JP2007300400A - 送信回路、送信方法、及びそれを用いた通信機器 - Google Patents

Abstract

【課題】出力電力の大きさに関係なく線形性の高い送信信号を出力し、小型かつ高効率に動作する送信回路を提供する。
【解決手段】信号生成部１１は、入力データに基づいて、振幅信号と直交データとを生成する。演算部２１は、振幅信号と直交データとを用いた演算によって、所定時間毎に離散的な値を取る離散値と、第１の位相信号と、第２の位相信号とを出力する。レギュレータ１７は、離散値に応じて制御された電圧を出力する。角度変調部１３及び角度変調部１４は、位相信号を角度変調して、第１及び第２の角度変調信号として出力する。振幅変調部１５及び振幅変調部１６は、第１及び第２の角度変調信号をレギュレータから出力された電圧で振幅変調して、第１及び第２の変調信号として出力する。合成部１８は、第１及び第２の変調信号を合成して、送信信号を出力する。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、携帯電話や無線ＬＡＮ等の通信機器に用いられる送信回路に関し、より特定的には、出力電力の大きさに関係なく線形性の高い送信信号を出力し、小型かつ高効率に動作する送信回路、及びそれを用いた通信機器に関する。

携帯電話や無線ＬＡＮ等の通信機器は、大きな出力電力で動作する場合も、小さな出力電力で動作する場合も、送信信号の線形性を確保しつつ、かつ低消費電力で動作することが求められている。そして、このような通信機器には、出力電力の大きさに関係なく線形性の高い送信信号を出力し、小型かつ高効率で動作する送信回路が用いられる。以下に、従来の送信回路について説明する。

従来の送信回路としては、例えば、直交変調等の変調方式を利用して、送信信号を生成する送信回路（以下、直交変調回路と記す）があった。なお、直交変調回路については、広く知られているため説明を省略する。また、直交変調回路よりも高効率に線形性の高い送信信号を出力する従来の送信回路としては、例えば、図２１に示す送信回路５００があった。図２１は、従来の送信回路５００の構成を示すブロック図である。図２１において、従来の送信回路５００は、信号生成部５０１、角度変調部５０２、レギュレータ５０３、振幅変調部５０４、及び出力端子５０５を備える。

従来の送信回路５００において、信号生成部５０１は、振幅信号及び位相信号を生成する。振幅信号は、レギュレータ５０３に入力される。レギュレータ５０３は、入力された振幅信号に応じた電圧を振幅変調部５０４に供給する。また、位相信号は、角度変調部５０２に入力される。角度変調部５０２は、入力された位相信号を角度変調して角度変調信号を出力する。角度変調部５０２から出力された角度変調信号は、振幅変調部５０４に入力される。振幅変調部５０４は、角度変調信号をレギュレータ５０３から供給された電圧で振幅変調して、角度変調及び振幅変調された変調信号として出力する。この変調信号が、送信信号として出力端子５０５から出力される。なお、このような送信回路５００をポーラ変調回路と呼ぶ。

また、直交変調回路よりも高効率に線形性の高い送信信号を出力する従来の送信回路としては、例えば、図２２に示すＬＩＮＣ（Ｌｉｎｅａｒ Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）と呼ばれる送信回路６００があった。図２２は、従来の送信回路６００の構成を示すブロック図である。図２２において、従来の送信回路６００は、定振幅波発生回路６０１、増幅器６０２、増幅器６０３、及び合成回路６０４を備える。

定振幅波発生回路６０１は、入力信号に基づいて、位相関係が異なり、定振幅である２つの変調信号（以下、定振幅信号と記す）を出力する。定振幅波発生回路６０１から出力された２つの定振幅信号は、増幅器６０２及び増幅器６０３で増幅され、合成回路６０４に入力される。合成回路６０４は、増幅器６０２の出力信号ｓ１と、増幅器６０３の出力信号ｓ２とを合成し、合成した信号を送信信号ｓ０として出力する。

ここで、送信信号ｓ０、増幅器６０２の出力信号ｓ１、増幅器６０３の出力信号ｓ２は、式（１）〜（４）を用いて表すことができる。ただし、式（１）〜式（４）において、Ｍ（ｔ）は送信信号ｓ０の振幅成分を、θ（ｔ）は送信信号ｓ０の位相成分を表す。また、Ｍｘは、増幅器６０２の出力信号ｓ１、及び増幅器６０３の出力信号ｓ２の振幅の大きさを、ψ（ｔ）は、出力信号ｓ１、及び出力信号ｓ２の送信信号ｓ０に対する位相のずれを表す。

図２３は、従来の送信回路６００の動作を具体的に説明する図である。図２３を参照して、従来の送信回路６００は、出力信号ｓ１及び出力信号ｓ２の送信信号ｓ０に対する位相のずれを小さくすることで、大きな送信信号ｓ０を出力する（図２３（ａ）参照）。また、送信回路６００は、出力信号ｓ１及び出力信号ｓ２の送信信号ｓ０に対する位相のずれを大きくすることで小さな送信信号ｓ０を出力する（図２３（ｂ）参照）。すなわち、送信回路６００は、定振幅波発生回路６０１が出力する２つの定振幅信号の位相のずれを制御することによって、送信信号ｓ０の大きさを制御することができる。

しかし、従来の送信回路６００には、出力信号ｓ１及び出力信号ｓ２を合成して送信信号ｓ０を生成するために、出力信号ｓ１及び出力信号ｓ２に位相誤差や振幅誤差が含まれていると、所望の送信信号ｓ０を実現することが難しいという課題があった。

そこで、従来のＬＩＮＣと呼ばれる送信回路において、出力信号ｓ１と出力信号ｓ２とに含まれる位相誤差や振幅誤差を補正する送信回路が開示されている（例えば、特許文献１参照）。図２４は、特許文献１に開示されている従来の送信回路７００の構成を示すブロック図である。図２４において、従来の送信回路７００は、定振幅波発生回路６０１、増幅器６０２、増幅器６０３、合成回路６０４、位相検出器７０１、可変位相器７０２、振幅差検出器７０３、及び可変減衰器７０４を備える。

従来の送信回路７００において、位相検出器７０１は、増幅器６０２の出力信号ｓ１に含まれる位相誤差を検出する。可変位相器７０２は、検出された位相誤差に基づいて、定振幅波発生回路６０１が生成した定振幅信号の位相を補正する。振幅差検出器７０３は、増幅器６０２の出力信号ｓ２に含まれる振幅誤差を検出する。可変減衰器７０４は、検出された振幅誤差に基づいて、定振幅波発生回路６０１が生成した定振幅信号の振幅を補正する。これによって、従来の送信回路７００は、所望の送信信号ｓ０を実現することができた。
特開平５−３７２６３号公報

しかしながら、従来の送信回路５００（図２１参照）には、所定の出力電力よりも小さな送信信号を出力できない（すなわち、送信信号の出力電力に下限が存在する）という課題があった。図２５は、従来の送信回路５００の出力特性の一例を示す図である。図２５において、横軸は、信号生成部５０１から出力される振幅信号を表している。縦軸は、送信信号の出力電力を表している。図２５に示すように、従来の送信回路５００は、出力電力が小さい領域（すなわち、振幅信号が小さい領域）では、振幅変調部５０４を線形動作させることが難しく、線形性の高い送信信号を出力することができなかった。

また、従来の送信回路６００（図２２参照）には、上述したように、位相の異なる出力信号ｓ１及び出力信号ｓ２を合成して送信信号ｓ０を生成するために、送信信号ｓ１及び送信信号ｓ２に含まれる位相誤差や振幅誤差によって、所望の送信信号ｓ０を実現することが難しいという課題があった。また、従来の送信回路６００は、位相が異なる出力信号ｓ１及び出力信号ｓ２を合成して送信信号Ｓｓを生成するために、出力電力の大きさによっては、必ずしも高効率に動作することができなかった。

また、従来の送信回路７００（図２４参照）は、出力信号ｓ１と出力信号Ｓｓとに含まれる位相誤差や振幅誤差を補正するために、多くの構成（例えば、位相検出器７０１、可変位相器７０２、振幅差検出器７０３、及び可変減衰器７０４）を備える必要があった。このため、従来の送信回路７００には、回路規模が大きくなってしまうという課題があった。また、従来の送信回路７００は、増幅器６０２及び増幅器６０３の出力を分岐しているため、この分岐によって損失が発生し、送信回路としての消費電力が大きくなってしまうという課題があった。

