JP6538585B2 - 変調信号生成装置および無線装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、変調信号生成装置および無線装置に関する。

たとえば中波放送のように、キャリア信号にデータ信号を重畳して変調信号を生成し、生成した変調信号を送信する送信機において、増幅率の異なる増幅器を複数用いて変調信号を生成し、生成した変調信号を送信する送信機が知られている。かかる送信機では、等出力電力増幅器およびバイナリー電力増幅器をオンオフ制御することで変調信号を生成する。

しかしながら、上述の送信機では、バイナリー電力増幅器で入力信号の細かい情報部分を補正するため、バイナリー電力増幅器のオンオフ動作速度が高速になり、かかる高速動作に起因して変調信号の歪みが増加する可能性がある。そのため、かかる歪みを低減するために、次数の高いバンドパスフィルタを用いる必要があり、回路規模が増加する恐れがある。

特開２００７−２５８７６８号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回路規模を低減することができる変調信号生成装置および無線装置を提供することを目的とする。

入力信号を変調して変調信号を生成する変調信号生成装置は、第１増幅器と、第２増幅器と、第１制御部と、第１フィルタと、第２制御部と、第ｐ増幅器（ｐ＝３〜Ｎ、Ｎ：３以上の整数）と、第ｐ−１フィルタと、第ｐ制御部と、合成部と、を備える。第１増幅器は、第１制御信号に基づいて第１増幅信号を生成する。第２増幅器は、前記第１増幅器より増幅率が小さく、第２制御信号に基づいて第２増幅信号を生成する。第１制御部は、前記入力信号に含まれる第１成分信号に基づいて前記第１制御信号を生成する。第１フィルタは、前記入力信号と前記第１成分信号との差分である第１差分信号に含まれる高調波成分を除去し、第１フィルタリング信号を生成する。第２制御部は、前記第１フィルタリング信号に含まれる第２成分信号に基づいて前記第２制御信号を生成する。第ｐ増幅器は、第ｐ−１増幅器より増幅率が小さく、第ｐ制御信号に基づいて第ｐ増幅信号を生成する。第ｐ−１フィルタは、第ｐ−２成分信号と第ｐ−１成分信号との差分である第ｐ−１差分信号に含まれる高調波成分を除去し、第ｐ成分信号を生成する。第ｐ制御部は、前記第ｐ成分信号に基づいて前記第ｐ制御信号を生成する。合成部は、前記第１、第２増幅信号および前記第ｐ増幅信号を合成し前記変調信号を生成する。

第１実施形態にかかる変調信号生成装置を示すブロック図。 第１実施形態にかかる第ｉ制御部を示すブロック図。 第１実施形態にかかる第ｉ制御部の各部を説明する図。 第１実施形態にかかる第１、第２周波数範囲を説明する図。 第１実施形態にかかる変調信号生成装置の構成例を示す図。 第１実施形態にかかる変調信号生成装置の各部が生成する信号の一例を示す図。 第１実施形態にかかる第１〜第Ｎ−１フィルタを備えていない変調信号生成装置の構成例を示す図。 第１実施形態にかかる第１〜第Ｎ−１フィルタを備えていない変調信号生成装置の各部が生成する信号の一例を示す図。 第２実施形態にかかる変調信号生成装置の構成を示す図。 第２実施形態にかかる変調信号生成装置の第１制御部の構成を示す図。 第２実施形態にかかる変調信号生成装置の各部が生成する信号の一例を示す図。 第３実施形態にかかる無線装置を示す図。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる変調信号生成装置及び無線装置の最良な実施形態を詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１を用いて、第１実施形態にかかる変調信号生成装置１０について説明する。図１は、本実施形態にかかる変調信号生成装置１０を示すブロック図である。変調信号生成装置１０は、入力信号Ｓｉｎとキャリア信号Ｓｃａとを重畳して、変調信号である出力信号Ｓｏｕｔを生成する。

＜１．変調信号生成装置１０の構成＞
変調信号生成装置１０は、Ａ／Ｄ変換部１００と、第ｎ制御部２０ｎ（ｎは１からＮまでの自然数、Ｎは２以上の自然数）と、第ｍフィルタ３０ｍ（ｍは１からＮ−１までの自然数）と、キャリア信号生成部４００と、Ｋｎ台の第ｎ増幅器５０１＿１〜５０１＿Ｋｎ（Ｋｎは自然数）と、合成部６００と、バンドパスフィルタ７００とを備える。

＜１．１．Ａ／Ｄ変換部１００＞
図１に示すＡ／Ｄ変換部１００は、入力信号Ｓｉｎを所定ビット数の基準信号Ｓ１００に変換する。入力信号Ｓｉｎは、たとえば振幅変調、周波数変調および位相変調の１つあるいは複数を組み合わせた所定の変調が施された、中心周波数Ｆｃの変調信号である。なお、以下、入力信号Ｓｉｎが変調信号である場合について説明するが、入力信号Ｓｉｎはこれに限られない。入力信号Ｓｉｎは、たとえば音声信号やデータ信号など変調を施されていない信号であってもよい。この場合、変調信号生成装置１０が図示しない変調部を有し、かかる変調部によって基準信号Ｓ１００に対して所定の変調処理を施すようにしてもよい。

＜１．２．第１〜第Ｎ制御部２０１〜２０Ｎ＞
変調信号生成装置１０は、第１〜第Ｎ制御部２０１〜２０Ｎを有する。第１〜第Ｎ制御部２０１〜２０Ｎは、対応する第１〜第Ｎ増幅器５０１〜５０Ｎを制御する第１〜第Ｎ制御信号Ｓ２０１〜Ｓ２０Ｎをそれぞれ生成する。第１〜第Ｎ増幅器５０１〜５０Ｎがそれぞれ複数台ある場合（第１増幅器５０１＿１〜５０１＿Ｋ１、第２増幅器５０２＿１〜５０２＿Ｋ２、・・・、第Ｎ増幅器５０Ｎ＿１〜５０Ｎ＿ＫＮ。Ｋ１、Ｋ２、・・・、ＫＮは自然数。）、第１〜第Ｎ制御部２０１〜２０Ｎは、増幅器それぞれに対応する複数の第１〜第Ｎ制御信号Ｓ２０１＿１〜Ｓ２０Ｎ＿ＫＮを生成する。また、第１〜第Ｎ−１制御部２０１〜２０（Ｎ−１）は、第１〜第Ｎ−１差分信号Ｓｄ１〜Ｓｄ（Ｎ−１）を生成し、第１〜第Ｎ−１フィルタ３０１〜３０（Ｎ−１）にそれぞれ出力する。

＜１．２．１．第ｉ制御部２０ｉ＞
図２および図３を用いて第ｉ制御部２０ｉ（ｉ＝２〜Ｎ−１）の詳細について説明する。図２は、第ｉ制御部２０ｉを示すブロック図である。図３は、第ｉ制御部２０ｉの各部を説明する図である。第ｉ制御部２０ｉは、量子化処理部２ｉ１と、決定部２ｉ２と、制御信号生成部２ｉ３と、差分信号生成部２ｉ４とを有する。

＜１．２．１．１．量子化処理部２ｉ１＞
量子化処理部２ｉ１は、第ｉ−１フィルタリング信号Ｓｆ（ｉ−１）に基づいて第ｉ成分信号Ｓｃｉを生成する。量子化処理部２ｉ１は、第ｉ−１フィルタリング信号Ｓｆ（ｉ−１）の値（図３の第ｉ−１フィルタリング信号Ｓｆ（ｉ−１）の振幅値に相当）をステップ幅ΔＸｉの整数倍値の中でゼロ方向に最も近い値に丸めるゼロ方向丸め処理を行い、第ｉ成分信号Ｓｃｉを生成する。第ｉ成分信号Ｓｃｉは、図３に示すようにステップ幅が「ΔＸｉ」であるステップ状の信号となる。量子化処理部２ｉ１は、生成した第ｉ成分信号Ｓｃｉを決定部２ｉ２および差分信号生成部２ｉ４に出力する。

