JP4707915B2 - Rfパワー増巾器の歪みを測定しかつ修正するために使用される走引検出器のキャリア空白化機構 - Google Patents
Rfパワー増巾器の歪みを測定しかつ修正するために使用される走引検出器のキャリア空白化機構 Download PDFInfo
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Description
【発明の技術分野】
本発明は広くはラジオ周波数(RF)通信システムに関しており、かつ特に増巾器の出力に生成される歪みエネルギーが検出出来るようにRFパワー増巾器出力中のRFキャリア成分の位置を確かめ分離するため走引型オッシレーターを採用しているRFパワー増巾器の歪みを修正する機構に向けられている。いったん検出されると、その歪みエネルギーは、RFパワー増巾器の入力通路中に設置されている予歪み付与ユニット、あるいはフィードフォワードRFパワー増巾器のエラー通路に設置されているゲイン/位相調整ユニットのようなディジタル信号プロセッサーで制御される歪み打ち消し装置によって制御可能に取り除かれる。
【0002】
【発明の背景】
連邦通信委員会(FCC)の仕様および規制はライセンスを受けたチャンネルあるいは該当の帯域の外側に溢れ出るエネルギーの量が急峻に減衰すること(例えば、50dBのオーダーに)の要求を含む非常に厳格な帯域巾の制限を通信サービス提供者が守ることを要求している。このような制限はFMのような伝統的な変調フォーマットについては即座に解決可能ではあるが、これらはMアレー変調のような最新のディジタルベース変調フォーマットを使って達成することは困難である。
【0003】
このような変調技術を使っている産業あるいは規制ベースのスタンダードに十分に合致する測帯波の減衰は直線性の高い信号処理システムおよび構成要素を必要としている。比較的直線性のある構成要素は電話回線網の比較的低い帯域巾(ベース帯域)については合理的なコストで得ることが出来るが、RF周波数でのパワー増巾器のような線形化構成要素は実現不可能な程度に高価である。
【0004】
RFパワー増巾器を線形化する際の基本的な困難はそれは本質的に非線形の装置であり、かつ望んでいない相互変調の歪み積(IMDs)を生成すると云う事実である。IMDsはRF入力信号とは別個に増巾されたRF出力信号に擬似信号として現われる。IMDのもう1つの出現はRF入力信号によって占められてはいなかったスペクトル領域中へコンパクトなスペクトルのスペクトル再生あるいは拡張である。この歪みは増巾された出力信号の位相振巾を入力信号の偶発的な(そして望ましくない)増巾器を発生源とする変調と考えてもよい。
【0005】
線形RFパワー増巾器を実現するストレートな方法は、それを出来るだけ大きくそして高パワー装置として作り、しかし増巾器をそのRFパワー増巾器の伝達関数が比較的線形である低い電力レベルでのみ(即ち、その定格出力パワーの小さなパーセンテージで)動作させることである。このアプローチの明らかな欠点は高価でかつサイズの大きいRF装置の大部分を殺して使っているという問題である。このような問題点を解決しているその他の公知技術にはフィードバック修正技術、フィードフォワード修正技術および予歪み付与修正がある。
【0006】
フィードバック修正技術は極エンベロープ修正(米国特許No.5,742,201に述べられているような)、およびRFパワー増巾器の出力での歪み成分がリアルタイムでその増巾器への入力信号を直接変調するように使われるガウス座標系のフィードバックを含んでいる。フィードバック技術は他の設計領域におけるネガティブフィードバック技術がそうであるように自己収斂の利点を有している。しかしネガティブフィードバックを採用しているシステムは小さな帯域巾に渡っては安定した状態を維持するが、しかし多重キャリアあるいはW-CDMAのような広帯域巾環境での適用は不可能である。フィードフォワードおよび予歪み付与修正はしかしこの点に関しての制限はない。
【0007】
フィードフォワードのアプローチでは、RFパワー増巾器の出力信号中に存在するエラー(歪み)が抽出され、適切なレベルに増巾され、そしてその次に同じ振巾でしかし逆位相で増巾器の出力通路に再注入される。従って(理想的には)そのRFパワー増巾器の歪みは効果的に打ち消されることになる。
【0008】
予歪み付与修正の場合には、信号はRFパワー増巾器の上流側のRF入力信号通路上で変調される。理想的な予歪み付与信号はそのRF増巾器の歪伝達関数に影響された時それが効果的にその歪み挙動を打ち消すように高パワーRF増巾器の出力の所で期待されている歪の逆の特性を有している。
【0009】
予歪み付与あるいはフィードフォワードのいずれもRF増巾器の出力中のエラー信号成分を抽出しそしてそのRF増巾器の抽出したエラーの挙動に従って増巾器出力中の歪みを効果的かつ連続的に最小化するようにその制御信号を調整することによって適応させることが出来る。
【0010】
エラー信号成分を抽出する従来のメカニズムの1つは増巾器を通る信号通路中にパイロット(トーン)信号を注入し、そしてその増巾器の応答を測定することである。パイロットトーンを使用することの本質的な欠点は専用のパイロット発生回路を必要とすることとそのパイロットトーンをその増巾器の信号帯域巾中に置くことの困難性である。その他のアプローチは高パワーキャリア中の低レベル歪みを検出するための高中断受信器の採用であるが、これは相当の複雑さとコストを追加することになる。
【0011】
【発明の要約】
