(57)【要約】【課題】出力電力の大きさに関係なく線形性の高い送信信号を出力し、小型かつ高効率に動作する送信回路を提供する。【解決手段】信号生成部（１１）は、入力データに基づいて直交データを生成する。演算部（１２）は、直交データの振幅成分と所定の振幅しきい値とを比較して、振幅信号と、第１の位相信号と、第２の位相信号とを出力する。レギュレータ（１７）は、振幅信号に応じて制御された電圧を出力する。角度変調部（１３）及び角度変調部（１４）は、位相信号を角度変調して、第１及び第２の角度変調信号を出力する。振幅変調部（１５）及び振幅変調部（１６）は、第１及び第２の角度変調信号を振幅信号に応じて制御された電圧で振幅変調して、第１及び第２の変調信号を出力する。合成部（１８）は、第１及び第２の変調信号を合成して、送信信号を出力する。【選択図】図１Ａ
2009519613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力データに基づいて、送信信号を生成して出力する送信回路であって、
前記入力データを変調することによって、所定形式のデータを生成する信号生成部と、
前記信号生成部が生成したデータを演算して、振幅信号と、第１の位相信号と、第２の位相信号とを出力する演算部と、
前記振幅信号に応じて制御された信号を出力するレギュレータと、
前記第１の位相信号を角度変調して、第１の角度変調信号として出力する第１の角度変調部と、
前記第１の角度変調信号を前記レギュレータから出力された信号で振幅変調して、角度変調及び振幅変調された第１の変調信号として出力する第１の振幅変調部と、
前記第２の位相信号を角度変調して、第２の角度変調信号として出力する第２の角度変調部と、
前記第２の角度変調信号を前記レギュレータから出力された信号で振幅変調して、角度変調及び振幅変調された第２の変調信号として出力する第２の振幅変調部と、
前記第１の変調信号と、前記第２の変調信号とを合成して、送信信号として出力する合成部とを備え、
前記演算部は、前記信号生成部が生成したデータの振幅成分と位相成分とを算出し、前記振幅成分の大きさと、所定の振幅しきい値とを比較し、前記振幅成分の大きさが前記所定の振幅しきい値よりも大きければ、前記振幅成分の大きさに所定の定数を乗算して得られる振幅信号と、前記位相成分に相当する前記第１の位相信号と、前記位相成分に相当する前記第２の位相信号とを出力し、
前記振幅成分の大きさが前記所定の振幅しきい値よりも小さければ、前記所定の振幅しきい値に所定の定数を乗算して得られる振幅信号と、前記位相成分を一方に所定の位相だけずらした第１の位相信号と、前記位相成分を他方に所定の位相だけずらした第２の位相信号とを出力することを特徴とする、送信回路。
【請求項２】
送信信号の出力電力の大きさを所定の時間毎に示す送信電力情報が入力され、
前記演算部は、前記所定の時間毎に、前記送信電力情報が示す出力電力の大きさと逆特性の関係になるように、前記所定の振幅しきい値の大きさを変更し、
前記振幅信号を前記送信電力情報に基づいた利得によって増幅する可変利得増幅部をさらに備え、
前記可変利得増幅部は、前記所定の時間毎に、前記送信電力情報が示す出力電力の大きさと正特性の関係になるように、前記振幅信号を増幅する利得の大きさを変更することを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
【請求項３】
前記演算部は、前記送信電力情報が示す出力電力の２乗根の大きさと反比例の関係になるように、前記振幅しきい値の大きさを変更することを特徴とする、請求項２に記載の送信回路。
【請求項４】
前記演算部は、前記送信電力情報が示す出力電力の大きさに応じて、予め最適値が設定されたルックアップテーブルを参照して、前記振幅しきい値の大きさを変更することを特徴とする、請求項２に記載の送信回路。
【請求項５】
前記可変利得増幅部は、前記送信電力情報が示す出力電力の２乗根の大きさと正比例の関係になるように、前記振幅信号を増幅するための利得の大きさを変更することを特徴とする、請求項２に記載の送信回路。
【請求項６】
前記可変利得増幅部は、前記送信電力情報が示す出力電力の大きさに応じて、予め最適値が設定されたルックアップテーブルを参照して、前記振幅信号を増幅するための利得の大きさを変更することを特徴とする、請求項２に記載の送信回路。
【請求項７】
前記所定の位相は、前記振幅成分の大きさを前記所定の振幅しきい値で割ることによって得られる値を、逆余弦することで算出されることを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
【請求項８】
前記レギュレータは、スイッチングレギュレータであることを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
【請求項９】
前記レギュレータは、シリーズレギュレータであることを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
【請求項１０】
前記レギュレータは、スイッチングレギュレータとシリーズレギュレータとを直列に接続した構成であることを特徴とする、請求項２に記載の送信回路。
【請求項１１】
前記演算部の出力に、前記振幅信号、前記第１の位相信号、および前記第２の位相信号のうち少なくともいずれかの信号を、前記第１の角度変調部、前記第２の角度変調部、前記第１の振幅変調部、前記第２の振幅変調部、および前記レギュレータの少なくともいずれかで発生する歪みが抑制されるように補償する歪み補償部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
【請求項１２】
前記演算部は、所定区間毎に前記振幅成分の大きさと、前記所定の振幅しきい値とを比較することを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
【請求項１３】
前記演算部は、
前記所定区間において、前記振幅成分の大きさが前記所定の振幅しきい値を超えるサンプリング点の個数が所定の個数以上である場合に、前記振幅成分の大きさに所定の定数を乗算して得られる振幅信号と、前記位相成分に相当する前記第１の位相信号と、前記位相成分に相当する前記第２の位相信号とを出力し、
前記所定区間において、前記振幅成分の大きさが前記所定の振幅しきい値を超えるサンプリング点の個数が所定の個数よりも少ない場合に、前記所定の振幅しきい値に所定の定数を乗算して得られる振幅信号と、前記位相成分を一方に所定の位相だけずらした第１の位相信号と、前記位相成分を他方に所定の位相だけずらした第２の位相信号とを出力することを特徴とする、請求項１２に記載の送信回路。
【請求項１４】
前記演算部は、前記送信信号の包絡線の変動幅に応じて、前記所定区間の長さを変化させることを特徴とする、請求項１２に記載の送信回路。
【請求項１５】
前記演算部は、前記送信信号の包絡線の変動幅が少ない場合、前記所定区間を短く変化させ、前記送信信号の包絡線の変動幅が大きい場合、前記所定区間を長く変化させることを特徴とする、請求項１４に記載の送信回路。
【請求項１６】
入力データに基づいて、送信信号を生成して出力する送信回路であって、
前記入力データを変調することによって、所定形式のデータを生成する信号生成部と、
前記信号生成部が生成したデータを演算して、振幅信号と、第１の位相信号と、第２の位相信号とを出力する演算部と、
前記振幅信号に応じて制御された信号を出力するレギュレータと、
前記第１の位相信号を角度変調して、第１の角度変調信号として出力する第１の角度変調部と、
前記第１の角度変調信号を前記レギュレータから出力された信号で振幅変調して、角度変調及び振幅変調された第１の変調信号として出力する第１の振幅変調部と、
前記第２の位相信号を角度変調して、第２の角度変調信号として出力する第２の角度変調部と、
前記第２の角度変調信号を前記レギュレータから出力された信号で振幅変調して、角度変調及び振幅変調された第２の変調信号として出力する第２の振幅変調部と、
前記第１の変調信号と、前記第２の変調信号とを合成して、送信信号として出力する合成部とを備え、
送信信号の出力電力の大きさを所定の時間毎に示す送信電力情報が入力され、
前記演算部は、前記信号生成部が生成したデータの振幅成分と位相成分とを算出し、前記所定の時間毎に前記送信電力情報の大きさと、所定の電力しきい値の大きさとを比較し、前記送信電力情報情報の大きさが前記所定の電力しきい値よりも大きければ、前記振幅成分の大きさに所定の定数を乗算して得られる振幅信号と、前記位相成分に相当する前記第１の位相信号と、前記位相成分に相当する前記第２の位相信号とを出力し、
