JP2001244828A - Power amplifier - Google Patents

Power amplifier

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JP2001244828A
JP2001244828A JP2000056760A JP2000056760A JP2001244828A JP 2001244828 A JP2001244828 A JP 2001244828A JP 2000056760 A JP2000056760 A JP 2000056760A JP 2000056760 A JP2000056760 A JP 2000056760A JP 2001244828 A JP2001244828 A JP 2001244828A
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signal
power amplifier
power
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frequency
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Hiroki Sato
広樹 佐藤
Fumito Tomaru
史人 都丸
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Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transmission device which uses a high efficient power amplifier by optimizing the bias of the power amplifier at any time corresponding to saturated electric power and transmission electric power needed for the power amplifier in a transmitter. SOLUTION: This power amplifier controls its bias to an optimum value at any time corresponding to the saturated electric power and output electric power needed for the power amplifier.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、線形変調方式を用
いて無線伝送、および有線伝送を行うための伝送装置に
使用する、電力増幅器に係るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power amplifier used for a transmission apparatus for performing wireless transmission and wired transmission using a linear modulation method.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディジタル移動通信等の通信システムに
おいては、サービスの多様化を図るため、伝送速度の高
速化及び高品質化が必要不可欠である。このため、ある
一定の伝送品質を保つという条件下で、伝播路状況に応
じて送信方式を切り換える。つまり伝播路状況が悪い時
には変調多値数を下げて伝送速度を低速化し、伝播路状
況が良好な時には、変調多値数を上げて伝送速度を高速
化する。これによって、変調方式固定の場合に対して、
高速で高品質な伝送を行うことができる。
2. Description of the Related Art In a communication system such as digital mobile communication, it is indispensable to increase transmission speed and quality in order to diversify services. For this reason, the transmission method is switched according to the propagation path conditions under the condition that a certain transmission quality is maintained. That is, when the propagation path condition is bad, the transmission rate is reduced by lowering the number of modulation levels, and when the propagation path condition is good, the transmission rate is increased by increasing the modulation level. This allows for a fixed modulation scheme,
High-speed and high-quality transmission can be performed.

【0003】図4によって、従来の送信機について説明
する。図4は従来の送信機の構成を示すブロック図であ
る。図4において、例えば、切り換える2つの変調方式
を、(共にロールオフ率α=0.4)16QAMとπ/4シフトQPS
Kの場合(共にロールオフ率α=0.4)について考える。
そして、初期設定は16QAMとする。
[0003] A conventional transmitter will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional transmitter. In FIG. 4, for example, two modulation schemes to be switched are 16 QAM (both roll-off rate α = 0.4) and π / 4 shift QPS.
Consider the case of K (both roll-off rates α = 0.4).
The initial setting is 16QAM.

【0004】入力端子1から入力したデータ信号は変調
部2に与えられる。変調部2によって入力信号は変調さ
れ、D/A変換器3に与えられる。D/A変換器3は、16QAM変
調された信号をアナログ信号に変換して、ミキサ4に与
える。ミキサ4では、局部発振器5から与えられる局部発
振信号を用いて、入力したアナログ信号を所定(例え
ば、無線周波数帯)の送信周波数に周波数変換を行い、
バンドパスフィルタ(BPF)6に与える。BPF6では、所定
の周波数に周波数変換された信号から高調波成分を除去
して電力増幅器(PA)7に与える。電力増幅器7では、入
力した信号を増幅して、アンテナ8を介して出力する。
以上のように、入力端子1から入力したデータ信号は、
送信機によって変調され、更に所定の電力レベルに増幅
されて、アンテナ8から送信される。
[0004] A data signal input from an input terminal 1 is supplied to a modulation unit 2. The input signal is modulated by the modulation unit 2 and supplied to the D / A converter 3. The D / A converter 3 converts the 16QAM-modulated signal into an analog signal and supplies the analog signal to the mixer 4. The mixer 4 performs frequency conversion of the input analog signal to a predetermined (for example, radio frequency band) transmission frequency using a local oscillation signal given from the local oscillator 5,
Provided to the band pass filter (BPF) 6. The BPF 6 removes harmonic components from the signal whose frequency has been converted to a predetermined frequency and supplies the signal to a power amplifier (PA) 7. The power amplifier 7 amplifies the input signal and outputs the amplified signal via the antenna 8.
As described above, the data signal input from the input terminal 1 is
The signal is modulated by the transmitter, amplified to a predetermined power level, and transmitted from the antenna 8.

