JP2007522738A - エンベロープ除去および回復による信号増幅方法およびシステム - Google Patents

Abstract

本発明の実施形態は、電磁気信号を増幅するためのシステム、方法、および、デバイスを含む。これらは、各信号を複数の準一定エンベロープ信号に分解し、これら信号からの残留振幅変調を除去し、各信号を独立に増幅し、そして、増幅された信号を再合成することによって行われる。好ましい実施形態において、準一定エンベロープ信号それぞれの大きさに対応する複数の制御信号が、その対応する制御信号に逆比例する準一定エンベロープ信号それぞれを増幅するために使われる。この逆比例増幅は、好ましくは、不要な残留振幅変調のいずれをも除去し、こうして、増幅された一定エンベロープ信号を生成する。複数の増幅された一定エンベロープ信号は、次いで、好ましくは、入力信号の増幅バージョンを形成するために、合成される。

Description

（発明の分野）
本発明は、一般的に、信号増幅に関する。より特定的には、分解された信号の増幅と、引き続く再合成に関する。

（発明の背景）
無線周波数（ＲＦ）送信機は、典型的には、距離を越える無線通信に必要とされるＲＦ信号強度を提供するために、ＲＦ電力増幅器（ＰＡ）を使用する。ＰＡの出力は、典型的には、送信アンテナに提供され、こうして、ＰＡの電力出力は、送信された電力に比例する。ＰＡ出力電力が増加するにつれ、送信アンテナによって放たれる電力も増加し、送信機の使用可能範囲も広くなる。

ＲＦ送信機の多くにおいて、ＰＡは送信機内の最大電力を扱い、ＰＡが非効率になる場合の多くは、典型的には、送信機内で無駄に多くの電力が消費されることに起因する。残念なことに、多くのアプリケーションにおいて、ＰＡは電力増幅を効率的に担っておらず、実際に送信されるよりも多くの電力を消費している。このような過度の電力生成は、特に、バッテリで動作するデバイスを、コスト高にし得る。なぜなら、大容量バッテリおよび／または短間隔充電バッテリの利用をしばしば必要とするからである。

ＰＡは、一定エンベロープまたは非一定エンベロープを有するＲＦ信号を増幅するように、設計され得る。一定エンベロープ信号向けに設計されたＰＡは、典型的には、非一定エンベロープ信号向けに設計されたＰＡよりも、効率が良い。なぜなら、一定エンベロープＰＡのバイアス回路は、一定電力レベルを供給するために最適化され得るからである。さらに、完全にエンベロープの大きさに追随する必要がない場合、ＰＡ回路は、やや圧縮（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）（非線形）に追いやられ得るので、さらに有効なゲインを提供する。残念ながら、ＰＡが圧縮に追いやられると、信号スペクトルは、非線形歪みのために、拡がる傾向がある。これらの非線形歪みは、周波数の異なる信号が、非線形性を通過するとき、相互変調を生成する。このスペクトルの拡がりは、スペクトル再成長と呼ばれ、望ましくない。なぜなら、隣接する周波数チャネルにＲＦエネルギが漏れるからである。他のチャネルへの漏れエネルギは、隣接チャネル電力（ＡＣＰ）漏洩として知られ、他のチャネルで動作している通信システムと干渉する原因となり得るので、望ましくないことが多い。このように、効率とＡＣＰ漏洩のトレードオフは、一定エンベロープのＰＡにおいても生じる。典型的には、ＲＦ送信機と通信システムに関する規制は、許容される隣接チャネル電力比（ＡＣＰＲ）を指定する。ＡＣＰＲとは、隣接チャネル通過帯域あるいは隣接チャネル通過帯域の一部に漏れた平均電力に対する有効なチャネル通過帯域における平均電力の比率である。