ここで、ステップ幅ΔＸｉについて説明する。ステップ幅ΔＸｉは、第１〜第Ｎ増幅器５０１＿１〜５０Ｎ＿ＫＮの増幅率Ａ１〜ＡＮに応じて決定される値である。なお、Ａｎは、第ｎ増幅器５０ｎ＿１〜５０ｎ＿Ｋｎそれぞれの増幅率である（ｎは１〜Ｎの自然数）。第ｉ−１フィルタリング信号Ｓｆ（ｉ−１）が−Ｂから＋Ｂまでの値を取り得るとした場合、すなわち図３の第ｉ−１フィルタリング信号Ｓｆ（ｉ−１）の最大振幅値がＢ、最小振幅値が−Ｂである場合、ステップ幅ΔＸｉは、ΔＸｉ＝Ａｉ×Ｂ／（Ａ１×Ｋ１＋Ａ２×Ｋ２＋・・・＋ＡＮ×ＫＮ）で表現される。

＜１．２．１．２．決定部２ｉ２＞
決定部２ｉ２は、第ｉ成分信号Ｓｃｉの振幅値に基づいて合成部６００によって合成する第ｉ増幅信号Ｓ５０ｉ＿１〜Ｓ５０ｉ＿Ｋｉの数、すなわち駆動する第ｉ増幅器５０ｉ＿１〜５０ｉ＿Ｋｉの台数を決定する。図３の例では、決定部２ｉ２は、第ｉ成分信号Ｓｃｉの値に応じて第ｉ増幅器５０ｉ＿１〜５０ｉ＿Ｋｉの駆動台数Ｍｉを「２→１→０→１→２・・・」と変化させる。決定部２ｉ２は、決定した駆動台数Ｍｉを制御信号生成部２ｉ３に出力する。

＜１．２．１．３．制御信号生成部２ｉ３＞
制御信号生成部２ｉ３は、決定部２ｉ２が決定した第ｉ増幅器５０ｉ＿１〜５０ｉ＿Ｋｉの駆動台数Ｍｉに応じて駆動する第ｉ増幅器５０ｉ＿１〜５０ｉ＿Ｋｉを決定する。たとえば制御信号生成部２ｉ３は、第ｉ増幅器５０ｉ＿１から第ｉ増幅器５０ｉ＿Ｋｉまで順にＭｉ台の増幅器を選択する。制御信号生成部２ｉ３は、選択した増幅器を駆動する第ｉ制御信号Ｓ２０ｉ＿１〜Ｓ２０ｉ＿Ｋｉを生成する。

例えば図３に示す例では、駆動台数Ｍｉが「２」の場合、制御信号生成部２ｉ３は、第ｉ増幅器５０ｉ＿１、５０ｉ＿２を駆動する増幅器として選択する。制御信号生成部２ｉ３は、選択した第ｉ増幅器５０ｉ＿１、５０ｉ＿２をオンする第ｉ制御信号Ｓ２０ｉ＿１、Ｓ２０ｉ＿２を生成し、選択しなかった第ｉ増幅器２０ｉ＿３、２０ｉ＿４をオフする第ｉ制御信号Ｓ２０ｉ＿３、Ｓ２０ｉ＿４を生成する。

制御信号生成部２ｉ３は、生成した第ｉ制御信号Ｓ２０ｉ＿１〜Ｓ２０ｉ＿Ｋｉを対応する第ｉ増幅器５０ｉ＿１〜５０ｉ＿Ｋｉに出力する。なお、図３では、第ｉ増幅器５０ｉの台数が「４」、すなわちＫｉ＝４の場合について示しているが、第ｉ増幅器５０ｉ＿１〜５０ｉ＿Ｋｉの台数はこれに限られず、４台より多くても少なくてもよい。

＜１．２．１．４．差分信号生成部２ｉ４＞
差分信号生成部２ｉ４は、第ｉ−１フィルタリング信号Ｓｆ（ｉ−１）と第ｉ成分信号Ｓｃｉとの差分である第ｉ差分信号Ｓｄｉを生成する。具体的には、差分信号生成部２ｉ４は、例えば減算器（図示せず）を有し、第ｉ−１フィルタリング信号Ｓｆ（ｉ−１）から第ｉ成分信号Ｓｃｉを減算することで、量子化処理部２ｉ１による丸め処理によって発生した誤差を表す第ｉ差分信号Ｓｄｉを生成する。差分信号生成部２ｉ４は、生成した第ｉ差分信号Ｓｄｉを第ｉフィルタ３０ｉに出力する。

なお、ｉ＝１である場合、すなわち第１制御部２０１は、量子化処理部２１１に入力される信号が入力信号ＳｉｎをＡ／Ｄ変換した基準信号Ｓ１００である点を除き、図２および図３に示す第ｉ制御部２０ｉの構成および動作と同じであるため説明を省略する。また、ｉ＝Ｎである場合、すなわち第Ｎ制御部２０Ｎが、差分信号生成部２Ｎ４を備えていない点を除き、図２および図３に示す第ｉ制御部２０ｉの構成および動作と同じであるため説明を省略する。

なお、ここでは、第ｉ制御部２０ｉが、量子化処理部２ｉ１と、決定部２ｉ２と、制御信号生成部２ｉ３と、差分信号生成部２ｉ４とを有する場合について説明したが、これに限られない。

第ｉ制御部２０ｉが出力する第ｉ制御信号Ｓ２０ｉ＿１〜Ｓ２０ｉ＿Ｋｉおよび第ｉ差分信号Ｓｄｉは、第ｉ制御部２０ｉに入力される第ｉ−１フィルタリング信号Ｓｆ（ｉ−１）によって一意に定まる。したがって、たとえば第ｉ制御部２０ｉに入力される第ｉ−１フィルタリング信号Ｓｆ（ｉ−１）の全パターンに対応する出力信号（第ｉ制御信号Ｓ２０ｉ＿１〜Ｓ２０ｉ＿Ｋｉおよび第ｉ差分信号Ｓｄｉ）を格納したメモリやエンコーダで第ｉ制御部２０ｉを構成してもよい。

また、量子化処理部２ｉ１で用いられるステップ幅がΔＸｉ＝２^Ｌ（Ｌは任意の自然数）の関係を満たし、第ｉ−１フィルタリング信号Ｓｆ（ｉ−１）と第ｉ差分信号Ｓｄｉが絶対値表記（最上位ビットが符号を表し、それ以下のビットは０からの距離を表すデジタル信号の表現法）で表される場合、量子化処理部２ｉ１、決定部２ｉ２および差分信号生成部２ｉ４の処理を簡略化することができる。

たとえば、第ｉ−１フィルタリング信号Ｓｆ（ｉ−１）をＰビットの絶対値表記で表現した場合、量子化処理部２ｉ１は、第ｉ−１フィルタリング信号Ｓｆ（ｉ−１）の下位Ｌビットを切り捨てる（下位Ｌビットをすべて０に上書きする）ことで第ｉ成分信号Ｓｃｉを生成することができる。また、決定部２ｉ２は第ｉ成分信号Ｓｃｉの最上位ビット（符号ビット）を除く上位Ｐ−Ｌ−１ビットを抽出することで、駆動させる第ｉ増幅器５０ｉ＿１〜５０ｉ＿Ｋｉの駆動台数Ｍｉを決定できる。また、差分信号生成部２ｉ４は、第ｉ−１フィルタリング信号Ｓｆ（ｉ−１）の最上位ビットと下位Ｌビットを合わせたＬ＋１ビットを抽出することで、第ｉ差分信号Ｓｄｉを生成することができる。

