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 - Google Patents

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 Download PDF

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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
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    • H03F2201/3215—To increase the output power or efficiency

Definitions

  • the present invention relates to a power adjustment method, a power adjustment program, a power adjustment device, and a semiconductor integrated circuit.
  • a wireless communication device such as a mobile phone is provided with a power amplifier for transmission power control and the like.
  • the wireless communication device performs transmission power control, the output power from the power amplifier is specified, so the wireless communication device adjusts the input power to the power amplifier so that the output power becomes the specified value. To do.
  • the transmission power from the wireless communication apparatus converges to a desired value, and interference with other wireless communication apparatuses can be reduced, or reception quality at the communication partner can be improved.
  • the power amplifier is a component that amplifies the power of the input signal and outputs it, and has input / output characteristics as shown in FIG. That is, until the output power reaches a predetermined power P c output power and input power has linearity, output power relationship between the input power and output power exceeds a predetermined power P c is nonlinear.
  • a region where the input / output characteristics are linear in FIG. 1, a region where the output power is less than the power Pc
  • a region where the input / output property is nonlinear (the output power in FIG. 1).
  • the power P c or more regions the non-linear region.
  • the input / output characteristics of such a power amplifier usually vary from individual to individual, and it is difficult to completely match the linear region and nonlinear region of each power amplifier. For this reason, before the wireless communication device is shipped to the market, adjustments are made to compensate for individual differences in the input / output characteristics of the power amplifier. Specifically, input / output characteristics of a power amplifier included in each wireless communication device may be actually measured, and the actual measurement result may be stored in a memory or the like of the wireless communication device. When the wireless communication device is used after shipment, transmission power control is executed based on the actual measurement result of the input / output characteristics stored in the memory or the like.
  • the wireless communication device in order for the wireless communication device to perform transmission power control, the correspondence relationship between the input power and the output power indicating the actually measured input / output characteristics is stored in the memory of the wireless communication device. At this time, if a lot of correspondences are stored, a storage area such as a memory is occupied correspondingly, so that a memory having a large storage capacity is mounted in the wireless communication apparatus. As a result, there is a problem that the manufacturing cost of the wireless communication device further increases. As described above, the method of adjusting the power of the power amplifier by measuring the power at a plurality of measurement points is inefficient and increases the manufacturing cost of the wireless communication device. Therefore, it is desirable to adjust the power efficiently. ing.
  • the disclosed technique has been made in view of the above points, and enables a power adjustment of the power amplifier efficiently, and can reduce the manufacturing cost of the device, a power adjustment program, a power adjustment device, and a power adjustment device.
  • An object is to provide a semiconductor integrated circuit.
  • the power adjustment method disclosed in the present application is, in one aspect, linearly amplifying input power in a linear region where output power is less than a predetermined value, and input power in a non-linear region where output power is greater than or equal to the predetermined value.
  • the output power obtained by inputting the input power amplified in the linear region to the power amplifier that amplifies nonlinearly is measured, and on the coordinate plane showing the input / output characteristics, the measurement point corresponding to the measured output power and the above-mentioned
  • a straight line connecting a linear region and a boundary point of the non-linear region is an approximation formula stored in advance in association with the measured output power, and an approximation indicating the relationship between the input power and the output power in the non-linear region It has the process which acquires the information of a type
  • the power adjustment method According to one aspect of the power adjustment method, power adjustment program, power adjustment device, and semiconductor integrated circuit disclosed in the present application, it is possible to efficiently adjust the power of the power amplifier and to reduce the manufacturing cost of the device. There is an effect.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of input / output characteristics of a power amplifier.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the power adjustment system according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a specific example of the input / output characteristic information according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating functions of the processor according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of the RF LSI according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a specific example of setting information according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the power adjustment apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a specific example of power adjustment according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the RF LSI according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the power adjustment system according to the embodiment.
  • the power adjustment system illustrated in FIG. 2 includes a wireless communication device 100, a measuring instrument 150, and a power adjustment device 200.
  • Such a power adjustment system is configured by connecting each device before the wireless communication device 100 is shipped to the market.
  • the wireless communication device 100 is a wireless communication device such as a mobile phone, and transmits and receives signals via an antenna.