本発明によれば、多重周波数入力信号中においても、RFパワー増巾器歪みはそれぞれRF入力および出力受信器に同調するための走引型の局所オッシレーターを使用することによって正確に測定される。同調された入力受信器によって検出されたパワーは増巾器の入力におけるキャリアの有無を決めるためにパワーの基準と比較される。入力受信器によって検出されたパワーが同調された受信器の帯域巾内にキャリアエネルギーがあることを示している基準のパワーを超えている時はいつでもその出力同調された受信器を通る同様な信号通路は高絶縁スイッチを使って制御可能に空白化される。その結果その出力受信器が増巾器出力信号の帯域巾に渡って走引されるので、歪エネルギーのみがその出力受信器によって検出される。この出力受信器によって検出された歪エネルギーはディジタル化されそしてRF増巾器の上流側の予歪み修正回路あるいはフィードフォワードエラー修正ループのエラー通路中のゲイン/位相調整回路を制御するようにプロセスされる。
【0012】
本発明の第1の、二重(入力-出力)受信器ベースの実施例によれば、適応型の予歪み付与回路が比較的“低い”キャリア対インターフェース歪み比(C/I)出力信号を有するRFパワー増巾器の上流側に設けられている。この比較的低C/I比出力信号はRFキャリアレベルがミックスされた変調多重キャリア信号および異なるパワーレベルを有する多重キャリア信号の場合についてのような相互変調積のそれと実効的に区別出来ないようなものを意味している(これとは対照的に、同様なパワーキャリアを有する高度に線形のRF増巾器の出力端に生成されるそれのような比較的“高い”C/I出力信号は、RFキャリアのレベルが即座にIMDsのそれから区別出来るものを意味している)。
【0013】
本発明の第1の予歪み付与の実施例においては、増巾されるべきRF入力信号は方向性カプラーを通して入力ミキサーおよびそのRF増巾器への入力端におけるキャリアエネルギーの有無を検出する走引入力受信器の一部として使われるIF帯域通過フィルターに結合されている。入力受信器によって検出されたキャリアエネルギーが所定のしきい値を越えると、方向性カプラーを通してRF増巾器の出力に結合されている制御可能に走引される出力受信器はしきい値検出器によって空にされる。このしきい値検出器の出力は(走引スペクトル中の)キャリアエネルギーの位置を追跡するためにディジタル信号プロセッサー(DSP)制御器によってモニターされる。
【0014】
入力および出力受信器のそれぞれについての共通走引周波数はDSPによって発生されたディジタル走引制御信号によって制御される同じ局所オッシレーターから引き出される。走引オッシレーターの出力は分割されそして入力および出力受信器のそれぞれのミキサーに供給される。入力ミキサーのIF出力は少し広い帯域通過フィルターによってフィルターがかけられそしてその出力がしきい値検出器によってモニターされているキャリアエネルギー検出器に結合されている。しきい値検出器の出力はDSPの空白検出器入力および出力受信器中の絶縁スイッチの制御ポートに結合されている。
【0015】
入力および出力受信器についての駆動周波数の制御された変動時(例えば走引時)にはキャリアエネルギー検出器の出力がRFキャリア信号と関連している所定のしきい値を越えない限り出力受信器を通る信号通路は増巾器歪みを表わしていると考えられ、そして従ってDSPによるエラー信号として検出される。このエラー信号に応じて、DSPはこの歪みを補償するために予歪み付与ユニットのパラメーターを適応的に調整する。
【0016】
しかし、もしこの検出されたキャリアエネルギーがこの所定のキャリアに関連するしきい値を超えた場合には、DSPへの空白化信号および制御信号が出力受信器を通る信号通路を空にする(遮断する)と云う条件でしきい値検出器の出力がその状態を変える。このようにして、予歪み付与ユニットのパラメーターについてのDSPの調整はRFキャリアの有無とは独立に行われる。さらに、このような歪み測定検出器回路のキャリアベースの選択的な空白化は出力受信器のIF増巾器の飽和を阻止しそしてより低い第3級の中断(IP3)構成要素の使用を可能とする。
【0017】
高C/I比を有するRFパワー増巾器と共に使われる本発明の第2の予歪み付与の実施例によると制御可能に空白化される歪みエネルギー測定副区分の回路構造が単純化されている。特に、入力受信器ミキサーが省略されており、RFパワー増巾器の出力をダウンコンバートする出力受信器ミキサーのみが残されている。キャリアしきい値ベースの空白化を可能とするためにダウンコンバートされた出力受信器のミキサーは2つの通路に分割される。即ち絶縁スイッチを介して1つは広い帯域のキャリアのしきい値検出器に、もう1つは狭い帯域の歪み検出器に分割される。
【0018】
第1の実施例と同様に、キャリア検出器の出力は局所オッシレーターの周波数走引中にしきい値と比較される。その検出器出力がそのキャリア検出器の帯域巾内にキャリアエネルギーがあることを示しているしきい値を越えると歪み検出器への信号通路を遮断するように空白化信号が発生される。
【0019】
この発明をRF増巾器の上流側の予歪み付与ユニットのパラメーターを調整するため歪みを測定するために適用するのに加えて、この発明はDSP制御される適応型の予歪み調整回路がRF増巾器の下流側のフィードフォワード打消し増巾器通路中に設けられるRFパワー増巾器の歪み測定および修正方式中に採用されてもよい。そして再び上で説明した制御可能に空白化される歪みエネルギー測定副区分の低あるいは高C/I比のバージョンがその増巾器の特性に従って採用されてもよい。
【0020】
