(57)【要約】【課題】周波数帯の数よりも少ない数の増幅器で複数の周波数帯の無線信号を増幅し、その増幅器から出力される各周波数帯の無線信号間の電力差が大きい場合であっても、適切に信号の歪補償を行うことが可能な送信装置を提供する。【解決手段】第１の増幅器２は、複数の周波数帯の無線信号を増幅する。第１の経路３には、第１の増幅器２から出力された無線信号が入力される。第２の経路４には、第１の増幅器２から出力された無線信号が入力される。第２の経路４は、第１の経路３の利得よりも低い利得を有する。複数の周波数帯のうち、送信電力が予め定められた値以上に必要となる高出力周波数帯の無線信号は、対応する周波数帯ごとに、第１の経路３に入力される。また、複数の周波数帯のうち、送信電力が予め定められた値よりも小さい低出力周波数帯の無線信号は、対応する周波数帯ごとに、第２の経路４に入力される。【選択図】図１
2015088912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数帯の無線信号を増幅する第１の増幅器と、
前記第１の増幅器から出力された無線信号が入力される第１の経路と、
前記第１の増幅器から出力された無線信号が入力され、前記第１の経路の利得よりも低い利得を有する第２の経路と、
前記第１の経路又は前記第２の経路を経由した前記無線信号を送信する送信手段と
を有し、
前記複数の周波数帯のうち、送信電力が予め定められた値以上に必要となる高出力周波数帯の無線信号が、対応する周波数帯ごとに、前記第１の経路に入力され、
前記複数の周波数帯のうち、送信電力が予め定められた値よりも小さい低出力周波数帯の無線信号が、対応する周波数帯ごとに、前記第２の経路に入力される
送信装置。
【請求項２】
前記第１の増幅器の数は、前記複数の周波数帯の数よりも少なく、
前記第１の増幅器の少なくとも１つは、複数の周波数帯の無線信号を一括して増幅する
請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記第１の増幅器から出力された前記無線信号を、複数の周波数帯ごとに分離する分波器
をさらに有し、
前記分波器から出力された複数の周波数帯の前記無線信号それぞれは、送信電力に応じて、対応する周波数帯ごとに、前記第１の経路又は前記第２の経路に入力される
請求項２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記分波器から出力された前記無線信号を、対応する周波数帯ごとに、前記第１の経路又は前記第２の経路に振り分ける経路切替手段
をさらに有する請求項３に記載の送信装置。
【請求項５】
前記送信手段は、前記第１の経路を経由した前記複数の周波数帯のうちの一部の前記無線信号を一括して送信し、前記第２の経路を経由した前記複数の周波数帯のうちの一部の前記無線信号を一括して送信する
請求項１から４のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項６】
前記第１の経路は、前記第１の経路に入力された無線信号を増幅する第２の増幅器を有する
請求項１から５のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項７】
前記第１の経路に前記無線信号が入力されない場合、前記第２の増幅器はオフ状態となる
請求項６に記載の送信装置。
【請求項８】
前記第２の増幅器は、可変利得機能を有する
請求項６又は７に記載の送信装置。
【請求項９】
前記複数の周波数帯の無線信号を発生させる変調器と、
前記第１の経路及び前記第２の経路の少なくとも一方において検出された前記無線信号に関する情報に基づいて、前記第１の経路及び前記第２の経路の少なくとも一方から出力される前記無線信号の信号歪を補償するように、前記変調器から出力される前記無線信号を補正する歪補償器と
をさらに有する請求項１から８のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項１０】
第１の増幅器によって、複数の周波数帯の無線信号を増幅するステップと、
前記第１の増幅器から出力され、送信電力が予め定められた値以上に必要となる高出力周波数帯の無線信号を、対応する周波数帯ごとに第１の経路に入力するステップと、
前記第１の増幅器から出力され、送信電力が予め定められた値よりも小さい低出力周波数帯の無線信号を、対応する周波数帯ごとに第２の経路に入力するステップと、
前記第１の経路又は前記第２の経路を経由した前記無線信号を送信するステップと
を有する送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置及び送信方法に関し、特に、複数の周波数帯の無線信号を送信する送信装置及び送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の通信規格では、さらなる高速無線通信の実現に向けて、断片化した複数の帯域を集めて通信に利用するキャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation：ＣＡ）技術が用いられている（非特許文献１）。このＣＡ技術においては、複数の帯域を束ねることによって広帯域が確保され、通信の伝送速度を高速化することができる。
【０００３】
また、各キャリア周波数が大きく離れた（各キャリア周波数の差Δｆが各キャリアの無線信号の変調帯域幅ｆＢＢよりも十分に大きい）Inter-band Non-contiguous ＣＡモードにおいては、伝播特性の異なる複数のキャリア周波数で一括して同時並行的に通信することによって、通信の安定性を向上させることができる。また、ＣＡ技術を適用することによって、複数の事業者の帯域割当が断続的な場合又は帯域共用する場合にも対応した通信を行うことができる。
【０００４】
上記ＣＡ技術を用いた通信システムでは、複数の帯域（バンド）の無線（Radio Frequency：ＲＦ）信号を送信するマルチバンドの送信装置及び無線信号送信方法が必要となる。また、装置の小型化及び低コスト化の観点から、ＣＡ技術に対応した送信装置は、複数のバンドのＲＦ信号を単一の電力増幅器（Power Amplifier：ＰＡ）で増幅し、かつ送信できる事が望ましい。
【０００５】
一方、単一の電力増幅器を用いた送信装置における重要な課題として、送信装置から出力されるＲＦ信号の歪抑制が挙げられる。送信装置の内部において、無線通信に用いるＲＦ信号を増幅する電力増幅器の非線形性が、送信するＲＦ信号を歪ませる大きな要因となっている。ＲＦ信号の歪は、送信に用いる所望帯域外への漏洩電力を発生させる。ここで、近年の無線通信規格は、スペクトル効率改善のために線形変調が主流になっている。この線形変調では、ＲＦ信号の歪で発生する所望帯域外への漏洩電力に厳しい制限が設定されている。したがって、送信するＲＦ信号の歪を抑制することが、送信装置における重要な技術課題となる。ＣＡ技術に対応したマルチバンド送信装置の場合においても、ＲＦ信号の歪抑制は重要な課題である。
【０００６】
ＣＡ技術に対応したマルチバンド送信装置における信号歪を抑制する技術は、特許文献１及び特許文献２に開示されている。特許文献１及び特許文献２においては、複数バンドのＲＦ信号を単一の電力増幅器で増幅し、ディジタル回路による歪補償部(プリディストータ部)を用いて、電力増幅器から出力されるＲＦ信号の歪抑制を行っている。
【０００７】
図１６は、特許文献１にかかる送信装置の機能構成図である。図１６に示した送信装置７００は、２バンド送信機７３０及びプリディストーション部７２０の２つのブロックで構成されている。
【０００８】
２バンド送信機７３０は、キャリア周波数fc1（バンド１）のＲＦ信号と、キャリア周波数fc2（バンド２）のＲＦ信号とを一括して同時並行的に送信する機能を持つ。２バンド送信機７３０において、バンド１のベースバンド信号７１５Ａは、ローパスフィルタ７３５Ａを経由して、局部発振（ＬＯ：Local oscillate）信号発生器７４０Ａとミキサ７４５Ａとで構成される周波数変換器においてキャリア周波数fc1のＲＦ信号に変換される。また、バンド２のベースバンド信号７１５Ｂは、ローパスフィルタ７３５Ｂを経由して、ＬＯ信号発生器７４０Ｂとミキサ７４５Ｂとで構成される周波数変換器においてキャリア周波数fc2のＲＦ信号に変換される。キャリア周波数fc1及びfc2のＲＦ信号は、電力合成器７５０において合成されて、電力増幅器７６０に入力される。電力増幅器７６０は、キャリア周波数fc1及びfc2のＲＦ信号を一括して同時並行的に増幅し、ＲＦ信号７７０として出力する。
【０００９】
プリディストーション部７２０は、２バンド送信機７３０で発生するバンド１及びバンド２のＲＦ出力信号７７０の歪を補償する機能を持つ。つまり、プリディストーション部７２０の入出力特性は、２バンド送信機７３０の入出力特性と逆の非線形特性を持つことで、２バンド送信機７３０の非線形性を打ち消している。プリディストーション部７２０は、例えばプロセッサ等のディジタル演算回路で実装され、上記の非線形性を打ち消す信号をディジタル演算回路で算出し出力する機能を有する。
【００１０】
より具体的には、２バンドの信号を一括して同時並行的に送信する場合、２バンド送信機７３０の非線形性に起因して、２つのバンド間で、周波数ミキシング効果（相互ミキシング）が生じる。これにより、ＲＦ出力信号７７０のバンド１における信号成分（特に非線形性から生じる信号歪）は、２バンド送信機７３０に入力されるバンド１のベースバンド信号７１５Ａ及びバンド２のベースバンド信号７１５Ｂの両方に依存するようになる。同様の理由により、ＲＦ出力信号７７０のバンド２における信号成分（特に非線形性から生じる信号歪）は、２バンド送信機７３０に入力されるバンド１のベースバンド信号７１５Ａ及びバンド２のベースバンド信号７１５Ｂの両方に依存する。
【００１１】
上記の信号歪を補正するため、バンド１のベースバンド信号７１５Ａは、プリディストータ７２５Ａによって、バンド１の入力ベースバンド信号７１０Ａ及びバンド２の入力ベースバンド信号７１０Ｂの両方から生成される。同様に、バンド２のベースバンド信号７１５Ｂは、プリディストータ７２５Ｂによって、バンド１の入力ベースバンド信号７１０Ａ及びバンド２の入力ベースバンド信号７１０Ｂの両方から生成される。
【００１２】
図１７は、特許文献２にかかる送信装置の機能構成図である。図１７において、送受信機８０１は、複数の無線周波数帯域の信号を送信する機能と受信機能とを有する。図１７において、信号生成部８１０は、バンド１からバンドＮ（Ｎは２以上の整数）までの信号を生成する。信号生成部８１０において生成される信号成分は０と１の２値で表現されるディジタルデータである。信号生成部８１０は、歪み補償部８１１に接続される。歪み補償部８１１は、信号生成部８１０から出力される信号の高調波、及びバンド１からバンドＮの信号間に生じる相互変調歪みを低減する。この歪み補償部８１１は、信号生成部８１０から出力される信号を、送信用高出力増幅器が持つ非線形特性の逆特性となる信号に変換する。
【００１３】
ＤＡＣ部８１２は、歪み補償部８１１から出力されたディジタル信号をアナログ信号に変換する。増幅部８１３は、ＤＡＣ部８１２の後段に接続され、無線帯域のマルチバンド信号を増幅する。この増幅部８１３の出力信号においては、任意の高調波や相互変調歪みの出力が低減されている。アンテナ８１４は、増幅部８１３から出力されたマルチバンド信号を無線によって送信する。
