JPH02182060A - 変調装置 - Google Patents
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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。
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位相を情報として用いる変
調方式において増幅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。
調方式において増幅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、無
線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。
線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。
通常の増幅器の入出力非線形特性には第3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、A
M−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。
にAM−AM変換と呼ばれる出力振幅の飽和特性と、A
M−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2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を例に示している。第2図
(a)は本来あるべき送信信号の位相平面における信号
点分布であり、第2図(b)はその時の送信スペクトル
分布である。第2図(e)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2図(e)の信号点は第2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第2
図(d)に示すように、3次および5次等奇数次の相互
変調成分が出て、隣接チャンネルへの干渉の原因となる
。また、受信機は第2図(a)の信号点が送られたもの
として判定を行うので、第2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こしてしまい
、受信特性が劣化する。
に対する影響を16値QAMを例に示している。第2図
(a)は本来あるべき送信信号の位相平面における信号
点分布であり、第2図(b)はその時の送信スペクトル
分布である。第2図(e)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2図(e)の信号点は第2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第2
図(d)に示すように、3次および5次等奇数次の相互
変調成分が出て、隣接チャンネルへの干渉の原因となる
。また、受信機は第2図(a)の信号点が送られたもの
として判定を行うので、第2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こしてしまい
、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。
、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ものとしては、第5図に示した従
来の適応線形化回路付変調装置がある。この回路は、無
線語出力におけるバンドパスフィルター(BPF)除去
できない混変調を除去する回路である。
時間変化をも補償するものとしては、第5図に示した従
来の適応線形化回路付変調装置がある。この回路は、無
線語出力におけるバンドパスフィルター(BPF)除去
できない混変調を除去する回路である。
一般に変調された帯域信号5(t)は、搬送波周波数を
foとして、 5(t)= Re((a(t) +jb(t)) ex
pθ2n fat)) −、−、、、、、、、(1)と
書ける。ここでa(t)+jb(t)は等価ベースバン
ド信号である。入出力非線形特性をもつ増幅器を5(t
)が亨と、出力s’(t)は、 s’(t)=Re(F[a(t)+jb(t)]exp
(j2nfct)) 、、、、、、、、、 (2)
となる。ここでF[a(t)+jb(を月は、第3図の
ような入出力振幅位相特性を持つ関数である。従って、
F(G[a(t)+jb(t)])=a(t)+jb(
t) 、、、、、、、、、、、、、、、 (3)となる
関数G(x)を実現した回路出力を増幅器に通すと、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。
foとして、 5(t)= Re((a(t) +jb(t)) ex
pθ2n fat)) −、−、、、、、、、(1)と
書ける。ここでa(t)+jb(t)は等価ベースバン
ド信号である。入出力非線形特性をもつ増幅器を5(t
)が亨と、出力s’(t)は、 s’(t)=Re(F[a(t)+jb(t)]exp
