JP2012095058A - 通信装置および送信高調波低減方法 - Google Patents

Abstract

【課題】送信高調波を低減する場合において、消費電流の増大を回避することを目的とする。
【解決手段】直交変調器を含む送信回路１と、直交復調器として動作し、通常通信時には外部からの受信信号を復調し、電源投入から通常通信の受信開始までの無伝送期間においては、局発信号を高調波受信用に切り替えて送信回路１が出力する信号に含まれる高調波の信号レベルを検出する受信回路２と、変調信号に含まれる高調波を抽出し、当該高調波を、前記信号レベルが所定のしきい値以下となるように調整する高調波抽出回路４および電圧制御回路５と、を有し、送信回路１は、前記無伝送期間においては、変調信号を増幅した信号と調整中の信号とを合成した信号を受信回路２に出力し、通常通信時には、変調信号を増幅した信号と調整済みの信号とを合成した信号を、送信信号として出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、送信高調波を低減する通信装置に関する。

無線通信システムにおいて、送信希望信号の２，３，…ｎ倍の周波数成分である高調波は、電波障害の原因になることから、電波法および使用システムの規格等により、その量が制限されている。そのため、無線通信システムにおいては、従来から、高調波を低減するための技術が検討されている。

たとえば、従来の無線通信システムでは、送信側の通信装置が、直交変調器（ＱＭＯＤ）およびパワーアンプ（ＰＡ）から出力される高調波を低減するために、ＰＡの後段にローパスフィルタ（ＬＰＦ）を配置する（第１の方法）。この装置では、ＱＭＯＤから出力される高調波が、ＰＡ自体が発生する高調波に重畳され、その後、重畳された高調波がＬＰＦにより低減され、高調波低減後の信号がアンテナから送信される。

また、無線通信システムにおけるその他の送信高調波低減技術として、以下のような回路構成を用いた方法（第２の方法）がある。たとえば、送信側の通信装置では、ＱＭＯＤの出力信号を分岐し、一方をＰＡの入力とし、他方の出力を、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、移相器（ＰＳ）、利得可変増幅器（ＶＧＡ）経由で上記ＰＡに接続する。ＢＰＦは、送信信号を減衰させて高調波を取り出す回路であり、ＰＳは、電圧制御により高調波の位相を可変させる回路であり、ＶＧＡは、電圧制御により高調波の利得を可変させる回路である。また、このような回路構成を採用する場合は、さらに、検波回路（ＤＥＴ）がＰＡの出力信号から高調波を検波し、電圧制御回路（Ｖｃｏｎｔ）が、高調波の検波信号レベルが最小となるように、ＰＳおよびＶＧＡの電圧を制御する。たとえば、ＰＳおよびＶＧＡにより位相および利得が可変された後の信号とＰＡ自体で発生する高調波が逆相でかつ等振幅となるように、ＶｃｏｎｔがＰＳおよびＶＧＡの電圧を制御することにより、送信信号に含まれる高調波を低減することができる。

特開昭５８−１４６０８号公報

しかしながら、上記第１の方法を採用する通信装置では、高調波を低減するためのＬＰＦにより通過帯域のロスが増加し、それを補うためにＰＡの出力レベルを上げる必要があるため、消費電流が増大する、という問題があった。

また、上記第２の方法を採用する通信装置においては、フィードバック系の専用回路（検波回路等）が必要になることから、消費電流が増大する、という問題があった。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、送信高調波を低減する場合において、消費電流の増大を回避可能な通信装置を提供することを目的とする。

本願の開示する通信装置は、一つの態様において、直交変調器を含む送信部と、通信時には外部からの受信信号を復調し、電源投入から通信の受信開始までの無伝送期間においては、局発信号を高調波受信用に切り替えて前記送信部が出力する信号に含まれる高調波の信号レベルを検出する受信部と、前記直交変調器が出力する変調信号に含まれる高調波を抽出し、当該高調波を、前記信号レベルが所定のしきい値以下となるように調整する制御部と、を有し、前記送信部は、前記無伝送期間においては、前記直交変調器が出力する変調信号を増幅した信号と前記制御部が出力する調整中の信号とを合成した信号を前記受信部に出力し、通信時には、前記直交変調器が出力する変調信号を増幅した信号と前記制御部が出力する調整済みの信号とを合成した信号を出力する。

本願の開示する通信装置の一つの態様によれば、消費電流の増大を回避することができる、という効果を奏する。

図１は、通信装置の実施例１の構成例を示す図である。 図２は、通信装置の実施例２の構成例を示す図である。 図３は、電源投入時点から通常の受信開始までの期間の動作フローを示す図である。 図４は、通常通信時の動作フローを示す図である。

以下に、本願の開示する通信装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、送信高調波を低減可能な通信装置の実施例１の構成例を示す図である。この通信装置は、送信回路１と受信回路２と共用器（ＤＵＰ）３と高調波抽出回路４と電圧制御回路（Ｖｃｏｎｔ）５を有する。この通信回路では、電源投入時点から通常通信の受信開始までの受信回路の休止期間において、既存の受信回路を利用して送信高調波を低減させるための処理を行う。

