(57)【要約】  【課題】非線形歪補償処理を行なうことが可能で、かつバッテリの電力消費を低減させ、結果的に小型化が可能な無線通信機を提供する。  【解決手段】携帯無線機１に、送信データ生成部５と、補償係数データを記憶する補償係数記憶部７と、補償係数記憶部７の補償係数データを用いて送信データ生成部５からの信号を予め歪補正する非線形歪補償部９と、歪補正された送信データを直交変調する送信部１０と、この信号を所定の電力まで増幅する電力増幅部１１と、増幅された信号を電波として放出するアンテナ１２を設ける。一方、充電器３の内部に、電力増幅された信号の一部を復調し、係数更新部８へ出力するフィードバック部６と、フィードバック部６からの信号と送信データ生成部５からの信号とを入力し、新たな補償係数を算出し、この補償係数のデータを補償係数記憶部７に書き込む係数更新部８とを設ける。【選択図】図１
2006060573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯無線機と、同携帯無線機に着脱自在に接続され、同携帯無線機の機能を拡張する拡張装置とで構成されてなり、
前記携帯無線機に、送信する信号を所定の電力に増幅する電力増幅部と、同電力増幅部の非線形歪を補償するための補償係数を記憶する補償係数記憶部と、前記記憶された補償係数を用いて送信すべき送信信号を予め補償して前記電力増幅部へ送出する非線形歪補償部とを備え、
前記拡張装置に、前記電力増幅部から送出される信号を復調するフィードバック部と、同復調された信号と前記送信信号とを比較して補償係数を算出すると共に、同算出された補償係数を前記補償係数記憶部に書き込む係数更新部とを備えてなることを特徴とする無線通信機。
【請求項２】
前記拡張装置は前記携帯無線機に内蔵されたバッテリを充電する充電器からなり、前記携帯無線機と前記充電器とが接続され、前記携帯無線機が送信動作を行なっている間に前記係数更新部が前記補償係数を算出して前記補償係数記憶部に書き込んでなることを特徴とする請求項１記載の無線通信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信機に関し、より詳細には、送信信号を増幅する電力増幅部の非線形歪を補償する回路を備えた無線通信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信機におけるプリディストーション方式の非線形歪補償を備えた送信回路は、例えば図２に示すブロックから構成されている。
１０１は送信直交ベースバンド信号、１０２はパワー計算部、１０３は補償係数記憶部、１０４は非線形歪補償部、１０５はＤ／Ａ変換部、１０６は直交変調部、１０７は送信電力増幅器、１０８はアンテナ、１０９は分配器（方向性結合器）、１１０は直交復調部、１１１はＡ／Ｄ変換器、１１２は直交ベースバンド信号、１１３は係数更新部、１１４は制御信号である。
【０００３】
次にその動作を説明する。まず、送信直交ベースバンド信号１０１のパワー値は、パワー計算部１０２において計算され、そのパワー値をアドレスとして補償係数記憶部１０３より非線形歪を補償するための補償係数が呼び出される。
【０００４】
非線形歪補償部１０４においては、補償係数記憶部１０３より出力された補償係数を用いて送信直交ベースバンド信号１０１に非線形歪を補償するための歪が付加される。非線形歪補償された直交ベースバンド信号はＤ／Ａ変換器１０５においてアナログ信号に変換され、直交変調部１０６において直交変調を行って変調信号を生成する。
【０００５】
そして、送信電力増幅器１０７で必要なレベルに増幅され、アンテナ１０８より送信される。一方、分配器１０９によって分配された送信信号は、直交復調部１１０において直交復調され、Ａ／Ｄ変換器１１１においてディジタル信号に変換される。係数更新部１１３では、ディジタル信号に変換された直交ベースバンド信号１１２と送信直交ベースバンド信号１０１との差分に基づいて係数を計算し、得られた係数データを補償係数記憶部１０３へ出力する。また、フィードバック系の直交復調部１１０、Ａ／Ｄ変換器１１１、および係数更新部１１３は制御信号１１４によりその動作が制御される。
【０００６】
制御信号１１４は温度変動、電源電圧変動といった環境変化に基づいた信号で、例えば図２のように外部から供給されるものである。例えば環境変化が激しくなった場合には、制御信号１１４により直交復調部１１０、Ａ／Ｄ変換器１１１、および係数更新部１１３の動作は常時もしくは短い時間間隔で行われる。また環境変化が穏やかになった場合には、制御信号１１４により直交復調部１１０、Ａ／Ｄ変換器１１１、および係数更新部１１３の動作は、停止もしくは長い時間間隔で行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
