JP2005020599A

JP2005020599A - 無線装置

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Publication number: JP2005020599A
Application number: JP2003185413A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tomizawa; 武司富澤; Manabu Mukai; 学向井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: JP3898671B2

Abstract

【課題】回路規模の増大を小さく抑えながら、消費電力の低減を図る。
【解決手段】変調モード切換え部１０は変調モードとして、送信データが第１の種類のときにシングルキャアリアモードを設定し、第２の種類のときにマルチキャリアモードを設定する。マルチキャリアモードでは、セレクタ２−１〜２−ｎがＳ／Ｐ変換器１の出力をＩＦＦＴ４へ入力することで、ＯＦＤＭ変調を行う。このときに送信ＰＡ８は低効率クラスで動作する。シングルキャリアモードでは、Ｓ／Ｐ変換器１が１つのサブチャネルに相当する信号線にのみデータを出力し、この信号線のみをセレクタ２−１〜２−ｎの１つが選択し、残りのセレクタ２−１〜２−ｎがａｌｌヌル値のデータを選択することで、シングルキャリア変調を行う。このときに送信ＰＡ８は高効率クラスで動作する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調を用いる無線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＦＤＭ変調を利用する場合、変調波は周波数領域ではマルチキャリア信号となる。マルチキャリア信号の送信波形は、平均電力とピーク電力との差が大きくなる。このような信号を増幅する際には、一般的にはクラスＡ、クラスＡＢまたはクラスＢといった低効率クラスの電力増幅器を使う必要があり、電力効率が低くなる。
【０００３】
そこで、電力増幅器のドレインまたはコレクタ電圧を振幅データによって制御することで、クラスＣのような高効率クラスの電力増幅器を使用可能として電力効率を向上することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１で使われている技術は、電力増幅器の入力にＯＦＤＭ変調信号の位相変化のみを入れることで、入力の平均電力とピーク電力の差が大きくならないようにし、信号の振幅変動をドレイン電圧もしくはコレクタ電圧に入れることで出力のダイナミックレンジを変化させるものである（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２６９９２０公報（第１頁、第１図）
【０００６】
【非特許文献１】
ＳｔｅｖｅＣ．Ｃｒｉｐｐｓ，”ＲＦｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒｓｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”，Ｐ．２４６−２４７，ＡｒｔｅｃｈＨｏｕｓｅｍｉｃｒｏｗａｖｅｌｉｂｒａｒｙ，ＩＳＢＮ０−８９００６−９８９−１
【０００７】
【非特許文献２】
ＬａｗｒｅｎｃｅＥ．Ｌａｒｓｏｎ，”ＲＦａｎｄｍｉｃｒｏｗａｖｅｃｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉｇｎｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”，Ｐ．８１−８７，ＡｒｔｅｃｈＨｏｕｓｅ，ＩＮＣ，ＩＳＢＮ０−８９００６−８１８−６。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の技術においては、ＩＦＦＴ変調信号の振幅データで電力増幅器へのドレインもしくはコレクタ電圧を補正する振幅制御回路を設ける。この振幅制御回路は、大きな補正値テーブルを必要とした大掛かりなものになるため、無線装置の回路規模が大幅に増大してしまうという不具合があった。
