JP2010538525A - スイッチ・モード電力増幅器の信号変調 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スイッチ・モード無線周波数電力増幅器の分野に関する。より詳細には、本発明は、電力増幅器に提供されるベース・バンド信号を変調する方法、電力増幅器に提供されるベース・バンド信号を変調する変調装置、ならびにそのような変調装置を備えるスイッチ・モード電力増幅装置及び無線伝送装置に関する。
スイッチ・モード(switched-mode)は、無線周波数(RF)電力増幅器において高い電力効率を達成する新技術である。スイッチ・モードとは、パワー・トランジスタが完全に導通したON状態と完全に遮断されたOFF状態のいずれかであることを意味する。この技術は、ピーク電力時だけでなくバック・オフ信号でも高い効率、理想的には100%の効率を達成する可能性がある。出力部では多くの場合、スイッチ周波数の望ましくない高調波を除去するためにフィルタが必要となる。
本発明は、スイッチ・モード電力増幅器の信号変調に関連する1つ又は複数の課題を解決することを目的とする。
2つのカルテシアン信号(Cartesian signal)として提供されるベース・バンド信号を受信するステップと、
受信された各カルテシアン信号の信号サンプルを2つの中間信号が形成されるように別々にマッピングするステップであって、
各カルテシアン信号の各サンプルは、
共通のサンプリング間隔を使用してサンプリングされ、
互いに分離され且つゼロに対して対称に提供される2つの非ゼロ・レベルのみを含む限られた数の信号レベルのうちの1つを有する対応する中間信号セクションにマッピングされる、
ステップと、
対応する中間信号の各中間信号セクションを、前記サンプリング間隔をカバーする、対応するパルス列の各セグメントにマッピングするステップであって、
対応する信号セクションが正の信号レベルを有する場合には、前記セグメントの半分で正パルスを提供し、
対応する信号セクションが負の信号レベルを有する場合には、前記セグメントの他の半分で正パルスを提供する
ことによって実行されるステップと、
各中間信号に関するパルス列セグメントから構成されるパルスの列を形成するステップと、
前記列のうちの一方のパルスを他方のパルスに対して遅延させるステップと、
2つの前記列を少なくとも1つの電力増幅器に提供するために合成するステップと、
を含む方法によって達成される。
2つのカルテシアン信号として提供されるベース・バンド信号を受信する入力部と、
第1及び第2のマッピング・ユニットであって、それぞれ、
対応する受信カルテシアン信号の信号サンプルを2つの中間信号が形成されるようにマッピングする、
ように構成され、
各カルテシアン信号の各サンプルは、共通のサンプリング間隔を使用してサンプリングされ、
前記マッピングは、互いに分離され且つゼロに対して対称に提供される2つの非ゼロ・レベルのみを含む限られた数の信号レベルのうちの1つを有する対応する中間信号セクションに単一のサンプルをマッピングするステップを含む、
第1及び第2のマッピング・ユニットと、
第1及び第2の処理ユニットであって、それぞれ、
対応する中間信号の各中間セクションを、前記サンプリング間隔をカバーする、対応するパルス列の各セグメントにマッピングする、
ように構成され、
前記マッピングは、
対応する信号セクションが正の信号レベルを有する場合には、前記セグメントの半分で正パルスを提供し、
対応する信号セクションが負の信号レベルを有する場合には、前記セグメントの他の半分で正パルスを提供する、
ステップを含み、
対応する中間信号に関する信号列セグメントから構成されるパルスの列を形成する、
ように更に構成された第1及び第2の処理ユニットと、
前記列のうちの一方のパルスを他方のパルスに対して遅延させるように構成された遅延ユニットと、
2つの前記列を少なくとも1つの電力増幅器に提供するために合成するように構成された合成ユニットと、
を備える変調装置によって達成される。
Claims (16)
- 少なくとも1つの電力増幅器(24;24A、24B)に提供されるベース・バンド信号(I、Q)を変調する方法であって、
2つのカルテシアン信号(I、Q)として提供されるベース・バンド信号を受信するステップ(28)と、
受信された各カルテシアン信号(I、Q)の信号サンプルを2つの中間信号(S1、S2;S1’、S2’)が形成されるように別々にマッピングするステップ(30)であって、
各カルテシアン信号の各サンプルは、
共通のサンプリング間隔(SI)を使用してサンプリングされ、
互いに分離され且つゼロに対して対称に提供される2つの非ゼロ・レベルのみを含む限られた数の信号レベルのうちの1つを有する対応する中間信号セクションにマッピングされる、
ステップ(30)と、
対応する中間信号(S1、S2;S1’、S2’)の各中間信号セクションを、前記サンプリング間隔(SI)をカバーする、対応するパルス列(S3、S4;S3’、S4’)の各セグメントにマッピングするステップ(32)であって、
対応する信号セクションが正の信号レベルを有する場合には、前記セグメントの半分で正パルスを提供し、
対応する信号セクションが負の信号レベルを有する場合には、前記セグメントの他の半分で正パルスを提供する
ことによって実行されるステップ(32)と、
各中間信号(S1、S2;S1’、S2’)に関するパルス列セグメントから構成されるパルスの列(S3、S4;S3’、S4’)を形成するステップ(34)と、
