JP2005500738A - 適応回路を制御するための装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
利得制御器及び位相制御器を備える、キャンセレーション・ノードを含む信号キャンセレーション・ループを有するフィードフォワード増幅器である。各制御器は、離散的タップ操縦信号を供し、対応するタップ操縦信号を、予め選択された値のシーケンスの形態を持つ離散的トレーサ信号で変調する。このシーケンスは、トレーサ信号が予め選択された期間にわたって他のトレーサ信号と相互に直交するように選択されている。制御器の出力に接続される利得／位相調整器は、信号キャンセレーション・ループにおける利得変化及び位相シフトの制御を行ない、利得変化及び位相シフトの大きさは、制御器によって利得／位相調整器に示された対応するタップ操縦信号によって制御される。入力がキャンセレーション・ノードに接続され、出力が制御器に接続される検出器は、キャンセレーション・ノードにおいて信号のエンベロープの測定値を出力する。予め選択された期間の後で、制御器によって利得／位相調整器に示されたタップ操縦信号の新しい値は、それぞれの予め選択された期間にわたって個々のトレーサ信号を検出器出力に掛け合わせ、結果として得られるひと続きの値を合計し、それぞれの合計の値に従って変調され、さらに、利得／位相調整器に示されたタップ操縦信号を変化させることによって得られる。
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適応回路に関する。さらに具体的には、本発明は、フィードフォワード増幅器回路において利得及び位相の調整を制御するような、適応回路を制御するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
優先権の主張：
本出願は、米国特許仮出願第６０／３１１，３５８号（２００１年８月１３日出願）、及び米国特許出願第１０／０１６，６９１号（２００１年１２月１７日出願）のそれぞれによる優先権を主張し、これら米国出願の内容を参照によって本明細書に組み込む。
【０００３】
適応回路は、種々の異なる用途において既知であり、使用されている。適応回路の１つの公知の例は、フィードフォワード増幅器（「ＦＦＡ」）である。フィードフォワード増幅器において線形性を実現するために、増幅回路構成を慎重に制御することが要求される。特に、ＦＦＡにおいて、２つ以上の利得及び位相の調整器が使用されることが多く、これら各調整器のタップは、増幅器によって直線性を実現するように慎重に操縦（ステアリング）される。
【０００４】
ＦＦＡの技術範囲内で、利得／位相調整器のそれぞれに対し１つずつの検出／制御回路を使用することはよく知られている。各検出器／制御器回路は、ＦＦＡにおいてそれぞれの利得／位相調整器のタップを操縦するように操作可能であるので、主増幅器及び補正増幅器が主増幅器によって持ち込まれたエラーを低減するために、また、ＦＦＡにおいてパイロットトーンが使用されるのであれば、主増幅器の前に投入されたパイロットトーンの残留出力を減少させるために、適切に協同することができる。
【０００５】
ある従来技術としての検出器／制御器回路において、検出器／制御器回路の検出器部が、関連した制御器部が調整を行なう必要があることを示すと、該制御器部は、実際に所望の効果を得るには増減のどちらかであることを認識することなく、タップへの入力を増減させる方向に利得／位相調整器のタップを任意に操縦する。制御器が正しい方向にタップを操縦したかどうかを確かめるために（例えば、タップへの信号を増加させるために）、修正が加えられた後で、検出器回路は、変化の方向が所望の効果をもたらしたかどうかを確認し、もしそうならば、必要に応じて、制御器回路に同一方向に操縦を続けるよう指示する。しかしながら、操縦方向が望ましくない結果をもたらしていることを検出器回路によって確認された場合、該検出器回路は、（例えば、タップへの信号を減少させるために）反対方向へのタップの操縦を試みるように制御器に指示する。
【０００６】
従来技術において、検出器／制御器回路は互いに独立して動作するので、それ故に、各調整器の各タップごとに最適レベルに向けて収束させることは困難である可能性がある。例えば、ＦＦＡによって増幅されている入力信号の強度が急速に変化することにより、検出器／制御器回路が、各利得／位相調整器のタップ・レベルをそれぞれの最適レベルに収束させるのに十分迅速に反応することを困難にすることがある。さらに、利得／位相調整器の１つのタップの調整は、別のタップで達成される最適入力レベル若しくはほぼ最適な入力レベルを混乱させる可能性があるので、タップのすべてを通じて混乱が連鎖的に生じるかもしれない。
【０００７】
本発明の発明者はまた、更なる問題として、このような従来技術としての制御器回路は結果として、タップが入力信号に対する極小値に対応するレベルに対し操縦され、入力信号に対する大域的最適値を見落とすことになることがあると考えている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、従来技術の上記不利点の少なくとも１つを除去又は緩和する適応回路を制御するための新規な装置及び方法を提供することである。本発明の更なる目的は、従来技術の上記不利点の少なくとも１つを除去又は緩和する新奇なフィードフォワード増幅器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によると、利得制御器及び位相制御器を備えた、キャンセレーション・ノードを含む信号キャンセレーション・ループを有するフィードフォワード増幅器が提供される。各制御器は、離散的タップ操縦信号を付与し、対応するタップ操縦信号を、予め選択された値のシーケンスの形態を持つ離散的トレーサ信号で変調する。このシーケンスは、トレーサ信号が予め選択された期間にわたって他のトレーサ信号と相互に直交するように選択される。制御器の出力に接続される利得／位相調整器は、信号キャンセレーション・ループにおける利得変化及び位相シフトの制御を行ない、この利得変化及び位相シフトの大きさは、制御器によって利得／位相調整器に示された対応するタップ操縦信号によって制御されている。入力がキャンセレーション・ノードに接続され、出力が制御器に接続される検出器は、キャンセレーション・ノードにおいて信号のエンベロープの測定値を出力する。予め選択された期間の後で、制御器によって利得／位相調整器に示されたタップ操縦信号に対する新しい値は、それぞれの予め選択された期間にわたって個々のトレーサ信号を検出器出力に掛け合わせ、結果として生じる一連の値を合計し、個々の合計の値に従って変調され、利得／位相調整器に示されるタップ操縦信号を変化させることによって、得られる。随意的に、各タップ操縦信号は、対応する和の極性に応じて増減される、即ち、利得／位相調整器に示されたタップ操縦信号は、対応する加算値が０であるか、若しくは、０に近い予め選択された範囲内である場合に、変化がないままであり、対応する加算値が０に近い予め選択された範囲外である場合に、対応する加算値の極性に応じて増減される。さらに、各タップ操縦信号は、対応する加算値が正である場合に増加され、対応する加算値が負である場合に減少される。本明細書中で論じられる実施の形態のいずれにおいても、トレーサ信号は、極性が変化するが、振幅については変化せず、擬似雑音シーケンス若しくはウオルシュ符号であるように選択され得る。
【００１０】
本発明の別の態様によって提供されるフィードフォワード増幅器は、
入力ポートと、
第１の主経路スプリッタであって、入力信号が上記入力ポートに適用される場合、該第１の主経路スプリッタによって主信号及びフィードフォワード信号に分割されるように、該第１の主経路スプリッタの入力が入力ポートに接続される、該第１の主経路スプリッタと、
入力が上記第１の主経路スプリッタの第１の出力に接続される主信号経路利得／位相調整器であって、タップ上の電圧レベルが主信号の振幅及び位相を制御するように構成される利得制御入力タップ及び位相制御入力タップを有する、該主信号経路利得／位相調整器と、
入力が上記主信号経路利得／位相調整器の出力に接続される主増幅器と、
入力が上記主増幅器の出力に接続される第２の主経路スプリッタと、
入力が上記第１の主経路スプリッタの第２の出力に接続される、フィードフォワード信号経路遅延素子であって、該フィードフォワード信号経路遅延素子によって課される遅延が、上記主増幅器によって生じられる主信号の遅延とほぼ一致するように選択される、該フィードフォワード信号経路遅延素子と、
第１の入力が上記フィードフォワード信号経路遅延素子の出力に接続されるフィードフォワード経路カプラーと、
上記第２の主経路スプリッタの第２の出力を上記フィードフォワード経路カプラーの第２の入力に接続するコネクタ／減衰器であって、減衰は、上記フィードフォワード経路カプラーに供される主信号の非変形部が上記フィードフォワード信号によってほぼキャンセルされるように選択される、該コネクタ／減衰器と、
入力が上記フィードフォワード経路カプラーの出力に接続されるフィードフォワード経路スプリッタと、
入力が上記フィードフォワード経路スプリッタの第２の出力に接続される検出器と、
入力が上記検出器の出力に接続され、出力が上記利得制御入力タップに接続される利得制御器と、
入力が上記検出器の出力に接続され、出力が上記位相制御入力タップに接続される位相制御器と、
を含み、
上記制御器がそれぞれ、予め選択された一連の値の形態を持つ離散的低レベル信号で個々の出力上の電圧レベルを変調し、上記一連の値は、各低レベル信号が予め選択された期間にわたって他の低レベル信号と相互に直交するように選択され、
上記検出器がキャンセレーション・ノードにおいて信号のエンベロープの測定値を出力し、
上記各制御器が、予め選択された期間にわたるいずれの場合においても、接続されているタップを変調するための低レベル信号と上記検出器から受信された信号とを乗じ、経時的に結果として生じる一連の値を加算し、該加算値に従って個々のタップ上の電圧レベルを変化させる。
【００１１】
随意的に、各電圧レベルは、対応する和の極性に応じて増減される、即ち、利得／位相調整器に示された電圧レベルは、対応する加算値が０であるか、若しくは０に近い予め選択された範囲内である場合に、変化がないままであり、対応する加算値が予め選択された範囲外である場合に、対応する加算値の極性に応じて増減される。さらに、各電圧レベルは、対応する加算値が正である場合に増加され、対応する加算値が負である場合に減少され、各出力電圧レベルは、個々の加算値の大きさに比例して変化され得る。
【００１２】
上記の実施の形態のいずれにおいても、低レベル信号は、極性が変化するが、振幅については変化せず、該低レベル信号は、擬似雑音シーケンスまたはウオルシュ符号であるように選択され得る。
【００１３】
本発明のさらに別の態様によると、信号が最小化されることになるキャンセレーション・ノードを含む信号キャンセレーション・ループを有するフィードフォワード増幅器が提供され、該フィードフォワード増幅器は、
タップ操縦信号を供し、該タップ操縦信号を、予め選択された一連の値の形態を持つトレーサ信号で変調する制御器と、
上記信号キャンセレーション・ループの特性の変化の制御を行ない、その結果としてキャンセレーション・ノードにおける信号のエンベロープの測定値を変化させることになる、上記制御器の出力に接続される調整器であって、特性の変化の大きさが、上記制御器によって上記調整器に供された変調タップ操縦信号によって制御される、該調整器と、
入力が上記キャンセレーション・ノードに接続され、出力が上記制御器に接続される検出器であって、キャンセレーション・ノードにおいて信号のエンベロープの測定値を出力する検出器と、
を含み、
予め選択された期間の後で、タップ操縦信号に対する新しい設定が、検出器出力とトレーサ信号とを乗じ、結果としての一連の値を加算し、該加算値に従って変調され、上記調整器に供されるタップ操縦信号を変化させることによって、得られる。
【００１４】
随意的に、タップ操縦信号は、対応する和の極性に応じて増減される、即ち、利得／位相調整器に示されたタップ操縦信号は、対応する加算値が０であるか若しくは０に近い予め選択された範囲内である場合、変化がないままであり、対応する加算値が０に近い予め選択された範囲外である場合、対応する加算値の極性に応じて増減される。さらに、タップ操縦信号は、対応する加算値が正である場合に増加され、対応する加算値が負である場合に減少される。上記の実施の形態のいずれにおいても、トレーサ信号は、極性において変化するが、振幅においては変化せず、擬似雑音シーケンスまたはウォルシュ符号であるように選択され得る。
【００１５】
本発明のまた別の態様によると、信号を回路によって適応的に最小化するノードを有する該回路は、
出力電圧レベルを供する制御器であって、該出力電圧レベルが予め選択された期間にわたって、予め選択された一連の値の形態を持つ低レベル信号によって変調される、該制御器と、
適応回路の特性の変化に対し制御を行ない、結果として上記ノードにおいて信号のエンベロープを変化させることになる、上記制御器の出力に接続される調整器であって、特性の変化の大きさが、上記制御器によって上記調整器に示された電圧レベルによって制御される、該調整器と、
入力が上記ノードに接続され、出力が上記制御器に接続される検出器であって、上記ノードにおいて信号のエンベロープの測定値を出力する、該検出器と、
を含み、
上記予め選択された期間の後で、上記制御器によって上記調整器に供された電圧レベルに対する新しい設定が、検出器出力と低レベル信号とを乗じ、結果として得られる一連の値を加算し、該加算値に従って上記調整器に供された電圧レベルを変化させることによって、得られる。
【００１６】
随意的に、各電圧レベルは、対応する和の極性に応じて増減される、即ち、調整器に示された電圧レベルは、対応する加算値が０であるか若しくは０に近い予め選択された範囲内である場合、変化がないままであり、対応する加算値が０に近い予め選択された範囲外である場合、対応する加算値の極性に応じて増減される。さらに、各電圧レベルは、対応する加算値が正である場合に増加され、対応する加算値が負である場合に減少されることもあり、各出力電圧レベルは、個々の加算値の大きさに比例して変化され得る。
【００１７】
本発明のなおまた別の態様によって提供されるフィードフォワード増幅器は、
カプラー、第１及び第２の利得／位相調整器、第１及び第２の遅延素子、主増幅器、ならびに補正増幅器を含む増幅器部であって、上記カプラーが、上記第１の利得／位相調整器を含む第１の信号経路に対し上記増幅器部への入力信号を付与し、上記主増幅器、上記第１の遅延素子、出力、及び上記カプラーが、上記入力信号を第２の遅延素子を含む第２の信号経路に供し、上記第２の利得／位相調整器及び補正増幅器が、入力信号を第１の利得／位相調整器と主増幅器とに伝達するための第１の信号経路を有し、上記第１の利得／位相調整器が、上記第１の調整器を操縦するための一対のタップを有し、上記増幅器部が、生成された上記入力信号のサンプルを第２の利得／位相調整器及び補正増幅器に伝達するための第２の信号経路を有し、上記第２の利得／位相調整器が、上記調整器を操縦するための一対のタップを有する、該増幅器部と、