【０００９】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、回路規模の増大を小さく抑えながら、消費電力の低減を図ることができる無線装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために本発明は、第１の種類の送信データをＯＦＤＭ変調モードで変調し、第２の種類の送信データをシングルキャリア変調モードで変調する変調手段と、前記変調手段の出力信号を前記ＯＦＤＭ変調モード時には電力効率が相対的に低い第１の動作点で増幅し、前記シングルキャリアモード変調時には電力効率が相対的に高い第２の動作点で増幅する手段とを備えた。
【００１１】
このような手段を講じたことにより、送信データが第１の種類であるときにはＯＦＤＭ変調によるマルチキャリア伝送が行われるが、第２の種類であるときにはシングルキャリア変調によるシングルキャリア伝送を行うように切り換えられ、これとともに変調手段の出力信号の増幅は、マルチキャリア伝送が行われる際には電力効率が相対的に低い第１の動作点で行われていたものが、シングルキャリア伝送時には電力効率が相対的に高い第２の動作点で行われるように切り換えられる。従って、送信データが第２の種類であるときには、増幅のための電力消費が低減される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る無線装置の構成を示すブロック図である。
第１の実施形態の無線装置は、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器１、セレクタ２−１，２−２…，２−ｎ、ヌル値発生器３−１，３−２…，３−ｎ、逆高速フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）４、パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器５、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器６、周波数変換器７、送信電力増幅器（送信ＰＡ）８、アンテナ９、変調モード切換え部１０およびプロトコル制御部１１を含む。
【００１４】
Ｓ／Ｐ変換器１は、シリアルで入力されてくるデジタルデータを、ＩＦＦＴ４の窓幅と同じ幅のパラレルデータへと並び替える。Ｓ／Ｐ変換器１は、変調モード切換え部１０の制御の下に、１つのサブチャネルに相当する信号線にのみデータを出力する機能を備える。Ｓ／Ｐ変換器１の出力は、セレクタ２−１，２−２…，２−ｎを介してＩＦＦＴ４へ入力される。セレクタ２−１，２−２…，２−ｎは、ＯＦＤＭにおけるサブキャリアの数ｎと同数が備えられる。そしてセレクタ２−１，２−２…，２−ｎにはそれぞれ、１つのサブキャリアで伝送されるデータが入力される。セレクタ２−１，２−２…，２−ｎには、他にヌル値発生器３−１，３−２…，３−ｎが出力するａｌｌヌル値のデータが入力される。セレクタ２−１，２−２…，２−ｎは、変調モード切換え部１０の制御の下に、Ｓ／Ｐ変換器１の出力とヌル値発生器３−１，３−２…，３−ｎの出力とのいずれかを選択してＩＦＦＴ４へと出力する。
【００１５】
ＩＦＦＴ４は、セレクタ２−１，２−２…，２−ｎから与えられるパラレルデータに対して逆ＦＦＴ（高速フーリエ変換）を行う。Ｐ／Ｓ変換器５は、ＩＦＦＴ４の出力であるパラレルデータを時間領域に合わせてシリアルデータに変換する。
【００１６】
Ｄ／Ａ変換器６は、Ｐ／Ｓ変換器５の出力であるシリアルデータを、アナログ信号に変換する。周波数変換器７は、Ｄ／Ａ変換器６の出力であるアナログ信号を、キャリア周波数帯域まで周波数変換する。送信ＰＡ８は、周波数変換器７の出力信号を無線送信するのに必要な電力レベルまで増幅する。送信ＰＡ８は、変調モード切換え部１０の制御の下に、動作点を変化する機能を備える。アンテナ９は、送信ＰＡ８の出力信号を無線送信する。