それ故に、本発明の目的は、小型かつ高効率に動作し、出力電力の大きさに関係なく線形性の高い送信信号を出力する送信回路、及びそれを用いた通信機器を提供することである。

本発明の目的は、入力されるデータに基づいて、送信信号を生成して出力する送信回路に向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の送信回路は、信号生成部と、演算部と、レギュレータと、第１の角度変調部と、第１の振幅変調部と、第２の角度変調部と、第２の振幅変調部と、合成部とを備える。

信号生成部は、データを変調することによって、データの振幅成分を表す振幅信号と、所定形式のデータとを生成する。演算部は、振幅信号と所定形式のデータとを演算して、所定時間毎に離散的な値を取る離散値と、第１の位相信号と、第２の位相信号とを出力する。レギュレータは、離散値に応じて制御された信号を出力する。第１の角度変調部は、第１の位相信号を角度変調して、第１の角度変調信号として出力する。第１の振幅変調部は、第１の角度変調信号をレギュレータから出力された信号で振幅変調して、第１の変調信号として出力する。第２の角度変調部は、第２の位相信号を角度変調して、第２の角度変調信号として出力する。第２の振幅変調部は、第２の角度変調信号をレギュレータから出力された信号で振幅変調して、第２の変調信号として出力する。合成部は、第１の変調信号と、第２の変調信号とを合成して、送信信号として出力する。また、演算部は、振幅信号と複数のしきい値とを比較して、所定時間毎に離散的な値を取る離散値と、所定形式のデータの位相成分を算出し、位相成分を一方に所定の位相だけずらした第１の位相信号と、位相成分を他方に所定の位相だけずらした第２の位相信号とを出力する。

好ましくは、演算部は、連続して離散的に値が大きくなっていく複数のしきい値と、振幅信号とを所定時間毎に比較し、振幅信号が、連続する一方のしきい値よりも大きく、他方のしきい値以下である場合に、他方のしきい値の半分の大きさの離散値を出力する振幅演算部と、所定形式のデータの位相成分を算出し、振幅信号と、離散値を２倍することによって得られる値の商とを逆余弦して所定の位相を算出し、位相成分を一方に所定の位相だけずらした第１の位相信号と、位相成分を他方に所定の位相だけずらした第２の位相信号とを出力するＬＩＮＣ演算部とを含む。

好ましくは、振幅演算部は、振幅信号を微少な時間毎にサンプリングし、所定時間内に、振幅信号のサンプリング点の一点でも、連続する一方のしきい値よりも大きくなれば、他方のしきい値の半分の大きさの離散値を出力する。

あるいは、振幅演算部は、振幅信号を微少な時間毎にサンプリングし、所定時間内に、所定の数のサンプリング点が、連続する一方のしきい値よりも大きくなれば、他方のしきい値の半分の大きさの離散値を出力してもよい。

あるいは、振幅演算部は、振幅信号が、一方のしきい値よりも大きければ、大きさを一方のしきい値に制限した振幅信号を出力する振幅制限部と、振幅制限部から出力された振幅信号が、一方のしきい値と同じ大きさであれば、他方のしきい値の半分の大きさの離散値を出力する振幅処理部とを含んでもよい。

好ましくは、所定時間は、送信信号のシンボル時間よりも長く、かつ送信信号の出力電力の大きさを示す送信電力情報で用いられる単位時間よりも短い。また、振幅演算部は、送信信号の包絡線の変動が少ない場合に、所定時間を長めに変化させ、送信信号の包絡線の変動が大きい場合に、所定時間を短めに変化させてもよい。

好ましくは、レギュレータは、スイッチングレギュレータである。また、レギュレータは、シリーズレギュレータであってもよい。また、レギュレータは、スイッチングレギュレータとシリーズレギュレータとを直列に接続した構成であってもよい。

また、送信回路は、演算部の後段に接続され、演算部から出力された離散値のタイミングを進めるタイミング制御部をさらに備えてもよい。この場合、スイッチングレギュレータは、タイミング制御部から出力された離散値に応じて制御された電圧をシリーズレギュレータに供給する。シリーズレギュレータは、演算部から出力された離散値に応じて制御された電圧を、第１の振幅変調部と第２の振幅変調部とに供給する。

また、送信回路は、演算部の後段に接続され、演算部から出力された離散値のタイミングを進めるタイミング制御部と、第１の角度変調部の後段に接続され、第１の角度変調信号を離散値に応じた利得で増幅する第１の可変利得増幅部と、第２の角度変調部の後段に接続され、第２の角度変調信号を離散値に応じた利得で増幅する第２の可変利得増幅部とをさらに備えてもよい。この場合、スイッチングレギュレータは、タイミング制御部から出力された離散値に応じて制御された電圧を、第１の振幅変調部と第２の振幅変調部とに供給する。このように、タイミング制御部が、演算部から出力された離散値のタイミングを進めることで、シリーズレギュレータを高速に動作させることができる。

好ましくは、信号生成部には、送信信号の出力電力の大きさを示す送信電力情報が入力される。この場合、信号生成部は、送信電力情報が示す出力電力の大きさに対して正特性となるように振幅信号の大きさを変更する。

また、送信回路は、送信信号の出力電力の大きさを示す送信電力情報が入力され、演算部の後段に接続される掛け算部をさらに備えてもよい。この場合、掛け算部は、送信電力情報が示す出力電力の大きさに対して正特性となるように、演算部が出力する離散値の大きさを変更する。

好ましくは、レギュレータは、スイッチングレギュレータとシリーズレギュレータとを直列に接続した構成である。この場合、スイッチングレギュレータは、送信電力情報が入力され、入力された送信電力情報に応じて制御された電圧を、シリーズレギュレータに供給する。シリーズレギュレータは、演算部から出力された離散値に応じて制御された電圧を、第１の振幅変調部と第２の振幅変調部とに供給する。

また、送信回路は、掛け算部の後段に接続され、掛け算部から出力された離散値のタイミングを進めるタイミング制御部をさらに備えてもよい。レギュレータは、第１のスイッチングレギュレータと、第２のスイッチングレギュレータと、シリーズレギュレータとを直列に接続した構成である。第１のスイッチングレギュレータは、送信電力情報が入力され、当該入力された送信電力情報に応じて制御された電圧を、第２のスイッチングレギュレータに供給する。第２のスイッチングレギュレータは、タイミング制御部から出力された離散値に応じて制御された電圧を、シリーズレギュレータに供給する。シリーズレギュレータは、掛け算部から出力された離散値に応じて制御された電圧を、第１の振幅変調部と第２の振幅変調部とに供給する。

また、本発明の送信回路は、信号生成部と、演算部と、第１の角度変調部と、第２の角度変調部と、第１の可変利得増幅部と、第２の可変利得増幅部と、第１の振幅変調部と、第２の振幅変調部と、合成部とを備える。信号生成部は、データを変調することによって、データの振幅成分を表す振幅信号と、所定形式のデータとを生成する。演算部は、振幅信号と所定形式のデータとを演算して、所定時間毎に離散的な値を取る離散値と、第１の位相信号と、第２の位相信号とを出力する。第１の角度変調部は、第１の位相信号を角度変調して、第１の角度変調信号として出力する。第２の角度変調部は、第２の位相信号を角度変調して、第２の角度変調信号として出力する。第１の可変利得増幅部は、第１の角度変調信号を離散値に応じた利得で増幅する。第２の可変利得増幅部は、第２の角度変調信号を離散値に応じた利得で増幅する。第１の振幅変調部は、増幅された第１の角度変調信号を振幅変調して、第１の変調信号として出力する。第２の振幅変調部は、増幅された第２の角度変調信号を振幅変調して、第２の変調信号として出力する。合成部は、第１の変調信号と、第２の変調信号とを合成して、送信信号として出力する。好ましくは、演算部は、振幅信号と複数のしきい値とを比較して、所定時間毎に離散的な値を取る離散値と、所定形式のデータの位相成分を算出し、位相成分を一方に所定の位相だけずらした第１の位相信号と、位相成分を他方に所定の位相だけずらした第２の位相信号とを出力する。

また、送信回路は、演算部の出力に、離散値、第１の位相信号、および第２の位相信号のうち少なくともいずれかの信号を、第１の角度変調部、第２の角度変調部、第１の振幅変調部、第２の振幅変調部、およびレギュレータの少なくともいずれかで発生する歪みが抑制されるように補償する歪み補償部をさらに備えてもよい。