上記通信装置において、送信回路１は、デジタル変調器（ＱＭＯＤ）１１とパワーアンプ（ＰＡ）１２とサーキュレータ（ＣＩＲ）１３を有する。送信回路１は、ＱＭＯＤ１１の出力信号をＰＡ１２にて増幅し、増幅後の信号をＣＩＲ１３のポート＿１の入力とし、この信号と後述する高調波抽出回路４の出力信号とを合成した信号をポート＿２から出力する。さらに、送信回路１では、ＱＭＯＤ１１の出力信号を後述する高調波抽出回路４に対しても出力する。また、本実施例において使用するデジタル変調器１１は、ＩＱ平面を利用した直交変調器であり、直交変調波を出力する。また、ＣＩＲ１３は、一例として４ポート（端子）のものを使用し、ポート＿３を終端し、高調波抽出回路４の出力信号をポート＿４の入力とする。なお、本実施例のＣＩＲ１３は一例であり、５ポート以上のＣＩＲを使用することとしてもよい。

受信回路２は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２１と２つのミキサ（ＭＩＸ）と２つの自動利得制御器（ＡＧＣ）と２つのローパスフィルタ（ＬＰＦ）と２つのＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）とシンセサイザ（ＳＹＮ）２６と９０度移相器（９０度ＰＳ）２７と復調回路２８を有する。なお、９０度ＰＳ２７は、一方の位相を０度のままに、他方の位相を９０度シフトするとともに、それぞれの周波数を２分周し出力する回路である。受信回路２では、受信信号をＬＮＡ２１にて増幅して分岐し、一方を、ＳＹＮ２６の局発信号（ＲＸＬＯ）を９０度ＰＳ２７にて移相せずに出力した信号で駆動されたミキサ２２−１の入力とする。また、他方を、上記ＲＸＬＯを９０度ＰＳ２７にて９０度移相させた信号で駆動されたミキサ２２−２の入力とする。そして、ミキサ２２−１が、出力信号をＡＧＣ２３−１、ＬＰＦ２４−１、ＡＤＣ２５−１経由で復調回路２８に出力する（Ｉ信号入力）。また、ミキサ２２−２が、出力信号をＡＧＣ２３−２、ＬＰＦ２４−２、ＡＤＣ２５−２経由で復調回路２８に出力する（Ｑ信号入力）。復調回路２８では、ＩＱ信号のレベルを電源投入時点から通常通信の受信開始までの受信回路の休止期間において常時検出し、ＩＱ信号レベルを後述するＶｃｏｎｔ５に出力する。本実施例では、送信高調波を低減するために、専用回路（高調波を検波するための検波回路等）を設けることなく、通信装置が既に備えている通常の通信時に使用する受信回路２を使用する。なお、受信回路２は、本実施例で使用可能な直交復調器（ＱＤＥＭ）の一例であって、直交復調器であればよくこの構成に限るものではない。

共用器（ＤＵＰ）３は、送信回路１から出力される送信信号を外部に送信し、外部からの信号を受信して受信回路２に出力する回路である。また、ＴＸ−ＲＸを経由して送信側が送信した信号を受信側で受け取ることも可能である。

高調波抽出回路４は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４１と移相器（ＰＳ）４２と可変利得増幅器（ＶＧＡ）４３とＰＳ４２用のＤ／Ａ変換器（ＤＡＣ）４４とＶＧＡ４３用のＤＡＣ４５を有する。ＢＰＦ４１はＱＭＯＤ１１出力の主信号を減衰させ、所望の高調波を抽出する。ＰＳ４２およびＶＧＡ４３は、後述するＶｃｏｎｔ５の制御により、ＢＰＦ４１から受け取った高調波の位相および利得を可変させる。高調波抽出回路４は、ＰＳ４２およびＶＧＡ４３により位相および利得が調整された信号をＣＩＲ１３のポート＿４に出力する。

電圧制御回路（Ｖｃｏｎｔ）５は、復調回路２８から得られるＩＱ信号レベルが最小となるように、ＤＡＣ４４，４５に設定するデジタル値を随時変更する。このようにデジタル信号を随時変更することにより、ＤＡＣ４４，４５出力のアナログ値が変化し、ＰＳ４２およびＶＧＡ４３を制御することが可能となる。なお、本実施例では、信号レベルが最小かどうかの判断を、たとえば、基準となるしきい値を用いて行う。すなわち、Ｖｃｏｎｔ５では、信号レベルが、予め設定されているしきい値以下となった場合に、最小であると判断する。

