JP2006502683A - 電磁波送信機システム、方法及び製品 - Google Patents

Abstract

トランシーバ及び送信機が示される。ベースバンドプロセッサが送信のための信号を受け取る。ベースバンドプロセッサは信号を振幅及び位相の極座標成分に変換する。その後、それぞれの成分が処理される。位相成分は広帯域位相変調器によって処理され、振幅成分は広帯域振幅変調器によって処理され、次いで、それぞれの成分は別の処理または送信のために再結合される。

Description

本発明は電磁波の伝達に関する。さらに詳しくは、本発明は電磁波送信機に関する。

電磁波は導体を介してある場所から別の場所に伝達させることができる。有線送信において、導体は通常、電線またはその他の固体物質である。無線送信において、導体は通常、空気、水等のような周囲物質である。送信機は一般に電気エネルギーを信号に変換し、その後、信号はアンテナを介して搬送波により受信機のアンテナに送信される。送信波の完全性を維持するため、送信に中継器、中継局等を介在させることができる。

送信機への電気エネルギー入力は通常、音声、データ等のような、送信者により発生される何らかの情報に由来する。送信機はこの情報で搬送波を変調する。今では変調されている搬送波は送信される電磁信号である。次いで受信機は、変調された搬送波を解読して送信機によって送信された初めの情報のコピーにすることによって、信号を復調できる。

様々な手法が搬送波の変調に用いられる。例えば、無線送信において、搬送波は、振幅、周波数及び位相のような電磁波の特性を変えることで変調して信号とすることができる。線形手法は一般に信号の周波数及び／または位相及び振幅特性を変調する。非線形手法は一般に信号の周波数及び／または位相特性を変調する。

デジタルまたはアナログ手法あるいは両者の複合を線形または非線形手法とともに用いることができる。信号−その包絡線−の性質により、線形手法と非線形手法のいずれが用いられているかを判断することができる。包絡線が一定の信号には一般に非線形送信手法が用いられており、包絡線が一定ではない信号には一般に線形性がより高い送信手法が用いられている。

これらの手法は必ずしも排他的ではない。例えば、送信機が複数の動作モード（例えばＧＳＭ及びＥＤＧＥ）に用いられる場合のように、送信機は定包絡線方式及び非定包絡線方式の組合せをサポートすることが必要な場合がある。複数のパルス処理方式をサポートする必要があるため、費用がかかり、効率の低いアーキテクチャになっている。従来、信号送信機における複数の変調方式は、最適な解決策を提供するに至らない単一の変調アーキテクチャ、あるいは送信機の費用及び複雑性を高める複数の変調アーキテクチャによって得られていた。

したがって、複数の変調方式を容易にする、トランシーバ、送信器及び受信機システム、方法及び製品を提供できれば、電磁波送信業界に役立つであろう。

本発明は、電磁波及び信号を送信するためのシステム、方法及び製品を含む。好ましい装置実施形態は、第１の信号を受取り、第１の信号を振幅成分及び位相成分からなる極座標に変換するためのベースバンドプロセッサ、搬送波の変調により第１の信号の位相成分を処理するための広帯域変調器、及び、第１の信号の振幅成分を処理するための、独立制御可能な電流源を有する広帯域振幅変調器を備える。

位相成分は次いで、電流源に課せられるいずれかの制御にしたがう増幅のための広帯域変調器に与えられ、第１の信号の位相成分及び振幅成分からなる第２の信号が発生される。

本発明の説明のため、少なくとも１つの現在好ましい形態が図面に示される。しかし、図示される精確な構成、方法及び機器に本発明が限定されないことは当然である。

本発明の実施形態は、電磁波及び信号を送信するための装置、方法及び製品を含む。本発明の実施形態は、完全にハードウエアまたはソフトウエアからなることができ、及び／またはソフトウエアとハードウエアの組合せとすることができる。したがって、図面の個々のブロック及びブロックの組合せは指定される機能を実施するための手段の組合せ及び／または指定される機能を実施するための工程の組合せをサポートするものである。図面のブロックのそれぞれ及び図面のブロックの組合せは、当業者にはよく知られているように、多くの様々な方法で具現化できる。

特に好ましい実施形態において、送信機は特定の用途に専用化されるが、特定の実施形態においては用途の組合せも望ましい。用途には、ＣＤＭＡ，ＣＤＭＡ２０００，Ｗ-ＣＤＭＡ，ＧＳＭ，ＴＤＭＡ及び、有線及び無線の、その他のタイプのデバイス、例えば、ブルートゥース、８０２.１１ａ，-ｂ，-ｇ，ＧＰＳ，レーダ，１ｘＲＴＴ，ラジオ，ＧＲＰＳ，コンピュータ及びコンピュータ通信デバイス，手持ちデバイス等があるが、これらには限定されない。

