(57)【要約】【課題】信号を増幅する増幅器で、例えば増幅対象となる信号のトラフィックの量に応じて、消費電力の効率を良くする。【解決手段】平均レベル検出手段４が当該増幅器１により増幅する対象となる信号について所定の平均レベルを検出し、ピークレベル検出手段５が当該増幅器１により増幅する対象となる信号について所定のピークレベルを検出し、電源レベル制御手段６、７、８が平均レベル検出手段４による検出結果とピークレベル検出手段５による検出結果との差異に基づいて当該増幅器１に対して供給する電源のレベルを制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を増幅する増幅器において、
当該増幅器により増幅する対象となる信号について所定の平均レベルを検出する平均レベル検出手段と、
当該増幅器により増幅する対象となる信号について所定のピークレベルを検出するピークレベル検出手段と、
平均レベル検出手段による検出結果とピークレベル検出手段による検出結果との差異に基づいて当該増幅器に対して供給する電源のレベルを制御する電源レベル制御手段と、
を備えたことを特徴とする増幅器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号を増幅する増幅器に関し、特に、例えば増幅対象となる信号のトラフィックの量に応じて、消費電力の効率を良くした増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、通信分野などにおいて、信号を増幅する増幅器が用いられている。
図２には、増幅器の一構成例を示してある。
同図に示した増幅器では、入力信号（入力波）が増幅部１１により増幅されて、当該増幅結果が当該増幅部１１から出力信号（出力波）として出力される。
また、電源部１３から増幅部１１に対して一定電圧の電源が供給され、また、処理・制御部１２により増幅部１１のフィードフォワード制御が行われる。
【０００３】
このような増幅の方式では、例えば、増幅器がＡクラスの動作を行う場合には、実際のトラフィックの量に関係なく、増幅部１１により消費される電力は常に一定となる。また、増幅器がＡＢクラス或いはＢクラスの動作を行う場合には、平均出力電力の大きさにだけ依存して増幅部１１による消費電力が増減する。
【０００４】
なお、増幅器に関して、従来技術の例を示す。
従来では、フィードフォワード増幅器において、入力レベルが低い場合には主増幅器や補助増幅器のゲートバイアス電圧を低くして消費電力の低減を図る一方、入力レベルが高い場合には当該ゲートバイアス電圧を高くして増幅特性の直線性を保持することが図られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、従来では、プリディストーション歪補償装置において、入力信号に対して発生させる歪を制御するための制御値を入力信号のレベル毎に更新して、当該制御値を精度のよい値へ更新することが図られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１５１９６７号公報
【特許文献２】
特開２００２−２３２３２５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図２に示したような増幅器では、例えばＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式やＷ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ）−ＣＤＭＡ方式などの広帯域変調方式の信号が増幅されるような場合には、増幅対象となる信号のトラフィックの量が変化し得るが、このような増幅器の使用状況に対して消費電力の効率化が十分ではなかった。
【０００７】
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、例えば増幅対象となる信号のトラフィックの量に応じて、消費電力の効率化を図ることができる増幅器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る増幅器では、信号を増幅するに際して、次のようにして、電源のレベルを制御する。
すなわち、平均レベル検出手段が、当該増幅器により増幅する対象となる信号について、所定の平均レベルを検出する。また、ピークレベル検出手段が、当該増幅器により増幅する対象となる信号について、所定のピークレベルを検出する。そして、電源レベル制御手段が、平均レベル検出手段による検出結果とピークレベル検出手段による検出結果との差異に基づいて、当該増幅器に対して供給する電源のレベルを制御する。
【０００９】
従って、増幅対象となる信号についての平均レベルとピークレベルとの差異に基づいて電源のレベルが制御されるため、増幅対象となる信号に応じて増幅器による消費電力の効率を良くすることができ、例えば、増幅対象となる信号のトラフィックの量に応じて消費電力の効率化を図ることができる。
【００１０】
ここで、増幅器により増幅する対象となる信号としては、種々な信号が用いられてもよく、例えば、通信信号などを用いることができる。
また、増幅器としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、１個の増幅素子から構成されてもよく、或いは、複数個の増幅素子を組み合わせて構成されてもよい。