前記送信電力情報の大きさが前記所定の電力しきい値よりも小さければ、前記所定の電力しきい値に所定の定数を乗算して得られる振幅信号と、前記位相成分を一方に所定の位相だけずらした第１の位相信号と、前記位相成分を他方に所定の位相だけずらした第２の位相信号とを出力することを特徴とする、送信回路。
【請求項１７】
通信機器であって、
送信信号を生成する送信回路と、
前記送信回路で生成された送信信号を出力するアンテナとを備え、
前記送信回路は、請求項１に記載の送信回路であることを特徴とする、通信機器。
【請求項１８】
前記アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、
前記送信回路で生成された送信信号を前記アンテナに出力し、前記アンテナから受信した受信信号を前記受信回路に出力するアンテナ共用部とをさらに備えることを特徴とする、請求項１７に記載の通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話や無線ＬＡＮ等の通信機器に用いられる送信回路に関し、より特定的には、出力電力の大きさに関係なく線形性の高い送信信号を出力し、小型かつ高効率に動作する送信回路、及びそれを用いた通信機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や無線ＬＡＮ等の通信機器は、大きな出力電力で動作する場合も、小さな出力電力で動作する場合も、送信信号の線形性を確保しつつ、かつ低消費電力で動作することが求められている。そして、このような通信機器には、出力電力の大きさに関係なく線形性の高い送信信号を出力し、小型かつ高効率で動作する送信回路が用いられる。以下に、従来の送信回路について説明する。
【０００３】
従来の送信回路としては、例えば、直交変調等の変調方式を利用して、送信信号を生成する送信回路（以下、直交変調回路と記す）があった。なお、直交変調回路については、広く知られているため説明を省略する。また、直交変調回路よりも高効率に線形性の高い送信信号を出力する従来の送信回路としては、例えば、図２０に示す送信回路５００があった。図２０は、従来の送信回路５００の構成を示すブロック図である。図２０において、従来の送信回路５００は、信号生成部５０１、角度変調部５０２、レギュレータ５０３、振幅変調部５０４、及び出力端子５０５を備える。
【０００４】
従来の送信回路５００において、信号生成部５０１は、振幅信号及び位相信号を生成する。振幅信号は、レギュレータ５０３に入力される。レギュレータ５０３は、入力された振幅信号に応じた電圧を振幅変調部５０４に供給する。また、位相信号は、角度変調部５０２に入力される。角度変調部５０２は、入力された位相信号を角度変調して角度変調信号を出力する。角度変調部５０２から出力された角度変調信号は、振幅変調部５０４に入力される。振幅変調部５０４は、角度変調信号をレギュレータ５０３から供給された電圧で振幅変調して、角度変調及び振幅変調された変調信号として出力する。この変調信号が、送信信号として出力端子５０５から出力される。なお、このような送信回路５００をポーラ変調回路と呼ぶ。
【０００５】
また、直交変調回路よりも高効率に線形性の高い送信信号を出力する従来の送信回路としては、例えば、図２１に示すＬＩＮＣ（Ｌｉｎｅａｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）と呼ばれる送信回路６００があった。図２１は、従来の送信回路６００の構成を示すブロック図である。図２１において、従来の送信回路６００は、定振幅波発生回路６０１、増幅器６０２、増幅器６０３、及び合成回路６０４を備える。
【０００６】
定振幅波発生回路６０１は、入力信号に基づいて、位相関係が異なり、定振幅である２つの変調信号（以下、定振幅信号と記す）を出力する。定振幅波発生回路６０１から出力された２つの定振幅信号は、増幅器６０２及び増幅器６０３で増幅され、合成回路６０４に入力される。合成回路６０４は、増幅器６０２の出力信号Ｓ１と、増幅器６０３の出力信号Ｓ２とを合成し、合成した信号を送信信号Ｓ０として出力する。
【０００７】
ここで、送信信号Ｓ０、増幅器６０２の出力信号Ｓ１、増幅器６０３の出力信号Ｓ２は、式（１０）〜（１３）を用いて表すことができる。ただし、式（１０）〜式（１３）において、ｍ（ｔ）は送信信号Ｓ０の振幅成分を、θ（ｔ）は送信信号Ｓ０の位相成分を表す。また、Ｍｘは、増幅器６０２の出力信号Ｓ１、あるいは増幅器６０３の出力信号Ｓ２の振幅の大きさを、ψ（ｔ）は、出力信号Ｓ１又は出力信号Ｓ２の送信信号Ｓ０に対する位相のずれを表す。
【数１０】
2009519613.tif 000003
【数１１】
2009519613.tif 000004
【数１２】
2009519613.tif 000005
【数１３】
2009519613.tif 000006
【０００８】
図２２は、従来の送信回路６００の動作を具体的に説明する図である。図２２を参照して、従来の送信回路６００は、出力信号Ｓ１及び出力信号Ｓ２の送信信号Ｓ０に対する位相のずれを小さくすることで大きな送信信号Ｓ０を出力する（図２２（ａ）参照）。また、送信回路６００は、出力信号Ｓ１及び出力信号Ｓ２の送信信号Ｓ０に対する位相のずれを大きくすることで小さな送信信号Ｓ０を出力する（図２２（ｂ）参照）。すなわち、送信回路６００は、定振幅発生回路６０１が出力する２つの定振幅信号の位相のずれを制御することによって、送信信号Ｓ０の大きさを制御することができる。
【０００９】
しかし、従来の送信回路６００には、出力信号Ｓ１及び出力信号Ｓ２を合成して送信信号Ｓ０を生成するために、出力信号Ｓ１及び出力信号Ｓ２に位相誤差や振幅誤差が含まれていると、所望の送信信号Ｓ０を実現することが難しいという課題があった。
【００１０】
そこで、従来のＬＩＮＣと呼ばれる送信回路において、出力信号Ｓ１と出力信号Ｓ２とに含まれる位相誤差や振幅誤差を補正する送信回路が開示されている（例えば、特許文献１参照）。図２３は、特許文献１に開示されている従来の送信回路７００の構成を示すブロック図である。図２３において、従来の送信回路７００は、定振幅波発生回路６０１、増幅器６０２、増幅器６０３、合成回路６０４、位相検出器７０１、可変位相器７０２、振幅差検出器７０３、及び可変減衰器７０４を備える。
【００１１】
従来の送信回路７００において、位相検出器７０１は、増幅器６０２の出力信号Ｓ１に含まれる位相誤差を検出する。可変位相器７０２は、検出された位相誤差に基づいて、定振幅発生回路６０１が生成した定振幅信号の位相を補正する。振幅差検出器７０３は、増幅器６０２の出力信号Ｓ２に含まれる振幅誤差を検出する。可変減衰器７０４は、検出された振幅誤差に基づいて、定振幅発生回路６０１が生成した定振幅信号の振幅を補正する。これによって、従来の送信回路７００は、所望の送信信号Ｓ０を実現することができた。
【特許文献１】特開平５−３７２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の送信回路５００（図２０参照）には、所定の出力電力よりも小さな送信信号を出力できない（すなわち、送信信号の出力電力に下限が存在する）という課題があった。図２４は、従来の送信回路５００の出力特性の一例を示す図である。図２３において、横軸は、信号生成部５０１から出力される振幅信号を表している。縦軸は、送信信号の出力電力を表している。図２４に示すように、従来の送信回路５００は、出力電力が小さい領域（すなわち、振幅信号が小さい領域）では、振幅変調部５０４を線形動作させることが難しく、線形性の高い送信信号を出力することができなかった。
【００１３】
また、従来の送信回路６００（図２１参照）には、上述したように、位相の異なる出力信号Ｓ１及び出力信号Ｓ２を合成して送信信号Ｓ０を生成するために、送信信号Ｓ１及び送信信号Ｓ２に含まれる位相誤差や振幅誤差によって、所望の送信信号Ｓ０を実現することが難しいという課題があった。また、送信回路６００は、位相が異なる出力信号Ｓ１及び出力信号Ｓを合成して送信信号Ｓ０を生成するために、出力電力の大きさによっては、必ずしも高効率に動作することができなかった。
【００１４】