本発明の第3の実施例によると、DSP制御される適応型ゲイン/位相調整回路が比較的低いC/I比の主RFパワー増巾器を利用しているフィードフォワード増巾器のエラー通路中に設けられている。主RF増巾器へのRF入力ポートはベクトル変調器のような上流側のゲイン/位相調整回路を有する第1のRF信号ループと結合している。このRF入力ポートはさらにフィードフォワードエラー抽出および再注入ループのRFキャリア打ち消しコンバイナーの第1のポートへの遅延線を経由して第2のRF信号通路へ方向性カプラーを通して供給される。このRF増巾器の増巾された信号出力の一部は抽出されそしてキャリア打ち消しコンバイナーの第2のポートに結合される。このキャリア打ち消しコンバイナーはRF増巾器の出力から第2のRF信号通路中の時間に沿って並べられたRFキャリア成分を打ち消すように働きそして歪みあるいはIMDsを表わすRFエラー信号を与える。
【0021】
このRF打ち消しコンバイナーによって生成されたRFエラー信号はフィードフォワードエラー修正および再注入ループのDSP制御されるゲイン/位相調整回路に結合されている。このゲイン/位相調整回路の出力はフィードフォワードRFエラー増巾器中で増巾されそして主RF増巾器の出力通路中に再注入される。このフィードフォワードエラー通路のゲインおよび位相をモニターしかつ適応可能に制御するために、その関連する制御プロセッサーは上で説明した第1の実施例と同様に構成されかつ動作する制御可能に空白化される歪みエネルギー測定副区分を使って増巾器歪み信号が供給される。
【0022】
比較的高C/I比増巾器用の本発明の第4の実施例によると、第3の実施例の低C/I増巾器の二重受信器を含む制御可能に空白化される歪みエネルギー測定副区分は第2の実施例の複雑化が低減された単一の受信器ベースの制御可能に空白化される歪みエネルギー測定副区分によって置き替えられている。
【0023】
【実施例の詳細な説明】
本発明のよる新規でかつ改良されたRFパワー増巾器歪み測定および修正メカニズムを詳細に説明する前に、本発明は、主として従来のRF通信回路、関連するディジタル信号処理要素およびそのような回路および要素の動作を制御する付随する監視制御回路の所定の配置にあるという点に気付いてほしい。その結果として、そのような回路要素の構造およびそれらがその他の通信システム装置とインターフェースする方法はその大部分について直ぐに理解可能なブロック図で図示されており、そしてこれらのブロック図はその中の記述の利益を受けるこの分野の当業者にとっては即座に明らかであるような点を詳細に述べて開示内容が不明瞭にならないように、本発明に関連のあるそれらの詳細な点だけを示している。従ってブロック図による図示は、主としてRF増巾器歪み測定および修正システムの主たる要素を便利のいい機能ごとにグルーピングし、従って本発明が即座に理解できるような形で示すことを意図している。
【0024】
図1は本発明による発明を限定するようには働かないRFパワー増巾器歪み測定および修正方式の第1の実施例をブロック図で示しており、そこでは適応型の予歪み付与回路が比較的“低い”キャリア対相互変調比(C/I)を有するRF増巾器10の上流側に設けられている。上でも指摘したように、比較的低いC/I比のRF増巾器と云う表現はそのRFキャリアレベルが相互変調積のそれから実効的には区分不可能であることを意味している。発明を制限するようには働かない例として、低C/I比は−50dBC以上の相互変調積を有する増巾器である。
【0025】
図1に示すように、増巾されるべきRF入力信号RFinはRFパワー増巾器10への信号入力通路の入力ポート11に結合されており、その歪み特性は制御可能に空白化される歪みエネルギー検出副区分100によって測定される。キャリアエネルギーの有無に関してRF入力信号をモニターするために、RF入力ポート11は第1の方向性カプラー13を介して制御可能に同調あるいは走引された入力受信器20の中のミキサー22の第1の入力21にそしてRFパワー増巾器10への信号入力通路中に設けられているディジタル的に制御される予歪み付与ユニット14に結合されている。
【0026】
RF増巾器10へのRF入力信号の振巾および位相をダイナミックに調整するように働いている予歪み付与ユニット14は複雑な多項仕事関数によって駆動されるベクトル変調器を含んでおりかつ動作モニタリングおよびパラメータ更新ディジタル信号プロセッサー(DSP)16によって多重リンク15を通して供給される一組みの重み係数w0,w1,w2・・・wNを受信するように結合されている。このDSPは予歪み付与ユニット14によって発生された歪みを調整するため1ないしそれ以上のエラー最少化アルゴリズム(例えばベキあるいは最少化平均)を実行する。RFパワー増巾器10の出力はRF出力ポートRFOUTにそして第2の方向性カプラー17を通して制御可能に同調あるいは走引される出力受信器30中のミキサー32の第1の入力31に結合されている。この方向性カプラー17の出力は増巾されたオリジナルのRF入力信号およびこのRF増巾器によって導入された全ての相互変調(スペクトル再生)の歪み積(IMDS)を表わしている。
【0027】
