JP2007502577A - 無線送信機用擬似極変調 - Google Patents
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Abstract
Description
ここに、Cは非ゼロ定数である。
情報信号は搬送波信号と結合して少なくとも部分的にチャネル周波数範囲内であるチャネル情報信号を発生することができる。定数Cはチャネル周波数範囲外であるチャネル情報信号の一部の振幅を低減するように選択することができる。
に従ってデカルトから極への変換によりサンプル毎に振幅および位相に変換される場合、位相および振幅の計算されたサンプルは、次に、平滑補間フィルタにより連続波形に変換される。フィルタは信号をサンプルレートの半分のナイキストレート以下にカットオフする。したがって、各信号の帯域幅はサンプルレートの半分以下に制限される。利用できるオーバサンプリング量は実際上シンボルレートの少数倍、たとえば、4,8または16に制限され、したがって、振幅および位相信号の帯域幅は上シンボルレートの2,4または8倍に制限される。ローパスフィルタは連続サンプルの重み付けされた加算を有効に形成して出力サンプルを計算するため、フィルタは位相角に直接適用しなくてもよく、位相角はモジュロ−2Pi問題によりこのように加算できない。位相の変化率は、たとえば、制限された帯域幅を有する位相同期ループに連続位相サンプルを加えて制限することができる。あるいは、位相は数式またはアルゴリズムに従ってその現在のフィルタ出力値から次の目標サンプルの方向へ滑らかに遷移することができる。原点に近い遷移に対しては、位相が連続サンプル間で時計方向に回転すべきか反時計方向に回転すべきかについて曖昧なことがある。最適振幅および位相波形を定義する試みにおけるジレンマは、振幅が最小値に近くなるまで位相回転を待つ場合、利用可能なより短い残り時間内に位相をより高速で回転しなければならないことである。したがって、変調帯域幅が2倍になる毎にスペクトルテールは9dB改善することができる。振幅波形を帯域制限すると、逆に、スペクトルテールは悪化することがある。
ここに、IおよびQは複素信号変調の同相(実)および直角位相(虚)波形部であり、A(t)は修正振幅波形であり、I’およびQ’は不完全ハード制限された位相信号成分である。Cはピーク振幅の端数に等しい定数である。Cが、たとえば、0.01であれば、修正振幅A(t)は−20dBよりも小さくならないことがある。
1.入力信号はアナログ音声信号とすることができ、出力信号は単側波帯信号とすることができる。
2.入力信号はデジタルデータストリームとすることができ、出力信号はルート二乗余弦フィルタリング済み四位相偏移変調を使用してデジタル変調された無線信号とすることができる。
3.入力信号は電力増幅器の出力が無線周波数キャリア上に変調された入力信号の増幅部となるように擬似極成分I'(t),Q'(t)およびA'(t)に変換される複素(I,Q)信号とすることができる。
4.入力信号および擬似極信号A'(t),I'(t),およびQ'(t)は連続時間波形とすることができ、または離散時間サンプル波形値とすることができる。離散時間値は、離散時間サンプルを補間して連続時間波形を作り出す、直角位相変調器(101)および/または振幅変調器(102)内の1つ以上の平滑化フィルタにより平滑化することができる。
次に、それぞれ、乗算器202および203を使用してサンプリングされた複素値I(i)およびQ(i)に逆数振幅値A-1(i)を乗じることによりI'(i)およびQ'(i)値が形成される。A'(i),I'(i)およびQ'(i)に対する値は、それぞれ、デジタル/アナログ(DからA)変換器204,205および206へ供給される。デジタル/アナログ変換器204,205および206および/またはそれらの出力をフィルタリングする後続するローパス平滑化フィルタは、たとえば、全てが本開示の一部としてここに組み入れられている下記の米国特許第6,429,798号、第5,867,537号、第5,629,655号、および第5,530,722号の1つ以上に記述されているように構成することができる。
ここに、Vsatは飽和出力電圧である。この式に従って、I,Q入力信号の位相は不変であり(すなわち、AM−PM歪はない)、振幅はVsatの最大値に漸近的に圧縮(低減)される。たとえば、2または3等の「a」に対する低い値はVsatに達するよりも遥か前に始まる歪みを徐々に開始することができ、たとえば、6または12等の「a」に対する高い値は飽和に達するまで実質的に線型増幅を提供することができ、そこで出力信号は急に変化してクリップされる。値「a」は電力を最大値に到達させることが漸近的に予期されるものに駆動電力がほぼ等しい場合に得られる振幅圧縮に関連付けることもできる。この入力駆動レベルはここでは「ゼロdB入力バックオフ点」と呼ばれる。
「a」 出力電力圧縮
2 3dB
3 2dB
6 1dB
12 0.5dB
Claims (38)
- 無線送信機の変調方法であって、
