JP2003309436A - 増幅回路及び電力制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最大電力にて通信をするときの隣接周波数チ
ャネルへの漏洩電力の許容値の規格を満足させつつ、総
合的な消費電力効率を高めることを可能にする。 【解決手段】 最大送信電力付近で十分な線形特性を得
ることができない増幅器３３は、入力信号電力を所定の
電力に増幅する。分波部３４，位相調整部３５，レベル
調整部３６，合波部３１は、増幅器３３に対して負帰還
ループを構成する。送信信号の電力を最大送信電力にす
るとき、信号切替部３２のスイッチを端子３２ｂ側に切
り替えて負帰還ループを形成することで増幅器３３の非
線形歪みを補正する。一方、送信信号の電力を予め設定
した値より低くするとき、信号切替部３２のスイッチを
端子３２ｃ側に切り替えて負帰還ループをオープンにす
ることで、負帰還による利得低減を無くす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば移動体通信
システムにおける携帯電話機等で送信電力を調整するた
めの増幅回路、及び、送信電力を調整する際の消費電力
を制御する電力制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、携帯電話システム等の移動体通信
システムにおいて、移動体通信端末である無線通信端末
は、所望の送信電力レベルを得るための電力増幅器（以
下、単に増幅器と呼ぶ）を備えている。なお、この増幅
器による送信電力レベルの最大値は、移動体通信システ
ムで規定されている。具体的には、システムで規定され
ているアンテナ端での最大電力に、増幅器出力端からア
ンテナ端までの損失分を加えたものとして規定されるこ
とになる。

【０００３】一般に、増幅器は、入力電力が小さい場
合、入力信号のスペクトルと出力信号のスペクトルが等
しく、且つ、当該増幅器の利得分だけ電力レベルが増幅
された出力信号を得ることができる。すなわち、入力電
力が小さい場合の増幅器は、線形動作している。一方
で、増幅器は、入力電力が大きくなると、出力信号のス
ペクトルに歪み成分が現れてくるため、入力スペクトル
と出力スペクトルは同じではなくなり、出力スペクトル
が入力スペクトルに比べて広がってしまう。すなわち、
この場合の増幅器は、非線形動作となっている。

【０００４】ここで、上位のシステムにより、複数の無
線通信端末にそれぞれキャリア周波数が割り当てられ、
各無線通信端末がそれらの各周波数チャネルを用いて通
信を行う場合において、例えば上記増幅器が非線形動作
することで出力スペクトルが広がってしまうと、その広
がりの程度によっては、隣接する周波数チャネルの通信
品質を損なうことがある。

【０００５】このため、移動体通信システムでは、一般
に、隣接する周波数チャネルへの漏洩電力の許容値が規
定されている。なお、当該漏洩電力の許容値とは、無線
通信端末が最大電力にて通信を行ったときに、上記増幅
器の非線形歪みにより隣接周波数チャネルに電力成分が
広がってしまったとしても、その隣接周波数チャネルに
おける通信に悪影響を及ぼさないと考えられる許容漏洩
電力のことである。

【０００６】したがって、従来の無線通信端末は、多く
の場合、上記漏洩電力の許容値の規格を満足させられる
程度の線形動作を行う増幅器を搭載している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように最大電力で通信を行う際にも、上記隣接チャネル
漏洩電力規格を満足できる程度に線形動作が可能な増幅
器を使用せざるを得ないために、出力電力が小さいとき
でも多くの電力を消費してしまい、消費電力効率が低
い。すなわちこれは、高い電力値に至るまで線形動作さ
せるために、無入力時の消費電流（アイドル電流）を高
くしていることによる。

【０００８】以上のようなことから、従来の移動体通信
端末では、消費電力効率が低くなることがわかっている
にも関わらず、上記隣接周波数チャネルへの漏洩電力の
許容値の規格を満足させるために、最大電力送信時にあ
るレベルで、線形動作できる増幅器を採用せざるを得な
かった。

【０００９】本発明は、このような実情に鑑みて提案さ
れたものであり、最大電力にて通信をするときの隣接周
波数チャネルへの漏洩電力の許容値の規格を満足させつ
つ、総合的な消費電力効率を高めることを可能とする、
増幅回路及び電力制御方法を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、非線形動作の
増幅器を用いて信号電力を増幅する場合において、増幅
器の非線形歪みを補正するか否かを、所望の信号電力
（具体的には隣接チャネルに漏洩する電力レベル）に応
じて切り替えることで、上述した課題を解決する。

【００１１】すなわち本発明によれば、そのままでは最
大電力付近で隣接チャネル漏洩電力規格を満足できない
くらいの非線形動作を行う増幅器を用いることで、中間
電力レベル以下での消費電力効率を高めると共に、増幅
器が非線形動作して隣接チャネル漏洩電力規格を満足で
きない信号電力のときには当該増幅器により発生する非
線形歪みを補正することで、出力信号のスペクトルの広
がりを抑制している。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、例えば図１に示すよう
に構成された移動体通信端末（以下、単に通信端末と呼
ぶ）に適用される。なお、この図１は、アンテナ１によ
り音声やその他の種類の無線電波を受信すると共に、ア
ンテナ１から無線電波を送出する携帯電話機の構成を示
している。