上記第１の信号経路から検出信号を受信するための第１の検出器と、上記第２の信号経路から検出信号を受信するための第２の検出器と、を有すると共に、上記第１の検出器から上記検出信号を受信するための第１の対の制御器と、上記第２の検出器から上記検出信号を受信するための第２の対の制御器と、をさらに含む検出器／制御器部であって、上記制御器がそれぞれ、上記受信された検出信号に基づいて上記タップのそれぞれ１つを操縦するように操作可能であると共に、トレーサ信号をそれぞれのタップに投入するように更に操作可能であり、上記トレーサ信号が、上記増幅器部を介して上記検出信号を伝達且つ変調し、上記制御器がそれぞれ、個々の上記トレーサ信号を用いて個々の検出信号からタップ信号を抽出するように操作可能であると共に、該制御器がそれぞれ、個々のタップを操縦するための所望の方向を決定し、他の制御器と略同時に、上記個々のタップを操縦するような信号を出力するために、上記抽出されたタップ信号を利用するように操作可能である、該検出器／制御器部と、
を含む。
【００１８】
本発明のまた別の態様によって提供される、フィードフォワード増幅器は、
フィードフォワード増幅器部であって、
増幅器部と、
検出器部と、
を含み、
上記増幅器部は、
（ａ）第１の利得／位相調整器と、主増幅器と、遅延素子と、を含む第１の信号経路と、
（ｂ）遅延素子と、第２の利得／位相調整器と、補正増幅器と、を含む第２の信号経路と、
を備え、
利得／位相調整器の各々は、
該利得／位相調整器の位相応答を変更する入力を受信する制御入力タップと、
該利得／位相調整器の利得応答を変更する入力を受信する制御入力タップと、
を備え、
上記第１及び第２の信号経路は、共通信号入力及び共通信号出力を有し、
上記検出器部は、
（ｃ）上記共通信号出力から信号を受信し、上記第２の利得／位相調整器の利得タップへの入力を生成するように、第１の制御器に該受信信号を出力し、該第２の利得／位相調整器の位相タップへの入力を生成するように、第２の制御器に該受信信号を出力する、第１の検出器と、
（ｄ）上記第２の利得／位相調整器の前に、上記第２の信号経路から信号を受信し、上記第１の利得／位相調整器の利得タップへの入力を生成するように、第１の制御器へ該受信信号を出力し、該第１の利得／位相調整器の位相タップへの入力を生成するように、第２の制御器へ該受信信号を出力する、第２の検出器と、
を有し、
制御器の各々は上記受信信号の構成要素に応答し、
制御器が応答する受信信号の構成要素は相互に直交し、
生成された入力の全てをタップに略同時に適用し、
上記フィードフォワード増幅器を介して入力信号を線形に増幅するように、該フィードフォワード増幅器の操作を変更するものである。
【００１９】
本発明のさらに別の態様によると、複数の制御入力タップを有する適応制御回路を操作するための方法が提供され、該方法は、
上記制御入力のそれぞれに対し、
上記回路からトレーサ信号を含む信号を検出するステップと、
上記検出信号においてトレーサ信号から測定値を抽出するステップと、
上記適応回路の動作を向上させるために、上記制御入力に適用すべき適切な入力を決定するステップと、
上記制御入力に対するトレーサ信号を生成するステップであって、上記生成されたトレーサ信号が他の制御入力に対し生成されるトレーサ信号と直交する、ステップと、
上記トレーサ信号と上記決定した入力とを結合し、結果として得られる信号を上記制御入力に適用するステップと、を含む。
【００２０】
適応回路を操作するための装置及び方法は、一組の直交トレーサ信号を回路に投入することを含む。トレーサ信号は、修正後、回路の少なくとも一部の動作の間に抽出され、回路の動作を修正するために個々の制御器によって検査される。
【００２１】
ある実施の形態において、本発明は、一組の直交トレーサ信号が適用されるフィードフォワード増幅器に組み込まれる。検出器／制御器は、上記増幅器の一部によって修正されるように、直交トレーサ信号を構成要素として含む信号を検出する。上記検出器／制御器の各制御器部は、検出信号から個々のトレーサ信号に対する測定値を抽出し、その出力を修正し、それに応じて増幅器の一部を制御する。これら制御器部は、ほぼ同時にそれぞれの出力を増幅器の個々の部分に適用し、結果として増幅器の操作点を、最適な構成、若しくは、ほぼ最適な構成に急速に収束させることとなる。トレーサ信号を増幅器に投入することは、個々の直交トレーサ信号による制御器出力をディザリングすることによって達成される。
【００２２】
本発明のなおまた別の態様によって提供される適応回路は、
それぞれが、回路の動作を変更するように少なくとも１つの制御入力を含む、少なくとも２つの調整器と、
少なくとも１つのトレーサ信号を生成するための少なくとも１つの信号生成器であって、生成されたトレーサ信号のそれぞれが、他の生成されたトレーサ信号と相互に直交する、少なくとも１つの信号生成器と、
上記少なくとも２つの調整器の制御入力の少なくともそれぞれ１つに対し制御信号を出力するように操作可能な、少なくとも２つの制御器であって、上記少なくとも１つの信号生成器からの異なる直交トレーサ信号が、ディザとして個々の制御信号に適用される、少なくとも２つの制御器と、
上記回路から合成信号を抽出し、該合成信号を上記少なくとも２つの制御器に適用するように操作可能な、少なくとも１つの検出器であって、各制御器が、少なくとも１つの直交トレーサ信号を抽出し、個々の制御信号を変更して、上記回路の動作を最適な若しくはほぼ最適な構成に収束させるように、適用された信号に応答する、少なくとも１つの検出器と、
を含むものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１を参照すると、本発明の実施の形態によるフィードフォワード増幅器（「ＦＦＡ」）は、参照番号２０で示されている。ＦＦＡ２０は、増幅器部２４及び検出器／制御器部２８から構成されている。増幅器部２４は、入力信号経路４０に接続されているカプラー３６を含む。該カプラー３６は、経路４０からの入力信号を主増幅信号経路４４と、補正増幅信号経路４８とに分割するように操作可能である。
【００２４】
カプラー３６からの主信号を伝達する主増幅信号経路４４は、利得／位相調整器ＧＰＡ1、主増幅器５６、及び遅延素子６０を含み、該遅延素子６０は出力信号経路６４へと出力する。ＧＰＡ1は、利得制御入力タップＴ1と、位相制御入力タップＴ2とを含み、これらはそれぞれ、後述されるようにＧＰＡ1が、カプラー８２の出力、及びカプラー１０４の入力において最大信号キャンセレーションを生じるように操作するように、操縦することができる。最大信号キャンセレーションが発生することになる、回路における位置は、「キャンセレーション・ノード」と称されることもある。
【００２５】
カプラー３６によって生成される、入力信号経路４０からの信号のサンプルを伝達する補正増幅信号経路４８は、遅延素子６８、利得／位相調整器ＧＰＡ2、及び補正増幅器７４を含み、その出力はカプラー７６を介して出力信号経路６４に接続する。ＧＰＡ2は、利得制御入力タップＴ3と、位相制御入力タップＴ4とを含み、これらはそれぞれ、ＧＰＡ2が最小若しくはほぼ最小、又は補正増幅器７４に供給される電力の量を必要とするように調整されるように、操縦することができる。本明細書中に使用されるように、「操縦」という用語は、利得／位相調整器、若しくはその他好適な調整器のそれぞれに対するタップを調整及び／又は制御するすべての好適な方法を構成するように意図されている。後述する本発明の実施の形態において、タップＴ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4は、それぞれに適用される電圧レベルを変化させることによって操縦される。
【００２６】
当業者には明確に理解できるように、ＧＰＡ2及び補正増幅器７４は、増幅器部２４内にエラー経路７３を構成する。したがって、補正増幅器７４の出力が遅延６０の出力に結合されると、エラー及びパイロットトーンは、これらが使用される場合に、出力信号経路６４から実質的に除去され、出力信号経路６４は、入力信号経路４０からの信号の略線形増幅を表している。
【００２７】
増幅器部２４は、主増幅器５６によって持ち込まれるエラーのサンプルを、ＧＰＡ2から開始するエラー経路７３に提供するために、主増幅器５６の出力に接続される第１のカプラー８０と、遅延素子６８の出力に接続される第２のカプラー８２と、を連結する結合経路７９によって更に特徴付けられる。減衰は、第１のカプラー８０によって既にもたらされていない場合、結合経路７３でもたらされることがある。
【００２８】
主増幅信号経路４４、補正増幅信号経路４８、及び結合経路７９は、「信号キャンセレーション・ループ」と称されることもある。
【００２９】
例示された実施の形態において、増幅器部２４はパイロットトーン生成器８６をさらに含み、該生成器８６は、カプラー９０を介して主増幅器５６の入力に結合されている。パイロットトーン生成器８６は、主増幅器５６によって持ち込まれたエラーを低減するための通常の方法で、エラー経路７３で使用するためのパイロットトーンを生成する。同じように、増幅器部２４は、カプラー９８を介して出力信号経路６４に結合されているパイロットトーン受信器９４をさらに含む。出力信号経路６４においてパイロットトーンを低減するカプラー７６に信号を入力するように、エラー経路７３による使用の結果、出力信号経路６４に沿って存在する残留パイロットトーンを測定するように、パイロットトーン受信器９４は操作可能である。
【００３０】
検出器／制御器部２８は、本明細書に述べたように、種々の入力及び種々の出力を介して増幅器部２４と接続する。具体的には、エラー経路７３のすぐ前に接続されているカプラー１０４は、入力信号を第１の検出器Ｄ1に配信し、該検出器は、検出器出力を利得制御器Ｃ1及び位相制御器Ｃ2にもたらす。図に示した実施の形態において、検出器出力は、適用される入力信号のエンベロープ（包絡線）の振幅の測度である。しかしながら、当業者によって想到される他の測度又は信号と同様に、検出器出力として、入力信号のエンベロープのＲＭＳ値のログに比例する信号、又は入力信号のエンベロープのピークに比例する信号を提供することは本発明の範囲内である。以下の説明、又は請求項の範囲のいずれにおいても、検出器出力が、適用される入力信号のエンベロープの振幅であることに対して言及され、その他のかかる信号や測度もまた意図されることは理解すべきである。
【００３１】
同様に、パイロットトーン受信器９４は、出力信号を第２の検出器Ｄ2に配信し、該検出器は、検出機出力を利得制御器Ｃ3及び位相制御器Ｃ4にもたらす。さらに、検出器Ｄ2は、そこに適用される入力信号のエンベロープの振幅を出力する。以下により詳細に述べられるように、制御器Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3及びＣ4は、調整器ＧＰＡ1及びＧＰＡ2のそれぞれに対する最適な（若しくは所望の）利得及び位相の調整を得るために、個々の検出器Ｄから受信された信号に基づいて、タップＴ1、Ｔ2、Ｔ3及びＴ4をそれぞれ操縦するように操作可能である。
【００３２】
例示された実施の形態において、トレーサ信号は、タップＴ1、Ｔ2、Ｔ3及びＴ4にそれぞれ適用される電圧レベルを変調するように、これら信号を使用することによって、主増幅信号経路４４及び補正増幅信号経路４８のそれぞれに適用される。これら電圧信号はタップ操縦信号と称され、また、変調された電圧レベルは変調タップ操縦信号と称されている。各トレーサ信号は、信号キャンセレーション・ループにおける利得又は位相を急速に、但し、わずかに変化させるために、検出器Ｄ1及びＤ2の１つに適用される入力信号のエンベロープの振幅に変動を生じさせる。検出器Ｄ1及びＤ2に適用される信号のエンベロープの検出された振幅は、個々の制御器Ｃに送られる。各制御器Ｃは、対応するタップに適用されるトレーサ信号によって生じられる検出器出力の変化を抽出し、それに応じてそのタップを操縦する。トレーサ信号によって生じられる検出器出力の変化は、各トレーサ信号が他のトレーサ信号と直交するように選択されているので、互いに区別することができる。後述されるように、例示された実施の形態において直交性を実現するために、各トレーサ信号はウオルシュ符号であるが、トレーサ信号として適切な擬似雑音シーケンスを選択するような他の技術もまた、当業者にはっきりと理解されるだろう。当業者にはここに記載された説明から理解されるように、出来るだけ直交するような信号を使用する場合、より良い性能が得られることになるとは言え、本発明は、全体として互いに直交しないトレーサ信号で動作することになる。したがって、本明細書中で使用されるように、直交するという用語は、ウオルシュ符号などの完全に直交する信号と、ほぼ直交の結果をもたらす期間にわたって必要とされる擬似雑音シーケンス等のほぼ直交する信号の両方を含むことが意図されている。一般的基準は、トレーサ信号が適当な時間にわたって無相関であればあるほど、より良い結果になる。
【００３３】
詳細に説明する前に、概観として、本明細書に述べられた発明の実施の形態を理解する上で役立つ理想的な状況を考える。理解を助けるために、主増幅器が入力信号をまったく変形させず、１つのタップ操縦信号のみを調整することから開始させることを仮定する。まず、タップ操縦信号を特定の電圧レベルに設定する。その電圧レベルが調整器のタップに印加される場合、キャンセレーション・ノードにおいて特定レベルの信号キャンセレーションが結果的に生じる。（キャンセレーション・ノードにおける信号のエンベロープの振幅がゼロであるように）電圧レベルが最適である場合、（適当な期間における直交及び擬似雑音シーケンスがそうであるように）ゼロの平均値を有するトレーサ信号によって電圧レベルをディザリングすることは、結果としてゼロの上下でキャンセレーション・ノードにおける信号のエンベロープの振幅をわずかに偏位させることになるが、すべての偏位の和がゼロになる。今度は、電圧レベルが最適でないことを想定する。キャンセレーション・ノードにおける信号のエンベロープの振幅におけるわずかな偏位は、ディザリングが加えられていない場合に生じるキャンセレーション・ノードにおける信号のエンベロープの振幅より上、及びそれより下のレベルに対するものとなる。その結果、極性を含む非ゼロ和であったり、符号であったり、ディザリングが加えられていない場合、キャンセレーション・ノードにおける信号のエンベロープの振幅の極性と同じものが生じることになる。これまでは、たった１つのタップが存在することを仮定していた。それより多いタップが存在する場合、トレーサ信号として、適当な期間にわたって直交または擬似雑音シーケンスを使用することによって、各タップのディザリングによって引き起こされるキャンセレーション・ノードにおける信号のエンベロープの振幅における偏位が、キャンセレーション・ノードにおける信号のエンベロープの振幅から切り離されて抽出され、合計され、さらに、対応するタップ操縦信号を同時に調整するように使用できる。
【００３４】
図２を参照すると、検出器／制御器部２８がより詳細に説明されている。図示のように、制御器Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3及びＣ4はそれぞれ同一構成要素を含む。各制御器Ｃは、個々の検出器Ｄから検出器出力を受信する乗算器２００を含む。これら制御器Ｃは、それぞれのタップＴを操縦する方法を決定するために、検出器出力を利用するように操作可能である。本発明の実施の形態において、各検出器出力は、個々の検出器Ｄによって受信される信号のエンベロープの振幅であり、個々の検出器Ｄによって受信される信号のエンベロープの振幅においてそれぞれのトレーサ信号で個々のタップ操縦信号をディザリング（変調）する効果に関する組み合わせ情報を伝達する。トレーサ信号による各タップ操縦信号のディザリングの効果に関して伝達された情報は、以下で更に詳しく述べられるように検出器出力から別々に抽出されることもある。
【００３５】