【００１１】
また、増幅器により増幅する対象となる信号についての所定の平均レベルとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、信号レベルのＲＭＳ（Ｒｏｏｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）の値や、信号レベルの単純平均の値などを用いることができる。
なお、一般に、パラメータＡのＲＭＳの値は、ｓｑｒｔ｛（Ａの瞬時値）２の平均値｝で表される。
また、所定の平均レベルを取得するために平均を行う時間（或いは期間）としては、種々な時間（或いは期間）が用いられてもよい。
【００１２】
また、増幅器により増幅する対象となる信号についての所定のピークレベルとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、信号レベルの最大値などを用いることができる。
また、所定のピークレベルを取得するためにピークを検索する時間（或いは期間）としては、種々な時間（或いは期間）が用いられてもよい。
一例として、所定の期間における平均レベルを検出するとともに、当該期間におけるピークレベルを検出するような態様を用いることができる。
【００１３】
また、所定の平均レベルや、所定のピークレベルとしては、種々なレベルが用いられてもよく、例えば、電力のレベルや、振幅のレベルや、電圧のレベルや、電流のレベルなどを用いることができる。
また、所定の平均レベルや、所定のピークレベルは、例えば、増幅器により増幅される前の信号に基づいて検出される。
【００１４】
また、所定の平均レベルの検出結果と所定のピークレベルの検出結果との差異としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、これら２つの検出結果の差の大きさ（絶対値）や、これら２つの検出結果の比の大きさ（絶対値）などを用いることができる。
また、電源のレベルとしては、種々なレベルが用いられてもよく、例えば、電圧のレベルや、電流のレベルなどを用いることができる。
【００１５】
また、所定の平均レベルの検出結果と所定のピークレベルの検出結果との差異に基づいて電源のレベルを制御する仕方としては、種々な仕方が用いられてもよく、例えば、取得される差異に基づいて演算を行って電源のレベルを決定するような仕方が用いられてもよく、或いは、差異と電源のレベルとの対応を予めテーブルに設定しておいて取得される差異に対応する電源のレベルを決定するような仕方が用いられてもよい。
【００１６】
以下で、更に、本発明に係る構成例を示す。
本発明に係る増幅器では、一構成例として、電源レベル制御手段は、平均レベル検出手段による検出結果とピークレベル検出手段による検出結果との差（絶対値）が大きくなるに従って増幅器に対して供給する電源のレベルを大きくする一方で当該差（絶対値）が小さくなるに従って増幅器に対して供給する電源のレベルを小さくする態様で、制御を行う。
【００１７】
従って、例えば、増幅対象となる信号のトラフィックの量に応じて電源のレベルを制御することができ、所定の平均レベルと所定のピークレベルとの差（絶対値）が小さい場合つまり増幅対象となる信号のトラフィックの量が少ない場合における消費電力を、従来と比べて、小さくすることができる。
【００１８】
ここで、所定の平均レベルと所定のピークレベルとの差の大小に応じて電源のレベルの大小を制御する仕方としては、例えば、当該差が大きい方向へ変化したか或いは小さい方向へ変化したかに応じて電源のレベルを大きい方向へ変化させるか或いは小さい方向へ変化させるような仕方が用いられてもよく、或いは、予め設定された当該差の大きさと電源のレベルとの対応に基づいて当該差の大きさに応じて電源のレベルを制御するような態様が用いられてもよい。
【００１９】
また、本発明に係る増幅器では、一構成例として、平均レベル検出手段は、ＲＭＳ検波回路を用いて構成される。
ここで、ＲＭＳ検波回路としては、種々なものが用いられてもよい。
また、本発明に係る増幅器では、一構成例として、ピークレベル検出手段は、ピーク検波回路を用いて構成される。
ここで、ピーク検波回路としては、種々なものが用いられてもよい。
【００２０】
また、本発明に係る増幅器では、一構成例として、ＣＤＭＡ方式やＷ−ＣＤＭＡ方式などの広帯域変調方式の信号が、増幅器により増幅する対象として用いられる。
また、本発明に係る増幅器は、一構成例として、無線通信システムの基地局装置に設けられる。
また、本発明に係る増幅器では、一構成例として、無線により送信する対象となる信号が、増幅器により増幅する対象として用いられる。
【００２１】
ここで、無線通信システムとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、携帯電話システムや簡易型携帯電話システム（ＰＨＳ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ  ｐｈｏｎｅ
Ｓｙｓｔｅｍ）などの移動通信システムなどを用いることができる。
また、基地局装置では、例えば、通信相手となる移動局装置の数に応じて、トラフィックの量が変化し、これに応じて、平均レベル検出手段による検出結果とピークレベル検出手段による検出結果との差異が変化する。
【００２２】