また、本発明は、上述した送信回路を備える通信機器にも向けられている。通信機器は、送信信号を生成する送信回路と、送信回路で生成された送信信号を出力するアンテナとを備える。また、通信機器は、アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、送信回路で生成された送信信号をアンテナに出力し、アンテナから受信した受信信号を受信回路に出力するアンテナ共用部とをさらに備えてもよい。

以上のように、本発明によれば、振幅演算部が、振幅信号と、複数のしきい値とを所定時間毎に比較して、振幅信号に応じて大きさが離散的に変動する値を離散値として出力する。従って、送信回路は、振幅信号に応じて大きさが離散的に変動する第１の変調信号と、第２の変調信号とを合成し、合成した信号を送信信号として出力することができる。これによって、送信回路１は、小型かつ高効率に動作し、かつ出力電力の大きさに関係なく線形性の高い送信信号を出力することができる。

また、送信回路は、第１の振幅変調部及び第２の振幅変調部の出力信号を分岐させないため、信号の分岐に伴う損失を抑えることができ、送信回路としての消費電力を低減することができる。

また、送信回路は、レギュレータとして、高効率な動作が可能なスイッチングレギュレータ、あるいは高速な動作が可能なシリーズレギュレータを用いて、第１の振幅変調部及び第２の振幅変調部に供給する電圧を制御するので、高効率あるいは高速な動作が可能となる。また、送信回路は、高効率な動作が可能なスイッチングレギュレータと、高速な動作が可能なシリーズレギュレータとを組み合わせて、第１の振幅変調部及び第２の振幅変調部に供給する電圧を制御するので、さらに高効率かつ高速な動作が可能となる。

また、送信回路は、演算部から出力された離散値のタイミングを進めるタイミング制御部を備えることで、シリーズレギュレータを用いた場合も、高効率かつ高速な動作が可能となる。

また、送信回路は、入力される送信電力情報が示す出力電力の大きさに対して正特性となるように振幅信号の大きさを変更する。これによって、送信回路は、送信電力情報が示す出力電力の大きさが変動する場合も、高効率に線形性の高い送信信号を出力することができる。

また、本発明の通信機器によれば、上述した送信回路を用いることで、広い帯域幅で出力信号の精度を確保しつつ、小型かつ高効率に動作することができる。

（第１の実施形態）
図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る送信回路１の構成の一例を示すブロック図である。図１Ａにおいて、送信回路１は、信号生成部１１、ＬＩＮＣ演算部１２、角度変調部１３、角度変調部１４、振幅変調部１５、振幅変調部１６、レギュレータ１７、合成部１８、振幅演算部１９、及び出力端子２０を備える。なお、ＬＩＮＣ演算部１２、及び振幅演算部１９は、まとめて演算部２１と記してもよい。

信号生成部１１は、入力されるデータを変調して、所定形式の信号と、振幅信号ｍ（ｔ）とを生成する。所定形式の信号とは、直交信号であるＩ，Ｑ信号である。振幅信号ｍ（ｔ）は、式（５）を用いて表すことができる。なお、所定形式の信号は、振幅成分と位相成分とで表される信号であってもよい。

振幅信号ｍ（ｔ）は、振幅演算部１９に入力される。振幅演算部１９は、振幅信号ｍ（ｔ）と、複数のしきい値２Ｖ_nとを所定時間毎に比較して、複数の値を取る離散値Ｖ（ｔ）を出力する。離散値Ｖ（ｔ）は、所定時間毎に、Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃・・・Ｖ_k、Ｖ_k+1・・Ｖ_nのいずれかの値を取り、Ｖ₁＜Ｖ₂＜Ｖ₃＜・・＜Ｖ_k＜Ｖ_k+1・・＜Ｖ_nの関係が成り立つ。また、ｎ、ｋは任意の自然数であり、ｋ≦ｎの関係が成り立つ。また、振幅信号ｍ（ｔ）と、離散値Ｖ（ｔ）との間には、式（６）の関係が成り立つ。振幅演算部１９の具体的な動作については後に説明する。

なお、信号生成部１１は、入力されるデータを変調して、所定形式の信号のみを出力してもよい。この場合、振幅演算部１９には、振幅信号ｍ（ｔ）の代わりに、所定形式の信号が入力される。振幅演算部１９は、例えば、式（５）に示す演算によって、所定形式の信号から振幅信号ｍ（ｔ）を生成する。

Ｉ，Ｑ信号、及び離散値Ｖ（ｔ）は、ＬＩＮＣ演算部１２に入力される。ＬＩＮＣ演算部１２は、Ｉ，Ｑ信号、及び離散値Ｖ（ｔ）に基づいて所定の演算処理を行って、式（７）〜（８）に示す第１の位相信号θ１（ｔ）、及び第２の位相信号θ２（ｔ）を生成する。ただし、θ（ｔ）は式（９）によって、φ（ｔ）は、式（１０）によって求められる。

また、離散値Ｖ（ｔ）は、レギュレータ１７に入力される。レギュレータ１７は、離散値Ｖ（ｔ）によって制御された信号を出力する。レギュレータ１７が出力した信号は、振幅変調部１５及び振幅変調部１６に入力される。

第１の位相信号θ１（ｔ）は、角度変調部１３に入力される。角度変調部１３は、第１の位相信号θ１（ｔ）を角度変調して、第１の角度変調信号Ｓ１（ｔ）を出力する。第２の位相信号θ２（ｔ）は、角度変調部１４に入力される。角度変調部１４は、第２の位相信号θ２（ｔ）を角度変調して、第２の角度変調信号Ｓ２（ｔ）を出力する。第１の角度変調信号Ｓ１（ｔ）、及び第２の角度変調信号Ｓ２（ｔ）は、式（１１）及び（１２）で表すことができる。ただし、Ａは任意の定数である。

第１の角度変調信号Ｓ１（ｔ）は、振幅変調部１５に入力される。振幅変調部１５は、第１の角度変調信号Ｓ１（ｔ）をレギュレータ１７から入力された信号で振幅変調して、第１の変調信号として出力する。第１の変調信号は、合成部１８に入力される。第２の角度変調信号Ｓ２（ｔ）は、振幅変調部１６に入力される。振幅変調部１６は、第２の角度変調信号Ｓ２（ｔ）をレギュレータ１７から入力された信号で振幅変調して、第２の変調信号として出力する。第２の変調信号は、合成部１８に入力される。合成部１８は、第１の変調信号及び第２の変調信号を合成して、送信信号として出力する。送信信号は、出力端子２０から出力される。

なお、図１Ａに示した送信回路１は、振幅変調部１５及び振幅変調部１６に対して共通のレギュレータ１７から信号を供給しているが、図１Ｂに示すように振幅変調部１５及び振幅変調部１６に対して別々のレギュレータから信号を供給してもよい。

なお、振幅演算部１９は、Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃・・・Ｖ_k、Ｖ_k+1・・Ｖ_nと同じ比率で変化する離散値であれば、これら以外の大きさの離散値を出力してもよい。すなわち、振幅演算部１９は、Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃・・・Ｖ_k、Ｖ_k+1・・Ｖ_nをＢ倍した離散値Ｂ・Ｖ（ｔ）を出力してもよい。ただし、Ｂは任意の定数である。

次に、図２Ａ〜２Ｂ、及び図３を用いて、第１の実施形態に係る送信回路１と従来のＬＩＮＣと呼ばれる送信回路との違いについて説明する。図２Ａは、振幅信号ｍ（ｔ）が大きい（すなわち、送信信号の包絡線が大きい）場合の送信回路１の動作を説明する図である。図２Ａにおいては、振幅信号ｍ（ｔ）と、複数のしきい値２Ｖ_nとの間には、式（１３）に示す関係が成り立つものとする。図２Ｂは、振幅信号ｍ（ｔ）が小さい（すなわち、送信信号の包絡線が小さい）場合の送信回路１の動作を説明する図である。図２Ｂにおいては、振幅信号ｍ（ｔ）と、複数のしきい値２Ｖ_nとの間には、式（１４）に示す関係が成り立つものとする。

図２Ａにおいて、実線で表した大きな円は、しきい値２Ｖ_k+1の大きさの範囲を示している。また、実線で表した小さな円は、しきい値２Ｖ_k+1の半分の大きさＶ_k+1（すなわち、離散値Ｖ（ｔ））の範囲を示している。また、点線で表した円は、しきい値２Ｖ_kの大きさの範囲を示している。図２Ａを参照して、振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが式（１３）の条件を満たす場合に、振幅信号ｍ（ｔ）と位相信号θ（ｔ）との関係を図示すると、長い実線の矢印で示した信号となる。また、離散値Ｖ（ｔ）と、第１の位相信号θ１（ｔ）と、第２の位相信号θ２（ｔ）との関係を図示すると、短い実線の矢印で示した２つの信号となる。