【0005】図4において、情報入力端子9からは、伝
播路状態によって決定した変調方式の情報が、変調部2
に与えられ、変調部2は、その情報によって入力端子1か
ら入力する信号の変調方式を切換える。例えば、伝播路
状態が悪い場合には、1シンボル当りの伝送できる情報
量は下がるが、符号間距離が長く雑音に強い変調方式で
あるπ/4シフトQPSKに切り換えるように、変調方式の情
報が変調方式切換部2に与えられる。また、例えば、伝
播路状態が良い場合には、符号間距離が短く雑音には弱
いが、1シンボル当りの伝送できる情報量は多い変調方
式であるπ/4シフトQPSKに切り換えるように、変調方式
の情報が変調方式切換部2に与えられる。このように、
伝播路状態を判断し、変調方式を切り換えるという方式
によって、高速、かつ高品質な伝送が可能となる。
[0005] In FIG. 4, information of a modulation scheme determined by a propagation path state is transmitted from an information input terminal 9 to a modulation section 2.
The modulation unit 2 switches the modulation method of the signal input from the input terminal 1 according to the information. For example, when the propagation path condition is poor, the amount of information that can be transmitted per symbol decreases, but the information of the modulation method is changed so that the inter-code distance is long and the modulation method is switched to π / 4-shift QPSK, which is strong against noise. It is provided to the modulation scheme switching section 2. Also, for example, when the propagation path condition is good, the modulation method is switched to π / 4 shift QPSK, which is a modulation method in which the inter-symbol distance is short and weak to noise but the amount of information that can be transmitted per symbol is large. Is given to the modulation scheme switching section 2. in this way,
High-speed and high-quality transmission is possible by a method of judging the propagation path state and switching the modulation method.

【0006】次に、他の従来例について、図5を用いて
説明する。図5は、3つのデータ信号を入力して、それ
ぞれ異なる周波数に変調して合成し、共通増幅して送信
する送信機の構成を示すブロック図である。ここでは変
調方式の一例として16QAMを採用している。入力端子11
から入力されたデータ信号は変調部14に与えられる。変
調部14は、入力した信号について、所定のマッピング、
変調波の生成を行い、更に、所定の周波数f1に変調をか
けて、その信号を加算器17に与える。同様に、入力端子
12から入力されたデータ信号は変調部15に与えられる。
変調部15は、入力した信号について、所定のマッピン
グ、変調波の生成を行い、更に、所定の周波数f2に変調
をかけて、その信号を加算器17に与える。また同様に、
入力端子13から入力されたデータ信号は変調部16に与え
られる。変調部16は、入力した信号について、所定のマ
ッピング、変調波の生成を行い、更に、所定の周波数f3
に変調をかけて、その信号を加算器17に与える。
Next, another conventional example will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a transmitter that receives three data signals, modulates and combines them at different frequencies, and performs common amplification for transmission. Here, 16QAM is adopted as an example of the modulation method. Input terminal 11
Is input to the modulation unit 14. The modulation unit 14 performs predetermined mapping on the input signal,
Performs generation of the modulated wave, further, over the modulation to a predetermined frequency f 1, and supplies the signal to the adder 17. Similarly, the input terminal
The data signal input from 12 is provided to modulation section 15.
The modulator 15 performs predetermined mapping and generation of a modulated wave on the input signal, modulates the signal with a predetermined frequency f 2 , and supplies the signal to the adder 17. Similarly,
The data signal input from input terminal 13 is provided to modulation section 16. The modulation unit 16 performs predetermined mapping and generation of a modulated wave on the input signal, and further performs predetermined frequency f 3
And the signal is given to the adder 17.

【0007】加算器17は、与えられた周波数f1,f2,f3
の3つの信号を合成して、ミキサ4に与える。ミキサ4で
は、加算器17で合成された信号を局部発振器5より与え
られる局部発振信号によって、所定の(例えば、無線周
波数帯)周波数に周波数変換して、電力増幅器7に与え
る。電力増幅器7は、入力した信号を所定の電力まで共
通増幅して、アンテナ8を介して出力する。
The adder 17 receives the given frequencies f 1 , f 2 , f 3
Are combined and given to the mixer 4. In the mixer 4, the signal synthesized by the adder 17 is frequency-converted to a predetermined (for example, radio frequency band) frequency by a local oscillation signal supplied from the local oscillator 5, and is provided to the power amplifier 7. The power amplifier 7 commonly amplifies the input signal up to a predetermined power and outputs the signal via the antenna 8.

【0008】ここで、N波のAM(振幅変調)成分を持っ
た信号を合成した場合のピーク・ファクタ(peak facto
r)について述べる(N:2以上の正の整数)。ロールオ
フ率α=0.4の16QAMの信号が1波の場合のピーク・ファ
クタは、約5 dBとなる。これは、変調波の信号パターン
が擬似雑音のようなランダムパターンである場合の被変
調波の平均振幅に対して、変調波の状態遷移により包絡
線レベルが変動し、約1.7倍の振幅(ピーク値)が瞬間
的に生じることを示している。電力増幅器に対しては、
このピーク値に対しても、ある程度の線形性が保てるよ
うな特性が要求される。
[0008] Here, a peak factor when a signal having an AM (amplitude modulation) component of N waves is synthesized.
r) is described (N: a positive integer of 2 or more). The peak factor when one 16-QAM signal having a roll-off rate α = 0.4 is one wave is about 5 dB. This is because the envelope level fluctuates due to the state transition of the modulated wave, and the amplitude (peak) is about 1.7 times the average amplitude of the modulated wave when the signal pattern of the modulated wave is a random pattern such as pseudo noise. Value) occurs instantaneously. For power amplifiers,
Even for this peak value, a characteristic that can maintain a certain degree of linearity is required.

