WO2008072700A1

WO2008072700A1 - 送信装置

Info

Publication number: WO2008072700A1
Application number: PCT/JP2007/074043
Authority: WO
Inventors: Tsutomu Hibino; Hitomaro Tougou; Shinji Ookawa; Shiro Masumoto
Original assignee: Panasonic Corporation
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2008-06-19

Abstract

　電源電圧制御部への要求条件を緩和することにより低価格化を実現し、且つ、電力効率を高くすることができる送信装置。送信装置（１００）においては、電源電圧制御部（１０６）が変調信号の振幅成分に応じて電力増幅器の印加電源電圧を制御し、振幅信号補正部（１０５）が電源電圧制御部（１０６）の入力段に設けられ、振幅成分の最大振幅と最小振幅との振幅幅を小さく補正し、さらに補正後の振幅成分から高周波数成分を除去する。これにより、振幅成分の最大振幅と最小振幅との振幅幅を減少し、さらに高周波数成分を除去することにより帯域を狭くすることができるので、電源電圧制御部（１０６）に対するダイナミックレンジおよび帯域に関する要求を緩和することができる。そのため、この電源電圧制御部（１０６）を搭載する送信装置（１００）の低価格化が実現されるとともに、電力効率を高くすることができる。

Description

明細書

送信装置

技術分野

[0001] 本発明は、振幅変調成分と位相変調成分を含む変調信号を増幅して送信する送信装置に関する。

背景技術

[0002] 昨今の移動体通信技術の発展に伴い、移動端末や基地局装置の低消費電力化の要求が高まっている。移動端末や基地局装置の低消費電力化には、その消費電力の大部分を占める送信装置の高効率化が有効である。また、通信品質の確保や他通信システムへの影響を小さくするため、送信装置は振幅変調成分と位相変調成分を含む変調信号を歪み無く送信することが要求される。これらの要求を満たす送信装置の構成とし飞、 EER (Envelope Elimination and Restoratioru方式を用 V、た送信装置が提案されてレ、る (たとえば、非特許文献 1参照)。

[0003] 図 1と図 2を参照し、 EER方式を用いた送信装置の動作を説明する。 EER方式を用いた送信装置は、入力端子 1と、リミッタ 2と、振幅検出部 3と、電源電圧制御部 4と、電力増幅器 5から構成される。入力端子 1には、位相変調成分と振幅変調成分を持つ図 2Aのような変調信号が入力される。入力端子 1から入力された変調信号は 2分岐され、一方はリミッタ 2へ、他方は振幅検出部 3へ入力される。リミッタ 2は、入力された変調信号の振幅変調成分を除去し、図 2Bのような一定の包絡線を持つ位相変調信号を出力する。振幅検出部 3は、入力された変調信号の振幅成分を検出し、図 2C のような振幅信号を出力する。電源電圧制御部 4は、振幅検出部 3の出力信号の振幅に応じて電力増幅器 5の電源電圧を制御する。電力増幅器 5は、リミッタ 2の出力信号である一定の包絡線を持つ位相変調信号を増幅する。このとき、電力増幅器 5 の電源電圧が図 2Cの振幅信号に応じて変化するため、電力増幅器 5の利得が変化する。その結果、電力増幅器 5の出力信号は図 2Dに示すような、入力信号を増幅したものとなる。

[0004] このような EER方式を用いた送信装置では、一定の包絡線を持つ位相変調信号を電力増幅器 5で増幅するので、電力増幅器に入力される高周波信号の振幅変動による歪みを避けること力 Sできる。この結果として、振幅変動に起因する歪みは大きいが電力効率が高レ、E級増幅器や F級増幅器とレ、つた非線形増幅器を電力増幅器として用いることができるので、送信装置の高電力効率化が可能である。

[0005] ところで EER方式には、電力増幅器の出力電力が低くなつたときに、つまり低出力側に動作限界が存在することが知られている。この課題を解決する方法としては、入力された変調信号の振幅が所定のしきい値以下の場合は電力増幅器を線形動作させ、振幅が所定のしきレ、値以上の場合は電力増幅器を EER動作させるとレ、うものがある（たとえば、特許文献 1)。また、電力増幅器の線形動作と EER動作の切り替え方法として、さまざまな方法が提案されている（たとえば、特許文献 2、 3)。

[0006] 図 3を用いて、線形動作と EER動作を切り替える方法について説明する。線形動作と EER動作を切り替える場合、図 1のリミッタ 2および振幅検出部 3の特性を、図 3 に示したようなものに変更する。図 3に示した特性を持つリミッタ 2および振幅検出部 3 を用いると、入力信号の振幅が所定のしきい値より小さいとき、リミッタ 2の出力信号の包絡線は入力信号に応じて変化する。また、振幅検出部 3の出力信号は一定の値となる。入力信号の振幅が所定のしきい値より大きいとき、リミッタ 2の出力信号は一定の包絡線を持つ位相変調信号となり、振幅検出部 3の出力信号は入力信号の振幅に応じて変化する。よって、入力信号の振幅が所定のしきい値より小さいとき、電力増幅器 5は電源電圧一定の線形動作で入力信号を増幅し、入力信号の振幅が所定のしきい値より大きいとき、電力増幅器 5は EER方式で入力信号を増幅することになる。特許文献 1 :特開 2004— 104194号公報（第 9頁、図 4)

