(57)【要約】【課題】広帯域でＰＡＰＲが大きい無線電波を送信する小型、低消費電力で高効率の電力増幅器および増幅制御方法を提供する。【解決手段】制御部５は、ＣＰＵ５３が  から受信する各ＲＢの送信電力制御情報から電力積分値を算出し、算出した積分電力値をＬＵＴ５２と比較参照して電源部３が終段増幅部４に印加する電源電圧を設定するとともに、ＬＵＴ５１と比較参照してプリアンプ２がＤＰＤ処理をするための歪補償データを読み出して入力信号をＤＰＤ処理して増幅した信号を終段処理部４へ出力する制御を行う。【選択図】  図１
2012222623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動端末に報知する無線リソース情報に従ってＲＢ毎の送信電力を制御して前記移動端末との間で通信をする移動通信無線基地局で用いられ、デジタル信号を多値変調した高周波信号入力信号として、前記入力信号にＤＰＤを施した増幅を行った信号を出力する電力増幅器において、
入力される電圧制御信号に対応して前記電力増幅器に供給する電源電圧を出力する電源部と、
前記入力信号の信号レベルを測定してレベル測定信号を出力する入力信号レベル測定部と、
前記入力信号にＤＰＤ処理を施した増幅を行って前記終段出力素子へむけて出力するＤＰＤ処理手段と、
前記移動通信無線基地局が前記報知する無線リソース情報を取得して、その無線リソース情報から前記通信する際各前記ＲＢから送信されるダウンリンク毎の送信電力の積分値を出力する送信電力算出手段と、
前記積分値を複数のレベルに分け、前記レベルに対応して前記電源に供給する電源電圧を設定する対応関係を記憶した第１のＬＵＴと、
前記供給される電源電圧と前記レベル測定信号との組合せから、前記入力信号のレベルに対応して前記ＤＰＤを施すための歪補償データを記憶した第２のＬＵＴとを備え、
前記レベル測定信号と前記積分値とが入力され、
前記積分値を前記第１のＬＵＴと比較参照して前記設定された電源電圧に設定する前記電圧制御信号を出力するとともに、前記レベル測定信号を前記第２のＬＵＴと比較参照して前記歪み補償データを前記ＤＰＤ処理手段に設定して前記増幅の制御をする制御手段とを
具備することを特徴とする電力増幅器。
【請求項２】
前記積分値は、トラフィックに応じて予めロー、ミドル、ハイのトラフィックパターンに分類されていることを特徴とする請求項１記載の電力増幅器。
【請求項３】
移動端末に報知する無線リソース情報に従って送信電力を制御して通信をする移動通信無線基地局で用いられ、
電源部と、無線リソース情報処理手段と、入力信号測定手段と、ＬＵＴと、制御手段とを備え、デジタル信号を多値変調した高周波信号の入力信号にＤＰＤを施した増幅をして無線送信信号を生成して出力する電力増幅器の増幅制御方法において、
前記入力信号測定手段は、
前記入力信号の信号レベルを測定してレベル測定信号を出力し、
前記無線リソース情報処理手段は、
前記移動無線基地局が前記報知する無線リソース情報を受信して、その無線リソース情報から各ＲＢが前記送信する際の電力値を積分した電力積分値を出力し、
前記制御手段は、
前記積分電力値と前記レベル測定信号とが入力され、
入力される前記積分電力値を、予め前記積分電力値と前記電源部が当該電力増幅器の終段増幅素子に供給する電源電圧とを設定する対応関係にして記憶している第１の前記ＬＵＴと比較参照して前記対応する電源電圧に設定する制御と、
入力される前記レベル測定信号を、
前記供給される電源電圧と入力される前記レベル測定信号との組合せから前記入力信号のレベルに対応して前記ＤＰＤを施すための歪補償データを予め記憶している第２の前記ＬＵＴと比較参照して前記歪み補償データを読み出して前記ＤＰＤ処理を行う制御とを行う