また、従来の送信回路７００（図２３参照）は、出力信号Ｓ１と出力信号Ｓ２とに含まれる位相誤差や振幅誤差を補正するために、多くの構成（例えば、位相検出器７０１、可変位相器７０２、振幅差検出器７０３、及び可変減衰器７０４）を備える必要があった。このため、従来の送信回路７００には、回路規模が大きくなってしまうという課題があった。また、従来の送信回路７００は、増幅器６０２及び増幅器６０３の出力を分岐しているため、この分岐によって損失が発生し、送信回路としての消費電力が大きくなってしまうという課題があった。
【００１５】
それ故に、本発明の目的は、小型かつ高効率に動作し、出力電力の大きさに関係なく線形性の高い送信信号を出力する送信回路、及びそれを用いた通信機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、入力データに基づいて、送信信号を生成して出力する送信回路に向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の送信回路は、信号生成部と、演算部と、レギュレータと、第１の角度変調部と、第１の振幅変調部と、第２の角度変調部と、第２の振幅変調部と、合成部とを備える。
【００１７】
信号生成部は、入力データを変調することによって、所定形式のデータを生成する。演算部は、信号生成部が生成したデータを演算して、振幅信号と、第１の位相信号と、第２の位相信号とを出力する。レギュレータは、振幅信号に応じて制御された信号を出力する。第１の角度変調部は、第１の位相信号を角度変調して、第１の角度変調信号として出力する。第１の振幅変調部は、第１の角度変調信号をレギュレータから出力された信号で振幅変調して、角度変調及び振幅変調された第１の変調信号として出力する。第２の角度変調部は、第２の位相信号を角度変調して、第２の角度変調信号として出力する。第２の振幅変調部は、第２の角度変調信号をレギュレータから出力された信号で振幅変調して、角度変調及び振幅変調された第２の変調信号として出力する。合成部は、第１の変調信号と、第２の変調信号と合成して、送信信号として出力する。
【００１８】
好ましくは、演算部は、信号生成部が生成したデータの振幅成分と位相成分とを算出し、振幅成分の大きさと、所定の振幅しきい値とを比較し、振幅成分の大きさが所定の振幅しきい値よりも大きければ、振幅成分の大きさに所定の定数を乗算して得られる振幅信号と、位相成分に相当する第１の位相信号と、位相成分に相当する第２の位相信号とを出力し、振幅成分の大きさが所定の振幅しきい値よりも小さければ、所定の振幅しきい値に所定の定数を乗算して得られる振幅信号と、位相成分を一方に所定の位相だけずらした第１の位相信号と、位相成分を他方に所定の位相だけずらした第２の位相信号とを出力する。
【００１９】
送信回路には、送信信号の出力電力の大きさを所定の時間毎に示す送信電力情報が入力される。この場合、演算部は、所定の時間毎に、送信電力情報が示す出力電力の大きさにと逆特性の関係になるように、所定の振幅しきい値の大きさを変更する。また、送信回路は、振幅信号を送信電力情報に基づいた利得によって増幅する可変利得増幅部をさらに備える。可変利得増幅部は、所定の時間毎に、送信電力情報が示す出力電力の大きさと正特性の関係になるように、振幅信号を増幅する利得の大きさを変更する。
【００２０】
好ましくは、演算部は、送信電力情報が示す出力電力の２乗根の大きさと反比例の関係になるように、振幅しきい値の大きさを変更する。具体的には、演算部は、送信電力情報が示す出力電力の大きさに応じて、予め最適値が設定されたルックアップテーブルを参照して、振幅しきい値の大きさを変更する。
【００２１】
好ましくは、可変利得増幅部は、送信電力情報が示す出力電力の２乗根の大きさと正比例の関係になるように、振幅信号を増幅するための利得の大きさを変更する。具体的には、可変利得増幅部は、送信電力情報が示す出力電力の大きさに応じて、予め最適値が設定されたルックアップテーブルを参照して、振幅信号を増幅するための利得の大きさを変更する。
【００２２】
所定の位相は、振幅成分を所定の振幅しきい値で割ることによって得られる値を、逆余弦することで算出される。
【００２３】
好ましくは、レギュレータは、スイッチングレギュレータである。また、レギュレータは、シリーズレギュレータであってもよい。また、レギュレータは、スイッチングレギュレータとシリーズレギュレータとを直列に接続した構成であってもよい。
【００２４】
また、送信回路は、演算部の出力に、振幅信号、第１の位相信号、および第２の位相信号のうち少なくともいずれかの信号を、第１の角度変調部、第２の角度変調部、第１の振幅変調部、第２の振幅変調部、およびレギュレータの少なくともいずれかで発生する歪みが抑制されるように補償する歪み補償部をさらに備えてもよい。
【００２５】
好ましくは、演算部は、所定区間毎に振幅成分の大きさと、所定の振幅しきい値とを比較する。演算部は、所定区間において、振幅成分の大きさが所定の振幅しきい値を超えるサンプリング点の個数が所定の個数以上である場合に、振幅成分の大きさに所定の定数を乗算して得られる振幅信号と、位相成分に相当する第１の位相信号と、位相成分に相当する第２の位相信号とを出力し、所定区間において、振幅成分の大きさが所定の振幅しきい値を超えるサンプリング点の個数が所定の個数よりも少ない場合に、所定の振幅しきい値に所定の定数を乗算して得られる振幅信号と、位相成分を一方に所定の位相だけずらした第１の位相信号と、位相成分を他方に所定の位相だけずらした第２の位相信号とを出力する。
【００２６】
また、演算部は、送信信号の包絡線の変動幅に応じて、所定区間の長さを変化させてもよい。より具体的には、演算部は、送信信号の包絡線の変動幅が少ない場合、所定区間を短く変化させ、送信信号の包絡線の変動幅が大きい場合、所定区間を長く変化させる。
【００２７】
また、送信信号の出力電力の大きさを所定の時間毎に示す送信電力情報が入力される場合、演算部は、信号生成部が生成したデータの振幅成分と位相成分とを算出し、所定の時間毎に送信電力情報の大きさと、所定の電力しきい値の大きさとを比較し、送信電力情報情報の大きさが所定の電力しきい値よりも大きければ、振幅成分の大きさに所定の定数を乗算して得られる振幅信号と、位相成分に相当する第１の位相信号と、位相成分に相当する第２の位相信号とを出力し、送信電力情報の大きさが所定の電力しきい値よりも小さければ、所定の電力しきい値に所定の定数を乗算して得られる振幅信号と、位相成分を一方に所定の位相だけずらした第１の位相信号と、位相成分を他方に所定の位相だけずらした第２の位相信号とを出力する。
【００２８】
また、本発明は、上述した送信回路を備える通信機器にも向けられている。通信機器は、送信信号を生成する送信回路と、送信回路で生成された送信信号を出力するアンテナとを備える。また、通信機器は、アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、送信回路で生成された送信信号をアンテナに出力し、アンテナから受信した受信信号を受信回路に出力するアンテナ共用部とをさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、本発明によれば、演算部は、入力データの振幅成分の大きさが、所定の振幅しきい値よりも大きい場合は、入力データの振幅成分に所定の定数を乗算して得られる振幅信号と、入力データの位相成分に相当する第１の位相信号と、入力データの位相成分に相当する第２の位相信号とを出力する。従って、送信回路１は、入力データの振幅成分の大きさが、所定の振幅しきい値よりも大きい場合は、振幅信号に応じて大きさが変動し、かつ位相が等しい第１の変調信号と、第２の変調信号とを合成し、合成した信号を送信信号として出力することができる。
【００３０】
また、演算部は、入力データの振幅成分の大きさが、所定の振幅しきい値よりも小さい場合は、所定の振幅しきい値に所定の定数を乗算して得られる振幅信号と、入力データの位相成分を一方に所定の位相だけずらした第１の位相信号と、入力データの位相成分を他方に所定の位相だけずらした第２の位相信号とを出力する。従って、送信回路は、入力データの振幅成分の大きさが、所定の振幅しきい値よりも小さい場合は、大きさが一定であり、かつ位相が異なる第１の変調信号と、第２の変調信号とを合成し、合成した信号を送信信号として出力することができる。これによって、送信回路は、入力データの振幅成分の大きさによって変動する出力電力の大きさに関係なく、高効率に線形性の高い送信信号を出力することができる。
【００３１】
また、送信回路は、第１の振幅変調部及び第２の振幅変調部の出力信号を分岐させないため、信号の分岐に伴う損失を抑えることができ、送信回路としての消費電力を低減することができる。