特許文献 2 :特開 2005— 184273号公報（第 16頁、図 7)

特許文献 3 :特開 2005— 198109号公報（第 11頁、図 5)

非特許文献 1 : F. H. Raab, Proc. Sixth Int. Conf. HF Radio Syst ems and Techniques (HR ' 94) , pp. 21— 25, July 4— 7, 1994.

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] ところで、上記従来の EER方式を用いた送信装置では、振幅検出部が非線形特性を持っため、電源電圧を制御する振幅信号の帯域が広くなる。具体的には、振幅検出部の出力信号である振幅信号の帯域は、入力信号の数倍に広がってしまう。

[0008] このように振幅信号の帯域が広い場合には、電源電圧制御部は高い周波数で電力増幅器の電源電圧を制御する必要がある。この厳し!/、要求を満たす電源電圧制御部は、一般的に高価であり、また低電力効率である。電源電圧制御部の電力効率が低くなると、主電力増幅器の電力効率が高くても送信装置全体の電力効率が低下してしまう課題がある。

[0009] 本発明の目的は、電源電圧制御部への要求条件を緩和することにより低価格化を実現し、且つ、電力効率を高くすることができる送信装置を提供することである。課題を解決するための手段

[0010] 本発明の送信装置は、入力する変調信号を印加電源電圧に応じて増幅する電力増幅器と、前記変調信号の振幅成分に応じて前記電力増幅器の印加電源電圧を制御する電源電圧制御部と、前記電源電制御部の入力段に設けられ、前記振幅成分の最大振幅と最小振幅との振幅幅を小さく補正し、さらに当該補正後の振幅成分から高周波数成分を除去する振幅成分補正手段と、を具備する構成を採る。

発明の効果

[0011] 本発明によれば、電源電圧制御部への要求条件を緩和することにより低価格化を実現し、且つ、電力効率を高くすることができる送信装置を提供することができる。図面の簡単な説明

[0012] [図 1]従来の送信装置の構成を示すブロック図

[図 2]従来の送信装置における各部の信号波形を示す図

[図 3]従来の送信装置における構成要素の特性を示す図

[図 4]本発明の実施の形態 1に係る送信装置の構成を示すブロック図

[図 5]図 4の振幅信号補正部の構成を示すブロック図

[図 6]図 5の低振幅成分制限部および低域通過フィルタ部の特性を示す図

[図 7]図 4の変調信号補正部の構成を示すブロック図

[図 8]図 7の補正係数算出部の構成を示すブロック図

[図 9]図 7の変調信号補正部の位相特性および振幅特性を示す図 [図 10]図 5の振幅信号補正部の各部の信号波形を示す図

[図 11]実施の形態 2に係る送信装置の構成を示すブロック図

[図 12]図 11の補正特性更新部の構成を示すブロック図

発明を実施するための最良の形態

[0013] 以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。

[0014] (実施の形態 1)

図 4は、本発明の実施の形態 1における送信装置 100の構成を示すブロック図である。本実施の形態における EER方式が適用される送信装置 100は、位相変調成分と振幅変調成分を持つ変調信号が入力される入力部 101と、入力された変調信号から高周波信号を出力する送信部 102と、送信部 102の出力である高周波信号を増幅する電力増幅器 103と、入力部 101に入力された変調信号の振幅成分を検出する振幅検出部 104と、検出された振幅成分信号（図中では振幅信号 c)を補正し、補正後の信号を制御信号として出力する振幅信号補正部 105と、振幅信号補正部 105 の出力である制御信号に基づいて、電力増幅器 103の電源電圧を制御する電源電圧制御部 106と、力も構成される。

[0015] 振幅信号補正部 105は、振幅検出部 104にて検出された振幅成分信号の最大振幅と最小振幅との振幅幅（以下、「最大最小振幅幅」と呼ぶこと力 Sある）を小さくする補正をし、さらに当該補正後の振幅成分信号から高周波数成分を除去する、振幅信号補正処理を行う。電源電圧制御部 106は、振幅信号補正処理後の振幅成分信号に基づいて、電力増幅器 103の電源電圧を制御する。

