JP6269011B2 - 無線装置及び無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線装置及び無線通信システムに関する。

近年、無線通信の高速化に伴って、送信信号の広帯域化や送信信号の周波数帯の集約化が進められている。このような状況の下で、信号品質の劣化を抑えるために、比較的に広い周波数帯で信号を増幅することが可能な増幅器を搭載した基地局装置等の無線装置が知られている。

特開２０１２−１９４９９７号公報

しかしながら、上述した従来の無線装置では、増幅対象となる信号の種別の変化に追従して増幅器を高効率に運用することまでは考慮されていない。

この点について説明する。増幅器で増幅される送信信号の周波数帯と、増幅器の効率との間には、効率‐周波数特性と呼ばれる関係が存在する。増幅器の効率‐周波数特性の最大値と最小値との差は、増幅器で増幅される送信信号の周波数帯が広がるほど、大きくなる。しかしながら、従来の無線装置では、増幅器の効率‐周波数特性が固定されている。このため、従来の無線装置では、増幅対象となる送信信号の種別が変化した場合には、増幅器の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数と、増幅対象となる送信信号の電力分布の最大値に対応する周波数とがずれる。結果として、従来の無線装置では、増幅対象となる送信信号の種別が変化した場合に、増幅器を高効率に運用することが妨げられる恐れがあった。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、増幅対象となる信号の種別の変化に追従して増幅器を高効率に運用することができる無線装置及び無線通信システムを提供することを目的とする。

本願の開示する無線装置は、一つの態様において、検出部と、制御部とを備える。検出部は、増幅器で増幅される信号の周波数帯に対する、前記信号の電力の分布を示す電力分布を検出する。制御部は、前記検出部で検出された電力分布を用いて、前記周波数帯と前記増幅器の効率との関係を示す前記増幅器の特性の最大値に対応する周波数が前記電力分布の最大値に対応する周波数に近付くように、前記増幅器の特性を変動させるパラメータを制御する。

本願の開示する無線装置の一つの態様によれば、増幅対象となる信号の種別の変化に追従して増幅器を高効率に運用することができるという効果を奏する。

図１は、実施例１に係る無線装置による動作の一例を説明する説明図である。 図２は、実施例１に係る無線装置の構成例を示す図である。 図３は、実施例１におけるパラメータ記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。 図４は、実施例１に係る無線装置の処理手順を示すフローチャートである。 図５は、実施例２に係る無線装置の構成例を示す図である。 図６は、実施例２におけるパラメータ記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。 図７は、実施例２に係る無線装置の処理手順を示すフローチャートである。 図８は、実施例３に係る無線装置の構成例を示す図である。 図９は、実施例３におけるパラメータ記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。 図１０は、実施例３に係る無線装置の処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、ドハティ型増幅装置が搭載された無線装置の構成例を示す図である。

以下に、本願の開示する無線装置及び無線通信システムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により開示技術が限定されるものではない。

まず、実施例１に係る無線装置１００による動作の一例を説明する。図１は、実施例１に係る無線装置による動作の一例を説明する説明図である。図１において、横軸は、周波数［Ｈｚ］を示し、左側の縦軸は、送信信号の電力である信号電力［Ｗ］を示し、右側の縦軸は、無線装置に搭載された増幅器の効率である増幅効率［−］を示している。なお、増幅効率は、（増幅器の出力電力）／（増幅器の消費電力）により表される効率である。

実施例１に係る無線装置は、増幅器で増幅される送信信号の周波数帯に対する、送信信号の電力を示す電力分布を検出する。図１の（ａ）の例では、無線装置は、送信信号の周波数帯内の周波数ｆｓにおいて信号電力が最大値となる電力分布５０２を検出する。

続いて、実施例１に係る無線装置は、検出された電力分布を用いて、増幅器の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数が電力分布の最大値に対応する周波数に近付くように、増幅器の効率‐周波数特性を変動させるパラメータを制御する。増幅器の効率‐周波数特性とは、増幅器で増幅される送信信号の周波数帯と、増幅器の効率との対応関係を表す。図１の（ａ）の例では、増幅器の効率‐周波数特性５０４の最大値に対応する周波数ｆａが、電力分布５０２の最大値に対応する周波数ｆｓに一致していない。この場合、無線装置は、図１の（ｂ）に示すように、増幅器の効率‐周波数特性５０４の最大値に対応する周波数ｆａが電力分布５０２の最大値に対応する周波数ｆｓに近付くように、増幅器の効率‐周波数特性５０４を変動させるパラメータを制御する。

このように、実施例１に係る無線装置は、増幅器で増幅される送信信号の周波数帯に対する、送信信号の電力の分布を示す電力分布を用いて、増幅器の効率‐周波数特性を変動させるパラメータを制御する。このため、実施例１によれば、増幅対象となる送信信号の種別が変化した場合でも、増幅器の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数と、増幅対象となる送信信号の電力分布の最大値に対応する周波数とのずれを動的に減少させることができる。結果として、実施例１によれば、増幅対象となる信号の種別の変化に追従して増幅器を高効率に運用することが可能となる。