【００１３】［通信端末の内部構成］この通信端末にお
いて、アンテナ１にて無線電波を受信すると、その受信
信号は共用器２により受信回路（ＲＸ）３に送られる。
受信回路３は、受信信号を増幅し、ＲＦ帯域から中間周
波数帯域への周波数変換、中間周波数帯域からベースバ
ンドへの周波数変換、さらに帯域制限等を行った後、デ
ィジタル信号処理部１１へ送る。一方、この通信端末に
おいて、アンテナ１から無線電波を送出するときには、
ディジタル信号処理部１１から送信回路（ＴＸ）４に送
信信号が入力される。送信回路４は、送信信号をベース
バンドから中間周波数帯域に変換し、さらに中間周波数
帯域からＲＦ帯域への周波数変換を行った後、所定の送
信電力に増幅する。その後、送信信号は、共用器２を介
してアンテナ１に供給されて無線送信される。なお、こ
の送信回路４の詳細な回路構成については後述する。

【００１４】ディジタル信号処理部１１は、受信回路３
からの受信信号に逆拡散、デインターリーブ及び誤り訂
正復号等の処理を行うことで、通信相手先が送信したデ
ータ系列を再生する。また、ディジタル信号処理部１１
は、再生したデータ系列を、音声データとその他の通信
データに弁別する。

【００１５】音声データは、ディジタル信号処理部１１
によりディジタル／アナログ変換され、更に図示しない
アンプにより増幅された後、スピーカ１２へ送られる。
スピーカ１２は、増幅されたアナログ音声信号により駆
動される。これにより、通話相手先の端末からの通話音
声が、当該スピーカ１２から放音されることになる。

【００１６】また、ディジタル信号処理部１１は、通信
データがどのようなデータであるのかを解析し、その解
析結果に応じた処理を行う。例えば、通信データがテキ
ストデータである場合、ディジタル信号処理部１１は、
そのテキストデータを制御部１３に送る。このとき制御
部１３は、テキストデータを、表示部１４に送って表示
させる。また例えば、通信データが圧縮された画像デー
タである場合、ディジタル信号処理部１１は、その圧縮
画像データを伸張した後、制御部１３に送る。このとき
の制御部１３は、その画像データを表示部１４に送って
表示させる。さらに例えば通信データが圧縮された音デ
ータである場合、ディジタル信号処理部１１は、その圧
縮音データを伸長し、スピーカ１２又は１５に出力す
る。

【００１７】その他、ディジタル信号処理部１１は、呼
び出し情報を検出した場合、その呼び出し情報の検出に
応じて、着信音信号を生成する。その着信音信号は、図
示しないアンプにより増幅された後、スピーカ１５に送
られる。スピーカ１５は、増幅された着信音信号により
駆動される。これにより、呼び出し情報に応じた着信音
が、当該スピーカ１５から放音されることになる。

【００１８】マイクロホン１６は、ユーザの通話音声等
を電気信号（すなわちアナログ音声信号）に変換する。
この通話音声のアナログ音声信号は、図示しないアンプ
により増幅された後、ディジタル信号処理部１１へ入力
する。

【００１９】このときのディジタル信号処理部１１は、
当該アナログ信号を、所定のサンプリングレートでアナ
ログ／ディジタル変換し、さらにそのディジタル音声デ
ータに対して誤り訂正符号化、インターリーブ、拡散処
理などを施して送信信号を作成し、後段の送信回路４へ
送る。

【００２０】ＲＯＭ（Read Only Memory）１７は、制御
部１３が各部を制御するための制御プログラムや、各種
の初期設定値、フォントデータなどを記憶している。な
お、このＲＯＭ１７は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically E
rasable and Programmable Read Only Memory）のよう
な書き換え可能なＲＯＭであっても良い。

【００２１】ＲＡＭ（Random Access Memory）１８は、
制御部１３が各種のデータ処理を行う際の作業領域とし
て、随時データを格納する。

【００２２】操作部１９は、ユーザにより操作される各
種のキーやボタンである。ユーザの操作に応じて操作部
１９が発生した操作信号は、制御部１３に入力する。

【００２３】制御部１３は、ＲＯＭ１７に格納されてい
る制御プログラムや操作信号に基づいて、各部の動作を
制御すると共に、各種の演算処理を行う。

【００２４】近距離無線通信部２０とそのアンテナ２１
は、いわゆるブルートゥース（BlueTooth）方式の無線
通信を行うためのものである。なお、上記ブルートゥー
ス方式は、複数の電子機器間でアドホックな無線ネット
ワーキングを実現するための方式である。このブルート
ゥース方式は、Bluetooth SIG（Special Interest Grou
p）にて策定されたものであり、詳細は”Bluetooth（Ｔ
Ｍ）Special InterestGroup、Bluetooth仕様書バージョ
ン１．０”に開示されている。