本明細書において「信号」という語は、何らかの態様で、通常は電磁波上への情報の搭載、例えば搬送波上へのデータの賦課により、変調された電磁波を述べるために用いられることに注意すべきである。また、単数での「信号」及び「波」の使用は、送信機が動作の通常の途上で１つより多くの信号及び/または波を発生することが多いから、複数（または多重）の信号及び波をそれぞれ含むことに注意すべきである。本発明の実施形態は、以下で詳しく説明されるように、電磁波の入力及び／または出力にも、信号の入力及び／または出力にも用いられ得ることにも注意すべきである。本明細書において「パルス」という語は、例えば、信号は１つまたはそれより多くのパルスからなるから、信号の成分を述べるために用いられることにも注意すべきである。したがって、本明細書において、信号、パルス、信号処理及びパルス処理は互換可能で用いられ得る。本明細書において「線路」という用語は「インターフェース」と互換可能で用いられることがあり、いずれの用語も信号のための経路として定義されることにも注意すべきである。

好ましい実施形態において、ＧＳＭに用いられるＧＭＳＫ，ＤＥＣＴ及びブルートゥースに用いられるＧＦＳＫ，ＥＤＧＥに用いられる８-ＰＳＫ，ＩＳ-２０００に用いられるＯＱＰＳＫ及びＨＰＳＫ，ＴＤＭＡに用いられるπ/４ＤＱＰＳＫ及び８０２.１１に用いられるＯＦＤＭなどの複数の変調手法にまたがる変調を得るために、デジタル信号処理手法がアナログＲＦ回路と組み合される。

好ましい実施形態において行われる信号包絡線処理はベースバンド信号の特定の性質（例えば定包絡線及び非定包絡線）に依存しない。したがって、上述したように、本発明の様々な好ましい実施形態は初めに信号を極座標に変換し、信号の位相成分及び振幅成分をデジタル処理し、次いで、信号の位相成分及び振幅成分の後処理により信号を再構成する。

位相成分及び振幅成分の再構成により、本明細書で詳しく説明されるように処理のフレキシビリティが得られる。例えば、信号の位相成分は非線形処理に対して比較的一定の信号包絡線を提供するから、位相成分の処理に非線形型手法を用いることができる。すなわち、送信機の効率を線形型手法を用いる場合の効率より高めることができる。

振幅信号及び位相信号のデジタル処理、例えばパルス整形及び／または画像圧縮手法は、送信スペクトルの目標を設定し、隣接チャネル干渉及びその他の望ましくない雑音を最小化し、その他の利点を提供するために用いられる。例えば、パルス整形はスペクトル効率の高い送信の達成に役立つ。例えば、好ましい実施形態において、ＣＤＭＡ環境におけるスペクトルマスクをともなうパルス整形はＡＣＰＲを最小限に抑える。

デジタル処理は送信機による信号処理にフレキシビリティ及び制御も提供する。例えば、振幅成分のデジタル処理は多重パルス処理方式をサポートするためのフレキシビリティの提供に役立つ。振幅成分及び位相成分のデジタル信号処理は、広帯域雑音抑制−したがってＲＦ通過帯フィルタリングの最小化（いくつかの実施形態では排除）を行うのに役立つ、送信機の出力スペクトルの整形にも役立つ。また別の例として、振幅成分のデジタル処理は、適切な帯域内信号品質仕様を維持しながら出力電力のダイナミックレンジを拡大するために、信号包絡線統計（またはレベル）を操作できる能力を提供する（もちろん、ＧＳＫのような定包絡線パルス処理方式実施形態では、信号包絡線処理を固定包絡線レベルの変更に限定して、さらなる出力電力ダイナミックレンジを達成することができる）。

さらに、好ましい実施形態は様々な実施形態の再構成可能なパルス処理態様を提供する。これは、異なる定包絡線信号及び非定包絡線信号（例えば、ＧＭＳＫ，ＨＰＳＫ，ＯＱＰＳＫ，ＯＦＤＭ等）に対して比較的スペクトル効率の高い送信を達成するのに役立つ。よって、例えば、好ましい実施形態のトランシーバ及び送信機は、周波数変調または位相変調により変調され、よって定包絡線信号と見なすことができるＧＳＭ信号を送信するため、（例えばプログラマブルパルス整形ＦＩＲ構成を用いて）振幅及び位相パルス処理方式により変調され、よって非定包絡線信号と見なされ、再構成もされる、ＣＤＭＡ信号を送信するために用いることができる。別の実施形態においては、デジタル−アナログ変換器を用いるベースバンドの再構成によるベース変調手法を用い、次いで広帯域振幅変調器において変調することも可能である。様々な実施形態において、再構成可能な変調をベースバンド処理段階で実施することが望ましいこともあり得る。

