WO2007004518A1

WO2007004518A1 - 送信回路及び通信機器

Info

Publication number: WO2007004518A1
Application number: PCT/JP2006/313012
Authority: WO
Inventors: Toru Matsuura; Hisashi Adachi; Kaoru Ishida
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2007-01-11
Also published as: EP1881611B1; US7493091B2; EP1881611A4; CN101213755A; JPWO2007004518A1; JP4669513B2; EP1881611A1; CN101213755B; US20070013567A1

Abstract

　高効率かつ低歪みで動作する送信回路を提供する。　信号生成部（１１）は、ベクトル信号と、振幅信号とを生成する。ベクトル変調部（１３）は、ベクトル信号をベクトル変調する。増幅部（１５）は、ベクトル変調された信号を増幅する。信号処理部（１２）は、振幅信号に所定の信号処理を施して出力する。レギュレータ（１４）は、信号処理部（１２）から出力された信号の大きさに基づいて、増幅部（１５）に供給する電圧を制御する。信号処理部（１２）は、所定の時間毎に振幅信号がしきい値を超えるか否かを判定して、判定結果に基づいて出力する離散値を選択して、選択した離散値を有する信号を出力する。

Description

明細書

送信回路及び通信機器

技術分野

[0001] 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、高効率かつ低歪みで動作する送信回路、及びそれを用いた通信機器に関する。

背景技術

[0002] 携帯電話や無線 LAN等の通信機器は、広いパワー増幅の範囲で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、高効率かつ低歪み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。

[0003] 従来の送信回路としては、変調信号の包絡線の大きさに応じて、増幅部に供給する電圧を制御する送信回路が開示されている (例えば、非特許文献 1参照)。図 29は、従来の送信回路 900の構成の一例を示すブロック図である。従来の送信回路 900 おいて、信号生成部 901は、直交信号である I、 Q信号を生成する。 I、 Q信号は、ベタトル変調部 902に入力される。ベクトル変調部 902は、 I、 Q信号をベクトル変調して変調信号として出力する。ベクトル変調部 902としては、典型的には、直交変調器が用いられる。ベクトル変調部 902から出力された変調信号は、分配器 903を介して、検波部 904及び増幅部 906に入力される。

[0004] 検波部 904は、変調信号の包絡線の大きさを検波してレギユレータ 905に出力する。レギユレータ 905には、電源端子 907から直流電圧が供給されている。レギユレ一タ 905は、検波部 904で検波された変調信号の包絡線の大きさに応じた電圧を増幅部 906に供給する。増幅部 906は、変調信号をレギユレータ 905から供給された電圧に応じて増幅する。増幅部 906で増幅された変調信号は、送信信号として出力端子 908から出力される。このように、従来の送信回路 900は、変調信号の包絡線の大きさに応じて増幅部 906に供給する電圧を制御することで、特にベクトル変調部 902 力も出力される変調信号の包絡線が大きい場合に増幅部 906での歪み特性が劣化することを防いでいた。

[0005] また、従来の送信回路としては、基地局との交信に必要な送信電力を W— CDMA 方式に従ってスロット時間毎に制御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 30は、従来の送信回路 910の構成の一例を示すブロック図である。従来の送信回路 910において、テーブル参照部 913には、送信電力の大きさに対応して、増幅部 916が常に最大効率で動作するような電源電圧の情報が格納されている。レギユレータ 914には、入力端子 911及びテーブル参照部 913を介して、スロット時間毎に送信電力が平均化された平均電力に対応した電圧が入力される。また、レギユレータ 914には、電源端子 915から直流電圧が供給されている。

[0006] レギユレータ 914は、入力された平均電力に対応した電源電圧の情報をテーブル参照部 913から読み出して、増幅部 916に供給する電圧を制御する。増幅部 916は、入力端子 912を介して入力された変調信号をレギユレータ 914から供給された電圧に応じて増幅する。増幅部 916で増幅された変調信号は、送信信号として出力端子 917から出力される。このように、従来の送信回路 910は、送信電力のスロット時間毎の平均電力に基づいて、増幅部 916に供給する電圧を制御することで高効率かつ低歪みな動作を実現して、た。

[0007] また、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ヽ送信信号を出力する従来の送信回路としては、非特許文献 2 に開示されている送信回路があった。図 31は、非特許文献 2に開示されている従来の送信回路 920の構成の一例を示すブロック図である。図 31において、従来の送信回路 920は、信号生成部 921、角度変調部 922、電源端子 923、レギユレータ 924、振幅変調部 925、及び出力端子 926を備える。

[0008] 信号生成部 921は、振幅信号及び位相信号を生成する。振幅信号は、レギユレ一タ 924に入力される。レギユレータ 924には、電源端子 923から直流電圧 Vbが供給されている。レギユレータ 924は、入力された振幅信号に応じて制御された電圧 Vcを振幅変調部 925に供給する。また、位相信号は、角度変調部 922に入力される。角度変調部 922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。角度変調信号は、振幅変調部 925に入力される。振幅変調部 925は、角度変調信号をレギユレータ 924から供給された電圧 Vc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 926 力も出力される。なお、このような送信回路 920をポーラ変調回路という。

特許文献 1 :特開平 11 251934号公報

特許文献 2：米国特許第 6636112号明細書

非特許文献 1 :ピー.ビー.ケユングトン（P. B. Kenington)、「ハイリニアリティァ一ノレエフアムプリファイアデザイン（High Linearity Rf Amplifier Design) J 、アーチノヽウスマイクロウエーブライブラリ（Artch House Microwave Libra ry)、米国、 2000年 1月、 p426— 512

非特許文献 2 :エフ 'エッチ'ラーブ（F. H. Raab)他、「ハイーエフイシエンシーエルーノンドカーンテクニックトランスミッター (High— efficiency L— band Kah n- technique transmitter)」、 1998年アイトリプノレイ一'ェムテイティ一エスィント.マイクロウェーブ.シンポ.ディグ（1998 IEEE MTT— S Int. Microwave Symp. Dig.

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] し力しながら、従来の送信回路 900 (図 29参照）には、ベクトル変調部 902でべタトル変調された信号の包絡線によって増幅部 906に供給される電圧が連続的に変化するため、増幅部 906が線形領域だけでなく非線形領域 (飽和領域）においても動作する可能性があった。例えば、増幅部 906は、送信信号の線形性を保っためには一定以上の電圧が常に供給される必要があるため、仮に一定以上の電圧が供給されな力つた場合には出力信号の線形性を保つことができな力つた。あるいは、従来の送信回路 900は、一時的にベクトル変調された信号の包絡線が増幅部 906の線形領域を超えて大きくなつたときも、出力信号の線形性を保つことができな力つた。

[0010] また、従来の送信回路 910 (図 30参照）は、スロット時間毎の平均電力を用いて増幅部 916に供給する電圧を制御して!/ヽるので、急な送信信号の電力変化には対応できずに、必ずしも高効率かつ低歪みな動作を実現できない可能性があった。例えば、従来の送信回路 910は、スロット時間における平均電力は高いがそれよりも短い時間においては平均電力が低いような場合も、スロット時間で平均化された平均電力に対応した電圧を増幅部 916に供給する可能性があった。このため増幅部 916において無駄な電力が発生し、必ずしも高効率な動作を行なうことができな力つた。逆に、スロット時間の平均電力は低、がそれより短、時間にお、ては平均電力が高、ような場合は、増幅部 916に供給される電圧が不足し、送信信号が歪む可能性があった

[0011] また、従来の送信回路 920 (図 31参照）においては、レギユレータ 924が出力する電圧 Vcを振幅信号で制御していたため、振幅信号が小さいときには、レギユレータ 9 24での損失が大きくなり、送信回路としての効率が低下していた。図 32は、従来の送信回路 920の問題点を説明する図である。図 32を参照して、電源端子 923がレギユレータ 924に供給する電圧 Vbと、レギユレータ 924が振幅変調部 925に供給する電圧 Vcとの差がレギユレータ 924での損失である。そして、振幅信号が小さいときに、この Vbと Vcとの差が大きくなり、送信回路としての効率が低下していた。

[0012] このような損失を低減するために、特許文献 2には、レギユレータをシリーズレギユレータとスイッチングレギユレータとで構成する従来の送信回路 930が開示されている。図 33は、特許文献 2に開示されている従来の送信回路 930の構成の一例を示すブロック図である。図 33において、従来の送信回路 930は、レギユレータ 931と、振幅変調部 932とを備える。レギユレータ 931は、スイッチングレギユレータ 933と、シリーズレギユレータ 934とで構成されている。図 34は、従来の送信回路 930におけるレギユレータ 931の動作を説明する図である。図 34を参照して、スイッチングレギユレータ 933には、出力すべき送信信号の電力の大きさを示す電力情報が入力される。