制御器Ｃに対しタップＴによって投入されるトレーサ信号の効果を抽出するために、各乗算器２００は、ウオルシュ符号生成器２０４からそのウオルシュ符号を受信する。各ウオルシュ符号生成器２０４1、２０４2、２０４3及び２０４4は、固有のウオルシュ符号を生成し、該ウオルシュ符号は、当業者によって理解されるように、所定の期間にわたって繰り返す１つ以上の論理１及び／又は論理０の予め選択されたパターンであり、他のウオルシュ符号と互いに直交する。以下で更に詳述されるように、個々の検出器Ｄからの検出器出力がそれぞれのウオルシュ符号で乗算器２００によって乗算される場合、個々のタップＴに投入されるトレーサ信号から結果として生じる検出器出力の一部のみが個々の乗算器２００から出力されることになる。
【００３６】
制御器Ｃはさらに、それぞれ積算器２０８を有し、該積算器２０８は、それぞれの検出器出力上の個々のタップＴに対するトレーサ信号の結果を表示する、乗算器２００からの結果を各期間ごとに合計し、これら合計された結果から、それに責任のあるタップＴが適切に操縦されているかどうかを判断するように操作可能な調整器２１２に合計された結果を出力する。調整器２１２が、その対応するタップＴが適切な方向に操縦されていることを判断すると、調整器２１２は、そのタップＴを同一方向に操縦し続ける信号を出力する。調整器２１２が、その対応するタップＴが間違った方向に操縦されていることを判断すると、調整器２１２は、そのタップＴを反対方向に操縦する信号を出力する。調整器２１２はさらに、そのタップＴが最適レベルであることを判断することもでき、この場合、調整器２１２はタップＴをまったく操縦しないで、タップ操縦信号を現行レベルのままにしておく。調整器２１２の更なる詳細は、以下で更に詳述される。
【００３７】
制御器Ｃのトレーサ信号を増幅器部２４に投入するために、調整器２１２から出力された信号は、ウオルシュ符号生成器２０４で生成されたウオルシュ符号とともに加算器２１６を用いて変調される。該ウオルシュ符号は、最初にファクタＡによって減衰器２２０を介して減衰されている。それぞれのタップＴに対し調整器２１２からの制御信号に加算され得る適切な「ディザリング」又は「摂動（perturbance）」をもたらすレベルまで、ウオルシュ符号は、ファクタＡによって減衰される。結果として生じる変調信号の電圧レベルは、検出器Ｄの出力において確実に検出できる最小信号を一般的にもたらすことになるレベルである。
【００３８】
当業者には明らかであるように、ウオルシュ符号が良好なディザとして作用するためには、各制御器Ｃごとのウオルシュ符号は、可能な限り多くの遷移を有するように選択され、一方で、他の制御器Ｃのウオルシュ符号に対しまだ直交している。さらに、検出信号におけるノイズの影響を軽減するために適当な時間にわたってトレーサ信号が平均化されるので、適当な長さを有するウオルシュ符号または他の直交信号を選択することが望ましい。ウオルシュ符号の長さは、制御されるタップＴの数の少なくとも２倍であるように選択されることが、現在では好ましく、即ち、図１の実施の形態において、ウオルシュ符号の所望の最短長は８チップ分の符号であり、実際には、４個のタップＴを備えたフィードフォワード増幅器に対し６４チップ分のウオルシュ符号長を使用することが現在好ましいとされている。
【００３９】
各加算器２１６の出力は個々のタップＴに向けられ、その結果、それに応じて個々のタップＴを操縦し、個々のトレーサ信号を投入する。
【００４０】
フィードフォワード増幅器２０の利得及び位相のそれぞれの調整を制御する方法は、図３を参照しながら説明される。図３におけるフローチャートは、例えば、検出／制御部２８の各制御器Ｃを操作し、これによって各タップＴを操縦するように使用可能な、ステップのシーケンスを示している。即ち、図３におけるステップのシーケンスは、各制御器Ｃごとに並列式で実行されることになる。
【００４１】
上記のように、好ましい実施の形態では、各ウオルシュ符号は実際に６４個のチップ分の長さがあるが、前記方法を説明する上で簡単にするために、各ウオルシュ符号Ｗ1、Ｗ2、Ｗ3及びＷ4は８個のチップ分の長さしかないことが仮定される。各ウオルシュ符号Ｗ1、Ｗ2、Ｗ3及びＷ4は、それぞれのウオルシュ符号生成器２０４1、２０４2、２０４3及び２０４4によって生成され、これらは表１に示され、図４に示すパルス波形において説明されている。この図に示された波形から、「１」が論理「１」を意味し、「−１」が論理「０」を示すことを理解すべきである。
【００４２】
【表１】
【００４３】
さらに簡単にするために、図３の方法は、制御器Ｃ1、Ｃ2、及びそれらに関連した検出器Ｄ1だけを参照して詳細に述べられるだけである。この方法は、ステップ３００から始まり、フィードフォワード増幅器２０の増幅器部２４からの信号は検出器Ｄ1において検出される。このステップが本実施の形態に従ってどのようにして実行されるかを示すために、フィードフォワード増幅器２０がちょうど起動（即ち、初期化）されているが、入力信号が入力信号経路４０に沿って存在せず、その結果、出力信号も出力信号経路６４に沿って存在しないことが仮定されることになる。
【００４４】
前記方法のこの時点におけるフィードフォワード増幅器２０の動作は図５において説明される。ここで、検出器Ｄ1、制御器Ｃ1、及び制御器Ｃ2が示されている。入力信号経路４０に沿った入力信号が存在しないと、検出器Ｄ1はこれを検知し、対応する波形を出力する。これは図５において検出器出力の波形４００ａとして示され、さらに乗算器２００1及び乗算器２００2に入力される。
【００４５】
本実施の形態の作用に対する更なる背景として、利得／位相調整器ＧＰＡ1のタップＴに適用されているトレーサ信号が、ウオルシュ符号であろうと他のディザであろうと、検出器Ｄ1において検出できるだけであり、ここで、トレーサ信号が入力信号の変調であるように、入力信号経路４０に沿った入力信号が存在することは、当業者には理解できるだろう。同様に、パイロットトーンがカプラー９０に投入されている場合、ＧＰＡ2のタップＴに適用されるトレーサ信号は、検出器Ｄ2において検出されるパイロットトーンの変調として、検出器Ｄ2において検出できることになる。図５においては今のところ入力信号が存在しないので、検出器出力波形４００ａは図示されるように、すべてゼロである。
【００４６】
図３をさらに参照すると、前記方法はさらにステップ３２０に進み、制御器Ｃiに対する個々のタップＴiのためのトレーサ信号が、ステップ３００で検出された信号から抽出される。本実施の形態において、この信号は乗算器２００及び積算器２０８を用いて検出器出力波形４００ａから抽出される。最初に、乗算器２００は、トレーサ信号を抽出するために、ウオルシュ符号生成器２０４からのウオルシュ符号出力を検出器出力波形４００ａで乗算する。積波形は積算器２０８に供され、該積算器２０８は、ウオルシュ符号におけるチップの数にわたって波形における各パルスを合計する。各積算器２０８1、２０８2の出力は、それぞれ項目（アイテム）４０４ａ1、４０４ａ2として図５に示されている。
【００４７】
具体的には、制御器Ｃ1に関して、検出器出力４００ａが、{0,0,0,0,0,0,0,0}であると共に、ウオルシュ符号生成器２０４1の出力が数列Ｗ1={1,-1,-1,1,-1,1,1,-1}によって示し得るので、乗算器２００1の出力は、
{0,0,0,0,0,0,0,0}×{1,-1,-1,1,-1,1,1,-1}=(0,0,0,0,0,0,0,0)として表示できる。積算器２０８1からの結果４０４ａ1は、
404a1=(0,0,0,0,0,0,0,0)=0として表示できる。
【００４８】
同様に、制御器Ｃ2に対して、検出器出力４００ａが、{0,0,0,0,0,0,0,0}であると共に、ウオルシュ符号生成器２０４2の出力が数列Ｗ2={1,-1,1,-1,1,-1,1,-1}によって示し得るので、乗算器２００2の出力は、
{0,0,0,0,0,0,0,0}×{1,-1,1,-1,1,-1,1,-1}=(0,0,0,0,0,0,0,0)として表示できる。積算器２０８2からの結果４０４ａ2は、
404a2=(0,0,0,0,0,0,0,0)=0として表示できる。
【００４９】
図３をさらに参照すると、前記方法はステップ３４０に進み、所定の制御器Ｃiに対する個々のタップＴiのための適切な操縦信号が決定される。本実施の形態において、このステップは調整器２１２によって実行される。図５を参照しながら説明されている上記の例を引き続き実行すると、各積算器２０８からの結果４０４ａが個々の調整器２１２に送られる。図５の例に示されるように、各積算器２０８からの結果４０４ａは「０」であり、この値は調整器２１２に送られる。
【００５０】
本実施の形態において、調整器２１２はディジタル信号処理回路を含み、該回路は、個々の積算器２０８から送られた結果４０４ａに基づいてタップＴを操縦するか否か、さらに操縦するための方法を決定するように操作可能である。調整器２１２は、受信された「０」入力からタップＴの操縦が必要とされていないことを判断し、ステップ３６０に進む。ステップ３６０において、個々のタップＴに適用される操縦信号に対して何ら調整されない。
【００５１】
調整器２１２が結果４０４ａから正又は負の入力を受信した場合、タップ操縦信号に対する適切な調整が決定されることになり、前記方法はステップ３６０に進み、操縦信号の適切な調整がそれぞれのタップＴに適用される。
【００５２】
図５に関して説明されている例を引き続き実行すると、ステップ３４０において操縦信号に対する調整が必要とされていないことが判断され、さらに、フィードフォワード増幅器２０が起動されたばかりであると、調整器２１２は、個々の制御器Ｃに対するタップＴが名目上の位置にまだあるべきことを判断する。各調整器２１２は、図５において信号４０８ａ1、４０８ａ2として対応するタップ操縦信号を出力する。タップ操縦信号４０８の正確なフォーマットは、公知の手段及び回路を用いて生成可能であり、増幅器部２４内で使用される特定のタイプの利得／位相調整器を制御するために必要とされるフォーマットとただ一致しさえすればよい。
【００５３】
タップ操縦信号４０８ａは、個々の加算器２１６に供され、該加算器２１６は、タップ操縦信号４０８ａをウオルシュ符号Ｗの減衰バージョンＡＷに加算する。この減衰ウオルシュ符号は、項目ＡＷ1、ＡＷ2として図５に示され、制御方法の次の繰り返しに対し増幅器部２４の信号経路に投入されるトレーサ信号である。各減衰器２２０ごとのファクタＡがそれぞれ異なる可能性があることは当業者には理解できるだろう。減衰ウオルシュ符号ＡＷは、使用された特定のＧＰＡに対し適切なレベルにファクタＡによって減衰されるので、これらは、そのタップ操縦信号４０８ａの最高点で変調される「ディザ」としての役目をし、利得／位相ＧＰＡの動作はディザによって妨げられることはない。
【００５４】
減衰ウオルシュ符号ＡＷは減衰器２２０によって生成される。該減衰器２２０は単に、個々のウオルシュ符号生成器２０４の出力を受信し、その減衰バージョンを生成し、それを個々の加算器２１６に出力する。このように、各タップ操縦信号４０８ａと、個々の減衰ウオルシュ符号ＡＷは、図５において項目４１２ａ1及び４１２ａ2として示されるように、ディザリングされたタップ操縦信号を生成するために、個々の加算器２１６によって加算される。ステップ３６０では、ディザリングされたタップ操縦信号４１２ａ1、４１２ａ2は、ＧＰＡ1の個々のタップＴ1、Ｔ2に供され、前記方法はステップ３００に戻り、この方法の別の繰り返しが開始する。
【００５５】
上記の図３に示された方法は、検出器Ｄ1及び制御器Ｃ1、Ｃ2に関して上述したのと同じ方法で、検出器Ｄ2及び制御器Ｃ3、Ｃ4に関して同時に作用する。したがって、操縦調整は各タップＴにおいて同時に実行できる。
【００５６】
図３の方法による第２の反復の例は、図６を参照しながら説明される。この反復の前に、入力信号が入力信号経路４０に沿って入力されていることを仮定する。図６もまた、検出器Ｄ1、及び制御器Ｃ1、Ｃ2を示している。この反復は、検出器Ｄ1によって実行されるステップ３００から開始する。入力信号経路４０に沿って入力信号が存在すると、検出器Ｄ1は、利得及び位相の各調整器の少なくとも１つに適用されているトレーサ信号（ディザ）を検出する。この検出を検出器出力波形４００ｂにおいて表している。本実施の形態を説明するために、検出器出力波形４００ｂが{-3, -1, 0, 2, -3, 0, -1, 1}であり、波形４００ｂが乗算器２００1、２００2に入力されていることを仮定する。
【００５７】
図３をさらに参照すると、前記方法はステップ３２０に進み、制御器Ｃｉのそれぞれに対するタップＴiのタップ測定値が、ステップ３００で検出された信号から抽出される。図６に関して説明されているこの例において、かかる信号は、各制御器Ｃiの乗算器２００i及び積算器２０８iを用いて検出器出力波形４００ｂから抽出される。まず、乗算器２００は、ウオルシュ符号生成器２０４からのウオルシュ符号出力を検出器出力波形４００ｂで乗算する。積としての波形は積算器２０８に供され、該積算器２０８は、ウオルシュ符号におけるチップ個数にわたって波形における各パルスを合計する。各積算器２０８1、２０８2からの結果は、図６においてそれぞれ項目４０４ｂ1、４０４ｂ2として表示される。
【００５８】
具体的には、制御器Ｃ1に関して、検出器出力４００ｂが{-3, -1, 0, 2, -3, 0, -1, 1}であると共に、ウオルシュ符号生成器２０４1の出力Ｗ1が、{1, -1, -1, 1, -1, 1, 1, -1}であるので、乗算器２００1の出力は、
{-3, -1, 0, 2, -3, 0, -1, 1}×{1, -1, -1, 1, -1, 1, 1, -1}=(-3,1,0,2,3,0,-1,-1)
として表示できる。積算器２０８1の結果は、
404b1=(-3, 1, 0, 2, 3, 0, -1, -1)=1
として表示できる。同様に、制御器Ｃ2に関して、検出器出力４００ｂが
{-3, -1, 0, 2, -3, 0, -1, 1}であると共に、ウオルシュ符号生成器２０４2の出力Ｗ2が、{1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1}であるので、乗算器２００2の出力は、
{-3, -1, 0, 2, -3, 0, -1, 1}×{1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1}=(-3,1,0,-2,-3,0,-1,-1)
として表示できる。積算器２０８2の結果は、
404b2=(-3, 1, 0, -2, -3, 0, -1, -1)=-9
として表示できる
【００５９】
前記方法はさらにステップ３４０に進み、所定の制御器Ｃに対する個々のタップＴのための適切な操縦信号が決定される。図６を参照しながら説明されている上記の例を引き続き実行すると、各積算器２０８に対する結果４０４ｂは個々の調整器２１２に送られる。この例において、積算器２０８1によって生成された結果４０４ｂ1は「１」であり、この値は調整器２１２1に送られる。積算器２０８2によって生成された結果４０４ｂ2は「−９」であり、この値は調整器２１２2に送られる。それぞれの場合、積算器出力の符号は、個々のタップＴを調整する方法を決定する。
【００６０】
既に述べたように、調整器２１２は、ディジタル信号処理回路を含み、該回路は、個々の積算器２０８から送られた結果４０４ｂに基づいてタップＴを操縦するかどうかを判断するように操作可能である。本実施の形態において、調整器２１２は、個々の積算器２０８から受信された入力が「０」に等しくない場合、個々のタップＴの操縦が必要であると判断されるように構成されている。したがって、図６の例において、調整器２１２1、２１２2はいずれも、それぞれのタップＴ1、Ｔ2の操縦が必要とされていることを判断する。