入力および出力受信器20,30のそれぞれはDSP16によって発生されるディジタル走引制御信号によって制御される。この目的のために、ディジタル走引制御信号線17はディジタル−アナログコンバータ(DAC)41に結合されており、このコンバータはローパスフィルター43中でフィルターがかけられそして電圧制御オッシレータ(VCO)45に結合されているアナログ出力走引電圧を生成する。VCO45の出力はウィルキンソンスプリッター50の入力ポートに結合されている。このウィルキンソンスプリッター50はバッファー増巾器55を通してミキサー22の第2の入力に結合されている第1の出力ポートおよびバッファー増巾器57を通してミキサー32の第2の入力33に結合されている第2の出力ポート53を有している。ミキサー22のIF出力25は広い帯域通過フィルター61によってフィルターがかけられておりそしてバッファー増巾器63を通してダイオードとして示されているキャリアパワー検出器65に結合されており、そのダイオードのカソードは大地にキャパシター結合されている。このキャリアパワー検出器65はしきい値検出器67に結合された出力を有しその検出器の出力はDSP16の空白化検出入力18および出力受信器30中の一対の制御された高絶縁スイッチ70および80のそれぞれの制御ポート71、81に結合されている。RFキャリア信号と関連する所定のしきい値を越えるキャリアパワー検出器65の出力がない場合には、しきい値検出器67の出力は第1の論理状態にある。しかし、もしこのキャリアパワー検出器65が所定のしきい値を越えるパワーを検出すると、しきい値検出器67の出力は第2の論理状態に変化する。このDPS16への空白化信号入力18の状態の変化は出力受信器30を制御可能に空白化するために利用され、そしてその受信器を通してRF増巾器の歪みが測定される。
【0028】
この目的のために、ミキサー32のIF出力35はスイッチ70の第1の入力ポート72に結合されており、その第2の入力ポート73は図示のようにインピーダンス接続されている。スイッチ70は狭い帯域の帯域通過フィルター75を通してスイッチ80の第1の入力ポート82に結合された出力ポート74を有しており、このスイッチの第2の入力ポート83は図示のようにインピーダンス接続されている。スイッチ80はIFバッファー増巾器85を通してダイオードとして示されている(歪み)パワー検出器91に接続された出力ポート84を有しており、ダイオードのカソードは大地にキャパシター接続されており、そしてそれはRF増巾器10によって発生された出力受信器帯域巾内の歪みパワーを測定するように働く。
【0029】
この歪みパワー検出器91はローパスフィルター93を通してアナログ−ディジタルコンバータ(ADC)95に結合されたその出力を有し、そのディジタル化された出力はリンク97を通してDSP16の歪み検出入力19に結合されている。上で述べたように、この歪みパワー検出器のディジタル化された出力は積分されそして予歪み付与ユニット14中の可変減衰器および位相シフター要素を制御するため1ないしそれ以上のエラー最少化アルゴリズムを使ってDSP16によってプロセスされる。
【0030】
制御可能に空白化される歪みエネルギー測定副区分100の動作に従って、出力受信器30を通る信号通路は通常スイッチ70および80を通して歪みパワー検出器91に結合されており、その出力はサンプリングされ、ディジタル化されそして上で説明したようにDSP16の歪み入力19に結合される。
【0031】
DSP16がVCO45への制御電圧入力を走引するに従って入力および出力受信器20および30のそれぞれについての同調周波数が共通に走引される。この周波数走引期間中に、入力受信器20のキャリアパワー検出器65によって検出されたパワーはしきい値検出器67に加えられ、そのしきい値はキャリアと歪みに区分される。しきい値検出器67のしきい値が超過されない限り、受信器30の出力がRFパワー増巾器10中に生成された歪みパワーであると推定される。この歪みパワーはディジタル化されそしてプロセッサー16に結合されそして上で説明したように予歪み付与修正回路14を制御するため全走引期間に渡って積分される。
【0032】
しかしキャリアパワー検出器65の出力が出力受信器がキャリアエネルギーの近傍で同調されたことを表わしているしきい値検出器67のしきい値を越えた時には、上で説明したようにしきい値検出器67の出力はその第2の論理状態に変化する。このことはスイッチ70および80を通る信号通路を遮断するように働きそしてDSP16によって実行される歪み修正動作がキャリアによって生じないように出力受信器30を効果的に空白化する。歪み測定受信器回路のこのキャリアベースの選択的な空白化は出力受信器のIF増巾器85の飽和を阻止しそしてより低いIP3要素の使用を可能にする。帯域通過フィルター61によって決められる入力受信器20の帯域巾はスイッチング動作にとって望ましい保護帯域を与えるように出力受信器30の帯域巾よりも少し広くしてもよい。
【0033】
図2は発明を制限するようには働かない本発明の第2の実施例によるRFパワー増巾器歪み測定および修正方式のブロック図であり、ここでは適応型の予歪み付与回路が比較的“高”C/I比を有するRF増巾器の上流側に設けられている。上でも指摘したように、比較的高C/I比のRF増巾器という表現はそこでRFキャリアのレベルが相互変調のそれから即座に識別可能であるような高度に線形化されたRF増巾器を意味している。発明を制限するようには働かない例として、高C/I比は−65〜−70dBCのオーダーの範囲にある。
【0034】
高C/IRF増巾器の使用はキャリア信号と歪み間の区別に際してエラーを導入することなくその出力ミキサーがキャリア検出器およびその歪み検出器の両方によって使用されることを可能とする。このことは制御可能に空白化する歪みエネルギー測定副区分200の回路設計を入力ミキサーおよびそれに関連する増巾器を取り除くことによって簡単化する。
【0035】
もっと具体的に云うと、図1の実施例におけるように、増巾されるべきRF入力信号RFinはRFパワー増巾器10についての信号通路の入力ポート11に結合されている。しかし、入力受信器がないので、図1の第1の歪みカプラーによって与えられる信号通路は図2にはない。その代りに、RF入力ポートはディジタル的に制御される予歪み付与ユミット14に直接結合されている。RFパワー増巾器10の出力はRF出力ポートRFoutへ結合されており、そして方向性カプラー17を通して複雑さを低減した制御可能に空白化する歪みエネルギー測定副区分200の制御可能に走引される入力受信器30内のミキサー32の第1の入力31に結合されている。
