JP4427935B2

JP4427935B2 - Transmission system

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Publication number: JP4427935B2
Application number: JP2001248482A
Authority: JP
Inventors: 宏行林; 透馬庭; 研三西川
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2001-08-20
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2021-08-20
Also published as: JP2003060447A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムに係り、特に、並列接続した単位増幅器が故障しても、故障していない単位増幅器の非線型歪を安定に補償することが可能な送信システムに関する。
【０００２】
無線通信システムにおいても有線通信システムにおいても、通信路における減衰を考慮して送信システムの最終段には大電力を出力できる電力増幅器が設けられる。
特に、無線通信システムにおいては、アンテナの指向性によって電波が伝播する空間に制約が加えられるとはいえ、空間の伝播定数の不均一さによって生ずる屈折、空間中に存在する塵埃による散乱や、建造物又は丘陵又は山林などによる反射などによって電力損失が増す。更に、伝播空間に存在する自然界の雑音や人間の社会活動によって生ずる雑音によって信号対雑音比が低下するので、十分大きな出力電力で送信する必要がある。
【０００３】
しかし、電力増幅器を構成する能動素子は、比較的小電力の時には高い線型性を有しているが、大電力になると線型性が失われて非線型歪が大きくなる。この非線型歪は同一通信帯域の他チャンネルの信号や異なる通信帯域の信号に対する雑音となる。
従って、大きな出力電力を得ながら非線型歪を小さくすることが必須で、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムが実用化されている。
【０００４】
【従来の技術】
図５は、従来の送信システムの構成である。
図５において、１は、原信号を処理してベースバンド信号を出力するベースバンド信号部である。
２は、適応プリ・ディストーションを行なうための補償信号を生成する補償信号生成回路である。補償信号生成回路２にはベースバンド信号部が出力するベースバンド信号が供給される。
【０００５】
又、３は、該ベースバンド信号と該補償信号を加算する加算回路、４は、加算回路３の出力を変調する直交変調回路、５は、直交変調回路４の出力をアナログ変換するデジタル・アナログ・コンバータ（図では、Digital Analog Convertorの頭文字をとった略語「ＤＡＣ」を記載している。以降も、図では同様に記載する。）、６は無線周波帯の搬送波を生成する無線周波発振器、７は、無線周波発振器６が出力する無線周波帯の搬送波によってデジタル・アナログ・コンバータ５の出力を無線周波帯に周波数変換するアップ・コンバータである。
【０００６】
又、８及び９は、アップ・コンバータ７の出力を電力増幅する単位増幅器で、図５の例では単位増幅器を２つ並列接続して電力増幅器を構成している。
又、１２は、該電力増幅器の出力の一部を分岐する方向性結合器、１３は、出力電力を空間に放射するアンテナである。
又、１４は、方向性結合器１２が分岐した無線周波帯の信号のレベルを調整する減衰器、１５は、無線周波発振器６の出力によって減衰器１４の出力を周波数変換するダウン・コンバータである。
【０００７】
１６は、ダウン・コンバータ１５の出力をデジタル信号に変換する第一のアナログ・デジタル・コンバータ（図では、「ＡＤＣ」と略記している。これは、Analog Digital Convertorの頭文字による略語である。尚、以降も、図では同様に記載する。) である。尚、第一のアナログ・デジタル・コンバータは増幅器を内蔵しているものとする。
【０００８】
１７は、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６の出力をベースバンド信号に変換する直交復調回路である。
又、１８は、直交復調回路１７が出力する帰還信号とベースバンド信号部１が出力するベースバンド信号との差をとる減算回路である。ここでは、減算回路１８に供給されるベースバンド信号を参照信号と呼ぶことにする。
【０００９】
そして、補償信号生成回路２から減算回路１８の構成要素によって従来の送信システム構成される。
図５の構成において、ベースバンド信号部１が出力するベースバンド信号と補償信号は加算回路３において加算され、直交変調回路４によって直交変調された後にデジタル・アナログ・コンバータ５によってアナログ変換されてアップ・コンバータ７で無線周波帯信号にアップ・コンバートされる。
【００１０】
該無線周波帯信号は単位増幅器８及び９を並列接続した電力増幅器によって所定のレベルまで増幅されて、方向性結合器１２を解してアンテナ１３から空間に放射される。ここで、複数の単位増幅器を並列接続して電力増幅器とするのは、所要の出力電力を単一の単位増幅器によって得るのが困難なためである。
一方、方向性結合器１２において一部分岐された無線周波帯信号は減衰器１４においてレベルを調整されてダウン・コンバータ１５に供給され、前記無線周波帯の搬送波によってダウン・コンバートされた後に、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６によってデジタル変換され、直交復調回路１７によって復調されて帰還信号となる。該帰還信号は前記ベースバンド信号に前記電力増幅器において生じた歪成分を加えたものになる。
【００１１】
さて、減算回路１８においては、該帰還信号を形成するベースバンド信号と参照信号を形成するベースバンド信号とを同一レベルで減算して誤差信号として出力する。
こうして生成した誤差信号のレベルが最小になるように、補償信号生成回路２はベースバンド信号に係数を演算して帰還信号が参照信号と同一になるように歪の逆成分を含んだ信号を出力する。これが、補償信号生成回路２による適応プリ・ディストーション動作の概要であり、適応プリ・ディストーションによって該電力増幅器で生ずる歪成分を補償することができる。即ち、送信システムの出力の線型性を保つことができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
先にも記載したように、減算回路において帰還信号と参照信号との減算を行なうる場合には、該帰還信号に含まれるベースバンド信号成分と参照信号を形成するベースバンド信号のレベルを一致させておくことが必要である。
しかし、並列接続された複数の単位増幅器のうち一部が故障した場合、該帰還信号に含まれるベースバンド信号成分のレベルはベースバンド信号部１が出力するベースバンド信号のレベルより低くなる。
【００１３】
この結果、本来の適応プリ・ディストーション動作とは逆に、補償信号生成回路２は該帰還信号のレベルを引き上げるように補償信号の振幅と位相を制御するようになり、加算回路３の出力レベルが高く引き上げられるようになる。
このため、前記電力増幅器への入力レベルが高くなり、該電力増幅器の入力レベルの限界を超え、該電力増幅器の出力の非線型歪を増加させるという問題が生ずる。これを、適応プリ・ディストーションの発散と呼んでいる。
【００１４】
本発明は、かかる問題点に鑑み、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムに係り、特に、並列接続した単位増幅器の一部が故障しても、故障していない単位増幅器の非線型歪を安定に補償することが可能な送信システムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第一の発明は、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムにおいて、前記複数の単位増幅器の各々の入力端子から反射される電力の一部を各々抽出する手段、又は、各々の出力端子の出力電力の一部を各々抽出する手段と、前記抽出した電力を合成する手段と、前記合成された電力の電力レベル変化を検出する手段と、前記検出された電力レベル変化に対応してベースバンド信号部が出力するベースバンド信号に対する利得を可変にして適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する手段と、前記参照信号のレベルを制御する手段と、前記電力増幅器の一部を抽出して帰還信号を生成する手段と、を備え、前記単位増幅器の一方が故障して前記検出された電力レベルが低下した時に前記帰還信号と前記参照信号を一致させるように前記参照信号のレベルを制御することを特徴とする送信システムである。
【００１６】
第一の発明によれば、電力増幅器の複数の単位増幅器の各々の入力端子から反射される電力の一部と、各々の出力端子の出力電力の一部と、を抽出して合成した電力のレベル変化を検出する構成と、検出されたレベル変化に対応してベースバンド信号部が出力するベースバンド信号に対する利得を可変にして適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する構成と、参照信号のレベルを制御する構成と、電力増幅器の出力電力の一部を抽出して帰還信号を生成する構成と、を備え、前記単位増幅器の一方が故障して検出された電力レベルが低下した時に前記帰還信号と前記参照信号を一致させるように前記参照信号のレベルを制御するので、適応プリ・ディストーションのための誤差信号を生成する際の参照信号を形成するベースバンド信号成分と帰還信号に含まれるベースバンド信号成分のレベルを一致させることができる。従って、電力増幅器の適応プリ・ディストーションの発散を防止することができ、安定な送信システムを得ることができる。
【００１７】
第二の発明は、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムにおいて、
前記複数の単位増幅器の各々の入力端子から反射される電力の一部を各々抽出する手段、又は、各々の出力端子の出力電力の一部を各々抽出する手段と、前記抽出した電力を合成する手段と、前記合成された電力の電力レベル変化を検出する手段と、前記検出されたレベル変化に対応して適応プリ・ディストーションの帰還信号に対する利得を可変にする手段と、ベースバンド信号部が出力するベースバンド信号から適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する手段と、を備え、前記帰還信号と前記参照信号のレベルを一致させるよう前記利得可変手段を制御することを特徴とする送信システムである。
【００１８】
