JP3070096B2 - 線形化機能をもつｒｆ電力増幅器 - Google Patents
線形化機能をもつｒｆ電力増幅器Info
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- JP3070096B2 JP3070096B2 JP5515291A JP51529193A JP3070096B2 JP 3070096 B2 JP3070096 B2 JP 3070096B2 JP 5515291 A JP5515291 A JP 5515291A JP 51529193 A JP51529193 A JP 51529193A JP 3070096 B2 JP3070096 B2 JP 3070096B2
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- H03F2201/32—Indexing scheme relating to modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Amplifiers (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、線形化技術を用いる無線周波数電力増幅器
に関する。
に関する。
発明の背景 現在のものを越えてスペクトル効率を改善するため
に、将来の移動無線システムが必要になるだろう。すな
わち、被送信信号の振幅および位相において情報が運搬
される変調法がますます必要になる。スペクトルを維持
しつつ、現在の無線システムと共存するためには、この
ような複雑な変調法を用いた送信機は線形である必要が
ある。たとえば25kHzのチャンネル化における＞−60dBc
の隣接チャンネル干渉レベルが必要になる。
に、将来の移動無線システムが必要になるだろう。すな
わち、被送信信号の振幅および位相において情報が運搬
される変調法がますます必要になる。スペクトルを維持
しつつ、現在の無線システムと共存するためには、この
ような複雑な変調法を用いた送信機は線形である必要が
ある。たとえば25kHzのチャンネル化における＞−60dBc
の隣接チャンネル干渉レベルが必要になる。
従来技術の概要 このような電力増幅器線形性能を達成するための方法
は、デカルト帰還（Cartesian feedback）である。この
技術は、ICの集積に用いられるにつれて普及してきた。
は、デカルト帰還（Cartesian feedback）である。この
技術は、ICの集積に用いられるにつれて普及してきた。
線形性（隣接チャンネル干渉限界により決定される）
と最大電力効率に対する要件とは、電力増幅器がゲイン
圧縮（クリップ）点にできるだけ近い点で動作しなが
ら、なおかつ必要なレベルの線形性を保たねばならない
ことを意味する。
と最大電力効率に対する要件とは、電力増幅器がゲイン
圧縮（クリップ）点にできるだけ近い点で動作しなが
ら、なおかつ必要なレベルの線形性を保たねばならない
ことを意味する。
閉ループ・システムの最大位相限界（maximum phasem
argin）を測定および調整し、増幅器のクリップ点を特
定する既知の方法は、適当な訓練手順（training seque
nce）を用いる。ゲイン圧縮は、デカルト・ループ誤差
信号の強度が一定の閾値を越えて増加することによって
検出される。この点で駆動レベル制御回路が適切に設定
され、線形動作が保証される−−すなわち入力信号がバ
ック・オフされる。
argin）を測定および調整し、増幅器のクリップ点を特
定する既知の方法は、適当な訓練手順（training seque
nce）を用いる。ゲイン圧縮は、デカルト・ループ誤差
信号の強度が一定の閾値を越えて増加することによって
検出される。この点で駆動レベル制御回路が適切に設定
され、線形動作が保証される−−すなわち入力信号がバ
ック・オフされる。
上記の技術は、各送信の前に訓練のための時間がある
将来の無線製品においてのみ適している。訓練を実行す
るために通常必要とされる時間遅延は、ミリ秒のオーダ
ーである。訓練時間が割り当てられていないシステムに
この線形技術を組み込むためには、代替の方法が必要に
なる。
将来の無線製品においてのみ適している。訓練を実行す
るために通常必要とされる時間遅延は、ミリ秒のオーダ
ーである。訓練時間が割り当てられていないシステムに
この線形技術を組み込むためには、代替の方法が必要に
なる。
訓練を通じて線形性を獲得するだけでなく、線形性を
維持する改善された方法に対する必要性もある。
維持する改善された方法に対する必要性もある。
発明の概要 本発明により、無線送信機が提供される。この無線送
信機は：電力増幅器；電力増幅器内の非線形性を補正す
るための線形化手段；および電力増幅器の出力から線形
化手段に対して信号を与えて線形性を維持する帰還手段
によって構成され、前記増幅器と線形化手段と帰還手段
とが調整可能なループ線形化パラメータを有するループ
を形成する。さらにこの無線送信機は、所定のループ線
形化パラメータを記憶するルックアップ・テーブル；お
よび動作条件入力を有する制御手段によって構成され、
前記制御手段はルックアップ・テーブルとループとに結
合されて、送信制御信号の受信時に中央手段に入力され
た動作条件に応じた送信制御信号に応答して、ループ線
形化パラメータを選択する。
信機は：電力増幅器；電力増幅器内の非線形性を補正す
るための線形化手段；および電力増幅器の出力から線形
化手段に対して信号を与えて線形性を維持する帰還手段
によって構成され、前記増幅器と線形化手段と帰還手段
とが調整可能なループ線形化パラメータを有するループ
を形成する。さらにこの無線送信機は、所定のループ線
形化パラメータを記憶するルックアップ・テーブル；お
よび動作条件入力を有する制御手段によって構成され、
前記制御手段はルックアップ・テーブルとループとに結
合されて、送信制御信号の受信時に中央手段に入力され
た動作条件に応じた送信制御信号に応答して、ループ線
形化パラメータを選択する。
ループ線形化パラメータは、位相パラメータおよび／
またはゲイン・パラメータである。
またはゲイン・パラメータである。
動作条件入力は、チャンネル周波数，バッテリ・レベ
ル，温度または他の情報である。これらのパラメータの
それぞれに関する異なる値のための別のテーブルを記憶
してもよい。そのため半分のバッテリ・レベルで動作す
るときは、テーブルはそのバッテリ・レベルに関連して
選択される。
ル，温度または他の情報である。これらのパラメータの
それぞれに関する異なる値のための別のテーブルを記憶
してもよい。そのため半分のバッテリ・レベルで動作す
るときは、テーブルはそのバッテリ・レベルに関連して
選択される。
温度センサから信号を受信する温度入力があることが
好ましい。
好ましい。