【0036】
第1の実施例におけると同様に、出力受信器30はDSP16によって発生されるディジタル走引信号によって制御されそしてDAC41に結合されている。DAC41によって生成されたアナログ走引電圧はローパスフィルター43中でフィルターがかけられそしてVCO45へ結合される。VCO45の出力はバッファー増巾器57を通してミキサー32の第2の入力33に結合されている。ミキサー32の出力35はウィルキンソンスプリッター50の入力ポート51に結合されている。ウィルキンソンスプリッター50はより広い帯域の帯域通過フィルター61によってフィルターがかけられかつバッファー増巾器63を通してキャリアパワー検出器65に結合されている第1の出力ポート52を有している。図1に示した第1の実施例と同様に、キャリアパワー検出器65はしきい値検出器67に結合された出力を有し、その出力はDSP16および出力受信器中の制御された高絶縁スイッチ70および80のそれぞれの制御ポート71,81に結合されている。
【0037】
ウィルキンソンスプリッター50の第2の出力ポート53はスイッチ70の第1の入力ポート72に結合されており、その第2の入力ポート73は図示のようにインピーダンス接続されている。スイッチ70はより狭い帯域の帯域通過フィルター75を通してスイッチ80の第1の入力ポート82に結合されている出力ポート74を有しており、その第2の入力ポート83は図示のようにインピーダンス接続されている。スイッチ80はRF増巾器10の出力中の(歪み)エネルギーを測定するためにIFバッファー増巾器85を通して歪みパワー検出器91に結合されている。歪みパワー検出器91はローパスフィルター93を通してそのディジタル化された出力がリンク97を通してDSP16に結合されているアナログ−ディジタルコンバーター(ADC)95に結合されている出力を有している。
【0038】
図2の高C/I実施例の動作は入力受信器がない点を除くと上で説明した図1のそれと同様である。即ち出力受信器30を通る受信通路は通常スイッチ70および80を通して検出器91に結合されており、その出力はサンプリングされ、ディジタル化されそしてDSP16に結合されている。DSP16はVCO45への制御電圧入力を制御可能に変更するので、出力受信器30に対する同調周波数が走引される。この走引期間中に、キャリアパワー検出器65の出力はしきい値検出器67中でキャリアと相互変調歪みを区別するしきい値と比較される。
【0039】
キャリアパワー検出器65の出力が受信器がRF増巾器10からのキャリアパワーに基づいて同調されていることを示すしきい値検出器67のしきい値を越えると、しきい値検出器67の空白化検出器に結合した出力が、スイッチ70および80を通る信号通路が遮断されそして出力受信器30を効果的に空白化するように、その第2の論理状態に変化する。その結果、走引期間中出力受信器の歪みパワー検出器91によって検出されたエネルギーはキャリアにもっぱら関連するRFパワー増巾器の歪みエネルギーである。この歪みパワーは先に説明したようにディジタル化されそして予歪み修正回路14を制御するためプロセッサー16の歪み検出入力19に結合される。
【0040】
図3は発明を制限するようには働かない本発明による第3の実施例のRFパワー増巾器歪み測定および修正方式をブロック図で示しており、ここではDSP制御されるゲイン/位相調整回路が、比較的“低”C/I比を有しかつその歪み特性が測定されるRF増巾器10の下流側に結合されたフィードフォワードエラー通路中に設けられている。この目的のために、RF入力ポート11は入力バッファー増巾器301および方向性カプラー303を通してRF増巾器10の上流側に結合したゲイン/位相調整回路313を含むキャリア打ち消しループ310の第1のRF信号通路311に結合されている。このゲイン/位相調整回路313はそれぞれRF振巾および位相調整回路315および316から形成されたベクトル変調器を有していてもよい。回路315および316への破線入力によって示されているように、ゲイン/位相調整回路313はDSP16から生じた振巾および位相調整信号によって制御されてもよい。
【0041】
この入力ポート11はさらに遅延回路314を含んでいる第2のRF信号通路312に結合されており、この遅延回路の出力はフィードフォワードエラー抽出および再注入ループ330のRFキャリア打ち消しコンバイナー320(例えば、発明を限定するよう働かない例としてウィキンソンスプリッター/コンバイナー)の第1のポート321に結合されている。この遅延回路314はゲイン/位相調整回路313およびRF増巾器10によって第1のRF信号通路311に課された挿入遅延に対応する遅延を与えるように働く。
【0042】
RF増巾器10の増巾された信号出力の一部は方向性カプラー317を介して抽出されそしてキャリア打ち消しコンバイナー320の第2のポート322に結合される。最初の2つの実施例におけると同様に、方向性カプラー317の出力は増巾されたオリジナルのRF入力信号とRF増巾器10によって導入された全てのIMDSを表わしている。このキャリア打ち消しコンバイナー320はRF増巾器10の出力から第2のRF信号通路312によって供給される遅延した(時間に沿って並んだ)RFキャリア成分をキャンセルしかつ従ってIMDSを表わすRFエラー信号を与えるように働く。
【0043】
