JPH05503408A - トランシーバの送信機内で信号を可変する装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 前記修正値に応答して、入力信号を調整し、被調整入力信号を生成する手段；お よび 前記被調整入力信号に応答して出力信号を可変し、線形化された出力信号を生成 する手段； によって構成されることを特徴とする装置。

ゲインとして現れる。

トランシーバの送信機内で信号を可変する装置と方法背景技術 発明の分野 本発明は、一般に送信機と受信機とを有する無線システムに関する。さらに詳し くは、増幅器の出力信号を受信機で選択的にサンプリングし、この信号を処理し て修正値を決定し、この修正値を増幅器の入力信号またはゲイン・ステージに用 いて出力信号を可変することにより、ＴＤＭシステム内で、送信機電力増幅器の 線形化とゲイン制御とを行う装置と方法とに関する。

従来技術の説明 無線通信システムは、少なくとも、送信機と受信機とによって構成される。送信 機と受信機とは、無線周波数チャンネルにより相互接続されて、その間に情報信 号の送信を行うことができる。トランシーバには普通、受信機と送信機の両方が 含まれる。トランシーバの送信機部分には、普通は、被送信信号の電力を増大さ せる無線周波数（ＲＦ）電力増幅器が含まれる。ＲＦ電力増幅器は、出力電力動 作範囲の一部で、入力信号と出力信号とに関する非線形伝達関数特性を有するの が普通である。この非線形性は、入力レベルの動作範囲の一部において、入力レ ベルに依存する無線信号の送信におけるＲＦ電力増幅の概念Ｉよよく知られてい るが、時分割多重（ＴＤＭ）信号のＲＦ電力増幅番よ、陸上可動装置産業に対し て新しし１問題を提起する。

セルラ通信システムの利用が増大してきたために、セルう無線電話通信に割り当 てられた周波数帯域のすべての使用可能な送信チャンネルを全面的に利用するこ とが多くなってきた。容量を大きくするために米国で提案されてしする別のセル ラ・システム、以下Ｕ　Ｓ　Ｄ　Ｃ（Ｕｎｉｔｅｄ　ＳｔａｔｅｓＤｉｇｉｔａ ｌ　Ｃｅ１ｌｕｌａｒ）と呼ぶが、このシステムで１よ、さまざまな時分割多重 タイム・スロットのうちの一定のスロ・ノドで無線システムにアクセスしようと する複数の加入者間で、１つのＲＦチャンネルが共有（時分割多重）される。こ の方法では、いくつかの無線電話による単一チャンネルの順次時分割を用いて、 同一周波数で２つ以上の信号を送信することができる。タイム・スロットは、周 期的（；繰り返すフレームとして配置されるので、目的の無線通信（よ周期的に 不連続となり、他のタイム・スロット内で信号力（送信されると関係のない信号 が挟まれる。

ＵＳＤＣのために選定された独自の線形変調スキーム１よ、π／４−シフト直角 差動位相シフト・キーイング（ＱＤＰＳＫ−−ｓｈｉｆｔ　ｑｕａｄｒａｔｕｒ ｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｐｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔｋｅｙｉｎｇ）と呼ば れる。π／４−シフトＱＤＰＳＫ変調スキームにおいては、音声信号はシリアル ・データ・スト’Ｊ　−ムにコード化される。このシリアル・データ・ストリー ムが、２つの二次データ・ストリームに分割（ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）されて 、処理され、ＱＤＰＳＫ配列の同相（Ｉ）信号成分と直角（Ｑ）信号成分の時間 的に不連続なサンプルを生成する。この不連続信号サンプルが、従来のデジタル 信号処理（ＤＳＰ）動作において用いられる。

π／４−シフトＱＤＰＳＫのような線形変調スキームは、一般に帯域幅が狭く、 信号エンベロープが一定でない。この狭い帯域幅により、無線周波数スペクトル の効率が最適化される。

線形変調法は高いスペクトル効率を達成することができるが、非線形ＲＦ電力増 幅器が歪成分を導入して、これがスペクトルを広げて、スペクトル周波数の利点 を打ち消す。

送信信号を低域濾波して狭い帯域幅を得ることにより、信号エンベロープが可変 して、増幅器の線形領域を充分に利用することができなくなる。増幅器の効率を 最適化するためには、非線形動作領域を用いることもできる。非線形領域を利用 すると、増幅器はより高い出力レベルで動作することができ、そのため動作電源 電圧、バイアス電流または熱の放散により制限されることになる。そのため、線 形でありながら電力効率のよい送信機ＲＦ電力増幅器を提供することは、非常に 難問である。