[0016] 図 5に示すように振幅信号補正部 105は、低振幅成分制限部 203と、低域通過フィルタ部 204とを有する。

[0017] 低振幅成分制限部 203は、振幅検出部 104にて検出された振幅成分信号の最大最小振幅幅を小さくするように、振幅成分信号を補正する。低振幅成分制限部 203 は、振幅成分信号のうち所定のしきレ、値未満の部分の振幅をそのしきレ、値まで増幅することにより、入力信号を補正する。振幅成分信号のうち所定のしきい値以上の部分に対しては、その部分の振幅に応じた振幅値とすることにより、入力信号を補正する。すなわち、低振幅成分制限部 203は、図 6Aに示すように、入力信号のうち一定の振幅までの部分に対してはその一定の振幅値を持つ出力信号とし、その一定の振幅値以上の部分に対してはその部分の振幅に応じた振幅値を持つ出力信号とする、出力特性を有している。

[0018] 低域通過フィルタ部 204は、低振幅成分制限部 203にて補正された後の振幅成分信号のうち低い周波数成分のみを通過させる。換言すれば、低域通過フィルタ部 20 4は、低振幅成分制限部 203における補正により振幅成分信号に発生した尖った部分（1次微分の不連続点）を除去する。すなわち、低域通過フィルタ部 204は、図 6B に示すようなフィルタ特性を有して!/、る。

[0019] 送信部 102は、電力増幅器 103の電源に加えられている印加電源電圧において所望の電力増幅器 103の出力信号が得られるために必要な電力増幅器 103の入力信号を、入力部 101への入力変調信号から形成する。

[0020] 送信部 102は、印加電源電圧と電力増幅器 103の所望出力信号とに基づいて入力変調信号の振幅成分および位相成分を補正する変調信号補正部 111と、振幅成分および位相成分が補正された変調信号をレベル変換する信号レベル変換部 112 とを有する。

[0021] 図 7に示すように変調信号補正部 111は、補正係数算出部 303と、変調信号位相補正部 304と、変調信号振幅補正部 305とを有する。

[0022] 補正係数算出部 303は、印加電源電圧と電力増幅器 103の所望出力信号とに基づレ、て、振幅成分補正量および位相成分補正量を算出する。

[0023] 図 8に示すように補正係数算出部 303は、振幅算出部 404と、電源電圧算出部 40 5と、位相補正係数算出部 406と、振幅補正係数算出部 407とを有する。

[0024] 振幅算出部 404は、入力変調信号の振幅値を算出し、得られた振幅値を位相補正係数算出部 406および振幅補正係数算出部 407に出力する。電源電圧算出部 405 は、入力変調信号から当該変調信号に対応する電力増幅器 103の電源電圧を算出し、得られた電源電圧を位相補正係数算出部 406および振幅補正係数算出部 407 に出力する。位相補正係数算出部 406は、入力変調信号の振幅値と、その変調信号に対応する電源電圧とに基づいて、位相補正係数 (位相成分補正量)を算出する。位相補正係数算出部 406は、図 9Aに示すように電源電圧ごとに異なる、振幅値に対する位相補正係数の算出特性を有している。振幅補正係数算出部 407は、入力変調信号の振幅値と、その変調信号に対応する電源電圧とに基づいて、振幅補正係数 (振幅成分補正量)を算出する。振幅補正係数算出部 407は、図 9Bに示すように電源電圧ごとに異なる、振幅値に対する振幅補正係数の算出特性を有して!/、る。

[0025] なお、図 9Aは、入力端子 301に入力される入力信号の振幅に対する、出力端子 3 02から出力される出力信号の通過位相を示した図であり、図 9Bは、入力端子 301に入力される入力信号の振幅に対する、出力端子 302から出力される出力信号の振幅を示した図である。変調信号補正部 111の通過位相および振幅特性は単一の曲線ではなぐ複数の曲線の集合となる。これは、振幅算出部 404の出力に対して電源電圧算出部 405の出力が一意に決まらないためである。

[0026] 図 7に戻り、変調信号位相補正部 304は、補正係数算出部 303にて算出された位相補正係数に応じて、入力変調信号の位相を補正する。変調信号振幅補正部 305 は、補正係数算出部 303にて算出された振幅補正係数に応じて、入力変調信号の振幅を補正する。

[0027] 次に上記構成を有する送信装置 100の動作について説明する。

[0028] 入力部 101から入力された位相変調成分と振幅変調成分を持つ入力信号 aは、 2 分岐されて送信部 102と振幅検出部 104に入力される。

[0029] 振幅信号補正部 105では、振幅検出部 104にて検出された振幅成分信号（図中では振幅信号 c)の最大最小振幅幅を小さくする補正をし、さらに当該補正後の振幅成分信号から高周波数成分を除去する、振幅信号補正処理を行う。

