(57)【要約】  本発明の無線通信装置は、送信信号を増幅可能な少なくとも二つの使用電力の異なる増幅経路（２，３，４；２，３）と、少なくとも二つの増幅経路から一つの増幅経路を選択する選択部５，６と、当該無線通信装置の動作状況に応じて、選択部５，６により一つの増幅経路を選択して、該選択した増幅経路により送信信号を増幅するよう制御する制御部１１と、を有する。これにより、利用状況に応じて、効率よく消費電力を低減する。
2008102869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
適応変調方式を使用して無線通信する無線通信装置の送信制御方法において、
通信速度が所定値未満となる通信で、かつ、所定の下位の変調クラスによる通信を行う際に、前記無線通信装置の動作状況に応じて、送信信号を一の増幅経路で増幅するか、または、当該一の増幅経路における使用電力よりも少ない使用電力となる他の増幅経路で増幅するかを選択する増幅経路選択ステップと、
選択された増幅経路で送信信号を増幅する送信信号増幅ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信装置の送信制御方法。
【請求項２】
前記増幅経路選択ステップでは、前記無線通信装置の動作状況が省電力モードの場合には、前記他の増幅経路を選択して送信信号を増幅することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置の送信制御方法。
【請求項３】
前記通信速度が所定値未満となる通信を実行する際、変調クラスが所定の下位のクラス以下であるか否かを把握する変調クラス把握ステップと、
把握の結果、変調クラスが前記所定の下位のクラスを超えている場合には、当該変調クラスを、少なくとも前記所定の下位のクラスへ変更する変調クラス変更ステップと、
を更に含み、
前記変調クラス変更ステップの実行後、前記増幅経路選択ステップを実行することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置の送信制御方法。
【請求項４】
前記一の増幅経路は、前記他の増幅経路よりも直線性の高い特性を有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置の送信制御方法。
【請求項５】
通信速度が所定値未満となる通信は、音声通信であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置の送信制御方法。
【請求項６】
無線通信装置の送信制御方法において、
前記無線通信装置の動作状況に応じて、送信信号を一の増幅経路で増幅するか、または、当該一の増幅経路における使用電力よりも少ない使用電力となる他の増幅経路で増幅するかを選択する増幅経路選択ステップと、
選択された増幅経路で送信信号を増幅する送信信号増幅ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信装置の送信制御方法。
【請求項７】
前記増幅経路選択ステップでは、前記無線通信装置の動作状況が省電力モードの場合には、前記他の増幅経路を選択して送信信号を増幅することを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置の送信制御方法。
【請求項８】
前記一の増幅経路は、前記他の増幅経路よりも直線性の高い特性を有することを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置の送信制御方法。
【請求項９】
通信速度が所定値未満となる通信は、音声通信であることを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置の送信制御方法。
【請求項１０】
適応変調方式を使用して無線通信する無線通信装置において、
送信信号を増幅可能な少なくとも二つの使用電力の異なる増幅経路と、
前記少なくとも二つの増幅経路から一つの増幅経路を選択する選択部と、
通信速度が所定値未満となる通信で、かつ、所定の下位の変調クラスによる通信を行う際に、前記無線通信装置の動作状況に応じて、前記選択部により一つの増幅経路を選択して、該選択した増幅経路により送信信号を増幅するよう制御する制御部と、
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１１】
送信信号を増幅可能な少なくとも二つの使用電力の異なる増幅経路と、
前記少なくとも二つの増幅経路から一つの増幅経路を選択する選択部と、
当該無線通信装置の動作状況に応じて、前記選択部により一つの増幅経路を選択して、該選択した増幅経路により送信信号を増幅するよう制御する制御部と、