セルラ・システムは通常、いくつかの別々の平均値に関して出力電力を調整する ことを必要とする。増幅器が、温度、電源電圧および動作負荷などにより変動し ても、正確）　な値に平均出力電力の調整を維持できることが望ましい。

従来は、出力電力信号のエンベロープ・ビ〜りに比例するＤＣ電圧を発生させる 、出力電力を検出する温度補償ダイオード整流器を用いてこれが行われてきた。

ダイオード検出器は、比較的小さな範囲の信号電力領域においてしか正確な電力 の測定ができないので、ＵＳＤＣシステムには便利とは言えない。ＵＳＤＣシス テムは、ダイオード検出器が従来処理することができたものよりも大きな範囲の 出力電力を指定する。ＵＳＤＣ変調はまた、被送信信号エンベロープを変動させ 、それによりピーク検出ダイオード検出器の平均信号電力の測定が誤ったものと なる。

非線形送信電力増幅器に伴う問題点を修正するために取られた以前の方法の１つ に、あらかじめ定義された複素数修正参照用テーブルを用いるものがある。変調 信号の同相（Ｉ）成分と直角（Ｑ）成分を、参照用テーブルの指標として用いて ゲインの修正対を決定する。ゲイン修正対は、増幅の前に工およびＱ成分信号値 に適用されて、送信信号をあらかじめ歪める。送信信号をあらかじめ歪めること により、非線形性により起こされるＲＦ電力増幅器で加えられる歪が打ち消され る。その結果、増幅器の非線形領域で、入力信号とほぼ線形の被送信出力信号が 得られる。この方法は温度、電源電圧または動作負荷などによる、長時間にわた る増幅器の非線形ゲイン伝達関数の変化を補償するものではない。さらに、よい 線形化を行うためには、参照用テーブルは非常に大きなものとなる。同一の平均 電力を有する変調ＩおよびＱ信号の対の数１ま非常に多く、そのために同一のゲ イン調整が多くなり、テーブル内の冗長性はかなり大きなものになる。

非線形電力増幅器に関する問題点を解決するための別の従来の方法では、デカル ト座標負帰還制御システムを用いるものである。このシステムでは、感度の高い 連続高帯域帰還ループを用いて、電力増幅器の非線形性が起きると送信増幅され た変調を調整する。電力増幅器の歪のある出力信号を、入力信号から減じて、歪 修正係数を作る。この修正係数を、入力信号に適用して、電力増幅器から有効な 線形出力信号を得る。この方法に伴う問題点は、入力信号を送信機増幅器に結合 する前に濾波することにより起こる遅延で、このためにループが不安定になり、 負荷インピーダンス、駆動レベルおよび電源電圧の変動などに関わらず、送信機 増幅器内で制御された位相シフトを維持する必要が生まれる。

そのため、ＵＳＤＣシステム仕様の範囲で平均出力電力を正確に調整することが 望ましい。また、線形で電力効率が高い送信機電力増幅器でありながら、修正係 数の大きなメモリや、遅延により誘導される増幅器の、不安定性を起こさずに、 送信機電力増幅器内で無線周波数信号を増幅することが望ましい。

発明の概要 トランシーバ内で生成された第１信号を可変する装置が開示される。本トランシ ーバには、トランシーバの送信機が第１信号を送信し、そこで第２信号が誘導さ れるアンテナが含まれる。選択器が、第１信号とｊ！１２信号との選択を行い、 第１信号が選択されると、選択された信号が生成される。選択された信号は処理 されて、処理信号が生成され、これを用いて可変された第１信号が生成される。

図面の簡単な説明 ８１図は、本発明を採用している、送信機、受信機および信号プロセッサの一部 を含むトランシーバのブロック図である。

第２図は、切り替えられた別の受信経路を示す、受信機復調器の一部のブロック 図である。

第３図は本発明を採用している、信号プロセッサのブロック図である。

第４図は、電力増幅器の出力信号に対する入力信号に関する、３本の関数曲線を 示すグラフである。

発明の実施例 本発明の好適な実施例では、ＴＤＭ信号の送信タイム・スロット中に、受信機に より送信機の電力増幅器の出力をサンプリングする。復調された電力増幅器の出 力信号を、変調器への入力と比較して、参照用テーブル修正値を作成する。修正 値は、変調器の各入力信号レベルに適用される。