テーブルは、位相パラメータとゲイン・パラメータの
両方に関して設定値を有することが好ましい。
両方に関して設定値を有することが好ましい。
本発明の特に好適な特徴では、ルックアップ・テーブ
ルは、実際の線形化パラメータを測定し、改善された線
形化パラメータを選択し、改善されたパラメータをルッ
クアップ・テーブルに書き込むことにより更新される。
この方法で、時間が経過してもルックアップ・テーブル
の精度を維持することができる。さらに、ルックアップ
・テーブルを連続して更新することにより、異なる動作
条件に関する線形化パラメータの範囲を拡張部分として
記憶する必要がなくなる。
ルは、実際の線形化パラメータを測定し、改善された線
形化パラメータを選択し、改善されたパラメータをルッ
クアップ・テーブルに書き込むことにより更新される。
この方法で、時間が経過してもルックアップ・テーブル
の精度を維持することができる。さらに、ルックアップ
・テーブルを連続して更新することにより、異なる動作
条件に関する線形化パラメータの範囲を拡張部分として
記憶する必要がなくなる。
位相設定値は、動作条件の変化に特に敏感であり、ル
ックアップ・テーブルにはゲイン・パラメータ情報より
多くの位相パラメータ情報を入れることができる。特に
位相限界が常に最高レベルに維持されている場合は、減
少した隣接チャンネルのスプラッタが観測される。
ックアップ・テーブルにはゲイン・パラメータ情報より
多くの位相パラメータ情報を入れることができる。特に
位相限界が常に最高レベルに維持されている場合は、減
少した隣接チャンネルのスプラッタが観測される。
ループの位相および／またはゲイン・パラメータまた
はその他のパラメータを連続して測定するには、受信機
手段を隣接送信機チャンネルに同調した状態で設けて、
隣接チャンネルの変調を測定することが特に好ましい。
はその他のパラメータを連続して測定するには、受信機
手段を隣接送信機チャンネルに同調した状態で設けて、
隣接チャンネルの変調を測定することが特に好ましい。
隣接チャンネル受信機手段は、電力増幅器の出力に結
合され、送信機の隣接チャンネル電力を測定する目的を
専門に行う隣接チャンネル受信機の形態をとることがあ
る。あるいは、隣接チャンネル受信機手段は、二重分離
周波数（duplex separation frequency）により電力増
幅器の信号の周波数から隔てられている第１受信周波数
と、電力増幅器の信号の周波数に隣接するチャンネルの
周波数を表す第２周波数との間で切り替え可能な受信機
の形態をとることもある。
合され、送信機の隣接チャンネル電力を測定する目的を
専門に行う隣接チャンネル受信機の形態をとることがあ
る。あるいは、隣接チャンネル受信機手段は、二重分離
周波数（duplex separation frequency）により電力増
幅器の信号の周波数から隔てられている第１受信周波数
と、電力増幅器の信号の周波数に隣接するチャンネルの
周波数を表す第２周波数との間で切り替え可能な受信機
の形態をとることもある。
隣接チャンネル受信機手段の上記の実施例のうち後者
においては、受信タイムスロット上の受信周波数と、送
信タイムスロット上の隣接チャンネル周波数との間で受
信機を切り替え、さらに次の受信タイムスロット上の受
信周波数に戻す制御手段が設けられることが好ましい。
においては、受信タイムスロット上の受信周波数と、送
信タイムスロット上の隣接チャンネル周波数との間で受
信機を切り替え、さらに次の受信タイムスロット上の受
信周波数に戻す制御手段が設けられることが好ましい。
電力増幅器と隣接チャンネル受信機との間の経路に
は、減衰器手段が切り替え可能に設けられて、送信中は
電力増幅器からの信号を隣接チャンネルに減衰し、受信
モードの動作中には減衰されていない信号をアンテナか
ら送る。
は、減衰器手段が切り替え可能に設けられて、送信中は
電力増幅器からの信号を隣接チャンネルに減衰し、受信
モードの動作中には減衰されていない信号をアンテナか
ら送る。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明の第１実施例による、電力増幅器お
よびリニアライザを持つ無線送信機のブロック図であ
る。
よびリニアライザを持つ無線送信機のブロック図であ
る。
第２図は、本発明の第２実施例による、電力増幅器お
よびリニアライザを持つ無線送信機のブロック図であ
る。
よびリニアライザを持つ無線送信機のブロック図であ
る。
第３図は、第２図の回路に点（ｂ）で切り替える、切
り替えられた減衰器回路を示す。
り替えられた減衰器回路を示す。
第４図は本発明が採用されるTDMAタイミング・フォー
マットを示す。
マットを示す。
好適な実施例の詳細説明 第１図には、リニアライザ（linearizer）10,アップ
コンバータ（upconverter）11,電力増幅器12,帰還ルー
プ13およびダウンコンバータ（downconverter）14によ
って構成される無線送信機が示される。電力増幅器12の
出力は、アイソレータ15とアンテナ・スイッチ16とを介
して、アンテナ17に接続されている。線形コントローラ
（linear controller）18が、リニアライザ10,ダウンコ
ンバータ14およびアンテナ・スイッチ16に接続された状
態で設けられる。線形コントローラ18には、メモリ19内
の一連のルックアップ・テーブルが接続される。線形コ
ントローラ18は、いくつかの入力を有し、このうちチャ
ンネル／周波数入力21,バッテリ・レベル入力22,ユニッ
ト温度入力23およびその他の情報入力24が図示されてい
る。
コンバータ（upconverter）11,電力増幅器12,帰還ルー
プ13およびダウンコンバータ（downconverter）14によ
って構成される無線送信機が示される。電力増幅器12の
出力は、アイソレータ15とアンテナ・スイッチ16とを介
して、アンテナ17に接続されている。線形コントローラ
（linear controller）18が、リニアライザ10,ダウンコ
ンバータ14およびアンテナ・スイッチ16に接続された状
態で設けられる。線形コントローラ18には、メモリ19内
の一連のルックアップ・テーブルが接続される。線形コ
ントローラ18は、いくつかの入力を有し、このうちチャ
ンネル／周波数入力21,バッテリ・レベル入力22,ユニッ
ト温度入力23およびその他の情報入力24が図示されてい
る。
プッシュトゥトーク（PTT）スイッチ（図示せず）そ
の他から送信の要求が受け取られると、送信機電力増幅
器12はオンになる。種々の動作パラメータ入力21,22,23
は、コントローラ18により測定され、測定された条件に
対してルックアップ・テーブル19が選択される。これに
より、特定のチャンネルに関して、バッテリ・レベル
と、被測定温度（温度センサにより表示される）と、所
定のゲインおよび位相設定値がルックアップ・テーブル