  • the wireless communication device 100 includes a baseband LSI (baseband large scale integration: hereinafter abbreviated as “BB LSI”) 110, a radio frequency LSI (hereinafter abbreviated as “RF LSI”) 120, and a power amplifier 130. And a duplexer 140.
  • BB LSI baseband large scale integration
  • RF LSI radio frequency LSI
  • the BB LSI 110 is a semiconductor integrated circuit that executes processing on a baseband frequency signal. Specifically, the BB LSI 110 performs processing such as encoding and modulation on the transmission data, and then outputs the processed data to the RF LSI 120. In addition, the BB LSI 110 performs processing such as demodulation and decoding on the reception data output from the RF LSI 120.
  • the RF LSI 120 is a semiconductor integrated circuit that is disposed in front of the power amplifier 130 and executes processing on radio frequency signals. Specifically, the RF LSI 120 performs wireless transmission processing such as up-conversion filtering on the transmission data output from the BB LSI 110. Then, the RF LSI 120 adjusts the power of the transmission data so that the transmission power from the wireless communication device 100 becomes a prescribed power, and then outputs it to the power amplifier 130. Further, the RF LSI 120 performs wireless reception processing such as down-conversion filtering on the received data, and then outputs the received data to the BB LSI 110.
  • the specific internal configuration of the RF LSI 120 will be described in detail later.
  • the power amplifier 130 amplifies the transmission data output from the RF LSI 120 and outputs it. That is, the power amplifier 130 uses the power of the transmission data output from the RF LSI 120 as input power, amplifies the input power with a predetermined gain, and outputs the transmission data with the obtained output power.
  • the power amplifier 130 has a linear relationship between the input power and the output power until the output power reaches a predetermined value. On the other hand, when the output power exceeds the predetermined value, the relationship between the input power and the output power is non-linear. It has the following input / output characteristics.
  • the duplexer 140 is connected to the antenna and transmits the transmission data output from the power amplifier 130 from the antenna, while outputting the reception data received from the antenna to the RF LSI 120.
  • the duplexer 140 electrically separates the reception path of the signal received by the antenna and the transmission path of the signal transmitted by the antenna.
  • a measuring instrument 150 is connected to the antenna portion of the wireless communication apparatus 100.
  • the measuring device 150 measures the power of transmission data output from the duplexer 140 of the wireless communication apparatus 100. That is, the measuring device 150 measures the output power obtained by being amplified by the power amplifier 130.
  • the power adjustment device 200 is connected to the measuring device 150.
  • the power adjustment device 200 is an information processing device such as a personal computer, and includes an interface 210, a processor 220, and a memory 230.
  • the interface 210 is connected to the RF LSI 120 of the wireless communication apparatus 100 and to the measuring device 150. Then, the interface 210 outputs an instruction of input power input to the power amplifier 130 to the RF LSI 120. Further, the interface 210 acquires the output power of the power amplifier 130 measured by the measuring device 150. Further, the interface 210 outputs the power adjustment coefficient determined by the processor 220 to the RF LSI 120.
  • the processor 220 instructs the RF LSI 120 on the input power input to the power amplifier 130 via the interface 210. Then, the processor 220 acquires the output power obtained as a result of the instructed input power being amplified by the power amplifier 130 via the measuring device 150 and the interface 210. At this time, the processor 220 indicates only a single input power and obtains an output power for this input power. That is, the processor 220 does not acquire output power at a plurality of measurement points, but acquires output power at one measurement point. Then, the processor 220 determines an appropriate power adjustment coefficient for the power amplifier 130 from the pair of input power and output power, and sets the coefficient in the RF LSI 120 via the interface. Note that specific functions of the processor 220 will be described in detail later.
  • the memory 230 stores in advance input / output characteristic information of a power amplifier of the same type as that of the power amplifier 130 obtained from a prototype of the same type of wireless communication device as that of the wireless communication device 100. That is, the memory 230 includes, as input / output characteristic information of a plurality of power amplifiers, information on an approximate expression indicating the relationship between input power and output power in the nonlinear region, and a point that becomes a boundary between the linear region and the nonlinear region (hereinafter referred to as “compression start”). Point)) in advance. At this time, the memory 230 stores information on the approximate expression and information on the compression start point for each of the groups grouped by the gain of the power amplifier.