第二の発明によれば、電力増幅器の複数の単位増幅器の各々の入力端子から反射される電力の一部と、各々の出力端子の出力電力の一部と、を抽出して合成した電力のレベル変化を検出する構成と、検出されたレベル変化に対応して適応プリ・ディストーションの帰還信号に対する利得を可変にする構成と、ベースバンド信号部が出力するベースバンド信号から適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する手段と、を備え、前記帰還信号と前記参照信号のレベルを一致させるよう前記利得可変手段を制御するので、一部の単位増幅器に故障が生じても、適応プリ・ディストーションのための誤差信号を生成する際の参照信号を形成するベースバンド信号成分と帰還信号に含まれるベースバンド信号成分のレベルを一致させることができる。従って、電力増幅器の適応プリ・ディストーションの発散を防止することができ、安定な送信システムを得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以降、図面も用いて本発明の技術を詳細に説明する。
図１は、本発明の第一の実施の形態である。
図１において、１は、原信号を処理してベースバンド信号を出力するベースバンド信号部である。
【００２０】
２は、適応プリ・ディストーションを行なうための補償信号を生成する補償信号生成回路で、補償信号生成回路２にはベースバンド信号部が出力するベースバンド信号が供給される。
又、３は、該ベースバンド信号と該補償信号を加算する加算回路、４は、加算回路３の出力を変調する直交変調回路、５は、直交変調回路４の出力をアナログ変換するデジタル・アナログ・コンバータ、６は無線周波帯の搬送波を生成する無線周波発振器、７は、無線周波発振器６が出力する無線周波帯の搬送波によってデジタル・アナログ・コンバータ５の出力を無線周波帯に周波数変換するアップ・コンバータである。
【００２１】
又、８及び９は、アップ・コンバータ７の出力を電力増幅する単位増幅器で、図１の例では単位増幅器を２つ並列接続して電力増幅器を構成している。
又、１０及び１１は、単位増幅器８及び９の入力側に挿入されたアイソレータである。
又、１２は、該電力増幅器の出力の一部を分岐する方向性結合器、１３は、出力電力を空間に放射するアンテナである。
【００２２】
又、１４は、方向性結合器１２が分岐した無線周波帯の信号のレベルを調整する減衰器、１５は、無線周波発振器６の出力によって減衰器１４の出力を周波数変換するダウン・コンバータ、１６は、ダウン・コンバータ１５の出力をデジタル信号に変換する第一のアナログ・デジタル・コンバータ、１７は、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６の出力をベースバンド信号に変換する直交復調回路である。尚、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６は増幅器を内蔵している。
【００２３】
又、１９は、２つのアイソレータ１０及び１１がアイソレーション端子から出力する電力を合成する電力合成回路である。
又、２０は、電力合成回路１９の出力を監視して電力の変化を検出する電力検出回路、２１は、電力検出回路２０の出力をデジタル変換する第二のアナログ・デジタル・コンバータである。
【００２４】
又、２２は、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力に対応してベースバンド信号に対する利得を制御する利得可変回路で、利得可変回路の出力が参照信号である。
又、１８は、直交復調回路１７が出力する帰還信号と利得可変回路２２が出力する参照信号との差をとる減算回路である。
【００２５】
そして、補償信号生成回路２から利得可変回路２２の構成要素によって本発明の第一の実施の形態が構成される。
図１の構成において、２つの単位増幅器が正常に動作している場合の動作は従来の送信システムにおける動作と全く同じである。即ち、ベースバンド信号と補償信号は加算回路３において加算され、直交変調回路４によって直交変調された後にデジタル・アナログ・コンバータ５によってアナログ変換されてアップ・コンバータ７で無線周波帯信号にアップ・コンバートされる。
【００２６】
該無線周波帯信号は単位増幅器８及び９を並列接続した電力増幅器によって所定のレベルまで増幅されて、方向性結合器１２を会してアンテナ１３から空間に放射される。
一方、方向性結合器１２において一部分岐された無線周波帯信号は減衰器１４においてレベルを調整されてダウン・コンバータ１５に供給され、前記無線周波帯の搬送波によってダウン・コンバートされた後に、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６によってデジタル変換され、直交復調回路１７によって復調されて帰還信号となる。該帰還信号は前記ベースバンド信号に前記電力増幅器において生じた歪成分を加えたものになっている。
【００２７】
そして、減算回路１８においては、該帰還信号を形成するベースバンド信号と特可変回路２２が出力する参照信号を形成するベースバンド信号とを同一レベルで比較して、誤差信号を生成して補償信号生成回路２に供給する。
こうして生成した誤差信号のレベルが最小になるように、補償信号生成回路２はベースバンド信号を予め歪ませて歪成分を出力する。これにより、該電力増幅器で生ずる歪成分を補償することによって送信システムの出力の線型性を保つことができる。
【００２８】
さて、アイソレータ１０及び１１は、単位増幅器８又は９が正常に動作していて単位増幅器８又は９の入力端子から反射がない場合にはアイソレーション端子には出力が現われないが、単位増幅器８又は９が故障して故障した単位増幅器の入力端子で反射が生ずると、故障した単位増幅器の入力端子に接続されているアイソレータのアイソレーション端子に出力が現われる。
【００２９】
これにより電力検出回路２０に上記故障に伴う電力が出力され、この検出された電力の情報が利得可変回路２２に供給されて、誤差信号を生成するための参照信号のレベルが制御される。
ここで、利得可変回路２２における利得制御の概要は下記の通りである。即ち、図１の例では単位増幅器を２つ並列接続しているので、一方の単位増幅器が故障した場合には出力電力は３ｄＢ低下する。従って、直交復調回路１７が出力する帰還信号のレベルも３ｄＢ低下し、同時に電力検出回路２０はアイソレータ１０又は１１からの電力を検出する。第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１からは、電力検出回路２０の出力変化に応じたデジタル信号を出力させることができる。
【００３０】
一方、利得可変回路２２は、例えば、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力信号によって、損失０ｄＢと損失３ｄＢの回路の一方を選択できるようにしておき、一方の単位増幅器が故障して帰還信号のレベルが３ｄＢ低下した時に損失３ｄＢの回路を選択すれば、減算回路１８に供給される帰還信号と参照信号のレベルを一致させることができる。尚、損失０ｄＢと損失３ｄＢの回路の一方を選択できるようにすることは当業者には容易なことであるので、利得可変回路２２の構成を図示することは省略する。
【００３１】
これにより、減算回路１８の２つの入力端子におけるレベルが一致するので、適応プリ・ディストーションの発散を防止することができる。
ここで、図１の構成では２つの単位増幅器を並列接続して電力増幅器を構成していることを考慮して、一方の単位増幅器が故障した時には参照信号のレベルを３ｄＢ低下させるように構成しているが、例えば、３つの単位増幅器を並列接続してその１つ又は２つが故障した時には次のように構成すればよい。即ち、１つの単位増幅器が故障した時には方向性結合器１２の出力レベルが約１．８ｄＢ低下し、２つの単位増幅器が故障した時には方向性結合器１２の出力レベルが約４．８ｄＢ低下し、これに応じて電力検出回路２０の出力も変化する。そして、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力は故障した増幅器数に合わせて変化するので、利得可変回路２２において故障した増幅器数に合わせて０ｄＢ、１．８ｄＢ及び４．８ｄＢの損失を有する回路を選択すれば、参照信号と帰還信号のレベルを一致させることができる。
【００３２】
尚、ここでは、単位増幅器が完全にダウンするケースが主であるため、完全にダウンしたケースを想定して説明してきたが、単位増幅器が完全にダウンせずに低下したレベルで出力する場合には、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１のビット数を多くして、利得可変回路２２において第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力に対応して多種の損失の回路を組み合わせて選択するようにすれば、このケースにも参照信号と帰還信号のレベルを一致させることができる。
【００３３】
つまり、本発明の第一の実施の形態の特徴は、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムにおいて、複数の単位増幅器の入力端子のレベル変化を検出する構成と、検出されたレベル変化に対応してベースバンド信号部が出力するベースバンド信号に対する利得を可変にして適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する構成とを備えることにある。
【００３４】
図２は、本発明の第二の実施の形態である。
図２において、１は、原信号を処理してベースバンド信号を出力するベースバンド信号部である。
２は、適応プリ・ディストーションを行なうための補償信号を生成する補償信号生成回路で、補償信号生成回路２にはベースバンド信号部が出力するベースバンド信号が供給される。
【００３５】
又、３は、該ベースバンド信号と該補償信号を加算する加算回路、４は、加算回路３の出力を変調する直交変調回路、５は、直交変調回路４の出力をアナログ変換するデジタル・アナログ・コンバータ、６は無線周波帯の搬送波を生成する無線周波発振器、７は、無線周波発振器６が出力する無線周波帯の搬送波によってデジタル・アナログ・コンバータ５の出力を無線周波帯に周波数変換するアップ・コンバータである。
【００３６】
又、８及び９は、アップ・コンバータ７の出力を電力増幅する単位増幅器で、図１の例では単位増幅器を２つ並列接続して電力増幅器を構成している。
又、１２は、該電力増幅器の出力の一部を分岐する方向性結合器、１３は、出力電力を空間に放射するアンテナである。