次に、実施例１に係る無線装置１００の構成例を説明する。図２は、実施例１に係る無線装置の構成例を示す図である。図２に示すように、実施例１に係る無線装置１００は、ＤＰＤ（Digital Pre Distortion）制御回路１０１、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）１０２、ミキサ１０３及び局部発振器１０４を有する。また、無線装置１００は、増幅器１０５、移相器１０６、結合器１０７、ミキサ１０８、局部発振器１０９、ＡＤＣ（Analog Digital Converter）１１０を有する。また、無線装置１００は、制御回路１５０を有する。かかる無線装置１００は、例えば、移動局装置と無線通信する基地局装置等の無線装置に適用される。

ＤＰＤ制御回路１０１は、ベースバンド（ＢＢ（Baseband））信号の同相成分（In-phase）及び直交成分（Quadrature-phase）が送信信号として入力されると、入力された送信信号と、ＡＤＣ１１０からフィードバックされた送信信号との差分を算出する。そして、ＤＰＤ制御回路１０１は、算出した差分に基づいて送信信号を逆補正することで歪補償処理を行い、歪補償処理後の送信信号をＤＡＣ１０２及び制御回路１５０に出力する。

ＤＡＣ１０２は、ＤＰＤ制御回路１０１から入力された送信信号をディジタル‐アナログ変換し、ディジタル‐アナログ変換した送信信号をミキサ１０３に出力する。

ミキサ１０３は、ＤＡＣ１０２から入力された送信信号の周波数を、局部発振器１０４から入力された信号の周波数に基づいて変換し、変換後の送信信号を移相器１０６に出力する。

局部発振器１０４は、例えばＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路であり、所定の周波数の信号を発振し、発振した信号をミキサ１０３に出力する。

移相器１０６は、増幅器１０５の前段に配置され、設定される駆動電圧に応じて増幅器１０５で増幅される送信信号の位相をシフトし、位相のシフト後の送信信号を増幅器１０５に出力する。ここで、移相器１０６に設定される駆動電圧は、制御回路１５０によって動的に制御される。このため、移相器１０６は、動的に制御される駆動電圧に基づいて、増幅器１０５で増幅される送信信号の位相をシフトする。これにより、増幅器１０５の効率‐周波数特性が変動する。すなわち、移相器１０６に設定される駆動電圧は、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータの一例に相当する。

増幅器１０５は、移相器１０６から入力された送信信号を増幅し、増幅した送信信号を結合器１０７を介してアンテナ１１１に出力する。

結合器１０７は、増幅器１０５から入力された送信信号の一部を分岐し、分岐した送信信号をミキサ１０８に出力することで、フィードバックする。

ミキサ１０８は、結合器１０７から入力された送信信号の周波数を、局部発振器１０９から入力された信号の周波数に基づいて変換し、変換後の送信信号をＡＤＣ１１０に出力する。

ＡＤＣ１１０は、ミキサ１０８から入力された送信信号にアナログ‐ディジタル変換し、ディジタル‐アナログ変換した送信信号をＤＰＤ制御回路１０１に出力する。

アンテナ１１１は、結合器１０７を介して増幅器１０５から入力された送信信号を空間に放射する。

制御回路１５０は、増幅器１０５で増幅される送信信号の周波数帯に対する、送信信号の電力の分布を示す電力分布を用いて、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータの一つとして、移相器１０６に設定される駆動電圧を制御する。具体的には、制御回路１５０は、パラメータ記憶部１５１、電力分布検出部１５２及びパラメータ制御部１５３を有する。

なお、パラメータ記憶部１５１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置である。また、電力分布検出部１５２及びパラメータ制御部１５３は、例えば、集積回路又は電子回路である。集積回路は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路である。電子回路は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路である。

パラメータ記憶部１５１は、増幅器１０５で増幅される送信信号の周波数帯に対する、送信信号の電力の分布を示す電力分布のパターンごとに、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータの最適値を記憶する。パラメータ記憶部１５１は、記憶部の一例である。

図３は、実施例１におけるパラメータ記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。図３に示すように、パラメータ記憶部１５１は、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータの一つとして、移相器１０６に設定される駆動電圧の最適値を送信信号の電力分布のパターンごとに記憶する。