ことを特徴とする電力増幅器の増幅制御方法。
【請求項４】
移動端末に報知する無線リソース情報に従って送信電力を制御して通信をする移動通信無線基地局で用いられ、デジタル信号を多値変調した高周波信号を入力信号として、前記入力信号にＤＰＤを施した増幅をして無線送信信号を生成して出力する電力増幅器の増幅制御方法において、
前記無線リソース情報から各ＲＢが前記送信する際の電力値を積分した電力積分値を出力し、
予め定めた電力積分値に対応して段階的に電力増幅器の終段増幅素子に供給する電源電圧の高低を設定するとともに
前記入力される入力信号のピークレベルを測定し前記ＤＰＤを施すにあたり、前記設定された電源電圧の高低に応じて前記ＤＰＤを施す補償値を補正して入力信号を増幅する制御を行う
ことを特徴とする電力増幅器の増幅制御方法。
【請求項５】
前記電力積分値は、トラフィックに応じて予め測定されたデータに基づき、ロー、ミドル、ハイのトラフィックパターンに分類されていることを特徴とする請求項３、または４に記載の電力増幅器の増幅制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線送信器の電力増幅器および増幅制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信、放送で使われる送信機に用いられる電力増幅器の高効率化を図るために終段のデバイスにおける飽和出力に出来るだけ近い出力で動作するような増幅動作をする。
【０００３】
図８は、電力増幅器の電源電圧と効率の関係を説明する概念図である。  
図８（ａ）は、電源印加電圧ｖａと、入出力信号の振幅との関係を示す図で、入力レベルが高くなるにつれ、出力カーブＯｐの振幅が印加電圧vaに近づくと利得が低下し、出力が飽和する事を示している。
【０００４】
最近の移動通信で用いられるＣＤＭＡや、ＯＦＤＭの様な高速（広帯域）変調を行った送信電波は、低歪であることが要求されるためピーク出力にも対応可能な様にバックオフを大きく取らなければならない。図８（ｂ）は、飽和を防ぐために電源の印加電圧を（Ｖａ＋ｂ）と高くしてバックオフを大きく取った状態を示す。
【０００５】
ところが、このような送信電波は、ＰＡＰＲ(Peak to Average Ratio)が大きく、大半の送信タイミングでは飽和出力に対して低い値の平均出力レベルａｐで出力するので高い効率が得られないという問題があった。
【０００６】
そこで、高効率を得る電力増幅回路として、送信信号の包絡線に対応して電力増幅器の電源電圧を高低させるＥＴ（Envelop Tracking）方式の増幅回路が考案されている。しかし、包絡線を検出しスイッチングをする回路を備えるために回路規模が大きく複雑になる。
【０００７】
また、上記の様な送信電波品質の確保に加えて、移動通信基地局は、近年移動端末との無線リンク接続の維持、ハンドオーバ性能の向上やＭＩＭＯ(Multiple Input Multiple Output)技術の導入など無線送信設備が更に複雑、大規模化しつつあり、省電力化、省スペースを目指して送信設備の高効率化、小型化が図られている。そのため、特に広帯域でＰＡＰＲが大きい無線電波を送信する小型、低消費電力で高効率な電力増幅器および増幅制御方法の実現が求められている。（例えば、特許文献１。