WO2015083296A1

WO2015083296A1 - 電力調整方法、電力調整プログラム、電力調整装置及び半導体集積回路

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Publication number: WO2015083296A1
Application number: PCT/JP2013/082875
Authority: WO
Inventors: 蜂谷　暢英; 隆谷井; 康宏村上; 山森　雄介; 康顕竹内; 昌彦平尾; 村上　学; 幹雄林原
Original assignee: 富士通株式会社
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2015-06-11
Also published as: EP3079262A4; US20160278028A1; JPWO2015083296A1; JP6256479B2; EP3079262A1; US9872260B2

Abstract

　電力調整方法は、出力電力が所定の値未満となる線形領域では入力電力を線形に増幅し、出力電力が前記所定の値以上となる非線形領域では入力電力を非線形に増幅する電力増幅器に、前記線形領域で増幅される入力電力を入力して得られる出力電力を測定し（Ｓ１０２）、入出力特性を示す座標平面において、測定された出力電力に対応する測定点と前記線形領域及び前記非線形領域の境界点とを結ぶ直線を導出し（Ｓ１０７）、測定された出力電力に対応付けてあらかじめ記憶される近似式であって、前記非線形領域における入力電力と出力電力の関係を示す近似式の情報を取得し（Ｓ１０４～Ｓ１０６）、導出された直線の情報と取得された近似式の情報とを前記電力増幅器の前段に設けられる半導体集積回路に記憶させる（Ｓ１０８）処理を有する。

Description

電力調整方法、電力調整プログラム、電力調整装置及び半導体集積回路

　本発明は、電力調整方法、電力調整プログラム、電力調整装置及び半導体集積回路に関する。

　一般に、例えば携帯電話機などの無線通信装置には、送信電力制御などのために電力増幅器が備えられている。無線通信装置が送信電力制御を実行する際には、電力増幅器からの出力電力が指定されるため、無線通信装置は、出力電力が指定された値となるように電力増幅器への入力電力を調整する。この結果、無線通信装置からの送信電力が所望の値に収束し、他の無線通信装置への干渉を低減したり、通信相手における受信品質を向上したりすることができる。

　電力増幅器は、入力信号の電力を増幅して出力する部品であり、例えば図１に示すような入出力特性を有している。すなわち、出力電力が所定の電力Ｐ_cに達するまでは入力電力と出力電力が線形性を有し、出力電力が所定の電力Ｐ_cを超えると入力電力と出力電力の関係が非線形となる。以下においては、入出力特性が線形性を有する領域（図１においては、出力電力が電力Ｐ_c未満の領域）を線形領域といい、入出力性が非線形の領域（図１においては、出力電力が電力Ｐ_c以上の領域）を非線形領域という。

　このような電力増幅器の入出力特性は、通常、個体によってばらついており、個々の電力増幅器の線形領域及び非線形領域を完全に一致させることは困難である。このため、無線通信装置が市場へ出荷される前には、電力増幅器の入出力特性の個体差を補うための調整が行われる。具体的には、それぞれの無線通信装置が備える電力増幅器の入出力特性が実測され、実測結果が無線通信装置のメモリなどに記憶されることがある。そして、無線通信装置が出荷後に使用される際には、メモリなどに記憶された入出力特性の実測結果に基づいて送信電力制御が実行される。

特表２００３－５２０４７８号公報特開２００９－２８４３１３号公報特開２００７－２００３７８号公報特開２００１－３０８７２４号公報

　しかしながら、実測によって電力増幅器の電力調整を行う方法では、無線通信装置の出荷前の調整時間が長くなり、製造コストが増大するという問題がある。すなわち、電力増幅器の入出力特性が実測される際には、入力電力が異なる複数の測定点で出力電力が測定される。このとき、精度が高い入出力特性を得るためには、測定点の数を多くして、多くの入力電力と出力電力の対応関係を取得することが好ましい。したがって、個々の無線通信装置に関して、出力電力を測定するための時間が長くなり、出荷前の電力調整に長時間を要することとなる。特に、近年では、１つの無線通信装置が複数の周波数帯で通信可能となっており、電力増幅器の入出力特性が周波数帯ごとに異なることから、周波数帯ごとの入出力特性を取得することでさらに時間を要すると考えられる。

　また、無線通信装置が送信電力制御を実行するためには、実測された入出力特性を示す入力電力と出力電力の対応関係が無線通信装置のメモリなどに記憶される。このとき、多くの対応関係が記憶されると、その分メモリなどの記憶領域が占有されるため、記憶容量が大きいメモリが無線通信装置に搭載されることとなる。結果として、無線通信装置の製造コストがさらに増大するという問題もある。このように、複数の測定点において電力測定を行って電力増幅器の電力調整をする方法は非効率であり、無線通信装置の製造コストが増大するため、効率的に電力を調整することが望まれている。

　開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、電力増幅器の効率的な電力調整を可能とし、装置の製造コストを低減することができる電力調整方法、電力調整プログラム、電力調整装置及び半導体集積回路を提供することを目的とする。