【００６１】
制御器Ｃ1に関して、調整器２１２1が「１」を受信し、これにより、タップＴ1に対するタップ操縦信号４０８ｂ1を増加すべきことを決定し、それに応じて、出力タップ操縦信号４０８ｂ1が、図３の方法による前の反復の際に使用された前の信号から予め選択された分だけ増加される。制御器Ｃ2に関して、調整器２１２2が「−９」を受信し、これにより、タップＴ2に対するタップ操縦信号４０８ｂ2を減少すべきことを決定し、それに応じて、出力タップ操縦信号４０８ｂ2が、図３の方法による前の反復の際に使用された前の信号から予め選択された分だけ減少される。タップ操縦信号４０８ｂは、個々の加算器２１６に示され、該加算器２１６は、個々の減衰ウオルシュ符号ＡＷとタップ操縦信号４０８ａとを加算する。このように、個々のタップ操縦信号４０８ａ及び減衰ウオルシュ符号ＡＷは、図６において項目４１２ｂ1及び４１２ｂ2として示されている、ディザリングされたタップ操縦信号を生成するために、個々の加算器２１６によって加算される。ディザリングされたタップ操縦信号４１２ｂは、ステップ３６０において個々のＧＰＡのそれぞれのタップＴに供される。
【００６２】
図３の方法による反復は、各制御器Ｃごとに連続的に繰り返し、個々のタップＴの最適レベルが、図３の方法による次の反復の際に、個々のタップＴを更に操縦することが要求されるまで、個々の制御器Ｃが単に、タップ出力信号４１２をその現在のレベル（即ち、波形４００及びウオルシュ符号Ｗの乗算器２００からの積の、積算器からの結果が０）に維持する地点に到達されるまで、各タップ出力信号４１２を増減させる。
【００６３】
本明細書に述べられた実施の形態は、発明の特定の実施を対象とするものであるが、実施の形態の組み合わせ、部分セット、及び変形が本発明の範囲内であることは理解されるだろう。例えば、増幅器部２４が、フィードフォワード増幅器の一種の増幅器部に対する実質的に周知の構成であるが、他の構成の増幅器部２４が本発明の範囲内であることは当業者には理解されるだろう。こうした他の構成は、本発明の譲受人に譲渡された同時係属米国特許出願第０９／７１５，０８５号において論じられ、その内容は参照によって本明細書に組み込まれる。特に、本件では、単一のパイロットトーン生成器／受信器を備えたフィードフォワード増幅器を教示し、該増幅器もまた、本発明に組み込むのに好適である。増幅器部の設計に関する当業者に対し有益なフィードフォワード増幅器の総括論議は、米国特許第３，４７１，７９８号に示され、その内容もまた、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００６４】
さらに当業者に理解できるように、フィードフォワード増幅器は、３つ以上の利得／位相調整器を有することがある。このような場合、検出器／制御器回路は、各利得／位相調整器に対し使用することができ、各タップＴごとに個々の直交トレーサ信号が使用できる。
【００６５】
さらに、本明細書で論じられた実施の形態が、パイロットトーンを有するＦＦＡを特に示している一方で、本発明が、パイロットトーンを使用せずに、検出器Ｄ2で混変調（intermodulation）エネルギーを測定するような、別の方法を使用するＦＦＡにも適用できることは理解すべきである。
【００６６】
本明細書で論じられた実施の形態が、利得及び位相のタップＴを有する利得／位相調整器を示している一方で、本発明がこのように限定されず、同相の「Ｉ」タップ及び直角位相の「Ｑ」タップを有する、位相／利得調整器などの他のタイプの調整器にも適用できることは理解すべきである。さらに、本明細書で論じられた実施の形態がＦＦＡにおける利得及び位相の調整を制御することを示している一方で、本明細書中で論じられた装置及び方法が、フィードフォワード回路などの適応制御が使用されている適切な回路で使用するために変更できることは理解すべきである。
【００６７】
本明細書で論じられた実施の形態がウオルシュ符号を参照する一方で、回路の残存部分の他の特徴に対し適切な変更を含んだ状態で、好適長の擬似雑音シーケンス等のどんなタイプの直交トレーサ信号も使用可能であることもまた、理解すべきである。さらに、本明細書で論じられた例示としての実施の形態で使用されたウオルシュ符号のチップの個数が、検出器出力のパルス波形の期間に対応している一方で、こうした期間が少しも対応する必要がないことは理解されるだろう。一般に、周波数分割多重化を用いるような、検出器出力から特定のタップ測定値を抽出するための手段や方法が使用できることは理解すべきである。
【００６８】
複雑度が増すことによって現在は好ましいものではないが、積算器２０８の出力の大きさが、各タップＴを操縦すべき方向を決定するために積算信号の極性を使用することに加えて、各タップＴを操縦すべき量を決定するように更なる情報を提供するために使用することもできる。このような場合、予め選択された分だけその量を調整する代わりに、出力の大きさに応じて可変増分を選択することができる。
【００６９】
増分の大きさが、予め選択された方法で、適応回路の起動時と、適応回路の通常動作時との間で変化し得ることもまた想定される。例えば、起動時に所定数の反復に対し、図１の増幅器２０は、５単位の増／減分量を使用し、続いて、別の所定数の反復に対し、３単位の増／減分量と、さらに続いて、別の所定数の反復に対し、２単位の増／減分量と、その後でさらに１単位の増／減分量が使用してもよい。これにより、起動時において増幅器をより高速に収束させることができる。
【００７０】
本発明は、利得／位相調整器内の各タップが最適動作設定に収束するようにほぼ同時に調整されるように、利得及び位相の調整を操縦するための方法及び装置を含む、新しいフィードフォワード増幅器を提供する。このため、最適設定への収束は、従来技術としてのフィードフォワード増幅器よりも実質的に高速で、さらに／あるいはより正確に得られる。それぞれのタップは、トレーサ信号を有することができ、該信号は、増幅器を介して信号経路に加えられる、他のトレーサ信号と直交する。それぞれのタップ測定値は、個々のタップ操縦信号を適切に変更させるために、個々のタップ・制御器によって抽出且つ使用される。
【００７１】
本発明の上記実施の形態は、本発明の実施例であることが意図され、変更及び修正は、添付された特許請求の範囲によってのみ定義される発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって実行され得る。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の形態によるフィードフォワード増幅器のブロック図である。
【図２】図１に示された増幅器の検出器／制御器部のブロック図である。
【図３】図１の増幅器の利得及び位相の調整を制御する方法を示すフローチャートである。
【図４】図１及び図２の増幅器の検出器／制御器部において使用するための、例示としてのウオルシュ符号のセットを示す図である。
【図５】図１の増幅器の電源を最初にオンする際に、図３の方法を用いて図２に示された制御器部の内、２つの制御器部の動作の例を示す図である。
【図６】図３に示される方法によって次の繰り返しの際に、図５に示される制御器部の動作の例を示す図である。
【０００１】
本発明は、適応回路に関する。さらに具体的には、本発明は、フィードフォワード増幅器回路において利得及び位相の調整を制御するような、適応回路を制御するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
優先権の主張：
本出願は、米国特許仮出願第６０／３１１，３５８号（２００１年８月１３日出願）、及び米国特許出願第１０／０１６，６９１号（２００１年１２月１７日出願）のそれぞれによる優先権を主張し、これら米国出願の内容を参照によって本明細書に組み込む。
【０００３】
適応回路は、種々の異なる用途において既知であり、使用されている。適応回路の１つの公知の例は、フィードフォワード増幅器（「ＦＦＡ」）である。フィードフォワード増幅器において線形性を実現するために、増幅回路構成を慎重に制御することが要求される。特に、ＦＦＡにおいて、２つ以上の利得及び位相の調整器が使用されることが多く、これら各調整器のタップは、増幅器によって直線性を実現するように慎重に操縦（ステアリング）される。
【０００４】
ＦＦＡの技術範囲内で、利得／位相調整器のそれぞれに対し１つずつの検出／制御回路を使用することはよく知られている。各検出器／制御器回路は、ＦＦＡにおいてそれぞれの利得／位相調整器のタップを操縦するように操作可能であるので、主増幅器及び補正増幅器が主増幅器によって持ち込まれたエラーを低減するために、また、ＦＦＡにおいてパイロットトーンが使用されるのであれば、主増幅器の前に投入されたパイロットトーンの残留出力を減少させるために、適切に協同することができる。
【０００５】
ある従来技術としての検出器／制御器回路において、検出器／制御器回路の検出器部が、関連した制御器部が調整を行なう必要があることを示すと、該制御器部は、実際に所望の効果を得るには増減のどちらかであることを認識することなく、タップへの入力を増減させる方向に利得／位相調整器のタップを任意に操縦する。制御器が正しい方向にタップを操縦したかどうかを確かめるために（例えば、タップへの信号を増加させるために）、修正が加えられた後で、検出器回路は、変化の方向が所望の効果をもたらしたかどうかを確認し、もしそうならば、必要に応じて、制御器回路に同一方向に操縦を続けるよう指示する。しかしながら、操縦方向が望ましくない結果をもたらしていることを検出器回路によって確認された場合、該検出器回路は、（例えば、タップへの信号を減少させるために）反対方向へのタップの操縦を試みるように制御器に指示する。
【０００６】
従来技術において、検出器／制御器回路は互いに独立して動作するので、それ故に、各調整器の各タップごとに最適レベルに向けて収束させることは困難である可能性がある。例えば、ＦＦＡによって増幅されている入力信号の強度が急速に変化することにより、検出器／制御器回路が、各利得／位相調整器のタップ・レベルをそれぞれの最適レベルに収束させるのに十分迅速に反応することを困難にすることがある。さらに、利得／位相調整器の１つのタップの調整は、別のタップで達成される最適入力レベル若しくはほぼ最適な入力レベルを混乱させる可能性があるので、タップのすべてを通じて混乱が連鎖的に生じるかもしれない。
【０００７】
本発明の発明者はまた、更なる問題として、このような従来技術としての制御器回路は結果として、タップが入力信号に対する極小値に対応するレベルに対し操縦され、入力信号に対する大域的最適値を見落とすことになることがあると考えている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、従来技術の上記不利点の少なくとも１つを除去又は緩和する適応回路を制御するための新規な装置及び方法を提供することである。本発明の更なる目的は、従来技術の上記不利点の少なくとも１つを除去又は緩和する新奇なフィードフォワード増幅器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によると、利得制御器及び位相制御器を備えた、キャンセレーション・ノードを含む信号キャンセレーション・ループを有するフィードフォワード増幅器が提供される。各制御器は、離散的タップ操縦信号を付与し、対応するタップ操縦信号を、予め選択された値のシーケンスの形態を持つ離散的トレーサ信号で変調する。このシーケンスは、トレーサ信号が予め選択された期間にわたって他のトレーサ信号と相互に直交するように選択される。制御器の出力に接続される利得／位相調整器は、信号キャンセレーション・ループにおける利得変化及び位相シフトの制御を行ない、この利得変化及び位相シフトの大きさは、制御器によって利得／位相調整器に示された対応するタップ操縦信号によって制御されている。入力がキャンセレーション・ノードに接続され、出力が制御器に接続される検出器は、キャンセレーション・ノードにおいて信号のエンベロープの測定値を出力する。予め選択された期間の後で、制御器によって利得／位相調整器に示されたタップ操縦信号に対する新しい値は、それぞれの予め選択された期間にわたって個々のトレーサ信号を検出器出力に掛け合わせ、結果として生じる一連の値を合計し、個々の合計の値に従って変調され、利得／位相調整器に示されるタップ操縦信号を変化させることによって、得られる。随意的に、各タップ操縦信号は、対応する和の極性に応じて増減される、即ち、利得／位相調整器に示されたタップ操縦信号は、対応する加算値が０であるか、若しくは、０に近い予め選択された範囲内である場合に、変化がないままであり、対応する加算値が０に近い予め選択された範囲外である場合に、対応する加算値の極性に応じて増減される。さらに、各タップ操縦信号は、対応する加算値が正である場合に増加され、対応する加算値が負である場合に減少される。本明細書中で論じられる実施の形態のいずれにおいても、トレーサ信号は、極性が変化するが、振幅については変化せず、擬似雑音シーケンス若しくはウオルシュ符号であるように選択され得る。
【００１０】
本発明の別の態様によって提供されるフィードフォワード増幅器は、
入力ポートと、
第１の主経路スプリッタであって、入力信号が上記入力ポートに適用される場合、該第１の主経路スプリッタによって主信号及びフィードフォワード信号に分割されるように、該第１の主経路スプリッタの入力が入力ポートに接続される、該第１の主経路スプリッタと、
入力が上記第１の主経路スプリッタの第１の出力に接続される主信号経路利得／位相調整器であって、タップ上の電圧レベルが主信号の振幅及び位相を制御するように構成される利得制御入力タップ及び位相制御入力タップを有する、該主信号経路利得／位相調整器と、
入力が上記主信号経路利得／位相調整器の出力に接続される主増幅器と、
入力が上記主増幅器の出力に接続される第２の主経路スプリッタと、
入力が上記第１の主経路スプリッタの第２の出力に接続される、フィードフォワード信号経路遅延素子であって、該フィードフォワード信号経路遅延素子によって課される遅延が、上記主増幅器によって生じられる主信号の遅延とほぼ一致するように選択される、該フィードフォワード信号経路遅延素子と、
第１の入力が上記フィードフォワード信号経路遅延素子の出力に接続されるフィードフォワード経路カプラーと、
上記第２の主経路スプリッタの第２の出力を上記フィードフォワード経路カプラーの第２の入力に接続するコネクタ／減衰器であって、減衰は、上記フィードフォワード経路カプラーに供される主信号の非変形部が上記フィードフォワード信号によってほぼキャンセルされるように選択される、該コネクタ／減衰器と、
入力が上記フィードフォワード経路カプラーの出力に接続されるフィードフォワード経路スプリッタと、
入力が上記フィードフォワード経路スプリッタの第２の出力に接続される検出器と、
入力が上記検出器の出力に接続され、出力が上記利得制御入力タップに接続される利得制御器と、
入力が上記検出器の出力に接続され、出力が上記位相制御入力タップに接続される位相制御器と、
を含み、
上記制御器がそれぞれ、予め選択された一連の値の形態を持つ離散的低レベル信号で個々の出力上の電圧レベルを変調し、上記一連の値は、各低レベル信号が予め選択された期間にわたって他の低レベル信号と相互に直交するように選択され、
上記検出器がキャンセレーション・ノードにおいて信号のエンベロープの測定値を出力し、
