。
他の変換器又は復元器も前置歪み配列を用いて信号Sの
同じの又は異なる増幅バージョンを生成することができ
る。したがって、増幅システムは他の歪み低減又は増幅
器のリニア化技術の結合において、増幅後に供給された
信号における効率やリニア特性の改善ができる。
【0155】なお、上記実施形態の増幅システムは信号
を変換するもの及び増幅するものとして説明したが、こ
の増幅システムは、単一の信号、変化する信号、変調さ
れた信号(例えば、PSK、QSK、FSK)、多重合
成信号、多重信号及び分離信号を増幅するのに使用する
ことができる。例えば、1つの信号S(t)が変換され
て、オリジナル信号のオフセットバージョン又は周波数
整形バージョンを合成することによって変換信号が生成
される場合には、多重信号Si(t)は、遅延、位相、
又は他のオフセットの有無にかかわらず、合成又は平均
することによって変換することができる。
【0156】また、上記実施形態の増幅システムは、特
定の遅延器、位相シフト器、結合器、合成器、処理回
路、やフィルタを用いて説明したが、他の部品及び部品
の配列、又は異なる応答をもつフィルタが使用可能であ
り、それらは上記説明した又は他の変換や復元を実行す
る。例えば、上記説明したシステムは結合器を用いた
が、他のデバイス、例えば、3dB分離器及び他の結合
器、単一の分離器若しくはサンプリングデバイスが加算
器等の合成デバイスと同様に使用することができる。ま
たさらに、ここで述べた結合器又はネットワークにおい
ては、入力は、出力の位置に対応して位置づけされるも
のとして説明したが、上記のブロックが動作する方法
は、よく知られている実施形態及び機能に応じて変化す
る。
【0157】実施形態の応用によれば、利得/位相回路
やシフト器は、上記実施形態において、異なる位置や経
路に配置することができる。さらに上記増幅システムの
実施形態においては異なる構成のディスクリート部品を
使用したが、様々な実施形態及びその部分は異なる部品
配置を使用して実施することができる。すなわち、AI
SC、処理回路を駆動するソフトウェア、ファームウェ
ア、又はよく知られているディスクリート部品配列を使
用して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による増幅システムを示す図。
【図2】 本発明による増幅システムの実施形態を示す
図。
【図3】 本発明による変換において信号S(t)及び
変換信号X1(t)及びX2(t)を示す図。
【図4】 本発明による変換において信号S(t)及び
変換信号X1(t)及びX2(t)を示す図。
【図5】 本発明による変換において信号S(t)及び
変換信号X1(t)及びX2(t)を示す図。
【図6】 本発明による変換によって生成された周波数
定義域における信号S(f)及び変換信号X1(f)及
びX2(f)を示す図。
【図7】 本発明による変換での周波数定義域における
2つのキャリア信号S(f)及び変換信号X1(f)及
びX2(f)を示す図。
【図8】 本発明による増幅システムの実施形態におけ
るタイムフローダイアグラムを示す図。
【図9】 本発明による変換を用いた遅延時間に対する
PAR減少を示す図。
【図10】 本発明による変換を用いた遅延時間に対す
る変換信号X1及びX2の平均電力を示す図。
【図11】 本発明による変換の変換特性を示す図。
【図12】 本発明による変換の位相応答を示す図。
【図13】 本発明による変換を具体化するFIRフィ
ルタにおける振幅応答を示す図。
【図14】 本発明による復元を具体化するFIRフィ
ルタにおける振幅応答を示す図
【図15】 本発明による変換を用いて変換された信号
パルスにおけるsin(x)/xの応答を示す図。
【図16】 本発明によるオリジナル信号のオフセット
バージョン及び変換信号を示す図。
【図17】 本発明による増幅システムの実施形態を示
す図。
【図18】 本発明による周波数定義域における変換信
号を示す図。
【図19】 本発明による増幅システムの実施形態を示
す図。
【図20】 本発明による増幅システムの実施形態を示
す図。
【図21】 本発明による増幅システムにおける多層変
換・復元の実施形態を示す図。
【図22】 本発明において受信機への送信における信
号ダイバシティを可能にする増幅システムを示す図。
【図23】 本発明において復元される信号を受信する
受信機を示す図。
【図24】 本発明による3π/2カップラを用いた増
幅システムの実施形態を示す図。
【図25】 本発明による可変合成器を用いた増幅シス
テムの実施形態を示す図。
【図26】 本発明による単一の変換信号を生成する増
幅システムの実施形態を示す図。
【図27】 本発明による変換のための具体例を示す
図。
【図28】 本発明によるフィードフォワード歪み低減
システムを用いた増幅システムの実施形態を示す図。
【図29】 本発明による前置歪みシステムを用いた増
幅システムの実施形態を示す図。
【符号の説明】
10,70,100,130,160,200,27
0,300,330,360,380,450 増幅シ
ステム 12,162,201,272,302,332,36
2,386,変換器 14,84,86,102,104,142,144,
180,182,210,212,214,216,2
74,276,304,306,334,336,36
4,404,406,454,456 増幅器 76,90,112,124,226,234,24
