(57)【要約】【課題】狭帯域動作時における出力信号の線形性を改善した無線通信装置、ドハティ増幅器及び無線通信装置の制御方法を提供する。【解決手段】キャリア増幅器３２１は、入力信号を増幅し出力する。ピーク増幅器３２２は、入力信号の入力レベルが所定レベル以上の場合に入力信号を増幅し出力する。インピーダンス変換器３２４は、キャリア増幅器３２１の負荷インピーダンスが切替え可能であり、キャリア増幅器３２１の出力とピーク増幅器３２２の出力との合成出力を出力する。インピーダンス制御部１２７は、入力信号の帯域幅を基に、インピーダンス変換器３２４におけるキャリア増幅器３２１の負荷インピーダンスを切替える。歪補償部１２１は、入力信号の歪補償を行い、歪補償を行った入力信号をキャリア増幅器３２１及びピーク増幅器３２２に供給する。フィルタ回路１２６は、前記インピーダンス変換器３２４から出力された信号の帯域を制限し雑音を除去する。【選択図】図２
2014110565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を増幅し出力する第１の増幅器と、
前記入力信号の入力レベルが所定レベル以上の場合に前記入力信号を増幅し出力する第２の増幅器と、
前記第１の増幅器の負荷インピーダンスが切替え可能であり、前記第１の増幅器の出力と前記第２の増幅器の出力との合成出力を出力するインピーダンス変換器と、
前記入力信号の帯域幅を基に、前記インピーダンス変換器における前記第１の増幅器の負荷インピーダンスを切替えるインピーダンス制御部と、
前記入力信号の歪補償を行い、歪補償を行った前記入力信号を前記第１の増幅器及び前記第２の増幅器に供給する歪補償部と、
前記インピーダンス変換器から出力された信号の帯域を制限し雑音を除去するフィルタ部と
を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記インピーダンス変換器は、前記合成出力を送信する伝送経路と、前記伝送経路にスイッチを介して接続されたコンデンサとを有し、前記スイッチのオン／オフにより前記負荷インピーダンスが切替えられることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記インピーダンス変換器は、前記スイッチ及び前記コンデンサの組が前記伝送経路上に複数並列に並んでいることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記インピーダンス制御部は、前記帯域幅が所定値以下の場合に、前記インピーダンス変換器における前記第１の増幅器の負荷インピーダンスを、インピーダンス変換器の出力の負荷インピーダンスに一致するように切替えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記インピーダンス制御部は、前記帯域幅が所定値以下で、且つ入力信号の送信電力の設定が所定電力以上の場合に、前記インピーダンス変換器における前記第１の増幅器の負荷インピーダンスを、前記インピーダンス変換器の出力の負荷インピーダンスと一致するように切替えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の無線通信装置。
【請求項６】
入力信号を増幅する第１の増幅器と、
前記入力信号の入力レベルが所定レベル以上の場合に前記入力信号を増幅する第２の増幅器と、
前記第１の増幅器の負荷インピーダンスが切替え可能であり、前記第１の増幅器の出力と前記第２の増幅器の出力との合成出力を出力するインピーダンス変換器と、
前記入力信号の帯域幅を基に、前記インピーダンス変換器における前記第１の増幅器の負荷インピーダンスを切替えるインピーダンス制御部と、
を備えたことを特徴とするドハティ増幅器。
【請求項７】
入力信号を増幅し出力する第１の増幅器、前記入力信号の入力レベルが所定レベル以上の場合に前記入力信号を増幅し出力する第２の増幅器及び前記第１の増幅器の負荷インピーダンスが切替え可能であり、前記第１の増幅器の出力と前記第２の増幅器の出力との合成出力を出力するインピーダンス変換器とを備えた無線通信装置の制御方法であって、
前記入力信号の帯域幅を基に、前記インピーダンス変換器における前記第１の増幅器の負荷インピーダンスを切替え、
前記入力信号の歪補償を行い、
前記歪補償を施した前記入力信号を前記第１の増幅器及び前記第２の増幅器へ入力し、
前記第１の増幅器の出力と前記第２の増幅器の出力との合成出力を前記インピーダンス変換器から出力し、
出力された信号の帯域を制限し雑音を除去し外部装置へ送信する
