JP4723726B2 - 分配補正放送送信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放送送信システムに関するものであり、特に、デジタルTV（「ＤＴＶ」）送信システムのようなデジタル送信システム内の歪補正を目指すものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＴＶ送信システムのような高速放送送信システムは、情報信号を歪ませ所期の値から離す部品を含む。より明細に言うと、高速放送送信システムは、情報信号を増幅するとき情報信号を非線形的に歪ませる出力増幅器を含む。また、高速放送送信システムは、情報信号をフィルタにかける際、情報信号を線形的に歪ませるバンド制限フィルタのようなフィルタを含む。
【０００３】
送信システム内の斯かる歪の結果、振幅と位相の瞬間変化（AM/AM,AM/PM）および周波数に依存する振幅と位相の瞬間変化（周波数応答と群遅延）が生じる。位相・振幅変調システム内では、最適システム性能の為に、システムの振幅と位相が完全な状態に保たれなくてはならない。
【０００４】
従来、静的な（適応性のない）アナログ事前歪イコライザと修正器を使用して、テレビジョンシステムの等化が行われている。斯かるイコライザと修正器によって、所望の事前歪（事前等化）量を得るには、工場での調整が必要である。イコライザと修正器の老朽化、及び温度変化は、イコライザと修正器による事前歪量のずれ（ドリフト）を引き起こす。時折、現場調整が必要である。
【０００５】
デジタル信号処理技術によって、情報信号の事前歪補正性能を改善する。より明細に言うと、デジタル信号処理を使用することによって、適応性のある修正・等化アプローチが可能である。斯かる適応性のあるアプローチにより、工場での現場調整の手間が省ける。
アンテナに向かって進む信号の流れ内で、適応性のある信号修正を行うことは知られている。しかし、比較的高速なデータシステムでは、信号修正するのに、短時間で比較的大きい量を処理することが要求される。知られた一技術において、１つの工程で歪の全て（即ち、線形歪および非線形歪）が修正される。
【０００６】
別の一技術において、システム内の歪補正は、アンテナの方向に部品ごとに行われる。より明細に言うと、各部品に対して、その部品からの出力信号をモニターし、その部品による歪量を求める。それから、その部品に対して、補正は展開される。続いて、次の後続の部品をモニターし、その部品に対して補正を展開する。しかし、斯かる技術は時間を消費し、高速データの流れには適さないことがよくある。また、斯かるシステム内では、周波数に依存する振幅の変動又は群遅延変動が、振幅と位相の瞬間変化であるように誤って解釈されうる。
【０００７】
従って、デジタル放送送信システム内の線形歪および非線形歪に対して適応性のある高速補正技術が必要である。
【０００８】
【発明の要旨】
本発明は、順次配列され少なくとも１つの増幅器を含む複数の第１部品であって該第１部品の各々は情報信号に機能して情報信号を歪ませ所期の値からシフトさせる該第１部品、情報信号を修正し該複数の第１部品による歪シフトを補正する複数の第２部品であって、該複数の第１部品の上流側に位置し順次配列され情報信号を修正し歪発生に対して逆順序に歪を補正する該複数の第２部品を含む情報信号放送送信システムを提供するものである。簡便に言うと、本発明は情報信号放送送信システムを提供するものである。送信システムは、順次配列され少なくとも１つの増幅器を含む複数の第１部品を含む。該第１部品の各々は、情報信号に機能して情報信号を歪ませ所期の値からシフトさせる。送信システムは、情報信号を修正し該複数の第１部品による歪シフトを補正する複数の第２部品を含む。該複数の第２部品は、該複数の第１部品の上流側に位置する。該複数の第２部品は、順次配列され情報信号を修正し歪発生に対して逆順序に歪を補正する。
【０００９】
本発明は、また、送信されるデジタルテレビジョン信号を処理する入力回路、デジタルテレビジョン信号をアナログ信号に変換するデジタル‐アナログ変換器、テレビジョンアナログ信号で無線周波数キャリヤを変調するアップ変換器、変調無線周波数キャリヤテレビジョン信号に線形歪および非線形歪を生じさせる少なくとも１つの無線周波数フィルタ回路及び少なくとも１つの無線周波数増幅回路、該フィルタ回路及び該増幅回路から出力無線周波数キャリヤテレビジョン信号を受信してダウン変換するダウン変換器、該フィルタ回路及び該増幅回路からのダウン変換されたアナログテレビジョン信号をデジタル信号に変換するアナログ‐デジタル変換器、該入力回路と該デジタル‐アナログ変換器との間に接続され該デジタル‐アナログ変換器に印加されるデジタル信号を処理する適応デジタル信号歪補正回路であって該フィルタ回路及び該増幅回路の出力に対応する該アナログ‐デジタル変換器からのデジタル信号に応答しデジタルテレビジョン信号を修正し（デジタルテレビジョン信号の補正は斯かる順序に行われる）、線形歪補正および非線形歪補正を行なう該適応デジタル信号歪補正回路とから構成されるデジタルテレビジョン無線周波数送信システムを含む。本発明の有益な点は、順次配列された複数の第１部品を含む送信システムにある。
【００１０】
該複数の第１部品の各々は、情報信号に機能する。該複数の第１部品のうちの第１部品は、情報信号を歪ませ所期の値からシフトさせる。該複数の第１部品のうちの第２部品が、情報信号を歪ませ所期の値からシフトさせる。送信システムは、該複数の第１部品の上流側に位置する複数の第２部品を含む。該複数の第２部品は、情報信号を修正し該複数の第１部品による歪シフトを補正する。該複数の第１部品のうちの第１部品は、情報信号を修正し線形歪を補正する。該複数の第２部品のうちの第２部品は、情報信号を修正し非線形歪を補正する。該複数の第２部品のうちの第１および第２の部品は、順次配列され情報信号を修正し歪発生に対して逆順序に歪を補正する。
【００１１】
更に本発明の別の特徴は、情報信号がアンテナに向かって進む信号経路を有する情報信号放送送信システムを提供することにある。送信システム内に、第１部品が信号経路に配置され情報信号に機能する。この第１部品は、情報信号に非線形歪を生じさせ所期の値からシフトさせる。第２部品が信号経路に配置され情報信号に機能する。この第２部品は、情報信号に線形歪を生じさせ所期の値からシフトさせる。第３部品が信号経路に配置され情報信号に機能する。この第３部品は、情報信号に線形歪を生じさせ所期の値からシフトさせる。該第２および該第３の部品を、信号経路に沿って該第１部品の上流側か下流側の何れかの側で１つのグループにする。第４部品が信号経路に配置され、情報信号を修正し該第１部品による非線形歪を補正する。第５部品が信号経路に配置され、情報信号を修正し該第２部品による線形歪を補正する。第６部品が信号経路に配置され、情報信号を修正し該第３部品による線形歪を補正する。該第５および該第６の部品を、信号経路に沿って該第４部品の上流側か下流側の何れかの側で１つのグループにする。該第５および該第６の部品を該第４部品の上流側か下流側の何れかの側に配置することは、該第２および該第３の部品を該第１部品の上流側か下流側の何れかの側に配置することに対して反対になる。
【００１２】
また本発明の別の特徴は、無線周波数送信器システムの歪補正配置を提供することにある。送信器システムは、送信されるデジタル信号を処理する入力回路、デジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル‐アナログ変換器、及びアナログ信号で無線周波数キャリヤを変調するアップ変換器を含む。更に送信器システムは、少なくとも１つの無線周波数フィルタ回路及び少なくとも１つの無線周波数増幅回路を含む。該フィルタ回路及び該増幅回路は、変調無線周波数キャリヤに線形歪および非線形歪を生じさせる。該歪補正配置は、該入力回路と該デジタル‐アナログ変換器との間に接続され該デジタル‐アナログ変換器に印加されるデジタル信号を処理する適応デジタル信号歪補正回路を含む。適応デジタル信号歪補正回路は、該無線周波数フィルタ回路及び該増幅回路からの出力信号に応答しデジタル信号を修正し、線形歪補正および非線形歪補正を行なう。デジタル信号補正順序は、該フィルタ回路と該増幅回路を接続する順序と逆になるようにする。