RF打ち消しコンバイナー320によって生成されたこのRFエラー信号はフィードフォワード歪み打ち消しループ330のDSP制御されたゲイン/位相調整回路350に結合されている。このゲイン/位相調整回路350はそれぞれ振巾および位相制御ユニット351および353を有するベクトル変調器を有していることが示されている。この振巾および位相制御ユニット351および353はそれぞれ制御ユニット352,354を有しておりそこには振巾および位相調整信号(G2,φ2)がDSP16から与えられている。
【0044】
ゲイン/位相調整回路350の動作を制御するために、DSP16からのディジタルゲイン制御信号がDAC355によってアナログフォーマットに変換される。DAC355の出力はローパスフィルター356中でフィルターがかけられそしてゲイン制御回路351のゲイン制御入力352に結合される。DSP16からのディジタル位相制御信号はDAC357によってアナログフォーマットに変換され、その出力はローパスフィルター358によってフィルターがかけられそして位相制御回路353の位相制御入力354に結合される。
【0045】
ゲイン/位相調整回路350の出力はフィードフォワードRFエラー増巾器360中で増巾され、そして次に再注入方向性カプラー363によってRF増巾器10の出力通路319中に再注入される。この方向性カプラー363は遅延ユニット365の下流側に設けられており、そこにはRF増巾器10の出力通路319が結合されている。この遅延ユニット365はフィードフォワードエラー修正および再注入ループ330中のRF打ち消しコンバイナー320、ゲイン/位相調整回路350およびフィードフォワードRFエラー増巾器360を通してRFエラー信号通路331中に導入された要素の挿入遅延に対応する効果的な遅延を与える。
【0046】
ゲイン/位相調整回路350のパラメータをモニターしそして適応的に制御するために、このディジタル信号プロセッサー16は、図1の実施例に関連して上で述べたと同じような方法で構成されかつ動作する制御可能に空白化する歪みエネルギー測定副区分100内の、RF出力モニタニング受信回路30の制御可能に空白化するスイッチング要素を通して結合されている。特に、RF増巾器の信号出力通路319中の複合信号の一部が再注入方向性カプラー363の下流側に設けられた方向性カプラー367を介して抽出される。この抽出された信号は出力受信器30のミキサー32の第1の入力31に結合されている。
【0047】
図3および図1の実施例の動作の違いはDSP16による測定された歪みエネルギーの使い方に関係している。図1の実施例においては、測定された歪みエネルギーはRF増巾器10への信号入力通路中の予歪み付与ユニット14のパラメーターを制御可能に調節するために使われている。図3の実施例においては、この測定された歪みエネルギーはフィードフォワードエラー修正および再注入ループ330のフィードフォワードRFエラー増巾器360へのRFエラー信号通路331中のゲイン/位相調整回路350のパラメーターを制御可能に調整するために使われている。
【0048】
図4は本発明の第4の実施例による発明を制限するようには働かないRFパワー増巾器歪み測定および修正方式のブロック図であり、これは比較的“高”C/I比を有するRF増巾器10用の図2のエラー測定メカニズムおよび図3のフィードフォワード打ち消し増巾器構造の効果的な組み合わせである。この目的のために、図4の高C/I実施例の予増巾信号処理ループ301およびフィードフォワードエラー抽出および再注入ループ330は図3の低C/I実施例におけるそれと同様に構成されかつ動作する。図4の高C/I実施例は制御可能な空白化歪みエネルギー測定副区分100を図2の実施例の複雑さを低減した制御可能な空白化された歪みエネルギー副区分200で置き変えることによって図3の低C/Iの実施例と異なっている。
【0049】
本発明についての以上の説明から明らかなように、RFパワー増巾器の歪みは例え多重周波数入力信号であっても、その出力がキャリアと関連するしきい値と比較される受信器と同調する走引型局所オツシレーターを使うことによって即座に正確に測定される。その入力受信器によって検出されたパワーが入力受信器がキャリアに基づいて同調されたことを示すしきい値を越えた時にはいつでも出力受信器を通る信号通信が空白化される。その結果、出力受信器が走引され、その出力が歪みエネルギーのみを含んでいると推定され、それはディジタル化されそして予歪み付与修正回路あるいはフィードフォワード誤差修正ループの後歪み付与回路を制御するために処理される。有利なことにはオッシレータの走引中には周波数情報が入手可能なので、選択されたサンプルは強調されその結果予歪み付与の重みは動作帯域巾に渡って全歪みエネルギーを単に最少化するよりむしろ最適マスクの動作を達成するように選ばれる。この発明はキャリアおよび歪みの両方のレベルを正確に測定するため単一の出力受信機器を使っているスペクトルアナライザー技術と関連している比較的遅い処理および高いダイナミックレインジの要求を克服する。
【0050】
以上本発明によるいくつかの実施例を示し説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるのもではなく当業者にとって知られる種々の変更および修正が可能であり、従ってここに示しかつ説明した詳細に限定されることを望むものではなく、当業者にとって容易に推考出来る全ての変更および修正をカバーすることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の第1の二重受信器を使った実施例によるRFパワー増巾器歪み測定および予歪み修正方式をブロックダイヤグラムで示している。