例えば、パラメータ記憶部１５１は、電力分布「Ｈ」に対応付けて、駆動電圧の最適値「Ｖ１ｈ」を記憶する。また、パラメータ記憶部１５１は、電力分布「Ｍ」に対応付けて、駆動電圧の最適値「Ｖ１ｍ」を記憶する。また、パラメータ記憶部１５１は、電力分布「Ｌ」に対応付けて、駆動電圧の最適値「Ｖ１ｌ」を記憶する。ここで、電力分布「Ｈ」は、送信信号の電力分布の最大値に対応する周波数ｆｓが送信信号の周波数帯のうち高周波側の周波数帯Ａに存在する電力分布である。電力分布「Ｌ」は、送信信号の電力分布の最大値に対応する周波数ｆｓが送信信号の周波数帯のうち低周波側の周波数帯Ｂに存在する電力分布である。電力分布「Ｍ」は、送信信号の電力分布の最大値に対応する周波数ｆｓが高周波側の周波数帯Ａと低周波側の周波数帯Ｂとの中間に位置する周波数帯Ｃに存在する電力分布である。また、駆動電圧の最適値「Ｖ１ｈ」は、増幅器１０５の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数ｆａを高周波側の周波数帯Ａに移動させるための駆動電圧の値である。駆動電圧の最適値「Ｖ１ｌ」は、増幅器１０５の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数ｆａを低周波側の周波数帯Ｂに移動させるための駆動電圧の値である。駆動電圧の最適値「Ｖ１ｍ」は、増幅器１０５の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数ｆａを高周波側の周波数帯Ａと低周波側の周波数帯Ｂとの中間に位置する周波数帯Ｃに移動させるための駆動電圧の値である。すなわち、パラメータ記憶部１５１は、送信信号の電力分布のパターンごとに、増幅器１０５の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数ｆａを送信信号の電力分布の最大値に対応する周波数ｆｓに近付けるための駆動電圧の値を駆動電圧の最適値として記憶する。

電力分布検出部１５２は、増幅器１０５で増幅される送信信号の周波数帯に対する、送信信号の電力の分布を示す電力分布を検出する。具体的には、電力分布検出部１５２は、ＤＰＤ制御回路１０１から入力された送信信号を解析し、送信信号中の複数の成分の各々の電力と複数の成分の各々の周波数とを抽出することによって、電力分布を検出する。電力分布検出部１５２は、検出部の一例である。

パラメータ制御部１５３は、電力分布検出部１５２で検出された電力分布を用いて、増幅器１０５の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数が電力分布の最大値に対応する周波数に近付くように、増幅器１０５の特性を変動させるパラメータを制御する。具体的には、パラメータ制御部１５３は、増幅器１０５の特性を変動させるパラメータとして、移相器１０６に設定される駆動電圧を制御する。

ここで、パラメータ制御部１５３による駆動電圧制御の詳細を説明する。パラメータ制御部１５３は、電力分布検出部１５２で検出された電力分布を受け付けると、受け付けた電力分布のパターンに対応付けられた駆動電圧の最適値をパラメータ記憶部１５１から取得する。例えば、電力分布のパターンが、図３に示した電力分布「Ｈ」である場合を想定する。この場合、パラメータ制御部１５３は、パラメータ記憶部１５１を参照して電力分布「Ｈ」に対応付けられた駆動電圧の最適値「Ｖ１ｈ」を取得する。そして、パラメータ制御部１５３は、取得した駆動電圧の最適値が移相器１０６に既に設定されているか否かを判定する。パラメータ制御部１５３は、取得した駆動電圧の最適値が移相器１０６に既に設定されている場合には、移相器１０６に既に設定されている駆動電圧を維持する。一方、パラメータ制御部１５３は、取得した駆動電圧の最適値が移相器１０６に未だ設定されていない場合には、取得した駆動電圧の最適値に基づいて、移相器１０６に既に設定されている駆動電圧を変更する。

次に、実施例１に係る無線装置１００の処理手順を説明する。図４は、実施例１に係る無線装置の処理手順を示すフローチャートである。図４に示した処理手順は、所定の周期で繰り返し実行される。

図４に示すように、無線装置１００の電力分布検出部１５２は、増幅器１０５で増幅される送信信号の周波数帯に対する、送信信号の電力の分布を示す電力分布を検出する（ステップＳ１０１）。

パラメータ制御部１５３は、電力分布検出部１５２で検出された電力分布のパターンに対応付けられた駆動電圧の最適値をパラメータ記憶部１５１から取得する（ステップＳ１０２）。

パラメータ制御部１５３は、取得した駆動電圧の最適値が移相器１０６に既に設定されているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。パラメータ制御部１５３は、取得した駆動電圧の最適値が移相器１０６に既に設定されている場合には（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、移相器１０６に既に設定されている駆動電圧を維持し、処理を終了する。

一方、パラメータ制御部１５３は、取得した駆動電圧の最適値が移相器１０６に未だ設定されていない場合には（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、取得した駆動電圧の最適値に基づいて、移相器１０６に既に設定されている駆動電圧を変更する（ステップＳ１０４）。