　本願が開示する電力調整方法は、１つの態様において、出力電力が所定の値未満となる線形領域では入力電力を線形に増幅し、出力電力が前記所定の値以上となる非線形領域では入力電力を非線形に増幅する電力増幅器に、前記線形領域で増幅される入力電力を入力して得られる出力電力を測定し、入出力特性を示す座標平面において、測定された出力電力に対応する測定点と前記線形領域及び前記非線形領域の境界点とを結ぶ直線を導出し、測定された出力電力に対応付けてあらかじめ記憶される近似式であって、前記非線形領域における入力電力と出力電力の関係を示す近似式の情報を取得し、導出された直線の情報と取得された近似式の情報とを前記電力増幅器の前段に設けられる半導体集積回路に記憶させる処理を有する。

　本願が開示する電力調整方法、電力調整プログラム、電力調整装置及び半導体集積回路の１つの態様によれば、電力増幅器の効率的な電力調整を可能とし、装置の製造コストを低減することができるという効果を奏する。

図１は、電力増幅器の入出力特性の一例を示す図である。図２は、一実施の形態に係る電力調整システムの構成を示すブロック図である。図３は、一実施の形態に係る入出力特性情報の具体例を示す図である。図４は、一実施の形態に係るプロセッサの機能を示すブロック図である。図５は、一実施の形態に係るＲＦ　ＬＳＩの内部構成を示すブロック図である。図６は、一実施の形態に係る設定情報の具体例を示す図である。図７は、一実施の形態に係る電力調整装置の動作を示すフロー図である。図８は、一実施の形態に係る電力調整の具体例を示す図である。図９は、一実施の形態に係るＲＦ　ＬＳＩの動作を示すフロー図である。

　以下、本願が開示する電力調整方法、電力調整プログラム、電力調整装置及び半導体集積回路の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

　図２は、一実施の形態に係る電力調整システムの構成を示すブロック図である。図２に示す電力調整システムは、無線通信装置１００、測定器１５０及び電力調整装置２００を有する。このような電力調整システムは、無線通信装置１００が市場へ出荷される前に各装置を接続することによって構成される。

　無線通信装置１００は、例えば携帯電話機などの無線通信装置であり、アンテナを介して信号の送受信をする。無線通信装置１００は、ベースバンドＬＳＩ（baseband　Large　Scale　Integration：以下、「ＢＢ　ＬＳＩ」と略記する）１１０、無線周波数ＬＳＩ（radio　frequency　ＬＳＩ：以下、「ＲＦ　ＬＳＩ」と略記する）１２０、電力増幅器１３０及び共用器１４０を有する。

　ＢＢ　ＬＳＩ１１０は、ベースバンド周波数の信号に対する処理を実行する半導体集積回路である。具体的には、ＢＢ　ＬＳＩ１１０は、送信データに対して符号化・変調などの処理を施した上で、ＲＦ　ＬＳＩ１２０へ出力する。また、ＢＢ　ＬＳＩ１１０は、ＲＦ　ＬＳＩ１２０から出力される受信データに対して復調・復号化などの処理を施す。

　ＲＦ　ＬＳＩ１２０は、電力増幅器１３０の前段に配置され、無線周波数の信号に対する処理を実行する半導体集積回路である。具体的には、ＲＦ　ＬＳＩ１２０は、ＢＢ　ＬＳＩ１１０から出力された送信データに対してアップコンバート・フィルタリングなどの無線送信処理を施す。そして、ＲＦ　ＬＳＩ１２０は、無線通信装置１００からの送信電力が規定の電力となるように、送信データの電力を調整した上で電力増幅器１３０へ出力する。また、ＲＦ　ＬＳＩ１２０は、受信データに対してダウンコンバード・フィルタリングなどの無線受信処理を施した上で、ＢＢ　ＬＳＩ１１０へ出力する。なお、ＲＦ　ＬＳＩ１２０の具体的な内部構成については、後に詳述する。

　電力増幅器１３０は、ＲＦ　ＬＳＩ１２０から出力される送信データを増幅して出力する。すなわち、電力増幅器１３０は、ＲＦ　ＬＳＩ１２０から出力される送信データの電力を入力電力とし、入力電力を所定の利得で増幅し、得られた出力電力の送信データを出力する。電力増幅器１３０は、出力電力が所定の値に達するまでは入力電力と出力電力の関係が線形性を有するのに対し、出力電力が所定の値を超えると入力電力と出力電力の関係が非線形となる入出力特性を有している。

　共用器１４０は、アンテナに接続されており、電力増幅器１３０から出力される送信データをアンテナから送信する一方、アンテナから受信された受信データをＲＦ　ＬＳＩ１２０へ出力する。また、共用器１４０は、アンテナによって受信された信号の受信経路とアンテナによって送信される信号の送信経路とを電気的に分離する。

　無線通信装置１００のアンテナ部分には、測定器１５０が接続されている。測定器１５０は、無線通信装置１００の共用器１４０から出力される送信データの電力を測定する。すなわち、測定器１５０は、電力増幅器１３０によって増幅されて得られる出力電力を測定する。

　そして、測定器１５０には、電力調整装置２００が接続されている。電力調整装置２００は、例えばパーソナルコンピュータなどの情報処理装置であり、インタフェース２１０、プロセッサ２２０及びメモリ２３０を有する。

