JP3244772B2 - 結合フィルタの伝達関数に依存する有用な送信機信号を補償する方法 - Google Patents
結合フィルタの伝達関数に依存する有用な送信機信号を補償する方法Info
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Description
ム、特に自動車無線通信システムにおいて、結合フィル
タの伝達関数に依存する有用な送信機信号を補償する方
法に関する。
個の電力増幅器からの周波数の異なる出力信号を共通ア
ンテナに接続するのに使用される。結合フィルタは、そ
れぞれの電力増幅器に使用される周波数に同調される。
結合フィルタの伝達関数は理想的ではないので、結合フ
ィルタを通過する信号に矩形波を許容できない位相およ
び振幅ひずみが生じることがある。一例として、結合フ
ィルタにおける周波数に依存する群遅延は位相誤差を起
こす。さらに、変調帯域幅内の非一定振幅レスポンスは
振幅脈動を発生させる。これは特に、広いフィルタを可
能にする極めて大きなチャネル距離が使用されないなら
ば、単極フィルタを使用することができないことを意味
する。
の位相および振幅誤差が減少されたり除去されるような
方法で、移動無線通信システムにおける結合フィルタの
伝達関数に依存する有用な送信機信号を補償する方法を
提供することである。
り、ベース・バンドでの搬送周波数変調と関連して有用
な送信機信号をフィルタを用いてフィルタリングし、全
体の伝達関数が少なくともほぼ、結合フィルタ(COM
B)のベース・バンドに変換された伝達関数の反転され
た値から成ることによって達成される。
に付図に関する下記説明を参照することにより最も良く
理解することができる。
数を示す線図である。このひずみのないフィルタは、そ
れが通過帯域内で増幅1を持ちかつ通過帯域外で増幅0
をもつ帯域通過性フィルタであるという特徴を備えてい
る。さらに、フィルタは周波数と共に線形に変化する位
相回転を示す(図1のダッシュ線)。有用な送信機信号
は周波数変調されるので、帯域内の周波数偏移に対応す
る振幅または位相回転あるいはその両方は、そのような
ひずみのない結合フィルタによってひずみを受けない。
フィルタを得ることは不可能である。図2は実際にしば
しば使用される結合フィルタ、すなわち単極フィルタの
伝達関数を示す。この場合に、通過域は、変化する増幅
率および周波数と共に非線形に変化する位相回転(図2
においてダッシュ線で表される)をも含む。この理由
で、有用な送信機信号の振幅または位相回転あるいはそ
の両方に対応する周波数偏移は、変調された信号のひず
みにつながる。
は、フィルタの伝達関数が既知であるので知られてい
る。したがって、本発明の基本の考え方により、結合フ
ィルタに起因するひずみは、送信機信号が結合フィルタ
に送られる前に送信機信号をフィルタリングすることに
よって補償することができ、1つのフィルタでは、少な
くともほぼ、送信機信号によって占められる周波数範囲
内でその伝達関数は、同じ周波数範囲内の結合フィルタ
の伝達関数の反転値から成る。
行するための装置を示す。
相変調法(例えば「技術者用データ:無線、エレクトロ
ニクス、コンピュータおよび通信用データ」、ハワード
Wサムス株式会社著の第23−5頁、図6参照)にした
がって、変調のために記録すべきディジタル信号のブロ
ックを図3でQおよびIで表わされる2個のPROMに
供給する。これらのPROMからの出力信号は複素数に
対応するが、その位相はこの実施例では位相変調のため
に使用される。これらの出力信号は、それぞれの D/A
変換器で変換されて変調器MODに供給されるととも
に、変調器には例えば900MHz 程度の周波数を持つ搬
送信号が供給される。変調された信号は電力増幅器PA
に供給され、その後結合フィルタCOMBおよび最終的
にはアンテナに供給される。これまで説明されたような
システムは、既知の原理にしたがって作動する。
可能性は、変調器MODと結合フィルタCOMBとの間
に上記にしたがって反転されたフィルタを挿入すること
である。しかし、結合フィルタは超高周波(本例では9
00MHz )で狭いピークを持つ伝達関数を有するので、
そのような解決策を実現することは困難である。この理
由で、結合フィルタCOMBの伝達関数は、本発明によ
り、まず有用な信号のベース・バンドに変換される。そ
こで、それは低域通過フィルタの伝達関数に類似するこ
とになる。この低域通過フィルタの伝達関数の反転値が
算出されると、高域通過フィルタの伝達関数が得られ
る。したがって、未変調信号は結合フィルタのひずみを
補償するためのそのようなフィルタを介して供給される
ことになる。
フィルタは、以下の様に導き出される。
想定する。
数、Qは結合フィルタのQ値である。ωc およびQの典
型値はそれぞれ2π・900・106 ラジアン/秒なら
びに2000である。
相および振幅特性を有する伝達関数H(jωb )を持つ
補償フィルタが求められるが、ただしωb はベース・バ