図２Ｂにおいて、実線で表した大きな円は、しきい値２Ｖ_kの大きさの範囲を示している。また、実線で表した小さな円は、しきい値２Ｖ_kの半分の大きさＶ_k（すなわち、離散値Ｖ（ｔ））の範囲を示している。また、点線で表した円は、しきい値２Ｖ_k-1の大きさの範囲を示している。図２Ｂを参照して、振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが式（１４）の条件を満たす場合に、振幅信号ｍ（ｔ）と位相信号θ（ｔ）との関係を図示すると、長い実線の矢印で示した信号となる。また、離散値Ｖ（ｔ）と、第１の位相信号θ１（ｔ）と、第２の位相信号θ２（ｔ）との関係を図示すると、短い実線の矢印で示した２つの信号となる。

図２Ａ及び図２Ｂを参照して、第１の実施形態に係る送信回路１は、所定時間毎に、振幅信号ｍ（ｔ）と、複数のしきい値２Ｖ_n（２Ｖ₁，２Ｖ₂，２Ｖ₃・・２Ｖ_k-1，２Ｖ_k、２Ｖ_k+1・・２Ｖ_n）とを比較して、出力する離散値Ｖ（ｔ）の大きさを変更しているので、振幅信号ｍ（ｔ）の大きさに関係なく、φ（ｔ）の取りうる最大値φｍａｘは、式（１５）で表すことができる。

一方、従来のＬＩＮＣと呼ばれる送信回路においては、図２３（ａ）及び図２３（ｂ）に示すように、送信信号の振幅成分Ｍ（ｔ）が小さくなる程、ψ（ｔ）を大きくとる必要があった。ψ（ｔ）は、上述したように、式（４）で表すことができる。従って、第１の実施形態に係る送信回路１は、振幅信号ｍ（ｔ）の大きさに関係なく、位相のずれが少ない２つの信号を合成することができるので、従来のＬＩＮＣと呼ばれる送信回路よりも、高効率に動作することができる。

図３は、離散値Ｖ（ｔ）と振幅信号ｍ（ｔ）との関係を示す図である。図３に示すように、振幅演算部１９は、所定時間Δｔ毎に、振幅信号ｍ（ｔ）と複数のしきい値２Ｖ_nとを比較して、送信信号の包絡線の大きさに依存した離散値Ｖ（ｔ）を出力する。ただし、離散値Ｖ（ｔ）と振幅信号ｍ（ｔ）との関係を分かりやすく示すために、図３に示す実直線は、離散値Ｖ（ｔ）を２倍した値である２Ｖ（ｔ）を表している。また、点線は、所定時間Δｔの代わりに、スロット時間を用いた場合に出力される離散値を２倍した値を表している。スロット時間とは、送信信号の出力電力の大きさを示す送信電力情報で用いられる単位時間である。

図３に示すように、振幅演算部１９は、所定時間Δｔを、シンボル時間よりも長く、かつスロット時間よりも短い時間に設定する。すなわち、送信回路１は、所定時間Δｔ毎に送信信号の電力を制御することができ、スロット時間毎に送信信号の電力を制御する場合よりも、消費電力を低減することができる。なお、Ｗ−ＣＤＭＡのシステムでは、スロット時間として６６６μｓｅｃが用いられ、シンボル時間として０．２６μｓｅｃ（１／３．８４ＭＨｚ）が用いられる。

なお、振幅演算部１９は、送信回路１の消費電力をより低減させるために、送信信号の変調モードによっては、所定時間Δｔの長さを変化させてもよい。図４は、所定時間Δｔの長さを変化させた場合の消費電力の低減効果を説明する図である。図４（ａ）に示すように、送信信号の包絡線の変動が少ない場合、振幅演算部１９は、所定時間Δｔを短くしても消費電力の低減効果は少ない。このため、振幅演算部１９は、所定時間Δｔを長めに変化させる。一方、図４（ｂ）に示すように、送信信号の包絡線の変動が大きい場合、振幅演算部１９は、所定時間Δｔを短くすることによって、消費電力の低減効果を大きくすることができる。例えば、振幅演算部１９は、ＱＰＳＫ変調モードよりも、１６ＱＡＭ変調モードの方が包絡線の変動が大きいので、１６ＱＡＭ変調モードのときに所定時間Δｔを短くする。これによって、振幅演算部１９は、送信回路１の消費電力をより低減させることができる。

次に、振幅演算部１９における振幅信号ｍ（ｔ）と複数のしきい値２Ｖ_nとの比較方法について説明する。
（第１の比較方法）
図５は、振幅演算部１９における第１の比較方法の一例を示す図である。第１の方法において、振幅演算部１９は、微少な時間毎に、振幅信号ｍ（ｔ）をサンプリングする。次に、振幅演算部１９は、例えば、所定時間Δｔ内に、振幅信号ｍ（ｔ）のサンプリング点が、しきい値２Ｖ_kを１点でも超えれば、離散値Ｖ（ｔ）としてＶ_k+1を出力する。これによって、振幅演算部１９は、式（６）の条件を満たす離散値Ｖ（ｔ）を出力することができる。

あるいは、振幅演算部１９は、例えば、所定時間Δｔ内に、振幅信号ｍ（ｔ）のサンプリング点が、しきい値２Ｖ_kをｓ点だけ超えれば、離散値Ｖ（ｔ）としてＶ_k+1を出力してもよい。ただし、ｓは任意の自然数である。ｓ＝２とした場合、図５に示した例では、離散値Ｖ（ｔ）としてＶ_kが出力される。これによって、振幅信号ｍ（ｔ）が微少な時間だけ急激に変化するような場合も、この影響を無視した離散値Ｖ（ｔ）が振幅演算部１９から出力されるので、送信回路１は、消費電力をより低減することができる。

（第２の比較方法）
第２の方法において、振幅演算部１９は、単純に、振幅信号ｍ（ｔ）が、しきい値２Ｖ_kよりも大きくなれば、離散値Ｖ（ｔ）としてＶ_k+1を出力する。図６は、振幅演算部１９における第２の比較方法の一例を示す図である。この例では、振幅演算部１９は、振幅制限部１９１と振幅処理部１９２とを含むものとする。振幅制限部１９１は、振幅信号ｍ（ｔ）が、しきい値２Ｖ_kよりも大きければ、大きさを２Ｖ_kに制限した振幅信号ｍａ（ｔ）を出力する。振幅処理部１９２は、振幅信号ｍａ（ｔ）が、しきい値２Ｖ_kと同じ大きさであれば、離散値Ｖ（ｔ）としてＶ_k+1を出力する。これによって、振幅信号ｍ（ｔ）が急激に変化するような場合も、この影響を無視した離散値Ｖ（ｔ）が振幅演算部１９から出力されるので、送信回路１は、消費電力をより低減することができる。

次に、レギュレータ１７、振幅変調部１５、１６、及び合成部１８の詳細について説明する。レギュレータ１７は、例えば、電圧駆動型のシリーズレギュレータで構成することができる。図７Ａは、シリーズレギュレータ１７ａの構成の一例を示すブロック図である。図７Ａにおいて、シリーズレギュレータ１７ａは、入力端子１７１、比較部１７２、電源端子１７３、トランジスタ１７４、及び出力端子１７５を含む。ここでは、トランジスタ１７４を電界効果トランジスタとする。入力端子１７１には、振幅演算部１９から離散値Ｖ（ｔ）が入力される。離散値Ｖ（ｔ）は、比較部１７２を介してトランジスタ１７４のゲート端子に入力される。トランジスタ１７４のドレイン端子には、電源端子１７３から直流電圧が供給されている。トランジスタ１７４は、入力された離散値Ｖ（ｔ）に比例した電圧をソース端子から出力する。トランジスタ１７４のソース端子から出力された電圧は、比較部１７２にフィードバックされる。比較部１７２は、フィードバックされた電圧に基づいて、トランジスタ１７４のゲート端子に入力する離散値Ｖ（ｔ）の大きさを調整する。このようにして、シリーズレギュレータ１７ａは、離散値Ｖ（ｔ）に応じて制御された電圧を出力端子１７５から安定して供給することができる。なお、トランジスタ１７４は、バイポーラトランジスタであってもよい。