【図2】 本発明の第2の単一受信器を使った実施例のRFパワー増巾器歪み測定および予歪み付与修正方式をブロックダイヤグラムで示している。
【図3】 本発明の第3の二重受信器を有する実施例のRFパワー増巾器歪み測定および後歪み修正方式をブロックダイヤグラムで示している。
【図4】 本発明の第4の単一受信器を有する実施例のRFパワー増巾器歪み測定および後歪み修正方式をブロックダイヤグラムで示している。
Claims (21)
- RF入力信号が加えられるRF入力ポート;そこから増巾されたRF出力信号が取り出されるRF出力ポート;および上記入力および出力ポート間に、結合されたRF信号処理通路、そしてその処理通路はRFパワー増巾器および上記RFパワー増巾器によって導入された歪みを補償するように上記RF信号処理通路の1ないしそれ以上のパラメーターを調整するように制御可能に動作するRF歪み修正ユニットを含んでおり、上記RF歪み修正ユニットは上記RF増巾器によって導入された歪みを表わす信号を所定の帯域巾に渡って引き出すようにしかし上記RF入力信号のRFキャリア周波数の影響を排除しながら、結合されており、上記RF歪み修正ユニットが上記増巾されたRF信号中に含まれているエネルギーをモニターするように、結合されている周波数掃引出力受信器を含んでおり、そしてそれは上記RFキャリア周波数を排除しながら上記RFパワー増巾器によって導入された歪みを表わす情報を所定の帯域巾に渡って引き出す出力信号通路に結合されていることを特徴とするRFパワー増巾器装置。
- 上記周波数掃引される出力受信器の出力信号通路は上記RFキャリア周波数を含む上記RF出力信号に応じて制御可能に遮断されるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のRFパワー増巾器装置。
- 上記RF歪み修正ユニットは、しきい値を越えるRFキャリアエネルギーを含んでいるRF出力信号に応じて上記周波数掃引される出力受信器の上記出力信号通路を制御可能に遮断するように働くしきい値検出器を有していることを特徴とする請求の範囲第2項に記載のRFパワー増巾器装置。
- 上記RF歪み修正ユニットは上記RF増巾器によって生じた歪みを打ち消すように上記RF増巾器の上流側の上記RF入力信号中に制御可能に歪みを加えるRF予歪み付与修正ユニットを有することを特徴とする請求の範囲第2項に記載のRFパワー増巾器装置。
- 上記RF信号処理通路は上記RFパワー増巾器の上記RF出力ポートと回路的に結合されている補助RFエラー増巾器を含んでいるフィードフォワードエラー修正および再注入ループを有しており、そして上記RF歪み修正ユニットは上記補助RFエラー増巾器の上流側の上記フィードフォワードエラー修正および再注入ループ中に設けられたRF予歪み修正ユニットを有していることを特徴とする請求の範囲第2項に記載のRFパワー増巾器装置。
- 上記周波数掃引される出力受信器の出力信号通路は上記RFキャリア周波数を含む上記RF入力信号に応じて制御可能に遮断されるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第5項に記載のRFパワー増巾器装置。
- 上記RF歪み修正ユニットはしきい値を越えるRFキャリアエネルギーを含んでいるRF入力信号に応じて上記周波数で掃引される出力受信器の出力信号通路を制御可能に遮断するように動作するしきい値検出器を有することを特徴とする請求の範囲第6項に記載のRFパワー増巾器装置。
- 上記RF歪み修正ユニットは上記RF増巾器によって生じた歪みを打ち消すように上記RF増巾器の上流側の上記RF入力信号中に制御可能に歪みを加えるRF予歪み付与修正ユニットを有することを特徴とする請求の範囲第6項に記載のRFパワー増巾器装置。
- 上記RF信号処理通路は上記RFパワー増巾器の上記RF出力ポートと回路的に結合された補助RFエラー増巾器を含んでいるフィードフォワードエラー修正および再注入ループを有しており、そして上記RF歪み修正ユニットは上記補助RFエラー増巾器の上流側の上記フィードフォワードエラー修正および再注入ループ中に設けられた上記RF予歪み修正ユニットを有していることを特徴とする請求の範囲第6項に記載のRFパワー増巾器装置。
- RF入力信号が加えられるRF入力ポート;そこから増巾されたRF出力信号が取り出されるRF出力ポート;および上記入力および出力ポート間に、結合されたRF信号処理通路、そしてその処理通路はRFパワー増巾器および上記RFパワー増巾器によって導入された歪みを補償するように上記RF信号処理通路の1ないしそれ以上のパラメーターを調整するように制御可能に動作するRF歪み修正ユニットを含んでおり、上記RF歪み修正ユニットは上記RF増巾器によって導入された歪みを表わす信号を所定の帯域巾に渡って引き出すようにしかし上記RF入力信号のRFキャリア周波数の影響を排除しながら、結合されており、上記RF歪み修正ユニットは上記RF入力信号中に含まれているエネルギーをモニターするように結合されている周波数掃引される入力受信器および上記RF出力信号に含まれているエネルギーをモニターするように結合されている周波数掃引される出力受信器を有しており、かつ上記RFパワー増巾器によって導入される歪みを表わす情報を引き出す出力信号通路に結合されており、かつ上記RF歪み修正ユニットはしきい値を越えるRFキャリアエネルギーを含む上記RF入力信号に応じて上記周波数で掃引される出力受信器の出力信号通路を制御可能に遮断するように働くしきい値を有していることを特徴とするRFパワー増巾器装置。
