(57)【要約】【課題】無線通信機の消費電力を削減すること。【解決手段】無線通信機１０において、ＲＦ−ＬＳＩ１０１は、符号化及び変調等の各種信号処理後の信号をカプラ１０２に出力するとともに、高出力モードではＰＡ１０３の電源をオンにする一方で、低出力モードではＰＡ１０３の電源をオフにし、カプラ１０２は、ＲＦ−ＬＳＩ１０１から入力される信号を、主経路（ＰＡ１０３側）と副経路（カプラ１０４側）とに分配し、ＰＡ１０３は、その電源がオンのときはカプラ１０２から入力される信号の電力を増幅し、その電源がオフのときは主経路を遮断し、カプラ１０４は、主経路を通った信号と副経路を通った信号とを混合して送信信号をデュプレクサ１０５に出力する。【選択図】図１
2013207758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される信号を第一経路と第二経路とに分配し、前記第一経路に第一信号を出力するとともに、前記第二経路に前記第一信号よりも電力が低い第二信号を出力する第一のカプラと、
前記第一経路に設けられ、前記第一信号の電力を増幅する増幅器と、
高出力モードでは前記増幅器の電源をオンにする一方で、低出力モードでは前記電源をオフにする制御部と、
を具備する無線通信機。
【請求項２】
前記第一経路を通って電力を増幅された前記第一信号と、前記第二経路を通った前記第二信号とを混合して送信信号を出力する第二のカプラ、
をさらに具備する請求項１に記載の無線通信機。
【請求項３】
前記第一経路を通って電力を増幅された前記第一信号を前記高出力モードでの送信信号として出力する第一のデュプレクサと、
前記第二経路を通った前記第二信号を前記低出力モードでの送信信号として出力する第二のデュプレクサと、
をさらに具備する請求項１に記載の無線通信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の通信端末装置（以下「通信端末」と省略する）では、バッテリの消費を抑えて、通信可能な時間をさらに伸ばすことが望まれる。このため、通信端末等に搭載可能な無線通信機には、さらなる低消費電力化が望まれる。
【０００３】
無線通信機ではパワーアンプ（Power  Amplifier；ＰＡ）を用いて送信信号の電力を増幅している。このため、ＰＡによって消費される電力を抑えることにより無線通信機の低消費電力化を図ることができる。
【０００４】
移動体通信システムにおいては、近年、基地局装置（以下「基地局」と省略する）の整備が進んだため、通信端末は、通信環境が良好な状態で通信を行えることが多くなった。よって、通信端末では大きな送信電力が必要な場合が少なくなり、比較的低い送信電力で足りることが多くなっている。このため、常にＰＡを使用して送信信号の電力を増幅していたのでは、ＰＡで消費される電力が無駄になる。
【０００５】
そこで、無線通信機に、ＰＡを通る主経路と、ＰＡを通らない副経路とを設け、ＰＡを使用する必要がない低出力時には、信号の経路を主経路から副経路に切り替える従来技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３２３９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＰＡを使用する必要がない低出力時に、信号の経路を主経路から副経路に切り替えることにより、ＰＡで消費される電力を削減できる。
【０００８】
上記の従来技術では、主経路と副経路との切り替えをスイッチ（高周波スイッチ）にて行っている。
【０００９】
しかしながら、スイッチは電源が必要なアクティブな素子であるため、スイッチの切替には、切替のための制御信号が必要になるとともに、スイッチの切替制御に電力を消費してしまう。さらに、スイッチはアクティブな素子であるため、スイッチを用いて経路切替を行うと、信号の歪み成分が増加してしまう。
【００１０】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、無線通信機の消費電力を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願の開示する無線通信機は、入力される信号を第一経路と第二経路とに分配し、前記第一経路に第一信号を出力するとともに、前記第二経路に前記第一信号よりも電力が低い第二信号を出力する第一のカプラと、前記第一経路に設けられ、前記第一信号の電力を増幅する増幅器と、高出力モードでは前記増幅器の電源をオンにする一方で、低出力モードでは前記電源をオフにする制御部と、を具備する。
【発明の効果】
