JPS62209908A - 変調装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、搬送波の振幅およびに相を清報として用いる
変調方式において増１１１Ｍ　器の非線形性を補償する
ために予め通信信号波形を変形させて送出する変調装置
に関する。

（従来の技術） 近年、電波資源がたりなくなってきていることから、黒
縁通信では周波数の有効利用を図るためにチャンネルの
狭帯域化が進んでいる。チャンネル帯域が狭くなれば、
帯域の広がるＦＭ等の非線形な変調方式よりは、線形な
変調方式の方が好ましい。これはディジタル伝送、アナ
ログ伝送を問わない。線形変調方式では増幅器の非線形
性による送信スペクトルの劣化および受信特性の劣化が
問題になる。

１市常の増幅器の入出力非線形特性には第９図に示すよ
うにＡＭ−ＡＭ変換と呼ばれる出力振幅の飽和特性と、
ＡＭ−ＰＭ変換と呼ばれる出力位相の入力振幅による変
化がある。入力振幅が飽和点から十分小さい点では、振
幅特性は直線であり位相の変化もない。しかしながら、
入力振幅が飽和点に近づくにつれて、出力振幅は飽和し
、出力位相は回転し始める。その結果として送信スペク
トルの劣化、および受信特性の劣化をまねく。

第７図（ａ）〜（ｄ）はこのような非線形増幅器の信号
に対する影響を１６値ＱＡＭを列に示している。第７図
（ａ）は本来あるべき送信信号の位相平部における信号
点分布であり、′１ＩＥ７図（ｂ）はその時の送信スペ
クトル分布である。第７図、（Ｃ）は動作点を飽和レベ
ルの近くにしたときの増幅器出力の位相平面における信
号点の分布を示す。第７図（ｃ）の信号点は第７図（ａ
）の信号点に比して歪んでいる。この時の送信スペクト
ルは＄７図（ｄ）に示すよう罠、３次および５次等奇数
欠の相互変調成分Ｑく出て、隣接チャンネルへの干渉の
原因となる。また、受信機は第７図（ａ）の信号点が送
られたものとして判定を行うので、第７図（ｃ）のよう
な信号点が送られると、小さな雑音によって誤りを起し
てしまい、受信特性が劣化する。

送信スペクトル特性および受信特性の劣化を防ぐために
、このような増幅器の非線形性を補償する必要がある。

従来、このような非線形性を補償し、かつ増幅器特性の
時間変化をも補償するディジタル伝送用の手段として、
・特公開−１０５６５８にあるものがある。第６図は従
来の適応線形化回路付に調装置のブロック図である。入
力端子６００からは送信データ系列が並列に入力する。

第６図中の結線上の斜線は複数の結線を示す。送信デー
タ系列は第１のメモリーであるランダム番アクセス・メ
モ及び、第２のメモリーであるリード・オンリー・メモ
リー６２０　（ＲＯＭ　（Ｒｅａｄ　０ｎｌｙ　Ｍｅｍ
ｏｒｙ）　）のアドレスとなる。ＲＯＭ６２０には第７
図（ａ）のような本来の信号点配置が複素数数値として
記憶されており、ＲＡＭ６１０の内容は非線形増幅器出
力が正しい信号点になる様に歪ませた値が同じく複素ａ
ｌｉ！として入れられている。ＲＡＭ６１０の出力はデ
ィジタル・アナログ変換器６３０でアナログ信号に変換
された仮帯域制限フィルター６３５で帯域制限され変、
！４器６４０で発振器６５１の出力を直交変調し端子６
０１から非線形増幅器へ出力される。ＲＡＭ６１０の内
容を適応的に変化させるために、非線形増幅器の出力を
端子６０２から入力し復ｔＡ！６６０で発振６６５１の
出方を用いて＜！１ｇ１４する。復調器６６０で復調さ
れた信号は、アナログ・ディジタル変換器６７０で複素
ディジタル信号に変換される。この復調された複素ディ
ジタル信号をＲＯＭ６２０かも読み出される本来あるべ
ぎ信号から減算回路６８０で減イし、して（一般にＫは
１より十分小さな値になる）、ＲＡＭ６１０から読み出
された出力に加算回路６９１でカロえる。もしも復調さ
れた１直がＲＯＭ６２０かもの本来あるべき値よりも大
きいときはＲＡＭ６１０の内容を小さくする様に制御し
、復調された値がＲＯＭ６２０からの本来あるべき値よ
りも小さいとぎはＲＡＭ６１０の内容を大きくする様に
制御する。この様にすることによって非線形増幅器の入
出力特性がたとえ変化しても、常に非線形増幅器の出力
、すなわち端子６０２かもの入力信号が第７図（ａ）の
様に正しい言号点配置になる様にＲＡＭ６　Ｌ　Ｏの内
容を制御することができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の方式では受信特性の劣
化を防ぐことはできても、送信スペクトルの劣化は防ぐ
ことはできない。