図４は以上説明した非線形歪補償を備えた送信回路を内蔵した無線通信機のブロック図であり、携帯無線機５１と、この携帯無線機５１に内蔵されたバッテリ２を充電するための充電器５３とで構成され、充電器５３の上に携帯無線機５１を置くことにより、充電器５３の電源部５４がコネクタ１３を介してバッテリ２に接続される構造になっている。なお、受信関連のブロックは記載を省略している。
【０００８】
送信回路は、図示しない回路から出力されたデジタルの音声データや画像データを送信するためのフォーマットに変換する送信データ生成部５と、後述するフィードバック部６からの信号と送信データ生成部５からの信号とを入力し、新たな補償係数を算出し、この補償係数のデータを補償係数記憶部７に書き込む係数更新部８と、常に最新の補償係数データを記憶する補償係数記憶部７と、同補償係数記憶部７の補償係数データを用いて送信データ生成部５からの信号を予め歪補償する非線形歪補償部９と、歪補償された送信データを直交変調する送信部１０と、この信号を所定の電力まで増幅する電力増幅部１１と、増幅された信号を電波として放出するアンテナ１２と、電力増幅された信号の一部を復調し、係数更新部へ出力するフィードバック部６とで構成されている。
【０００９】
図３は非線形歪補償処理を説明するための入出力特性を表すグラフであり、横軸が電力増幅部１１に入力される送信信号のレベルを表し、縦軸が電力増幅部１１から出力される送信信号のレベルを表している。本来、入出力特性は一定（直線）でなければならないが、電力増幅部１１に用いられる増幅素子の特性により、グラフの実線で示すように出力が高い方で曲線になっている。この部分が所謂非線形歪であり、これを点線で示すように直線となるように補償する処理が非線形歪補償処理である。
【００１０】
補償係数記憶部７には入出力特性を一定にするための補償係数が記憶されている。例えば図３の補償を行なうために、入力レベルに対応して1.0 〜1.25までの値がテーブル形式で格納されており、非線形歪補償部９において、入力される送信データの信号に対応する補償係数を補償係数記憶部７から読み出し、読み出した補償係数の値を用いて入力される送信データの信号を補償する。従ってこの時点の送信データの信号は逆に歪んだ状態となっているが、電力増幅部１１を通過するとこの歪が相殺され、逆に歪のない信号が送信されることになる。
【００１１】
この電力増幅部１１を通過した送信データの一部の信号は、図示しない方向性結合器を用いてピックアップされ、フィードバック部６で復調され、復調された信号が係数更新部８へ入力される。同時に送信データ生成部５からの送信データの信号も係数更新部８へ入力される。そして係数更新部８では入力された２つの信号を比較し、同じなら補償の必要なしとして補償係数記憶部７に格納された補償係数を更新しない。もし、２つの信号に差があれば、その差の値に基づいて補償係数記憶部７に格納された補償係数を更新する。
このように、常に入力側と出力側とを比較して、その差をフィードバックすることにより、電力増幅部１１が常に直線的な入出力特性を持つように制御している。
【００１２】
一方、非線形歪補償機能を搭載していない携帯無線機も存在するが、このような携帯無線機では電力増幅素子の経年変化により送信信号の歪が大きくなると、受信側のエラーレートが高くなったり、送信電波の歪による不要な輻射についての規格を満足できなくなる場合があり、これを防止するため、小型の携帯無線機でも非線形歪補償機能を搭載する場合が多くなってきた。
また、ある程度、送信出力を高めようとすると、送信電波の歪による不要な輻射についての規格を満足できなくなり、不要な輻射を規格内に納めるため、非線形歪補償機能の搭載が必須となってきている。
【００１３】
しかしながら、非線形歪補償処理に必要な係数更新部やフィードバック部を搭載すると、図２で説明した回路のように間欠的な駆動や対応する回路を停止したとしても、環境変化を検知するセンサー回路や環境変化の判断回路部分など、常時稼働している回路の消費電力が増加し、携帯無線機のバッテリを大きなものにする必要がある。また、係数更新部やフィードバック部を設けることにより装置の基板面積が増え、結果的に装置の小型化が難しいという問題があった。
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−２２８６４３号公報（第３頁−４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は以上述べた問題点を解決し、非線形歪補償処理を行なうことが可能で、かつバッテリの電力消費を低減させ、結果的に小型化が可能な無線通信機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】