[0013] スイッチングレギユレータ 933は、電力情報によって制御された電圧 Vsをシリーズレギユレータ 934に供給する。スイッチングレギユレータ 933は、電力情報の周波数が振幅信号と比べて低いため、高効率に動作することができる。シリーズレギユレータ 9 34は、振幅信号の大きさによって制御された電圧 Vcを振幅変調部 932に供給する。このように、従来の送信回路 930によれば、スイッチングレギユレータ 933が電力情報によって制御された電圧 Vsをシリーズレギユレータ 934に供給することで、レギユレ一タ 931での損失を低減していた。

[0014] し力しながら、従来の送信回路 930 (図 33参照）においては、電力情報の周波数が振幅信号と比べて低いため、スイッチングレギユレータ 933の動作が振幅信号の変化に追随できずに、シリーズレギユレータ 934の損失を十分には低減することができなかった。図 35は、従来の送信回路 930の問題点を説明する図である。図 35に示すように、従来の送信回路 930は、スイッチングレギユレータ 933がシリーズレギユレータ 934に供給する電圧 Vsと、シリーズレギユレータ 934が振幅変調部 932に供給する電圧 Vcとの差が依然として存在していた。このため、従来の送信回路 930は、シリーズレギユレータ 934での損失を十分には低減することができずに、送信回路としての効率が低下していた。

[0015] それ故に、本発明の目的は、上記課題を解決し、広い出力電力の範囲に渡って、高効率かつ低歪みに動作する送信回路、及びそれを用いた通信機器を提供することである。

課題を解決するための手段

[0016] 本発明は、入力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、上記目的を達成するために、本発明の送信回路は、入力データに基づいて、 I, Q信号から構成されるベクトル信号と、ベクトル信号の大きさを示す振幅信号とを生成する信号生成部と、ベクトル信号をベクトル変調するベクトル変調部と、べ外ル変調部でベクトル変調された信号を増幅する増幅部と、振幅信号に所定の信号処理を施して出力する信号処理部と、信号処理部から出力された信号の大きさに基づいて、増幅部に供給する電圧を制御するレギユレ一タとを備える。信号処理部は、少なくとも 1つ以上のしきい値と、当該しきい値に対応した 2つ以上の離散値とを保持し、所定の時間毎に振幅信号がしきい値を超える力否かを判定し、当該判定結果に基づいて出力する離散値を選択し、当該選択した離散値を有する信号を出力する。

[0017] 好ましくは、所定の時間は、送信回路の平均出力電力を制御する時間よりも短い。

[0018] 好ましくは、信号処理部は、少なくとも 1つ以上のしきい値と、しきい値に対応した 2 つ以上の離散値とを保持し、所定の時間毎に振幅信号がしきい値を超える力否かを判定し、判定結果に基づいて出力する離散値を選択し、選択した離散値を有する信号を出力する判定量子化部とを含む。

[0019] 判定量子化部は、所定の時間毎に振幅信号の最大値を検出する最大振幅検出部と、所定の時間毎に振幅信号の最大値がしきい値を超える力否かを判定し、判定結果に基づいて出力する離散値を選択し、選択した離散値を有する信号を出力する量子化部とを有する。

[0020] また、信号生成部は、送信信号の送信電力の大きさを示す電力情報をさらに出力してもよい。このような場合、送信回路は、ベクトル変調部でベクトル変調された信号を電力情報に応じた利得で増幅する可変利得増幅部をさらに備える。信号処理部は、電力情報と振幅信号とを掛け算することで、電力情報に応じて大きさが制御された振幅信号を判定量子化部に出力する掛け算部をさらに備える。あるいは、信号処理部は、電力情報に基づいて、しきい値及び離散値の大きさを変更してもよい。

[0021] 好ましくは、信号処理部は、送信電力の大きさの 2乗根に反比例するように、しきい値及び離散値の大きさを変更する。あるいは、信号処理部は、しきい値及び離散値が送信電力の大きさに対応して最適に設定されたテーブル情報を参照して、しきい値及び離散値の大きさを変更してもよい。また、送信回路は、信号生成部によって生成されたベクトル信号を、増幅部で発生する歪みが抑圧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。レギユレータは、シリーズレギユレータあるいはスィッチングレギユレータである。

[0022] 好ましくは、レギユレータは、信号処理部が出力した信号の大きさに応じて制御された電圧を増幅部に供給するシリーズレギユレータと、信号処理部が出力した信号に所定の演算処理を施して出力する演算部と、演算部が出力した信号の大きさに応じて制御された電圧をシリーズレギユレータに供給するスイッチングレギユレ一タとを含む。演算部は、スイッチングレギユレータが出力する電圧力シリーズレギユレータが出力する電圧よりも大きくなるように、信号処理部力出力された信号に演算処理を施こす。

[0023] また、送信回路は、以下の構成を備えていてもよい。送信回路は、入力データに基づいて、 I, Q信号から構成されるベクトル信号を生成する信号生成部と、ベクトル信号をベクトル変調するベクトル変調部と、ベクトル変調部でベクトル変調された信号を分波する分波部と、分波部で分波された一方の信号を増幅する増幅部と、分波部で分波された他方の信号の包絡線の大きさを検波して振幅信号として出力する検波部と、振幅信号に所定の信号処理を施して出力する信号処理部と、信号処理部から出力された信号の大きさに基づいて、増幅部に供給する電圧を制御するレギユレータとを備える。信号処理部は、少なくとも 1つ以上のしきい値と、しきい値に対応した 2つ以上の離散値とを保持し、所定の時間毎に振幅信号がしきい値を超える力否かを判定し、判定結果に基づいて出力する離散値を選択し、選択した離散値を有する信号を出力する。

[0024] 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。発明の効果

[0025] 以上のように本発明においては、増幅部に入力される変調信号の包絡線が大きい場合には、増幅部に供給するコレクタ電圧、またはドレイン電圧を高くすることで増幅部の非線形性を改善することができる。また、必要な時間のみコレクタ電圧を高くするので、高い効率を実現することができる。さらに、増幅部に入力される変調信号の包絡線が小さい場合にもコレクタ電圧を一定に保つことで増幅部の非線形性を改善することができる。このため増幅部で増幅される信号は、変調信号の包絡線の大きさに力かわらず低歪みとなる。上述したように、送信回路は、増幅部に供給する電圧を最適なレベルに制御することで、高効率かつ低歪みな動作を実現することができる。

[0026] また、本発明の送信回路によれば、基地局との交信に必要な送信電力の大きさを示す電力情報に基づいて、可変利得増幅部の利得を変更してベクトル変調部が出力する変調信号を増幅し、かつ信号処理部が出力する信号の大きさを制御してレギユレータが増幅部に供給する電圧を増幅部にとって最適なレベルに調整する。これによって、送信回路は、さらに高効率かつ低歪みな動作を実現することができる。

[0027] また、本発明の送信回路は、増幅部で発生する歪みを補償するための歪み補償部をさらに備えることで、より低歪みな動作を実現することができる。さらに、通信機器は、上述した送信回路を用いることで、広いパワー増幅の範囲で送信信号の線形性を確保しつつ、かつ消費電力を低減することができる。

[0028] また、本発明の送信回路は、信号生成部が出力する振幅信号が大きい場合には、レギユレータから、振幅変調部に供給するコレクタ電圧、またはドレイン電圧を高くすることで、振幅変調部の非線形性を改善することができる。また、必要な時間のみ振幅変調部に供給する電圧を高くするので、高い効率を実現することができる。さらに、振幅信号が小さい場合にも振幅変調部に供給する電圧を一定に保つことで、振幅変調部の非線形性を改善することができる。このため振幅変調部が出力する変調信号は、振幅信号の大きさにかかわらず低歪みとなる。このように、送信回路は、振幅変調部に供給する電圧を最適なレベルに制御することで、高効率かつ低歪みな動作を実現することができる。

[0029] また、本発明の送信回路によれば、基地局との交信に必要な送信電力の大きさを示す電力情報に基づいて、振幅信号の大きさを変更して、レギユレータが振幅変調部に供給する電圧を振幅変調部にとって最適なレベルに調整する。これによつて、送信回路は、さらに高効率かつ低歪みな動作を実現することができる。

[0030] また、本発明の送信回路は、信号処理部の後段に、タイミング制御部を備えることで、スイッチングレギユレータの立ち上がりの不安定さを解消し、さらに低歪みな動作を実現することができる。