【0009】ここで、N波の無変調搬送波を合成した場
合の包絡線変動を考えると、N=2の場合には、2つの搬
送波のベクトル位相が一致した場合がピーク値となり、
この時の電力は、1波の電力よりも6 dB増え、2波の平
均電力に比べ3 dB増えることになる。またN=3の場合に
は、1波の電力に対して10 dB、3波の平均電力に対し
て5 dB増えることになる。以下同様に考えると、N波の
無変調搬送波の平均電力と、ピーク電力との差は、10・
log Nで表される。各々の搬送波に対して変調をかけた
場合、変調によるピーク・ファクタが加わるが、各変調
データに相関がなければ、N波合成時のピーク・ファク
タは飽和傾向を示す。しかし、4波程度までの合成時の
ピーク・ファクタは、近似的に (変調によるピーク・ファクタ)+ 10・log N(dB)‥‥‥式(1) と表され、例えば、N=3であれば、3波の変調波の合成
信号のピーク・ファクタは約10 dBである。例として、
図5に示す電力増幅器の出力の規定が、平均電力で60 W
/3波であるとすると、ピーク・ファクタを考慮して、6
00 W出力可能な電力増幅器が必要となる。
Here, considering the envelope fluctuation when N unmodulated carriers are combined, when N = 2, the peak value is obtained when the vector phases of the two carriers match, and
The power at this time is 6 dB higher than the power of one wave and 3 dB higher than the average power of two waves. When N = 3, the power is increased by 10 dB for one wave and 5 dB for the average power of three waves. Considering the same below, the difference between the average power of the N-wave unmodulated carrier and the peak power is 10 ·
Expressed as log N. When each carrier is modulated, a peak factor due to the modulation is added. However, if there is no correlation between the modulated data, the peak factor at the time of N-wave synthesis tends to be saturated. However, the peak factor when combining up to about four waves is approximately expressed as (peak factor due to modulation) + 10 · log N (dB) ‥‥‥ (1). If so, the peak factor of the composite signal of the three modulated waves is about 10 dB. As an example,
The output specification of the power amplifier shown in FIG.
Assuming that the wave is / 3, considering the peak factor, 6
A power amplifier capable of outputting 00 W is required.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】前述の従来例には、伝
播路状態によって変調方式を変える場合に、電力増幅器
のバイアス値を、ピークファクタの最も大きな変調方式
に対して、最適なバックオフ量をとるように設定してお
り、変調方式を切り換えた時、必ずしも最適なバイアス
値になっておらず、効率が低下してしまう欠点があっ
た。また、ある周波数帯域で複数のキャリアを共通増幅
する場合には、通信チャネル数が最大となる場合に対し
てバイアスを設定しており、使用するチャネル数を減じ
て使用する時には、最適なバイアス値にはなっておら
ず、効率が低下してしまう欠点があった。本発明の目的
は、上記のような欠点を除去し、変調方式の切り換えな
どによる最大出力電力の変化や、出力するキャリア数の
変化による送信電力の変化に対しても、伝送品質を劣化
させることなく、常に高効率な電力増幅器、また送信装
置を提供することを目的とする。
In the prior art described above, when the modulation method is changed depending on the propagation path condition, the bias value of the power amplifier is set to the optimum back-off amount for the modulation method having the largest peak factor. Therefore, when the modulation method is switched, the optimum bias value is not always obtained, and the efficiency is reduced. Also, when a plurality of carriers are commonly amplified in a certain frequency band, a bias is set for the case where the number of communication channels is maximized, and when the number of channels to be used is reduced, an optimum bias value is set. However, there is a disadvantage that the efficiency is reduced. An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to degrade transmission quality even with a change in maximum output power due to switching of a modulation scheme or a change in transmission power due to a change in the number of output carriers. It is another object of the present invention to provide a highly efficient power amplifier and a transmitting apparatus.

【0011】[0011]

【発明を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の送信機は、必要となる出力電力に対し、
電力増幅器のバイアス点を随時最適点になるように切り
換える。この結果、電力増幅器、またそれを使用した送
信装置の高効率化を実現したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, a transmitter according to the present invention has a required output power.
The bias point of the power amplifier is switched to an optimum point as needed. As a result, high efficiency of the power amplifier and the transmission device using the same are realized.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図1と図2に
よって説明する。図1は、本発明の送信機の構成を示す
ブロック図で、図2は、図1の送信機の動作を説明する
ための図である。図1において、伝播路状態によって切
り換える2つの変調方式を、従来例と同様に、16QAMと
π/4シフトQPSK、ロールオフ率α=0.4、変調方式の初期
設定は16QAM、平均送信電力は30 Wとする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the transmitter of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the transmitter of FIG. In FIG. 1, two modulation schemes to be switched according to the propagation path state are 16QAM and π / 4 shift QPSK, roll-off rate α = 0.4, the initial setting of the modulation scheme is 16QAM, and the average transmission power is 30 W, as in the conventional example. And

【0013】図1は、図4とほぼ同じ構成で、入力端子
1は、変調部2、D/A変換器3、ミキサ4、バンドパスフィ
ルタ6、電力増幅器(PA)7を介してアンテナ8と接続さ
れる。また、局部発振器5はミキサ4と接続される。ただ
し、電源制御部10が追加され、電源制御部(PW.CONT)
10は電力増幅器7にバイアス電圧を供給する。そして、
情報入力端子9は、変調部2の他に、電源制御部10に接続
されている。
FIG. 1 has almost the same configuration as that of FIG.
1 is connected to an antenna 8 via a modulation unit 2, a D / A converter 3, a mixer 4, a bandpass filter 6, and a power amplifier (PA) 7. The local oscillator 5 is connected to the mixer 4. However, the power control unit 10 has been added, and the power control unit (PW.CONT)
10 supplies a bias voltage to the power amplifier 7. And
The information input terminal 9 is connected to a power control unit 10 in addition to the modulation unit 2.