19からダウンロードされる。
の他から送信の要求が受け取られると、送信機電力増幅
器12はオンになる。種々の動作パラメータ入力21,22,23
は、コントローラ18により測定され、測定された条件に
対してルックアップ・テーブル19が選択される。これに
より、特定のチャンネルに関して、バッテリ・レベル
と、被測定温度（温度センサにより表示される）と、所
定のゲインおよび位相設定値がルックアップ・テーブル
19からダウンロードされる。
リニアライザ位相シフトと駆動レベル減衰器設定値−
−これについては、M JohanssonおよびT Mattssonによ
り1991年IEEEの「Transmitter Linearization using Ca
rtesian Feedback for Linear TDMA Modulation」とい
う論文に、より詳細に説明される−−が、ルックアップ
・テーブル19から読み出された値によって、ダウンコン
バータ14およびリニアライザ10に、それぞれ線形コント
ローラ18により設定される。アンテナ・スイッチ16は、
この時点では、上向きのコサイン・プロフィルを有する
適切に制御されたランプ信号を用いて動作されて、隣接
チャンネルに対する過剰なスプラッタを避ける。このと
き、リニアライザ10に入力されたＩおよびＱサンプルに
より定義された情報（データまたは音声）の送信が、安
定した線形動作で行われる。
−これについては、M JohanssonおよびT Mattssonによ
り1991年IEEEの「Transmitter Linearization using Ca
rtesian Feedback for Linear TDMA Modulation」とい
う論文に、より詳細に説明される−−が、ルックアップ
・テーブル19から読み出された値によって、ダウンコン
バータ14およびリニアライザ10に、それぞれ線形コント
ローラ18により設定される。アンテナ・スイッチ16は、
この時点では、上向きのコサイン・プロフィルを有する
適切に制御されたランプ信号を用いて動作されて、隣接
チャンネルに対する過剰なスプラッタを避ける。このと
き、リニアライザ10に入力されたＩおよびＱサンプルに
より定義された情報（データまたは音声）の送信が、安
定した線形動作で行われる。
ルックアップ・テーブル19の値は、様々な温度，バッ
テリ・レベルなどでの広範な試験により、工場内で設定
される。
テリ・レベルなどでの広範な試験により、工場内で設定
される。
本発明のより好適な実施例においては、ルックアップ
・テーブルの値は無線機が用いられると更新される。
・テーブルの値は無線機が用いられると更新される。
ある送信要求については、ルックアップ・テーブル19
から読み出されたループ位相およびゲイン・パラメータ
は、バッテリ・レベルで行われた問題のチャンネルと、
問題の温度での前回の送信からルックアップ・テーブル
内に設定されたものである。これらの値がリニアライザ
10にロードされて、送信が始まると、入力されたＩおよ
びＱ値と、ダウンコンバータ14から帰還ループ13で受信
された値との間で比較が行われる。これらの値の比較に
基づいて、ループ位相およびゲイン・パラメータを更新
する必要があるかどうか決定が行われる。たとえば位相
限界が小さくなった場合は、新しい位相設定値が計算さ
れて、ループの位相限界を大きくする。この新しい位相
設定値が、現在のチャンネル，バッテリ・レベルおよび
温度設定値に関してルックアップ・テーブル19内の特定
の位置に書き込まれて、以前の値と入れ替わる。新しい
値は、次にそのバッテリ・レベルでその温度で、そのチ
ャンネル上の送信が要求されたときに用いられることに
なる。
から読み出されたループ位相およびゲイン・パラメータ
は、バッテリ・レベルで行われた問題のチャンネルと、
問題の温度での前回の送信からルックアップ・テーブル
内に設定されたものである。これらの値がリニアライザ
10にロードされて、送信が始まると、入力されたＩおよ
びＱ値と、ダウンコンバータ14から帰還ループ13で受信
された値との間で比較が行われる。これらの値の比較に
基づいて、ループ位相およびゲイン・パラメータを更新
する必要があるかどうか決定が行われる。たとえば位相
限界が小さくなった場合は、新しい位相設定値が計算さ
れて、ループの位相限界を大きくする。この新しい位相
設定値が、現在のチャンネル，バッテリ・レベルおよび
温度設定値に関してルックアップ・テーブル19内の特定
の位置に書き込まれて、以前の値と入れ替わる。新しい
値は、次にそのバッテリ・レベルでその温度で、そのチ
ャンネル上の送信が要求されたときに用いられることに
なる。
バッテリ電圧および温度によるループ位相およびゲイ
ン特性の変化は、互いに独立したものとする。これによ
り、異なるバッテリ電圧設定値と温度設定値に関して、
別のルックアップ・テーブルを用いることができる。こ
れは可能な前提であることがわかるが、特定のバッテリ
・レベルと温度の対に関して、より広範なルックアップ
・テーブルを記憶することができる。メモリ19は他のフ
ォーマットで配列することもできる。値の間で、たとえ
ば温度センサが中間温度を検知したときの２つの温度に
おける測定値で、補間を実行することができる。
ン特性の変化は、互いに独立したものとする。これによ
り、異なるバッテリ電圧設定値と温度設定値に関して、
別のルックアップ・テーブルを用いることができる。こ
れは可能な前提であることがわかるが、特定のバッテリ
・レベルと温度の対に関して、より広範なルックアップ
・テーブルを記憶することができる。メモリ19は他のフ
ォーマットで配列することもできる。値の間で、たとえ
ば温度センサが中間温度を検知したときの２つの温度に
おける測定値で、補間を実行することができる。
リニアライザ調整を行うには、アンテナ・スイッチに
対するランプ信号は適切な量△ｔだけ遅延される。この
値はルックアップ・テーブルのアクセス時間を補正する
ためのもので、リニアライザ回路構成にダウンロードさ
れる。この遅延は、アンテナ・スイッチのランプ時間と
比較して最小であると想定する。そのため、アンテナが
電力増幅器の出力に接続されているときは、電力増幅器
は正しいレベルで動作して、必要な干渉仕様を満たす。
対するランプ信号は適切な量△ｔだけ遅延される。この
値はルックアップ・テーブルのアクセス時間を補正する
ためのもので、リニアライザ回路構成にダウンロードさ
れる。この遅延は、アンテナ・スイッチのランプ時間と
比較して最小であると想定する。そのため、アンテナが
電力増幅器の出力に接続されているときは、電力増幅器
は正しいレベルで動作して、必要な干渉仕様を満たす。
ループ・ゲインおよび位相設定値を検知して、各送信
の後にルックアップ・テーブルの入力値を再生（refres
h）する代替の方法として、再訓練手順をリニアライザ1