[0031] また、本発明の送信回路は、振幅変調部で発生する歪みを補償するための歪み補償部をさらに備えることで、より低歪みな動作を実現することができる。さらに、通信機器は、上述した送信回路を用いることで、広いパワー増幅の範囲で送信信号の線形性を確保しつつ、かつ消費電力を低減することができる。

図面の簡単な説明

[0032] [図 1]図 1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 2]図 2は、信号処理部 12の詳細な構成の一例を示すブロック図である。

[図 3A]図 3Aは、最大振幅検出部 121に入力される振幅信号 M (t)の波形の一例を示す図である。

[図 3B]図 3Bは、量子化部 122が出力する信号の波形の一例を示す図である。

[図 4]図 4は、振幅信号 M (t)と離散値 V(t)との関係を示す図である。

[図 5A]図 5Aは、シリーズレギユレータ 14aの構成の一例を示すブロック図である。

[図 5B]図 5Bは、スイッチングレギユレータ 14bの構成の一例を示すブロック図である

[図 5C]図 5Cは、電流駆動型のレギユレータ 14cの構成の一例を示すブロック図である。

[図 6A]図 6Aは、増幅部 15の構成の一例を示すブロック図である。

[図 6B]図 6Bは、増幅部 15bの構成の一例を示すブロック図である。

[図 7]図 7は、変形した送信回路 laの構成の一例を示すブロック図である。

[図 8]図 8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]図 9は、信号処理部 22aの構成の一例を示すブロック図である。

[図 10]図 10は、信号処理部 22aでの信号処理について説明する図である。

[図 11]図 11は、信号処理部 22bの構成の一例を示すブロック図である。

[図 12]図 12は、信号処理部 22bでの信号処理について説明する図である。

[図 13]図 13は、量子化部 122bが変更するしきい値と離散値との関係を示す図である。

[図 14]図 14は、信号処理部 22c及びレギユレータ 14dの構成の一例を示すブロック図である。

[図 15]図 15は、スイッチングレギユレータ 14d4及びシリーズレギユレータ 14d5の出力電圧を示す図である。

[図 16]図 16は、信号処理部 22及びレギユレータ 14eの構成の一例を示すブロック図である。

[図 17]図 17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プロック図である。

[図 18]図 18は、第 2の実施形態に係る送信回路に歪み補償部を適用した場合の送信回路 3aの構成を示すブロック図である。

[図 19]図 19は、本発明の第 4の実施形態に係る通信機器の構成の一例を示すプロック図である。

圆 20A]図 20Aは、本発明の第 4の実施形態に係る送信回路 4xの構成の一例を示すブロック図である。

[図 20B]図 20Bは、信号生成部 41xの構成の一例を示すブロック図である。

[図 21]図 21は、本発明の第 5の実施形態に係る送信回路 5の構成の一例を示すプロック図である。

[図 22]図 22は、本発明の第 5の実施形態に係る送信回路 5の動作を説明する図である。

[図 23]図 23は、本発明の第 5の実施形態に係る送信回路 5bの構成の一例を示すブロック図である。

[図 24]図 24は、本発明の第 6の実施形態に係る送信回路 6の構成の一例を示すプロック図である。

[図 25]図 25は、送信回路 6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。圆 26]図 26は、所定時間 T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 27]図 27は、歪み補償部 52を備える送信回路 4bの構成の一例を示すブロック図である。

[図 28]図 28は、本発明の第 7の実施形態に係る通信機器の構成の一例を示すプロック図である。

[図 29]図 29は、従来の送信回路 900の構成の一例を示すブロック図である。

[図 30]図 30は、従来の送信回路 910の構成の一例を示すブロック図である。

[図 31]図 31は、従来の送信回路 920の構成の一例を示すブロック図である。

[図 32]図 32は、従来の送信回路 920の問題点を説明する図である。

[図 33]図 33は、従来の送信回路 930の構成の一例を示すブロック図である。 [図 34]図 34は、従来の送信回路 930におけるレギユレータ 931の動作を説明する図である。

[図 35]図 35は、従来の送信回路 930の問題点を説明する図である。

符号の説明

1〜6、 900〜930 送信回路

11、 21、 41、 901 信号生成部

12、 22、 42 信号処理部

13、 902 ベクトル変調部

14、 44、 905 レギユレータ

14a、 14d5、 44a シリーズレギユレータ

14b、 14d4、 44b スイッチングレギユレータ

14c 電流駆動型レギユレータ

15 増幅部

141、 151、 221、 222 入力端子

16、 46、 143、 154、 155、 164 電源端子

17、 47、 145、 159、 223 出力端子

18a 分配器

18b 検波部

19、 19a、 52 歪み補償部

28 可変利得増幅部

13 直交信号生成部

14 ベクトル変調部

15 包絡線検波部

16 リミッタ

3 角度変調部

5 振幅変調部

8、 49、 50、 224 掛け算部

1 タイミング制御部 121 最大振幅検出部

122 量子化部

123、 14d2、 14d3 DAコンノータ

142 比較器

144、 157、 161 トランジスタ

146 信号変換部

147 増幅部

148 ローパスフィルタ

14dl 演算部

152、 158、 163 整合回路

153、 156、 162、 165 ノィァス回路

225a, 225b 判定量子ィ匕部

226 乗算型 DAコンバータ

210 送信回路

220 受信回路

230 アンテナ共用部

240 アンテナ

発明を実施するための最良の形態

(第 1の実施形態）

図 1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 1において、送信回路 1は、信号生成部 11、信号処理部 12、ベクトル変調部 13、レギユレータ 14、増幅部 15、電源端子 16、及び出力端子 17を備える。信号生成部 11は、入力データの所定の信号処理を施して、 I, Q信号から構成されるべクトル信号と、ベクトル信号の大きさ (すなわち、 I, Q信号の大きさ）を示す振幅信号 M ( t)とを生成し出力する。振幅信号 M (t)は、（I²+Q²) ^1/2で表される。ベクトル信号は、ベクトル変調部 13に入力される。ベクトル変調部 13は、ベクトル信号をベクトル変調して変調信号として出力する。ベクトル変調部 13には、例えば、直交変調器が用いられる。ベクトル変調部 13から出力された変調信号は、増幅部 15に入力される。 [0035] 一方、振幅信号 M (t)は、信号処理部 12に入力される。信号処理部 12は、振幅信号 M (t)に所定の信号処理を施して出力する。レギユレータ 14には、電源端子 16から直流電圧が供給されている。レギユレータ 14は、信号処理部 12で信号処理が施された信号の大きさに応じて制御された電圧を増幅部 15に供給する。典型的には、レギユレータ 14は、信号処理部 12で信号処理が施された信号の大きさに比例した電圧を増幅部 15に供給する。増幅部 15は、ベクトル変調部 13から出力された変調信号をレギユレータ 14力も供給された電圧に応じて増幅する。増幅部 15で増幅された信号は、出力端子 17から送信信号として出力される。

[0036] 図 2は、信号処理部 12の構成の一例を示すブロック図である。図 2において、信号処理部 12は、判定量子化部 12a及び DAコンバータ 123を含む。判定量子化部 12a には、信号生成部 11から振幅信号 M (t)が入力される。判定量子化部 12aは、少なくとも 1つ以上のしき!/、値と、しき!/、値に対応した 2つ以上の離散値とを保持して、る。判定量子化部 12aは、所定の時間毎に振幅信号 M (t)の最大値がしきい値を超えるか否かを判定し、当該判定結果に基づいて出力する離散値を選択し、選択した離散値を有する信号を出力する。

[0037] なお、判定量子化部 12aは、所定の時間毎に振幅信号 M (t)の最大値がしきい値を超える力否かを判定すると説明したが、必ずしも振幅信号 M (t)の最大値がしきい値を超える力否かを判定する必要はない。すなわち、判定量子化部 12aは、所定の時間毎に振幅信号 M (t)に含まれる、ずれかの値がしき、値を超える力否かを判定し、その判定結果に基づいて出力する離散値を選択し、選択した離散値を有する信号を出力してもよい。