【００１６】
本発明は上述の課題を解決するため、携帯無線機と、同携帯無線機に着脱自在に接続され、同携帯無線機の機能を拡張する拡張装置とで構成されてなり、
前記携帯無線機に、送信する信号を所定の電力に増幅する電力増幅部と、同電力増幅部の非線形歪を補償するための補償係数を記憶する補償係数記憶部と、前記記憶された補償係数を用いて送信すべき送信信号を予め補償して前記電力増幅部へ送出する非線形歪補償部とを備え、
前記拡張装置に、前記電力増幅部から送出される信号を復調するフィードバック部と、同復調された信号と前記送信信号とを比較して補償係数を算出すると共に、同算出された補償係数を前記補償係数記憶部に書き込む係数更新部とを備える。
【００１７】
もしくは、前記拡張装置は前記携帯無線機に内蔵されたバッテリを充電する充電器からなり、前記携帯無線機と前記充電器とが接続され、前記携帯無線機が送信動作を行なっている間に前記係数更新部が前記補償係数を算出して前記補償係数記憶部に書き込んでなる構成にする。
【発明の効果】
【００１８】
以上の手段を用いることにより、本発明による無線通信機によれば、
請求項１に係わる発明は、携帯無線機と、同携帯無線機に着脱自在に接続され、同携帯無線機の機能を拡張する拡張装置とで構成されてなり、
携帯無線機に、送信する信号を所定の電力に増幅する電力増幅部と、同電力増幅部の非線形歪を補償するための補償係数を記憶する補償係数記憶部と、記憶された補償係数を用いて送信すべき送信信号を予め補償して電力増幅部へ送出する非線形歪補償部とを備え、
拡張装置に、電力増幅部から送出される信号を復調するフィードバック部と、同復調された信号と送信信号とを比較して補償係数を算出すると共に、同算出された補償係数を補償係数記憶部に書き込む係数更新部とを備えることにより、
フィードバック部と係数更新部とを内蔵した拡張装置を本体より取り外すことが可能なため、係数更新処理が不必要な場合に消費電力を低減させ、また、本体を小型化することができる。
【００１９】
請求項２に係わる発明は、拡張装置は携帯無線機に内蔵されたバッテリを充電する充電器からなり、携帯無線機と充電器とが接続され、携帯無線機が送信動作を行なっている間に係数更新部が補償係数を算出して補償係数記憶部に書き込んでなる構成にすることにより、
内蔵バッテリと比較して電源が十分に使用できる充電器にフィードバック部と係数更新部とを内蔵できるため、内蔵バッテリの消耗を軽減し、かつ、充電動作と補償係数の更新とを同時に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。なお、背景技術と同じ部分につては同じ番号を付与し、詳細な説明を省略する。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明による非線形歪補償を備えた送信回路を内蔵した無線通信機のブロック図であり、携帯無線機１と、この携帯無線機１に内蔵されたバッテリ２を充電するための充電器３（拡張装置）とで構成され、充電器３の上に携帯無線機１を置くことにより、コネクタ１３とコネクタ２２を介して携帯無線機１と充電器３とが電気的に接続される構造になっている。なお、受信関連のブロックは記載を省略している。
【００２２】
本発明の特徴は、必ずしも常時必要でない非線形歪補償の更新処理に係わる回路を携帯無線機の本体から切り離し、拡張装置（実施例では本体が頻繁に接続される充電器側）に配置したことにある。通常、本体はその使用者と共に移動しながら使用され、常置場所に帰って来ると充電器で充電するというパターンで使用される。従って、この充電時間中に非線形歪補償の更新処理を行ない、携帯時には更新された補償係数のデータのみを用いる構成にしている。
【００２３】
従って、電力を消費すると共に配置場所が必要な非線形歪補償の更新処理に係わる回路を携帯無線機の本体から分離できるため、非線形歪補償処理を行なうことが可能で、かつバッテリの電力消費を低減させ、結果的に小型化が可能な無線通信機を提供することができる。
【００２４】
図１において携帯無線機１の送信回路は、図示しない回路から出力されたデジタルの音声データや画像データを送信するためのフォーマットに変換する送信データ生成部５と、補償係数データを記憶する補償係数記憶部７と、補償係数記憶部７の補償係数データを用いて送信データ生成部５からの信号を予め歪補償する非線形歪補償部９と、歪補償された送信データを直交変調する送信部１０と、この信号を所定の電力まで増幅する電力増幅部１１と、増幅された信号を電波として放出するアンテナ１２とで構成されている。
