(57)【要約】      （修正有）【課題】極座標変調方式において、回路規模の増大を抑制しながら、位相信号と振幅信号の経路間遅延差を精度よく補償することが可能な極座標変調回路、極座標変調方法、集積回路および無線送信装置を提供する。【解決手段】遅延量判断部１０２に、電力増幅部１０５のステップ応答特性をもとにした、振幅信号の振幅値、送信レベル情報Ｓ１に対する遅延量情報をテーブルデータとして格納しておく。これにより、振幅信号、送信レベル情報Ｓ１を参照信号として遅延調整を行うことで、回路規模の増大を抑制しながら、振幅信号と位相信号の経路間遅延差を補償することができる。【選択図】図１
2006333450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データにより生成したベースバンド直交信号から、振幅信号を生成する極座標変換部と、
前記振幅信号を基に振幅変調信号を生成する振幅変調部と、
前記ベースバンド直交信号の少なくとも位相成分を有する信号を基に、無線周波数帯の位相変調信号を生成する位相変調部と、
前記位相変調信号を入力高周波信号として入力し、前記振幅変調信号を制御信号として入力することで、無線周波数帯の送信データを生成する増幅部と、
前記振幅信号の振幅値又は前記送信データの無線送信レベルを示す送信レベル情報に応じた前記振幅信号と前記位相信号との経路間遅延差を補正するための遅延量情報を格納する遅延量判断部と、
前記遅延量情報を基に、前記振幅信号又は前記少なくとも位相成分を有する信号に対して遅延を与える遅延調整部と、
を含む極座標変調回路。
【請求項２】
請求項１記載の極座標変調回路であって、
所定の振幅補正処理用プリディストーション歪補償処理データを格納し、前記振幅信号を基に、前記振幅信号又は前記少なくとも位相成分を有する信号に対して、それぞれ振幅補正信号又は位相補正信号を出力するメモリ部、
をさらに備える極座標変調回路。
【請求項３】
請求項１または２記載の極座標変調回路であって、
前記遅延量情報は、前記増幅部への入力制御信号に対する前記増幅部の出力のステップ応答特性に基づいて決定した値である極座標変調回路。
【請求項４】
請求項１または２記載の極座標変調回路であって、
前記遅延量判断部は、前記遅延量情報を、前記振幅信号の振幅値又は前記送信レベル情報毎に格納するデータテーブルを有する極座標変調回路。
【請求項５】
請求項１または２記載の極座標変調回路であって、
前記位相変調部は、前記遅延調整部より出力される位相情報を基に、所定の振幅値を有する直交信号を生成する直交座標変換部と、
前記直交信号を基に、無線周波数帯の位相変調信号を生成し、前記増幅部に対して出力する直交変調部とを備える極座標変調回路。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれか一項記載の極座標変調回路であって、
前記遅延調整部は、前記極座標変調回路を構成するデジタル信号処理部の所定動作クロック単位での遅延調整を行う第一の遅延調整部と、
前記クロック単位未満での遅延調整を行う第二の遅延調整部と
を備える極座標変調回路。
【請求項７】
請求項６記載の極座標変調回路であって、
前記第二の遅延調整部は、所定動作クロック単位での遅延調整後の複数の信号振幅値と前記遅延量情報とに基づき線形補間する極座標変調回路。
【請求項８】
送信データにより生成したベースバンド直交信号から、振幅信号を生成する極座標変換部と、
前記振幅信号を基に振幅変調信号を生成する振幅変調部と、
前記ベースバンド直交信号の少なくとも位相成分を有する信号を基に、無線周波数帯の位相変調信号を生成する位相変調部と、
前記位相変調信号を入力高周波信号として入力し、前記振幅変調信号を制御信号として入力することで、無線周波数帯の送信データを生成する増幅部と、
前記振幅信号の振幅値又は前記送信データの無線送信レベルを示す送信レベル情報に応じて、前記振幅信号と前記位相信号との位相差を補正するための位相調整量情報を格納する位相調整量判断部と、
前記位相調整量情報を基に、前記振幅信号又は前記少なくとも位相成分を有する信号の位相を調整する位相調整部と、
を備える極座標変調回路。
【請求項９】
請求項８記載の極座標変調回路であって、
所定の振幅補正処理用プリディストーション歪補償処理データを格納し、前記振幅信号を基に、前記振幅信号又は前記少なくとも位相成分を有する信号に対して、それぞれ振幅補正信号又は位相補正信号を出力するメモリ部、
をさらに備える極座標変調回路。
【請求項１０】
請求項９記載の極座標変調回路であって、
前記位相調整部は、前記位相調整量情報と前記位相補正信号とを乗算する乗算回路により構成される極座標変調回路。
【請求項１１】
請求項９記載の極座標変調回路であって、
前記位相調整量判断部は、前記位相調整量情報を、前記振幅信号の振幅値又は前記送信レベル情報毎に格納するデータテーブルを有する極座標変調回路。
【請求項１２】
送信データにより生成したベースバンド直交信号から、振幅信号を生成する極座標変換ステップと、
前記振幅信号を基に振幅変調信号を生成する振幅変調ステップと、
前記ベースバンド直交信号の少なくとも位相成分を有する信号を基に、無線周波数帯の位相変調信号を生成する位相変調ステップと、
前記位相変調信号を入力高周波信号として入力し、前記振幅変調信号を制御信号として入力することで、無線周波数帯の送信データを生成する増幅ステップと、
前記振幅信号の振幅値又は前記送信データの無線送信レベルを示す送信レベル情報に応じた、前記振幅信号と前記位相信号との経路間遅延差を補正するための遅延量情報を格納する遅延量判断ステップと、
前記遅延量情報を基に、前記振幅信号又は前記少なくとも位相成分を有する信号に対して、遅延を与える遅延調整ステップと、
を備える極座標変調方法。
【請求項１３】
請求項１ないし１１のいずれか一項記載の極座標変調回路を実装した集積回路。
【請求項１４】
請求項１ないし１１のいずれか一項記載の極座標変調回路又は請求項１３記載の集積回路を有する無線送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高効率な送信器を実現する極座標変調方式において、位相変調信号と振幅変調信号との合成時の同期を確保する極座標変調回路、極座標変調方法、集積回路および無線送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話サービスでは、音声通話に加えてデータ通信に対する需要が拡大していることから、通信速度の向上が重要である。例えば、主に、ヨーロッパ、アジア地域にて普及しているＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）システムにおいては、従来、搬送波の位相を送信データに応じてシフトするＧＭＳＫ変調にて音声通話が行われてきた。さらに、搬送波の位相及び振幅を送信データに応じてシフトすることで、ＧＭＳＫ変調に対して、１シンボル当たりのビット情報を３倍に高めた３π／８ｒｏｔａｔｉｎｇ８−ＰＳＫ変調（以下８−ＰＳＫ変調と略す）にて、データ通信も行うＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  ＧＳＭ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式が提案されている。
【０００３】
８−ＰＳＫ変調のように振幅変動を伴う線形変調方式では、無線機送信部の電力増幅部に対する線形性の要求が厳しい。また、一般的に、電力増幅部の線形領域での電力効率は飽和領域での電力効率に比べて低い。したがって、線形変調方式に、従来の直交変調方式を適用すると、電力効率の高効率化が困難であった。
【０００４】