差動直交位相シフトキーイング（ＤＱＰＳＫ）やスペクトル拡散信号のような非一定エンベロープ信号は、ＰＡ効率の問題をより困難にさえする。なぜなら、変調によって、１４ｄＢ以上にまで変動するエンベロープ振幅を生じ得るからである。さらに、ピーク対平均電力値は、π／４ ＤＱＰＳＫにおける３ｄＢから、ある種のＯＦＤＭシステムに対する１７ｄＢまで、流れ（ｒｕｎ）得る。ピーク対平均電力は重要なのは、ＰＡのピーク電力能力を超えたときに、クリッピングが生じ、クリッピングが、大きな歪みをもたらすからである。多くのシステムは、エンベロープの振幅が最大で、対応するピーク電力出力のとき、ＰＡが飽和近傍で作動するように、バイアスされている。さらに効率的にするために、ピーク電力出力を飽和まで引き上げているシステムもあるが、この結果、ＡＣＰ漏洩は許容できなくなる。この飽和まで引き上げることは、帯域内変調精度への歪みの原因となり得る。これは、エラーベクトル変調（ＥＶＭ）精度と呼ばれ、理想的に変調された信号からのＲＭＳエラーの意味で特定される。良好なＡＣＰ特性とＥＶＭ特性とを実現するために、ＰＡを飽和まで引き上げる送信機は、飽和中に圧縮されるだろう入力エンベロープのこれらセクションにプリディストーションを与えることが多い。こうして、その出力は、入力を歪みなく複写したものとなる。残念ながら、飽和領域は狭いことが多い（π／４ ＤＱＰＳＫにおいて、上述のピーク対平均基準で３ｄＢ未満であることが多い）ため、ほんのわずかなプリディストーション（および効率）の改善しかみられない。

従来技術のＰＡ設計は、電力をフル出力未満で動作するとき、特に非効率であり、これは適応型電力制御を用いるシステムで、よく見られる。適応型電力制御を用いて、システムは、ＰＡの出力電力を制御し、ＰＡが良好な通信を提供するのに必要とされる出力電力に相当する量だけを提供する。適応型電力制御が有効であるのは、必要以上の電力を使わずに送信することで、バッテリ寿命を長くし、また同時に、ユーザ間での混信を減らすことで、通信システムの容量を増やすからである。しかしながら、適応型電力制御で期待される所望のゲインの多くは、実現されていない。なぜなら、低電力での送信によって節約した電力は、ＰＡ全体が低電力では効率が悪くなるために、失われるからである。

有望なＰＡ設計は、非線形コンポーネントを用いた線形増幅（ＬＩＮＣ）の原理を利用する。ここで、振幅と位相の双方にばらつきを有する入力信号は、２つのコンポーネント信号に分解され、そのそれぞれが、一定振幅を有し、ばらつきは位相のみが有する。各一定振幅コンポーネント信号は増幅され、次いで、増幅された一定増幅信号は、元々の信号の増幅バージョンを形成するために、再合成される。しかながら、ＬＩＮＣ増幅における主たる課題は、分解プロセスにおけるバンド制限と量子化の影響で、残留振幅変調を有するコンポーネント信号が生成されることである。このように、コンポーネント信号は一定エンベロープ信号でなく、準一定（ｎｅａｒ−ｃｏｎｓｔａｎｔ）エンベロープ信号である。そして、その結果、増幅は不正確になる。

（発明の概要）
このように、何よりもまず、従来技術で見られた以上に効率も精度も優れた無線通信信号を増幅可能な増幅システムに対するニーズがある。こうしたニーズを満足するために、本発明の実施形態は、電磁気信号を増幅するシステム、方法およびデバイスを含む。これらは、各信号を複数の準一定エンベロープ信号に分解し、これら信号から残留振幅変調を除去し、こうして、一定エンベロープ信号を生成することによって、また、各信号を独立に増幅し、増幅された一定エンベロープ信号を再合成することによって行われる。好ましい実施形態において、複数の制御信号で、準一定エンベロープ信号それぞれの大きさに対応する制御信号それぞれが、準一定エンベロープ信号それぞれをその対応する制御信号に逆比例して、増幅するために用いられる。この逆比例増幅は、必要とされない残留振幅変調をいずれも除去することが好ましく、こうして、増幅された一定エンベロープ信号を生成する。複数の増幅された一定エンベロープ信号は、こうして、元々の入力信号の増幅バージョンを形成するために、合成することが好ましい。

本発明の一側面に従うと、信号を増幅する方法が提供される。本方法は、信号を複数の準一定エンベロープ信号に分解することと、複数の制御信号で、その制御信号それぞれが準一定エンベロープ信号それぞれの大きさに対応する制御信号を生成することと、次いで、準一定エンベロープ信号それぞれをその対応する制御信号と逆比例するように増幅することとを含む。本方法の様々な実施形態において、複数の逆比例増幅された準一定エンベロープ信号は、次いで、増幅出力信号を生成するために合成される。幾つかの実施形態において、信号の分解は、ＬＩＮＣ信号分解によって実行される。本方法の実施形態は、準一定信号それぞれを増幅する調整可能なゲイン増幅器の使用も含み得る。さらに、本方法の実施形態には、信号を合成するためのＣｈｉｒｅｉｘ型の振幅合成器を使うものもあれば、その一方で、従来型の電力合成器を使うものもある。

