JP3183298B2

JP3183298B2 - プレ・ポストひずみ増幅器

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Publication number: JP3183298B2
Application number: JP54112597A
Authority: JP
Inventors: バスキン，ブライアン・エル
Original assignee: ゼモッド・インコーポレイテッド
Priority date: 1996-05-16
Filing date: 1997-05-15
Publication date: 2001-07-09
Anticipated expiration: 2017-05-15
Also published as: US5781069A; EP0898809A4; WO1997043824A1; EP0898809A1; KR100281622B1; JPH11511927A; KR20000010967A

Description

【発明の詳細な説明】背景移動通信サービスおよび個人用通信サービスに対する
ますます増大する要求により、スペクトル的に効率的な
変調方式に再び関心が寄せられている。RF電力増幅の最
も効率的な形は非線形であるため、CPM（連続的位相変
調）方式が携帯用無線応用に好まれてきた（たとえばGa
ussing Minimum Shift Keying−GMSK等）。しかしなが
ら、より大きい容量の必要に迫られて、一定の包絡線を
維持する利点は、線形変調にとって代わられようとして
いる（たとえばπ/4 Shift DQPSK等）。

線形変調方式に適用されるフィルタリングは、スペク
トル利用において利得を生み出すが、包絡線のばらつき
もまた導出される。このような信号は非線形PF増幅器を
通ると、ひずみを受ける（振幅から振幅への変調（AM/A
M）および振幅から位相への変調（AM/PM））。これによ
り、スペクトルは割当てられたチャネルを超えて広が
り、性能が低下する結果となる。（たとえばクラスＡ
の）従来技術による線形RF増幅器の非効率性およびコス
トは、携帯用無線伝送機器の電池の寿命に危機的な影響
を及ぼし、基地局の基盤機器のコストおよびその動作を
大いに増大させる。RF増幅器の効率の改善は、通話時
間、充電の間隔、および、全体としての無線装置のサイ
ズおよび重量の改善に直接つながる。したがって、線形
で変調される携帯装置のための理想的な増幅器は、電力
効率にも優れた、線形増幅器である。

線形増幅器は、振幅および位相の変調のいかなる組合
せにおいても信号を増幅できるので、変調方式の選択は
伝送器によって制限されるものではなく、したがって、
ソフトウェアを選択することが可能である。これは、軍
事的用途に、また、各国間の境界および標準にまたが
る、商業用の用途に有利である。線形増幅の他の応用
は、種々のデジタルのセルラーおよび個人用移動無線
（PMR）システム、従来的な振幅変調（AM）および単側
波帯（SSB）システム、ならびに、レーダおよびページ
ング応用および時分割多重アクセス（TDMA）システムに
見られるような帯域限定パルスシステム等の、伝送器の
電力投入がよく制御されるべき例を含む。線形増幅器は
また、マルチキャリア基地局で見られるような多数の信
号の組合せによって引き起こされる、包絡線のばらつき
を調節することもまた可能である。

しかしながら、線形増幅器においても、ある電力レベ
ルにおいては信号にひずみが生じる。実際に、２つの入
力RF信号L1およびL2が線形増幅器を通じて伝搬する際に
は、この増幅器は第１の近似で、相互変調信号αＦ（L
1,L2）のような相互変調積を導き出す。ここで、αは級
数展開のパラメータであって、Ｆ（L1,L2）は、（L1,L
2）の一次関数である。相互変調積は、それらが干渉、
クロストークおよびスペクトルの再成長を引き起こすた
め、望ましくない。

非線形性の別の原因は、RF電力増幅器のカスケードに
よってもたらされる。実際に、RF電力増幅器は多種多様
な通信および他の電子的応用に使用される。これらの増
幅器は１または複数のカスケード接続された増幅器段に
よって作られ、それらの各々はその段の入力に与えられ
る信号のレベルを、その段の利得として知られている量
だけ増大させる。理想的には、各段の入力から出力への
転送は線形であって、振幅が増大された入力信号の完全
な複製が増幅器の出力に現われる。しかし実際には、す
べての電力増幅器はそれらの転送特性にある程度の非線
形性を有する。この非線形性は、出力信号にひずみをも
たらす結果となり、したがってその出力信号は、もはや
入力の完全な複製ではない。この種のひずみはまた、望
ましくない相互変調積を生み出す。したがって、先行技
術は、電力増幅器の動作中に発生するひずみを減じるよ
う設計された種々の方法および装置を反映する。

もっとも一般的な方法は、フィードバックと呼ばれ
る。フィードバックが非線形システムを線形化できるこ
とは長年知られてきている。ベースバンド直角位相変調
の負のフィードバックを使用するカルテシアンフィード
バックは、複雑な構造なしにかつ低コストで、相互変調
ひずみを大いに減少することができる。カルテシアンフ
ィードバックで達成することが可能な典型的な例は、M.
JohannsonおよびT.Matssonによって、「線形TDMA変調の
ためにカルテシアンフィードバックを用いる伝送器線形
化（“Transmitter Linearization using Cartesian Fe
edback for Linear TDMA Modulation"）」、米国、セン
ト・ルイス（St.Louis,USA）、第41回IEEE Vehicular T
echnology Conferencesの議事録、VCT−91、第439頁〜
第444頁、1991年５月、内に与えられている。

振幅（または包絡線）変調の目的のための、RF電力増
幅器の電源のハイレベル変調は、よく構築された技術で
あって、これは、効率的なハイレベル電源変調器と組合
せられると、高い電力効率を提供する。このことは、EP
特許番号第431201号の振幅フィードバックのみの技術の
基礎となっている。このシステムにおける問題は、対応
するベースバンド直角位相変調およびAM−PMひずみを制
御できないことから考えると、振幅信号の帯域幅が比較
的大きいことである。したがって、そのスペクトル制御
はカルテシアンフィードバック、IFフィードバックおよ
びRFフィードバックのそれよりも通常劣る。（振幅およ
び位相の両方のフィードバックである）全極フィードバ
ックは、AM−PMひずみを制御できないという制限を克服
するが、それでもやはり振幅および位相信号の双方にお
ける帯域幅拡大の問題は残る。

このように、フィードバックは低周波数においてはう
まく作用するが、超高周波数においては問題となる。こ
のような周波数では、２つの基本的な方法が通常使用さ
れる。すなわち、フィードフォワードおよび先行ひずみ
である。

フィードフォワード方法は、ひずみ積を所望の信号か
ら分離することによってエラー信号を生成して、純粋な
ひずみエラー信号を得る。好適なスケーリングおよび遅
延マッチングの後に、ひずみとは位相がずれているこの
エラー信号が出力に与えられて、ひずみが減じられる。
しかしながら、このエラー信号は線形RF電力増幅器によ
って増幅されなければならない。これは危機的状況を生
み出す結果となる。なぜなら、通常、RF電力増幅器の効
率が増すと、そのひずみも増して、したがって、線形増
幅器によって増幅されるエラー信号のレベルも増すため
である。エラー信号のレベルが大きくなるにつれて、線
形増幅器もまた大きくなり、かつしたがって、電力消費
が増大しかつ効率が低下する。このようなシステムは、
特に、広帯域線形化方式に適用されている。その典型的
な例は、PCT特許番号Wo 91/16760号内に、P.B.Keningt
on、M.A.Beach、A.Bateman、およびJ.P.McGeehanによっ
て開示されている。

フィードフォワードアーキテクチャ内でひずみを最大
限に減じるための一方法として、増幅器の入力にひずみ
をシミュレートするパイロットを投入する方法がある。
増幅器の出力におけるパイロット信号の大きさが、ステ
ップサイズが減少する回路のアルゴリズムを制御するの
に使用されてフィードフォワードひずみ信号の利得およ
び位相が調節され、それにより、増幅器によって導出さ
れるひずみおよびパイロット信号が実質的に排除され
る。この方法は、Myerに発行された米国特許番号第4,58
0,105号に開示されている。

フィードフォワードひずみを最小にする別の方法は、
電力増幅器の相互変調性能を改善かつ維持するのに必要
な利得および位相調整を連続して正確にかつ効率的に行
なう一方で、相殺調整間の望ましくない相互作用を防ぎ
かつダンプロードで浪費される電力を最小に抑える、フ
ィードフォワード最小化回路を含む。これは、Mitzlaff
に発行された米国特許番号第5,444,418号に開示されて
いる。

ひずみを最小にする先行ひずみ方法は、線形増幅器に
よって生成されるひずみと同様のひずみを生成し、それ
を正しい利得、位相および遅延で入力に加えて、線形増
幅器の出力においてそのひずみの相殺を行なうステップ
を含む。この方法は、２つの増幅器のひずみ特性を合致
させる必要がある。しかしながら、２つの増幅器のひず
み特性は周波数および温度によってばらつく可能性があ
り、したがって、得ることの可能な訂正の量は制限され
る。

必要とされるのは、増幅器のカスケード内の増幅器の
各対のひずみ特性を合致させることによって非線形RF電
力増幅器のカスケードの線形化を行なう方法であって、
各増幅器の、周波数および温度にわたる、ならびに他の
非線形の原因に起因する、ひずみ特性のばらつきを考慮
に入れる方法である。