【0014】以下、図1の動作を説明する。データ信号
が入力端子1から入力し、変調部2、D/A変換器3、局部発
振器5、ミキサ4、BPF6、電力増幅器7の構成要素によっ
て、変調、増幅され、アンテナ8から出力するまでの動
作は、図4の通りであるので説明を省略する。そしてま
た、図4と同様に、情報入力端子9からは、伝播路状態
によって決定した変調方式の情報が出力され、変調方式
切換部2に与えられる。そして、この情報は、更に、電
源制御部10にも与えられる。前述した様に、変調方式に
よってピーク・ファクタが異なり、必要となる飽和電力
が変化する。そのため、電源制御部10により電力増幅器
7に最適なバイアス値を与える。
The operation of FIG. 1 will be described below. The data signal is input from the input terminal 1, and is modulated and amplified by the components of the modulation unit 2, the D / A converter 3, the local oscillator 5, the mixer 4, the BPF 6, and the power amplifier 7, and is output from the antenna 8 The operation is as shown in FIG. Further, similarly to FIG. 4, information on the modulation scheme determined by the propagation path state is output from the information input terminal 9 and provided to the modulation scheme switching unit 2. Then, this information is further provided to the power supply control unit 10. As described above, the peak factor differs depending on the modulation method, and the required saturation power changes. Therefore, the power amplifier 10
Give 7 the optimal bias value.

【0015】ここで、変調方式の違いによるピーク・フ
ァクタと電力増幅器7の飽和出力との関係について説明
する。ロールオフ率α=0.4の時の16QAMのピーク/ファク
タは約5 dB、π/4シフトQPSKのピーク・ファクタは約3
dBである。16QAMを選択した場合のピーク・ファクタが
約5 dBとなることから、電力増幅器7のバイアス設定
は、95 W出力が可能になるようになっている。この状態
で、伝播路状態の悪化により、π/4シフトQPSKに切り換
えを行ったとする。π/4シフトQPSKのピーク・ファクタ
は約3 dBのため、必要な電力増幅器7の最大電力は60 W
となり、もしバイアス値を16QAM用に設定した初期値に
固定したまま動作させると、35 W余計にバックオフをと
っていることになる。このため、変調方式がπ/4シフト
QPSKに切り換わった場合、電力増幅器7の最大飽和電力
が60 Wとなるようなバイアス値に設定することよって、
必要とされる電力増幅器7の出力電力に対して最適なバ
イアス値を与えることが可能となる。電力増幅器7のバ
イアス値を変えた場合の入出力特性を図2に示す。図2
は、電力増幅器7の入出力特性の一例を表す図で、横軸
が入力電力で縦軸が出力電力である。
Here, the relationship between the peak factor due to the difference in modulation scheme and the saturation output of the power amplifier 7 will be described. When the roll-off rate α = 0.4, the peak / factor of 16QAM is about 5 dB, and the peak factor of π / 4 shift QPSK is about 3
dB. Since the peak factor when 16QAM is selected is about 5 dB, the bias setting of the power amplifier 7 is such that a 95 W output is possible. In this state, it is assumed that switching to π / 4 shift QPSK is performed due to deterioration of the propagation path state. Since the peak factor of π / 4 shift QPSK is about 3 dB, the required maximum power of the power amplifier 7 is 60 W
If you operate with the bias value fixed at the initial value set for 16QAM, you will have an extra 35 W of back-off. Therefore, the modulation method is shifted by π / 4
When switching to QPSK, by setting the bias value so that the maximum saturation power of the power amplifier 7 becomes 60 W,
It is possible to give an optimum bias value to the required output power of the power amplifier 7. FIG. 2 shows input / output characteristics when the bias value of the power amplifier 7 is changed. FIG.
Is a diagram showing an example of the input / output characteristics of the power amplifier 7, where the horizontal axis is the input power and the vertical axis is the output power.

【0016】次に、他の実施例について図3を用いて説
明する。図3は、本発明の送信機の一実施例の構成を示
すブロック図である。図3は、変調方式をロールオフ率
α=0.4の16QAM、使用する通信チャネル数を3波/60 W
(1波/20 W)とし、これを電力増幅器7で共通増幅する
もので、従来技術で説明した図5に本発明の構成とし
て、電圧制御部(PW.CONT)10を追加したものである。
入力端子11,12,13からデータ信号がそれぞれ入力し、
変調部14,15,16をそれぞれ介して、加算器17,D/A変
換器3,ミキサ4と局部発振器5,BPF6,電力増幅器7を
介してアンテナ8から出力されるまでの動作は、図5と
同じなので、説明を省略する。
Next, another embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of one embodiment of the transmitter of the present invention. FIG. 3 shows that the modulation method is 16QAM with a roll-off rate α = 0.4, and the number of communication channels to be used is 3 waves / 60 W
(1 wave / 20 W), which is commonly amplified by the power amplifier 7. The voltage control unit (PW. CONT) 10 is added to the configuration of the present invention in FIG. .
Data signals are input from input terminals 11, 12, and 13, respectively.
The operation until output from the antenna 8 via the adder 17, the D / A converter 3, the mixer 4, the local oscillator 5, the BPF 6, and the power amplifier 7 via the modulators 14, 15, and 16 is shown in FIG. 5, the description is omitted.