情報信号の同相(I)および直角位相(Q)成分に基づいて振幅変調信号を発生するステップであって、振幅変調信号は情報信号のIおよびQ成分の大きさに較べて低減された予め定められた特性を有するステップと、
複素信号と振幅変調信号の積が実質的に情報信号に等しくなるように情報信号のIおよびQ成分と実質的に同じ位相角変動を有する複素信号を形成するステップと、
を含む方法。 - 請求項1に記載の方法であって、振幅変調信号は情報信号に関して低減されたピーク・ツー・トラフ振幅を有するように発生される方法。
- 請求項1に記載の方法であって、振幅変調信号は情報信号の大きさに関して低減されたスペクトル幅を有するように発生される方法。
- 請求項1に記載の方法であって、さらに、情報信号のIおよびQ成分を振幅変調信号で除して校正された情報信号を発生するステップを含む方法。
- 請求項4に記載の方法であって、さらに、校正された情報信号を振幅変調信号に基づいて可変増幅するステップを含む方法。
- 請求項6に記載の方法であって、さらに、複素情報信号とキャリア信号を結合して少なくとも一部がチャネル周波数範囲内にあるチャネル情報信号を発生するステップを含み、ここに、Cはチャネル周波数範囲外のチャネル情報信号スペクトルの一部を低減するように選択される方法。
- 無線送信機内の電力増幅器の制御方法であって、
情報信号の同相(I)および直角位相(Q)成分に基づいて電力増幅器飽和制御信号を発生するステップと、
情報信号に基づいて駆動信号を発生するステップと、
駆動信号の振幅が変化する間実質的に一定量の飽和を有するように電力増幅器を電力増幅器飽和制御信号で制御するステップと、
を含む方法。 - 無線送信機内の電力増幅器の制御方法であって、
各々が同相(I)および直角位相(Q)成分を有する第1および第2の情報信号を入力信号から発生するステップと、
第2の情報信号のIおよびQ成分の大きさに基づいて振幅変調信号を発生するステップと、
第1の情報信号のIおよびQ成分に基づいて電力増幅器への駆動信号を発生するステップと、
振幅変調信号に基づいて電力増幅器により駆動信号の増幅を変えるステップと、
を含む方法。 - 請求項9に記載の方法であって、振幅変調信号の発生は第2の情報信号のIおよびQ成分の二乗和の平方根に基づいている方法。
- 請求項9に記載の方法であって、第2の情報信号のIおよびQ成分の大きさに基づいて振幅変調信号を発生するステップは、
第2の情報信号を無線周波数キャリア信号と結合して第2の無線周波数情報信号を形成するステップと、
第2の無線周波数情報信号内の振幅変動を検出するステップと、
を含む方法。 - 請求項11に記載の方法であって、第2の無線周波数キャリア信号は駆動信号とは異なる無線周波数を有する方法。
- 請求項9に記載の方法であって、各々が同相(I)および直角位相(Q)成分を有する第1および第2の情報信号を入力信号から発生するステップは、第1および第2の情報信号の一方を第1および第2の情報信号の他方に関して遅延させるステップを含む方法。
- 請求項13に記載の方法であって、各々が同相(I)および直角位相(Q)成分を有する第1および第2の情報信号を入力信号から発生するステップは、第1の情報信号を第1の有限インパルス応答(FIR)フィルタによりフィルタリングし、第2の情報信号を第2のFIRフィルタによりフィルタリングするステップを含み、第1および第2のFIRフィルタは同じ信号伝達周波数応答および異なる遅延を有する方法。
- 請求項13に記載の方法であって、さらに、第1および第2の情報信号の一方を第1および第2の情報信号の他方に関して遅延させて振幅変調信号と駆動信号間の遅延を補償するステップを含む方法。
- 請求項9に記載の方法であって、入力信号はサンプリングされたデジタル信号であり、各々が同相(I)および直角位相(Q)成分を有する第1および第2の情報信号を入力信号から発生するステップは、サンプリングされたデジタル信号を連続波形を有する第1および第2の情報信号に変換するステップを含む方法。
- 請求項9に記載の方法であって、第1の情報信号のIおよびQ成分に基づいて電力増幅器への駆動信号を発生するステップは、
第1の無線周波数で動作する第1の直角位相変調器を使用して第1の情報信号を変調して変調された第1の情報信号を発生するステップと、
第2の無線周波数で動作する第2の直角位相変調器を使用して第2の情報信号を変調して変調された第2の情報信号を発生するステップと、
を含む方法。 - 請求項17に記載の方法であって、第1の無線周波数は第2の無線周波数とは異なる方法。
- 請求項18に記載の方法であって、第2の無線周波数は時間にわたって実質的に一定の周波数を有し、第1の無線周波数は時間にわたって周波数が変動する方法。
- 請求項10に記載の方法であって、第2の情報信号のIおよびQ成分の大きさに基づいて振幅変調信号を発生するステップは、第2の情報信号のIおよびQ成分の二乗和の平方根として振幅変調信号を発生するステップを含む方法。