発明の概要この発明は、非線形RF増幅器のカスケードを、増幅器
の各対のひずみ特性を一致させかつ周波数、温度、およ
び非線形性の他の原因による各増幅器のひずみ特性の変
動を考慮することによって、線形化するための方法およ
び装置を開示するという点で独自のものである。

この発明の１局面は、プレ・ポストひずみ装置を通じ
て、少なくとも２つの無線周波数（RF）信号L1およびL2
または複素拡散スペクトル信号（complex spread spect
rum signal）の伝搬によって発生される非線形のひずみ
を取除くためのプレ・ポストひずみ装置に向けられる。
プレ・ポストひずみ装置は、（Ａ）内ループ手段および
（Ｂ）外ループ手段を含む。

内ループ手段はさらに、（１）少なくとも２つの入力
信号（L1,L2）および第１の相互変調信号α（F/N2）（L
1,L2）を含む第１の複合信号CS1を発生するための第１
の非線形ローレベルドライバ増幅器手段F/N2と、（２）
少なくとも２つの入力信号（L1,L2）、第１の相互変調
信号α（F/N2）（L1,L2）および第２の相互変調信号α
Ｆ（L1,L2）を含む第２の複合信号CS2を発生するための
第１の非線形ハイレベル出力増幅器手段Ｆと、（３）２
つの入力信号（L1,L2）、第１の相互変調信号α（F/N
2）（L1,L2）、第２の相互変調信号αＦ（L1,L2）およ
び第３の相互変調信号α（G/N1）（L1,L2）を含む第３
の複合信号CS3を発生するための第２の非線形ローレベ
ルドライバ増幅器手段G/N1と、（４）第８の複合信号CS
8と第３の複合信号CS3との振幅を比較するための位相・
振幅比較器（PAC）とを含み、PAC手段は第１の振幅エラ
ー信号Amplitude_Error1を発生し、前記内ループ手段は
さらに、（５）第１の複合信号CS1を遅延しかつ第１の
複合信号CS1の位相を反転するための第１の遅延手段を
含み、第１の遅延手段は第４の複合信号CS4を発生し、
前記内ループ手段はさらに、（６）第１の複合信号CS1
の振幅を調整しかつ内ループを閉じるための、第１の振
幅エラー信号Amplitude_Error1を利用する第１の振幅調
整器手段A1と、（７）第１のローレベル増幅器F/N2およ
び第１のハイレベル増幅器Ｆの電力レベルを自動的に制
御するため、ハイレベル増幅器手段Ｆの電力出力が第１
のローレベル増幅器手段F/N2の電力出力に比例すること
を確実にするため、かつ第２のAmplitude_Error2信号を
発生するための自動利得制御回路（AGC）手段と、
（８）ローレベル増幅器F/N2により発生される複合信号
CS1の電力レベルを調整するため第２のAmplitude_Error
2信号を利用する第２の振幅調整器手段A2とを含む。

外ループ手段は、（１）第４の複合信号CS4と第３の
複合信号CS3とを第２の近似まで加算するための第１の
加算器手段を含み、第１の加算器手段は、第２の相互変
調信号αＦ（L1,L2）、第３の相互変調信号α（G/N1）
（L1,L2）および第２の近似成分α²Adder（L1,L2）を含
む第５の複合信号CS5を出力し、前記外ループ手段はさ
らに、（２）第５の複合信号CS5を増幅しかつ反転する
ためのエラー増幅器手段を含み、エラー増幅器は、第２
の近似において、増加されかつ反転された第２の相互変
調信号（−）βαＦ（L1,L2）、増加されかつ反転され
た第３の相互変調信号（−）βα（G/N1）（L1,L2）お
よび増加されかつ反転された第２の近似成分（−）βα
²Adder（L1,L2）を含む第６の複合信号CS6を出力し、こ
こでβは補償を最適化する増加係数であり、前記外ルー
プ手段はさらに、（３）第３の複合信号CS3および第６
の複合信号CS6の電気経路を等化するため第３の複合信
号CS3を遅延するための第２の遅延手段と、（４）遅延
された第３の複合信号CS3と第６の複合信号CS6とを加算
するための第２の加算器手段とを含み、第２の加算器手
段は、第１の近似において、２つの入力信号（L1,L2）
および反転された第３の相互変調信号（−）α（G/N1）
（L1,L2）を含む第７の複合信号CS7を出力し、前記外ル
ープ手段はさらに、（５）２つの入力信号（L1,L2）、
反転された第３の相互変調信号（−）α（G/N1）（L1,L
2）および第４の相互変調信号αＧ（L1,L2）を含む第８
の複合信号CS8を発生するための第２の非線形ハイレベ
ル電力増幅器手段Ｇを含み、反転された第３の相互変調
信号（−）α（G/N1）（L1,L2）と第４の相互変調信号
αＧ（L1,L2）とは第１の近似において互いに相殺し合
う。

好ましい実施例において、内ループはさらに、第１の
複合信号CS1の位相を調整しかつ内ループを閉じるため
に、位相・振幅比較器（PAC）手段により発生される位
相エラー信号Phase_Errorを利用する位相調整器手段Θ
を含む。

好ましい実施例において、外ループ手段はさらに、駆
動レベル、周波数および温度にわたってエラー増幅器手
段の利得および位相を安定化し、かつ、エラー増幅器手
段の線形性を向上させるための回路を含む。

一実施例において、周波数および温度にわたってエラ
ー増幅器の利得および位相を安定化するための回路は、
さらにフィードフォワードループを含む。他の実施例に
おいては、周波数および温度にわたってエラー増幅器の
利得および位相を安定化するための回路はさらにフィー
ドバックループを含む。

この発明のさらなる局面は、プレ・ポストひずみ装置
を通じて少なくとも２つの無線周波数（RF）信号（L1お
よびL2）の伝搬により発生された非線形のひずみを取除
くためのプレ・ポストひずみ装置の代替的構造に向けら
れる。代替的プレ・ポストひずみ装置は、（Ａ）内ルー
プ手段と外ループ手段とを含む。

内ループ手段はさらに、（１）２つの入力信号（L1,L
2）および第１の相互変調信号α（F/N2）（L1,L2）を含
む第１の複合信号CS1を発生するための第１の非線形ロ
ーレベルドライバ増幅器手段F/N2と、（２）２つの入力
信号（L1,L2）、第１の相互変調信号α（F/N2）（L1,L
2）および第２の相互変調信号αＦ（L1,L2）を含む第２
の複合信号CS2を発生するための第１の非線形ハイレベ
ル電力増幅器手段Ｆと、（３）２つの入力信号（L1,L
2）、第１の相互変調信号α（F/N2）（L1,L2）、第２の
相互変調信号αＦ（L1,L2）および第３の相互変調信号
α（G/N1）（L1,L2）を含む第３の複合信号CS3を発生す
るための第２の非線形ローレベルドライバ増幅器手段G/
N1と、（４）２つの入力信号（L1,L2）および第４の相
互変調信号α（Ｆ＊/N2）（L1,L2）を含む第４の複合信
号CS4を発生するための第３の非線形ローレベルドライ
バ増幅器手段Ｆ＊/N2と、（５）位相エラー信号Phase_E
rrorを発生しかつ第１の振幅エラー信号Amplitude_Erro
r1を発生するための位相・振幅比較器（PAC）手段と、
（６）入来する２つの入力信号（L1,L2）の位相を調整
するための、位相エラー信号Phase_Errorを利用する位
相調整器手段Θとを含み、位相調整動作は、入来信号の
初期電力レベルで行なわれ、前記内ループ手段はさら
に、（７）第４の複合信号CS4を遅延するための第１の
遅延手段と、（８）第４の複合信号CS4の振幅を調整し
かつ内ループを閉じるための、第１の振幅エラー信号Am
plitude_Error1を利用する第１の振幅調整器手段A1と、
（９）第１のローレベル増幅器F/N2および第１のハイレ
ベル増幅器Ｆの電力レベルを自動的に制御するため、ハ
イレベル増幅器手段Ｆの電力出力が第１のローレベル増
幅器手段F/N2の電力出力に比例することを確実にするた
め、かつ第２のAmplitude_Error2信号を発生するための
自動利得制御回路（AGC）手段と、（10）ローレベル増
幅器F/N2により発生される複合信号CS1の電力レベルを
調整するため第２のAmplitude_Error2信号を利用する第
２の振幅調整器手段A2とを含む。