上述したように、実施例１に係る無線装置１００は、送信信号の電力分布を検出し、検出した電力分布を用いて、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータとして、移相器１０６の駆動電圧を制御する。このため、実施例１によれば、増幅対象となる送信信号の種別が変化した場合でも、増幅器の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数と、増幅対象となる送信信号の電力分布の最大値に対応する周波数とのずれを動的に減少させることができる。結果として、実施例１によれば、増幅対象となる信号の種別の変化に追従して増幅器を高効率に運用することが可能となる。

また、無線装置１００は、増幅対象となる送信信号の電力分布のパターンごとに、移相器１０６の駆動電圧の最適値を記憶するパラメータ記憶部１５１を備え、検出した電力分布のパターンに対応付けられた最適値に基づいて、移相器１０６の駆動電圧を制御する。結果として、実施例１によれば、増幅対象となる信号の種別が多様化した場合でも、増幅対象となる信号の種別の変化に追従して増幅器を高効率に運用することが可能となる。

上記実施例１では、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータとして、移相器１０６の駆動電圧を制御する例を説明した。しかしながら、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータとして、増幅器１０５による送信信号の増幅に用いられるゲート電圧を制御しても良い。そこで、実施例２では、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータとして、増幅器１０５による送信信号の増幅に用いられるゲート電圧を制御する例について説明する。

図５は、実施例２に係る無線装置の構成例を示す図である。図５において、図２と同一の部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。図５に示すように、実施例２に係る無線装置２００は、図２に示した制御回路１５０に代えて、制御回路２５０を有する。また、無線装置２００は、図２に示した移相器１０６を有さない。

ミキサ１０３は、ＤＡＣ１０２から入力された送信信号の周波数を、局部発振器１０４から入力された信号の周波数に基づいて変換し、変換後の送信信号を増幅器１０５に出力する。増幅器１０５は、ミキサ１０３から入力された送信信号を増幅し、増幅した送信信号を結合器１０７を介してアンテナ１１１に出力する。

制御回路２５０は、増幅器１０５で増幅される送信信号の周波数帯に対する、送信信号の電力の分布を示す電力分布を用いて、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータの一つとして、増幅器１０５のゲート電圧を制御する。具体的には、制御回路２５０は、パラメータ記憶部２５１、電力分布検出部２５２及びパラメータ制御部２５３を有する。

パラメータ記憶部２５１は、増幅器１０５で増幅される送信信号の周波数帯に対する、送信信号の電力の分布を示す電力分布のパターンごとに、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータの最適値を記憶する。パラメータ記憶部２５１は、記憶部の一例である。

図６は、実施例２におけるパラメータ記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。図６に示すように、パラメータ記憶部２５１は、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータの一つとして、増幅器１０５のゲート電圧の最適値を送信信号の電力分布のパターンごとに記憶する。

例えば、パラメータ記憶部２５１は、電力分布「Ｈ」に対応付けて、ゲート電圧の最適値「Ｖ２ｈ」を記憶する。また、パラメータ記憶部２５１は、電力分布「Ｍ」に対応付けて、ゲート電圧の最適値「Ｖ２ｍ」を記憶する。また、パラメータ記憶部２５１は、電力分布「Ｌ」に対応付けて、ゲート電圧の最適値「Ｖ２ｌ」を記憶する。ここで、電力分布「Ｈ」は、送信信号の電力分布の最大値に対応する周波数ｆｓが送信信号の周波数帯のうち高周波側の周波数帯Ａに存在する電力分布である。電力分布「Ｌ」は、送信信号の電力分布の最大値に対応する周波数ｆｓが送信信号の周波数帯のうち低周波側の周波数帯Ｂに存在する電力分布である。電力分布「Ｍ」は、送信信号の電力分布の最大値に対応する周波数ｆｓが高周波側の周波数帯Ａと低周波側の周波数帯Ｂとの中間に位置する周波数帯Ｃに存在する電力分布である。また、ゲート電圧の最適値「Ｖ２ｈ」は、増幅器１０５の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数ｆａを高周波側の周波数帯Ａに移動させるためのゲート電圧の値である。ゲート電圧の最適値「Ｖ２ｌ」は、増幅器１０５の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数ｆａを低周波側の周波数帯Ｂに移動させるためのゲート電圧の値である。ゲート電圧の最適値「Ｖ２ｍ」は、増幅器１０５の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数ｆａを高周波側の周波数帯Ａと低周波側の周波数帯Ｂとの中間に位置する周波数帯Ｃに移動させるためのゲート電圧の値である。すなわち、パラメータ記憶部２５１は、送信信号の電力分布のパターンごとに、増幅器１０５の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数ｆａを送信信号の電力分布の最大値に対応する周波数ｆｓに近付けるためのゲート電圧の値を最適値として記憶する。

電力分布検出部２５２は、増幅器１０５で増幅される送信信号の周波数帯に対する、送信信号の電力の分布を示す電力分布を検出する。具体的には、電力分布検出部２５２は、ＤＰＤ制御回路１０１から入力された送信信号を解析し、送信信号中の複数の成分の各々の電力と複数の成分の各々の周波数とを抽出することによって、電力分布を検出する。電力分布検出部２５２は、検出部の一例である。