なお、通常は、基地局装置では、通信相手となる移動局装置の数が多くなるに従って、トラフィックの量が多くなり、平均レベル検出手段による検出結果とピークレベル検出手段による検出結果との差異が大きくなる。
【００２３】
また、本発明に係る増幅器は、一構成例として、フィードフォワード方式の増幅装置に設けられる。
フィードフォワード方式の増幅装置では、例えば、送信対象となる信号を増幅対象として、増幅対象となる信号を増幅器により増幅するとともに当該増幅信号に含まれる増幅器で発生した歪を検出する歪検出ループと、当該増幅信号から当該検出された歪を除去する歪除去ループを備える。
【００２４】
ここで、歪検出ループや、歪除去ループとしては、それぞれ、種々な構成のものが用いられてもよい。
また、増幅信号から歪を除去する精度としては、種々な精度が用いられてもよい。
【００２５】
また、本発明に係る増幅器は、一構成例として、プリディストーション方式の増幅装置に設けられる。
プリディストーション方式の増幅装置では、例えば、送信対象となる信号を増幅対象として、増幅対象となる信号を増幅する増幅器の前段に、当該増幅器で発生する歪を打ち消す歪を当該信号に対して与える前置歪発生手段を備える。
【００２６】
ここで、前置歪発生手段としては、例えば、増幅器の直前に備えられてもよく、或いは、他の回路素子を挟んで増幅器の前段に備えられてもよい。
また、前置歪発生手段としては、種々なものが用いられてもよい。
また、増幅信号から歪を除去する精度としては、種々な精度が用いられてもよい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る一実施例を図面を参照して説明する。
図１には、本発明に係る増幅器の構成例を示してある。
本例の増幅器には、例えば増幅素子を用いて構成された増幅部１と、増幅部１の前段に設けられた方向性結合器２と、信号を分配する分配器３と、信号のＲＭＳ値を検出するＲＭＳ検波回路４と、信号のピーク値を検出するピーク検波回路５と、減算を行う減算器６と、処理や制御を行う処理・制御部７と、電源を供給する電源部８とが備えられている。
【００２８】
本例の増幅器の動作例を示す。
増幅部１は、増幅対象となる信号を入力し、入力した信号を増幅して、当該増幅結果を出力する。
これに際して、方向性結合器２が、増幅部１の前段において、増幅部１に入力される信号の一部を取り出して分配器３へ出力する。なお、入力信号の一部を取り出す手段としては、種々なものが用いられてもよい。
【００２９】
また、分配器３は、方向性結合器２から入力される信号を２つに分配して、一方の分配信号をＲＭＳ検波回路４へ出力し、他方の分配信号をピーク検波回路５へ出力する。
ＲＭＳ検波回路４は、分配器３から入力される信号を検波することにより、当該信号の電力に関して、実効値を検出して、当該検出結果を減算器６へ出力する。なお、本例では、実効値として、ＲＭＳ値が用いられている。また、本例では、ＲＭＳ検波回路４により検出される実効値が、信号の平均電力値を表すとみなす。
【００３０】
また、ピーク検波回路５は、分配器３から入力される信号を検波することにより、当該信号の電力に関して、ピーク値を検出して、当該検出結果を減算器６へ出力する。
減算器６は、ＲＭＳ検波回路４により検出された実効値とピーク検波回路５により検出されたピーク値との差分として、例えば、当該ピーク値から当該実効値を減算した結果（＝ピーク値−実効値）を取得し、取得した差分の値を処理・制御部７へ出力する。
【００３１】
処理・制御部７は、減算器６から入力される差分値に応じて、増幅部１に対して電源を供給する電源部８を制御する。
電源部８は、処理・制御部７により制御される電源電圧を増幅部１に対して供給する。
【００３２】
ここで、本例では、まず、ＲＭＳ検波回路４により検出される入力信号の平均電力値（実効値）に応じて、処理・制御部７により、電源部８から増幅部１へ供給する電源の電圧の値を制御する。なお、この場合には、例えば、ピーク検波回路５ではピーク値が検出されず、減算器６はＲＭＳ検波回路４による検出結果を処理・制御部７へ出力し、処理・制御部７は当該検出結果に基づいて電源部８を制御する。
【００３３】
また、本例では、上記のような制御に加えて、更に、ＲＭＳ検波回路４による検出値とピーク検波回路５による検出値との差分値に応じて、処理・制御部７により、電源部８から増幅部１へ供給する電源の電圧の値を制御する。なお、当該差分値は、例えば、入力信号の平均電力値とピーク電力値との差分電力値（ＰＡＲ：Ｐｅａｋ  ｔｏ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｒａｔｉｏ）に相当する。
【００３４】
具体的には、入力信号のトラフィック量が少ない時には、ＲＭＳ検波回路４による検出値とピーク検波回路５による検出値との差分が小さくなる。この時、処理・制御部７は、電源部８から増幅部１への供給電圧を下げる方向で処理や制御を行い、これにより、例えば、トラフィック量に見合った増幅量として、増幅器として必要最小限の消費電力とする。
【００３５】
一方、入力信号のトラフィック量が多い時には、ＲＭＳ検波回路４による検出値とピーク検波回路５による検出値との差分が大きくなる。この時、処理・制御部７は、電源部８から増幅部１への供給電圧を上げる方向で処理や制御を行う。
【００３６】