0に入力して、アンテナ17から送信するか、あるいは本
出願書と同日に出願された同時継続出願の英国特許申請
______「Radio Transmitter with Linearization Train
ing Sequence」に説明されるようにロード内に入れる
か、あるいは以下に説明されるように隣接チャンネル受
信機内に送信する。
の後にルックアップ・テーブルの入力値を再生（refres
h）する代替の方法として、再訓練手順をリニアライザ1
0に入力して、アンテナ17から送信するか、あるいは本
出願書と同日に出願された同時継続出願の英国特許申請
______「Radio Transmitter with Linearization Train
ing Sequence」に説明されるようにロード内に入れる
か、あるいは以下に説明されるように隣接チャンネル受
信機内に送信する。
ループ・ゲインおよび位相設定値の検知と、各送信後
のルックアップ・テーブル入力値の再生には、時間的な
ペナルティは科されず、送信機はいつでも用いることが
できる。テーブル内の値は、被測定値が記憶された値か
ら所定の値よりも偏差したときに再生することができる
か、あるいは定期的に再生することができる。
のルックアップ・テーブル入力値の再生には、時間的な
ペナルティは科されず、送信機はいつでも用いることが
できる。テーブル内の値は、被測定値が記憶された値か
ら所定の値よりも偏差したときに再生することができる
か、あるいは定期的に再生することができる。
再訓練を用いると、無線機に電源投入される毎にルッ
クアップ・テーブル入力値を再生するか、あるいは絶対
時間または送信時間により一定間隔の動作ごとにルック
アップ・テーブル入力値を再生するか、あるいは無線送
信機条件により支配される間隔でルックアップ・テーブ
ル入力値を再生することにより、これを実行することが
できる。
クアップ・テーブル入力値を再生するか、あるいは絶対
時間または送信時間により一定間隔の動作ごとにルック
アップ・テーブル入力値を再生するか、あるいは無線送
信機条件により支配される間隔でルックアップ・テーブ
ル入力値を再生することにより、これを実行することが
できる。
ループ位相および駆動レベル設定値は、送信中に監視
および調整されて、変化している装置特性を考慮に入
れ、線形化された電力増幅器は安定性と効率の両方に関
して最適化される。送信機の効率は、電力増幅器をでき
るだけゲイン圧縮点の近くで動作することにより最大に
なる。これについては本件に「付表１（Annex 1）」と
して添付されるモトローラ社の米国特許出願第606679号
に説明される。しかし、送信機は、それが発生すること
を許されている隣接チャンネル干渉の量により制限され
る。最大効率を得るためには、送信機は隣接チャンネル
干渉限度のできるだけ近くで動作しなければならない。
帰還ネットワークに関してループ・ゲインの最適な設定
値を発見するための「クリップ検出」動作を実行する改
善された手段を設けることが望ましい。
および調整されて、変化している装置特性を考慮に入
れ、線形化された電力増幅器は安定性と効率の両方に関
して最適化される。送信機の効率は、電力増幅器をでき
るだけゲイン圧縮点の近くで動作することにより最大に
なる。これについては本件に「付表１（Annex 1）」と
して添付されるモトローラ社の米国特許出願第606679号
に説明される。しかし、送信機は、それが発生すること
を許されている隣接チャンネル干渉の量により制限され
る。最大効率を得るためには、送信機は隣接チャンネル
干渉限度のできるだけ近くで動作しなければならない。
帰還ネットワークに関してループ・ゲインの最適な設定
値を発見するための「クリップ検出」動作を実行する改
善された手段を設けることが望ましい。
第２図には、上記の必要性を満たして、第１図に関し
てすでに説明されたいくつかの要素によって構成される
装置が示される。第２図には、帰還ループのゲイン
（Ａ）と位相（φ）を制御するマイクロプロセッサ30が
示される。第２図では、位相調整器31がリニアライザ10
とは別に図示され、帰還位相検出器32も図示される。こ
れらの要素は第１図の回路にも存在するが、第１図のリ
ニアライザ・ブロック10内に含まれているに過ぎないこ
とを理解されたい。
てすでに説明されたいくつかの要素によって構成される
装置が示される。第２図には、帰還ループのゲイン
（Ａ）と位相（φ）を制御するマイクロプロセッサ30が
示される。第２図では、位相調整器31がリニアライザ10
とは別に図示され、帰還位相検出器32も図示される。こ
れらの要素は第１図の回路にも存在するが、第１図のリ
ニアライザ・ブロック10内に含まれているに過ぎないこ
とを理解されたい。
上記の要素に加えて、第２図の回路は隣接チャンネル
受信機33を有し、また更なる実施例においては、隣接チ
ャンネル受信機33の代替物として加入者用受信機34が設
けられている。この受信機には、加入者用受信機34の受
信周波数を受信モード（アンテナ17から音声／データを
受信するため）から隣接チャンネル受信電力を測定する
隣接チャンネル受信モードに変更するためのマイクロプ
ロセッサ30からの制御入力が含まれる。
受信機33を有し、また更なる実施例においては、隣接チ
ャンネル受信機33の代替物として加入者用受信機34が設
けられている。この受信機には、加入者用受信機34の受
信周波数を受信モード（アンテナ17から音声／データを
受信するため）から隣接チャンネル受信電力を測定する
隣接チャンネル受信モードに変更するためのマイクロプ
ロセッサ30からの制御入力が含まれる。
これらの代替の実施例のうちの第１実施例では、隣接
チャンネル受信機33は電力増幅器12の出力に接続されて
おり、減衰器，適切なIF周波数へのダウンコンバータ，
無線機のために主シンセサイザから信号を引き出すミキ
サ,IFフィルタ，減衰器，整流器および整流器の両端の
電圧を測定する手段によって構成される。IFフィルタに
ついては、セラミック・フィルタが適している。このセ
ラミック・フィルタは、対応する送信チャンネルに関し
てIF信号から25KHzオフセットされた周波数に同調され
た25KHz帯域通過フィルタである。
チャンネル受信機33は電力増幅器12の出力に接続されて
おり、減衰器，適切なIF周波数へのダウンコンバータ，
無線機のために主シンセサイザから信号を引き出すミキ
サ,IFフィルタ，減衰器，整流器および整流器の両端の
電圧を測定する手段によって構成される。IFフィルタに
ついては、セラミック・フィルタが適している。このセ
ラミック・フィルタは、対応する送信チャンネルに関し
てIF信号から25KHzオフセットされた周波数に同調され
た25KHz帯域通過フィルタである。
第２図に示される第２実施例では、加入者用受信機34
が受信モードと隣接チャンネル受信モードとの間で変化