【００１７】
変調モード切換え部１０は、プロトコルの進捗状況の情報をプロトコル制御部１１から取得して、この情報に基づいて変調モードをマルチキャリアモードまたはシングルキャリアモードに設定する。変調モード切換え部１０は、変調モードをマルチキャリアモードおよびシングルキャリアモードのいずれに設定しているかに応じて、Ｓ／Ｐ変換器１、セレクタ２−１，２−２…，２−ｎおよび送信ＰＡ８の動作を切換える。プロトコル制御部１１は、ユーザや無線端末のアプリケーションなどの要求によって適切な伝送フォーマットを選択したり、無線通信を行うもう一方の無線装置（例えば基地局や他のユーザが使用する無線装置など）と制御に関する通信を行う。
【００１８】
次に以上のように構成された無線装置の動作につき説明する。
この第１の実施形態の無線装置は、基本的にはＯＦＤＭ変調方式を用いて無線通信を行う。このような状態では、変調モード切換え部１０が変調モードとしてマルチキャリアモードを設定する。
【００１９】
マルチキャリアモードでは、Ｓ／Ｐ変換器１は、入力されるデジタルデータを、ＩＦＦＴ４の窓幅と同じ幅のパラレルデータへと並び替えて出力する。セレクタ２−１，２−２…，２−ｎはそれぞれ、Ｓ／Ｐ変換器１の出力データを選択する。かくしてマルチキャリアモードにおいては、Ｓ／Ｐ変換器１、ＩＦＦＴ４、Ｐ／Ｓ変換器５、Ｄ／Ａ変換器６および周波数変換器７により周知の手順によりＯＦＤＭ変調が行われる。そして周波数変換器７から出力される信号は、送信ＰＡ８により増幅された上で、アンテナ９から無線送信される。
【００２０】
このとき送信ＰＡ８に入力される信号は、周波数領域で図２に示すようなスペクトルを持つマルチキャリア信号である。このため、平均電力とピーク電力との差が大きくなっている。そこでマルチキャリアモードでは、送信ＰＡ８は、低効率クラスとなる動作点で動作する。これにより、図２に示すようなマルチキャリア信号を高品質に増幅することが可能である。
【００２１】
ところで無線装置は、セルラ通信システムや無線ＬＡＮのように基地局と通信を行っている場合、まず基地局と無線装置との接続を確立するために、例えば使用するチャネルの種別、伝送レート、フォーマットなどのような制御情報のやり取りを行う。このような制御情報や、ユーザー自身が基地局を通して送信を要求しする例えば暗証番号や鍵情報といった情報は、必要な伝送レートが低い場合がある。必要な伝送レートが低い情報としてはこのほかに、無線装置の位置登録値や発着信時に送信する端末情報データ、誤り訂正を行わないデータ。あるいは低速パケットデータなどの時間的制約を受けないデータ（制御データ、ユーザデータ問わず）などが想定される。
【００２２】
変調モード切換え部１０は、プロトコル制御部１１から出力される情報に基づいてプロトコルの進捗状況を監視しており、上記のような必要な伝送レートが低い種類のデータを送信するタイミングにおいては、シングルキャリアモードを設定する。なお、具体的にどのデータが送信される時にシングルキャリアモードを設定することとするかは、無線装置の設計者や使用者が適宜に定めればよい。そして例えば、データの種類と変調モードとの関係を示したテーブルを、変調モード切換え部１０が参照するようにして変調モードの切替えが実現可能である。
【００２３】
シングルキャリアモードにおいて変調モード切換え部１０は、複数のサブキャリアのうちからデータ送信に用いるものを１つ選定する。ここで選定するサブキャリアは、ＯＦＤＭ送信のために割り当てられている複数のサブキャリアのうちの任意の１つとすれば良い。また、シングルキャリアモードの時に使用可能なサブキャリアが通信システムにより制限されるのであれば、通信システムにより使用が許容されるサブキャリアのうちの任意の１つとすればよい。シングルキャリアモードの時に使用可能なサブキャリアが通信システムにより１つのみ指定されるのであれば、そのサブキャリアを用いればよい。