- 請求項9に記載の方法であって、第2の情報信号は電力増幅器からの出力信号と入力信号との比が実質的に線型となるように電力増幅器の既知の非線形性に基づいて発生される方法。
- 請求項9に記載の方法であって、第1の情報信号のIおよびQ成分に基づいて電力増幅器への駆動信号を発生するステップは、電力増幅器の非線形性の知識を使用して第1の情報信号のIおよびQ成分を形成するステップを含む方法。
- 請求項9に記載の方法であって、第2の情報信号は入力信号の大きさよりも低いピーク・ツー・トラフ比を有するように発生される方法。
- 請求項9に記載の方法であって、第2の情報信号は第2の情報信号のチャネル外スペクトルテールが入力信号の振幅変動のスペクトル成分に関して低減されるように発生される方法。
- 情報信号の同相(I)および直角位相(Q)成分に基づいて振幅変調信号を発生するように構成される擬似極変調発生器であって、振幅変調信号は情報信号のIおよびQ成分の大きさに較べて低減された予め定められた特性を有する擬似極変調発生器と、
情報信号をキャリア信号と結合してチャネル情報信号を発生するように構成される直角位相変調器と、
チャネル情報信号を振幅変調信号に基づいて可変増幅するように構成される電力増幅器と、
を含む無線送信機。 - 請求項25に記載の無線送信機であって、擬似極変調発生器は情報信号に較べて低減されたピーク・ツー・トラフ振幅比を有する振幅変調信号を発生する無線送信機。
- 請求項25に記載の無線送信機であって、擬似極変調発生器は情報信号の振幅のスペクトルテールに較べて低減されたスペクトルテールを有する振幅変調信号を発生するように構成される無線送信機。
- 請求項28に記載の無線送信機であって、Cは割当てられた周波数チャネルの外側である電力増幅器により出力される増幅されたチャネル情報信号のスペクトルの一部を低減するように選択される無線送信機。
- 請求項25に記載の無線送信機であって、さらに、電力増幅器への供給電圧を振幅変調信号に基づいて変調するように構成される振幅変調器を含む無線送信機。
- 請求項25に記載の無線送信機であって、直角位相変調器は情報信号のIおよびQ成分を振幅変調信号で除して校正された情報信号を発生するように構成され、さらに、校正された情報信号をキャリア信号と結合してチャネル情報信号を発生するように構成される無線送信機。
- 請求項25に記載の無線送信機であって、擬似極変調発生器は振幅変調信号をアナログ信号として発生するように構成されるアナログ回路を含む無線送信機。
- 請求項32に記載の無線送信機であって、擬似極変調発生器はアナログ二乗法則電圧/電流変換装置を含む無線送信機。
- 請求項33に記載の無線送信機であって、アナログ二乗法則電圧/電流変換装置は電界効果型トランジスタを含む無線送信機。
- 請求項25に記載の無線送信機であって、擬似極変調発生器は振幅変調信号をデジタル信号として発生するように構成されるデジタルプロセッサを含む無線送信機。
- ユーザにより入力される情報から情報信号を発生するように構成されるユーザインターフェイスと、
情報信号の同相(I)および直角位相(Q)成分に基づいて振幅変調信号を発生するように構成される擬似極変調発生器であって、振幅変調信号は情報信号のIおよびQ成分の大きさに較べて低減された予め定められた特性を有する擬似極変調発生器と、
情報信号をキャリア信号と結合してチャネル情報信号を発生するように構成される直角位相変調器と、
チャネル情報信号を振幅変調信号に基づいて可変増幅するように構成される電力増幅器と、
を含む無線送信機と、
を含むワイヤレス端末。 - ワイヤレス端末に送信する情報信号を受信するように構成されるワイヤレス網と、
情報信号の同相(I)および直角位相(Q)成分に基づいて振幅変調信号を発生するように構成される擬似極変調発生器であって、振幅変調信号は情報信号のIおよびQ成分の大きさに較べて低減された予め定められた特性を有する擬似極変調発生器と、
情報信号をキャリア信号と結合してチャネル情報信号を発生するように構成される直角位相変調器と、
チャネル情報信号を振幅変調信号に基づいて可変増幅するように構成される電力増幅器と、
を含む無線送信機と、
を含むワイヤレス基地局。 - 無線送信機により送信する同相(I)および直角位相(Q)成分を有する情報信号を変調するコンピュータプログラムプロダクトであって、コンピュータプログラムプロダクトはコンピュータ読取可能記憶媒体内に具現されるプログラムコードを含み、コンピュータプログラムコードは、
情報信号の同相(I)および直角位相(Q)成分に基づいて振幅変調信号を発生するプログラムコードであって、振幅変調信号は情報信号のIおよびQ成分の大きさに較べて低減された予め定められた特性を有するプログラムコードと、
複素信号と振幅変調信号の積が実質的に情報信号に等しくなるように情報信号のIおよびQ成分と実質的に同じ位相角変動を有する複素信号を形成するプログラムコードと、
を含むコンピュータプログラムプロダクト。
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