【００３２】
また、送信回路は、入力される送信電力情報が示す出力電力の大きさに対して逆特性となるように所定の振幅しきい値の大きさを変更し、送信電力情報が示す出力電力の大きさに対して正特性となる利得で演算部が出力した振幅信号を増幅する。これによって、送信回路は、送信電力情報が示す出力電力の大きさが変動する場合も、高効率に線形性の高い送信信号を出力することができる。
【００３３】
また、本発明の通信機器によれば、上述した送信回路を用いることで、広い帯域幅で出力信号の精度を確保しつつ、小型かつ高効率に動作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
（第１の実施形態）
図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る送信回路１の構成の一例を示すブロック図である。図１Ａにおいて、送信回路１は、信号生成部１１、演算部１２、角度変調部１３、角度変調部１４、振幅変調部１５、振幅変調部１６、レギュレータ１７、合成部１８、及び出力端子１９を備える。
【００３５】
信号生成部１１は、入力データを変調することによって、所定形式のデータを生成する。具体的には、信号生成部１１は、所定形式のデータとして、直交データであるＩ，Ｑ信号を生成する。なお、信号生成部１１は、所定形式のデータとして、例えば振幅成分と位相成分とを含むようなデータを生成してもよい。信号生成部１１が生成したＩ，Ｑ信号は、演算部１２に入力される。演算部１２は、Ｉ，Ｑ信号に基づいて所定の演算処理を行って、振幅信号ｍ１（ｔ）、第１の位相信号θ１（ｔ）、及び第２の位相信号θ２（ｔ）を生成する。具体的な演算部１２における演算処理については後に説明する。振幅信号ｍ１（ｔ）は、レギュレータ１７に入力される。レギュレータ１７は、振幅信号ｍ１（ｔ）によって制御された信号を出力する。レギュレータ１７が出力した信号は、振幅変調部１５及び振幅変調部１６に入力される。
【００３６】
第１の位相信号θ１（ｔ）は、角度変調部１３に入力される。角度変調部１３は、第１の位相信号θ１（ｔ）を角度変調して、第１の角度変調信号を出力する。第１の角度変調信号は、振幅変調部１５に入力される。振幅変調部１５は、第１の角度変調信号をレギュレータ１７から入力された信号で振幅変調して、角度変調及び振幅変調された信号を第１の変調信号として出力する。第１の変調信号は、合成部１８に入力される。
【００３７】
第２の位相信号θ２（ｔ）は、角度変調部１４に入力される。角度変調部１４は、第２の位相信号θ２（ｔ）を角度変調して、第２の角度変調信号を出力する。第２の角度変調信号は、振幅変調部１６に入力される。振幅変調部１６は、第２の角度変調信号をレギュレータ１７から入力された信号で振幅変調して、角度変調及び振幅変調された第２の変調信号として出力する。第２の変調信号は、合成部１８に入力される。合成部１８は、第１の変調信号及び第２の変調信号を合成して、送信信号として出力する。送信信号は、出力端子１９から出力される。
【００３８】
なお、図１Ａに示した送信回路１は、振幅変調部１５及び振幅変調部１６に対して共通のレギュレータ１７から信号を供給しているが、図１Ｂに示すように振幅変調部１５及び振幅変調部１６に対して別々のレギュレータから信号を供給してもよい。
【００３９】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る演算部１２の動作の一例を示すフローチャートである。図２を参照して、演算部１２には、信号生成部１１からＩ，Ｑ信号が入力される（ステップＳ１０１）。演算部１２は、Ｉ，Ｑ信号から式（１）に示す演算処理によって、振幅信号ｍ（ｔ）を生成する。すなわち、演算部１２は、入力データの振幅成分に相当する振幅信号ｍ（ｔ）を生成する。また、演算部１２は、Ｉ，Ｑ信号から式（２）に示す演算処理によって、位相信号θ（ｔ）を生成する（ステップＳ１０２）。すなわち、演算部１２は、入力データの位相成分に相当する位相信号θ（ｔ）を生成する。
【数１】
2009519613.tif 000007
【数２】
2009519613.tif 000008
【００４０】
演算部１２は、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさと、所定の振幅しきい値２ｍ０とを比較する（ステップＳ１０３）。ここで、所定区間とは、振幅信号ｍ（ｔ）のサンプリング区間である。演算部１２は、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが所定の振幅しきい値２ｍ０よりも大きい場合は、式（３）〜（５）に示す振幅信号ｍ１（ｔ）、第１の位相信号θ１（ｔ）、及び第２の位相信号θ２（ｔ）を出力する（ステップＳ１０４、Ｓ１０５）。
【数３】
2009519613.tif 000009
【数４】
2009519613.tif 000010
【数５】
2009519613.tif 000011
【００４１】
一方、演算部１２は、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが所定の振幅しきい値２ｍ０よりも小さい場合は、式（６）〜（８）に示す振幅信号ｍ１（ｔ）、第１の位相信号θ１（ｔ）、及び第２の位相信号θ２（ｔ）を出力する（ステップＳ１０４、Ｓ１０６）。ただし、φ（ｔ）は、式（９）によって求められる。
【数６】
2009519613.tif 000012
【数７】
2009519613.tif 000013
【数８】
2009519613.tif 000014
【数９】
2009519613.tif 000015
【００４２】
なお、演算部１２は、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが所定の振幅しきい値２ｍ０よりも大きい場合に出力する振幅信号ｍ１（ｔ）と、小さい場合に出力する振幅信号ｍ１（ｔ）との比率が同じであれば、式（３）及び式（６）で表した以外の大きさの振幅信号ｍ１（ｔ）を出力してもよい。振幅信号ｍ１（ｔ）は、レギュレータ１７で定数倍されるからである。すなわち、演算部１２は、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが所定の振幅しきい値２ｍ０よりも大きい場合は、振幅信号ｍ（ｔ）の大きさをＡ倍（ただし、Ａは任意の定数である）した振幅信号ｍ１（ｔ）を出力してもよい。また、演算部１２は、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが所定の振幅しきい値２ｍ０よりも小さい場合は、振幅しきい値２ｍ０の大きさをＡ倍した振幅信号ｍ１（ｔ）を出力してもよい。
【００４３】
また、上述した説明では、所定区間をサンプリング区間としたが、所定区間は複数のサンプリング区間を含む区間であってもよい。このような場合、演算部１２は、所定区間における所定の振幅しきい値を超えるサンプリング点の個数に応じて、出力する信号を決定する。例えば、演算部１２は、所定区間における所定の振幅しきい値を超えるサンプリング点の個数が所定の個数以上である場合には、式（３）〜（５）に示す振幅信号ｍ１（ｔ）、第１の位相信号θ１（ｔ）、及び第２の位相信号θ２（ｔ）を出力する。ここで、所定の個数とは、１以上の任意の整数である。一方、演算部１２は、所定区間における所定の振幅しきい値を超えるサンプリング点の個数が所定の個数よりも少ない場合には、式（６）〜（８）に示す振幅信号ｍ１（ｔ）、第１の位相信号θ１（ｔ）、及び第２の位相信号θ２（ｔ）を出力する。ただし、φ（ｔ）は、式（９）によって求められる。
【００４４】
次に、図３Ａ及び図３Ｂを用いて、第１の実施形態に係る送信回路１と従来のＬＩＮＣと呼ばれる送信回路との違いについて説明する。図３Ａは、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが、所定の振幅しきい値２ｍ０よりも大きい場合の送信回路１の動作を説明する図である。また、図３Ｂは、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが、所定の振幅しきい値２ｍ０よりも小さい場合の送信回路１の動作を説明する図である。
【００４５】
図３Ａ及び図３Ｂにおいて、実線で表した大きな円は、所定の振幅しきい値２ｍ０の大きさの範囲を示している。また、実線で表した小さな円は、所定の振幅しきい値２ｍ０の半分の大きさｍ０の範囲を示している。また、点線で表した大きな円は、全区間における振幅信号ｍ（ｔ）の最大振幅２Ｍｘ（以下、全最大振幅２Ｍｘと記す）の大きさの範囲を示している。また、点線で表した小さな円は、全最大振幅２Ｍｘの半分の大きさＭｘの範囲を示している。