　インタフェース２１０は、無線通信装置１００のＲＦ　ＬＳＩ１２０と接続されるとともに、測定器１５０と接続される。そして、インタフェース２１０は、ＲＦ　ＬＳＩ１２０に対して、電力増幅器１３０へ入力される入力電力の指示を出力する。また、インタフェース２１０は、測定器１５０によって測定された電力増幅器１３０の出力電力を取得する。さらに、インタフェース２１０は、プロセッサ２２０によって決定された電力調整用の係数をＲＦ　ＬＳＩ１２０へ出力する。

　プロセッサ２２０は、ＲＦ　ＬＳＩ１２０に対して、インタフェース２１０を介して、電力増幅器１３０へ入力される入力電力を指示する。そして、プロセッサ２２０は、指示した入力電力が電力増幅器１３０によって増幅された結果得られた出力電力を、測定器１５０及びインタフェース２１０を介して取得する。このとき、プロセッサ２２０は、単一の入力電力のみを指示し、この入力電力に対する出力電力を取得する。すなわち、プロセッサ２２０は、複数の測定点における出力電力を取得するのではなく、１つの測定点における出力電力を取得する。そして、プロセッサ２２０は、一対の入力電力と出力電力から電力増幅器１３０に適切な電力調整用の係数を決定し、インタフェースを介してＲＦ　ＬＳＩ１２０に設定する。なお、プロセッサ２２０の具体的な機能については、後に詳述する。

　メモリ２３０は、無線通信装置１００と同種の無線通信装置の試作機などから得られた、電力増幅器１３０と同種の電力増幅器の入出力特性情報をあらかじめ記憶する。すなわち、メモリ２３０は、複数の電力増幅器の入出力特性情報として、非線形領域における入力電力と出力電力の関係を示す近似式の情報と、線形領域と非線形領域の境界となる点（以下「コンプレッション開始点」という）の情報とをあらかじめ記憶する。このとき、メモリ２３０は、電力増幅器の利得によってグループ分けされたグループそれぞれについて、近似式の情報とコンプレッション開始点の情報とを記憶する。

　具体的には、メモリ２３０は、例えば図３に示すように、電力増幅器の利得を大中小の三段階にグループ分けし、それぞれのグループについて近似式の係数を記憶するとともに、コンプレッション開始点の入力電力及び出力電力を記憶する。図３の例は、電力増幅器の非線形領域における入出力特性を３次式で近似した場合を示しており、この３次式の４つの係数（係数Ａ、係数Ｂ、係数Ｃ、係数Ｄ）がそれぞれの利得のグループについて記憶されている。また、それぞれの利得のグループの入出力特性において、線形領域と非線形領域の境界となる入力電力と出力電力が記憶されている。図３に示すような入出力特性情報は、無線通信装置の複数の試作機を利得によってグループ分けし、それぞれのグループに属する電力増幅器の入力電力を変化させながら出力電力を測定することにより得られる。

　図４は、本実施の形態に係る電力調整装置２００のプロセッサ２２０の機能を示すブロックである。図４に示すプロセッサ２２０は、入力電力指示部２２１、出力電力取得部２２２、利得判定部２２３、直線導出部２２４、近似式選択部２２５及び係数設定部２２６を有する。

　入力電力指示部２２１は、図２に示すように電力調整装置２００と無線通信装置１００及び測定器１５０とが接続された状態で、無線通信装置１００のＲＦ　ＬＳＩ１２０に対して、電力増幅器１３０への入力電力を１周波数帯につき１つのみ指示する。具体的には、入力電力指示部２２１は、電力増幅器１３０が線形領域で増幅可能な単一の電力を周波数帯ごとの入力電力として指示する。ここで、線形領域で増幅可能な電力は、電力増幅器１３０のダイナミックレンジなどの性能から決定される電力であり、所定値未満の比較的小さい電力である。ただし、０に近い微小な電力は、線形領域で増幅可能な電力であるが、入力電力が過度に小さいと電力増幅器１３０の動作が安定しない可能性があるため、入力電力指示部２２１は、所定値以上の電力を入力電力として指示するのが好ましい。

　出力電力取得部２２２は、入力電力指示部２２１によって指示された入力電力が電力増幅器１３０によって増幅されて得られた出力電力の測定結果を、インタフェース２１０を介して測定器１５０から取得する。入力電力指示部２２１が周波数帯ごとに単一の入力電力を指示するため、出力電力取得部２２２は、１周波数帯につき１つの測定点における出力電力を取得する。このため、入力電力指示部２２１による入力電力の指示と、出力電力取得部２２２による出力電力の取得とに要する時間は短時間で済む。

　利得判定部２２３は、入力電力指示部２２１によって指示された入力電力と、出力電力取得部２２２によって取得された出力電力とに基づいて、電力増幅器１３０の利得が大中小のどのグループに属するか判定する。具体的には、利得判定部２２３は、入力電力指示部２２１によって指示された入力電力に対する平均的な電力増幅器の出力電力（以下「平均電力」という）と、出力電力取得部２２２によって取得された出力電力とを比較する。そして、利得判定部２２３は、出力電力が平均電力より所定値以上大きい場合に、電力増幅器１３０の利得が大であると判定する。また、利得判定部２２３は、出力電力と平均電力の差が所定値以内である場合に、電力増幅器１３０の利得が中であると判定する。さらに、利得判定部２２３は、出力電力が平均電力より所定値以上小さい場合に、電力増幅器１３０の利得が小であると判定する。利得判定部２２３は、電力増幅器１３０の利得に関する判定結果を直線導出部２２４及び近似式選択部２２５へ通知する。