【００１３】
更に本発明の他の特徴は、デジタルテレビジョン無線周波数送信器システムを提供することにある。入力回路は、送信されるデジタルテレビジョン信号を処理する。デジタル‐アナログ変換器は、デジタルテレビジョン信号をアナログテレビジョン信号に変換する。アップ変換器は、アナログテレビジョン信号で無線周波数キャリヤを変調する。送信器システムは、少なくとも１つの無線周波数フィルタ回路及び少なくとも１つの無線周波数増幅回路を含む。該フィルタ回路及び該増幅回路は、変調無線周波数キャリヤテレビジョン信号に線形歪および非線形歪を生じさせる。ダウン変換器は、該フィルタ回路及び該増幅回路から出力無線周波数キャリヤテレビジョン信号を受信してダウン変換する。アナログ‐デジタル変換器は、該フィルタ回路及び該増幅回路からのダウン変換されたアナログテレビジョン信号をデジタル信号に変換する。
【００１４】
適応デジタル信号歪補正回路は、該入力回路と該デジタル‐アナログ変換器との間に接続され該デジタル‐アナログ変換器に印加されるデジタル信号を処理する。適応デジタル信号歪補正回路は、該フィルタ回路及び該増幅回路の出力に対応する該アナログ‐デジタル変換器からのデジタル信号に応答しデジタルテレビジョン信号を修正し線形歪補正および非線形歪補正を行なう。デジタルテレビジョン信号補正順序は、該フィルタ回路と該増幅回路を接続する順序と逆になるようにする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
第１図に、データストリーム経路１２に沿って順次配置される複数の部品として、機能ブロックフォーマットに示される装置１０は、本発明の一表示である。データストリーム１２は、比較的高速で送信される情報データ信号ストリームである。更に、データ信号は、通常比較的広いバンド（１８ＭＨｚ）を有する。
【００１６】
高データ速度およびバンド幅は、装置１０が配置されるシステム環境に関係する。より明細に言うと、第２図に示されるように、装置１０は、高鮮明度（「ＨＤ」）デジタルテレビジョン（「ＤＴＶ」）システム１４の部分であることが好ましい。ＤＴＶは、無線周波数レンジの信号を放送することが好ましい。一実施例において、放送信号は超高周波数レンジ（３００〜３０００ＭＨｚ）にあり、４７０〜８６０ＭＨｚのレンジにあることが好ましい。関連する部分では、ＤＴＶシステム１４は、８ＶＳＢ励振器１６と送信器１８を含む。
【００１７】
第１図に示される装置１０の部品は、第２図の８ＶＳＢ励振器１６と送信器１８内に配置される。より明細に言うと、送信器１８（第１図）は、出力増幅器２０、増幅器２０の上流側に配置される前増幅フィルタ２２、及び増幅器２０の下流側に配置される後増幅フィルタ２４を含む。ここでは、前増幅フィルタ２２を入力フィルタと呼び、後増幅フィルタ２４を高出力フィルタと呼ぶ。送信器１８は、他の部品を含んでよい。
【００１８】
出力増幅器２０は、無線周波数信号の放送送信に適した出力レベルまで情報信号を増幅する。一実施例において、増幅出力レベルは５０ｋＷである。また、出力増幅器２０を、増幅装置のアレイから構成してもよい。
【００１９】
複数の増幅装置が出力増幅器２０内にあれば、コンバイナーを高出力フィルタ２４の隣に配置し増幅装置の出力を重ね合わす。様々の増幅器構成配置を採用でき、高出力フィルタ２４はコンバイナー回路のような適切な追加部品を含んでよい。
【００２０】
理論的「理想」システムに焦点を絞って言うと、送信器の該部品の全てが理想的にある。より明細に言うと、システムの出力増幅器は理想的で、理想的増幅器に対して伝達特性曲線は線形になる。第３図の破線は、斯かる理想的伝達特性曲線の一例を示す。従って、斯かる理想的システム内では、所与の前増幅出力レベルを有する情報信号は、増幅量を規定する線形関係に一重に従って、増幅器によって所定の出力レベルまで増幅される。
【００２１】
更に、理想的システムのフィルタは如何なる歪みも生じさせない。
【００２２】
しかし、装置１０の現実の出力増幅器２０は理想的になく、増幅器の現実の出力伝達特性曲線は線形にならない。情報信号の増幅時に出力増幅器２０によって、情報信号に非線形歪が生じる。
【００２３】
より明細に言うと、非線形歪は、振幅と位相の瞬間変化を招く。第３図の実線は、実際の伝達特性曲線の一例を示す。
【００２４】
従って、情報信号を修正し出力増幅器２０によって生じた歪を補正しなければならない。第４図の実線は、修正の一例を示す。
【００２５】
加えて、送信器１８のフィルタ２２及びフィルタ２４は、情報信号に線形歪を生じさせる。入力フィルタ２２は情報信号に第１の線形歪を生じさせ、高出力フィルタ２４は情報信号に第２の線形歪を生じさせる。より明細に言うと、高出力フィルタ２４によって生じた歪は、群遅延と振幅応答（即ち、周波数に依存する振幅変動）を引き起こす。従って、送信器１８内の数個の部品２０、２２、２４の各々に対して、情報信号に修正量或いは等化量を加えて補償しなければならない。
【００２６】
再び理論的理想システムに話を戻すと、情報信号に加えられた如何なる作用（即ち、増幅或いはフィルタ）も時間不変である。明細に言うと、理想システムでは、情報信号に加えられた作用は、時間が経過しても変化しない。従って、所与の入力加振に対して、理想システムは、加振する時間に独立して、いつも同じ出力を生む。
【００２７】
しかし、実際は、送信器１８は時間変化する。明細に言うと、所与の入力加振に対して、送信器１８の出力は、時間とともに変化する。時間変化の一理由は、送信器１８内の熱の影響である。熱の影響は、出力増幅器２０とフィルタ２２及び２４によって情報信号に生じた信号歪量を変動させる。従って、歪の全て（即ち、線形歪および非線形歪）を補償し、歪変化に適応することが望ましい。
【００２８】
本発明に基づく装置１０は、８ＶＳＢ励振器１６内に修正器２８、イコライザ３０及び３２の３つの部品を、送信器１８内の３つの歪発生部品２０、２２、２４に対して提供する。明細に言うと、適応非線形修正器２８（例えば、事前修正回路）は信号に事前歪を加え、出力増幅器２０によって生じた非線形歪を補正する。適応線形イコライザ３０（例えば、事前等化回路）は信号に事前歪を加え、入力フィルタ２２によって生じた線形歪を補正する。適応線形イコライザ３２（例えば、事前等化回路）は信号に事前歪を加え、高出力フィルタ２４によって生じた線形歪を補正する。集合的に、線形イコライザ３２、非線形修正器２８、及び線形イコライザ３０は、適応デジタル信号歪補正回路として機能する。
【００２９】
線形イコライザ３２、非線形修正器２８、及び線形イコライザ３０を、歪発生順序の逆順序に事前歪（事前修正）が加えられるように順次配列する。明細に言うと、高出力フィルタ２４によって生じる線形歪は最後に（即ち、他の全ての歪より下流側位置に）発生する為、線形イコライザ３２によって加えられる線形事前歪は最初に起こる。出力増幅器２０によって生じる非線形歪は２番目に発生する為、非線形修正器２８によって加えられる非線形歪は２番目に起こる。入力フィルタ２２によって生じる線形歪は最初に（即ち、出力増幅器２０及び高出力フィルタ２４によって生じる歪より前に）発生する為、線形イコライザ３０によって加えられる線形事前歪は３番目（即ち、線形イコライザ３２及び非線形修正器２８の事前歪の後）に起こる。
【００３０】
本発明に従う逆順序事前歪は、幾つかの重要な点に基づいている。第１の点は、線形影響と非線形影響とは、混合されると重ね合わせ特性を維持しない（即ち、線形影響と非線形影響とは交換できない）ことである。第２の点は、線形関数は、非線形影響が無いとき重ね合わせ特性を維持することである。第３の点は、理想的システム（１種以上の部品群のシステム）は、線形システム或は非線形システムの何れとも随意に混合され得ることである。
【００３１】
換言すると、重ね合わせは、理想的システム及び他の如何なるタイプのシステムでも成立する。以上の点を実際に示す為に、数学を使って説明する。出力増幅器のような非線形部品を、次の数式でモデル化する。
y(t)=a 1 x(t)+a 2 x 2 (t)+a 3 x 3 (t)+...