【００４６】
図３Ａを参照して、式（１）〜（２）で示した振幅信号ｍ（ｔ）と位相信号θ（ｔ）との関係を図示すると、長い実線の矢印で示した信号となる。また、式（３）〜（５）で示した振幅信号ｍ１（ｔ）と、第１の位相信号θ１（ｔ）と、第２の位相信号θ２（ｔ）との関係を図示すると、短い実線の矢印で示した２つの信号となる。なお、この短い実線の矢印で示した２つの信号は、実際には重なっており、便宜上、見やすくするために、原点をずらして記載している。すなわち、送信回路１は、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが、所定の振幅しきい値２ｍ０よりも大きい場合、大きさ及び位相が等しい２つの信号を合成することになる。
【００４７】
一方、従来のＬＩＮＣと呼ばれる送信回路においては、全最大振幅２Ｍｘの半分の大きさＭｘの範囲にあり、互いに位相が±ψだけずれた２つの信号（すなわち、点線の矢印で表した信号）を合成することになる。ただし、ψ（ｔ）は、式（１３）で表すことができる。すなわち、送信回路１は、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが、所定の振幅しきい値２ｍ０よりも大きい場合、大きさ及び位相が等しい２つの信号を合成することになるので、位相が±ψ（ｔ）だけずれた２つの信号を合成する従来のＬＩＮＣよりも、高効率に動作することができる。
【００４８】
図３Ｂを参照して、式（１）〜（２）で示した振幅信号ｍ（ｔ）と位相信号θ（ｔ）との関係を図示すると、長い実線の矢印で示した信号となる。また、式（６）〜（８）で示した振幅信号ｍ１（ｔ）と、第１の位相信号θ１（ｔ）と、第２の位相信号θ２（ｔ）との関係を図示すると、短い実線の矢印で示した２つの信号となる。すなわち、送信回路１は、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが、所定の振幅しきい値２ｍ０よりも小さい場合、大きさが等しく、互いに位相が±φ（ｔ）だけずれた２つの信号を合成することになる。
【００４９】
一方、従来のＬＩＮＣと呼ばれる送信回路においては、全最大振幅２Ｍｘの半分の大きさＭｘの範囲にあり、互いに位相が±ψだけずれた２つの信号（すなわち、点線の矢印で表した信号）を合成することになる。ただし、ψ（ｔ）は、式（１３）で表すことができる。ここで、φ（ｔ）とψ（ｔ）とを比較した場合、Ｍｘ≧ｍ0であるので、ψ（ｔ）≧φ（ｔ）の関係が成り立つ。すなわち、送信回路１は、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが、所定の振幅しきい値２ｍ0よりも小さい場合、大きさが等しく、互いに位相が±φ（ｔ）だけずれた２つの信号を合成することになるので、位相が±ψだけずれた２つの信号を合成する従来のＬＩＮＣよりも、高効率に動作することができる。
【００５０】
図４は、演算部１２が出力する振幅信号ｍ１（ｔ）の波形の一例を示す図である。図４を参照して、演算部１２は、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが、所定の振幅しきい値２ｍ０よりも大きい場合、式（３）に示すように、送信信号の包絡線の大きさに依存した振幅信号ｍ（ｔ）／２を出力する。一方、演算部１２は、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが、所定の振幅しきい値２ｍ０よりも小さい場合、式（５）に示すように、大きさが一定の振幅信号ｍ０を出力する。ここで、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）／２の大きさと振幅信号ｍ０との大きさの差（すなわち、振幅信号ｍ１（ｔ）のダイナミックレンジの大きさ）をＤＲと記す。
【００５１】
図５〜図８は、ＤＲを０〜９ｄＢまで変化させたときの隣接チャネル漏洩電力ＡＣＰに対して求められる利得エラーと位相エラーとをシミュレーションによって求めた結果を示す図である。図５〜図８に示す円は、振幅信号ｍ０の大きさを表している。図５〜図８に示すように、ＤＲが大きくなる程、隣接チャネル漏洩電力ＡＣＰに対して求められる利得エラー、及び位相エラーは緩和される。すなわち、送信回路１は、ＤＲが大きくなる程、振幅信号ｍ０を小さくすることができる。
【００５２】
次に、レギュレータ１７、振幅変調部１５、１６、及び合成部１８の詳細について説明する。レギュレータ１７は、例えば、電圧駆動型のシリーズレギュレータで構成することができる。図９Ａは、シリーズレギュレータ１７ａの構成の一例を示すブロック図である。図９Ａにおいて、シリーズレギュレータ１７ａは、入力端子１７１、比較部１７２、電源端子１７３、トランジスタ１７４、及び出力端子１７５を含む。ここでは、トランジスタ１７４を電界効果トランジスタとする。入力端子１７１には、演算部１２から振幅信号ｍ１（ｔ）が入力される。振幅信号ｍ１（ｔ）は、比較部１７２を介してトランジスタ１７４のゲート端子に入力される。トランジスタ１７４のドレイン端子には、電源端子１７３から直流電圧が供給されている。トランジスタ１７４は、入力された振幅信号ｍ１（ｔ）に比例した電圧をソース端子から出力する。トランジスタ１７４のソース端子から出力された電圧は、比較部１７２にフィードバックされる。比較部１７２は、フィードバックされた電圧に基づいて、トランジスタ１７４のゲート端子に入力する振幅信号ｍ１（ｔ）の大きさを調整する。このようにして、シリーズレギュレータ１７ａは、振幅信号ｍ１（ｔ）に応じて制御された電圧を出力端子１７５から安定して供給することができる。なお、トランジスタ１７４は、バイポーラトランジスタであってもよい。
【００５３】
また、レギュレータ１７は、例えば、電圧駆動型のスイッチングレギュレータで構成することができる。図９Ｂは、スイッチングレギュレータ１７ｂの構成の一例を示すブロック図である。図９Ｂにおいて、スイッチングレギュレータ１７ｂは、入力端子１７１、電源端子１７３、信号変換部１７６、増幅部１７７、ローパスフィルタ１７８及び出力端子１７５を含む。入力端子１７１には、演算部１２から振幅信号ｍ１（ｔ）が入力される。振幅信号ｍ１（ｔ）は、信号変換部１７６に入力される。信号変換部１７６は、入力された振幅信号ｍ１（ｔ）をＰＷＭやデルタシグマ変調された信号に変換する。信号変換部１７６で変換された信号は、増幅部１７７に入力される。増幅部１７７は、入力された信号を増幅して出力する。なお、増幅部１７７には、電源端子１７３から直流電圧が供給されている。また、増幅部１７７としては、Ｄ級アンプなどの高効率スイッチングアンプが用いられる。
【００５４】
増幅部１７７が出力した信号は、ローパスフィルタ１７８に入力される。ローパスフィルタ１７８は、増幅部１７７が出力した信号から量子化雑音やスイッチング雑音などのスプリアス成分を除去する。ローパスフィルタ１７８でスプリアス成分が除去された信号は、振幅信号ｍ１（ｔ）に応じて制御された電圧として、出力端子１７５から出力される。なお、スイッチングレギュレータ１７ｂは、出力する電圧を安定化させるために、ローパスフィルタ１７８から出力される信号を、信号変換部１７６にフィードバックしてもよい。送信回路１は、レギュレータ１７に高効率なスイッチングレギュレータ１７ｂを用いることで、送信回路としての消費電力を低減することができる。
【００５５】
また、レギュレータ１７は、例えば、電流駆動型のレギュレータで構成することができる。図９Ｃは、電流駆動型のレギュレータ１７ｃの構成の一例を示すブロック図である。図９Ｃにおいて、電流駆動型のレギュレータ１７ｃは、入力端子１７１、電源端子１７３、可変電流源１７９、トランジスタ１８０、トランジスタ１８１、及び出力端子１７５を含む。入力端子１７１には、演算部１２から振幅信号ｍ１（ｔ）が入力される。電源端子１７３には、直流電圧が供給されている。入力端子１７１を介して入力された振幅信号ｍ１（ｔ）は、可変電流源１７９、トランジスタ１８０、及びトランジスタ１８１を介して、振幅信号ｍ１（ｔ）に応じて制御された電流として、出力端子１７５から出力される。このような電流駆動型のレギュレータ１７ｃは、振幅変調部１５及び振幅変調部１６がバイポーラトランジスタで構成されているときに有用である。なお、トランジスタ１８０、及びトランジスタ１８１は、電界効果トランジスタであっても、バイポーラトランジスタであってもよい。