このテーブルは、送信機が動作して、増幅器の伝達関数特性の変化を修正すると 更新される。送信機の電力増幅器から受信機まで行き、また電力増幅器に戻る経 路が電力増幅器を線形化するための帰還経路を決め、それにより効率的な動作が 可能になる。

第１図は、送信機、受信機および信号プロセッサ部を含むトランシーバのブロッ ク図である。通常の被受信信号、すなわちＴＤＭ信号信号波受信タイム・スロッ トは、アンテナ１０１を通り、受信機帯域フィルタ１０３に結合される。濾波さ れた応答１０４は、受信機直角復調器１０５内で直角復調される。この復調され た信号は、同相（Ｉ）成分と直角相（Ｑ）成分とから構成される。この工および Ｑ直角成分は、サンプリング・アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１０９をと おり、デジタル信号プロセッサ１０７に結合される。

通常の被送信信号、すなわちＴＤＭ信号信号波信タイム・スロットは、デジタル 信号プロセッサ１０７で発生して、さらに、Ｉ”１ＮおよびＱ”＋ｓ信号成分と して、デジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１１３を通り、送信機直角変調器１ １１に結合される。送信機直角変調器１１１は、■”１ＮおよびＱ″、信号成分 を組み合わせて、送信機励起信号１１２とする。励起信号１１２は、電力増幅器 １１５で増幅され、送信機帯域フィルタ１１７を通りアンテナ１０１にさらに結 合される。受信機帯域フィルタ１０３と送信機帯域フィルタ１１７とは、それぞ れ異なる周波数範囲を通して、送信機の受信機部分と送信機部分とを分離する。

本発明の好適な実施例においては、結合器１１９が、電力増幅器１１５の出力信 号の一部を、減衰器１２０を通り受信機直角復調器１０５に結合させる。減衰器 １２０の目的は、結合器から出た信号レベルを、受信機のダイナミック・レンジ 内のレベルまで、制御しつつ削減することである。デジタル信号プロセッサ１０ ７からの受信機制御信号１２１は、受信機直角復調器１０５を構成し、アンテナ １０１からの信号か、または送信増幅器１１５の出力を受信する。受信機直角復 調器１０５内の同様の受信機回路構成を用いて、百方のソースからの信号を復調 する。

第２図は、受信機直角復調器の一部を示すもので、この復調器は、受信機制御信 号１２１の状態によって、２個の候補信号１０４，１０６の間で選択を行う。受 信機制御信号１２１は、スイッチ４０５を起動して、被受信信号をアンテナ１０ １から結合するか、あるいは送信機増幅器１１５から結合するかを選択する。ス イッチ接点４１０が、端子４０６に結合しているときは、ミキサ４０７と局部発 振器４０９とが電力増幅器１１５からの送信信号１０６を、ミキサ４０１，４０ ３により処理された標準ＩＦ周波数に変換する。同様にスイッチ接点４１０が端 子４０８に結合されているときは、ミキサ４１７と局部発振器４１５とが、アン テナ１０１からきた被受信搬送波信号１０４を、ミキサ４０１，４０３により処 理された標準ＩＦ周波数に変換する。別々の局部発振器４０９，４１５が用いら れるのは、送信周波数と受信周波数とが異なるためである。局部発振器４１１と ９０度移相器４１３とは、従来の受信機復調機能を提供する。ミキサ４０１，４ ０３の出力、すなわち工およびＱ成分信号はそれぞれＡ／Ｄ変換器１０９に結合 される。

同様の受信機回路構成を用いることの利点により、そうでない場合は送信増幅器 出力信号１０６を受信するために必要となる余分なハードウェアが必要なくなる 。受信機制御信号１２１の状態は、標準受信信号から回収されたタイミング情報 を用いて決定される。

受信機制御信号１２１により、ＴＤＭ信号信号波信および受信タイム・スロット の、トランシーバに関する動作位置をもとに、どの信号が受信されるかが決定さ れる。トランシーバの受信タイム・スロット中は、受信制御信号１２１が受信機 直角復調器１０５に、アンテナ１０１から搬送波信号１０４を受信するように指 示を出す。トランシーバの送信タイム・スロット中は、受信制御信号１２１が、 受信機直角復調器１０５に、電力増幅器１１５からの送信信号を受信するように 指示を出す。