外ループ手段は、（１）遅延された第４の複合信号CS
4と第３の複合信号CS3とを第２の近似まで加算するため
の第１の加算器手段を含み、第１の加算器手段は、第２
の相互変調信号αＦ（L1,L2）、第３の相互変調信号α
（G/N1）（L1,L2）および第２の近似成分α²Adder（L1,
L2）を含む第５の複合信号CS5を出力し、前記外ループ
手段はさらに、（２）第５の複合信号CS5を増幅しかつ
反転するためのエラー増幅器手段を含み、エラー増幅器
は、第２の近似において、増加されかつ反転された第２
の相互変調信号（−）βαＦ（L1,L2）、増加されかつ
反転された第３の相互変調信号（−）βα（G/N1）（L
1,L2）および増加されかつ反転された第２の近似成分
（−）βα²Adder（L1,L2）を含む第６の複合信号CS6を
出力し、前記外ループ手段はさらに、（３）第３の複合
信号CS3およびエラー増幅器手段により発生された第６
の複合信号CS6の電気経路を等化するため第３の複合信
号CS3を遅延するための第２の遅延手段と、（４）遅延
された第３の複合信号CS3と第６の複合信号CS6とを加算
するための第２の加算器手段とを含み、第２の加算器手
段は、第１の近似において、２つの入力信号（L1,L2）
および反転された第３の相互変調信号（−）α（G/N1）
（L1,L2）を含む第７の複合信号CS7を出力し、前記外ル
ープ手段はさらに、（５）第１の近似において、２つの
入力信号（L1,L2）、反転された第３の相互変調信号
（−）α（G/N1）（L1,L2）および第５の相互変調信号
αＧ（L1,L2）を含む第８の複合信号CS8を発生するため
の第２の非線形ハイレベル電力増幅器手段Ｇを含み、反
転された第３の相互変調信号（−）α（G/N1）（L1,L
2）と第５の相互変調信号αＧ（L1,L2）とは第１の近似
において互いに相殺し合う。

好ましい実施例において、代替的プレ・ポストひずみ
増幅器の外ループはさらに、周波数および温度によりエ
ラー増幅器の利得および位相を安定化させ、かつエラー
増幅器の線形性を向上させるための回路を含む。

この発明のまたさらなる局面は、プレ・ポストひずみ
装置を通じての、少なくとも２つの無線周波数（RF）信
号L1およびL2の伝搬により発生される非線形のひずみを
取除くためのプレ・ポストひずみ方法に向けられる。プ
レ・ポストひずみ方法は、（１）第１の非線形ローレベ
ルドライバ増幅器手段F/N2により少なくとも２つの入力
RF信号（L1,L2）を増幅するステップと、（２）２つの
入力信号（L1,L2）の第１の相互変調信号α（F/N2）（L
1,L2）を第１の近似において導入するステップと、
（３）２つの入力信号（L1,L2）と第１の相互変調信号
α（F/N2）（L1,L2）とを含む第１の複合信号CS1を発生
するステップと、（４）第１の複合信号CS1を増幅する
ステップと、（５）２つの入力信号（L1,L2）の第２の
非線形相互変調信号αＦ（L1,L2）を第１の近似におい
て導入するステップと、（６）２つの入力信号（L1,L
2）、第１の相互変調信号α（F/N2）（L1,L2）および第
２の相互変調信号αＦ（L1,L2）を含む第２の複合信号C
S2を発生するステップと、（７）第２の複合信号CS2を
増幅するステップと、（８）第３の相互変調信号α（G/
N1）（L1,L2）を第１の近似において導入するステップ
と、（９）２つの入力信号（L1,L2）、第１の相互変調
信号α（F/N2）（L1,L2）、第２の相互変調信号αＦ（L
1,L2）および第３の相互変調信号α（G/N1）（L1,L2）
を含む第３の複合信号CS3を発生するステップと、（1
0）第１の複合信号CS1と第２の複合信号CS2との振幅を
比較するステップと、（11）第１の複合信号CS1の位相
を遅延しかつ反転するステップと、（12）第１の複合信
号CS1の振幅を調整しかつ内ループを閉じるステップ
と、（13）第１のローレベル増幅器F/N2および第１のハ
イレベル増幅器Ｆの電力レベルを自動的に制御し、ハイ
レベル増幅器手段Ｆの電力出力が第１のローレベル増幅
器手段F/N2の電力出力に比例することを確実にし、かつ
第２のAmplitude_Error2信号を発生するステップと、
（14）複合信号CS1の電力レベルを調整するステップ
と、（15）第４の複合信号CS4と第３の複合信号CS3とを
第２の近似まで加算するステップと、（16）第２の相互
変調信号αＦ（L1,L2）、第３の相互変調信号α（G/N
1）（L1,L2）および第２の近似成分α²Adder（L1,L2）
を含む第５の複合信号CS5を発生するステップと、（1
7）第５の複合信号CS5を増幅しかつ反転して、かつ第６
の複合信号CS6を発生するステップと、（18）第３の複
合信号CS3および第６の複合信号CS6の電気経路を等化す
るため、第３の複合信号CS3を遅延するステップと、（1
9）遅延された第３の複合信号CS3と第６の複合信号CS6
とを加算し、第１の近似において、２つの入力信号（L
1,L2）および反転された第３の相互変調信号（−）α
（G/N1）（L1,L2）を含む第７の複合信号CS7を発生する
ステップと、（20）第７の複合信号CS7を増幅するステ
ップと、（21）２つの入力信号（L1,L2）の第４の非線
形相互変調信号αＧ（L1,L2）を第１の近似において導
入するステップと、（22）第１の近似において、２つの
入力信号（L1,L2）、第４の非線形相互変調信号αＧ（L
1,L2）および反転された第３の相互変調信号（−）α
（G/N1）（L1,L2）を含む第８の複合信号CS8を発生する
ステップとを含み、第４の非線形相互変調信号αＧ（L
1,L2）と反転された第３の相互変調信号とは互いに相殺
し合い、前記方法はさらに、（23）第２のハイレベル電
力増幅器手段Ｇの利得の変動を補償するためかつ第２の
ローレベルドライバ増幅器G/N1および第２のハイレベル
電力増幅器Ｇの出力電力を適切にスケーリングするた
め、第８の複合信号CS8をPAC手段へフィードバックする
ステップを含む。

図面の簡単な説明図１は、従来技術による先行ひずみ増幅器を示す。

図２は、プレ・ポストひずみ増幅器を示す図である。

図３は、プレ・ポストひずみ増幅器の代替的なアーキ
テクチャを示す。

図４は、位相・振幅比較器を示す。

好ましい実施例の詳細な説明従来技術による先行ひずみ回路10を図１に示す。この
従来技術による先行ひずみ回路は、周波数L1およびL2を
有する少なくとも２つの入力RF信号がそれを通じて伝搬
する際に、ひずみ信号を導出する。これらひずみ信号
は、関連する入力信号L1およびL2の帯域内にあるため
に、有効に遮ることはできない。したがって、従来技術
によるひずみを最小にするための先行ひずみ方法は、各
線形増幅器によって生成されるひずみと同様のひずみを
生成するステップと、それを入力部で正しい利得、位相
および遅延で加えて、各線形増幅器の出力においてひず
みを相殺するステップとを含む。この方法は、増幅器の
カスケード内の各々２つの増幅器のひずみ特性を合致さ
せる必要がある。しかしながら、図１に示す回路は、そ
れを実用において不所望なものにする固有の制限を有す
る。

この設計の第１の欠点は、出力段の電力出力に対する
ドライバ段の電力出力の比である。ドライバ段F/N1×N2
（12）およびG/N1×N2（14）は、適正に動作するため
に、それぞれ、出力段Ｆ（16）およびＧ（18）の厳密な
複製でなければならない。理論的には、内ループ20は外
ループ22をプレディストートする。ひずみ信号を補償す
ることができるように、ドライバ段および出力段のすべ
ての非線形特性は、周波数、温度および電力とは無関係
に、同一に保たれなければならない。

例１増幅器Ｇ（18）は、そのトポロジにより、25ワット
（Ｗ）を出力することができるが、そのスケーリングさ
れた複製であるG/N1×N2（14）はわずかに630ミリワッ
ト（mW）を出力することができるのみである。このよう
に、これら２つの電力の比は約40倍である。比較増幅器
Ｆ（16）（3.16W）と、その対応物であるF/N1×N2（1
2）（0.079W）は、同様の結果を生み出す。

出力電力が40倍異なる２つの増幅器が同様に動作する
ことはない。したがって、従来技術による先行ひずみ回
路のトポロジは、ひずみ信号を排除する目的のためには
この回路を全く不完全なものにする。実際に、もしこの
ドライバ部分が出力装置として同じパッケージ内に設置
されていたとしても、ボンドワイヤカプリング、共通導
線インダクタンス、および熱抵抗等の重要なパラメータ
が内ループ20および外ループ22の２つの部分間で一致し
ないであろうことは明らかである。したがって、従来の
先行ひずみ方式のもっとも重要なパラメータ、すなわち
相互変調および温度性能が一致することはない。

第２に、先行ひずみの基本前提は、（１）ドライバ・
増幅器がその対応物のスケーリングされた複製であるこ
と、および、（２）ドライバの増幅器の動作点が出力装
置のそれを複製すること、およびその逆である。従来の
先行ひずみ回路10は、ドライバ段の出力電力をそのスケ
ーリングされた対応物と比例するようにする手段を何ら
提供しない。実際に、ドライバ増幅器G/N1×N2（14）の
出力電力は、その対応物である増幅器Ｇ（18）に対して
変化する場合がある。したがって、G/N1×N2増幅器（1
4）の動的な動作点、およびしたがってその相互変調特
性は、Ｇ増幅器（18）の動的動作点および相互変調特性
とは異なる。

第３に、エラー増幅器24に関連する本来的な欠点が存
在する。どのような補償方式も、エラー増幅器が非常に
正確であることを求める。エラー増幅器24内の利得およ
び位相のばらつきは、全体的なシステムの性能に多大な
影響を及ぼす。従来の先行ひずみ回路10は、エラー増幅
器内の利得および位相のばらつきを軽減する手段を何ら
含んでいない。