【0017】一方、情報入力端子18を介して、チャネル
数の情報が電源制御部10に与えられる。電源制御部10は
この入力するチャネル数の情報を得て、その数に対応し
て予め定められたバイアス電圧を電力増幅器7に与え
る。ここで、通信チャネル数が3波から2波、あるいは
1波に変化した時の電力増幅器のバイアス値の設定につ
いて説明する。
On the other hand, information on the number of channels is provided to the power supply control unit 10 via the information input terminal 18. The power control unit 10 obtains the information on the number of channels to be input, and applies a predetermined bias voltage to the power amplifier 7 corresponding to the number. Here, the setting of the bias value of the power amplifier when the number of communication channels changes from three to two or one will be described.

【0018】まず、通信チャネル(キャリア)として3
波用いる場合、1波あたりの平均電力が20 Wであるた
め、3波分で60 W、更に、ピーク・ファクタを考慮する
と、従来の技術で示した式(1)より、600 Wの出力が可能
となるようにバイアス値の設定を行う。ここで、通信要
求数が減少し、チャネル数を2波に減じたとすると、電
力増幅器7に必要な最大電力は250 Wとなり、更に、チャ
ネル数が1波の場合は63 Wとなる。このように、情報入
力端子18から入力するキャリア数の情報に基づき、電源
制御部10で、出力電力に対し最適なバイアス値を設定
し、電力増幅器7を動作させる。
First, 3 is used as a communication channel (carrier).
When using waves, the average power per wave is 20 W, so 60 W for three waves and, considering the peak factor, the output of 600 W is obtained from the equation (1) shown in the conventional technology. Set the bias value so that it becomes possible. Here, if the number of communication requests is reduced and the number of channels is reduced to two waves, the maximum power required for the power amplifier 7 is 250 W, and further, if the number of channels is one, it is 63 W. As described above, based on the information on the number of carriers input from the information input terminal 18, the power supply control unit 10 sets the optimum bias value for the output power and operates the power amplifier 7.

【0019】次に、上記本発明の応用例を図6と図7と
によって説明する。図6は、フィード・フォワード方式
の歪み補償を行う電力増幅器(以下、FF増幅器と称す
る)の一実施例の構成を示すブロック図である。また図
7は、図6で示すブロック構成図のA点〜D点のスペクト
ルを説明する図である。
Next, an application example of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an embodiment of a power amplifier (hereinafter, referred to as an FF amplifier) that performs feed-forward distortion compensation. FIG. 7 is a diagram illustrating spectra at points A to D in the block diagram shown in FIG.

【0020】変調波入力端子20は、電力分配器21を介し
て可変減衰器22と遅延器25とにそれぞれ接続される。可
変減衰器22は、移相器23、主増幅器24を介して電力分配
器26と接続される。電力分配器26は、遅延器28そして加
算器32を介して出力端子33と接続される。また一方、電
力分配器26は、加算器27とも接続される。また、遅延器
25は、加算器27に接続され、加算器27は、可変減衰器2
9、そして移相器30、更に誤差増幅器31を介して加算器3
2と接続される。以下、この動作について説明する。
The modulated wave input terminal 20 is connected to a variable attenuator 22 and a delay unit 25 via a power divider 21. The variable attenuator 22 is connected to a power distributor 26 via a phase shifter 23 and a main amplifier 24. The power divider 26 is connected to an output terminal 33 via a delay unit 28 and an adder 32. On the other hand, the power distributor 26 is also connected to the adder 27. Also, the delay unit
25 is connected to the adder 27, and the adder 27 is connected to the variable attenuator 2
9, and the adder 3 via the phase shifter 30 and the error amplifier 31
Connected to 2. Hereinafter, this operation will be described.

【0021】変調波入力端子20から入力された信号は、
電力分配器21で分配され、一方は可変減衰器22、そして
移相器23を介して主増幅器24に与えられ、他方は遅延器
25に与えられる。主増幅器24では、所定の電力まで増幅
されるが、増幅器の非線形性により、その出力(A点)
には主信号成分以外に歪み成分が含まれる。一方、遅延
器25の出力(B点)は、主増幅器24を介していないため
無歪み出力となる。この2つの信号を逆位相で加算器27
により加算することで、加算器27の出力(C点)には主
増幅器24で発生した歪み成分のみが抽出される。また、
この時、加算器27において加算される2つの信号の位相
を合せるために、遅延器25が、主増幅器24を含む他方の
経路で生じる遅延分と同じだけの遅延量を与え、更に、
温度変化などによって、振幅レベルや位相が変化を可変
減衰器22と移相器23によってそれぞれ微調整をする。
The signal input from the modulation wave input terminal 20 is
The power is divided by a power divider 21, one of which is supplied to a main amplifier 24 via a variable attenuator 22 and a phase shifter 23, and the other is a delay unit.
Given to 25. In the main amplifier 24, the power is amplified to a predetermined power. However, the output (point A) is caused by the non-linearity of the amplifier.
Contains a distortion component other than the main signal component. On the other hand, the output (point B) of the delay unit 25 is a distortion-free output because it does not pass through the main amplifier 24. Adder 27 adds these two signals in opposite phases.
Thus, only the distortion component generated by the main amplifier 24 is extracted from the output (point C) of the adder 27. Also,
At this time, in order to match the phases of the two signals added in the adder 27, the delay unit 25 gives the same delay amount as the delay generated in the other path including the main amplifier 24.
A change in the amplitude level or phase due to a temperature change or the like is finely adjusted by the variable attenuator 22 and the phase shifter 23, respectively.