上述した第１〜第Ｎ制御部２０１〜２０Ｎでは、基準信号Ｓ１００または第１〜第Ｎ−１フィルタリング信号Ｓｆ１〜Ｓｆ（Ｎ−１）が入力されてから、第１〜第Ｎ制御信号Ｓ２０１＿１〜Ｓ２０Ｎ＿ＫＮおよび第１〜第Ｎ−１差分信号Ｓｄ１〜Ｓｄ（Ｎ−１）が出力されるまで、所定の処理遅延が発生する。また、第１〜第Ｎ−１フィルタ３０１〜３０（Ｎ−１）にも所定の処理遅延が発生する。

ここで、第ｉ制御部２０ｉの処理遅延のサンプル数をＬｉとし、第ｉフィルタ３０ｉの処理遅延のサンプル数をＬＦｉとする。このとき、第ｉ制御部２０ｉは、第１〜第Ｎ制御信号Ｓ２０１＿１〜Ｓ２０Ｎ＿ＫＮを同期させるために、第ｉ制御信号Ｓ２０ｉ＿１〜Ｓ２０ｉ＿ＫｉをＬＳｉ＝Ｌ（ｉ＋１）＋Ｌ（ｉ＋２）…＋Ｌ（Ｎ）＋ＬＦ（ｉ−１）＋ＬＦｉ…＋ＬＦ（Ｎ−１）だけ遅延させて出力することが望ましい。なお、以下では説明を簡単にするために、かかる処理遅延は発生しないものとして説明する。

＜１．３．第１〜第Ｎ−１フィルタ３０１〜３０（Ｎ−１）＞
図１に示すように、変調信号生成装置１０は、第１〜第Ｎ−１フィルタ３０１〜３０（Ｎ−１）を有する。第１〜第Ｎ−１フィルタ３０１〜３０（Ｎ−１）は、第１〜第Ｎ−１差分信号Ｓｄ１〜Ｓｄ（Ｎ−１）に含まれる高調波成分を除去し、第１〜第Ｎ−１フィルタリング信号Ｓｆ１〜Ｓｆ（Ｎ−１）を生成する。

ここで、たとえば入力信号Ｓｉｎや第１成分信号Ｓｃ１が第１周波数範囲ＦＷ１の信号であるとすると、第１〜第Ｎ−１フィルタ３０１〜３０（Ｎ−１）は、第１〜第Ｎ−１差分信号Ｓｄ１〜Ｓｄ（Ｎ−１）を、第１周波数範囲ＦＷ１より狭い第２周波数範囲ＦＷ２に制限して、第１〜第Ｎ−１フィルタリング信号Ｓｆ１〜Ｓｆ（Ｎ−１）を生成する。図４に示すように、第１周波数範囲ＦＷ１は、たとえば合成部６００が生成する合成信号Ｓ６００の周波数範囲を含む範囲である。また、第２周波数範囲ＦＷ２は、たとえば入力信号Ｓｉｎを送信する場合の送信キャリア周波数ｆｃａを含む所定の範囲であり、バンドパスフィルタ７００の周波数特性ＦＢのうち通過帯域を含む範囲である。

このように、第１〜第Ｎ−１フィルタ３０１〜３０（Ｎ−１）は、第２周波数範囲ＦＷ２の第１〜第Ｎ−１フィルタリング信号Ｓｆ１〜Ｓｆ（Ｎ−１）を生成する。第２〜第Ｎ制御部２０２〜２０Ｎは、かかる第１〜第Ｎ−１フィルタリング信号Ｓｆ１〜Ｓｆ（Ｎ−１）に含まれる第２〜第Ｎ成分信号Ｓｃ２〜ＳｃＮに基づいて、第２〜第Ｎ制御信号Ｓ２０２＿１〜２０Ｎ＿ＫＮを生成する。そのため、第２〜第Ｎ増幅器５０２＿１〜５０Ｎ＿ＫＮは、第２周波数範囲ＦＷ２の第２〜第Ｎ成分信号Ｓｃ２〜ＳｃＮに基づいて駆動する。これにより、第２〜第Ｎ増幅器５０２＿１〜５０Ｎ＿ＫＮは、後段のバンドパスフィルタ７００で通過する帯域の信号を増幅することになり、変調信号Ｓｏｕｔを高精度に生成することができる。なお、図４は、第１、第２周波数範囲ＦＷ１、ＦＷ２を説明する図である。

また、第ｍ＋１フィルタ３０（ｍ＋１）は、第ｍフィルタ３０ｍのカットオフ周波数より高いカットオフ周波数を有することが望ましい。カットオフ周波数が高いほどフィルタの回路規模が小さくなるとともに、フィルタリング信号に高周波の信号が含まれる。第ｍ＋１フィルタ３０（ｍ＋１）のカットオフ周波数を、第ｍフィルタ３０ｍのカットオフ周波数より高くすると、第ｍ＋１フィルタリング信号Ｓｆ（ｍ＋１）は、第ｍフィルタリング信号Ｓｆｍより高周波成分を含むことになる。すなわち、第ｍ＋１フィルタリング信号Ｓｆ（ｍ＋１）に含まれる第ｍ＋１成分信号Ｓｆ（ｍ＋１）は、第ｍフィルタリング信号Ｓｆｍに含まれる第ｍ成分信号Ｓｆｍより高周波成分を含むことになる。

ここで、高周波成分を含む成分信号に基づいて増幅器を駆動させると、増幅器は高速に動作する。増幅器は、増幅率が小さいほど高速に動作することができる。そこで、増幅率が小さい第ｍ＋１増幅器５０（ｍ＋１）を増幅率が大きい第ｍ増幅器５０ｍより高速に駆動するように、第ｍ＋１制御信号Ｓ２０（ｍ＋１）＿１〜Ｓ２０（ｍ＋１）＿Ｋ（ｍ＋１）を、第ｍフィルタリング信号Ｓｆｍより高周波成分が含まれる第ｍ＋１フィルタリング信号Ｓｆ（ｍ＋１）に基づいて生成する。これにより、第１〜第Ｎ−１フィルタ３０１〜３０（Ｎ−１）の回路規模を削減することができる。なお、ここでは、第ｍ＋１増幅器５０（ｍ＋１）が第ｍ増幅器５０ｍより増幅率が小さい、すなわち第１増幅器５０１、第２増幅器５０２、・・・、第Ｎ増幅器５０Ｎの順に増幅率が小さくなっていくものとする。

＜１．４．キャリア信号生成部４００＞
キャリア信号生成部４００は、キャリア信号Ｓｃａを生成する。キャリア信号Ｓｃａは、入力信号Ｓｉｎあるいは基準信号Ｓ１００の符号（極性）に応じて値が変化する信号である。キャリア信号Ｓｃａは、第１〜第Ｎ増幅器５０１＿１〜５０Ｎ＿ＫＮが出力する第１〜第Ｎ増幅信号Ｓ５０１＿１〜Ｓ５０Ｎ＿ＫＮの極性を切り替えるために用いられる。たとえば、キャリア信号生成部４００は、基準信号Ｓ１００が正の場合に「＋１」、負の場合に「−１」のキャリア信号Ｓｃａを生成する。このように、キャリア信号生成部４００は、基準信号Ｓ１００の極性情報として「＋１」、「−１」の２値のキャリア信号Ｓｃａを生成する。キャリア信号生成部４００は、生成したキャリア信号Ｓｃａを第１〜第Ｎ増幅器５０１＿１〜５０Ｎ＿ＫＮに出力する。

なお、ここでは、キャリア信号Ｓｃａを「＋１」、「−１」の２値の信号としたがこれに限られない。第１〜第Ｎ増幅器５０１＿１〜５０Ｎ＿ＫＮのインターフェースに合わせた適切なフォーマットにしたがってキャリア信号Ｓｃａを生成することができる。また、キャリア信号Ｓｃａは、入力信号Ｓｉｎと同様、変調信号生成装置１０の外部から入力されてもよく、その場合、キャリア信号生成部４００を省略することができる。