図１は好ましい実施形態のトランシーバを示す。ベースバンドプロセッサ１０は送信のための信号、例えばａを供給するか、あるいは高水準アプリケーションで処理されるべき信号、例えばｂを受け取る。ベースバンドプロセッサ１０は技術上既知であり、例えばデジタル信号プロセッサ１５及びマイクロコントローラである。別の実施形態において、信号提供デバイス／受取デバイスはアナログ信号提供デバイス、デジタル信号提供デバイス等であり、したがってベースバンドプロセッサ自体は必要でない場合があることに注意すべきである。さらに、変形プロセッサ、例えばデジタル信号プロセッサコンポーネントをもたないプロセッサを用いることができる。

好ましい実施形態においては、電力管理モジュール（図示せず）が存在する。電力管理モジュールは電力を節約するために送信機の様々なコンポーネントを動的にオン／オフする。電力管理モジュールは様々な基準、例えば、あらかじめ定められた不作動時間、あらかじめ定められた出力レベルのような外部イベントからの入力、ベースバンドプロセッサからのゲート制御信号等にしたがって、あるコンポーネントのオン／オフを行うための決定を実行する。電力管理モジュールはいかなる数の別コンポーネントも制御できる。例えば、パワー管理動作は、「送信ゲートオン／オフ」信号がシステムにより発せられたときに、ベースバンドプロセッサ、ＰＬＬ及び増幅器のオン／オフを、好ましい順序で行うことができる。

送信区画において、デジタル信号プロセッサ１５は、Ｉ（同相または位相）成分及びＱ（直交）成分からなる、デジタル化された信号を２つのチャネルａ'に送る。これらの成分は、以下でさらに説明されるように、送信機４０にＩ，Ｑパルスを与える。受信区画において、受信されたＩ，Ｑ信号がチャネルｂ'に沿ってベースバンドプロセッサ１０に与えられる。入力信号に基づく１つまたはそれより多くの電力制御信号も線路ｃ及びｄをそれぞれ介して受信機３５及び送信機４０に供給される。別の実施形態において、電力制御は別の手段、例えば送信機実施形態内に含まれるその他のコンポーネントによって与えることができる。

入力信号に基づく１つまたはそれより多くの制御信号は電力制御インターフェース１１を介して（いくつかの実施形態において可変利得減衰器とすることができる）電圧利得増幅器２０及び増幅器３０に送られる。本実施形態及び別の好ましい実施形態において、電力制御インターフェース１１はコントローラとして機能することができる。例えば、増幅器３０が、例えば３つのバイアス段のような、１つまたはそれより多くのバイアス段を有していれば、それぞれのバイアス段は付帯する（ここでは図示されていない）制御ポートｓ_ｃ１，ｓ_ｃ２及びｓ_ｃ３を有するであろう。本実施形態において、電力制御インターフェース１１はコントローラとして機能し、３つのバイアス段の制御ポートｓ_ｃ１，ｓ_ｃ２及びｓ_ｃ３と通じている。一般に、電力制御インターフェース１１はそれぞれのバイアス段を調整して増幅器３０の利得及び増幅器の出力を制御するために用いることができる。別の実施形態において、電力制御は別の手段、例えば、ベースバンドプロセッサ１０及び／または送信機実施形態内に含まれる別のコンポーネントによって供給できる。

ここで図１の実施形態に戻れば、送信される信号及び受信される信号は切換スイッチ４５に、次いでアンテナ４８に供給され、あるいは、アンテナ４８から、次いで切換スイッチ４５に供給される。次に図２に移れば、送信機４０がさらに詳細に示される。信号は一般に方向ｘから送信機４０に送られる。上述したように、本実施形態及び別の好ましい実施形態においては、デジタルＩ/Ｑ信号が送信機に供給される。しかし、別の実施形態においては、例えばアナログＩ/Ｑ信号のデジタル化が送信機内で行なわれ得ることに注意すべきである。

信号のデジタル化により、本明細書では直交信号座標とも称される、同相（Ｉ）及び直交（Ｑ）成分をもつ信号が得られる。本実施形態及び別の実施形態において様々なフィルタリング及びその他の手法をＩ，Ｑ信号に施すことができる。例えば、図２の実施形態に示されるように、スペクトル効率の高い送信のために、すなわち、隣接周波数へのおこり得る溢出が最小限であるように、パルス処理コンポーネント４１がデータ整形に用いられる。好ましい実施形態において、パルス処理コンポーネント４１は有限インパルス応答（ＦＩＲ）として実施される。技術上既知の他の包絡線パルス処理手法、例えば無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ等も用いることができる。ＦＩＲの好ましい実施形態は、異なるデジタル変調方式をサポートするために構成可能な数のタップ及びプログラマブルフィルタ係数を有することができる。