【００２５】［信号増幅回路の基本構成］ここで、本実
施の形態の通信端末の送信回路４は、図２に示すような
信号増幅回路１００を備えている。

【００２６】図２に示す信号増幅回路１００は、基本的
な構成として、送信信号が入力信号として供給される入
力端子３０と、当該入力信号を増幅するための増幅器１
０１と、上記増幅器１０１の出力電力の一部を逆位相に
してその信号レベルを調整して負帰還信号を生成するた
めの調整器１０２と、上記調整器１０２からの負帰還信
号を増幅器１０１への入力信号に加算（合波）するため
の加算器１０３と、負帰還増幅後の送信信号を後段の構
成へ出力する出力端子３９とを備えている。また、詳細
については後述するが、上記調整器１０２は、所望の送
信電力に応じて負帰還を行うか否かのモード切り替えを
可能とするための構成をも備えている。

【００２７】上記増幅器１００は、図３に示す入力電力
と出力電力間の特性曲線ＣＮＬのように、上記最大送信
電力Ｖmax付近では隣接チャネル漏洩電力規格を満足し
ないものとなされている。このように非線形動作する増
幅器１００は、増幅器自体の消費電力効率からみると、
例えば図３中の特性曲線ＣＬに示すような最大送信電力
Ｖmax付近で十分線形な動作が可能な増幅器よりも高効
率となる。つまり、入出力特性が特性曲線ＣＬとなる増
幅器は、上記最大送信電力Ｖmaxに至るまで十分な線形
特性を確保するために、無入力時の消費電流（アイドル
電流）を高くしており、その結果として消費電力効率が
低くなっている。これに対して、本実施の形態の増幅器
１００は、最大送信電力Ｖmax付近での隣接チャネル漏
洩電力規格を満足する必要がないため、無入力時の消費
電流（アイドル電流）が小さいもので良く、その結果と
して高い消費電力効率を実現している。

【００２８】このように、本実施の形態の通信端末は、
送信回路４の増幅器１０１として最大送信電力付近でそ
のままでは隣接チャネル漏洩電力規格を満足しない増幅
器を用いることで、電力使用量を低減し、その結果、バ
ッテリー駆動の通信端末の通信可能時間を、上記線形動
作の増幅器を用いた通信端末よりも延ばすことが可能に
なっている。

【００２９】但し、上記増幅器１００は、最大送信電力
付近で十分な線形性がないため、当該最大送信電力付近
で非線形歪みが発生し、出力スペクトルが入力スペクト
ルに比べて広がってしまう。このため、当該最大送信電
力付近において、隣接周波数チャネルへの漏洩電力が前
述した許容値を超えてしまう。

【００３０】そこで、本実施の形態の信号増幅回路１０
０は、隣接チャネル漏洩電力レベルに応じて負帰還を行
うか否かのモード切り替えが可能な調整器１０２を備
え、送信電力が小さく、十分な線形性が得られる範囲内
では負帰還を行わず、一方、送信電力が最大送信電力付
近になったときには負帰還を行って、増幅器１０１の信
号対歪特性を改善することにより、最大送信電力にて通
信をするときの隣接周波数チャネルへの漏洩電力の許容
値の規格を満足させつつ、総合的な消費電力効率を高め
ることを可能にしている。

【００３１】［一般的な負帰還増幅回路の動作］以下、
本実施の形態における調整器１０２の具体的な構成及び
動作について述べる前に、一般的な負帰還増幅回路での
基本的な負帰還動作を説明し、本発明にかかる調整器１
０２を使用するに至った理由を解説する。

【００３２】増幅器の電圧利得をα倍とし、その増幅器
の出力を調整器にて逆位相にすると共に１／β倍に利得
調整した後、当該増幅器の入力側に負帰還する場合を考
えてみる。当該負帰還増幅回路への入力電圧をＶｉ［ボ
ルト］、出力電圧をＶｏ［ボルト］とすると、負帰還分
を考慮した上記増幅器への入力電圧Ｖri［ボルト］は、
式（１）で表される。 Ｖri＝Ｖｉ−Ｖｏ／β (1) また、増幅器の出力電圧Ｖｏは、式（２）で表される。 Ｖｏ＝α×（Ｖri） (2) したがって、これら式（１）及び式（２）から式（３）
が得られる。

【００３３】 Ｖｏ＝α×｛β／（α＋β）｝×Ｖｉ (3) すなわち、上記式（３）は、増幅器の出力電力Ｖｏを上
記調整器により１／β倍し逆位相として入力側に帰還す
ることで、当該負帰還増幅回路の電圧利得が、増幅器の
電圧利得αのβ／（α＋β）倍になることを意味してい
る。また、この負帰還増幅回路における電圧利得の変化
は、負帰還の程度を示す指数（Ａ）として用いられる。
つまり、負帰還増幅回路は、式（４）に示すように、−
Ａの負帰還をかけたと表現される。