を有することを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２００７年２月２３日に出願された日本国特許出願２００７−４４０６９号の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体をここに参照のために取り込む。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、無線通信装置の送信制御方法および無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
例えば、モバイルＷｉＭＡＸ、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broodband）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等のＯＦＤＭ方式に代表されるようなマルチキャリアを用いる変調方式は、信号が雑音のような波形となり、ピーク電力と平均電力との比であるＰＡＲ（Peak Average Ratio）が大きくなる。また、ＱＡＭ変調のような位相と振幅との両方を変化させる変調方式は、多値化により伝達できる情報量は増えるが、雑音に対するマージンが減少することから、所要ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）を大きく取る必要がある。【０００４】
このようなことから、マルチキャリアを用いる変調方式やＱＡＭ変調方式を使用する無線通信装置では、送信部のパワーアンプを、線形性が高く、かつ最大送信電力を大きく設計する必要がある。【０００５】
また、回線の状況に応じて変調方式を切り換える適応変調方式を使用する無線通信装置においても、ＱＡＭ変調のような位相と振幅との両方を変化させる変調方式をサポートする場合には、同様に、送信部のパワーアンプを、線形性が高く、かつ最大送信電力を大きく設計する必要がある。【０００６】
しかし、一般に、パワーアンプは、線形性が高く、かつ最大送信電力を大きく設計すると、消費電力も高くなる。このため、特に、無線通信装置がバッテリを電源とする移動端末の場合には、バッテリの持続時間が短くなることが懸念される。【０００７】
このような問題を解決し得るものとして、適応変調方式の無線通信装置において、例えば、回線状態が良い場合は、変調多値数の大きい変調方式を選択するとともに、パワーアンプをＡ級動作させ、回線状態が良くない場合は、変調多値数の小さい変調方式を選択するとともに、パワーアンプをＡＢ級動作させて電源効率を良くするようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、受信信号のＣＮＲを算出して、適応変調の方式および送信レベルを決定するようにしたものや（例えば、特許文献２参照）、多値変調の場合に出力が歪まないように、パワーアンプの入力を低下させるようにしたもの（例えば、特許文献３参照）、も知られている。【０００８】
【特許文献１】特開平９−８３６００号公報
【特許文献２】特開２００４−７２６６６号公報
【特許文献３】特開２００５−１７５７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に開示の無線通信装置は、パワーアンプのバイアスを制御してＡ級動作とＡＢ級動作とを使い分けることにより、電源効率の改善を図っている。また、特許文献２や特許文献３に開示の無線通信装置は、パワーアンプの送信レベルや入力レベルを制御することで、消費電力の低下を図っている。【００１０】
しかしながら、上述した従来の無線通信装置は、パワーアンプ自体の構成は変わらないため、充分な低消費電力化が期待できない。【００１１】
一方、適応変調方式を使用する無線通信装置は、一般に、回線品質が良い場合はＱＡＭなどの多値変調方式を用い、回線品質が悪い場合はπ／４ＱＰＳＫなどの所要ＣＮＲの小さい変調方式を用いる。【００１２】
しかし、無線通信装置の使用態様には、例えば、移動端末の場合、バッテリ残量の観点から使用時間を長くしたいために、省電力モードで通信を行う用途や、アプリケーションによっては通信速度が比較的低速であっても問題ない用途（例えば、ＶｏＩＰや電子メールの送受信等）がある。このような用途では、基地局が近距離にあって、回線品質が良い場合でも、変調多値数の小さい例えばπ／４ＱＰＳＫ方式を用いる場合がある。このような用途の場合、線形性の高いパワーアンプをそのまま用いると、効率が悪く（オーバースペック）、電力を無駄に消費することとなって、バッテリの持続時間に不利となる。【００１３】
なお、このような問題は、適応変調方式を使用しない場合でも、高い線形性および大きな最大送信電力を有するパワーアンプを用いる無線通信装置において、省電力モードでの通信や、低速通信を行う場合などには、同様に生じるものである。【００１４】