[0030] 入力される振幅信号 cは、図 10Aに示すように振幅が小さい部分が存在する。さらに振幅ゼロ付近で微分不可能な振幅変化がある。そこでまず、振幅信号補正部 105 では、振幅検出部 104にて検出された振幅成分信号の最大最小振幅幅を小さくする補正を行う。具体的には振幅信号 cのうち所定のしきい値未満の部分の振幅をそのしきい値まで増幅する。すなわち、この補正された後の信号（中間信号 f)は、図 10Bに示すように所定のしきい値まで振幅が底上げされたような形状を有することになる。こうすることにより、出力段の電源電圧制御部 106のダイナミックレンジを小さくすることができ、電源電圧制御部 106に対するダイナミックレンジに関する要求を緩和すること力 Sできる。

[0031] ただし、中間信号 fには、補正により変調信号に発生した尖った部分 (微分不可能な点、 1次微分の不連続点）が発生してしまう。すなわち、中間信号 fには、依然として高周波数成分が含まれており、この形のままで電源電圧制御部 106にて利用する場合には、電源電圧制御部 106は低周波数から高周波数まで広帯域に対応可能な構成を有する必要がある。つまり、電源電圧制御部 106に対する、帯域に関する要求は厳しいままであり、結果として高価な電源電圧制御部 106を送信装置 100に搭載する必要がある。

[0032] そこで振幅信号補正部 105では、さらに補正後の振幅成分信号から高周波数成分を除去する処理が行われる。具体的には、振幅信号補正部 105では、入力された中間信号 fの低周波数成分は減衰させずに通過させ、中間信号 fの高周波数成分は所定の割合で減衰させて通過させる。すなわち、この帯域制限された後の信号 (制御信号 d)は、図 10Cに示すように滑らかな形状を有することになる。こうすることにより、中間信号 fにおける補正により発生した尖った部分を除去することができるので、帯域が狭められた制御信号 dが得られる。この結果として出力段の電源電圧制御部 10 6に入力される振幅信号の帯域幅を狭くすることができ、電源電圧制御部 106に対する帯域幅に関する要求を緩和することができる。こうして図 10A、 Bで見られたような微分不可能な変化を示す点を無くすことで、振幅信号 cに比べて高周波成分を少なくし、また制御信号 dと中間信号 fのダイナミックレンジが同等であり振幅信号 cに比べてダイナミックレンジを小さくしていることにより、電源電圧制御部 106に対する要求を緩和することができるため、電源電圧制御部 106を小型で且つ安価にすることができ

[0033] この一方で、上記振幅成分信号の補正に伴い電源電圧が変化すると、電力増幅器 103の入力信号に対して何ら調整を行わない場合には、電力増幅器 103の出力信号が所望の電力値および位相からずれてしまう可能性がある。つまり、振幅信号の補正により発生する歪みと、電源電圧の変化により発生する歪みとが、電力増幅器 103 の出力信号に発生してしまう可能性がある。

[0034] そこで送信装置 100では、送信部 102が電力増幅器 103の電源に加えられている印加電源電圧において所望の電力増幅器 103の出力信号が得られるために必要な電力増幅器 103の入力信号を、入力変調信号から形成する。具体的には、変調信号補正部 11 1で、入力変調信号の算出振幅値および電力増幅器 103の印加電源電圧に基づいて振幅成分補正量および位相成分補正量が算出され、算出された振幅成分補正量および位相成分補正量を用いて入力変調信号の位相および振幅の補正が行われる。こうすることにより、振幅成分信号の補正により印加電源電圧が刻々と変化しても、印加電源電圧と電力増幅器 103の所望出力信号とに基づいて、当該出力信号を所望の電力値および位相にするために必要な形に、電力増幅器 103 の入力信号 (変調信号)を補正することができる。こうして振幅成分信号の補正により発生する歪みと、電源電圧の変化により発生する歪みの両方を同時に補償することができる送信装置 100を実現することができる。

[0035] 詳細には変調信号補正部 1 11は、入力端子 301から変調信号 (入力信号 a)が入力され、出力端子 302から振幅と位相が補正された信号が出力される。入力端子 30 1から入力された変調信号は 2分岐され、一方は補正係数算出部 303へ、他方は変調信号位相補正部 304へ入力される。

[0036] 補正係数算出部 303は、入力された入力信号 aから位相と振幅の補正量を算出し、それぞれ変調信号位相補正部 304と変調信号振幅補正部 305に出力する。さらに詳細には、入力端子 401から入力された入力信号 aは 2分岐され、一方は振幅算出部 404へ、他方は電源電圧算出部 405へ入力される。振幅算出部 404は、入力された入力信号 aの振幅値を計算し、その計算結果を位相補正係数算出部 406と、振幅補正係数算出部 407に出力する。電源電圧算出部 405は、入力された入力信号 aから電力増幅器 103に与えられる電源電圧を計算し、その計算結果を位相補正係数算出部 406と、振幅補正係数算出部 407に出力する。位相補正係数算出部 406は、振幅算出部 404から得られる入力信号 aの振幅値と、電源電圧算出部 405から得られる電力増幅器 103に与えられる電源電圧を用いて、位相補正係数を算出する。算出された位相補正係数は、位相補正係数出力端子 402より出力され、変調信号位相補正部 304で用いられる。振幅補正係数算出部 407は、振幅算出部 404から得られる入力信号 aの振幅値と、電源電圧算出部 405から得られる電力増幅器 103 に与えられる電源電圧を用いて、振幅補正係数を算出する。算出された振幅補正係数は、振幅補正係数出力端子 403より出力され、変調信号振幅補正部 305で使用される。