【００２５】
一方、充電器３の内部には、電力増幅された信号の一部を図示しない方向性結合器を介して復調し、係数更新部８へ出力するフィードバック部６と、フィードバック部６からの信号と送信データ生成部５からの信号とを入力し、新たな補償係数を算出し、この補償係数のデータを補償係数記憶部７に書き込む係数更新部８とが配置され、それぞれの信号はコネクタ２２を介して、充電器３と携帯無線機１とが接続される構造になっている。
【００２６】
補償係数記憶部７には入出力特性を一定にするための補償係数が記憶されている。例えば図３では入力レベルに対応して1.0 〜1.25までの値がテーブル形式で格納されており、非線形歪補償部９において、入力される送信データの信号に対応する補償係数を補償係数記憶部７から読み出し、読み出した補償係数の値を用いて入力される送信データの信号を補償する。従ってこの時点の送信データの信号は逆に歪んだ状態となっているが、電力増幅部１１を通過するとこの歪が相殺され、逆に歪のない信号が送信されることになる。
【００２７】
通常、補償係数の更新処理に係わる信号は、電力増幅部１１、フィードバック部６、係数更新部８、補償係数記憶部７、非線形歪補償部９、送信部１０、電力増幅部１１・・・との順で繰り返して処理されている。当然ながら、単位時間内でこの処理回数が多ければ補償精度は向上するが、経年変化を補償するだけであれば数日単位の更新で十分な精度が確保できる。
【００２８】
ところで、携帯無線機１のバッテリ２で稼働できる時間は、仕様にもよるが最大で１週間程度であり、バッテリ２が空になれば必ず充電器３で充電される。従って、本発明では、携帯無線機１が単体で使用される場合は補償係数の更新処理を省略し、携帯無線機１が充電中に補償係数の更新処理を行なうようにしている。
【００２９】
従って携帯無線機１が単体で屋外で使用される場合は、非線形歪補償処理に関して非線形歪補償部９と補償係数記憶部７とが携帯無線機１に内蔵されていれば十分である。また、通常、充電中でも携帯無線機１は動作しており、屋内では通常の音声通信の他にデータの送受信も行なわれる場合が多く、送信時間も比較的長時間となり、この間に十分な補償係数の更新が可能である。
【００３０】
携帯無線機１と充電器３とが接続された状態では、充電器３に内蔵されたフィードバック部６と係数更新部８とが稼働状態になり、送信時に電力増幅部１１を通過した一部の送信データの信号は、フィードバック部６で復調され、復調された信号が係数更新部８へ入力される。同時に送信データ生成部５からの送信データの信号も係数更新部８へ入力される。
【００３１】
そして係数更新部８では入力された２つの信号を比較し、同じなら補償の必要なしとして補償係数記憶部７に格納された補償係数は更新しない。もし、２つの信号に差があれば、その差に基づいて補償係数記憶部７に記憶された補償係数を更新する。
【００３２】
このように、充電中の送信タイミングで送信信号の入力側と出力側とを比較して、その差をフィードバックすることにより、電力増幅部１１が常に直線的な入出力特性を持つように補償係数を書き換えており、書き換えられた最新のデータは携帯無線機１に記憶されるようになっている。
【００３３】
従って充電中の時間を利用して補償係数を更新できるため、携帯無線機を屋外で使用する場合でも、常に最新の補償係数データを利用できる。なお、充電中に送信するデータがない場合でも、例えば基地局からの定期的なポーリング信号に対する応答送信を利用して補償係数を更新してもよい。また、正確な補償係数データが必要な場合は、充電中にアンテナを図示しないダミーアンテナに交換し、連続的に送信動作を行なうトレーニングモードを利用して係数を更新してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による無線通信機の実施例を示すブロック図である。
【図２】従来の無線通信機に内蔵された非線形歪補償を備えた送信回路を示すブロック図である。
【図３】非線形歪補償処理を説明するためのグラフである。
【図４】従来の無線通信機の実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  携帯無線機
２  バッテリ
３  充電器（拡張装置）
５  送信データ生成部
６  フィードバック部
７  補償係数記憶部
８  係数更新部
９  非線形歪補償部
１０  送信部
１１  電力増幅部
１２  アンテナ
１３  コネクタ
２２  コネクタ
５４  電源部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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