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、利用状況に応じて、効率よく消費電力を低減できる無線通信装置の送信制御方法および無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成する第１の観点に係る発明は、適応変調方式を使用して無線通信する無線通信装置の送信制御方法において、
通信速度が所定値未満となる通信で、かつ、所定の下位の変調クラスによる通信を行う際に、前記無線通信装置の動作状況に応じて、送信信号を一の増幅経路で増幅するか、または、当該一の増幅経路における使用電力よりも少ない使用電力となる他の増幅経路で増幅するかを選択する増幅経路選択ステップと、
選択された増幅経路で送信信号を増幅する送信信号増幅ステップと、
を含むことを特徴とするものである。【００１６】
第２の観点に係る発明は、第１の観点に係る無線通信装置の送信制御方法において、
前記増幅経路選択ステップでは、前記無線通信装置の動作状況が省電力モードの場合には、前記他の増幅経路を選択して送信信号を増幅することを特徴とするものである。【００１７】
第３の観点に係る発明は、第１の観点に係る無線通信装置の送信制御方法において、
前記通信速度が所定値未満となる通信を実行する際、変調クラスが所定の下位のクラス以下であるか否かを把握する変調クラス把握ステップと、
把握の結果、変調クラスが前記所定の下位のクラスを超えている場合には、当該変調クラスを、少なくとも前記所定の下位のクラスへ変更する変調クラス変更ステップと、
を更に含み、
前記変調クラス変更ステップの実行後、前記増幅経路選択ステップを実行することを特徴とするものである。【００１８】
第４の観点に係る発明は、第１の観点に係る無線通信装置の送信制御方法において、
前記一の増幅経路は、前記他の増幅経路よりも直線性の高い特性を有することを特徴とするものである。【００１９】
第５の観点に係る発明は、第１の観点に係る無線通信装置の送信制御方法において、
通信速度が所定値未満となる通信は、音声通信であることを特徴とするものである。【００２０】
さらに、上記目的を達成する第６の観点に係る無線通信装置の送信制御方法の発明は、
前記無線通信装置の動作状況に応じて、送信信号を一の増幅経路で増幅するか、または、当該一の増幅経路における使用電力よりも少ない使用電力となる他の増幅経路で増幅するかを選択する増幅経路選択ステップと、
選択された増幅経路で送信信号を増幅する送信信号増幅ステップと、
を含むことを特徴とするものである。【００２１】
第７の観点に係る発明は、第６の観点に係る無線通信装置の送信制御方法において、
前記増幅経路選択ステップでは、前記無線通信装置の動作状況が省電力モードの場合には、前記他の増幅経路を選択して送信信号を増幅することを特徴とするものである。【００２２】
第８の観点に係る発明は、第６の観点に係る無線通信装置の送信制御方法において、
前記一の増幅経路は、前記他の増幅経路よりも直線性の高い特性を有することを特徴とするものである。【００２３】
第９の観点に係る発明は、第７の観点に係る無線通信装置の送信制御方法において、
通信速度が所定値未満となる通信は、音声通信であることを特徴とするものである。【００２４】
さらに、上記目的を達成する第１０の観点に係る発明は、適応変調方式を使用して無線通信する無線通信装置において、
送信信号を増幅可能な少なくとも二つの使用電力の異なる増幅経路と、
前記少なくとも二つの増幅経路から一つの増幅経路を選択する選択部と、
通信速度が所定値未満となる通信で、かつ、所定の下位の変調クラスによる通信を行う際に、前記無線通信装置の動作状況に応じて、前記選択部により一つの増幅経路を選択して、該選択した増幅経路により送信信号を増幅するよう制御する制御部と、
を有することを特徴とするものである。【００２５】
さらに、上記目的を達成する第１１の観点に係る無線通信装置の発明は、
送信信号を増幅可能な少なくとも二つの使用電力の異なる増幅経路と、
前記少なくとも二つの増幅経路から一つの増幅経路を選択する選択部と、
当該無線通信装置の動作状況に応じて、前記選択部により一つの増幅経路を選択して、該選択した増幅経路により送信信号を増幅するよう制御する制御部と、
を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、無線通信装置の動作状況に応じて、少なくとも二つの使用電力の異なる増幅経路から一つの増幅経路を選択して、送信信号を増幅するようにしたので、利用状況に応じて、効率よく消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る無線通信装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施の形態による無線通信装置の通信制御動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施の形態に係る無線通信装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第３実施の形態に係る無線通信装置の要部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  パワーアンプモジュール