次いで、以降の処理のため、直交信号座標が極座標処理コンポーネント５２によって、位相成分ｅ及び振幅成分ｆによる極座標に変換される。特に好ましい実施形態において、変換はＣＯＲＤＩＣアルゴリズムによって実施される。いくつかの好ましい実施形態においては、とりわけ、ＲＦ非線形効果を処理するために、ＡＭ/ＡＭ及び／またはＡＭ/ＰＭ補正または修正を変換後に実施することができる。

次いで、位相成分ｅ及び振幅成分ｆは別々の経路を通って処理される。この及び別の好ましい実施形態において、位相成分ｅ及び振幅成分ｆはデジタル信号であるが、望ましければ、その一方または両方を業界公知の様々な手段によってアナログ信号に変換することができる。

位相成分ｅは、変調補償（等化）フィルタであるイコライザ５４に与えられる（位相成分ｅは非線形処理に対して比較的一定の信号包絡線を有することに注意すべきである）。イコライザ５４は、広帯域位相変調器７０の閉ループ応答の反転である振幅及び位相応答を有することにより、変調補償を提供する。広帯域位相変調器７０の帯域幅は出力スペクトル内の雑音を最小限に抑えるために（例えば変調帯域幅より狭い帯域幅に）制限される必要があり得る。しかし、そのような態様で帯域幅を制限すると信号の高域周波数成分が減衰し得る。イコライザ５４は、必要であれば、高域周波数成分の利得を高めることによって高域周波数成分の減衰を補償し、よって、信号の変調帯域幅にわたり平坦な周波数応答を生じさせ、実効的に変調帯域幅を拡張する。イコライザ５４はデジタルで実施されることが好ましく、例として、ＦＩＲ（有限インパルス応答）フィルタまたはＩＩＲ（無限インパルス応答）フィルタとすることができる。イコライザ５４は、所望に応じてプログラマブル係数により、あるいは所望に応じてその他のコンポーネントにより、実施することができる。

本明細書に説明されるコンポーネントは限定的であると見なされるべきではないことに注意しなければならない。すなわち、ブロック組立手法を様々な構成で用いることができるデジタル信号処理の性質により、いかなるコンポーネントも所望に応じて多くの機能構成に用いることができる。例えば、望ましければ、イコライザ５４を広帯域位相変調器内に実装してもよい。

好ましい実施形態に用いられる広帯域位相変調器において、ベースバンド位相情報である、入力信号の位相成分による適切な周波数変調が搬送波に行われる。すなわち、好ましい実施形態の広帯域位相変調器の出力は、一定の振幅特性すなわち一定の包絡線特性を、入力信号の位相成分に対する元の値から変化した周波数特性または位相特性とともに有する電磁波である。信号出力の調節、例えば固定出力の提供、出力の調節等を行うため、電力制御信号を用いることもできる。

好ましい実施形態の広帯域位相変調器はＲＦ搬送波を信号で変調するから、広帯域位相変調器は多重帯域送信機及びトランシーバにおける適切なラスター分解能並びに周波数帯域及びチャネル選択も提供する。さらに、特に好ましい実施形態においては、位相変調品質が様々な設計許容度にわたる目標送信仕様内に維持されることを保証するために、位相較正コンポーネントを用いることができる。別の実施形態において、技術上知られているような広帯域位相変調器を用いることができ、例えば、並進ループ、直接デジタル合成等を様々な実施形態に用いることができる。

図３は、図２の広帯域位相変調器７０をさらに詳細に示す。広帯域位相変調器７０は、シグマ−デルタ変調器（ＳＤＭ）７１，分数デバイダ７２，位相−周波数検出器７３，ローパスループフィルタ７４及び電圧制御発振器７５を備える。

分数デバイダ５２の出力に対して安定な位相及び周波数基準を与えるために基準源８０が用いられることが好ましい。基準源８０は安定した位相及び周波数基準をもつ搬送波を発生することができるいずれかの電磁波源であれば、どのようなものであってもよい。

シグマ−デルタ変調器（ＳＤＭ）７１は入力信号の位相成分による搬送波の広帯域位相変調を達成するために用いられる。この好ましい実施形態及び他の好ましい実施形態のいずれにおいても、広帯域位相変調及びチャネル選択を達成するために、３次シグマ−デルタ変調器が（一般にデバイダ７２，位相−周波数検出器７３，ローパスループフィルタ７４及び電圧制御発振器７５からなる）ＰＬＬ及びイコライザ５４とともに用いられる。ＳＤＭ７１は、ＰＬＬのローパスループフィルタによって十分な雑音のフィルタリングを行うことができる場合に、基底雑音レベルを押し下げる。ＳＤＭ/ＰＬＬの達成可能な帯域幅は、ほぼ同相の雑音を最小限に抑えるために変調帯域幅より狭い帯域幅に制限され得るから、イコライザ５４はＰＬＬとＳＤＭの組合せの閉ループ応答の反転である振幅応答及び位相応答を有する。したがって、広帯域位相変調器７０の変調帯域幅が拡張され得る。ＳＤＭ７１は位相信号の遅延可変性の厳密な制御も容易にすることができ、よってシステム性能を向上させることができる。