8,436,422,遅延器 78,88,122,420,412,合成器 106,388,分離器 116,120,140,176,186,177,1
78,198,220, 242,310,340,3
41,344,398,410,412,434, 4
40,470,478 結合器 114,126,172,174,192,194,3
16,342,396, 416,476 位相シフト
器 132,146,フィルタバンク 134,136,148,150,168,170,1
88,190,394, 414,474 フィルタ 184,284,366,408 逆変換器 202 第1の変換器レイヤ 204 第2の変換器レイヤ 228,236,250,318,472 合成器 278 ネットワーク 280,308,338,468 復元器 370,サーキュレータ 374 ノッチフィルタ 400,460 利得/位相回路 432 相関増幅器 438 方向回路 452 ベースバンドユニット 458 無線周波数ユニット 464 コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Mountain Avenue, Murray Hill, New Je rsey 07974−0636U.S.A. (72)発明者 レザ ギャナダン 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 キリアキ コンスタンチヌ アメリカ合衆国、07940 ニュージャージ ー、マディソン、メイン ストリート 318、アパートメント 12 (72)発明者 ノーマン ジェラルド チェッセ アメリカ合衆国、07930 ニュージャージ ー、チェスター、コラ レーン 6

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 A)増幅されるべき信号(S(t))を
    前記信号(S(t))のエネルギーを時間軸において拡
    散することによって変換信号(X(t))に変換するス
    テップと、B)前記変換信号(X(t))を増幅するス
    テップと、 を有することを特徴とする信号を生成する方法。
  2. 【請求項2】 前記(A)ステップはA1)前記信号を
    前記信号に比較して低減された最大値対平均値電力比を
    各々が有する変換信号(X(t))に変換するステップ
    をさらに有し、 前記(B)ステップはB1)前記変換信号を増幅変換信
    号に増幅するステップをさらに有することを特徴とする
    請求項1記載の信号を生成する方法。
  3. 【請求項3】 前記(A1)ステップはA2)前記信号
    (S(t))の可逆的変換器(12)を用いて前記信号
    (S(t))を変換信号(X(t))に変換するステッ
    プをさらに有することを特徴とする請求項2記載の信号
    を生成する方法。
  4. 【請求項4】 前記(A1)ステップはA2)前記信号
    (S(t))を相関関係をもつ変換信号群(X1(t)
    …Xn(t))に変換するステップをさらに有すること
    を特徴とする請求項2記載の信号を生成する方法。
  5. 【請求項5】 前記(A1)ステップはA2)前記信号
    (S(t))の遅延バージョンを合成することによって
    前記信号(S(t))を変換信号群(X1(t)…Xn
    (t))に変換するステップをさらに有することを特徴
    とする請求項2記載の信号を生成する方法。
  6. 【請求項6】 前記(A1)ステップはA2)前記信号
    (S(t))の可逆的作用として前記変換信号(X
    (t))を生成するステップをさらに有することを特徴
    とする請求項2記載の信号を生成する方法。
  7. 【請求項7】 増幅変換信号を送信のために供給するこ
    とを特徴とする請求項2記載の信号を生成する方法。
  8. 【請求項8】 前記信号(S(t))のバージョン
    (S’(t))を生成するために前記増幅変換信号の逆
    変換を受信機において実行するステップを有することを
    特徴とする請求項7記載の信号を生成する方法。
  9. 【請求項9】 C)前記信号(S(t))のバージョン
    (S’(t))を生成するために前記増幅変換信号の逆
    変換を実行するステップを有することを特徴とする請求
    項1記載の信号を生成する方法。
  10. 【請求項10】 増幅変換信号を送信のために供給する
    ことを特徴とする請求項9記載の信号を生成する方法。
  11. 【請求項11】 前記(C)はC1)前記増幅変換信号
    のエネルギーを時間軸において集約するステップを有す
    ることを特徴とする請求項9記載の信号を生成する方
    法。
  12. 【請求項12】 増幅された変換信号群(X1(t)…
    Xn(t))を生成するために、信号(S(t))の変
    調器(12)の結果である受信信号から前記信号(S
    (t))のバージョン(S’(t))を生成する際に、
    前記受信信号を用いて信号(S(t))のバージョン
    (S’(t))の復元を実行するステップを有すること
    を特徴とする信号を生成する方法。
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