【００３２】
ｘ(t)を次式で与えられる任意の変調信号とする。
x(t)=p(t)cos(ωt+θ)
ここで、p(t)はベースバンド変調信号、ωはキャリヤ周波数、θは固定位相オフセット。
【００３３】
簡単の為、第３オーダーのシステムのみ仮定すると、
y(t)=1/2a 2 p 2 (t)+[a 1 p(t)+a 3 p 3 (t)]cos(ωt+θ)+
1/2a 2 p 2 (t)cos[2(ωt+θ)]+1/2a 3 p 3 (t)cos[3(ωt+θ)
奇数オーダーの積のみが基本振幅に寄与する。帯域通過フィルタを使ってDC項と高調波項を除外すると仮定すると、一般のシステムは下記の信号に減じることができる。
y(t)=[Σa k p k (t)]cos(ωt+θ) {k=1,3,5,...}
【００３４】
中位の非線形から線形までのシステムに対して、a k 項はp k (t)項が無限に近づくより早くゼロに近づく。これは、システムのオーダーに制約を加える。このシステム特性は、比較的小さい数の係数識別子を要求する。
【００３５】
カスケードシステムが第９図に示される。ｗ(t)を第２オーダーの非線形システムに選ぶ。
ｗ(t)=a 1 x(t)+a 2 x 2 (t)
また、v(t)を任意のオーダーの非線形多項式修正器と仮定すると
v(t)=b 1 x(t)+b 2 x 2 (t)+b 3 x 3 (t)+...
【００３６】
カスケードシステムの出力は入力の線形関数、即ち、y(t)=Aｘ(t)、ここでAはスカラー（簡単の為、１と仮定）と仮定する。
【００３７】
システムの伝達関数は次式で与えられる。
y(t)=x(t)=a 1 ν(t)+a 2 ν 2 (t)
x(t)=a 1 [b 1 x(t)+b 2 x 2 (t)+b 3 x 3 (t)+...]+a 2 [b 1 x(t)+b 2 x 2 (t)+b 3 x 3 (t)+...] 2
x(t)=a 1 b 1 x(t)+[a 1 b 2 +a 2 b l 2 ]x 2 (t)+...
【００３８】
該方定式は正確に解けないので、特定のオーダーに近似する。近似第２オーダーの解は
a 1 =1/b l
a 2 =-b 2 /b l 3
この近似解は第２オーダーの項を打ち消すが、より高いオーダーの項を生成する。一般にこの修正は事前修正のオーダー以下の非線形を補正する。最高オーダーは事前修正と非線形システムの和である。
【００３９】
線形システムに戻ると、如何なる線形システムも自己回帰移動平均過程によってモデル化される。
G(z)=(Σbz -k )/(1-Σa k z -k )
これらのシステムの修正は逆関数を要求する。
H(z)=1/G(z)
G(z)で与えられる任意の多項式に対して、逆H(z)が存在する。
【００４０】
しかし、逆が安定するという保証が無い。通常、安定性を確実にする逆システムの全極近似を行なう。
線形と非線形のカスケードシステムについてはより難しい。最も難しい問題はシステムの修正器のオーダーを制御することである。
これらのタイプのシステムに対して、オーダーは和ではなく積になる。
【００４１】
例えば、古典Volterra級数展開は次式で与えられる。
y(n)=ΣΣ...Σh k (τ l ...τ k )x(n-τ l )...x(n-τ k )
オーダーにおける和は、
k=1...無限;
τ l =0...N 1 ...
τ k =0...N k
これらのタイプのシステムは、ずっと高いオーダーを要求し、HDTVのような高速システムにおいて高価で複雑になる。
【００４２】
第12図は線形と非線形のカスケードシステムの例を示す。ｈ（ｎ）はオーダー（ｍ＋１）の線形システムであり、その伝達関数は
u(n)=x(n)h 0 +x(n-1)h l +x(n-2)h 2 +...x(n-m)h m
システムｗ(n)はオーダー（ｋ＋１）の非線形システムと仮定すると、その伝達関数はシステム
w(n)=a 1 u(n)+a 2 u 2 (n)+a 3 u 3 (n)+....+a k u k (n)
カスケードシステムの伝達関数は
y(n)=a 0,0 x(n)+a 0,1 x(n-1)+a 0,2 x(n-1)+...+a 0,m x(n-m)+
a 1,0 x(n)+a 1,1 x(n-1)+a 1,2 x(n-1)+...+a 1,m x(n-m)
...+
a k,0 x(n)+a k,1 x(n-1)+a k,2 x(n-1)+...+a k,m x(n-m)
【００４３】
システムのオーダーはｋ＋ｍ＋２ではなく、（ｋ＋１）（ｍ＋１）である。意味のあるオーダーの高速システムに対して極めて高コストで煩雑である。システム補正を分配することによって、上記混合システムの問題を十分に避けることができる。
【００４４】
第１１図及び第１２図に示される２つのシステムを考える。第１１図のシステムは１つのブロックを使用し、線形システムと非線形システムの両システムに対して事前修正する。事前修正V-1【h(n),w(n)】は、線形と非線形のカスケードシステムに対して上記の式の逆を表す。該修正に対するオーダーは（ｋ＋１）（ｍ＋１）である。
【００４５】
第１２図のシステムは、線形ブロックw-1(n)と非線形ブロックh-1(n)との間に修正を分配する。
【００４６】
h-1(n)修正はh(n)に対して線形修正するのみである。イコライザは変化するけれど、使用されるオーダーはh(n)のオーダーに等しいと仮定する。該実施例では、オーダーはｍである。h-1(n)がh(n)に対して完全に修正したなら、残りのシステムの挙動は完全に非線形である。これは非常に低いオーダーの修正器に許される。
【００４７】
システム１４内で機能する本発明による装置１０のより詳細な実施例を、第５図に示す。明細に言うと、８ＶＳＢ励振器１６内の他の励振器部品３６は、線形イコライザ３２に信号を送る。実施例では、線形イコライザ３０に入力された情報データストリームは位相振幅変調信号内の３２バイトワードからなる。
【００４８】
線形イコライザ３２は、情報信号を事前補正・事前等化して高出力フィルタ２４によって生じた線形歪を補正するのに適する構造を有するFIRデジタルフィルタが好ましい。線形イコライザ３２は、プログラム処理を行なうマイクロプロセッサ、及び／又は個別の「ハードワイヤード」回路を含んでよい。他のタイプのフィルタ（例えば、IIR、FIRとIIRとの組み合わせたもの、又はアナログフィルタ）が使用され得る。
【００４９】
情報信号は線形イコライザ３２から非線形修正器２８へ送られる。
非線形修正器２８は、信号を事前に歪ませ（即ち、事前補正或は事前等化して）出力増幅器２０によって生じた非線形歪を補正するのに適する構造を有する。非線形修正器２８は、メモリーに線形修正値を加える。従って、非線形修正器２８は、プログラム処理を行なうマイクロプロセッサ、及び／又は個別の「ハードワイヤード」回路を含んでよい。
【００５０】
非線形修正器２８の出力は、線形イコライザ３０に送られる。線形イコライザ３０は信号を事前に歪ませ入力フィルタ２２によって生じた線形歪を補正するのに適する部品を有する。実施例では、線形イコライザ３０の構造と機能は、異なる事前歪が加えられる点以外は、線形イコライザ３２の構造と機能に似ている。線形イコライザ３０の出力は、該デジタル‐アナログ変換器(DAC)４０に送られる。
【００５１】
情報信号は、DAC４０を通り、局部発信器４４によって駆動され変調無線周波数信号として情報信号を提供するアップ変換器４２を通る。変調はDAC４０の出力を介する。情報信号は、入力フィルタ２２、出力増幅器２０、そして高出力フィルタ２４を通る。
【００５２】