ここで、一般に、トラフィック量の増減は、徐々に増減するものであると考えられ、瞬時に回線容量が最大になるようなことは考えにくい。このため、通常は、処理・制御部７では、徐々に変化するトラフィック量に対応すればよく、高速な制御は特には必要ないと考えられる。なお、本発明では、処理・制御部７により高速な制御が行われる構成が用いられてもよい。
【００３７】
次に、本例の増幅器の効果の具体例を示す。
例えば、ＣＤＭＡ方式やＷ−ＣＤＭＡ方式などの広帯域変調方式を採用する通信システムでは、変調信号（変調波）がピーク成分を有する。また、このような通信システムの基地局装置では、当該基地局装置にアクセスしているユーザの数（トラフィックの量）に応じて、変調信号のピーク成分の大きさが変化する。
【００３８】
そして、トラフィック量が多い場合には、変調信号の平均電力成分とピーク電力成分との差分電力（ＰＡＲ）が大きくなる。増幅器には例えば平均電力成分とピーク電力成分との和（＝平均電力成分＋ピーク電力成分）を有する変調信号が入力され、当該入力信号が所望の電力にまで増幅される。
【００３９】
このような広帯域変調方式を採用する通信システムでは、増幅器による消費電力を下げるために、回路構成の変更や様々な改善策が検討等されてきたが、一定の消費電力及び一定の能力の増幅器を使用する構成では、使用時間帯などによるトラフィック量の変化に対応することができず、時間帯によっては条件的に更に小型で低消費電力の増幅器で充分であるような場合があった。
【００４０】
そこで、本例の増幅器では、例えば、深夜や早朝などのようにトラフィック量が少ない時には、増幅部１に対して供給する電力を小さくして、増幅部１による消費電力を抑える。これにより、全体的な時間について消費電力を削減することができ、例えば、設置局として用いられる基地局装置における消費電力の削減が実現される。
【００４１】
また、例えば、フィードフォワード方式の増幅装置では、ピークが大きい信号が入力された場合には、当該ピークの成分によりフィードフォワード方式のループのバランスがくずれて無線特性の劣化が生じる。このため、このような増幅装置では、一般的には、増幅器は当該ピークの成分に対して余裕をもった出力レベルでの運用となり、増幅器の動作がＡＢクラス或いはＢクラスなどである場合には、効率が低い所での運用となる。
【００４２】
これに対して、本例の増幅器では、変調信号の平均電力成分とピーク電力成分との差分電力（ＰＡＲ）に基づいて増幅部１へ供給する電力が制御されるため、例えば、ピーク電力成分が大きい時には信号増幅の効率化を図ることができ、ピーク電力成分が小さい時には低消費電力化を図ることができる。
【００４３】
以上のように、本例の増幅器では、増幅部１により増幅される対象となる入力信号の実効値を検出するとともに、当該入力信号のピーク電力値を検出し、これら２つの検出値の差分に応じて増幅部１へ供給する電源電圧を変化させることが行われ、これにより、例えば、入力信号のトラフィックの量に合わせて増幅部１への電源電圧の大きさを変化させることが行われる。
【００４４】
従って、本例の増幅器では、消費される電力の効率を改善することができ、例えば、入力信号のトラフィックの量に応じて消費電力を変化させることで、全体的な消費電力を効率化することができる。
これにより、本例の増幅器では、例えば従来において増幅部に供給される電源電圧が常に一定であるためにトラフィック量を含む使用状況に関係なく平均出力電力に伴う電力が増幅器により消費されてしまうといった問題点を解消することができ、従来と比較して、低消費電力化を図ることができる。
【００４５】
なお、本例の増幅器では、ＲＭＳ検波回路４の機能により平均レベル検出手段が構成されており、ピーク検波回路５の機能によりピークレベル検出手段が構成されており、減算器６の機能や処理・制御部７の機能や電源部８の機能により電源レベル制御手段が構成されている。
【００４６】
ここで、本発明に係る増幅器などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。なお、本発明は、例えば本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムなどとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
【００４７】
また、本発明に係る増幅器などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る増幅器によると、信号を増幅するに際して、増幅する対象となる信号について所定の平均レベルを検出するとともに所定のピークレベルを検出し、平均レベルの検出結果とピークレベルの検出結果との差異に基づいて供給する電源のレベルを制御するようにしたため、増幅対象となる信号に応じて消費電力の効率を良くすることができ、例えば、増幅対象となる信号のトラフィックの量に応じて消費電力の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る増幅器の構成例を示す図である。
【図２】増幅器の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１・・増幅部、  ２・・方向性結合器、  ３・・分配器、
４・・ＲＭＳ検波回路、  ５・・ピーク検波回路、  ６・・減算器、
７・・処理・制御部、  ８・・電源部、
【図１】
2004312423.tif 000003
【図２】
2004312423.tif 000004