本発明の他の側面に従うと、信号を増幅するシステムが提供される。本システムは、信号を複数の準一定エンベロープ信号に分解する手段と、準一定エンベロープ信号それぞれの振幅を測定し、複数のそれぞれの制御信号を得る手段と、準一定エンベロープ信号それぞれを増幅するための複数の可変増幅手段と、信号を合成する手段とを含む。可変増幅手段それぞれのバイアスは、準一定エンベロープ信号それぞれを、その対応する制御信号それぞれと逆比例して増幅するように、調整される。こうして、逆比例して増幅された一定エンベロープ信号が生成する。さらに、合成手段は、複数の増幅された一定エンベロープ信号を合成する。幾つかの実施形態において、分解手段は、ＬＩＮＣ信号分解を包含する。また、ある実施形態において、合成手段として、Ｃｈｉｒｅｉｘ型の振幅合成器を備えるものもあれば、一方、他の実施形態において、従来型の電力合成器を備えるものもある。

本発明の更なる他の側面に従うと、信号を増幅するデバイスが提供される。本デバイスは、信号分解器と、複数の増幅エンベロープ検出器と、複数の調整可能なゲイン増幅器と、合成器とを含む。本デバイスの信号分解器は、信号を複数の準一定エンベロープ信号に細分化し、増幅エンベロープ検出器は、準一定エンベロープ信号それぞれに対応する制御信号を生成する。次いで、調整可能なゲイン増幅器それぞれのゲインが、ゲインで制御される信号それぞれによって、制御され、調整可能なゲイン増幅器それぞれが、準一定エンベロープ信号それぞれを、その制御信号それぞれに逆比例するように増幅する。こうして、逆比例して増幅された一定エンベロープ信号が生成する。最後に、合成器は、複数の増幅された一定エンベロープ信号を合成するように、構成される。幾つかの実施形態において、信号分解器は、ＬＩＮＣ信号分解器である。また、ある実施形態において、合成器として、Ｃｈｉｒｅｉｘ型の振幅合成器を備えるものもあれば、一方、他の実施形態において、従来型の電力合成器を備えるものもある。

本発明のこれら側面および他の側面は、以下の詳細な記述と添付図面とにより、容易に明確になる。これら詳細な記述と添付図面とは、本発明を説明するためであって、本発明を限定することを意味しない。

図面において、同じ参照記号は、異なる図面を通して、一般的に、対応するパーツを示す。

（発明の詳細な説明）
簡潔に言えば、本発明の実施形態は、入力信号を増幅する。これは、第一に、信号を複数の準一定エンベロープ信号に分解することで行われる。理想的には、この分解は、複数の一定エンベロープ信号を生成するべきであるが、分解プロセスにおけるバンド制限や量子化の影響によって、出力信号は残留振幅変調を含み、それゆえ、準一定エンベロープ信号と記載される。本発明の実施形態は、また、複数の制御信号を生成し、そのそれぞれは、準一定エンベロープ信号それぞれの大きさに対応する。複数の制御信号は、準一定エンベロープ信号それぞれをその対応する制御信号に逆比例して増幅するために使用される。逆比例増幅は、望まれない残留振幅変調を除去し、こうして、増幅された一定エンベロープ信号が生成する。複数の増幅された一定エンベロープ信号は、次いで、入力信号の増幅バージョンを形成するために合成され得る。

図１は、フィードフォワードループを組み込んだ本発明の実施形態を示す。図１に示すように、本実施形態は、信号分解器１００、第一のエンベロープ検出器１０２、第一の増幅器１０４、第一の調整可能なゲイン増幅器１０６、第二のエンベロープ検出器１０８、第二の増幅器１１０、第二の調整可能なゲイン増幅器１１２、および、合成器１１４を備えることが好ましい。

信号分解器１００は、少なくとも１つの入力と、少なくとも２つの出力を有することが好ましい。本実施形態において、ライン１２０は、信号分解器１００へのデータ入力に使われる。ライン１２２および１２４は、信号分解器１００からのデータ出力に使われる。ライン１２２は、信号分解器１００を、第一のエンベロープ検出器１０２の入力と第一の調整可能なゲイン増幅器１０６の入力との双方に接続する。順に、第一のエンベロープ検出器１０２の出力は、ライン１０３を介して、第一の増幅器１０４の入力に接続され、第一の増幅器１０４の出力は、ライン１３４を介して、第一の調整可能なゲイン増幅器１０６の制御入力に接続される。次いで、第一の調整可能なゲイン増幅器１０６の出力は、ライン１３６によって、信号合成器１１４の入力に接続されることが好ましい。代替的な実施形態として、追加の電力増幅器が、第一の調整可能なゲイン増幅器１０６と、合成器１１４との間に挿入され得る。