【００２４】
Ｓ／Ｐ変換器１は、入力されるデジタルデータを、変調モード切換え部１０から指定される１つのサブキャリアに対応した信号線のみへ出力する。セレクタ２−１，２−２…，２−ｎは、上記の１つのサブキャリアに対応する１つのみがＳ／Ｐ変換器１の出力信号を選択し、その他はヌル値発生器３−１，３−２…，３−ｎが出力するａｌｌヌル値のデータを選択する。かくしてシングルキャリアモードにおいては、１つのサブキャリアのみにデータが載った信号がＡ／Ｄ変換器６より出力される。そしてＡ／Ｄ変換器６の出力信号は、周波数変換器７によりアップコンバートされるとともに、送信ＰＡ８で増幅された上で、アンテナ９から無線送信される。
【００２５】
このとき、送信ＰＡ８に入力される信号は、周波数領域で図３に示すようなスペクトルを持つシングルキャリア信号である。このため、平均電力とピーク電力との差はそれほど大きくなく、送信ＰＡ８は高効率クラスで動作していても品質をさほど劣化させることなく増幅することが可能である。そこでシングルキャリアモードにおいては、送信ＰＡ８は、高効率クラスとなる動作点で動作する。
【００２６】
このように第１の実施形態の無線装置は、基本的にはＯＦＤＭ変調を用いて高レートでのデータ伝送を実現する。しかし、送信するデータが、必要な伝送レートが低い場合には、シングルキャリア信号を送信するとともに、送信ＰＡ８を高効率クラスで動作させる。これにより、送信ＰＡ８を常に低効率クラスで動作させる場合に比べて電力消費を低減することが可能となる。さらに第１の実施形態の無線装置は、シングルキャリア信号は、ＯＦＤＭ変調に用いる複数のサブキャリアのうちの１つを用いて生成する。このため、シングルキャリア信号の生成には、ＯＦＤＭ変調のための回路の多くを流用することが可能であり、常時ＯＦＤＭ変調を行う無線装置に比べての回路規模の増大は小さく抑えることができる。
【００２７】
（第２の実施形態）
図４は第２の実施形態に係る無線装置の構成を示すブロック図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第２の実施形態の無線装置は、Ｓ／Ｐ変換器１、セレクタ２−１，２−２…，２−ｎ、ヌル値発生器３−１，３−２…，３−ｎ、ＩＦＦＴ４、Ｐ／Ｓ変換器５、Ｄ／Ａ変換器６、周波数変換器７、送信ＰＡ８、アンテナ９、プロトコル制御部１１、ＴＰＣ受信器２１および変調モード切換え部２２を含む。
【００２８】
すなわち第２の実施形態の無線装置は、第１の実施形態の無線装置における変調モード切換え部１０に代えて変調モード切換え部２２を備えるとともに、ＴＰＣ受信器２１を新たに備える。
【００２９】
ＴＰＣ受信器２１は、図示しない基地局から送信されるＴＰＣ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ：送信パワー制御）信号を受信する。ＴＰＣ信号は、基地局から無線装置に対して、送信電力の増減を指示する信号である。
【００３０】
変調モード切換え部２２は、プロトコルの進捗状況の情報をプロトコル制御部１１から取得するとともに、ＴＰＣ信号での指示情報をＴＰＣ受信器２１から取得して、これらの情報に基づいて変調モードをマルチキャリアモードまたはシングルキャリアモードに設定する。変調モード切換え部２２は、変調モードをマルチキャリアモードおよびシングルキャリアモードのいずれに設定しているかに応じて、Ｓ／Ｐ変換器１、セレクタ２−１，２−２…，２−ｎおよび送信ＰＡ８の動作を切換える。
【００３１】
次に以上のように構成された無線装置の動作につき説明する。
ＴＰＣ信号を受信した無線装置は、このＴＰＣ信号の指示に従って送信ＰＡ８の出力を増減させなければならない。そこで図示しないＴＰＣ制御部が、ＴＰＣ受信器２１により受信されたＴＰＣ信号に基づいて送信ＰＡ８の利得を変化させる。
【００３２】
さて、大きな送信電力がＴＰＣ信号により要求されているために送信ＰＡ８の利得が大きくされると、送信ＰＡ８が低効率クラスで動作している場合、消費電力が非常に大きくなってしまう。