パラメータ制御部２５３は、電力分布検出部２５２で検出された電力分布を用いて、増幅器１０５の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数が電力分布の最大値に対応する周波数に近付くように効率‐周波数特性を変動させるパラメータを制御する。具体的には、パラメータ制御部２５３は、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータとして、増幅器１０５のゲート電圧を制御する。増幅器１０５のゲート電圧は、増幅器１０５による信号の増幅に用いられる電圧の一例である。

ここで、パラメータ制御部２５３によるゲート電圧制御の詳細を説明する。パラメータ制御部２５３は、電力分布検出部２５２で検出された電力分布を受け付けると、受け付けた電力分布のパターンに対応付けられたゲート電圧の最適値をパラメータ記憶部２５１から取得する。例えば、電力分布のパターンが、図６に示した電力分布「Ｈ」である場合を想定する。この場合、パラメータ制御部２５３は、パラメータ記憶部２５１を参照して電力分布「Ｈ」に対応付けられたゲート電圧の最適値「Ｖ２ｈ」を取得する。そして、パラメータ制御部２５３は、取得したゲート電圧の最適値が増幅器１０５に既に設定されているか否かを判定する。パラメータ制御部２５３は、取得したゲート電圧の最適値が増幅器１０５に既に設定されている場合には、増幅器１０５に既に設定されているゲート電圧を維持する。一方、パラメータ制御部１５３は、取得した駆動電圧の最適値が増幅器１０５に未だ設定されていない場合には、取得した駆動電圧の最適値に基づいて、増幅器１０５に既に設定されているゲート電圧を変更する。

次に、実施例２に係る無線装置２００の処理手順を説明する。図７は、実施例２に係る無線装置の処理手順を示すフローチャートである。図７に示した処理手順は、所定の周期で繰り返し実行される。

図７に示すように、無線装置２００の電力分布検出部２５２は、増幅器１０５で増幅される送信信号の周波数帯に対する、送信信号の電力の分布を示す電力分布を検出する（ステップＳ２０１）。

パラメータ制御部２５３は、電力分布検出部２５２で検出された電力分布のパターンに対応付けられたゲート電圧の最適値をパラメータ記憶部２５１から取得する（ステップＳ２０２）。

パラメータ制御部２５３は、取得したゲート電圧の最適値が増幅器１０５に既に設定されているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。パラメータ制御部２５３は、取得したゲート電圧の最適値が増幅器１０５に既に設定されている場合には（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、増幅器１０５に既に設定されているゲート電圧を維持し、処理を終了する。

一方、パラメータ制御部２５３は、取得したゲート電圧の最適値が増幅器１０５に未だ設定されていない場合には（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、取得したゲート電圧の最適値に基づいて、増幅器１０５に既に設定されているゲート電圧を変更する（ステップＳ２０４）。

上述したように、実施例２に係る無線装置２００は、送信信号の電力分布を検出し、検出した電力分布を用いて、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータとして、増幅器１０５のゲート電圧を制御する。このため、実施例２によれば、増幅対象となる送信信号の種別が変化した場合でも、増幅器の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数と、増幅対象となる送信信号の電力分布の最大値に対応する周波数とのずれを動的に減少させることができる。結果として、実施例２によれば、増幅対象となる信号の種別の変化に追従して増幅器を高効率に運用することが可能となる。しかも、実施例２によれば、移相器を用いることなく増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させることができるので、部品点数を削減しつつ増幅器を高効率に運用することが可能となる。

上記実施例１では、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータとして、移相器１０６の駆動電圧を制御する例を説明した。しかしながら、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータとして、増幅器１０５による送信信号の増幅に用いられるドレイン電圧を制御しても良い。そこで、実施例３では、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータとして、増幅器１０５による送信信号の増幅に用いられるドレイン電圧を制御する例について説明する。

図８は、実施例３に係る無線装置の構成例を示す図である。図８において、図２と同一の部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。図８に示すように、実施例３に係る無線装置３００は、図２に示した制御回路１５０に代えて、制御回路３５０を有する。また、無線装置３００は、図２に示した移相器１０６を有さない。

ミキサ１０３は、ＤＡＣ１０２から入力された送信信号の周波数を、局部発振器１０４から入力された信号の周波数に基づいて変換し、変換後の送信信号を増幅器１０５に出力する。増幅器１０５は、ミキサ１０３から入力された送信信号を増幅し、増幅した送信信号を結合器１０７を介してアンテナ１１１に出力する。

制御回路３５０は、増幅器１０５で増幅される送信信号の周波数帯に対する、送信信号の電力の分布を示す電力分布を用いて、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータの一つとして、増幅器１０５のゲート電圧を制御する。具体的には、制御回路３５０は、パラメータ記憶部３５１、電力分布検出部３５２及びパラメータ制御部３５３を有する。