[0038] 例えば、判定量子化部 12aは、最大振幅検出部 121と量子化部 122とを有する構成であってもよい。このような場合、最大振幅検出部 121には、信号生成部 11から振幅信号 M (t)が入力される。最大振幅検出部 121は、所定の検出時間 T毎に、振幅信号 M (t)の最大値を検出する。図 3Aは、最大振幅検出部 121に入力される振幅信号 M (t)の波形の一例を示す図である。図 3Aを参照して、検出時間 Tは、振幅信号 M (t)の波形の変動する時間（すなわち、シンボル時間）よりも長ぐかつ送信回路 1の平均出力電力を制御する時間（以下、スロット時間と記す)よりも短い時間に設定される。例えば、検出時間 Tをシンボル時間の 16倍とし、サンプリング時間をシンポル時間の 8倍とすると、検出時間 Τにおいては、 1024のサンプリング点が存在することになる。最大振幅検出部 121は、検出時間 Τ毎にサンプリング点の最大値を検出する。

[0039] 量子化部 122は、少なくとも 1つ以上のしきい値と、しきい値に対応した 2つ以上の離散値とを保持している。量子化部 122は、サンプリング点の最大値がしきい値以上であるかどうかを判定し、当該判定結果に基づいて出力する離散値を選択する。これによって、量子化部 122は、振幅信号 M (t)を 2つ以上の離散値によって離散化された信号に変換し出力する。図 3Bは、量子化部 122が出力する信号の波形の一例を示す図である。図 3Bに示すように、量子化部 122は、サンプリング点の最大値の大きさが、しきい値 A以上のときは離散値 B1を、それ以外のときは離散値 B2を出力する。ここで、 B1 >B2である。量子化部 122が出力した信号は、 DAコンバータ 123でアナログ信号に変換され、離散値 V (t)として出力される。

[0040] なお、上述した説明では、量子化部 122が 1つのしきい値 Aを設定して、 2つの離散値 Bl, B2を出力する場合を示したが、量子化部 122は、 2つのしきい値を設定して 3つの離散値を出力してもよいし、更に多くのしきい値を設定して多くの離散値を出力してもよい。

[0041] また、信号処理部 12は、 DAコンバータ 123を含まない構成であってもよい。このような場合、信号処理部 12は、判定量子化部 12aが出力した信号をデジタル信号のまま出力し、デジタル信号でレギユレータ 14を制御する。

[0042] 図 4は、振幅信号 M (t)と離散値 V(t)との関係を示す図である。図 4に示すように、信号処理部 12は、振幅信号 M (t)に上述した信号処理を施して、検出時間 T毎に、振幅信号 M (t)の大きさに応じて制御された離散値 V(t)を出力する。また、点線は、検出時間 T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表している。

[0043] 図 4に示すように、信号処理部 12は、検出時間 Tをスロット時間よりも短い時間に設定することで、スロット時間よりも短い時間毎に、振幅信号 M (t)の大きさに応じて制御された離散値 V(t)を出力することができる。これによつて、送信回路 1は、スロット時間よりも短い時間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。

[0044] ここで、第 1の実施形態に係る送信回路 1において、検出時間 Tを決定する方法についてもう少し詳しく説明する。上述したように、検出時間 Tは、振幅信号 M (t)の波形のシンボル時間よりも長ぐかつスロット時間よりも短い時間に設定される。なお、 W — CDMAシステムの場合、シンボル時間は、 0. 26 s(lZ3. 84MHz)に、スロット時間は 666 μ sに設定される。

[0045] 送信回路 1は、検出時間 Τを、振幅信号 M (t)の波形のシンボル時間よりも長ぐかつスロット時間よりも短い時間を満たす範囲において、長めに設定したとき、レギユレータ 14に求められる速度が低速となるため、レギユレータ 14の効率が高くなるという利点が生じる。ただし、検出時間 Tを長めに設定することで、振幅信号 M (t)が小さくても、レギユレータ 14の出力電圧が高いままの区間が大きくなるので、送信回路 1としての損失は増すことになる。

[0046] 一方、送信回路 1は、検出時間 Tを、振幅信号 M (t)の波形のシンボル時間よりも長ぐかつスロット時間よりも短い時間を満たす範囲において、短めに設定したとき、レギユレータ 14の出力電圧力振幅信号 M (t)の大きさに応じて細力べ制御されるので、送信回路 1としての損失は低減される。ただし、検出時間 Tを短めに設定することで、レギユレータ 14に求められる速度が大きくなり、レギユレータ 14の効率が低下することになる。すなわち、検出時間 Tは、これらトレードオフの関係を考慮して、送信回路 1が最も効率良く動作するように設定される。

[0047] 次に、レギユレータ 14の詳細について説明する。レギユレータ 14には、増幅部 15 に安定した電圧を供給するため、シリーズレギユレータ、あるいはスイッチングレギュレータが用いられる。図 5Aは、シリーズレギユレータ 14aの構成の一例を示すブロック図である。図 5Aにおいて、シリーズレギユレータ 14aは、入力端子 141a、比較器 1 42、電源端子 143a、トランジスタ 144、及び出力端子 145aを含む。ここでは、トランジスタ 144を電界効果トランジスタとする。入力端子 141aには、信号処理部 12から離散値 V (t)が入力される。離散値 V (t)は、比較器 142を介してトランジスタ 144のゲート端子に入力される。トランジスタ 144のドレイン端子には、電源端子 143aから直流電圧が供給されている。 [0048] トランジスタ 144は、入力された離散値 V(t)の大きさに比例した電圧をソース端子力出力する。トランジスタ 144のソース端子から出力された電圧は、比較器 142にフイードバックされる。比較器 142は、フィードバックされた電圧に基づいて、トランジスタ 144のゲート端子に入力される離散値 V(t)の大きさを調整する。このようにして、シリーズレギユレータ 14aは、離散値 V(t)の大きさに応じて制御された電圧を出力端子 145aから安定して供給することができる。なお、トランジスタ 144は、バイポーラトランジスタであっても同様の効果が得られる。

[0049] 図 5Bは、スイッチングレギユレータ 14bの構成の一例を示すブロック図である。図 5 Bにおいて、スイッチングレギユレータ 14bは、入力端子 141b、信号変換部 146、電源端子 143b、増幅器 147、ローパスフィルタ 148、及び出力端子 145bを含む。入力端子 141bには、信号処理部 12から離散値 V (t)が入力される。離散値 V(t)は、信号変換部 146に入力される。信号変換部 146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 146で変換された信号は、増幅器 147に入力される。増幅器 147は、入力された信号を増幅して出力する。なお、増幅器 147には、電源端子 143bから直流電圧が供給されている。増幅器 147 には、 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。

[0050] 増幅器 147が出力した信号は、ローパスフィルタ 148に入力される。ローパスフィルタ 148は、増幅器 147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。ローノスフィルタ 148でスプリアス成分が除去された信号は、離散値 V(t)の大きさに応じて制御された電圧として、出力端子 145bから出力される。なお、スイッチングレギユレータ 14bは、出力する電圧を安定ィ匕させるために、口一パスフィルタ 148から出力される信号を、信号変換部 146にフィードバックしてもよい。

[0051] なお、レギユレータ 14には、電流駆動型のレギユレータが用いられてもよい。図 5C は、電流駆動型のレギユレータ 14cの構成の一例を示すブロック図である。図 5Cにおいて、電流駆動型のレギユレータ 14cは、入力端子 141c、電源端子 143c、可変電流源 149、トランジスタ 144x、トランジスタ 144y、及び出力端子 145cを含む。入力端子 141cには、信号処理部 12を介して離散値 V (t)が入力される。電源端子 143 cには、直流電圧が供給されている。入力端子 141cから入力された離散値 V(t)は、可変電流源 149、トランジスタ 144x、及びトランジスタ 144yを介して、離散値 V(t)の大きさに応じて制御された電流として、出力端子 145cから出力される。このような電流駆動型のレギユレータ 14cは、増幅部 15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 144x、及びトランジスタ 144y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同様の効果が得られる。

[0052] 図 6Aは、増幅部 15の構成の一例を示すブロック図である。図 6Aにおいて、増幅部 15は、入力端子 151、整合回路 152、バイアス回路 153、電源端子 154、電源端子 155、バイアス回路 156、トランジスタ 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 157をバイポーラトランジスタとする。入力端子 151には、ベクトル変調部 13から変調信号が入力される。変調信号は、整合回路 152を介して、トランジスタ 157のベース端子に入力される。

[0053] また、電源端子 154には、直流電圧が印加されている。すなわち、トランジスタ 157 のベース端子には、電源端子 154、及びバイアス回路 153を介して、バイアス電圧が供給される。電源端子 155には、レギユレータ 14から離散値 V (t)の大きさに応じて制御された電圧が供給される。離散値 V(t)の大きさに応じて制御された電圧は、バィァス回路 156を介して、トランジスタ 157のコレクタ端子に供給される。トランジスタ 1 57は、変調信号を離散値 V(t)の大きさに応じて制御された電圧で増幅して出力する。