また、レギュレータ１７は、例えば、電圧駆動型のスイッチングレギュレータで構成することができる。図７Ｂは、スイッチングレギュレータ１７ｂの構成の一例を示すブロック図である。図７Ｂにおいて、スイッチングレギュレータ１７ｂは、入力端子１７１、電源端子１７３、信号変換部１７６、増幅部１７７、ローパスフィルタ１７８及び出力端子１７５を含む。入力端子１７１には、振幅演算部１９から離散値Ｖ（ｔ）が入力される。離散値Ｖ（ｔ）は、信号変換部１７６に入力される。信号変換部１７６は、入力された離散値Ｖ（ｔ）をＰＷＭやデルタシグマ変調された信号に変換する。信号変換部１７６で変換された信号は、増幅部１７７に入力される。増幅部１７７は、入力された信号を増幅して出力する。なお、増幅部１７７には、電源端子１７３から直流電圧が供給されている。また、増幅部１７７としては、Ｄ級アンプなどの高効率スイッチングアンプが用いられる。

増幅部１７７が出力した信号は、ローパスフィルタ１７８に入力される。ローパスフィルタ１７８は、増幅部１７７が出力した信号から量子化雑音やスイッチング雑音などのスプリアス成分を除去する。ローパスフィルタ１７８でスプリアス成分が除去された信号は、離散値Ｖ（ｔ）に応じて制御された電圧として、出力端子１７５から出力される。なお、スイッチングレギュレータ１７ｂは、出力する電圧を安定化させるために、ローパスフィルタ１７８から出力される信号を、信号変換部１７６にフィードバックしてもよい。送信回路１は、レギュレータ１７に高効率なスイッチングレギュレータ１７ｂを用いることで、送信回路としての消費電力を低減することができる。

また、レギュレータ１７は、例えば、電流駆動型のレギュレータで構成することができる。図７Ｃは、電流駆動型のレギュレータ１７ｃの構成の一例を示すブロック図である。図７Ｃにおいて、電流駆動型のレギュレータ１７ｃは、入力端子１７１、電源端子１７３、可変電流源１７９、トランジスタ１８０、トランジスタ１８１、及び出力端子１７５を含む。入力端子１７１には、振幅演算部１９から離散値Ｖ（ｔ）が入力される。電源端子１７３には、直流電圧が供給されている。入力端子１７１を介して入力された離散値Ｖ（ｔ）は、可変電流源１７９、トランジスタ１８０、及びトランジスタ１８１を介して、離散値Ｖ（ｔ）に応じて制御された電流として、出力端子１７５から出力される。このような電流駆動型のレギュレータ１７ｃは、振幅変調部１５及び振幅変調部１６がバイポーラトランジスタで構成されているときに有用である。なお、トランジスタ１８０、及びトランジスタ１８１は、電界効果トランジスタであっても、バイポーラトランジスタであってもよい。

図８は、振幅変調部１５の構成の一例を示すブロック図である。図８において、振幅変調部１５は、入力端子１５１、整合回路１５２、バイアス回路１５３、電源端子１５４、トランジスタ１５５、バイアス回路１５６、入力端子１５７、整合回路１５８、及び出力端子１５９を含む。ここでは、トランジスタ１５５をバイポーラトランジスタとする。入力端子１５１には、角度変調部１３から第１の角度変調信号が入力される。第１の角度変調信号は、整合回路１５２を介して、トランジスタ１５５のベース端子に入力される。

また、電源端子１５４には、直流電圧が印加される。すなわち、トランジスタ１５５のベース端子には、バイアス回路１５３を介して、バイアス電圧が供給される。入力端子１５７には、レギュレータ１７から離散値Ｖ（ｔ）の大きさに応じて制御された信号が入力される。離散値Ｖ（ｔ）の大きさに応じて制御された信号は、バイアス回路１５６を介して、トランジスタ１５５のコレクタ端子に入力される。トランジスタ１５５は、第１の角度変調信号を離散値Ｖ（ｔ）の大きさに応じて制御された信号によって振幅変調して、角度変調及び振幅変調された変調信号として出力する。トランジスタ１５５から出力された変調信号は、整合回路１５８を介して、出力端子１５９から出力される。なお、トランジスタ１５５は、電界効果トランジスタであってもよい。また、振幅変調部１６についても、振幅変調部１５と同様の構成である。

合成部１８は、ウィルキンソン（Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ）合成器、３ｄＢ方向性結合器（ｈｙｂｒｉｄ ｃｏｍｂｉｎｅｒ）、あるいはシレー合成器（Ｃｈｉｒｅｉｘ ｃｏｍｂｉｎｅｒ）などの合成器から構成される。なお、これらの合成器は、一般的な合成器であるため説明を省略する。

以上のように、本発明の第１の実施形態に係る送信回路１によれば、振幅演算部１９が、振幅信号ｍ（ｔ）と、複数のしきい値２Ｖ_nとを所定時間毎に比較して、振幅信号ｍ（ｔ）に応じて大きさが離散的に変動する値を離散値Ｖ（ｔ）として出力する。従って、送信回路１は、振幅信号に応じて大きさが離散的に変動する第１の変調信号と、第２の変調信号とを合成し、合成した信号を送信信号として出力することができる。これによって、送信回路１は、小型かつ高効率に動作し、かつ出力電力の大きさに関係なく線形性の高い送信信号を出力することができる。

また、送信回路１は、振幅変調部１５及び振幅変調部１６から出力される信号を複数に分岐させないため、信号の分岐に伴う損失を抑えることができ、送信回路としての消費電力を低減することができる。

（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態に係る送信回路２の構成の一例を示すブロック図である。図９において、送信回路２は、第１の実施形態に係る送信回路１と比較して、タイミング制御部２２をさらに備える。また、レギュレータ１７は、シリーズレギュレータ１７ａと、スイッチングレギュレータ１７ｂとを含む。スイッチングレギュレータ１７ｂは、シリーズレギュレータ１７ａに電圧を供給する。シリーズレギュレータ１７ａは、振幅変調部１５及び振幅変調部１６に電圧を供給する。シリーズレギュレータ１７ａと、スイッチングレギュレータ１７ｂとの構成は、図７Ａ及び図７Ｂで説明したものと同様である。

図１０は、送信回路２が扱う信号のタイミングチャートの一例を示す図である。以下、第２の実施形態に係る送信回路２について、図１０を参照しながら説明する。演算部２１には、信号生成部１１から振幅信号ｍ（ｔ）が入力される（図１０（ａ）参照）。演算部２１に含まれる振幅演算部（図示せず）は、第１の実施形態と同様の方法を用いて、離散値Ｖ（ｔ）を出力する（図１０（ｂ）参照）。離散値Ｖ（ｔ）は、タイミング制御部２２とシリーズレギュレータ１７ａとに入力される。

タイミング制御部２２は、スイッチングレギュレータ１７ｂの立ち上がりを補償するために、離散値Ｖ（ｔ）を出力するタイミングをΔｔｘだけ進めて、離散値Ｖｘ（ｔ）として出力する（図１０（ｃ）参照）。なお、タイミング制御部２２が、離散値Ｖ（ｔ）を出力するタイミングをΔｔｘだけ進める代わりに、演算部１３が、シリーズレギュレータ１７ａに入力される離散値Ｖ（ｔ）と、角度変調部１３に入力される第１の位相信号θ１（ｔ）と、角度変調部１４に入力される第２の位相信号θ（ｔ）とのタイミングをΔｔｘだけ遅らせてもよい。

離散値Ｖｘ（ｔ）は、スイッチングレギュレータ１７ｂへ入力される。スイッチングレギュレータ１７ｂは、離散値Ｖｘ（ｔ）によって制御された電圧Ｖｙ（ｔ）を出力する（図１０（ｄ）参照）。スイッチングレギュレータ１７ｂが出力した電圧Ｖｙ（ｔ）は、シリーズレギュレータ１７ａに供給される。シリーズレギュレータ１７ａは、供給された電圧に基づいて、離散値Ｖ（ｔ）に応じて制御された電圧Ｖｚ（ｔ）を出力する（図１０（ｅ）参照）。シリーズレギュレータ１７ａが出力した電圧Ｖｚ（ｔ）は、振幅変調部１５及び振幅変調部１６に供給される。