パラメータ記憶部３５１は、増幅器１０５で増幅される送信信号の周波数帯に対する、送信信号の電力の分布を示す電力分布のパターンごとに、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータの最適値を記憶する。パラメータ記憶部３５１は、記憶部の一例である。

図９は、実施例３におけるパラメータ記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。図９に示すように、パラメータ記憶部３５１は、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータの一つとして、増幅器１０５のドレイン電圧の最適値を送信信号の電力分布のパターンごとに記憶する。

例えば、パラメータ記憶部３５１は、電力分布「Ｈ」に対応付けて、ドレイン電圧の最適値「Ｖ３ｈ」を記憶する。また、パラメータ記憶部３５１は、電力分布「Ｍ」に対応付けて、ドレイン電圧の最適値「Ｖ３ｍ」を記憶する。また、パラメータ記憶部３５１は、電力分布「Ｌ」に対応付けて、ドレイン電圧の最適値「Ｖ３ｌ」を記憶する。ここで、電力分布「Ｈ」は、送信信号の電力分布の最大値に対応する周波数ｆｓが送信信号の周波数帯のうち高周波側の周波数帯Ａに存在する電力分布である。電力分布「Ｌ」は、送信信号の電力分布の最大値に対応する周波数ｆｓが送信信号の周波数帯のうち低周波側の周波数帯Ｂに存在する電力分布である。電力分布「Ｍ」は、送信信号の電力分布の最大値に対応する周波数ｆｓが高周波側の周波数帯Ａと低周波側の周波数帯Ｂとの中間に位置する周波数帯Ｃに存在する電力分布である。また、ドレイン電圧の最適値「Ｖ３ｈ」は、増幅器１０５の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数ｆａを高周波側の周波数帯Ａに移動させるためのドレイン電圧の値である。ドレイン電圧の最適値「Ｖ３ｌ」は、増幅器１０５の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数ｆａを低周波側の周波数帯Ｂに移動させるためのドレイン電圧の値である。ドレイン電圧の最適値「Ｖ３ｍ」は、増幅器１０５の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数ｆａを高周波側の周波数帯Ａと低周波側の周波数帯Ｂとの中間に位置する周波数帯Ｃに移動させるためのドレイン電圧の値である。すなわち、パラメータ記憶部３５１は、送信信号の電力分布のパターンごとに、増幅器１０５の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数ｆａを送信信号の電力分布の最大値に対応する周波数ｆｓに近付けるためのドレイン電圧の値を最適値として記憶する。

電力分布検出部３５２は、増幅器１０５で増幅される送信信号の周波数帯に対する、送信信号の電力の分布を示す電力分布を検出する。具体的には、電力分布検出部３５２は、ＤＰＤ制御回路１０１から入力された送信信号を解析し、送信信号中の複数の成分の各々の電力と複数の成分の各々の周波数とを抽出することによって、電力分布を検出する。電力分布検出部３５２は、検出部の一例である。

パラメータ制御部３５３は、電力分布検出部３５２で検出された電力分布を用いて、増幅器１０５の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数が電力分布の最大値に対応する周波数に近付くように、増幅器１０５の特性を変動させるパラメータを制御する。具体的には、パラメータ制御部３５３は、増幅器１０５の特性を変動させるパラメータとして、増幅器１０５のドレイン電圧を制御する。増幅器１０５のドレイン電圧は、増幅器１０５による信号の増幅に用いられる電圧の一例である。

ここで、パラメータ制御部３５３によるドレイン電圧制御の詳細を説明する。パラメータ制御部３５３は、電力分布検出部３５２で検出された電力分布を受け付けると、受け付けた電力分布のパターンに対応付けられたドレイン電圧の最適値をパラメータ記憶部３５１から取得する。例えば、電力分布のパターンが、図９に示した電力分布「Ｈ」である場合を想定する。この場合、パラメータ制御部１５３は、パラメータ記憶部３５１を参照して電力分布「Ｈ」に対応付けられたドレイン電圧の最適値「Ｖ３ｈ」を取得する。そして、パラメータ制御部３５３は、取得したドレイン電圧の最適値が増幅器１０５に既に設定されているか否かを判定する。パラメータ制御部３５３は、取得したドレイン電圧の最適値が増幅器１０５に既に設定されている場合には、増幅器１０５に既に設定されているドレイン電圧を維持する。一方、パラメータ制御部３５３は、取得した駆動電圧の最適値が増幅器１０５に未だ設定されていない場合には、取得した駆動電圧の最適値に基づいて、増幅器１０５に既に設定されているドレイン電圧を変更する。

次に、実施例３に係る無線装置３００の処理手順を説明する。図１０は、実施例３に係る無線装置の処理手順を示すフローチャートである。図１０に示した処理手順は、所定の周期で繰り返し実行される。