　直線導出部２２４は、利得判定部２２３から利得の判定結果が通知されると、通知された判定結果に対応するコンプレッション開始点をメモリ２３０から読み出す。すなわち、例えば電力増幅器１３０の利得が大であることが通知された場合には、直線導出部２２４は、図３に示した入出力特性情報から入力電力Ｐ_c-in1及び出力電力Ｐ_c-out1を読み出す。そして、直線導出部２２４は、読み出されたコンプレッション開始点の入力電力及び出力電力と、実測により得られた入力電力及び出力電力とから、電力増幅器１３０の入出力特性の線形領域における直線を導出する。すなわち、直線導出部２２４は、利得のグループごとにあらかじめ記憶されたコンプレッション開始点と、実測された出力電力の測定点とを結ぶ直線を導出する。そして、直線導出部２２４は、導出された直線の傾きと切片などの係数を係数設定部２２６へ通知する。

　近似式選択部２２５は、利得判定部２２３から利得の判定結果が通知されると、通知された判定結果に対応する近似式の係数をメモリ２３０から読み出す。すなわち、例えば電力増幅器１３０の利得が大であることが通知された場合には、近似式選択部２２５は、図３に示した入出力特性情報から係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとして、それぞれＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１を読み出す。そして、近似式選択部２２５は、読み出した係数を係数設定部２２６へ通知する。

　なお、利得判定部２２３、直線導出部２２４及び近似式選択部２２５による上記の処理は、電力増幅器１３０へ入力される信号の周波数帯ごとに実行される。したがって、係数設定部２２６へ係数が通知される際には、周波数帯ごとに一組の係数が通知される。

　係数設定部２２６は、直線導出部２２４から通知された係数と、近似式選択部２２５から通知された係数とを、インタフェース２１０を介して無線通信装置１００のＲＦ　ＬＳＩ１２０に設定する。すなわち、係数設定部２２６は、周波数帯ごとに一組の係数をＲＦ　ＬＳＩ１２０に記憶させる。また、係数設定部２２６は、直線導出部２２４による直線の導出に用いられたコンプレッション開始点の入力電力及び出力電力をＲＦ　ＬＳＩ１２０に記憶させる。係数設定部２２６によってＲＦ　ＬＳＩ１２０に設定される係数は、無線通信装置１００が市場へ出荷された後、電力増幅器１３０への入力電力を適切に調整するために用いられる。

　ＲＦ　ＬＳＩ１２０には、周波数帯ごとに一組の係数とコンプレッション開始点の入力電力及び出力電力とが記憶されるが、これらの情報は、電力増幅器１３０の入出力特性を示す演算式の情報である。そして、この演算式の情報を記憶するための記憶領域は、多数の測定点における入力電力及び出力電力の対応関係を記憶する場合と比べて小さくて済む。したがって、ＲＦ　ＬＳＩ１２０を搭載する無線通信装置１００の製造コストの増大を抑制することができる。

　図５は、本実施の形態に係る無線通信装置１００のＲＦ　ＬＳＩ１２０の内部構成を示すブロック図である。なお、図５においては、無線通信装置１００が市場へ出荷された後の送信電力制御に関連する構成を示している。図５に示すＲＦ　ＬＳＩ１２０は、無線受信部１２１及び無線送信部１２２を有する。

　無線受信部１２１は、アンテナを介して受信された受信データに対してダウンコンバード・フィルタリングなどの所定の無線受信処理を施した上で、受信データをＢＢ　ＬＳＩ１１０へ出力する。

　無線送信部１２２は、ＢＢ　ＬＳＩ１１０から出力される送信データの電力を調整した上で電力増幅器１３０へ出力する。具体的には、無線送信部１２２は、係数記憶部１２３、入力電力制御部１２４、送信処理部１２５及び増幅器１２６を有する。

　係数記憶部１２３は、無線通信装置１００が市場へ出荷される前に電力調整装置２００によって設定された係数を記憶する。具体的には、係数記憶部１２３は、例えば図６に示すように、周波数帯ごとの設定情報を記憶している。この設定情報は、電力増幅器１３０の入出力特性を示す演算式の情報であり、線形領域の直線式を表す係数と、非線形領域の近似式を表す係数と、コンプレッション開始点の情報とを含む。

　図６に示す例では、例えば電力増幅器１３０が周波数帯ｆ１の信号を増幅する場合には、線形領域を示す係数ａ、ｂがそれぞれａ１、ｂ１であり、非線形領域を示す係数Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤがそれぞれＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１であることがわかる。また、電力増幅器１３０が周波数帯ｆ１の信号を増幅する場合には、コンプレッション開始点の入力電力はＰ_c-in1であり、出力電力はＰ_c-out1であることがわかる。係数記憶部１２３が記憶しているこれらの設定情報は、電力増幅器１３０と他の電力増幅器との入出力特性の個体差を考慮して設定されたものであるため、無線通信装置１００による送信電力制御は精度が高いものになる。