【００３３】
変調モード切換え部２２は、前記第１の実施形態における変調モード切換え部１０と同様にして、送信データの種類に応じた変調モードの切換えを行うが、閾値以上の送信電力がＴＰＣ信号によって要求されたと判断した場合には、送信データの種類に拘わらずに、変調モードをシングルキャリアモードに設定する。なお、シングルキャリアモードおよびマルチキャリアモードでのそれぞれの動作状態は、前記第１の実施形態と同様である。
【００３４】
かくして、閾値以上の送信電力で送信を行う必要がある状況下においては、周波数領域で図５に示すようなスペクトルを持つ、電力の大きいシングルキャリア信号になる。このため、送信ＰＡ８は高効率クラスで動作していても品質をさほど劣化させることなく増幅することが可能である。
【００３５】
このように第２の実施形態の無線装置は、基本的にはＯＦＤＭ変調を用いて高レートでのデータ伝送を実現する。しかし、送信するデータが、必要な伝送レートが低い場合、あるいは閾値以上の送信電力で送信を行う必要がある場合には、シングルキャリア信号を送信するとともに、送信ＰＡ８を高効率クラスで動作させる。これにより、送信ＰＡ８を常に低効率クラスで動作させる場合に比べて電力消費を低減することが可能となる。さらに第２の実施形態の無線装置は、シングルキャリア信号は、ＯＦＤＭ変調に用いる複数のサブキャリアのうちの１つを用いて生成する。このため、シングルキャリア信号の生成には、ＯＦＤＭ変調のための回路の多くを流用することが可能であり、常時ＯＦＤＭ変調を行う無線装置に比べての回路規模の増大は小さく抑えることができる。
【００３６】
なお、閾値以上の送信電力で送信を行う必要がある場合には、無線装置と基地局との通信品質が低下している状況にある。このような状況において第２の実施携帯の無線装置では、送信ＰＡ８を高効率クラスで動作させるため、十分に大きな送信電力で送信を行うことができ、情報を確実に伝送することが可能となる。
【００３７】
（第３の実施形態）
図６は第３の実施形態に係る無線装置の構成を示すブロック図である。
第３の実施形態の無線装置は、Ｓ／Ｐ変換器１、ＩＦＦＴ４、Ｐ／Ｓ変換器５、Ｄ／Ａ変換器６、送信ＰＡ８、アンテナ９、プロトコル制御部１１、信号切り換え器３１，３２、周波数変換器３３および変調モード切換え部３４を含む。
【００３８】
すなわち第３の実施形態の無線装置は、第１の実施形態の無線装置における周波数変換器７に代えて周波数変換器３３を備えるとともに、変調モード切換え部１０に代えて変調モード切換え部３４を備える。また第３の実施形態の無線装置は、第１の実施形態の無線装置におけるセレクタ２−１，２−２…，２−ｎおよびヌル値発生器３−１，３−２…，３−ｎを備えず、Ｓ／Ｐ変換器１の出力を直接的にＩＦＦＴ４へ入力している。さらに第３の実施形態の無線装置は、信号切り換え器３１，３２を新たに備える。
【００３９】
信号切り換え器３１，３２は、変調モード切換え部３４の制御の下に連動して動作し、デジタルデータをＳ／Ｐ変換器１に入力するとともに、Ｐ／Ｓ変換器５の出力をＤ／Ａ変換器６へと入力する経路と、デジタルデータをＩＦＦＴ４およびＰ／Ｓ変換器５を介さずにＤ／Ａ変換器６へと入力する経路とを切り換える。
【００４０】
周波数変換器３３は、Ｄ／Ａ変換器６の出力であるアナログ信号を、ＯＦＤＭ用のキャリア周波数帯域またはシングルキャリア用のキャリア周波数帯域まで周波数変換する。
【００４１】
変調モード切換え部３４は、プロトコルの進捗状況の情報をプロトコル制御部１１から取得して、この情報に基づいて変調モードをマルチキャリアモードまたはシングルキャリアモードに設定する。変調モード切換え部３４は、変調モードをマルチキャリアモードおよびシングルキャリアモードのいずれに設定しているかに応じて、送信ＰＡ８、信号切り換え器３１，３２および周波数変換器３３の動作を切換える。
【００４２】
次に以上のように構成された無線装置の動作につき説明する。