[0054] トランジスタ 157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 15 9から送信信号として出力される。なお、トランジスタ 157は、電界効果トランジスタであっても同様の効果が得られる。また、増幅部 15aは、電源端子 154と、電源端子 15 5とに入力される電圧を入替えてもよぐこの場合も、同様の効果を得ることができる。また、レギユレータ 14が電流駆動型のレギユレータ 14cである場合、電源端子 155には、電流駆動型のレギユレータ 14cから離散値 V(t)の大きさに応じて制御された電流が入力される。

[0055] なお、増幅部 15は、上述した増幅部 15aとは異なる構成であってもよい。図 6Bは、増幅部 15bの構成の一例を示すブロック図である。図 6Bにおいて、増幅部 15bは、基本的には、上述した増幅部 15aを直列に 2つ接続した構成である。ここでは、トランジスタ 157、及びトランジスタ 161をバイポーラトランジスタとする。トランジスタ 157のベース端子には、ノィァス回路 153を介して、電源端子 154からバイアス電圧が供給される。トランジスタ 161のベース端子には、バイアス回路 165を介して、電源端子 16 0からバイアス電圧が供給される。

[0056] トランジスタ 157のコレクタ端子には、電源端子 164、及びバイアス回路 156を介して、レギユレータ 14から離散値 V (t)の大きさに応じて制御された電圧が供給される。また、トランジスタ 161のコレクタ端子には、電源端子 164、及びバイアス回路 162を介して、レギユレータ 14から離散値 V (t)の大きさに応じて制御された電圧が供給される。このような構成によって、増幅部 15bは、図 6Aに示した増幅部 15aと比較して、より大きなダイナミックレンジを有する変調信号を出力することができる。なお、トランジスタ 157、及びトランジスタ 161を電界効果トランジスタとしても同様の効果が得られる。また、レギユレータ 14が電流駆動型のレギユレータ 14cである場合、電源端子 1 55及び電源端子 164には、電流動型のレギユレータ 14cから離散値 V (t)の大きさに応じて制御された電流が入力される。

[0057] なお、送信回路としては、上述した構成 (すなわち、図 1の構成)を変形することもできる。図 7は、変形した送信回路 laの構成の一例を示すブロック図である。図 7において、送信回路 laは、信号生成部 l la、ベクトル変調部 13、分配器 18a、検波部 18 b、信号処理部 12、レギユレータ 14、増幅部 15、電源端子 16、及び出力端子 17を備える。信号生成部 11aは、 I, Q信号を生成して出力する。分配器 18aは、ベクトル変調部 13でベクトル変調された変調信号を増幅部 15及び検波部 18bに出力する。検波部 18bは、変調信号の包絡線を検波して検波した信号 (すなわち、変調信号の振幅成分)を信号処理部 12に出力する。以降の動作 (すなわち、信号処理部 12、レギユレータ 14及び増幅部 15の動作）は、上述した動作と同一である。

[0058] 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、増幅部 15〖こ入力される変調信号の包絡線が大きい場合には、増幅部 15に供給するコレクタ電圧、またはドレイン電圧を高くすることで増幅部 15の非線形性を改善することができる。また、必要な時間のみ増幅部 15に供給する電圧を高くするので、高い効率を実現することができる。さらに、増幅部 15に入力される変調信号の包絡線が小さい場合にも増幅部 15に供給する電圧を一定に保つことで、増幅部 15の非線形性を改善することができる。このため増幅部 15で増幅される信号は、変調信号の包絡線の大きさにかかわらず低歪みとなる。このように、送信回路 1は、増幅部 15に供給する電圧を最適なレベルに制御することで、高効率かつ低歪みな動作を実現することができる。

[0059] (第 2の実施形態）

図 8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 8において、送信回路 2は、信号生成部 21、信号処理部 22、ベクトル変調部 13、可変利得増幅部 28、レギユレータ 14、増幅部 15、電源端子 16、及び出力端子 17を備える。なお、第 2の実施形態においては、第 1の実施形態と同一の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。

[0060] 信号生成部 21は、ベクトル信号である I, Q信号と、振幅信号 M (t)と、基地局との交信に必要な送信電力の大きさを示す電力情報 Pとを出力する。 I, Q信号は、ベタトル変調部 13に入力される。ベクトル変調部 13は、 I, Q信号をベクトル変調して変調信号として出力する。ベクトル変調部 13から出力された変調信号は、可変利得増幅部 28に入力される。可変利得増幅部 28は、所定の利得を用いて変調信号を増幅する。可変利得増幅部 28で増幅された変調信号は、増幅部 15に入力される。

[0061] 一方、振幅信号 M (t)は、信号処理部 22に入力される。振幅信号 M (t)は、信号処理部 22で所定の信号処理が施された後、レギユレータ 14に入力される。レギユレ一タ 14には、電源端子 16から直流電圧が供給されている。レギユレータ 14は、信号処理部 22で信号処理が施された信号の大きさに応じた電圧を増幅部 15に供給する。典型的には、レギユレータ 14は、信号処理部 22で信号処理が施された信号の大きさに比例した電圧を増幅部 15に供給する。レギユレータ 14から出力された電圧は、増幅部 15に供給される。増幅部 15で増幅された信号は、出力端子 17から出力される

[0062] また、信号生成部 21から出力された電力情報 Pは、信号処理部 22及び可変利得増幅部 28に入力される。可変利得増幅部 28は、入力された電力情報 Pに応じた利得を用いて、変調信号を増幅する。例えば、可変利得増幅部 28は、送信回路 2が出力すべき電力の大きさが： LdB大きくなつたときに利得を ldB大きくする。ここで、可変利得増幅部 28が出力する変調信号は、 G (I'cos co t— Q ' sinco t)と記述できる。ただし、 Gは電力情報 Pによって制御されるパラメータである。つまり、振幅信号 M ( の大きさが同じであっても、パラメータ Gが異なると増幅部 15に入力される変調信号の大きさは異なることになる。このため、信号処理部 22は、出力する離散値 V(t)の大きさを電力情報 Pによって制御して、レギユレータ 14が増幅部 15に供給する電圧を最適なレベルに調整する必要がある。

[0063] このような信号処理部 22の構成としては、例えば、以下に示す信号処理部 22aが考えられる。図 9は、信号処理部 22aの構成の一例を示すブロック図である。図 9において、信号処理部 22aは、入力端子 221、入力端子 222、出力端子 223、掛け算部 224、判定量子化部 12a、及び DAコンバータ 123を含む。なお、判定量子化部 12a は、第 1の実施形態で説明した最大振幅検出部 121と量子化部 122とを有する構成である。また、信号処理部 22aは、 DAコンバータ 123を含まない構成であってもよい。このような場合、信号処理部 22aは、判定量子化部 12aが出力した信号をデジタル信号のまま出力し、デジタル信号でレギユレータ 14を制御する。

[0064] 以下、図 10に示す (a)〜（c)を用いて、信号処理部 22aでの信号処理について説明する。図 10 (a)は、信号生成部 21から出力された電力情報 Pの波形の一例を示す図である。図 10 (b)は、掛け算部 224が出力する振幅信号 Mp (t)の波形の一例を示す図である。図 10 (c)は、信号処理部 22aが出力する離散値 Vp (t)の波形の一例を示す図である。

[0065] 掛け算部 224には、入力端子 222を介して電力情報 P (図 10 (a)参照）と、入力端子 221を介して振幅信号 M (t)とが入力される。掛け算部 224は、振幅信号 M ( と電力情報 Pとを掛け算して、電力情報 Pに応じて大きさが制御された振幅信号 Mp (t) を出力する（図 10 (b)参照)。掛け算部 224から出力された振幅信号 Mp (t)は、判定量子化部 12aに入力される。

[0066] 判定量子化部 12aにおいて、最大振幅検出部 121は、第 1の実施形態と同様の処理を行なって、所定の検出時間 T毎に、振幅信号 Mp (t)の最大値を検出する。量子化部 122は、少なくとも 1つ以上のしきい値と、しきい値に対応した 2つ以上の離散値とを保持している。図 10 (c)を参照して、量子化部 122は、第 1の実施形態と同様の処理を行なって、振幅信号 Mp (t)の最大値が所定のしき、値以上であるかどうかを判定し、当該判定結果に基づいて出力する離散値を選択する。量子化部 122が出力した信号は、 DAコンバータ 123でアナログ信号に変換され、離散値 Vp (t)として出力される。