[0037] 変調信号位相補正部 304は、補正係数算出部 303より入力された位相補正量に応じて、入力端子 301より入力された入力信号 aの位相を補正する。補正された入力信号は変調信号振幅補正部 305に入力される。変調信号振幅補正部 305は、補正係数算出部 303より入力された振幅補正量に応じて、変調信号位相補正部 304より入力された位相が補正された入力信号の振幅を補正する。変調信号位相補正部 30 4と変調信号振幅補正部 305により位相と振幅が補正された信号は、出力端子 302 力出力される。

[0038] なお上記説明では、位相補正した後に振幅補正を行って!/、る力変調信号位相補正部 304と変調信号振幅補正部 305の順序は逆であっても本発明に特徴的な機能は同様に実現することができる。

[0039] また、振幅補正係数算出および位相補正係数算出に用いる信号として、振幅算出部 404の出力信号の代わりに、振幅検出部 104の出力信号である振幅信号 cを用いることができる。また、振幅補正係数算出および位相補正係数算出に用いる信号として、電源電圧算出部 405の出力信号の代わりに、振幅信号補正部 105の出力信号である制御信号 dを用いることができる。

[0040] 次に図 7から 9に示したような構成、特性を持つ変調信号補正部 11 1を用いた理由について説明する。

[0041] 電力増幅器 103の特性に注目すると、出力信号 eの振幅、位相は、電源電圧制御部 106の出力信号である電源電圧だけでなぐ送信部 102の出力信号である高周波信号 bによっても変化する。本発明の送信装置 100においては、振幅信号補正部 10 5に低域通過フィルタ 204が含まれているため、入力信号 aの振幅に対して電力増幅器 103の電源電圧は一意に決まらない。同様に、振幅信号補正部 105には低振幅成分制限部 203が含まれているため、電力増幅器 103の電源電圧に対して入力信号 aの振幅は一意に決まらない。よって、電力増幅器 103で生じる歪みを最小限にするためには、電力増幅器 103に与えられる電源電圧と、入力信号 aの振幅に応じて、入力信号 aの位相と振幅を補正する必要がある。

[0042] 図 8に示したような構成を持つ補正係数算出部 303を用いることで、電力増幅器 10 3に与えられる電源電圧と、入力信号 aの振幅に応じて適切な位相補正量と振幅補正量を算出することができる。また、図 7に示したような構成を持つ変調信号補正部 1 11を用いることで、入力信号 aに対して適切な位相補正と振幅補正を行うことができる。このとき、電力増幅器 103の出力信号 eに含まれる歪みを最小とするには、電力増幅器 103に与えられる電源電圧と、入力信号 aの振幅に応じて適切な位相補正量と振幅補正量が変化するため、変調信号補正部 111の特性は図 9に示したような特性となる。

[0043] このように電力増幅器 103の電源電圧と入力信号 aの振幅に応じて、入力信号 aの位相と振幅を補正することができ、電力増幅器 103の出力信号 eに含まれる歪みを最 /J、にすることカでさる。

[0044] なお、入力信号 aが中間周波数 (IF)帯の信号である場合、送信部 102には周波数変換回路を含むことがある。また、周波数変換に伴って生じる不要放射成分を抑圧するために、帯域通過フィルタを含むことがある。いずれの場合でも、本発明に特徴的な機能は同様に実現することが可能である。

[0045] また、本実施の形態で示した振幅検出部 104、振幅信号補正部 105、変調信号補正部 11 1の!/、ずれか一つまたは複数は、ディジタル信号処理を用いた回路でも実現すること力 Sできる。このとき、ディジタル信号処理を用いた回路で上記のブロックを実現すると、装置サイズの小型化が可能となる。ディジタル信号処理を用いた場合でも、本発明に特徴的な機能は同様に実現することが可能である。

[0046] そしてディジタル信号処理を用いて振幅検出部 104、振幅信号補正部 105、変調信号補正部 11 1のいずれか一つまたは複数を実現した場合、送信装置 100はディジタルーアナログ変換器を含む。また、送信部 102はディジタルアナログ変換に伴うイメージ成分を除去するための低域通過フィルタを含むことがある。また、送信部 10 2は周波数変換回路を含むことがある。また、周波数変換に伴って生じるスプリアス成分を抑圧するために、帯域通過フィルタを含むことがある。いずれの場合でも、本発明に特徴的な機能は同様に実現することが可能である。