ことを特徴とする無線通信装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置、ドハティ増幅器及び無線通信装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線基地局装置は、例えば無線制御装置及び無線装置に大きく分けられる。このうち、無線装置は、パワーアンプ部、歪補償部及びフィルタ部を含んでいる。パワーアンプ部は、ベースバンド信号を高出力無線信号まで増幅する機能を有する。歪補償部は、非線形歪を補償する機能を有する。フィルタ部は、出力雑音を除去する機能を有する。
【０００３】
近年の無線装置では、パワーアンプ部をドハティ増幅回路で構成し、パワーアンプ部から発生する非線形歪を歪補償部で補正することで、高効率・高線形特性を実現している。また、無線装置には、厳しい雑音規格を満たすことが求められている。そこで、無線装置では、パワーアンプ部から発生する雑音信号に対して、バンドパスフィルタなどを用いて出力雑音を除去することで規格を満足している。
【０００４】
さらに、近年、周波数帯域の再編などにより、送信帯域及び受信帯域の周波数間隔が狭いケースや、他の無線システム帯域との周波数間隔が狭いケースなどが計画されている。そのため、無線装置に対しては、より一層の厳しい雑音規格を満たすことが求められてきている。
【０００５】
このようなドハティ増幅器を有する無線装置として、ドハティ増幅器のインピーダンス変換回路において、スイッチによりマイクロストリップ線路とグランドとの間の誘電体の厚さを切替える技術が提案されている（引用文献１参照）。この技術をもちいることで、インピーダンス変換回路のインピーダンスの変換比率を切り替えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１８２３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、無線基地局装置では、エリアによって信号帯域幅及びキャリア配置が異なる。そして、無線装置のフィルタ部は、最大送信帯域幅で設計されるため、フィルタ通過帯域に対して送信信号が狭帯域となる場合がある。このような場合にはフィルタ機能が不能となり、フィルタの減衰量が期待できないため、雑音の除去が困難になってしまうおそれがある。そこで、厳しい雑音規格を満たす代わりに、信号帯域幅によっては厳しい歪規格値を満足することが求められる。厳しい歪規格値を満足する歪特性を実現するには、パワーアンプ部の線形性を向上させることが望ましい。この点、線形性、すなわち低歪特性と高効率特性とはトレードオフの関係となる。狭帯域信号が入力された場合には、線形性及び高効率特性の両立が重要となる。
【０００８】
従来の無線装置におけるドハティ増幅回路は、帯域特性を考慮していないため、狭帯域動作時でフィルタ機能が効かない場合において、線形性を改善することは困難である。
【０００９】
また、インピーダンスの変換比率を切替える技術においても、狭帯域動作時における線形性の改善は考慮されておらず、狭帯域動作時でフィルタ機能が効かない場合において、線形性を改善することは困難である。
【００１０】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、狭帯域動作時における出力信号の線形性を改善した無線通信装置、ドハティ増幅器及び無線通信装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願の開示する無線通信装置、ドハティ増幅器及び無線通信装置の制御方法は、一つの態様において、第１の増幅器は、入力信号を増幅し出力する。第２の増幅器は、前記入力信号の入力レベルが所定レベル以上の場合に前記入力信号を増幅し出力する。インピーダンス変換器は、前記第１の増幅器の負荷インピーダンスが切替え可能であり、前記第１の増幅器の出力と前記第２の増幅器の出力との合成出力を出力する。インピーダンス制御部は、前記入力信号の帯域幅を基に、前記インピーダンス変換器における前記第１の増幅器の負荷インピーダンスを切替える。歪補償部は、前記入力信号の歪補償を行い、歪補償を行った前記入力信号を前記第１の増幅器及び前記第２の増幅器に供給する。フィルタ部は、前記インピーダンス変換器から出力された信号の帯域を制限し雑音を除去する。
【発明の効果】
【００１２】