レリえは、帯域制限された４値信号が第８図（ａ）の実
線のように示されるものとすると、増幅器により歪みを
受けたとき第８図（ａ）の破線のようになる。このよう
な軌跡の変化がスペクトルの劣化をまねく。ＲＡＭ６１
０は、各シンボル点での信号点を出力するだけであり、
フィルター６３５の出力は、第８図（ｂ）のようになる
。さらにこれに歪みが加わると、第８図（ｃ）の実線の
ようになる。ところが本来あるべき信号軌跡である第８
図（Ｃ）の破線とは一致しないから、送信スペクトルは
十分改善されない。なぜなら、第６図のような線形化回
路は、シンボル点での線形性のみを補償し、途中の軌跡
までは補償していないからである。

そこで、本発明の目的は、このような欠点を克服し、４
１幅器の非線形性により送信スペクトルの劣化が起こら
ないように増幅器の非線形を補償できる変調装置を提供
することにある。

（問題点を解決するための手段） 前述の問題点を解決するために本発明が提供する変調装
置は：ｆ：調信号の振幅成分を表わす第一のサンプルさ
れた信号系列により読み出しアドレスが与えられ、電力
増幅器の振幅成分の歪を補償する振幅歪信号を出力する
第一の書き換え可能なメモリーと；この第一のメモリー
出力と前記第一のサンプルされた信号系列とを加算する
第一の加算回路と；前記第一のサンプルされた信号系列
により、ｄｆ、み出しアドレスが与えられ、変調１ｄ号
の位相成分を表わす第二のサンプルされた信号系列に加
わる電力増幅器の面相成分の歪を補償する位相歪信号を
出力する第二の書き換え可能なメモリーと；この第二の
メモリー出力と前記第二のサンプルされた信号系列とを
加算する第二の加算回路と：前記第二の加算回路出力を
受けて位相変ａ１４信号を出力する位相変調器と；前記
第二の加算回路出力とこの位相変調器出力とを入力とし
、両者を掛け曾わせて前記電力増１＠器に信号を出力す
る振幅変調器と；この′心力増幅器出力の一部を受けて
、該出力の謳幅成分を出力する振幅成分抽出回路と；前
記電力増幅語出力の一部と前記位相変調器出力とを受け
て、ｆｆａ記′也力増幅器における位相変化を抽出する
に相変化抽出回路と；前記振幅成分抽出回路出力をサン
プルする第一のす／プル回路と；前記位相変化抽出回路
出力をサンプルする第二のサンプル回路と：前記第一の
サンプル回路出力と前記第一のサンプルされた信号系列
と前記第一の書き換え可能なメモリー出力とを受けて、
前記第一のサンプル回路出力と前記第一のサンプルされ
た信号系列とが尋しくなるように前記第一の醤き換え可
能なメモリーの内容を書き換えるための信号を前記第一
の書き換え可能なメモリーに出力する第一の修正信号生
成回路と；前記第二のサンプル回路出力と前記第二の書
き換え可能なメモリー出力とを受けて、前記第二のサン
プル回路出力と前記第二の書き換え可能なメモリー出力
とが完全に打消すように前記第二の書き換え可能なメモ
リーの内容を書き換えるための信号を前記第二の督き撲
え可ＢＩＡなメモリーに出力する第二の修正信号生成回
路とからなる。ことを特徴とする。