＜１．５．第１〜第Ｎ増幅器５０１＿１〜５０Ｎ＿ＫＮ＞
変調信号生成装置１０は、増幅率Ａ１の第１増幅器５０１＿１〜５０１＿Ｋ１、増幅率Ａ２の第２増幅器５０２＿１〜５０２＿Ｋ２、・・・、増幅率ＡＮの第Ｎ増幅器５０Ｎ＿１〜５０Ｎ＿ＫＮを有する（Ａ１＞Ａ２＞・・・＞ＡＮ）。ここでは、第１〜第Ｎ増幅器５０１＿１〜５０Ｎ＿ＫＮの増幅率Ａ１〜ＡＮが、Ａ１＝Ａ、Ａ２＝（１／２）^１Ａ、Ａ３＝（１／２）^２Ａ、…、ＡＮ＝（１／２）^Ｎ−１Ａを満たすものとする。なお、Ａは正の実数値である。

第１増幅器５０１＿１〜５０１＿Ｋ１には、対応する第１制御信号Ｓ２０１＿１〜Ｓ２０１＿Ｋ１およびキャリア信号Ｓｃａがそれぞれ入力される。第１増幅器５０１＿１〜５０１＿Ｋ１は、駆動する旨の第１制御信号Ｓ２０１＿１〜Ｓ２０１＿Ｋ１が入力されると、キャリア信号Ｓｃａの極性に応じて正極性または負極性の第１増幅信号Ｓ５０１＿１〜Ｓ５０１＿Ｋ１を出力する。なお、Ｋ１≧２、すなわち第１増幅器５０１＿１〜５０１＿Ｋ１が複数台ある場合、第１増幅器５０１＿１〜５０１＿Ｋ１は互いに並列に接続されるものとする。また、第２〜第Ｎ増幅器５０２＿１〜５０Ｎ＿ＫＮは、第１増幅器５０１＿１〜５０１＿Ｋ１と同じ構成であるため説明を省略する。

＜１．６．合成部６００＞
図１に示す合成部６００は、第１〜第Ｎ増幅器５０１＿１〜５０Ｎ＿ＫＮがそれぞれ出力する第１〜第Ｎ増幅信号Ｓ５０１＿１〜Ｓ５０Ｎ＿ＫＮを合成し、合成信号Ｓ６００を生成する。合成部６００は、生成した合成信号Ｓ６００をバンドパスフィルタ７００に出力する。

なお、例えば合成部６００において第１〜第Ｎ増幅信号Ｓ５０１＿１〜Ｓ５０Ｎ＿ＫＮをそれぞれＡ１：Ａ２：…：ＡＫの比率で重み付けして加算することで合成信号Ｓ６００を生成するようにしてもよい。この場合、第１〜第Ｎ増幅器５０１＿１〜５０Ｎ＿ＫＮの増幅率Ａ１〜ＡＮを同一（Ａ１＝Ａ２＝・・・＝ＡＮ）とすることができる。

＜１．７．バンドパスフィルタ７００＞
バンドパスフィルタ７００は、合成部６００が生成した合成信号Ｓ６００を所定の通過帯域で制限し、不要な歪み成分を除去するアナログフィルタである。バンドパスフィルタ７００は、変調信号Ｓｏｕｔを生成する。

＜２．変調信号生成装置１０の動作＞
次に、図５および図６を用いて本実施形態にかかる変調信号生成装置１０の動作を説明する。図５は、変調信号生成装置１０の構成例を示す図である。図６は、変調信号生成装置１０の各部が生成する信号の一例を示す図である。ここでは、図５に示すように、説明を簡略化するため、Ｎ＝３、Ｋ１＝４、Ｋ２＝Ｋ３＝１、すなわち第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４が４台、第２、第３増幅器５０２＿１、５０３＿１がそれぞれ１台であるとする。また第２増幅器５０２＿１の増幅率Ａ２が第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４の増幅率Ａ１の２分の１、第３増幅器５０３＿１の増幅率Ａ３が第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４の増幅率Ａ１の４分の１であるとする（Ａ１＝２Ａ２＝４Ａ３）。

入力信号Ｓｉｎは、Ａ／Ｄ変換部１００に入力され、基準信号Ｓ１００に変換される。ここでは、基準信号Ｓ１００は、図５に示すように単一周波数で最大振幅値が一定の信号であるものとする。基準信号Ｓ１００は、第１制御部２０１に入力される。

第１制御部２０１の量子化処理部２１１によって基準信号Ｓ１００から第１成分信号Ｓｃ１が生成される。なお、ここで生成される第１成分信号Ｓｃ１は、図３に示す第ｉ成分信号Ｓｃｉと同じ波形であるため、図示を省略する。すなわち、第１制御部２０１の各部が生成する信号は、図３においてｉ＝１とした場合と同じであるため、第１制御部２０１の各部の動作については、図３を用いて説明する。

図３に示すように、第１制御部２０１の決定部２１２は、第１成分信号Ｓｃ１に基づいて駆動する第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４の台数を決定する。ここでは、決定部２１２は、第１成分信号Ｓｃ１の値に応じて第１増幅器５０１＿１〜５０１＿Ｋ１の駆動台数Ｍ１を「２→１→０→１→２・・・」と変化させる。

制御信号生成部２１３は、決定部２１２が決定した台数の第１増幅器が駆動するように第１制御信号Ｓ２０１＿１〜Ｓ２０１＿４を生成する。制御信号生成部２１３は、第１増幅器５０１＿１〜５０１＿Ｋ１の駆動台数Ｍ１の変化「２→１→０→１→２・・・」に応じて第１制御信号Ｓ２０１＿１〜Ｓ２０１＿４を生成する。たとえば、制御信号生成部２１３は、駆動台数Ｍ１が「１」の場合、「１」の第１制御信号Ｓ２０１＿１を生成する。また、制御信号生成部２１３は、駆動台数Ｍ１が「１」の場合に「０」の第１制御信号Ｓ２０１＿２〜Ｓ２０１＿４を生成することで、第１増幅器５０１＿２〜５０１＿４が駆動しないように制御する。

第１制御信号Ｓ２０１＿１〜Ｓ２０１＿４は、それぞれ対応する第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４に入力される。また、第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４にはキャリア信号Ｓｃａが入力される。ここでは、キャリア信号Ｓｃａは、図６に示すように、入力信号Ｓｉｎの極性に応じて「１」と「−１」を繰り返す信号である。

第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４は、第１制御信号Ｓ２０１＿１〜Ｓ２０１＿４が「１」の場合、キャリア信号ＳｃａをＡ１倍して第１増幅信号Ｓ５０１＿１〜Ｓ５０１＿４を生成する。また、第１制御信号Ｓ２０１＿１〜Ｓ２０１＿４が「０」の場合、第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４は駆動しない、すなわち「０」の第１増幅信号Ｓ５０１＿１〜Ｓ５０１＿４を生成する。ここでは、第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４は、図６に示すように第１制御信号Ｓ２０１＿１〜Ｓ２０１＿４およびキャリア信号Ｓｃａの極性にあわせて正極性の「Ａ１」、負極性の「−Ａ１」、あるいは「０」の第１増幅信号Ｓ５０１＿１〜Ｓ５０１＿４を生成する。

また、図５の第１制御部２０１は、基準信号Ｓ１００と第１成分信号Ｓｃ１との差分である第１差分信号Ｓｄ１を生成する。第１差分信号Ｓｄ１は、図６に示すように、高調波成分を含む信号となり急峻な波形変動が生じる。

第１差分信号Ｓｄ１は、第１フィルタ３０１によってかかる高調波が除去されることで、波形変動が緩やかな第１フィルタリング信号Ｓｆ１に変換され、第２制御部２０２に入力される。第２制御部２０２の量子化処理部２２１によって、第１フィルタリング信号Ｓｆ１から第２成分信号Ｓｃ２が生成される。ここでは、区間Ｔ０２でΔＸ２、それ以外の区間でゼロとなる第２成分信号Ｓｃ２が生成される。