本願の開示する無線通信装置、ドハティ増幅器及び無線通信装置の制御方法の一つの態様によれば、狭帯域動作時における出力信号の線形性を改善することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、無線基地局システムのブロック図である。
【図２】図２は、送信部の詳細を表すブロック図である。
【図３】図３は、帯域幅とインピーダンス変換器に対する制御との対応テーブルの一例の図である。
【図４】図４は、実施例１に係るインピーダンス変換器の一例を示す図である。
【図５】図５は、高出力動作時の負荷インピーダンスを示す一例の図である。
【図６】図６は、低出力動作時であってスイッチがオフの状態の負荷インピーダンスを示す一例の図である。
【図７】図７は、低出力動作時であってスイッチがオンの状態の負荷インピーダンスを示す一例の図である。
【図８】図８は、実施例１に係る基地局装置による信号処理のフローチャートである。
【図９】図９は、帯域幅及び送信電力とインピーダンス変換器に対する制御との対応テーブルの一例の図である。
【図１０】図１０は、実施例３に係るインピーダンス変換器の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本願の開示する無線通信装置、ドハティ増幅器及び無線通信装置の制御方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する無線通信装置、ドハティ増幅器及び無線通信装置の制御方法が限定されるものではない。特に、以下では、一例として、コンデンサ及びスイッチを用いてインピーダンス変換器における負荷インピーダンスを切替える場合を例に説明する。ただし、インピーダンス変換器における負荷インピーダンスを切替えることができればこの構成に限らない。
【実施例１】
【００１５】
図１は、無線基地局システムのブロック図の一例である。図１に示すように、本実施例に係る無線基地局システムは、Remote  Radio  Head（ＲＲＨ）１、Base  Band  Unit（ＢＢＵ）２及びアンテナ３を有している。
【００１６】
ＢＢＵ２は、無線制御部（無線制御装置）であり、信号の送受信の制御やベースバンド処理を行う。
【００１７】
ＲＲＨ１は、無線部（無線装置）であり、Common  Public  Radio  Interface（ＣＰＲＩ）インタフェース部１０１、送信部１０２、受信部１０３及びアンテナ共用器１０４を有している。
【００１８】
ＣＰＲＩインタフェース部１０１は、標準化された無線制御部と無線部との間のプロトコルインタフェースである。ＣＰＲＩインタフェース部１０１は、ＢＢＵ２からの信号をＣＰＲＩプロトコルを用いて受信する。また、ＣＰＲＩインタフェース部１０１は、ＢＢＵ２に対してＣＰＲＩプロトコルを用いて信号を送信する。ここで、本実施例では、標準化されたインタフェースとしてＣＰＲＩインタフェースを用いたが、ＲＲＨ１とＢＢＵ２との通信インタフェースはこれに限らず相互に通信できれば特に限定は無い。例えば、ＲＲＨ１とＢＢＵ２との通信インタフェースとして、Open  Base  Station  Architecture  Initiative（ＯＢＳＡＩ）などを用いてもよい。
【００１９】
送信部１０２は、ＢＢＵ２から送られてきたベースバンド信号などに変調処理等を施すことで無線信号に変えてアンテナ共用器１０４へ出力する。
【００２０】
より詳細には、送信部１０２は、歪補償部１２１及びパワーアンプ１２２を有する。歪補償部１２１は、パワーアンプ１２２が行う増幅によって信号に発生する歪を低減するための歪補償を行う。そして、パワーアンプ１２２は、歪補償が施された信号を増幅する。送信部１０２については詳細に後で説明する。
【００２１】
アンテナ共用器１０４は、送信部１０２から入力された信号をアンテナ３を介して外部装置に送信する。また、アンテナ共用器１０４は、外部装置から送信された信号をアンテナ３を介して受信する。そして、アンテナ共用器１０４は、受信した信号を受信部１０３へ出力する。
【００２２】
受信部１０３は、外部装置から送信された信号をアンテナ共用器１０４から受信する。そして、受信部１０３は、受信した信号に対して復調処理等を施しベースバンド信号に変換する。その後、受信部１０３は、ベースバンド信号に変換した信号をＣＰＲＩインタフェース部１０１を介してＢＢＵ２へ送信する。
【００２３】
次に、図２を参照して、送信部１０２の詳細について説明する。図２は、送信部の詳細を表すブロック図である。
【００２４】