つづいて、上記のように構成される通信装置の動作を図１に従って説明する。本実施例では、一例として、２倍高調波を低減する場合について説明する。

電源投入後、送信回路１では、予め用意しておいた高調波検出用の送信データをＱＭＯＤ１１に対して入力する。ＱＭＯＤ１１により所定の変調処理が行われた後、送信回路１では、ＱＭＯＤ１１の出力信号を分岐して、一方をＰＡ１２の入力とし、他方を高調波抽出回路４のＢＰＦ４１に出力する。ＰＡ１２では、ＱＭＯＤ１１の出力信号を増幅し、増幅後の信号をＣＩＲ１３のポート＿１に出力する。一方、ＢＰＦ４１では、ＱＭＯＤ１１出力の主信号を減衰させ、たとえば、２倍高調波を抽出し、抽出した２倍高調波をＰＳ４２に出力する。

ＰＳ４２およびＶＧＡ４３では、Ｖｃｏｎｔ５の制御により、受信した信号の位相および利得を調整する。具体的には、まずＶｃｏｎｔ５がＤＡＣ４４，４５に対して初期値（デジタル値）を設定し、その後、復調回路２８から得られるＩＱ信号レベルに応じてＤＡＣ４４，４５に設定するデジタル値を変更する。これにより、ＤＡＣ４４，４５が出力するアナログ信号が可変し、ＰＳ４２およびＶＧＡ４３の位相および利得が調整される。ＶＧＡ４３は、位相および利得が調整された信号をＣＩＲ１３のポート＿４に出力する。

そして、ＣＩＲ１３では、ＰＳ４２およびＶＧＡ４３において位相および利得が調整された信号と、上記ＰＡ１２により増幅された信号とを合成し、この合成信号をポート＿２から出力する。

一方、受信回路２では、ＤＵＰ３のＴＸ−ＲＸ経路より得られる、たとえば、上記合成信号に含まれる２倍高調波を受信するために、ＲＸＬＯを２倍高調波用に切り替える。そして、復調回路２８が、２倍高調波に対応するＩＱ信号のレベルを検出し、そのＩＱ信号レベルをＶｃｏｎｔ５に出力する。

Ｖｃｏｎｔ５では、復調回路２８から受信するＩＱ信号レベルの変化に応じて、ＩＱ信号レベルが最小となるように、ＤＡＣ４４，４５に設定するデジタル値を変更し、ＰＳ４２およびＶＧＡ４３を制御する。たとえば、ＱＭＯＤ１１出力を分岐してＢＰＦ４１にて抽出した２倍高調波をＰＳ４２およびＶＧＡ４３にて調整した信号と、ＰＡ１２で発生する高調波とが、逆相かつ等振幅になるようにＶｃｏｎｔ５が電圧制御を行う。これにより。本実施例の通信装置は、２倍高調波が除去（低減）された送信信号を出力することができる。

そして、Ｖｃｏｎｔ５は、ＩＱ信号レベルが最小となった時点のＤＡＣ４４，４５に対する設定値（デジタル値）を固定とする。

本実施例の通信装置は、以上の処理を、電源投入時点から、受信回路２が通常の通信に使用されるまでの、受信回路２の休止期間で実行し、通常の通信開始後は、常時２倍高調波が除去（低減）された通信を行う。

上述してきたように、本実施例では、電源投入時点から、受信回路２が通常の通信に使用されるまでの期間で、休止状態にある既存の受信回路２を利用して送信高調波を低減させるための処理を行うこととした。これにより、高調波を帰還させるための専用回路（検波回路等）が不要となり、消費電流の増大を回避することが可能となる。

また、本実施例では、ＱＭＯＤから出力される高調波を低減するために、ＰＡの後段にＬＰＦを配置しない構成とした。これにより、電流増大の最大の要因となるＰＡの出力レベルを上げる必要がなくなるため、消費電流の増大を回避することが可能となる。

なお、本実施例においては、一例として２倍高調波を低減する場合について記載したが、これに限らず、３倍、４倍、…ｎ倍の高調波を低減することも可能である。３倍、４倍、…ｎ倍の高調波を低減する場合は、ＢＰＦ４１を３倍、４倍、…ｎ倍の高調波を抽出できるフィルタに変更し、さらに、３倍、４倍、…ｎ倍の高調波用にＲＸＬＯを切り替える。

実施例２は、実施例１の通信装置の回路構成を利用して、さらなる消費電流削減を実現する。

図２は、送信高調波を低減可能な通信装置の実施例２の構成例を示す図である。この通信装置は、送信回路１と受信回路２ａと共用器（ＤＵＰ）３と高調波抽出回路４ａと電圧制御回路（Ｖｃｏｎｔ）５ａとメモリ６ａとスイッチ（ＳＷ）７ａを有する。この通信回路では、電源投入時点から通常通信の受信開始までの受信回路の休止期間において、既存の受信機能を利用して送信高調波を低減させるための処理を行う。