(j2nfct)) 、、、、、、、、、 (2)
となる。ここでF[a(t)+jb(を月は、第3図の
ような入出力振幅位相特性を持つ関数である。従って、
F(G[a(t)+jb(t)])=a(t)+jb(
t) 、、、、、、、、、、、、、、、 (3)となる
関数G(x)を実現した回路出力を増幅器に通すと、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。
この装置の基本動作は(1)式におけるa(t)+jb
(t)を受けて(3)式における関数G(x)を実現し
たディジタル回路に通し、非線形増幅器出力でRe((
a(t)+jb(t))e”!1f、t)を得る変調装
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。
(t)を受けて(3)式における関数G(x)を実現し
たディジタル回路に通し、非線形増幅器出力でRe((
a(t)+jb(t))e”!1f、t)を得る変調装
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。
従って、この変調装置に入力する信号は、送信したい情
報信号(例えば音声信号やN値ディジタル信号等)を、
変調方式によって決定される複素等価ベースバンド信号
a(t)+jb(t)を細かくサンプルした信号となる
。例えば音声信号をSSBで送る場合、a(t)はその
ままの音声信号であり、b(t)はa(t)をヒルベル
ト変換した信号となる。また、a(t) +jb(t)
のサンプル臭気が短くなればなるほど増幅器出力の線形
性は高くなる。例えば、信号帯域の4倍以上の周波数で
サンプルした場合、3次歪成分が十分に等化され、6倍
以上の周波数でサンプルした場合には5次歪成分までが
十分に等化される。以下に第5図のブロック図の動作を
説明する。
報信号(例えば音声信号やN値ディジタル信号等)を、
変調方式によって決定される複素等価ベースバンド信号
a(t)+jb(t)を細かくサンプルした信号となる
。例えば音声信号をSSBで送る場合、a(t)はその
ままの音声信号であり、b(t)はa(t)をヒルベル
ト変換した信号となる。また、a(t) +jb(t)
のサンプル臭気が短くなればなるほど増幅器出力の線形
性は高くなる。例えば、信号帯域の4倍以上の周波数で
サンプルした場合、3次歪成分が十分に等化され、6倍
以上の周波数でサンプルした場合には5次歪成分までが
十分に等化される。以下に第5図のブロック図の動作を
説明する。
入力端子501および502から、送信するベースバン
ド信号を信号帯域のn倍(nは2以上の正整数)でサン
プル量子化された信号が入力する。サンプル周波数は除
去する混変調信号の帯域の2倍以上となる周波数である
。入力した信号511−Iおよび511−Qは、複素信
号をサンプル量子化した信号系列の実部および種部をあ
られす。第4図に入力信号の例を実線で示した。信号5
11−I及び511−Qを受けた書き換え可能なメモリ
ー(RAM)520は、増幅器の非線形性を補償するた
めの歪を加えた複素信号をあられす521−Iおよび5
21−Qを出力する。第4図に信号511−Iの例を実
線で、521−Iの例を破線で示した。信号(511−
1゜511−Q)から信号(521−I、 521−Q
)への変換特性は、非線形増幅器の非線形特性とちょう
ど逆特性となる非線形特性(式(3)におけるG(x)
)を示している。信号521−Iおよび521−Qはデ
ィジタル・アナログ(DA)変換器530でそれぞれア
ナログ信号に変換される。直交変調器540ではDA変
換器530の出力を受けて発振器541で出力を変調す
る。変調された信号は出力端子504より増幅器(図示
せず)へ入力する。増幅器出力の一部が入力端子503
より入力し、直交復調器545において複素ベースバン
ド信号549−I、 549−Qに復調される。信号5
49−Iおよび549−Qは、アナログ・ディジタル(
AD)変換器550においてサンプル量子化される。減
算回路560では本来送信されるべき信号である511
−I、 511−QからAD変換器出力551−I、
551−Qをそれぞれ引き算する。RAM520におい
て信号(511−I。
ド信号を信号帯域のn倍(nは2以上の正整数)でサン
プル量子化された信号が入力する。サンプル周波数は除
去する混変調信号の帯域の2倍以上となる周波数である
。入力した信号511−Iおよび511−Qは、複素信
号をサンプル量子化した信号系列の実部および種部をあ
られす。第4図に入力信号の例を実線で示した。信号5
11−I及び511−Qを受けた書き換え可能なメモリ
ー(RAM)520は、増幅器の非線形性を補償するた
めの歪を加えた複素信号をあられす521−Iおよび5
21−Qを出力する。第4図に信号511−Iの例を実
線で、521−Iの例を破線で示した。信号(511−
1゜511−Q)から信号(521−I、 521−Q
)への変換特性は、非線形増幅器の非線形特性とちょう
ど逆特性となる非線形特性(式(3)におけるG(x)
)を示している。信号521−Iおよび521−Qはデ
ィジタル・アナログ(DA)変換器530でそれぞれア