ＳＤＭ７１は、１つまたはそれより多くの加算器／アキュムレータ列及び、分数位相／チャネル番号データを入力し、デジタル化された整数列を出力するための、フィードバックコンポーネントを有することが好ましい。ＳＤＭ７１は、本実施形態において、入力範囲が位相データ及びチャネル番号の分数部分のいずれに対しても十分であるような態様で構成されることが好ましい。電圧制御発振器７５の出力周波数はデバイダ７２のデバイダ値である、ある数Ｎで整除される。ＳＤＭ７１の出力はデバイダ７２のデバイダ値にディザリングをかけるために用いられる。デバイダ７２のディザリングにより、分数乗数の実現が可能になる。

位相−周波数検出器７３は２つの信号の相対位相を比較し、相対位相間の差に比例する信号を出力する。この出力信号は、位相検出器で測定される位相差がゼロになるように、電圧制御発振器７５の出力を調節するために用いられる。したがって、信号の位相はフィードバックループによりロックされて、電圧制御発振器７５の位相及び周波数の変動または歪による信号位相の望ましくないドリフトが防止される。電圧制御発振器７５の出力は乗数によって基準源８０の出力に関係づけられる。様々な工業規格の低チャネル分解能要件に結びつけられる基準源８０の比較的高い周波数のため、デバイダ７２が必要である。

電圧制御発振器７５からのフィードバック信号はデバイダ７２を通過する。シグマ−デルタ変調器７１から受け取られる位相成分情報はデバイダ値範囲の間でデバイダにディザリングをかけるために用いられる。デバイダ値のディザリングは搬送波を位相情報で変調する機構である。得られた信号は位相−周波数検出器７３に送られ、上述したように、そこで基準源８０からの基準信号と比較される。この比較結果はローパスループフィルタ７４を通過し、電圧制御発振器７５による位相変調搬送波信号の発生のために比較結果が用いられ、次いで、位相変調搬送波信号が振幅成分ｆとの再構成のために広帯域振幅変調器６０に送られる。

位相変調搬送波信号は、いくつかの好ましい実施形態において、ここでは図示されていないが、適用され得る工業規格に対して出力電力のダイナミックレンジ及び輻射要件を満たすために信号の利得及び／または周波数応答のようないくつかの特性を修正するため、再構成の前に可変利得減衰器（ＶＧＡ）またはその他の修正器（例えば電圧利得増幅器）を通過させられる。いくつかの実施形態において、広帯域雑音輻射をさらに制限するためにバンドパスフィルタも用いられ得る。

位相変調搬送波信号は次いで広帯域振幅変調器６０に送られ、振幅成分ｆと再構成される。再構成を説明する前に、図２の実施形態における振幅成分ｆの処理を復習することが有用であろう。

図２に戻ると、振幅成分ｆがスペクトル整形コンポーネント５３に送られる。スペクトル整形コンポーネント５３は振幅成分ｆを必要に応じて、例えば、以下で詳しく説明するように、複数の処理方式をフレキシブルにサポートするため、出力スペクトルを整形するために処理する。本実施形態及び別の実施形態において、スペクトル整形コンポーネントは所望に応じて振幅成分の補正または修正、例えば望ましくない広帯域雑音を除去、を行うこともできる。例えば、スペクトル整形コンポーネントは、テーブル内にある記載にしたがって信号を再構成するルックアップテーブル（ＬＵＴ）として実施することができる。別の実施形態では、ＦＩＲ、無限インパルス応答（ＩＩＲ）、アナログフィルタ等のようなローパスフィルタを用いることができる。

ここで図２の実施形態に戻れば、スペクトル整形コンポーネント５３から、デジタル化された非定包絡線信号と見なすことができる振幅成分ｆが広帯域振幅変調器６０に送られる（望ましければ、いくつかの実施形態において、振幅成分ｆはアナログに変換され得る）。

広帯域振幅変調器６０は、振幅信号を位相変調ＲＦ搬送波上に再構成することによってＲＦ搬送波をベースバンド振幅信号で変調する。この及び別の好ましい実施形態において、広帯域振幅変調器６０は異なるビット幅分解能で信号を変調することができる。利得及び得られる出力電力ダイナミックレンジを変えるためのバイアス制御の動的操作だけでなく、望ましければ、プレ歪因子も与えることができる。