システム１４は、線形イコライザ３２、非線形修正器２８、及び線形イコライザ３０が、事前修正を行うように信号の色々なサンプルポイントの選択を容易にする適応判定機能４６を含む。３つの事前歪部品２８、３０、３２の各々に、適切な適応判定が行なわれる。適応判定するために、第１のサンプル信号５０が、入力フィルタ２２でフィルタされた後、送信器１８内から分離する。第２のサンプル信号５２が、出力増幅器２０で増幅された後、送信器１８内から分離する。第３のサンプル信号５４が、高出力フィルタ２４でフィルタされた後、送信器１８内から分離する。
【００５３】
第１図は、第７図のシステムの簡略化したブロック図を示す。システムは、線形と非線形のカスケードシステムであり、分配補正案を利用する。
【００５４】
第６図の機能ブロック図は、本発明に基づく装置６０の他の実施例を示す。装置６０は、非線形修正器A-1６２、線形イコライザB-1６４、線形イコライザC-1６６、非線形修正器D-1６８、線形イコライザE-1７０を含む。これらの部品６２〜７０は供給された情報信号を事前に歪ませ、下流側部品フィルタE７２、非線形出力増幅器D74、フィルタC７６、フィルタB７８、非線形出力増幅器A８０によって生じた歪を補償する。補償部品（例えば、線形イコライザC-1６６）は各歪発生部品（例えば、フィルタC７６）に対してある。各補償部品は、情報信号の歪に逆影響を及ぼす。従って、アルファベット識別記号は、歪作用（例えば、A）と逆作用の補償（例えば、A-1）を示すように組を成す。
【００５５】
各補償部品の位置は、関連した歪発生部品の位置の「逆」になる。従って、事前歪発生の順序はフィルタE７２、非線形出力増幅器D74、フィルタC７６、フィルタB７８、非線形出力増幅器A８０によって生じた歪の逆順になる。例えば、最初の補償部品（即ち、非線形修正器A-1６２）は最後の歪発生部品（即ち、非線形出力増幅器A８０）と関連する。
【００５６】
第７図の機能ブロック図は、本発明に基づく装置９０の他の実施例を示す。装置９０は、第６図の装置６０を変えたものである。装置９０（第７図）は、線形事前歪発生の入換えが非線形事前歪発生の位置を越えない限り、事前歪発生部品の順序が、歪発生順序に正確に逆順にないように配置され得ることを示す。
【００５７】
明細に言うと、第７図において、非線形修正器A-1９２は非線形出力増幅器A９４によって生じた非線形歪を補償する。線形イコライザB-1９６はフィルタB９８によって生じた線形歪を補償する。線形イコライザC-1１００はフィルタC102によって生じた線形歪を補償する。非線形修正器D-1１０４は非線形出力増幅器A１０６によって生じた非線形歪を補償する。線形イコライザE-1１０８はフィルタE１１０によって生じた線形歪を補償する。
歪の順序はE、D、C、B、Aであり、事前歪補償の順序はA-1C-1B-1D-1E-1となる。線形イコライザC-1１００は線形イコライザB-1９６に対して上流側（即ち、線形イコライザB-1９６の前）にある。該配置A-1C-1B-1D-1E-1は適切に歪を補償する。
線形歪を補償する部品群の順序は、非線形補償部品を越さない限り、再配置可能である。線形イコライザE-1１０８は、非線形修正器D-1１０４を越えることができない為、線形イコライザB-1９６と線形イコライザC-1１００の両方に対して再配置不可能である。
【００５８】
第８図の機能ブロック図は、本発明に基づく装置１２０を示す。装置１２０は、第６図の装置６０を変えたものである。第８図では、フィルタBとCは、１つのフィルタブロック１２２の中へ一緒にされる。フィルタBとCは、情報信号に線形歪を生じさせる。しかし、フィルタBとCの線形歪を補償する線形事前歪は、線形イコライザ(B*C)-1１２４内で１つの工程で一緒に組合わさる。
【００５９】
斯かる組合わせは、特に適応性のある装置１２０では有益である。装置１２０は、フィードバックを使用し、補償値を計算・生成する。従って、第８図に示すように、A〜Eの５つに対して、４つのフィードバックループは要求される。フィードバック数の減少によって、ハードウェアと計算の量が減少し、フィルタBとCに対して別々に補正が生じる場合に比較してメモリー量も少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づいて順次配列された部品の機能ブロック図である。
【図２】本発明が使用される装置のブロック図である。
【図３】増幅器の伝達特性曲線のプロットである。
【図４】増幅器の出力を線形化するために行われた修正のプロットである。
【図５】本発明に基づく配置を詳細に示す、第２図に示す装置の部分のブロック図である。
【図６】本発明に基づく実施例のを示す機能ブロック図である。
【図７】本発明に基づく実施例のを示す機能ブロック図である。
【図８】本発明に基づく実施例のを示す機能ブロック図である。
【図９】カスケードシステムの数学的モデル例である。
【図１０】カスケードシステムの数学的モデル例である。
【図１１】カスケードシステムの数学的モデル例である。
【図１２】カスケードシステムの数学的モデル例である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、放送送信システムに関するものであり、特に、デジタルTV（「ＤＴＶ」）送信システムのようなデジタル送信システム内の歪補正を目指すものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＴＶ送信システムのような高速放送送信システムは、情報信号を歪ませ所期の値から離す部品を含む。より明細に言うと、高速放送送信システムは、情報信号を増幅するとき情報信号を非線形的に歪ませる出力増幅器を含む。また、高速放送送信システムは、情報信号をフィルタにかける際、情報信号を線形的に歪ませるバンド制限フィルタのようなフィルタを含む。
【０００３】
送信システム内の斯かる歪の結果、振幅と位相の瞬間変化（AM/AM,AM/PM）および周波数に依存する振幅と位相の瞬間変化（周波数応答と群遅延）が生じる。位相・振幅変調システム内では、最適システム性能の為に、システムの振幅と位相が完全な状態に保たれなくてはならない。
【０００４】
従来、静的な（適応性のない）アナログ事前歪イコライザと修正器を使用して、テレビジョンシステムの等化が行われている。斯かるイコライザと修正器によって、所望の事前歪（事前等化）量を得るには、工場での調整が必要である。イコライザと修正器の老朽化、及び温度変化は、イコライザと修正器による事前歪量のずれ（ドリフト）を引き起こす。時折、現場調整が必要である。
【０００５】
デジタル信号処理技術によって、情報信号の事前歪補正性能を改善する。より明細に言うと、デジタル信号処理を使用することによって、適応性のある修正・等化アプローチが可能である。斯かる適応性のあるアプローチにより、工場での現場調整の手間が省ける。
アンテナに向かって進む信号の流れ内で、適応性のある信号修正を行うことは知られている。しかし、比較的高速なデータシステムでは、信号修正するのに、短時間で比較的大きい量を処理することが要求される。知られた一技術において、１つの工程で歪の全て（即ち、線形歪および非線形歪）が修正される。
【０００６】
別の一技術において、システム内の歪補正は、アンテナの方向に部品ごとに行われる。より明細に言うと、各部品に対して、その部品からの出力信号をモニターし、その部品による歪量を求める。それから、その部品に対して、補正は展開される。続いて、次の後続の部品をモニターし、その部品に対して補正を展開する。しかし、斯かる技術は時間を消費し、高速データの流れには適さないことがよくある。また、斯かるシステム内では、周波数に依存する振幅の変動又は群遅延変動が、振幅と位相の瞬間変化であるように誤って解釈されうる。