ンド角周波数である。すなわち、求められるフィルタ
は、ベース・バンドに変換されその後反転された結合フ
ィルタの伝達関数によって形成される伝達関数を有す
る。実際に0<ωb <2π・200・103 ラジアン/
秒であるので、この条件は与えられた範囲内でのみ満た
されなければならない。与えられた例では、ωb ≪ωc
とすると:
合フィルタの伝達関数である。したがって、求める伝達
関数H(jωb )はほぼ下記の通りである:
搬送波変調のコーディング表I,Q(表1〜表12)を
変形することによって実現することができ、それはフィ
ルタ機能が既に変調コーディング(この場合Qは表を示
し上記のフィルタのQ値と混同してはならないことに注
意すべきである)でシミュレートされるような方法で行
われる。この場合、追加のハードウェアは不要である。
なければ次式で定められる。
ション2.5によって定められる。I,Q用の抜き取ら
れた表の一例は本明細書の終りに示されている。これら
の表の1つの列は1ビット時間中の8個のサンプルを表
わす。制御器CONTは、変調が位置している象限およ
び新しいビットのデータ内容ならびに最後の3ビットに
より、新しい各ビットについて64列の内の1つの列を
選ぶ。この手順は標準化されるがこの発明の目的ではな
い。
ひずみが補償されるような方法で修正すべきである。こ
の理由により、有用な信号の瞬時周波数偏移は次式で定
められる。
ルタの群遅延ひずみは次式で定められる。
て表わすことができる。結合フィルタにより作られる位
相誤差は、その後、次式によりベース・バンドに変換さ
れる。
次の公式により算出される。
びQの値は次式により算出することができる。
された表を、この明細書の終りに示す。これらの表は上
記に例示された結合フィルタに修正を加えるものであ
る。
2つの段階で行うこともできる。まず、位相修正はIQ
−変調段階で行われる。本例においては、振幅修正はか
わりに送信機において行われ、同じことであれば可能な
限り後の方、なるべく最終段において行われるのが適し
ている。この理由は、通常の送信機がIQ−変調段階で
加えられた振幅修正を除去したり減少もさせたりする多
かれ少なかれ飽和された増幅段を何段か含むことが多い
からである。信号1/Adist(t)により制御される可
変増幅を持つ最終段が使用されることが望ましい。この
実施例では、位相のみの修正を行っているが、I,Qの
表は次式で与えられる。
使用することもできるが、そのようなフィルタはフィル
タの中心周波数の近くでより平らな伝達関数を持つので
補償の必要が少ないことが認められる。
定められる本発明の趣旨および範囲内で本発明に対して
可能であることは当業者には理解されよう。
図。
図。
Claims (6)
- 【請求項1】 移動無線通信システムにおける結合フィ
ルタにおいて位相と振幅を有する伝達関数の歪みに対す
る送信出力信号の依存性を補償する方法であって、 ディジタル信号をアナログベース・バンド信号に変換す
る段階と、 位相と振幅を有し、ベース・バンドへの周波数変換後の
前記結合フィルタの伝達関数の逆数に近似する伝達関数
を有する補償フィルタにおける前記アナログベース・バ
ンド信号を補償する段階と、 搬送波信号を前記補償されたアナログベース・バンド信
号で変調する段階と、前記変調された搬送波信号を増幅
する段階と、 前記結合フィルタにおいて、前記変調され増幅された搬
送波信号をフィルタリングして前記送信出力信号を発生
する段階とを有する信号補償方法。 - 【請求項2】 前記フィルタリングが変調段階自体で行
われるように搬送波変調のコーディング表(I,Q)が
変更されることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 搬送波変調前の有用な送信機信号が前記
ベース・バンドにおいて第1フィルタ部分を用いてフィ
ルタリングされ、前記第1フィルタ部分の伝達関数が、
一定の振幅と、前記ベース・バンドに変換された結合フ
ィルタ(COMB)の伝達関数の位相の符号を反転した
値を少なくともほぼ含む位相とを有することと、送信機
出力信号が第2フィルタ部分を用いてフィルタリングさ
れ、前記第2フィルタ部分の伝達関数が、一定の位相
と、結合フィルタ(COMB)の伝達関数の振幅の反転
された値を少なくともほぼ含む振幅を有することを特徴
とする請求項1項記載の方法。 - 【請求項4】 前記第1フィルタ部分が、変調段階自体
で実現されるように、搬送波変調のコーディング表
(I,Q)が変更されることを特徴とする請求項3記載
の方法。 - 【請求項5】 前記第2フィルタ部分が送信機の最終段
階の増幅を制御することによって実現されることを特徴
とする請求項3または4記載の方法。 - 【請求項6】 前記結合フィルタが単極フィルタである
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の
方法。
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