【００５６】
振幅変調部１５は、例えば、図１０Ａに示す振幅変調部１５ａのように構成することができる。図１０Ａは、振幅変調部１５ａの構成の一例を示すブロック図である。図１０Ａにおいて、振幅変調部１５ａは、入力端子１５１、整合回路１５２、バイアス回路１５３、電源端子１５４、入力端子１５５、バイアス回路１５６、トランジスタ１５７、整合回路１５８、及び出力端子１５９を含む。ここでは、トランジスタ１５７をバイポーラトランジスタとする。入力端子１５１には、角度変調部１３から第１の角度変調信号が入力される。第１の角度変調信号は、整合回路１５２を介して、トランジスタ１５７のベース端子に入力される。
【００５７】
また、電源端子１５４には、直流電圧が印加される。すなわち、トランジスタ１５７のベース端子には、バイアス回路１５３を介して、バイアス電圧が供給される。入力端子１５５には、レギュレータ１７から振幅信号ｍ１（ｔ）の大きさに応じて制御された信号が入力される。振幅信号の大きさに応じて制御された信号は、バイアス回路１５６を介して、トランジスタ１５７のコレクタ端子に入力される。トランジスタ１５７は、第１の角度変調信号を振幅信号ｍ１（ｔ）の大きさに応じて制御された信号によって振幅変調して、角度変調及び振幅変調された変調信号として出力する。トランジスタ１５７から出力された変調信号は、整合回路１５８を介して、出力端子１５９から出力される。なお、トランジスタ１５７は、電界効果トランジスタであってもよい。
【００５８】
また、振幅変調部１５は、図１０Ｂに示す振幅変調部１５ｂのように構成してもよい。図１０Ｂは、振幅変調部１５ｂの構成の一例を示すブロック図である。図１０Ｂにおいて、振幅変調部１５ｂは、基本的には、上述した振幅変調部１５ａを直列に２つ接続した構成である。ここでは、トランジスタ１５７、及びトランジスタ１６１をバイポーラトランジスタとする。トランジスタ１５７のベース端子には、バイアス回路１５３を介して、電源端子１５４からバイアス電圧が供給される。トランジスタ１６１のベース端子には、バイアス回路１６４を介して、電源端子１６０からバイアス電圧が供給される。
【００５９】
トランジスタ１５７のコレクタ端子には、電源端子１５５、及びバイアス回路１５６を介して、レギュレータ１７から振幅信号の大きさに応じた信号が入力される。また、トランジスタ１６１のコレクタ端子には、電源端子１５５、及びバイアス回路１６２を介して、レギュレータ１７から振幅信号ｍ１（ｔ）の大きさに応じて制御された信号が入力される。このような構成によって、振幅変調部１５ｂは、図１０Ａに示した振幅変調部１５ａと比較して、より大きなダイナミックレンジを有する変調信号を出力することができる。なお、トランジスタ１５７、及びトランジスタ１６１を電界効果トランジスタとしても同様の効果が得られる。また、振幅変調部１６についても、上述した振幅変調部１５と同様の構成である。
【００６０】
合成部１８は、ウィルキンソン（Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ）合成器、３ｄＢ方向性結合器（ｈｙｂｒｉｄ  ｃｏｍｂｉｎｅｒ）、あるいはシレー合成器（Ｃｈｉｒｅｉｘ  ｃｏｍｂｉｎｅｒ）などの合成器から構成される。なお、これらの合成器は、一般的な合成器であるため説明を省略する。
【００６１】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る送信回路１によれば、演算部１２は、入力データの振幅成分の大きさが、所定の振幅しきい値よりも大きい場合は、入力データの振幅成分の大きさに所定の定数を乗算して得られる振幅信号と、入力データの位相成分に相当する第１の位相信号と、入力データの位相成分に相当する第２の位相信号とを出力する。従って、送信回路１は、入力データの振幅成分の大きさが、所定の振幅しきい値よりも大きい場合は、振幅信号に応じて大きさが変動し、かつ位相が等しい第１の変調信号と、第２の変調信号とを合成し、合成した信号を送信信号として出力することができる。
【００６２】
また、演算部１２は、入力データの振幅成分の大きさが、所定の振幅しきい値よりも小さい場合は、所定の振幅しきい値に所定の定数を乗算して得られる振幅信号と、入力データの位相成分を一方に所定の位相だけずらした第１の位相信号と、入力データの位相成分を他方に所定の位相だけずらした第２の位相信号とを出力する。従って、送信回路１は、入力データの振幅成分の大きさが、所定の振幅しきい値よりも小さい場合は、大きさが一定であり、かつ位相が異なる第１の変調信号と、第２の変調信号とを合成し、合成した信号を送信信号として出力することができる。これによって、送信回路１は、入力データの振幅成分の大きさによって変動する出力電力の大きさに関係なく、高効率に線形性の高い送信信号を出力することができる。
【００６３】
また、送信回路１は、振幅変調部１５及び振幅変調部１６から出力される信号を複数に分岐させないため、信号の分岐に伴う損失を抑えることができ、送信回路としての消費電力を低減することができる。
【００６４】
（第２の実施形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る送信回路２の構成の一例を示すブロック図である。図１１において、送信回路２は、第１の実施形態に係る送信回路１と比較して、可変利得増幅部２０をさらに備える。また、演算部２２の動作が第１の実施形態と異なる。図１２は、送信回路２の各部で用いられる信号を示す図である。以下、図１２を参照しながら、送信回路２の動作について説明する。
【００６５】
送信回路２には、送信信号の出力電力の大きさをスロット時間毎に示す送信電力情報Ｐが入力される（図１２（ａ）参照）。演算部２２は、入力された送信電力情報Ｐに基づいて、スロット時間毎に所定の振幅しきい値２ｍ０の大きさを変更する。具体的には、演算部２２は、送信電力情報Ｐが大きい程、振幅しきい値２ｍ０を小さくし、送信電力情報Ｐが小さい程、振幅しきい値２ｍ０を大きくする（図１２（ｂ）参照）。
【００６６】
すなわち、演算部２２は、送信電力情報Ｐが示す出力電力の大きさと逆特性の関係になるように、振幅しきい値２ｍ０の大きさを変更する。典型的には、演算部２２は、送信電力情報Ｐが示す出力電力の２乗根の大きさと反比例の関係になるように、振幅しきい値２ｍ０の大きさを変更する。例えば、演算部２２は、送信電力情報Ｐが示す出力電力の２乗根の大きさに応じて、図１３Ａに示すようなルックアップテーブルを参照して、変更する振幅しきい値の大きさを算出する。なお、ルックアップテーブルには、予め振幅しきい値の最適値が設定されているものとする。ルックアップテーブルにおいて、Ｋは任意の定数である。また、演算部２２は、送信電力情報Ｐに基づいた所定の演算処理を行うこと等によって、変更する振幅しきい値の大きさを算出してもよい。この結果、演算部２２は、図１２（ｃ）で示すような振幅信号ｍ１（ｔ）を出力する。
【００６７】
可変利得増幅部２０には、送信電力情報Ｐ及び振幅信号ｍ１（ｔ）が入力される。可変利得増幅部２０は、振幅信号ｍ１（ｔ）を送信電力情報Ｐに基づいた利得によって増幅する。ただし、可変利得増幅部２０は、送信電力情報Ｐに基づいて、振幅信号ｍ１（ｔ）を増幅するための利得を変更する。具体的には、利得可変増増幅部２０は、送信電力情報Ｐが大きい程、振幅信号ｍ１（ｔ）を増幅するための利得を大きくする。
【００６８】
すなわち、可変利得増幅部２０は、送信電力情報Ｐが示す出力電力の大きさと正特性の関係になるように、振幅信号ｍ１（ｔ）を増幅するための利得の大きさを変更する。典型的には、可変利得増幅部２０は、送信電力情報Ｐが示す出力電力の大きさと正比例の関係になるように、振幅信号ｍ１（ｔ）を増幅するための利得の大きさを変更する。例えば、可変利得増幅部２０は、送信電力情報Ｐが示す出力電力の２乗根の大きさに応じて、図１３Ｂに示すようなルックアップテーブルを参照して、変更する利得の大きさを算出する。なお、ルックアップテーブルには、予め振幅信号ｍ１（ｔ）を増幅するための利得の最適値が設定されているものとする。ルックアップテーブルにおいて、Ｌは任意の定数である。また、可変利得増幅部２０は、送信電力情報Ｐに基づいた所定の演算処理を行うこと等によって、変更する利得の大きさを算出してもよい。あるいは、可変利得増幅部２０は、乗算型ＤＡＣで構成され、振幅信号ｍ１（ｔ）に送信電力情報Ｐが示す出力電力を乗算してもよい。この結果、可変利得増幅部２０は、図１２（ｄ）に示すような振幅信号を出力する。
【００６９】