ナログ信号に変換される。直交変調器540ではDA変
換器530の出力を受けて発振器541で出力を変調す
る。変調された信号は出力端子504より増幅器(図示
せず)へ入力する。増幅器出力の一部が入力端子503
より入力し、直交復調器545において複素ベースバン
ド信号549−I、 549−Qに復調される。信号5
49−Iおよび549−Qは、アナログ・ディジタル(
AD)変換器550においてサンプル量子化される。減
算回路560では本来送信されるべき信号である511
−I、 511−QからAD変換器出力551−I、
551−Qをそれぞれ引き算する。RAM520におい
て信号(511−I。
511−Q)から(521−I、 521−Q)への変
換が増幅器の非線形性を補償するように正しく行なわれ
ていれば、減算回路560の出力はOとなる。この出力
がOでない時には、修正量発生回路570において減算
回路560出力が9倍される(pは1以下の定数)。加
算回路580ではRAM520出力と修正量発生回路出
力が加算され、信号571−I、 571−Qを出力す
る。信号571−I、 571−QはRAM520に入
力し、RAMの内容を書きかえる。
換が増幅器の非線形性を補償するように正しく行なわれ
ていれば、減算回路560の出力はOとなる。この出力
がOでない時には、修正量発生回路570において減算
回路560出力が9倍される(pは1以下の定数)。加
算回路580ではRAM520出力と修正量発生回路出
力が加算され、信号571−I、 571−Qを出力す
る。信号571−I、 571−QはRAM520に入
力し、RAMの内容を書きかえる。
(発明が解決しようとする問題点)
このような従来方式では、ディジタルアナログ変換回路
530入力からアナログディジタル変換回路550出力
までの帰還部において遅延が存在する場合に、減算回路
において正確な信号の比較ができなくなり当初設計した
歪補償ができなくなる。仮に、装置製造時においてこの
遅延時間に起因する減算回路の二つの入力信号の時間差
をなくすように調整したとする。この時、歪補償用のR
AMに記憶された値、ディジタルアナログ変換回路53
0入力からアナログディジタル変換回路550出力まで
に起こる非線形歪を正確に補償する値に設定される。
530入力からアナログディジタル変換回路550出力
までの帰還部において遅延が存在する場合に、減算回路
において正確な信号の比較ができなくなり当初設計した
歪補償ができなくなる。仮に、装置製造時においてこの
遅延時間に起因する減算回路の二つの入力信号の時間差
をなくすように調整したとする。この時、歪補償用のR
AMに記憶された値、ディジタルアナログ変換回路53
0入力からアナログディジタル変換回路550出力まで
に起こる非線形歪を正確に補償する値に設定される。
そのとき第6図の減算器560の入力511−Iと55
1−I並びに511−Qと511−Qは全く等しく減算
器560の出力は0となる。しかし、実際に使用する過
程で増幅器の遅延特性が変化したりする。また、自動車
電話などでは通話回線が接続される度に使用周波数が変
わり、その都度若干の遅延時間の変化が起こる。
1−I並びに511−Qと511−Qは全く等しく減算
器560の出力は0となる。しかし、実際に使用する過
程で増幅器の遅延特性が変化したりする。また、自動車
電話などでは通話回線が接続される度に使用周波数が変
わり、その都度若干の遅延時間の変化が起こる。
このようなときに、下に述べるように改善特性の劣化が
起こる。
起こる。
増幅器の遅延特性に変化が起こり、変化値を1とする。
復調器出力は、
a(t+′c)とb(t+I)
となる。減算器入力は、例えば551−Iはa(t)で
ある。
ある。
その関係は第6図にしめしたようになり、減算回路56
0の出力はOでなくなる。その結果、RAMの値が必要
がないのに書き換わり、送信信号スペクトル劣化を起こ
す。また、−旦設定されたRAMの値が消えた場合、以
前の遅延特性と変わっているとRAMの初期設定が正し
く行なわれない。
0の出力はOでなくなる。その結果、RAMの値が必要
がないのに書き換わり、送信信号スペクトル劣化を起こ
す。また、−旦設定されたRAMの値が消えた場合、以
前の遅延特性と変わっているとRAMの初期設定が正し
く行なわれない。
本発明の目的は、このような欠点を克服し、送信スペク
トル特性を常に高精度に改善する非線形歪補償回路付き
変調装置の提供にある。
トル特性を常に高精度に改善する非線形歪補償回路付き
変調装置の提供にある。
(問題点を解決するための手段)
前述した問題点を解決する本願の第一の発明は、複素表
現された入力サンプル値系列を入力する第一の入力端子
と;前記複素表現された入力サンプル値系列の1/Nの
信号帯域をもつ複素表現された入力サンプル値系列を入
力する第二の入力端子と;前記二つの入力端子からの信
号を切り替えて出力する切換え回路と;該切換え回路出
力をうけて増幅器の非線形性を補償するように予め歪ま
せた複素信号のサンプル値系列を変換テーブルを参照し
て出力する信号変換回路と;該信号変換回路出力と搬送
波をうけて送信信号に変換する直交変調器と;前記搬送