そこで、送信信号を定振幅位相信号と振幅信号に分離して、定振幅位相信号をもとに位相変調器にて位相変調をかけ、電力増幅部が飽和動作をするレベルの定振幅位相変調信号を入力するとともに、電力増幅部の制御電圧を高速に駆動することで振幅変調を合成する方式が知られている。これは、ＥＥＲ法（Ｅｎｖｅｌｏｐｅ  Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ  ＆  Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ）、あるいは、ｐｏｌａｒ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ方式（ポーラー変調方式、極座標変調方式）と呼ばれ、線形変調方式にて電力増幅部の高効率化を実現する方式である（例えば、非特許文献１参照）。なお、以下では、直交変調方式と異なる変調方式であることを明確にするため、極座標変調方式と呼ぶ。
【０００５】
図１１は８−ＰＳＫ変調時の振幅信号に関して、ＧＳＭの１タイムスロット（５７７［μｓ］）中２００〜４００［μｓ］部分を抽出してプロットした図である。図１１において、横軸は当該タイムスロットの開始からの経過時間、縦軸は振幅信号の振幅である。極座標変調方式では、定振幅位相変調信号を電力増幅部に入力するため、電力増幅部を飽和動作点にて使用可能であり、電力効率の面で有利である。
【０００６】
しかしながら、図１１のような２［μｓ］以内に、振幅の極大値−極小値の変極点が存在する振幅信号を表現するためには、電力増幅部の制御電圧を高速に駆動する必要がある。そこで、入力制御電圧の変化に対する電力増幅部の出力応答性は、改善技術（歪補償技術）が必要である。
【０００７】
また、極座標変調方式は、送信信号を振幅信号と位相信号とに一度分離し、再合成する方式であるため、分離後、再合成するまでの間に、振幅信号と位相信号との間の同期が外れると、再合成時に、送信信号を正確に表現することができない。よって、振幅信号と位相信号との間の同期をとる同期調整技術が必要である。
【０００８】
ここまで説明してきたように、極座標変調方式において必要とされる２つの技術に関する従来技術について説明する。
【０００９】
まず、極座標変調方式での歪補償及び同期調整に関する従来技術として、所定入力高周波信号振幅での飽和動作型電力増幅部において、制御電圧に対する出力信号振幅特性（ＡＭ−ＡＭ：Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｔｏ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）と、通過位相特性（ＡＭ−ＰＭ：Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｐｈａｓｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）とをメモリに蓄積しておくものがある。この従来技術では、前記メモリを参照してプリディストーション方式の歪補償を実施するとともに、送信信号を振幅信号と位相信号とに分離した後、振幅信号あるいは位相信号の経路に遅延調整部を配置し、両信号間の同期を確保する（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
図１２は特許文献１に記載された従来の送信装置を示すブロック図である。図１２に示すように、この送信装置は、電力増幅部（ＰＡ）９００と、極座標変換部９０１と、遅延調整部９０２と、メモリ９０３と、振幅情報補正部９０４及び振幅変調部９０５を有する振幅コントローラ部９０６と、位相情報補正部９０７及び位相変調部９０８を有する位相変調信号発生器９０９とを備える。
【００１１】
極座標変換部９０１は、図示しないベースバンド信号生成部より入力されたＩＱ信号（Ｉ、Ｑ）を振幅信号ｒと定振幅の位相信号θとに分離する。遅延調整部９０２は、入力する振幅信号ｒと位相信号θとにそれぞれ所定の遅延を与え、出力する振幅信号ｒ２と位相信号θ２との同期を確保する。メモリ９０３は、電力増幅部９００に所定の入力高周波信号振幅を与えた状態で、電力増幅部９００に入力される制御信号に対するＡＭ−ＡＭ特性及びＡＭ−ＰＭ特性を格納する。また、入力振幅信号ｒ２に応じて電力増幅部９００の逆特性となる振幅補正信号、位相補正信号を出力する。
【００１２】
振幅情報補正部９０４は、メモリ９０３から出力された振幅補正信号をもとに、入力振幅信号に対する補正を行う。振幅変調部９０５は、振幅情報補正部９０４からの出力信号をもとに、電力増幅部９００の制御電圧を高速に駆動する。位相情報補正部９０７は、メモリ９０３から出力された位相補正信号をもとに、入力位相信号に対する補正を実施する。位相変調部９０８は、位相情報補正部９０７からの出力信号をもとに、位相変調を行う。
【００１３】
このようにして、電力増幅部９００への入力制御信号に対する出力特性の逆特性を考慮して予め歪ませた振幅変調信号及び位相変調信号は、電力増幅部９００にて発生する実際の振幅、位相歪の影響を受けて、所望の出力振幅、位相となり、入力制御電圧に対する出力応答性（線形性）を向上させることができる。また、遅延調整部９０２によって、振幅信号、位相信号間の同期を確保することができるため、送信信号を正確に表現することができる。
【００１４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、歪補償の具体的な方法、同期調整の具体的な方法が開示されていない。よって、例えば、何らかの要因で振幅信号、位相信号間の同期が外れる場合には対応できない。
【００１５】
図１３は、時間経過に対して徐々に変化（単調増加もしくは単調減少）する制御電圧を、電力増幅部に印加した場合の通過位相特性をプロットした図である。図１３において、横軸は正規化した制御電圧、縦軸は正規化制御電圧１を基準とした通過位相回転量である。図中の実線は、正規化制御電圧を低電圧（０）から高電圧（１）へと、単調増加で徐々に変化させた場合（上り特性）の通過位相特性である。また、図中の点線は正規化制御電圧を高電圧（１）から低電圧（０）へと、単調減少で徐々に変化させた場合（下り特性）の通過位相特性である。なお、実線、点線ともに、電力増幅部が飽和動作する所定レベルの入力高周波信号振幅（同一値）が供給されている場合を示している。
【００１６】
極座標変調方式においては、電力増幅部の制御電圧を高速に駆動するため、電力増幅部への制御電圧入力部における容量（寄生容量を含む）に対する充電時間、放電時間に差が生じる。このため、図１３のように制御電圧の印加条件が、低電圧から高電圧へと変化する場合と、高電圧から低電圧へと変化する場合とで、制御電圧の変化幅が同一値でも位相変化量が異なる。すなわち、信号変化点にて位相特性が変化し、これは、振幅信号と位相信号との間の同期が外れることを意味する。
【００１７】
次に、極座標変調方式における信号変化点での同期調整に関する従来技術について説明する。このような従来技術として、電力増幅部の出力信号振幅を検波し、検波信号を微分して信号変化点を求めるものがある。この従来技術では、信号変化点を求めた後、振幅信号及び位相信号をデジタル形式からアナログ形式に変換するデジタル−アナログ変換回路（以下ＤＡコンバータと略す）に供給する基準クロックに対する遅延を調整する。そして、信号変化点での同期タイミングを調整する（例えば、特許文献２参照）。
【００１８】
図１４は、特許文献２に記載された従来の送信装置を示すブロック図である。図１４に示すように、この送信装置は、電力増幅部９００、振幅変調部９０５、位相変調部９０８、ＤＡコンバータ１１０１、１１０２、基準クロック１１０３、変化点検出回路１１０４、遅延部１１０５を備える。
【００１９】