【０００７】
従って、デジタル放送送信システム内の線形歪および非線形歪に対して適応性のある高速補正技術が必要である。
【０００８】
【発明の要旨】
本発明は、順次配列され少なくとも１つの増幅器を含む複数の第１部品であって該第１部品の各々は情報信号に機能して情報信号を歪ませ所期の値からシフトさせる該第１部品、情報信号を修正し該複数の第１部品による歪シフトを補正する複数の第２部品であって、該複数の第１部品の上流側に位置し順次配列され情報信号を修正し歪発生に対して逆順序に歪を補正する該複数の第２部品を含む情報信号放送送信システムを提供するものである。簡便に言うと、本発明は情報信号放送送信システムを提供するものである。送信システムは、順次配列され少なくとも１つの増幅器を含む複数の第１部品を含む。該第１部品の各々は、情報信号に機能して情報信号を歪ませ所期の値からシフトさせる。送信システムは、情報信号を修正し該複数の第１部品による歪シフトを補正する複数の第２部品を含む。該複数の第２部品は、該複数の第１部品の上流側に位置する。該複数の第２部品は、順次配列され情報信号を修正し歪発生に対して逆順序に歪を補正する。
【０００９】
本発明は、また、送信されるデジタルテレビジョン信号を処理する入力回路、デジタルテレビジョン信号をアナログ信号に変換するデジタル‐アナログ変換器、テレビジョンアナログ信号で無線周波数キャリヤを変調するアップ変換器、変調無線周波数キャリヤテレビジョン信号に線形歪および非線形歪を生じさせる少なくとも１つの無線周波数フィルタ回路及び少なくとも１つの無線周波数増幅回路、該フィルタ回路及び該増幅回路から出力無線周波数キャリヤテレビジョン信号を受信してダウン変換するダウン変換器、該フィルタ回路及び該増幅回路からのダウン変換されたアナログテレビジョン信号をデジタル信号に変換するアナログ‐デジタル変換器、該入力回路と該デジタル‐アナログ変換器との間に接続され該デジタル‐アナログ変換器に印加されるデジタル信号を処理する適応デジタル信号歪補正回路であって該フィルタ回路及び該増幅回路の出力に対応する該アナログ‐デジタル変換器からのデジタル信号に応答しデジタルテレビジョン信号を修正し（デジタルテレビジョン信号の補正は斯かる順序に行われる）、線形歪補正および非線形歪補正を行なう該適応デジタル信号歪補正回路とから構成されるデジタルテレビジョン無線周波数送信システムを含む。本発明の有益な点は、順次配列された複数の第１部品を含む送信システムにある。
【００１０】
該複数の第１部品の各々は、情報信号に機能する。該複数の第１部品のうちの第１部品は、情報信号を歪ませ所期の値からシフトさせる。該複数の第１部品のうちの第２部品が、情報信号を歪ませ所期の値からシフトさせる。送信システムは、該複数の第１部品の上流側に位置する複数の第２部品を含む。該複数の第２部品は、情報信号を修正し該複数の第１部品による歪シフトを補正する。該複数の第１部品のうちの第１部品は、情報信号を修正し線形歪を補正する。該複数の第２部品のうちの第２部品は、情報信号を修正し非線形歪を補正する。該複数の第２部品のうちの第１および第２の部品は、順次配列され情報信号を修正し歪発生に対して逆順序に歪を補正する。
【００１１】
更に本発明の別の特徴は、情報信号がアンテナに向かって進む信号経路を有する情報信号放送送信システムを提供することにある。送信システム内に、第１部品が信号経路に配置され情報信号に機能する。この第１部品は、情報信号に非線形歪を生じさせ所期の値からシフトさせる。第２部品が信号経路に配置され情報信号に機能する。この第２部品は、情報信号に線形歪を生じさせ所期の値からシフトさせる。第３部品が信号経路に配置され情報信号に機能する。この第３部品は、情報信号に線形歪を生じさせ所期の値からシフトさせる。該第２および該第３の部品を、信号経路に沿って該第１部品の上流側か下流側の何れかの側で１つのグループにする。第４部品が信号経路に配置され、情報信号を修正し該第１部品による非線形歪を補正する。第５部品が信号経路に配置され、情報信号を修正し該第２部品による線形歪を補正する。第６部品が信号経路に配置され、情報信号を修正し該第３部品による線形歪を補正する。該第５および該第６の部品を、信号経路に沿って該第４部品の上流側か下流側の何れかの側で１つのグループにする。該第５および該第６の部品を該第４部品の上流側か下流側の何れかの側に配置することは、該第２および該第３の部品を該第１部品の上流側か下流側の何れかの側に配置することに対して反対になる。
【００１２】
また本発明の別の特徴は、無線周波数送信器システムの歪補正配置を提供することにある。送信器システムは、送信されるデジタル信号を処理する入力回路、デジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル‐アナログ変換器、及びアナログ信号で無線周波数キャリヤを変調するアップ変換器を含む。更に送信器システムは、少なくとも１つの無線周波数フィルタ回路及び少なくとも１つの無線周波数増幅回路を含む。該フィルタ回路及び該増幅回路は、変調無線周波数キャリヤに線形歪および非線形歪を生じさせる。該歪補正配置は、該入力回路と該デジタル‐アナログ変換器との間に接続され該デジタル‐アナログ変換器に印加されるデジタル信号を処理する適応デジタル信号歪補正回路を含む。適応デジタル信号歪補正回路は、該無線周波数フィルタ回路及び該増幅回路からの出力信号に応答しデジタル信号を修正し、線形歪補正および非線形歪補正を行なう。デジタル信号補正順序は、該フィルタ回路と該増幅回路を接続する順序と逆になるようにする。
【００１３】
更に本発明の他の特徴は、デジタルテレビジョン無線周波数送信器システムを提供することにある。入力回路は、送信されるデジタルテレビジョン信号を処理する。デジタル‐アナログ変換器は、デジタルテレビジョン信号をアナログテレビジョン信号に変換する。アップ変換器は、アナログテレビジョン信号で無線周波数キャリヤを変調する。送信器システムは、少なくとも１つの無線周波数フィルタ回路及び少なくとも１つの無線周波数増幅回路を含む。該フィルタ回路及び該増幅回路は、変調無線周波数キャリヤテレビジョン信号に線形歪および非線形歪を生じさせる。ダウン変換器は、該フィルタ回路及び該増幅回路から出力無線周波数キャリヤテレビジョン信号を受信してダウン変換する。アナログ‐デジタル変換器は、該フィルタ回路及び該増幅回路からのダウン変換されたアナログテレビジョン信号をデジタル信号に変換する。
【００１４】
適応デジタル信号歪補正回路は、該入力回路と該デジタル‐アナログ変換器との間に接続され該デジタル‐アナログ変換器に印加されるデジタル信号を処理する。適応デジタル信号歪補正回路は、該フィルタ回路及び該増幅回路の出力に対応する該アナログ‐デジタル変換器からのデジタル信号に応答しデジタルテレビジョン信号を修正し線形歪補正および非線形歪補正を行なう。デジタルテレビジョン信号補正順序は、該フィルタ回路と該増幅回路を接続する順序と逆になるようにする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
第１図に、データストリーム経路１２に沿って順次配置される複数の部品として、機能ブロックフォーマットに示される装置１０は、本発明の一表示である。データストリーム１２は、比較的高速で送信される情報データ信号ストリームである。更に、データ信号は、通常比較的広いバンド（１８ＭＨｚ）を有する。
【００１６】