図１４は、レギュレータ１７ｄの構成の一例を示すブロック図である。図１４において、レギュレータ１７ｄは、シリーズレギュレータとスイッチングレギュレータとを組み合わせた構成である。レギュレータ１７ｄは、入力端子１７１、入力端子１８２、電源端子１７３、シリーズレギュレータ１８３、及びスイッチングレギュレータ１８４を含む。シリーズレギュレータ１８３は、例えば、図９Ａに示す構成である。スイッチングレギュレータ１８４は、例えば、図９Ｂに示す構成である。
【００７０】
図１４において、入力端子１７１には、演算部２２から振幅信号ｍ１（ｔ）が入力される。入力端子１８２には、送信電力情報Ｐが入力される。入力端子１８２に入力された送信電力情報Ｐは、振幅信号ｍ１（ｔ）と比べて周波数が低いため、スイッチングレギュレータ１８４を高効率に動作させることができる。また、シリーズレギュレータ１８３は、スイッチングレギュレータ１８４から供給される電圧が最適に制御されているため、高効率に動作することができる。このため、送信回路２は、シリーズレギュレータとスイッチングレギュレータとを組み合わせたレギュレータ１７ｄを用いることで、送信回路としての消費電力を低減することができる。なお、送信電力情報Ｐがデジタル信号である場合、レギュレータ１７ｄは、送信電力情報Ｐをアナログ信号に変換するＤＡＣをさらに含むものとする。
【００７１】
以上のように、本発明の第２の実施形態に係る送信回路２によれば、演算部２２が送信電力情報Ｐが示す出力電力の大きさと逆特性の関係になるように、所定の振幅しきい値の大きさを変更し、可変利得増幅部２０が送信電力情報Ｐが示す出力電力の大きさと正特性の関係になるように、振幅信号を増幅するための利得の大きさを変更する。これによって、送信回路２は、送信電力情報Ｐの大きさが変動する場合も、高効率に線形性の高い送信信号を出力することができる。
【００７２】
（第３の実施形態）
図１５は、本発明の第３の実施形態に係る送信回路３の構成の一例を示すブロック図である。図１５において、送信回路３は、信号生成部１１、演算部３２、角度変調部１３、角度変調部１４、振幅変調部１５、振幅変調部１６、レギュレータ２７、合成部１８、及び出力端子１９を備える。送信回路３は、第１の実施形態に係る送信回路１と比較して、演算部３２及びレギュレータ２７の動作が異なっている。ただし、レギュレータ２７は、第２の実施形態において図１４を用いて説明したレギュレータ１７ｄと同様である。以下、本発明の第３の実施形態に係る送信回路３の動作について、演算部３２を中心に説明する。
【００７３】
図１６は、本発明の第３の実施形態に係る演算部３２の動作の一例を示すフローチャートである。図１６を参照して、演算部３２には、Ｉ，Ｑ信号、及び送信電力情報Ｐが入力される（ステップＳ２０１）。演算部３２は、Ｉ，Ｑ信号から式（１）に示す演算処理によって、振幅信号ｍ（ｔ）を生成する。すなわち、演算部３２は、入力データの振幅成分に相当する振幅信号ｍ（ｔ）を生成する。また、演算部３２は、Ｉ，Ｑ信号から式（２）に示す演算処理によって、位相信号θ（ｔ）を生成する（ステップＳ２０２）。すなわち、演算部３２は、入力データの位相成分に相当する位相信号θ（ｔ）を生成する。
【数１】
2009519613.tif 000016
【数２】
2009519613.tif 000017
【００７４】
演算部３２は、所定区間における送信電力情報Ｐが示す出力電力の大きさと、所定の電力しきい値Ｐ０の大きさとを比較する（ステップＳ２０３）。ただし、所定区間はスロット時間であることが好ましい。演算部３２は、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが所定の電力しきい値Ｐ０よりも大きい場合は、式（３）〜（５）に示す振幅信号ｍ１（ｔ）、第１の位相信号θ１（ｔ）、及び第２の位相信号θ２（ｔ）を出力する（ステップＳ２０４、Ｓ２０５）。
【数３】
2009519613.tif 000018
【数４】
2009519613.tif 000019
【数５】
2009519613.tif 000020
【００７５】
一方、演算部３２は、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが所定の電力しきい値Ｐ０よりも小さい場合は、式（６）〜（８）に示す振幅信号ｍ１（ｔ）、第１の位相信号θ１（ｔ）、及び第２の位相信号θ２（ｔ）を出力する（ステップＳ２０４、Ｓ２０６）。ただし、φ（ｔ）は、式（９）によって求められる。以降の動作は、第１及び第２の実施形態で説明した通りであるので説明を省略する。
【数６】
2009519613.tif 000021
【数７】
2009519613.tif 000022
【数８】
2009519613.tif 000023
【数９】
2009519613.tif 000024
【００７６】
このような構成によっても、送信回路３は、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、送信回路３は、演算部３２が、所定の時間としてスロット時間毎に送信電力情報Ｐと電力しきい値Ｐ０とを比較するので、演算処理に伴う負荷を低減することができる。また、演算部３２がサンプリング時間と比較して低速なスロット時間毎に出力する信号を切り替えるので、アナログ部品に求められる変換速度を低減することができる。
【００７７】
なお、演算部３２は、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが所定の電力しきい値Ｐ０よりも大きい場合に出力する振幅信号ｍ１（ｔ）と、小さい場合に出力する振幅信号ｍ１（ｔ）との比率が同じであれば、式（３）及び式（６）で表した以外の大きさの振幅信号ｍ１（ｔ）を出力してもよい。振幅信号ｍ１（ｔ）は、レギュレータ１７で定数倍されるからである。すなわち、演算部３２は、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが所定の電力しきい値Ｐ０よりも大きい場合は、振幅信号ｍ（ｔ）の大きさをＡ倍（ただし、Ａは任意の定数である）した振幅信号ｍ１（ｔ）を出力してもよい。また、演算部２２は、所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが所定の電力しきい値Ｐ０よりも小さい場合は、振幅しきい値２ｍ０の大きさをＡ倍した振幅信号ｍ１（ｔ）を出力してもよい。
【００７８】
また、上述した第１〜３の実施形態に係る送信回路において、演算部１２，２２，３２は、送信回路の消費電力をより低減させるために、送信信号の包絡線の変動幅に応じて、所定区間の長さを変化させてもよい。図１７は、所定区間の長さを変化させた場合の消費電力の低減効果を説明する図である。図１７（ａ）に示すように、送信信号の包絡線の変動が少ない場合、演算部１２，２２，３２は、所定区間を短くしても消費電力の低減効果は少ない。このため、演算部１２，２２，３２は、所定区間を長くする。ただし、所定区間は、送信信号の出力電力を制御する時間であるスロット時間よりも短いことが好ましい。一方、図１７（ｂ）に示すように、送信信号の包絡線の変動が大きい場合、演算部１２，２２，３２は、所定区間を短くすることによって、消費電力の低減効果を大きくすることができる。例えば、演算部１２，２２，３２は、ＱＰＳＫ変調モードよりも、１６ＱＡＭ変調モードの方が包絡線の変動が大きいので、１６ＱＡＭ変調モードのときに所定区間を短くする。これによって、演算部１２，２２，３２は、送信回路の消費電力をより低減させることができる。
【００７９】
また、演算部１２，２２，３２は、送信信号の変調モードによって、送信信号の包絡線の変動幅が変化することから、送信信号の変調モードに応じて、所定区間の長さを変化させてもよい。
【００８０】
また、上述した第１〜３の実施形態に係る送信回路１〜３は、角度変調部１３、１４、振幅変調部１５、１６、レギュレータ１７、及び可変利得増幅部２０の少なくともいずれかの非線形性を補償するために、演算部１２、２２、３２の出力に振幅信号ｍ１（ｔ）、第１の位相信号θ１（ｔ）、及び第２の位相信号θ（ｔ）の少なくともいずれかの歪みを補償する歪み補償部２１をさらに備えてもよい。図１８Ａは、歪み補償部２１を備える第１の実施形態に係る送信回路１ａの構成の一例を示すブロック図である。図１８Ｂは、歪み補償部２１を備える第２の実施形態に係る送信回路２ａの構成の一例を示すブロック図である。図１８Ｃは、歪み補償部２１を備える第３の実施形態に係る送信回路３ａの構成の一例を示すブロック図である。図１８Ａ〜Ｃにおいて、歪み補償部２１は、振幅信号ｍ１（ｔ）、第１の位相信号θ１（ｔ）、及び第２の位相信号θ２（ｔ）の少なくともいずれかを、角度変調部１３、１４、振幅変調部１５、１６、レギュレータ１７、及び可変利得増幅部２０の少なくともいずれかで発生する歪みが抑制されるように補償する。これによって、送信回路１ａ〜３ａは、上述した第１〜３の実施形態に係る送信回路よりも、送信信号の線形性を高めることができる。