図２に示すように、送信部１０２は、図１で示した歪補償部１２１、パワーアンプ１２２の他に、Digital  Analog（ＤＡ）変換器１２３、直交変調器１２４、方向性結合器１２５、フィルタ回路１２６を有している。さらに、送信部１０２は、インピーダンス制御部１２７、ミキサ１２８及びＡＤ（Analog  Digital）変換器１２９を有している。
【００２５】
歪補償部１２１は、Digital  Pre-Distortion（ＤＰＤ）方式の歪補償を行う回路である。歪補償部１２１は、送信制御部２１１及びRadio  Frequency（ＲＦ）制御部２１２を有している。図２では、説明の都合上、ＣＰＲＩインタフェース部１０１を省略して記載しているが、実際には、歪補償部１２１は、ＣＰＲＩインタフェース部１０１を介してＢＢＵ２から信号を受信する。ただし、以下の説明では、歪補償部１２１とＢＢＵ２との間の信号の送受信におけるＣＰＲＩインタフェース部１０１の動作を省略して説明する。
【００２６】
送信制御部２１１は、ＢＢＵ２からの信号を受信する。具体的には、送信制御部２１１は、ベースバンド信号及び制御信号をＢＢＵ２から受信する。ベースバンド信号は、送信するデータを含む信号である。制御信号は、信号の送信を制御するための信号である。制御信号には、例えば、ＢＢＵ２からＲＲＨ１へ入力される入力信号の帯域幅及び周波数、位置情報、リセット信号、並びに、送信停止及び送信実行などの命令などが含まれる。さらに、制御信号には、送信電力の情報などが含まれても良い。
【００２７】
送信制御部２１１は、リセット信号を含む制御信号を受信した場合、ＲＦ制御部２１２及びインピーダンス制御部１２７に対して設定の初期化を指示する。
【００２８】
また、送信制御部２１１は、送信停止命令を含む制御信号を受信した場合、ＲＦ制御部２１２に対して信号の送信停止を指示する。これに対して、送信制御部２１１は、送信実行命令を含む制御信号を受信した場合、ＲＦ制御部２１２に対して信号の送信を指示する。
【００２９】
送信制御部２１１は、帯域幅とインピーダンス変換器３２４に対する制御との対応を記憶している。本実施例では、送信制御部２１１は、例えば、図３のような対応テーブル４００を記憶している。図３は、帯域幅とインピーダンス変換器に対する制御との対応テーブルの一例の図である。対応テーブル４００は、使用する帯域幅の最大が２０ＭＨｚの時の帯域幅とインピーダンス変換器３２４に対する制御との対応を示している。ここで、インピーダンス変換器３２４の制御は、入力信号の帯域幅が狭帯域の場合と入力信号の帯域幅が狭帯域でない場合とで切替えられている。入力信号の帯域幅が狭帯域とは、例えば、最大の帯域幅の１／３より入力信号の狭帯域が狭い場合などである。この最大の帯域幅の１／３が、「所定値」の一例にあたる。例えば、使用する帯域幅の最大が１５ＭＨｚであれば、５ＭＨｚ以下が狭帯域となる。また、インピーダンス変換器３２４による負荷インピーダンスの変換は、入力信号の帯域幅や各インピーダンスの条件などに応じて設定されることが好ましい。一例として、入力信号の帯域幅が狭帯域の場合には、キャリア増幅器３２１の負荷インピーダンスをインピーダンス変換器３２４の負荷インピーダンスに合わせるように制御することが考えられる。具体的には、キャリア増幅器３２１の負荷インピーダンスが５０Ωになるように制御することが考えられる。
【００３０】
ここで、図３では、インピーダンス変換器３２４に対する制御をスイッチのオン／オフで表しているが、これは、インピーダンス変換器３２４が、本実施例では図４に示すような構成を有しているためである。図４は、実施例１に係るインピーダンス変換器の一例を示す図である。ここでは、インピーダンス変換器３２４に対する制御は、スイッチ３２５をオン／オフにするという内容に留め、インピーダンス変換器３２４の詳細については後で説明する。
【００３１】
さらに、本実施例では、送信制御部２１１は、帯域幅を段階的に分け、それに対応させてインピーダンス変換器３２４の制御を決定しているが、制御の決定方法はこれに限らない。例えば、送信制御部２１１は、入力信号の帯域幅が最大の帯域幅の１／３未満の場合の制御と１／３以上の制御とを記憶しておき、受信した帯域幅に応じてインピーダンス変換器３２４の制御を決定してもよい。
【００３２】
送信制御部２１１は、受信した制御信号から入力信号の帯域幅を取得する。次に、送信制御部２１１は、取得した帯域幅に対応するインピーダンス変換器３２４の制御の情報を対応テーブル４００から取得する。例えば、入力信号の帯域幅が５ＭＨｚであれば、送信制御部２１１は、インピーダンス変換器３２４のスイッチをオフにする制御の情報を取得する。そして、送信制御部２１１は、取得した制御の情報に応じて、インピーダンス変換器３２４のスイッチの制御をインピーダンス制御部１２７へ指示する。例えば、入力信号の帯域幅が５ＭＨｚであれば、送信制御部２１１は、インピーダンス変換器３２４のスイッチをオフにするようにインピーダンス制御部１２７へ指示する。