トランシーバの送信タイム・スロット中は、受信機直角復調器１０５は、減衰器 １２０をとおり結合された結合器１１９から、電力増幅器の出力信号１０６を受 信する。受信機直角復調器１０５は、出力信号を復調して、直角成分とし、これ らの成分はさらにＡ／Ｄ変換器１０９を通りデジタル信号プロセッサ１０７に結 合されて、成分信号Ｉ　ｏｕｔおよびＱｏｕｔとなる。

成分信号、Ｉ　ｏｕｔおよびＱｏｕｔはＤＳＰ１０７で処理されて、電力増幅器 １１５の入力信号を調整する。調整された入力信号”ＩＮおよびＱ″１．ｌは、 ＤＳＰ　１０７からＤ／Ａ変換器１１３に、１″、およびＱ″、として結合され 、さらに送信機直角変調器１１１に結合される。送信機直角変調器１１１は、直 角信号成分工”１ＮおよびＱ″ＩＮを変調して、送信機励起信号とし、この信号 は電力増幅器１１５によりさらに増幅される。電力増幅器１１５への入力信号レ ベルは、修正値で調整され、調整前の元の入力信号に関して線形の出力信号にな る。電力増幅器１１５の出力は、送信機帯域フィルタ１１７を通り、アンテナ１ ０１に結合される。ゲイン制御信号Ｈは、ＤＳＰ１０７により決定され、Ｄ／Ａ 変換器１２３を通り電力増幅器１１５に結合される。

上述のように、電力増幅器１１５のゲインの非線形性が、変調器Ｉｌｌにより電 力増幅器１１５に提示された入力信号レベルを、入力信号のエネルギに基づき調 整することにより補償され、電力増幅器のゲイン非線形性が補償される。

電力増幅器の非線形性は、入力信号レベルによるゲインの変動として解説するこ ともできる。修正値は、電力増幅器１１５の出力信号をサンプリングすることに より決定される。ＤＳＰ１０７の入力および被サンプリング信号により。

各入力信号レベルに用いられる修正値が更新される。

増幅器の非線形領域における動作を行う要因には、大きな信号ゲインの変動、飽 和とカットオフ効果、温度、入力信号レベルの変動およびアンテナの電圧定在波 比（ＶＳＷＲ）による送信増幅器出力における反射エネルギによる内部バイアス 点の乱れなどがある。増幅器は非線形領域のほうが効率が良いので、非線形領域 で動作するように選定することも望ましい。

非線形性を補償することにより、電力増幅器１１５の効率が実質的に増大する。

効率の良い電力増幅器１１５の利点を、電力増幅器を用いた固定式のトランシー バと、移動式のトランシーバの両方に適用することができる。移動式または携帯 式トランシーバにおける特有の利点としては：通話時間が長くなる、バッテリの 寸法が小さくなる、動作温度が低くなる、信頼性が増大するなどがある。

第３図には、本発明を採用する信号プロセッサのブロック図が示される。以下の 文章では、増幅器の出力信号工。、ＪアおよびＱ。ＵＴが、ＤＳＰ１０７内でど のように処理されて、被調整信号”ＩＮおよびＱ′、がどのように決定されるか という一般的な過程を説明する。

受信機選択器２１５は、受信機制御信号１２１の状態を決定する。受信機選択器 ２１５は、ＴＤＭＡ被受信チャンネルの時間の状態に基づいて決定を行う。

データ・ソース２０７は、送信用のＩ　ｉａおよびＱｌ、直角成分信号を発生す る。ＴＤＭタイム・クロック２０６は、データ・ソースの送信活動と、第１図の 二重モード受信機直角復調器１０５のモードの選択とを同期させる。直角データ は、低域フィルタ２１３を通じて、Ｉ　ｉｓおよびＱｌ、としてリニアライザ２ １１に結合される。リニアライザ２１１は、４つの出力を有する：すなわち、逆 伝達関数判定器２０５に結合されたｐ　、、およびＫ（Ｐ、、）と、Ｄ／Ａ変換 器１１３に結合されたＩ’１ｍおよびＱ′−である。