高データ速度およびバンド幅は、装置１０が配置されるシステム環境に関係する。より明細に言うと、第２図に示されるように、装置１０は、高鮮明度（「ＨＤ」）デジタルテレビジョン（「ＤＴＶ」）システム１４の部分であることが好ましい。ＤＴＶは、無線周波数レンジの信号を放送することが好ましい。一実施例において、放送信号は超高周波数レンジ（３００〜３０００ＭＨｚ）にあり、４７０〜８６０ＭＨｚのレンジにあることが好ましい。関連する部分では、ＤＴＶシステム１４は、８ＶＳＢ励振器１６と送信器１８を含む。
【００１７】
第１図に示される装置１０の部品は、第２図の８ＶＳＢ励振器１６と送信器１８内に配置される。より明細に言うと、送信器１８（第１図）は、出力増幅器２０、増幅器２０の上流側に配置される前増幅フィルタ２２、及び増幅器２０の下流側に配置される後増幅フィルタ２４を含む。ここでは、前増幅フィルタ２２を入力フィルタと呼び、後増幅フィルタ２４を高出力フィルタと呼ぶ。送信器１８は、他の部品を含んでよい。
【００１８】
出力増幅器２０は、無線周波数信号の放送送信に適した出力レベルまで情報信号を増幅する。一実施例において、増幅出力レベルは５０ｋＷである。また、出力増幅器２０を、増幅装置のアレイから構成してもよい。
【００１９】
複数の増幅装置が出力増幅器２０内にあれば、コンバイナーを高出力フィルタ２４の隣に配置し増幅装置の出力を重ね合わす。様々の増幅器構成配置を採用でき、高出力フィルタ２４はコンバイナー回路のような適切な追加部品を含んでよい。
【００２０】
理論的「理想」システムに焦点を絞って言うと、送信器の該部品の全てが理想的にある。より明細に言うと、システムの出力増幅器は理想的で、理想的増幅器に対して伝達特性曲線は線形になる。第３図の破線は、斯かる理想的伝達特性曲線の一例を示す。従って、斯かる理想的システム内では、所与の前増幅出力レベルを有する情報信号は、増幅量を規定する線形関係に一重に従って、増幅器によって所定の出力レベルまで増幅される。
【００２１】
更に、理想的システムのフィルタは如何なる歪みも生じさせない。
【００２２】
しかし、装置１０の現実の出力増幅器２０は理想的になく、増幅器の現実の出力伝達特性曲線は線形にならない。情報信号の増幅時に出力増幅器２０によって、情報信号に非線形歪が生じる。
【００２３】
より明細に言うと、非線形歪は、振幅と位相の瞬間変化を招く。第３図の実線は、実際の伝達特性曲線の一例を示す。
【００２４】
従って、情報信号を修正し出力増幅器２０によって生じた歪を補正しなければならない。第４図の実線は、修正の一例を示す。
【００２５】
加えて、送信器１８のフィルタ２２及びフィルタ２４は、情報信号に線形歪を生じさせる。入力フィルタ２２は情報信号に第１の線形歪を生じさせ、高出力フィルタ２４は情報信号に第２の線形歪を生じさせる。より明細に言うと、高出力フィルタ２４によって生じた歪は、群遅延と振幅応答（即ち、周波数に依存する振幅変動）を引き起こす。従って、送信器１８内の数個の部品２０、２２、２４の各々に対して、情報信号に修正量或いは等化量を加えて補償しなければならない。
【００２６】
再び理論的理想システムに話を戻すと、情報信号に加えられた如何なる作用（即ち、増幅或いはフィルタ）も時間不変である。明細に言うと、理想システムでは、情報信号に加えられた作用は、時間が経過しても変化しない。従って、所与の入力加振に対して、理想システムは、加振する時間に独立して、いつも同じ出力を生む。
【００２７】
しかし、実際は、送信器１８は時間変化する。明細に言うと、所与の入力加振に対して、送信器１８の出力は、時間とともに変化する。時間変化の一理由は、送信器１８内の熱の影響である。熱の影響は、出力増幅器２０とフィルタ２２及び２４によって情報信号に生じた信号歪量を変動させる。従って、歪の全て（即ち、線形歪および非線形歪）を補償し、歪変化に適応することが望ましい。
【００２８】
本発明に基づく装置１０は、８ＶＳＢ励振器１６内に修正器２８、イコライザ３０及び３２の３つの部品を、送信器１８内の３つの歪発生部品２０、２２、２４に対して提供する。明細に言うと、適応非線形修正器２８（例えば、事前修正回路）は信号に事前歪を加え、出力増幅器２０によって生じた非線形歪を補正する。適応線形イコライザ３０（例えば、事前等化回路）は信号に事前歪を加え、入力フィルタ２２によって生じた線形歪を補正する。適応線形イコライザ３２（例えば、事前等化回路）は信号に事前歪を加え、高出力フィルタ２４によって生じた線形歪を補正する。集合的に、線形イコライザ３２、非線形修正器２８、及び線形イコライザ３０は、適応デジタル信号歪補正回路として機能する。
【００２９】
線形イコライザ３２、非線形修正器２８、及び線形イコライザ３０を、歪発生順序の逆順序に事前歪（事前修正）が加えられるように順次配列する。明細に言うと、高出力フィルタ２４によって生じる線形歪は最後に（即ち、他の全ての歪より下流側位置に）発生する為、線形イコライザ３２によって加えられる線形事前歪は最初に起こる。出力増幅器２０によって生じる非線形歪は２番目に発生する為、非線形修正器２８によって加えられる非線形歪は２番目に起こる。入力フィルタ２２によって生じる線形歪は最初に（即ち、出力増幅器２０及び高出力フィルタ２４によって生じる歪より前に）発生する為、線形イコライザ３０によって加えられる線形事前歪は３番目（即ち、線形イコライザ３２及び非線形修正器２８の事前歪の後）に起こる。
【００３０】
本発明に従う逆順序事前歪は、幾つかの重要な点に基づいている。第１の点は、線形影響と非線形影響とは、混合されると重ね合わせ特性を維持しない（即ち、線形影響と非線形影響とは交換できない）ことである。第２の点は、線形関数は、非線形影響が無いとき重ね合わせ特性を維持することである。第３の点は、理想的システム（１種以上の部品群のシステム）は、線形システム或は非線形システムの何れとも随意に混合され得ることである。
【００３１】
換言すると、重ね合わせは、理想的システム及び他の如何なるタイプのシステムでも成立する。以上の点を実際に示す為に、数学を使って説明する。出力増幅器のような非線形部品を、次の数式でモデル化する。
y(t)=a 1 x(t)+a 2 x 2 (t)+a 3 x 3 (t)+...
【００３２】
ｘ(t)を次式で与えられる任意の変調信号とする。
x(t)=p(t)cos(ωt+θ)
ここで、p(t)はベースバンド変調信号、ωはキャリヤ周波数、θは固定位相オフセット。
【００３３】
簡単の為、第３オーダーのシステムのみ仮定すると、
y(t)=1/2a 2 p 2 (t)+[a 1 p(t)+a 3 p 3 (t)]cos(ωt+θ)+
1/2a 2 p 2 (t)cos[2(ωt+θ)]+1/2a 3 p 3 (t)cos[3(ωt+θ)
奇数オーダーの積のみが基本振幅に寄与する。帯域通過フィルタを使ってDC項と高調波項を除外すると仮定すると、一般のシステムは下記の信号に減じることができる。
y(t)=[Σa k p k (t)]cos(ωt+θ) {k=1,3,5,...}
【００３４】
中位の非線形から線形までのシステムに対して、a k 項はp k (t)項が無限に近づくより早くゼロに近づく。これは、システムのオーダーに制約を加える。このシステム特性は、比較的小さい数の係数識別子を要求する。
【００３５】
カスケードシステムが第９図に示される。ｗ(t)を第２オーダーの非線形システムに選ぶ。
ｗ(t)=a 1 x(t)+a 2 x 2 (t)
また、v(t)を任意のオーダーの非線形多項式修正器と仮定すると
v(t)=b 1 x(t)+b 2 x 2 (t)+b 3 x 3 (t)+...