上記各制御器が、予め選択された期間にわたるいずれの場合においても、接続されているタップを変調するための低レベル信号と上記検出器から受信された信号とを乗じ、経時的に結果として生じる一連の値を加算し、該加算値に従って個々のタップ上の電圧レベルを変化させる。
【００１１】
随意的に、各電圧レベルは、対応する和の極性に応じて増減される、即ち、利得／位相調整器に示された電圧レベルは、対応する加算値が０であるか、若しくは０に近い予め選択された範囲内である場合に、変化がないままであり、対応する加算値が予め選択された範囲外である場合に、対応する加算値の極性に応じて増減される。さらに、各電圧レベルは、対応する加算値が正である場合に増加され、対応する加算値が負である場合に減少され、各出力電圧レベルは、個々の加算値の大きさに比例して変化され得る。
【００１２】
上記の実施の形態のいずれにおいても、低レベル信号は、極性が変化するが、振幅については変化せず、該低レベル信号は、擬似雑音シーケンスまたはウオルシュ符号であるように選択され得る。
【００１３】
本発明のさらに別の態様によると、信号が最小化されることになるキャンセレーション・ノードを含む信号キャンセレーション・ループを有するフィードフォワード増幅器が提供され、該フィードフォワード増幅器は、
タップ操縦信号を供し、該タップ操縦信号を、予め選択された一連の値の形態を持つトレーサ信号で変調する制御器と、
上記信号キャンセレーション・ループの特性の変化の制御を行ない、その結果としてキャンセレーション・ノードにおける信号のエンベロープの測定値を変化させることになる、上記制御器の出力に接続される調整器であって、特性の変化の大きさが、上記制御器によって上記調整器に供された変調タップ操縦信号によって制御される、該調整器と、
入力が上記キャンセレーション・ノードに接続され、出力が上記制御器に接続される検出器であって、キャンセレーション・ノードにおいて信号のエンベロープの測定値を出力する検出器と、
を含み、
予め選択された期間の後で、タップ操縦信号に対する新しい設定が、検出器出力とトレーサ信号とを乗じ、結果としての一連の値を加算し、該加算値に従って変調され、上記調整器に供されるタップ操縦信号を変化させることによって、得られる。
【００１４】
随意的に、タップ操縦信号は、対応する和の極性に応じて増減される、即ち、利得／位相調整器に示されたタップ操縦信号は、対応する加算値が０であるか若しくは０に近い予め選択された範囲内である場合、変化がないままであり、対応する加算値が０に近い予め選択された範囲外である場合、対応する加算値の極性に応じて増減される。さらに、タップ操縦信号は、対応する加算値が正である場合に増加され、対応する加算値が負である場合に減少される。上記の実施の形態のいずれにおいても、トレーサ信号は、極性において変化するが、振幅においては変化せず、擬似雑音シーケンスまたはウォルシュ符号であるように選択され得る。
【００１５】
本発明のまた別の態様によると、信号を回路によって適応的に最小化するノードを有する該回路は、
出力電圧レベルを供する制御器であって、該出力電圧レベルが予め選択された期間にわたって、予め選択された一連の値の形態を持つ低レベル信号によって変調される、該制御器と、
適応回路の特性の変化に対し制御を行ない、結果として上記ノードにおいて信号のエンベロープを変化させることになる、上記制御器の出力に接続される調整器であって、特性の変化の大きさが、上記制御器によって上記調整器に示された電圧レベルによって制御される、該調整器と、
入力が上記ノードに接続され、出力が上記制御器に接続される検出器であって、上記ノードにおいて信号のエンベロープの測定値を出力する、該検出器と、
を含み、
上記予め選択された期間の後で、上記制御器によって上記調整器に供された電圧レベルに対する新しい設定が、検出器出力と低レベル信号とを乗じ、結果として得られる一連の値を加算し、該加算値に従って上記調整器に供された電圧レベルを変化させることによって、得られる。
【００１６】
随意的に、各電圧レベルは、対応する和の極性に応じて増減される、即ち、調整器に示された電圧レベルは、対応する加算値が０であるか若しくは０に近い予め選択された範囲内である場合、変化がないままであり、対応する加算値が０に近い予め選択された範囲外である場合、対応する加算値の極性に応じて増減される。さらに、各電圧レベルは、対応する加算値が正である場合に増加され、対応する加算値が負である場合に減少されることもあり、各出力電圧レベルは、個々の加算値の大きさに比例して変化され得る。
【００１７】
本発明のなおまた別の態様によって提供されるフィードフォワード増幅器は、
カプラー、第１及び第２の利得／位相調整器、第１及び第２の遅延素子、主増幅器、ならびに補正増幅器を含む増幅器部であって、上記カプラーが、上記第１の利得／位相調整器を含む第１の信号経路に対し上記増幅器部への入力信号を付与し、上記主増幅器、上記第１の遅延素子、出力、及び上記カプラーが、上記入力信号を第２の遅延素子を含む第２の信号経路に供し、上記第２の利得／位相調整器及び補正増幅器が、入力信号を第１の利得／位相調整器と主増幅器とに伝達するための第１の信号経路を有し、上記第１の利得／位相調整器が、上記第１の調整器を操縦するための一対のタップを有し、上記増幅器部が、生成された上記入力信号のサンプルを第２の利得／位相調整器及び補正増幅器に伝達するための第２の信号経路を有し、上記第２の利得／位相調整器が、上記調整器を操縦するための一対のタップを有する、該増幅器部と、
上記第１の信号経路から検出信号を受信するための第１の検出器と、上記第２の信号経路から検出信号を受信するための第２の検出器と、を有すると共に、上記第１の検出器から上記検出信号を受信するための第１の対の制御器と、上記第２の検出器から上記検出信号を受信するための第２の対の制御器と、をさらに含む検出器／制御器部であって、上記制御器がそれぞれ、上記受信された検出信号に基づいて上記タップのそれぞれ１つを操縦するように操作可能であると共に、トレーサ信号をそれぞれのタップに投入するように更に操作可能であり、上記トレーサ信号が、上記増幅器部を介して上記検出信号を伝達且つ変調し、上記制御器がそれぞれ、個々の上記トレーサ信号を用いて個々の検出信号からタップ信号を抽出するように操作可能であると共に、該制御器がそれぞれ、個々のタップを操縦するための所望の方向を決定し、他の制御器と略同時に、上記個々のタップを操縦するような信号を出力するために、上記抽出されたタップ信号を利用するように操作可能である、該検出器／制御器部と、
を含む。
【００１８】
本発明のまた別の態様によって提供される、フィードフォワード増幅器は、
フィードフォワード増幅器部であって、
増幅器部と、
検出器部と、
を含み、
上記増幅器部は、
（ａ）第１の利得／位相調整器と、主増幅器と、遅延素子と、を含む第１の信号経路と、
（ｂ）遅延素子と、第２の利得／位相調整器と、補正増幅器と、を含む第２の信号経路と、
を備え、
利得／位相調整器の各々は、
該利得／位相調整器の位相応答を変更する入力を受信する制御入力タップと、
該利得／位相調整器の利得応答を変更する入力を受信する制御入力タップと、
を備え、
上記第１及び第２の信号経路は、共通信号入力及び共通信号出力を有し、
上記検出器部は、
（ｃ）上記共通信号出力から信号を受信し、上記第２の利得／位相調整器の利得タップへの入力を生成するように、第１の制御器に該受信信号を出力し、該第２の利得／位相調整器の位相タップへの入力を生成するように、第２の制御器に該受信信号を出力する、第１の検出器と、
（ｄ）上記第２の利得／位相調整器の前に、上記第２の信号経路から信号を受信し、上記第１の利得／位相調整器の利得タップへの入力を生成するように、第１の制御器へ該受信信号を出力し、該第１の利得／位相調整器の位相タップへの入力を生成するように、第２の制御器へ該受信信号を出力する、第２の検出器と、
を有し、
制御器の各々は上記受信信号の構成要素に応答し、
制御器が応答する受信信号の構成要素は相互に直交し、
生成された入力の全てをタップに略同時に適用し、
上記フィードフォワード増幅器を介して入力信号を線形に増幅するように、該フィードフォワード増幅器の操作を変更するものである。
【００１９】
本発明のさらに別の態様によると、複数の制御入力タップを有する適応制御回路を操作するための方法が提供され、該方法は、
上記制御入力のそれぞれに対し、
上記回路からトレーサ信号を含む信号を検出するステップと、
上記検出信号においてトレーサ信号から測定値を抽出するステップと、
上記適応回路の動作を向上させるために、上記制御入力に適用すべき適切な入力を決定するステップと、
上記制御入力に対するトレーサ信号を生成するステップであって、上記生成されたトレーサ信号が他の制御入力に対し生成されるトレーサ信号と直交する、ステップと、
上記トレーサ信号と上記決定した入力とを結合し、結果として得られる信号を上記制御入力に適用するステップと、を含む。
【００２０】
適応回路を操作するための装置及び方法は、一組の直交トレーサ信号を回路に投入することを含む。トレーサ信号は、修正後、回路の少なくとも一部の動作の間に抽出され、回路の動作を修正するために個々の制御器によって検査される。
【００２１】
ある実施の形態において、本発明は、一組の直交トレーサ信号が適用されるフィードフォワード増幅器に組み込まれる。検出器／制御器は、上記増幅器の一部によって修正されるように、直交トレーサ信号を構成要素として含む信号を検出する。上記検出器／制御器の各制御器部は、検出信号から個々のトレーサ信号に対する測定値を抽出し、その出力を修正し、それに応じて増幅器の一部を制御する。これら制御器部は、ほぼ同時にそれぞれの出力を増幅器の個々の部分に適用し、結果として増幅器の操作点を、最適な構成、若しくは、ほぼ最適な構成に急速に収束させることとなる。トレーサ信号を増幅器に投入することは、個々の直交トレーサ信号による制御器出力をディザリングすることによって達成される。
【００２２】
本発明のなおまた別の態様によって提供される適応回路は、
それぞれが、回路の動作を変更するように少なくとも１つの制御入力を含む、少なくとも２つの調整器と、
少なくとも１つのトレーサ信号を生成するための少なくとも１つの信号生成器であって、生成されたトレーサ信号のそれぞれが、他の生成されたトレーサ信号と相互に直交する、少なくとも１つの信号生成器と、
上記少なくとも２つの調整器の制御入力の少なくともそれぞれ１つに対し制御信号を出力するように操作可能な、少なくとも２つの制御器であって、上記少なくとも１つの信号生成器からの異なる直交トレーサ信号が、ディザとして個々の制御信号に適用される、少なくとも２つの制御器と、
上記回路から合成信号を抽出し、該合成信号を上記少なくとも２つの制御器に適用するように操作可能な、少なくとも１つの検出器であって、各制御器が、少なくとも１つの直交トレーサ信号を抽出し、個々の制御信号を変更して、上記回路の動作を最適な若しくはほぼ最適な構成に収束させるように、適用された信号に応答する、少なくとも１つの検出器と、
を含むものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１を参照すると、本発明の実施の形態によるフィードフォワード増幅器（「ＦＦＡ」）は、参照番号２０で示されている。ＦＦＡ２０は、増幅器部２４及び検出器／制御器部２８から構成されている。増幅器部２４は、入力信号経路４０に接続されているカプラー３６を含む。該カプラー３６は、経路４０からの入力信号を主増幅信号経路４４と、補正増幅信号経路４８とに分割するように操作可能である。
【００２４】
カプラー３６からの主信号を伝達する主増幅信号経路４４は、利得／位相調整器ＧＰＡ1、主増幅器５６、及び遅延素子６０を含み、該遅延素子６０は出力信号経路６４へと出力する。ＧＰＡ1は、利得制御入力タップＴ1と、位相制御入力タップＴ2とを含み、これらはそれぞれ、後述されるようにＧＰＡ1が、カプラー８２の出力、及びカプラー１０４の入力において最大信号キャンセレーションを生じるように操作するように、操縦することができる。最大信号キャンセレーションが発生することになる、回路における位置は、「キャンセレーション・ノード」と称されることもある。
【００２５】
カプラー３６によって生成される、入力信号経路４０からの信号のサンプルを伝達する補正増幅信号経路４８は、遅延素子６８、利得／位相調整器ＧＰＡ2、及び補正増幅器７４を含み、その出力はカプラー７６を介して出力信号経路６４に接続する。ＧＰＡ2は、利得制御入力タップＴ3と、位相制御入力タップＴ4とを含み、これらはそれぞれ、ＧＰＡ2が最小若しくはほぼ最小、又は補正増幅器７４に供給される電力の量を必要とするように調整されるように、操縦することができる。本明細書中に使用されるように、「操縦」という用語は、利得／位相調整器、若しくはその他好適な調整器のそれぞれに対するタップを調整及び／又は制御するすべての好適な方法を構成するように意図されている。後述する本発明の実施の形態において、タップＴ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4は、それぞれに適用される電圧レベルを変化させることによって操縦される。
【００２６】
当業者には明確に理解できるように、ＧＰＡ2及び補正増幅器７４は、増幅器部２４内にエラー経路７３を構成する。したがって、補正増幅器７４の出力が遅延６０の出力に結合されると、エラー及びパイロットトーンは、これらが使用される場合に、出力信号経路６４から実質的に除去され、出力信号経路６４は、入力信号経路４０からの信号の略線形増幅を表している。
【００２７】
増幅器部２４は、主増幅器５６によって持ち込まれるエラーのサンプルを、ＧＰＡ2から開始するエラー経路７３に提供するために、主増幅器５６の出力に接続される第１のカプラー８０と、遅延素子６８の出力に接続される第２のカプラー８２と、を連結する結合経路７９によって更に特徴付けられる。減衰は、第１のカプラー８０によって既にもたらされていない場合、結合経路７３でもたらされることがある。
【００２８】
主増幅信号経路４４、補正増幅信号経路４８、及び結合経路７９は、「信号キャンセレーション・ループ」と称されることもある。
【００２９】
例示された実施の形態において、増幅器部２４はパイロットトーン生成器８６をさらに含み、該生成器８６は、カプラー９０を介して主増幅器５６の入力に結合されている。パイロットトーン生成器８６は、主増幅器５６によって持ち込まれたエラーを低減するための通常の方法で、エラー経路７３で使用するためのパイロットトーンを生成する。同じように、増幅器部２４は、カプラー９８を介して出力信号経路６４に結合されているパイロットトーン受信器９４をさらに含む。出力信号経路６４においてパイロットトーンを低減するカプラー７６に信号を入力するように、エラー経路７３による使用の結果、出力信号経路６４に沿って存在する残留パイロットトーンを測定するように、パイロットトーン受信器９４は操作可能である。
【００３０】
検出器／制御器部２８は、本明細書に述べたように、種々の入力及び種々の出力を介して増幅器部２４と接続する。具体的には、エラー経路７３のすぐ前に接続されているカプラー１０４は、入力信号を第１の検出器Ｄ1に配信し、該検出器は、検出器出力を利得制御器Ｃ1及び位相制御器Ｃ2にもたらす。図に示した実施の形態において、検出器出力は、適用される入力信号のエンベロープ（包絡線）の振幅の測度である。しかしながら、当業者によって想到される他の測度又は信号と同様に、検出器出力として、入力信号のエンベロープのＲＭＳ値のログに比例する信号、又は入力信号のエンベロープのピークに比例する信号を提供することは本発明の範囲内である。以下の説明、又は請求項の範囲のいずれにおいても、検出器出力が、適用される入力信号のエンベロープの振幅であることに対して言及され、その他のかかる信号や測度もまた意図されることは理解すべきである。