　入力電力制御部１２４は、電力増幅器１３０の出力電力を指定する設定値がＢＢ　ＬＳＩ１１０から入力されると、設定値に対応する入力電力を求めるための係数を係数記憶部１２３から読み出し、電力増幅器１３０への入力電力を決定する。そして、入力電力制御部１２４は、送信データの電力が決定した入力電力に増幅されるように、増幅器１２６の利得を調整する。

　送信処理部１２５は、ＢＢ　ＬＳＩ１１０から入力される送信データに対してアップコンバード・フィルタリングなどの所定の無線送信処理を施した上で、送信データを増幅器１２６へ出力する。

　増幅器１２６は、入力電力制御部１２４によって調整された利得で送信データを増幅する。この結果、増幅器１２６は、電力増幅器１３０への入力電力を、電力増幅器１３０からの出力電力が設定値に一致するような電力とする。したがって、無線通信装置１００は、送信電力を所定の電力に調整することができ、正確な送信電力制御を実行することができる。

　次いで、上記のように構成された電力調整システムにおける電力調整の動作について、図７に示すフロー図を参照しながら説明する。図７は、本実施の形態に係る電力調整装置２００の動作を示すフロー図である。

　無線通信装置１００が市場に出荷される前には、無線通信装置１００が電力調整装置２００及び測定器１５０に接続され、電力増幅器１３０の電力調整が行われる。すなわち、電力調整装置２００のプロセッサ２２０によって、電力増幅器１３０の入出力特性に応じた係数が無線通信装置１００のＲＦ　ＬＳＩ１２０に設定される。

　具体的には、プロセッサ２２０の入力電力指示部２２１によって、単一の入力電力Ｐ_in1がＲＦ　ＬＳＩ１２０に対して指示される（ステップＳ１０１）。この入力電力Ｐ_in1は、電力増幅器１３０及び電力増幅器１３０と同種の電力増幅器の入出力特性において、線形領域で増幅可能な電力である。そして、ＲＦ　ＬＳＩ１２０によって、指示された入力電力が電力増幅器１３０へ入力され、電力増幅器１３０による増幅が行われる。増幅により得られた出力電力Ｐ_oは、測定器１５０によって測定され、測定結果がプロセッサ２２０の出力電力取得部２２２によって取得される（ステップＳ１０２）。

　そして、利得判定部２２３によって、入力電力Ｐ_in1に対応してあらかじめ記憶された平均電力Ｐ_aveと出力電力Ｐ_oが比較される（ステップＳ１０３）。平均電力Ｐ_aveは、入力電力Ｐ_in1に対する平均的な電力増幅器の出力電力であるため、利得判定部２２３による比較によって、電力増幅器１３０の利得の大きさを判定することができる。すなわち、出力電力Ｐ_oが平均電力Ｐ_aveより大きければ、電力増幅器１３０の利得が平均的な電力増幅器よりも大きいことを意味し、出力電力Ｐ_oが平均電力Ｐ_aveより小さければ、電力増幅器１３０の利得が平均的な電力増幅器よりも小さいことを意味する。

　そこで、利得判定部２２３によって、出力電力Ｐ_oと平均電力Ｐ_aveの大小関係によって、電力増幅器１３０の利得の大中小が決定される。具体的には、出力電力Ｐ_oが平均電力Ｐ_aveより所定値以上大きい場合に、電力増幅器１３０の利得が大であると判定される。また、出力電力Ｐ_oと平均電力Ｐ_aveの差が所定値以内である場合に、電力増幅器１３０の利得が中であると判定される。さらに、出力電力Ｐ_oが平均電力Ｐ_aveより所定値以上小さい場合に、電力増幅器１３０の利得が小であると判定される。

　利得判定部２２３による判定結果は、直線導出部２２４及び近似式選択部２２５へ通知される。そして、近似式選択部２２５によって、利得の判定結果に応じた非線形領域の係数がメモリ２３０から読み出される。具体的には、電力増幅器１３０の利得が大の場合には、近似式選択部２２５によって、利得大に対応する近似式の係数が読み出される（ステップＳ１０４）。また、電力増幅器１３０の利得が中の場合には、近似式選択部２２５によって、利得中に対応する近似式の係数が読み出される（ステップＳ１０５）。同様に、電力増幅器１３０の利得が小の場合には、近似式選択部２２５によって、利得小に対応する近似式の係数が読み出される（ステップＳ１０６）。

　このように、本実施の形態においては、電力調整装置２００に無線通信装置１００が接続された状態で実測された出力電力に基づいて、電力増幅器１３０の利得が判定され、利得に応じた非線形領域の近似式が選択される。このため、電力調整装置２００は、電力増幅器の個体差を反映した非線形領域の入出力特性を得ることができる。このとき、実測される出力電力は、１つの測定点における出力電力のみであるため、測定に長時間を要することがなく、効率的に入出力特性が得られる。