（発明の原理） 一部に変調された帯域信号Ｓ（ｔ）は、搬送波周波数ｆ
ｃとして、 Ｓ（ｔ）　＝Ｒｅ　（（ａ　（ｔ）＋ｊ　ｂ（ｔ））ｅ
ｘｐ（ｊ２πｆｃｔ））φ（１） ＝Ｒｅ　（Ｒ（ｔ）＊ｅ’　　　ｅｅｘｐ（ｊ２πｒＣ
ｔ））・・・・・・・・・・・・　（１） ｊＣｐＣｔ） と書ける。ここでＲ（ｔ）ｅ　　　　は極座標表現され
た等１曲ベースバンド洒号である。入出力非線形時性Ｆ
（ｘ）をもつ瑣１陥詣を５（ｔ）が通ると、出力Ｓ’（
ｔ）は、 ｓ’（ｔ、）　＝　Ｒｅ　（Ｆ（Ｒ（ｔ）ｅ’ψ”］　
ｅｅｘｐｊ　２πｆａｔ））・・・・・・・・・・・・
　（２） となる。ここで振精および位相に加わる非線形歪は、振
１隔の値が決定されれば一意に決まる。従って式（２）
は、 ５（ｔ）’＝Ｒｅ（Ｆｔ（Ｒ（ｔ）・ｅｘｐ（ｊＦｔａ
（ψ（ｔ））ｅｘｐ　（ｊ　２πｆｃｔ））　　曲・…
…−（２ｆとなる。ここでｐ’、　（］（（Ｇｔ）、Ｆ
ｚｕ（ψ（ｔ））は第９図のような入出力＆１嶋立相特
性を待つ関数である。従って Ｒｅ（ＦＢ　（Ｇｔ　（Ｒ（ｔ）））”ｅＸｐ（ｊＦｚ
ａ（Ｇｔａ（ψ（１）月）ｅｘｐ（ｊ２πｆｃｔ））＝
Ｒｅ（Ｒ（ｔ）・ｅｘｐ　（ｊψ（ｔ）　）・ｅｘｐ１
２πｆｃｔ）〕となる関数Ｇｌ（Ｒ（ｔ））　　および
（）ｔＲ（ψ（ｔ））を実現した回路の出力を増ｆｉｇ
　ｉｓに通すと、増幅器出力において歪みを受けない送
信信号が得られる。

Ｊψ（１） 本発明は、（１）式におけるＲ（ｉ）ｅ　　　　を受け
て（３）式における関数Ｇｓ　（Ｘ）　Ｇｓ　ａ　（Ｘ
）　　を実現したディジタル回路に通し、非勝形増幅器
出力でＲｅ　（Ｒ（ｔ）　ｅｊψ（ｉ）　　ｊ２”ｆｃ
ｔ）ｔ、得る変調装置であり、関数Ｇ　（Ｘ）の形を増
幅器特性の時間的な変化に適応して変化させる機能も兼
ねそなえている。

（本発明の概要） 本発明では歪がｕｉ１龍によって決まるという非線形特
性の性質を利用している。入力信号の振幅を受けて、（
）Ｉ　（Ｒ（ｔ））／Ｒ（ｔ）と、Ｇｔａ　（ψ（１）
−ψ（１）を出力し、これと入力信号とから、変調信号
を歪ませた等価ベースバンド信号の振幅成分および位相
成分であるＧｌ　（Ｒ（ｔ））とＧｔＲ（ψ（ｔ））を
得る方式である。信号を極座標表現しているので、振幅
成分同志のかけ算および位相成分同志のたし算によって
Ｇ、（Ｒ（ｔ））およびＣ）ｔ　ａ　（ψ（ｔ）〕が得
られる。ただし、振幅成分の変化については、たし算に
よっても０様の変化結果が得られる。関数形の適応的制
御は、入力振幅に対応して信号補正成分を出力する変換
テーブルを書きかえることで行なわれる。