図１６及び図１７に記載された回路構成および動作により、複数のバンドのＲＦ信号を単一の電力増幅器で増幅し、電力増幅器から出力されるＲＦ信号の歪抑制が実現される。
【００１４】
無線通信で使用される送信装置における他の重要な課題として、送信装置の省電力化が挙げられる。送信装置内において、送信するＲＦ信号を増幅する電力増幅器が、送信装置の構成要素の中でも特に電力を消費する。そのため、送信装置の開発においては、電力増幅器の電力効率の改善が重要課題とされている。この電力効率の改善は、ＲＦ信号の歪抑制つまり線形性の維持と両立して実現される必要がある。
【００１５】
電力増幅器においては、線形性を維持するために、瞬時最大出力（ピーク）電力が飽和出力電力以下になるように、平均出力電力が設定される。つまり、電力増幅器においては、増幅する信号のピーク電力と平均電力との比（Peak-to-Average Ratio：ＰＡＲ）が大きい値を持つ場合ほど、線形性維持のために、平均出力電力を飽和出力電力から一層低く設定することが必要となる。
【００１６】
しかしながら、一般に、電力増幅器は、平均出力電力を飽和出力電力から低い比率に下げるほど、電力増幅器へ供給される供給電力と電力増幅器から取り出される出力電力との比（すなわち電力効率）が低下する性質を持つ。電力効率の低下は、省電力化の要求に反する問題である。
【００１７】
ＲＦ信号のＰＡＲは、通信規格毎に固有の値を有している。近年用いられているＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）、ＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）、地上デジタル放送、ＬＴＥ（Long Term Evolution）などの高速無線通信においては、ＰＡＲはおよそ数ｄＢから十数ｄＢという大きな値となる。このようなＰＡＲの大きさが、電力増幅器（ＰＡ）の電力効率を大きく低下させる要因となっている。
【００１８】
したがって、線形性を維持するため平均出力電力を低い値に設定した場合においても、電力効率を高く維持することが、送信装置の開発において重要な課題となる。ここで、ＣＡ技術に対応したマルチバンド送信装置の場合においても、低い平均出力電力に対して電力効率を高く維持することが、同様に重要な課題となる。
【００１９】
シングルバンドの送信装置において、低い平均出力電力に対して電力効率を高く維持する技術が、特許文献３において開示されている。図１８は、特許文献３にかかる送信装置の回路構成図である。図１８で図示された特許文献３の送信装置２６は、ドライバアンプ（ＤＡ）３２と、電力増幅器（ＰＡ）３４と、スイッチ３３，３５と、入力端子３１と、出力端子３６と、電源端子３７と、スイッチ制御端子３８と、グラウンド（ＧＮＤ）端子３９とを有する。高出力動作モード時においては、スイッチ３３，３５を制御して、入力端子３１から入力されたＲＦ信号が、ドライバアンプ３２及び電力増幅器３４を経由した経路４１を介して出力端子３６に出力される。一方、低出力動作モード時においては、スイッチ３３，３５を制御して、入力端子３１から入力されたＲＦ信号が、ドライバアンプ３２を経由するものの電力増幅器３４を迂回する経路４２を介して、出力端子３６に出力される。低出力動作モード時において、電力増幅器３４はオフ状態になり、消費電力は抑制される。これにより、シングルバンドの送信装置の電力効率を改善することができる。
【００２０】
特許文献３と同様の経路切り替え方式をマルチバンド／マルチモード送信装置に適用した例が、特許文献４に開示されている。図１９は、特許文献４にかかる送信装置の回路構成図である。図１９で示された送信装置４００は、４つのシングルバンド送信機４４０ａ，４４０ｂ，３４０ｃ，３４０ｄを有する。これらの４つのシングルバンド送信機が並列に実装されることで、異なる４つのバンドのＲＦ信号（ＲＦｏｕｔ１、ＲＦｏｕｔ２、ＲＦｏｕｔ３、ＲＦｏｕｔ４）を送信するマルチバンド送信機としての機能が実現される。それぞれのシングルバンド送信機４４０ａ，４４０ｂ，３４０ｃ，３４０ｄは、低出力動作モード時の経路（チェーン１）及び高出力時動作モード時の経路（チェーン２及びチェーン３）を備えている。送信出力電力に応じて、低出力動作モード時の経路と高出力時動作モード時の経路とが、スイッチ４４８ａ，４４８ｂ，３４８ｃ，３４８ｄを用いて切り替わる。これによって、特許文献３の送信装置と同様に、省電力化がなされる。
【００２１】
つまり、特許文献４にかかるマルチバンド用の送信装置４００は、特許文献３に記載されたシングルバンド用の送信装置２６を、複数個並列に実装したような構成になっている。なお、特許文献４にかかるマルチバンド用の送信装置４００は、シングルバンド送信機４４０ａ，４４０ｂ，３４０ｃ，３４０ｄの出力にバンド選択スイッチ３７０を備える。異なる４つのバンドのＲＦ信号（ＲＦｏｕｔ１、ＲＦｏｕｔ２、ＲＦｏｕｔ３、ＲＦｏｕｔ４）のうち、バンド選択スイッチ３７０によって選択されたＲＦ信号のみが、アンテナ３８０から送信される。つまり、特許文献４にかかる送信装置４００は、複数バンドのＲＦ信号のうち、一つのバンドのみを選択して送信することができる、言い換えると、特許文献４にかかる送信装置４００は、複数のバンド（周波数帯）のＲＦ信号を一括して同時並行的に送信する機能は備えていない。
【００２２】
特許文献４と同様の経路切り替え方式を適用したマルチバンド送信装置の例は、特許文献５、特許文献６および特許文献７においても開示されている。また、特許文献８には、マルチキャリア共通増幅器に適用した場合であっても、影像成分によって隣接チャネル漏洩電力比が劣化しない歪補償回路および送信機が開示されている。
【００２３】
マルチバンド送信装置の他の例が、特許文献９に開示されている。図２０は、特許文献９にかかる送信装置の回路構成図である。図２０の送信装置は、増幅手段５０１，５１１，５１３と、インピーダンス変換手段５０２，５２１，５２２，５２３，５７１，５７２，５７３と、分岐手段５３１，５３２，５４１，５４２とを有する。図２０の送信装置の入力端子には、ｆ１，ｆ２，ｆ３のキャリア周波数のＲＦ信号が入力される。キャリア周波数（ｆ１、ｆ２、ｆ３）は、ｆ１＞ｆＴＨ＿Ｈ＞ｆ２＞ｆＴＨ＿Ｌ＞ｆ３の関係を満たすとする。分岐手段５３１，５４１は、ｆＴＨ＿Ｈ以上のキャリア周波数のＲＦ信号をインピーダンス変換手段５７１に出力し、ｆＴＨ＿Ｈ以下のキャリア周波数のＲＦ信号をインピーダンス変換手段５２２に出力するように構成されている。分岐手段５３２，５４２は、ｆＴＨ＿Ｌ以上のキャリア周波数のＲＦ信号をインピーダンス変換手段５７２に出力し、ｆＴＨ＿Ｌ以下のキャリア周波数のＲＦ信号をインピーダンス変換手段５２３に出力するように構成されている。上記の構成により、送信装置の入力端子に入力されたＲＦ信号は、図２０内に記載されたとおり、そのキャリア周波数に応じて異なる出力端子へと出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０３１６１５７号明細書
【特許文献２】特開２０１２−２２７８８１号公報
【特許文献３】特開２００１−２１７６６１号公報
【特許文献４】特表２０１１−５１２０９８号公報
【特許文献５】特開２０１２−１１９９０３号公報
【特許文献６】特表２０１２−５２７１８６号公報
【特許文献７】特開２００６−０３３７３１号公報
【特許文献８】特開２００４−０１５３１０号公報
【特許文献９】特許第４８６７３４６号公報
【非特許文献】
【００２５】
【非特許文献１】三木信彦他、“ＬＴＥ-Advancedにおける広帯域化を実現するCarrier Aggregation”,NTT DoCoMoテクニカルジャーナル，Vol．１８，No．２, pp．１２−２１
【非特許文献２】P．Colantonio，et.al. ，“A Design Technique for Concurrent Dual-Band Harmonic Tuned Power Amplifier，” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques，vol．５６，no．１１，pp．２５４５−２５５５，２００８
【非特許文献３】S．Kousai，et.al. ，“An Octave-Range，Watt-Level，Fully-Integrated CMOS Switching Power Mixer Array for Linearization and Back-Off-Efficiency Improvement，” IEEE Journal of Solid-State Circuits，vol．４４，no．１２，pp．３３７６−３３９２，２００９
【非特許文献４】P．Saad，et.al. ，“Design of a Highly Efficient ２−４GHz Octave Bandwidth ＧａＮ-ＨＥＭＴ Power Amplifier，” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques， ｖｏｌ．５８， ｎｏ．７， ｐｐ．１６７７−１６８５，２０１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
特許文献１及び特許文献２に記載の送信装置は、単一の増幅器で複数の周波数帯の無線信号を、一括して同時並行で増幅する。しかしながら、増幅器から出力される各周波数帯の無線信号間の電力差が大きい場合、電力の小さい無線信号の周波数帯において、信号の歪補償が困難になるという問題がある。
【００２７】
また、特許文献３〜特許文献９に記載の送信装置においては、送信する周波数帯の数が増大した場合、その周波数帯の数に概ね比例した数の増幅器を設置する必要がある。このような場合、特に送信する周波数帯の数が多いとき、必要な増幅器の数が増加してしまうため、送信装置のコスト及びサイズを増大させるという問題がある。
【００２８】
本発明の目的は、このような課題を解決するためになされたものであり、周波数帯の数よりも少ない数の増幅器で複数の周波数帯の無線信号を増幅し、その増幅器から出力される各周波数帯の無線信号間の電力差が大きい場合であっても、適切に信号の歪補償を行うことが可能な送信装置及び送信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明にかかる送信装置は、複数の周波数帯の無線信号を増幅する第１の増幅器と、前記第１の増幅器から出力された無線信号が入力される第１の経路と、前記第１の増幅器から出力された無線信号が入力され、前記第１の経路の利得よりも低い利得を有する第２の経路と、前記第１の経路又は前記第２の経路を経由した前記無線信号を送信する送信手段とを有し、前記複数の周波数帯のうち、送信電力が予め定められた値以上に必要となる高出力周波数帯の無線信号が、対応する周波数帯ごとに、前記第１の経路に入力され、前記複数の周波数帯のうち、送信電力が予め定められた値よりも小さい低出力周波数帯の無線信号が、対応する周波数帯ごとに、前記第２の経路に入力される。
【００３０】