この第３の実施形態の無線装置は、基本的にはＯＦＤＭ変調方式を用いて無線通信を行う。このような状態では、変調モード切換え部３４が変調モードとしてマルチキャリアモードを設定する。
【００４３】
マルチキャリアモードでは、信号切り換え器３１が、デジタルデータをＳ／Ｐ変換器１へと入力する。Ｓ／Ｐ変換器１はこのデジタルデータを、ＩＦＦＴ４の窓幅と同じ幅のパラレルデータへと並び替えて出力する。また信号切り換え器３２が、Ｐ／Ｓ変換器５の出力をＤ／Ａ変換器６へと入力する。周波数変換器３３は、Ｄ／Ａ変換器６の出力を、ＯＦＤＭ用のキャリア周波数帯域まで周波数変換する。かくしてマルチキャリアモードにおいては、Ｓ／Ｐ変換器１、ＩＦＦＴ４、Ｐ／Ｓ変換器５、Ｄ／Ａ変換器６および周波数変換器３３により周知の手順によりＯＦＤＭ変調が行われる。そして周波数変換器３３から出力される信号は、送信ＰＡ８により増幅された上で、アンテナ９から無線送信される。
【００４４】
このとき送信ＰＡ８に入力される信号は、周波数領域で図２に示すようなスペクトルを持つマルチキャリア信号である。このため、平均電力とピーク電力との差が大きくなっている。そこでマルチキャリアモードでは、送信ＰＡ８は、低効率クラスとなる動作点で動作する。これにより、図２に示すようなマルチキャリア信号を高品質に増幅することが可能である。
【００４５】
変調モード切換え部３４は、プロトコル制御部１１から出力される情報に基づいてプロトコルの進捗状況を監視しており、必要な伝送レートが低い種類のデータを送信するタイミングにおいては、シングルキャリアモードを設定する。
【００４６】
シングルキャリアモードでは、信号切り換え器３１，３２が、デジタルデータをＤ／Ａ変換器６へと直接的に入力する。周波数変換器３３は、Ｄ／Ａ変換器６の出力を、シングルキャリア用のキャリア周波数帯域まで周波数変換する。かくしてシングルキャリアモードにおいては、デジタルデータが、逆ＦＦＴが行われることなしにアナログ化された上で、シングルキャリア用のキャリア周波数帯域まで周波数変換される。従って、シングルキャリア用の１つのキャリアのみにデータが載った信号が周波数変換器３３より出力される。そして周波数変換器７の出力信号は、送信ＰＡ８で増幅された上で、アンテナ９から無線送信される。
【００４７】
このとき、送信ＰＡ８に入力される信号は、周波数領域で図７に示すようなスペクトルを持つシングルキャリア信号である。このため、平均電力とピーク電力との差はそれほど大きくなく、送信ＰＡ８は高効率クラスで動作していても品質をさほど劣化させることなく増幅することが可能である。そこでシングルキャリアモードにおいては、送信ＰＡ８は、高効率クラスとなる動作点で動作する。
【００４８】
このように第３の実施形態の無線装置によれば、第１の実施形態と同様に送信ＰＡ８を一時的に高効率クラスで動作させ、これにより、電力消費を低減することが可能となる。さらに第３の実施形態の無線装置は、シングルキャリア信号は、ＯＦＤＭ変調に用いる複数のサブキャリアを用いずに生成する。このため、図７に示すように、シングルキャリア信号の周波数帯域ＢＷ１を１つのサブキャリアに割り当てられた周波数帯域ＢＷ２よりも大きくすることができ、１つのサブキャリアで送信できるシンボルレート以上の伝送レートを確保することができる。
【００４９】
（第４の実施形態）
図８は第４の実施形態に係る無線装置の構成を示すブロック図である。なお、図１、図４および図６と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第４の実施形態の無線装置は、Ｓ／Ｐ変換器１、ＩＦＦＴ４、Ｐ／Ｓ変換器５、Ｄ／Ａ変換器６、送信ＰＡ８、アンテナ９、プロトコル制御部１１、ＴＰＣ受信器２１、信号切り換え器３１，３２、周波数変換器３３および変調モード切換え部４１を含む。
【００５０】
すなわち第４の実施形態の無線装置は、第３の実施形態の無線装置における変調モード切換え部３４に代えて変調モード切換え部４１を備えるとともに、ＴＰＣ受信器２１を新たに備える。