（実施？ｌＪ　） 以下の本発明の一実施例を第１図に挙げ、詳細に説明す
る。

入力端子１ｏｔかも等価ベースバンド信号の振幅ｉ′＃
報が入力し、入力端子１０２から位相情報が入力する。

２つの入力信号はいずれも等両ベースバンド信号の振幅
および位相成分をサンプル・量子化したディジタル信号
である。第１の薯き換え可能なメモリー（ＲＡＭ）１１
１　　には、入力してきた振幅ｉｆ報に対応して、増幅
器の振幅成分に対する歪を補償するために加える歪成分
が記憶されている。第１の加算１ｔｔ３において入力し
たサンプル−陽子４）＝きれたＡ農嶋橿４シ、宣１のＲ
ムＶ出力を加算する。第１のディジタルアナログ変換器
ＣＤ／Ａ）１１４において加算器１１３出力をアナログ
信号に変換し、平滑化する。Ｄ／Ａｌ１４の出力は、式
（２）におけるＧｓ（Ｒ（ｔ））の１直である。一方、
増幅器における位相成分に対する非線形成分は入力振幅
によって一意に定まる。第２のＲＡＭ１２１は入力して
きた振幅ｔ１ｖ報に対応して増幅器１５００位相成分に
対する歪を補償するために加える歪成分が記憶されてい
る。第２の加算ａＳ１２３において入力したサンプル量
子化された位相情報の信号と第２のＲＡＭ　ｌ　２　Ｌ
の出力とを加算する。第２のディジタルアナログ変換Ｉ
ＣＤ／Ａ）１２４において加算６１２３出力をアナログ
信号平滑化される。Ｄ／Ａ１２４出力は式（２）におけ
るＧｔＲ（ψ（ｔ））をあられしている。Ｄ／Ａ１２４
出力は位相変調器１４０にはいり、信号ｅ　ｊ　Ｇｔ　
ａ　（ψ（ｔ））、　　ｊ２πｆｃｔが作らｈる。ｉｍ
ｃｔＪ４ｏｏｔ例としては、図２に示したように、微分
回路２１０と’／ＣＯ２２０による構成が考えられる。

振１＠変調器１３０において位相変調器出力とＤ／Ａｌ
１４出力とをかけあわせることによって、Ｇｌ　（ＲＣ
ｔ＞＞−ｅ　ｊＧｔｇ　（ψ（ｔ、））　　ｊ２πｆｃ
ｔ・　ｅ ｊψ（ｔ）ｊ２πｆｃｔ ＝Ｇ　（Ｒ（ｔ）　ｅ　　　　）　ｅ が得られる。振（隔変調器１３０出力を１力増幅器１５
０に通すことによって式（３）に示したアルゴリズムに
従って増ｆｌ＠５１５０の歪が相殺される。