ＤＡコンバータ１１０１は、図示しないベースバンド信号生成部より入力されたデジタル形式のＩＱ信号（Ｉ、Ｑ）をアナログ形式のＩＱ信号へと変換する。ＤＡコンバータ１１０２は、図示しない極座標変換部にて前記デジタル形式のＩＱ信号（Ｉ、Ｑ）から抽出したデジタル形式の振幅信号（ｒ）をアナログ形式の振幅信号へと変換する。基準クロック１１０３は、ＤＡコンバータ１１０１、１１０２に変換動作の基準となるクロックを供給する。
【００２０】
振幅変調部９０５は、アナログ形式の振幅信号をもとに、電力増幅部９００の電源電圧を高速に駆動する。位相変調部９０８は、アナログ形式のＩＱ信号をもとに位相変調信号を生成し、電力増幅部９００へと出力する。変化点検出回路１１０４は、電力増幅部９００の出力信号を微分した後、微分値の正負から、信号変化点を検出する。遅延部１１０５は、変化点検出回路１１０４にて検出した信号変化点にて、ＤＡコンバータ１１０１と１１０２での変換タイミング、すなわち、ＩＱ信号より抽出した振幅信号と位相信号との間の同期を調整する。この構成により、信号変化点を検出し、信号変化点にて振幅信号と位相信号の同期を確保することが可能となる。
【００２１】
【特許文献１】特表２００４−５０１５２７号公報（第１１図）
【特許文献２】特表２００２−５３０９９２号公報（第２図）
【非特許文献１】Kenington, Peter B、“High-Linearity RF Amplifier Design”、Artech House Pulishers （第１６２頁、第４．１８図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
極座標変調方式において、送信信号を正確に表現するためには、振幅信号と位相信号との間の同期を確保する同期調整技術が必要である。以上のような極座標変調方式を実現するのに必要な技術に対して、従来技術にて解決されていない課題について、次に説明する。
【００２３】
特許文献１にて示した極座標変調方式での同期調整技術では、同期確保の具体的な方法が開示されていないため、何らかの要因で振幅信号、位相信号間の同期がずれる場合には対応できない。
【００２４】
特許文献２にて示した極座標変調方式における信号変化点での同期調整技術では、電力増幅部９００の出力信号を分岐し、フィードバックする系が必要となることから、回路規模が増大するとともに、電力増幅部９００の出力部分での損失が増加し、送信装置の効率が低下する。また、信号変化点以外に同期が外れる要因がある場合に対応できない。
【００２５】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、極座標変調方式において、回路規模の増大を抑制しながら、位相変調信号と振幅変調信号との合成時の同期を確保することが可能な極座標変調回路、極座標変調方法、集積回路および無線送信装置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】
【００２６】
本発明の極座標変調回路は、第１に、送信データにより生成したベースバンド直交信号から、振幅信号を生成する極座標変換部と、前記振幅信号を基に振幅変調信号を生成する振幅変調部と、前記ベースバンド直交信号の少なくとも位相成分を有する信号を基に、無線周波数帯の位相変調信号を生成する位相変調部と、前記位相変調信号を入力高周波信号として入力し、前記振幅変調信号を制御信号として入力することで、無線周波数帯の送信データを生成する増幅部と、前記振幅信号の振幅値又は前記送信データの無線送信レベルを示す送信レベル情報に応じた前記振幅信号と前記位相信号との経路間遅延差を補正するための遅延量情報を格納する遅延量判断部と、前記遅延量情報を基に、前記振幅信号又は前記少なくとも位相成分を有する信号に対して遅延を与える遅延調整部と、を含む。
【００２７】
この構成により、前記増幅部からの出力信号を分岐し、フィードバックする系を必要とせず、簡易な構成で、位相信号と振幅信号の経路間遅延差を補償することができる。
【００２８】
本発明の極座標変調回路は、第２に、上記第１の極座標変調回路であって、所定の振幅補正処理用プリディストーション歪補償処理データを格納し、前記振幅信号を基に、前記振幅信号又は前記少なくとも位相成分を有する信号に対して、それぞれ振幅補正信号又は位相補正信号を出力するメモリ部、をさらに備える。
【００２９】
この構成により、上記第１の極座標変調回路での効果に加え、歪補償精度を向上できる。
【００３０】
本発明の極座標変調回路は、第３に、上記第１または第２の極座標変調回路であって、前記遅延量情報は、前記増幅部への入力制御信号に対する前記増幅部の出力のステップ応答特性に基づいて決定した値である。
【００３１】
この構成により、上記第１または第２の極座標変調回路での効果に加え、遅延調整量の決定が容易となる。
【００３２】
本発明の極座標変調回路は、第４に、上記第１または第２の極座標変調回路であって、前記遅延量判断部は、前記遅延量情報を、前記振幅信号の振幅値又は前記送信レベル情報毎に格納するデータテーブルを有する。
【００３３】
この構成により、極座標変調方式において、回路規模の増大を抑制しながら、位相変調信号と振幅変調信号の合成時の同期を確保することができる。
【００３４】
本発明の極座標変調回路は、第５に、上記第１または第２の極座標変調回路であって、前記位相変調部は、前記遅延調整部より出力される位相情報を基に、所定の振幅値を有する直交信号を生成する直交座標変換部と、前記直交信号を基に、無線周波数帯の位相変調信号を生成し、前記増幅部に対して出力する直交変調部とを備える。
【００３５】
この構成により、位相変調信号と振幅変調信号の合成時の同期を確保するための回路規模を低減することができる。
【００３６】
本発明の極座標変調回路は、第６に、上記第１ないし第３の極座標変調回路であって、前記遅延調整部は、前記極座標変調回路を構成するデジタル信号処理部の所定動作クロック単位での遅延調整を行う第一の遅延調整部と、前記クロック単位未満での遅延調整を行う第二の遅延調整部とを備える。
【００３７】
この構成により、デジタル信号処理部の所定動作クロックの制約を受けることなく、遅延調整ステップの精度を向上することができる。
【００３８】
本発明の極座標変調回路は、第７に、上記第６の極座標変調回路であって、前記第二の遅延調整部は、所定動作クロック単位での遅延調整後の複数の信号振幅値と前記遅延量情報とに基づき線形補間する。
【００３９】
この構成により、簡単な構成にて、遅延調整ステップの精度を向上することができる。
【００４０】
本発明の極座標変調回路は、第８に、送信データにより生成したベースバンド直交信号から、振幅信号を生成する極座標変換部と、前記振幅信号を基に振幅変調信号を生成する振幅変調部と、前記ベースバンド直交信号の少なくとも位相成分を有する信号を基に、無線周波数帯の位相変調信号を生成する位相変調部と、前記位相変調信号を入力高周波信号として入力し、前記振幅変調信号を制御信号として入力することで、無線周波数帯の送信データを生成する増幅部と、前記振幅信号の振幅値又は前記送信データの無線送信レベルを示す送信レベル情報に応じて、前記振幅信号と前記位相信号との位相差を補正するための位相調整量情報を格納する位相調整量判断部と、前記位相調整量情報を基に、前記振幅信号又は前記少なくとも位相成分を有する信号の位相を調整する位相調整部と、を備える。
【００４１】
この構成により、位相変調信号と振幅変調信号の合成時の同期を確保するための回路規模を低減することができる。
【００４２】
本発明の極座標変調回路は、第９に、上記第８の極座標変調回路であって、所定の振幅補正処理用プリディストーション歪補償処理データを格納し、前記振幅信号を基に、前記振幅信号又は前記少なくとも位相成分を有する信号に対して、それぞれ振幅補正信号又は位相補正信号を出力するメモリ部、をさらに備える。
【００４３】
この構成により、位相変調信号と振幅変調信号の合成時の同期を確保するとともに、歪補償精度を向上できる。
【００４４】