波を出力する発振器と;該直交変調器出力信号を増幅す
る非線形増幅機と;前記発振器出力により前記増幅器出
力をふたつの基底低域信号に変換する直交復調器と;サ
ンプルタイミングクロックを受けてふたつの前記直交復
調器出力をサンプルするサンプル器と;前記入力サンプ
ル値系列をサンプル時間間隔の整数倍だけ遅らせる遅延
回路と;前記遅延回路出力と前記サンプル回路出力との
間の差をとる減算回路:前記減算回路出力の絶対値があ
らかじめ定められたしきい値より大きい場合には前記切
換え回路において信号帯域の狭い前記第二の入力端子入
力を出力し、前記減算回路出力の絶対値が前記あらかじ
め定められたしきい値より小さい場合には前記切換え回
路において信号帯域の広い前記第一の入力端子入力を出
力するように切換え回路を制御する制御回路と;前記サ
ンプルタイミングクロックを発生するクロック発生回路
と;前記減算器出力と前記信号変換回路出力を加算し前
記信号変換回路の前記変換テーブルを書き換える加算器
とからなることを特徴とする。
現された入力サンプル値系列を入力する第一の入力端子
と;前記複素表現された入力サンプル値系列の1/Nの
信号帯域をもつ複素表現された入力サンプル値系列を入
力する第二の入力端子と;前記二つの入力端子からの信
号を切り替えて出力する切換え回路と;該切換え回路出
力をうけて増幅器の非線形性を補償するように予め歪ま
せた複素信号のサンプル値系列を変換テーブルを参照し
て出力する信号変換回路と;該信号変換回路出力と搬送
波をうけて送信信号に変換する直交変調器と;前記搬送
波を出力する発振器と;該直交変調器出力信号を増幅す
る非線形増幅機と;前記発振器出力により前記増幅器出
力をふたつの基底低域信号に変換する直交復調器と;サ
ンプルタイミングクロックを受けてふたつの前記直交復
調器出力をサンプルするサンプル器と;前記入力サンプ
ル値系列をサンプル時間間隔の整数倍だけ遅らせる遅延
回路と;前記遅延回路出力と前記サンプル回路出力との
間の差をとる減算回路:前記減算回路出力の絶対値があ
らかじめ定められたしきい値より大きい場合には前記切
換え回路において信号帯域の狭い前記第二の入力端子入
力を出力し、前記減算回路出力の絶対値が前記あらかじ
め定められたしきい値より小さい場合には前記切換え回
路において信号帯域の広い前記第一の入力端子入力を出
力するように切換え回路を制御する制御回路と;前記サ
ンプルタイミングクロックを発生するクロック発生回路
と;前記減算器出力と前記信号変換回路出力を加算し前
記信号変換回路の前記変換テーブルを書き換える加算器
とからなることを特徴とする。
本願の第二の発明は、複素表現された入力サンプル値系
列をうけて増幅器の非線形性を補償するように予め歪ま
せた複素信号のサンプル値系列を変換テーブルを参照し
て出力する信号変換回路と;該信号変換回路出力と搬送
波をうけて送信信号に変換する直交変調器と;前記搬送
波を出力する発振器と;該直交変調器出力信号を増幅す
る非線形増幅器と;前記発振器出力により前記増幅器出
力をふたつの基底帯域信号に変換する直交復調器と;サ
ンプルタイミングクロックを受けてふたつの前記直交復
調器出力をサンプルするサンプル器と;前記入力サンプ
ル値系列をサンプル時間間隔の整数倍だけ遅らせる遅延
回路と;前記遅延回路出力と前記サンプル回路出力との
間の差をとる減算器と;前記遅延回路出力を受けて、遅
延された前記サンプル値系列の微分信号を出力する微分
回路と;前記減算器出力と前記微分回路出力の商を出力
する割り算回路と;前記割り算器出力を受けて前記割り
算器出力が零になるように前記サンプルタイミングクロ
ックの位相を調整するクロック発生回路と;前記減算器
出力と前記信号変換回路出力を加算し前記信号変換回路
の前記変換テーブルを書き換える加算器とからなること
を?tHtfとする。
列をうけて増幅器の非線形性を補償するように予め歪ま
せた複素信号のサンプル値系列を変換テーブルを参照し
て出力する信号変換回路と;該信号変換回路出力と搬送
波をうけて送信信号に変換する直交変調器と;前記搬送
波を出力する発振器と;該直交変調器出力信号を増幅す
る非線形増幅器と;前記発振器出力により前記増幅器出
力をふたつの基底帯域信号に変換する直交復調器と;サ
ンプルタイミングクロックを受けてふたつの前記直交復
調器出力をサンプルするサンプル器と;前記入力サンプ
ル値系列をサンプル時間間隔の整数倍だけ遅らせる遅延
回路と;前記遅延回路出力と前記サンプル回路出力との
間の差をとる減算器と;前記遅延回路出力を受けて、遅
延された前記サンプル値系列の微分信号を出力する微分
回路と;前記減算器出力と前記微分回路出力の商を出力
する割り算回路と;前記割り算器出力を受けて前記割り
算器出力が零になるように前記サンプルタイミングクロ
ックの位相を調整するクロック発生回路と;前記減算器
出力と前記信号変換回路出力を加算し前記信号変換回路
の前記変換テーブルを書き換える加算器とからなること
を?tHtfとする。
(作用)
本願の第1の発明は、RAMの初期値を正しく行なえる
ようにした回路方式に関する。これまで述べてきた増幅
器の遅延特性による劣化は、遅延が信号帯域の逆数に比