【００３４】 −Ａ＝２０×ｌｏｇ｛（α＋β）／β｝［ｄＢ］ (4) ここで、α>>βである場合、上記式（４）は、式（５）
のようになる。

【００３５】 −Ａ＝２０×ｌｏｇ（α／β）［ｄＢ］ ＝２０×ｌｏｇ（α）−２０×ｌｏｇ（β） (5) これにより増幅器の利得が例えば４０ｄＢであり、調整
器による減衰量が例えば１５ｄＢとなっている負帰還増
幅回路を構成した場合、増幅器には１５ｄＢの負帰還が
かけられたことになり、当該負帰還増幅回路の利得は、
４０ｄＢと１５ｄＢとの差分の２５ｄＢとなる。このよ
うにα>>βが成立する範囲では、増幅器の利得と調整器
での調整量（減衰量）とのｄＢ値での差が、当該負帰還
回路の利得となる。なお、極端な例であるが、例えばα
＝βの場合には３ｄＢの負帰還がかけられることにな
る。

【００３６】またこの例において、増幅器の利得が１５
ｄＢ低くなることで、出力信号の歪成分も１５ｄＢ分だ
け低くなり、負帰還増幅回路への入力電力を１５ｄＢ分
増やしてやれば、当該負帰還増幅回路は、出力電力を確
保しつつ、信号対歪比を１５ｄＢ分だけ改善したことに
なる。但し、上記負帰還によって利得が小さくなったと
しても、元々所望の送信電力が得られるだけ増幅器の利
得に余裕があれば、上述のように入力電力を増加させる
必要はない。

【００３７】上述したような負帰還増幅回路によれば、
増幅器の線形性が十分でなくとも、その増幅器の出力の
一部を入力側に負帰還するだけで、信号対歪成分を改善
できる。但し、常時負帰還をかけていると、当該負帰還
により減少した利得分を補うために、信号増幅回路への
入力電力を増やさなければならず、総合的な消費電力効
率の点から好ましくない。

【００３８】したがって、例えば、隣接チャネル漏洩電
力規格を満足できない場合にのみ負帰還をかけるように
し、十分な線形性が得られているときには負帰還をかけ
ないようにすれば、増幅器の非線形歪特性の補正と消費
電力効率の維持とを両立できることになる。このような
ことから、実施の形態の信号増幅回路１００は、最大送
信電力付近で隣接チャネル漏洩電力規格を満足できない
増幅器に対して、当該最大送信電力付近でのみ負帰還ル
ープを形成し、それ以外の送信電力ときには負帰還ルー
プをオープンにすることで、最大送信電力付近では信号
対歪比を改善しつつ、総合的な消費電力効率を向上させ
ている。

【００３９】［信号増幅回路の第１の具体例］本実施の
形態の信号増幅回路１００は、上述したように最大送信
電力付近でのみ負帰還ループを形成し、それ以外の送信
電力ときには負帰還ループをオープンにするようなモー
ド切り替えを実現するために、図４に示す構成を備えて
いる。なお、図４は、図２の各構成を、より詳細に表し
たものであり、この図４の各構成要素において図２と対
応する構成要素には同じ指示符号を付している。すなわ
ち、図２の加算器１０３は図４の合波部３１に相当し、
図２の増幅器１０１は図４の増幅器３３に相当する。ま
た、図２の調整部１０２は、図４の位相調整部３５，レ
ベル調整部３６，信号切替部３２及び終端抵抗３８から
なる。

【００４０】図４に示す負帰還増幅器１００において、
合波部３１は、方向性結合器であっても、また、ワイヤ
ードＯＲ回路であっても良い。当該合波部３１の端子３
１ａは前記入力端子３０と接続され、端子３１ｂは信号
切替部３２の第１端子（共通端子）３２ａと接続されて
いる。また、当該合波部３１の端子３１ｃは増幅器３３
の入力端子と接続されている。

【００４１】増幅器３３は、前記最大送信電力付近で隣
接チャネル漏洩電力規格を満足できない代わりに、消費
電力効率の良い増幅器であり、上記合波部３１の端子３
１ｃから供給された信号を所定の利得分だけ電力増幅し
た後、分波部３４へ出力する。

【００４２】この分波部３４は、方向性結合器であるこ
とが好ましいが、ワイヤードＯＲ回路であっても良い。
当該分波部３４の端子３４ａは増幅器３３の出力端子と
接続され、端子３４ｂは前記出力端子３９と接続され、
端子３４ｃは位相調整部３５と接続されている。

【００４３】信号切替部３２は、端子３７を介して供給
される切替制御信号により、負帰還ループを形成する
か、若しくは、負帰還ループをオープンにするかの切替
動作を行うスイッチ回路である。すなわち、信号切替部
３２の第１端子３２ａと第２端子（被切替端子）３２ｂ
が接続されると、増幅器３３→分波部３４→位相調整部
３５→レベル調整部３６→当該信号切替部３２→合波部
３１→増幅器３３の負帰還ループが形成される。一方、
信号切替部３２の第１端子３２ａと第３端子（被切替端
子）３２ｃが接続されると、負帰還ループはオープン状
態となり、合波部３１の端子３１ｂには終端抵抗３８が
接続されることになる。