【００３３】
また、送信制御部２１１は、受信したベースバンド信号をＲＦ制御部２１２へ出力する。
【００３４】
ＲＦ制御部２１２は、ベースバンド信号である入力信号の入力を送信制御部２１１から受ける。さらに、ＲＦ制御部２１２は、フィードバック信号の入力をＡＤ変換器２１９から受ける。そして、ＲＦ制御部２１２は、入力信号とフィードバック信号とを比較し、誤差信号を求める。そして、ＲＦ制御部２１２は、誤差信号から歪補償係数を算出し記憶している歪補償係数を更新する。そして、ＲＦ制御部２１２は、次の入力信号に更新した歪補償係数を用いてデジタルプリディストーション処理を施し歪補償を行う。その後、ＲＦ制御部２１２は、歪補償処理を施した入力信号をＤＡ変換器１２３へ出力する。
【００３５】
ＤＡ変換器１２３は、歪補償処理が施された入力信号の入力をＲＦ制御部２１２から受ける。この時、入力信号はデジタル信号である。そこで、ＤＡ変換器１２３は、デジタル信号である入力信号をアナログ信号に変換する。そして、ＤＡ変換器１２３は、アナログ信号に変換した入力信号を直交変調器１２４へ出力する。
【００３６】
直交変調器１２４は、アナログ信号に変換された入力信号の入力をＤＡ変換器１２３から受ける。そして、直交変調器１２４は、入力信号に対して変調処理を施す。さらに、直交変調器１２４は、入力信号に対して周波数変換を施してＲＦ信号に変換する。その後、直交変調器１２４は、ＲＦ信号となった入力信号をパワーアンプ１２２へ出力する。直交変調器１２４は、Quadrature  Modulator（ＱＭＯＤ）とも呼ばれる。
【００３７】
パワーアンプ１２２は、増幅器２３１及びドハティ回路２３２を有する。
【００３８】
増幅器２３１は、ＲＦ信号となった入力信号の入力を直交変調器１２４から受ける。そして、増幅器２３１は、入力信号を増幅する。その後、増幅器２３１は、増幅した入力信号をドハティ回路２３２へ出力する。
【００３９】
ドハティ回路２３２は、キャリア増幅器３２１、ピーク増幅器３２２、インピーダンス変換器３２３及びインピーダンス変換器３２４を有している。
【００４０】
キャリア増幅器３２１は、増幅器２３１からの入力信号が分配された信号の一方の入力を受ける。そして、キャリア増幅器３２１は、入力された入力信号を増幅する。その後、キャリア増幅器３２１は、増幅した信号をインピーダンス変換器３２３へ出力する。このキャリア増幅器３２１が、「第１の増幅器」の一例にあたる。
【００４１】
そして、ピーク増幅器３２２は、増幅器２３１からの入力信号が分配された信号の他方の入力を受ける。ピーク増幅器３２２は、入力信号の入力レベルが所定値未満であれば、オフとなっている。キャリア増幅器３２１が完全に飽和電力に達すると、ピーク増幅器３２２は、入力信号の増幅を行う。そして、ピーク増幅器３２２は、増幅した入力信号をインピーダンス変換器３２３からの出力との合成点へ出力する。その後、ピーク増幅器３２２は、キャリア増幅器３２１と共に飽和電力に達する。このピーク増幅器３２２が、「第２の増幅器」の一例にあたる。
【００４２】
インピーダンス変換器３２３は、５０Ωでλ／４の電気長を有する伝送線路として設計されている。そして、インピーダンス変換器３２３は、キャリア増幅器３２１の出力端に接続される。インピーダンス変換器３２３は、キャリア増幅器３２１のみが動作するような電力では、キャリア増幅器３２１の負荷インピーダンスがインピーダンス変換器３２４の出力端子に付加される負荷の２倍となるようにインピーダンス変換する。また、キャリア増幅器３２１及びピーク増幅器３２２のいずれもが動作するような電力では、キャリア増幅器３２１及びピーク増幅器３２２のそれぞれの負荷インピーダンスがインピーダンス変換器３２４の負荷インピーダンスと同じになるようにインピーダンス変換する。
【００４３】
インピーダンス変換器３２４は、キャリア増幅器３２１とピーク増幅器３２２との出力を合成するノードのインピーダンスと後段の特性を整合させている。例えば、インピーダンス変換器３２４は、図４に示すように、伝送線路に対して、スイッチ３２５を介してコンデンサ３２６が接続されており、さらに、コンデンサ３２６の他端がグランド（GraND：ＧＮＤ）に接続されている。スイッチ３２５は、例えば、キャリア増幅器３２１の出力とピーク増幅器３２２の出力との合成点からの距離が１／１０λ〜１／１２λ（λは入力信号の波長）の位置に設置される。