  • the memory 230 divides the gain of the power amplifier into three stages of large, medium, and small, stores the coefficients of the approximate expression for each group, and inputs the compression start point. Store power and output power.
  • the example of FIG. 3 shows a case where the input / output characteristics in the nonlinear region of the power amplifier are approximated by a cubic equation, and four coefficients (coefficient A, coefficient B, coefficient C, and coefficient D) of this cubic equation are obtained.
  • the input power and the output power that are the boundary between the linear region and the nonlinear region are stored.
  • the input / output characteristic information as shown in FIG. 3 is obtained by grouping a plurality of prototypes of the wireless communication device according to gain and measuring the output power while changing the input power of the power amplifier belonging to each group. .
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating functions of the processor 220 of the power adjustment apparatus 200 according to the present embodiment.
  • the processor 220 illustrated in FIG. 4 includes an input power instruction unit 221, an output power acquisition unit 222, a gain determination unit 223, a straight line derivation unit 224, an approximate expression selection unit 225, and a coefficient setting unit 226.
  • the input power instruction unit 221 is connected to the power amplifier 130 with respect to the RF LSI 120 of the wireless communication device 100 in a state where the power adjustment device 200, the wireless communication device 100, and the measuring device 150 are connected. Only one input power is indicated per frequency band. Specifically, the input power instruction unit 221 instructs a single power that can be amplified in the linear region by the power amplifier 130 as input power for each frequency band.
  • the power that can be amplified in the linear region is determined by performance such as the dynamic range of the power amplifier 130, and is relatively small power less than a predetermined value.
  • a minute power close to 0 is a power that can be amplified in the linear region, but if the input power is too small, the operation of the power amplifier 130 may not be stable. It is preferable to indicate the power greater than the value as the input power.
  • the output power acquisition unit 222 acquires the measurement result of the output power obtained by amplifying the input power instructed by the input power instruction unit 221 by the power amplifier 130 from the measuring device 150 through the interface 210. Since the input power instruction unit 221 instructs a single input power for each frequency band, the output power acquisition unit 222 acquires output power at one measurement point per frequency band. For this reason, the time required for the input power instruction by the input power instruction unit 221 and the acquisition of the output power by the output power acquisition unit 222 is short.
  • the gain determination unit 223 determines to which group a large, medium or small gain of the power amplifier 130 belongs. To do. Specifically, the gain determination unit 223 acquires the output power of the average power amplifier with respect to the input power instructed by the input power instruction unit 221 (hereinafter referred to as “average power”) and the output power acquisition unit 222. Compare the output power. The gain determination unit 223 determines that the gain of the power amplifier 130 is large when the output power is greater than the average power by a predetermined value or more. The gain determination unit 223 determines that the gain of the power amplifier 130 is medium when the difference between the output power and the average power is within a predetermined value.
  • gain determination section 223 determines that the gain of power amplifier 130 is small when the output power is smaller than the average power by a predetermined value or more.
  • the gain determination unit 223 notifies the determination result regarding the gain of the power amplifier 130 to the straight line derivation unit 224 and the approximate expression selection unit 225.
  • the straight line deriving unit 224 reads a compression start point corresponding to the notified determination result from the memory 230. That is, for example, when it is notified that the gain of the power amplifier 130 is large, the straight line deriving unit 224 determines the input power P c-in1 and the output power P c-out1 from the input / output characteristic information illustrated in FIG. Is read. The straight line deriving unit 224 derives a straight line in the linear region of the input / output characteristics of the power amplifier 130 from the read input power and output power of the compression start point and the input power and output power obtained by actual measurement. To do.
  • the straight line deriving unit 224 derives a straight line connecting the compression start point stored in advance for each gain group and the actually measured output power measurement point.
  • the straight line deriving unit 224 notifies the coefficient setting unit 226 of coefficients such as the slope and intercept of the derived straight line.
  • the approximate expression selection unit 225 reads the approximate expression coefficient corresponding to the notified determination result from the memory 230. That is, for example, when notified that the gain of the power amplifier 130 is large, the approximate expression selection unit 225 uses the input / output characteristic information shown in FIG. 3 as the coefficients A, B, C, and D, respectively, as A1. , B1, C1, and D1 are read out. Then, the approximate expression selection unit 225 notifies the coefficient setting unit 226 of the read coefficient.