[0047] また、ディジタル信号処理を用いて変調信号補正部 111を構成した場合、入力信号 aに対して複素数を乗算することで一度に位相と振幅を補正することが可能である。この場合には、変調信号位相補正部 304と変調信号振幅補正部 305は、単一のブロックで実現することが可能である。さらに、位相補正係数算出部 406と振幅補正係数算出部 407は、複素数の補正係数を算出する単一のブロックで実現することが可能である。

[0048] また、本実施の形態で示した送信部 102と振幅信号補正部 105のいずれか一つまたは両方は、入力された信号を遅延させる遅延部を含むことがある。上記のブロックが適切な遅延量を含む遅延部を備えることで、電力増幅器 103における電源電圧と高周波信号のタイミングを正確に合わせることができ、電力増幅器 103の出力信号 e に含まれる歪みを最小限にすることが可能である。

[0049] このように本実施の形態によれば、送信装置 100に、変調信号の振幅成分に応じて電力増幅器の印加電源電圧を制御する電源電圧制御部 106と、電源電圧制御部 106の入力段に設けられ、振幅成分の最大振幅と最小振幅との振幅幅を小さく補正し、さらに補正後の振幅成分から高周波数成分を除去する振幅信号補正部 105と、を設けた。

[0050] こうすることにより、振幅成分の最大振幅と最小振幅との振幅幅を減少し、さらに高周波数成分を除去することにより帯域を狭くすることができるので、電源電圧制御部 1 06に対するダイナミックレンジおよび帯域に関する要求を緩和することができる。そのため、電源電圧制御部 106として小型で且つ安価なものを利用することが可能となり、 EER方式を用いた送信装置 100の低価格化が実現されるとともに、電力効率を高くすること力でさる。

[0051] 振幅信号補正部 105は、振幅成分におけるしきい値未満の部分の振幅をそのしきい値まで増幅することにより、振幅成分を補正する低振幅成分制限部 203と、補正後の振幅成分から高周波数成分を除去する低域通過フィルタ部 204と、を設けた。

[0052] こうすることにより、振幅成分におけるしきい値未満の部分の振幅をそのしきい値まで増幅するので振幅信号補正部 105の入力信号における最大振幅と最小振幅との振幅幅を小さくすることができ、さらに補正後の振幅成分から高周波数成分を除去するので振幅信号補正部 105の入力信号の帯域幅を狭くすることができる。

[0053] また送信装置 100に、電力増幅器 103の入力段に設けられ、変調信号の振幅および位相を、変調信号の振幅成分および電力増幅器 103の印加電源電圧に基づ!/、て補正する変調信号補正部 111をさらに設けた。

[0054] こうすることにより、変調信号の振幅成分および電力増幅器 103の印加電源電圧に基づいて、電力増幅器 103の入力信号である変調信号の振幅および位相を補正するので、振幅信号の補正に伴い発生する可能性の有る、電力増幅器 103の出力信号における所望の電力値および位相からずれを補償することができる。

[0055] (実施の形態 2)

図 11は、本発明の実施の形態 2の送信装置 500の構成を示すブロック図である。この送信装置 500は、所望の電力増幅器 103の出力信号 (ターゲット出力信号)と、実際の出力信号との差を補正するために、その差に応じて振幅位相補正処理における補正係数の算出特性を調整する。

[0056] 同図に示すように送信装置 500は、電力増幅器 103に接続され電力増幅器 103の出力信号の一部を取り出す力プラ部 501と、力プラ部 501に接続され力プラ部 501の出力信号を入力信号 aと比較可能な形態へ変換する受信部 502と、受信部 502と入力部 101に接続され受信部 502の出力信号と入力部 101から入力された入力信号 a を用いて補正係数算出特性を更新する補正特性更新部 503と、入力部 101に接続され入力された入力信号 aから高周波信号 bを出力する送信部 504と、から構成される。送信部 504は、入力信号端子 101と補正特性更新部 503に接続され、入力部 1 01から入力された入力信号 aの位相および振幅を所定の補正係数算出特性に従つて補正するとともに、補正係数算出特性を補正特性更新部 503の出力に応じて順次調整する変調信号補正部 511を含む。

[0057] 受信部 502は、送信部 504と電力増幅器 103が理想的な条件で動作した際の逆の処理を行う。送信部 504と電力増幅器 103が理想的に動作した場合、電力増幅器 103に含まれる歪は送信部 504における振幅位相補正処理により打ち消される。すなわち、送信部 504と電力増幅器 103が理想的に動作すると、電力増幅器 103の出力信号は、入力部 101から入力された入力信号 aの信号レベルが変換され、送信部 504および電力増幅器 103を通過することによる一定量の信号遅延と一定量の位相回転を含む信号となる。よって、受信部 502では、信号レベル変換、信号位相の変換、信号遅延の調整が行なわれる。こうして得られる信号は、補正特性更新部 503にて入力信号 aと比較できる形、つまり電力増幅器 103の実際の出力信号に対応する入力信号 aと信号レベル、信号位相、信号遅延が同等の信号となっている。