【００４４】
インピーダンス変換器３２４は、スイッチ３２５がオンの場合、３５Ωでλ／４の電気長を有する伝送線路と同じ機能を有し、且つスイッチ３２５がオフの場合、５０Ωの伝送線路と同じ機能を有するように設計されている。
【００４５】
インピーダンス変換器３２４は、インピーダンス制御部１２７からの制御を受けてスイッチ３２５のオン／オフが切替えられる。例えば、本実施例では、入力信号の帯域幅の設定が１ＭＨｚ又は５ＭＨｚのときに、インピーダンス変換器３２４は、スイッチ３２５をオフにする制御をインピーダンス制御部１２７から受け、スイッチ３２５がオフになる。また、入力信号の帯域幅の設定が１０ＭＨｚ又は２０ＭＨｚのときに、インピーダンス変換器３２４は、スイッチ３２５をオンにする制御をインピーダンス制御部１２７から受け、スイッチ３２５がオンになる。
【００４６】
キャリア増幅器３２１のみが動作するような電力の場合についてインピーダンス変換器３２４の作用を説明する。インピーダンス変換器３２４は、スイッチ３２５がオンの場合、キャリア増幅器３２１の負荷インピーダンスがインピーダンス変換器３２４の負荷インピーダンスの２倍となるようにインピーダンスを変換する。また、インピーダンス変換器３２４は、スイッチ３２５がオフの場合、キャリア増幅器３２１の負荷インピーダンスがインピーダンス変換器３２４の負荷インピーダンスと同等となるようにインピーダンスを変換する。
【００４７】
これに対して、キャリア増幅器３２１及びピーク増幅器３２２のいずれもが動作するような電力の場合、インピーダンス変換器３２４のスイッチ３２５はオンとなる。この場合、インピーダンス変換器３２４は、キャリア増幅器３２１の負荷インピーダンスがインピーダンス変換器３２４の負荷インピーダンスと一致するようにインピーダンスを変換する。
【００４８】
ここで、図５〜図７を参照して、インピーダンス変換器３２４のスイッチ３２５のオン／オフによる負荷インピーダンスの変化についての具体例を説明する。図５は、高出力動作時の負荷インピーダンスを示す一例の図である。図６は、低出力動作時であってスイッチがオフの状態の負荷インピーダンスを示す一例の図である。図７は、低出力動作時であってスイッチがオンの状態の負荷インピーダンスを示す一例の図である。図５〜図７における端子２３２ａ及び端子２３２ｂは、それぞれドハティ回路２３２の入力端子及び出力端子である。
【００４９】
図５は、キャリア増幅器３２１及びピーク増幅器３２２が共に動作している場合を示している。また、インピーダンス変換器３２４のスイッチ３２５はオンになっている。この場合、点Ｐ１におけるキャリア増幅器３２１の負荷インピーダンスは、５０Ωである。この場合、ピーク増幅器３２２の負荷インピーダンスも５０Ωとなっている。そして、キャリア増幅器３２１の出力とピーク増幅器３２２の出力との合成点である点Ｐ２における負荷インピーダンスは、２５Ωとなる。そして、点Ｐ３におけるインピーダンス変換器３２４の負荷インピーダンスは５０Ωとなっている。この場合、キャリア増幅器３２１の負荷インピーダンス及びピーク増幅器３２２の負荷インピーダンスがインピーダンス変換器３２４の負荷インピーダンスに一致している。
【００５０】
図６は、キャリア増幅器３２１のみが動作しており、インピーダンス変換器３２４のスイッチ３２５はオフになっている。この場合、ピーク増幅器３２２はオフになっており、論理的には切断されているので、それを表すために、ピーク増幅器３２２の出力からの経路を点線としている。この場合、点Ｑ１におけるキャリア増幅器３２１の負荷インピーダンスは、５０Ωである。また、点Ｑ２における負荷インピーダンスは、５０Ωである。さらに、点Ｑ３におけるインピーダンス変換器３２４の負荷インピーダンスは５０Ωとなっている。このように、この場合、点Ｑ１の負荷インピーダンスと点Ｑ３の負荷インピーダンスとが一致している。すなわち、点Ｑ１から点Ｑ３までの間では、どこも同じ５０Ωの負荷インピーダンスとなる。
【００５１】
図７は、キャリア増幅器３２１のみが動作しており、インピーダンス変換器３２４のスイッチ３２５はオンになっている。この場合、点Ｒ１におけるキャリア増幅器３２１の負荷インピーダンスは、１００Ωである。また、点Ｒ２における負荷インピーダンスは、２５Ωである。さらに、点Ｒ３におけるインピーダンス変換器３２４の負荷インピーダンスは５０Ωとなっている。このように、この場合、点Ｒ１の負荷インピーダンスは、点Ｒ３の負荷インピーダンスの２倍となっている。