[0067] このように、信号処理部 22aは、出力する離散値 Vp (t)の大きさを電力情報 Pによつて制御し、レギユレータ 14が増幅部 15に供給する電圧を最適なレベルに調整する。なお、この例では、信号処理部 22aは、 3つのしきい値と、 4つの離散値とを保持しているものとする。また、掛け算部 224は、必ずしも信号処理部 22に含まれていなくてもよい。このような場合は、送信回路 2は、掛け算部 224を、信号生成部 21と信号処理部 22との間に備えて、てもよ、。

[0068] また、信号処理部 22の構成しては、例えば、以下に示す信号処理部 22bが考えられる。図 11は、信号処理部 22bの構成の一例を示すブロック図である。図 11において、信号処理部 22bは、入力端子 221、入力端子 222、出力端子 223、判定量子化部 12b、 DAコンバータ 123、及び乗算型 DAコンバータ 226を含む。判定量子化部 12bは、最大振幅検出部 121及び量子化部 122bを有する。

[0069] 以下、図 12に示す (a)〜（d)を用いて、信号処理部 22bでの信号処理について説明する。図 12 (a)は、信号生成部 21から出力された電力情報 Pの波形の一例を示す図である。図 12 (b)は、判定量子化部 12bに入力される振幅信号 M (t)の波形の一例を示す図である。図 12 (c)は、量子化部 122bが出力する出力信号の波形の一例を示す図である。図 12 (d)は、乗算型 DAコンバータ 226の出力信号の波形の一例を示す図である。

[0070] 判定量子化部 12bには、入力端子 222を介して電力情報 P (図 12 (a)参照）と、入力端子 221を介して振幅信号 M (t) (図 12 (b)参照）とが入力される。判定量子化部 12bにおいて、最大振幅検出部 121は、第 1の実施形態と同様の処理を行なって、所定の検出時間 T毎に、振幅信号 M (t)の最大値を検出する。量子化部 122bは、少なくとも 1つ以上のしきい値と、しきい値に対応した 2つ以上の離散値とを保持している。量子化部 122bは、入力される電力情報 Pの大きさに応じて、しきい値及び離散値の大きさを変更する。

[0071] 具体的には、量子化部 122bは、電力情報 Pの 2乗根の大きさに反比例するようにしきい値及び離散値の大きさを変更する。図 13は、量子化部 122bが変更するしきい値と、離散値との関係を示す図である。図 13を参照して、例えば、量子化部 122bは、電力情報 Pの大きさが 4倍になったとき、しきい値及び離散値を 1Z2の大きさに変更する。なお、量子化部 122bは、しきい値及び離散値の大きさを上述したように電力情報 Pの 2乗根の大きさに反比例するような関係力ではなぐ予め最適な関係が設定されたテーブル情報を用いて変更してもよ、。

[0072] 図 12 (b)を参照して、量子化部 122bは、入力される電力情報 Pが大きい場合にしきい値を小さくし、電力情報 Pが小さい場合にしきい値を大きくする。図 12 (c)を参照して、量子化部 122bは、振幅信号 M (t)の最大値がしきい値以上であるかどうかを判定し、当該判定結果に基づいて出力する離散値を選択する。判定量子化部 12b 力も出力された信号は、 DAコンバータ 123にてアナログ信号に変換され、乗算型 D Aコンバータ 226に入力される。また、乗算型 DAコンバータ 226には、入力端子 222 を介して電力情報 Pが入力される。図 12 (d)を参照して、乗算型 DAコンバータ 226 は、電力情報 Pに応じて出力信号の大きさを調整する。乗算型 DAコンバータ 226が出力した信号は、離散値 Vp (t)として出力端子 223から出力される。このように、信号処理部 22bは、出力する離散値 Vp (t)の大きさを電力情報 Pによって制御して、レギユレータ 14が増幅部 15に供給する電圧を最適なレベルに調整する。

[0073] さらに、第 2の実施形態に係る送信回路 2は、消費電力を低減するために、図 14に示す構成の信号処理部 22c及びレギユレータ 14dを備えてもよい。図 14は、信号処理部 22c及びレギユレータ 14dの構成の一例を示すブロック図である。図 14において、信号処理部 22cは、最大振幅検出部 121及び量子化部 122を含む。レギユレ一タ 14dは、演算部 14dl、 DAコンバータ 14d2、 DAコンバータ 14d3、スイッチングレギユレータ 14d4、及びシリーズレギユレータ 14d5を含む。なお、スイッチングレギユレータ 14d4は、図 5Bに示すスイッチングレギユレータ 14bと同様の構成である。また、シリーズレギユレータ 14d5は、図 5Aに示すシリーズレギユレータ 14aと同様の構成である。 [0074] 信号処理部 22cにおいて、最大振幅検出部 121及び量子化部 122は、第 1の実施形態と同様の処理を行なう。量子化部 122の出力信号は、演算部 14dl及び DAコンバータ 14d3に入力される。このとき、量子化部 122の出力信号が Bl、 B2の 2値に量子化されており、この 2値に対応する出力端子 223からの出力電圧の大きさが VI、 V 2だったとする。ただし、 V1 >V2で、かつ B1対 B2の比と、 VI対 V2の比とは等しいものとする。図 15は、スイッチングレギユレータ 14d4及びシリーズレギユレータ 14d5 の出力電圧を示す図である。ただし、破線がスイッチングレギユレータ 14d4、実線がシリーズレギユレータ 14d5の出力電圧を示している。

[0075] このような場合、スイッチングレギユレータ 14d4の出力電圧は、 VIより少し高い電圧 V3であればよい。もしも VIより非常に大きな電圧をシリーズレギユレータ 14d5に供給した場合、シリーズレギユレータ 14d5での熱損失が大きくなつてしまう。演算部 1 4dlは、スイッチングレギユレータ 14d4がシリーズレギユレータ 14d5に VIより少し高い電圧 V3を供給するように、量子化部 122から入力される信号を演算処理する。

[0076] すなわち、スイッチングレギユレータ 14d4からの出力電圧は、送信回路 2の出力電力が変化するときのみ変化するので、振幅信号 M (t)の変化と比べると変化の速度が遅ぐスイッチング周波数あるいはクロック周波数を低くすることができる。このため、スイッチングレギユレータ 14d4は、高効率に動作する。また、シリーズレギユレータ 1 4d5における熱損失も小さくなるので、レギユレータ 14dの消費電力が小さくなり、その結果、送信回路 2全体の消費電力を低減することができる。なお、 DAコンバータ 1 4d2、 14d3としては、乗算型 DAコンバータを用いてもよい。この場合、 DAコンパ一タ 14d2、 14d3には、入力端子 222から電力情報 Pが入力される。

[0077] また、第 2の実施形態に係る送信回路 2は、図 16に示す信号処理部 22及びレギュレータ 14eを備えていてもよい。図 16は、信号処理部 22及びレギユレータ 14eの構成の一例を示すブロック図である。図 16において、信号処理部 22は、最大振幅検出部 121、量子化部 122、及び D Aコンバータ 123を含む。レギユレータ 14eは、演算部 14dl、スイッチングレギユレータ 14d4、及びシリーズレギユレータ 14d5を含む。演算部 14dlは、所定の時間毎に入力信号の最大値に所定の値をオフセットした信号を出力する。なお、信号処理部 22及びレギユレータ 14eにおいて、上述した構成と同一の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。

[0078] 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によれば、基地局との交信に必要な送信電力の大きさを示す電力情報 Pに基づ、て、可変利得増幅部 28の利得を制御して変調信号を増幅し、かつ信号処理部 22が出力する信号の大きさを制御してレギユレータ 14が増幅部 15に供給する電圧を増幅部 15にとつて最適なレベルに調整する。これによつて、送信回路 2は、第 1の実施形態と比較して、さらに高効率かつ低歪みな動作を実現することができる。

[0079] (第 3の実施形態）

図 17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 17において、第 3の実施形態に係る送信回路 3は、第 1の実施形態に係る送信回路 1と比較して、歪み補償部 19をさらに備えている。歪み補償部 19は、増幅部 15で発生する歪みを補償するために、ベクトル変調部 13に入力する I, Q信号をあら力じめ歪ませる。歪み補償部 19には、振幅信号 M (t)に対して、 I, Q信号の大きさ及び位相をどの程度歪ませるかを決定するためのテーブルが格納されている。歪み補償部 19は、 I, Q信号を歪ませて 12, Q2信号を出力する。 12, Q2信号は、 ( 式 2)を用いて表すことができる。ただし、 a (M)及び θ (M)は、テーブルに格納されて、る振幅信号 Mに対する補正値である。