又、１４は、方向性結合器１２が分岐した無線周波帯の信号のレベルを調整する減衰器、１５は、無線周波発振器６の出力によって減衰器１４の出力を周波数変換するダウン・コンバータ、１６は、ダウン・コンバータ１５の出力をデジタル信号に変換する第一のアナログ・デジタル・コンバータ、１７は、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６の出力をベースバンド信号に変換する直交復調回路である。尚、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６は増幅器を内蔵している。
【００３７】
又、２３は、方向性結合器１２の分岐出力を更に分岐する方向性結合器、２０は、方向性結合器２３の出力を監視して電力の変化を検出する電力検出回路、２１は、電力検出回路２０の出力をデジタル変換する第二のアナログ・デジタル・コンバータである。
又、２２は、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力に対応してベースバンド信号に対する利得を制御する利得可変回路で、利得可変回路の出力が参照信号である。
【００３８】
又、１８は、直交復調回路１７が出力する帰還信号と利得可変回路２２が出力する参照信号との差をとる減算回路である。
そして、補償信号生成回路２から利得可変回路２２の構成要素によって本発明の第二の実施の形態が構成される。
図１の構成と図２の構成を比較すれば、図２の構成では電力増幅器の故障に伴うレベル変化を方向性結合器１２の出力側で行なう点だけが異なっていることが判る。従って、図２の構成については図１の構成との違いだけを説明する。
【００３９】
図２の構成において、２つある単位増幅器の一方が故障した時には２つの単位増幅器によって構成される電力増幅器の出力は３ｄＢ低下する。従って、方向性結合器２３で分岐される信号の電力も又３ｄＢ低下する。
そして、電力検出回路２０はこのレベル低下を検出して、該電力増幅器が正常に動作している時とは異なるレベルの信号を出力するので、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１は該電力増幅器が正常に動作している時とは異なるデジタル信号を出力して利得可変回路２２に供給する。
【００４０】
ここで、利得可変回路２２は、例えば、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力信号によって、損失０ｄＢと損失３ｄＢの回路の一方を選択できるようにしておき、一方の単位増幅器が故障して帰還信号のレベルが３ｄＢ低下した時に損失３ｄＢの回路を選択すれば、減算回路１８に供給される帰還信号と参照信号のレベルを一致させることができる。
【００４１】
尚、該電力増幅器を構成する単位増幅器の数が２とは異なる場合や、単位増幅器が完全にダウンしない場合についても減算回路１８に供給される帰還信号と参照信号のレベルを一致させることができることは図１の構成と同じである。
そして、本発明の第二の実施の形態の特徴は、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムにおいて、複数の単位増幅器の出力端子側のレベル変化を検出する構成と、検出されたレベル変化に対応してベースバンド信号部が出力するベースバンド信号に対する利得を可変にして適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する構成とを備えることにあるといえる。
【００４２】
図３は、本発明の第三の実施の形態である。
図３において、１は、原信号を処理してベースバンド信号を出力するベースバンド信号部である。
２は、適応プリ・ディストーションを行なうための補償信号を生成する補償信号生成回路で、補償信号生成回路２にはベースバンド信号部が出力するベースバンド信号が供給される。
【００４３】
又、３は、該ベースバンド信号と該補償信号を加算する加算回路、４は、加算回路３の出力を変調する直交変調回路、５は、直交変調回路４の出力をアナログ変換するデジタル・アナログ・コンバータ、６は無線周波帯の搬送波を生成する無線周波発振器、７は、無線周波発振器６が出力する無線周波帯の搬送波によってデジタル・アナログ・コンバータ５の出力を無線周波帯に周波数変換するアップ・コンバータである。
【００４４】
又、８及び９は、アップ・コンバータ７の出力を電力増幅する単位増幅器で、図１の例では単位増幅器を２つ並列接続して電力増幅器を構成している。
又、１２は、該電力増幅器の出力の一部を分岐する方向性結合器、１３は、出力電力を空間に放射するアンテナである。
又、１４は、方向性結合器１２が分岐した無線周波帯の信号のレベルを調整する減衰器、１５は、無線周波発振器６の出力によって減衰器１４の出力を周波数変換するダウン・コンバータ、１６は、ダウン・コンバータ１５の出力をデジタル信号に変換する第一のアナログ・デジタル・コンバータ、１７は、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６の出力をベースバンド信号に変換する直交復調回路である。尚、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６は増幅器を内蔵している。
【００４５】
又、２４及び２５は、それぞれ、単位増幅器８の出力信号を分岐する方向性結合器及び単位増幅器９の出力信号を分岐する方向性結合器、１９は、方向性結合器２４及び方向性結合器２５が分岐した信号を合成する電力合成回路、２０は、電力合成回路１９の出力を監視してレベルの変化を検出する電力検出回路、２１は、電力検出回路２０の出力をデジタル変換する第二のアナログ・デジタル・コンバータである。
【００４６】
又、２２は、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力に対応してベースバンド信号に対する利得を制御する利得可変回路で、利得可変回路の出力が参照信号である。
又、１８は、直交復調回路１７が出力する帰還信号と利得可変回路２２が出力する参照信号との差をとる減算回路である。
【００４７】
そして、補償信号生成回路２から方向性結合器２５までの構成要素によって本発明の第三の実施の形態が構成される。
図１の構成と図３の構成を比較すれば、図３の構成では電力増幅器の故障に伴うレベル変化を単位増幅器の出力端子側で検出する点だけが異なることが判る。従って、図３の構成については図１の構成との違いだけを説明する。
【００４８】
図３の構成において、２つある単位増幅器の一方が故障した時には電力合成回路１９が出力する信号のレベルは３ｄＢ低下する。
そして、電力検出回路２０はこのレベル低下を検出して、該電力増幅器が正常に動作している時とは異なるレベルの信号を出力するので、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１は該電力増幅器が正常に動作している時とは異なるデジタル信号を出力して利得可変回路２２に供給する。
【００４９】
ここで、利得可変回路２２は、例えば、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力信号によって、損失０ｄＢと損失３ｄＢの回路の一方を選択できるようにしておき、一方の単位増幅器が故障して帰還信号のレベルが３ｄＢ低下した時に損失３ｄＢの回路を選択すれば、減算回路１８に供給される帰還信号と参照信号のレベルを一致させることができる。
【００５０】
尚、該電力増幅器を構成する単位増幅器の数が２とは異なる場合や、単位増幅器が完全にダウンしない場合についても減算回路１８に供給される帰還信号と参照信号のレベルを一致させることができることは図１の構成と同じである。
そして、本発明の第三の実施の形態の特徴は、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムにおいて、複数の単位増幅器の出力端子側のレベル変化を検出する構成と、検出されたレベル変化に対応してベースバンド信号部が出力するベースバンド信号に対する利得を可変にして適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する構成とを備えることにあるといえる。
【００５１】
図４は、本発明の第四の実施の形態である。
図４において、１は、原信号を処理してベースバンド信号を出力するベースバンド信号部である。
２は、適応プリ・ディストーションを行なうための補償信号を生成する補償信号生成回路で、補償信号生成回路２にはベースバンド信号部が出力するベースバンド信号が供給される。
【００５２】
又、３は、該ベースバンド信号と該補償信号を加算する加算回路、４は、加算回路３の出力を変調する直交変調回路、５は、直交変調回路４の出力をアナログ変換するデジタル・アナログ・コンバータ、６は無線周波帯の搬送波を生成する無線周波発振器、７は、無線周波発振器６が出力する無線周波帯の搬送波によってデジタル・アナログ・コンバータ５の出力を無線周波帯に周波数変換するアップ・コンバータである。
【００５３】
又、８及び９は、アップ・コンバータ７の出力を電力増幅する単位増幅器で、図１の例では単位増幅器を２つ並列接続して電力増幅器を構成している。
又、１０及び１１は、単位増幅器８及び９の入力側に挿入されたアイソレータである。
又、１２は、該電力増幅器の出力の一部を分岐する方向性結合器、１３は、出力電力を空間に放射するアンテナである。
【００５４】
又、１４は、方向性結合器１２が分岐した無線周波帯の信号のレベルを調整する減衰器、１５は、無線周波発振器６の出力によって減衰器１４の出力を周波数変換するダウン・コンバータ、１６は、ダウン・コンバータ１５の出力をデジタル信号に変換する第一のアナログ・デジタル・コンバータ、１７は、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６の出力をベースバンド信号に変換する直交復調回路である。尚、第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６は増幅器を内蔵している。
【００５５】
又、１９は、２つのアイソレータ１０及び１１がアイソレーション端子から出力する信号の電力を合成する電力合成回路である。
又、２０は、電力合成回路１９の出力を監視して電力の変化を検出する電力検出回路、２１は、電力検出回路２０の出力をデジタル変換する第二のアナログ・デジタル・コンバータである。
【００５６】
又、２２は、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力に対応してベースバンド信号に対する利得を制御する利得可変回路で、利得可変回路の出力が帰還信号である。
又、１８は、利得可変回路２２が出力する帰還信号とベースバンド信号部が出力するベースバンド信号に等しい参照信号との差をとって誤差信号を出力する減算回路である。
【００５７】
そして、補償信号生成回路２から利得可変回路２２までの構成要素によって本発明の第四の実施の形態が構成される。