べ十分率さい時には問題とならない。
ようにした回路方式に関する。これまで述べてきた増幅
器の遅延特性による劣化は、遅延が信号帯域の逆数に比
べ十分率さい時には問題とならない。
電源投入時又は復調器出力のサンプルタイミングが大き
くずれた時には送信信号の帯域を十分に狭くして初期設
定を行ない、その後に通常の信号を通せばよい。このよ
うな切換えは、復調器出力と基準信号の差分を見てその
絶対値が一定時間つづけて大きくなれば狭帯域信号に変
え、差分が十分率さい時に通常の信号を通せばよい。
くずれた時には送信信号の帯域を十分に狭くして初期設
定を行ない、その後に通常の信号を通せばよい。このよ
うな切換えは、復調器出力と基準信号の差分を見てその
絶対値が一定時間つづけて大きくなれば狭帯域信号に変
え、差分が十分率さい時に通常の信号を通せばよい。
本願の第2の発明は、RAM値が正しく設定された時の
遅延制御に関する。
遅延制御に関する。
RAMの値が十分に正しい時には復調された帰還信号は
、送信信号と全く等しい。この時例えば第6図の減算回
路の入力に時間差があるとその出力は、例えば Δ5(t)=S(t)−8(t−t) 、、、、、、、
。、、、、、、、、、、、、、、 (4)と書ける。
、送信信号と全く等しい。この時例えば第6図の減算回
路の入力に時間差があるとその出力は、例えば Δ5(t)=S(t)−8(t−t) 、、、、、、、
。、、、、、、、、、、、、、、 (4)と書ける。
一般にある関数5(t)の−次導関数は、と書ける。こ
のことから式(4)の5(t)は、Δ5(t)=t−s
’(t) 、、、、、、、、、、、、、、、、、、、
、、、、、、、、、(6)と近似できる。従って基準信
号5(t)からs’(t)をあらかじめ用意しておけば
、 s’(t) を計算することで1を導出できる。従って上のtを導く
回路を備えることで一旦RAMの値が設定されればいか
なる増幅器遅延特性に対しても追従して十分な非線形補
償特性を確保する事ができる。
のことから式(4)の5(t)は、Δ5(t)=t−s
’(t) 、、、、、、、、、、、、、、、、、、、
、、、、、、、、、(6)と近似できる。従って基準信
号5(t)からs’(t)をあらかじめ用意しておけば
、 s’(t) を計算することで1を導出できる。従って上のtを導く
回路を備えることで一旦RAMの値が設定されればいか
なる増幅器遅延特性に対しても追従して十分な非線形補
償特性を確保する事ができる。
(実施例)
以下本発明について図を用いて詳細に説明する。第1図
は本発明の一実施例を示すブロック図である。入力端子
101−a、 101−b、 102−a、 102−
bから入力した信号111−I、 111−Qおよび1
12−I、 112−Qは、複素信号をサンプル量子化
した2組の信号系列の実部および虚部をそれぞれあられ
す。第4図に入力信号の例を実線で示した。信号111
.−I、 111−Qの信号帯域は112−I、 11
2−Qの1/N(Nは正整数)の帯域をもつ。今切り換
え回路115は信号111−I、 111−Qを選択し
ている。
は本発明の一実施例を示すブロック図である。入力端子
101−a、 101−b、 102−a、 102−
bから入力した信号111−I、 111−Qおよび1
12−I、 112−Qは、複素信号をサンプル量子化
した2組の信号系列の実部および虚部をそれぞれあられ
す。第4図に入力信号の例を実線で示した。信号111
.−I、 111−Qの信号帯域は112−I、 11
2−Qの1/N(Nは正整数)の帯域をもつ。今切り換
え回路115は信号111−I、 111−Qを選択し
ている。
この時出力端子104から入力端子105に信号が戻っ
てくるまでの遅延は信号帯域に比べて無視できる程度に
小さい。信号111−I及び111−Qを受けた、例え
ば書き換え可能なメモリー(RAM)で構成された信号
変換回路120は、増幅器の非線形性を補償するための
歪を加えた複素信号をあられす121−Iおよび121
−Qを出力する。第4図に信号111−Iの例を実線で
、121゜工の例を破線で示した。信号121−Iおよ
び121−Qはディジタル・アナログ(DA)変換器1
30でそれぞれアナログ信号に変換される。直交変調器
140ではDA変換器130の出力を受けて発振器14
1出力により変調する。変調された信号は出力端子10
4より増幅器(図示せず)へ入力する。その増幅器出力
の一部が入力端子105より入力し、直交復調器145
において複素ベースバンド信号149−I、 149−
Qに復調される。信号149−Iおよび149−Qは、
アナログ・ディジタル(AD)変換器150においてサ
ンプル量子化される。サンプル量子化のタイミングはク
ロック発生回路159出力であるクロック信号から得ら
れる。入力信号111−I。
てくるまでの遅延は信号帯域に比べて無視できる程度に
小さい。信号111−I及び111−Qを受けた、例え
ば書き換え可能なメモリー(RAM)で構成された信号
変換回路120は、増幅器の非線形性を補償するための
歪を加えた複素信号をあられす121−Iおよび121
−Qを出力する。第4図に信号111−Iの例を実線で
、121゜工の例を破線で示した。信号121−Iおよ