【0022】抽出された歪み成分は、誤差増幅器31で増
幅され、加算器32に与えられる。その一方で、主増幅器
24の出力は遅延器28で誤差増幅器31の経路側で生じる遅
延分と同じだけの遅延量を与えられ、加算器32に与えら
れる。また、信号レベルと位相の微調整を可変減衰器29
と移相器30によって行う。そして、加算器32によって、
入力される2つの信号成分を逆位相で加算することによ
り、加算器32の出力(D点)には主増幅器24の出力の歪
み成分を取り除いた信号が取出され、出力端子33を介し
て出力される信号には、非線形歪みに対する補償がなさ
れる。
The extracted distortion component is amplified by an error amplifier 31 and provided to an adder 32. On the other hand, the main amplifier
The output of 24 is given the same delay amount as the delay generated on the path side of the error amplifier 31 by the delay unit 28, and is given to the adder 32. Also, fine adjustment of the signal level and phase is performed by the variable attenuator 29.
By the phase shifter 30. Then, by the adder 32,
By adding the two input signal components in opposite phases, a signal from which the distortion component of the output of the main amplifier 24 has been removed is taken out at the output (point D) of the adder 32, and output via an output terminal 33. The resulting signal is compensated for nonlinear distortion.

【0023】これまで述べた動作について、図6に示さ
れるA点〜D点のスペクトルを図で示したものが図7であ
る。それぞれ横軸が周波数f、縦軸が電力Pである。AA点
ではメイン信号と歪み成分と両方が現れ、B点ではメイ
ン信号だけで歪み成分はない。またC点ではメイン信号
が相殺されるので、歪み成分だけが現れ、D点では、A点
で現れたメイン信号と歪み成分からC点で抽出された歪
み成分を差引くので、メイン信号だけが取出される。図
6に示す主増幅器24に、変調方式、あるいは通信チャネ
ル数によってFF増幅器の飽和電力、また送信電力を変化
することによって、前述したバイアス値を随時最適値に
設定するという方法を用いるものである。
FIG. 7 shows the spectrum of points A to D shown in FIG. 6 for the operation described above. The horizontal axis represents the frequency f and the vertical axis represents the power P. At the point AA, both the main signal and the distortion component appear, and at the point B, only the main signal has no distortion component. Also, at point C, the main signal is canceled, so only the distortion component appears.At point D, the distortion component extracted at point C is subtracted from the main signal and distortion component that appear at point A, so only the main signal is subtracted. Be taken out. In the main amplifier 24 shown in FIG. 6, a method is used in which the bias value described above is set to an optimum value at any time by changing the saturation power of the FF amplifier and the transmission power according to the modulation method or the number of communication channels. .

【0024】図6と同様の構成で、誤差増幅器に前述の
実施例を応用した場合の動作について以下に述べる。変
調方式の切り換え、即ち、ピーク・ファクタの変化によ
り、相対的に主増幅器24のバックオフ量が変化し、歪み
の電力も変化するため、誤差増幅器31に入力される歪み
電力の変化に応じ、誤差増幅器31のバイアスを最適化す
る。また、通信チャネル数によって、主増幅器24の出力
電力が変化することで、発生する歪みの量も変化するた
め、誤差増幅器31のバイアス値を制御するものである。
また、主増幅器24と誤差増幅器31のそれぞれに前述した
実施例を用いることができる。
The operation when the above-described embodiment is applied to the error amplifier with the same configuration as that of FIG. 6 will be described below. The modulation method is switched, that is, the back-off amount of the main amplifier 24 is relatively changed by the change of the peak factor, and the power of the distortion is also changed, so that according to the change of the distortion power input to the error amplifier 31, The bias of the error amplifier 31 is optimized. In addition, since the amount of distortion generated by changing the output power of the main amplifier 24 according to the number of communication channels also changes, the bias value of the error amplifier 31 is controlled.
Further, the above-described embodiment can be used for each of the main amplifier 24 and the error amplifier 31.