【００１２】
本願の開示する無線通信機の上記態様によれば、無線通信機の消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施の形態１の無線通信機の構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１の無線通信機の動作の説明に供するフローチャートである。
【図３】図３は、実施の形態２の無線通信機の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施の形態１］
＜無線通信機１０の構成＞
図１は、実施の形態１の無線通信機１０の構成例を示す図である。図１において、無線通信機１０は、ＲＦ−ＬＳＩ１０１と、カプラ１０２と、ＰＡ１０３と、カプラ１０４と、デュプレクサ１０５と、アンテナ１０６とを有する。
【００１５】
無線通信機１０においては、送信信号の経路として、２つの経路が設けられる。すなわち、図１に示すように、カプラ１０２からＰＡ１０３を通ってカプラ１０４に至る主経路と、カプラ１０２からカプラ１０４に直接至る副経路の２つの経路が設けられる。すなわち、主経路にはＰＡ１０３が存在し、副経路にはＰＡ１０３が存在しない。よって、主経路を通る送信信号の電力はＰＡ１０３によって増幅され、副経路を通る送信信号の電力は増幅されない。
【００１６】
ＲＦ−ＬＳＩ１０１は、符号化及び変調等の各種信号処理後の信号をカプラ１０２に出力する。また、ＲＦ−ＬＳＩ１０１は、アンテナ１０６及びデュプレクサ１０５を介して受信された信号に対し、復調及び復号等の各種信号処理を施す。また、ＲＦ―ＬＳＩ１０１は、ＰＡ１０３の電源のオン／オフ制御を行う。
【００１７】
カプラ１０２は、ＲＦ−ＬＳＩ１０１から入力される信号を、主経路（ＰＡ１０３側）と副経路（カプラ１０４側）とに分配する。この際、カプラ１０２は、主経路に出力する信号よりも電力が低い信号を副経路に出力する。
【００１８】
ＰＡ１０３は、その電源のオン／オフ制御をＲＦ−ＬＳＩ１０１によってなされる。ＰＡ１０３は、その電源がオンのときには、カプラ１０２から入力される信号の電力を増幅し、電力増幅後の信号をカプラ１０４に出力する。よって、ＰＡ１０３の電源がオンのときには、主経路を通ってＰＡ１０３で電力が増幅された信号と、副経路を通った信号の双方がカプラ１０４に入力される。一方で、ＰＡ１０３の電源がオフのときには、主経路がＰＡ１０３によって遮断されるため、カプラ１０４には副経路を通った信号のみが入力される。
【００１９】
カプラ１０４は、カプラ１０２の入力端と出力端とを入れ替えて接続されたものであり、主経路を通った信号と副経路を通った信号とを混合して送信信号を生成し、生成した送信信号をデュプレクサ１０５に出力する。
【００２０】
送信信号は、デュプレクサ１０５及びアンテナ１０６を介して無線通信機１０から送信される。
【００２１】
＜無線通信機１０の動作＞
図２は、実施の形態１の無線通信機１０の動作の説明に供するフローチャートである。
【００２２】
無線通信機１０は、送信信号に高い送信電力が必要とされる場合の高出力モード、または、送信信号が低い送信電力で足りる場合の低出力モードのいずれかの送信モードで動作する。
【００２３】
ＲＦ−ＬＳＩ１０１は、送信モードを、高出力モード、または、低出力モードのいずれかに決定する（ステップＳ２０１）。送信モードの決定は、基地局から送信される、目標送信電力レベルを示す電力制御信号に基づいて行われる。
【００２４】
ＲＦ−ＬＳＩ１０１は、送信モードを高出力モードに決定した場合は、ＰＡ１０３の電源をオン（ＯＮ）にする（ステップＳ２０２）。
【００２５】
一方で、ＲＦ−ＬＳＩ１０１は、送信モードを低出力モードに決定した場合は、ＰＡ１０３の電源をオフ（ＯＦＦ）にする（ステップＳ２０３）。
【００２６】
すなわち、ＲＦ−ＬＳＩ１０１は、ＰＡ１０３の電源のオン／オフ制御を行う制御部として機能する。
【００２７】
＜無線通信機１０の動作の具体例＞
以下、主経路における信号電力と副経路における信号電力の一例を示す。カプラ１０２が主経路に分配する信号の電力ロスを０.１dBm、カプラ１０２が副経路に分配する信号の電力ロスを１０dBmとする。また、カプラ１０４の主経路側の電力ロスを０.１dBm、カプラ１０４の副経路側の電力ロスを１０dBmとする。また、ＰＡ１０３での電力ゲインを２６dBmとする。また、デュプレクサ１０５での電力ロスを２dBmとする。
【００２８】