最後に、Ｇ（18）とG/N1×N2（14）との増幅器の対お
よびＦ（16）とF/N1×N2（12）との増幅器の対を含む従
来の先行ひずみ回路のひずみ特性は、同一の動作条件を
備えてはいない。

図２は、本発明の主題を含むプレ・ポストひずみ回路
30の好ましい実施例を示す。プレ・ポスト回路30は、先
行技術の上に記載した欠点を克服する。実際に、以下に
示されるように、プレ・ポストひずみ増幅器30は、線形
性が非常に高い、４段の閉ループ増幅器（ドライバ増幅
器F/N2（42）、電力増幅器Ｆ（40）、ドライバ増幅器G/
N1（36）、および電力増幅器Ｇ（38））を含む。各ブロ
ックの出力電力は、ドライバ装置の動作が真に、プレド
ライバ装置のスケーリングされた形を複製するように選
ばれる。エラー増幅器32は、周波数および温度にわたっ
てエラー増幅器の利得および位相を安定にする回路によ
って取囲まれている。システム（44）の出力電力RF_out
はフィードバックされて、位相・振幅比較器（PAC）34
において先の段の出力電力と比較される。PAC（34）
は、最終の２つの段Ｇ（38）およびG/N1（36）が、適切
にスケーリングされた出力電力レベルを有するようにす
る。最後に、自動利得制御（AGC）（46）が、第２の段
Ｆ（40）の電力出力が確実に第１の段F/N2（42）のそれ
に比例するようにして、それにより、最初の２つの段が
適切にスケーリングされた出力電力を有することを保証
する。

再び図２を参照して、少なくとも２つの無線周波数
（RF）入力信号L1およびL2（42）が、プレ・ポストひず
み装置30内に導入される。この装置30は、少なくとも２
つの無線周波数（RF）信号L1およびL2がそれを通じて伝
搬することによって生成される非線形ひずみを排除する
よう設計される。プレ・ポストひずみ装置30は、内ルー
プ50および外ループ52を含む。

内ループ50は、第１の非線形ローレベルドライバ増幅
器F/N2（42）を含む。この増幅器F/N2は、２つの入力信
号（L1,L2）の第１の相互変調信号α（F/N2）（L1,L2）
（70）を第１近似で導入し、かつ、２つの入力信号（L
1,L2）および第１の相互変調信号α（F/N2）（L1,L2）
を含む第１の複合信号CS1（54）を出力する。ここで、
αは級数展開のパラメータである。すべての相互変調信
号の振幅は、入力信号L1およびL2の振幅と比較すれば小
さいものと考えられる。

内ループはさらに、第１の非線形ハイレベル電力増幅
器Ｆ（40）を含む。これは、上述の２つの入力信号（L
1,L2）の第２の非線形相互変調信号αＦ（L1,L2）（7
2）を第１近似で導入し、かつ、２つの入力信号（L1,L
2）、第１の相互変調信号α（F/N2）（L1,L2）、および
第２の相互変調信号αＦ（L1,L2）を含む、第２の複合
信号CS2（56）を出力する。内ループはまた、第２の非
線形ローレベルドライバ増幅器G/N1（36）を含む。これ
は、第３の相互変調信号α（G/N1）（L1,L2）（74）を
第１近似で導入して、２つの入力信号（L1,L2）、第１
の相互変調信号α（F/N2）（L1,L2）、第２の相互変調
信号αＦ（L1,L2）、および第３の相互変調信号α（G/N
1）（L1,L2）を含む、第３の複合信号CS3（58）を出力
する。

内ループ50はさらに、第１の遅延部（80）を含む。こ
れは、第１の複合信号CS1（54）の位相を遅延しかつ反
転して、第４の複合信号CS4（60）を生成する。位相・
振幅比較器（PAC）（54）は、第８の複合信号CS8の振幅
と第４の複合信号CS4の振幅とを比較する。比較器PAC
は、第１の振幅エラー信号Amplitude_Error1（82）を生
成する。第１の振幅調整器A1（84）は、この第１の振幅
エラー信号Amplitude_Error1（82）を利用して、第１の
複合信号CS1の振幅を調整し、かつ、内ループを閉じ
る。

自動利得制御回路（AGC）（46）は、第１のローレベ
ル増幅器F/N2（42）および第１のハイレベル増幅器Ｆ
（40）の電力レベルを自動的に制御し、そのハイレベル
増幅器Ｆの電力出力が確実に、第１のローレベル増幅器
F/N2の電力出力と比例するようにし、かつ、第２のAmpl
itude_Error2信号（90）を生成する。

最後に、内ループ（50）は、第２の振幅調整器A2（8
8）を含む。これは、第２のAmplitude_Error2信号（9
0）を利用して、複合信号CS1（54）の電力レベルを調整
する。

好ましい実施例においては、内ループ（50）はさら
に、位相調整器Θ（86）を含む。これは、比較器（34）
によって生成される位相エラー信号Phase_Error（83）
を利用して、第１の複合信号CS1（54）の位相を調節
し、かつ、内ループを閉じる。

外ループ（52）は、第１の加算器（92）を含む。これ
は、第４の複合信号CS4（60）と第３の複合信号CS3（5
8）とを第２の近似まで合算する。なぜなら、第１近似
では、入来（L1,L2）信号が相殺されるためである。し
たがって、第１の加算器（92）は、第２の相互変調信号
αＦ（L1,L2）（72）、第３の相互変調信号α（G/N1）
（L1,L2）（74）、および第２の近似成分α²Adder（L1,
L2）を含む、第５の複合信号CS5（62）を出力する。

エラー増幅器（32）は、第５の複合信号CS5（62）を
増幅しかつ反転して、第６の複合信号CS6（64）を出力
する。この第６の複合信号CS6（64）は、増大および反
転された第２の相互変調信号（−）βαＦ（L1,L2）、
増大されかつ反転された第３の相互変調信号（−）βα
（G/N1）（L1,L2）、および増大されかつ反転された第
２の近似成分（−）βα²Adder（L1,L2）を、第２近似
で含む。増加係数βは、プレ・ポストひずみ増幅器30の
性能を最適化するように選ぶことが可能である。

第２の遅延手段（104）は、ドライバ増幅器G/N1（3
6）に接続されて、第３の複合信号CS3（58）を遅延し、
これにより、第３の複合信号CS3（58）と第６の複合信
号CS6（64）との電気経路を等化する。

外ループはさらに、第２の加算器（106）を含む。こ
れは、遅延された第３の複合信号CS3と第６の複合信号C
S6とを合算して、２つの入力信号（L1,L2）および反転
された第３の相互変調信号（−）α（G/N1）（L1,L2）
を第１近似で含む第７の複合信号CS7（66）を出力す
る。

外ループはまた、第２の非線形ハイレベル電力増幅器
Ｇ（38）を含む。このハイレベル増幅器Ｇは、第７の複
合信号CS7を増幅するとともに、２つの入力信号（L1,L
2）の第４の非線形相互変調信号αＧ（L1,L2）（76）を
第１近似で導入して、２つの入力信号（L1,L2）、反転
された第３の相互変調信号（−）α（G/N1）（L1,L
2）、および第４の相互変調信号αＧ（L1,L2）を含む第
８の複合信号CS8（68）を出力する。反転された第３の
相互変調信号（−）α（G/N1）（L1,L2）と第４の相互
変調信号αＧ（L1,L2）とは、第１近似で互いに相殺し
あう。

第８の複合信号CS8は、比較器34にフィードバックさ
れて、第２のハイレベル電力増幅器Ｇ（38）の利得のば
らつきを補償し、かつ、第２のローレベルドライバ増幅
器G/N1（36）および第２のハイレベル電力増幅器Ｇ（3
8）の出力電力を適切にスケーリングする。

このように、第１のローレベルドライバ増幅器F/N2
（42）はポストディストートされ、第２のハイレベル電
力増幅器Ｇ（38）はプレディストートされる。これによ
り、高いスペクトル純度の出力信号が生み出されるが、
これは、少なくとも２つの入力信号L1およびL2によって
生成されたすべての第１近似の相互変調信号（ひずみ）
が、プレ・ポストひずみ回路内で伝搬する際に、プレ・
ポストひずみ回路自身によって排除されるためである。

好ましい実施例においては、外ループ（52）はさら
に、エラー増幅器（32）に接続された回路（110）を含
む。この回路は、エラー増幅器手段の利得および位相を
周波数および温度にわたって安定化し、かつ、エラー増
幅器の線形性を改善する。

一実施例においては、この回路（110）は、エラー増
幅器に接続されてエラー増幅器の利得および位相を周波
数および温度にわたって安定化するための、フィードフ
ォワードループ（94、96、100、102、および98）を含
む。

別の実施例においては、この回路（110）は、エラー
増幅器に接続されてエラー増幅器の利得および位相を周
波数および温度にわたって安定化するための、フィード
バックループを含む。

本発明のベストモードにおいては、ドライバおよび電
力増幅器（F/N2およびＦ、G/N1およびＧ）の電力出力は
スケールダウンされる。ドライバおよび電力増幅器の電
力出力をスケールダウンするプロセスを以下に説明す
る。