次に、広帯域振幅変調器６０の図である図４に移れば、入力信号の振幅成分ｆが、経路ａ^ｍに沿い、コンバータ１１３によって、最上位ビット（“ＭＳＢ”）から最下位ビット（“ＬＳＢ”）のビットＢ_０からＢ_ｎ−１に量子化されたデジタルワードからなるデジタルパルスに変換される。様々な実施形態においてデジタルワードは可変長ワードとすることができる。一般に、ワード長が大きいほど、入力信号の再構成の確度が高くなる。デジタルワードは、以下でさらに説明する態様で、減衰及び／または増幅のための命令信号または制御を提供する。もちろん、以下でさらに説明するように、別の実施形態においては、異なる態様で構成されたデジタルワードも、別のタイプの振幅またはその他の信号特性の偏差及び／または規定も用いることができる。

コンバータ１１３から引き出されている７本の制御コンポーネント線路ａ^ｍ１〜ａ^ｍ７が示される。好ましい実施形態において、これらの制御コンポーネント線路の数はワードの分解能に依存する。この好ましい実施形態において、ワードは７ビット分解能を有する。図４においては、図を見やすくするため、制御コンポーネント線路が制御コンポーネント１２２ａ〜ｇに進む単一経路ａ^ｍに統合されていることに注意すべきである。しかし、本実施形態においては、また以下で詳しく説明するように、制御コンポーネント線路は統合されておらず、代わりに制御コンポーネントに個別に与えられる。

（上述したように制御コンポーネント線路ａ^ｍ１〜ａ^ｍ７からなる）経路ａ^ｍは、制御コンポーネント１２２ａ〜ｇで終端する。特に好ましい実施形態において、スイッチングトランジスタがあり、好ましくは電流源がある。制御コンポーネント１２２ａ〜ｇは、振幅成分からのデジタルワード出力のビットによって切り換えられ、よって、振幅成分からのデジタルワード出力により調整される。ビットが“１”すなわち“高”であれば、対応する制御コンポーネントがオンに切り換えられ、よって、バイアス制御線路１２３ａ〜ｇに沿って電流がその制御コンポーネントから適切な電流源１２５ａ〜ｇに流れる。上述したように、デジタルワード長は可変とすることができ、よって、ビット、制御コンポーネント、制御コンポーネント線路、ドライバ線路、バイアス制御線路、電流源等の数は様々な実施形態において適宜に変わり得る。また、様々な実施形態において、デジタルワード分解能、コンポーネント、線路及び電流源の間で１対１対応が存在する必要はない。

電流源１２５ａ〜ｇは、制御コンポーネントがオンであれば、その制御コンポーネントから電流を受け取り、したがって、それぞれの電流源はそのコンポーネントにしたがって調整される。特に好ましい実施形態においては、以下でさらに説明するように、適切な制御コンポーネントがバイアス電流を電流源に供給し、よって、制御コンポーネントはバイアス制御回路と見なすことができ、ある数の制御コンポーネントはバイアスネットワークと見なすことができる。いくつかの実施形態において、１つまたはそれより多くのバイアス制御回路の、スイッチングネットワークを用いる１つまたはそれより多くの電流源への静的または動的な割当てが望ましいことがあり得る。

位相成分及び振幅成分の再構成は、上述したように、広帯域振幅変調器６０内でおこる。経路ａ^ｐに沿って進行している位相成分は定包絡線を有し、すなわち振幅変動がなく、元の入力信号ｘの位相特性を未だに有している。位相成分はドライバ１２４に送られ、続いてドライバ線路ａ^ｐ１〜ａ^ｐ７に送られて、そこから電流源１２５ａ〜１２５ｇに送られ、以下でさらに説明するように、必要に応じて電流源１２５ａ〜１２５ｇを駆動するためにはたらくであろう。

本実施形態においては、トランジスタを電流源１２５ａ〜１２５ｇとして用い得ることに注意すべきである。さらに、別の実施形態においては、適切にセグメント化された１つまたはそれより多くのトランジスタを電流源１２５ａ〜１２５ｇとして用いることができる。

それぞれの電流源は必要に応じて電流源としてはたらき、電流源線路１２６ａ〜ｇのそれぞれに出力される電流を発生することができる。それぞれの電流源は、適切な命令信号すなわち制御コンポーネントを調整しているデジタルワード値にしたがって調整されるから、電流源として働くこともあるし、働かないこともあり、よって電流を発生する場合もあるし、発生しない場合もある。いずれかのセグメントの起動及びそのセグメントからの電流の発生は、適切な制御コンポーネントを調整している振幅成分を表すデジタル値からの適切なビットの値に依存する。好ましい実施形態において、電流源は１つまたは複数の増幅器ではなく、むしろ、本明細書で説明するように、１つの増幅器としての複数の電流源機能であることに注意すべきである。実際上、好ましい実施形態において、増幅及び／または減衰はこれらの実施形態の機能と見なすことができ、よって、増幅器及び／または減衰器は増幅及び／または減衰を行う電気コンポーネントまたはシステムと見なすことができる。いくつかの実施形態において、広帯域振幅変調器には１つまたはそれより多くの増幅器がさらにあり得る。