【００３６】
カスケードシステムの出力は入力の線形関数、即ち、y(t)=Aｘ(t)、ここでAはスカラー（簡単の為、１と仮定）と仮定する。
【００３７】
システムの伝達関数は次式で与えられる。
y(t)=x(t)=a 1 ν(t)+a 2 ν 2 (t)
x(t)=a 1 [b 1 x(t)+b 2 x 2 (t)+b 3 x 3 (t)+...]+a 2 [b 1 x(t)+b 2 x 2 (t)+b 3 x 3 (t)+...] 2
x(t)=a 1 b 1 x(t)+[a 1 b 2 +a 2 b l 2 ]x 2 (t)+...
【００３８】
該方定式は正確に解けないので、特定のオーダーに近似する。近似第２オーダーの解は
a 1 =1/b l
a 2 =-b 2 /b l 3
この近似解は第２オーダーの項を打ち消すが、より高いオーダーの項を生成する。一般にこの修正は事前修正のオーダー以下の非線形を補正する。最高オーダーは事前修正と非線形システムの和である。
【００３９】
線形システムに戻ると、如何なる線形システムも自己回帰移動平均過程によってモデル化される。
G(z)=(Σbz -k )/(1-Σa k z -k )
これらのシステムの修正は逆関数を要求する。
H(z)=1/G(z)
G(z)で与えられる任意の多項式に対して、逆H(z)が存在する。
【００４０】
しかし、逆が安定するという保証が無い。通常、安定性を確実にする逆システムの全極近似を行なう。
線形と非線形のカスケードシステムについてはより難しい。最も難しい問題はシステムの修正器のオーダーを制御することである。
これらのタイプのシステムに対して、オーダーは和ではなく積になる。
【００４１】
例えば、古典Volterra級数展開は次式で与えられる。
y(n)=ΣΣ...Σh k (τ l ...τ k )x(n-τ l )...x(n-τ k )
オーダーにおける和は、
k=1...無限;
τ l =0...N 1 ...
τ k =0...N k
これらのタイプのシステムは、ずっと高いオーダーを要求し、HDTVのような高速システムにおいて高価で複雑になる。
【００４２】
第12図は線形と非線形のカスケードシステムの例を示す。ｈ（ｎ）はオーダー（ｍ＋１）の線形システムであり、その伝達関数は
u(n)=x(n)h 0 +x(n-1)h l +x(n-2)h 2 +...x(n-m)h m
システムｗ(n)はオーダー（ｋ＋１）の非線形システムと仮定すると、その伝達関数はシステム
w(n)=a 1 u(n)+a 2 u 2 (n)+a 3 u 3 (n)+....+a k u k (n)
カスケードシステムの伝達関数は
y(n)=a 0,0 x(n)+a 0,1 x(n-1)+a 0,2 x(n-1)+...+a 0,m x(n-m)+
a 1,0 x(n)+a 1,1 x(n-1)+a 1,2 x(n-1)+...+a 1,m x(n-m)
...+
a k,0 x(n)+a k,1 x(n-1)+a k,2 x(n-1)+...+a k,m x(n-m)
【００４３】
システムのオーダーはｋ＋ｍ＋２ではなく、（ｋ＋１）（ｍ＋１）である。意味のあるオーダーの高速システムに対して極めて高コストで煩雑である。システム補正を分配することによって、上記混合システムの問題を十分に避けることができる。
【００４４】
第１１図及び第１２図に示される２つのシステムを考える。第１１図のシステムは１つのブロックを使用し、線形システムと非線形システムの両システムに対して事前修正する。事前修正V-1【h(n),w(n)】は、線形と非線形のカスケードシステムに対して上記の式の逆を表す。該修正に対するオーダーは（ｋ＋１）（ｍ＋１）である。
【００４５】
第１２図のシステムは、線形ブロックw-1(n)と非線形ブロックh-1(n)との間に修正を分配する。
【００４６】
h-1(n)修正はh(n)に対して線形修正するのみである。イコライザは変化するけれど、使用されるオーダーはh(n)のオーダーに等しいと仮定する。該実施例では、オーダーはｍである。h-1(n)がh(n)に対して完全に修正したなら、残りのシステムの挙動は完全に非線形である。これは非常に低いオーダーの修正器に許される。
【００４７】
システム１４内で機能する本発明による装置１０のより詳細な実施例を、第５図に示す。明細に言うと、８ＶＳＢ励振器１６内の他の励振器部品３６は、線形イコライザ３２に信号を送る。実施例では、線形イコライザ３０に入力された情報データストリームは位相振幅変調信号内の３２バイトワードからなる。
【００４８】
線形イコライザ３２は、情報信号を事前補正・事前等化して高出力フィルタ２４によって生じた線形歪を補正するのに適する構造を有するFIRデジタルフィルタが好ましい。線形イコライザ３２は、プログラム処理を行なうマイクロプロセッサ、及び／又は個別の「ハードワイヤード」回路を含んでよい。他のタイプのフィルタ（例えば、IIR、FIRとIIRとの組み合わせたもの、又はアナログフィルタ）が使用され得る。
【００４９】
情報信号は線形イコライザ３２から非線形修正器２８へ送られる。
非線形修正器２８は、信号を事前に歪ませ（即ち、事前補正或は事前等化して）出力増幅器２０によって生じた非線形歪を補正するのに適する構造を有する。非線形修正器２８は、メモリーに線形修正値を加える。従って、非線形修正器２８は、プログラム処理を行なうマイクロプロセッサ、及び／又は個別の「ハードワイヤード」回路を含んでよい。
【００５０】
非線形修正器２８の出力は、線形イコライザ３０に送られる。線形イコライザ３０は信号を事前に歪ませ入力フィルタ２２によって生じた線形歪を補正するのに適する部品を有する。実施例では、線形イコライザ３０の構造と機能は、異なる事前歪が加えられる点以外は、線形イコライザ３２の構造と機能に似ている。線形イコライザ３０の出力は、該デジタル‐アナログ変換器(DAC)４０に送られる。
【００５１】
情報信号は、DAC４０を通り、局部発信器４４によって駆動され変調無線周波数信号として情報信号を提供するアップ変換器４２を通る。変調はDAC４０の出力を介する。情報信号は、入力フィルタ２２、出力増幅器２０、そして高出力フィルタ２４を通る。
【００５２】
システム１４は、線形イコライザ３２、非線形修正器２８、及び線形イコライザ３０が、事前修正を行うように信号の色々なサンプルポイントの選択を容易にする適応判定機能４６を含む。３つの事前歪部品２８、３０、３２の各々に、適切な適応判定が行なわれる。適応判定するために、第１のサンプル信号５０が、入力フィルタ２２でフィルタされた後、送信器１８内から分離する。第２のサンプル信号５２が、出力増幅器２０で増幅された後、送信器１８内から分離する。第３のサンプル信号５４が、高出力フィルタ２４でフィルタされた後、送信器１８内から分離する。
【００５３】
第１図は、第７図のシステムの簡略化したブロック図を示す。システムは、線形と非線形のカスケードシステムであり、分配補正案を利用する。
【００５４】
第６図の機能ブロック図は、本発明に基づく装置６０の他の実施例を示す。装置６０は、非線形修正器A-1６２、線形イコライザB-1６４、線形イコライザC-1６６、非線形修正器D-1６８、線形イコライザE-1７０を含む。これらの部品６２〜７０は供給された情報信号を事前に歪ませ、下流側部品フィルタE７２、非線形出力増幅器D74、フィルタC７６、フィルタB７８、非線形出力増幅器A８０によって生じた歪を補償する。補償部品（例えば、線形イコライザC-1６６）は各歪発生部品（例えば、フィルタC７６）に対してある。各補償部品は、情報信号の歪に逆影響を及ぼす。従って、アルファベット識別記号は、歪作用（例えば、A）と逆作用の補償（例えば、A-1）を示すように組を成す。