本実施形態において、ライン１２４は信号分解器１００からのデータ出力に使われ、第二のエンベロープ検出器１０８の入力と、第二の調整可能なゲイン増幅器１１２の入力との双方に接続されることが好ましい。順に、第二のエンベロープ検出器１０８の出力は、ライン１０９を介して、第二の増幅器１１０の入力に接続され、第二の増幅器１１０の出力は、ライン１３１を介して、第二の調整可能なゲイン増幅器１１２の制御入力に接続される。次いで、第二の調整可能なゲイン増幅器１１２の出力は、ライン１３８によって、信号合成器１１４の第二の入力に接続されることが好ましい。さらに、別の電力増幅器が、オプションとして、第二の調整可能なゲイン増幅器１１２と、合成器１１４との間に挿入され得る。

信号合成器１１４は、少なくとも２つの入力と、少なくとも１つの出力を有することが好ましい。上述のように、ライン１３６と１３８は、信号合成器１１４への入力に使われることが好ましい。ライン１４０は、信号合成器１１４からの出力に使われることが好ましい。

好ましい実施形態において、信号分解器１００は、ＬＩＮＣ信号分解器を備える。しかしながら、信号分解器は、信号を複数のコンポーネントに分解可能な任意のデバイスを備え得ることは、当業者には、容易に理解される。また、好ましい実施形態において、エンベロープ検出器１０２および１０８は、入力信号のエンベロープを検出する任意のデバイス（例えば、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）や従来型ダイオードコンデンサエンベロープ検出器を含む）を備え得る。さらに、増幅器１０４および１１０は、入力信号のエンベロープ部分を、調整可能なゲイン増幅器１０６および１１２への入力として許容範囲まで増幅する目的で用いられることが好ましい。したがって、代替的な実施形態において、エンベロープ検出器が、調整可能なゲイン増幅器１０６および１１２への範囲に既に入っているエンベロープ信号を出力するとき、増幅器１０４および１１０は、不要であり、オプションであることは、当業者には理解される。

また、好ましい実施形態において、合成器１１４は、Ｃｈｉｒｅｉｘ型の振幅合成器を備える。その他の様々な実施形態において、合成器１１４は、従来型の電力合成器も備える。

動作にあたって、信号は、入力ライン１２０から信号分解器１００によって受信され、２つの準一定エンベロープ信号コンポーネントに分解される。これら２つの準一定信号は、次いで、信号分解器１００から、エンベロープ検出器１０２および１０８それぞれに、また、調整可能なゲイン増幅器１０６および１１２それぞれに送信される。信号分解器１００は、信号をわずか２つのコンポーネントに分解することに限定される必要はない。様々な実施形態において、信号分解器１００は、信号１００を複数の準一定コンポーネントに分解し得るし、次いで、準一定コンポーネントそれぞれを、複数の各エンベロープ検出器に出力し得る。

好ましい実施形態において、第一の準一定エンベロープ信号は、第一の調整可能なゲイン増幅器１０６に送信される。この準一定エンベロープ信号は、第一のエンベロープ検出器１０２にも送信される。ここで、この準一定エンベロープ信号のエンベロープ部分は、好ましくは、決定され、第一の増幅器１０４に送信される。本実施形態において、第一の増幅器１０４は、順に、第一の準一定エンベロープ信号のエンベロープ部分を増幅し、次いで、増幅されたエンベロープを調整可能な第一のゲイン増幅器１０６に送信する。

第一の調整可能なゲイン増幅器１０６は、次いで、好ましくは、ライン１２２で受信した第一の準一定エンベロープ信号を、ライン１３４を介して受信されたその増幅エンベロープに逆比例して、増幅する。第一の準一定エンベロープ信号をその増幅エンベロープに逆比例して増幅することで、準一定エンベロープ信号にある残留振幅変調のほとんどが、好ましくは、その全てが除去され、出力ライン１３６に増幅された一定エンベロープ信号を生成する。このように、ライン１３６に出力された増幅された一定エンベロープ信号は、第一の準一定エンベロープ信号の増幅バージョンであっても、残留振幅変調が削減または完全除去されたものであることが好ましい。