I2+jQ2 = a (M) (l+jQ) exp (j θ (Μ) ) · · · (式 2)

[0080] さらに、第 2の実施形態に係る送信回路（図 8参照）にも歪み補償部を適用すること力 Sできる。図 18は、第 2の実施形態に係る送信回路に歪み補償部を適用した場合の送信回路 3aの構成を示すブロック図である。図 18において、送信回路 3aは、第 2の実施形態に係る送信回路 2と比較して、歪み補償部 19aをさらに備えている。歪み補償部 19aは、電力情報 Pに基づいて、増幅部 15で発生する歪みを補償するために、ベクトル変調部 13に入力する I, Q信号をあら力じめ歪ませる。歪み補償部 19aは、 I , Q信号を歪ませて 12, Q2信号を出力する。 12, Q2信号は、（式 3)を用いて表すことがでさる。

I2+jQ2 = a (M、 P) (i+jQ) exp (j θ (Μ、 Ρ) ) · · · (式 3)

[0081] このように第 3の実施形態に係る送信回路は、第 1及び第 2の実施形態に係る送信回路と比較して、増幅部 15で発生する歪みを補償するための歪み補償部をさらに備える。これによつて、送信回路は、第 1及び第 2の実施形態に係る送信回路よりも、低歪みな動作を実現することができる。

[0082] (第 4の実施形態）

図 19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 19において、送信回路 4は、信号生成部 41、信号処理部 42、角度変調部 43、レギユレータ 44、振幅変調部 45、電源端子 46、及び出力端子 47を備える。レギユレータ 44は、シリーズレギユレータ 44aと、スイッチングレギユレータ 44bとを含む。

[0083] 信号生成部 41は、入力データに所定の信号処理を施して、振幅信号 M (t)と、位相信号とを生成する。振幅信号 M (t)は、信号処理部 42及びシリーズレギユレータ 4 4aに入力される。信号処理部 42は、第 1の実施形態と同様の処理を行なって、所定の時間毎に、振幅信号 M (t)の最大値に応じた離散値を選択し、当該選択した離散値を有する信号を離散値 V(t)として出力する。離散値 V (t)は、スイッチングレギユレータ 44bに入力される。スイッチングレギユレータ 44bには、電源端子 46から直流電圧が供給されている。スイッチングレギユレータ 44bは、入力された離散値 V(t)に応じて制御された電圧をシリーズレギユレータ 44aに供給する。

[0084] シリーズレギユレータ 44aは、入力された振幅信号 M (t)をスイッチングレギユレータ 44bから供給された電圧で増幅することで、振幅信号 M (t)の大きさに応じて制御された電圧を振幅変調部 45に供給する。シリーズレギユレータ 44aは、スイッチングレギユレータ 44bから供給される電圧が離散値 V (t)によって制御されているため、高効率に動作することができる。

[0085] 一方、位相信号は、角度変調部 43に入力される。角度変調部 43は、位相信号を角度変調して、角度変調信号を出力する。角度変調信号は、振幅変調部 45に入力される。振幅変調部 45は、角度変調信号をシリーズレギユレータ 44a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 47から出力される。

[0086] スイッチングレギユレータ 44bは、図 5Bに示すスイッチングレギユレータ 14bと同様の構成である。シリーズレギユレータ 14aは、図 5Aに示すシリーズレギユレータ 14aと同様の構成である。また、振幅変調部 45は、図 6Aに示す増幅部 15a、または図 6B に示す増幅部 15bと同様の構成である。

[0087] なお、送信回路 4は、図 19とは異なる構成であってもよい。図 20Aは、本発明の第 4の実施形態に係る送信回路 4xの構成の一例を示すブロック図である。図 20Aにおいて、送信回路 4xは、信号生成部 41x、信号処理部 42、レギユレータ 44、振幅変調部 45、電源端子 46、及び出力端子 47を備える。なお、送信回路 4xにおいて、送信回路 4と同一の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。

[0088] 図 20Aにおいて、信号生成部 41xは、振幅信号 M (t)と、角度変調信号とを出力する。図 20Bは、信号生成部 41xの構成の一例を示すブロック図である。図 20Bにおいて、信号生成部 41xは、直交信号生成部 413、ベクトル変調部 414、包絡線検波部 415、及びリミッタ 416を含む。直交信号生成部 413は、入力データを信号処理して、直交信号である I, Q信号を生成する。 I, Q信号は、ベクトル変調部 414に入力される。

[0089] ベクトル変調部 414は、 I, Q信号をベクトル変調する。ベクトル変調部 414には、例えば、直交変調器が用いられる。ベクトル変調部 414から出力された信号は、包絡線検波部 415及びリミッタ 416に入力される。包絡線検波部 415は、ベクトル変調部 41 4から出力された信号の包絡線成分を検波し、検波した包絡線成分を振幅信号 M (t )として出力する。リミッタ 416は、ベクトル変調部 414から出力された信号の包絡線成分を一定の大きさに制限し、大きさを制限した信号を角度変調信号として出力する

[0090] 以上のように、本発明の第 4の実施形態に係る送信回路 4によれば、信号生成部 4 1が出力する振幅信号 M (t)が大きい場合には、レギユレータ 44から、振幅変調部 4 5に供給するコレクタ電圧、またはドレイン電圧を高くすることで、振幅変調部 45の非線形性を改善することができる。また、必要な時間のみ振幅変調部 45に供給する電圧を高くするので、高い効率を実現することができる。さらに、振幅信号 M (t)が小さい場合にも振幅変調部 45に供給する電圧を一定に保つことで、振幅変調部 45の非線形性を改善することができる。このため振幅変調部 45が出力する変調信号は、振幅信号 M (t)の大きさにかかわらず低歪みとなる。このように、送信回路 4は、振幅変調部 45に供給する電圧を最適なレベルに制御することで、高効率かつ低歪みな動作を実現することができる。

[0091] (第 5の実施形態）

図 21は、本発明の第 5の実施形態に係る送信回路 5の構成の一例を示すブロック図である。図 21において、第 5の実施形態に係る送信回路 5は、第 4の実施形態に係る送信回路 4と比較して、信号生成部 41の後段に掛け算部 48を備える。以下、図 22 (a)〜(c)を用いて、送信回路 5の動作について説明する。図 22 (a)は、掛け算部 48に入力される電力情報 Pの波形の一例を示す図である。図 22 (b)は、掛け算部 4 8が出力する振幅信号 Mp (t)の波形の一例を示す図である。図 22 (c)は、信号処理部 42が出力する離散値 Vp (t)の波形の一例を示す図である。

[0092] 掛け算部 48には、基地局との交信に必要な送信電力の大きさを示す電力情報 Pが入力される（図 22 (a)参照）。電力情報 Pは、例えば、 W— CDMAシステムの場合、基地局によって制御され、基地局との間の送信電力制御はスロット時間毎に行なわれる。なお、送信回路 5は、基地局力もの情報に基づいて、信号生成部 41が電力情報 Pを出力する構成であっても構わな、。

[0093] 掛け算部 48は、電力情報 Pと振幅信号 M (t)とを掛け算し、振幅信号 Mp (t)として出力する（図 22 (b)参照)。信号処理部 42は、第 1の実施形態と同様の処理を行なつて、所定の時間毎に、振幅信号 Mp (t)の最大値に応じた離散値を選択し、当該選択した離散値を有する信号を離散値 Vp (t)として出力する（図 22 (c)参照)。なお、信号処理部 42は、この例では、 3つのしきい値と、 4つの離散値とを持っているものとする。送信回路 5の以降の動作は、第 4の実施形態と同様であるので省略する。

[0094] また、第 5の実施形態に係る送信回路 5は、図 23に示すような構成であってもよい。

図 23は、本発明の第 5の実施形態に係る送信回路 5bの構成の一例を示すブロック図である。図 23において、送信回路 5bは、第 4の実施形態に係る送信回路 4と比較して、スイッチングレギユレータ 44b及びシリーズレギユレータ 44aの前段に、掛け算部 49及び掛け算部 50をさらに備える。掛け算部 49は、離散値 V(t)と電力情報 Pとを掛け算し、離散値 Vp (t)として出力する。掛け算部 50は、振幅信号 M (t)と電力情報 Pとを掛け算し、振幅信号 Mp (t)として出力する。以降の動作は、第 4の実施形態と同様である。

[0095] 以上のように、本発明の第 5の実施形態に係る送信回路 5によれば、基地局との交信に必要な送信電力の大きさを示す電力情報 Pに基づいて、振幅信号 M (t)の大きさを変更して、レギユレータ 44が振幅変調部 45に供給する電圧を振幅変調部 45〖ことって最適なレベルに調整する。これによつて、送信回路 5は、さらに高効率かつ低歪みな動作を実現することができる。