まず、エラー増幅器32の通常の動作を説明するが、こ
こでは、エラー増幅器はオーバドライブされない。この
場合、このエラー増幅器を通る電力はあまり大きくはな
い。このため、エラー増幅器は第２および第３の近似の
相互変調のみを生成し、第１近似の相互変調は生成しな
い。PAC比較器34（図３を参照）は、ブロック（124）内
でReference1信号（118）およびReference2信号（116）
の位相を比較して、位相調整器（86）を制御するPhase_
Error信号（83）を生成する。

PACはまた、ブロック122内でBalance信号（112）とRe
ference2信号（116）の振幅を比較して、Amplitude_Err
or1信号（85）を生成する。ブロック120ではCS3（Refer
ence1）およびCS4（Reference2）信号の振幅が比較され
て、エラー信号Amplitude_Error3（87）が生成される
が、これは使用されない。

もしAmplitude_Error3信号が振幅調整器A1（84）を制
御するのに使用される場合、入来信号（L1,L2）は完全
に相殺されるであろう。もしAmplitude_Error1信号（8
5）を使用して振幅調整器A1（84）が制御される場合に
は、（L1,L2）信号の相殺は、Ｇ電力増幅器38の利得に
依存する。我々の目標は、ＧとG/N1との電力レベルを比
例させることである。CS8（Balance信号112）がCS3（Re
ference2信号116）よりも小さい場合、Ｇの利得は小さ
すぎる。この場合、Amplitude_Error1信号（85）が振幅
調整器A1（82）を減衰する。これにより、（L1,L2）信
号が、エラー増幅器32を通じて進み、かつ、CS8信号に
同相で電力を加えることができるようになり、したがっ
て、増幅器Ｇの利得が有効に増大される。

Ｇ増幅器の利得Ｇが高すぎる場合、CS8信号の電力も
高すぎる、すなわち、CS8はCS3信号よりもはるかに強
い。この場合、エラー増幅器32はCS8信号から電力を減
じることによって、利得Ｇを有効に減じることができ
る。

次に、エラー増幅器32の異常な動作について説明す
る。この場合、エラー増幅器はオーバドライブされる。
すなわち、このエラー増幅器は、第１および第２近似で
多くのひずみ信号を生成する可能性がある。エラー増幅
器が異常な動作をする原因は、Ｇ増幅器の利得が期待値
からかけ離れている状況にある。

例２Ｇは、期待される10dBの利得ではなく、12dBの利得を
有する。このエラー増幅器は、異常な動作において2dB
まで補償することができる。

Limit信号114（図３を参照）は、エラー増幅器の出力
電力信号CS6を測定する。もしこのLimit信号が予め設定
されたある値に達すれば、電界効果トランジスタ（11
5）がオンになる。電界効果トランジスタは、それら測
定値をReference1v.Reference2へとシフトし始める。こ
れは、エラー増幅器の出力電力CS6がLimit信号内となる
まで続けられる。このように、Amplitude_Error1信号
（82）は２つのエラー信号87と85との合計である。

Limitに達するか達しないかにかからず、位相の比較
は常に、比較器34によって、Reference1信号（118）とR
eference2信号（116）とを比較し、かつ、位相調整器
（86）を調整するPhase_Error信号（83）を生成するこ
とによって行なわれる。

AGC（46）は、F/N2およびＦ増幅器をスケールダウン
するのに使用される。その結果、プレ・ポストひずみ増
幅器の開示された実施例は、図１に示す先行技術による
従来の先行ひずみ増幅器に対して利点を有する。

実際に、各電力装置の、関連するドライバ装置に対す
る電力比は、従来の先行ひずみにおいて得ることのでき
る電力比よりもはるかに小さい。最悪の電力比は、電力
装置Ｇ（38）とそのドライバの対応物であるG/N1（36）
との間で生じる。この比は、従来の先行ひずみシステム
において40倍であったのに対し（上述の説明を参照）、
今や約４倍である。プレ・ポストひずみアーキテクチャ
においては、電力増幅器Ｆ（40）とその対応物であるド
ライバ増幅器F/N2（42）の出力電力の比は、単位元に近
い。この４倍の電力比は、４つの出力電力装置と１つの
同一のドライバとを使用することによって、容易に実現
することが可能である。以上のように、ドライバ装置対
電力出力装置の性能の複製に関連する問題は、大幅に最
小化される。

しかしながら、図２に示すプレ・ポストひずみシステ
ムのアーキテクチャには限界がある。実際に、位相調整
器86は、大量の電力を取扱うように現時点において設計
することは困難である（コストがかかりすぎる）。この
ため、位相調整を可能な限り低い信号レベルで行なうた
めに、位相調節チャネルと振幅調整チャネルとを分離す
ることが賢明である。図４に示す代替的なアーキテクチ
ャにおいては、位相調整チャネルと振幅調整チャネルと
が分離されている。

図４に示す回路は、図２に示す回路とほぼ同様であ
る。したがって、違いのみに着目する。主な違いは、位
相調整（182）と振幅調整（186）のそれぞれのチャネル
が分離されていることである。これにより、入来信号は
増幅が行なわれる前に、可能な限り低いレベルで位相調
整を同なうことが可能となる。

最後に、少なくとも２つの無線周波数（RF）信号L1お
よびL2がプレ・ポストひずみ装置を通じて伝搬すること
によって生成される非線形ひずみを排除するための方法
について説明する。この方法は以下のステップを含む。
すなわち、第１のステップは、第１の非線形ローレベル
ドライバ増幅器手段F/N2によって、少なくとも２つの入
力RF信号（L1,L2）を増幅するステップである。この増
幅器は、２つの入力信号（L1,L2）の第１の相互変調信
号α（F/N2）（L1,L2）を第１近似で導入して、２つの
入力信号（L1,L2）および第１の相互変調信号α（F/N
2）（L1,L2）を含む第１の複合信号CS1を生成する。

次のステップは、第１の非線形ハイレベル電力増幅器
Ｆによって第１の複合信号CS1を増幅するステップであ
る。電力増幅器Ｆは、第２の非線形相互変調信号α（L
1,L2）を第１近似で導入して、２つの入力信号（L1,L
2）、第１の相互変調信号α（F/N2）（L1,L2）、および
第２の相互変調信号αＦ（L1,L2）を含む、第２の複合
信号CS2を生成する。第２の非線形ローレベル増幅器G/N
1は、第３の相互変調信号α（G/N1）（L1,L2）を第１の
近似で導入して、２つの入力信号（L1,L2）、第１の相
互変調信号α（F/N2）（L1,L2）、第２の相互変調信号
αＦ（L1,L2）、および第３の相互変調信号α（G/N1）
（L1,L2）を含む、第３の複合信号CS3を生成する。

位相・振幅比較器（PAC）は、第８の複合信号CS8と第
３の複合信号CS3の振幅を比較して、第１の振幅エラー
信号Amplitude_Error1を生成する。第１の振幅調整器
は、このエラー信号Amplitude_Error1を利用して、第１
の複合信号CS1の振幅を調整しかつ内ループを閉じる。
この手順はまた、電力およびドライバ増幅器の電力出力
が確実に、適切にスケールダウンされるようにする。

自動利得制御回路（AGC）は、第１のローレベルドラ
イバ増幅器F/N2と第１のハイレベル電力増幅器Ｆの電力
レベルを自動的に制御して、ハイレベル電力増幅器Ｆの
電力出力が第１のローレベルドライバ増幅器F/N2の電力
出力と確実に比例するようにし、かつ、第２のAmplitud
e_Error2信号を生成する。

その次のステップは、第２のAmplitude_Error2信号を
用いる第２の振幅調整器A2によって、複合信号CS1の電
力レベルを調整するステップである。第４の複合信号CS
4および第３の複合信号CS3は第１の加算器手段によって
第２近似まで合計される。これにより、第２の相互変調
信号αＦ（L1,L2）、第３の相互変調信号α（G/N1）（L
1,L2）、および第２の近似成分α²Adder（L1,L2）を含
む第５の複合信号CS5が生成される。

エラー増幅器はこの第５の複合信号CS5を増幅しかつ
反転して、第６の複合信号CS6を出力する。第６の複合
信号CS6は、増大されかつ反転された第２の相互変調信
号（−）βαＦ（L1,L2）、増大されか反転された第３
の相互変調信号（−）βα（G/N1）（L1,L2）、および
増大されかつ反転された第２の近似成分（−）βα²Add
er（L1,L2）を含む。ここで、βは補償を最適にする増
加係数である。

第２の加算器は、遅延された第３の複合信号CS3と第
６の複合信号CS6とを合計して、２つの入力信号（L1,L
2）と反転された第３の相互変調信号（−）α（G/N1）
（L1,L2）とを第１の近似で含む、第７の複合信号CS7を
出力する。