ここで、本実施例の通信装置、および本実施例の通信装置が適用される無線通信システムにおける無線規格について説明する。

本実施例の通信装置は、一例として、次世代の携帯電話システムにおけるＬＴＥを採用し、ＬＴＥのアップリンクにおいてＳＣ−ＦＤＭＡを使用する。このＳＣ−ＦＤＭＡでは、ＲＢ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ）を基本単位（１ＲＢは１８０ｋＨｚ）としてアップリンク伝送が行われる。そのため、本実施例の通信装置は、このＲＢ数を最小数１からチャネル帯域幅（ＣＢＷ）に応じた最大数まで変化させながら、一定の平均出力電力を維持した通信を行う。

また、無線規格“3GPP TS 36.101”におけるＬＴＥのスプリアス規定は−３０ｄＢｍであり、試験条件としてスペクトラムアナライザの分解能帯域幅（ＲＢＷ）が１ＭＨｚで指定されている。これは、ＵＭＴＳの規格“TS25.101”と同一であるが、ＬＴＥの少数ＲＢ送信時においては、ＲＢが少数であるほど高調波が狭帯域となるため、使用帯域幅の大きいＵＭＴＳ（３．８４ＭＨｚ）と比較すると規格厳格化されたことになる。たとえば、ＬＴＥの少数ＲＢ送信時（たとえば、ＲＢ数が５以下の場合）においては、高調波はＲＢＷ（１ＭＨｚ）内に集中し、スプリアス規定の−３０ｄＢｍを実現することがＵＭＴＳよりも困難となる。

具体的には、ＵＭＴＳの２倍高調波が下記（１）式のように７．６８ＭＨｚでエネルギーが約１／７に分散されるのに対し、たとえば、ＬＴＥ／１ＲＢ送信時の２倍高調波は、下記（２）式のように、３６０ｋＨｚで狭帯域となり、ＲＢＷ内に集中する。すなわち、ＵＭＴＳは７．６８ＭＨｚでスプリアス規定の−３０ｄＢｍを満たすことになるが、一方、ＬＴＥ／１ＲＢ送信時は３６０ｋＨｚでスプリアス規定の−３０ｄＢｍを満たすことになる。
ＵＭＴＳの２倍高調波の帯域幅：
２×３．８４ＭＨｚ＝７．６８ＭＨｚ …（１）
ＬＴＥ／１ＲＢ送信時の２倍高調波の帯域幅：
２×１８０ｋＨｚ＝３６０ｋＨｚ(ＲＢＷ（１ＭＨｚ）内） …（２）

そこで、本実施例の通信装置は、上記無線規格を満たしつつ、さらなる消費電流削減を実現する。以下に、実施例２の通信装置の構成を詳細に説明する。なお、前述した実施例１の通信装置と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施例の通信装置において、受信回路２ａは、実施例１の受信回路２の構成に加えて、さらにスイッチ（ＳＷ）２９を有する。ＳＷ２９は、ＭＩＸ２２−１と９０度ＰＳ２７の間に配置する。受信回路２ａでは、通常通信時は、ＭＩＸ２２−１と９０度ＰＳ２７を接続する。一方、電源投入時点から受信回路２ａが通常の通信に使用されるまでの期間については、ＭＩＸ２２−１とＳＹＮ２６を接続する。ＳＷ２９をＭＩＸ２２−２と９０度ＰＳ２７の間に配置してもよいが、本実施例では、一例として、ＭＩＸ２２−１側に配置する場合について説明する。また、この状態に伴って、電源投入時点から受信回路２ａが通常の通信に使用されるまでの期間については、ＭＩＸ２２−２とＡＧＣ２３−２とＬＰＦ２４−２とＡＤＣ２５−２と９０度ＰＳ２７を休止状態（パワーセーブ動作）とする。

高調波抽出回路４ａは、一例として、実施例１の回路構成を２系統備え、たとえば、２倍高調波と３倍高調波を抽出可能な構成とする。第１の系統は、２倍高調波を抽出可能であり、ＢＰＦ４１−１とＰＳ４２−１とＶＧＡ４３−１とＤＡＣ４４−１とＤＡＣ４５−１を有する。また、第２の系統は、３倍高調波を抽出可能であり、ＢＰＦ４１−２とＰＳ４２−２とＶＧＡ４３−２とＤＡＣ４４−２とＤＡＣ４５−２を有する。そして、ハイブリッド４６ａが、第１の系統の出力と第２の系統の出力を合成して出力する。なお、各系統の構成要素は、それぞれ実施例１のＢＰＦ４１とＰＳ４２とＶＧＡ４３とＤＡＣ４４とＤＡＣ４５に対応する。

電圧制御回路（Ｖｃｏｎｔ）５ａは、復調回路２８から得られるＩ信号レベルまたはＱ信号レベル（以下、本実施例ではＩ信号レベルとして説明する。）が最小となるように、各ＤＡＣに設定するデジタル値を随時変更する。また、Ｖｃｏｎｔ５ａは、Ｉ信号レベルまたはＱ信号レベル（本実施例ではＩ信号レベル）が最小となった時点で、そのときの各ＤＡＣに設定しているデジタル値をメモリ６ａに記憶し、同時に、各ＤＡＣに設定しているデジタル値を初期値にする。また、Ｖｃｏｎｔ５ａは、通常通信時において、ＲＢ数が少数の場合（本実施例では、一例として「５以下」を少数とし、「６以上」を多数とする。）に、メモリ６ａから上記処理で記憶したデジタル値を読み出し、各ＤＡＣに設定する。なお、本実施例においても、実施例１と同様に、信号レベルが最小かどうかの判断を、たとえば、基準となるしきい値を用いて行う。すなわち、Ｖｃｏｎｔ５ａでは、信号レベルが、予め設定されているしきい値以下となった場合に、最小であると判断する。