本発明の極座標変調回路は、第１０に、上記第９の極座標変調回路であって、前記位相調整部は、前記位相調整量情報と前記位相補正信号とを乗算する乗算回路により構成される。
【００４５】
この構成により、位相変調信号と振幅変調信号の合成時の同期を確保するための回路規模を低減することができる。
【００４６】
本発明の極座標変調回路は、第１１に、上記第９の極座標変調回路であって、前記位相調整量判断部は、前記位相調整量情報を、前記振幅信号の振幅値又は前記送信レベル情報毎に格納するデータテーブルを有する。
【００４７】
この構成により、極座標変調方式において、回路規模の増大を抑制しながら、位相変調信号と振幅変調信号の合成時の同期を確保することができる。
【００４８】
本発明の極座標変調方法は、第１２に、送信データにより生成したベースバンド直交信号から、振幅信号を生成する極座標変換ステップと、前記振幅信号を基に振幅変調信号を生成する振幅変調ステップと、前記ベースバンド直交信号の少なくとも位相成分を有する信号を基に、無線周波数帯の位相変調信号を生成する位相変調ステップと、前記位相変調信号を入力高周波信号として入力し、前記振幅変調信号を制御信号として入力することで、無線周波数帯の送信データを生成する増幅ステップと、前記振幅信号の振幅値又は前記送信データの無線送信レベルを示す送信レベル情報に応じた、前記振幅信号と前記位相信号との経路間遅延差を補正するための遅延量情報を格納する遅延量判断ステップと、前記遅延量情報を基に、前記振幅信号又は前記少なくとも位相成分を有する信号に対して、遅延を与える遅延調整ステップと、を備える。
【００４９】
この方法により、前記増幅ステップ後の出力信号を分岐し、フィードバックするステップを必要とせず、簡易に、位相信号と振幅信号の経路間遅延差を補償することができる。
【００５０】
本発明の集積回路は、第１３に、上記第１ないし第１１のいずれかの極座標変調回路を実装したものである。
【００５１】
この構成により、上記第１ないし第１１のいずれかの極座標変調回路による効果に加え、回路規模を低減できる。
【００５２】
本発明の無線送信装置は、第１４に、上記第１ないし第１１のいずれかの極座標変調回路又は上記第１３の集積回路を有する。
【００５３】
この構成により、高効率な無線送信装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００５４】
本発明によれば、極座標変調方式において、回路規模の増大を抑制しながら、位相信号と振幅信号の経路間遅延差を補償することが可能な極座標変調回路、極座標変調方法、集積回路および無線送信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態は、極座標変調回路における電力増幅部の動作を解析して遅延発生要因を推定し、前記遅延発生要因を特定することで、プリディストーション方式の同期調整を行い、電力増幅器からの出力信号を分岐するフィードバック系を用いないで同期を確保する方法について説明するものである。
【００５６】
図１は、本発明の第１の実施形態における極座標変調回路の概略構成の一例を示す図である。図１に示すように、この極座標変調回路は、電力増幅部１０５と、極座標変換部１０６と、振幅情報補正部１０７及び振幅変調部１０８を有する振幅コントローラ部１０９と、位相情報補正部１１０及び位相変調部１１１を有する位相変調信号発生部１１２と、メモリ１０１と、遅延量判断部１０２と、遅延調整部１０３、１０４とを備える。
【００５７】
極座標変換部１０６は、本発明の極座標変調回路を送信装置に用いた場合に、図示しない送信装置のベースバンド信号生成部より入力された送信データであるＩＱ信号（Ｉ、Ｑ）を、振幅信号ｒと定振幅の位相信号θとに分離する。ここで、例えば、振幅信号ｒ（ｔ）は最大値が１となるように正規化される。
【００５８】
振幅情報補正部１０７は、メモリ１０１から出力された振幅補正信号をもとに、入力振幅信号に対する補正を行う。振幅変調部１０８は、振幅情報補正部１０７からの出力信号をもとに、電力増幅部１０５の制御電圧を高速に駆動する。
【００５９】
位相情報補正部１１０は、メモリ１０１から出力された位相補正信号をもとに、入力位相信号に対する補正を実施する。位相変調部１１１は、位相情報補正部１１０からの出力信号をもとに、無線周波数帯の位相変調信号を生成し、電力増幅部１０５に対して出力する。
【００６０】
電力増幅部１０５は、位相変調部１１１より出力される位相変調信号を入力高周波信号として入力するとともに、振幅変調部１０８より出力される振幅変調信号を制御信号として入力することで、無線周波数帯の送信データを生成する。
【００６１】
送信レベル情報Ｓ１は、本発明の極座標変調回路を送信装置に用いた場合に、図示しない送信装置の制御部より送信される電力増幅部１０５の後段に配置する図示しないアンテナからの平均出力レベルを決定する情報であり、メモリ１０１及び遅延量判断部１０２に入力される。ここで、送信レベル情報とは、例えば、９００ＭＨｚ帯ＧＳＭバンドにおいて８−ＰＳＫ変調にて送信している移動局の場合、３３ｄＢｍから５ｄＢｍの間を２ｄＢステップにて規定されるアンテナ出力レベルに対応するものである。
【００６２】
メモリ１０１は、電力増幅部１０５に所定の入力高周波信号振幅を与えた状態で、電力増幅部１０５に入力される制御信号に対するＡＭ−ＡＭ特性とＡＭ−ＰＭ特性とを格納する。
【００６３】
また、メモリ１０１は、極座標変換部１０６より出力される振幅信号ｒ（ｔ）を参照信号として、格納されているＡＭ−ＡＭ特性とＡＭ−ＰＭ特性とにアクセスし、前記ＡＭ−ＡＭ特性の逆特性となる振幅補正信号Ｒｃｏｍｐ（ｔ）を振幅情報補正部１０７に出力し、前記ＡＭ−ＰＭ特性の逆特性となる位相補正信号Ｔｃｏｍｐ（ｔ）を位相情報補正部１１０に出力する。
【００６４】
また、メモリ１０１では、送信レベル情報Ｓ１をもとにしたＡＭ−ＡＭ特性の正規化処理を行っている。具体的には、所望出力レベル（平均電力）に対して、変調方式に応じた振幅情報の最大値−平均値（ピークファクタ）を考慮した最大送信電力をもとに、格納ＡＭ−ＡＭデータにおける出力信号振幅の正規化を実施することで、所望出力レベルごとに補正を行うものである。この正規化によって、入力振幅情報ｒ（ｔ）をアドレス指定信号としたＡＭ−ＡＭデータへのアクセスが可能となる。
【００６５】
遅延量判断部１０２は、極座標変換部１０６より出力された振幅信号ｒ（ｔ）の振幅値と送信レベル情報Ｓ１とに対応する予め求めた遅延量をデータテーブルから参照することで、振幅信号ｒと位相信号θとの間の同期ズレを算出する。そして、同期ズレを補正するための遅延量情報を遅延調整部１０３、１０４に送信する。この遅延量判断部１０２の詳細な動作は後述する。
【００６６】
遅延調整部１０３は、遅延量判断部１０２より送信された遅延量情報をもとに、極座標変換部１０６より出力される位相信号θ（ｔ）に対して、時間τだけ遅延を与えた位相信号θ（ｔ−τ）を生成し、位相情報補正部１１０に出力する。
【００６７】
遅延調整部１０４は、遅延量判断部１０２より送信された遅延量情報をもとに、メモリ１０１より送信される位相補正信号Ｔｃｏｍｐ（ｔ）に対して、時間τだけ遅延を与えた位相補正信号Ｔｃｏｍｐ（ｔ−τ）を生成し、位相情報補正部１１０に出力する。
【００６８】
ここで、遅延調整部１０４にて、遅延調整部１０３と同等の遅延量を与えることで、位相情報補正部１１０への入力信号である、位相信号と位相情報補正信号との間の同期を確保している。
【００６９】
次に、振幅信号及び位相信号の補正方法の一例を、図２を用いて説明する。図２は、電力増幅部１０５のＡＭ−ＡＭ特性、ＡＭ−ＰＭ特性の一例を示す図である。
【００７０】
図２において、ＡＭ−ＡＭ特性２０１は、制御電圧に対する出力電圧特性（ＡＭ−ＡＭ特性）であり、ＡＭ−ＰＭ特性２０２は、制御電圧に対する通過位相特性（ＡＭ−ＰＭ特性）であり、ネットワークアナライザ等を用いて簡易に取得できるものである。図２は、所望の電力増幅部１０５における出力電圧、制御電圧、位相回転量の関係を示したものであり、歪補償方法の一例も併記している。