最後に、この第７の複合信号CS7が第２の非線形ハイ
レベル電力増幅器手段Ｇによって増幅される。この電力
増幅器手段Ｇは、２つの入力信号（L1,L2）の第４の非
線形相互変調信号αＧ（L1,L2）を第１の近似で導入し
て、２つの入力信号（L1,L2）、第４の非線形相互変調
信号αＧ（L1,L2）、および反転された第３の相互変調
信号（−）α（G/N1）（L1,L2）を第１の近似で含む、
第８の複合信号CS8を生成する。第４の非線形相互変調
信号αＧ（L1,L2）および反転された第３の相互変調信
号は、互いに相殺し合う。第８の複合信号CS8はPACにフ
ィードバックされて、第２のハイレベル電力増幅器Ｇの
利得のばらつきが補償され、かつ、第２のローレベルド
ライバ増幅器G/N1および第２のハイレベル電力増幅器Ｇ
の出力電力が適正にスケーリングされる。このように、
第１のローレベルドライバ増幅器F/N2はポストディスト
ートされ、第２のハイレベル電力増幅器Ｇはプレディス
トートされる。これにより、高いスペクトル純度を有す
る出力信号が生み出される。

本発明の好ましい実施例の説明は、その原理を説明す
る目的で与えられたものであって、本発明を制限または
限定するものと考えられてはならない。本発明の範囲か
ら離れることなく、同業者によって多くの修正がなされ
得るためである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−22856（ＪＰ，Ａ) 米国特許5528196（ＵＳ，Ａ) 米国特許4560945（ＵＳ，Ａ) 米国特許3755754（ＵＳ，Ａ) 欧州特許出願公開411180（ＥＰ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03F 1/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プレ・ポストひずみ装置を通じて、少なく
とも２つの無線周波数（RF）信号L1およびL2の伝搬によ
って発生される非線形のひずみを取除くためのプレ・ポ
ストひずみ装置であって、前記プレ・ポストひずみ装置
は、内ループ手段を含み、前記内ループ手段は、第１の非線形ローレベルドライバ増幅器手段F/N2を含
み、前記第１の非線形ローレベル増幅器手段F/N2は、前
記少なくとも２つの入力RF信号（L1,L2）を増幅する間
に、前記２つの入力信号（L1,L2）の第１の相互変調信
号α（F/N2）（L1,L2）を第１の近似において導入し、
αは、級数展開のパラメータであり、前記第１の非線形
ローレベルドライバ増幅器手段F/N2は、前記２つの入力
信号（L1,L2）および前記第１の相互変調信号α（F/N
2）（L1,L2）を含む第１の複合信号CS1を出力し、前記
内ループ手段はさらに、前記第１の非線形ローレベル増幅器手段F/N2に接続され
る第１の非線形ハイレベル電力増幅器手段Ｆを含み、前
記第１の非線形ハイレベル増幅器手段Ｆは、前記第１の
非線形ローレベル増幅器F/N2により発生される前記第１
の複合信号CS1を増幅する間、前記第２の入力信号（L1,
L2）の第２の非線形相互変調信号αＦ（L1,L2）を第１
の近似において導入し、前記第１の非線形ハイレベル電
力増幅器手段Ｆは、前記２つの入力信号（L1,L2）、前
記第１の相互変調信号α（F/N2）（L1,L2）および前記
第２の相互変調信号αＦ（L1,L2）を含む第２の複合信
号CS2を出力し、前記内ループ手段はさらに、前記第１のハイレベル増幅器手段Ｆに接続される第２の
非線形ローレベルドライバ増幅器手段G/N1を含み、前記
第２の非線形ローレベル増幅器手段G/N1は、前記２つの
入力信号（L1,L2）、前記第１の相互変調信号α（F/N
2）（L1,L2）および前記第２の相互変調信号αＦ（L1,L
2）を含む前記第２の複合信号CS2を増幅する間、第３の
相互変調信号α（G/N1）（L1,L2）を第１の近似におい
て導入し、前記第２の非線形ローレベルドライバ増幅器
手段G/N1は、前記２つの入力信号（L1,L2）、前記第１
の相互変調信号α（F/N2）（L1,L2）、前記第２の相互
変調信号αＦ（L1,L2）および前記第３の相互変調信号
α（G/N1）（L1,L2）を含む第３の複合信号CS3を出力
し、前記内ループ手段はさらに、前記第１の複合信号CS1を遅延しかつ前記第１の複合信
号CS1の位相を反転するための、前記F/N2増幅器手段に
接続される第１の遅延手段を含み、前記第１の遅延手段
は第４の複合信号CS4を発生し、前記内ループ手段はさ
らに、前記第８の複合信号CS8と前記第４の複合信号CS4との振
幅を比較するための、前記第２のハイレベル増幅器手段
Ｇに接続されかつ前記第１のローレベル増幅器手段F/N2
に接続される位相・振幅比較器（PAC）手段を含み、前
記PAC手段は、第１の振幅エラー信号Amplitude_Error1
を発生し、前記内ループ手段はさらに、前記第１のローレベル非線形増幅器手段F/N2に接続され
かつ前記PAC手段に接続される第１の振幅調整器手段A1
を含み、前記第１の振幅調整器手段A1は、前記第１の複
合信号CS1の振幅を調整しかつ前記内ループを閉じるた
めの、前記PAC手段により発生される前記第１の振幅エ
ラー信号Amplitude_Error1を利用し、前記内ループ手段
はさらに、前記第１のローレベル増幅器F/N2および前記第１のハイ
レベル増幅器Ｆの電力レベルを自動的に制御するため、
前記ハイレベル増幅器手段Ｆの電力出力が前記第１のロ
ーレベル増幅器手段F/N2の電力出力に比例することを確
実にするため、かつ第２のAmplitude_Error2信号を発生
するための、前記第１のローレベル増幅器手段F/N2に接
続されかつ前記第１のハイレベル増幅器手段Ｆに接続さ
れる、自動利得制御回路（AGC）手段と、前記AGC手段に接続されかつ前記第１のローレベル増幅
器手段F/N2に接続される、第２の振幅調整器手段A2とを
含み、前記第２の振幅調整器手段A2は、前記ローレベル
増幅器F/N2により発生される前記複合信号CS1の電力レ
ベルを調整するため前記第２のAmplitude_Error2信号を
利用し、前記プレ・ポストひずみ装置はさらに、前記内ループ手段に接続される外ループ手段を含み、前
記外ループ手段は、前記第４の複合信号CS4と前記第３の複合信号CS3とを第
２の近似まで加算するための、前記第１の遅延手段に接
続されかつ前記第２のローレベル増幅器手段G/N1に接続
される第１の加算器手段を含み、前記第１の加算器手段
は、前記第２の相互変調信号αＦ（L1,L2）、前記第３
の相互変調信号α（G/N1）（L1,L2）および第２の近似
成分α²Adder（L1,L2）を含む第５の複合信号CS5を出力
し、前記外ループ手段はさらに、前記第５の複合信号CS5を増幅しかつ反転するための、
前記第１の加算器手段に接続されるエラー増幅器手段を
含み、前記エラー増幅器は、第２の近似において、増加
されかつ反転された第２の相互変調信号（−）βαＦ
（L1,L2）、増加されかつ反転された第３の相互変調信
号（−）βα（G/N1）（L1,L2）および増加されかつ反
転された第２の近似成分（−）βα²Adder（L1,L2）を
含む第６の複合信号CS6を出力し、ここで、βは補償を
最適化する増加係数であり、前記外ループ手段はさら
に、前記第３の複合信号CS3および前記エラー増幅器手段に
より発生された前記第６の複合信号CS6の電気経路を等
化するため前記第３の複合信号CS3を遅延するための、
前記第２のローレベル増幅器手段G/N1に接続される第２
の遅延手段と、前記遅延された第３の複合信号CS3と前記第６の複合信
号CS6とを加算するための、前記エラー増幅器手段に接
続されかつ前記第２の遅延手段に接続される第２の加算
器手段とを含み、前記第２の加算器手段は、第１の近似
において、前記２つの入力信号（L1,L2）および反転さ
れた第３の相互変調信号（−）α（G/N1）（L1,L2）を
含む第７の複合信号CS7を出力し、前記外ループ手段は
さらに、前記第２の加算器手段に接続される第２の非線形ハイレ
ベル電力増幅器手段Ｇを含み、前記第２の非線形ハイレ
ベル増幅器手段Ｇは、前記第２の加算器手段により発生
される前記第７の複合信号CS7を増幅する間、前記２つ
の入力信号（L1,L2）の第４の非線形相互変調信号αＧ
（L1,L2）を第１の近似において導入し、前記第２の非
線形ハイレベル電力増幅器手段Ｇは、前記２つの入力信
号（L1,L2）、前記反転された第３の相互変調信号
（−）α（G/N1）（L1,L2）および前記第４の相互変調
信号αＧ（L1,L2）を含む第８の複合信号CS8を出力し、
前記反転された第３の相互変調信号（−）α（G/N1）
（L1,L2）と前記第４の相互変調信号αＧ（L1,L2）とは
第１の近似において互いに相殺し合い、前記第８の複合信号CS8は、前記第２のハイレベルドラ
イバ増幅器手段Ｇの利得の変動を補償し、かつ、前記第