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特願２００９―０６５０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、広帯域でＰＡＰＲが大きい無線電波を送信する小型、低消費電力で高効率な電力増幅器および増幅制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本実施形態の電力増幅器は、移動端末に報知する無線リソース情報に従ってＲＢ毎の送信電力を制御して前記移動端末との間で通信をする移動通信無線基地局で用いられ、デジタル信号を多値変調した高周波信号を入力信号として、前記入力信号にＤＰＤを施した増幅を行った信号を出力する電力増幅器において、前記電力増幅器に供給する電源電圧を入力される電圧制御信号に対応して出力する電源部と、前記入力信号の信号レベルを測定してレベル測定信号を出力する入力信号レベル測定部と、前記入力信号にＤＰＤ処理を施した増幅を行って前記終段出力素子へむけて出力するＤＰＤ処理手段と、前記移動通信無線基地局が前記報知する無線リソース情報を取得して、その無線リソース情報から前記通信する際各前記ＲＢから送信されるダウンリンク毎の送信電力の積分値を出力する送信電力算出手段と、前記積分値を複数のレベルに分け、前記レベルに対応して前記電源に供給する電源電圧を設定する対応関係を記憶した第１のＬＵＴと、前記供給される電源電圧と前記レベル測定信号との組合せから、前記入力信号のレベルに対応して前記ＤＰＤを施すための歪補償データを記憶した第２のＬＵＴとを備え、前記レベル測定信号と前記積分値とが入力され、前記積分値を前記第１のＬＵＴと比較参照して前記設定された電源電圧に設定する前記電圧制御信号を出力するとともに、前記レベル測定信号を前記第２のＬＵＴと比較参照して前記歪み補償データを前記ＤＰＤ処理手段に設定して前記増幅の制御をする制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の実施形態に係わる電力増幅器の増幅制御方法は、移動端末に報知する無線リソース情報に従って送信電力を制御して通信をする移動通信無線基地局で用いられ、電源部と、無線リソース情報処理手段と、入力信号測定手段と、ＬＵＴと、制御手段とを備え、デジタル信号を多値変調した高周波信号の入力信号にＤＰＤを施した増幅をして無線送信信号を生成して出力する電力増幅器の増幅制御方法において、前記入力信号測定手段は、前記入力信号の信号レベルを測定してレベル測定信号を出力し、前記無線リソース情報処理手段は、前記移動無線基地局が前記報知する無線リソース情報を受信して、その無線リソース情報から各ＲＢが前記送信する際の電力値を積分した電力積分値を出力し、前記制御手段は、前記積分電力値と前記レベル測定信号とが入力され、入力される前記積分電力値を、予め前記積分電力値と前記電源部が当該電力増幅器の終段増幅素子に供給する電源電圧を設定する対応関係にして記憶している第１の前記ＬＵＴと比較参照して前記対応する電源電圧に設定する制御と、入力される前記レベル測定信号を、前記供給される電源電圧と入力される前記レベル測定信号との組合せから前記入力信号のレベルに対応して前記ＤＰＤを施すための歪補償データを予め記憶している第２の前記ＬＵＴと比較参照して前記歪み補償データを読み出して前記ＤＰＤ処理を行う制御とを行うことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係わる電力増幅器の機能と動作を説明する機能ブロック図。
【図２】本実施形態に係わる電力増幅器の電源電圧と効率の関係を説明する概念図。
【図３】実施形態の無線リソースの概念を説明する図。
【図４】実施形態の電力増幅器ＰＡの動作を説明するための送信電力波形の模式図。
【図５】実施形態の電力積分値と電源電圧の設定を対応づけるＬＵＴの一例を示す図。
【図６】実施形態の電力増幅器の動作手順を説明するフローチャート。
【図７】実施形態の入力信号レベルに対応した歪補償を設定するＬＵＴの一例を示す図。