リニアライザ２１１は、入力信号工ＩＮおよびＱＩＮからＰ、。

を決定し、参照用テーブルで修正値、Ｋ　（Ｐ、、）を参照し、工１゜とＱｌ、 とをそれぞれＫ（ＰＩＮ）倍して、それにより変調器１１１に結合されたゲイン を調整した送信機励起入力信号工゛、とＱ”＋ＭＬとを得る。調整された入力信 号、１゛１゜およびＱ’１ｍは、送信増幅器１１５の出力において増幅された信 号となり、これは入力信号工１１およびＱｌ、に関して線形である。

参照用テーブルは、各入力信号レベルに適用する修正係数によって構成され、人 力信号レベルと出力信号レベルとの間の実質的な線形ゲイン関係となる。このテ ーブルは、トランシーバが動作すると、電力増幅器１１５の各送信タイム・スロ ット中に更新されるので、増幅器の伝達関数特性の変化が起こるとすぐに修正さ れる。

Ｉ　ｉｓおよびＱｌ、の個々のサンプル対のそれぞれに関して、入力信号電力が 信号プロセッサにより計算されるが、これは以下の式を用いて低域濾波を行った 後で実行される二Ｐ、、＝　（Ｉ、、”＋Ｑ、、”） ＰＩＮは、参照用テーブルから、Ｉ　ｉｓおよびＱｌｓのレベルを調整して、電 力増幅器１１５の入力と出力との間の線形の関係を維持することを決定する。参 照用テーブルは、電力増幅器ゲインの変動を正確に修正するために必要なだけの 記載事項を有する。好適な実施例においては、１００個の記載事項をもつテーブ ルは、５０ｄＢの範囲の信号電力の増幅器ゲインの変動を０．５ｄＢ毎に修正す る。テーブル内には各入力信号レベルについて１個の記載事項があるので、この 参照用テーブルは、前述の複素数（−１）化された修正用参照テーブルよりも実 質的に小さくなる。

参照用テーブルは逆伝達関数判定器２０５により周期的に更新されて、電力増幅 器の歪特性の有り得べき変化を反映したものとなる。例えば、増幅器の線形性は 、トランシーバのアンテナにより増幅器に現れる負荷インピーダンスに依存する 。この負荷インピーダンスは、金属物体がアンテナにどのくらい近い位置にある かに依存する。そのため、トランシーバが移動するにつれて、参照用テーブルを 更新することが望ましい。

本発明の好適な実施例においては、逆伝達関数判定器２０５は、粗ゲイン係数Ｈ と、回収された送信信号工。、１およびＱ、１．と、リニアライザからのＰＩＮ 信号の修正値Ｐ　ｉｓおよびＫ　（Ｐ、、）とを用いて、逆伝達関数の最適ゲイ ン修正値に゛（Ｐ、、）を決定する。さらにこの値を用いて、現在のＫ（Ｐｌ、 Ｌ）値を修正する。

参照用テーブルは、電力増幅器のゲインの線形性が変化すると、新しい修正係数 を記載事項として周期的に更新される。二重モード受信機の受信機部分は、電力 増幅器出力信号の減衰されたサンプルを復調する。受信機直角出力信号、Ｉ、、 、ＬおよびＱ、１、を用いて：出力信号レベル：Ｐ。、、＝（１゜＠　ｌ　”　 ＋　Ｑ　６　ｍ　ｌ　”　）から、（Ｋ　（Ｐ、、）”）（Ｐ、、）の、与えら れたゲイン修正済みの送信増幅器入力レベルと、減衰器および結合器内の既知の 減衰りとに関して送信機ゲインを測定する。ゲイン修正済みの送信増幅器入力レ ベル（Ｋ　（Ｐ、、）　２）（Ｐ、、）に関する送信増幅器ゲインＧ°は、以下 の式から導くことができる： Ｇ’　（Ｐ、、）＝Ｐ、、、／　（（Ｄ）（Ｐ、、）（Ｋ　（Ｐ、）　２）一般 に、Ｇ’　（Ｐ、、）は、真に線形の増幅器に関する以外は、一定ではない。理 想的な線形ゲイン、Ｇが望ましい。Ｐｌ、の予測範囲を個々の組の値に量子化す ることを考える。上記のようにめられたＧ’　（Ｐ、、）の値を基にすると、送 信機の動作中に観察されるＰ、ｌｌの値のそれぞれについて、最適な修正係数に ’　（Ｐ、、）が存在する；に’　（Ｐ、。）＝　（Ｇ／Ｇ’　（Ｐ、、））　 ０　’ただしＧは、既知の望ましい正味ゲインで、Ｇ’　（Ｐ、、）は被測定値 である。