【００５１】
変調モード切換え部４１は、プロトコルの進捗状況の情報をプロトコル制御部１１から取得するとともに、ＴＰＣ信号での指示情報をＴＰＣ受信器２１から取得して、これらの情報に基づいて変調モードをマルチキャリアモードまたはシングルキャリアモードに設定する。変調モード切換え部４１は、変調モードをマルチキャリアモードおよびシングルキャリアモードのいずれに設定しているかに応じて、送信ＰＡ８、信号切り換え器３１，３２および周波数変換器３３の動作を切換える。
【００５２】
次に以上のように構成された無線装置の動作につき説明する。
変調モード切換え部４１は、前記第３の実施形態における変調モード切換え部３４と同様にして、送信データの種類に応じた変調モードの切換えを行うが、閾値以上の送信電力がＴＰＣ信号によって要求されたと判断した場合には、送信データの種類に拘わらずに、変調モードをシングルキャリアモードに設定する。なお、シングルキャリアモードおよびマルチキャリアモードでのそれぞれの動作状態は、前記第３の実施形態と同様である。
【００５３】
かくして、閾値以上の送信電力で送信を行う必要がある状況下においては、周波数領域で図９に示すようなスペクトルを持つ、電力の大きいシングルキャリア信号になる。このため、送信ＰＡ８は高効率クラスで動作していても品質をさほど劣化させることなく増幅することが可能である。
【００５４】
このように第４の実施形態の無線装置は、基本的にはＯＦＤＭ変調を用いて高レートでのデータ伝送を実現する。しかし、送信するデータが、必要な伝送レートが低い場合、あるいは閾値以上の送信電力で送信を行う必要がある場合には、シングルキャリア信号を送信するとともに、送信ＰＡ８を高効率クラスで動作させる。これにより、送信ＰＡ８を常に低効率クラスで動作させる場合に比べて電力消費を低減することが可能となる。さらに第３の実施形態の無線装置は、シングルキャリア信号は、ＯＦＤＭ変調に用いる複数のサブキャリアのうちの１つを用いて生成する。このため、シングルキャリア信号の生成には、ＯＦＤＭ変調のための回路の多くを流用することが可能であり、常時ＯＦＤＭ変調を行う無線装置に比べての回路規模の増大は小さく抑えることができる。
【００５５】
なお、閾値以上の送信電力で送信を行う必要がある場合には、無線装置と基地局との通信品質が低下している状況にある。このような状況において第４の実施携帯の無線装置では、送信ＰＡ８を高効率クラスで動作させるため、十分に大きな送信電力で送信を行うことができ、情報を確実に伝送することが可能となる。
【００５６】
前記の各実施形態では、送信するデータの種類は、プロトコルに拠らずに分類しても良い。例えばＳ／Ｐ変換器１に入力されるデータに付与された識別子などを用いて分類しても良い。あるいは、マルチキャリアモードおよびシングルキャリアモードをそれぞれ適用するデータの種類をそのデータレートにより定義しておき、Ｓ／Ｐ変換器１に入力されるデータについて測定したデータレートに基づいてデータを分類することもできる。
【００５７】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、送信するデータに応じて、一時的にシングルキャリア信号を送信するとともに、増幅手段を高効率クラスで動作させるようにしたので、回路規模の増大を小さく抑えながら、消費電力の低減を図ることができる無線装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る無線装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１中の送信ＰＡ８にマルチキャリアモードにて入力される信号の周波数領域でのスペクトルを示す図。
【図３】図１中の送信ＰＡ８にシングルキャリアモードにて入力される信号の周波数領域でのスペクトルを示す図。
【図４】第２の実施形態に係る無線装置の構成を示すブロック図。
【図５】図４中の送信ＰＡ８にシングルキャリアモードにて入力される信号の周波数領域でのスペクトルを示す図。