【図８】電力増幅器の電源電圧と効率の関係の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態の電力増幅器を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係わる電力増幅器の機能と動作を説明する機能ブロック図である。
【００１５】
図１において、移動体通信システムの基地局ＢＳの送信部ＴＸに使用される電力増幅器ＰＡは、入力レベル検出器１、プリアンプ２、電源部３、終段増幅部４と、制御部５とを備えている。電源部３は、プリアンプ２と終段増幅部４に一定に設定された電圧Ｖ１の電源電力と、終段増幅部４の出力デバイスに制御部５によって制御される電圧がＶｘ１〜Ｖｘ３の電源電力とを出力する。
【００１６】
制御部５は、内部にＤＰＤ（Digital Pre Distortion:予歪）処理の参照データを記憶したＬＵＴ（Look Up Table）５１と、電源電圧制御の参照データを記憶したＬＵＴ５２と、ＣＰＵ５３とを備えている。
【００１７】
また送信部ＴＸの電力増幅器ＰＡは、基地局ＢＳの変調器６から送信電波のキャリヤ周波数の変調信号が入力されるとともに、ＣＰＵ５３は、基地局ＢＳのスケジューラ７から移動通信端末との間で通信する無線フレームを制御する無線リソース情報が入力される。
【００１８】
本実施例の電力増幅器ＰＡは、ＥＴ方式ほど入力信号に対する速い追随ではなく、トラフィック（通信相手）数の多少により電力消費量が変化するのに応じて電源電圧を緩く変化させることにより効率を高く保つ。そして、電源電圧設定が緩やかな場合、ピークに近いレベルで歪みが大きくなってもその歪みをＤＰＤで補償することによって広帯域高効率の電力増幅器を実現するものである。
【００１９】
電力増幅器ＰＡには、入力信号として例えば、所定のキャリヤ周波数１〜３ＧＨｚ、帯域が数ＭＨｚ以上、ＰＡＰＲが５−１０ｄＢの様にデジタル信号を多値変調した変調信号が入力される。
【００２０】
この入力信号は、プリアンプ２へ入力されるとともに入力レベル検出器１でその信号レベルが例えば、１マイクロ秒間隔でサンプリング測定されてレベル測定信号Ｌｓとして制御部５へ出力される。
【００２１】
制御部５のＣＰＵ５３は、入力されるレベル測定信号ＬｓをＬＵＴ５１と比較参照し所定の予歪制御信号Ｄｓを生成してプリアンプ２の制御信号入力端子ｓｐへ出力する。プリアンプ２は、その予歪制御信号Ｄｓに基づきＤＰＤ処理を入力信号へ施して入力信号を所要の出力レベルまで増幅して終段増幅部４へ出力する。
【００２２】
電源電圧を制御するＥＴ方式では包絡線検波を行い検波信号レベルに応じて高速の電源スイッチングを行うため、前述のように回路規模が大きくなってしまう問題がある。
【００２３】
そこで本実施形態の電力増幅器ＰＡは、高速のスイッチングにより電源電圧を変化させ電源効率を高くするのではなく、当該基地局ＢＳが通信するトラフィック数が多い場合は大出力となり、高い電源電圧を必要となる事に着目してトラフィック数が反映される無線リソースを観測し、その変化に対応して緩やかな電源電圧電力を制御することにより高効率化を図っている。
【００２４】
図２は、本実施例における印加電源電圧と、効率の関係を説明する概念図である。  
図２において、後述の様にトラフィック数が少なく出力のピークレベルｐａに対する入力レベルがＬｓａと低い場合、ピークレベルｐａも低くて済むので印加電源電圧をＡボルトと低くする。印加電源電圧がＡボルトの場合、出力カーブＯｐｌは、バックオフが小さく早めに飽和するが、歪はＤＰＤで補償出来る範囲になるように印加電源電圧Ａが設定される。
【００２５】
また、トラフィック（通話）数が大きく出力のピークレベルｐｂが高い場合は、電源印加電圧をＢボルトとして、歪みを小さく押さえるようにする。通話数の多少による運用モードに応じて電源電圧の高低が制御されるのでトラフィックや通話相手が少ない場合は電源電圧が不要に高く設定されることなく低くなるので電源効率は高くなる。