図１の構成と図４の構成を比較すれば、図４の構成では利得可変回路２２を帰還ループ内の直交復調回路１７と減算回路１８の間に挿入する点だけが異なることが判る。従って、図４の構成については図１の構成との違いだけを説明する。
【００５８】
図４の構成において、２つある単位増幅器の一方が故障した時には故障した単位増幅器に接続されているアイソレータのアイソレーション端子から信号が出力されるので、電力合成回路の出力レベルが上昇する。
そして、電力検出回路２０はこのレベル変化を検出して、該電力増幅器が正常に動作している時とは異なるレベルの信号を出力するので、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１は該電力増幅器が正常に動作している時とは異なるデジタル信号を出力して利得可変回路２２に供給する。
【００５９】
一方、２つある単位増幅器の一方が故障した時には方向性結合器１２が分岐する帰還ループ側の信号のレベルが３ｄＢ低下する。
ここで、利得可変回路２２は、例えば、第二のアナログ・デジタル・コンバータ２１の出力信号によって、損失０ｄＢと損失３ｄＢの回路の一方を選択できるようにしておき、一方の単位増幅器が故障して帰還ループ側の信号のレベルが３ｄＢ低下低下した時に損失０ｄＢの回路を選択すれば、減算回路１８に供給される帰還信号と参照信号のレベルを一致させることができる。
【００６０】
尚、該電力増幅器を構成する単位増幅器の数が２とは異なる場合や、単位増幅器が完全にダウンしない場合についても減算回路１８に供給される帰還信号と参照信号のレベルを一致させることができることは図１の構成と同じである。
そして、本発明の第四の実施の形態の特徴は、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムにおいて、複数の単位増幅器の入力端子側のレベル変化を検出する構成と、検出されたレベル変化に対応して適応プリ・ディストーションの帰還信号に対する利得を可変にする構成を備えることを特徴とする送信システムであるといえる。
【００６１】
さて、図４の構成は、図１の構成において利得可変回路２２を帰還ループ内で直交復調回路１７と減算回路１８の間に挿入したものであるが、帰還ループ内で第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６と直交復調回路１７の間に挿入しても、ダウン・コンバータ１５と第一のアナログ・デジタル・コンバータ１６の間に挿入しても、減衰器１４とダウン・コンバータ１５の間に挿入しても、検出されたレベル変化に対応して適応プリ・ディストーションの帰還信号に対する利得を可変にする構成であることには違いがない。
【００６２】
又、図２又は図３の構成において、利得可変回路２２を帰還ループ内に挿入しても、図４と同様に減算回路１８に供給される帰還信号と参照信号のレベルを一致させることができる。
そして、この場合の構成は、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムにおいて、複数の単位増幅器の出力端子側のレベル変化を検出する構成と、検出されたレベル変化に対応して適応プリ・ディストーションの帰還信号に対する利得を可変にする構成を備えることを特徴とする送信システムであるといえる。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明によれば、複数の単位増幅器を並列接続して成る電力増幅器に適応プリ・ディストーションを施して送信出力の線型性を改善する送信システムに関し、並列接続した単位増幅器が故障しても、故障していない単位増幅器の非線型歪を安定に補償することが可能な送信システムを得ることができる。
【００６４】
即ち、第一の発明によれば、電力増幅器の複数の単位増幅器の各々の入力端子から反射される電力の一部と、各々の出力端子の出力電力の一部と、を抽出して合成した電力のレベル変化を検出する構成と、検出されたレベル変化に対応してベースバンド信号部が出力するベースバンド信号に対する利得を可変にして適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する構成と、参照信号のレベルを制御する構成と、電力増幅器の出力電力の一部を抽出して帰還信号を生成する構成と、を備え、前記単位増幅器の一方が故障して検出された電力レベルが低下した時に前記帰還信号と前記参照信号を一致させるように前記参照信号のレベルを制御するので、適応プリ・ディストーションのための誤差信号を生成する際の参照信号を形成するベースバンド信号成分と帰還信号に含まれるベースバンド信号成分のレベルを一致させることができる。従って、電力増幅器の適応プリ・ディストーションの発散を防止することができ、安定な送信システムを得ることができる。
【００６５】
又、第二の発明によれば、電力増幅器の複数の単位増幅器の各々の入力端子から反射される電力の一部と、各々の出力端子の出力電力の一部と、を抽出して合成した電力のレベル変化を検出する構成と、検出されたレベル変化に対応して適応プリ・ディストーションの帰還信号に対する利得を可変にする構成と、ベースバンド信号部が出力するベースバンド信号から適応プリ・ディストーションの参照信号を生成する手段と、を備え、前記帰還信号と前記参照信号のレベルを一致させるよう前記利得可変手段を制御するので、適応プリ・ディストーションのための誤差信号を生成する際の参照信号を形成するベースバンド信号成分と帰還信号に含まれるベースバンド信号成分のレベルを一致させることができる。従って、電力増幅器の適応プリ・ディストーションの発散を防止することができ、安定な送信システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態。
【図２】本発明の第二の実施の形態。
【図３】本発明の第三の実施の形態。
【図４】本発明の第四の実施の形態。
【図５】従来の送信システムの構成。
【符号の説明】
１ベースバンド信号部
２補償信号生成回路
３加算回路
４直交変調回路
５デジタル・アナログ・コンバータ
６無線周波発振器
７アップ・コンバータ
８、９単位増幅器
１０、１１アイソレータ
１２方向性結合器
１３アンテナ
１４減衰器
１５ダウン・コンバータ
１６第一のアナログ・デジタル・コンバータ
１７直交復調回路
１８減算回路
１９電力合成回路
２０電力検出回路
２１第二のアナログ・デジタル・コンバータ
２２利得可変回路
２３、２４、２５方向性結合器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission system that improves the linearity of transmission output by applying adaptive pre-distortion to a power amplifier formed by connecting a plurality of unit amplifiers in parallel. The present invention relates to a transmission system capable of stably compensating for non-failure unit amplifier nonlinear distortion.
[0002]
In both wireless communication systems and wired communication systems, a power amplifier capable of outputting large power is provided at the final stage of the transmission system in consideration of attenuation in the communication path.
In particular, in a radio communication system, although the space where radio waves propagate is limited by the directivity of the antenna, refraction caused by non-uniformity of the propagation constant of the space, scattering by dust existing in the space, construction Power loss increases due to reflections from objects, hills or forests. Furthermore, since the signal-to-noise ratio is lowered by natural noise existing in the propagation space and noise generated by human social activities, it is necessary to transmit with sufficiently large output power.
[0003]
However, the active elements constituting the power amplifier have a high linearity when the power is relatively low, but when the power is high, the linearity is lost and nonlinear distortion increases. This non-linear distortion becomes noise for signals of other channels in the same communication band or signals of different communication bands.
Therefore, it is essential to reduce nonlinear distortion while obtaining a large output power, and there is a transmission system that improves the linearity of transmission output by applying adaptive pre-distortion to a power amplifier formed by connecting a plurality of unit amplifiers in parallel. It has been put into practical use.
[0004]
[Prior art]
FIG. 5 shows a configuration of a conventional transmission system.