スイッチ７ａは、ＤＵＰ３をアンテナ（ＡＮＴ）側に接続するか、終端側に接続するか、を切り替えるスイッチである。電源投入時点から受信回路２ａが通常の通信に使用されるまでの期間については、ＤＵＰ３を終端側に接続し、通常通信時はＤＵＰ３をアンテナ側に接続する。

つづいて、上記のように構成される通信装置の基本動作を図２に従って説明する。本実施例では、一例として、２倍高調波と３倍高調波を低減する場合について説明する。なお、本実施例では、２倍高調波に対応する処理を実行後、３倍高調波に対応する処理を実行することとするが、順番は任意である。また、受信回路２ａでは、電源投入後、ＳＷ２９が、ＭＩＸ２２−１とＳＹＮ２６を接続する。この時点で、ＭＩＸ２２−２とＡＧＣ２３−２とＬＰＦ２４−２とＡＤＣ２５−２と９０度ＰＳ２７については休止状態である。また、電源投入後、ＳＷ７ａは、アンテナから不要輻射を避けるため終端側に接続する。

電源投入後、まず、送信回路１のＱＭＯＤ１１が、予め用意されたＲＢ少数用の送信データを受け取る。ＱＭＯＤ１１により所定の変調処理が行われた後、送信回路１では、ＱＭＯＤ１１の出力信号を分岐して、一方をＰＡ１２の入力とし、他方を高調波抽出回路４ａのＢＰＦ４１−１に出力する。ＰＡ１２では、ＱＭＯＤ１１の出力信号を増幅し、増幅後の信号をＣＩＲ１３のポート＿１に出力する。一方、ＢＰＦ４１−１では、ＱＭＯＤ１１出力の主信号を減衰させ、２倍高調波を抽出し、抽出した２倍高調波をＰＳ４２−１に出力する。

ＰＳ４２−１およびＶＧＡ４３−１では、Ｖｃｏｎｔ５ａの制御により、受信した信号の位相および利得を調整する。具体的には、まずＶｃｏｎｔ５ａがＤＡＣ４４−１，４５−１に対して初期値（デジタル値）を設定し、その後、復調回路２８から得られるＩ信号レベルに応じてＤＡＣ４４−１，４５−１に設定するデジタル値を変更する。これにより、ＤＡＣ４４−１，４５−１が出力するアナログ信号が可変し、ＰＳ４２−１およびＶＧＡ４３−１の位相および利得が調整される。ＶＧＡ４３−１は、位相および利得が調整された信号をハイブリッド４６ａ経由でＣＩＲ１３のポート＿４に出力する。

そして、ＣＩＲ１３では、ＰＳ４２−１およびＶＧＡ４３−１において位相および利得が調整された信号と、上記ＰＡ１２により増幅された信号とを合成し、この合成信号をポート＿２から出力する。

一方、受信回路２ａでは、ＤＵＰ３のＴＸ−ＲＸ経路より得られる、上記合成信号に含まれる２倍高調波を受信するために、ＲＸＬＯを２倍高調波用に切り替える。そして、復調回路２８が、２倍高調波に対応するＩ信号のレベルを検出し、そのＩ信号レベルをＶｃｏｎｔ５ａに出力する。

Ｖｃｏｎｔ５ａでは、復調回路２８から受信するＩ信号レベルの変化に応じて、Ｉ信号レベルが最小となるように、ＤＡＣ４４−１，４５−１に設定するデジタル値を変更し、ＰＳ４２−１およびＶＧＡ４３−１を制御する。たとえば、ＢＰＦ４１−１にて抽出した２倍高調波をＰＳ４２−１およびＶＧＡ４３−１にて調整した信号と、ＰＡ１２で発生する高調波とが、逆相かつ等振幅になるようにＶｃｏｎｔ５ａが電圧制御を行う。

そして、Ｖｃｏｎｔ５ａは、Ｉ信号レベルが最小となった時点のＤＡＣ４４−１，４５−１に対する設定値（デジタル値）をメモリ６ａに記憶する。これらの設定値は、通常の通信時においてＲＢ数が少数の場合に、２倍高調波を低減するための設定値として設定される値である。また、上記記憶する処理と同時に、ＤＡＣ４４−１，４５−１に対する設定値を初期値に戻す。また、本実施例では、２倍高調波を低減するための設定値を記憶する処理を実行後、さらに、上記第２の系統を用いて３倍高調波に関しても同様の処理を繰り返し実行する。Ｖｃｏｎｔ５ａでは、Ｉ信号レベルが最小となった時点のＤＡＣ４４−２，４５−２に対する設定値（デジタル値）をメモリ６ａに記憶する。そして、ＤＡＣ４４−１，４５−１に対する設定値を初期値に戻し、ＳＷ２９はＭＩＸ２２−１と９０度ＰＳ２７を接続する。