第２制御部２０２の決定部２２２は、第２成分信号Ｓｃ２に基づいて駆動する第２増幅器５０２＿１の台数を決定する。ここでは、第２増幅器５０２＿１は１台であるため、決定部２２２は、第２増幅器５０２＿１を駆動するか否かを決定する。具体的に決定部２２２は、区間Ｔ０２で第２増幅器５０２＿１を駆動し、それ以外の区間で駆動しないと決定する。

第２制御部２０２の制御信号生成部２２３は、決定部２２２が決定した区間Ｔ０２で第２増幅器５０２＿１が駆動するように第２制御信号Ｓ２０２＿１を生成する。たとえば、制御信号生成部２２３は、区間Ｔ０２で「１」、それ以外の区間で「０」の第２制御信号Ｓ２０２＿１を生成する。

第２制御信号Ｓ２０２＿１は、第２増幅器５０２＿１に入力される。また、第２増幅器５０２＿１にはキャリア信号Ｓｃａが入力される。第２増幅器５０２＿１は、第２制御信号Ｓ２０２＿１が「１」の場合、キャリア信号ＳｃａをＡ２＝Ａ１／２倍して第２増幅信号Ｓ５０２＿１を生成する。また、第２制御信号Ｓ２０２＿１が「０」の場合、第２増幅器５０２＿１は駆動しない、すなわち「０」の第２増幅信号Ｓ５０２＿１を生成する。ここでは、第２増幅器５０２＿１は、図６に示すように区間Ｔ０２でキャリア信号Ｓｃａの極性にあわせて正極性の「Ａ２＝Ａ１／２」あるいは負極性の「−Ａ２＝−Ａ１／２」、それ以外の区間で「０」の第２増幅信号Ｓ５０２＿１を生成する。

続いて、図５の第２制御部２０２は、第１フィルタリング信号Ｓｆ１と第２成分信号Ｓｃ２の差分である第２差分信号Ｓｄ２を生成する。第２差分信号Ｓｄ２は、図６に示すように、高調波成分を含む信号となり急峻な波形変動が生じる。

第２差分信号Ｓｄ２は、第２フィルタ３０２によって高調波が除去されることで、波形変動が緩やかな第２フィルタリング信号Ｓｆ２に変換され、第３制御部２０３に入力される。第３制御部２０３の量子化処理部２３１によって、第２フィルタリング信号Ｓｆ２から第３成分信号Ｓｃ３が生成される。ここでは、区間Ｔ０３でΔＸ３、それ以外の区間でゼロとなる第３成分信号Ｓｃ３が生成される。

第３制御部２０３の決定部２３２は、第３成分信号Ｓｃ３に基づいて駆動する第３増幅器５０３＿１の台数を決定する。ここでは、第３増幅器５０３＿１は１台であるため、決定部２３２は、第３増幅器５０３＿１を駆動するか否かを決定する。具体的に決定部２３２は、区間Ｔ０３で第３増幅器５０３＿１を駆動し、それ以外の区間で駆動しないと決定する。

第３制御部２０３の制御信号生成部２３３は、決定部２３２が決定した区間Ｔ０３で第３増幅器５０３＿１が駆動するように第３制御信号Ｓ２０３＿１を生成する。たとえば、制御信号生成部２３３は、区間Ｔ０３で「１」、それ以外の区間で「０」の第３制御信号Ｓ２０３＿１を生成する。

第３制御信号Ｓ２０３＿１は、第３増幅器５０３＿１に入力される。また、第３増幅器５０３＿１にはキャリア信号Ｓｃａが入力される。第３増幅器５０３＿１は、第３制御信号Ｓ２０３＿１が「１」の場合、キャリア信号ＳｃａをＡ３＝Ａ１／４倍して第３増幅信号Ｓ５０３＿１を生成する。また、第３制御信号Ｓ２０３＿１が「０」の場合、第３増幅器５０３＿１は駆動しない、すなわち「０」の第３増幅信号Ｓ５０３＿１を生成する。ここでは、第３増幅器５０３＿１は、図６に示すように区間Ｔ０３でキャリア信号Ｓｃａの極性にあわせて正極性の「Ａ３＝Ａ１／４」あるいは負極性の「−Ａ３＝−Ａ１／４」、それ以外の区間で「０」の第３増幅信号Ｓ５０３＿１を生成する。

第１増幅信号Ｓ５０１＿１〜Ｓ５０１＿４、第２増幅信号Ｓ５０２＿１および第３増幅信号Ｓ５０３＿１は、合成部６００で合成され、合成信号Ｓ６００に変換される。合成信号Ｓ６００は、バンドパスフィルタ７００で所定の帯域に制限され、変調信号Ｓｏｕｔに変換される。

次に、図７および図８を用いて本実施形態にかかる変調信号生成装置１０の動作を、仮に第１〜第Ｎ−１フィルタ３０１〜３０（Ｎ−１）を備えていない変調信号生成装置１１の動作と比較して説明する。図７は、第１〜第Ｎ−１フィルタ３０１〜３０（Ｎ−１）を備えていない変調信号生成装置１１の構成例を示す図である。図８は、第１〜第Ｎ−１フィルタ３０１〜３０（Ｎ−１）を備えていない変調信号生成装置１１の各部が生成する信号の一例を示す図である。第１〜第Ｎ−１フィルタ３０１〜３０（Ｎ−１）および第２、第３制御部２０２、２０３を備えていない点を除き、変調信号生成装置１１の構成および動作は変調信号生成装置１０と同じであるため、同一構成要素および信号には同一符号を付し説明を省略する。

また、図７に示す変調信号生成装置１１の第１制御部２０１＿１では、ステップ幅がΔＸｎ＝２^Ｌの関係を満たし、第１差分信号Ｓｄ１がいわゆる絶対値表記で表されるものとする。

ここで、上述したように、第１制御部２０１＿１が生成する第１差分信号Ｓｄ１は、図８に示すように、高調波成分を含み、急峻な波形変動が生じる信号となる。図７に示す変調信号生成装置１１は第１フィルタ３０１を備えていないため、第１制御部２０１は、第１差分信号Ｓｄ１の最下位ビットから数えてＬビット目の１ビット信号を第２制御信号Ｓ２０２＿１とする。したがって、第１制御部２０１＿１は、第１差分信号Ｓｄ１の急峻な波形変動に応じて第２制御信号Ｓ２０２＿１を生成する。そのため、第２制御信号Ｓ２０２＿１は、図８に示すように「０」と「１」とを頻繁に繰り返す信号となる。

第２制御信号Ｓ２０２＿１は、第２増幅器５０２＿１に入力される。第２増幅器５０２＿１は、第２制御信号Ｓ２０２＿１に基づいて第２制御信号Ｓ２０２＿１を生成する。第２増幅器５０２＿１は、図８に示すように「Ａ２＝Ａ１／２」、「−Ａ２＝−Ａ１／２」および「０」を頻繁に繰り返す第２制御信号Ｓ２０２＿１を生成する。

続いて、第１制御部２０１＿１は、第１差分信号Ｓｄ１の最下位ビットから数えてＬ−１ビット目の１ビット信号を第３制御信号Ｓ２０３＿１とする。そのため、第１制御部２０１＿１は、図８に示すように、第１制御部２０１＿１は、「０」と「１」とを頻繁に繰り返す第３制御信号Ｓ２０３＿１を生成する。

第３制御信号Ｓ２０３＿１は、第３増幅器５０３＿１に入力される。第３増幅器５０３＿１は、第３制御信号Ｓ２０３＿１に基づいて第３制御信号Ｓ２０３＿１を生成する。第３増幅器５０３＿１は、図８に示すように「Ａ３＝Ａ１／４」、「−Ａ３＝−Ａ１／４」および「０」を頻繁に繰り返す第３制御信号Ｓ２０３＿１を生成する。