電力増幅器１５０の特性が変化すると、第１のＲＡＭＬ
ＩＩおよび第２のＲＡＭ１２１の中オを書き換えなくて
はならない。増幅器１５０の出力の一部を受けて、振幅
抽出回路１７０において増幅３１５０出力の振幅成分を
得る。振幅成分の抽出は、例えば第３図に示したように
、振幅制限回路を通した信号と、通さない信号をかけあ
わせ、低域成分のみを抽出することによって行なうこと
ができる。振幅成分抽出回路出力を第１のアナログディ
ジタル変換Ｇ　（Ａ／Ｄ）１１５においてサンプル量子
化する。Ａ／ＤＬＬ５出カと、第１のＲＡＭＩＬＩ出力
と端子１０１かもの入力信号を受けて、Ａ／Ｄ１１５出
力と端子１０１からの入力信号とが等しくなるように第
１のＲＡＭの中身を書きかえるための信号が第１の・６
正信号生成回路１１２において得られる。第１の修正信
号生成回路の１例を第４図（、）に示す。第１のＡ　／
　Ｄ変ｐＡｉｔｔｓ出力の値を入力振幅信号の値から引
き、直みづけ回路４２０でα匿する。（０くαく１）直
みづけ回路４２０の出力と第１のＲＡＭ１１１出力とを
加算ａ３ｔｏで加算し、加算結果を新しい補償信号とし
てＲＭｌｌｌに畜き込むことで、ＲＡＭＩＩＩの内容を
入力端子１０１からの入力信号とＡ／Ｄｌ１５からの出
力とが等しくなるように書き換えることかでき、る。以
上の構成で増幅器１５０ｏ％性変化に応じて適応的にＲ
ＡＭ　ｌ　１１の内容を書き換えられる。

増幅器１５０の歪が完全に補償されていれば、引ぎ′４
器４３０の出力はＯとなる。引き鼻５４３０において％
Ａ／ＤＩＬ５出力から入力信号を引く時には、加算５４
１０は引き算器となり、ＲＡＭ１ｌｌ出力から嵐みづけ
回路４２０出力を引くことになる。

また、位相成分に関する補償量は以下の様に修正される
。位相変調器１４０出力と増幅器１６０出力とから位相
変化抽出回路１６０において、増幅器における位相変化
を抽出する。位相変化抽出は、第５図に示したような回
路で行なうことができる。位相変調器１４０出力および
増幅器１６０出力をそれぞれ振幅制限回路５１０および
５２０に通した後かけ算３５３０でかけ合せることによ
り２つの振幅制限回路出力の位相差が出力される。

位相変化抽出回路出力を第２０Ａ／Ｄ１２５でサンプル
量子化する。第２ＯＡ／Ｄ１２５の出力と第２のＲＡＭ
　１２１出力とを第２の修正量生成回路１２２において
比較し、両者が等しくなるようにＲＡＩ、Ｉｔの中身を
修正する。第２の修正量生成回路１２２の具体例を第４
図（ｂ）に示す。第２のＲＡＭ１２１出力とＡ／ＤＬ２
５出力を加算器４６０で加算し、貞みづけ回路４５０で
α潴して、（０＜αくＬ）、第２のＲＡＭ　１２１出力
から引き算器４４０において引き其する。引き算結果を
ＲＡＭ　ｌ　２　Ｌに新しく書き込むことによりＲＡＭ
１２１の内容を増幅器特性の変化に応じて適応的に書き
換えられる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の変調装置は、いかなる変
調方式に対しても、自動的に非線形増幅器の特性に合わ
せて非線形増幅器の出力が正しい送信信号波形になるよ
うにすることができる。そこで、本発明によれば、増幅
器の非線形性により送信スペクトルの劣化が起こらない
ように増幅２；の非線形性を補償できる変調装置が提供
できる。