　近似式選択部２２５によって読み出された係数は、係数設定部２２６へ通知される。一方、直線導出部２２４によって、利得の判定結果に応じたコンプレッション開始点がメモリ２３０から読み出される。具体的には、直線導出部２２４によって、利得に対応付けてあらかじめ記憶されているコンプレッション開始点の入力電力及び出力電力が読み出される。そして、コンプレッション開始点の入力電力及び出力電力と、測定時の入力電力Ｐ_in1及び出力電力Ｐ_oとから、電力増幅器１３０の線形領域における直線が導出される（ステップＳ１０７）。すなわち、コンプレッション開始点と出力電力の測定点とを結ぶ直線式が導出される。

　このように、本実施の形態においては、電力調整装置２００に無線通信装置１００が接続された状態で実測された出力電力に基づいて、電力増幅器１３０の利得が判定され、利得に応じたコンプレッション開始点と実測結果から直線が導出される。このため、電力調整装置２００は、電力増幅器の個体差を反映した線形領域の入出力特性を得ることができる。このとき、実測される出力電力は、１つの測定点における出力電力のみであるため、測定に長時間を要することがなく、効率的に入出力特性が得られる。

　直線導出部２２４によって導出された直線式の係数は、係数設定部２２６へ通知される。そして、係数設定部２２６によって、線形領域の直線式の係数と、非線形領域の近似式の係数とがコンプレッション開始点の入力電力及び出力電力とともにＲＦ　ＬＳＩ１２０へ出力され、係数記憶部１２３に記憶される（ステップＳ１０８）。なお、上記ステップＳ１０１からＳ１０７の処理は、無線通信装置１００が送信可能な周波数帯ごとに実行される。このため、係数設定部２２６は、それぞれの周波数帯について、係数とコンプレッション開始点とを係数記憶部１２３に記憶させる。

　これにより、１つの周波数帯について単一の入力電力に対する出力電力を測定すれば、電力増幅器１３０に固有の性質を反映した係数を無線通信装置１００に記憶させることができる。換言すれば、電力増幅器の個体差を考慮した係数を短時間で設定することができ、装置の製造コストを低減することができる。

　次に、電力調整装置２００による電力調整の具体例について、図８を参照しながら説明する。

　電力調整装置２００のメモリ２３０には、図８に示すコンプレッション開始点３０１、３０２、３０３と非線形領域の近似曲線３０４、３０５、３０６に対応する係数とが記憶されている。コンプレッション開始点３０１と近似曲線３０４は、利得が大の電力増幅器に対応し、コンプレッション開始点３０２と近似曲線３０５は、利得が中の電力増幅器に対応し、コンプレッション開始点３０３と近似曲線３０６は、利得が小の電力増幅器に対応する。これらの入出力特性情報は、無線通信装置の試作機についての実測によって取得され、あらかじめ電力調整装置２００のメモリ２３０に記憶されている。

　ここで、入力電力指示部２２１によって入力電力Ｐ_in1が指示され、出力電力取得部２２２によって出力電力Ｐ_oが得られたものとする。また、入力電力Ｐ_in1に対する平均的な電力増幅器の出力電力（平均電力）は、Ｐ_aveであるものとする。出力電力Ｐ_oが得られると、利得判定部２２３によって出力電力Ｐ_oと平均電力Ｐ_aveとが比較され、電力増幅器１３０の利得が判定される。ここでは、出力電力Ｐ_oが平均電力Ｐ_aveよりも小さいため、電力増幅器１３０の利得は小であると判定される。

　このため、近似式選択部２２５によって、利得が小の電力増幅器に対応する近似曲線３０６の係数がメモリ２３０から読み出され、係数設定部２２６へ通知される。また、直線導出部２２４によって、コンプレッション開始点３０３と測定点３１０を結ぶ直線３２０が導出され、この直線３２０の係数が係数設定部２２６へ通知される。ここで、コンプレッション開始点３０３における入力電力をＰ_c-inとし、出力電力をＰ_c-outとすれば、直線３２０の傾きａは、以下の式（１）により算出することができる。
　ａ＝（Ｐ_o－Ｐ_c-out）／（Ｐ_in1－Ｐ_c-in）　…（１）

　また、直線３２０の切片ｂは、傾きａを用いた以下の式（２）により算出することができる。
　ｂ＝Ｐ_o－ａ・Ｐ_in1　…（２）

　係数設定部２２６へ通知される直線３２０の係数としては、これらの傾きａ及び切片ｂが含まれる。そして、これらの近似曲線３０６の係数と直線３２０の係数とが係数設定部２２６へ通知されることにより、係数設定部２２６は、図８に示す直線３２０と近似曲線３０６からなる電力増幅器１３０の入出力特性をＲＦ　ＬＳＩ１２０に記憶させることができる。

　この入出力特性は、測定点３１０に基づいて、近似曲線及び直線を決定した結果得られるものであり、電力増幅器１３０に固有の性質を反映したものである。また、入出力特性を決定するためには、測定点３１０における出力電力Ｐ_oを測定するだけで十分であるため、電力調整に要する時間が短時間で済み、電力増幅器の効率的な電力調整が可能である。

　次に、上記のように電力調整された無線通信装置１００による送信電力制御について、図９に示すフロー図を参照しながら説明する。図９は、無線通信装置１００のＲＦ　ＬＳＩ１２０の動作を示すフロー図である。