高出力モードでは、ＲＦ―ＬＳＩ１０１は、ＰＡ１０３の電源をオンにし、０.２dBmの信号をカプラ１０２に出力する。この０.２dBmの信号は、カプラ１０２で０.１dBmだけロスし、ＰＡ１０３で２６dBmだけゲインし、カプラ１０４で０.１dBmだけロスし、デュプレクサ１０５で２dBmだけロスする。よって、高出力モードでは、ＲＦ―ＬＳＩ１０１から出力された信号は主経路を通ってＰＡ１０３によって増幅され、２４dBmの送信信号がアンテナ１０６から出力される。
【００２９】
一方で、低出力モードでは、ＲＦ―ＬＳＩ１０１は、ＰＡ１０３の電源をオフにし、０.２dBmの信号をカプラ１０２に出力する。この０.２dBmの信号は、カプラ１０２で１０dBmだけロスし、カプラ１０４で１０dBmだけロスし、デュプレクサ１０５で２dBmだけロスする。よって、低出力モードでは、ＲＦ―ＬＳＩ１０１から出力された信号は副経路を通り、−２１.８dBmの送信信号がアンテナ１０６から出力される。
【００３０】
なお、高出力モードでは、カプラ１０４には副経路側からも信号が入力される。しかし、この入力信号は−９.８dBmの信号であり、主経路側からカプラ１０４に入力される２６.１dBmの信号に比べて非常に電力が小さい信号となる。よって、カプラ１０４での混合に際しては、主経路側からカプラ１０４に入力される信号の電力が支配的になり、副経路側から入力される信号の電力は無視できるほど小さい。
【００３１】
以上のように本実施の形態では、無線通信機１０において、カプラ１０２は、入力される信号を主経路と副経路とに分配し、主経路に出力する信号よりも電力が低い信号を副経路に出力する。また、ＲＦ−ＬＳＩ１０１は、高出力モードではＰＡ１０３の電源をオンにする一方で、低出力モードではＰＡ１０３の電源をオフにすることにより主経路を遮断する。これにより、送信モードの切替に伴う主経路と副経路との切替を、ＰＡ１０３の電源のオン／オフ制御により行うことができる。このため、簡易な構成で主経路と副経路との切替を実現することができる。また、低出力モードではＰＡ１０３の電源をオフにするため、ＰＡ１０３はアイドル状態になることがない。このため、本実施の形態によれば、ＰＡ１０３のアイドル時の消費電力も削減することができる。また、本実施の形態によれば、パッシブな素子であるカプラ１０２を用いるため、アクティブな素子であるスイッチを用いないで主経路と副経路とを切り替えることができる。これにより、主経路と副経路との切替に消費される電力を節約できるとともに、信号の歪み成分の増加を防止できる。
【００３２】
また、本実施の形態では、無線通信機１０において、カプラ１０４は、主経路を通ってＰＡ１０３によって電力を増幅された信号と、副経路を通った信号とを混合して送信信号を出力する。これにより、ＲＦ−ＬＳＩ１０１からカプラ１０２に大きな電力の信号が入力されて、カプラ１０２から副経路に出力される信号の位相変動が無視できない場合でも、その位相変動をカプラ１０４によって相殺することができる。よって、本実施の形態によれば、無線通信機１０は、位相補正のための特別な構成を備える必要がない。
【００３３】
このように、本実施の形態によれば、簡易な構成で無線通信機１０の消費電力を削減することができる。
【００３４】
［実施の形態２］
実施の形態２では、実施の形態１の後段のカプラの代わりにデュプレクサを用いる。
【００３５】
＜無線通信機３０の構成＞
図３は、実施の形態２の無線通信機３０の構成例を示す図である。図３において、無線通信機３０は、ＲＦ−ＬＳＩ３０１と、カプラ１０２と、ＰＡ１０３と、デュプレクサ３０２，３０３と、スイッチ３０４と、カプラ３０５と、アンテナ１０６とを有する。
【００３６】
無線通信機３０においては、送信信号の経路として、２つの経路が設けられる。すなわち、図３に示すように、カプラ１０２からＰＡ１０３及びデュプレクサ３０２を通ってスイッチ３０４に至る主経路と、カプラ１０２からデュプレクサ３０３を通ってスイッチ３０４に至る副経路の２つの経路が設けられる。すなわち、実施の形態１同様、主経路にはＰＡ１０３が存在し、副経路にはＰＡ１０３が存在しない。よって、主経路を通る送信信号の電力はＰＡ１０３によって増幅され、副経路を通る送信信号の電力は増幅されない。
【００３７】
ＲＦ−ＬＳＩ３０１は、符号化及び変調等の各種信号処理後の信号をカプラ１０２に出力する。また、ＲＦ−ＬＳＩ３０１は、カプラ３０５から入力される信号に対し、復調及び復号等の各種信号処理を施す。また、ＲＦ―ＬＳＩ３０１はＰＡ１０３の電源のオン／オフ制御を行うとともに、このオン／オフ制御に合わせてスイッチ３０４の切替制御を行う。
【００３８】