２のローレベルドライバ増幅器G/N1および前記第２のハ
イレベル電力増幅器Ｇの出力電力を適切にスケーリング
するため、前記PAC手段にフィードバックされ、前記第１のローレベルドライバ増幅器F/N2はポストディ
ストートされ、前記第２のハイレベル電力増幅器Ｇはプレディストート
され、高いスペクトル純度の出力信号を発生する、プレ
・ポストひずみ装置。
【請求項２】前記内ループはさらに、前記第１の振幅調
整器手段A1に接続されかつ前記PAC手段に接続される位
相調整器手段Θを含み、前記位相・振幅比較器（PAC）手段は位相エラー信号Pha
se_Errorを発生し、かつ、前記位相調整器手段Θは、前記第１の複合信号CS1の位
相を調整しかつ前記内ループを閉じるために、前記位相
エラー信号Phase_Errorを利用する、請求項１に記載の
プレ・ポストひずみ装置。
【請求項３】前記外ループ手段はさらに、周波数および
温度にわたって前記エラー増幅器手段の利得および位相
を安定化し、かつ、前記エラー増幅器手段の線形性を向
上させるための、前記エラー増幅器手段に接続される回
路を含む、請求項１に記載のプレ・ポストひずみ装置。
【請求項４】周波数および温度にわたって前記エラー増
幅器の利得および位相を安定化するための前記回路は、
周波数および温度にわたって前記エラー増幅器の利得お
よび位相を安定化するため、前記エラー増幅器に接続さ
れるフィードフォワードループをさらに含む、請求項３
に記載のプレ・ポストひずみ装置。
【請求項５】周波数および温度にわたって前記エラー増
幅器の利得および位相を安定化するための前記回路は、
周波数および温度にわたって前記エラー増幅器の利得お
よび位相を安定化するため、前記エラー増幅器に接続さ
れるフィードバックループをさらに含む、請求項３に記
載のプレ・ポストひずみ装置。
【請求項６】プレ・ポストひずみ装置を通じて、少なく
とも２つの無線周波数（RF）信号L1およびL2の伝搬によ
って発生される非線形のひずみを取除くためのプレ・ポ
ストひずみ装置であって、前記プレ・ポストひずみ装置
は、内ループ手段を含み、前記内ループ手段は、第１の非線形ローレベルドライバ増幅器手段F/N2を含
み、前記第１の非線形ローレベル増幅器手段F/N2は、前
記少なくとも２つの入力RF信号（L1,L2）を増幅する間
に、前記２つの入力信号（L1,L2）の第１の相互変調信
号α（F/N2）（L1,L2）を第１の近似において導入し、
αは、級数展開のパラメータであり、前記第１の非線形
ローレベルドライバ増幅器手段F/N2は、前記２つの入力
信号（L1,L2）および前記第１の相互変調信号α（F/N
2）（L1,L2）を含む第１の複合信号CS1を出力し、前記
内ループ手段はさらに、前記第１の非線形ローレベル増幅器手段F/N2に接続され
る第１の非線形ハイレベル電力増幅器手段Ｆを含み、前
記第１の非線形ハイレベル増幅器手段Ｆは、前記第１の
非線形ローレベル増幅器F/N2により発生される前記第１
の複合信号CS1を増幅する間、前記第２の入力信号（L1,
L2）の第２の非線形相互変調信号αＦ（L1,L2）を第１
の近似において導入し、前記第１の非線形ハイレベル電
力増幅器手段Ｆは、前記２つの入力信号（L1,L2）、前
記第１の相互変調信号α（F/N2）（L1,L2）および前記
第２の相互変調信号αＦ（L1,L2）を含む第２の複合信
号CS2を出力し、前記内ループ手段はさらに、前記第１のハイレベル増幅器手段Ｆに接続される第２の
非線形ローレベルドライバ増幅器手段G/N1を含み、前記
第２の非線形ローレベル増幅器手段G/N1は、前記２つの
入力信号（L1,L2）、前記第１の相互変調信号α（F/N
2）（L1,L2）および前記第２の相互変調信号αＦ（L1,L
2）を含む前記第２の複合信号CS2を増幅する間、第３の
相互変調信号α（G/N1）（L1,L2）を第１の近似におい
て導入し、前記第２の非線形ローレベルドライバ増幅器
手段G/N1は、前記２つの入力信号（L1,L2）、前記第１
の相互変調信号α（F/N2）（L1,L2）、前記第２の相互
変調信号αＦ（L1,L2）および前記第３の相互変調信号
α（G/N1）（L1,L2）を含む第３の複合信号CS3を出力
し、前記内ループ手段はさらに、第３の非線形ローレベルドライバ増幅器手段Ｆ＊/N2を
含み、前記第３の非線形ローレベル増幅器手段Ｆ＊/N2
は、前記２つの入力RF信号（L1,L2）を増幅する間に、
前記２つの入力信号（L1,L2）の第１の相互変調信号α
（Ｆ＊/N2）（L1,L2）を第１の近似において導入し、前
記第３の非線形ローレベルドライバ増幅器手段Ｆ＊/N2
は、前記２つの入力信号（L1,L2）および前記第４の相
互変調信号α（Ｆ＊/N2）（L1,L2）を含む第４の複合信
号CS4を出力し、前記内ループ手段はさらに、位相・振幅比較器（PAC）手段を含み、前記PACは位相チ
ャネル内の２つの信号の位相を比較し、前記PACは振幅
チャネル内の２つの信号の振幅を比較し、前記位相チャ
ネルは前記PACを含み、前記第１の複合信号CS1と前記第
３の複合信号CS3との位相を比較するため、前記PACに前
記第２のローレベル増幅器手段G/N1が接続されかつ前記
PACに前記第１のローレベル増幅器手段F/N2が接続さ
れ、前記PAC手段は位相エラー信号Phase_Errorを発生
し、前記振幅チャネルは前記PACを含み、前記第４の複
合信号CS4と前記第３の複合信号CS3との振幅を比較する
ため、前記PACに前記第２のローレベル増幅器手段G/N1
が接続されかつ前記PACに前記第３のローレベル増幅器
手段Ｆ＊/N2が接続され、前記PAC手段は第１の振幅エラ
ー信号Amplitude_Error1を発生し、前記内ループ手段は
さらに、前記PAC手段に接続される位相調整器手段Θを含み、前
記位相調整器手段Θは、前記入来する２つの入力信号
（L1,L2）の位相を調整するため、前記PAC手段により発
生される前記位相エラー信号Phase_Errorを利用し、前
記位相調整動作は入来信号の初期電力レベルで行なわ
れ、前記内ループ手段はさらに、前記第４の複合信号CS4を遅延するための、前記PAC手段
に接続されかつ前記第３のＦ＊/N2増幅手段に接続され
る第１の遅延手段と、前記第４のローレベル非線形増幅器手段Ｆ＊/N2に接続
されかつ前記PAC手段に接続される第１の振幅調整器手
段A1とを含み、前記第１の振幅調整器手段A1は、前記第
４の複合信号CS4の振幅を調整しかつ前記内ループを閉
じるための、前記PAC手段により発生される前記第１の
振幅エラー信号Amplitude_Error2を利用し、前記内ルー
プ手段はさらに、前記第１のローレベル増幅器F/N2および前記第１のハイ
レベル増幅器Ｆの電力レベルを自動的に制御するため、
前記ハイレベル増幅器手段Ｆの電力出力が前記第１のロ
ーレベル増幅器手段F/N2の電力出力に比例することを確
実にするため、かつ第２のAmplitude_Error2信号を発生
するための、前記第１のローレベル増幅器手段F/N2に接
続されかつ前記第１のハイレベル増幅器手段Ｆに接続さ
れる、自動利得制御回路（AGC）手段と、前記AGC手段に接続されかつ前記第１のローレベル増幅
器手段F/N2に接続される、第２の振幅調整器手段A2とを
含み、前記第２の振幅調整器手段A2は、前記ローレベル
増幅器F/N2により発生される前記複合信号CS1の電力レ
ベルを調整するため前記第２のAmplitude_Error2信号を
利用し、前記プレ・ポストひずみ装置はさらに、前記内ループ手段に接続される外ループ手段を含み、前
記外ループ手段は、前記遅延された第４の複合信号CS4と前記第３の複合信
号CS3とを第２の近似まで加算するための、前記第１の
遅延手段に接続されかつ前記第２のローレベル増幅器手
段G/N1に接続される第１の加算器手段を含み、前記第１
の加算器手段は、前記第２の相互変調信号αＦ（L1,L
2）、前記第３の相互変調信号α（G/N1）（L1,L2）およ
び第２の近似成分α²Adder（L1,L2）を含む第５の複合
信号CS5を出力し、前記外ループ手段はさらに、前記第５の複合信号CS5を増幅しかつ反転するための、
前記第１の加算器手段に接続されるエラー増幅器手段を
含み、前記エラー増幅器は、第２の近似において、増加
されかつ反転された第２の相互変調信号（−）βαＦ
（L1,L2）、増加されかつ反転された第３の相互変調信
号（−）βα（G/N1）（L1,L2）および増加されかつ反
転された第２の近似成分（−）βα²Adder（L1,L2）を
含む第６の複合信号CS6を出力し、ここで、βは補償を
最適化する増加係数であり、前記外ループ手段はさら
に、前記第３の複合信号CS3および前記エラー増幅器手段に
より発生された前記第６の複合信号CS6の電気経路を等
化するため前記第３の複合信号CS3を遅延するための、
前記第２のローレベル増幅器手段G/N1に接続される第２
の遅延手段と、前記遅延された第３の複合信号CS3と前記第６の複合信