  • the coefficient setting unit 226 sets the coefficient notified from the straight line deriving unit 224 and the coefficient notified from the approximate expression selecting unit 225 to the RF LSI 120 of the wireless communication apparatus 100 via the interface 210. That is, the coefficient setting unit 226 stores a set of coefficients in the RF LSI 120 for each frequency band. Also, the coefficient setting unit 226 causes the RF LSI 120 to store the input power and the output power at the compression start point used for deriving the straight line by the straight line deriving unit 224. The coefficient set in the RF LSI 120 by the coefficient setting unit 226 is used to appropriately adjust the input power to the power amplifier 130 after the wireless communication device 100 is shipped to the market.
  • the RF LSI 120 stores a set of coefficients for each frequency band and the input power and output power at the compression start point. These pieces of information are information on arithmetic expressions indicating the input / output characteristics of the power amplifier 130. .
  • the storage area for storing the information of the arithmetic expression may be smaller than the case where the correspondence relationship between the input power and the output power at a large number of measurement points is stored. Therefore, an increase in manufacturing cost of the wireless communication device 100 on which the RF LSI 120 is mounted can be suppressed.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of the RF LSI 120 of the wireless communication apparatus 100 according to the present embodiment. Note that FIG. 5 illustrates a configuration related to transmission power control after the wireless communication device 100 is shipped to the market.
  • the RF LSI 120 illustrated in FIG. 5 includes a wireless reception unit 121 and a wireless transmission unit 122.
  • the radio reception unit 121 performs predetermined radio reception processing such as down-conversion filtering on the reception data received via the antenna, and then outputs the reception data to the BB LSI 110.
  • predetermined radio reception processing such as down-conversion filtering
  • the wireless transmission unit 122 adjusts the power of transmission data output from the BB LSI 110 and outputs the adjusted data to the power amplifier 130.
  • the wireless transmission unit 122 includes a coefficient storage unit 123, an input power control unit 124, a transmission processing unit 125, and an amplifier 126.
  • the coefficient storage unit 123 stores a coefficient set by the power adjustment apparatus 200 before the wireless communication apparatus 100 is shipped to the market. Specifically, the coefficient storage unit 123 stores setting information for each frequency band, for example, as illustrated in FIG. This setting information is information on an arithmetic expression indicating the input / output characteristics of the power amplifier 130, and includes a coefficient representing a linear expression in the linear region, a coefficient representing an approximate expression in the nonlinear region, and information on the compression start point.
  • the coefficients a and b indicating the linear region are a1 and b1, respectively, and the coefficients A, B and C indicating the nonlinear region are used.
  • D are A1, B1, C1, and D1, respectively.
  • the power amplifier 130 amplifies the signal in the frequency band f1
  • the input power at the compression start point is P c-in1
  • the output power is P c-out1 . Since the setting information stored in the coefficient storage unit 123 is set in consideration of individual differences in input / output characteristics between the power amplifier 130 and other power amplifiers, transmission power by the wireless communication apparatus 100 is set. Control is highly accurate.
  • the input power control unit 124 When a set value specifying the output power of the power amplifier 130 is input from the BB LSI 110, the input power control unit 124 reads a coefficient for obtaining input power corresponding to the set value from the coefficient storage unit 123, and the power amplifier 130 Determine the input power to. Then, the input power control unit 124 adjusts the gain of the amplifier 126 so that the transmission data power is amplified to the determined input power.
  • the transmission processing unit 125 performs predetermined wireless transmission processing such as up-conversion filtering on the transmission data input from the BB LSI 110, and then outputs the transmission data to the amplifier 126.
  • the amplifier 126 amplifies the transmission data with the gain adjusted by the input power control unit 124. As a result, the amplifier 126 sets the input power to the power amplifier 130 so that the output power from the power amplifier 130 matches the set value. Therefore, the wireless communication device 100 can adjust the transmission power to a predetermined power, and can execute accurate transmission power control.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the power adjustment apparatus 200 according to the present embodiment.
  • the wireless communication device 100 Before the wireless communication device 100 is shipped to the market, the wireless communication device 100 is connected to the power adjustment device 200 and the measuring device 150, and the power adjustment of the power amplifier 130 is performed. That is, the coefficient according to the input / output characteristics of the power amplifier 130 is set in the RF LSI 120 of the wireless communication apparatus 100 by the processor 220 of the power adjustment apparatus 200.