通常の動作中は、修正係数のテーブルをＩ、、ＬおよびＱ　ｉ　ｅに適用して、 特定のＰｌ、レベルにおいて起こるゲイン誤差（すなわち歪）に関する修正済み の工°１．およびＱ°５．値を得る。テーブルは、以下の更新式により対話式で 更新されて、歪の変化を反映する： Ｋ”　（Ｐ、、）＝Ｋ　（Ｐ、、）−（アルファ）Ｋ’　（Ｐ、Ｎ）ただしに″ 　（Ｐｌ。）は、特定の観察値Ｐ２．に関して更新されたゲイン調整値である。

定数アルファは、小さな誤差修正係数である。このようにテーブル内の各記載事 項は、その記載事項に対する久方電力Ｐ１．が変調信号に起こると、観察された 実際の修正係数の部分により調整され、修正テーブル内の記載事項を実際の修正 係数に近づける。これは実際の修正係数が時間と共に変動するためである。

Ｋ　（Ｐ、、）が１から大きく離れて、調整された工゛　およびＱ′１．値が変 調Ｄ／Ａ変換器の有効範囲外に外れる点まで行きそうになると、送信機ゲイン全 体が、送信機増幅器の前の可調整ゲイン・ステージに与えられたｆｌＵのＩＩＩ ＩＩ＃信号を介して調整されることもある。この場合、適切な修正係数は以下の ようになる： （Ｈ）（Ｋ　（Ｐ、、））＝　（Ｇ／　（Ｇ’　（Ｐ、、））”ただしＨは、Ｋ 　（Ｐ、、Ｌ）が計算される可調整ゲイン・レベルにおける可調整ゲイン・ステ ージのゲインである；このように、測定されたＧ’　（Ｐ、）の誤差が、Ｋ　（ Ｐ、、）により、Ｐｌ、に依存して、サンプル毎に修正されるので、全体のコー ス・ゲイン修正は、定数Ｈを介して行われて、それにより広い範囲の出力レベル を扱う変調Ｄ／Ａ変換器に関する要件が削減される。

本発明の別の実施例のように、参照用テーブルにべき級数計算を代入してもよい 。この別の実施例に関しては、逆伝達関数判定器の出力信号Ｋ”　（Ｐ、。）は 、ゲイン調整べき級数式の係数に対する修正である。

送信増幅器伝達関数と、導かれた逆伝達関数とへの近似を用いて、変調サンプル に関するゲイン修正値を導くことができる。テーブルに基づいた修正係数の組を 導く代わりに、１対の等式マトリクスを説いて、修正べき級数すなわち、逆伝達 関数べき級数の係数を戻し、これを工１゜とＱ　ｉ　ｓのゲインに当てはめて、 工°１．およびＱ“８．をめる。入力および出力信号エネルギの、Ｘ−および、 Ｙ−ベクトルに関して、Ｘ−の各記載事項は送信増幅器の出力において測定され た値Ｐ。、、に対応するある組の値Ｐ１．であり、ｌの対応する記載事項である が、以下の系統の等式を得る：ａｌ　（Ｘ）　十ａ３　（Ｘ３）＋ａ５　（Ｘ’ ）　十、、、＋　ａｎ　（Ｘ’）　＝Ｙ ただしａｋ係数（ｋ＞１）は、べき級数として表された送信層ｎ器伝達関数の歪 の項である。、ベクトル１の被測定値と、対応する。Ｘ−の値とがわかると、ｎ 個の未知数に関してｎ個の式を解くことができ、望ましい非線形性次数ｎまでの 値ａｎをめることができる。その後、以下の系統の式を解くことにより、逆伝達 関数を導くことができる：ｂｌ　（ｆ　（ＪＸ　）　＋ｂ３　（ｆ　（ＸＪ　） ３＋ｂ５　（ｆ　（ＪＸ　）５＋、、、＋ｂ　ｎ　（ｆ　（４Ｊ　）’＝　（Ｇ ）　（Ｘ）ただしｆ　（Ｘ）は、上記の、■−を生成するべき級数である。