【００４４】ここで、上記信号切替部３２の切替動作を
制御する切替制御信号は、隣接チャネル漏洩電力レベル
に応じて、例えば図示しないベースバンドＣＰＵやＤＳ
Ｐ（digital signal processor）等により生成される。
なおこれらベースバンドＣＰＵやＤＳＰは、例えば図１
のディジタル信号処理部１１に含まれる。送信電力レベ
ルの設定は、本実施の形態の増幅器の前段に接続された
ＡＧＣアンプ（図示しない）の制御電圧により行われ
る。つまり、予め送信電力対制御電圧のテーブルを作成
しておき、そのテーブルを参照することで、ある電力を
送信する場合には、対応する制御電圧をディジタル信号
処理部１１が出力し、また、必要ならばその制御電圧を
Ｄ／Ａ変換してＡＧＣアンプに入力する。なお、本実施
の形態の場合、そのままで隣接チャネル漏洩電力規格を
満足する範囲では通常動作にて、アンテナ端出力電力対
ＡＧＣ制御電圧のテーブルを作成し、隣接チャネル漏洩
電力を満たさなくなったレベルでは、負帰還動作させた
増幅器を用いてテーブルを作成する。そして、設定した
い送信電力レベルが、通常状態で隣接チャネル漏洩電力
規格を満足するかしないかを示す境界レベル（切替ポイ
ント）よりも高いか若しくは低いかを判定すれば良い。
つまり、当該切替制御信号は、設定する送信信号の電力
を切替ポイント以上にすべきときには、上記第１端子３
２ａと第２端子３２ｂを接続させて負帰還ループを形成
させ、一方、設定する送信信号の電力が切替ポイントよ
り低くてもよいときには第１端子３２ａと第３端子３２
ｃを接続させて負帰還ループをオープンにするような切
替動作を、当該信号切替部３２に行わせるための制御信
号となされる。勿論、同時に、ルックアップテーブルを
参照することで、図示しない前段のＡＧＣアンプの利得
も変化する。

【００４５】上記設定する送信信号の電力が切替ポイン
ト以上となされ、上記第１端子３２ａと第２端子３２ｂ
が接続されて負帰還ループが形成されたとき、上記分波
部３４の端子３４ｃから出力された信号は、位相調整部
３５へ送られる。

【００４６】位相調整部３５は、分波部３４から供給さ
れた信号の位相を調整することで、前記入力端子３０の
入力信号の位相に対して逆位相となる信号を得、その信
号をレベル調整部３６へ送る。

【００４７】上記レベル調整部３６は、上記位相調整部
３５から供給された信号の電力レベルを、所望の負帰還
量が得られるレベルに調整する。すなわち、このレベル
調整部３６は、隣接チャネル漏洩電力規格を満足するの
に十分な負帰還がかかるように、予め減衰量が設定され
ている。

【００４８】このレベル調整部３６から出力された信号
は、上記第１端子３２ａと第２端子３２ｂが接続状態と
なされている信号切替部３２を介し、負帰還信号として
合波部３１の端子３１ｂに送られる。

【００４９】この時の合波部３１は、入力端子３０から
の入力信号へ上記負帰還信号を合波する。なお、このと
き、入力端子３０からの入力信号は、前段のＡＧＣアン
プがテーブルに従って制御されているので、上記負帰還
信号による利得低下を補うことのできるレベルだけ電力
レベルは増やされている。そして、当該合波部３１の端
子３１ｃから出力された信号が増幅器３３へ入力する。

【００５０】これにより、増幅器３３からは、図３の最
大送信電力付近において、非線形歪みが改善された信号
が出力されることになる。すなわち、当該信号増幅回路
１００の出力端子３９からは、最大送信電力レベルであ
っても隣接周波数チャネルへの漏洩電力の許容量の規格
を満たした送信信号が出力されることになる。

【００５１】一方、設定された送信信号の電力が切替ポ
イントよりも低く、上記第１端子３２ａと第３端子３２
ｃが接続されて負帰還ループがオープン状態となされて
いるときには、上記分波部３４の端子３４ｂから出力さ
れた信号が、そのまま送信信号として出力端子３９から
出力される。

【００５２】またこのとき、上記第１端子３２ａと第３
端子３２ｃが接続状態となされているため、合波部３１
の端子３１ｂは、終端抵抗３８と接続される。なお、終
端抵抗３８の部分は、特にショートであっても良いし、
また、端子３１ｂはオープンのままであっても良い。上
記終端抵抗３８は、負帰還ループが形成されたときの帰
還ループ線路の特性インピーダンスと等しい値を有す
る。これにより、合波部３１の端子３１ｂからみたイン
ピーダンスは、負帰還ループが形成されたときと、負帰
還ループがオープンになされたときとで変化が略々無く
なり、インピーダンスの不整合による反射損が抑えられ
る。一方、負帰還ループがオープンになされた時の分波
部３４の端子３４ｃ側からみたインピーダンスは、レベ
ル調整部３６が減衰器として動作して反射波を減衰する
ため、略々変化しない。