上記２倍高調波および３倍高調波を低減するための設定値をメモリ６ａに記憶する処理を完了し、ＳＷ２９がＭＩＸ２２−１と９０度ＰＳ２７を接続した後、本実施例の通信装置は、ＳＷ７ａをアンテナ側に接続し、通常の通信を開始する。

通常の通信が開始されると、Ｖｃｏｎｔ５ａは、たとえば、基地局より既に取得済みのＲＢ数情報を得る。そして、Ｖｃｏｎｔ５ａでは、ＲＢが少数の場合のときのみ、高調波抽出回路４ａを起動させ（それ以外のときは休止状態）、記憶された設定値をメモリ６ａからすべて読み出し、対応するＤＡＣに設定する。この状態で、ＢＰＦ４１−１とＰＳ４２−１とＶＧＡ４３−１とＤＡＣ４４−１とＤＡＣ４５−１を有する第１の系統からは、ＱＭＯＤ１１から抽出した２倍高調波に対して位相および利得を調整した信号が出力される。また、ＢＰＦ４１−２とＰＳ４２−２とＶＧＡ４３−２とＤＡＣ４４−２とＤＡＣ４５−２を有する第２の系統からは、ＱＭＯＤ１１から抽出した３倍高調波に対して位相および利得を調整した信号が出力される。そして、ハイブリッド４６ａが、第１の系統からの出力信号と第２の系統からの出力信号を合成し、この合成信号を送信回路１に出力する。送信回路１では、ＰＡ１２が発生する２倍高調波および３倍高調波を上記合成信号により相殺し、送信高調波が低減された信号を出力する。これにより、本実施例の通信装置のアンテナからは、送信高調波が低減された信号が送信される。

なお、ＲＢが多数の場合は、高調波抽出回路４ａが休止状態であるため、送信回路１のみにより送信処理が行われる。

つづいて、電源投入時点から通常の受信開始までの期間の消費電流削減動作、および通常通信時の消費電流削減動作を、フローチャートを用いて時系列的に説明する。なお、本実施例では、便宜上、２倍高調波を低減するための設定値を記憶した後、３倍高調波を低減するための設定値を記憶するものとする。

図３は、電源投入時点から通常の受信開始までの期間の動作フローを示す図である。電源投入後、本実施例の通信装置は、全回路休止の状態（パワーセーブ動作）から、受信回路２ａの休止状態を解除する（Ｓ１）。このとき、ＭＩＸ２２−２とＡＧＣ２３−２とＬＰＦ２４−２とＡＤＣ２５−２と９０度ＰＳ２７については、休止状態を維持する。また、本実施例の通信装置は、ＳＷ７ａを終端側に接続し、ＳＷ２９はＭＩＸ２２−１とＳＹＮ２６を接続する（Ｓ２）。そして、本実施例の通信装置は、送信回路１および高調波抽出回路４ａの休止状態を解除する（Ｓ３）。

また、この時点で、ＱＭＯＤ１１が、予め用意されたＲＢ少数用の送信データ（ＴＸＩＱデータ）を受け取る（Ｓ４）。なお、この時点で、ＤＡＣ４４−１，４５−１には、初期値が設定されているものとする。また、受信回路２ａでは、ＤＵＰ３のＴＸ−ＲＸ経路より得られる２倍高調波を受信するために、ＲＸＬＯを２倍高調波用に切り替える（Ｓ５）。

この状態で、送信回路１、高調波抽出回路４ａ、受信回路２ａがそれぞれ所定の動作を行うことにより、Ｖｃｏｎｔ５ａは、復調回路２８から初回のＩ信号レベルを受け取る（Ｓ６）。その後、Ｖｃｏｎｔ５ａでは、復調回路２８から受信するＩ信号レベルの変化に応じて、まず、ＤＡＣ４４−１に設定するデジタル値を変更し、ＰＳ４２−１を制御する（Ｓ７，Ｓ８ Ｎｏ）。すなわち、ＱＭＯＤ１１にて抽出した２倍高調波の位相を制御する。そして、位相が一致し、Ｉ信号レベルが設定されているしきい値以下になった時点で（Ｓ８ Ｙｅｓ）、Ｖｃｏｎｔ５ａは、その時点のＤＡＣ４４−１に対する設定値をメモリ６ａに記憶する（Ｓ９）。つぎに、Ｖｃｏｎｔ５ａは、ＤＡＣ４５−１に設定するデジタル値を変更し、ＶＧＡ４３−１を制御する（Ｓ１０，Ｓ１１ Ｎｏ）。すなわち、位相一致後の信号の利得を制御する。そして、Ｖｃｏｎｔ５ａは、Ｉ信号レベルが最小となった時点で（Ｓ１１ Ｙｅｓ）、その時点のＤＡＣ４５−１に対する設定値をメモリ６ａに記憶する（Ｓ１２）。