以上のように、本発明の第２の実施形態に係る送信回路２によると、高効率な動作が可能なスイッチングレギュレータ１７ｂと、高速な動作が可能なシリーズレギュレータ１７ａとを組み合わせて、振幅変調部１５及び振幅変調部１６に供給する電圧を制御するので、第１の実施形態に係る送信回路１と比較して、さらに高効率かつ高速な動作が可能となる。

（第３の実施形態）
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る送信回路３の構成の一例を示すブロック図である。図１１において、送信回路３は、第１の実施形態に係る送信回路１と比較して、レギュレータ１７の代わりに、可変利得増幅部２３及び可変利得増幅部２４を備える。可変利得増幅部２３及び可変利得増幅部２４には、演算部２１から離散値Ｖ（ｔ）が入力される。可変利得増幅部２３は、離散値Ｖ（ｔ）の大きさに応じた利得で、第１の角度変調信号Ｓ１（ｔ）を増幅する。可変利得増幅部２４は、離散値Ｖ（ｔ）の大きさに応じた利得で、第２の角度変調信号Ｓ２（ｔ）を増幅する。増幅された第１の角度変調信号Ｓ１（ｔ）、及び第２の角度変調信号Ｓ２（ｔ）とは、振幅変調部１５及び振幅変調部１６に入力される。従って、送信回路３は、振幅信号に応じて大きさが離散的に変動する第１の変調信号と、第２の変調信号とを合成し、合成した信号を送信信号として出力することができる。これによって、第３の実施形態に係る送信回路３は、第１の実施形態と同様に、小型かつ高効率に動作し、かつ出力電力の大きさに関係なく線形性の高い送信信号を出力することができる。

なお、第３の実施形態に係る送信回路は、上述した構成とは異なる構成であってもよい。図１２は、本発明の第３の実施形態に係る送信回路３ｂの構成の一例を示すブロック図である。図１２において、送信回路３ｂは、信号生成部１１、演算部２１ｂ、可変利得増幅部２５〜２８、変調部２９、変調部３０、振幅変調部１５、振幅変調部１６、合成部１８、及び出力端子２０を備える。なお、第１の実施形態と同様の構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。

演算部２１ｂは、第１の実施形態と同様の方法にて離散値Ｖ（ｔ）を出力する。また、演算部２１ｂは、所定の演算処理にてＩｘ，Ｑｘ信号、Ｉｙ，Ｑｙ信号を出力する。離散値Ｖ（ｔ）は、可変利得増幅部２５〜２８に入力される。可変利得増幅部２５〜２６は、離散値Ｖ（ｔ）の大きさに応じた利得で、Ｉｘ，Ｑｘ信号を増幅する。可変利得増幅部２７〜２８は、離散値Ｖ（ｔ）の大きさに応じた利得で、Ｉｙ，Ｑｙ信号を増幅する。増幅されたＩｘ，Ｑｘ信号、及びＩｙ，Ｑｙ信号は、それぞれ変調部２９及び変調部３０に入力される。

変調部２９は、増幅されたＩｘ，Ｑｘ信号を変調して、第１の角度変調信号Ｓ１ｘ（ｔ）を出力する。変調部３０は、増幅されたＩｙ，Ｑｙ信号を変調して、第２の角度変調信号Ｓ２ｙ（ｔ）を出力する。ここで、第１の角度変調信号Ｓ１ｘ（ｔ）、及び第２の角度変調信号Ｓ２ｙ（ｔ）は、式（１６）〜式（１８）を用いて表すことができる。

第１の角度変調信号Ｓ１ｘ（ｔ）、及び第２の角度変調信号Ｓ２ｙ（ｔ）は、振幅変調部１５、及び振幅変調部１５に入力される。従って、送信回路３ｂは、振幅信号に応じて大きさが離散的に変動する第１の変調信号と、第２の変調信号とを合成し、合成した信号を送信信号として出力することができる。これによって、第３の実施形態に係る送信回路３ｂは、第１の実施形態と同様に、小型かつ高効率に動作し、かつ出力電力の大きさに関係なく線形性の高い送信信号を出力することができる。

また、第３の実施形態に係る送信回路は、上述した構成とは異なる構成であってもよい。図１３は、本発明の第３の実施形態に係る送信回路３ｃの構成の一例を示すブロック図である。図１３において、送信回路３ｃは、信号生成部１１、演算部２１ｃ、可変利得増幅部２５ａ、２７ａ、変調部２９ａ、変調部３０ａ、振幅変調部１５、振幅変調部１６、合成部１８、及び出力端子２０を備える。なお、第１の実施形態と同様の構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。

演算部２１ｃは、第１の実施形態に係る演算部２１と比較して、さらに振幅信号ｍ（ｔ）を出力する。振幅信号ｍ（ｔ）は、可変利得増幅部２５ａ及び可変利得増幅部２７ａに入力される。可変利得増幅部２５ａは、離散値Ｖ（ｔ）の大きさに応じた利得で、振幅信号ｍ（ｔ）を増幅する。可変利得増幅部２７ａは、離散値Ｖ（ｔ）の大きさに応じた利得で、振幅信号ｍ（ｔ）を増幅する。変調部２９ａは、増幅された振幅信号ｍ（ｔ）と第１の位相信号θ１（ｔ）とを変調して、第１の変調信号を生成する。変調部３０ａは、増幅された振幅信号ｍ（ｔ）と第２の位相信号θ２（ｔ）とを変調して、第２の変調信号を生成する。

従って、送信回路３ｃは、振幅信号に応じて大きさが離散的に変動する第１の変調信号と、第２の変調信号とを合成し、合成した信号を送信信号として出力することができる。これによって、第３の実施形態に係る送信回路３ｃは、第１の実施形態と同様に、小型かつ高効率に動作し、かつ出力電力の大きさに関係なく線形性の高い送信信号を出力することができる。

また、第３の実施形態に係る送信回路は、上述した構成とは異なる構成であってもよい。図１４は、本発明の第３の実施形態に係る送信回路３ｄの構成の一例を示すブロック図である。図１４において、送信回路３ｄは、図１１に示した送信回路３と比較して、さらにタイミング制御部２２と、スイッチングレギュレータ１７ｂとを備える。タイミング制御部２２は、上述したタイミングに従って、離散値Ｖｘ（ｔ）を出力する（図１０（ｃ）参照）。スイッチングレギュレータ１７ｂは、離散値Ｖｘ（ｔ）によって制御された電圧Ｖｙ（ｔ）を、振幅変調部１５及び振幅変調部１６に供給する（図１０（ｄ）参照）。これによって、スイッチングレギュレータ１７ｂが、振幅変調部１５及び振幅変調部１６に供給する電圧を高効率に制御するので、送信回路３ｄは、上述した送信回路３（図１１参照）と比較して、さらに高効率に動作することができる。

（第４の実施形態）
図１５は、本発明の第４の実施形態に係る送信回路４の構成の一例を示すブロック図である。図１５において、送信回路４は、第１の実施形態に係る送信回路１と比較して、信号生成部１１ａに送信電力情報ｐ（ｔ）が入力される。送信電力情報ｐ（ｔ）とは、基地局から送信信号の出力電力の大きさを示す情報である。信号生成部１１ａは、送信電力情報ｐ（ｔ）が示す出力電力の大きさに対して正特性となるように、大きさを変更した振幅信号ｍｐ（ｔ）を出力する。振幅信号ｍｐ（ｔ）は、典型的には、式（１９）で表すことができる。

振幅演算部１９は、上述した方法と同様の方法によって、振幅信号ｍｐ（ｔ）から、離散値Ｖｐ（ｔ）を出力する。これ以外の動作は、第１の実施形態に係る送信回路１と同様である。これによって、送信回路４は、送信電力情報ｐ（ｔ）が示す出力電力の大きさが変動する場合も、高効率に線形性の高い送信信号を出力することができる。

また、第４の実施形態に係る送信回路は、上述した構成とは異なる構成であってもよい。図１６は、本発明の第４の実施形態に係る送信回路４ｂの構成の一例を示すブロック図である。図１６において、送信回路４ｂは、第１の実施形態に係る送信回路１と比較して、掛け算部３１をさらに備える。掛け算部３１には、送信電力情報ｐ（ｔ）が入力される。掛け算部３１は、送信電力情報ｐ（ｔ）が示す出力電力の大きさに対して正特性となるように、大きさを変更した離散値Ｖｐ（ｔ）を出力する。離散値Ｖｐ（ｔ）は、典型的には、式（２０）で表すことができる。これによって、送信回路４ｂは、図１５に示した送信回路４と同様の効果を得ることができる。