び121−Qはディジタル・アナログ(DA)変換器1
30でそれぞれアナログ信号に変換される。直交変調器
140ではDA変換器130の出力を受けて発振器14
1出力により変調する。変調された信号は出力端子10
4より増幅器(図示せず)へ入力する。その増幅器出力
の一部が入力端子105より入力し、直交復調器145
において複素ベースバンド信号149−I、 149−
Qに復調される。信号149−Iおよび149−Qは、
アナログ・ディジタル(AD)変換器150においてサ
ンプル量子化される。サンプル量子化のタイミングはク
ロック発生回路159出力であるクロック信号から得ら
れる。入力信号111−I。
111−Qはまた可変遅延回路161を通ってAD変換
器出力151−I、 151−Qと共に減算回路160
に入力する。減算回路160では可変遅延回路161を
経た本来送信されるべき信号である111−I、 11
1−QからAD変換器出力1.51−I、 151−Q
をそれぞれ引き算する。信号変換回路120において信
号(111−I、 111−Q)から(1,21−I、
12i−Q)への変換が増幅器の非線形を補償するよ
うに正しく行なわれ、かつAD変換器150のクロック
位相および可変遅延回路161の遅延量が減算器入力信
号間の遅延差が0のいなるように設定され°Cいれば減
算回路160の出力はOとなる。この減算回路出力が0
でない時には、修正量発生回路170において減算回路
160出力が9倍される(pは1以下の定数)。加算回
路180では120出力と修正量発生回路出力が加算さ
れ、信号171−I、 17i−Qを出力する。信号1
71−I、 171−Qは信号変換回路120に入力し
、その内容書きかえる。
器出力151−I、 151−Qと共に減算回路160
に入力する。減算回路160では可変遅延回路161を
経た本来送信されるべき信号である111−I、 11
1−QからAD変換器出力1.51−I、 151−Q
をそれぞれ引き算する。信号変換回路120において信
号(111−I、 111−Q)から(1,21−I、
12i−Q)への変換が増幅器の非線形を補償するよ
うに正しく行なわれ、かつAD変換器150のクロック
位相および可変遅延回路161の遅延量が減算器入力信
号間の遅延差が0のいなるように設定され°Cいれば減
算回路160の出力はOとなる。この減算回路出力が0
でない時には、修正量発生回路170において減算回路
160出力が9倍される(pは1以下の定数)。加算回
路180では120出力と修正量発生回路出力が加算さ
れ、信号171−I、 17i−Qを出力する。信号1
71−I、 171−Qは信号変換回路120に入力し
、その内容書きかえる。
これまでの説明では減算回路160において信号111
−I、 111−Qから信号151J、 151−Qを
それぞれ引いた値を出力するとしたが、これはその逆の
符号の値を出力してもよい。その場合加算回路180は
、減算回路となり、信号変換回路120出力から修正量
発生回路170出力を引き算した値が出力される。差分
値検出回路190では減算回路】、60出力を受けて、
ある一定時連続して減算回路出力が十分小さい値を出力
し、ている事を検知すれば、切換回路115が本来送信
すべき信号である112−I、 112−Qを出力する
ように制御信号を出す。
−I、 111−Qから信号151J、 151−Qを
それぞれ引いた値を出力するとしたが、これはその逆の
符号の値を出力してもよい。その場合加算回路180は
、減算回路となり、信号変換回路120出力から修正量
発生回路170出力を引き算した値が出力される。差分
値検出回路190では減算回路】、60出力を受けて、
ある一定時連続して減算回路出力が十分小さい値を出力
し、ている事を検知すれば、切換回路115が本来送信
すべき信号である112−I、 112−Qを出力する
ように制御信号を出す。
この時同時にクロック発生回路159出力であるAD変
換クロックの位相制御を開始する。
換クロックの位相制御を開始する。
このような切り換えは、送信信号からみれば出力端子1
04から入力端子105までの遅延が大きくなった事に
なる。このような変化が起こると、減算回路160出力
が0でなくなる。この値は、160の出力信号をDI(
t)、 DQ(t)、 161−I、 、161−Qを
5l(t)、 5Q(t)、遅延時間を1とすると と近似できる。
04から入力端子105までの遅延が大きくなった事に
なる。このような変化が起こると、減算回路160出力
が0でなくなる。この値は、160の出力信号をDI(
t)、 DQ(t)、 161−I、 、161−Qを
5l(t)、 5Q(t)、遅延時間を1とすると と近似できる。
従って微分回路191においてdS)(t)/dt−T
。
。
dsQ(t)/dt−Tを発生させればDI(t)/d
s(t)/dt−TとDQ(t)/dsQ(t)/dt
−Tの割り算を割算器192で行ない、工 を導くことができる。ここでTは入力端子102−a。
s(t)/dt−TとDQ(t)/dsQ(t)/dt
−Tの割り算を割算器192で行ない、工 を導くことができる。ここでTは入力端子102−a。