また、本発明にかかる送信方法は、第１の増幅器によって、複数の周波数帯の無線信号を増幅するステップと、前記第１の増幅器から出力され、送信電力が予め定められた値以上に必要となる高出力周波数帯の無線信号を、対応する周波数帯ごとに第１の経路に入力するステップと、前記第１の増幅器から出力され、送信電力が予め定められた値よりも小さい低出力周波数帯の無線信号を、対応する周波数帯ごとに第２の経路に入力するステップと、前記第１の経路又は前記第２の経路を経由した前記無線信号を送信するステップとを有する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、周波数帯の数よりも少ない数の増幅器で複数の周波数帯の無線信号を増幅し、その増幅器から出力される各周波数帯の無線信号間の電力差が大きい場合であっても、適切に信号の歪補償を行うことが可能な送信装置及び送信方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態にかかる送信装置の概要を示す図である。
【図２】実施の形態１にかかる送信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１にかかる歪補償器の構成の例を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１にかかる歪補償器の構成の例を示すブロック図である。
【図５】実施の形態１にかかる送信装置において、ＲＦ信号の全てが低利得経路に振り分けられた状態を示す図である。
【図６】単一の電力増幅器が複数バンドのＲＦ信号を一括して同時並行的に増幅する場合に発生する信号歪を示す概念図である。
【図７】混変調歪の影響を示す概念図である。
【図８】相互変調歪の影響を示す概念図である。
【図９】実施の形態２にかかる送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態３にかかる送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態４にかかる送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態５にかかる送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態６にかかる送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】実施の形態７にかかる送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】実施の形態８にかかる送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】特許文献１にかかる送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】特許文献２にかかる送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】特許文献３にかかる送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】特許文献４にかかる送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２０】特許文献９にかかる送信装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（本発明にかかる実施の形態の概要）
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明にかかる実施の形態の概要について説明する。本実施の形態は、複数の周波数の信号を一括して同時並行的に送信することが可能なＣＡ技術に対応した送信装置であって、良好な歪補償および省電力化の機能を備えた低コストで小型な送信装置を実現することを主要な特徴としている。
【００３４】
図１は、本発明の実施の形態にかかる送信装置１の概要を示す図である。送信装置１は、第１の増幅器２と、第１の経路３と、第２の経路４と、送信部（送信手段）５とを有する。第１の増幅器２は、複数の周波数帯の無線信号を増幅する。第１の経路３には、第１の増幅器２から出力された無線信号が入力される。第２の経路４には、第１の増幅器２から出力された無線信号が入力される。第２の経路４は、第１の経路３の利得よりも低い利得を有する。送信部５は、第１の経路３又は第２の経路４を経由した無線信号を送信する。
【００３５】
ここで、複数の周波数帯のうち、送信電力が予め定められた値以上に必要となる高出力周波数帯の無線信号は、対応する周波数帯ごとに、第１の経路３に入力される。また、複数の周波数帯のうち、送信電力が予め定められた値よりも小さい低出力周波数帯の無線信号は、対応する周波数帯ごとに、第２の経路４に入力される。
【００３６】
このように、本実施の形態にかかる送信装置１は、高い電力で送信することが必要な無線信号を、第１の経路３（高利得経路）を経由して送信し、低い電力で送信することが必要な無線信号を、第２の経路４（低利得経路）を経由して送信する。このようにすることによって、周波数帯の数よりも少ない数である第１の増幅器２で複数の周波数帯の無線信号を増幅し、第１の増幅器２から出力される各周波数帯の無線信号間の電力差が大きい場合であっても、適切に信号の歪補償を行うことが可能となる。
【００３７】
（実施の形態１）
図２は、実施の形態１にかかる送信装置１００の構成を示すブロック図である。図２に示すように、送信装置１００は、変調器（信号発生器）１０１と、ドライバアンプ（第１の増幅器）１０２と、分波器１０３と、経路切替部（経路切替手段）１０４と、合成器１０６，１０７と、高利得経路１０８と、低利得経路１０９と、送信アンテナ１１０，１１１と、歪補償器１１２とを有する。
なお、以下、ＲＦ信号１３２−１〜１３２−Ｎ等の複数ある構成要素を区別することなく説明するときは、単に、ＲＦ信号１３２と記載することがある。
【００３８】
変調器１０１は、異なるキャリア周波数ｆｃ１、ｆｃ２、・・・、ｆｃＮを持つ複数バンドのＲＦ信号１３２−１，１３２−２，・・・、１３２−Ｎを生成する。さらに、変調器１０１は、これらにＲＦ信号１３２−１〜１３２−Ｎを、一括して同時並行的に（同じタイミングで）ドライバアンプ１０２に対して出力する。ここで、Ｎは、送信するバンド（キャリア周波数）の数である。また、本実施の形態においては、キャリア周波数ｆｃ１、ｆｃ２、・・・、ｆｃＮの大小関係は任意である。つまり、ｆｃｉ＞ｆｃｊ（ｉ≠ｊ）であってもよいし、ｆｃｉ＜ｆｃｊであってもよい。
【００３９】
ドライバアンプ１０２は、変調器１０１からＲＦ信号１３２−１〜１３２−Ｎを受けつける。ドライバアンプ１０２は、これらのＲＦ信号１３２−１〜１３２−Ｎを一括して増幅し、ＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎを得る。さらに、ドライバアンプ１０２は、ＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎを、分波器１０３に対して出力する。なお、ドライバアンプ１０２の利得は、可変であってもよい。
【００４０】
分波器１０３は、ドライバアンプ１０２からＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎを受け付けて、これらのＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎを、キャリア周波数ごとに分離する。さらに、分波器１０３は、分離したＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎを、経路切替部１０４に対して出力する。
【００４１】
経路切替部１０４は、ＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎを、それぞれ、送信電力に応じて、高利得経路１０８又は低利得経路１０９に対して振り分ける機能を有する。例えば、実施の形態１においては、経路切替部１０４は、バンド（キャリア周波数）の数Ｎと同数の経路切替スイッチ１０４−１〜１０４−Ｎを有する。経路切替スイッチ１０４−ｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）は、分波器１０３からＲＦ信号１３１ｉを受け付ける。経路切替スイッチ１０４−ｉは、ＲＦ信号１３１−ｉの送信電力が予め定められた電力閾値Ｐｔｈ−ｉ以上か否かに応じて、ＲＦ信号１３１−ｉを、高利得経路１０８又は低利得経路１０９に振り分ける。
【００４２】
具体的には、ＲＦ信号１３１−ｉの送信電力が電力閾値値Ｐｔｈ−ｉ以上である場合、経路切替スイッチ１０４−ｉは、ＲＦ信号１３１−ｉを、高利得経路１０８に振り分ける。一方、ＲＦ信号１３１−ｉの送信電力が電力閾値値Ｐｔｈ−ｉ未満である場合、経路切替スイッチ１０４−ｉは、ＲＦ信号１３１−ｉを、低利得経路１０９に振り分ける。図１に示した例では、経路切替スイッチ１０４−１は、ＲＦ信号１３１−１を高利得経路１０８に振り分ける。また、経路切替スイッチ１０４−２は、ＲＦ信号１３１−２を高利得経路１０８に振り分ける。また、経路切替スイッチ１０４−Ｎは、ＲＦ信号１３１−Ｎを低利得経路１０９に振り分ける。
【００４３】
なお、ＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎの振り分け先を高利得経路１０８とするか又は低利得経路１０９とするかは、それぞれ、経路切替スイッチ１０４−１〜１０４−Ｎにより、任意に変更する事ができる。また、経路切替スイッチ１０４−１〜１０４−Ｎそれぞれに設定された電力閾値Ｐｔｈ−１〜Ｐｔｈ−Ｎは、各キャリア周波数について同じ（つまりＰｔｈ−１＝Ｐｔｈ−２＝・・・＝Ｐｔｈ−Ｎ）であってもよいし、それぞれ互いに異なってもよい。
【００４４】
合成器１０６は、経路切替部１０４と高利得経路１０８との間に設けられている。合成器１０６は、経路切替スイッチ１０４−１〜１０４−Ｎによって高利得経路１０８に振り分けられたＲＦ信号１３１を受け付ける。そして、合成器１０６は、高利得経路１０８に振り分けられたＲＦ信号１３１を合成し、高利得経路１０８に対して出力する。
【００４５】
合成器１０７は、経路切替部１０４と低利得経路１０９との間に設けられている。合成器１０７は、経路切替スイッチ１０４−１〜１０４−Ｎによって低利得経路１０９に振り分けられたＲＦ信号１３１を受け付ける。そして、合成器１０７は、低利得経路１０９に振り分けられたＲＦ信号１３１を合成し、低利得経路１０９に対して出力する。
【００４６】
高利得経路１０８は、電力増幅器（第２の増幅器）１２１とＲＦ信号検出部１２２とを有する。また、低利得経路１０９は、ＲＦ信号検出部１２３を有する。低利得経路１０９よりも高い利得を有する。言い換えると、低利得経路１０９は、高利得経路１０８よりも低い利得を有する。
【００４７】
高利得経路１０８は、ＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎのうち、経路切替スイッチ１０４−１〜１０４−Ｎによって高利得経路１０８に振り分けられたＲＦ信号１３１を受け付ける。電力増幅器１２１は、高利得経路１０８に振り分けられたＲＦ信号１３１を増幅し、ＲＦ信号１４１を得る。そして、電力増幅器１２１は、ＲＦ信号検出部１２２を介して、ＲＦ信号１４１を送信アンテナ１１０に対して出力する。図１に示した例では、電力増幅器１２１は、ＲＦ信号１３１−１，１３１−２を増幅し、それぞれＲＦ信号１４１−１，１４１−２として出力する。
【００４８】