【００５２】
このように、インピーダンス変換器３２４は、スイッチ３２５がオフになった状態で、キャリア増幅器３２１の負荷インピーダンスが５０Ωとなっている場合が、負荷インピーダンスの設定の好適な一例である。
【００５３】
図２に戻り説明を続ける。方向性結合器１２５は、インピーダンス変換器３２４からパワーアンプ１２２により増幅された入力信号の入力を受ける。そして、方向性結合器１２５は、受信した信号を２つに分岐し、一方をフィルタ回路１２６へ出力し、他方をミキサ１２８へ出力する。
【００５４】
フィルタ回路１２６は、方向性結合器１２５から信号の入力を受ける。そして、フィルタ回路１２６は、予め決められた周波数帯域に信号を制限し、送信信号を生成する。そして、フィルタ回路１２６は、生成した送信信号を、アンテナ３を介して外部装置へ送信する。
【００５５】
ミキサ１２８は、方向性結合器１２５から信号の入力を受ける。そして、ミキサ１２８は、受信した信号に対して周波数変換を施しベースバンド信号に変換する。さらに、ミキサ１２８は、ベースバンド信号に対して復調処理などを施す。その後、ミキサ１２８は、各処理を施した信号をＡＤ変換器１２９へ出力する。
【００５６】
ＡＤ変換器１２９は、復調処理などが施されたベースバンド信号の入力をミキサ１２８から受ける。そして、ＡＤ変換器１２９は、受信した信号をアナログ信号からデジタル信号へと変換する。その後、ＡＤ変換器１２９は、デジタル信号へ変換した信号をフィードバック信号としてＲＦ制御部２１２へ出力する。
【００５７】
次に、図８を参照して、本実施例に係る基地局装置による信号処理の流れを説明する。図８は、実施例１に係る基地局装置による信号処理のフローチャートである。
【００５８】
ＣＰＲＩインタフェース部１０１は、ＢＢＵ２からリセット信号を受信する（ステップＳ１０１）。
【００５９】
送信制御部２１１は、リセット信号の入力をＣＰＲＩインタフェース部１０１から受ける。リセット信号を受信すると、送信制御部２１１は、ＲＦ制御部２１２などの各部に送信オフを指示し、送信オフ設定を行う（ステップＳ１０２）。
【００６０】
さらに、ＣＰＲＩインタフェース部１０１は、周波数設定及び帯域幅設定などをＢＢＵ２から受信する（ステップＳ１０３）。
【００６１】
送信制御部２１１は、周波数設定及び帯域幅設定などの各種設定の入力をＣＰＲＩインタフェース部１０１から受ける。そして、送信制御部２１１は、信号送信の各種設定を行う。さらに、送信制御部２１１は、帯域幅設定が狭帯域か否かを判定する（ステップＳ１０４）。例えば、図３に示す対応テーブル４００を用いる場合、送信制御部２１１は、帯域幅設定が１ＭＨｚ又は５ＭＨｚであれば狭帯域と判定する。また、送信制御部２１１は、帯域幅設定が１０ＭＨｚ又は２０ＭＨｚであれば狭帯域でないと判定する。
【００６２】
狭帯域と判定した場合（ステップＳ１０４：肯定）、送信制御部２１１は、インピーダンス変換用のスイッチ３２５をオフにする指示をインピーダンス制御部１２７に通知する。スイッチ３２５のオフの指示を受けて、インピーダンス制御部１２７は、インピーダンス変換器３２４のスイッチ３２５をオフにする（ステップＳ１０５）。
【００６３】
これに対して、狭帯域でない判定した場合（ステップＳ１０４：否定）、送信制御部２１１は、インピーダンス変換用のスイッチ３２５をオンにする指示をインピーダンス制御部１２７に通知する。スイッチ３２５のオンの指示を受けて、インピーダンス制御部１２７は、インピーダンス変換器３２４のスイッチ３２５をオンにする（ステップＳ１０６）。
【００６４】
そして、送信制御部２１１は、ＲＦ制御部２１２などの各部に信号送信の実行を指示し、送信オン設定を行う（ステップＳ１０７）。
【００６５】
その後、送信部１０２は、ＢＢＵ２からの入力信号を受け、入力信号に対して歪補償、ＤＡ変換、直交変換、増幅及びフィルタリングなどを行い、送信信号を生成する。そして、送信部１０２は、送信信号をアンテナ３を介して外部装置へ送信する（ステップＳ１０８）。
【００６６】
以上に説明したように、本実施例にかかる基地局装置は、入力信号の帯域幅が狭い場合にキャリアアンプの負荷インピーダンスを変更することで、ドハティ増幅回路のピークパワーが増加し、帯域幅の狭い入力信号であっても線形性を改善することができる。これにより、帯域幅が狭くフィルタによる雑音除去の効果が低い場合でも、厳しい雑音規格を満たすことができる。
【実施例２】
【００６７】