合成部６００は、第１〜第３増幅信号Ｓ５０１＿１〜Ｓ５０３＿１を合成し、合成信号Ｓ６００を生成する。また、バンドパスフィルタ７０１は、合成信号Ｓ６００を所定の帯域で制限し変調信号Ｓｏｕｔを生成する。

このように、図７に示す変調信号生成装置１１では、急峻に波形が変動し高調波成分を含む第１差分信号Ｓｄ１のビットを直接制御信号として第２、第３増幅器５０２＿１、５０３＿１を駆動させるため、図８に示すように第２、第３増幅信号Ｓ５０２＿１、Ｓ５０３＿１が頻繁に「０」「１」を繰り返すことになる。したがって、第２、第３増幅器５０２＿１、５０３＿１が高速にオンオフを繰り返すことになり、第２、第３増幅器５０２＿１、５０３＿１のスイッチング周波数が高くなる。

第２、第３増幅器５０２＿１、５０３＿１のスイッチング周波数が高くなると、高速なスイッチング動作に起因して第２、第３増幅信号Ｓ５０２＿１、Ｓ５０３＿１の歪みが大きくなる可能性がある。バンドパスフィルタ７００は一般的にアナログ回路で構成される。しかしながら、アナログ回路のバンドパスフィルタ７０１では周波数領域で急峻な抑圧特性を得ることが難しく、通過帯域近傍（つまり、変調信号Ｓｏｕｔの中心周波数Ｆｃ近傍）の歪みを十分に除去できない可能性がある。あるいは、通過帯域近傍の歪みを抑圧するために、次数の高い高性能なバンドパスフィルタ７０１を用いる必要があり、装置の回路規模やコストが増加する可能性がある。

一方、本実施形態にかかる変調信号生成装置１０では、第１、第２差分信号Ｓｄ１、Ｓｄ２の高調波成分を第１、第２フィルタ３０１、３０２で除去することによって、波形変動が緩やかな第１、第２フィルタリング信号Ｓｆ１、Ｓｆ２を生成する。これにより、図６に示すように、第２、第３増幅信号Ｓ５０２＿１、Ｓ５０３＿１が図８に示す場合に比べて長い周期で「０」「１」を繰り返すことになる。そのため、第２、第３増幅器５０２＿１、５０３＿１のスイッチング周波数を低く抑えることができる。

これにより、本実施形態にかかる変調信号生成装置１０は、スイッチング動作に起因する第２、第３増幅信号Ｓ５０２＿１、Ｓ５０３＿１の歪みを低減することができる。また、次数の低いバンドパスフィルタ７００を用いることができ、装置の回路規模やコストの増加を抑制することができる。

なお、ここで、第１〜第Ｎ−１フィルタ３０１〜３０（Ｎ−１）のカットオフ周波数Ｆ１〜Ｆ（Ｎ−１）とバンドパスフィルタ７００のカットオフ周波数Ｆｂとの関係について説明する。

バンドパスフィルタ７００のカットオフ周波数をＦｂとする。ただし、カットオフ周波数Ｆｂは、入力信号Ｓｉｎの中心周波数Ｆｃより大きい（Ｆｂ＞Ｆｃ）ものとする。この場合、バンドパスフィルタ７００で除去できない不要波、すなわち周波数Ｆｂ以下の不要波には、振幅分解能が不足することに起因する誤差成分と、スイッチング動作に起因する歪み成分が含まれる。

振幅分解能が不足することに起因する誤差成分は、増幅率の小さい第ｋ増幅器５０ｋ＿１〜５０ｋ＿Ｋｋ（ｋ＝２〜Ｎ）を用いることで低減することができる。ただし、第ｋ増幅器５０ｋ＿１〜５０ｋ＿Ｋｋは、第ｋ−１フィルタ３０（ｋ−１）によってカットオフ周波数Ｆｋ−１以上の信号成分が除去された第ｋ−１フィルタリング信号Ｓｆ（ｋ−１）に基づいて動作する。したがって、増幅率の小さい第ｋ増幅器５０ｋ＿１〜５０ｋ＿Ｋｋ（ｋ＝２〜Ｎ）を用いることで低減することができる誤差成分はカットオフ周波数Ｆｋ以下の周波数領域の成分に限られる。そのため、バンドパスフィルタ７００で振幅分解能が不足することに起因する誤差成分を残留させずに除去するためには、Ｆｂ≦Ｆｋの関係を満たすことが望ましい。

一方、第ｋ−１フィルタ３０（ｋ−１）のカットオフ周波数Ｆ（ｋ−１）が大きくなると、スイッチング動作に起因する歪み成分が増加する可能性がある。そのため、第ｋ増幅器５０ｋ＿１〜５０ｋ＿Ｋｋが許容できる第ｋ−１フィルタ３０（ｋ−１）の最大カットオフ周波数をＭＦ（ｋ−１）とした場合、Ｆ（ｋ−１）≦ＭＦ（ｋ−１）の関係を満たすことが望ましい。

このことから、第ｋフィルタ３０ｋのカットオフ周波数Ｆｋは、Ｆｂ≦Ｆｋ≦ＭＦｋの関係を満たすことが望ましい。一般的に小出力な増幅器ほどスイッチング動作に起因する歪みが発生しにくいため、ＭＦｋは「ｋ」に対して単調増加する値となる。この場合、カットオフ周波数Ｆｋを「ｋ」に対して単調増加する値に設定することができる。カットオフ周波数Ｆｋが大きい程、第ｋフィルタ３０ｋのインパルス応答が短時間に集中するため、第ｋフィルタ３０ｋの所要タップ数を減らすことができる。つまり、カットオフ周波数Ｆｋを「ｋ」に対して単調増加となる値に設定することで、変調信号生成装置１０のデジタル演算に要する回路規模を削減できる。

なお、第ｋフィルタ３０ｋは、かならずしも全ての第ｋ差分信号Ｓｄｋに対して設ける必要はない。たとえば、「ｋ」が大きい第ｋフィルタ３０ｋを省略しても良い。

以上のように、本実施形態にかかる変調信号生成装置１０によれば、第１〜第Ｎ−１フィルタ３０１〜３０（Ｎ−１）を用いて、第１〜第Ｎ−１差分信号Ｓｄ１〜Ｓｄ（Ｎ−１）の高調波成分を除去することで、第２〜第Ｎ増幅器５０２＿１〜５０Ｎ＿ＫＮのスイッチング周波数を低くすることができる。これにより、スイッチング動作に起因する第２〜第Ｎ増幅信号Ｓ５０２＿１〜Ｓ５０Ｎ＿ＫＮの歪みを低減することができる。また、バンドパスフィルタ７００の次数を低くすることができ、装置の回路規模やコストの増加を抑制することができる。

（第２実施形態）
図９および図１０を用いて、第２実施形態にかかる変調信号生成装置１２について説明する。なお、本実施形態にかかる変調信号生成装置１２は、第ｎ制御部８０ｎの制御信号生成部８ｎ３（ｎ＝１〜Ｎ）を除き、図１および２に示す変調信号生成装置１０の構成および動作と同じであるため、同一符号を付し説明を省略する。なお、図９は、第２実施形態にかかる変調信号生成装置１２の構成を示す図であり、図１０は、変調信号生成装置１２の第１制御部８０１の構成を示す図である。

また、以下では、説明を簡略化するために、Ｎ＝３、Ｋ１＝Ｋ２＝Ｋ３＝４である場合について説明する。すなわち、変調信号生成装置１２は、図９に示すように、４台の第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４、４台の第２増幅器５０２＿１〜５０２＿４および４台の第３増幅器５０３＿１〜５０３＿４の出力である第１〜第３増幅信号Ｓ５０１＿１〜Ｓ５０３＿４を合成することで、入力信号Ｓｉｎを変調信号Ｓｏｕｔに変調する。