また、本発明の変調装置はａ４整がきわめて容易であり
、増幅器の特性の温度による変化に対しても追従させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図における位相変調器の一具体例を示す図、第３図
は第１図の振幅成分抽出回路の一具体例を示す図、第４
図（ａ）、（ｂ）は第１図のｉｔおよび第２の６正信号
生成回路の一具体例をそれぞれ示す図、第５図は第１図
の位相変化抽出回路の一具体例を示す図、第６図は従来
の適応線形化回路付変調器を示すブロック図、第７図（
ａ）、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）は１６値ＱＡＭの非線形
増幅器による歪を示す図、第８図（ａ）。 （ｔ））、　（ｅ）は従来の適応線形化回路付変調器の
各部の波形を示す図、第９図は非線形増幅器の入出力特
性を示す図である。 １０１？１０２・・・入力端子、ｉｌｌ、１２１・・・
書き換え可能なメモリー、１１２，１２２・・・修正信
号生成回路、１１３，１２３・・・加算器、１１４゜１
２４・・・ディジタルアナログ変換器、１１５゜１２５
・・・アナログ・ディジタルｆｆｉ！５，１３０・・・
振幅変調器、１４０・・・α相変調器、１５０・・・電
力増幅器、１６０・・・位相変化検出回路、１７ｏζ・
・脹１ｐｇ１信号抽出回路、２１０・・・微分器、２２
０・・・電圧側＠ｌ＠振器、３１０，５１０ｔ　　５２
０・・・振幅制限回路、３２ＣＬ　　５３０・・・かけ
算器、３３ｏ・・・胆へｆ’波６．４３０，４４０−・
・引き算器、４１ｏ。 ４６０・・・加算器、４２０，４５０・・・直みづけ回
路、６００．６０２・・・入力端子、６０１・・・出力
端子、６ＬＯＲＡＭ、６２０・・・ＲＯＭ１６３０・・
・ディジタル・アナログ変換器、６３５・・・帯域側；
我フィルター、６４０・・・直父変調話、６５１・・・
発振器、６６０・・・復調５．６７０・・・アナログ・
ディジタル変換器、６８０・・・ｇ算器、６９０・・・
修正量発生回路、６９１・・・加算器。 代理人　弁理士　本　庄　伸　介 第４図（ａ） 第４図（ｅｌ） 第５図 第６図 第７図（ａ）　　　　第７図（１）） 第８図（ａ） 第８図（１）） 第８図（ｃ） 入カギ辰暢 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 変調信号の振幅成分を表わす第一のサンプルされた信号
   系列により読み出しアドレスが与えられ、電力増幅器の
   振幅成分の歪を補償する振幅歪信号を出力する第一の書
   き換え可能なメモリーと；この第一のメモリー出力と前
   記第一のサンプルされた信号系列とを加算する第一の加
   算回路と；前記第一のサンプルされた信号系列により読
   み出しアドレスが与えられ、変調信号の位相成分を表わ
   す第二のサンプルされた信号系列に加わる電力増幅器の
   位相成分の歪を補償する位相歪信号を出力する第二の書
   き換え可能なメモリーと；この第二のメモリー出力と前
   記第二のサンプルされた信号系列とを加算する第二の加
   算回路と；前記第二の加算回路出力を受けて位相変調信
   号を出力する位相変調器と；前記第二の加算回路出力と
   この位相変調器出力とを入力とし、両者を掛け合わせて
   前記電力増幅器に信号を出力する振幅変調器と；この電
   力増幅器出力の一部を受けて、該出力の振幅成分を出力
   する振幅成分抽出回路と；前記電力増幅器出力の一部と
   前記位相変調器出力とを受けて、前記電力増幅器におけ
   る位相変化を抽出する位相変化抽出回路と；前記振幅成
   分抽出回路出力をサンプルする第一のサンプル回路と；
   前記位相変化抽出回路出力をサンプルする第二のサンプ
   ル回路と；前記第一のサンプル回路出力と前記第一のサ
   ンプルされた信号系列と前記第一の書き換え可能なメモ
   リー出力とを受けて、前記第一のサンプル回路出力と前
   記第一のサンプルされた信号系列とが等しくなるように
   前記第一の書き換え可能なメモリーの内容を書き換える
   ための信号を前記第一の書き換え可能なメモリーに出力
   する第一の修正信号生成回路と；前記第二のサンプル回
   路出力と前記第二の書き換え可能なメモリー出力とを受
   けて、前記第二のサンプル回路出力と前記第二の書き換
   え可能なメモリー出力とが完全に打ち消すように前記第
   二の書き換え可能なメモリーの内容を書き換えるための
   信号を前記第二の書き換え可能なメモリーに出力する第
   二の修正信号生成回路とからなることを特徴とする適応
   線形化回路付き変調装置。