第一の準一定エンベロープ信号によって上述したのと対称的なプロセスで、第二の準一定エンベロープ信号は、信号分解器１００から、第二のエンベロープ検出器１０８に送信され、また、ライン１２４に沿って、第二の調整可能なゲイン増幅器１１２に送信される。第二のエンベロープ検出器１０８は、第二の準一定エンベロープ信号のエンベロープ部分を抽出し、次いで、このエンベロープ部分を第二の増幅器１１０に送信する。順に、第二の増幅器１１０は、第二の準一定エンベロープ信号のエンベロープ部分を増幅し、次いで、ライン１３１に沿って、増幅されたエンベロープを第二の調整可能なゲイン増幅器１１２に送信する。

第二の調整可能なゲイン増幅器１１２は、次いで、好ましくは、第二の準一定エンベロープ信号を、ライン１３１を介して受信されたその増幅エンベロープに逆比例して、増幅する。第二の準一定エンベロープ信号をその増幅エンベロープに逆比例して増幅することで、準一定エンベロープ信号にある残留振幅変調のほとんどが、好ましくは、その全てが除去され、ライン１３８に沿った出力で、増幅された一定エンベロープ信号を生成する。このように、ライン１３８に出力された増幅された一定エンベロープ信号は、第二の準一定エンベロープ信号の増幅バージョンであっても、残留振幅変調が削減、または、最も好ましくは、完全に除去されたものであることが好ましい。

最後に、増幅された一定信号は、いずれも、ライン１３７とライン１３８に沿って、合成器１１４に送信される。ここで、この２つの信号は、ライン１４０に出力される出力信号を生成するために合成される。合成器１１４は、出力信号を形成するために、２つ以上の信号を合成できる任意のタイプのデバイスであり得る。しかしながら、好ましい実施形態において、合成器１１４は、Ｃｈｉｒｅｉｘ型の振幅合成器を備える。幾つかの実施形態において、合成器１１４は、従来型の電力合成器も備え得る。合成器１１４からの出力信号が、ライン１２０に沿う入力信号の増幅されたコンポーネントの合成を備えるのが好ましいため、ライン１４０の出力信号は、ライン１２０への入力信号の増幅バージョンを備え得る。

図２は、フィードバックループを組み込んだ本発明の実施形態を示す。図２に示すように、本実施形態は、信号分解器２００、第一のエンベロープ検出器２０２、第一の増幅器２０４、第一の調整可能なゲイン増幅器２０６、第二のエンベロープ検出器２０８、第二の増幅器２１０、第二の調整可能なゲイン増幅器２１２、および、合成器２１４を備えることが好ましい。

信号分解器２００は、少なくとも１つの入力と、少なくとも２つの出力を有することが好ましい。ライン２２０は、信号分解器２００へのデータ入力に使われる。本実施形態において、ライン２２２と２２４は、信号分解器２００からのデータ出力に使われる。ライン２２２は、信号分解器２００を、第一の調整可能なゲイン増幅器２０６の入力に接続する。第一の調整可能なゲイン増幅器２０６の出力は、次いで、ライン２３６によって、第一のエンベロープ検出器２０２の入力に接続される。順に、第一のエンベロープ検出器２０２の出力は、ライン２０３を介して、第一の増幅器２０４の入力に接続されることが好ましい。第一の増幅器２０４の出力は、次いで、第一の調整可能なゲイン増幅器２０６の制御入力に接続される。本実施形態において、ライン２３６は、また、第一の調整可能なゲイン増幅器２０６の出力を信号合成器２１４の入力に接続する。

本実施形態において、ライン２２４は、信号分解器２００を第二の調整可能なゲイン増幅器２１２の入力に接続する。第二の調整可能なゲイン増幅器２１２の出力は、次いで、ライン２３８によって、第二のエンベロープ検出器２０８の入力に接続される。順に、第二のエンベロープ検出器２０８の出力は、ライン２０９を介して、第二の増幅器２１０の入力に接続される。次いで、第二の増幅器２１０の出力は、第二の調整可能なゲイン増幅器２１２の制御入力に接続されることが好ましい。ライン２３８は、第二の調整可能なゲイン増幅器２１２の出力を、信号合成器２１４の入力に接続することが好ましい。

信号合成器２１４は、少なくとも２つの入力と、少なくとも１つの出力を有することが好ましい。上述のように、ライン２３６と２３８は、信号合成器２１４への入力に使われる。ライン２４０は、信号合成器２１４からの出力に使われる。代替的な実施形態において、合成前にライン２３６と２３８にある信号を適切に増幅するために、追加の電力増幅器が、信号合成器２１４の入力に挿入され得る。