  • a single input power P in1 is instructed to the RF LSI 120 by the input power instruction unit 221 of the processor 220 (step S101).
  • This input power P in1 is power that can be amplified in the linear region in the input / output characteristics of the power amplifier 130 and the power amplifier of the same type as the power amplifier 130.
  • the instructed input power is input to the power amplifier 130 by the RF LSI 120 and amplified by the power amplifier 130.
  • Output power P o obtained by the amplification is measured by the measuring device 150, the measurement result is obtained by the output power acquisition unit 222 of the processor 220 (step S102).
  • the gain determination unit 223 compares the average power P ave stored in advance corresponding to the input power P in1 with the output power P o (step S103). Since the average power P ave is an average output power of the power amplifier with respect to the input power P in1 , the magnitude of the gain of the power amplifier 130 can be determined by comparison by the gain determination unit 223. That is, if the output power P o is larger than the average power P ave, it means that the gain of the power amplifier 130 is larger than that of the average power amplifier, and if the output power P o is smaller than the average power P ave , the power amplifier 130. Is less than the average power amplifier.
  • the gain determination unit 223 determines the magnitude of the gain of the power amplifier 130 based on the magnitude relationship between the output power Po and the average power Pave . Specifically, when the output power Po is larger than the average power Pave by a predetermined value or more, it is determined that the gain of the power amplifier 130 is large. Further, when the difference between the output power Po and the average power Pave is within a predetermined value, it is determined that the gain of the power amplifier 130 is medium. Furthermore, when the output power Po is smaller than the average power Pave by a predetermined value or more, it is determined that the gain of the power amplifier 130 is small.
  • the determination result by the gain determination unit 223 is notified to the straight line derivation unit 224 and the approximate expression selection unit 225. Then, the approximate expression selection unit 225 reads the coefficient of the nonlinear region according to the gain determination result from the memory 230. Specifically, when the gain of the power amplifier 130 is large, the approximate expression selection unit 225 reads the coefficient of the approximate expression corresponding to the large gain (step S104). When the gain of the power amplifier 130 is medium, the approximate expression selection unit 225 reads the coefficient of the approximate expression corresponding to the gain (step S105). Similarly, when the gain of the power amplifier 130 is small, the approximate expression selection unit 225 reads the coefficient of the approximate expression corresponding to the small gain (step S106).
  • the gain of the power amplifier 130 is determined based on the output power measured in a state where the radio communication apparatus 100 is connected to the power adjustment apparatus 200, and the nonlinear region corresponding to the gain is determined.
  • the approximate expression is selected.
  • the power adjustment apparatus 200 can obtain input / output characteristics in a non-linear region reflecting individual differences of power amplifiers.
  • the actually measured output power is only the output power at one measurement point, so that it does not require a long time for measurement, and input / output characteristics can be obtained efficiently.
  • the coefficient read by the approximate expression selection unit 225 is notified to the coefficient setting unit 226.
  • a compression starting point corresponding to the gain determination result is read from the memory 230 by the straight line deriving unit 224.
  • the straight line deriving unit 224 reads the input power and output power of the compression start point stored in advance in association with the gain. Then, the input power and output power of the compression starting point, from the input power P in1 and output power P o at the time of measurement, a straight line is derived in the linear region of the power amplifier 130 (step S107). That is, a linear equation that connects the compression start point and the output power measurement point is derived.
  • the gain of the power amplifier 130 is determined based on the actually measured output power in a state where the radio communication apparatus 100 is connected to the power adjustment apparatus 200, and the compression start corresponding to the gain is started.
  • a straight line is derived from the points and the actual measurement results.
  • the power adjustment apparatus 200 can obtain input / output characteristics in a linear region reflecting individual differences of power amplifiers.
  • the actually measured output power is only the output power at one measurement point, so that it does not require a long time for measurement, and input / output characteristics can be obtained efficiently.
  • the linear coefficient derived by the straight line deriving unit 224 is notified to the coefficient setting unit 226.