低利得経路１０９は、ＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎのうち、経路切替スイッチ１０４−１〜１０４−Ｎによって低利得経路１０９に振り分けられたＲＦ信号１３１を受け付ける。そして、低利得経路１０９は、低利得経路１０９に振り分けられたＲＦ信号を増幅せず、そのまま、ＲＦ信号検出部１２３を介して、ＲＦ信号１４１として、送信アンテナ１１０に対して出力する。図１に示した例では、低利得経路１０９は、ＲＦ信号１３１−ＮをＲＦ信号１４１−Ｎとして出力する。
【００４９】
送信アンテナ１１０は、高利得経路１０８から出力されたＲＦ信号１４１を、一括して送信する。図１の例では、送信アンテナ１１０は、ＲＦ信号１４１−１，１４１−２を一括して送信する。つまり、送信アンテナ１１０は、高利得経路１０８を経由した周波数帯のＲＦ信号１４１を、一括して送信する。送信アンテナ１１１は、低利得経路１０９から出力されたＲＦ信号１４１を、一括して送信する。図１の例では、送信アンテナ１１１は、ＲＦ信号１４１−Ｎを一括して送信する。つまり、送信アンテナ１１１は、低利得経路１０９を経由した周波数帯のＲＦ信号１４１を、一括して送信する。
【００５０】
ＲＦ信号検出部１２２は、高利得経路１０８から出力されるＲＦ信号１４１を検出し、そのＲＦ信号１４１に関する情報を、歪補償器１１２に対して出力する。ＲＦ信号検出部１２３は、低利得経路１０９から出力されるＲＦ信号１４１を検出し、そのＲＦ信号１４１に関する情報を、歪補償器１１２に対して出力する。
【００５１】
歪補償器１１２は、検出された、ＲＦ信号１４１−１〜１４１−Ｎに関する情報を受け付ける。そして、歪補償器１１２は、以下に説明するように、ＲＦ信号１４１−１〜１４１−Ｎに関する情報に基づいて、ＲＦ信号１４１−１〜１４１−Ｎの信号歪を低減するように、変調器１０１から出力されるＲＦ信号１３２−１〜１３２−Ｎの補正を行う。
【００５２】
図３は、歪補償器１１２の構成を示すブロック図である。図３に示すように、歪補償器１１２は、歪補償制御信号生成部２２０と、入力端子２１１−１〜２１１−Ｎと、出力端子２１２−１〜２１２−Ｎとを有する。歪補償制御信号生成部２２０は、例えば、プロセッサ等のディジタル演算回路で実装されるが、実装される形式は任意である。
【００５３】
入力端子２１１−１〜２１１−Ｎは、それぞれ、各バンド１〜Ｎで搬送すべき理想ベースバンド信号ｚ1(t)〜ｚN(t)を受け付けて、歪補償制御信号生成部２２０に対して出力する。歪補償制御信号生成部２２０は、理想ベースバンド信号［ｚ1(t)，・・・，ｚN(t)］から、歪補償用ベースバンド信号［ｗ1(t)，・・・，ｗN(t)］を生成し、出力端子２１２−１〜２１２−Ｎに対して出力する。
【００５４】
変調器１０１は、出力端子２１２−１〜２１２−Ｎに出力された歪補償用ベースバンド信号［ｗ1(t)，・・・，ｗN(t)］の各成分を受け付ける。変調器１０１は、歪補償用ベースバンド信号［ｗ1(t)，・・・，ｗN(t)］の各成分を、それぞれ、バンド１〜ＮのＲＦ信号１３２−１〜１３２−Ｎに搬送した上で出力する。
【００５５】
変調器１０１から出力されるＲＦ信号１３２−１〜１３２−Ｎそれぞれに、歪補償用ベースバンド信号ｗ1(t)〜ｗN(t)を搬送させた場合において、送信装置１００から送信されるＲＦ信号１４１−１〜１４１−Ｎのベースバンド信号を、ｙ1(t)〜ｙN(t)とする。このとき、変調器１０１の出力端子から送信アンテナ１１０，１１１までの経路の特性は、以下の式（１）のように表現される。
（１）  ［ｙ1(t)，・・・，ｙN(t)］＝ｇ［ｗ1(t)，・・・，ｗN(t)］
【００５６】
ここで、ｇは、ベクトル［ｗ1(t)，・・・，ｗN(t)］をベクトル［ｙ1(t)，・・・，ｙN(t)］に変換する写像である。ドライバアンプ１０２（及び電力増幅器１２１）で複数のバンドのＲＦ信号を一括して同時並行的に増幅する場合、各バンドｉ（＝１〜Ｎ）の入力信号ｗi(t)と出力信号ｙi(t)とは、成分ごとに独立して対応しない。つまり、送信装置１００の入力信号ｗ1(t)〜ｗN(t)と出力信号ｙ1(t)〜ｙN(t)との関係は、式（１）で与えられるような、ベクトル間の関係となる。
【００５７】
また、歪補償制御信号生成部２２０は、理想ベースバンド信号［ｚ1(t)，・・・，ｚN(t)］と歪補償用ベースバンド信号［ｗ1(t)，・・・，ｗN(t)］との関係は、以下の式（２）を用いて与えられ得る。
（２）  ［ｗ1(t)，・・・，ｗN(t)］＝ｇ-1［ｚ1(t)，・・・，ｚN(t)］
【００５８】
ここで、ｇ-1は、式（１）で与えられた写像ｇの逆写像である。ここで、式（１）と式（２）とを組み合わせると、以下の式（３）で表される。
（３）  ［ｙ1(t)，・・・，ｙN(t)］
＝ｇ［ｗ1(t)，・・・，ｗN(t)］
＝ｇ［ｇ-1［ｚ1(t)，・・・，ｚN(t)］］
＝［ｚ1(t)，・・・，ｚN(t)］
【００５９】
つまり、送信装置１００の出力に搬送されたベースバンド信号［ｙ1(t)，・・・，ｙN(t)］は、理想ベースバンド信号［ｚ1(t)，・・・，ｚN(t)］と一致する。したがって、送信装置１００の出力信号［ｙ1(t)，・・・，ｙN(t)］の歪補償が実現される。言い換えると、ドライバアンプ１０２（及び電力増幅器１２１）を用いて複数のバンドのＲＦ信号を一括して同時並行的に増幅する場合、式（２）で与えられるような、複数のバンドのＲＦ信号の一括処理を、歪補償制御信号生成部２２０が行うことによって、歪補償が実現される。
【００６０】
なお、上記では、ドライバアンプ１０２（及び電力増幅器１２１）で複数のバンドのＲＦ信号を一括して同時並行的に増幅する場合、各バンドｉの入力信号ｗi(t)と出力信号ｙi(t)とは、成分ごとに独立して対応しないと説明した。その理由は、複数のバンドのＲＦ信号を一括して同時並行的に増幅する場合、複数のバンド間の相互ミキシングが生じるためである。一方、複数のバンドのＲＦ信号を一括して同時並行的に増幅する場合においても、以下に説明するように、複数のバンド間の相互ミキシングが弱ければ、バンドごとに歪補償を行ってもよい。
【００６１】
図４は、歪補償をバンドごとに行う場合における、歪補償器１１２の構成の例を示すブロック図である。この場合、図４に示すように、歪補償制御信号生成部２２０は、各バンドに対応した歪補償制御信号生成部２２０−１〜２２０−Ｎで構成されている。歪補償制御信号生成部２２０−ｉ（ｉ＝１，・・・，Ｎ）は、バンドｉの理想ベースバンド信号ｚｉ(t)から歪補償用ベースバンド信号ｗｉ(t)を生成する機能を有する。
【００６２】
ドライバアンプ１０２（及び電力増幅器１２１）における複数のバンド間の相互ミキシングが弱い場合、変調器１０１から出力されるバンドｉのＲＦ信号１３２−ｉに搬送されたベースバンド信号ｗｉ(t)と、送信装置１００から送信されるバンドｉのＲＦ信号１４１−ｉのベースバンド信号ｙi(t)との関係は、以下の式（４）で与えられる。
（４）  ｙi (t)＝ｇi［ｗi(t)］  （ｉ＝１，・・・Ｎ）
【００６３】
ここで、ｇiは、ｙi(t)とｗｉ(t)との関係を表す関数である。このとき、歪補償制御信号生成部２２０−ｉは、以下の式（５）で与えられる関数を用いて、歪補償用ベースバンド信号ｗi(t)を生成することが望ましい。
（５）  ｗi(t)＝ｇi-1[ｚi(t)]  （ｉ＝１，・・・Ｎ）
【００６４】
ここで、ｇi-1は、式（４）で与えられた写像ｇiの逆写像である。ここで、式（４）と式（５）とを組み合わせると、以下の式（６）で表される。
（６）  ｙi(t)＝ｇi［ｗi(t)］＝ｇi［ｇi-1[ｚi(t)]］＝ｚi(t)
つまり、送信装置１００の出力に搬送されたバンドｉのベースバンド信号ｙi(t)は、理想ベースバンド信号ｚi(t)と一致する。したがって、送信装置１００の出力信号ｙi(t)の歪補償が実現される。
【００６５】
実施の形態１にかかる送信装置１００は、互いに異なるキャリア周波数ｆｃ１〜ｆｃＮに関する複数のバンドのＲＦ信号１４１−１〜１４１−Ｎを、一括して同時並行的に、かつ、信号歪を低減した状態で送信する。さらに、実施の形態１にかかる送信装置１００は、ＲＦ信号１４１−１〜１４１−Ｎのうち、大きな電力で送信することが必要なＲＦ信号１４１を、高利得経路１０８を経由して送信する。一方、実施の形態１にかかる送信装置１００は、ＲＦ信号１４１−１〜１４１−Ｎのうち、小さな電力で送信してもよいＲＦ信号１４１を、低利得経路１０９を経由して送信する。
【００６６】
ここで、本実施の形態においては、ドライバアンプ１０２から出力されるＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎのそれぞれは、同程度の平均電力レベルを持つことが望ましい。この場合、電力増幅器１２１の利得をＧ（ｄＢ）とすると、ＲＦ信号１４１−１〜１４１−Ｎのうち、高利得経路１０８から出力されるＲＦ信号１４１（図１の例ではＲＦ信号１４１−１及び１４１−２）の平均電力レベルは、低利得経路１０９から出力されるＲＦ信号１４１（図１の例ではＲＦ信号１４１−Ｎ）の平均電力レベルと比較して、Ｇ（ｄＢ）高い電力となる。すなわち、本実施の形態においては、高利得経路１０８と低利得経路１０９との利得差つまり電力増幅器１２１の利得Ｇにより、高利得経路１０８と低利得経路１０９とから出力されるＲＦ信号の平均電力レベルに差を設けている。
【００６７】
なお、電力増幅器１２１を可変利得増幅器とすることによって、電力増幅器１２１の利得Ｇ（ｄＢ）を可変にしてもよい。このようにすることによって、高利得経路１０８と低利得経路１０９とから出力されるＲＦ信号の平均電力レベルの差を調整することが可能となる。
【００６８】
また、本実施の形態においては、ドライバアンプ１０２及び電力増幅器１２１として、例えば、複数のキャリア周波数ｆｃ１〜ｆｃＮに対応して設計されたマルチバンド電力増幅器を用いてもよい。例えば、ドライバアンプ１０２及び電力増幅器１２１として、非特許文献２において開示されているような、２つ以上の周波数で入出力の整合設計を行った電力増幅器を用いても良い。
【００６９】
また、本実施の形態においては、送信装置１００は、送信するバンドの数によらず、１個のドライバアンプ１０２及び電力増幅器１２１を用いて複数のバンドのＲＦ信号１４１−１〜１４１−Ｎを送信することが可能である。一方、特許文献３〜特許文献８に記載された関連技術にかかる送信装置においては、送信されるバンドの数に概ね比例した数のドライバアンプおよび電力増幅器が必要となる。したがって、本実施の形態においては、関連技術よりも低コストで小型であり、かつ複数のバンドの一括送信に対応した送信装置を提供することが可能となる。
【００７０】
また、本実施の形態にかかる送信装置１００においては、ＲＦ信号１４１−１〜１４１−Ｎの全てを小電力で送信すればよい場合は、図５で示すように、ＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎの全てが低利得経路１０９に振り分けられる。このような場合、高利得経路１０８の電力増幅器１２１は使用される必要はない。そのため、電力増幅器１２１はオフ状態であってもよい。オフ状態にした電力増幅器１２１は、電力を消費しない。つまり、本実施の形態の送信装置１００では、送信されるＲＦ信号１４１の電力レベルに応じて電力増幅器１２１をオフ状態にすることによって、特に、送信されるＲＦ信号の電力レベルが低い場合において、省電力化を図ることが可能となる。
【００７１】