[0058] 補正特性更新部 503は、電力増幅器 103の実際の出力信号に対応する受信部 50 2の出力信号と、入力変調信号との間の振幅および位相に関する差 (つまり、電力増幅器 103の実際の出力電力に含まれる歪み）を算出し、当該振幅および位相に関する差に基づいて変調信号補正部 511における補正係数算出特性を調整する。補正特性更新部 503は、振幅および位相に関する差に基づいてその差が最小となるような補正係数算出特性を算出し、算出された補正係数算出特性で変調信号補正部 5 11に現時点で設定されて!/、る補正係数算出特性を更新する。

[0059] 図 12に示すように、補正特性更新部 503は、振幅および位相に関する差を検出する比較部 604と、比較部 604による検出時の、電力増幅器 103の印加電源電圧および変調信号に対応する、補正特性 (補正係数算出特性)を算出する更新用補正係数算出部 605と、算出された補正特性 (補正係数算出特性)で変調信号補正部 511 の補正特性 (補正係数算出特性)を更新する補正係数更新部 606と、を具備する。

[0060] 比較部 604は、電力増幅器 103の実際の出力信号に対応する受信部 502の出力信号と、入力変調信号との間の振幅および位相に関する差を算出する。こうして得られる振幅および位相に関する差は、電力増幅器 103のターゲット出力信号と、実際の出力信号との差に相当する。振幅および位相に関する差は、入力変調信号およびその時点の電力増幅器 103の電源電圧と関係づけられて更新用補正係数算出部 6 05に出力される。

[0061] 更新用補正係数算出部 605は、比較部 604からの振幅および位相に関する差および電力増幅器 103の電源電圧に基づいて、この振幅および位相に関する差が最小となるような補正係数算出特性を算出する。算出された補正係数算出特性は、比較部 604と同様に、入力変調信号およびその時点の電力増幅器 103の電源電圧と関係づけられて補正係数更新部 606に出力される。

[0062] 補正係数更新部 606は、更新用補正係数算出部 605にて算出された補正係数算出特性を、更新用補正係数算出部 605からの入力変調信号およびその時点の電力増幅器 103の電源電圧と対応づけて一時保持する。補正係数更新部 606は、前回の出力後に蓄積された補正係数算出特性、および、これと対応づけられている入力変調信号および電力増幅器 103の電源電圧を所定の時間間隔で出力することにより、変調信号補正部 511における補正係数算出特性を更新する。

[0063] 次に上記構成を有する送信装置 500の動作につ!/、て説明する。

[0064] 受信部 502では、電力増幅器 103の実際の出力信号に対応する入力信号 aと信号レベル、信号位相、信号遅延が同等の信号が形成される。

[0065] 補正特性更新部 503では、電力増幅器 103の実際の出力信号に対応する受信部 502の出力信号と、入力信号 a (入力変調信号)との間の振幅および位相に関する差に基づいて、変調信号補正部 511の補正係数算出特性を更新するための更新用補正係数算出特性が算出される。補正特性更新部 503では、振幅および位相に関する差が最小となるような補正係数算出特性が算出されており、言い換えれば、電力増幅器 103のターゲット出力信号と実際の出力信号との間の振幅および位相に関する差を最小とするような補正係数算出特性が算出されている。この算出された補正係数算出特性は、変調信号補正部 511に反映される。

[0066] 具体的には、補正特性更新部 503においては、比較部 604が、電力増幅器 103の出力信号 eと入力信号 aを比較し、その差を入力信号 aに関連付けて算出する。更新用補正係数算出部 605は、比較部 604で算出された差を用いて、出力信号 eと入力信号 aの差が最小となるような補正係数を、入力信号 aに関連付けて算出する。補正係数更新部 606は、更新用補正係数算出部 605で算出された補正係数を入力信号 aに関連付けて保持する。さらに、十分な時間が経過した後、補正係数更新部 606は保持している補正係数を出力端子 603に出力し、変調信号補正部 511の補正特性を更新する。

[0067] こうして電力増幅器 103の特性が動作環境、経年劣化などにより変化した場合でも、変調信号補正部 511が持つ補正係数算出特性を適切に、すなわち電力増幅器 10 3の出力信号 eに含まれる歪みを小さくするように、更新すること力 Sできる。また、補正係数算出特性が定期的に更新されるので、電力増幅器 103の特性変化に追従した適切な補正係数算出特性の更新が可能になる。その結果として送信装置 500の安定動作が可能となる。