本実施形態において、図１で示した実施形態のように、信号分解器２００は、ＬＩＮＣ信号分解器を備える。しかしながら、信号分解器は、信号を複数のコンポーネントに分解可能な任意のデバイスであり得ることは、当業者なら容易に理解される。また、本実施形態において、エンベロープ検出器２０２と２０８は、入力信号のエンベロープを検出する任意のデバイスを備え得る。そのデバイスには、例えば、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）あるいは従来型ダイオードコンデンサエンベロープ検出器を含む。さらに、増幅器２０４と２１０は、調整可能なゲイン増幅器２０６と２１２の制御入力のために、許容可能な範囲に、入力信号のエンベロープ部分を増幅する目的で使用されることが好ましい。したがって、代替的な実施形態において、エンベロープ検出器が、調整可能なゲイン増幅器２０６、２１２の範囲に既に収まるエンベロープ信号を出力した場合、増幅器２０４と２１０は不必要で、オプションであることは、当業者には理解される。

また、好ましい実施形態において、合成器２１４は、Ｃｈｉｒｅｉｘ型の振幅合成器を備える。他の様々な実施形態において、合成器２１４は、従来型の電力合成器も備え得る。

動作にあたって、信号分解器２００は、入力ライン２２０にある信号を受信し、この信号を２つの準一定エンベロープ信号コンポーネントに分解する。これら２つの準一定エンベロープ信号は、次いで、信号分解器２００から第一の調整可能なゲイン増幅器２０６と、第二の調整可能なゲイン増幅器２１２とに、それぞれ送信される。

本実施形態において、準一定エンベロープ信号は、調整可能なゲイン増幅器２０６によって、第一の増幅された一定エンベロープ信号を生成するために、制御信号に逆比例するように、増幅される。第一の増幅された一定エンベロープ信号が、第一のエンベロープ検出器２０２に、順に送信されたときに、制御信号が生成されることは好ましい。ここで、そのエンベロープは、第一の増幅器２０４によって決定され、増幅される。制御信号は、ライン２２７に沿って、増幅器２０４によって、調整可能な増幅器２０６の制御入力にフィードバックされる。第一の非一定エンベロープ信号が、非一定信号の増幅されたエンベロープ部分を含む制御信号に逆比例するように、増幅されるので、第一の非一定エンベロープ信号内の任意の残留振幅変調は、効率的に削減されるか、より好ましくは、完全に除去される。本プロセスの出力は、第一の増幅された一定エンベロープ信号である。

同時に、上記と対称的な方法で、第二の準一定エンベロープ信号は、第二の調整可能なゲイン増幅器２１２によって、第二の増幅された一定エンベロープ信号を生成するために、制御信号と逆比例するように増幅される。制御信号は、第二の増幅された一定エンベロープ信号が第二のエンベロープ検出器２０８に、順に送信されるときに、生成されるのが好ましい。この第二のエンベロープ検出器２０８で、そのエンベロープは、第二の増幅器２１０によって決定され、増幅される。制御信号は、ライン２３１に沿って、第二の増幅器２１０によって、第二の調整可能なゲイン増幅器２１２の制御入力に、フィードバックされる。第二の非一定エンベロープ信号が、非一定エンベロープ信号の増幅されたエンベロープ部分を含む制御信号に逆比例するように、増幅されるので、第二の非一定エンベロープ信号内の任意の残留振幅変調は、効率的に削減されるか、より好ましくは、完全に除去される。本プロセスの出力は、第二の増幅された一定エンベロープ信号である。

最後に、第一と第二の増幅された一定信号は、双方とも、ライン２３６と２３８に沿って、合成器２１４に送信される。ここで、２つの信号は合成され、出力信号を生成し、これがライン２４０への出力となる。幾つかの実施形態において、第一と第二の増幅された一定信号は、合成器２１４に送信される前に、第一と第二の電力増幅器にそれぞれ送信される。合成器２１４からの出力信号は、ライン２２０に沿った入力信号の増幅されたコンポーネントの合成を好ましくは含むので、ライン２４０に出力された信号は、ライン２２０の入力信号の増幅バージョンを含む。

図３の流れ図は、本発明に従う実施形態の方法を示す。この好ましい実施形態において、まず、信号は複数の準一定エンベロープ信号に分解される（ステップ３００）。信号は、ＬＩＮＣ信号分解あるいは同様の技術によって分解されることが好ましい。分解プロセスにおいて、バンド制限と量子化の影響によって、コンポーネント信号は、一般に、望まれない残留振幅変調を含み、これには準一定エンベロープ信号を含む。