２，３，４  増幅器
５，６  スイッチ
１１  制御部
２１  パワーアンプモジュール
２２，２３，２４  増幅器
２５  第１増幅系統
２６，２７，２８  増幅器
２９  第２増幅系統
３１，３２  スイッチ
３５  増幅器
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。【００３０】
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る無線通信装置の要部の構成を示すブロック図である。無線通信装置は、π／４ＱＰＳＫを最小の変調多値数とする適用変調方式を使用して無線通信を行う。パワーアンプモジュール１は、３段の増幅器２，３，４と、終段の増幅器４をバイパスする選択部であるスイッチ５，６とを有する。これら増幅器２，３，４およびスイッチ５，６は、それぞれ制御部１１により制御する。増幅器２，３，４は、全体で高い線形性が得られるように設計し、初段の増幅器２は、ゲインを可変とする。また、スイッチ５，６は、通常は、増幅器４を選択するように制御して、増幅器３の出力を増幅器４で増幅して出力する。【００３１】
制御部１１は、高い線形性を必要としない場合、スイッチ５，６を切り換えて終段の増幅器４をバイパスするとともに、切り離した増幅器４のバイアスをオフにして、消費電流をカットするように制御する。また、制御部１１は、増幅器４の切り離しに伴うゲイン低下を補うように、初段の増幅器２のゲインを調整する。これにより、パワーアンプモジュール１の利得と出力を、増幅器４を切り離す前と同等として、増幅器２，３の電流増加が、ほとんど無いものとする。したがって、本実施の形態では、増幅器２，３，４で一の増幅経路を構成し、増幅器２，３で、一の増幅経路よりも使用電力が少ない他の増幅経路を構成している。【００３２】
図２は、本実施の形態による無線通信装置の通信制御動作の一例を示すフローチャートである。先ず、通信が開始されたら（ステップＳ１）、ＲＳＳＩ（受信信号強度）およびＣＮＲを取得し（ステップＳ２）、その取得結果に基づいて変調モードを決定する（ステップＳ３）。【００３３】
次に、例えば実行中のアプリケーション等から低速要求があるか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、実行中のアプリケーションが、例えば、音声通話や電子メール等の高速なデータレートを必要としないアプリケーションの場合は、低速モードの要求があるものとして、ステップＳ３で決定された変調モードを、より変調多値数の小さい変調モードに変更し（ステップＳ５）、次に、省電力モードの要求があるか否かを判定する（ステップＳ６）。【００３４】
これに対し、ステップＳ４で、低速モードの要求がないと判定された場合は、ステップＳ６に移行する。なお、ステップＳ５での変調モードの変更処理は、ステップＳ３で決定された変調モードよりも、例えば変調多値数クラス（変調クラス）で１クラス低い変調クラスとする。また、ステップＳ３で決定された変調モードが、π／４ＱＰＳＫの場合は、本実施の形態では、それよりも小さい変調多値数の変調モードはないので、この場合は、ステップＳ４およびステップＳ５をスキップして、ステップＳ６に移行する。【００３５】
ステップＳ６において、低速モードの要求がないと判定された場合は、ステップＳ３で決定された変調モード、あるいはステップＳ５で変更された変調モードで通常動作を行い（ステップＳ７）、その後、通信が終了していなければ（ステップＳ８）、ステップＳ２に移行する。【００３６】
これに対し、ステップＳ６において、省電力モードの要求があると判定された場合は、ステップＳ３で決定された変調モード、あるいはステップＳ５で変更された変調モードで、増幅器４をバイパスしても所要のＣＮＲが確保できるか否かを判定する（ステップＳ９）。なお、所要のＣＮＲが確保できるか否かは、変調モードに対応して増幅器４をバイパスした場合の実ＣＮＲを予め実験により取得してテーブル化しておき、そのテーブル化した値に基づいて判定する。【００３７】
ステップＳ９において、所要のＣＮＲが確保できないと判定された場合は、高い線形性を要するので、増幅器４をバイパスすることなく、ステップＳ７に移行して、ステップＳ３で決定された変調モード、あるいはステップＳ５で変更された変調モードで、通常動作を行う。【００３８】