前記列のうちの一方(S3;S3’)のパルスを他方(S4;S4’)のパルスに対して遅延させるステップ(36)と、
2つの前記列(S4、S5;S4’、S5’)を少なくとも1つの電力増幅器(24;24A、24B)に提供するために合成するステップ(38)と、
を含む方法。 - 受信された各カルテシアン信号(I、Q)の信号サンプルを2つの中間信号が形成されるように別々にマッピングする前記ステップ(30)は、デルタ・シグマ変調を使用して実行される、請求項1に記載の方法。
- 正の信号セクションに関するパルスは、各セグメントの対応する半分の第1スロットで提供され、負の信号セクションに関するパルスは、各セグメントの対応する半分の第1スロットで提供される、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記遅延させるステップは、パルスをセグメントの1クォータだけ遅延させるステップを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記中間信号レベルのうちの1つは、ゼロ・レベルであり、当該ゼロ・レベルではどのようなパルスも形成されない、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 中間信号セクションをパルス列セクションにマッピングする前記ステップは、前記ゼロ・レベルを有する各中間信号セクションに関する空セグメントを作成するステップを含む、請求項5に記載の方法。
- パルスが提供される各セグメントは、2つのパルス、即ち、対応する信号セクションが正の信号レベルを有する場合に前記他の半分で提供される追加的な負パルスと、対応する信号セクションが負の信号レベルを有する場合に前記半分で提供される追加的な負パルスと、を更に含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 組み合わされた前記列(S6’)の負パルス(S6B)と正パルス(S6A)を、別々の電力増幅器(24A、24B)に提供するために分離するステップを更に含む、請求項7に記載の方法。
- 分離された前記正パルス及び負パルス(S6A、S6B)を別々に増幅し、出力信号(O)を提供するためにそれらの増幅されたパルスを合成するステップを更に含む、請求項8に記載の方法。
- 少なくとも1つの電力増幅器(24;24A、24B)に提供されるベース・バンド信号(I、Q)を変調する変調装置(10、10’)であって、
2つのカルテシアン信号(I、Q)として提供されるベース・バンド信号を受信する入力部と、
第1及び第2のマッピング・ユニット(12、14)であって、それぞれ、
対応する受信カルテシアン信号(I、Q)の信号サンプルを2つの中間信号(S1、S2;S1’、S2’)が形成されるようにマッピングする、
ように構成され、
各カルテシアン信号の各サンプルは、共通のサンプリング間隔(SI)を使用してサンプリングされ、
前記マッピングは、互いに分離され且つゼロに対して対称に提供される2つの非ゼロ・レベルのみを含む限られた数の信号レベルのうちの1つを有する対応する中間信号セクションに単一のサンプルをマッピングするステップを含む、
第1及び第2のマッピング・ユニット(12、14)と、
第1及び第2の処理ユニット(16、18)であって、それぞれ、
対応する中間信号(S1、S2;S1’、S2’)の各中間セクションを、前記サンプリング間隔をカバーする、対応するパルス列(S3、S4;S3’、S4’)の各セグメントにマッピングする、
ように構成され、
前記マッピングは、
対応する信号セクションが正の信号レベルを有する場合には、前記セグメントの半分で正パルスを提供し、
対応する信号セクションが負の信号レベルを有する場合には、前記セグメントの他の半分で正パルスを提供する、
ステップを含み、
対応する中間信号(S1、S2;S1’、S2’)に関する信号列セグメントから構成されるパルスの列(S3、S4;S3’、S4’)を形成する、
ように更に構成された第1及び第2の処理ユニット(16、18)と、
前記列のうちの一方(S3;S3’)のパルスを他方(S4;S4’)のパルスに対して遅延させるように構成された遅延ユニット(20)と、
2つの前記列(S4、S5;S4’、S5’)を少なくとも1つの電力増幅器(24;24A、24B)に提供するために合成するように構成された合成ユニット(22)と、
を備える変調装置。 - 第1及び第2の処理ユニット(16、18)はそれぞれ、前記マッピングを実行するときに、対応する信号セクションが正の信号レベルを有する場合には、前記セグメントの前記他の半分で追加的な負パルスを提供し、対応する信号セクションが負の信号レベルを有する場合には、前記セグメントの前記半分で追加的な負パルスを提供するように更に構成される、請求項10に記載の変調装置。
- 前記第1及び第2のマッピング・ユニット(12、14)は、デルタ・シグマ変調器である、請求項10又は11に記載の変調装置。
- 請求項10乃至12のいずれか一項に記載の変調装置(10、10’)と、少なくとも1つのスイッチ電力増幅器(24;24A、24B)と、を備えるスイッチ・モード電力増幅装置。
- 請求項10乃至12のいずれか一項に記載の変調装置(10、10’)を備える無線伝送装置(42;44)。
- 基地局(42)である、請求項14に記載の無線伝送装置。
- 移動局(44)である、請求項14に記載の無線伝送装置。
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