次いで、複数の制御信号それぞれが、準一定エンベロープ信号それぞれの大きさに対応するように生成される（ステップ３１０）。各制御信号は、準一定エンベロープ信号それぞれのエンベロープに基づき、増幅信号を含むことが好ましい。ある実施形態においては、典型的なエンベロープ検出器が、制御信号を生成するために、準一定エンベロープ信号のエンベロープの検出に使用される。しかしながら、他の実施形態においては、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）が、準一定エンベロープ信号のエンベロープを検出し、対応する制御信号を生成するために使われ得る。

第三に、準一定エンベロープ信号それぞれは、その対応する制御信号と逆比例するように増幅される（ステップ３２０）。このステップは、調整可能なゲイン増幅器によって実行され得る。その結果得られた信号は、準一定エンベロープ信号の増幅バージョンであって、その残留振幅変調が低減され、好ましくは、完全除去されたものである。したがって、この信号は、増幅された一定エンベロープ信号を含むことが好ましい。

最後に、ステップ３２０で生成された複数の増幅された一定エンベロープ信号を合成して、出力信号を合成することが好ましい（ステップ３３０）。この出力信号は、このように、コンポーネントを増幅された一定エンベロープ信号の増幅バージョンで、その元々の残留振幅変調が低減され、好ましくは、完全除去されたものの合成である。したがって、出力信号は、ステップ３００の元々の信号の増幅バージョンを含む。ステップ３３０は、通常は、Ｃｈｉｒｅｉｘ型の振幅合成器で実行されるが、従来型の電力合成器など他の信号合成器で実行されてもよい。

本発明の範囲から逸脱することなく、上述の方法とシステムに、様々な省略、追加、変更がなされ得ることは、当業者によって、理解される。こうした変更や変化の全ては、添付の請求項によって示されるような本発明の範囲に含まれることが意図されている。

図１は、フィードフォワードループを組み込んだ本発明の実施形態を示す。 図２は、フィードバックループを組み込んだ本発明の実施形態を示す。 図３は、本発明の実施形態に従う方法を示す。

Claims (25)