また、第４の実施形態に係る送信回路は、上述した構成とは異なる構成であってもよい。図１７は、本発明の第４の実施形態に係る送信回路４ｃの構成の一例を示すブロック図である。図１７において、送信回路４ｃは、信号生成部１１、演算部２１、角度変調部１３、角度変調部１４、振幅変調部１５、振幅変調部１６、レギュレータ１７、合成部１８、振幅演算部１９、掛け算部３１、及び出力端子２０を備える。レギュレータ１７は、シリーズレギュレータ１７ａと、スイッチングレギュレータ１８ｂとを含む。

送信電力情報ｐ（ｔ）は、スイッチングレギュレータ１７ｂ、及び掛け算部３１に入力される。スイッチングレギュレータ１７ｂは、送信電力情報ｐ（ｔ）に応じて制御された電圧をシリーズレギュレータ１７ａに供給する。掛け算部３１は、離散値Ｖ（ｔ）と、送信電力情報ｐ（ｔ）とを掛け算して、離散値Ｖｐ（ｔ）をシリーズレギュレータ１７ａに供給する。これによって、送信回路４ｃは、送信電力情報ｐ（ｔ）が示す出力電力の大きさが変動する場合も、高効率に線形性の高い送信信号を出力することができる。

また、第４の実施形態に係る送信回路は、上述した構成とは異なる構成であってもよい。図１８は、本発明の第４の実施形態に係る送信回路４ｄの構成の一例を示すブロック図である。図１８において、送信回路４ｄは、スイッチングレギュレータ１７ｃが、送信電力情報ｐ（ｔ）に応じて制御された電圧を、スイッチングレギュレータ１７ｂに供給する。これによっても、送信回路４ｄは、送信電力情報ｐ（ｔ）が示す出力電力の大きさが変動する場合も、高効率に線形性の高い送信信号を出力することができる。

また、第１〜４の実施形態に係る送信回路１〜４は、角度変調部１３、１４、振幅変調部１５、１６、及びレギュレータ１７の少なくともいずれかの非線形性を補償するために、演算部２１の出力に離散値Ｖ１（ｔ）、第１の位相信号θ１（ｔ）、および／または第２の位相信号θ（ｔ）の歪みを補償する歪み補償部３２をさらに備えてもよい。図１９は、歪み補償部３２を備える第１の実施形態に係る送信回路１ｘの構成の一例を示すブロック図である。図１９において、歪み補償部３２は、演算部２１から出力される離散値Ｖ（ｔ）、第１の位相信号θ１（ｔ）、および／または第２の位相信号θ２（ｔ）を、角度変調部１３、１４、振幅変調部１５、１６、レギュレータ１７の少なくともどちらか一方で発生する歪みが抑制されるように補償する。これによって、送信回路１ｘは、上述した第１〜４の実施形態に係る送信回路よりも、送信信号の線形性を高めることができる。

（第５の実施形態）
図２０は、本発明の第５の実施形態に係る通信機器の構成の一例を示すブロック図である。図２０を参照して、第５の実施形態に係る通信機器２００は、送信回路２１０、受信回路２２０、アンテナ共用部２３０、及びアンテナ２４０を備える。送信回路２１０は、上述した第１〜４のいずれかに記載の送信回路である。アンテナ共用部２３０は、送信回路２１０から出力された送信信号をアンテナ２４０に伝達し、受信回路２２０に送信信号が漏れるのを防ぐ。また、アンテナ共用部２３０は、アンテナ２４０から入力された受信信号を受信回路２２０に伝達し、受信信号が送信回路２１０に漏れるのを防ぐ。従って、送信信号は、送信回路２１０から出力され、アンテナ共用部２３０を介してアンテナ２４０から空間に放出される。受信信号は、アンテナ２４０で受信され、アンテナ共用部２３０を介して受信回路２２０で受信される。第５の実施形態に係る通信機器２００は、第１〜４の実施形態に係る送信回路を用いることで、送信信号の線形性を確保しつつ、かつ無線装置としての低歪みを実現することができる。また、送信回路２１０の出力に方向性結合器などの分岐がないため、送信回路２１０からアンテナ２４０までの損失を低減することが可能であり、送信時の消費電力を低減することができ、無線通信機器として、長時間の使用が可能となる。なお、通信機器２００は、送信回路２１０とアンテナ２４０とのみを備えた構成であってもよい。

本発明に係る送信回路は、携帯電話や無線ＬＡＮなどの通信機器等に適用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る送信回路１の構成の一例を示すブロック図 本発明の第１の実施形態に係る送信回路１ｂの構成の一例を示すブロック図 振幅信号ｍ（ｔ）が大きい場合の送信回路１の動作を説明する図 振幅信号ｍ（ｔ）が小さい場合の送信回路１の動作を説明する図 離散値Ｖ（ｔ）と振幅信号ｍ（ｔ）との関係を示す図 所定時間Δｔの長さを変化させた場合の消費電力の低減効果を説明する図 振幅演算部１９における第１の比較方法の一例を示す図 振幅演算部１９における第２の比較方法の一例を示す図 シリーズレギュレータ１７ａの構成の一例を示すブロック図 スイッチングレギュレータ１７ｂの構成の一例を示すブロック図 電流駆動型のレギュレータ１７ｃの構成の一例を示すブロック図 振幅変調部１５の構成の一例を示すブロック図 本発明の第２の実施形態に係る送信回路２の構成の一例を示すブロック図 送信回路２が扱う信号のタイミングチャートの一例を示す図 本発明の第３の実施形態に係る送信回路３の構成の一例を示すブロック図 本発明の第３の実施形態に係る送信回路３ｂの構成の一例を示すブロック図 本発明の第３の実施形態に係る送信回路３ｃの構成の一例を示すブロック図 本発明の第３の実施形態に係る送信回路３ｄの構成の一例を示すブロック図 本発明の第４の実施形態に係る送信回路４の構成の一例を示すブロック図 本発明の第４の実施形態に係る送信回路４ｂの構成の一例を示すブロック図 本発明の第４の実施形態に係る送信回路４ｃの構成の一例を示すブロック図 本発明の第４の実施形態に係る送信回路４ｄの構成の一例を示すブロック図 歪み補償部３２を備える第１の実施形態に係る送信回路１ｘの構成の一例を示すブロック図 本発明の第５の実施形態に係る通信機器の構成の一例を示すブロック図 従来の送信回路５００の構成を示すブロック図 従来の送信回路６００の構成を示すブロック図 従来の送信回路６００の動作を具体的に説明する図 従来の送信回路７００の構成を示すブロック図 従来の送信回路５００の出力特性の一例を示す図

符号の説明

１〜４，５００，６００，７００ 送信機器
１１ 信号生成部
１２ ＬＩＮＣ演算部
１３，１４ 角度変調部
１５，１６ 振幅変調部
１７ レギュレータ
１８ 合成部
１９ 振幅演算部
２０ 出力端子
２１ 演算部
２２ タイミング制御部
２３〜２８ 可変利得増幅部
２９〜３０ 変調部
３１ 掛け算部
３２ 歪み補償部
１９１ 振幅制限部
１９２ 振幅処理部
１７１、１７３、１７５、１８２ 端子
１７２ 比較部
１７４、１８０、１８１、１５５ トランジスタ
１７６ 信号変換部
１７７ 増幅部
１７８ ローパスフィルタ
１７９ 可変電流源
１５２、１５８ 整合回路
１５３、１５６ バイアス回路
２００ 通信機器
２１０ 送信回路
２２０ 受信回路
２３０ アンテナ共用部

Claims (20)