結合された電流、すなわち、位相成分及び振幅成分による再構成後に、線路１２６ａ〜ｇを介する、電流源１２５ａ〜ｇからののいずれかの電流出力の総和が電流出力である。すなわち、本実施形態は減衰器及び／または増幅器として作用することができ、様々な無線規格の出力電力要件におけるダイナミックレンジを達成するように電力制御が与えられる。別の好ましい実施形態において、位相変調搬送波の経路及び振幅経路のいずれにおいても利得を変えるために、いずれかの（１つまたは複数の）増幅段のバイアス制御の操作を行うことができる。

電流源の間には、それぞれの電流源からの電流を結合し、よって有用な出力電流を与えるための、回路またはコンポーネントがさらに必要となることはない。したがって、線路１２７上に出力され、ｚで示される、結合電流は所望に応じて、例えば増幅器として、減衰器として、負荷を駆動するため、等に用いることができる。

好ましい実施形態において、異なる電流源は異なる電流出力値を有する。これにより、それぞれの電流源により必要に応じて供給される電流への様々な重み付けが得られる。例えば、好ましい実施形態の１つにおいて、第１の電流源の電流出力値は次の電流源の２倍であり、続いて、前記次の電流源の電流出力値はまた次の電流源の２倍であり、以下最終電流源に至るまで同様である。電流源の数はデジタル制御ワードのビット数と一致させることができ、よって、最大の電流源は振幅ワードのＭＳＢにより制御され、そのワードの次のビットは２番目に大きい電流源を制御し、以下最小の電流源に送られるＬＳＢに至るまで同様である。もちろん、上述したように、他の実施形態は、スイッチングネットワークの使用を含む、電流源に対する異なるビット整合パターンを有することができる。さらに、特に好ましい実施形態において、二重の−同じ電流出力値をもつ−電流源を電流出力値の異なる電流源とともに備えることができる。また別の実施形態において、別の電磁波特性を別の電流源に備えることができ、よって、それらの電流源を調整することができる。

好ましい実施形態において、電流源は非線形態様でバイアスされることに注意すべきである。したがって、いずれの電流源も高効率で動作する。よって、好ましい実施形態において、電力消費が低減される。さらに、上述したように、信号特性にしたがう電流源調整の結果として、得られる出力信号は入力信号に対する比較的正確な線形性及び比例性を有する。したがって、好ましい実施形態において、非線形動作の比較的高い効率及び低い電力消費と組み合された比較的精確な線形動作をもつ増幅器を得ることができる。いくつかの実施形態においては、所望に応じてさらに１つまたはそれより多くの増幅器があり得る。さらに、別の実施形態では、図４に示される増幅器に加えて、及び／または図４に示される増幅器の代わりに、異なる増幅器を用いることができる。

例えば、図４の実施形態に戻れば、電流源１２５ａ〜ｇの内の１つがオンに切り換えられると、その電流源は、比較的高い効率をともなう非線形電流源としてはたらくであろう。電流源がオフにされると、その電流源は電力をほとんどまたは全く消費しない。オンになっている電流源のそれぞれは入力信号の振幅特性に同様に比例する電流寄与を提供するから、線形特性もあり、よって比較的精確な入力信号の再生が得られる。

図４の好ましい実施形態において、電流源１２５ａ〜ｇは１つまたはそれより多くのＨＢＴトランジスタを有する。ＦＥＴ等のようなその他のトランジスタも、その他の電流源も、用いることができる。トランジスタセグメント、増幅経路に沿う非線形コンポーネント等への駆動電流を低減するため、その他のコンポーネント、例えば可変利得増幅器または減衰器を挿入することができる。さらに、一実施形態においてデジタル信号ではなくアナログ信号が用いられれば、例えばアナログ形式が信号セグメントに用いられるであろうコンポーネントを適宜に用いることができる。

好ましい実施形態において、信号（例えば図２のｘ）のデジタル化により、再構成時の信号の同期化に関して、デジタル化しないときに得ることができるであろう効率よりも高効率の制御が得られることに注意すべきである。例えば、制御能力及び予測能力が、デジタル化しないときに得ることができるであろう能力より高められ、よって、デジタル手法を用いる調節が可能である。

ここで図２の実施形態に戻れば、次いで、入力信号に含まれるいずれかの情報を搬送する増幅された搬送波を表す出力が広帯域振幅変調器６０でつくられる。本実施形態及び別の好ましい実施形態により、比較的広い周波数スペクトルにわたる線形増幅及び／または減衰が可能である。