次に、実施例２について説明する。実施例２は、インピーダンスの変更の判断に入力信号の帯域幅だけでなく送信電力設定を用いることが実施例１と異なるものである。本実施例に係る基地局装置も、図１及び図２で示される構成を有している。以下では、実施例１と同様の機能を有する各部については説明を省略する。
【００６８】
本実施例に係る送信制御部２１１は、図９に示すような対応テーブル４０１を有している。図９は、帯域幅及び送信電力とインピーダンス変換器に対する制御との対応テーブルの一例の図である。図９に示すように、対応テーブル４０１は、帯域幅設定と送信電力設定の組合せに対応させて、インピーダンス変換器３２４のスイッチ３２５のオン／オフの制御情報が記載されている。
【００６９】
送信制御部２１１は、ＣＰＲＩインタフェース部１０１から受信した制御信号から入力信号の帯域幅及び送信電力設定を取得する。
【００７０】
そして、送信制御部２１１は、取得した帯域幅及び送信電力設定の組合せに対応した制御情報を対応テーブル４０１から取得する。その後、送信制御部２１１は、取得した制御情報に応じたインピーダンス変換器３２４の制御をインピーダンス制御部１２７へ指示する。
【００７１】
例えば、制御信号に含まれている帯域幅の設定が１ＭＨｚであり、送信電力設定が１０Ｗ以下であれば、送信制御部２１１は、スイッチ３２５のオフをインピーダンス制御部１２７へ指示する。また、制御信号に含まれている帯域幅の設定が１ＭＨｚであり、送信電力設定が１０Ｗ以上であれば、送信制御部２１１は、スイッチ３２５のオンをインピーダンス制御部１２７へ指示する。
【００７２】
以上に説明したように、本実施例に係る基地局装置は、帯域幅及び送信電力を用いて負荷インピーダンスの制御を行う。このため、より細かい制御を行うことができ、より適切に線形性を改善することができる。
【実施例３】
【００７３】
次に、実施例３に係る基地局装置について説明する。本実施例に係る基地局装置は、インピーダンス変換器に複数のコンデンサが接続されていることが、実施例１及び実施例２と異なるものである。本実施例に係る基地局装置も、図１及び図２で示される構成を有している。以下では、実施例１と同様の機能を有する各部については説明を省略する。
【００７４】
図１０は、実施例３に係るインピーダンス変換器の一例を示す図である。図１０に示すように、本実施例に係るインピーダンス変換器３２４は、伝送路に対してスイッチ３２５ａ及びコンデンサ３２６ａ、スイッチ３２５ｂ及びコンデンサ３２６ｂ、並びに、３２５ｃ及びコンデンサ３２６ｃが並列に配置されている。各スイッチ及びコンデンサの組は、入力信号の周波数等の設定条件に合わせて、帯域幅が狭帯域の場合にキャリア増幅器３２１の負荷インピーダンスとインピーダンス変換器３２４の負荷インピーダンスとが一致するように伝送路に対する位置が決められている。
【００７５】
送信制御部２１１は、例えば、周波数とスイッチ３２５ａ〜３２５ｃのうちの各周波数に対応するスイッチとの組合せを記憶している。そして、送信制御部２１１は、ＣＰＲＩインタフェース部１０１から受信した制御信号から、帯域幅とともに入力信号の周波数を取得する。そして、送信制御部２１１は、スイッチ３２５ａ〜３２５ｃの中から、取得した周波数に応じたスイッチを特定する。そして、送信制御部２１１は、帯域幅に応じて特定したスイッチのオン／オフを制御する。
【００７６】
以上に説明したように、本実施例に係る基地局装置は、入力信号の設定条件に合わせてコンデンサが接続される位置を異ならせて負荷インピーダンスを変換する。これにより、帯域幅が狭帯域の場合に、入力信号の設定に応じて適切な負荷インピーダンスが設定でき、より適切に線形性を改善することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１  ＲＲＨ
２  ＢＢＵ
３  アンテナ
１０１  ＣＰＲＩインタフェース部
１０２  送信部
１０３  受信部
１０４  アンテナ共用器
１２１  歪補償部
１２２  パワーアンプ
１２３  ＤＡ変換器
１２４  直交変換器
１２５  方向性結合器
１２６  フィルタ回路
１２７  インピーダンス制御部
１２８  ミキサ
１２９  ＡＤ変換器
２１１  送信制御部
２１２  ＲＦ制御部
２３１  増幅器
２３２  ドハティ回路
３２１  キャリア増幅器
３２２  ピーク増幅器
３２３  インピーダンス変換器
３２４  インピーダンス変換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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