カプラ１０２は、ＲＦ−ＬＳＩ３０１から入力される信号を、主経路（ＰＡ１０３側）と副経路（デュプレクサ３０３側）とに分配する。この際、カプラ１０２は、主経路に出力する信号よりも電力が低い信号を副経路に出力する。
【００３９】
ＰＡ１０３は、その電源のオン／オフ制御をＲＦ−ＬＳＩ３０１によってなされる。ＰＡ１０３は、その電源がオンのときには、カプラ１０２から入力される信号の電力を増幅し、電力増幅後の信号をデュプレクサ３０２に出力する。よって、ＰＡ１０３の電源がオンのときには、主経路を通ってＰＡ１０３で電力が増幅された信号がデュプレクサ３０２に入力される。一方で、ＰＡ１０３の電源がオフのときには、主経路がＰＡ１０３によって遮断されるため、副経路を通った信号がデュプレクサ３０３に入力される。
【００４０】
カプラ３０５は、カプラ１０２の入力端と出力端とを入れ替えて接続されたものであり、デュプレクサ３０２から入力される信号、または、デュプレクサ３０３から入力される信号をＲＦ−ＬＳＩ３０１に出力する。
【００４１】
ここで、ＲＦ−ＬＳＩ３０１は、送信モードを、高出力モード、または、低出力モードのいずれかに決定する。送信モードの決定は、基地局から送信される、目標送信電力レベルを示す電力制御信号に基づいて行われる。
【００４２】
ＲＦ−ＬＳＩ３０１は、送信モードを高出力モードに決定した場合は、ＰＡ１０３の電源をオンにするとともに、スイッチ３０４をデュプレクサ３０２側に切り替えてデュプレクサ３０２とアンテナ１０６とを接続する。よって、送信モードが高出力モードである場合は、主経路を通ってＰＡ１０３にて電力を増幅された信号が、送信信号としてデュプレクサ３０２から出力される。この送信信号は、スイッチ３０４及びアンテナ１０６を介して無線通信機３０から送信される。また、アンテナ１０６、スイッチ３０４及びデュプレクサ３０２を介して受信された信号が、カプラ３０５からＲＦ−ＬＳＩ３０１に入力される。
【００４３】
一方で、ＲＦ−ＬＳＩ３０１は、送信モードを低出力モードに決定した場合は、ＰＡ１０３の電源をオフにするととともに、スイッチ３０４をデュプレクサ３０３側に切り替えてデュプレクサ３０３とアンテナ１０６とを接続する。よって、送信モードが低出力モードである場合は、副経路を通った信号が、送信信号としてデュプレクサ３０３から出力される。この送信信号は、スイッチ３０４及びアンテナ１０６を介して無線通信機３０から送信される。また、アンテナ１０６、スイッチ３０４及びデュプレクサ３０３を介して受信された信号が、カプラ３０５からＲＦ−ＬＳＩ３０１に入力される。
【００４４】
このように、ＲＦ−ＬＳＩ３０１は、ＰＡ１０３の電源のオン／オフ制御、及び、スイッチ３０４の切替制御を行う制御部として機能する。
【００４５】
以上のように本実施の形態では、無線通信機３０において、デュプレクサ３０２は、主経路を通ってＰＡ１０３によって電力を増幅された信号を高出力モードでの送信信号として出力する。一方で、デュプレクサ３０３は、副経路を通った信号を低出力モードでの送信信号として出力する。つまり、本実施の形態では、実施の形態１の後段のカプラ１０４の代わりに、デュプレクサ３０２及びデュプレクサ３０３を用いる。これにより、実施の形態１におけるカプラ１０４での電力ロスがなくなるため、低出力モードでの無線通信機３０の動作範囲を広げることが可能になる。
【００４６】
なお、本実施の形態におけるスイッチ３０４として、送信周波数の切替のために従来から無線通信機３０に備えられているアンテナスイッチを利用すればよい。このため、無線通信機３０は、図３の構成を採るにあたって、新たなスイッチを備える必要はない。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【００４８】
なお、上記実施の形態では、ＰＡ１０３が存在する経路を「主経路」と呼び、ＰＡ１０３が存在しない経路を「副経路」と呼んだ。しかし、ＰＡ１０３が存在する経路を「副経路」と呼び、ＰＡ１０３が存在しない経路を「主経路」と呼んでもよい。つまり、上記実施の形態では、少なくとも、ＰＡ１０３が存在する経路と、ＰＡ１０３が存在しない経路との２つの経路が設けられればよい。
【００４９】
また、上記の無線通信機１０，３０は、通信端末に好適である。
【符号の説明】
【００５０】
１０，３０  無線通信機
１０１，３０１  ＲＦ−ＬＳＩ
１０２，１０４，３０５  カプラ
１０３  ＰＡ
１０５，３０２，３０３  デュプレクサ
１０６  アンテナ
３０４  スイッチ
【図１】
2013207758.tif 000003
【図２】
2013207758.tif 000004
【図３】
2013207758.tif 000005