この等式の組は、又ｐ入力値と測定された結果、Ｙ−との組で、係数ｂｋに関し て解いて、入力エネルギに用いると、正規化された出力エネルギを生成するべき 級数が得られる。５次の非線形性までを見かけ上修正するためには、３個の未知 数のそれぞれ３個の等式を２組解くことが必要になる。

送信増幅器の伝達関数は動作条件により変化するので、テーブル方式と同様に、 新しい係数を周期的に計算して、新しい係数の一部を用いることにより、逆伝達 関数の係数を修正して、現在の係数の推定値を最適値に近づけることができる。

好適な実施例においては、値Ｐ１．が、変調低域フィルタの出力において発生さ れた工ＩｓとＱ、値の新しい組のそれぞれに関して計算される。このＰｌ、値は 次に、推定された逆伝達関数に挿入されて、値ｐｌ、、をめる。これは非線形送 信機増幅器を通じて処理されたときに、望ましい出力電力レベルを生み出すため に必要な、望ましい入力電力レベルである。修正係数は以下の式で計算される： Ｋ　（Ｐ、、）＝　ＣＰ、。／ｐ　−、、）０　、５これは、好適な実施例の参 Ｗ１．眉テーブルの記載事項の場合と同様の方法で、Ｉ　ｉｓおよびＱｏ、を乗 算して、望ましい線形ゲインの瞬間的出力電力を発生させるような望ましいＰ゛ １゜を得て、特定のＩ　ｉｎおよびＱ、１変調器号対に関して正味の線形ゲイン を得る。

第４図は、電力増幅器の出力エネルギ・レベルに入力エネルギ・レベルを相関さ せた３本の曲線を示すグラフである。電力増ｎ器の入力エネルギ・レベルは、横 座標上にＥＩと示す。電力増幅器の出力エネルギ・レベルは、縦座標上にＥ。Ｕ Ｔと示す。

グラフ上の３本の曲線は、電力増幅器１１５の伝達関数３０５、逆伝達関数３０ ７および理想的な伝達関数３０９を表す。一般に、電力増幅器１１５の伝達関数 は、伝達関数曲線３０５に従う。曲線の傾きは、その動作領域の大半を通じて線 形である。グラフは、座標点３０４で始まる非線形性を示す。この転移点を越え ると、電力増幅器１１５はもはや線形の伝達関数特性を持たなし）。伝達関数曲 線３０５の傾きは小さくなり、それによって、入力信号のレベルにおける増加は 、出力信号レベルにおける対応する増加を生まなくなる。

本発明の好適な実施例は、電力増幅器１１５に関して、伝達関数曲線３０５と、 逆伝達関数曲線３０７とを決定する過程を解説している。信号処理を用ｌ／する と、曲線３０７と３０９との差を表す逆伝達関数を、伝達関数３０５から決定す ることができる。逆伝達関数を、修正値のテーブルとして伝達関数曲線に当ては めることにより、関連の実質的な線形の伝達関数曲線３０９が決定される。

好適な実施例においては、増幅器１１５は非線形領域内で動作して、効率を向上 させる。逆伝達関数判定器２０５の効果は、伝達関数曲線３０５上で座標点３１ １を決定し、逆伝達関数臼！３０７上で第２の座標点３１３を決定することであ る。各点は、−次間数３０９上の第３の座標点３１５から等距離にある。記号の ついていない他の組の等距離点もまた図示されて、３本の白線間の関係を示して いる。

画像曲線３０７上の点３１３の、線形曲線上の点３１５に対する比率の尺度を表 す調整信号は、送信機直角変調器１１１の入力信号１１．およびＱｌ、により乗 算されて、送信増幅器入力信号をｒｉ４整して、線形伝達量数曲！３０９上の座 標点３１５において線形の出力信号を得る。このように、伝達関数とその逆関数 とを決定して、非線形動作範囲においても電力増幅器１１５の伝達関数を効率的 に線形化する。

このように、電力増幅器１１５に対する入力信号を調整することにより、二重モ ード受信機により、送信機増幅器の出力において収集される被測定信号に基づき 、効果的な線形伝達関数が決定される。