【００７１】
すなわち、ＡＭ−ＡＭ特性２０１に関して、出力電圧軸から制御電圧軸への変換を行うことは、ＡＭ−ＡＭ特性２０１の逆特性を求めることになり、極座標変換部１０６より出力される信号が、ＡＭ−ＡＭ特性２０１の逆特性より求めた補正後振幅信号ｒ２（ｔ）２０４となり、振幅信号の歪補償を行うことができる。
【００７２】
また、ＡＭ−ＰＭ特性２０２に関しては、補正後振幅信号ｒ２（ｔ）が電力増幅部１０５へ入力する制御電圧となることから、制御電圧軸から位相回転量軸への変換を行うことで、メモリ１０１より送信される位相補正信号Ｔｃｏｍｐ（ｔ）２０５を求めることができる。この位相補正信号Ｔｃｏｍｐ（ｔ）２０５を入力位相信号から減算することで、位相信号の歪補償を行うことができる。
【００７３】
以上のように構成することにより、本発明の第１の実施形態の一つ目の効果として、電力増幅部への入力制御信号に対する出力特性の逆特性を考慮して予め歪ませた振幅変調信号及び位相変調信号は、電力増幅部にて発生する遅延量を考慮することで、実際の振幅、位相歪の影響を受けて所望の出力振幅、位相となり、入力制御電圧に対する出力信号の線形性を向上させることができる。
【００７４】
また、本発明の第１の実施形態における送信装置の他の例として、図３に示す構成を備えてもよい。
【００７５】
図３は、本発明の第１の実施形態の極座標変調回路の概略構成の他の例を示す図である。図３に示すように、この極座標変調回路は、電力増幅部１０５と、極座標変換部１０６と、振幅情報補正部１０７及び振幅変調部１０８を有する振幅コントローラ部１０９と、位相情報補正部１１０及び位相変調部１１１を有する位相変調信号発生部１１２と、遅延量判断部１０２と、遅延調整部１０３、３０１と、メモリ３０２とを備える。そして、図１の極座標変調回路において、遅延調整部１０４の代わりに遅延調整部３０１が、メモリ１０１の代わりにメモリ３０２が、それぞれ設けられている。なお、図１の極座標変調回路と重複する部分については、同一の符号を付す。
【００７６】
送信レベル情報Ｓ１は、本発明の極座標変調回路を送信装置に用いた場合に、図示しない送信装置の制御部より送信される電力増幅部１０５の送信レベル情報であり、メモリ３０２及び遅延量判断部１０２に入力される。
【００７７】
遅延調整部３０１は、遅延量判断部１０２より送信された遅延量情報をもとに、極座標変換部１０６より送信される振幅信号ｒ（ｔ）に対して、時間τだけ遅延を与えた振幅信号ｒ（ｔ−τ）を生成し、メモリ３０２に対して、ＡＭ−ＰＭ特性の参照信号として振幅信号ｒ（ｔ−τ）を出力するとともに、ＡＭ−ＡＭ特性の参照信号として振幅信号ｒ（ｔ）を出力する。
【００７８】
ここで、ＡＭ−ＰＭ特性の参照信号に対して与える遅延時間τは、遅延調整部１０３が極座標変換部１０６より送信される位相信号θ（ｔ）に対して与える遅延時間τと同一とすることで、位相情報補正部１１０への入力信号である、位相信号と位相情報補正信号との間の同期を確保している。
【００７９】
メモリ３０２は、所定振幅の高周波信号入力時の電力増幅部１０５の、入力制御信号に対するＡＭ−ＡＭ特性とＡＭ−ＰＭ特性を格納する。また、メモリ３０２は、遅延調整部３０１より出力される信号のうち、一方の振幅信号ｒ（ｔ）を参照信号としてＡＭ−ＡＭ特性にアクセスし、前記ＡＭ−ＡＭ特性の逆特性となる振幅補正信号Ｒｃｏｍｐ（ｔ）を振幅情報補正部１０７に出力し、遅延調整部３０１より出力される信号のうち、他方の振幅信号ｒ（ｔ−τ）を参照信号としてＡＭ−ＰＭ特性にアクセスし、前記ＡＭ−ＰＭ特性の逆特性となる位相補正信号Ｔｃｏｍｐ（ｔ）を位相情報補正部１１０に出力する。
【００８０】
また、メモリ３０２では、メモリ１０１と同様な送信レベル情報Ｓ１をもとにしたＡＭ−ＡＭ特性の正規化処理を行っているが、既に図１において説明したため、ここでの説明は省略する。なお、図３における他の構成要件については、図１における動作、作用と同様であり、説明を省略する。以上のように構成することにより、図１に示す極座標変調回路と同等の効果を得ることができる。
【００８１】
次に、遅延量判断部１０２の動作を詳述する。ここで、動作説明に先立ち、極座標変調方式に用いられる電力増幅部１０５の特徴について説明する。
【００８２】
図４は、極座標変調方式における電力増幅部１０５の周辺ブロック図である。図４において、トランジスタ４０１は、電力増幅部１０５を構成するものであり、トランジスタ４０１のベース端子４０２、エミッタ端子４０３、コレクタ端子４０４により構成され、空乏層容量４０５は、トランジスタ４０１のベース端子４０２とコレクタ端子４０４との間に形成される容量である。なお、この例では簡略化するため、電力増幅部１０５がトランジスタ４０１一段にて構成されるとした。
【００８３】
極座標変調方式に用いる電力増幅部１０５では、図４に示すように信号が入力される。すなわち、ベース端子４０２にベースバンド帯信号をキャリア変調した位相変調信号が入力され、コレクタ端子４０４にはベースバンド帯信号が入力される。ここで、通常、ベースバンド帯信号とキャリア信号との周波数は大幅に異なる。
【００８４】
この時、ベースバンド帯の振幅信号をもとに、振幅変調部１０８にて生成されるトランジスタ４０１の制御信号、つまり、図４では、振幅信号に応じてコレクタ端子４０４のコレクタ電位が変化するため、空乏層容量４０５が変化する。特に、トランジスタ４０１の出力平均電力を低減するために、コレクタ端子４０４の平均電位を下げるよう制御している場合には、空乏層容量４０５は増大する。
【００８５】
本願発明者は、極座標変調方式では、ベース端子４０２への入力信号とコレクタ端子４０４への入力信号との周波数が異なることと、制御電圧の変化に起因してベース端子４０２とコレクタ端子４０４との間の空乏層容量４０５が変化することに着目した。この場合、制御電圧の振幅値に応じた空乏層容量４０５の変化の影響で、ベース端子４０２に入力する位相変調信号と、振幅変調信号との信号間の相対遅延量が変化する。
【００８６】
具体的には、図４の例では、振幅信号最大値レベルの制御電圧を印加する際に同期を合わせても、振幅信号の最大値レベルでの空乏層容量４０５の容量値と最小値レベルでの容量値が異なり、最小値レベルでの容量値は最大値レベルでの容量値よりも増大する。このため、振幅信号最小値レベル時には、振幅信号最大値レベル時よりも振幅信号の遅延量が増加して同期が外れてしまうというメカニズムである。
【００８７】
送信電力制御を行う無線システムでは、この容量値の変化がさらに大きくなり、最大送信電力レベル時と、最小送信電力レベル時では、同期を取り直すことが必要となる。
【００８８】
そこで、電力増幅部１０５への制御電圧の振幅値に応じて同期を調整することで、信号変化点以外に同期が外れる要因への対応と、電力増幅部１０５の出力信号をフィードバックする系を不要とすることを実現した。
【００８９】
次に、遅延量判断部１０２の動作説明を行う。上述の通り、電力増幅部１０５への制御電圧の振幅値に応じて、同期外れが生じる。そこで、制御電圧の振幅値（振幅変調部１０８の出力信号）に応じて、どの程度の遅延が生じるのかを求めた。図５は、電力増幅部１０５に、一定値の出力レベルを得るために、固定の制御電圧を印加する際のステップ応答特性を示す。図５において、横軸は制御電圧を印加してから所望出力レベルに達するまでの起動時間、縦軸は電力増幅部１０５の出力電力を示す。
【００９０】
また、ステップ応答特性Ａ５０１、ステップ応答特性Ｂ５０２は、ステップ応答特性Ａ５０１、ステップ応答特性Ｂ５０２の順に出力電力レベルを下げた場合のステップ応答特性を示す。また、遅延量５０３はステップ応答特性Ａ５０１とステップ応答特性Ｂ５０２との間で生じる遅延量を示す。
【００９１】