【００５５】
各補償部品の位置は、関連した歪発生部品の位置の「逆」になる。従って、事前歪発生の順序はフィルタE７２、非線形出力増幅器D74、フィルタC７６、フィルタB７８、非線形出力増幅器A８０によって生じた歪の逆順になる。例えば、最初の補償部品（即ち、非線形修正器A-1６２）は最後の歪発生部品（即ち、非線形出力増幅器A８０）と関連する。
【００５６】
第７図の機能ブロック図は、本発明に基づく装置９０の他の実施例を示す。装置９０は、第６図の装置６０を変えたものである。装置９０（第７図）は、線形事前歪発生の入換えが非線形事前歪発生の位置を越えない限り、事前歪発生部品の順序が、歪発生順序に正確に逆順にないように配置され得ることを示す。
【００５７】
明細に言うと、第７図において、非線形修正器A-1９２は非線形出力増幅器A９４によって生じた非線形歪を補償する。線形イコライザB-1９６はフィルタB９８によって生じた線形歪を補償する。線形イコライザC-1１００はフィルタC102によって生じた線形歪を補償する。非線形修正器D-1１０４は非線形出力増幅器A１０６によって生じた非線形歪を補償する。線形イコライザE-1１０８はフィルタE１１０によって生じた線形歪を補償する。
歪の順序はE、D、C、B、Aであり、事前歪補償の順序はA-1C-1B-1D-1E-1となる。線形イコライザC-1１００は線形イコライザB-1９６に対して上流側（即ち、線形イコライザB-1９６の前）にある。該配置A-1C-1B-1D-1E-1は適切に歪を補償する。
線形歪を補償する部品群の順序は、非線形補償部品を越さない限り、再配置可能である。線形イコライザE-1１０８は、非線形修正器D-1１０４を越えることができない為、線形イコライザB-1９６と線形イコライザC-1１００の両方に対して再配置不可能である。
【００５８】
第８図の機能ブロック図は、本発明に基づく装置１２０を示す。装置１２０は、第６図の装置６０を変えたものである。第８図では、フィルタBとCは、１つのフィルタブロック１２２の中へ一緒にされる。フィルタBとCは、情報信号に線形歪を生じさせる。しかし、フィルタBとCの線形歪を補償する線形事前歪は、線形イコライザ(B*C)-1１２４内で１つの工程で一緒に組合わさる。
【００５９】
斯かる組合わせは、特に適応性のある装置１２０では有益である。装置１２０は、フィードバックを使用し、補償値を計算・生成する。従って、第８図に示すように、A〜Eの５つに対して、４つのフィードバックループは要求される。フィードバック数の減少によって、ハードウェアと計算の量が減少し、フィルタBとCに対して別々に補正が生じる場合に比較してメモリー量も少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づいて順次配列された部品の機能ブロック図である。
【図２】本発明が使用される装置のブロック図である。
【図３】増幅器の伝達特性曲線のプロットである。
【図４】増幅器の出力を線形化するために行われた修正のプロットである。
【図５】本発明に基づく配置を詳細に示す、第２図に示す装置の部分のブロック図である。
【図６】本発明に基づく実施例のを示す機能ブロック図である。
【図７】本発明に基づく実施例のを示す機能ブロック図である。
【図８】本発明に基づく実施例のを示す機能ブロック図である。
【図９】カスケードシステムの数学的モデル例である。
【図１０】カスケードシステムの数学的モデル例である。
【図１１】カスケードシステムの数学的モデル例である。
【図１２】カスケードシステムの数学的モデル例である。
Claims (8)
- 情報信号がアンテナに向かって進む信号経路を有する情報信号放送送信システムであって、
前記信号経路に配置され、前記情報信号にそれぞれの機能を実行する第１部品と第２部品とを含む第１の複数の部品であって、前記第１部品は前記情報信号に非線形歪を発生して所期の値からシフトさせ、前記第２部品は前記情報信号に線形歪を発生して所期の値からシフトさせる前記第１の複数の部品、
前記第１の複数の部品の上流側の前記信号経路に配置され、前記第１の複数の部品により前記情報信号に発生した前記非線形歪と前記線形歪とを補償するように前記情報信号を修正する第３部品と第４部品とを含む第２の複数の部品であって、前記第３部品と前記第４部品は前記第１の複数の部品に前記歪が発生する順序に対して逆順序に前記歪を補償するように順次配列される前記第２の複数の部品、および
前記第１の複数の部品に含まれる第５部品であって、前記情報信号に線形歪を発生して所期の値からシフトさせる前記第５部品を含み、
前記第３部品と前記第４部品は前記第１部品の出力信号と前記第２部品の出力信号にそれぞれ応答して前記第１部品により発生した前記非線形歪と前記第２部品により発生した前記線形歪をそれぞれ補償するように前記情報信号を修正し、
前記第２の複数の部品は前記第５部品により発生した前記線形歪を補償するように前記情報信号を修正する第６部品を含み、
前記第６部品の前記第３および第４部品に対する上流側・下流側位置は、前記第５部品の前記第１および第２部品に対する上流側・下流側位置の逆になることを特徴とする情報信号放送送信システム。 - 前記第５部品は、前記第１部品の下流側に配置され、前記第６部品は、前記第３部品の上流側に配置されることを特徴とする請求項１記載の情報信号放送送信システム。
- 前記第２部品と前記第５部品とは、前記第１部品の上流側か下流側の何れかの側で１つのグループにされ、
前記第４部品と前記第６部品とは、前記第３部品の上流側か下流側の何れかの側で１つのグループにされることを特徴とする請求項１記載の情報信号放送送信システム。 - 前記第４部品と前記第６部品とは、結合されて、前記第２部品と前記第５部品とにより発生した前記線形歪を同時に補償することを特徴とする請求項３記載の情報信号放送送信システム。
- アンテナから送信されるデジタル信号を処理する入力回路、前記デジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル‐アナログ変換器、及び前記アナログ信号で無線周波数キャリヤを変調するアップ変換器を有する無線周波数送信器システムを含み、
前記第１の複数の部品は、前記アップ変換器と前記アンテナとの間の前記信号経路に接続され、
前記第２の複数の部品は、前記入力回路と前記デジタル‐アナログ変換器との間の前記信号経路に接続されることを特徴とする請求項１記載の情報信号放送送信システム。 - 前記第１部品は、出力増幅器を含み、
前記第２部品は、第１フィルタを含み、
前記第３部品は、非線形修正器を含み、
前記第４部品は、第１線形イコライザを含むことを特徴とする請求項５記載の情報信号放送送信システム。 - 前記第５部品は、第２フィルタを含み、
前記第６部品は、第２線形イコライザを含むことを特徴とする請求項６記載の情報信号放送送信システム。 - 前記第１部品、前記第２部品および前記第５部品からアナログ出力信号を受信して前記アナログ出力信号をダウン変換するダウン変換器、および
前記ダウン変換したアナログ出力信号をデジタル信号に変換して前記デジタル信号を前記第２の複数の部品のそれぞれの部品に供給するアナログ‐デジタル変換器を含むことを特徴とする請求項７記載の情報信号放送送信システム。
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