In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a baseband signal unit that processes an original signal and outputs a baseband signal.
Reference numeral 2 denotes a compensation signal generation circuit that generates a compensation signal for performing adaptive pre-distortion. The compensation signal generation circuit 2 is supplied with the baseband signal output from the baseband signal unit.
[0005]
Further, 3 is an adder circuit for adding the baseband signal and the compensation signal, 4 is a quadrature modulation circuit for modulating the output of the adder circuit 3, and 5 is a digital / analog for converting the output of the quadrature modulation circuit 4 into analog. Converter (abbreviated as “DAC” in the figure, which is an acronym for Digital Analog Convertor. The same shall apply in the figure hereinafter.) 6 is a radio frequency oscillator that generates a carrier wave in the radio frequency band. , 7 are up-converters that convert the output of the digital-analog converter 5 to a radio frequency band using a radio frequency carrier wave output from the radio frequency oscillator 6.
[0006]
Reference numerals 8 and 9 denote unit amplifiers for amplifying the output of the up-converter 7, and in the example of FIG. 5, two unit amplifiers are connected in parallel to constitute a power amplifier.
Reference numeral 12 denotes a directional coupler that branches a part of the output of the power amplifier, and reference numeral 13 denotes an antenna that radiates output power to space.
Reference numeral 14 denotes an attenuator for adjusting the level of a radio frequency band signal branched by the directional coupler 12, and reference numeral 15 denotes a down converter that converts the frequency of the output of the attenuator 14 by the output of the radio frequency oscillator 6. .
[0007]
Reference numeral 16 denotes a first analog-digital converter that converts the output of the down converter 15 into a digital signal (in the figure, abbreviated as “ADC”. This is an abbreviation for an acronym of Analog Digital Converter). In the following, the same applies to the drawings.) It is assumed that the first analog-digital converter has a built-in amplifier.
[0008]
Reference numeral 17 denotes an orthogonal demodulation circuit that converts the output of the first analog-digital converter 16 into a baseband signal.
Reference numeral 18 denotes a subtraction circuit that takes the difference between the feedback signal output from the quadrature demodulation circuit 17 and the baseband signal output from the baseband signal unit 1. Here, the baseband signal supplied to the subtraction circuit 18 is referred to as a reference signal.
[0009]
The compensation signal generation circuit 2 to the subtraction circuit 18 constitute a conventional transmission system.
In the configuration of FIG. 5, the baseband signal output from the baseband signal unit 1 and the compensation signal are added by the adder circuit 3, and after quadrature modulation by the quadrature modulation circuit 4, the digital-analog converter 5 converts the analog signal to an analog signal. Upconverted to a radio frequency signal by the converter 7
[0010]
The radio frequency band signal is amplified to a predetermined level by a power amplifier in which unit amplifiers 8 and 9 are connected in parallel, and radiated from an antenna 13 to space through a directional coupler 12. Here, the reason why a plurality of unit amplifiers are connected in parallel to form a power amplifier is that it is difficult to obtain a required output power with a single unit amplifier.
On the other hand, the radio frequency band signal partially branched in the directional coupler 12 is adjusted in level in the attenuator 14 and supplied to the down converter 15, and after being down-converted by the radio frequency carrier wave, Are converted into digital signals by the analog / digital converter 16 and demodulated by the quadrature demodulation circuit 17 to become feedback signals. The feedback signal is obtained by adding the distortion component generated in the power amplifier to the baseband signal.
[0011]
The subtracting circuit 18 subtracts the baseband signal forming the feedback signal and the baseband signal forming the reference signal at the same level and outputs the result as an error signal.
In order to minimize the level of the error signal generated in this way, the compensation signal generation circuit 2 calculates a coefficient for the baseband signal and outputs a signal including an inverse distortion component so that the feedback signal is the same as the reference signal. To do. This is an outline of the adaptive pre-distortion operation by the compensation signal generation circuit 2, and distortion components generated in the power amplifier can be compensated by the adaptive pre-distortion. That is, the linearity of the output of the transmission system can be maintained.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the subtraction circuit performs subtraction between the feedback signal and the reference signal, the baseband signal component included in the feedback signal and the level of the baseband signal forming the reference signal are matched. It is necessary to keep it.
However, when a part of a plurality of unit amplifiers connected in parallel fails, the level of the baseband signal component included in the feedback signal becomes lower than the level of the baseband signal output from the baseband signal unit 1.
[0013]
As a result, contrary to the original adaptive pre-distortion operation, the compensation signal generation circuit 2 controls the amplitude and phase of the compensation signal so as to raise the level of the feedback signal, and the output level of the adder circuit 3 is increased. It will be raised higher.
For this reason, the input level to the power amplifier becomes high, the limit of the input level of the power amplifier is exceeded, and there is a problem that the nonlinear distortion of the output of the power amplifier is increased. This is called divergence of adaptive pre-distortion.
[0014]
In view of such problems, the present invention relates to a transmission system for improving the linearity of a transmission output by applying adaptive pre-distortion to a power amplifier formed by connecting a plurality of unit amplifiers in parallel, and in particular, unit amplifiers connected in parallel. It is an object of the present invention to provide a transmission system capable of stably compensating for nonlinear distortion of a unit amplifier that does not fail even if a part of the unit amplifier fails.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a transmission system in which a linearity of a transmission output is improved by applying adaptive pre-distortion to a power amplifier formed by connecting a plurality of unit amplifiers in parallel, and reflected from each input terminal of the plurality of unit amplifiers. Means for extracting a part of the output power, means for extracting a part of the output power of each output terminal, means for combining the extracted power, and power level change of the combined power And means for generating a reference signal for adaptive pre-distortion by varying a gain for the baseband signal output by the baseband signal unit in response to the detected power level change, Means for controlling the level of the reference signal; means for extracting a part of the power amplifier to generate a feedback signal; With Controlling the level of the reference signal so that the feedback signal matches the reference signal when one of the unit amplifiers fails and the detected power level decreases. A transmission system characterized by the above.
[0016]
According to the first invention, a part of the power reflected from each input terminal of the plurality of unit amplifiers of the power amplifier and a part of the output power of each output terminal are extracted and combined. A configuration for detecting a level change, a configuration for generating a reference signal for adaptive pre-distortion by varying a gain for a baseband signal output from a baseband signal unit in response to the detected level change, A configuration for controlling the level of the reference signal, a configuration for extracting a part of the output power of the power amplifier and generating a feedback signal, and With Controls the level of the reference signal so that the feedback signal and the reference signal are matched when one of the unit amplifiers fails and the detected power level decreases. So Adaptation The level of the baseband signal component forming the reference signal when generating the error signal for pre-distortion and the level of the baseband signal component included in the feedback signal can be matched. Therefore, the divergence of adaptive pre-distortion of the power amplifier can be prevented, and a stable transmission system can be obtained.
[0017]
A second invention is a transmission system in which a power amplifier comprising a plurality of unit amplifiers connected in parallel is subjected to adaptive pre-distortion to improve the linearity of a transmission output.
The means for extracting a part of the power reflected from the input terminals of each of the plurality of unit amplifiers, or the means for extracting a part of the output power of each output terminal, and the extracted power are combined. means Means for detecting a power level change of the combined power; means for varying a gain for an adaptive pre-distortion feedback signal in response to the detected level change; Means for generating a reference signal for adaptive pre-distortion from the baseband signal output by the baseband signal section; Preparation And controlling the gain varying means to make the levels of the feedback signal and the reference signal coincide with each other. A transmission system characterized by the above.
[0018]
According to the second invention, a part of the power reflected from each input terminal of the plurality of unit amplifiers of the power amplifier and a part of the output power of each output terminal are extracted and combined. Configuration to detect level change and configuration to change gain for adaptive pre-distortion feedback signal in response to detected level change And means for generating a reference signal for adaptive pre-distortion from the baseband signal output by the baseband signal unit, With And controlling the gain varying means to make the levels of the feedback signal and the reference signal coincide with each other. Therefore, even if some unit amplifiers fail, the level of the baseband signal component included in the feedback signal and the baseband signal component that forms the reference signal when generating the error signal for adaptive pre-distortion Can be matched. Therefore, the divergence of adaptive pre-distortion of the power amplifier can be prevented, and a stable transmission system can be obtained.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the technique of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a baseband signal unit that processes an original signal and outputs a baseband signal.
[0020]
Reference numeral 2 denotes a compensation signal generation circuit that generates a compensation signal for performing adaptive pre-distortion. The compensation signal generation circuit 2 is supplied with a baseband signal output from the baseband signal unit.