【００３１】
同様に、パイロットトーン受信器９４は、出力信号を第２の検出器Ｄ2に配信し、該検出器は、検出機出力を利得制御器Ｃ3及び位相制御器Ｃ4にもたらす。さらに、検出器Ｄ2は、そこに適用される入力信号のエンベロープの振幅を出力する。以下により詳細に述べられるように、制御器Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3及びＣ4は、調整器ＧＰＡ1及びＧＰＡ2のそれぞれに対する最適な（若しくは所望の）利得及び位相の調整を得るために、個々の検出器Ｄから受信された信号に基づいて、タップＴ1、Ｔ2、Ｔ3及びＴ4をそれぞれ操縦するように操作可能である。
【００３２】
例示された実施の形態において、トレーサ信号は、タップＴ1、Ｔ2、Ｔ3及びＴ4にそれぞれ適用される電圧レベルを変調するように、これら信号を使用することによって、主増幅信号経路４４及び補正増幅信号経路４８のそれぞれに適用される。これら電圧信号はタップ操縦信号と称され、また、変調された電圧レベルは変調タップ操縦信号と称されている。各トレーサ信号は、信号キャンセレーション・ループにおける利得又は位相を急速に、但し、わずかに変化させるために、検出器Ｄ1及びＤ2の１つに適用される入力信号のエンベロープの振幅に変動を生じさせる。検出器Ｄ1及びＤ2に適用される信号のエンベロープの検出された振幅は、個々の制御器Ｃに送られる。各制御器Ｃは、対応するタップに適用されるトレーサ信号によって生じられる検出器出力の変化を抽出し、それに応じてそのタップを操縦する。トレーサ信号によって生じられる検出器出力の変化は、各トレーサ信号が他のトレーサ信号と直交するように選択されているので、互いに区別することができる。後述されるように、例示された実施の形態において直交性を実現するために、各トレーサ信号はウオルシュ符号であるが、トレーサ信号として適切な擬似雑音シーケンスを選択するような他の技術もまた、当業者にはっきりと理解されるだろう。当業者にはここに記載された説明から理解されるように、出来るだけ直交するような信号を使用する場合、より良い性能が得られることになるとは言え、本発明は、全体として互いに直交しないトレーサ信号で動作することになる。したがって、本明細書中で使用されるように、直交するという用語は、ウオルシュ符号などの完全に直交する信号と、ほぼ直交の結果をもたらす期間にわたって必要とされる擬似雑音シーケンス等のほぼ直交する信号の両方を含むことが意図されている。一般的基準は、トレーサ信号が適当な時間にわたって無相関であればあるほど、より良い結果になる。
【００３３】
詳細に説明する前に、概観として、本明細書に述べられた発明の実施の形態を理解する上で役立つ理想的な状況を考える。理解を助けるために、主増幅器が入力信号をまったく変形させず、１つのタップ操縦信号のみを調整することから開始させることを仮定する。まず、タップ操縦信号を特定の電圧レベルに設定する。その電圧レベルが調整器のタップに印加される場合、キャンセレーション・ノードにおいて特定レベルの信号キャンセレーションが結果的に生じる。（キャンセレーション・ノードにおける信号のエンベロープの振幅がゼロであるように）電圧レベルが最適である場合、（適当な期間における直交及び擬似雑音シーケンスがそうであるように）ゼロの平均値を有するトレーサ信号によって電圧レベルをディザリングすることは、結果としてゼロの上下でキャンセレーション・ノードにおける信号のエンベロープの振幅をわずかに偏位させることになるが、すべての偏位の和がゼロになる。今度は、電圧レベルが最適でないことを想定する。キャンセレーション・ノードにおける信号のエンベロープの振幅におけるわずかな偏位は、ディザリングが加えられていない場合に生じるキャンセレーション・ノードにおける信号のエンベロープの振幅より上、及びそれより下のレベルに対するものとなる。その結果、極性を含む非ゼロ和であったり、符号であったり、ディザリングが加えられていない場合、キャンセレーション・ノードにおける信号のエンベロープの振幅の極性と同じものが生じることになる。これまでは、たった１つのタップが存在することを仮定していた。それより多いタップが存在する場合、トレーサ信号として、適当な期間にわたって直交または擬似雑音シーケンスを使用することによって、各タップのディザリングによって引き起こされるキャンセレーション・ノードにおける信号のエンベロープの振幅における偏位が、キャンセレーション・ノードにおける信号のエンベロープの振幅から切り離されて抽出され、合計され、さらに、対応するタップ操縦信号を同時に調整するように使用できる。
【００３４】
図２を参照すると、検出器／制御器部２８がより詳細に説明されている。図示のように、制御器Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3及びＣ4はそれぞれ同一構成要素を含む。各制御器Ｃは、個々の検出器Ｄから検出器出力を受信する乗算器２００を含む。これら制御器Ｃは、それぞれのタップＴを操縦する方法を決定するために、検出器出力を利用するように操作可能である。本発明の実施の形態において、各検出器出力は、個々の検出器Ｄによって受信される信号のエンベロープの振幅であり、個々の検出器Ｄによって受信される信号のエンベロープの振幅においてそれぞれのトレーサ信号で個々のタップ操縦信号をディザリング（変調）する効果に関する組み合わせ情報を伝達する。トレーサ信号による各タップ操縦信号のディザリングの効果に関して伝達された情報は、以下で更に詳しく述べられるように検出器出力から別々に抽出されることもある。
【００３５】
制御器Ｃに対しタップＴによって投入されるトレーサ信号の効果を抽出するために、各乗算器２００は、ウオルシュ符号生成器２０４からそのウオルシュ符号を受信する。各ウオルシュ符号生成器２０４1、２０４2、２０４3及び２０４4は、固有のウオルシュ符号を生成し、該ウオルシュ符号は、当業者によって理解されるように、所定の期間にわたって繰り返す１つ以上の論理１及び／又は論理０の予め選択されたパターンであり、他のウオルシュ符号と互いに直交する。以下で更に詳述されるように、個々の検出器Ｄからの検出器出力がそれぞれのウオルシュ符号で乗算器２００によって乗算される場合、個々のタップＴに投入されるトレーサ信号から結果として生じる検出器出力の一部のみが個々の乗算器２００から出力されることになる。
【００３６】
制御器Ｃはさらに、それぞれ積算器２０８を有し、該積算器２０８は、それぞれの検出器出力上の個々のタップＴに対するトレーサ信号の結果を表示する、乗算器２００からの結果を各期間ごとに合計し、これら合計された結果から、それに責任のあるタップＴが適切に操縦されているかどうかを判断するように操作可能な調整器２１２に合計された結果を出力する。調整器２１２が、その対応するタップＴが適切な方向に操縦されていることを判断すると、調整器２１２は、そのタップＴを同一方向に操縦し続ける信号を出力する。調整器２１２が、その対応するタップＴが間違った方向に操縦されていることを判断すると、調整器２１２は、そのタップＴを反対方向に操縦する信号を出力する。調整器２１２はさらに、そのタップＴが最適レベルであることを判断することもでき、この場合、調整器２１２はタップＴをまったく操縦しないで、タップ操縦信号を現行レベルのままにしておく。調整器２１２の更なる詳細は、以下で更に詳述される。
【００３７】
制御器Ｃのトレーサ信号を増幅器部２４に投入するために、調整器２１２から出力された信号は、ウオルシュ符号生成器２０４で生成されたウオルシュ符号とともに加算器２１６を用いて変調される。該ウオルシュ符号は、最初にファクタＡによって減衰器２２０を介して減衰されている。それぞれのタップＴに対し調整器２１２からの制御信号に加算され得る適切な「ディザリング」又は「摂動（perturbance）」をもたらすレベルまで、ウオルシュ符号は、ファクタＡによって減衰される。結果として生じる変調信号の電圧レベルは、検出器Ｄの出力において確実に検出できる最小信号を一般的にもたらすことになるレベルである。
【００３８】
当業者には明らかであるように、ウオルシュ符号が良好なディザとして作用するためには、各制御器Ｃごとのウオルシュ符号は、可能な限り多くの遷移を有するように選択され、一方で、他の制御器Ｃのウオルシュ符号に対しまだ直交している。さらに、検出信号におけるノイズの影響を軽減するために適当な時間にわたってトレーサ信号が平均化されるので、適当な長さを有するウオルシュ符号または他の直交信号を選択することが望ましい。ウオルシュ符号の長さは、制御されるタップＴの数の少なくとも２倍であるように選択されることが、現在では好ましく、即ち、図１の実施の形態において、ウオルシュ符号の所望の最短長は８チップ分の符号であり、実際には、４個のタップＴを備えたフィードフォワード増幅器に対し６４チップ分のウオルシュ符号長を使用することが現在好ましいとされている。
【００３９】
各加算器２１６の出力は個々のタップＴに向けられ、その結果、それに応じて個々のタップＴを操縦し、個々のトレーサ信号を投入する。
【００４０】
フィードフォワード増幅器２０の利得及び位相のそれぞれの調整を制御する方法は、図３を参照しながら説明される。図３におけるフローチャートは、例えば、検出／制御部２８の各制御器Ｃを操作し、これによって各タップＴを操縦するように使用可能な、ステップのシーケンスを示している。即ち、図３におけるステップのシーケンスは、各制御器Ｃごとに並列式で実行されることになる。
【００４１】
上記のように、好ましい実施の形態では、各ウオルシュ符号は実際に６４個のチップ分の長さがあるが、前記方法を説明する上で簡単にするために、各ウオルシュ符号Ｗ1、Ｗ2、Ｗ3及びＷ4は８個のチップ分の長さしかないことが仮定される。各ウオルシュ符号Ｗ1、Ｗ2、Ｗ3及びＷ4は、それぞれのウオルシュ符号生成器２０４1、２０４2、２０４3及び２０４4によって生成され、これらは表１に示され、図４に示すパルス波形において説明されている。この図に示された波形から、「１」が論理「１」を意味し、「−１」が論理「０」を示すことを理解すべきである。
【００４２】
【表１】
さらに簡単にするために、図３の方法は、制御器Ｃ1、Ｃ2、及びそれらに関連した検出器Ｄ1だけを参照して詳細に述べられるだけである。この方法は、ステップ３００から始まり、フィードフォワード増幅器２０の増幅器部２４からの信号は検出器Ｄ1において検出される。このステップが本実施の形態に従ってどのようにして実行されるかを示すために、フィードフォワード増幅器２０がちょうど起動（即ち、初期化）されているが、入力信号が入力信号経路４０に沿って存在せず、その結果、出力信号も出力信号経路６４に沿って存在しないことが仮定されることになる。
【００４４】
前記方法のこの時点におけるフィードフォワード増幅器２０の動作は図５において説明される。ここで、検出器Ｄ1、制御器Ｃ1、及び制御器Ｃ2が示されている。入力信号経路４０に沿った入力信号が存在しないと、検出器Ｄ1はこれを検知し、対応する波形を出力する。これは図５において検出器出力の波形４００ａとして示され、さらに乗算器２００1及び乗算器２００2に入力される。
【００４５】
本実施の形態の作用に対する更なる背景として、利得／位相調整器ＧＰＡ1のタップＴに適用されているトレーサ信号が、ウオルシュ符号であろうと他のディザであろうと、検出器Ｄ1において検出できるだけであり、ここで、トレーサ信号が入力信号の変調であるように、入力信号経路４０に沿った入力信号が存在することは、当業者には理解できるだろう。同様に、パイロットトーンがカプラー９０に投入されている場合、ＧＰＡ2のタップＴに適用されるトレーサ信号は、検出器Ｄ2において検出されるパイロットトーンの変調として、検出器Ｄ2において検出できることになる。図５においては今のところ入力信号が存在しないので、検出器出力波形４００ａは図示されるように、すべてゼロである。
【００４６】
図３をさらに参照すると、前記方法はさらにステップ３２０に進み、制御器Ｃiに対する個々のタップＴiのためのトレーサ信号が、ステップ３００で検出された信号から抽出される。本実施の形態において、この信号は乗算器２００及び積算器２０８を用いて検出器出力波形４００ａから抽出される。最初に、乗算器２００は、トレーサ信号を抽出するために、ウオルシュ符号生成器２０４からのウオルシュ符号出力を検出器出力波形４００ａで乗算する。積波形は積算器２０８に供され、該積算器２０８は、ウオルシュ符号におけるチップの数にわたって波形における各パルスを合計する。各積算器２０８1、２０８2の出力は、それぞれ項目（アイテム）４０４ａ1、４０４ａ2として図５に示されている。
【００４７】
具体的には、制御器Ｃ1に関して、検出器出力４００ａが、{0,0,0,0,0,0,0,0}であると共に、ウオルシュ符号生成器２０４1の出力が数列Ｗ1={1,-1,-1,1,-1,1,1,-1}によって示し得るので、乗算器２００1の出力は、
{0,0,0,0,0,0,0,0}×{1,-1,-1,1,-1,1,1,-1}=(0,0,0,0,0,0,0,0)として表示できる。積算器２０８1からの結果４０４ａ1は、
404a1=(0,0,0,0,0,0,0,0)=0として表示できる。
【００４８】
同様に、制御器Ｃ2に対して、検出器出力４００ａが、{0,0,0,0,0,0,0,0}であると共に、ウオルシュ符号生成器２０４2の出力が数列Ｗ2={1,-1,1,-1,1,-1,1,-1}によって示し得るので、乗算器２００2の出力は、
{0,0,0,0,0,0,0,0}×{1,-1,1,-1,1,-1,1,-1}=(0,0,0,0,0,0,0,0)として表示できる。積算器２０８2からの結果４０４ａ2は、
404a2=(0,0,0,0,0,0,0,0)=0として表示できる。
【００４９】
図３をさらに参照すると、前記方法はステップ３４０に進み、所定の制御器Ｃiに対する個々のタップＴiのための適切な操縦信号が決定される。本実施の形態において、このステップは調整器２１２によって実行される。図５を参照しながら説明されている上記の例を引き続き実行すると、各積算器２０８からの結果４０４ａが個々の調整器２１２に送られる。図５の例に示されるように、各積算器２０８からの結果４０４ａは「０」であり、この値は調整器２１２に送られる。
【００５０】
本実施の形態において、調整器２１２はディジタル信号処理回路を含み、該回路は、個々の積算器２０８から送られた結果４０４ａに基づいてタップＴを操縦するか否か、さらに操縦するための方法を決定するように操作可能である。調整器２１２は、受信された「０」入力からタップＴの操縦が必要とされていないことを判断し、ステップ３６０に進む。ステップ３６０において、個々のタップＴに適用される操縦信号に対して何ら調整されない。
【００５１】
調整器２１２が結果４０４ａから正又は負の入力を受信した場合、タップ操縦信号に対する適切な調整が決定されることになり、前記方法はステップ３６０に進み、操縦信号の適切な調整がそれぞれのタップＴに適用される。
【００５２】
図５に関して説明されている例を引き続き実行すると、ステップ３４０において操縦信号に対する調整が必要とされていないことが判断され、さらに、フィードフォワード増幅器２０が起動されたばかりであると、調整器２１２は、個々の制御器Ｃに対するタップＴが名目上の位置にまだあるべきことを判断する。各調整器２１２は、図５において信号４０８ａ1、４０８ａ2として対応するタップ操縦信号を出力する。タップ操縦信号４０８の正確なフォーマットは、公知の手段及び回路を用いて生成可能であり、増幅器部２４内で使用される特定のタイプの利得／位相調整器を制御するために必要とされるフォーマットとただ一致しさえすればよい。