変調信号生成装置１２の第１〜第３制御部８０１〜８０３がそれぞれ有する制御信号生成部８１３〜８３３は、複数の優先順位Ｐに基づいて、駆動する第１〜第３増幅器５０１＿１〜５０３＿４を選択する。この点において、決まった順番で第１〜第３増幅器５０１＿１〜５０３＿４を選択する、すなわち優先順位Ｐが１つである変調信号生成装置１０の制御信号生成部２１３〜２３３とは異なる。以下、第１制御部８０１の制御信号生成部８１３について説明し、同様に動作する第２、第３制御部８０２、８０３の制御信号生成部８２３、８３３の説明は省略する。

＜３．制御信号生成部８１３＞
図１０に示す第１制御部８０１の制御信号生成部８１３は、所定の時間ごとに優先順位Ｐを変更して駆動する第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４を選択する。これにより、駆動させる第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４が特定の増幅器に集中することを避けることができ、第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４の１台あたりのスイッチング周波数をさらに低減することができる。

図１１を用いて、変調信号生成装置１２の制御信号生成部８１３が、それぞれ順位が異なる複数の優先順位Ｐ＿ｊ（ｊは自然数）に基づいて、駆動する第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４を決定する場合について具体的に説明する。図１１は、変調信号生成装置１２の各部が生成する信号の一例を示す図である。

制御信号生成部８１３は、たとえば図示しない記憶部に複数の優先順位Ｐ＿ｊを記憶しているものとする。たとえば優先順位Ｐ＿ｊは、第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４に対応する番号を要素とするベクトルで表現される。たとえば、ここでは、ｊ＝１、２、３、４とし、各優先順位Ｐ＿１〜Ｐ＿４は、それぞれＰ＿１＝｛Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４｝、Ｐ＿２＝｛Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ１｝、Ｐ＿３＝｛Ｖ３、Ｖ４、Ｖ１、Ｖ２｝、Ｐ＿４＝｛Ｖ４、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３｝であるとする。なお、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４はそれぞれ第１増幅器５０１＿１、第１増幅器５０１＿２、第１増幅器５０１＿３および第１増幅器５０１＿４にそれぞれ対応する番号である。

制御信号生成部８１３は、たとえば所定周期で優先順位Ｐ＿ｊを変更する。図１１の例では、制御信号生成部８１３は、たとえば区間Ｔ１で優先順位Ｐ＿１、区間Ｔ２で優先順位Ｐ＿２、区間Ｔ３で優先順位Ｐ＿３、区間Ｔ４で優先順位Ｐ＿４を選択するものとする。なお、制御信号生成部８１３は、区間Ｔ４の次の区間を区間Ｔ１とすることで、周期的に優先順位Ｐ＿ｊを変更する。

具体的に、たとえば区間Ｔ３における第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４の選択方法について説明する。区間Ｔ３において、決定部２１２が、第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４の駆動台数を「２」に決定した場合、制御信号生成部８１３は、駆動する増幅器として、優先順位Ｐ＿３に従い第１増幅器５０１＿３および第１増幅器５０１＿４を選択する。制御信号生成部８１３は、第１増幅器５０１＿３および第１増幅器５０１＿４を駆動するとして、たとえば「１」を示す第１制御信号Ｓ８０１＿３、Ｓ８０１＿４を生成する。また、制御信号生成部８１３は、第１増幅器５０１＿１および第１増幅器５０１＿２を駆動しないとして、たとえば「０」を示す第１制御信号Ｓ８０１＿１、Ｓ８０１＿２を生成する。このように、複数の優先順位Ｐ＿ｊに基づいて第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４を選択することで、特定の増幅器が集中して駆動することを避けることができる。

一方、仮に優先順位Ｐを１つ（たとえば優先順位Ｐ＿１）とした場合、制御信号生成部８１３は、区間にかかわらず第１増幅器５０１＿１から順に駆動増幅器を選択する。そのため、優先順位Ｐが１つである場合は、駆動させる増幅器として第１増幅器５０１＿１が選択されやすくなり、第１増幅器５０１＿１のスイッチング周波数が増加してしまう恐れがある。

しかしながら、本実施形態にかかる制御信号生成部８１３は、合成する第１増幅信号Ｓ５０１＿１〜Ｓ５０１＿４の数および複数の優先順位Ｐ＿ｊに基づいて複数の第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４のうち駆動させる増幅器を決定する。これにより、駆動させる増幅器がばらつきやすくなり第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４のスイッチング周波数の増加を抑制することができる。

なお、複数の優先順位Ｐは、上述した優先順位Ｐ＿ｊに限られない。また、上述した例では、制御信号生成部８１３が、基準信号Ｓ１００の極性に応じて区間を設定しているが、区間はこれに限られない。

たとえば、制御信号生成部８１３が、合成する第１増幅信号Ｓ５０１＿１〜Ｓ５０１＿４の数、第１成分信号Ｓｃ１の値（振幅値）および第１成分信号Ｓｃ１の値（振幅値）の増減に基づいて、複数の第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４のうち駆動させる第１増幅器を決定してもよい。このとき、第１成分信号Ｓｃ１の振幅値の符号（極性）及び微分値の符号（極性）の組に対応する優先順位Ｐに基づいて駆動させるようにする。

具体的には、たとえば複数の優先順位Ｐ１＿ｊのうち微分値の符号が正である組に対応する優先順位Ｐ１＿１は、微分値の符号が負である組に対応する優先順位Ｐ１＿２を反転した順位であるとする。すなわち、Ｐ１＿１＝｛Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４｝の場合、Ｐ１＿２＝｛Ｖ４、Ｖ３、Ｖ２、Ｖ１｝となる。

なお、複数の優先順位Ｐ１＿ｊは、必ずしも反転している必要はなく、たとえば複数の優先順位Ｐ１＿ｊのうち異なる組に対応する優先順位が、組ごとに異なる順位であってもよい。

また、制御信号生成部８１３が、前回の区間において決定された増幅器の数のうち最大の数に応じて今回の区間における優先順位Ｐ＿ｊの開始位置を変更するようにしてもよい。たとえば図１１の例では、区間Ｔ１において決定された増幅器の数のうち最大の数は「２」である。そこで、制御信号生成部８１３は、次の区間Ｔ２における優先順位Ｐ＿２の開始位置を「２」に応じて変更する。具体的には、開始位置に最大数である「２」を加えた順位を開始位置とする。図１１の例では、Ｐ＿２＝｛Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ１｝であるため、たとえば駆動増幅器の台数を２台とすると、制御信号生成部８１３は、優先順位Ｐ＿２の開始位置を２番目のＶ３とし、Ｖ３およびＶ４にそれぞれ対応する第１増幅器５０１＿３および第１増幅器５０１＿４を駆動増幅器に決定する。

このように、変調信号生成装置１２が、前回の区間における第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４の駆動台数に応じて今回の区間の優先順位Ｐ＿ｊの開始位置を変更するようにすることで、たとえば前回の区間で駆動させた増幅器を今回の区間でも引き続き駆動させることができるようになる。これにより、第１制御信号Ｓ８０１＿１〜Ｓ８０１＿４のパルス幅を長くすることができ、第１増幅器５０１＿１〜５０１＿４のスイッチングによる第１増幅信号Ｓ５０１＿１〜Ｓ５０１＿４の歪みをより低減することができる。

なお、ここでは、優先順位Ｐ＿ｊの開始位置を変更する場合について説明したが、開始位置を変更する優先順位は上述した優先順位Ｐ１＿ｊであってもよく、また優先順位が１つに固定されていてもよい。