[0096] (第 6の実施形態）

図 24は、本発明の第 6の実施形態に係る送信回路 6の構成の一例を示すブロック図である。図 24において、第 6の実施形態に係る送信回路 6は、第 4及び第 5の実施形態に係る送信回路と比較して、信号処理部 42の後段にタイミング制御部 51をさらに備える。タイミング制御部 51は、信号処理部 42が出力した離散値 V (t)をスィッチングレギユレータ 44bに入力するタイミングを変更する。

[0097] 図 25は、送信回路 6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 6の実施形態に係る送信回路 6について、図 25を参照しながら説明する。信号処理部 42には、信号生成部 41から振幅信号 M (t)が入力される（図 25 (a)参照)。信号処理部 42は、第 1の実施形態と同様の処理を行なって、離散値 V (t)を出力する（図 25 (b)参照)。離散値 V (t)は、タイミング制御部 51に入力される。

[0098] タイミング制御部 51は、スイッチングレギユレータ 44b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 A txだけ進めて、離散値 Vx (t)として出力する（図 25 (c)参照)。なお、タイミング制御部 51が、離散値 V(t)を出力するタイミングを Δ txだけ進める代わりに、信号生成部 41がシリーズレギユレータ 44aに入力する振幅信号 M (t)と、角度変調部 43に入力する位相信号とを Δ txだけ遅らせてもよ、。

[0099] 離散値 Vx (t)は、スイッチングレギユレータ 44bへ入力される。スイッチングレギユレータ 44b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 25 (d)参照 )。スイッチングレギユレータ 44bが出力した電圧 Vy(t)は、シリーズレギユレータ 44a に供給される。シリーズレギユレータ 44aは、スイッチングレギユレータ 44bから供給された電圧 Vy (t)に基づ、て、振幅信号 M (t)に応じて制御された電圧 Vz (t)を出力する（図 25 (e)参照)。シリーズレギユレータ 44aが出力した電圧 Vz (t)は、振幅変調部 45に供給される。

[0100] 以上にように、本発明の第 6の実施形態に係る送信回路 6によれば、信号処理部 4 2の後段に、タイミング制御部 51を備えることで、スイッチングレギユレータ 44bの立ち上がりの不安定さを解消し、さらに低歪みな動作を実現することができる。

[0101] なお、上述した第 4〜6の実施形態に係る送信回路において、信号処理部 42は、送信回路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、所定時間 Tの長さを変化させてもよい。図 26は、所定時間 T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 26 (a)に示すように、送信信号の包絡線の変動が少ない場合、信号処理部 42は、所定時間 Tを短くしても消費電力の低減効果は少ない。このため、信号処理部 42は、所定時間 Tを長めに変化させる。一方、図 26 (b)に示すように、送信信号の包絡線の変動が大きい場合、信号処理部 42は、所定時間 T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、信号処理部 42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 Tを短くする。これによって、信号処理部 42は、送信回路の消費電力をより低減させることができる。

[0102] また、上述した第 4〜6の実施形態に係る送信回路は、角度変調部 43、レギユレ一タ 44、及び振幅変調部 45の少なくともいずれかの非線形性を補償するために、信号生成部 41の出力に、振幅信号および Zまたは位相信号の歪みを補償する歪み補償部 52をさらに備えてもよい。図 27は、歪み補償部 52を備える送信回路 4bの構成の一例を示すブロック図である。図 27において、歪み補償部 52は、信号生成部 41で生成された振幅信号、および Zまたは位相信号を、角度変調部 43、レギユレータ 44 、及び振幅変調部 45の少なくともヽずれかで発生する歪みが抑圧されるように補償する。これによつて、送信回路 4bは、上述した第 4〜6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。

[0103] (第 7の実施形態）

図 28は、本発明の第 7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 28を参照して、第 7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 1〜6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。

[0104] 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を介してァンテナ 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 7の実施形態に係る通信機器 20 0は、第 1〜6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、。

産業上の利用可能性

[0105] 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。

Claims

請求の範囲

[1] 入力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、

前記入力データに基づいて、 I, Q信号から構成されるベクトル信号と、前記べタトル信号の大きさを示す振幅信号とを生成する信号生成部と、

前記ベクトル信号をベクトル変調するベクトル変調部と、

前記ベクトル変調部でベクトル変調された信号を増幅する増幅部と、

前記振幅信号に所定の信号処理を施して出力する信号処理部と、

前記信号処理部力出力された信号の大きさに基づいて、前記増幅部に供給する電圧を制御するレギユレ一タとを備え、

前記信号処理部は、

少なくとも 1つ以上のしきい値と、当該しきい値に対応した 2つ以上の離散値とを保持し、

所定の時間毎に前記振幅信号が前記しきい値を超える力否かを判定し、当該判定結果に基づ!、て出力する離散値を選択し、当該選択した離散値を有する信号を出力することを特徴とする、送信回路。

[2] 前記所定の時間は、送信回路の平均出力電力を制御する時間よりも短いことを特徴とする、請求項 1に記載の送信回路。

[3] 前記信号処理部は、少なくとも 1つ以上のしきい値と、当該しきい値に対応した 2つ以上の離散値とを保持し、前記所定の時間毎に前記振幅信号が当該しきい値を超えるか否かを判定し、当該判定結果に基づいて出力する離散値を選択し、当該選択した離散値を有する信号を出力する判定量子化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。

[4] 前記判定量子化部は、

前記所定の時間毎に前記振幅信号の最大値を検出する最大振幅検出部と、前記所定の時間毎に前記振幅信号の最大値が前記しきい値を超えるか否かを判定し、当該判定結果に基づいて出力する離散値を選択し、当該選択した離散値を有する信号を出力する量子化部とを有することを特徴とする、請求項 3に記載の送信回路。

[5] 前記信号生成部は、前記送信信号の送信電力の大きさを示す電力情報をさらに出力し、

前記ベクトル変調部でベクトル変調された信号を前記電力情報に応じた利得で増幅する可変利得増幅部をさらに備え、

前記信号処理部は、前記電力情報と前記振幅信号とを掛け算することで、前記電力情報に応じて大きさが制御された振幅信号を前記判定量子化部に出力する掛け算部をさらに備えることを特徴とする、請求項 3に記載の送信回路。

[6] 前記信号生成部は、前記送信信号の送信電力の大きさを示す電力情報をさらに出力し、

前記信号処理部は、前記電力情報に基づいて、前記しきい値及び前記離散値の大きさを変更することを特徴とする、請求項 3に記載の送信回路。

[7] 前記信号処理部は、前記送信電力の大きさの 2乗根に反比例するように、前記しきい値及び前記離散値の大きさを変更することを特徴とする、請求項 6に記載の送信回路。

[8] 前記信号処理部は、前記しきい値及び前記離散値が前記送信電力の大きさに対応するように予め設定されたテーブル情報を参照して、前記しき！ヽ値及び前記離散値の大きさを変更することを特徴とする、請求項 6に記載の送信回路。

[9] 前記信号生成部によって生成された前記ベクトル信号を、前記増幅部で発生する歪みが抑圧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に記載の送信回路。

[10] 前記レギユレータは、シリーズレギユ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。

[11] 前記レギユレータは、スイッチングレギユ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。

[12] 前記レギユレータは、

前記信号処理部が出力した信号の大きさに応じて制御された電圧を前記増幅部に供給するシリーズレギユレータと、

前記信号処理部が出力した信号に所定の演算処理を施して出力する演算部と、前記演算部が出力した信号の大きさに応じて制御された電圧を前記シリーズレギユレータに供給するスイッチングレギユレ一タとを含み、

前記演算部は、前記スイッチングレギユレータが出力する電圧が、前記シリーズレギユレータが出力する電圧よりも大きくなるように、前記信号処理部力出力された信号に演算処理を施こすことを特徴とする、請求項 1に記載の送信回路。

[13] 入力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、

前記入力データに基づいて、 I, Q信号から構成されるベクトル信号を生成する信号生成部と、

前記ベクトル信号をベクトル変調するベクトル変調部と、

前記ベクトル変調部でベクトル変調された信号を分波する分波部と、

前記分波部で分波された一方の信号を増幅する増幅部と、

前記分波部で分波された他方の信号の包絡線の大きさを検波して振幅信号として出力する検波部と、

前記信号処理部は、

[14] 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に記載の送信回路であることを特徴とする、通信機器。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 14に記載の通信機器。