【００５３】
タップ操縦信号４０８ａは、個々の加算器２１６に供され、該加算器２１６は、タップ操縦信号４０８ａをウオルシュ符号Ｗの減衰バージョンＡＷに加算する。この減衰ウオルシュ符号は、項目ＡＷ1、ＡＷ2として図５に示され、制御方法の次の繰り返しに対し増幅器部２４の信号経路に投入されるトレーサ信号である。各減衰器２２０ごとのファクタＡがそれぞれ異なる可能性があることは当業者には理解できるだろう。減衰ウオルシュ符号ＡＷは、使用された特定のＧＰＡに対し適切なレベルにファクタＡによって減衰されるので、これらは、そのタップ操縦信号４０８ａの最高点で変調される「ディザ」としての役目をし、利得／位相ＧＰＡの動作はディザによって妨げられることはない。
【００５４】
減衰ウオルシュ符号ＡＷは減衰器２２０によって生成される。該減衰器２２０は単に、個々のウオルシュ符号生成器２０４の出力を受信し、その減衰バージョンを生成し、それを個々の加算器２１６に出力する。このように、各タップ操縦信号４０８ａと、個々の減衰ウオルシュ符号ＡＷは、図５において項目４１２ａ1及び４１２ａ2として示されるように、ディザリングされたタップ操縦信号を生成するために、個々の加算器２１６によって加算される。ステップ３６０では、ディザリングされたタップ操縦信号４１２ａ1、４１２ａ2は、ＧＰＡ1の個々のタップＴ1、Ｔ2に供され、前記方法はステップ３００に戻り、この方法の別の繰り返しが開始する。
【００５５】
上記の図３に示された方法は、検出器Ｄ1及び制御器Ｃ1、Ｃ2に関して上述したのと同じ方法で、検出器Ｄ2及び制御器Ｃ3、Ｃ4に関して同時に作用する。したがって、操縦調整は各タップＴにおいて同時に実行できる。
【００５６】
図３の方法による第２の反復の例は、図６を参照しながら説明される。この反復の前に、入力信号が入力信号経路４０に沿って入力されていることを仮定する。図６もまた、検出器Ｄ1、及び制御器Ｃ1、Ｃ2を示している。この反復は、検出器Ｄ1によって実行されるステップ３００から開始する。入力信号経路４０に沿って入力信号が存在すると、検出器Ｄ1は、利得及び位相の各調整器の少なくとも１つに適用されているトレーサ信号（ディザ）を検出する。この検出を検出器出力波形４００ｂにおいて表している。本実施の形態を説明するために、検出器出力波形４００ｂが{-3, -1, 0, 2, -3, 0, -1, 1}であり、波形４００ｂが乗算器２００1、２００2に入力されていることを仮定する。
【００５７】
図３をさらに参照すると、前記方法はステップ３２０に進み、制御器Ｃｉのそれぞれに対するタップＴiのタップ測定値が、ステップ３００で検出された信号から抽出される。図６に関して説明されているこの例において、かかる信号は、各制御器Ｃiの乗算器２００i及び積算器２０８iを用いて検出器出力波形４００ｂから抽出される。まず、乗算器２００は、ウオルシュ符号生成器２０４からのウオルシュ符号出力を検出器出力波形４００ｂで乗算する。積としての波形は積算器２０８に供され、該積算器２０８は、ウオルシュ符号におけるチップ個数にわたって波形における各パルスを合計する。各積算器２０８1、２０８2からの結果は、図６においてそれぞれ項目４０４ｂ1、４０４ｂ2として表示される。
【００５８】
具体的には、制御器Ｃ1に関して、検出器出力４００ｂが{-3, -1, 0, 2, -3, 0, -1, 1}であると共に、ウオルシュ符号生成器２０４1の出力Ｗ1が、{1, -1, -1, 1, -1, 1, 1, -1}であるので、乗算器２００1の出力は、
{-3, -1, 0, 2, -3, 0, -1, 1}×{1, -1, -1, 1, -1, 1, 1, -1}=(-3,1,0,2,3,0,-1,-1)
として表示できる。積算器２０８1の結果は、
404b1=(-3, 1, 0, 2, 3, 0, -1, -1)=1
として表示できる。同様に、制御器Ｃ2に関して、検出器出力４００ｂが
{-3, -1, 0, 2, -3, 0, -1, 1}であると共に、ウオルシュ符号生成器２０４2の出力Ｗ2が、{1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1}であるので、乗算器２００2の出力は、
{-3, -1, 0, 2, -3, 0, -1, 1}×{1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1}=(-3,1,0,-2,-3,0,-1,-1)
として表示できる。積算器２０８2の結果は、
404b2=(-3, 1, 0, -2, -3, 0, -1, -1)=-9
として表示できる
【００５９】
前記方法はさらにステップ３４０に進み、所定の制御器Ｃに対する個々のタップＴのための適切な操縦信号が決定される。図６を参照しながら説明されている上記の例を引き続き実行すると、各積算器２０８に対する結果４０４ｂは個々の調整器２１２に送られる。この例において、積算器２０８1によって生成された結果４０４ｂ1は「１」であり、この値は調整器２１２1に送られる。積算器２０８2によって生成された結果４０４ｂ2は「−９」であり、この値は調整器２１２2に送られる。それぞれの場合、積算器出力の符号は、個々のタップＴを調整する方法を決定する。
【００６０】
既に述べたように、調整器２１２は、ディジタル信号処理回路を含み、該回路は、個々の積算器２０８から送られた結果４０４ｂに基づいてタップＴを操縦するかどうかを判断するように操作可能である。本実施の形態において、調整器２１２は、個々の積算器２０８から受信された入力が「０」に等しくない場合、個々のタップＴの操縦が必要であると判断されるように構成されている。したがって、図６の例において、調整器２１２1、２１２2はいずれも、それぞれのタップＴ1、Ｔ2の操縦が必要とされていることを判断する。
【００６１】
制御器Ｃ1に関して、調整器２１２1が「１」を受信し、これにより、タップＴ1に対するタップ操縦信号４０８ｂ1を増加すべきことを決定し、それに応じて、出力タップ操縦信号４０８ｂ1が、図３の方法による前の反復の際に使用された前の信号から予め選択された分だけ増加される。制御器Ｃ2に関して、調整器２１２2が「−９」を受信し、これにより、タップＴ2に対するタップ操縦信号４０８ｂ2を減少すべきことを決定し、それに応じて、出力タップ操縦信号４０８ｂ2が、図３の方法による前の反復の際に使用された前の信号から予め選択された分だけ減少される。タップ操縦信号４０８ｂは、個々の加算器２１６に示され、該加算器２１６は、個々の減衰ウオルシュ符号ＡＷとタップ操縦信号４０８ａとを加算する。このように、個々のタップ操縦信号４０８ａ及び減衰ウオルシュ符号ＡＷは、図６において項目４１２ｂ1及び４１２ｂ2として示されている、ディザリングされたタップ操縦信号を生成するために、個々の加算器２１６によって加算される。ディザリングされたタップ操縦信号４１２ｂは、ステップ３６０において個々のＧＰＡのそれぞれのタップＴに供される。
【００６２】
図３の方法による反復は、各制御器Ｃごとに連続的に繰り返し、個々のタップＴの最適レベルが、図３の方法による次の反復の際に、個々のタップＴを更に操縦することが要求されるまで、個々の制御器Ｃが単に、タップ出力信号４１２をその現在のレベル（即ち、波形４００及びウオルシュ符号Ｗの乗算器２００からの積の、積算器からの結果が０）に維持する地点に到達されるまで、各タップ出力信号４１２を増減させる。
【００６３】
本明細書に述べられた実施の形態は、発明の特定の実施を対象とするものであるが、実施の形態の組み合わせ、部分セット、及び変形が本発明の範囲内であることは理解されるだろう。例えば、増幅器部２４が、フィードフォワード増幅器の一種の増幅器部に対する実質的に周知の構成であるが、他の構成の増幅器部２４が本発明の範囲内であることは当業者には理解されるだろう。こうした他の構成は、本発明の譲受人に譲渡された同時係属米国特許出願第０９／７１５，０８５号において論じられ、その内容は参照によって本明細書に組み込まれる。特に、本件では、単一のパイロットトーン生成器／受信器を備えたフィードフォワード増幅器を教示し、該増幅器もまた、本発明に組み込むのに好適である。増幅器部の設計に関する当業者に対し有益なフィードフォワード増幅器の総括論議は、米国特許第３，４７１，７９８号に示され、その内容もまた、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００６４】
さらに当業者に理解できるように、フィードフォワード増幅器は、３つ以上の利得／位相調整器を有することがある。このような場合、検出器／制御器回路は、各利得／位相調整器に対し使用することができ、各タップＴごとに個々の直交トレーサ信号が使用できる。
【００６５】
さらに、本明細書で論じられた実施の形態が、パイロットトーンを有するＦＦＡを特に示している一方で、本発明が、パイロットトーンを使用せずに、検出器Ｄ2で混変調（intermodulation）エネルギーを測定するような、別の方法を使用するＦＦＡにも適用できることは理解すべきである。
【００６６】
本明細書で論じられた実施の形態が、利得及び位相のタップＴを有する利得／位相調整器を示している一方で、本発明がこのように限定されず、同相の「Ｉ」タップ及び直角位相の「Ｑ」タップを有する、位相／利得調整器などの他のタイプの調整器にも適用できることは理解すべきである。さらに、本明細書で論じられた実施の形態がＦＦＡにおける利得及び位相の調整を制御することを示している一方で、本明細書中で論じられた装置及び方法が、フィードフォワード回路などの適応制御が使用されている適切な回路で使用するために変更できることは理解すべきである。
【００６７】
本明細書で論じられた実施の形態がウオルシュ符号を参照する一方で、回路の残存部分の他の特徴に対し適切な変更を含んだ状態で、好適長の擬似雑音シーケンス等のどんなタイプの直交トレーサ信号も使用可能であることもまた、理解すべきである。さらに、本明細書で論じられた例示としての実施の形態で使用されたウオルシュ符号のチップの個数が、検出器出力のパルス波形の期間に対応している一方で、こうした期間が少しも対応する必要がないことは理解されるだろう。一般に、周波数分割多重化を用いるような、検出器出力から特定のタップ測定値を抽出するための手段や方法が使用できることは理解すべきである。
【００６８】
複雑度が増すことによって現在は好ましいものではないが、積算器２０８の出力の大きさが、各タップＴを操縦すべき方向を決定するために積算信号の極性を使用することに加えて、各タップＴを操縦すべき量を決定するように更なる情報を提供するために使用することもできる。このような場合、予め選択された分だけその量を調整する代わりに、出力の大きさに応じて可変増分を選択することができる。
【００６９】
増分の大きさが、予め選択された方法で、適応回路の起動時と、適応回路の通常動作時との間で変化し得ることもまた想定される。例えば、起動時に所定数の反復に対し、図１の増幅器２０は、５単位の増／減分量を使用し、続いて、別の所定数の反復に対し、３単位の増／減分量と、さらに続いて、別の所定数の反復に対し、２単位の増／減分量と、その後でさらに１単位の増／減分量が使用してもよい。これにより、起動時において増幅器をより高速に収束させることができる。
【００７０】
本発明は、利得／位相調整器内の各タップが最適動作設定に収束するようにほぼ同時に調整されるように、利得及び位相の調整を操縦するための方法及び装置を含む、新しいフィードフォワード増幅器を提供する。このため、最適設定への収束は、従来技術としてのフィードフォワード増幅器よりも実質的に高速で、さらに／あるいはより正確に得られる。それぞれのタップは、トレーサ信号を有することができ、該信号は、増幅器を介して信号経路に加えられる、他のトレーサ信号と直交する。それぞれのタップ測定値は、個々のタップ操縦信号を適切に変更させるために、個々のタップ・制御器によって抽出且つ使用される。
【００７１】
本発明の上記実施の形態は、本発明の実施例であることが意図され、変更及び修正は、添付された特許請求の範囲によってのみ定義される発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって実行され得る。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の形態によるフィードフォワード増幅器のブロック図である。
【図２】図１に示された増幅器の検出器／制御器部のブロック図である。
【図３】図１の増幅器の利得及び位相の調整を制御する方法を示すフローチャートである。
【図４】図１及び図２の増幅器の検出器／制御器部において使用するための、例示としてのウオルシュ符号のセットを示す図である。
【図５】図１の増幅器の電源を最初にオンする際に、図３の方法を用いて図２に示された制御器部の内、２つの制御器部の動作の例を示す図である。
【図６】図３に示される方法によって次の繰り返しの際に、図５に示される制御器部の動作の例を示す図である。
Claims (42)
- キャンセレーション・ノードを含む信号キャンセレーション・ループを備えたフィードフォワード増幅器であって、
該フィードフォワード増幅器は、
各々が離散タップ操縦信号を出力し、予め選択された一連の値の形態を有する離散トレーサ信号で対応する該タップ操縦信号を変調し、該一連の値を予め選択された期間にわたって該トレーサ信号が相互に直交するように選択する、利得制御器及び位相制御器と、
前記信号キャンセレーション・ループにおいて制御される利得変化と位相シフトとを出力する前記制御器の出力に接続され、該制御器により供される対応する該タップ操縦信号で該利得変化と位相シフトの大きさを制御する、利得及び位相調整器と、
入力が前記キャンセレーション・ノードに接続され、出力が前記制御器に接続され、該キャンセレーション・ノードに前記信号のエンベロープの測定値を出力する、検出器と、
を備え、
予め選択された前記期間の後、前記制御器により前記利得及び位相調整器に供された前記タップ操縦信号の新しい値を、前記トレーサ信号の各々と前記検出器の出力とを乗じることにより取得し、
予め選択された前記期間の各々にわたって、結果として生じる一連の値を加算し、
加算値の各々に基づいて、変調され、前記利得及び位相調整器に供される前記タップ操縦信号を変更する、
フィードフォワード増幅器。 - 各タップ操縦信号が、対応する加算値の極性に応じて増減される、請求項１に記載のフィードフォワード増幅器。
- 前記利得／位相調整器に供されるタップ操縦信号は、対応する加算値が０であるか、若しくは、０に近い予め選択された範囲内である場合、変化がないままであり、
対応する加算値が０に近い予め選択された範囲外にある場合、対応する加算値の極性に応じて増減される、
請求項１に記載のフィードフォワード増幅器。 - タップ操縦信号は、対応する加算値が正である場合に増加され、対応する加算値が負である場合に減少される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフィードフォワード増幅器。
- 入力ポートと、
第１の主経路スプリッタであって、入力信号が前記入力ポートに適用される場合、該第１の主経路スプリッタによって主信号及びフィードフォワード信号に分割されるように、該第１の主経路スプリッタの入力が入力ポートに接続される、該第１の主経路スプリッタと、