上述したように、特許文献１及び特許文献２に記載された関連技術にかかる送信装置は、単一の電力増幅器で複数のバンドのＲＦ信号を、一括して同時並行で増幅していた。この場合、単一の電力増幅器から出力される各バンドのＲＦ信号間で電力差が大きいとき、電力の小さいＲＦ信号のバンドにおいて、信号の歪補償が困難になるという問題があった。一方、本実施の形態においては、以下に説明するように、このような信号の歪補償を適切に行うことが可能となる。
【００７２】
まず、特許文献１及び特許文献２に記載された関連技術にかかる送信装置において、電力増幅器から出力される各バンドのＲＦ信号間で電力差が大きい場合に、電力の小さいＲＦ信号のバンドにおける信号の歪補償が困難になる理由について説明する。
図６は、単一の電力増幅器６０２が、変調器（信号発生器）６０１から出力される複数のバンドのＲＦ主信号６０３−１及び６０３−２を一括して同時並行的に増幅する場合において、電力増幅器６０２において発生する信号歪を示した図である。
【００７３】
図６（ａ）に示すように、電力増幅器６０２は、キャリア周波数がそれぞれｆｃ１及びｆｃ２であるＲＦ主信号６０３−１及び６０３−２をそれぞれ増幅し、ＲＦ主信号６０４−１及び６０４−２として出力する。図６（ｂ）に示すように、このとき、バンド１（キャリア周波数ｆｃ１）に関連するＲＦ主信号６０４−１について、相互変調歪６０５及び混変調歪６０６の２つの信号歪が発生する。同様に、バンド２（キャリア周波数ｆｃ２）に関連するＲＦ主信号６０４−２についても、相互変調歪６０７及び混変調歪６０８の２つの信号歪が発生する。
【００７４】
相互変調歪６０５，６０７は、単一バンドのＲＦ主信号の自己ミキシングによって発生する歪である。例えば、バンド１における相互変調歪６０５は、電力増幅器６０２の非線形性により、バンド１のＲＦ主信号６０３−１の自己ミキシングによって発生する。同様に、バンド２における相互変調歪６０７は、電力増幅器６０２の非線形性により、バンド２のＲＦ主信号６０３−２の自己ミキシングによって発生する。また、図６（ｃ）に示すように、相互変調歪６０５の強度は、ＲＦ主信号６０３−１の振幅ａin1(t)の３乗に比例する。同様に、相互変調歪６０７の強度は、ＲＦ主信号６０３−２の振幅ａin2(t)の３乗に比例する。
【００７５】
混変調歪６０６，６０８は、複数バンド間のＲＦ主信号の相互ミキシングによって発生する歪である。例えば、バンド１における混変調歪６０６は、電力増幅器６０２の非線形性により、バンド１のＲＦ主信号６０３−１とバンド２のＲＦ主信号６０３−２との相互ミキシングによって発生する。同様に、バンド２における混変調歪６０８は、電力増幅器６０２の非線形性により、バンド１のＲＦ主信号６０３−１とバンド２のＲＦ主信号６０３−２との相互ミキシングによって発生する。これにより、図６（ｃ）に示すように、バンド１における混変調歪６０６の強度は、バンド１におけるＲＦ主信号６０３−１の振幅ａin1(t)に比例し、かつバンド２におけるＲＦ主信号６０３−２の振幅ａin2(t)の２乗に比例する。また、バンド２における混変調歪６０８の強度は、バンド２におけるＲＦ主信号６０３−２の振幅ａin2(t)に比例し、かつバンド１におけるＲＦ主信号６０３−１の振幅ａin1(t)の２乗に比例する。
【００７６】
ここで、電力増幅器６０２から出力される各バンドのＲＦ信号間で電力差が大きい場合に、電力の小さいＲＦ信号のバンドで信号の歪補償が困難になる原因となる因子は、電力の小さいＲＦ信号のバンドで生じている混変調歪である。混変調歪が信号の歪補償を困難にする理由は、以下において説明される。
【００７７】
図７は、混変調歪が信号の歪補償を困難にする理由を説明するための概念図である。
図７において、上限６１３は、通信規格が満たすべき歪量の上限を示している。この歪量の上限６１３は、ＲＦ主信号との電力比６１１で定義される。また、ＲＦ主信号との電力比６１１は、通信規格により定められている。例えば、通信規格がＷＣＤＭＡ（登録商標）  ｕｐ−ｌｉｎｋの場合、ＲＦ主信号との電力比６１１は、−３３ｄＢｃと定められる。したがって、歪量の上限６１３は、ＲＦ主信号６０４−１から３３ｄＢ低い値に定められる。他の例として、通信規格がＷＣＤＭＡ（登録商標）  ｄｏｗｎ−ｌｉｎｋの場合、ＲＦ主信号との電力比６１１は−４４．２ｄＢｃと定められる。図７において、通信規格を満たすためには、混変調歪６０６は、歪量の上限６１３より低い値まで低減されなければならない。また、図７において、歪低減量６１２は、通信規格を満たすために必要な歪低減量を表している。
【００７８】
信号歪量の低減は、図６に示した歪補償器６１０によって実現される。図６において、ＲＦ信号検出部６０９が電力増幅器６０２の出力側に設けられる。ＲＦ信号検出部６０９は、電力増幅器６０２から出力されるＲＦ信号を検出する。歪補償器６１０は、ＲＦ信号検出部６０９において検出された電力増幅器６０２の出力ＲＦ信号に基づいて、変調器６０１から出力されるＲＦ信号の補正を行う。変調器６０１から出力されるＲＦ信号の補正により、電力増幅器６０２から出力されるＲＦ信号の歪（相互変調歪６０５，６０７及び混変調歪６０６，６０８）の低減が実現される。
【００７９】
ここで、図７には、バンド１及びバンド２それぞれのＲＦ主信号６０４−１及び６０４−２と、バンド１における混変調歪６０６とが記載されている。ここで、バンド１及びバンド２それぞれのＲＦ主信号６０４−１と６０４−２とで電力差がない状況から、バンド１のＲＦ主信号６０４−１の強度をＸ（ｄＢ）低減し、バンド２のＲＦ主信号６０４−２の強度をＸ/２（ｄＢ）増加させた場合を仮定する。
【００８０】
このとき、バンド２のＲＦ主信号６０４−２の電力と比較して、バンド１のＲＦ主信号６０４−１の電力は、３Ｘ／２（ｄＢ）低い値となる。ここで、バンド１における混変調歪６０６の強度は、バンド１におけるＲＦ主信号６０３−１の振幅ａin1(t)に比例し、かつバンド２におけるＲＦ主信号６０３−２の振幅ａin2(t)の２乗に比例する（図６（ｃ））。したがって、バンド１における混変調歪６０６の強度は、Ｘの値によらず変化しない。また、図６（ｃ）より、通信規格を満たすために必要な歪低減量６１２は、Ｘ（ｄＢ）増大する。
【００８１】
歪補償器６１０は、必要となる歪低減量６１２より大きな歪低減能力を有する必要がある。しかしながら、実際には、歪補償器６１０が実現できる歪低減能力には限界がある。歪補償器６１０をデジタル歪補償技術（デジタルプリディストーション）で実装する場合、実現できる歪低減能力は、通常、２０ｄＢ程度である。つまり、３０ｄＢの歪低減能力を持つ歪補償器を実現することは、きわめて困難である。
【００８２】
図７において説明したように、バンド２のＲＦ主信号６０４−２の電力と比較してバンド１のＲＦ主信号６０４−１の電力を３Ｘ/２（ｄＢ）低くなるように両者の電力に差を設けた場合、通信規格を満たすために必要な歪低減量６１２は、Ｘ（ｄＢ）増大する。このため、バンド２のＲＦ主信号６０４−２の電力と比較してバンド１のＲＦ主信号６０４−１の電力が極めて小さい場合、通信規格を満たすために必要な歪低減量６１２が、歪補償器６１０が実現できる歪補償能力（通常は２０ｄＢ以下）を超過するという問題が生じる。例えば、バンド２のＲＦ主信号６０４−２の電力と比較して、バンド１のＲＦ主信号６０４−１の電力を２０ｄＢ低くなるように差を付けた場合、通信規格を満たすために必要な歪低減量６１２は、３０ｄＢ増大する（Ｘ＝３０に相当）。この歪低減量６１２の増大分は、歪補償器６１０で実現できる歪補償能力（通常は２０ｄＢ以下）を超過している。
【００８３】
言い換えると、単一の電力増幅器６０２が複数バンドのＲＦ信号を受け付け、かつ電力増幅器６０２から出力される各バンドのＲＦ信号間の電力差が大きい場合、出力電力の小さいＲＦ信号のバンドにおいて、相対的に大きな（歪補償器で実現できる歪補償能力を超過する）混変調歪が残留する。したがって、信号の歪補償が困難になる。逆に言えば、電力増幅器６０２から出力される各バンドのＲＦ信号間の電力差が大きくなければ、上記の歪補償が困難になる問題は生じない。
【００８４】
本実施の形態においては、送信装置１００は、ＲＦ信号１４１−１〜１４１−Ｎのうち、高い電力で送信されることが必要なＲＦ信号を、高利得経路１０８を経由して送信し、低い電力で送信されることが必要なＲＦ信号を、低利得経路１０９を経由して送信する。この、送信電力に応じて信号を増幅および送信する経路を振り分けるという構成により、本実施の形態にかかる送信装置においては、電力差の大きい複数バンドのＲＦ信号を単一の電力増幅器（図１では電力増幅器１２１）で増幅し送信することを回避している。これによって、本実施の形態においては、複数バンドのＲＦ信号を単一の電力増幅器で増幅する場合における歪補償の問題が解消される。
【００８５】
また、ドライバアンプ１０２から出力されるＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎのそれぞれは、同程度の平均電力レベルに設定してよい。したがって、ドライバアンプ１０２においても、複数バンドのＲＦ信号を単一の電力増幅器で増幅する場合における歪補償の問題は発生しない。
【００８６】
なお、上述したように、図６の相互変調歪６０５の強度は、ＲＦ主信号６０３−１の振幅ａin1(t)の３乗に比例する。このため、図８で示すように、バンド１のＲＦ主信号６０４−１の強度をＸ（ｄＢ）低減すると、相互変調歪６０５の強度は、３Ｘ（ｄＢ）低減する。つまり、バンド１のＲＦ主信号６０４−１の強度を低減した場合、相互変調歪６０５の強度は、バンド１のＲＦ主信号６０４−１の強度と比較して大きく低減する。このため、バンド１のＲＦ主信号の強度が低い場合において、相互変調歪６０５の存在は問題にならない。したがって、バンド１のＲＦ主信号の強度を下げた場合においても残留する混変調歪６０６が、信号歪を困難にする要因となる。
【００８７】
（実施の形態２）
図９は、実施の形態２にかかる送信装置１００の構成を示すブロック図である。実施の形態２においては、実施の形態１における高利得経路１０８を、複数の高利得経路１０８−１〜１０８−Ｎに置き換えている。高利得経路１０８−ｉ（ｉ＝１，・・・，Ｎ）は、電力増幅器１２１−ｉと、ＲＦ信号検出部１２２−ｉとを有する。また、高利得経路１０８−ｉの出力には、送信アンテナ１１０−ｉが設けられている。なお、実施の形態１と実質的に同様の構成部分については同じ符号を付し、説明を省略する（以下の他の実施の形態においても同様）。
【００８８】
また、実施の形態２にかかる送信装置１００では、経路切替部１０４の経路切替スイッチ１０４−ｉは、ドライバアンプ１０２から出力されたバンドｉのＲＦ信号１３１−ｉを、高利得経路１０８又は低利得経路１０９に振り分ける。各バンドのＲＦ信号１４１−１〜１４１−Ｎにおいて、ＲＦ信号１４１−ｉを大電力で送信する必要がある場合、つまり、ＲＦ信号１４１−ｉの送信電力が電力閾値Ｐｔｈ−ｉ以上である場合、経路切替スイッチ１０４−ｉは、ＲＦ信号１３１−ｉを高利得経路１０８へ振り分ける。一方、ＲＦ信号１４１−ｉを小電力で送信する必要がある場合、つまり、ＲＦ信号１４１−ｉの送信電力が電力閾値Ｐｔｈ−ｉ未満である場合、経路切替スイッチ１０４−ｉは、ＲＦ信号１３１−ｉを低利得経路１０９へ振り分ける。
【００８９】