【0025】次に、本発明の他の送信機について、図8
のブロック図を用いて説明する。図8は、本発明の送信
機の構成を示すブロック図である。図8の例では、変調
方式として16QAM変調を用いるものとする。入力端子1
1′は、変調器34、ミキサ35、バンドパスフィルタ(BP
F)37、前置増幅器38、電力増幅器(PA)39を介してア
ンテナ40と接続される。また、局部発振器36はミキサ35
と接続される。以下、この動作について説明する。
Next, another transmitter of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to the block diagram of FIG. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the transmitter according to the present invention. In the example of FIG. 8, 16QAM modulation is used as a modulation method. Input terminal 1
1 'is a modulator 34, a mixer 35, a band-pass filter (BP
F) It is connected to an antenna 40 via a preamplifier 38 and a power amplifier (PA) 39. The local oscillator 36 is a mixer 35
Connected to Hereinafter, this operation will be described.

【0026】入力端子11′から入力されたシリアルデー
タは、変調器34でシリアル・パラレル変換及び多値化さ
れ、所定のマッピングに従い信号点を配置し、16QAMの
変調波を生成する。変調器34から出力された変調波は、
ミキサ35で、局部発振器36からの信号により無線周波数
帯へ周波数変換される。周波数変換後の信号は、BPF37
を通ることにより高調波成分が除去され、前置増幅器38
とPA39によって所定の送信電力まで増幅され、アンテナ
40を介して出力される。
The serial data input from the input terminal 11 'is subjected to serial / parallel conversion and multi-level conversion by the modulator 34, signal points are arranged according to a predetermined mapping, and a 16QAM modulated wave is generated. The modulated wave output from the modulator 34 is
The mixer 35 frequency-converts the signal from the local oscillator 36 into a radio frequency band. The signal after frequency conversion is BPF37
Harmonic components are removed by the
Amplified to predetermined transmission power by PA39 and antenna
Output via 40.

【0027】ディジタル無線伝送において、16QAMのよ
うな多値QAM変調やQPSKのような変調方式を用いる場
合、伝送品質の確保、隣接するチャネルへの電力の制限
などから、電力増幅器の線形性が要求されるが、その一
方で電源効率の向上が要求される。このため、前述した
電力増幅器を用いることで、直流電力を最小限に押さ
え、動作させることができる。
In digital radio transmission, when using a multi-level QAM modulation such as 16QAM or a modulation scheme such as QPSK, the linearity of the power amplifier is required to secure transmission quality and to limit power to adjacent channels. However, on the other hand, improvement in power supply efficiency is required. Therefore, by using the above-described power amplifier, the DC power can be minimized and operated.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば、送信機の電力増幅器の
バイアス値を変調方式の切り換えや、共通増幅波数等の
変化により、異なる最大送信電力に応じて、最適化して
動作させるため、伝送品質を劣化させることなく、常に
高効率な電力増幅器、またそれを使用した送信装置の実
現が可能となる。
According to the present invention, the bias value of the power amplifier of the transmitter is optimized and operated according to the different maximum transmission power by changing the modulation method or changing the number of common amplification waves. Without deteriorating the quality, a highly efficient power amplifier and a transmitter using the same can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の送信機の一実施例の構成を示すブロ
ック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a transmitter according to the present invention.

【図2】 図1の送信機の動作を説明するための図。FIG. 2 is a view for explaining the operation of the transmitter in FIG. 1;

【図3】 本発明の送信機の一実施例の構成を示すブロ
ック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a transmitter according to the present invention.

【図4】 従来の送信機の構成を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional transmitter.

【図5】 3つの信号を異なる周波数にそれぞれ変調
し、共通増幅して送信する従来の送信機の構成を示すブ
ロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional transmitter that modulates three signals to different frequencies, amplifies the signals, and transmits the amplified signals.

【図6】 本発明のFF増幅器の一実施例の構成を示すブ
ロック図。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the FF amplifier according to the present invention.

【図7】 図6のFF増幅器のA点〜D点のスペクトルを説
明する図。
FIG. 7 is a view for explaining spectra at points A to D of the FF amplifier in FIG. 6;

【図8】 本発明の送信機の一実施例の構成を示すブロ
ック図。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a transmitter according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:入力端子、 2:変調部、 3:D/A変換器、 4:ミ
キサ、 5:局部発振器、 6:BPF、 7:電力増幅器、
8:アンテナ、 9:情報入力端子、 11,12,13:入
力端子、 14,15,16:変調部、 17:加算器、 18:
情報入力端子、20:変調波入力端子、 21:電力分配
器、22:可変減衰器、 23:移相器、24:主増幅器、
25:遅延器、 26:電力分配器、 27:加算器、 28:
遅延器、 29:可変減衰器、 30:移相器、 31:誤差
増幅器、 32:加算器、 33:出力端子、 34:変調
器、 35:ミキサ、 36:局部発振器、 37:BPF:、
38:前置増幅器、 39:PA、 40:アンテナ。
1: Input terminal, 2: Modulation section, 3: D / A converter, 4: Mixer, 5: Local oscillator, 6: BPF, 7: Power amplifier,
8: Antenna, 9: Information input terminal, 11, 12, 13: Input terminal, 14, 15, 16: Modulator, 17: Adder, 18:
Information input terminal, 20: modulated wave input terminal, 21: power divider, 22: variable attenuator, 23: phase shifter, 24: main amplifier,
25: Delay device, 26: Power divider, 27: Adder, 28:
Delay device, 29: Variable attenuator, 30: Phase shifter, 31: Error amplifier, 32: Adder, 33: Output terminal, 34: Modulator, 35: Mixer, 36: Local oscillator, 37: BPF :,
38: Preamplifier, 39: PA, 40: Antenna.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J090 AA01 AA41 CA21 CA36 FA10 GN02 GN07 HN03 KA00 KA15 KA16 KA23 KA26 KA32 KA34 KA44 KA53 MA10 MA14 SA14 TA01 TA02 TA03 5J091 AA01 AA41 CA21 CA36 FA10 KA00 KA15 KA16 KA23 KA26 KA32 KA34 KA44 KA53 MA10 MA14 SA14 TA01 TA02 TA03 5J092 AA01 AA41 CA21 CA36 FA10 KA00 KA15 KA16 KA23 KA26 KA32 KA34 KA44 KA53 MA10 MA14 SA14 TA01 TA02 TA03 VL08 5K060 BB07 HH06 KK06 LL01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued from the front page F term (reference) 5J090 AA01 AA41 CA21 CA36 FA10 GN02 GN07 HN03 KA00 KA15 KA16 KA23 KA26 KA32 KA34 KA44 KA53 MA10 MA14 SA14 TA01 TA02 TA03 5J091 AA01 AA41 CA21 CA36 KA16 KA00 KA23 KA00 KA53 MA10 MA14 SA14 TA01 TA02 TA03 5J092 AA01 AA41 CA21 CA36 FA10 KA00 KA15 KA16 KA23 KA26 KA32 KA34 KA44 KA53 MA10 MA14 SA14 TA01 TA02 TA03 VL08 5K060 BB07 HH06 KK06 LL01