1. （ａ）信号を複数の準一定エンベロープ信号に分解するステップと、
   （ｂ）複数の制御信号それぞれが、準一定エンベロープ信号それぞれの大きさに対応するように、複数の制御信号を生成するステップと、
   （ｃ）該準一定エンベロープ信号それぞれを、その対応する制御信号と逆比例するように、増幅するステップと、
   （ｄ）該複数の逆比例増幅された準一定エンベロープ信号を合成して、増幅出力信号を生成するステップと
   を包含する、信号増幅方法。
2. 前記信号の分解は、ＬＩＮＣ信号分解によって達成される、請求項１に記載の方法。
3. 前記信号の合成は、Ｃｈｉｒｅｉｘ型の振幅合成器によって達成される、請求項１に記載の方法。
4. 前記信号の合成は、従来型の電力合成器によって達成される、請求項１に記載の方法。
5. 前記ステップ（ｃ）は、可変ゲイン増幅器の使用によって達成される、請求項１に記載の方法。
6. 信号を複数の準一定エンベロープ信号に分解する手段と、
   該準一定エンベロープ信号それぞれの振幅を測定し、複数のそれぞれの制御信号を得る手段と、
   該準一定エンベロープ信号それぞれに対する複数の可変増幅手段と、
   信号を合成する手段と
   を備える、信号増幅システムであって、
   該可変増幅手段それぞれのバイアスは、該準一定エンベロープ信号のぞれぞれを、その対応する制御信号それぞれと逆比例して増幅するように調整され、対応する増幅された一定エンベロープ信号を生成し、
   該合成手段は、該複数の増幅された一定エンベロープ信号を合成する、システム。
7. 前記分解手段は、ＬＩＮＣ信号分解である、請求項６に記載のシステム。
8. 前記合成手段は、Ｃｈｉｒｅｉｘ型の振幅合成器である、請求項６に記載のシステム。
9. 前記合成手段は、従来型の電力合成器である、請求項６に記載のシステム。
10. 信号分解器と、
    複数の増幅エンベロープ検出器と、
    複数の調整可能なゲイン増幅器と、
    合成器とを備える、信号増幅デバイスであって、
    該信号分解器は、信号を複数の準一定エンベロープ信号に細分化し、
    該増幅エンベロープ検出器それぞれが、該準一定エンベロープ信号それぞれに対応する制御信号を生成し、
    該調整可能なゲイン増幅器それぞれのゲインが、それぞれの制御信号によって制御され、
    該調整可能なゲイン増幅器それぞれは、該準一定エンベロープ信号それぞれを、そのそれぞれの制御信号と逆比例するゲインで増幅し、こうして、増幅された一定エンベロープ信号を生成し、
    該合成器は、該複数の増幅された一定エンベロープ信号を合成する、デバイス。
11. 前記信号分解器は、ＬＩＮＣ信号分解器である、請求項１０に記載のデバイス。
12. 前記合成器は、Ｃｈｉｒｅｉｘ型の振幅合成器である、請求項１０に記載のデバイス。
13. 前記合成器は、従来型の電力合成器である、請求項１０に記載のデバイス。
14. 信号を複数の準一定エンベロープ信号に分解するステップと、
    第一の準一定エンベロープ信号のエンベロープに比例する第一の制御信号を得るステップと、
    該第一の準一定エンベロープ信号を、第一の調整可能なゲイン増幅器に入力するステップと、
    第二の準一定エンベロープ信号のエンベロープに比例する第二の制御信号を得るステップと、
    該第二の準一定エンベロープ信号を、第二の調整可能なゲイン増幅器に入力するステップと、
    該調整可能なゲイン増幅器それぞれのバイアスを、それぞれの制御信号を用いて調整し、こうして、複数の増幅された一定エンベロープ信号を生成するステップと、
    該複数の増幅された一定エンベロープ信号を合成するステップと
    を包含する、増幅信号を生成する方法。
15. 前記信号の分解は、ＬＩＮＣ信号分解によって達成される、請求項１４に記載の方法。
16. 前記信号の合成は、Ｃｈｉｒｅｉｘ型の振幅合成器の使用によって達成される、請求項１４に記載の方法。
17. 前記信号の合成は、従来型の電力合成器の使用によって達成される、請求項１４に記載の方法。
18. １つの入力端子と複数の出力端子とを有する、信号分解器と、
    複数の調整可能なゲイン増幅器それぞれが、入力端子と制御端子と出力端子とを有し、その入力端子は、該信号分解器の出力端子それぞれと電気通信中である、複数の調整可能なゲイン増幅器と、
    複数のエンベロープ検出器それぞれが、入力端子と出力端子とを有し、その入力端子は、該調整可能なゲイン増幅器それぞれの出力端子と電気通信中である、複数のエンベロープ検出器と、
    複数の増幅器それぞれが、該エンベロープ検出器それぞれの出力端子と電気通信中である入力端子と、該調整可能なゲイン増幅器それぞれの制御端子と電気通信中である出力端子とを有する、複数の増幅器と、
    複数の入力端子と１つの出力端子を有する合成器であって、該入力端子それぞれは、該調整可能なゲイン増幅器それぞれの出力端子と電気通信中である、合成器と
    を備える、信号増幅デバイス。
19. 前記信号分解器は、ＬＩＮＣ信号分解器である、請求項１８に記載のデバイス。
20. 前記合成器は、Ｃｈｉｒｅｉｘ型の振幅合成器である、請求項１８に記載のデバイス。
21. 前記合成器は、従来型の電力合成器である、請求項１８に記載のデバイス。
22. １つの入力端子と複数の出力端子とを有する、信号分解器と、
    複数のエンベロープ検出器それぞれが、入力端子と出力端子とを有し、該エンベロープ検出器の入力端子は、該信号分解器の出力端子それぞれと電気通信中である、複数のエンベロープ検出器と、
    複数のエンベロープ信号増幅器それぞれが、入力端子と出力端子とを有し、その入力端子は、該エンベロープ検出器それぞれの出力端子と電気通信中である、複数のエンベロープ信号増幅器と、
    複数の調整可能なゲイン増幅器それぞれが、入力端子と制御端子と出力端子とを有し、その制御端子は、該エンベロープ信号増幅器それぞれの出力端子と電気通信中で、その入力端子は、該信号分解器の出力端子それぞれと、電気通信中である、複数の調整可能なゲイン増幅器と、
    複数の入力端子と１つの出力端子を有する合成器であって、該入力端子それぞれは、該調整可能なゲイン増幅器それぞれの出力端子と電気通信中である、合成器と
    を備える、信号増幅デバイス。
23. 前記信号分解器は、ＬＩＮＣ信号分解器である、請求項２２に記載のデバイス。
24. 前記合成器は、Ｃｈｉｒｅｉｘ型の振幅合成器である、請求項２２に記載のデバイス。
25. 前記合成器は、従来型の電力合成器である、請求項２２に記載のデバイス。

Images