【００２６】
本実施形態の電力増幅器ＰＡでは、ＤＰＤ処理により、プリアンプ２で歪補償量を大きく取るようにしている。すなわち、従来のＤＰＤ処理は入力レベルのみを参照していたが、本実施形態の電力増幅器ＰＡでは、入力レベルを参照するのみならず、加えて設定される電源電圧の高低に対応して歪補償を補正することにより精確なＤＰＤ処理を行っている。
【００２７】
本実施形態では、当該基地局ＢＳのスケジューラ７から送信電力制御情報を含む無線リソース情報を取得して電源電圧を制御している。
【００２８】
この無線リソース情報は、時間と周波数とを組み合わせた区分によって無線フレームを管理するものである。次世代ＰＨＳシステムでは、その区分は無線リソース（Physical Resource Unit）と呼ばれ、３ＧＬＴＥ（3rd Generation Long Term Evolution）ではＰＤＣＣＨ(Physical Downlink Control CHannel)のＲＢ（Resource Block）と呼ばれる無線リソースを制御する概念が導入されている。
【００２９】
例えば３ＧＬＴＥ下り回線では１０ｍｓの無線フレーム周期で各端末にＲＢ単位で割り当てられた無線リソース情報が報知情報として送信されている。以下の説明では、無線フレームを構成している区分をＲＢで総称し、無線リソース情報に含まれる送信電力制御データによりトラフィック数の大小をパターン分けするとともに電源電圧をそのパターンに応じて段階的に設定する。
【００３０】
図３は、無線フレームを管理する概念を説明する図である。  
例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６の様にＯＦＤＭ変調された信号の送信パターンは、ここの説明では、図３（ａ）の様に点線で示される境界により無線通信リンクが時間領域（ｔ１〜ｔ８）と周波数領域（ｆ１〜ｆ８）に分割された無線フレーム構成になる。そして、基地局ＢＳが移動端末との間の無線リンクで通信を行う時に、図３（ｂ）、（ｃ）の様に通信端末数、サービス要求等に応じて所定のタイミングで各端末との間に実線で囲まれるようなリンクリソースブロック（ＲＢ）が設定される。この図では、リソースブロックＲＢの数は最大８Ｘ８の６４準備され、１回の送信タイミング毎にＲＢの割り当てが行われる。
【００３１】
図３（ｂ）では、ＲＢには例えば、タイミングｔ１では周波数領域のｆ１とｆ２とで通信するＲＢ１と、周波数領域のｆ７とｆ８とで通信するＲＢ２が割り当てられる２つの端末があり、タイミングｔ８では、周波数領域ｆ７とｆ８とで通信するＲＢ１１が割り当てられる端末までがある。そして１回のダウンリンクで無線基地局ＢＳと１１の端末との間で通信する。
【００３２】
無線基地局ＢＳでは、例えば、タイミングｔ１は、ＲＢ１とＲＢ２と、タイミングｔ８ではＲＢ１１とから送信される様に、図１に示されるスケジューラ７から時間的に各ＲＢにおける送信出力を制御（設定）する情報を電力増幅器ＰＡへ出力している。各端末についてのチャネル毎の基地局の送信出力は予め設定されているので、通信相手数が少なく占有されているＲＢに空きが有留場合は、当該無線基地局の送信電力は低く、通話相手数が多い場合は、送信電力は高くなる。
【００３３】
本実施形態では、この各ＲＢに対する送信出力設定情報を電力増幅器ＰＡのＣＰＵ５３に出力する。ＣＰＵ５３は、図３（ｂ）、（ｃ）の様に割り当てられたＲＢ、通信端末数から、送信チャネル数とその合計送信電力を算出（積分）してダウンリンク毎の電力積分値Ｑを求める。
【００３４】