Further, 3 is an adder circuit for adding the baseband signal and the compensation signal, 4 is a quadrature modulation circuit for modulating the output of the adder circuit 3, and 5 is a digital / analog for converting the output of the quadrature modulation circuit 4 into analog. -Converter, 6 is a radio frequency oscillator that generates a carrier wave in the radio frequency band, 7 is an up-converter that converts the output of the digital-analog converter 5 to a radio frequency band by the radio frequency carrier wave output from the radio frequency oscillator 6・ It is a converter.
[0021]
Reference numerals 8 and 9 denote unit amplifiers that amplify the output of the up converter 7, and in the example of FIG. 1, two unit amplifiers are connected in parallel to constitute a power amplifier.
Reference numerals 10 and 11 denote isolators inserted on the input side of the unit amplifiers 8 and 9.
Reference numeral 12 denotes a directional coupler that branches a part of the output of the power amplifier, and reference numeral 13 denotes an antenna that radiates output power to space.
[0022]
Reference numeral 14 denotes an attenuator for adjusting the level of a radio frequency band signal branched by the directional coupler 12, and reference numeral 15 denotes a down converter for converting the frequency of the output of the attenuator 14 by the output of the radio frequency oscillator 6. Is a first analog-digital converter that converts the output of the down converter 15 into a digital signal, and 17 is a quadrature demodulation circuit that converts the output of the first analog-digital converter 16 into a baseband signal. Note that the first analog-digital converter 16 includes an amplifier.
[0023]
Reference numeral 19 denotes a power combining circuit that combines the power output from the isolation terminals by the two isolators 10 and 11.
Reference numeral 20 denotes a power detection circuit that monitors the output of the power combining circuit 19 to detect a change in power, and reference numeral 21 denotes a second analog-digital converter that converts the output of the power detection circuit 20 into digital.
[0024]
Reference numeral 22 denotes a gain variable circuit for controlling the gain for the baseband signal corresponding to the output of the second analog-digital converter 21, and the output of the gain variable circuit is a reference signal.
Reference numeral 18 denotes a subtraction circuit that takes the difference between the feedback signal output from the quadrature demodulation circuit 17 and the reference signal output from the variable gain circuit 22.
[0025]
Then, the first embodiment of the present invention is configured by the components of the compensation signal generation circuit 2 and the variable gain circuit 22.
In the configuration of FIG. 1, the operation when the two unit amplifiers are operating normally is exactly the same as the operation in the conventional transmission system. That is, the baseband signal and the compensation signal are added by the adder circuit 3, quadrature modulated by the quadrature modulation circuit 4, then analog-converted by the digital-analog converter 5, and up-converted to a radio frequency band signal by the up-converter 7. Is done.
[0026]
The radio frequency band signal is amplified to a predetermined level by a power amplifier in which unit amplifiers 8 and 9 are connected in parallel, and is radiated from an antenna 13 to space through a directional coupler 12.
On the other hand, the radio frequency band signal partially branched in the directional coupler 12 is adjusted in level in the attenuator 14 and supplied to the down converter 15, and after being down-converted by the radio frequency carrier wave, Are converted into digital signals by the analog / digital converter 16 and demodulated by the quadrature demodulation circuit 17 to become feedback signals. The feedback signal is obtained by adding a distortion component generated in the power amplifier to the baseband signal.
[0027]
The subtracting circuit 18 compares the baseband signal forming the feedback signal with the baseband signal forming the reference signal output from the special variable circuit 22 at the same level, generates an error signal, and generates a compensation signal. This is supplied to the generation circuit 2.
The compensation signal generation circuit 2 distorts the baseband signal in advance so as to output a distortion component so that the level of the error signal thus generated is minimized. Thereby, the linearity of the output of the transmission system can be maintained by compensating for the distortion component generated in the power amplifier.
[0028]
When the unit amplifier 8 or 9 is operating normally and there is no reflection from the input terminal of the unit amplifier 8 or 9, the isolators 10 and 11 do not show an output at the isolation terminal. When reflection occurs at the input terminal of the failed unit amplifier due to failure of 9, an output appears at the isolation terminal of the isolator connected to the input terminal of the failed unit amplifier.
[0029]
As a result, the power associated with the failure is output to the power detection circuit 20, and information on the detected power is supplied to the gain variable circuit 22 to control the level of the reference signal for generating the error signal.
Here, the outline of gain control in the variable gain circuit 22 is as follows. That is, in the example of FIG. 1, since two unit amplifiers are connected in parallel, the output power is reduced by 3 dB when one unit amplifier fails. Accordingly, the level of the feedback signal output from the quadrature demodulation circuit 17 also decreases by 3 dB, and at the same time, the power detection circuit 20 detects the power from the isolator 10 or 11. The second analog / digital converter 21 can output a digital signal corresponding to the output change of the power detection circuit 20.
[0030]
On the other hand, the variable gain circuit 22 is configured so that one of the loss 0 dB and loss 3 dB circuits can be selected by the output signal of the second analog-digital converter 21, for example. If a circuit with a loss of 3 dB is selected when the signal level drops by 3 dB, the level of the feedback signal supplied to the subtracting circuit 18 and the level of the reference signal can be matched. Since it is easy for those skilled in the art to select one of the circuits of loss 0 dB and loss 3 dB, illustration of the configuration of the variable gain circuit 22 is omitted.
[0031]
As a result, the levels at the two input terminals of the subtracting circuit 18 coincide with each other, so that the divergence of adaptive pre-distortion can be prevented.
Here, in the configuration of FIG. 1, considering that two unit amplifiers are connected in parallel to form a power amplifier, when one unit amplifier fails, the reference signal level is reduced by 3 dB. However, for example, when three or more unit amplifiers are connected in parallel and one or two of them fail, the following configuration may be used. That is, when one unit amplifier fails, the output level of the directional coupler 12 decreases by about 1.8 dB. When two unit amplifiers fail, the output level of the directional coupler 12 decreases by about 4.8 dB. In accordance with this, the output of the power detection circuit 20 also changes. Since the output of the second analog-digital converter 21 changes according to the number of failed amplifiers, the gain variable circuit 22 has losses of 0 dB, 1.8 dB, and 4.8 dB according to the number of failed amplifiers. If a circuit is selected, the levels of the reference signal and the feedback signal can be matched.
[0032]
In addition, since the case where the unit amplifier is completely down is mainly described here, the case where the unit amplifier is completely down has been described. However, when the unit amplifier is not completely down and is output at a lowered level. Increases the number of bits of the second analog-to-digital converter 21 so that the variable gain circuit 22 selects a combination of various loss circuits corresponding to the output of the second analog-to-digital converter 21. In this case, the levels of the reference signal and the feedback signal can be matched in this case.
[0033]
In other words, a feature of the first embodiment of the present invention is that in a transmission system for improving the linearity of transmission output by applying adaptive pre-distortion to a power amplifier formed by connecting a plurality of unit amplifiers in parallel, a plurality of unit amplifiers are provided. A configuration for detecting a change in level of the input terminal of the amplifier, and a configuration for generating a reference signal for adaptive pre-distortion by changing the gain for the baseband signal output from the baseband signal unit in response to the detected level change. It is in having.
[0034]
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a baseband signal unit that processes an original signal and outputs a baseband signal.
Reference numeral 2 denotes a compensation signal generation circuit that generates a compensation signal for performing adaptive pre-distortion. The compensation signal generation circuit 2 is supplied with a baseband signal output from the baseband signal unit.
[0035]
Further, 3 is an adder circuit for adding the baseband signal and the compensation signal, 4 is a quadrature modulation circuit for modulating the output of the adder circuit 3, and 5 is a digital / analog for converting the output of the quadrature modulation circuit 4 into analog. -Converter, 6 is a radio frequency oscillator that generates a carrier wave in the radio frequency band, 7 is an up-converter that converts the output of the digital-analog converter 5 to a radio frequency band by the radio frequency carrier wave output from the radio frequency oscillator 6・ It is a converter.
[0036]
Reference numerals 8 and 9 denote unit amplifiers that amplify the output of the up converter 7, and in the example of FIG. 1, two unit amplifiers are connected in parallel to constitute a power amplifier.
Reference numeral 12 denotes a directional coupler that branches a part of the output of the power amplifier, and reference numeral 13 denotes an antenna that radiates output power to space.
Reference numeral 14 denotes an attenuator for adjusting the level of a radio frequency band signal branched by the directional coupler 12, and reference numeral 15 denotes a down converter for converting the frequency of the output of the attenuator 14 by the output of the radio frequency oscillator 6. Is a first analog-digital converter that converts the output of the down converter 15 into a digital signal, and 17 is a quadrature demodulation circuit that converts the output of the first analog-digital converter 16 into a baseband signal. Note that the first analog-digital converter 16 includes an amplifier.