【００５３】以上のように、本発明の第１の具体例の信
号増幅回路１００は、最大送信電力付近で隣接チャネル
漏洩電力規格を満足しない代わりに低消費電力型の増幅
器を使用し、最大送信電力付近では負帰還ループを形成
し、一方、送信電力が小さいときには負帰還ループをオ
ープン状態にして負帰還による利得低下を抑えることに
より、最大送信電力にて通信をするときの隣接周波数チ
ャネルへの漏洩電力の許容値の規格を満足させつつ、総
合的な消費電力効率を高めることが可能になっている。
したがって、本実施の形態によれば、バッテリ駆動の通
信端末がより長時間動作可能となる。また、本実施の形
態によれば、従来の通信端末と同等の動作時間を確保す
るためのバッテリ容量を小さくできるため、通信端末の
小型化を図れる。

【００５４】なお、負帰還ループを構成した場合、当該
負帰還による電力損失部を補うために信号増幅回路１０
０への入力信号の電力レベルを増加させるので、その分
だけ消費電力が増加することになるが、上記最大送信電
力付近で信号送信が行われる割合は非常に少ない。すな
わち、本実施の形態によれば、上述のように最大送信電
力付近で負帰還ループを構成したとしても、最も使用頻
度の高い中間送信電力帯で負帰還ループがオープンにな
されて低消費電力での使用がなされるため、当該通信端
末における総合的な消費電力効率は高いレベルを維持す
ることができる。

【００５５】［信号増幅回路の第２の具体例］図５に
は、信号増幅回路１００の第２の具体例の構成を示す。
なお、図５において、図４の各構成要素と同じものにつ
いてはそれぞれ同一の指示符号を付して、それらの説明
を省略する。

【００５６】この第２の具体例の信号増幅回路１００に
おいて、信号切替部４１の第１端子（共通端子）４１ａ
は合波部３１の端子３１ｂと接続され、第２端子（被切
替端子）４１ｂはレベル調整部３６と位相調整部３５の
間の線路に接続され、第３端子４１ｃはレベル調整部３
６と接続され、第４端子４１ｄは終端抵抗３８と接続さ
れている。当該信号切替部４１は、端子３７を介して供
給される切替制御信号により、負帰還ループを形成する
か、若しくは負帰還ループをオープンにするか、若しく
は増幅器３３をバイパスするバイパス線路を形成するか
の、切替動作を行うスイッチ回路である。すなわち、信
号切替部４１の第１端子４１ａと第３端子４１ｃが接続
されると、増幅器３３→分波部３４→位相調整部３５→
レベル調整部３６→信号切替部４１→合波部３１→増幅
器３３の負帰還ループが形成される。また、信号切替部
４１の第１端子４１ａと第４端子４１ｄが接続される
と、負帰還ループはオープン状態となり、合波部３１の
端子３１ｂには終端抵抗３８が接続されることになる。
一方、信号切替部４１の第１端子４１ａと第２端子４１
ｂが接続されると、合波部３１→信号切替部４１→位相
調整部３５→分波部３４のバイパス線路が形成される。
このとき、合波部３１、分波部３４は、ワイヤードＯＲ
回路で実現すれば良い。

【００５７】上記信号切替部４１の切替動作を制御する
切替制御信号は、送信信号の電力に応じて、図４の例と
同様に図示しないベースバンドＣＰＵやＤＳＰ等により
生成される。この第２の具体例の場合の切替制御信号
は、信号増幅回路１００の出力端子３９から出力する送
信信号の設定電力を切替ポイント以上にすべきときに
は、上記第１端子４１ａと第３端子４１ｃを接続させて
負帰還ループを形成させ、また、送信信号の設定電力が
前記切替ポイント未満で且つ第２の切替ポイント以上の
中間送信電力内で良いときには第１端子４１ａと第４端
子４１ｄを接続させて負帰還ループをオープンにし、さ
らに、送信信号の設定電力が第２の切替ポイント未満の
小送信電力でも充分通信が可能である場合には第１端子
４１ａと第２端子４１ｂを接続させてバイパス線路を形
成するような切替動作を、当該信号切替部４１に行わせ
るための制御信号となされる。

【００５８】すなわち、送信信号の設定電力が第２の切
替ポイント未満の小送信電力でよく、上記第１端子４１
ａと第２端子４１ｂが接続されてバイパス線路が形成さ
れたとき、上記入力端子３０に入力された送信信号は、
合波部３１→信号切替部４１→位相調整部３５→分波部
３４のルートを通り、出力端子３９から出力される。な
お、上記バイパス線路の形成の際に、信号切替部４１の
第２端子４１ｂをレベル調整部３６と位相調整部３５の
間に接続してレベル調整部３６を介さないようにしたの
は、当該レベル調整部３６が減衰器として動作し、送信
信号が減衰してしまうのを防ぐためである。一方、位相
調整部３５については、位相の調整を行うだけであるた
め、バイパス線路上に存在していても特に問題はない。