しているが、この動作を、第４図に示される、それぞれ
15ミリ秒の４個のタイムスロットに分割された60ミリ秒
のフレームを有するTDMAシステムに関して説明する。送
信フレームは、常に受信フレームからはオフセットして
おり、また受信フレームも送信フレームからオフセット
している。チャンネルの対は、送信フレームの第１タイ
ムスロットと受信フレームの第１タイムスロット、また
は送信フレームの第２タイムスロットと受信フレームの
第２タイムスロットによって構成される。送信タイムス
ロットの終点と、受信タイムスロットの始点との間に
は、いつも約15ミリ秒ある。これによりマイクロプロセ
ッサ30が加入者用受信機34のシンセサイザに対して制御
信号を与える充分な時間が提供され、チャンネル間の間
隔より小さい（あるいはそれに加えて）送信受信周波数
間の二重周波数分離に等しい受信周波数の変化が起こ
る。二重周波数分離が10MHzの場合、マイクロプロセッ
サからの信号は、受信機34にその受信周波数を9.973MHz
または10.025MHzまで変化させる。受信フレーム後に、
受信機34は、その周波数を送信フレーム内で電力増幅器
12から送信されている信号の周波数に隣接する値まで変
化させ、また送信後に、受信機はアンテナ17から次のタ
イムスロットを受信するのに適した受信周波数まで戻
る。
が受信モードと隣接チャンネル受信モードとの間で変化
しているが、この動作を、第４図に示される、それぞれ
15ミリ秒の４個のタイムスロットに分割された60ミリ秒
のフレームを有するTDMAシステムに関して説明する。送
信フレームは、常に受信フレームからはオフセットして
おり、また受信フレームも送信フレームからオフセット
している。チャンネルの対は、送信フレームの第１タイ
ムスロットと受信フレームの第１タイムスロット、また
は送信フレームの第２タイムスロットと受信フレームの
第２タイムスロットによって構成される。送信タイムス
ロットの終点と、受信タイムスロットの始点との間に
は、いつも約15ミリ秒ある。これによりマイクロプロセ
ッサ30が加入者用受信機34のシンセサイザに対して制御
信号を与える充分な時間が提供され、チャンネル間の間
隔より小さい（あるいはそれに加えて）送信受信周波数
間の二重周波数分離に等しい受信周波数の変化が起こ
る。二重周波数分離が10MHzの場合、マイクロプロセッ
サからの信号は、受信機34にその受信周波数を9.973MHz
または10.025MHzまで変化させる。受信フレーム後に、
受信機34は、その周波数を送信フレーム内で電力増幅器
12から送信されている信号の周波数に隣接する値まで変
化させ、また送信後に、受信機はアンテナ17から次のタ
イムスロットを受信するのに適した受信周波数まで戻
る。
隣接チャンネル受信機33または再同調された加入者受
信機34は、隣接チャンネルに同調されており、隣接チャ
ンネル上の電力を測定することができる。隣接チャンネ
ル上の信号のレベルが、たとえば電力増幅器12の出力レ
ベルより低い60または63dBの閾値を越えている場合は、
電力増幅器12内でクリッピングが開始されることを示
し、さらに電力増幅器12のゲインをバック・オフする必
要があることを示す。そのため、隣接チャンネル受信機
33または加入者用受信機34は、マイクロプロセッサ30に
信号を与え、クリッピングが検出された場合は、マイク
ロプロセッサ30がリニアライザ10を制御してゲインＡを
下げる。
信機34は、隣接チャンネルに同調されており、隣接チャ
ンネル上の電力を測定することができる。隣接チャンネ
ル上の信号のレベルが、たとえば電力増幅器12の出力レ
ベルより低い60または63dBの閾値を越えている場合は、
電力増幅器12内でクリッピングが開始されることを示
し、さらに電力増幅器12のゲインをバック・オフする必
要があることを示す。そのため、隣接チャンネル受信機
33または加入者用受信機34は、マイクロプロセッサ30に
信号を与え、クリッピングが検出された場合は、マイク
ロプロセッサ30がリニアライザ10を制御してゲインＡを
下げる。
その結果、隣接チャンネル電力に対するスプラッタを
リアルタイムで知ることができ、駆動レベルに対して加
えられた電力増幅器までのバック・オフを常に最小限に
抑えて、真の最適な動作効率を得ることができる。さら
に、この装置により常に所定の最大スプラッタを隣接チ
ャンネルに入れることができる。
リアルタイムで知ることができ、駆動レベルに対して加
えられた電力増幅器までのバック・オフを常に最小限に
抑えて、真の最適な動作効率を得ることができる。さら
に、この装置により常に所定の最大スプラッタを隣接チ
ャンネルに入れることができる。
電力増幅器のクリッピングとバック・オフを検出する
と、ループ・ゲイン（ａ）の新しい値を第１図のルック
アップ・テーブルにロードすることができる。
と、ループ・ゲイン（ａ）の新しい値を第１図のルック
アップ・テーブルにロードすることができる。
33の隣接チャンネル受信機または加入者用受信機34
は、モトローラ社の米国特許第5066923号に説明される
ように、訓練手順中に「クリップ」を検出するために用
いることができる。訓練手順中は、電力増幅器のエネル
ギは、アンテナ・スイッチ16を用いたアンテナ17の分離
によって、隣接チャンネル受信機33または加入者用受信
機34に送られる。これによりエネルギはアンテナから遠
ざかる方向に送られることになり、「オフエア」の訓練
が達成され、オンエアの隣接チャンネル・スプラッタは
起こらない。訓練中のこの送信エネルギを、アンテナ・
スイッチ16を制御するマイクロプロセッサ30により適切
な受信機内に送り込むことが提案される。これは以下に
よって、達成される： （１）帰還信号電力の一部を隣接チャンネルに同調され
た別の受信機内に結合させる；あるいは （２）アンテナ・スイッチを加入者ユニット受信機に短
絡させ、ダウンコンバータの局部発振器周波数を二重分
離周波数によりチャンネル帯域の前後に切り替え、それ
により標準受信機が隣接送信チャンネル上に被受信信号
強度を表示できるようにする。
は、モトローラ社の米国特許第5066923号に説明される
ように、訓練手順中に「クリップ」を検出するために用
いることができる。訓練手順中は、電力増幅器のエネル
ギは、アンテナ・スイッチ16を用いたアンテナ17の分離
によって、隣接チャンネル受信機33または加入者用受信
機34に送られる。これによりエネルギはアンテナから遠
ざかる方向に送られることになり、「オフエア」の訓練
が達成され、オンエアの隣接チャンネル・スプラッタは
起こらない。訓練中のこの送信エネルギを、アンテナ・
スイッチ16を制御するマイクロプロセッサ30により適切
な受信機内に送り込むことが提案される。これは以下に
よって、達成される： （１）帰還信号電力の一部を隣接チャンネルに同調され