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の変調方式を切換えて通信する送信
機に使用する電力増幅器において、該変調方式に応じて
該電力増幅器のバイアス値を最適化することを特徴とす
る電力増幅器。
1. A power amplifier for use in a transmitter that communicates by switching between a plurality of modulation schemes, wherein a bias value of the power amplifier is optimized according to the modulation scheme.
【請求項2】 N個のキャリア(Nは2以上の整数)を共
通増幅する電力増幅器において、入力するキァリア数に
応じて該電力増幅器のバイアス値を最適化することを特
徴とする電力増幅器。
2. A power amplifier for commonly amplifying N carriers (N is an integer of 2 or more), wherein a bias value of the power amplifier is optimized according to the number of carriers input.
【請求項3】 ユーザの指示に応じて変調方式を切換え
る変調部と、 該変調によって変調された信号をアナログデータに変換
するディジタル・アナログ変換器と、 所定の周波数信号を発生する基準局部信号発振器と、 該基準局部信号発振器によって発生した周波数信号に、
前記アナログデータを周波数変換するミキサと、 該ミキサによって周波数変換された信号の不要周波数成
分を除去するバンドパスフィルタと、 バイアス値の設定を変更する電源制御部とを有し、 前記変調方式に応じて、該バイアス値の設定を変更し
て、入力信号を増幅することを特徴とする電力増幅器。
3. A modulator for switching a modulation method in accordance with a user's instruction, a digital-to-analog converter for converting a signal modulated by the modulation into analog data, and a reference local signal oscillator for generating a predetermined frequency signal And a frequency signal generated by the reference local signal oscillator,
A mixer for frequency-converting the analog data, a band-pass filter for removing unnecessary frequency components of the signal frequency-converted by the mixer, and a power supply control unit for changing a setting of a bias value. And changing the setting of the bias value to amplify the input signal.
【請求項4】 入力するN個の信号(Nは2以上の整数)
をそれぞれ異なる周波数に変調し、該変調した複数の信
号を合成し、該合成した信号を増幅する電力増幅器にお
いて、 入力するN個の信号を、それぞれ異なる周波数に変調す
るN個の変調部と、 該N個の変調部によって変調された信号を合成する加算
器と、 該加算器によって合成された信号をアナログデータに変
換するディジタル・アナログ変換器と、 所定の基準周波数の信号を発生する局部信号発振器と、 該基準周波数に、前記アナログデータを周波数変換する
ミキサと、 該ミキサによって周波数変換された信号の不要周波数成
分を除去するバンドパスフィルタと、 バイアス値の設定を変更する電源制御部とを有し、 入力する信号の数に応じて該バイアス値の設定を変更す
ることを特徴とする電力増幅器。
4. N input signals (N is an integer of 2 or more)
Are modulated to different frequencies, a plurality of modulated signals are combined, and in a power amplifier that amplifies the combined signal, N modulation units that modulate the input N signals to different frequencies are provided, An adder for combining the signals modulated by the N modulators; a digital-to-analog converter for converting the signal combined by the adder to analog data; a local signal for generating a signal having a predetermined reference frequency An oscillator; a mixer for converting the analog data to the reference frequency; a band-pass filter for removing unnecessary frequency components of a signal frequency-converted by the mixer; and a power supply control unit for changing a setting of a bias value. A power amplifier, comprising: changing the setting of the bias value according to the number of input signals.
【請求項5】 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の
電力増幅器を用い、増幅器の非線形性によって生じる歪
み成分を除去するフィードフォワード方式の歪み補償を
行う電力増幅器。
5. A power amplifier that uses the power amplifier according to any one of claims 1 to 4 to perform a feedforward distortion compensation for removing a distortion component caused by nonlinearity of the amplifier.
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