図１０に示すように、無線装置３００の電力分布検出部３５２は、増幅器１０５で増幅される送信信号の周波数帯に対する、送信信号の電力の分布を示す電力分布を検出する（ステップＳ３０１）。

パラメータ制御部３５３は、電力分布検出部３５２で検出された電力分布のパターンに対応付けられたドレイン電圧の最適値をパラメータ記憶部３５１から取得する（ステップＳ３０２）。

パラメータ制御部３５３は、取得したドレイン電圧の最適値が増幅器１０５に既に設定されているか否かを判定する（ステップＳ３０３）。パラメータ制御部３５３は、取得したドレイン電圧の最適値が増幅器１０５に既に設定されている場合には（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、増幅器１０５に既に設定されているドレイン電圧を維持し、処理を終了する。

一方、パラメータ制御部３５３は、取得したドレイン電圧の最適値が増幅器１０５に未だ設定されていない場合には（ステップＳ３０３；Ｎｏ）、取得したドレイン電圧の最適値に基づいて、増幅器１０５に既に設定されているドレイン電圧を変更する（ステップＳ３０４）。

上述したように、実施例３に係る無線装置３００は、送信信号の電力分布を検出し、検出した電力分布を用いて、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータとして、増幅器１０５のドレイン電圧を制御する。このため、実施例３によれば、増幅対象となる送信信号の種別が変化した場合でも、増幅器の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数と、増幅対象となる送信信号の電力分布の最大値に対応する周波数とのずれを動的に減少させることができる。結果として、実施例３によれば、増幅対象となる信号の種別の変化に追従して増幅器を高効率に運用することが可能となる。しかも、実施例３によれば、移相器を用いることなく増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させることができるので、部品点数を削減しつつ増幅器を高効率に運用することが可能となる。

さて、これまで本願の開示する無線装置の実施例について説明したが、上述した実施例以外にも種々の異なる形態にて実施されてもよいものである。そこで、以下では実施例４として他の実施例を説明する。

（１）無線通信システム
上記実施例１〜３では、移動局装置と無線通信する基地局装置等の無線装置に本願の開示する無線装置を適用する場合を説明したが、開示の技術はこれには限られない。例えば、基地局装置と無線通信する移動局装置等の無線装置に本願の開示する無線装置を適用してもよい。要するに、基地局装置と、移動局装置とを有する無線通信システムにおいて、基地局装置及び移動局装置の少なくともいずれか一つに本願の開示する無線装置を適用することが可能である。

（２）パラメータの組合せ
上記実施例１〜３では、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータとして、移相器１０６の駆動電圧、増幅器１０５のゲート電圧及び増幅器１０５のドレイン電圧のいずれか一つを制御する例を説明した。しかしながら、開示の技術はこれには限られない。例えば、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータとして、移相器１０６の駆動電圧、増幅器１０５のゲート電圧及び増幅器１０５のドレイン電圧の少なくともいずれか一つを選択し、選択したパラメータを複合的に制御するようにしても良い。

（３）パラメータの種類
上記実施例１〜３では、増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させるパラメータとして、移相器１０６の駆動電圧、増幅器１０５のゲート電圧及び増幅器１０５のドレイン電圧のいずれか一つを制御する例を説明した。しかしながら、開示の技術はこれには限られない。増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させる他のパラメータが存在する場合には、当該パラメータを制御してもよい。例えば、増幅器１０５の温度が増幅器１０５の効率‐周波数特性を変動させる要因となり得る場合には、増幅器１０５の温度を制御してもよい。

（４）ドハティ型増幅装置
また、本願の開示する無線装置は、増幅器１０５に代えてドハティ型増幅装置が搭載されている場合にも、同様に適用することが可能である。以下、図１１を用いて、ドハティ型増幅装置が搭載された無線装置の構成例を説明する。

図１１は、ドハティ型増幅装置が搭載された無線装置の構成例を示す図である。図１１において、図５と同一の部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１１に示す無線装置４００は、図５に示した増幅器１０５に代えて、ドハティ型増幅装置４５０を有する。ドハティ型増幅装置４５０は、ＣＡ（Carrier Amplifier：キャリア増幅素子）４５２と、ＣＡ４５２と並列に接続されたＰＡ（Peak Amplifier：ピーク増幅素子）４５３と、ＣＡ４５２及びＰＡ４５３に送信信号を分配する分配器４５１とを有する。ＣＡ４５２と、ＰＡ４５３とは、入力電力の増加にともなってＣＡ４５２、ＰＡ４５３の順で動作する。また、ドハティ型増幅装置４５０は、ＰＡ４５３の入力側にλ／４線路４５５が設けられる。このため、ドハティ型増幅装置４５０へ入力された信号は、ＣＡ４５２に対してはそのまま入力され、ＰＡ４５３に対してはλ／４線路４５５を介して入力される。また、ドハティ型増幅装置４５０は、ＣＡ４５２の出力側にインピーダンス変換を行うλ／４線路４５４が設けられる。このため、ＰＡ４５３から出力された信号は結合器１０７へそのまま入力され、ＣＡ４５２から出力された信号はλ／４線路４５４を介して結合器１０７へ入力される。