102−bから入力する信号のサンプル時間間隔である
。ds((t)/dt・T 、!l:dsQ(t)/d
t、Tは、入力サンプル値系列のサンプル間の差分を取
ることで計算できる。
。ds((t)/dt・T 、!l:dsQ(t)/d
t、Tは、入力サンプル値系列のサンプル間の差分を取
ることで計算できる。
クロック発生回路159では割り算回路192からの信
号であるI/Tをあられした信号を受けてこの値が0に
なるようにA/D変換のタイミングを制御する。すなわ
ち、割り算回路192出力が正の値ならば、AD変換の
タイミングを早くする方向にサンプルクロックの位相を
ずらし、回路192出力が負の値ならば、AD変換のタ
イミングを遅すする方向にサンプルクロックをずらす。
号であるI/Tをあられした信号を受けてこの値が0に
なるようにA/D変換のタイミングを制御する。すなわ
ち、割り算回路192出力が正の値ならば、AD変換の
タイミングを早くする方向にサンプルクロックの位相を
ずらし、回路192出力が負の値ならば、AD変換のタ
イミングを遅すする方向にサンプルクロックをずらす。
またCの絶対値が1をこえる場合には、AD変換のタイ
ミングをずらすだけでは時間差調整が非常に困難なので
、可変遅延回路161の遅延時間を1サンプル時間分ず
らすことで容易に対応できる。このようにすることで遅
延時間変化に追従できる。
ミングをずらすだけでは時間差調整が非常に困難なので
、可変遅延回路161の遅延時間を1サンプル時間分ず
らすことで容易に対応できる。このようにすることで遅
延時間変化に追従できる。
(発明の効果)
以上に説明したように、本発明の変調装置は、いかなる
変調方式に対しても、また装置内の遅延時間の大小にか
かわらず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器
の非線形形成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調整がきわめて用意であり、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。
変調方式に対しても、また装置内の遅延時間の大小にか
かわらず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器
の非線形形成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調整がきわめて用意であり、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。
第1図は本願の発明の実施例を示すブロック図、第2図
は16値QAMの非線形増幅器による歪を示す図、第3
図は非線形増幅器の入出力特性の一例を示す図、第4図
は第一図における波形の一例、第5図は従来の適応線形
化回路付き変調回路の一例を示す図、第6図は第1図、
第5図における波形の一例である。 図において 115・・・切り換え回路、120・・・信号変換回路
、130・・・ディジタル・アナログ変換器、140・
・・直交変調器、141・・・発振器、145・・・直
交復調器、 150・・・アナログ・ディジタル変換器、159・・
・クロック発生回路、160・・・減算回路、161・
・・可変遅延回路、170・・・修正量発生回路、18
0・・・加算回路、190・・・差分値検出回路、19
1・・・微分回路 をそれぞれ示す。
は16値QAMの非線形増幅器による歪を示す図、第3
図は非線形増幅器の入出力特性の一例を示す図、第4図
は第一図における波形の一例、第5図は従来の適応線形
化回路付き変調回路の一例を示す図、第6図は第1図、
第5図における波形の一例である。 図において 115・・・切り換え回路、120・・・信号変換回路
、130・・・ディジタル・アナログ変換器、140・
・・直交変調器、141・・・発振器、145・・・直
交復調器、 150・・・アナログ・ディジタル変換器、159・・
・クロック発生回路、160・・・減算回路、161・
・・可変遅延回路、170・・・修正量発生回路、18
0・・・加算回路、190・・・差分値検出回路、19
1・・・微分回路 をそれぞれ示す。
Claims (2)
- (1)複素表現された入力サンプル値系列を入力する第
一の入力端子と;前記複素表現された入力サンプル値系
列の1/Nの信号帯域をもつ複素表現された入力サンプ
ル値系列を入力する第二の入力端子と;前記二つの入力
端子からの信号を切り替えて出力する切換え回路と;該
切換え回路出力をうけて増幅器の非線形性を補償するよ
うに予め歪ませた複素信号のサンプル値系列を変換テー
ブルを参照して出力する信号変換回路と;該信号変換回
路出力と搬送波をうけて送信信号に変換する直交変調器
と;前記搬送波を出力する発振器と;該直交変調器出力
信号を増幅する非線形増幅器と;前記発振器出力により
前記増幅器出力をふたつの基底低域信号に変換する直交
復調器と;サンプルタイミングクロックを受けてふたつ
の前記直交復調器出力をサンプルするサンプル器と;前
記入力サンプル値系列と前記サンプル回路出力との間の