つまり、実施の形態２にかかる送信装置１００においては、各高利得経路１０８−ｉのそれぞれが、単一バンドのＲＦ信号１３１−ｉを受け付ける。そのため、実施の形態１において高利得経路１０８の前に設けられていた合成器１０６は、省略され得る。言い換えれば、実施の形態２にかかる送信装置１００は、高利得経路１０８及び送信アンテナ１１０をそれぞれバンド数に対応して複数設けたこと、及び、高利得経路１０８−ｉのそれぞれで単一バンドのＲＦ信号を送信するようにして合成器１０６を省いたことを除けば、図２に示す実施の形態２と同一の構成を有する。
【００９０】
上述したように、実施の形態２にかかる送信装置１００は、ＲＦ信号１３１−ｉについて、高い送信電力が必要な場合は、このＲＦ信号１３１−ｉを高利得経路１０８−ｉに振り分け、低い送信電力が必要な場合は、このＲＦ信号１３１−ｉを低利得経路１０９に振り分ける。これにより、電力差の大きい複数バンドのＲＦ信号を単一の電力増幅器（図８では電力増幅器１２１−ｉ）で増幅し送信することを回避している。これによって、実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、複数バンドのＲＦ信号を単一の電力増幅器で増幅する場合における歪補償の問題が解消される。
【００９１】
また、実施の形態２にかかる送信装置１００においては、ＲＦ信号１３１−ｉについて、低い送信電力が必要な場合は、このＲＦ信号１３１−ｉを低利得経路１０９に振り分け、高利得経路１０８−ｉに振り分けない。このとき、高利得経路１０８−ｉは使用されない。したがって、高利得経路１０８−ｉの電力増幅器１２１−ｉはオフ状態であってもよい。オフ状態にした電力増幅器１２１−ｉは、電力を消費しない。つまり、実施の形態２にかかる送信装置１００では、送信されるＲＦ信号１４１−ｉの電力レベルに応じて電力増幅器１２１−ｉをオフ状態にすることによって、省電力化を図ることが可能となる。
【００９２】
ここで、実施の形態１では、全てのバンドのＲＦ信号１４１−１〜１４１−Ｎが小電力でなければ、電力増幅器１２１をオフ状態にできなかった。一方、実施の形態２においては、単一バンドのＲＦ信号１４１−ｉが小電力であれば、個別に電力増幅器１２１−ｉをオフ状態にできる。したがって、実施の形態２においては、実施の形態１よりも、制御の粒度を細かくして、省電力化をより効率的に行うことができる。
【００９３】
また、実施の形態２にかかる送信装置１００においては、送信するバンドの数によらず、１個のドライバアンプ１０２を用いて複数のバンドのＲＦ信号１４１−１〜１４１−Ｎを送信することが可能である。一方、特許文献３〜特許文献８に記載された関連技術にかかる送信装置においては、送信されるバンドの数に概ね比例した数のドライバアンプが必要となる。したがって、本実施の形態においては、関連技術よりもコスト及びサイズを抑制することが可能となる。
【００９４】
（実施の形態３）
図１０は、実施の形態３にかかる送信装置１００の構成を示すブロック図である。実施の形態３においては、低利得経路１０９が電力増幅器１２４を有する点で、実施の形態１と異なる。この点を除けば、実施の形態１と実施の形態３とで、構成は共通である。
【００９５】
本実施の形態においては、送信電力に応じてＲＦ信号を送信する経路を高利得経路１０８又は低利得経路１０９に振り分けることで、複数バンドのＲＦ信号を単一の電力増幅器で増幅する場合における歪補償の問題が解消される。ここで、高利得経路１０８が低利得経路１０９よりも高い利得を有すれば、上記の問題を解決でき、したがって、低利得経路１０９の利得の値そのものは任意でよい。そのため、実施の形態１のように、低利得経路１０９に電力増幅器を設けなくてもよいし、実施の形態３のように、低利得経路１０９に電力増幅器１２４を設けてもよい。ここで、高利得経路１０８に設けられた電力増幅器１２１の利得ＧHPは、低利得経路１０９に設けられた電力増幅器１２４の利得ＧLPよりも高い。つまり、ＧHP＞ＧLPである。
【００９６】
本実施の形態においては、高利得経路１０８と低利得経路１０９との利得差により、高利得経路１０８と低利得経路１０９とから出力されるＲＦ信号の平均電力レベルに差を設けている。上述したように、実施の形態１においては、電力増幅器１２１の利得Ｇ（ｄＢ）により、高利得経路１０８と低利得経路１０９との間に利得差が設けられる。一方、実施の形態３においては、電力増幅器１２１の利得ＧHP（ｄＢ）と電力増幅器１２４の利得ＧLP（ｄＢ）との差によって、高利得経路１０８と低利得経路１０９との間に利得差が設けられる。
【００９７】
なお、電力増幅器１２１及び電力増幅器１２４を可変利得増幅器とすることによって、電力増幅器１２１の利得ＧHP（ｄＢ）及び電力増幅器１２４の利得ＧLP（ｄＢ）を可変にしてもよい。このようにすることによって、高利得経路１０８と低利得経路１０９とから出力されるＲＦ信号の平均電力レベルの差を調整することが可能となる。
【００９８】
実施の形態３においても、上述した実施の形態と同様の利点が得られる。つまり、実施の形態３においては、（１）複数バンドのＲＦ信号を単一の電力増幅器で増幅する場合における歪補償の問題が解消される。また、（２）送信電力レベルに応じてＲＦ信号が振り分けられない経路の電力増幅器１２１又は１０２４をオフ状態にすることによって、省電力化を図ることができる。さらに、（３）送信するバンドの数が増加してもドライバアンプ１０２及び電力増幅器１２１，１２４を増加させる必要がないので、装置のコスト及びサイズを抑制することができる。
【００９９】
（実施の形態４）
図１１は、実施の形態４にかかる送信装置１００の構成を示すブロック図である。実施の形態３においては、分波器１０３の前に経路選択部１１３が設けられている点で、実施の形態１と異なる。この点を除けば、実施の形態１と実施の形態３とで、構成は共通である。
【０１００】
経路選択部１１３は、ドライバアンプ１０２から出力されたＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎを受け付ける。そして、経路選択部１１３は、受け付けたＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎを、合成器１０６に出力するか、合成器１０７に出力するか、分波器１０３に出力するかを選択する。さらに、経路選択部１１３は、ＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎを、選択に応じて、出力対象（合成器１０６、合成器１０７又は分波器１０３）に対して出力する。
【０１０１】
経路選択部１１３は、ドライバアンプ１０２から出力されたＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎの全てを高利得経路１０８に出力する場合は、出力先を合成器１０６と選択する。このとき、経路選択部１１３は、全てのＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎを、合成器１０６に対して出力する。
また、経路選択部１１３は、ドライバアンプ１０２から出力されたＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎの全てを低利得経路１０９に出力する場合は、出力先を合成器１０７と選択する。このとき、経路選択部１１３は、全てのＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎを、合成器１０７に対して出力する。
また、経路選択部１１３は、ドライバアンプ１０２から出力されたＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎを高利得経路１０８及び低利得経路１０９のいずれかに振り分ける必要がある場合は、出力先を分波器１０３と選択する。このとき、経路選択部１１３は、全てのＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎを、分波器１０３に対して出力する。
【０１０２】
ここで、経路選択部１１３は、全てのＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎの送信電力が予め定められた高電力閾値ＴＨＨ以上である場合、出力先を合成器１０６と選択する。言い換えると、全てのＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎの送信電力が高電力閾値ＴＨＨ以上である場合、ＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎの全てが高利得経路１０８に出力される。
また、経路選択部１１３は、全てのＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎの送信電力が予め定められた低電力閾値ＴＨＬ以下である場合、出力先を合成器１０７と選択する。言い換えると、全てのＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎの送信電力が低電力閾値ＴＨＬ以下である場合、ＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎの全てが低利得経路１０９に出力される。
一方、上記以外の場合、つまり、全てのＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎの送信電力が高電力閾値ＴＨＨ以上でなく、低電力閾値ＴＨＬ以下でもない場合、経路選択部１１３は、出力先を分波器１０３と選択する。言い換えると、この場合、ＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎは、高利得経路１０８及び低利得経路１０９のいずれかに振り分けられる。
【０１０３】
経路選択部１１３の出力先として合成器１０６又は合成器１０７が選択された場合、ＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎの経路として、分波器１０３及び経路切替部１０４を迂回することができる。これにより、特に、全てのＲＦ信号１３１の送信電力が高電力又は低電力である場合に、ＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎの電力損失を抑制することが可能となる。
【０１０４】
また、この電力損失を抑制することに加えて、実施の形態４においても、上述した実施の形態と同様の利点が得られる。つまり、実施の形態４においても、（１）複数バンドのＲＦ信号を単一の電力増幅器で増幅する場合における歪補償の問題が解消される。また、（２）送信電力レベルに応じてＲＦ信号が高利得経路に振り分けられない場合に電力増幅器１２１をオフ状態にすることによって、省電力化を図ることができる。さらに、（３）送信するバンドの数が増加してもドライバアンプ１０２及び電力増幅器１２１を増加させる必要がないので、装置のコスト及びサイズを抑制することができる。
【０１０５】
（実施の形態５）
図１２は、実施の形態５にかかる送信装置１００の構成を示すブロック図である。実施の形態５においては、経路切替部１０４が省略され、分波器１０３の出力が合成器１０６又は合成器１０７に接続されている点で、実施の形態１と異なる。実施の形態５においては、各バンドのＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎのそれぞれが高利得経路１０８及び低利得経路１０９のいずれに振り分けられるかは、予め定められている。図１２の例では、バンド１及びバンド２のＲＦ信号１３１−１及び１３１−２は高利得経路１０８に振り分けられ、バンドＮのＲＦ信号１３１−Ｎは低利得経路１０９に振り分けられている。