　無線通信装置１００が送信電力制御を行う場合には、所望の送信電力に対応する電力増幅器１３０の出力電力の設定値がＢＢ　ＬＳＩ１１０からＲＦ　ＬＳＩ１２０に入力される（ステップＳ２０１）。この出力電力設定値は、ＲＦ　ＬＳＩ１２０内の入力電力制御部１２４に入力される。一方、無線通信装置１００から送信される送信データは、ＢＢ　ＬＳＩ１１０からＲＦ　ＬＳＩ１２０内の送信処理部１２５に入力される。送信データは、送信処理部１２５によって、アップコンバート・フィルタリングなどの無線送信処理が施された上で、増幅器１２６へ出力される。そして、送信データの電力は、増幅器１２６によって、以下のように決定された電力にまで増幅される。

　すなわち、入力電力制御部１２４によって、係数記憶部１２３に記憶されたコンプレッション開始点の出力電力が読み出され（ステップＳ２０２）、出力電力設定値と比較される。そして、入力電力制御部１２４によって、出力電力設定値が線形領域で増幅可能な出力電力であるか否かが判定される（ステップＳ２０３）。具体的には、出力電力設定値がコンプレッション開始点の出力電力未満であれば、線形領域で増幅可能な出力電力であると判定され、出力電力設定値がコンプレッション開始点の出力電力以上であれば、非線形領域で増幅可能な出力電力であると判定される。

　そして、出力電力設定値が線形領域で増幅可能な出力電力であると判定された場合には（ステップＳ２０３Ｙｅｓ）、入力電力制御部１２４によって、線形領域の直線式を表す係数が係数記憶部１２３から読み出される（ステップＳ２０４）。具体的には、電力増幅器１３０の線形領域の直線を表す傾きと切片などの係数が読み出される。

　一方、出力電力設定値が非線形領域で増幅可能な出力電力であると判定された場合には（ステップＳ２０３Ｎｏ）、入力電力制御部１２４によって、非線形領域の近似式を表す係数が係数記憶部１２３から読み出される（ステップＳ２０５）。

　入力電力制御部１２４によって係数が読み出されると、これらの係数が用いられることにより、出力電力設定値に対応する入力電力が算出される（ステップＳ２０６）。すなわち、電力増幅器１３０の出力電力を設定値に一致させるような電力増幅器１３０への入力電力が入力電力制御部１２４によって算出される。そして、算出された入力電力が得られるように、入力電力制御部１２４によって増幅器１２６の利得が設定される。

　増幅器１２６の利得が設定された結果、送信データの電力が増幅され、送信データは、電力増幅器１３０へ出力される（ステップＳ２０７）。この送信データが電力増幅器１３０によって増幅されると、得られる出力電力は、出力電力設定値に一致する。すなわち、係数記憶部１２３には、電力増幅器１３０に固有の性質を反映した係数が記憶されており、この係数に基づいて電力増幅器１３０への入力電力が調整されるため、精度の良い送信電力制御が実行される。

　以上のように、本実施の形態によれば、単一の入力電力に対する出力電力の実測結果から、無線通信装置に備えられる電力増幅器の入出力特性を決定し、決定された入出力特性の係数を電力増幅器の前段に配置されるＲＦ　ＬＳＩに記憶させる。このため、電力増幅器の入出力特性を決定するのに要する時間が短時間で済み、電力増幅器の効率的な電力調整を可能とし、装置の製造コストを低減することができる。また、本実施の形態によれば、ＲＦ　ＬＳＩは、無線通信装置が送信電力制御をする際に、記憶した係数に基づいて電力増幅器への入力電力を算出する。このため、電力増幅器に固有の性質を反映した入力電力を算出することができ、正確な送信電力制御を実行することができる。

　なお、上記一実施の形態においては、電力増幅器１３０の利得を三段階にグループ分けし、電力調整装置２００は、それぞれのグループについてコンプレッション開始点及び非線形領域の近似式をあらかじめ記憶しているものとした。しかしながら、電力調整装置２００にあらかじめ記憶される情報は、これらに限定されない。すなわち、例えば電力増幅器の利得にばらつきがない場合には、電力調整装置２００は、一組のコンプレッション開始点と非線形領域の近似式とをあらかじめ記憶していれば良い。そして、電力調整が実行される際には、１つの測定点とコンプレッション開始点を結ぶ直線式を求め、この直線式と記憶された非線形領域の近似式との係数をＲＦ　ＬＳＩに記憶させれば良い。

　このように、利得によってグループ分けをせずに、一組のコンプレッション開始点及び非線形領域の近似式とがあらかじめ記憶されている場合でも、１つの測定点に関する出力電力の測定をすれば、電力増幅器の入出力特性を決定することができる。したがって、電力調整に要する時間が短時間で済み、電力増幅器の効率的な電力調整が可能である。

　同様に、例えば電力増幅器の利得のばらつきが大きい場合には、利得を四段階以上にグループ分けして、それぞれのグループについてのコンプレッション開始点及び非線形領域の近似式があらかじめ電力調整装置２００に記憶されるようにしても良い。このようにした場合でも、１つの測定点における出力電力の測定結果と各グループのコンプレッション開始点の出力電力とを比較することにより、電力増幅器のグループを決定し、入出力特性を決定することができる。