図５に示す例では、コレクタ端子４０４に入力される制御電圧レベル（出力電力レベル）に対して２種類のステップ応答特性を示すが、さらに細かい間隔及び、範囲を拡大した制御電圧を印加した際のステップ応答特性を事前に取得しておくこともできる。その場合、例えば、ターゲットとなる無線システムの送信平均電力レベルのうち、最大値レベル時にて、振幅信号と位相信号間の同期を合わせておく。そして、送信レベルを制御した際には、上述のように事前に求めた、制御電圧値（出力電力）毎の遅延量５０３をもとに、送信レベル変更に伴う遅延調整を行うことで、常に同期を確保することができる。また、同一送信レベルでも、変調信号の振幅成分を表現する制御信号の振幅値に応じて遅延調整を行うことで、さらに精度よく同期を確保することができる。
【００９２】
すなわち、遅延量判断部１０２では、上述のように求めた遅延量５０３を、振幅信号の振幅値、送信レベル情報Ｓ１毎にテーブルデータとして用意しておき、振幅信号の振幅値、あるいは、送信レベル情報Ｓ１を参照信号として、遅延調整部に遅延量情報を送信することで、振幅信号と位相信号との同期調整を行うことができる。
【００９３】
なお、振幅信号ｒ（ｔ）の信号変化点に対応するためには、遅延量判断部１０２にて、所定時間内の振幅信号をサンプリングし、前記振幅信号の相対関係を求めることで、信号変化点での同期確保を行うこともできる。例えば、前サンプリング値と現サンプリング値とを引き算し、算出結果の符号が反転した場合を、信号変化点であると判断する。
【００９４】
以上説明してきたように、本発明の第１の実施形態では、遅延量判断部１０２に、電力増幅部１０５のステップ応答特性をもとにした、振幅信号の振幅値と送信レベル情報Ｓ１とに対する遅延量情報をテーブルデータとして格納し、振幅信号の振幅に応じて、位相変調信号の遅延量を調整する。これにより、本発明の第１の実施形態の二つ目の効果として、従来技術では解決できなかった、信号変化点を含める振幅信号の振幅値の変化に起因する、位相変調信号と振幅変調信号との合成時における同期外れへの対応を、電力増幅部１０５の出力信号を分岐し、フィードバックする系を用いることなく行うことができる。
【００９５】
なお、キャリア周波数、ベースバンド周波数に応じて、遅延量が変化するため、キャリア周波数、あるいは、ベースバンド信号帯域幅に対応した遅延量のテーブルデータを用意してもよい。そして、図示しない送信装置の制御部より送信されるキャリア周波数情報や、ベースバンド帯域幅と等価となるシステム情報をもとに遅延量を調整することで、より高精度に同期を確保することができることは言うまでもない。
【００９６】
また、本発明の第１の実施形態では、位相信号経路に遅延調整部を挿入し、それに伴い位相補正信号生成経路にも遅延調整部を挿入する構成としたが、これに限らず、振幅信号経路と、振幅補正信号生成経路に遅延調整部を挿入してもよい。また、振幅信号経路、振幅補正信号生成経路、位相信号経路、位相補正信号生成経路の両経路に遅延調整部を挿入してもよいことは言うまでもない。
【００９７】
なお、本発明の第１の実施形態では、電力増幅器からの出力信号を分岐するフィードバック系を使用せずに同期を確保する方法を説明したが、同期確保以外の目的にて、フィードバック回路を設けている極座標変調回路と組み合わせて使用してもよいことは言うまでもない。
【００９８】
また、本発明の第１の実施形態における極座標変調回路を送信装置に用いる場合には、図１、あるいは、図３における振幅情報補正部１０７と振幅変調部１０８との段間、位相情報補正部１１０と位相変調部１１１との段間に、図示しないＤＡコンバータを配置する。
【００９９】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、本発明の第１の実施形態よりも回路規模を低減可能な回路構成について説明するものである。
【０１００】
図６は、本発明の第２の実施形態の極座標変調回路の概略構成の一例を示す図である。図６に示すように、この極座標変調回路は、電力増幅部１０５と、極座標変換部１０６と、振幅情報補正部１０７及び振幅変調部１０８を有する振幅コントローラ部１０９と、位相情報補正部１１０と遅延調整部１０３Ｂと位相変調部１１１とを有する位相変調信号発生部１１２Ｂと、遅延量判断部１０２と、メモリ１０１とを備える。また、本発明の第１の実施形態に示す図１の極座標変調回路において、極座標変換部１０６と位相情報補正部１１０との段間に位置する遅延調整部１０３の代わりに、位相情報補正部１１０と位相変調部１１１との段間に遅延調整部１０３Ｂを設けるとともに、遅延調整部１０４を削除する構成とした。なお、図１の極座標変調回路と重複する部分については、同一の符号を付す。
【０１０１】
遅延量判断部１０２は、極座標変換部１０６より出力された振幅信号ｒ（ｔ）の振幅値と送信レベル情報Ｓ１とに対応する予め求めた遅延量を、データテーブルから参照する。そして、振幅信号ｒと位相信号θとの間の同期ズレを算出し、同期ズレを補正するための遅延量情報を、遅延調整部１０３Ｂに送信する。この遅延量判断部１０２の動作は、実施の形態１にて説明済みであり、再度の説明は省略する。
【０１０２】
遅延調整部１０３Ｂは、遅延量判断部１０２より送信された遅延量情報をもとに、位相情報補正部１１０より出力される位相補正後の位相信号θ２（ｔ）に対して、時間τだけ遅延を与えた位相信号θ２（ｔ−τ）を生成し、位相変調部１１１に出力する。
【０１０３】
なお、図６における他の構成要件については、図１における動作、作用と同様であり、説明を省略する。以上のように構成することにより、図１に示す極座標変調回路と同等の効果を得ることができるとともに、図１に示す極座標変調回路よりも回路規模を低減することができる。
【０１０４】
なお、本発明の第２の実施形態では、位相信号経路に遅延調整部１０３Ｂを挿入する構成としたが、これに限らず、振幅信号経路に遅延調整部１０３Ｂを挿入しても、振幅信号経路、位相信号経路の両経路に遅延調整部１０３Ｂを挿入してもよいことは言うまでもない。
【０１０５】
また、本発明の第２の実施形態における極座標変調回路を送信装置に用いる場合には、図６における振幅情報補正部１０７と振幅変調部１０８との段間、遅延調整部１０３Ｂと位相変調部１１１との段間に、図示しないＤＡコンバータを配置する。ただし、遅延調整部１０３Ｂをアナログ回路にて構成する場合には、位相情報補正部１１０と遅延調整部１０３Ｂとの段間に図示しないＤＡコンバータを配置する。
【０１０６】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態は、本発明の第２の実施形態における位相変調部として直交変調器を用いる場合について説明するものである。
【０１０７】
図７は、本発明の第３の実施形態の極座標変調回路の概略構成の一例を示す図である。図７に示すように、この極座標変調回路は、電力増幅部１０５と、極座標変換部１０６と、振幅情報補正部１０７及び振幅変調部１０８を有する振幅コントローラ部１０９と、位相情報補正部１１０と遅延調整部１０３Ｂと直交座標変換部１１３と直交変調部１１１Ｃとを有する位相変調信号発生部１１２Ｃと、遅延量判断部１０２と、メモリ１０１とを備える。また、本発明の第２の実施形態に示す図６の極座標変調回路に対して、直交座標変換部１１３を追加するとともに、位相変調部１１１を直交変調部１１１Ｃへと置き換える構成とした。なお、図６の極座標変調回路と重複する部分については、同一の符号を付す。
【０１０８】
遅延調整部１０３Ｂは、遅延量判断部１０２より送信された遅延量情報をもとに、位相情報補正部１１０より出力される位相補正後の位相信号θ２（ｔ）に対して、時間τだけ遅延を与えた位相情報θ２（ｔ−τ）を生成し、直交座標変換部１１３に出力する。
【０１０９】
直交座標変換部１１３は、遅延調整部１０３Ｂより出力される位相情報θ２（ｔ−τ）をもとに、所定の振幅値を有する直交信号を生成し、直交変調部１１１Ｃに対して出力する。