【００５９】また、送信信号の設定電力が第２の切替ポ
イント未満の小送信電力でよいとき、切替制御信号は、
電力オン／オフ切替部４２のオン／オフ動作を切り替え
るための制御信号としても用いられる。電力オン／オフ
切替部４２は、増幅器３３の動作電力をオン／オフする
ためのスイッチであり、オン状態のとき増幅器３３へ電
力を供給し、オフ状態（オープン状態）のとき増幅器３
３への電力を遮断する。すなわち、バイパス線路が形成
されたとき、増幅器３３への電力が遮断されるため、当
該増幅器３３を動作させるための電力の消費が抑えられ
ることになる。

【００６０】以上のように、本発明の第２の具体例の信
号増幅回路１００は、第１の具体例の場合と同様に、最
大送信電力にて通信をするときの隣接周波数チャネルへ
の漏洩電力の許容値の規格を満足させつつ、消費電力効
率を高めることが可能であり、さらに、送信信号の設定
電力が第２の切替ポイント未満の小送信電力でも充分通
信が可能である場合にバイパス線路を形成し、増幅器３
３のアイドル電流の消費をも削減することで、さらに消
費電力効率を高めている。

【００６１】なお、図５は、信号切替部４１の第２端子
４１ｂをレベル調整部３６と位相調整部３５の間に接続
した例を挙げているが、第２端子４１ｂは、増幅器３３
の出力端子と分波部３４の端子３４ａとの間、或いは、
分波部３４の端子３４ｂと出力端子３９の間に接続して
も良い。

【００６２】［送信信号の歪み成分を低減する他の構成
例］次に、図６には、上述の図２，図４，図５に示した
信号増幅回路における負帰還ループとは別の手法によ
り、非線形動作する増幅器の非線形歪みを補正するため
の構成例を示す。

【００６３】この図６において、ＲＦ領域で送信信号レ
ベルを増幅させる増幅器５４は、例えば前記増幅器３３
と同様に、消費電力効率は良いが最大送信電力付近が非
線形動作するものである。

【００６４】プレディストーション部５３は、ベースバ
ンド領域において、増幅器５４の非線形特性に対応した
逆特性の補正処理を送信信号に加えることで、上記信号
増幅器５４による非線形歪みを補正する。

【００６５】また、信号切替部５２は、入力端子５０を
介した入力信号を、プレディストーション部５３へ送る
か、或いは、当該プレディストーション部５３をバイパ
スして直接、増幅器５４へ送るかを、端子５５からの切
替制御信号により選択的に切り替えるスイッチ回路であ
る。

【００６６】上記切替制御信号は、送信信号の電力に応
じて、前述の図４の例と同様に図示しないベースバンド
ＣＰＵやＤＳＰ等により生成されるものである。この図
６の構成の場合、切替制御信号は、出力端子５６から出
力する送信信号の設定電力を切替ポイント以上にすべき
ときには、上記入力端子５０からの入力信号をプレディ
ストーション部５３へ送るようにし、一方、上記切替ポ
イントよりも低くするときには、上記入力端子５０から
の入力信号を直接、増幅器５４へ送るように、信号切替
部５２を切替制御する信号となされる。

【００６７】これにより、最大送信電力付近では、増幅
器５４の非線形歪みが補正された送信信号が得られるこ
とになる。

【００６８】この図６の構成によれば、消費電力効率の
良い増幅器５４を使用でき、且つ、当該増幅器５４にお
ける最大送信電力付近の非線形歪みを補正可能となって
いる。

【００６９】上述の実施の形態は本発明の一例である。
このため、本発明は、上述の実施の形態に限定されるこ
とはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係
る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じ
て種々の変更が可能であることは勿論である。

【００７０】なお、特開２０００−２０１０９０号公報
の「通信装置内の増幅器を選択的に相互接続するシステ
ムおよび方法」には、複数の増幅器を直列に多段接続
し、送信出力レベルによって増幅器をバイパスして、使
用する増幅器の段数を選択することで、所望の送信出力
レベルを得る方法が開示されている。すなわちこの公報
記載の技術には、直列接続された増幅器の段間に増幅器
をバイパスするためのスイッチを設け、それら多段接続
された増幅器について、所望の送信出力レベルによって
動作させる増幅器の段数を選択することで、増幅器を選
択しない場合よりも高効率な動作を実現する方法が記載
されている。この方法では、所望の送信出力レベルが最
大レベルから小さくなるにつれて、多段に接続された増
幅器の後段の増幅器から順にバイパスしていくことにな
るが、最終段の増幅器をバイパスするのは、その前段の
増幅器出力が所望の出力レベルとなるポイントからであ
る。したがって、後段になるほど採用できる増幅器性能
が厳しくなり、選択の幅が狭まってしまう。また、多段
接続された増幅器を選択的に使用することから、少なく
とも複数個の増幅器が必要となってしまう。これに対し
て、本発明の実施の形態では、信号増幅回路を負帰還増
幅回路或いはプレディストーション回路として動作させ
るか、又は、通常の信号増幅器として動作させるかとい
う動作モードの切り替えを行うものであり、最大送信電
力用の増幅器とそれ以外の送信電力用の増幅器を切替選
択するわけではないため、必要な増幅器は１つで良い。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、非線形動作の増幅器を
用い、その増幅器の非線形歪みを補正するか否かを所望
の信号電力に応じて切り替えることで、例えば移動体通
信端末において最大電力で通信をするときの隣接周波数
チャネルへの漏洩電力の許容値の規格を満足させつつ、
総合的な消費電力効率を高めることを可能にしている。

