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発明の名称 線形変調増幅方式
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平9−18537
公開日 平成9年(1997)1月17日
出願番号 特願平7−163235
出願日 平成7年(1995)6月29日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】京本 直樹 (外2名)
発明者 松井 仁志
要約 目的
振幅位相変調信号を非線形特性を持つ増幅器でも振幅成分を歪ませずに増幅する。

構成
振幅と位相の両方で変調する信号を複数個の定振幅変調信号に分解した後に増幅し、加算する。
特許請求の範囲
【請求項1】 デジタル信号を変調し増幅する方式であり、入力されたデジタル信号をN(Nは3以上の整数)個の二次元線形変調信号へ変換する変調信号生成器と、前記変調信号生成器のN個の出力信号をそれぞれ入力し二次元線形変調を行うN個からなる変調器と、前記変調器のそれぞれの出力信号を入力し増幅を行うN個からなる増幅器と、前記N個の増幅器から出力されるN個の出力信号を入力しそれぞれを加算し出力する加算器から構成されていることを特徴とする線形変調増幅方式。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は振幅歪が小さくない電力増幅器を用いて、振幅変調信号をほぼ無歪で増幅する線形変調増幅方式に関する。
【0002】
【従来の技術】デジタル信号を無線回線を用いて伝送する伝送方式は、2値データの伝送のみならず音声や画像をもデジタル化して伝送できるため、広く用いられている。しかし、無線伝送に利用できる周波数帯域は有限であるため、需要の増大と共に、限られた周波数帯域内においてより大容量のデータを伝送する高能率伝送方式の開発が進められている。
【0003】データ伝送の高能率化手法のひとつとして、送信信号の位相成分のみならず振幅成分にも変調をかける直交振幅変調方式が用いられている。振幅成分にも情報を載せるためには、送信機の電力増幅器は振幅歪が小さい必要がある。
【0004】本発明では、振幅歪の大きい電力増幅器でも、電力増幅器を複数個用いることにより等価的に振幅歪の小さい電力増幅器を実現することによる。
【0005】従来の変調増幅方式の概略構成を図2に示す。
【0006】端子200から入力された4ビット並列のデジタル信号は、マッピング器210で図3に示すように2次元上に16点の信号として変換される。2次元の信号は変調器220で直交振幅変調され直交振幅変調信号として出力される。変調器220の出力信号は増幅器230で増幅され出力される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら電力増幅器は図4に示すように入力信号と出力信号の振幅関係が全てのレベルで線形とはならず、入力信号が小さいところと入力信号の大きいところで非線形性が現れる。この非線形成分が出力信号に含まれていると、出力信号に高調波成分が加わるため、送信信号の周波数帯域幅が増大する。出力信号に高調波成分が含まれないようにするためには図5に示すように入力出力特性の線形の部分のみを用いて増幅する必要がある。しかしこのような使用は電力効率を低下させるため、携帯端末機のように電力消費が問題になる分野では高能率変調方式を用いることができず、FSKやPSKのような低能率変調方式を用いざるを得ない。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決するために、本発明の線形変調増幅方式は、入力されたデジタル信号をN(Nは3以上の整数)個の二次元線形変調信号へ変換する変調信号生成器と、前記変調信号生成器のN個の出力信号をそれぞれ入力し二次元線形変調を行うN個からなる変調器と、前記変調器のそれぞれの出力信号を入力し増幅を行うN個からなる増幅器と、前記N個の増幅器から出力されるN個の出力信号を入力しそれぞれを加算し出力する加算器から構成される。
【0009】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明する。
【0010】図1は、本発明の構成図である。ここでは変調器と増幅器がそれぞれ4つで構成される方式について説明する。変調信号の例として16値QAMと等価の信号を用いる。
【0011】入力端子100から入力された4ビットのデジタル信号は変調信号生成器110で4つの二次元信号へ変換される。変調信号生成器110の4ビット入力信号と二次元出力信号の偏角の対応を図8に示す。二次元出力信号の振幅は1とする。図1に示す角度をθとすると、二次元信号は(cosθ,sinθ)として表現できる。
【0012】変調信号生成器110の出力信号を各変調器120,121,122,123へ入力した時の変調信号生成器110の二次元出力信号の軌跡を図6,図7に示す。図6,図7のそれぞれの信号はほぼ定振幅であるが合成された信号は振幅と位相のどちらも表現できるようになる。
【0013】各変調器120,121,122,123では変調信号生成器110から出力される信号に基づいて二次元変調を行う。各変調器120,121,122,123の出力信号は各増幅器130,131,132,133へ入力され増幅される。各増幅器の入力出力特性が図4のように非線形特性を持っていても各増幅器の入力信号の振幅成分の変動はわずかであるため、非線形特性による歪の影響は無視できる。
【0014】各増幅器130,131,132,133で増幅された信号は加算器140で合成される。図6,図7に示す4つの二次元信号が合成されると図3に示す16値QAM信号と等価の信号が生成できるようになる。図6,図7のそれぞれの信号は定振幅であるが合成された信号は振幅と位相のどちらも表現できるようになる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、アンテナから送出される信号が等価的に直交振幅変調のような高能率変調方式になっていても、各電力増幅部へ入力される信号の振幅はほぼ一定であるため、歪は大きいが電力効率の高いC級増幅を用いることができ、携帯端末機のように電力消費を極力抑えたい分野でも高能率な変調方式を採用することができる。




 

 


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