[0037]
Reference numeral 23 denotes a directional coupler that further branches the branch output of the directional coupler 12, 20 denotes a power detection circuit that monitors the output of the directional coupler 23 and detects a change in power, and 21 denotes power. This is a second analog-digital converter that digitally converts the output of the detection circuit 20.
Reference numeral 22 denotes a gain variable circuit for controlling the gain for the baseband signal corresponding to the output of the second analog-digital converter 21, and the output of the gain variable circuit is a reference signal.
[0038]
Reference numeral 18 denotes a subtraction circuit that takes the difference between the feedback signal output from the quadrature demodulation circuit 17 and the reference signal output from the variable gain circuit 22.
The compensation signal generation circuit 2 to the gain variable circuit 22 constitute a second embodiment of the present invention.
Comparing the configuration of FIG. 1 with the configuration of FIG. 2, it can be seen that the configuration of FIG. 2 differs only in that the level change accompanying the failure of the power amplifier is performed on the output side of the directional coupler 12. Therefore, only the difference between the configuration of FIG. 2 and the configuration of FIG. 1 will be described.
[0039]
In the configuration of FIG. 2, when one of the two unit amplifiers fails, the output of the power amplifier constituted by the two unit amplifiers is reduced by 3 dB. Therefore, the power of the signal branched by the directional coupler 23 is also reduced by 3 dB.
Since the power detection circuit 20 detects this level drop and outputs a signal of a level different from that when the power amplifier is operating normally, the second analog-digital converter 21 is connected to the power amplifier. Outputs a digital signal different from that during normal operation and supplies it to the gain variable circuit 22.
[0040]
Here, the variable gain circuit 22 is configured so that one of the loss 0 dB and loss 3 dB circuits can be selected by the output signal of the second analog-digital converter 21, for example, and one unit amplifier fails. If a circuit with a loss of 3 dB is selected when the level of the feedback signal is reduced by 3 dB, the level of the feedback signal supplied to the subtracting circuit 18 and the level of the reference signal can be matched.
[0041]
Even when the number of unit amplifiers constituting the power amplifier is different from 2 or when the unit amplifier does not completely go down, the levels of the feedback signal and the reference signal supplied to the subtracting circuit 18 can be made to coincide. Is the same as the configuration of FIG.
A feature of the second embodiment of the present invention is that, in a transmission system for improving the linearity of transmission output by applying adaptive pre-distortion to a power amplifier formed by connecting a plurality of unit amplifiers in parallel, a plurality of unit amplifiers are provided. A configuration for detecting a level change on the output terminal side of the amplifier and a configuration for generating a reference signal for adaptive pre-distortion by changing the gain for the baseband signal output from the baseband signal unit in response to the detected level change. It can be said that it is to have.
[0042]
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention.
In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a baseband signal unit that processes an original signal and outputs a baseband signal.
Reference numeral 2 denotes a compensation signal generation circuit that generates a compensation signal for performing adaptive pre-distortion. The compensation signal generation circuit 2 is supplied with a baseband signal output from the baseband signal unit.
[0043]
Further, 3 is an adder circuit for adding the baseband signal and the compensation signal, 4 is a quadrature modulation circuit for modulating the output of the adder circuit 3, and 5 is a digital / analog for converting the output of the quadrature modulation circuit 4 into analog. -Converter, 6 is a radio frequency oscillator that generates a carrier wave in the radio frequency band, 7 is an up-converter that converts the output of the digital-analog converter 5 to a radio frequency band by the radio frequency carrier wave output from the radio frequency oscillator 6・ It is a converter.
[0044]
Reference numerals 8 and 9 denote unit amplifiers that amplify the output of the up converter 7, and in the example of FIG. 1, two unit amplifiers are connected in parallel to constitute a power amplifier.
Reference numeral 12 denotes a directional coupler that branches a part of the output of the power amplifier, and reference numeral 13 denotes an antenna that radiates output power to space.
Reference numeral 14 denotes an attenuator for adjusting the level of a radio frequency band signal branched by the directional coupler 12, and reference numeral 15 denotes a down converter for converting the frequency of the output of the attenuator 14 by the output of the radio frequency oscillator 6. Is a first analog-digital converter that converts the output of the down converter 15 into a digital signal, and 17 is a quadrature demodulation circuit that converts the output of the first analog-digital converter 16 into a baseband signal. Note that the first analog-digital converter 16 includes an amplifier.
[0045]
Reference numerals 24 and 25 denote a directional coupler for branching the output signal of the unit amplifier 8 and a directional coupler for branching the output signal of the unit amplifier 9, respectively. Reference numeral 19 denotes a directional coupler 24 and a directional coupler. 25 is a power combining circuit that combines the branched signals, 20 is a power detection circuit that monitors the output of the power combining circuit 19 to detect a level change, and 21 is a second that digitally converts the output of the power detection circuit 20 This is an analog-to-digital converter.
[0046]
Reference numeral 22 denotes a gain variable circuit for controlling the gain for the baseband signal corresponding to the output of the second analog-digital converter 21, and the output of the gain variable circuit is a reference signal.
Reference numeral 18 denotes a subtraction circuit that takes the difference between the feedback signal output from the quadrature demodulation circuit 17 and the reference signal output from the variable gain circuit 22.
[0047]
The components from the compensation signal generation circuit 2 to the directional coupler 25 constitute a third embodiment of the present invention.
Comparing the configuration of FIG. 1 with the configuration of FIG. 3, it can be seen that the configuration of FIG. 3 differs only in that a level change accompanying a failure of the power amplifier is detected on the output terminal side of the unit amplifier. Therefore, only the difference between the configuration of FIG. 3 and the configuration of FIG. 1 will be described.
[0048]
In the configuration of FIG. 3, when one of the two unit amplifiers fails, the level of the signal output from the power combining circuit 19 decreases by 3 dB.
Since the power detection circuit 20 detects this level drop and outputs a signal of a level different from that when the power amplifier is operating normally, the second analog-digital converter 21 is connected to the power amplifier. Outputs a digital signal different from that during normal operation and supplies it to the gain variable circuit 22.
[0049]
Here, the variable gain circuit 22 is configured so that one of the loss 0 dB and loss 3 dB circuits can be selected by the output signal of the second analog-digital converter 21, for example, and one unit amplifier fails. If a circuit with a loss of 3 dB is selected when the level of the feedback signal is reduced by 3 dB, the level of the feedback signal supplied to the subtracting circuit 18 and the level of the reference signal can be matched.
[0050]
Even when the number of unit amplifiers constituting the power amplifier is different from 2 or when the unit amplifier does not completely go down, the levels of the feedback signal and the reference signal supplied to the subtracting circuit 18 can be made to coincide. Is the same as the configuration of FIG.
The feature of the third embodiment of the present invention is that in the transmission system for improving the linearity of the transmission output by applying adaptive pre-distortion to a power amplifier formed by connecting a plurality of unit amplifiers in parallel, a plurality of unit amplifiers are provided. A configuration for detecting a level change on the output terminal side of the amplifier and a configuration for generating a reference signal for adaptive pre-distortion by changing the gain for the baseband signal output from the baseband signal unit in response to the detected level change. It can be said that it is to have.
[0051]
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention.
In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a baseband signal unit that processes an original signal and outputs a baseband signal.
Reference numeral 2 denotes a compensation signal generation circuit that generates a compensation signal for performing adaptive pre-distortion. The compensation signal generation circuit 2 is supplied with a baseband signal output from the baseband signal unit.
[0052]
Further, 3 is an adder circuit for adding the baseband signal and the compensation signal, 4 is a quadrature modulation circuit for modulating the output of the adder circuit 3, and 5 is a digital / analog for converting the output of the quadrature modulation circuit 4 into analog. -Converter, 6 is a radio frequency oscillator that generates a carrier wave in the radio frequency band, 7 is an up-converter that converts the output of the digital-analog converter 5 to a radio frequency band by the radio frequency carrier wave output from the radio frequency oscillator 6・ It is a converter.
[0053]
Reference numerals 8 and 9 denote unit amplifiers that amplify the output of the up converter 7, and in the example of FIG. 1, two unit amplifiers are connected in parallel to constitute a power amplifier.
Reference numerals 10 and 11 denote isolators inserted on the input side of the unit amplifiers 8 and 9.
Reference numeral 12 denotes a directional coupler that branches a part of the output of the power amplifier, and reference numeral 13 denotes an antenna that radiates output power to space.