た別の受信機内に結合させる；あるいは （２）アンテナ・スイッチを加入者ユニット受信機に短
絡させ、ダウンコンバータの局部発振器周波数を二重分
離周波数によりチャンネル帯域の前後に切り替え、それ
により標準受信機が隣接送信チャンネル上に被受信信号
強度を表示できるようにする。
短絡させる実行例においては、受信機を駆動すること
を避けるために送信機電力の適切な減衰が必要である。
これは、第３図に示されるような受信機経路40,41を適
切に切り替えることによって実現される。受信機経路40
は、アンテナ17から受信機34に対する経路となる。隣接
チャンネル受信経路41は、電力増幅器12から受信機34に
信号を送る場合の経路となる。この回路は、マイクロプ
ロセッサ30の制御下にある３個のピン・ダイオード・ス
イッチ16,43,44で構成される。隣接チャンネル受信経路
41内に、減衰器45が設けられ、これは受信機回路構成を
過剰駆動させないために適切な値を有する。動作は以下
の通りである。マイクロプロセッサ・コントローラ30に
よるアンテナ・スイッチ16の切り替えと同時に、コント
ローラ30はピン・ダイオード・スイッチ43,44を経路40
から経路41に切り替え、それによって減衰器45を受信機
を保護するための経路内に切り替える。常に、アンテナ
・スイッチ16が切り替わる前に減衰器45が切り替わるよ
うなタイミングを設定することができる。
を避けるために送信機電力の適切な減衰が必要である。
これは、第３図に示されるような受信機経路40,41を適
切に切り替えることによって実現される。受信機経路40
は、アンテナ17から受信機34に対する経路となる。隣接
チャンネル受信経路41は、電力増幅器12から受信機34に
信号を送る場合の経路となる。この回路は、マイクロプ
ロセッサ30の制御下にある３個のピン・ダイオード・ス
イッチ16,43,44で構成される。隣接チャンネル受信経路
41内に、減衰器45が設けられ、これは受信機回路構成を
過剰駆動させないために適切な値を有する。動作は以下
の通りである。マイクロプロセッサ・コントローラ30に
よるアンテナ・スイッチ16の切り替えと同時に、コント
ローラ30はピン・ダイオード・スイッチ43,44を経路40
から経路41に切り替え、それによって減衰器45を受信機
を保護するための経路内に切り替える。常に、アンテナ
・スイッチ16が切り替わる前に減衰器45が切り替わるよ
うなタイミングを設定することができる。
隣接チャンネル受信機内の隣接チャンネル電力の測定
は、可能な標準的方法の任意のものによって行うことが
できる。１つの方法としては、被受信信号のFFTを用い
て、次にこのデータを処理して隣接チャンネル電力の測
定値を求める方法がある。送信スペクトルの発生は、両
方の隣接チャンネルを同時に監視することができるの
で、別の隣接チャンネル受信機を用いて隣接チャンネル
領域を測定する前述の方法よりも有利である。
は、可能な標準的方法の任意のものによって行うことが
できる。１つの方法としては、被受信信号のFFTを用い
て、次にこのデータを処理して隣接チャンネル電力の測
定値を求める方法がある。送信スペクトルの発生は、両
方の隣接チャンネルを同時に監視することができるの
で、別の隣接チャンネル受信機を用いて隣接チャンネル
領域を測定する前述の方法よりも有利である。
また本発明により帰還ループ周辺の位相シフトをリア
ルタイムに監視して、それにより必要なときにはいつで
もループ位相を調整することができ、常に安定性を図る
ことができる方法が可能になる。この技術を用いて、こ
のような帰還システムに通常は設計されている位相限界
を小さくして、それによりループ・ゲインを大きくする
機会を産み、その結果としてかなりの量で得ることので
きる相互変調性能を改善することができる。
ルタイムに監視して、それにより必要なときにはいつで
もループ位相を調整することができ、常に安定性を図る
ことができる方法が可能になる。この技術を用いて、こ
のような帰還システムに通常は設計されている位相限界
を小さくして、それによりループ・ゲインを大きくする
機会を産み、その結果としてかなりの量で得ることので
きる相互変調性能を改善することができる。
帰還信号の一部を位相検出器に送り、次に検出器によ
って帰還信号の位相情報をマイクロプロセッサに送信す
ることを提案する。この位相測定値は、被送信信号（こ
れも測定される）と比較することができる。この位相比
較にはどのような送信データも用いることができる。現
在のTDMAフレーム構造内での連続的な動作モードに関し
て、同期語の位相シフトを測定することは良い選択肢で
あることがわかる。
って帰還信号の位相情報をマイクロプロセッサに送信す
ることを提案する。この位相測定値は、被送信信号（こ
れも測定される）と比較することができる。この位相比
較にはどのような送信データも用いることができる。現
在のTDMAフレーム構造内での連続的な動作モードに関し
て、同期語の位相シフトを測定することは良い選択肢で
あることがわかる。
同期語中の位相シフト測定は、同期語がリニアライザ
10に入力される所定のＩおよびＱサンプルとして送信さ
れるときは、タイムスロットの開始時に実行される。こ
のような所定のＩおよびＱサンプルを、ダウンコンバー
タ14により測定された対応のサンプルと比較するために
用いることができる。これにより同期語の送信中に位相
シフト測定が実行される。
10に入力される所定のＩおよびＱサンプルとして送信さ
れるときは、タイムスロットの開始時に実行される。こ
のような所定のＩおよびＱサンプルを、ダウンコンバー
タ14により測定された対応のサンプルと比較するために
用いることができる。これにより同期語の送信中に位相
シフト測定が実行される。
説明された装置全体は、次のような利点を有する： （１）訓練過程の一部として、またはループの相互変調
性能のリアルタイムの測定として、隣接チャンネル内に
送信されたスプラッタされた電力を測定することによ
り、「クリップ検出」の方法を提供する： （２）連続動作中および訓練過程中に帰還ループ周辺の
位相シフトを測定する代替の方法を提供する：および （３）電力増幅器をその飽和レベルのできるだけ近くで
動作させることにより電力増幅器の動作性能を最大にし
つつ、満足の行く相互変調比性能を維持する。
性能のリアルタイムの測定として、隣接チャンネル内に
送信されたスプラッタされた電力を測定することによ
り、「クリップ検出」の方法を提供する： （２）連続動作中および訓練過程中に帰還ループ周辺の
位相シフトを測定する代替の方法を提供する：および （３）電力増幅器をその飽和レベルのできるだけ近くで
動作させることにより電力増幅器の動作性能を最大にし
つつ、満足の行く相互変調比性能を維持する。
ナガタヨシノリによる1989年のIEEE論文「LinearAmpl
ification Technique for Digital Mark Communication