【０１０６】
通常、送信するＲＦ信号のキャリア周波数と送信電力とは、通信規格によって予め定められている。例えば、送信するＲＦ信号のキャリア周波数は、携帯電話であれば８００ＭＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯、無線ＬＡＮであれば２．４ＧＨｚ帯及び５ＧＨｚ帯、センサーネットワーク（Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）等）であれば９００ＭＨｚ帯が使用される。また、送信するＲＦ信号の送信電力は、携帯電話では１Ｗ程度、無線ＬＡＮでは０．１Ｗ程度、センサーネットワークでは１ｍＷ〜１ｍＷ程度である。このように、送信するＲＦ信号のキャリア周波数と送信電力との対応関係が通信規格によって予め定められている。したがって、どのバンドのＲＦ信号を高利得経路１０８及び低利得経路１０９のいずれに振り分けるべきかということは、使用する送信規格によって、予め定められている。
【０１０７】
上記のような例において、例えば、携帯電話（８００ＭＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯）と無線ＬＡＮ（２．４ＧＨｚ帯及び５ＧＨｚ帯）のＲＦ信号を、本実施の形態にかかる送信装置１００を用いて同時並行的に送信することを仮定する。ここで、携帯電話におけるＲＦ信号の送信電力（１Ｗ程度）は、無線ＬＡＮにおけるＲＦ信号の送信電力（０．１Ｗ程度）よりも大きい。したがって、送信装置１００は、携帯電話の周波数帯のＲＦ信号を、高利得経路１０８を経由して送信し、無線ＬＡＮの周波数帯のＲＦ信号を、低利得経路１０９を経由して送信すればよい。さらに、上述したように、ＲＦ信号のキャリア周波数と送信電力との対応関係は、通信規格（携帯電話、無線ＬＡＮ又はセンサーネットワーク）に応じて、予め定められている。したがって、各バンドのＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎを、それぞれ、高利得経路１０８及び低利得経路１０９のいずれに振り分けるかを固定しても、特に大きな問題は生じない。
【０１０８】
実施の形態５において、通信に使用しないバンドのＲＦ信号１３２については、変調器１０１において出力を停止するといった制御を行うことも可能である。このとき、通信に使用しないバンドによっては、高利得経路１０８又は低利得経路１０９にＲＦ信号が入力されない場合もある。このような場合、ＲＦ信号が入力されない経路内に含まれる電力増幅器は、オフ状態にしてもよい。例えば、使用される通信規格がセンサーネットワークのみである場合、送信するＲＦ信号の送信電力が小さいので、ＲＦ信号１３１は、低利得経路１０９のみに入力され、高利得経路１０８は使用されない。つまり、電力増幅器１２１をオフ状態にすることができる。このように、実施の形態５においても、通信に使用しないバンドの選択に応じて電力増幅器をオフ状態にする事で、省電力化が実現される。
【０１０９】
また、実施の形態５においては、経路切替部１０４を省くことによって、経路切替部１０４が設けられている他の実施の形態と比較して、装置の小型化及び低コスト化を実現できる。さらに、経路切替部１０４において生じるＲＦ信号１３１の電力損失を低減することが可能となる。
【０１１０】
さらに、実施の形態５においても、上記で説明した利点に加えて、上述した実施の形態と同様の利点が得られる。つまり、実施の形態５においては、（１）複数バンドのＲＦ信号を単一の電力増幅器で増幅する場合における歪補償の問題が解消される。また、（２）送信電力レベルに応じてＲＦ信号が振り分けられない経路の電力増幅器をオフ状態にすることによって、省電力化を図ることができる。さらに、（３）送信するバンドの数が増加してもドライバアンプ１０２及び電力増幅器１２１を増加させる必要がないので、装置のコスト及びサイズを抑制することができる。
【０１１１】
（実施の形態６）
図１３は、実施の形態６にかかる送信装置１００の構成を示すブロック図である。実施の形態６においては、実施の形態５から、さらに、合成器１０６及び合成器１０７が省かれている。
【０１１２】
高利得経路１０８及び低利得経路１０９を経由して送信するバンドの数がそれぞれ１つのみである場合は、その前に設けられる合成器１０６及び合成器１０７を省いてもよい。図１３に示した例では、高利得経路１０８にバンド１のＲＦ信号が振り分けられ、低利得経路１０９にバンド２のＲＦ信号が振り分けられている。つまり、高利得経路１０８及び低利得経路１０９に、それぞれ１つのバンドのＲＦ信号が割り当てられている。
【０１１３】
なお、図１３では、合成器１０６及び合成器１０７の両方が省略されているが、合成器１０６及び合成器１０７のどちらかのみを省略してもよい。つまり、高利得経路１０８を経由して送信するバンドの数が１つである場合は、その前に設けられる合成器１０６を省いてもよい。同様に、低利得経路１０９を経由して送信するバンドの数が１つである場合は、その前に設けられる合成器１０７を省いてもよい。
【０１１４】
実施の形態６においては、合成器１０６及び合成器１０７を省くことによって、合成器１０６及び合成器１０７が設けられている他の実施の形態と比較して、装置の小型化及び低コスト化を実現できる。さらに、合成器１０６及び合成器１０７において生じるＲＦ信号１３１の電力損失を低減することが可能となる。
【０１１５】
さらに、実施の形態６においても、上記で説明した利点に加えて、上述した実施の形態と同様の利点が得られる。つまり、実施の形態６においては、（１）複数バンドのＲＦ信号を単一の電力増幅器で増幅する場合における歪補償の問題が解消される。また、（２）送信電力レベルに応じてＲＦ信号が振り分けられない経路の電力増幅器をオフ状態にすることによって、省電力化を図ることができる。さらに、（３）送信するバンドの数が増加してもドライバアンプ１０２及び電力増幅器１２１を増加させる必要がないので、装置のコスト及びサイズを抑制することができる。
【０１１６】
（実施の形態７）
図１４は、実施の形態７にかかる送信装置１００の構成を示すブロック図である。実施の形態７においては、実施の形態１における変調器１０１が、各バンド１〜Ｎにそれぞれ対応する複数の変調器１０１−１〜１０１−Ｎを有するように構成されている。また、実施の形態１におけるドライバアンプ１０２が、各バンド１〜Ｎにそれぞれ対応するドライバアンプ１０２−１〜１０２−Ｎに置き換わっている。さらに、実施の形態１における歪補償器１１２が、歪補償器１１２−１，１１２−２に置き換わっている。実施の形態７の上記以外の構成については、実施の形態１と共通である。
【０１１７】
ドライバアンプ１０２−ｉ（ｉ＝１，・・・，Ｎ）は、変調器１０１−ｉから出力されたバンドｉのＲＦ信号１３２−ｉを増幅してＲＦ信号１３１−ｉを得る。さらに、ドライバアンプ１０２−ｉは、ＲＦ信号１３１−ｉを、経路切替部１０４の経路切替スイッチ１０４−ｉに対して出力する。
【０１１８】
実施の形態７においては、ドライバアンプ１０２の出力は、バンドごとに分離している。したがって、実施の形態１における分波器１０３を省略してもよい。分波器１０３を省略することによって、ＲＦ信号１３１−ｉの電力損失を低減することができる。また、分波器１０３を省略することによって、装置のコスト及びサイズを低減することができる。
【０１１９】
実施の形態７においては、変調器１０１の出力から低利得経路１０９の出力までの経路上では、１つのドライバアンプに対し１つのバンドのＲＦ信号が増幅される。このため、変調器１０１の出力から低利得経路１０９の出力までの経路上では、複数バンド間のＲＦ信号の相互ミキシングは生じない。したがって、低利得経路１０９の出力に設けられた歪補償器１１２−２については、複数バンド間のＲＦ信号の相互ミキシングが弱い場合に有効な、図４に示された内部構成の歪補償器を用いるのが望ましい。
【０１２０】
一方、実施の形態７においては、変調器１０１の出力から高利得経路１０８の出力までの経路上では、１つの電力増幅器１２１によって複数バンドのＲＦ信号が一括して増幅される。このため、変調器１０１の出力から高利得経路１０８の出力までの経路上では、複数バンド間のＲＦ信号の相互ミキシングが生じ得る。したがって、高利得経路１０８の出力に設けられた歪補償器１１２−１については、複数バンド間のＲＦ信号の相互ミキシングが無視できない場合に有効な、図３に示された内部構成の歪補償器を用いるのが望ましい。
【０１２１】
さらに、実施の形態７においても、上記で説明した利点に加えて、上述した実施の形態と同様の利点が得られる。つまり、実施の形態７においては、（１）歪補償の問題が解消される。また、（２）使用されないドライバアンプをオフ状態にすることによって、省電力化を図ることができる。さらに、（３）送信するバンドの数が増加しても電力増幅器１２１を増加させる必要がないので、装置のコスト及びサイズを抑制することができる。
【０１２２】
（実施の形態８）
図１５は、実施の形態８にかかる送信装置１００の構成を示すブロック図である。実施の形態８においては、実施の形態７から、経路切替部１０４を省略した構成となっている。実施の形態８に係る構成は、経路切替部１０４を省略したことを除いて、実施の形態７と共通である。
【０１２３】
実施の形態８においては、実施の形態５と同様に、各バンドのＲＦ信号１３１−１〜１３１−Ｎのそれぞれが高利得経路１０８及び低利得経路１０９のいずれに振り分けられるかは、予め定められている。したがって、実施の形態８に係る構成は、実施の形態５と同様に、どのバンドのＲＦ信号を高利得経路１０８及び低利得経路１０９のいずれに振り分けるべきかということが予め定められている場合に、適用され得る。したがって、実施の形態８においても、実施の形態５と同様の利点が得られる。
【０１２４】
さらに、実施の形態８においても、上記で説明した利点に加えて、上述した実施の形態と同様の利点が得られる。つまり、実施の形態８においては、（１）歪補償の問題が解消される。また、（２）使用されないドライバアンプをオフ状態にすることによって、省電力化を図ることができる。さらに、（３）送信するバンドの数が増加しても電力増幅器１２１を増加させる必要がないので、装置のコスト及びサイズを抑制することができる。
【０１２５】
（まとめ）
上述したように、本実施の形態にかかる送信装置は、上記特許文献１〜特許文献９において開示されている送信装置に比べて、以下の改善効果がある。
特許文献１，２にかかる送信装置においては、複数バンドのＲＦ信号を単一の電力増幅器で同時並行的に増幅する際、電力増幅器から出力される各バンドのＲＦ信号間で電力差が大きい場合、電力の小さいＲＦ信号のバンドにおいて、信号の歪補償が困難になるという問題があった。一方、本実施の形態にかかる送信装置は、高い電力で送信することが必要なＲＦ信号を、高利得経路を経由して送信するようにし、低い電力で送信することが必要なＲＦ信号を、低利得経路を経由して送信するように構成されている。これによって、電力差が大きい複数バンドのＲＦ信号を単一の電力増幅器で増幅する事を避け、信号の歪補償の困難を解消している。すなわち、つまり、特許文献１，２にかかる送信装置と異なり、本実施の形態においては、電力差が大きい複数バンドのＲＦ信号を一括して同時並行的に送信する装置において良好な歪補償が実現されるという改善効果がある。