[0054]
Reference numeral 14 denotes an attenuator for adjusting the level of a radio frequency band signal branched by the directional coupler 12, and reference numeral 15 denotes a down converter for converting the frequency of the output of the attenuator 14 by the output of the radio frequency oscillator 6. Is a first analog-digital converter that converts the output of the down converter 15 into a digital signal, and 17 is a quadrature demodulation circuit that converts the output of the first analog-digital converter 16 into a baseband signal. Note that the first analog-digital converter 16 includes an amplifier.
[0055]
Reference numeral 19 denotes a power combining circuit that combines the power of the signals output from the isolation terminals by the two isolators 10 and 11.
Reference numeral 20 denotes a power detection circuit that monitors the output of the power combining circuit 19 to detect a change in power, and reference numeral 21 denotes a second analog-digital converter that converts the output of the power detection circuit 20 into digital.
[0056]
Reference numeral 22 denotes a gain variable circuit that controls the gain for the baseband signal corresponding to the output of the second analog-digital converter 21, and the output of the gain variable circuit is a feedback signal.
Reference numeral 18 denotes a subtraction circuit that outputs an error signal by taking the difference between the feedback signal output from the gain variable circuit 22 and a reference signal equal to the baseband signal output from the baseband signal section.
[0057]
The fourth embodiment of the present invention is constituted by the components from the compensation signal generation circuit 2 to the gain variable circuit 22.
Comparing the configuration of FIG. 1 with the configuration of FIG. 4, it can be seen that the configuration of FIG. 4 differs only in that the variable gain circuit 22 is inserted between the quadrature demodulation circuit 17 and the subtraction circuit 18 in the feedback loop. Therefore, only the difference between the configuration of FIG. 4 and the configuration of FIG. 1 will be described.
[0058]
In the configuration of FIG. 4, when one of the two unit amplifiers fails, a signal is output from the isolation terminal of the isolator connected to the failed unit amplifier, so that the output level of the power combining circuit increases.
Since the power detection circuit 20 detects this level change and outputs a signal of a level different from that when the power amplifier is operating normally, the second analog-digital converter 21 is connected to the power amplifier. Outputs a digital signal different from that during normal operation and supplies it to the gain variable circuit 22.
[0059]
On the other hand, when one of the two unit amplifiers fails, the level of the signal on the feedback loop side where the directional coupler 12 branches decreases by 3 dB.
Here, the variable gain circuit 22 is configured so that one of the loss 0 dB and loss 3 dB circuits can be selected by the output signal of the second analog-digital converter 21, for example, and one unit amplifier fails. If a circuit with a loss of 0 dB is selected when the level of the signal on the feedback loop side drops by 3 dB, the level of the feedback signal supplied to the subtracting circuit 18 and the level of the reference signal can be matched.
[0060]
Even when the number of unit amplifiers constituting the power amplifier is different from 2 or when the unit amplifier does not completely go down, the levels of the feedback signal and the reference signal supplied to the subtracting circuit 18 can be made to coincide. Is the same as the configuration of FIG.
A feature of the fourth embodiment of the present invention is that in the transmission system for improving the linearity of the transmission output by applying adaptive pre-distortion to a power amplifier formed by connecting a plurality of unit amplifiers in parallel, a plurality of unit amplifiers are provided. It can be said that the transmission system has a configuration for detecting a level change on the input terminal side of the amplifier and a configuration for changing a gain for a feedback signal of adaptive pre-distortion in response to the detected level change. .
[0061]
In the configuration of FIG. 4, the gain variable circuit 22 is inserted in the feedback loop between the orthogonal demodulation circuit 17 and the subtraction circuit 18 in the configuration of FIG. • Inserted between the attenuator 14 and the down converter 15, whether inserted between the converter 16 and the quadrature demodulation circuit 17, or inserted between the down converter 15 and the first analog-digital converter 16. Even so, there is no difference in the configuration in which the gain with respect to the feedback signal of the adaptive pre-distortion is variable corresponding to the detected level change.
[0062]
In the configuration of FIG. 2 or FIG. 3, even if the variable gain circuit 22 is inserted in the feedback loop, the level of the feedback signal supplied to the subtracting circuit 18 and the level of the reference signal can be matched as in FIG. .
The configuration in this case is the level on the output terminal side of the plurality of unit amplifiers in the transmission system that improves the linearity of the transmission output by applying adaptive pre-distortion to the power amplifier formed by connecting a plurality of unit amplifiers in parallel. It can be said that the transmission system is characterized by comprising a configuration for detecting a change and a configuration for making the gain for the adaptive pre-distortion feedback signal variable in response to the detected level change.
[0063]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, a transmission system that improves the linearity of transmission output by applying adaptive pre-distortion to a power amplifier formed by connecting a plurality of unit amplifiers in parallel. It is possible to obtain a transmission system capable of stably compensating for the nonlinear distortion of a unit amplifier that has not failed even if a failure occurs.
[0064]
That is, according to the first invention, a part of the power reflected from each input terminal of the plurality of unit amplifiers of the power amplifier and a part of the output power of each output terminal are extracted and synthesized. A configuration for detecting a change in power level, and a configuration for generating a reference signal for adaptive pre-distortion by varying a gain for a baseband signal output from a baseband signal unit in response to the detected level change. A configuration for controlling the level of the reference signal, a configuration for extracting a part of the output power of the power amplifier and generating a feedback signal, With The level of the reference signal is controlled so that the feedback signal and the reference signal match when one of the unit amplifiers fails and the detected power level decreases. Therefore, the level of the baseband signal component forming the reference signal when generating the error signal for adaptive pre-distortion and the level of the baseband signal component included in the feedback signal can be matched. Therefore, Power amplifier The divergence of adaptive pre-distortion can be prevented, and a stable transmission system can be obtained.
[0065]
According to the second invention, a part of the power reflected from each input terminal of the plurality of unit amplifiers of the power amplifier and a part of the output power of each output terminal are extracted and synthesized. Configuration to detect power level change and variable gain for adaptive pre-distortion feedback signal in response to detected level change And means for generating a reference signal for adaptive pre-distortion from the baseband signal output by the baseband signal unit, With And controlling the gain varying means to make the levels of the feedback signal and the reference signal coincide with each other. Therefore, the level of the baseband signal component forming the reference signal when generating the error signal for adaptive pre-distortion and the level of the baseband signal component included in the feedback signal can be matched. Therefore, the divergence of adaptive pre-distortion of the power amplifier can be prevented, and a stable transmission system can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows a configuration of a conventional transmission system.
[Explanation of symbols]
1 Baseband signal section
2 Compensation signal generation circuit
3 Adder circuit
4 Quadrature modulation circuit
5 Digital-to-analog converter
6 Radio frequency oscillator
7 Up converter
8,9 unit amplifier
10, 11 Isolator
12 Directional coupler
13 Antenna
14 Attenuator
15 Down converter
16 First analog-to-digital converter
17 Quadrature demodulation circuit
18 Subtraction circuit
19 Power combiner circuit
20 Power detection circuit
21 Second analog-to-digital converter
22 Gain variable circuit
23, 24, 25 Directional coupler

Claims

A transmission system that improves the linearity of transmission output by applying adaptive pre-distortion to a power amplifier composed of a plurality of unit amplifiers connected in parallel by modulating the output of a baseband signal unit for receiving a baseband signal. In
Means for extracting a part of the power reflected from each input terminal of each of the plurality of unit amplifiers, or means for extracting a part of the output power of each output terminal;
Means for combining the extracted powers;
Means for detecting a power level change of the combined power;
It means for generating a reference signal of the adaptive pre-distortion with the gain for the baseband signal, wherein the baseband signal unit in response to the detected power level change is output to the variable,
Means for controlling the level of the reference signal;
Means for extracting a portion of the output power of the power amplifier to generate a feedback signal;
Equipped with a,
Transmission system in which one failure to the detected power level of the unit amplifier is characterized that you control the level of the reference signal to match the reference signal and the feedback signal when lowered.

Modulates the baseband signal of the baseband signal section that receives the baseband signal as an input signal, and applies adaptive pre-distortion to the power amplifier formed by connecting multiple unit amplifiers in parallel to improve the linearity of the transmission output In the transmission system,
Means for extracting a part of the power reflected from each input terminal of each of the plurality of unit amplifiers, or means for extracting a part of the output power of each output terminal;
Means for combining the extracted powers ;
Means for detecting a power level change of the combined power;
Means for varying a gain for an adaptive pre-distortion feedback signal in response to the detected level change;
Means for generating a reference signal for adaptive pre-distortion from a baseband signal output by the baseband signal unit;
With
Transmission system characterized that you control the gain variable means so as to match the level of the feedback signal and the reference signal.