s」に説明されているように、デカルト帰還を用いる代
わりに、予歪（predistortion）帰還を用いることもで
きる。この場合は、ゲインと位相以外のパラメータはル
ックアップ・テーブル内に記憶される。代わりに、Ｉお
よびＱサンプル予歪係数またはパラメータが記憶され
る。
ification Technique for Digital Mark Communication
s」に説明されているように、デカルト帰還を用いる代
わりに、予歪（predistortion）帰還を用いることもで
きる。この場合は、ゲインと位相以外のパラメータはル
ックアップ・テーブル内に記憶される。代わりに、Ｉお
よびＱサンプル予歪係数またはパラメータが記憶され
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バレンタイン、スティーブン・トーマス 英国アール・ジー22、４エイチ・アー ル、ベイジングストーク、ブライトン・ ヒル、ブリットン・ロード204 (72)発明者 ブライドル、マシュー・クイントン 英国アール・ジー22、５キュー・ジー、 ベイジングストーク、ケンプショット、 マグパイ・クローズ６ (56)参考文献 特開 平２−174318（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−179927（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 1/04 H04B 1/76
Claims (11)
- 【請求項１】電力増幅器； 前記電力増幅器内の非線形性を補償する線形化手段；お
よび 前記電力増幅器の出力を前記線形化手段に信号を与え、
線形性を維持する帰還手段であって、前記増幅器，線形
化手段および帰還手段が調整可能なループ線形化パラメ
ータを有するループを形成する帰還手段； 所定のループ線形化パラメータを格納するルックアップ
・テーブル；および、 動作条件入力を有する制御手段であって、前記制御手段
は前記ルックアップ・テーブルに結合され、前記ループ
は送信制御信号に応答して前記送信制御信号の受信時に
前記制御手段に入力された動作条件によるループ線形化
パラメータを前記ルックアップ・テーブルから選択す
る、制御手段； によって構成されることを特徴とする無線送信機。 - 【請求項２】前記動作条件入力が、周波数，バッテリ・
レベルおよび温度の少なくとも１つを検知する検知手段
に結合されることを特徴とする請求項１記載の無線送信
機。 - 【請求項３】前記送信信号の線形性を改善する少なくと
も１つのループ線形化パラメータを選択する手段と、改
善されたパラメータをルックアップ・テーブルに書き込
む手段とによってさらに構成されることを特徴とする請
求項１または２記載の無線送信機。 - 【請求項４】前記ループ線形化パラメータを選択する手
段が、隣接送信チャネルに同調されかつ電力増幅器から
発する隣接送信チャネル上の信号を測定する受信機手段
によって構成されることを特徴とする請求項３記載の無
線送信機。 - 【請求項５】前記受信機手段が、前記電力増幅器からの
信号の周波数から二重分離周波数だけ隔てられている第
１受信周波数と、前記電力増幅器からの信号の周波数に
隣接するチャネルの周波数を表す第２周波数との間で切
り替え可能な受信機によって構成されることを特徴とす
る請求項４記載の無線送信機。 - 【請求項６】前記受信機を受信タイム・スロット上の受
信周波数と、送信タイム・スロット上の隣接チャネル周
波数との間で受信機を切り替え、次の受信タイム・スロ
ット上で前記受信周波数に戻す制御手段によってさらに
構成されることを特徴とする請求項５記載の無線送信
機。 - 【請求項７】前記電力増幅器と前記受信機との間の経路
内で切り替え可能な減衰器手段であって、送信中に前記
電力増幅器から前記受信機に対する信号を減衰し、受信
モードの動作中には減衰されていない信号をアンテナか
ら送る減衰器手段によってさらに構成されることを特徴
とする請求項５または６記載の無線送信機。 - 【請求項８】訓練手順は前記線形化手段に入力され、前
記訓練手順にしたがってループ線形化パラメータが変更
され、前記パラメータが監視され前記送信信号の線形性
が改良されるようにより良いパラメータが選択されるよ
うに手段によってさらに構成されることを特徴とする請
求項２記載の無線送信機。 - 【請求項９】送信チャネル上で無線信号を送信するアン
テナに結合された電力増幅器； 前記電力増幅器内の非線形性を補償する線形化手段；お
よび 前記電力増幅器から出力された訓練手順を線形化手段に
戻して線形化手段を調整する帰還回路であって： 前記送信チャンネルに隣接するチャネルに同調されて、
前記隣接チャネル上に現れる前記電力増幅器からの信号
を測定する隣接チャネル受信手段；および 前記訓練手順が前記電力増幅器から出力される間に、前
記隣接チャネル上で測定された信号に応答して線形化手
段を調整する手段； を特徴とする帰還回路； によって構成されることを特徴とする無線送信機回路。 - 【請求項１０】前記訓練手順が前記電力増幅器から出力
される間に、前記電力増幅器から前記隣接チャネル受信
手段への前記信号を切り替える手段によってさらに構成
されることを特徴とする請求項９記載の無線送信機回
路。 - 【請求項１１】受信側の無線機にタイミング情報を提供
するための同期手順送信手段として、かつ、前記同期送
信手順を訓練手順と前記同期送信手段を訓練する手段と
して使用する手段によってさらに構成されることを特徴
とする請求項10記載の無線送信機回路。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9204497.3 | 1992-03-02 | ||
| GB9204497A GB2265270B (en) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | Rf power amplifier with linearization |
| PCT/EP1993/000430 WO1993018581A1 (en) | 1992-03-02 | 1993-02-25 | Rf power amplifier with linearizattion |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06507772A JPH06507772A (ja) | 1994-09-01 |