次いで、再構成された信号が送信のためにアンテナ４８に送られる。別の実施形態において、信号をアンテナとは別の負荷に送ることができ、あるいは、例えばさらなる処理または送信のため、所望に応じて、アンテナまたは負荷に加えて別のコンポーネントも用いることができる。負荷に対するインピーダンス整合を与えるため、業界公知の通りに負荷線路を選ぶこともできる。しかし、広帯域振幅変調器６０は電力源ではなく電流源としてはたらいているから、広帯域振幅変調器６０と負荷の間のインピーダンス整合は必ずしも必要ではないことに注意することが重要である。もちろん、別の実施形態において、信号は、負荷または広帯域振幅変調器６０から引き出される別の線路上に与えられる際に、変更、増幅、修正及び／または処理をさらに受けることができる。

これらの実施形態では、アナログコンポーネント及びデジタルコンポーネントのいずれをも必要とする搬送波及び信号を操作する限り、所望のアナログコンポーネント及びデジタルコンポーネントの両方を利用することができる。例えば、セル式携帯電話実施形態はアナログコンポーネント及びデジタルコンポーネントの両方を利用することができる。実施形態を構成するために様々なタイプのシステムアーキテクチャを利用することもできる。例えば、実施形態または様々なコンポーネントを、いくつかの例には、シリコン（Ｓｉ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）またはヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）の基板がある、集積回路または特定用途集積回路構成体などの所望の半導体デバイス上に設けることができる。好ましい実施形態のデジタル処理によりスケーラビリティも可能になり、例えば、所望のいかなる大きさのチップ上にも電流ドレイン及びダイ領域をつくることができる。

以上、本発明のいくつかの特定の実施形態を説明したが、当業者には様々な変更、改変及び改善が容易に思い浮かぶであろう。本開示によって明白になるような変更、改変及び改善は本明細書に明白に述べられてはいないが本説明の一部であるとされ、本発明の精神及び範囲内にあるとされる。したがって、上記の説明は例示に過ぎず、限定ではない。本発明は添付される特許請求項及びそれらの等価物で定められる範囲にしか限定されない。

本発明の好ましい実施形態を示す 本発明の好ましい実施形態を示す 本発明の好ましい実施形態を示す

符号の説明

１０ ベースバンドプロセッサ
１５ デジタル信号プロセッサ
２０ 電圧利得増幅器
３５ 受信機
４０ 送信機
４１ パルス処理コンポーネント
４５ 切換スイッチ
４８ アンテナ
５２ 極座標処理コンポーネント
５３ スペクトル整形コンポーネント
５４ イコライザ
６０ 広帯域振幅変調器
７０ 広帯域位相変調器
７１ シグマ−デルタ変調器
７２ 分数デバイダ
７３ 位相−周波数検出器
７４ ローパスループフィルタ
７５ 電圧制御発振器
８０ 基準源

Claims (10)

1. 第１の信号の位相成分を、搬送波を変調するための拡張可能な信号処理範囲を有する広帯域位相変調器（７０）によって処理する工程、
   前記第１の信号の振幅成分を拡張可能な信号処理範囲を有する広帯域振幅変調器（６０）によって処理する工程であって、前記広帯域振幅変調器が前記第１の信号のあらかじめ選択された成分を独立に変調するための独立に制御可能な電流源（１２５ａ〜ｇ）を有する、工程、
   前記広帯域振幅変調器によって前記電流源に課せられるいずれかの制御にしたがう増幅のために前記位相成分を前記広帯域振幅変調器に供給する工程、及び
   前記第１の信号の前記処理された位相成分及び振幅成分を含む第２の信号を前記広帯域振幅変調器から供給する工程、
   を含むことを特徴とする送信方法。
2. ベースバンドプロセッサ（１０）を介して前記第１の信号を受け取る工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 搬送波をシグマ−デルタ変調器（７１）によって前記位相成分で変調することを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記第２の信号が前記第１の信号の前記変調方式を用いる前記広帯域振幅変調器から供給されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記第２の信号が、選択される変調方式を用いる前記広帯域振幅変調器から供給され、前記選択される変調方式が前記第１の信号の前記変調方式とは異なることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記広帯域振幅変調器が前記第２の信号を第１の変調方式から第２の変調方式に転換することを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記搬送波に対して選択可能な周波数を用いる前記搬送波を前記第１の信号の前記位相成分で変調し、前記選択可能な周波数が無線通信動作モードに対応することを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記位相成分が定包絡線信号として前記広帯域振幅変調器に供給されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記第２の信号が可調節出力電力で供給され、前記出力電力があらかじめ選択された環境因子に応じて調節可能であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記出力電力が制御信号によって調節されることを特徴とする請求項９に記載の方法。

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