【図面の簡単な説明】

【図１】通信端末の構成例を示すブロック図である。

【図２】本実施の形態の送信回路に用いられる信号増幅
回路の基本構成を示すブロック図である。

【図３】増幅器の非線形特性の説明、及び、本発明の信
号増幅回路によるモード切り替えの動作の説明に用いる
特性図である。

【図４】信号増幅回路の第１の具体例を示すブロック図
である。

【図５】信号増幅回路の第２の具体例を示すブロック図
である。

【図６】送信信号の歪み成分を低減する他の構成例を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１…アンテナ、２…共用器、３…受信回路、４…送信回
路、１１…ディジタル信号処理部、１３…制御部、３１
…合波部、３２，４１，５２…信号切替部、３３，５４
…増幅器、３４…分波部、３５…位相調整部、３６…レ
ベル調整部、３８…終端抵抗、４２…電力オン／オフ切
替部、５３…プレディストーション部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J090 AA01 AA41 CA21 CA36 DN02 FA11 FA17 FA18 HA25 HA38 KA00 KA16 KA18 KA26 MA13 NN11 SA14 TA01 TA02 5J092 AA01 AA41 CA21 CA36 FA11 FA17 FA18 HA25 HA38 KA00 KA16 KA18 KA26 MA13 SA14 TA01 TA02 5J500 AA01 AA41 AC21 AC36 AF11 AF17 AF18 AH25 AH38 AK00 AK16 AK18 AK26 AM13 AS14 AT01 AT02 ND02 NN11

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号の電力を増幅する増幅部と、 上記増幅器の非線形歪みを補正するための補正部と、 所望の信号電力に応じて、上記非線形歪みの補正を行う
   か否か切り替える切替部とを備えることを特徴とする増
   幅回路。
2. 【請求項２】 請求項１記載の増幅回路であって、 上記補正部は、上記増幅器の出力の一部を当該増幅器の
   入力側に負帰還することで上記非線形歪みを補正する負
   帰還部を備え、 上記切替部は、上記所望の信号電力に応じて、上記負帰
   還部による負帰還ループを形成するモードと負帰還ルー
   プをオープンするモードの何れか一方に切り替えること
   を特徴とする増幅回路。
3. 【請求項３】 請求項２記載の増幅回路であって、 上記増幅器をバイパスするバイパス線路を備え、 上記切替部は、上記所望の信号電力に応じて、上記負帰
   還ループを形成するモードと負帰還ループをオープンす
   るモードと上記バイパス線路を形成するモードの何れか
   一つのモードに切り替えることを特徴とする増幅回路。
4. 【請求項４】 請求項１記載の増幅回路であって、 上記補正部は、上記増幅器の非線形歪みに対応した逆特
   性の補正処理を、上記入力信号に加えることで上記非線
   形歪みを補正する特性処理部を備え、 上記切替部は、上記所望の信号電力に応じて、上記特性
   処理部による逆特性の補正処理を行うモードと上記逆特
   性の補正処理をバイパスするモードの何れか一方に切り
   替えることを特徴とする増幅回路。
5. 【請求項５】 入力信号の電力を増幅するステップと、 上記電力の増幅時に発生する非線形歪みを補正するステ
   ップと、 所望の信号電力に応じて、上記非線形歪みの補正を行う
   か否か切り替えるステップとを有することを特徴とする
   電力制御方法。
6. 【請求項６】 請求項６記載の電力制御方法であって、 上記補正のステップでは、上記電力増幅後の信号の一部
   を当該電力増幅の入力側に負帰還することで上記非線形
   歪みを補正し、 上記切替のステップでは、上記所望の信号電力に応じ
   て、負帰還ループを形成するモードと負帰還ループをオ
   ープンするモードの何れか一方に切り替えることを特徴
   とする電力制御方法。
7. 【請求項７】 請求項７記載の電力制御方法であって、 上記増幅のステップをバイパスするステップを設け、 上記切替のステップでは、上記所望の信号電力に応じ
   て、上記負帰還ループを形成するモードと負帰還ループ
   をオープンするモードと上記増幅のステップをバイパス
   するモードの何れか一つのモードに切り替えることを特
   徴とする電力制御方法。
8. 【請求項８】 請求項６記載の電力制御方法であって、 上記補正のステップでは、上記非線形歪みに対応した逆
   特性の補正処理を、上記入力信号に加えることで上記非
   線形歪みを補正し、 上記切替のステップでは、上記所望の信号電力に応じ
   て、上記逆特性の補正処理を行うモードと上記逆特性の
   補正処理をバイパスするモードの何れか一方に切り替え
   ることを特徴とする電力制御方法。