これに対し、所要のＣＮＲが確保できると判定された場合は、スイッチ５，６により増幅器４をバイパスして、該増幅器４のバイアスをオフにするとともに、増幅器２のゲインを調整する増幅器の切替を実行して（ステップＳ１０）、ステップＳ８に移行する。【００３９】
このように、本実施の形態では、ＲＳＳＩおよびＣＮＲに基づいて決定した変調モードが、最小の変調クラス以外の場合で、低速モードの要求がある場合は、より低い変調クラスに変更する。そして、さらに省電力モードの要求がある場合は、決定あるいは変更した変調モードで、増幅器４をバイパスして線形性を低下させても所要のＣＮＲが得られるか否かを判定する。その結果、所要のＣＮＲが得られる場合は、増幅器４をバイパスして、切り離した増幅器４のバイアスをオフにする。したがって、通信に悪影響を与えることなく、消費電流を効率よく低減することができる。【００４０】
（第２実施の形態）
図３は、本発明の第２実施の形態に係る無線通信装置の要部の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、パワーアンプモジュール２１を、３段の増幅器２２，２３，２４を有する第１増幅系統２５と、３段の増幅器２６，２７，２８を有する第２増幅系統２９と、これらを切り換える選択部であるスイッチ３１，３２とを有して構成する。増幅器２２，２３，２４，２６，２７，２８およびスイッチ３１，３２は、それぞれ制御部１１により制御する。【００４１】
ここで、第１増幅系統２５は、高い線形性を有するように設計し、第２増幅系統２９は、第１増幅系統２５よりも線形性および消費電力が低くなるように設計する。また、スイッチ３１，３２は、通常は、線形性の高い第１増幅系統２５を選択するように制御する。また、第１増幅系統２５および第２増幅系統２９は、スイッチ３１，３２で選択されている場合は、対応する各増幅器のバイアスをオンとし、選択されていない場合にはオフとするように制御する。したがって、本実施の形態では、第１増幅系統２５により一の増幅経路を構成し、第２増幅系統２９により他の増幅経路を構成している。【００４２】
本実施の形態では、第１実施の形態の場合と同様に、ＲＳＳＩおよびＣＮＲに基づいて決定した変調モードが、最小の変調クラス以外の場合で、低速モードの要求がある場合は、より低い変調クラスに変更する。そして、さらに省電力モードの要求がある場合は、決定あるいは変更した変調モードで、第２増幅系統２９に切り換えて線形性を低下させても所要のＣＮＲが得られるか否かを判定する。その結果、所要のＣＮＲが得られる場合は、スイッチ３１，３２により第２増幅系統２９に切り換えて、切り離した第１増幅系統２５の各増幅器２２，２３，２４のバイアスをオフにする。したがって、第１実施の形態の場合と同様に、通信に悪影響を与えることなく、消費電流を効率よく低減することができる。【００４３】
（第３実施の形態）
図４は、本発明の第３実施の形態に係る無線通信装置の要部の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、第１実施の形態において、パワーアンプモジュール１の入力段にゲイン調整用の増幅器３５を設けるとともに、パワーアンプモジュール１内の初段の増幅器２はゲインを固定として、増幅器４をバイパスした場合のゲイン調整を、パワーアンプモジュール１の外部に設けた増幅器３５において調整する。その他の構成は、第１実施の形態と同様である。したがって、本実施の形態においても、第１実施の形態の場合と同様に、通信に悪影響を与えることなく、消費電流を効率よく低減することができる。【００４４】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、省電力モードの要求がある場合で、線形性を低くしても所要のＣＮＲが得られる場合に、増幅器の切替を行うようにしたが、最小変調多値数の変調クラスの場合は、省電力モードの要求の有無に拘わらず、線形性を低くすることもできる。また、適応変調方式を使用しない場合でも、高い線形性および大きな最大送信電力を有するパワーアンプを用いる無線通信装置において、省電力モードでの通信や、低速通信を行う場合などに、同様に線形性を低くすることもできる。さらに、使用電力の異なる増幅経路は、２系統に限らず、３系統以上として、上述したと同様にして、通信速度、動作モード等の利用状況に応じて最適な増幅経路を適宜選択して、省電力化を図ることもできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008102869.tif 000005
【図４】
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【国際調査報告】
2008102869.tif 000007
2008102869.tif 000008