なおＣＰＵ５３は、予め入力されている送信出力のデフォルト値から電力値を算出すればよい。そして算出した電力積分値Ｑを予め設定された電力積分値と比較参照してレベル化された電源電圧に設定するよう制御する。
【００３５】
また、報知情報には、各端末への送信出力の制御情報が含まれているが、その送信出力制御情報と、自局の送信出力が関連づけられて制御されているシステムでは、報知情報から自局の送信出力を算出することによって電力積分値Ｑが求められる。
【００３６】
無線基地局ＢＳとの間で通信する端末数やトラフィック数は、一日の生活サイクルとともに時間的に緩やかに変化し、それに連れて送信出力も増減する。このトラフィック数の大小に応じて送信出力と電源電圧を図２で説明したように関連づけて制御することにより、電源効率を一定に高く保つことが可能になる。
【００３７】
図４は、本実施形態の電力増幅器ＰＡの動作を説明するための送信電力波形の模式図である。  
図４は、トラフィックパターンに対応して無線基地局ＢＳが送信する一日の送信電力の代表的なパターンを示すイメージ図である。時刻とともに変動する太線曲線は、電力積分値Ｑの平均値、細線は、電力積分値Ｑの入力に応じた瞬時値を示す。
【００３８】
また、図４は、実際には時間的にもっと細密な変化をしているが、この図では動作イメージを得るために時間的な変化を強調表示している。
【００３９】
ｐ０〜ｐ２は、トラフィックパターンに対応する電力積分値Ｑの判定レベルである。入力信号レベルに比例する送信出力は、トラフィック数に応じて高低する。
【００４０】
トラフィック数（通話相手数と通信データ量）は一日のうち時間帯によって変化し深夜早朝が最も低く、出勤時間とともに増加し、ビジネス時間帯は緩やかに上昇し、夜間に急激に上昇し夜半をすぎると急激に低くなる。送信出力に対応する入力波形の信号レベルは制限最大値ｐ０以下では、平均レベルが変動しつつ、離散的なタイミングで細いパルス状にピーク出力が発生する。
【００４１】
本実施形態の電力増幅器ＰＡは、トラフィック数に対応して電源電圧の高低を調整してトラフィック数が低い場合でも効率低下を防いでいる。すなわち、電力積分値Ｑに応じて印可される電源電圧が制御されるが、ここでは、電力積分値Ｑがｐ１以上になると最高電圧Ｖｘ３に設定され、電力積分値Ｑがｐ２から入力レベルｐ１の間は中間電圧Ｖｘ２に、電力積分値Ｑがｐ２以下では、最低電圧のＶｘ１に設定される。
【００４２】
図５は、電力積分値Ｑのレベルと、電源電圧の設定値との関係を記憶したテーブルのＬＵＴ５２の一例である。
【００４３】
電源電圧Ｖｘは、３つのトラフィックパターンに分類されたＶｘ３、Ｖｘ２、Ｖｘ１の３つのレベルが準備されている。電力積分値Ｑと各設定電源電圧Ｖｘ１〜Ｖｘ３の対応は、ＬＵＴ５２に予め記憶されている。
【００４４】
例えば、ハイトラフィックパターン（電力積分値Ｑがｐ１以上）の場合、終段増幅部４に印加される電源電圧Ｖｘ３は５０Ｖの最高値で、バイアスが６．３Ｖに設定される。
【００４５】
また、ミドルトラフィックパターン（電力積分値Ｑがｐ２から入力レベルｐ１の間）では、日中の業務が落ち着いて実行されているか、夜間の就寝前等の平均的な通話量（相手数）では、電源電圧Ｖｘ２は、中程度もしくはやや高めの電圧４０Ｖ、バイアス電圧は、５．５Ｖに設定される。
【００４６】
そして、ロートラフィックパターン（電力積分値Ｑがｐ２以下。）では、Ｖｘ１は、電圧がもっとも低くて済む場合である。この条件は、基地局の送信機が通信する相手数が少ない場合に相当し、深夜、早朝に見られるロートラフィックパターンである。待機状態もしくは、通信相手の端末数が少なく送信電力も低くて済むので出力も小さいので電源電圧Ｖｘ１は、３０Ｖ、バイアス電圧は、５．５Ｖに設定される。
【００４７】