つぎに、３倍高調波に関し、上記Ｓ５〜Ｓ１２の処理を行い、ＤＡＣ４４−２，４５−２に対する設定値をメモリ６ａに記憶する。

３倍高調波に関して上記Ｓ５〜Ｓ１２の処理を実行後、送信回路１では、送信処理を停止する（Ｓ１３）。そして、本実施例の通信装置は、ＳＷ７ａをアンテナ側へ接続し、ＳＷ２９がＭＩＸ２２−１と９０度ＰＳ２７を接続し（Ｓ１４）、全回路を休止状態とする。

以上のように、本実施例では、電源投入時点から通常通信の受信開始までの期間において、既存の受信機能を利用して送信高調波を低減させるための処理を行うことにより、消費電流を削減している。また、受信回路の一部を休止状態にすることにより、さらなる消費電流の削減を実現している。

図４は、通常通信時の動作フローを示す図である。まず、通常の通信が開始され、全回路休止の状態から受信回路２ａの休止状態が解除されると（Ｓ２１）、Ｖｃｏｎｔ５ａは、ＲＢ数情報を取得する（Ｓ２２）。

Ｖｃｏｎｔ５ａにてＲＢ数情報を確認した結果、ＲＢ数が多数（６以上）の場合（Ｓ２３ Ｎｏ）、本実施例の通信装置では、送信回路１の休止状態を解除する（Ｓ２６）。

一方、Ｖｃｏｎｔ５ａにてＲＢ数情報を確認した結果、ＲＢ数が少数（５以下）の場合、本実施例の通信装置では、高調波抽出回路４ａの休止状態を解除する（Ｓ２４）。Ｖｃｏｎｔ５ａでは、メモリ６ａから２倍高調波および３倍高調波を低減するための設定値をすべて読み出し、対応するＤＡＣに設定する（Ｓ２５）。その後、本実施例の通信装置では、送信回路１の休止状態を解除する（Ｓ２６）。

この状態で、本実施例の通信装置では、通常の送信を開始し（Ｓ２７）、送信終了で（Ｓ２８）再度全回路を休止状態とする。

以上のように、本実施例では、ＲＢ数が少数の場合にのみ高調波抽出回路４ａを動作させ、ＲＢ数が多数の場合には高調波抽出回路４ａを休止状態とすることによって、消費電流を削減している。

上述してきたように、本実施例では、電源投入時点から通常通信の受信開始までの期間において、送信高調波を低減させるための設定値を記憶し、通常通信時においては、ＲＢ数が少数の場合にのみ高調波抽出回路４ａを駆動することとした。これにより、ＬＴＥのアップリンクにおいてＳＣ−ＦＤＭＡを使用する場合であっても、実施例１と同様に、消費電力の増大を回避することが可能となる。

また、本実施例では、ＲＢ数が少数の場合にのみ高調波抽出回路４ａを駆動し、ＲＢ数が多数の場合には高調波抽出回路４ａを休止状態とする構成とした。これにより、ＵＭＴＳおよびＬＴＥの双方における無線回路を同一構成とすることができる。すなわち、３ＧＰＰ規格の厳格化に対応できる装置構成となっている。また、ＲＢ数が多数の場合に高調波抽出回路４ａを休止状態にすることで、さらなる消費電力の削減を実現できる。

なお、本実施例では、一例として、２倍高調波および３倍高調波を抽出可能な２系統の回路を設けることとしたが、これに限らず、３系統以上の回路を設けてもよいし、また、任意のｎ倍高調波を抽出可能な構成としてもよい。

また、高調波に周波数特性がある場合は、Ｖｃｏｎｔ５ａにおいてさらにＡＲＦＣＮ情報を得て、チャネルの位置（たとえば、Ｌ／Ｍ／Ｈ ｃｈａｎｎｅｌ）毎に、上記Ｓ５〜Ｓ１２の処理を繰り返し実行することとしてもよい。たとえば、この処理を図３に適用すると、まず、本実施例の通信装置は、２倍高調波を低減するための設定値を記憶する処理を、Ｌ，Ｍ，Ｈの位置で３回繰り返し実行する。その後、本実施例の通信装置は、３倍高調波を低減するための設定値を記憶する処理を、Ｌ，Ｍ，Ｈの位置で３回繰り返し実行し、これらの処理を合計６回繰り返すことになる。

また、本実施例では、消費電力削減効果を最大限に引き出すために、電源投入時点から通常通信の受信開始まで期間において、送信高調波を低減するための設定値を記憶する処理を行うこととしたが、これに限らない。たとえば、予め温度や電源電圧の変動に応じて高調波特性が変化することがわかっている場合には、通常通信時の通信スロットＯＦＦ時の受信回路休止期間において、設定値を補正することとしてもよい。これにより、良好な特性を維持することができる。