- 上記RF歪み修正ユニットは上記RF増巾器の上流側の上記RF入力信号の振巾および位相を制御可能に調整するRF予歪み修正ユニットを有していることを特徴とする請求の範囲第10項に記載のRFパワー増巾器装置。
- 上記RF信号処理通路は上記RFパワー増巾器の上記RF出力ポートと回路的に結合されている補助RFエラー増巾器を含んでいるフィードフォワードエラー修正および再注入ループを含んでおり、かつ上記RF歪み修正ユニットは上記補助RFエラー増巾器の上流側の上記フィードフォワードエラー修正および再注入ループ中に設けられたRF予歪み修正ユニットを有していることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のRFパワー増巾器装置。
- そこにRF入力信号が結合されそしてそこから増巾されたRF出力信号が取り出されるRFパワー増巾器中の歪みを測定しかつ補償する方法であって、:
(a)所定の帯域巾に渡って上記RFパワー増巾器によって導入された歪みを表わす情報を上記RF入力信号中に存在するRFキャリア周波数の影響を排除しながら取り出すステップ;および
(b)ステップ(a)で取り出された情報に従って上記RFパワー増巾器によって導入された歪みを補償するようにRF信号処理通路の1あるいはそれ以上のパラメーターを制御可能に調整するステップを有し、
ステップ(a)はそれを通して上記増巾されたRF出力信号中に含まれているエネルギーがモニターされる出力信号通路中に結合されている出力受信器の動作周波数を変更すること、および上記RFキャリア周波数の影響を排除しつつ上記所定の帯域巾に渡って上記RFパワー増巾器によって導入された歪みを表わす情報をそこから抽出することを含む方法。 - そこにRF入力信号が結合されそしてそこから増巾されたRF出力信号が取り出されるRFパワー増巾器中の歪みを測定しかつ補償する方法であって、:
(a)所定の帯域巾に渡って上記RFパワー増巾器によって導入された歪みを表わす情報を上記RF入力信号中に存在するRFキャリア周波数の影響を排除しながら取り出すステップ;および
(b)ステップ(a)で取り出された情報に従って上記RFパワー増巾器によって導入された歪みを補償するようにRF信号処理通路の1あるいはそれ以上のパラメーターを制御可能に調整するステップを有し、
ステップ(a)は上記RF入力信号中に含まれているエネルギーをモニターするように結合されている入力受信器、および上記RFパワー増巾器への出力信号通路中に結合されかつ上記RF出力信号中に含まれているエネルギーをモニターするように働いている出力受信器の各々の動作周波数を同時に変更すること、およびしきい値を超過するRFキャリアエネルギーを含んでいる上記RF入力信号に応じて上記出力受信器の出力信号通路を制御可能に遮断することを含んでいる方法。 - ステップ(a)はさらにしきい値を越えるRFキャリアエネルギーを含んでいる上記RF出力信号に応じて上記RF出力受信器の出力信号通路を制御可能に遮断することを含んでいる請求の範囲第13項に記載の方法。
- ステップ(b)は上記RFパワー増巾器の上流側の上記RF入力信号の振巾および位相を制御可能に調整することを含んでいる請求の範囲第13項に記載の方法。
- 補助RFエラー増巾器を含んでいるフィードフォワードエラー修正および再注入ループが上記RFパワー増巾器の上記RF出力ポートと回路的に結合されており、そしてステップ(b)は上記補助RFエラー増巾器へのRF信号入力の振巾および位相を制御可能に調整することを含んでいることを特徴とする請求の範囲第13類に記載の方法。
- そこへRF入力信号が結合されそしてそこから増巾されたRF出力信号が引き出されるRFパワー増巾器中の歪みを測定しかつ補償する方法であって、上記増巾されたRF出力信号中のRFキャリア成分の位置を確かめそして分離するようにオッシレーターを掃引し、そして上記RFキャリア成分を除いた上記RFパワー増巾器の出力端に生成された歪みエネルギーを検出すること、および上記歪みエネルギーに従って上記RFパワー増巾器のそれぞれの入力および出力通路に設けられた予歪みユニットおよび後歪みユニットの1つの動作を制御可能に調整することを含む方法。
- 増巾器中の歪みを測定する装置であって:上記増巾器の入力および出力の一方におけるキャリアパワーを測定するように結合された第1の受信器;上記第1の受信器のそれよりも小さな動作帯域巾を有しかつ上記第1の受信器がキャリアエネルギーに同調されている時を除いて上記増巾器の出力側の歪みエネルギーを測定するように結合されている第2の受信器;および上記第1および第2の受信器の各々の動作周波数を共通に掃引するように働く掃引型の局所オッシレーターを有する装置。
- さらに上記増巾器の入力通路中に結合され、そして上記第2の受信器によって測定された上記歪みエネルギーに従って上記増巾器によって引き起こされた歪みを打ち消すように上記増巾器の上流側の入力信号に歪みを制御可能に加えるように働く予歪み修正ユニットを有することを特徴とする請求の範囲第19項に記載の装置。
- さらに上記増巾器の出力と回路的に結合された補助エラー増巾器を含むフィードフォワードエラー修正および再注入ループ、および上記補助エラー増巾器への上流側の上記フィードフォワードエラー修正および再注入ループ中に設けられ、かつ上記第2の受信器によって測定された上記歪みエネルギーに従って歪みを打ち消すように上記増巾器の出力信号に歪みを制御可能に加えるように働きかつ上記補助エラー増巾器を介して結合されている後歪み修正ユニットを有することを特徴とする請求の範囲第20項に記載の装置。
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