【００８１】
（第４の実施形態）
図１９は、本発明の第４の実施形態に係る通信機器の構成の一例を示すブロック図である。図１９を参照して、第４の実施形態に係る通信機器２００は、送信回路２１０、受信回路２２０、アンテナ共用部２３０、及びアンテナ２４０を備える。送信回路２１０は、上述した第１〜３のいずれかに記載の送信回路である。アンテナ共用部２３０は、送信回路２１０から出力された送信信号をアンテナ２４０に伝達し、受信回路２２０に送信信号が漏れるのを防ぐ。また、アンテナ共用部２３０は、アンテナ２４０から入力された受信信号を受信回路２２０に伝達し、受信信号が送信回路２１０に漏れるのを防ぐ。従って、送信信号は、送信回路２１０から出力され、アンテナ共用部２３０を介してアンテナ２４０から空間に放出される。受信信号は、アンテナ２４０で受信され、アンテナ共用部２３０を介して受信回路２２０で受信される。第４の実施形態に係る通信機器２００は、第１〜３の実施形態に係る送信回路を用いることで、送信信号の線形性を確保しつつ、かつ無線装置としての低歪みを実現することができる。また、送信回路２１０の出力に方向性結合器などの分岐がないため、送信回路２１０からアンテナ２４０までの損失を低減することが可能であり、送信時の消費電力を低減することができ、無線通信機器として、長時間の使用が可能となる。なお、通信機器２００は、送信回路２１０とアンテナ２４０とのみを備えた構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明に係る送信回路は、携帯電話や無線ＬＡＮなどの通信機器等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る送信回路１の構成の一例を示すブロック図
【図１Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る送信回路１ｂの構成の一例を示すブロック図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る演算部１２の動作の一例を示すフローチャート
【図３Ａ】所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが、所定の振幅しきい値２ｍ０よりも大きい場合の送信回路１の動作を説明する図
【図３Ｂ】所定区間における振幅信号ｍ（ｔ）の大きさが、所定の振幅しきい値２ｍ０よりも小さい場合の送信回路１の動作を説明する図
【図４】演算部１２が出力する振幅信号ｍ１（ｔ）の波形の一例を示す図
【図５】ＤＲが０ｄＢのときの隣接チャネル漏洩電力ＡＣＰに対して求められる利得エラーと位相エラーとをシミュレーションによって求めた結果を示す図
【図６】ＤＲが３ｄＢのときの隣接チャネル漏洩電力ＡＣＰに対して求められる利得エラーと位相エラーとをシミュレーションによって求めた結果を示す図
【図７】ＤＲが６ｄＢのときの隣接チャネル漏洩電力ＡＣＰに対して求められる利得エラーと位相エラーとをシミュレーションによって求めた結果を示す図
【図８】ＤＲが９ｄＢのときの隣接チャネル漏洩電力ＡＣＰに対して求められる利得エラーと位相エラーとをシミュレーションによって求めた結果を示す図
【図９Ａ】シリーズレギュレータ１７ａの構成の一例を示すブロック図
【図９Ｂ】スイッチングレギュレータ１７ｂの構成の一例を示すブロック図
【図９Ｃ】電流駆動型のレギュレータ１７ｃの構成の一例を示すブロック図
【図１０Ａ】振幅変調部１５ａの構成の一例を示すブロック図
【図１０Ｂ】振幅変調部１５ｂの構成の一例を示すブロック図
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る送信回路２の構成の一例を示すブロック図
【図１２】送信回路２の各部で用いられる信号を示す図
【図１３Ａ】ルックアップテーブルに設定された振幅しきい値の一例を示す図
【図１３Ｂ】ルックアップテーブルに設定された利得の一例を示す図
【図１４】レギュレータ１７ｄの構成の一例を示すブロック図
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る送信回路３の構成の一例を示すブロック図
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る演算部３２の動作の一例を示すフローチャート
【図１７】所定区間の長さを変化させた場合の消費電力の低減効果を説明する図
【図１８Ａ】歪み補償部２１を備える第１の実施形態に係る送信回路１ａの構成の一例を示すブロック図
【図１８Ｂ】歪み補償部２１を備える第２の実施形態に係る送信回路２ａの構成の一例を示すブロック図
【図１８Ｃ】歪み補償部２１を備える第３の実施形態に係る送信回路３ａの構成の一例を示すブロック図
【図１９】本発明の第４の実施形態に係る通信機器の構成の一例を示すブロック図
【図２０】従来の送信回路５００の構成を示すブロック図
【図２１】従来の送信回路６００の構成を示すブロック図
【図２２】従来の送信回路６００の動作を具体的に説明する図
【図２３】従来の送信回路７００の構成を示すブロック図
【図２４】従来の送信回路５００の出力特性の一例を示す図
【符号の説明】
【００８４】
１、２、３、５００、６００、７００  送信回路
１１  信号生成部
１２、２２、３２  演算部
１３、１４  角度変調部
１５、１６  振幅変調部
１７、２７  レギュレータ
１８  合成部
１９  出力端子
２０  利得可変増幅器
２１  歪み補償部
１７１、１７３、１７５、１８２  端子
１７２  比較部
１７４、１８０、１８１、１５５  トランジスタ
１７６  信号変換部
１７７  増幅部
１７８  ローパスフィルタ
１７９  可変電流源
１５２、１５８  整合回路
１５３、１５６  バイアス回路
２００  通信機器
２１０  送信回路
２２０  受信回路
２３０  アンテナ共用部
２４０  アンテナ
【図１Ａ】
2009519613.tif 000025
【図１Ｂ】
2009519613.tif 000026
【図２】
2009519613.tif 000027
【図３Ａ】
2009519613.tif 000028
【図３Ｂ】
2009519613.tif 000029
【図４】
2009519613.tif 000030
【図５】
2009519613.tif 000031
【図６】
2009519613.tif 000032
【図７】
2009519613.tif 000033
【図８】
2009519613.tif 000034
【図９Ａ】
2009519613.tif 000035
【図９Ｂ】
2009519613.tif 000036
【図９Ｃ】
2009519613.tif 000037
【図１０Ａ】
2009519613.tif 000038
【図１０Ｂ】
2009519613.tif 000039
【図１１】
2009519613.tif 000040
【図１２】
2009519613.tif 000041
【図１３Ａ】
2009519613.tif 000042
【図１３Ｂ】
2009519613.tif 000043
【図１４】
2009519613.tif 000044
【図１５】
2009519613.tif 000045
【図１６】
2009519613.tif 000046
【図１７】
2009519613.tif 000047
【図１８Ａ】
2009519613.tif 000048
【図１８Ｂ】
2009519613.tif 000049
【図１８Ｃ】
2009519613.tif 000050
【図１９】
2009519613.tif 000051
【図２０】
2009519613.tif 000052
【図２１】
2009519613.tif 000053
【図２２】
2009519613.tif 000054
【図２３】
2009519613.tif 000055
【図２４】
2009519613.tif 000056
【国際調査報告】
2009519613.tif 000057
2009519613.tif 000058