【０１１０】
直交変調部１１１Ｃは、直交座標変換部１１３より出力される直交信号をもとに、無線周波数帯の位相変調信号を生成し、電力増幅部１０５に対して出力する。
【０１１１】
電力増幅部１０５は、直交変調部１１１Ｃより出力される位相変調信号を入力高周波信号として入力するとともに、振幅変調部１０８より出力される振幅変調信号を制御信号として入力することで、無線周波数帯の送信データを生成する。
【０１１２】
なお、図７における他の構成要件については、図６における動作、作用と同様であり、説明を省略する。以上ように構成することで、直交変調器を用いて極座標変調回路を構成することができる。
【０１１３】
なお、本発明の第３の実施形態では、位相信号経路に遅延調整部１０３Ｂを挿入する構成としたが、これに限らず、振幅信号経路に遅延調整部１０３Ｂを挿入しても、振幅信号経路、位相信号経路の両経路に遅延調整部１０３Ｂを挿入してもよいことは言うまでもない。
【０１１４】
また、本発明の第３の実施形態における極座標変調回路を送信装置に用いる場合には、図７における振幅情報補正部１０７と振幅変調部１０８との段間、直交座標変換部１１３と直交変調部１１１Ｃとの段間に、図示しないＤＡコンバータを配置する。
【０１１５】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態は、本発明の第１から第３の実施形態における遅延調整部の回路構成の一例について説明するものである。また、本発明の第４の実施形態は、前記遅延調整部を用いた遅延調整動作について説明するものである。
【０１１６】
本発明の第４の実施形態の極座標変調回路の概略構成の一例を図６により説明する。なお、図６は、本発明の第２の実施形態にて説明したものであり、重複する部分の説明は省略する。
【０１１７】
図６に示す極座標変調回路を用いて送信装置を構成する場合、デジタル信号処理部は、所定周波数のクロックを基準として動作するため、デジタル回路における一般的な遅延回路を用いることで、前記基準クロックの周期単位の遅延調整（第一の遅延調整部）は容易である。
【０１１８】
また、前記基準クロックを分周して周期時間を短縮することで、高精度な遅延調整が可能である。しかしながら、分周回路を動作させること、あるいは、デジタル回路を高速動作させることにより消費電流が増加するため、基準クロックの分周による遅延調整の高精度化と消費電流とはトレードオフの関係となる。
【０１１９】
ここで、本発明の第１から第３の実施形態における遅延調整部は、基準クロックの周期単位未満の遅延調整ステップを実現することで、遅延量判断部からの出力信号に応じた高精度な遅延調整を行うことを特徴とする。このため、基準クロックの分周構成以外の方法にて、基準クロックの周期単位未満の遅延調整ステップを得ることが必要である。
【０１２０】
そこで、分周回路構成を用いずに、演算処理にて、基準クロックの周期単位未満の遅延調整ステップを得る一例について説明する。
【０１２１】
基準クロックの１周期をτclkとする。また、時刻ｔに対して、基準クロックのｎ周期、（ｎ＋１）周期の遅延を与えた時刻（ｔ−ｎ×τclk）、及び、時刻（ｔ−（ｎ＋１）×τclk）（ただし、ｎは０以上の整数）における位相信号の振幅値をθ（ｔ＿ｎ）、及び、θ（ｔ＿ｎ＋１）とする。ここで、１周期未満の遅延時間をτdとすると、τclkが十分に短ければ、時刻（ｔ−（ｎ×τclk＋τd））における位相信号の振幅値は、下記に示す式（１）にて近似することができる。
【数１】
2006333450.tif 000003
【０１２２】
上記式（１）を実現する遅延調整部１０３Ｂの一構成例を図８に示す。ここで所定の遅延調整量をτ（＝ｎ×τclk＋τd）として、基準クロックのｎ周期分の遅延調整は、第一の遅延調整部１０３Ｃにて行い、一般的な遅延回路として、Ｚ-nと表現した。また、基準クロック単位未満の遅延調整は、第二の遅延調整部１０３Ｄにて行うものである。
【０１２３】
以上のように、図６に示す極座標変調回路において、図８のように遅延調整部１０３Ｂを構成するとともに、図５に示すようなステップ応答特性をもとに、振幅信号、あるいは、送信レベル情報Ｓ１に応じたｎ及びτdを遅延量判断部１０２にテーブルデータとして格納し、振幅信号の振幅に応じて、位相信号の遅延量を調整することで、従来技術のような電力増幅部１０５の出力信号を分岐し、フィードバックする系を用いることなく、位相信号と振幅信号の経路間遅延差を精度よく補償することが可能となる。
【０１２４】
なお、本発明の第４の実施形態では、隣接する２つの時刻の信号振幅から、線形補間にて所望の信号振幅を求める方法を示したが、３以上の時刻の信号振幅を用いて、各信号振幅に対する重み付けを実施した上で加算すること、信号変化に対する正負を考慮することで、近似精度を向上可能である。
【０１２５】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態は、乗算回路により構成される位相調整部にて、本発明の第１の実施形態における遅延調整部と等価な作用を得る回路構成を説明するものであり、本発明の第１の実施形態に比べ、さらに回路規模を低減できる回路構成について説明する。
【０１２６】
図９は、本発明の第５の実施形態における極座標変調回路の概略構成を示す図である。図９に示すように、この極座標変調回路は、電力増幅部１０５と、極座標変換部１０６と、振幅情報補正部１０７及び振幅変調部１０８を有する振幅コントローラ１０９と、位相情報補正部１１０及び位相変調部１１１を有する位相変調信号発生器１１２と、メモリ１０１と、位相調整量判断部６０１と、位相調整部６０２とを備える。また、図１の極座標変調回路において、遅延調整部１０３を削除し、遅延量判断部１０２の代わりに位相調整量判断部６０１が、遅延調整部１０４の代わりに位相調整部６０２が、それぞれ設けられている。本発明の第１の実施形態における図１の極座標変調回路と重複する部分については、同一の符号を付す。
【０１２７】
送信レベル情報Ｓ１は、本発明の極座標変調回路を送信装置に用いた場合に、図示しない制御部より出力される電力増幅部１０５の送信レベル情報であり、メモリ１０１及び位相調整量判断部６０１に入力される。
【０１２８】
位相調整量判断部６０１は、極座標変換部１０６より出力された振幅信号ｒ（ｔ）の振幅値と送信レベル情報Ｓ１から、振幅信号ｒ（ｔ）と位相信号θとの間の同期ズレを算出し、同期ズレを補正するのと等価になる位相調整量情報を位相調整部６０２に出力する。この位相調整量判断部６０１の詳細な動作は後述する。
【０１２９】
位相調整部６０２は、位相調整量判断部６０１より送信された位相調整量情報をもとに、メモリ１０１より出力される位相補正信号Ｔｃｏｍｐ（ｔ）に対して、所定の位相調整を行い、位相補正信号Ｔｃｏｍｐ２（ｔ）を生成して、位相情報補正部１１０に出力する。この位相調整部６０２の詳細な動作は後述する。なお、図９における他の構成要件については、図１における動作、作用と同様であり、説明を省略する。
【０１３０】
次に、位相調整量判断部６０１と位相調整部６０２の動作を詳述する。ここで、動作説明に先立ち、同期ズレの補正と位相調整が等価となることを説明する。図１０は、補償用のＡＭ−ＰＭ特性を示す。図１０において、横軸は制御電圧（ｘ）、縦軸は通過位相回転量（ｙ）を示す。
【０１３１】
図１０において実線で示すＡＭ−ＰＭ特性Ａ７０１は、ネットワークアナライザ等を用いて、制御電圧毎に電力増幅部１０５の入力信号と出力信号との位相関係を求め、グラフ化したものであり、図２におけるＡＭ−ＰＭ特性と同一のものである。また、点線で示すＡＭ−ＰＭ特性Ｂ７０２は、実際の極座標変調回路において予想される電力増幅部１０５の入力信号と出力信号との位相関係を示している。
【０１３２】