入力が前記第１の主経路スプリッタの第１の出力に接続される主信号経路利得／位相調整器であって、タップ上の電圧レベルが主信号の振幅及び位相を制御するように構成される利得制御入力タップ及び位相制御入力タップを有する、該主信号経路利得／位相調整器と、
入力が前記主信号経路利得／位相調整器の出力に接続される主増幅器と、
入力が前記主増幅器の出力に接続される第２の主経路スプリッタと、
入力が前記第１の主経路スプリッタの第２の出力に接続される、フィードフォワード信号経路遅延素子であって、該フィードフォワード信号経路遅延素子によって課される遅延が、前記主増幅器によって生じられる主信号の遅延とほぼ一致するように選択される、該フィードフォワード信号経路遅延素子と、
第１の入力が前記フィードフォワード信号経路遅延素子の出力に接続されるフィードフォワード経路カプラーと、
前記第２の主経路スプリッタの第２の出力を前記フィードフォワード経路カプラーの第２の入力に接続するコネクタ／減衰器であって、減衰は、前記フィードフォワード経路カプラーに供される主信号の非変形部が前記フィードフォワード信号によってほぼキャンセルされるように選択される、該コネクタ／減衰器と、
入力が前記フィードフォワード経路カプラーの出力に接続されるフィードフォワード経路スプリッタと、
入力が前記フィードフォワード経路スプリッタの第２の出力に接続される検出器と、
入力が前記検出器の出力に接続され、出力が前記利得制御入力タップに接続される利得制御器と、
入力が前記検出器の出力に接続され、出力が前記位相制御入力タップに接続される位相制御器と、
を含み、
前記制御器がそれぞれ、予め選択された一連の値の形態を持つ離散的低レベル信号で個々の出力上の電圧レベルを変調し、前記一連の値は、各低レベル信号が予め選択された期間にわたって他の低レベル信号と相互に直交するように選択され、
前記検出器がキャンセレーション・ノードにおいて信号のエンベロープの測定値を出力し、
前記各制御器が、予め選択された期間にわたるいずれの場合においても、接続されているタップを変調するための低レベル信号と前記検出器から受信された信号とを乗じ、経時的に結果として生じる一連の値を加算し、該加算値に従って個々のタップ上の電圧レベルを変化させる、
フィードフォワード増幅器。 - 各電圧レベルが対応する加算値の極性に応じて増減される、請求項５に記載のフィードフォワード増幅器。
- 前記利得／位相調整器に供された電圧レベルは、対応する加算値が０であるか、若しくは、０に近い予め選択された範囲内である場合、変化がないままであり、
対応する加算値が０に近い予め選択された範囲外にある場合、対応する加算値の極性に応じて増減される、
請求項５に記載のフィードフォワード増幅器。 - 各電圧レベルは、対応する加算値が正である場合に増加され、対応する加算値が負である場合に減少される、請求項５乃至７のいずれか１項に記載のフィードフォワード増幅器。
- 前記低レベル信号は、極性が変化するが、振幅においては変化しない、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のフィードフォワード増幅器。
- 前記低レベル信号が、擬似雑音シーケンスであるように選択される、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のフィードフォワード増幅器。
- 前記低レベル信号が、ウオルシュ符号であるように選択される、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のフィードフォワード増幅器。
- 各出力電圧レベルが、個々の加算値の大きさに比例して変化される、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のフィードフォワード増幅器。
- 信号が最小化されることになるキャンセレーション・ノードを含む信号キャンセレーション・ループを有するフィードフォワード増幅器であって、
タップ操縦信号を供し、該タップ操縦信号を、予め選択された一連の値の形態を持つトレーサ信号で変調する制御器と、
前記信号キャンセレーション・ループの特性の変化の制御を行ない、その結果としてキャンセレーション・ノードにおける信号のエンベロープの測定値を変化させることになる、前記制御器の出力に接続される調整器であって、特性の変化の大きさが、前記制御器によって前記調整器に供された変調タップ操縦信号によって制御される、該調整器と、
入力が前記キャンセレーション・ノードに接続され、出力が前記制御器に接続される検出器であって、キャンセレーション・ノードにおいて信号のエンベロープの測定値を出力する検出器と、
を含み、
予め選択された期間の後で、タップ操縦信号に対する新しい設定が、検出器出力とトレーサ信号とを乗じ、結果としての一連の値を加算し、該加算値に従って変調され、前記調整器に供されるタップ操縦信号を変化させることによって、得られる、
フィードフォワード増幅器。 - タップ操縦信号が、対応する加算値の極性に応じて増減される、請求項１３に記載のフィードフォワード増幅器。
- 前記利得／位相調整器に供される前記タップ操縦信号は、対応する加算値が０であるか、若しくは、０に近い予め選択された範囲内である場合、変化がないままであり、
対応する加算値が０に近い予め選択された範囲外にある場合、対応する加算値の極性に応じてタップ操縦信号を増減させる、
請求項１３に記載のフィードフォワード増幅器。 - タップ操縦信号は、対応する加算値が正である場合に増加され、対応する加算値が負である場合に減少される、請求項１４又は請求項１５に記載のフィードフォワード増幅器。
- 前記タップ操縦信号が、加算値の大きさに比例して変化される、請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載のフィードフォワード増幅器。
- 前記調整器が利得調整器であり、前記特性が前記利得調整器における利得である、請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載のフィードフォワード増幅器。
- 前記調整器が位相調整器であり、前記特性が前記位相調整器における位相変化である、請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載のフィードフォワード増幅器。
- 前記トレーサ信号が擬似雑音シーケンスであるように選択される、請求項１３乃至１９のいずれか１項に記載のフィードフォワード増幅器。
- 前記トレーサ信号がウオルシュ符号であるように選択される、請求項１３乃至１９のいずれか１項に記載のフィードフォワード増幅器。
- 信号を回路によって適応的に最小化するノードを有する該回路であって、
出力電圧レベルを供する制御器であって、該出力電圧レベルが予め選択された期間にわたって、予め選択された一連の値の形態を持つ低レベル信号によって変調される、該制御器と、
適応回路の特性の変化に対し制御を行ない、結果として前記ノードにおいて信号のエンベロープを変化させることになる、前記制御器の出力に接続される調整器であって、特性の変化の大きさが、前記制御器によって前記調整器に示された電圧レベルによって制御される、該調整器と、
入力が前記ノードに接続され、出力が前記制御器に接続される検出器であって、前記ノードにおいて信号のエンベロープの測定値を出力する、該検出器と、
を含み、
前記予め選択された期間の後で、前記制御器によって前記調整器に供された電圧レベルに対する新しい設定が、検出器出力と低レベル信号とを乗じ、結果として得られる一連の値を加算し、該加算値に従って前記調整器に供された電圧レベルを変化させることによって、得られる、
回路。 - 前記出力電圧レベルが加算値の極性に応じて増減される、請求項２２に記載の回路。
- 前記出力電圧レベルは、加算値が０であるか、若しくは、０に近い予め選択された範囲内である場合、変化がないままであり、
加算値が０に近い予め選択された範囲内でない場合、加算値の極性に応じて出力電圧レベルを増減させる、
請求項２３に記載の回路。 - 前記出力電圧レベルは、加算値が正の場合に増加され、加算値が負の場合に減少される、請求項２３又は請求項２４に記載の回路。
- 前記低レベル信号電圧レベルが、加算値の大きさに比例して変化される、請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載の回路。
- 前記低レベル信号がウオルシュ符号であるように選択される、請求項２２乃至２６のいずれか１項に記載の回路。
- 前記低レベル信号が擬似雑音シーケンスであるように選択される、請求項２２乃至２６のいずれか１項に記載の回路。
- カプラー、第１及び第２の利得／位相調整器、第１及び第２の遅延素子、主増幅器、ならびに補正増幅器を含む増幅器部であって、前記カプラーが、前記第１の利得／位相調整器を含む第１の信号経路に対し前記増幅器部への入力信号を付与し、前記主増幅器、前記第１の遅延素子、出力、及び前記カプラーが、前記入力信号を第２の遅延素子を含む第２の信号経路に供し、前記第２の利得／位相調整器及び補正増幅器が、入力信号を第１の利得／位相調整器と主増幅器とに伝達するための第１の信号経路を有し、前記第１の利得／位相調整器が、前記第１の調整器を操縦するための一対のタップを有し、前記増幅器部が、生成された前記入力信号のサンプルを第２の利得／位相調整器及び補正増幅器に伝達するための第２の信号経路を有し、前記第２の利得／位相調整器が、前記調整器を操縦するための一対のタップを有する、該増幅器部と、
前記第１の信号経路から検出信号を受信するための第１の検出器と、前記第２の信号経路から検出信号を受信するための第２の検出器と、を有すると共に、前記第１の検出器から前記検出信号を受信するための第１の対の制御器と、前記第２の検出器から前記検出信号を受信するための第２の対の制御器と、をさらに含む検出器／制御器部であって、前記制御器がそれぞれ、前記受信された検出信号に基づいて前記タップのそれぞれ１つを操縦するように操作可能であると共に、トレーサ信号をそれぞれのタップに投入するように更に操作可能であり、前記トレーサ信号が、前記増幅器部を介して前記検出信号を伝達且つ変調し、前記制御器がそれぞれ、個々の前記トレーサ信号を用いて個々の検出信号からタップ信号を抽出するように操作可能であると共に、該制御器がそれぞれ、個々のタップを操縦するための所望の方向を決定し、他の制御器と略同時に、前記個々のタップを操縦するような信号を出力するために、前記抽出されたタップ信号を利用するように操作可能である、該検出器／制御器部と、
を含む、フィードフォワード増幅器。 - フィードフォワード増幅器であって、
増幅器部と、
検出器部と、
を含み、
前記増幅器部は、
（ａ）第１の利得／位相調整器と、主増幅器と、遅延素子と、を含む第１の信号経路と、
（ｂ）遅延素子と、第２の利得／位相調整器と、補正増幅器と、を含む第２の信号経路と、
を備え、
利得／位相調整器の各々は、
該利得／位相調整器の位相応答を変更する入力を受信する制御入力タップと、
該利得／位相調整器の利得応答を変更する入力を受信する制御入力タップと、
を備え、
前記第１及び第２の信号経路は、共通信号入力及び共通信号出力を有し、
前記検出器部は、
（ｃ）前記共通信号出力から信号を受信し、前記第２の利得／位相調整器の利得タップへの入力を生成するように、第１の制御器に該受信信号を出力し、該第２の利得／位相調整器の位相タップへの入力を生成するように、第２の制御器に該受信信号を出力する、第１の検出器と、
（ｄ）前記第２の利得／位相調整器の前に、前記第２の信号経路から信号を受信し、前記第１の利得／位相調整器の利得タップへの入力を生成するように、第１の制御器へ該受信信号を出力し、該第１の利得／位相調整器の位相タップへの入力を生成するように、第２の制御器へ該受信信号を出力する、第２の検出器と、
を有し、
制御器の各々は前記受信信号の構成要素に応答し、
制御器が応答する受信信号の構成要素は相互に直交し、
生成された入力の全てをタップに略同時に適用し、
前記フィードフォワード増幅器を介して入力信号を線形に増幅するように、該フィードフォワード増幅器の操作を変更する、
フィードフォワード増幅器。 - 直交する前記構成要素がウオルシュ符号である、請求項３０に記載のフィードフォワード増幅器。
- 直交する前記構成要素が擬似雑音シーケンスを含む、請求項３０に記載のフィードフォワード増幅器。
- 複数の制御入力タップを有する適応制御回路を操作するための方法であって、
前記制御入力のそれぞれに対し、
前記回路からトレーサ信号を含む信号を検出するステップと、
前記検出信号においてトレーサ信号から測定値を抽出するステップと、
前記適応回路の動作を向上させるために、前記制御入力に適用すべき適切な入力を決定するステップと、
前記制御入力に対するトレーサ信号を生成するステップであって、前記生成されたトレーサ信号が他の制御入力に対し生成されるトレーサ信号と直交する、ステップと、
前記トレーサ信号と前記決定した入力とを結合し、結果として得られる信号を前記制御入力に適用するステップと、
を含む、適応制御回路の操作方法。 - 前記適応制御回路が、第１の利得／位相調整器用の１対の入力制御タップと、第２の利得／位相調整器用の第２の１対の入力制御タップと、を有する、フィードフォワード増幅器の増幅器部である、請求項３３に記載の方法。
- 前記トレーサ信号がウオルシュ符号である、請求項３３に記載の方法。
- 前記トレーサ信号が擬似雑音シーケンスである、請求項３３に記載の方法。
- それぞれが、回路の動作を変更するように少なくとも１つの制御入力を含む、少なくとも２つの調整器と、
少なくとも１つのトレーサ信号を生成するための少なくとも１つの信号生成器であって、生成されたトレーサ信号のそれぞれが、他の生成されたトレーサ信号と相互に直交する、少なくとも１つの信号生成器と、
前記少なくとも２つの調整器の制御入力の少なくともそれぞれ１つに対し制御信号を出力するように操作可能な、少なくとも２つの制御器であって、前記少なくとも１つの信号生成器からの異なる直交トレーサ信号が、ディザとして個々の制御信号に適用される、少なくとも２つの制御器と、
前記回路から合成信号を抽出し、該合成信号を前記少なくとも２つの制御器に適用するように操作可能な、少なくとも１つの検出器であって、各制御器が、少なくとも１つの直交トレーサ信号を抽出し、個々の制御信号を変更して、前記回路の動作を最適な若しくはほぼ最適な構成に収束させるように、適用された信号に応答する、少なくとも１つの検出器と、
を含む、適応回路。 - 前記回路がフィードフォワード増幅器である、請求項３７に記載の適応回路。
- 前記少なくとも２つの調整器が、該調整器を通過した信号の位相及び利得を調整するように操作可能であり、
前記少なくとも２つの調整器のそれぞれが、位相調整を制御するための位相制御入力タップと、利得調整を制御するための利得制御入力タップと、を含む、
請求項３８に記載の適応回路。 - 少なくとも２つの検出器を更に含み、
該少なくとも２つの検出器のそれぞれが、少なくとも２つの合成信号を抽出し、該合成信号を前記少なくとも２つの制御器のそれぞれ１つずつに適用し、
各制御器が、少なくとも１つの直交トレーサ信号を抽出し、個々の制御信号を変更して、回路の動作を最適な若しくはほぼ最適な構成に収束させるように、適用された信号に応答する、
請求項３９に記載の適応回路。 - 前記直交トレーサ信号がウオルシュ符号である、請求項３９に記載の適応回路。
- 前記直交トレーサ信号が擬似雑音シーケンスである、請求項３９に記載の適応回路。
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