| JP3070096B2 true JP3070096B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=10711357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5515291A Expired - Fee Related JP3070096B2 (ja) | 1992-03-02 | 1993-02-25 | 線形化機能をもつｒｆ電力増幅器 |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0584312B1 (ja) |
| JP (1) | JP3070096B2 (ja) |
| KR (1) | KR100314327B1 (ja) |
| AT (1) | ATE166191T1 (ja) |
| AU (1) | AU658269B2 (ja) |
| CA (1) | CA2109063C (ja) |
| DE (1) | DE69318490T2 (ja) |
| DK (1) | DK0584312T3 (ja) |
| ES (1) | ES2116440T3 (ja) |
| GB (2) | GB2265270B (ja) |
| HK (1) | HK1000814A1 (ja) |
| HU (1) | HU214127B (ja) |
| IL (1) | IL104926A (ja) |
| PL (1) | PL170401B1 (ja) |
| WO (1) | WO1993018581A1 (ja) |
Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2272133B (en) * | 1992-11-02 | 1996-06-12 | Motorola Inc | Radio system |
| GB2282290B (en) * | 1993-09-09 | 1997-11-19 | Motorola Israel Ltd | Radio transmitter with power amplifier linearizer |
| US5722056A (en) * | 1993-08-20 | 1998-02-24 | Motorola, Inc. | Radio transmitter with power amplifier linearizer |
| GB2281668B (en) * | 1993-08-20 | 1997-10-08 | Motorola Inc | Radio transmitter with power amplifier linearizer |
| GB2287595B (en) * | 1994-03-09 | 1997-03-05 | Motorola Ltd | Method for amplitude training in a linear power amplifier |
| GB2287371B (en) * | 1994-03-11 | 1998-12-16 | Motorola Israel Ltd | Radio transmitter power amplifier calibration |
| GB2293935B (en) * | 1994-10-03 | 1999-07-14 | Linear Modulation Tech | Automatic calibration of carrier suppression and loop phase in a cartesian amplifier |
| GB2301247A (en) | 1995-05-22 | 1996-11-27 | Univ Bristol | A cartesian loop transmitter amplifier |
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| GB2329538A (en) * | 1997-09-19 | 1999-03-24 | Motorola Israel Ltd | Reducing splatter from TDMA transmitter |
| US6215986B1 (en) | 1997-09-26 | 2001-04-10 | Nortel Networks Corporation | Reducing radio transmitter distortion |
| GB2331202A (en) * | 1997-11-03 | 1999-05-12 | Wireless Systems Int Ltd | Radio telemetry system |
| US6112059A (en) | 1997-11-12 | 2000-08-29 | Motorola, Inc. | Off-channel leakage power monitor apparatus and method |
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| GB9906417D0 (en) * | 1999-03-19 | 1999-05-12 | Simoco Int Ltd | Radio transmitters |
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| EP1258080B1 (en) | 2000-02-24 | 2003-07-16 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | System for reducing adjacent-channel interference by pre-linearization and pre-distortion |
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| JP3857652B2 (ja) | 2001-04-18 | 2006-12-13 | 富士通株式会社 | 歪補償装置 |
| JP4168259B2 (ja) * | 2003-02-21 | 2008-10-22 | 日本電気株式会社 | 非線形歪補償回路および非線形歪補償方法ならびに送信回路 |
| US7915954B2 (en) | 2004-01-16 | 2011-03-29 | Qualcomm, Incorporated | Amplifier predistortion and autocalibration method and apparatus |
| JP4336968B2 (ja) * | 2004-02-20 | 2009-09-30 | 日本電気株式会社 | 移動体通信機器および送信電力制御方法 |
| JP4602851B2 (ja) * | 2005-06-29 | 2010-12-22 | 三菱電機株式会社 | 歪み補償回路、送信機および歪み補償方法 |
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