  • the coefficient setting unit 226 outputs the linear coefficient in the linear region and the approximate expression coefficient in the nonlinear region to the RF LSI 120 together with the input power and the output power at the compression start point, and is stored in the coefficient storage unit 123. (Step S108). Note that the processing of steps S101 to S107 is executed for each frequency band in which the wireless communication apparatus 100 can transmit. For this reason, the coefficient setting unit 226 stores the coefficient and the compression start point in the coefficient storage unit 123 for each frequency band.
  • the wireless communication apparatus 100 can store a coefficient reflecting the characteristic unique to the power amplifier 130.
  • the coefficient considering the individual difference of the power amplifier can be set in a short time, and the manufacturing cost of the apparatus can be reduced.
  • compression start points 301, 302, and 303 shown in FIG. 8 and coefficients corresponding to the approximate curves 304, 305, and 306 in the nonlinear region are stored.
  • the compression start point 301 and the approximate curve 304 correspond to a power amplifier with a large gain
  • the compression start point 302 and the approximate curve 305 correspond to a power amplifier with a medium gain
  • the compression start point 303 and the approximate curve 306 include This corresponds to a power amplifier having a small gain.
  • the input power P in1 by the input power control unit 221 shall output power P o is obtained by the output power acquisition unit 222. Further, it is assumed that the average output power (average power) of the power amplifier with respect to the input power P in1 is P ave .
  • the gain determination unit 223 compares the output power P o with the average power P ave and determines the gain of the power amplifier 130. Here, since the output power P o is smaller than the average power P ave, it is determined that the gain of the power amplifier 130 is small.
  • the approximate expression selection unit 225 reads the coefficient of the approximate curve 306 corresponding to the power amplifier having a small gain from the memory 230 and notifies the coefficient setting unit 226 of it.
  • the straight line deriving unit 224 derives a straight line 320 connecting the compression start point 303 and the measurement point 310, and notifies the coefficient setting unit 226 of the coefficient of the straight line 320.
  • the slope a of the straight line 320 can be calculated by the following equation (1).
  • the coefficients of the straight line 320 notified to the coefficient setting unit 226 include the inclination a and the intercept b. Then, the coefficient setting unit 226 is notified of the coefficients of the approximate curve 306 and the coefficient of the straight line 320 to the coefficient setting unit 226, so that the coefficient setting unit 226 enters the power amplifier 130 including the straight line 320 and the approximate curve 306 shown in FIG.
  • the output characteristics can be stored in the RF LSI 120.
  • This input / output characteristic is obtained as a result of determining an approximate curve and a straight line based on the measurement point 310, and reflects a characteristic specific to the power amplifier 130.
  • the time required for power adjustment can be shortened, and efficient power adjustment of the power amplifier can be achieved. Is possible.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the RF LSI 120 of the wireless communication apparatus 100.
  • the set value of the output power of the power amplifier 130 corresponding to the desired transmission power is input from the BB LSI 110 to the RF LSI 120 (step S201).
  • This output power setting value is input to the input power control unit 124 in the RF LSI 120.
  • transmission data transmitted from the wireless communication device 100 is input from the BB LSI 110 to the transmission processing unit 125 in the RF LSI 120.
  • the transmission data is output to the amplifier 126 after being subjected to wireless transmission processing such as up-conversion filtering by the transmission processing unit 125.
  • the power of the transmission data is amplified to the power determined as follows by the amplifier 126.
  • the input power control unit 124 reads the output power at the compression start point stored in the coefficient storage unit 123 (step S202) and compares it with the output power set value. Then, the input power control unit 124 determines whether or not the output power set value is output power that can be amplified in the linear region (step S203). Specifically, if the output power set value is less than the output power at the compression start point, it is determined that the output power can be amplified in the linear region, and if the output power set value is greater than or equal to the output power at the compression start point. It is determined that the output power can be amplified in the nonlinear region.
  • the input power control unit 124 When it is determined that the output power set value is output power that can be amplified in the linear region (Yes in step S203), the input power control unit 124 generates a coefficient representing a linear expression in the linear region from the coefficient storage unit 123. Read (step S204). Specifically, coefficients such as a slope and an intercept representing a straight line in the linear region of the power amplifier 130 are read out.
  • the input power control unit 124 uses the coefficient storage unit 123 to generate a coefficient representing the approximate expression of the non-linear region. Read (step S205).