1. 入力されるデータに基づいて、送信信号を生成して出力する送信回路であって、
   前記データを変調することによって、前記データの振幅成分を表す振幅信号と、所定形式のデータとを生成する信号生成部と、
   前記振幅信号と前記所定形式のデータとを演算して、所定時間毎に離散的な値を取る離散値と、第１の位相信号と、第２の位相信号とを出力する演算部と、
   前記離散値に応じて制御された信号を出力するレギュレータと、
   前記第１の位相信号を角度変調して、第１の角度変調信号として出力する第１の角度変調部と、
   前記第１の角度変調信号をレギュレータから出力された信号で振幅変調して、第１の変調信号として出力する第１の振幅変調部と、
   前記第２の位相信号を角度変調して、第２の角度変調信号として出力する第２の角度変調部と、
   前記第２の角度変調信号を前記レギュレータから出力された信号で振幅変調して、第２の変調信号として出力する第２の振幅変調部と、
   前記第１の変調信号と、前記第２の変調信号とを合成して、送信信号として出力する合成部とを備え、
   前記演算部は、
   前記振幅信号と複数のしきい値とを比較して、所定時間毎に離散的な値を取る離散値と、
   前記所定形式のデータの位相成分を算出し、前記位相成分を一方に所定の位相だけずらした前記第１の位相信号と、前記位相成分を他方に所定の位相だけずらした第２の位相信号とを出力することを特徴とする、送信回路。
2. 前記演算部は、
   連続して離散的に値が大きくなっていく複数のしきい値と、前記振幅信号とを前記所定時間毎に比較し、前記振幅信号が、連続する一方のしきい値よりも大きく、他方のしきい値以下である場合に、前記他方のしきい値の半分の大きさの離散値を出力する振幅演算部と、
   前記所定形式のデータの位相成分を算出し、前記振幅信号と、前記離散値を２倍することによって得られる値の商とを逆余弦して所定の位相を算出し、前記位相成分を一方に所定の位相だけずらした前記第１の位相信号と、前記位相成分を他方に所定の位相だけずらした第２の位相信号とを出力するＬＩＮＣ演算部とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
3. 前記振幅演算部は、前記振幅信号を微少な時間毎にサンプリングし、前記所定時間内に、前記振幅信号のサンプリング点の一点でも、前記連続する一方のしきい値よりも大きくなれば、前記他方のしきい値の半分の大きさの離散値を出力することを特徴とする、請求項２に記載の送信回路。
4. 前記振幅演算部は、前記振幅信号を微少な時間毎にサンプリングし、前記所定時間内に、所定の数のサンプリング点が、前記連続して値が大きくなっていく一方のしきい値よりも大きくなれば、前記他方のしきい値の半分の大きさの離散値を出力することを特徴とする、請求項２に記載の送信回路。
5. 前記振幅演算部は、
   前記振幅信号が、前記一方のしきい値よりも大きければ、大きさを前記一方のしきい値に制限した振幅信号を出力する振幅制限部と、
   前記振幅制限部から出力された振幅信号が、前記一方のしきい値と同じ大きさであれば、前記他方のしきい値の半分の大きさの離散値を出力する振幅処理部とを含むことを特徴とする、請求項２に記載の送信回路。
6. 前記所定時間は、送信信号のシンボル時間よりも長く、かつ送信信号の出力電力の大きさを示す送信電力情報で用いられる単位時間よりも短いことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の送信回路。
7. 前記振幅演算部は、
   送信信号の包絡線の変動が少ない場合に、前記所定時間を長めに変化させ、
   送信信号の包絡線の変動が大きい場合に、前記所定時間を短めに変化させることを特徴とする、請求項６に記載の送信回路。
8. 前記レギュレータは、スイッチングレギュレータであることを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
9. 前記レギュレータは、シリーズレギュレータであることを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
10. 前記レギュレータは、スイッチングレギュレータとシリーズレギュレータとを直列に接続した構成であることを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
11. 前記演算部の後段に接続され、前記演算部から出力された離散値のタイミングを進めるタイミング制御部をさらに備え、
    前記スイッチングレギュレータは、前記タイミング制御部から出力された離散値に応じて制御された電圧を前記シリーズレギュレータに供給し、
    前記シリーズレギュレータは、前記演算部から出力された離散値に応じて制御された電圧を、前記第１の振幅変調部と前記第２の振幅変調部とに供給することを特徴とする、請求項１０に記載の送信回路。
12. 前記演算部の後段に接続され、前記演算部から出力された離散値のタイミングを進めるタイミング制御部と、
    前記第１の角度変調部の後段に接続され、前記第１の角度変調信号を前記離散値に応じた利得で増幅する第１の可変利得増幅部と、
    前記第２の角度変調部の後段に接続され、前記第２の角度変調信号を前記離散値に応じた利得で増幅する第２の可変利得増幅部とをさらに備え、
    前記スイッチングレギュレータは、前記タイミング制御部から出力された離散値に応じて制御された電圧を、前記第１の振幅変調部と前記第２の振幅変調部とに供給することを特徴とする、請求項８に記載の送信回路。
13. 前記信号生成部には、送信信号の出力電力の大きさを示す送信電力情報が入力され、
    前記信号生成部は、前記送信電力情報が示す出力電力の大きさに対して正特性となるように前記振幅信号の大きさを変更することを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
14. 送信信号の出力電力の大きさを示す送信電力情報が入力され、前記演算部の後段に接続される掛け算部をさらに備え、
    前記掛け算部は、前記送信電力情報が示す出力電力の大きさに対して正特性となるように、前記演算部が出力する離散値の大きさを変更することを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
15. 前記レギュレータは、スイッチングレギュレータとシリーズレギュレータとを直列に接続した構成であり、
    前記スイッチングレギュレータは、前記送信電力情報が入力され、当該入力された送信電力情報に応じて制御された電圧を、前記シリーズレギュレータに供給し、
    前記シリーズレギュレータは、前記演算部から出力された離散値に応じて制御された電圧を、前記第１の振幅変調部と前記第２の振幅変調部とに供給することを特徴とする、請求項１４に記載の送信回路。
16. 前記掛け算部の後段に接続され、前記掛け算部から出力された離散値のタイミングを進めるタイミング制御部をさらに備え、
    前記レギュレータは、第１のスイッチングレギュレータと、第２のスイッチングレギュレータと、シリーズレギュレータとを直列に接続した構成であり、
    前記第１のスイッチングレギュレータは、前記送信電力情報が入力され、当該入力された送信電力情報に応じて制御された電圧を、前記第２のスイッチングレギュレータに供給し、
    前記第２のスイッチングレギュレータは、前記タイミング制御部から出力された離散値に応じて制御された電圧を、前記シリーズレギュレータに供給し、
    前記シリーズレギュレータは、前記掛け算部から出力された離散値に応じて制御された電圧を、前記第１の振幅変調部と前記第２の振幅変調部とに供給することを特徴とする、請求項１４に記載の送信回路。
17. 入力されるデータに基づいて、送信信号を生成して出力する送信回路であって、
    前記データを変調することによって、前記データの振幅成分を表す振幅信号と、所定形式のデータとを生成する信号生成部と、
    前記振幅信号と前記所定形式のデータとを演算して、所定時間毎に離散的な値を取る離散値と、第１の位相信号と、第２の位相信号とを出力する演算部と、
    前記第１の位相信号を角度変調して、第１の角度変調信号として出力する第１の角度変調部と、
    前記第２の位相信号を角度変調して、第２の角度変調信号として出力する第２の角度変調部と、
    前記第１の角度変調信号を前記離散値に応じた利得で増幅する第１の可変利得増幅部と、
    前記第２の角度変調信号を前記離散値に応じた利得で増幅する第２の可変利得増幅部と、
    前記増幅された第１の角度変調信号を振幅変調して、第１の変調信号として出力する第１の振幅変調部と、
    前記増幅された第２の角度変調信号を振幅変調して、第２の変調信号として出力する第２の振幅変調部と、
    前記第１の変調信号と前記第２の変調信号とを合成して、送信信号として出力する合成部とを備え、
    前記演算部は、
    前記振幅信号と複数のしきい値とを比較して、所定時間毎に離散的な値を取る離散値と、
    前記所定形式のデータの位相成分を算出し、前記位相成分を一方に所定の位相だけずらした前記第１の位相信号と、前記位相成分を他方に所定の位相だけずらした第２の位相信号とを出力することを特徴とする、送信回路。
18. 前記演算部の出力に、前記離散値、前記第１の位相信号、および前記第２の位相信号のうち少なくともいずれかの信号を、前記第１の角度変調部、前記第２の角度変調部、前記第１の振幅変調部、前記第２の振幅変調部、および前記レギュレータの少なくともいずれかで発生する歪みが抑制されるように補償する歪み補償部をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれかに記載の送信回路。
19. 通信機器であって、
    送信信号を生成する送信回路と、
    前記送信回路で生成された送信信号を出力するアンテナとを備え、
    前記送信回路は、請求項１〜１８に記載の送信回路であることを特徴とする、通信機器。
20. 前記アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、
    前記送信回路で生成された送信信号を前記アンテナに出力し、前記アンテナから受信した受信信号を前記受信回路に出力するアンテナ共用部とをさらに備えることを特徴とする、請求項１９に記載の通信機器。
    
    

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