また、本実施例では、ＲＢ数が少数の場合を、説明の便宜上、「５以下」としたが、これに限るものでない。たとえば、ＲＢ数の「小数」，「多数」は、使用システムの無線規格（スプリアス規定）に基づいて適宜判断される。

また、実施例２のスイッチ７ａを実施例１の通信装置に適用することとしてもよい。また、実施例１では、受信回路２に代えて、実施例２の受信回路２ａを適用することとしてもよい。

１ 送信回路
２，２ａ 受信回路
３ 共用器（ＤＵＰ）
４，４ａ 高調波抽出回路
５，５ａ 電圧制御回路（Ｖｃｏｎｔ）
６ａ メモリ
７ａ，２９ スイッチ（ＳＷ）
１１ デジタル変調器（ＱＭＯＤ）
１２ パワーアンプ（ＰＡ）
１３ サーキュレータ（ＣＩＲ）
２１ 低雑音増幅器（ＬＮＡ）
２２−１，２２−２ ミキサ（ＭＩＸ）
２３−１，２３−２ 自動利得制御器（ＡＧＣ）
２４−１，２４−２ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
２５−１，２５−２ Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）
２６ シンセサイザ（ＳＹＮ）
２７ ９０度移相器（９０度ＰＳ）
２８ 復調回路
４１，４１−１，４１−２ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
４２，４２−１，４２−２ 移相器（ＰＳ）
４３，４３−１，４３−２ 可変利得増幅器（ＶＧＡ）
４４，４５，４４−１，４４−２，４５−１，４５−２ Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）
４６ａ ハイブリッド

Claims (7)

1. 直交変調器を含む送信部と、
   通信時には外部からの受信信号を復調し、電源投入から通信の受信開始までの無伝送期間においては、局発信号を高調波受信用に切り替えて前記送信部が出力する信号に含まれる高調波の信号レベルを検出する受信部と、
   前記直交変調器が出力する変調信号に含まれる高調波を抽出し、当該高調波を、前記信号レベルが所定のしきい値以下となるように調整する制御部と、
   を有し、
   前記送信部は、前記無伝送期間においては、前記直交変調器が出力する変調信号を増幅した信号と前記制御部が出力する調整中の信号とを合成した信号を前記受信部に出力し、通信時には、前記直交変調器が出力する変調信号を増幅した信号と前記制御部が出力する調整済みの信号とを合成した信号を出力する、
   ことを特徴とする通信装置。
2. 前記制御部は、
   前記信号レベルが前記所定のしきい値以下となるように電圧を制御する電圧制御部と、
   移相器および可変利得制御器を有し、前記電圧制御部からの電圧制御により、前記直交変調器が出力する変調信号から抽出した高調波の位相および利得を調整する高調波抽出調整部と、
   を有し、
   前記電圧制御部は、前記信号レベルが前記所定のしきい値以下となる電圧値に対応する値をメモリに記憶し、通信時には、前記メモリから前記値を読み出し、当該値に基づく電圧制御を行い、
   前記高調波抽出調整部は、前記値に基づく電圧制御により位相および利得が調整された信号を出力する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 通信時において、前記値に基づく電圧制御を行う期間以外は、前記高調波抽出調整部を休止させ、
   前記送信部は、前記高調波抽出調整部が休止状態の場合、前記直交変調器が出力する変調信号を増幅した信号を出力する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
4. アップリンク伝送で使用するリソースブロック数に基づいて、前記メモリから値を読み出すかどうかを判断する、
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の通信装置。
5. 前記受信部は、前記高調波の信号レベルを検出する処理を、共用器のＴＸ−ＲＸ端子を経由して前記送信部から得られる信号を用いて行い、
   前記無伝送期間は、前記共用器のアンテナ端子を終端する、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の通信装置。
6. 前記受信部は、Ｉチャネルの信号またはＱチャネルの信号のいずれか一方を用いて高調波の信号レベルを検出し、レベル検出に使用しない他方のチャネルの回路を休止させる、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の通信装置。
7. 直交変調器を含む送信部と、外部からの受信信号を復調する受信部と、を有する通信装置における送信高調波低減方法であって、
   電源投入から通信の受信開始までの無伝送期間において、
   前記受信部が、局発信号を高調波受信用に切り替えて、前記送信部が出力する信号に含まれる高調波の信号レベルを検出し、
   制御部が、前記直交変調器が出力する変調信号に含まれる高調波を抽出し、当該高調波を、前記信号レベルが所定のしきい値以下となるように調整し、
   前記送信部が、前記直交変調器が出力する変調信号を増幅した信号と前記制御部が出力する調整中の信号とを合成した信号を前記受信部に出力し、
   通信時には、
   前記送信部が、前記直交変調器が出力する変調信号を増幅した信号と前記制御部が出力する調整済みの信号とを合成した信号を出力する、
   ことを特徴とする送信高調波低減方法。

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