  • the input power corresponding to the output power set value is calculated by using these coefficients (step S206). That is, the input power control unit 124 calculates the input power to the power amplifier 130 that matches the output power of the power amplifier 130 with the set value. Then, the gain of the amplifier 126 is set by the input power control unit 124 so that the calculated input power can be obtained.
  • the power of the transmission data is amplified, and the transmission data is output to the power amplifier 130 (step S207).
  • the coefficient storage unit 123 stores a coefficient that reflects a characteristic unique to the power amplifier 130, and the input power to the power amplifier 130 is adjusted based on this coefficient. Is executed.
  • the input / output characteristics of the power amplifier provided in the wireless communication device are determined from the actual measurement result of the output power with respect to a single input power, and the coefficient of the determined input / output characteristics is determined.
  • the RF LSI calculates the input power to the power amplifier based on the stored coefficient when the wireless communication apparatus performs transmission power control. For this reason, it is possible to calculate the input power reflecting the characteristic inherent in the power amplifier, and to perform accurate transmission power control.
  • the gain of the power amplifier 130 is grouped into three stages, and the power adjustment device 200 stores the compression start point and the approximate expression of the nonlinear region in advance for each group. did.
  • information stored in advance in the power adjustment apparatus 200 is not limited to these. That is, for example, when there is no variation in the gain of the power amplifier, the power adjustment device 200 may store a set of compression start points and an approximate expression for the nonlinear region in advance.
  • the power adjustment device 200 may store a set of compression start points and an approximate expression for the nonlinear region in advance.
  • the gain is divided into four or more stages, and the compression start point and the approximate expression of the nonlinear region for each group are stored in the power adjustment device 200 in advance. You may make it. Even in this case, it is possible to determine the power amplifier group and input / output characteristics by comparing the output power measurement result at one measurement point with the output power at the compression start point of each group. it can.
  • the measuring instrument 150 is provided separately from the power adjustment device 200.
  • the power adjustment apparatus 200 may directly measure the output power of the power amplifier 130.
  • the operation of the power adjustment apparatus 200 described in the above embodiment can be described as a program executable by a computer.
  • this program can be stored in a computer-readable recording medium and introduced into the computer.
  • the computer-readable recording medium include a portable recording medium such as a CD-ROM, a DVD disk, and a USB memory, and a semiconductor memory such as a flash memory.
  • wireless communication device 110 baseband LSI 120 radio frequency LSI REFERENCE SIGNS LIST 121 wireless reception unit 122 wireless transmission unit 123 coefficient storage unit 124 input power control unit 125 transmission processing unit 126 amplifier 130 power amplifier 140 duplexer 150 measuring instrument 200 power adjustment device 210 interface 220 processor 221 input power instruction unit 222 output power acquisition unit 223 Gain determining unit 224 Straight line deriving unit 225 Approximation formula selecting unit 226 Coefficient setting unit 230 Memory

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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Ｐc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Ｐc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Ｐc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Ｐc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Ｐc-in1及び出力電力Ｐc-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Ｐc-in1であり、出力電力はＰc-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Ｐin1がＲＦ　ＬＳＩ１２０に対して指示される（ステップＳ１０１）。この入力電力Ｐin1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Ｐo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Ｐin1に対応してあらかじめ記憶された平均電力Ｐaveと出力電力Ｐoが比較される（ステップＳ１０３）。平均電力Ｐaveは、入力電力Ｐin1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Ｐoが平均電力Ｐave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Ｐoが平均電力Ｐave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Ｐoと平均電力Ｐave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Ｐoが平均電力Ｐave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Ｐoと平均電力Ｐave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Ｐoが平均電力Ｐave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Ｐin1及び出力電力Ｐo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Ｐin1が指示され、出力電力取得部２２２によって出力電力Ｐoが得られたものとする。また、入力電力Ｐin1に対する平均的な電力増幅器の出力電力（平均電力）は、Ｐaveであるものとする。出力電力Ｐoが得られると、利得判定部２２３によって出力電力Ｐoと平均電力Ｐave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Ｐoが平均電力Ｐave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Ｐc-inとし、出力電力をＰc-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＝（Ｐo－Ｐc-out）／（Ｐin1－Ｐc-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＝Ｐo－ａ・Ｐin1　…（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Ｐo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 (7)

  1. 　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。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　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。
  5. 　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。
  6. 　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。
  7. 　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。
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