パラメータ記憶部２５１は、ＣＡ４５２で増幅される送信信号の周波数帯に対する、送信信号の電力の分布を示す電力分布のパターンごとに、ＣＡ４５２のゲート電圧の最適値を記憶する。

また、パラメータ記憶部２５１は、ＰＡ４５３で増幅される送信信号の周波数帯に対する、送信信号の電力の分布を示す電力分布のパターンごとに、ＰＡ４５３のゲート電圧の最適値を記憶する。

パラメータ制御部２５３は、電力分布検出部２５２で検出された電力分布を用いて、ＣＡ４５２の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数が電力分布の最大値に対応する周波数に近付くように、ＣＡ４５２の効率‐周波数特性を変動させるパラメータを制御する。具体的には、パラメータ制御部２５３は、ＣＡ４５２の効率‐周波数特性を変動させるパラメータとしてＣＡ４５２のゲート電圧を制御する。

また、パラメータ制御部２５３は、検出された電力分布を用いて、ＰＡ４５３の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数が電力分布の最大値に対応する周波数に近付くように、ＰＡ４５３の効率‐周波数特性を変動させるパラメータを制御する。具体的には、パラメータ制御部２５３は、ＰＡ４５３の効率‐周波数特性を変動させるパラメータとしてＰＡ４５３のゲート電圧を制御する。

このように、無線装置４００は、送信信号の電力分布を検出し、検出した電力分布を用いて、ドハティ型増幅装置４５０内のＣＡ４５２の効率‐周波数特性を変動させるパラメータとして、ＣＡ４５２のゲート電圧を制御する。さらに、無線装置４００は、検出した電力分布を用いて、ドハティ型増幅装置４５０内のＰＡ４５３の効率‐周波数特性を変動させるパラメータとして、ＰＡ４５３のゲート電圧を制御する。このため、無線装置４００は、増幅対象となる送信信号の種別が変化した場合でも、ＣＡ４５２及びＰＡ４５３の効率‐周波数特性の最大値に対応する周波数と、送信信号の電力分布の最大値に対応する周波数とのずれを動的に減少させることができる。結果として、無線装置４００は、増幅対象となる信号の種別の変化に追従してドハティ型増幅装置を高効率に運用することが可能となる。

１００、２００、３００、４００ 無線装置
１０１ ＤＰＤ制御回路
１０２ ＤＡＣ
１０３ ミキサ
１０４ 局部発振器
１０５ 増幅器
１０６ 移相器
１０７ 結合器
１０８ ミキサ
１０９ 局部発振器
１１０ ＡＤＣ
１１１ アンテナ
１５０、２５０、３５０ 制御回路
１５１、２５１、３５１ パラメータ記憶部
１５２、２５２、３５２ 電力分布検出部
１５３、２５３、３５３ パラメータ制御部
４５０ ドハティ型増幅装置
４５１ 分配器
４５４ λ／４線路
４５５ λ／４線路

Claims (5)

1. 増幅器で増幅される信号の周波数帯に対する、前記信号の電力の分布を示す電力分布を検出する検出部と、
   前記検出部で検出された電力分布を用いて、前記周波数帯と前記増幅器の効率との関係を示す前記増幅器の特性の最大値に対応する周波数が前記電力分布の最大値に対応する周波数に近付くように、前記増幅器の特性を変動させるパラメータを制御する制御部と
   を備えたことを特徴とする無線装置。
2. 前記増幅器の前段に配置され、設定される駆動電圧に応じて前記増幅器で増幅される信号の位相をシフトする移相器をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記パラメータとして、前記移相器に設定される駆動電圧を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
3. 前記制御部は、
   前記パラメータとして、前記増幅器による前記信号の増幅に用いられる電圧を制御する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線装置。
4. 前記電力分布のパターンごとに、前記パラメータの最適値を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記制御部は、前記検出部で検出された電力分布のパターンに対応付けて前記記憶部に記憶された前記パラメータの最適値に基づいて、前記パラメータを制御する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の無線装置。
5. 増幅器で増幅される信号の周波数帯に対する、前記信号の電力の分布を示す電力分布を検出する検出部と、
   前記検出部で検出された電力分布を用いて、前記周波数帯と前記増幅器の効率との関係を示す前記増幅器の特性の最大値に対応する周波数が前記電力分布の最大値に対応する周波数に近付くように、前記増幅器の特性を変動させるパラメータを制御する制御部と
   を備えた無線装置を有することを特徴とする無線通信システム。

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