　また、上記一実施の形態においては、図２に示したように、測定器１５０が電力調整装置２００とは別体として設けられるものとした。しかしながら、電力調整装置２００が電力測定機能を有している場合には、電力調整装置２００が直接電力増幅器１３０の出力電力を測定しても良い。

　さらに、上記一実施の形態において説明した電力調整装置２００の動作をコンピュータが実行可能なプログラムとして記述することも可能である。この場合、このプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納し、コンピュータに導入することも可能である。コンピュータが読み取り可能な記録媒体としては、例えばＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、ＵＳＢメモリなどの可搬型記録媒体や、例えばフラッシュメモリなどの半導体メモリが挙げられる。

　１００　無線通信装置
　１１０　ベースバンドＬＳＩ
　１２０　無線周波数ＬＳＩ
　１２１　無線受信部
　１２２　無線送信部
　１２３　係数記憶部
　１２４　入力電力制御部
　１２５　送信処理部
　１２６　増幅器
　１３０　電力増幅器
　１４０　共用器
　１５０　測定器
　２００　電力調整装置
　２１０　インタフェース
　２２０　プロセッサ
　２２１　入力電力指示部
　２２２　出力電力取得部
　２２３　利得判定部
　２２４　直線導出部
　２２５　近似式選択部
　２２６　係数設定部
　２３０　メモリ

Claims

　出力電力が所定の値未満となる線形領域では入力電力を線形に増幅し、出力電力が前記所定の値以上となる非線形領域では入力電力を非線形に増幅する電力増幅器に、前記線形領域で増幅される入力電力を入力して得られる出力電力を測定し、
　入出力特性を示す座標平面において、測定された出力電力に対応する測定点と前記線形領域及び前記非線形領域の境界点とを結ぶ直線を導出し、
　測定された出力電力に対応付けてあらかじめ記憶される近似式であって、前記非線形領域における入力電力と出力電力の関係を示す近似式の情報を取得し、
　導出された直線の情報と取得された近似式の情報とを前記電力増幅器の前段に設けられる半導体集積回路に記憶させる
　処理を有することを特徴とする電力調整方法。
　測定された出力電力に基づいて前記電力増幅器の利得を判定する処理をさらに有し、
　前記導出する処理は、
　前記測定点と複数の利得に対応付けてあらかじめ記憶された複数の境界点のうち判定された利得に対応する境界点とを結ぶ直線を導出することを特徴とする請求項１記載の電力調整方法。
　測定された出力電力に基づいて前記電力増幅器の利得を判定する処理をさらに有し、
　前記取得する処理は、
　複数の利得に対応付けてあらかじめ記憶された複数の近似式のうち判定された利得に対応する近似式の情報を取得することを特徴とする請求項１記載の電力調整方法。
　前記測定する処理は、
　前記線形領域で増幅される単一の入力電力を前記電力増幅器に入力し、
　前記単一の入力電力が前記電力増幅器によって増幅されて得られる出力電力を測定する
　処理を含むことを特徴とする請求項１記載の電力調整方法。
　コンピュータによって実行される電力調整プログラムであって、
　出力電力が所定の値未満となる線形領域では入力電力を線形に増幅し、出力電力が前記所定の値以上となる非線形領域では入力電力を非線形に増幅する電力増幅器に、前記線形領域で増幅される入力電力を入力して得られる出力電力を取得し、
　入出力特性を示す座標平面において、取得された出力電力に対応する測定点と前記線形領域及び前記非線形領域の境界点とを結ぶ直線を導出し、
　取得された出力電力に対応付けてあらかじめ記憶される近似式であって、前記非線形領域における入力電力と出力電力の関係を示す近似式の情報を取得し、
　導出された直線の情報と取得された近似式の情報とを前記電力増幅器の前段に設けられる半導体集積回路に記憶させる
　処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする電力調整プログラム。
　出力電力が所定の値未満となる線形領域では入力電力を線形に増幅し、出力電力が前記所定の値以上となる非線形領域では入力電力を非線形に増幅する電力増幅器に関して、前記線形領域及び前記非線形領域の境界点と前記非線形領域における入力電力と出力電力の関係を示す近似式の情報とを記憶するメモリと、
　前記メモリに接続されたプロセッサとを有し、
　前記プロセッサは、
　前記線形領域で増幅される入力電力を調整対象の電力増幅器に入力して得られる出力電力を取得し、
　入出力特性を示す座標平面において、取得された出力電力に対応する測定点と前記境界点とを結ぶ直線を導出し、
　取得された出力電力に対応付けて前記メモリに記憶された近似式の情報を取得し、
　導出された直線の情報と取得された近似式の情報とを前記調整対象の電力増幅器の前段に設けられる半導体集積回路に記憶させる
　ことを特徴とする電力調整装置。
　電力増幅器の入力電力と出力電力の関係を示す演算式の係数を記憶する係数記憶部と、
　前記電力増幅器の出力電力に係る設定値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、判定結果に応じた係数を前記係数記憶部から読み出し、読み出した係数を用いて前記設定値に対応する入力電力を算出する入力電力制御部と、
　前記入力電力制御部によって算出された入力電力のデータを出力する出力部と
　を有することを特徴とする半導体集積回路。