【図６】第３の実施形態に係る無線装置の構成を示すブロック図。
【図７】図６中の送信ＰＡ８にシングルキャリアモードにて入力される信号の周波数領域でのスペクトルを示す図。
【図８】第４の実施形態に係る無線装置の構成を示すブロック図。
【図９】図８中の送信ＰＡ８にシングルキャリアモードにて入力される信号の周波数領域でのスペクトルを示す図。
【符号の説明】
１…シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器、２−１〜２−ｎ…セレクタ、３−１〜３−ｎ…ヌル値発生器、４…逆高速フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）、５…パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器、６…デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器、７，３３…周波数変換器、８…送信電力増幅器（送信ＰＡ）、９…アンテナ、１０，２２，３４，４１…変調モード切換え部、１１…プロトコル制御部、２１…ＴＰＣ受信器、３１，３２…信号切り換え器。

Claims

第１の種類の送信データをＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）変調モードで変調し、第２の種類の送信データをシングルキャリア変調モードで変調する変調手段と、
前記変調手段の出力信号を前記ＯＦＤＭ変調モード時には電力効率が相対的に低い第１の動作点で増幅し、前記シングルキャリアモード変調時には電力効率が相対的に高い第２の動作点で増幅する手段とを具備したことを特徴とする無線装置。
送信電力を指定する送信電力制御信号を受信する手段をさらに備え、
前記変調手段は、前記送信電力制御信号で指定される送信電力が閾値以上であるときに前記第１の種類の送信データおよび前記第２の種類の送信データをシングルキャリア変調モードで変調することを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
前記変調手段は、前記シングルキャリア変調モードでは、前記ＯＦＤＭ変調モードの１つのサブキャリアの帯域を用いることを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
前記変調手段は、
前記第１の種類の送信データをパラレル化して複数の信号線に出力し、前記第２の種類の送信データを前記複数の信号線の１つへシリアルに出力するとともに他の信号線をヌルとする手段と、
前記複数の信号線を伝送されるデータに対して逆高速フーリエ変換を行う手段と、
前記逆高速フーリエ変換されたデータを時間領域に合わせてシリアル化する手段と、
前記シリアル化されたデータをアナログ化するアナログ化手段と、
前記アナログ化手段の出力信号をキャリア周波数帯域まで周波数変換する手段とを備えることを特徴とする請求項３に記載の無線装置。
前記変調手段は、前記シングルキャリア変調モードでは、前記ＯＦＤＭ変調モードの１つのサブキャリアの帯域よりも広い帯域を用いることを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
前記変調手段は、
前記第１の種類の送信データをパラレル化して複数の信号線に出力する手段と、
前記複数の信号線を伝送されるデータに対して逆高速フーリエ変換を行う手段と、
前記逆高速フーリエ変換されたデータを時間領域に合わせてシリアル化する手段と、
前記シリアル化されたデータまたは前記第２の種類の送信データをアナログ化するアナログ化手段と、
前記アナログ化手段の出力信号をキャリア周波数帯域まで周波数変換する手段とを備えることを特徴とする請求項５に記載の無線装置。
前記第２の種類には、通信プロトコルの制御情報を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の無線装置。