制御部５のＣＰＵ５３は、この電力積分値Ｑが高いほど電力増幅器ＰＡに印加する電源電圧Ｖｘを高くする電圧制御信号ＶＣを電源部３へ出力する。当然、終段増幅部４のドレインに印加される電源電圧Ｖｘを変動させるとその電源電圧Ｖｘ１〜Ｖｘ３に応じて最大効率となるゲートソース間電圧などのバイアス電圧も異なる。従って、それぞれの電源電圧Ｖｘ１〜Ｖｘ３に応じてバイアス電圧を設定するバイアス調整信号Ｖｂが制御部５のＣＰＵ５３から終段増幅部４へ出力される。このバイアス調整信号Ｖｂは、制御部５から直接、または、電源部３を介して終段増幅部４へ入力される。
【００４８】
実際には、ダウンリンク毎に電力積分値Ｑは、常に大きく変化しており平均値よりも高いピーク出力がパルス状で瞬時に発生する。このピーク値は、ＲＢ情報には含まれておらず、多値変調信号が突発的に変化する性質のものである。
【００４９】
しかし、ＰＡＰＲは、どのトラフィックパターンでも例えば、７ｄＢの様に概ね一定なので、平均電力値を監視し、それにＰＡＰＲで想定されるピーク出力に対応可能な電源電圧をそれぞれのトラフィックパターンで設定すればよい。
【００５０】
すなわち、無線リソース情報中ＲＢに対応して記述されている送信電力は平均電力値に相当し、結果として電力積分値Ｑが３つのトラフィックパターンに応じて電源電圧が設定されることになる。トラフィック数が大きい場合でも、電源電圧はＰＡＰＲを考慮して設定されているのでピークが高くても電源電圧不足で飽和しないように図られている。
【００５１】
図６は、本実施形態の電力増幅器の電源電圧と歪補償処理に関わる動作手順を説明するフローチャートである。  
以下、図１〜図６を参照して本実施例の電力増幅器の動作説明をする。  
制御部５のＣＰＵ５３は、スケジューラ７からＲＢに係わる情報を取得し、自局から送信するＲＢの送信出力の電力積分値Ｑを算出する。（ステップｓ１）。
【００５２】
電力積分値ＱをＬＵＴ５２と比較参照して電源電圧Ｖｘを設定する（ステップｓ２）。
【００５３】
電源電圧Ｖｘは制御回路を小規模で済ませるために、上記説明では、一例として３つのパターン設定されたＶｘ１、Ｖｘ２、Ｖｘ３の３つの電圧レベルが準備されている。この電圧レベルの切り替えは、例えば、電源トランスの２次タップを切り替えるか、または電源部３をスイッチングレギュレータとして、その出力電圧を設定する制御電圧を制御するなどの方法が採られる。
【００５４】
なお、切り替える電源電圧の差による過渡応答や不安定な動作を防ぐために、平滑回路の時定数を所要の値に調整するか、またはスイッチングレギュレータの電圧変化を例えば５ボルトステップ／ミリ秒のように変化させる補助回路が設けられても良い。
【００５５】
従来は、歪発生を防ぐ為にこのハイトラフィックパターンに合わせてバックオフを確保する電源電圧が設定されるため、ロー、ミドルトラフィックパターンに相当する時間は出力が低くて済むにもかかわらず電源電圧は高いままであったので、電源効率が低くなっていた。これに対して本実施形態の電力増幅器ＰＡは、トラフィック数に対応して電源電圧の高低を調整して数が低い場合でも効率低下を防いでいる。
【００５６】
ところで、図４の（ａ）〜（ｆ）のマークが示されている部分の様に、ロー、ミドルのトラフィックパターンで電源電圧が低く設定されているタイミングに、トラフィック数が更に多いパターンに相当するピーク信号が入力されることがある。この様なパターンを超えるようなピーク出力に対しても歪が増加しない様に増幅動作をする必要がある。
【００５７】
そこで、本実施形態では、電力増幅器ＰＡへの入力信号のピークレベルを測定し、ピークレベルとそのタイミングで設定されている電源電圧とを組み合わせてＤＰＤ処理を行い歪み発生を補償している。
【００５８】