【０１２６】
また、特許文献３ないし特許文献８の送信装置の場合、送信するバンドの数が増大した場合、そのバンドの数に概ね比例した数のドライバアンプ及び電力増幅器を設ける必要があった。このことは、特に送信するバンドの数が多い場合において、必要なドライバアンプと電力増幅器の数が増えてしまうため、送信装置のコスト及びサイズを増大させるという問題を引き起こしていた。一方、本実施の形態においては、送信するバンドの数によらず、ドライバアンプ及び電力増幅器は１つで良いので、複数バンドを送信する送信装置を低コストかつ小サイズで実現することが可能になるという改善効果がある。
【０１２７】
また、特許文献９の送信装置においては、電力効率を改善する手段及び歪補償の手段を備えていないという問題があった。一方、本実施の形態においては、使用しないドライバアンプ及び電力増幅器をオフ状態にして省電力化できる手段を備えている。つまり、特許文献９では実現できない省電力化が、本実施の形態では実現できるという改善効果がある。また、特許文献９では、送信信号の経路選択は周波数のみに応じて行われ、送信電力のレベルに応じた経路選択は実装されていない。一方、本実施の形態においては、送信電力のレベルに応じて高利得経路又は低利得経路を選択して送信することで、良好な歪補償を実現できる。したがって、本実施の形態においては、複数バンドのＲＦ信号を同時並行的に送信する場合において、特許文献９の方式では実現できない良好な歪補償を実現できるという改善効果が得られる。
【０１２８】
（変形例）
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。各実施の形態の構成は、他の実施の形態に互いに適用可能である。例えば、実施の形態２の構成は、実施の形態３においても適用可能である。
【０１２９】
また、前述の各特許文献等に開示されている内容は、本発明に引用をもって繰り込むことも可能とする。本発明の全開示（特許請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施の形態の変更・調整が可能である。また、本発明の特許請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせあるいは選択も可能である。すなわち、本発明は、特許請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって、当業者であればなし得ることが可能な各種変形、修正を含むことは勿論である。
【０１３０】
また、上述した実施の形態においては、高利得経路１０８に電力増幅器１２１を設けることによって、高利得経路１０８の利得を低利得経路１０９の利得よりも大きくし、これによって、高利得経路１０８と低利得経路１０９とから出力されるＲＦ信号の平均電力レベルに差を設けた。しかしながら、本発明は、このような構成に限定されない。例えば、高利得経路１０８に増幅器を設けずに低利得経路１０９に減衰器を設けることによって、高利得経路１０８の利得を低利得経路１０９の利得よりも大きくしてもよい。また、高利得経路１０８に増幅器を設け、さらに低利得経路１０９に減衰器を設けることによって、高利得経路１０８の利得を低利得経路１０９の利得よりも大きくしてもよい。このように、低利得経路１０９に減衰器を設けることによって、高利得経路１０８と低利得経路１０９とから出力されるＲＦ信号の平均電力レベルに差を設けてもよい。
【０１３１】
また、上述した実施の形態２においては、高利得経路１０８が複数設けられているとしたが、低利得経路１０９が複数設けられてもよい。つまり、送信装置１００は、低利得経路１０９−１〜１０９−Ｎを有してもよい。これによって、合成器１０７を省略することが可能である。また、このとき、実施の形態３のように、複数の低利得経路１０９それぞれが電力増幅器を有してもよい。この場合、ＲＦ信号１３１−ｉについて、高い送信電力が必要な場合は、このＲＦ信号１３１−ｉを高利得経路１０９に振り分け、低利得経路１０９−ｉに振り分けない。このとき、低利得経路１０９−ｉは使用されない。したがって、低利得経路１０９−ｉの電力増幅器はオフ状態であってもよい。よって、送信されるＲＦ信号１４１−ｉの電力レベルに応じて電力増幅器をオフ状態にすることによって、省電力化を図ることが可能となる。
【０１３２】
また、上述した実施の形態７及び実施の形態８においては、変調器１０１及びドライバアンプ１０２が、ＲＦ信号の各バンド１〜Ｎにそれぞれ対応して複数設けられているとした。しかしながら、本発明は、このような構成に限られない。例えば、バンド１〜Ｎのうち、バンド１〜Ｍ（Ｍ＜Ｎ）については、これらのバンド数（Ｍ個）の変調器１０１及びドライバアンプ１０２によってバンドごとに処理し、残りのバンドＭ＋１〜Ｎについては、実施の形態１等のように、それぞれ１つの変調器１０１及びドライバアンプ１０２によって一括して処理してもよい。
【０１３３】
言い換えると、上述した実施の形態１〜６においては、変調器１０１及びドライバアンプ１０２が、それぞれ１つであるとした。しかしながら、本発明は、このような構成に限られない。例えば、バンド１〜Ｎのうち、バンド１〜Ｍ（Ｍ＜Ｎ）については、実施の形態７等のように、これらのバンド数（Ｍ個）の変調器１０１及びドライバアンプ１０２によってバンドごとに処理し、残りのバンドＭ＋１〜Ｎについては、それぞれ１つの変調器１０１及びドライバアンプ１０２によって一括して処理してもよい。
【０１３４】
また、上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、無線通信装置内の各回路の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。
【０１３５】
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【０１３６】
さらに、上記実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【０１３７】
（付記１）
複数の周波数帯の無線信号を増幅する第１の増幅器と、
前記第１の増幅器から出力された無線信号が入力される第１の経路と、
前記第１の増幅器から出力された無線信号が入力され、前記第１の経路の利得よりも低い利得を有する第２の経路と、
前記第１の経路又は前記第２の経路を経由した前記無線信号を送信する送信手段と
を有し、
前記複数の周波数帯のうち、送信電力が予め定められた値以上に必要となる高出力周波数帯の無線信号が、対応する周波数帯ごとに、前記第１の経路に入力され、
前記複数の周波数帯のうち、送信電力が予め定められた値よりも小さい低出力周波数帯の無線信号が、対応する周波数帯ごとに、前記第２の経路に入力される
送信装置。
（付記２）
前記第１の増幅器の数は、前記複数の周波数帯の数よりも少なく、
前記第１の増幅器の少なくとも１つは、複数の周波数帯の無線信号を一括して増幅する
付記１に記載の送信装置。
（付記３）
前記第１の増幅器から出力された前記無線信号を、複数の周波数帯ごとに分離する分波器
をさらに有し、
前記分波器から出力された複数の周波数帯の前記無線信号それぞれは、送信電力に応じて、対応する周波数帯ごとに、前記第１の経路又は前記第２の経路に入力される
付記２に記載の送信装置。
（付記４）
前記分波器から出力された前記無線信号を、対応する周波数帯ごとに、前記第１の経路又は前記第２の経路に振り分ける経路切替手段
をさらに有する付記３に記載の送信装置。
（付記５）
前記送信手段は、前記第１の経路を経由した前記複数の周波数帯のうちの一部の前記無線信号を一括して送信し、前記第２の経路を経由した前記複数の周波数帯のうちの一部の前記無線信号を一括して送信する
付記１から４のいずれか１項に記載の送信装置。
（付記６）
前記第１の経路は、前記第１の経路に入力された無線信号を増幅する第２の増幅器を有する
付記１から５のいずれか１項に記載の送信装置。
（付記７）
前記第１の経路に前記無線信号が入力されない場合、前記第２の増幅器はオフ状態となる
付記６に記載の送信装置。
（付記８）
前記第２の増幅器は、可変利得機能を有する
付記６又は７に記載の送信装置。
（付記９）
前記複数の周波数帯の無線信号を発生させる変調器と、
前記第１の経路及び前記第２の経路の少なくとも一方において検出された前記無線信号に関する情報に基づいて、前記第１の経路及び前記第２の経路の少なくとも一方から出力される前記無線信号の信号歪を補償するように、前記変調器から出力される前記無線信号を補正する歪補償器と
をさらに有する付記１から８のいずれか１項に記載の送信装置。
（付記１０）
前記第１の経路は、複数の周波数帯の数に対応して複数設けられ、
前記第１の増幅器から出力される異なる周波数帯の前記無線信号それぞれは、異なる複数の前記第１の経路にそれぞれ入力される
付記１から９のいずれかに記載の送信装置。
（付記１１）
前記複数の第１の経路それぞれは、前記第１の経路に入力された無線信号を増幅する第２の増幅器を有し、
前記複数の第１の経路のうち前記無線信号が入力されない前記第１の経路の前記第２の増幅器は、オフ状態となる
付記１０に記載の送信装置。
（付記１２）
前記第１の経路は、前記第１の経路に入力された無線信号を増幅する第２の増幅器を有し、
前記第２の経路は、前記第２の経路に入力された無線信号を増幅し前記第２の増幅器よりも利得が低い第３の増幅器を有する
付記１から１１のいずれか１項に記載の送信装置。
（付記１３）
前記第２の経路に前記無線信号が入力されない場合、前記第３の増幅器はオフ状態となる
付記１２に記載の送信装置。
（付記１４）
前記第２の経路は、複数の周波数帯の数に対応して複数設けられ、
前記第１の増幅器から出力される異なる周波数帯の前記無線信号それぞれは、異なる複数の前記第２の経路にそれぞれ入力される
付記１から１３のいずれか１項に記載の送信装置。
（付記１５）
前記複数の第２の経路それぞれは、前記第２の経路に入力された無線信号を増幅する第３の増幅器を有し、
前記複数の第２の経路のうち前記無線信号が入力されない前記第２の経路の前記第３の増幅器は、オフ状態となる
付記１４に記載の送信装置。
（付記１６）
第１の増幅器によって、複数の周波数帯の無線信号を増幅するステップと、
前記第１の増幅器から出力され、送信電力が予め定められた値以上に必要となる高出力周波数帯の無線信号を、対応する周波数帯ごとに第１の経路に入力するステップと、
前記第１の増幅器から出力され、送信電力が予め定められた値よりも小さい低出力周波数帯の無線信号を、対応する周波数帯ごとに第２の経路に入力するステップと、
前記第１の経路又は前記第２の経路を経由した前記無線信号を送信するステップと
を有する送信方法。
【符号の説明】
【０１３８】
１  送信装置
２  第１の増幅器
３  第１の経路
４  第２の経路
５  送信部
１００  送信装置
１０１  変調器
１０２  ドライバアンプ
１０３  分波器
１０４  経路切替部
１０６，１０７  合成器
１０８  高利得経路
１０９  低利得経路
１１０，１１１  送信アンテナ
１１２  歪補償器
１１３  経路選択部
１２１，１２４  電力増幅器
１２２，１２３  ＲＦ信号検出部
２２０  歪補償制御信号生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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