差をとる減算器と;前記減算回路出力の絶対値があらか
じめ定められたしきい値より大きい場合には前記切換え
回路において信号帯域の狭い前記第二の入力端子入力を
出力し、前記減算回路出力の絶対値が前記しきい値より
小さい場合には前記切換え回路において信号帯域の広い
前記第一の入力端子入力を出力するように切換え回路を
制御する制御回路と;前記サンプルタイミングクロック
を発生するクロック発生回路と;前記減算器出力と前記
信号変換回路出力を加算し前記信号変換回路の前記変換
テーブルを書き換える加算器とからなることを特徴とす
る変調装置。 - (2)複素表現された入力サンプル値系列をうけて増幅
器の非線形性を補償するように予め歪ませた複素信号の
サンプル値系列を変換テーブルを参照して出力する信号
変換回路と;該信号変換回路出力と搬送波をうけて送信
信号に変換する直交変調器と;前記搬送波を出力する発
振器と;該直交変調器出力信号を増幅する非線形増幅器
と;前記発振器出力により前記増幅器出力をふたつの基
底帯域信号に変換する直交復調器と;サンプルタイミン
グクロックを受けてふたつの前記直交復調器出力をサン
プルするサンプル回路と;前記入力サンプル値系列と前
記サンプル回路出力との間の差をとる減算器と;前記入
力サンプル値系列の微分信号を出力する微分回路と;前
記減算器出力と前記微分回路出力の商を出力する割り算
回路と;前記割り算器出力を受けて前記割り算器出力が
零になるように前記サンプルタイミングクロックの位相
を調整するクロック発生回路と;前記減算器出力と前記
信号変換回路出力を加算し前記信号変換回路の前記変換
テーブルを書き換える加算器とからなることを特徴とす
る変調装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1001835A JP2513289B2 (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 変調装置 |
US07/459,387 US4985688A (en) | 1989-01-06 | 1990-01-05 | Modulation system capable of accurately compensating for nonlinearities of an amplifier connected thereto |
DE69032211T DE69032211T2 (de) | 1989-01-06 | 1990-01-05 | Modulationsanordnung, die Nichtlinearitäten eines dazugehörigen Verstärkers genau zu kompensieren vermag |
EP90300131A EP0377519B1 (en) | 1989-01-06 | 1990-01-05 | Modulation system capable of accurately compensating for nonlinearities of an amplifier connected thereto |
DE69021400T DE69021400T2 (de) | 1989-01-06 | 1990-01-05 | Modulationsanordnung, die Nichtlinearitäten eines dazugehörigen Verstärkers genau zu kompensieren vermag. |
EP93203126A EP0588444B1 (en) | 1989-01-06 | 1990-01-05 | Modulation system capable of accurately compensating for nonlinearities of an amplifier connected thereto |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1001835A JP2513289B2 (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 変調装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02182060A true JPH02182060A (ja) | 1990-07-16 |
JP2513289B2 JP2513289B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=11512615
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1001835A Expired - Lifetime JP2513289B2 (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 変調装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
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