このような測定においては、入力信号と出力信号間の相対関係を求めているため、例えば、図４におけるベース−コレクタ間の空乏層容量４０５の影響のうち、入力信号と出力信号との関係に作用するものに関しては、測定データに現れる。すなわち、制御電圧が低い領域では、ベース−コレクタ間の空乏層容量４０５が増大し、電力増幅部１０５の出力端には、電力増幅部１０５において増幅される成分以外に、増大するベース−コレクタ間の空乏層容量４０５を介して入力部から出力部に漏洩する成分が増え、通過位相特性が変化する。
【０１３３】
一方、本発明の第１の実施形態において説明したように、ベース−コレクタ間の空乏層容量４０５の影響のうち、振幅信号と位相信号との間に関係する影響、電力増幅部１０５で表現すると、入力信号と制御電圧との間の関係に作用するものに関しては、測定データには現れてこない。よって、ＡＭ−ＰＭ特性Ａ７０１をそのまま用いようとすると、ベース−コレクタ間の空乏層容量４０５の影響を排除するために、本発明の第１の実施形態に示すような同期調整技術が必須となる。
【０１３４】
本発明の第５の実施形態では、同期を調整することを、位相を調整することに置き換えること、すなわち、制御電圧を低減する領域では、ベース−コレクタ間の空乏層容量４０５の影響で、振幅信号に対して位相信号が遅れることに着目した。
【０１３５】
具体的には、図１０の実線で示すＡＭ−ＰＭ特性Ａ７０１と比べ、同図の点線に示すようなＡＭ−ＰＭ特性Ｂ７０２を補償データとする。すなわち、ＡＭ−ＰＭ特性Ａ７０１が式（２）の関数にて表現できる場合に、制御電圧の低い領域ほど、ベース−コレクタ間の空乏層容量４０５が増大して、振幅信号に対して位相信号が遅れることを考慮し、ＡＭ−ＰＭ特性Ｂ７０２として式（３）に示す関数を位相調整量として与える。ここで、式（３）におけるＲＦ_ｆｒｅｑは、電力増幅部１０５の高周波信号入力端子への入力信号の周波数を示し、ベース−コレクタ間の空乏層容量４０５の変化と振幅信号と位相信号との周波数差に起因して、振幅信号と位相信号との間の同期がズレることを考慮している。
【数２】
2006333450.tif 000004
【数３】
2006333450.tif 000005
【０１３６】
図９は、上述の同期調整を、位相調整に置換する構成を示す。すなわち、振幅信号ｒ（ｔ）と送信レベル情報Ｓ１と既知のＡＭ−ＡＭ特性とより、振幅信号に対する式（３）中のｆ２（ｘ、ＲＦ_ｆｒｅｑ）にて示す位相調整量を求めておき、位相調整量判断部６０１に、振幅信号に対するテーブルデータとして格納し、振幅信号ｒ（ｔ）を参照信号として、位相調整量情報を位相調整部６０２に出力する。
【０１３７】
位相調整部６０２では、位相調整量判断部６０１より送信されてきた位相調整量情報をもとに、メモリ１０１より出力される位相補正信号Ｔｃｏｍｐ（ｔ）に対して、位相調整量（ｆ２（ｘ、ＲＦ_ｆｒｅｑ））を乗算して、Ｔｃｏｍｐ２（ｔ）を生成し、位相情報補正部１１０へと出力する。
【０１３８】
以上説明してきたように、本発明の第５の実施形態では、同期調整と位相調整とを等価なものとして扱えるようにすることで、回路規模の大きい遅延調整部を、回路規模の小さい乗算回路により構成される位相調整部に変更するとともに、従来技術では解決できなかった信号変化点以外に、位相変調信号と振幅変調信号との合成時における同期外れの対応を、電力増幅部１０５の出力信号をフィードバックする系を用いることなく行うことができる。
【０１３９】
なお、ベースバンド周波数に応じて、位相調整量が変化するため、ベースバンド信号帯域幅に対応した遅延量のテーブルデータを用意し、図示しない送信装置の制御部より送信されるベースバンド帯域幅と等価となるシステム情報をもとに遅延量を調整することで、より高精度に同期を確保することができることは言うまでもない。
【０１４０】
また、位相調整部６０２での乗算処理を、メモリ１０１に格納するＡＭ−ＰＭデータに対して、あらかじめ実施しておいても同様な効果を実現できるとともに、回路規模をさらに低減できることは言うまでもない。
【０１４１】
さらに、本発明の第１の実施形態と第５の実施形態を組み合わせることで、さらに正確な同期確保を実現できることは言うまでもない。
【０１４２】
なお、上記実施の形態に記載の極座標変調回路は、メモリ部１０１から振幅信号の振幅値に応じた振幅補正信号及び位相補正信号を出力することで、電力増幅部１０５における歪補償を行う構成を示したが、メモリ部１０１、振幅情報補正部１０７、位相情報補正部１１０、遅延調整部１０４を省略することで、同期確保のみを目的とする極座標変調回路も構成することができる。
【０１４３】
なお、上記実施の形態に記載の極座標変調回路は、シリコン基板上に生成することで、集積回路として構成することができる。
【０１４４】
また、上記実施の形態に記載した極座標変調回路は、任意のＩＱ信号を生成する信号発生器からのＩＱ信号を極座標変換部に入力し、電力増幅部１０５の出力をアンテナに接続することで、送信装置として、構成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明の極座標変調回路は、極座標変調方式において、回路規模の増大を抑制しながら、位相信号と振幅信号の経路間遅延差を補償することが可能な効果を有し、同期調整方法、無線送信装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本発明の第１の実施形態による極座標変調回路の構成を示す図
【図２】本発明の第１の実施形態による電力増幅部のＡＭ−ＡＭ特性、ＡＭ−ＰＭ特性を示す図
【図３】本発明の第１の実施形態による極座標変調回路の他の構成を示す図
【図４】本発明の第１の実施形態による電力増幅部の構成を示す図
【図５】本発明の第１の実施形態による電力増幅部のステップ応答特性を示す図
【図６】本発明の第２の実施形態による極座標変調回路の構成を示す図
【図７】本発明の第３の実施形態による極座標変調回路の構成を示す図
【図８】本発明の第４の実施形態による遅延調整部の構成を示す図
【図９】本発明の第５の実施形態による極座標変調回路の構成を示す図
【図１０】本発明の第５の実施形態による電力増幅部のＡＭ−ＰＭ特性を示す図
【図１１】従来の技術による８−ＰＳＫ変調時の振幅信号一例を示す図
【図１２】従来の技術による送信装置の構成を示すブロック図
【図１３】従来の技術による電力増幅部のＡＭ−ＰＭ特性の変化を示す図
【図１４】従来の技術による送信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【０１４７】
１０１、３０２、９０３  メモリ
１０２  遅延量判断部
１０３、１０３Ｂ、１０４、３０１、９０２  遅延調整部
１０３Ｃ  第一の遅延調整部
１０３Ｄ  第二の遅延調整部
１０５、９００  電力増幅部
１０６、９０１  極座標変換部
１０７、９０４  振幅情報補正部
１０８、９０５  振幅変調部
１０９、９０６  振幅コントローラ部
１１０、９０７  位相情報補正部
１１１、９０８  位相変調部
１１２、１１２Ｂ、１１２Ｃ、９０９  位相変調信号発生部
１１１Ｃ  直交変調部
１１３  直交座標変換部
２０１  ＡＭ−ＡＭ特性
２０２、７０１、７０２  ＡＭ−ＰＭ特性
２０３  振幅信号
２０４  補正後振幅信号
２０５  位相補正信号
４０１  トランジスタ
４０２  ベース端子
４０３  エミッタ端子
４０４  コレクタ端子
４０５  ベース−コレクタ間容量
５０１、５０２  電力増幅部もステップ応答特性
５０３  遅延量
６０１  位相調整量判断部
６０２  位相調整部
１１０１、１１０２  ＤＡコンバータ
１１０３  基準クロック
１１０４  変化点検出回路
１１０５  遅延部
【図１】
2006333450.tif 000006
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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