以上のように、本実施形態にかかる変調信号生成装置１２では、所定の時間ごとに異なる優先順位に基づいて駆動する第１〜第３増幅器５０１＿１〜５０３＿４を選択することで、特定の増幅器が集中して駆動することを避けることができ、第１〜第３増幅器５０１＿１〜５０３＿４の１台あたりのスイッチング周波数をさらに低減することができる。これにより、スイッチング動作に起因する第１〜第３増幅器５０１＿１〜５０３＿４の歪みを低減することができる。

（第３実施形態）
図１２は、第３実施形態にかかる無線装置１を示す図である。本実施形態にかかる無線装置１は、データ生成部２０、変調部３０、第１実施形態にかかる変調信号生成装置１０及びアンテナ部４０を備える。ここでは、無線装置１は、第１実施形態にかかる変調信号生成装置１０を備えているが第２実施形態に示す変調信号生成装置１２を備えるようにしてもよい。

データ生成部２０は、図示しない上位層からの指示に従い、無線装置１から送信する送信データを生成する。データ生成部２０は生成した送信データを変調部３０に出力する。変調部３０は送信データを変調して第１変調信号を生成する。図１２の変調部３０は例えば送信データに振幅変調を施して第１変調信号を生成する。変調部３０は第１変調信号を変調信号生成装置１０に出力する。

変調信号生成装置１０は、第１変調信号が入力されると、第１変調信号を入力信号Ｓｉｎとして変調し、変調信号Ｓｏｕｔを生成する。変調信号生成装置１０が変調信号Ｓｏｕｔを生成する方法は第１実施形態と同じであるため説明を省略する。変調信号生成装置１０は、生成した変調信号Ｓｏｕｔを第２変調信号としてアンテナ部４０に出力する。

アンテナ部４０は、第２変調信号が入力されると、アンテナを介して第２変調信号を送信する。なお、図１２では、アンテナ部４０はアンテナのみを有する構成を示しているが、アンテナ部４０の構成はこれに限られない。例えばアンテナ部４０が増幅器やフィルタを有する構成としてもよい。

以上のように、本実施形態にかかる無線装置１は、変調信号生成装置１０が第１変調信号を変調することで、第１実施形態と同様に変調信号生成装置１０の回路規模やサイズを低減することができ、無線装置１を小型化、低コスト化することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施される。ことが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 無線装置
１０〜１２ 変調信号生成装置
２０ データ生成部
３０ 変調部
４０ アンテナ部
１００ Ａ／Ｄ変換部
２０１〜２０Ｎ、８０１〜８０３ 第１〜第Ｎ制御部
３０１〜３０（Ｎ−１） 第１〜第Ｎ−１フィルタ
４００ キャリア信号生成部
５０１＿１〜５０Ｎ＿ＫＮ 第１〜第Ｎ増幅器
６００ 合成部
７００ バンドパスフィルタ

Claims (8)

1. 入力信号を変調して変調信号を生成する変調信号生成装置であって、
   第１制御信号に基づいて第１増幅信号を生成する第１増幅器と、
   前記第１増幅器より増幅率が小さく、第２制御信号に基づいて第２増幅信号を生成する第２増幅器と、
   前記入力信号に含まれる第１成分信号に基づいて前記第１制御信号を生成する第１制御部と、
   前記入力信号と前記第１成分信号との差分である第１差分信号に含まれる高調波成分を除去し、第１フィルタリング信号を生成する第１フィルタと、
   前記第１フィルタリング信号に含まれる第２成分信号に基づいて前記第２制御信号を生成する第２制御部と、
   第ｐ−１増幅器より増幅率が小さく、第ｐ制御信号に基づいて第ｐ増幅信号を生成する第ｐ増幅器（ｐ＝３〜Ｎ、Ｎ：３以上の整数）と、
   第ｐ−２成分信号と第ｐ−１成分信号との差分である第ｐ−１差分信号に含まれる高調波成分を除去し、第ｐ成分信号を生成する第ｐ−１フィルタと、
   前記第ｐ成分信号に基づいて前記第ｐ制御信号を生成する第ｐ制御部と、
   前記第１、第２増幅信号および前記第ｐ増幅信号を合成し前記変調信号を生成する合成部と、
   を備える変調信号生成装置。
2. 前記第１制御部は、
   第１周波数範囲の前記第１成分信号に基づいて前記第１制御信号を生成し、
   前記第１フィルタは、
   前記第１差分信号を、前記第１周波数範囲よりも狭い第２周波数範囲に制限して前記第１フィルタリング信号を生成する請求項１に記載の変調信号生成装置。
3. 前記第１および第２周波数範囲は、それぞれ前記入力信号を送信する場合の送信キャリア周波数を含む範囲である請求項２に記載の変調信号生成装置。
4. 前記第１増幅器は複数あり、
   複数の前記第１増幅器は、互いに並列に接続され、それぞれ前記第１増幅信号を生成し、
   前記第１制御部は、
   所定の時間ごとに異なる優先順位に基づいて複数の前記第１増幅器のうち駆動させる前記第１増幅器を決定し、決定した前記第１増幅器を駆動させる前記第１制御信号を生成する第１制御信号生成部を備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の変調信号生成装置。
5. 前記第２増幅器は複数あり、
   複数の前記第２増幅器は、互いに並列に接続され、それぞれ前記第２増幅信号を生成し、
   前記第２制御部は、
   所定の時間ごとに異なる優先順位に基づいて複数の前記第２増幅器のうち駆動させる前記第２増幅器を決定し、決定した前記第２増幅器を駆動させる前記第２制御信号を生成する第２制御信号生成部を備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の変調信号生成装置。
6. 前記第ｐ−１フィルタは、第ｐ−２フィルタのカットオフ周波数より高いカットオフ周波数を有する請求項１に記載の変調信号生成装置。
7. 前記第ｐ増幅器は複数あり、
   複数の前記第ｐ増幅器は、互いに並列に接続され、それぞれ前記第ｐ増幅信号を生成し、
   前記第ｐ制御部は、
   所定の時間ごとに異なる優先順位に基づいて複数の前記第ｐ増幅器のうち駆動させる前記第ｐ増幅器を決定し、決定した前記第ｐ増幅器を駆動させる前記第ｐ制御信号を生成する第ｐ制御信号生成部を備える請求項１に記載の変調信号生成装置。
8. 送信データから送信信号を生成する信号生成部と、
   前記送信信号を変調して第１変調信号を生成する変調部と、
   前記第１変調信号を変調して第２変調信号を生成する変調信号生成装置と、
   前記第２変調信号を送信するアンテナ部と、
   を備え、
   前記変調信号生成装置は、
   入力信号を変調して変調信号を生成する変調信号生成装置であって、
   第１制御信号に基づいて第１増幅信号を生成する第１増幅器と、
   前記第１増幅器より増幅率が小さく、第２制御信号に基づいて第２増幅信号を生成する第２増幅器と、
   前記入力信号に含まれる第１成分信号に基づいて前記第１制御信号を生成する第１制御部と、
   前記入力信号と前記第１成分信号との差分である第１差分信号に含まれる高調波成分を除去し、第１フィルタリング信号を生成する第１フィルタと、
   前記第１フィルタリング信号に含まれる第２成分信号に基づいて前記第２制御信号を生成する第２制御部と、
   第ｐ−１増幅器より増幅率が小さく、第ｐ制御信号に基づいて第ｐ増幅信号を生成する第ｐ増幅器（ｐ＝３〜Ｎ、Ｎ：３以上の整数）と、
   第ｐ−２成分信号と第ｐ−１成分信号との差分である第ｐ−１差分信号に含まれる高調波成分を除去し、第ｐ成分信号を生成する第ｐ−１フィルタと、
   前記第ｐ成分信号に基づいて前記第ｐ制御信号を生成する第ｐ制御部と、
   前記第１、第２増幅信号および前記第ｐ増幅信号を合成し前記第２変調信号を生成する合成部と、
   を備える無線装置。

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