号CS6とを加算するための、前記エラー増幅器手段に接
続されかつ前記第２の遅延手段に接続される第２の加算
器手段とを含み、前記第２の加算器手段は、第１の近似
において、前記２つの入力信号（L1,L2）および反転さ
れた第３の相互変調信号（−）α（G/N1）（L1,L2）を
含む第７の複合信号CS7を出力し、前記外ループ手段は
さらに、前記第２の加算器手段に接続される第２の非線形ハイレ
ベル電力増幅器手段Ｇを含み、前記第２の非線形ハイレ
ベル増幅器手段Ｇは、前記第２の加算器手段により発生
される前記第７の複合信号CS7を増幅する間、前記２つ
の入力信号（L1,L2）の第５の非線形相互変調信号αＧ
（L1,L2）を第１の近似において導入し、前記第２の非
線形ハイレベル電力増幅器手段Ｇは、第１の近似におい
て、前記２つの入力信号（L1,L2）、前記反転された第
３の相互変調信号（−）α（G/N1）（L1,L2）および前
記第５の相互変調信号αＧ（L1,L2）を含む第８の複合
信号CS8を出力し、前記反転された第３の相互変調信号
（−）α（G/N1）（L1,L2）と前記第５の相互変調信号
αＧ（L1,L2）とは第１の近似において互いに相殺し合
い、前記第８の複合信号CS8は、前記第２のハイレベル電力
増幅器手段Ｇの利得の変動を補償し、かつ、前記第２の
ローレベルドライバ増幅器G/N1および前記第２のハイレ
ベル電力増幅器Ｇの出力電力を適切にスケーリングする
ため、前記PAC手段にフィードバックされ、前記第１のローレベルドライバ増幅器F/N2はポストディ
ストートされ、前記第２のハイレベル電力増幅器Ｇはプレディストート
され、高いスペクトル純度の出力信号を発生する、プレ
・ポストひずみ装置。
【請求項７】前記外ループはさらに、周波数および温度
により前記エラー増幅器の利得および位相を安定化し、
かつ、前記エラー増幅器の線形性を向上させるための、
前記エラー増幅器に接続される回路を含む、請求項６に
記載のプレ・ポストひずみ装置。
【請求項８】周波数および温度にわたって前記エラー増
幅器の利得および位相を安定化するための前記回路は、
周波数および温度にわたって前記エラー増幅器の利得お
よび位相を安定化するため、前記エラー増幅器に接続さ
れるフィードフォワードループをさらに含む、請求項７
に記載のプレ・ポストひずみ装置。
【請求項９】周波数および温度にわたって前記エラー増
幅器の利得および位相を安定化するための前記回路は、
周波数および温度にわたって前記エラー増幅器の利得お
よび位相を安定化するため、前記エラー増幅器に接続さ
れるフィードバックループをさらに含む、請求項７に記
載のプレ・ポストひずみ装置。
【請求項１０】プレ・ポストひずみ装置を通じて、少な
くとも２つの無線周波数（RF）信号L1およびL2の伝搬に
よって発生される非線形のひずみを取除くためのプレ・
ポストひずみ方法であって、前記プレ・ポストひずみ方
法は、（１）第１の非線形ローレベルドライバ増幅器手段F/
N2により、前記少なくとも２つの入力FR信号（L1,L2）
を増幅するステップと、（２）前記第１の非線形ローレベルドライバ増幅器手
段F/N2により、前記２つの入力信号（L1,L2）の第１の
相互変調信号α（F/N2）（L1,L2）を、第１の近似にお
いて導入するステップとを含み、αは級数展開のパラメ
ータであり、前記方法はさらに、（３）前記第１の非線形ローレベルドライバ増幅器手
段F/N2により、前記２つの入力信号（L1,L2）および前
記第１の相互変調信号α（F/N2）（L1,L2）を含む第１
の複合信号CS1を発生するステップと、（４）第１の非線形ハイレベル電力増幅器手段Ｆによ
り、前記第１の複合信号CS1を増幅するステップと、（５）前記第１の非線形ハイレベル増幅器手段Ｆによ
り、前記２つの入力信号（L1,L2）の第２の非線形相互
変調信号αＦ（L1,L2）を第１の近似において導入する
ステップと、（６）前記第１の非線形ハイレベル電力増幅器手段Ｆ
により、前記２つの入力信号（L1,L2）、前記第１の相
互変調信号α（F/N2）（L1,L2）および前記第２の相互
変調信号αＦ（L1,L2）を含む第２の複合信号CS2を発生
するステップと、（７）第２の非線形ローレベルドライバ増幅器手段G/
N1により、前記第２の複合信号CS2を増幅するステップ
と、（８）前記第２の非線形ローレベル増幅器手段G/N1に
より、第３の相互変調信号α（G/N1）（L1,L2）を第１
の近似において導入するステップと、（９）前記第２の非線形ローレベルドライバ増幅器手
段G/N1により、前記２つの入力信号（L1,L2）、前記第
１の相互変調信号α（F/N2）（L1,L2）、前記第２の相
互変調信号αＦ（L1,L2）および前記第３の相互変調信
号α（G/N1）（L1,L2）を含む第３の複合信号CS3を発生
するステップと、（10）位相・振幅比較器（PAC）手段により、前記第
１の複合信号CS1と前記第３の複合信号CS3との振幅を比
較するステップとを含み、前記PAC手段は、第１の振幅
エラー信号Amplitude_Error1を発生し、前記方法はさら
に、（11）第１の遅延手段により、前記第１の複合信号CS
1の位相を遅延しかつ反転するステップを含み、前記第
１の遅延手段は第４の複合信号CS4を発生し、前記方法
はさらに、（12）第１の振幅調整器手段A1により、前記第１の複
合信号CS1の振幅を調整しかつ前記内ループを閉じるス
テップを含み、前記第１の振幅調整器手段A1は、前記PA
C手段により発生される前記第１の振幅エラー信号Ampli
tude_Error1を利用し、前記方法はさらに、（13）自動利得制御回路（AGC）手段により、前記第
１のローレベル増幅器F/N2および前記第１のハイレベル
増幅器Ｆの電力レベルを自動的に制御し、前記ハイレベ
ル増幅器手段Ｆの電力出力が前記第１のローレベル増幅
器手段F/N2の電力出力に比例することを確実にし、かつ
第２のAmplitude_Error2信号を発生するステップと、（14）第２の振幅調整器手段A2により、前記複合信号
CS1の電力レベルを調整するステップとを含み、前記第
２の振幅調整器手段A2は前記２のAmplitude_Error2信号
を利用し、前記方法はさらに、（15）第１の加算器手段により、前記第４の複合信号
CS4と前記第３の複合信号CS3とを第２の近似まで加算す
るステップと、（16）前記第１の加算器手段により、前記第２の相互
変調信号αＦ（L1,L2）、前記第３の相互変調信号α（G
/N1）（L1,L2）および第２の近似成分α²Adder（L1,L
2）を含む第５の複合信号CS5を発生するステップと、（17）エラー増幅器手段により、前記第５の複合信号
CS5を増幅しかつ反転するステップとを含み、前記エラ
ー増幅器手段は、増加されかつ反転された第２の相互変
調信号（−）βαＦ（L1,L2）、増加されかつ反転され
た第３の相互変調信号（−）βα（G/N1）（L1,L2）お
よび増加されかつ反転された第２の近似成分（−）βα
²Adder（L1,L2）を含む第６の複合信号CS6を出力し、β
は補償を最適化する増加係数であり、前記方法はさら
に、（18）第２の遅延手段により、前記第３の複合信号CS
3および前記第６の複合信号CS6の電気経路を等化するた
め、前記第３の複合信号CS3を遅延するステップと、（19）第２の加算器手段により、前記遅延された第３
の複合信号CS3と前記第６の複合信号CS6とを加算するス
テップとを含み、前記第２の加算器手段は、第１の近似
において、前記２つの入力信号（L1,L2）および反転さ
れた第３の相互変調信号（−）α（G/N1）（L1,L2）を
含む第７の複合信号CS7を出力し、前記方法はさらに、（20）第２の非線形ハイレベル電力増幅器手段Ｇによ
り、前記第７の複合信号CS7を増幅するステップと、（21）前記第２のハイレベル電力増幅器手段Ｇによ
り、前記２つの入力信号（L1,L2）の第４の非線形相互
変調信号αＧ（L1,L2）を第１の近似において導入する
ステップと、（22）第１の近似において、前記２つの入力信号（L
1,L2）、前記第４の非線形相互変調信号αＧ（L1,L2）
および前記反転された第３の相互変調信号（−）α（G/
N1）（L1,L2）を含む第８の複合信号CS8を発生するステ
ップとを含み、前記第４の非線形相互変調信号αＧ（L
1,L2）と前記反転された第３の相互変調信号とは互いに
相殺し合い、前記方法はさらに、（23）前記第２のハイレベルドライバ増幅器手段Ｇの
利得の変動を補償するためかつ前記第２のローレベルド
ライバ増幅器G/N1および前記第２のハイレベル電力増幅
器Ｇの出力電力を適切にスケーリングするため、前記第
８の複合信号CS8を前記PAC手段にフィードバックするス
テップを含み、前記第１のローレベルドライバ増幅器F/
N2はポストディストートされ、前記第２のハイレベル電
力増幅器Ｇはプレディストートされ、高いスペクトル純
度の出力信号を発生する、プレ・ポストひずみ方法。