[0068] なお、補正特性更新部 503は、ディジタル信号処理プロセッサ（DSP)を用いて実現すること力 Sできる。このとき、補正特性更新部 503はディジタル信号に変換された出力信号 bが必要となるので、受信部 502はアナログディジタル変換器と周波数変換回路を含む。同様に、ディジタル信号に変換された入力信号 aが必要であるので、入力信号 aをディジタル信号に変換するアナログディジタル変換器が必要となる。ただし、入力信号 aがディジタル信号で入力部 101に入力されている場合、入力信号 aをディジタル信号に変換するための変換器は不要である。

[0069] また、更新用補正係数算出部 605において、入力信号 aと出力信号 eの差から補正係数算出特性を算出するアルゴリズムとして、 LMS (Least Mean Square)ァルゴリズムや RMS (Recursive Mean Square)アルゴリズムがある。また、差を用いずに直接補正係数算出特性を算出するアルゴリズムとして遺伝的アルゴリズムなどがある。いずれのアルゴリズムを用いた場合でも出力信号 eに含まれる歪みを小さくする補正係数を算出することができる。

[0070] このように本実施の形態によれば、送信装置 500に、電力増幅器 103の出力信号から、当該出力信号に対応する、入力部 101から入力された入力信号 aと信号レべノレ、信号位相、信号遅延が同等の信号を算出する受信部 502と、入力信号 aと受信部 502により算出された信号との振幅および位相に関する差に基づいて、変調信号補正部 51 1の補正特性を調整する補正特性更新部 503と、を設けた。

[0071] こうすることにより、電力増幅器 103の特性が動作環境、経年劣化などにより変化した場合でも、変調信号補正部 511が持つ補正特性 (補正係数算出特性)を適切に、すなわち電力増幅器 103の出力信号に含まれる歪みを小さくするように、更新すること力 Sできる。

[0072] 以上、本発明の実施の形態を説明した。以上から明らかなように本発明に係る送信装置は、移動体通信システムにおける通信端末装置および基地局装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する通信端末装置、基地局装置、および移動体通信システムを提供することができる。

[0073] なお、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路である LSIとして実現される。これらは個別に 1チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように 1チップ化されても良い。ここでは、 LSIとした力集積度の違いにより、 IC、システム LSI、スーパー LSI、ウルトラ LSIと呼称されることもある。また、集積回路化の手法は LSIに限るものではなぐ専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。 LSI製造後に、プログラムすることが可能な FPGA (Field Programmable Gate Arr ay)や、 LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギユラブル 'プロセッサ一を利用しても良い。さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術により LSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。例えば、ノ^オ技術の適用等が可能性としてありえる

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[0074] 2006年 12月 14曰出願の特願 2006— 337026の曰本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

産業上の利用可能性

[0075] 本発明の送信装置は、電源電圧制御部への要求条件を緩和することにより低価格化を実現し、且つ、電力効率を高くすることができる効果を有し、特に EER方式を用いた送信装置等として有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 入力する変調信号を印加電源電圧に応じて増幅する電力増幅器と、

前記変調信号の振幅成分に応じて前記電力増幅器の印加電源電圧を制御する電源電圧制御部と、

前記電源電圧制御部の入力段に設けられ、前記振幅成分の最大振幅と最小振幅との振幅幅を小さく補正し、さらに当該補正後の振幅成分から高周波数成分を除去する振幅成分補正手段と、

を具備する送信装置。

[2] 前記振幅成分補正手段は、

前記振幅成分におけるしきレ、値未満の部分の振幅をそのしきレ、値まで増幅することにより、前記振幅成分を補正する低振幅成分制限手段と、

前記補正後の振幅成分から高周波数成分を除去する低域通過フィルタと、を具備する請求項 1に記載の送信装置。

[3] 前記電力増幅器の入力段に設けられ、前記変調信号の振幅および位相を、前記振幅成分および前記印加電源電圧に基づいて補正する変調信号補正手段をさらに具備する請求項 1に記載の送信装置。

[4] 前記電力増幅器の出力信号から、当該出力信号に対応する、前記変調信号補正手段に入力する変調信号と同等の信号を算出する算出手段と、

前記変調信号と前記算出手段により算出された信号との振幅および位相に関する差に基づいて、前記変調信号補正手段の補正特性を調整する調整手段と、をさらに具備する請求項 3に記載の送信装置。

[5] 前記調整手段は、

前記振幅および位相に関する差を検出する検出手段と、

前記検出手段による検出時の前記印加電源電圧および前記変調信号に対応する、前記補正特性を算出する補正特性算出手段と、

前記算出された補正特性で前記変調信号補正手段の補正特性を更新する補正特性更新手段と、

を具備する請求項 4に記載の送信装置。前記振幅成分補正手段の処理に起因する、前記電力増幅器の出力信号における目標値からのずれを補償するように、前記電力増幅器に入力される変調信号の振幅および位相を補正する変調信号補正手段をさらに具備する請求項 1に記載の送信装置。