要　約　書 ＴＤＭデジタル・トランシーバ内で非線形電力増幅器１１５のゲインを線形化す る装置と方法である。電力増幅器の伝達関数は、その入力信号と出力信号との間 の関係を記述する。出力信号は、ＴＤＭタイム・フレームの送信タイム・スロッ ト中に、実質的に既存の受信機要素により選択的に復調される。逆伝達関数が電 力増幅器１１５のノミナル・ゲインと伝達関数とから決定される。伝達関数と逆 伝達関数とに対応する修正値が、ベクトル・テーブル内で決定される。修正値は 、入力信号で乗算され、被調整入力信号となる。増幅された被調整入力信号は、 入力信号に対して線形の被可変出力信号を発生する。

国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．トランシーバ内で発生される第１信号を可変する装置であり、前記トランシ ーバにはトランシーバの送信機が可変された第１信号を送信し、第２信号が誘導 されるアンテナが含まれる装置であって： 可変された第１信号と第２信号との間で選択を行って、可変された第１信号が選 択されたときに被選択信号を発する手段； 前記被選択信号を処理して、被処理信号を発する手段；および 前記被処理信号に応答して、第１信号を可変して、被可変第１信号を発生する手 段； によって構成されることを特徴とする第１信号可変装置。
2. ２．前記選択手段が受信機によってさらに構成されることを特徴とする、請求項 １記載の第１信号可変装置。
3. ３．前記処理手段が、逆伝達関数によってさらに構成されることを特徴とする、 請求項１記載の第１信号可変装置。
4. ４．前記処理手段が、参照用テーブルから導かれた修正値によってさらに構成さ れることを特徴とする、請求項１記載の第１信号可変装置。
5. ５．前記処理手段がべき級数マトリクスから導かれた修正値によってさらに構成 されることを特徴とする、請求項１記載の第１信号可変装置。
6. ６．前記可変手段が、入力信号の調整によってさらに構成されることを特徴とす る、請求項１記載の第１信号可変装置。
7. ７．前記可変手段が、入力信号のゲインの調整によってさらに構成されることを 特徴とする、請求項１記載の第１信号可変装置。
8. ８．トランシーバ内で第１信号を可変する方法であって、前記トランシーバには 、トランシーバが被可変第１信号を送信して、第２信号が誘導されるアンテナが 含まれる方法であって： 可変された第１信号と第２信号との間で選択を行って、可変された第１信号が選 択されたときに被選択信号を発する段階； 前記被選択信号を処理して、被処理信号を発する段階；および 記記被処理信号に応答して、第１信号を可変して、彼可変第１信号を発生する段 階； によって構成されることを特徴とする方法。
9. ９．トランシーバ内で送信機の出力信号を可変する装置であって、前記トランシ ーバの前記送信機には、アンテナからの送信用出力信号を増幅する電力増幅器が 含まれ、前記トランシーバの受信機はアンテナで誘導された搬送波信号を受信し 、前記電力増幅器が、入力信号と出力信号との間の関係を記述する伝達関数を有 する装置であって：出力信号と搬送波信号との間で選択を行い、出力信号が選択 されたときに受信機内で彼選択信号を生成する手段；前記被選択信号と、伝達関 数の逆数との処理を行い、相関値を作成する手段；および 前記相関値に応答して、入力信号を調整して、出力信号を可変する手段； によって構成されることを特徴とする装置。
10. １０．ＴＤＭシステム内で動作するトランシーバ内で送信機の出力信号を線形化 する装置であって、前記トランシーバの前記送信機には、送信用アンテナの出力 信号を増幅する電力増幅器が含まれ、前記トランシーバの受信機はアンテナ内で 誘導された搬送波信号を受信し、前記電力増幅器は入力信号と、出力信号と、入 力信号お上び出力信号のサンプルによって定義される伝達関数の第１動作点との 関係を記述する伝達関数を有する装置であって： 出力信号と搬送波信号との間で選択を行い、出力信号が選択されたときに受信機 内で被選択信号を発生する手段；前記被選択信号に関する伝達関数の第１動作点 を決定する手段； 前記第１動作点に関する伝達関数の逆数の第２動作点を決定する手段； 前記第１および第２動作点から、第３動作点を決定する手段； 第１、第２お上び第３動作点に応答して、修正値を決定する手段； 前記修正値に応答して、入力信号を調整し、被調整入力信号を生成する手段；お よび 前記被調整入力信号に応答して出力信号を可変し、線形化された出力信号を生成 する手段； によって構成されることを特徴とする装置。