図１に示される如く、電力増幅器ＰＡへの入力信号は、プリアンプ２へ入力されるとともに入力レベル検出器１でその信号レベルが例えば、１マイクロ秒間隔でサンプリング測定されてレベル測定信号Ｌｓとして制御部５へ出力される（ステップｓ３）。
【００５９】
制御部５のＣＰＵ５３は、入力されるレベル測定信号ＬｓをＬＵＴ５１と比較参照し所定の予歪制御信号Ｄｓを生成してプリアンプ２の制御信号入力端子ｓｐへ出力する。プリアンプ２は、その予歪制御信号Ｄｓに基づきＤＰＤ処理を入力信号へ施して所要の出力レベルまで増幅して終段増幅部４へ出力する（ステップｓ４）。
【００６０】
このようにトラフィックレベルが低い状態に生じた高いピーク信号については、入力信号レベルに対応して行うＤＰＤの補償量を電源電圧の高低と組み合わせて調整することにより最小化させる。
【００６１】
図７は、ＬＵＴ５１が記憶している歪補償データをリストにしたテーブルの一例である。
【００６２】
ＬＵＴ５１には、デフォルトとしてミドルレベルに対応する電源電圧Ｖｘ２を基準として歪補償する補償値ＬＵＴ＃２が記憶されている。そして入力レベルに応じて利得補償、位相補償値が記憶されている。入力ピークのレベル測定信号ＬＳは、入力信号に対して最高値がリミッタで制限されているので基準値に対して最大０．５ｄＢまでが記憶されている。
【００６３】
そして、入力レベルが大きくなると基準利得に対して出力が飽和するので、その飽和を補って直線的になる様に利得係数をどれだけ上げるかの係数が記憶されている。例えば、基準よりも０．５ｄＢ高い入力レベルでは、基準設定に対して１．０４利得を上げ、位相を０．３ω進める補償値である。
【００６４】
なお、上記説明では、ＤＰＤ処理を行うのに入力信号のピークレベルをＬＵＴ５１と参照しているが、入力信号の平均値、または電力積分値をＬＵＴ５１と参照する方法であっても良い。
【００６５】
ＣＰＵ５３は、どの電源電圧Ｖｘ１〜Ｖｘ３のうちどの電源電圧を設定したかに基づいて、ＤＰＤの補償値を読み出す。例えばロートラフィックパターンの場合は、補償値ＬＵＴ＃２に代わり補償値ＬＵＴ＃１を読み出して設定した予歪制御信号Ｄｓをプリアンプ２へ出力する。プリアンプ２は、この入力された予歪制御信号Ｄｓにより、内部の可変利得増幅器（図示せず）、および位相シフタ等のタイミング調整手段（図示せず）を調整するＤＰＤ動作を行い入力信号を増幅して終段増幅部４へ出力する。
【００６６】
なお、上記説明では、電源電圧を３つのレベルに設定した場合を説明したが、２つのレベルで有っても良いし、４つ以上であっても良いことは言うまでも無い。また、ＬＵＴ５２は、電力積分値Ｑと電源電圧Ｖｘとの間は一義的な値が記憶されても良いが、ＬＵＴ５１には当該電力増幅器が設置されるＲＯＦ毎にトラフィック状況を調査し、通信パターンを調べることによって送信出力、すなわち、電力積分値Ｑと入力信号のピークレベルＬｓ、電源電圧Ｖｘ１〜Ｖｘ３の組合せをそれぞれ設定する値を記憶すると、効率と歪み補償の関係が最適化される。
【００６７】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の電力増幅器によれば、電源電圧を通信中のトラフィック数に対応して段階的に設定することにより、装置小型化、および電源高効率化が可能となる。
【００６８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６９】
ＰＡ  電力増幅器
１  入力レベル検出器
２  プリアンプ
３  電源部
４  終段増幅部
５  制御部
５１、５２  ＬＵＴ（Look Up Table）
５３  ＣＰＵ
【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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