(57)【要約】【課題】  変調パラメータを切り換えて無線通信を行う場合に、信号の歪み特性の線形性を必要に応じて確保しつつ、無線通信可能範囲が狭くなるのを防止し、エネルギーロスを少なくしてバッテリの保ちを良くする。【解決手段】  複数の変調パラメータを切り換え可能な無線通信装置に使用される負帰還増幅回路であり、増幅器１２は、送信信号の電力を増幅する。位相回路部１６は、増幅器１２の出力信号の位相を反転させる。振幅回路部１５は、位相反転された後の信号振幅を減衰させる。制御信号入力端子１１には、複数の変調パラメータの中で無線通信装置が使用する変調パラメータに対して最適化された減衰量（負帰還量）で振幅回路部１５を制御する負帰還制御信号が供給される。これにより、振幅回路部１５では、負帰還制御信号に応じた減衰量にて信号振幅の減衰が行われ、増幅器１２にはその減衰後の信号が帰還される。【選択図】  図１
2009100049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の変調パラメータを切り換えて使用する無線通信装置に設けられる負帰還増幅回路であって、
変調された信号の電力を増幅する増幅部と、
上記増幅部の出力信号の位相を反転させる位相反転部と、
上記増幅部の出力信号の振幅を減衰させる振幅減衰部と、
上記複数の変調パラメータの中で当該無線通信装置が使用する変調パラメータに対して最適化された減衰量を決定し、その減衰量により上記振幅減衰部に対して上記振幅の減衰を行わせる減衰制御部と、
上記位相反転部及び振幅減衰部を介した信号を上記増幅部へ帰還させる帰還路とを有する、
ことを特徴とする負帰還増幅回路。
【請求項２】
上記減衰制御部は、
上記無線通信装置が切り換えて使用可能な複数の変調パラメータと、それら各変調パラメータに対して予め最適化された複数の減衰量とが対応付けられたテーブルを有し、
当該無線通信装置が使用する変調パラメータに対応した減衰量を、上記テーブルの中から選択して、上記最適化された減衰量として決定することを特徴とする請求項１記載の負帰還増幅回路。
【請求項３】
上記減衰制御部は、
上記無線通信装置が切り換えて使用可能な複数の変調パラメータの中で予め代表として決められた変調パラメータと当該代表の変調パラメータに対して予め最適化された減衰量との対応付け、及び、上記代表以外の変調パラメータに対して上記代表の変調パラメータに最適化された減衰量のオフセット値が対応付けられたテーブルを有し、
当該無線通信装置が上記代表の変調パラメータを使用する場合には、当該代表の変調パラメータに対応した減衰量を、上記テーブルの中から選択して上記最適化された減衰量として決定し、
当該無線通信装置が上記代表以外の変調パラメータを使用する場合には、上記代表以外の変調パラメータに対応した減衰量を、上記代表の変調パラメータに最適化された減衰量に上記オフセット値を加えた減衰量として決定することを特徴とする請求項１記載の負帰還増幅回路。
【請求項４】
複数の変調パラメータの中から選択的に設定された変調パラメータを使用して信号の変調を行う変調部と、
上記変調部にて変調された信号の電力を増幅する増幅部と、
上記増幅部の出力信号の位相を反転させる位相反転部と、
上記増幅部の出力信号の振幅を減衰させる振幅減衰部と、
複数の変調パラメータの中で上記変調部が使用する変調パラメータに対して最適化された減衰量を決定し、その減衰量により上記振幅減衰部に対して上記振幅の減衰を行わせる減衰制御部と、
上記位相反転部及び振幅減衰部を介した信号を上記増幅部へ帰還させる帰還路と、
上記増幅部にて電力増幅された信号を少なくとも無線送信する送信部とを有する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
上記減衰制御部は、
上記変調部が信号変調に使用可能な複数の変調パラメータと、それら各変調パラメータに対して予め最適化された複数の減衰量とが対応付けられたテーブルを有し、
上記変調部が使用する変調パラメータに対応した減衰量を、上記テーブルの中から選択して、上記最適化された減衰量として決定することを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
【請求項６】
上記減衰制御部は、
上記変調部が信号変調に使用可能な複数の変調パラメータの中で予め代表として決められた変調パラメータと当該代表の変調パラメータに対して予め最適化された減衰量との対応付け、及び、上記代表以外の変調パラメータに対して上記代表の変調パラメータに最適化された減衰量のオフセット値が対応付けられたテーブルを有し、
上記変調部が上記代表の変調パラメータを使用する場合には、当該代表の変調パラメータに対応した減衰量を、上記テーブルの中から選択して上記最適化された減衰量として決定し、
上記変調部が上記代表以外の変調パラメータを使用する場合には、上記代表以外の変調パラメータに対応した減衰量を、上記代表の変調パラメータに最適化された減衰量に上記オフセット値を加えた減衰量として決定することを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信時の送信信号を増幅する負帰還増幅回路及びその負帰還増幅回路を備えた無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えばいわゆるＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）変調を用いた携帯電話端末を代表とする無線通信装置では、無線送信時において、送信波の歪み量に関連するＡＣＬＲ(Adjacent Channel Leakage Ratio:隣接チャネル漏洩電力比）特性を満足することが求められている。
【０００３】
無線送信時における歪み特性の改善に関する従来の技術としては、例えば、特開２００７−６０６３５号の公開特許公報（特許文献１）に記載された高周波増幅装置が知られている。すなわち当該高周波増幅装置は、最終段増幅器が出力する相互変調歪みを第１及び第２の制御回路を介して段間制御回路へ帰還させる構成を備え、第１，第２の制御回路において、初段増幅器から最終段増幅器に入力されて増幅される相互変調歪みと最終段増幅器で新たに発生する相互変調歪みとの合成振幅量が小さくなるように、最終段増幅器から段間整合回路へ帰還させる相互変調歪みの振幅及び位相を制御することにより、歪み特性を改善するようになされている。
【０００４】
また、例えば特開２００７−２８４７３号の公開特許公報（特許文献２）には、入力信号を搬送波信号で変調し、その変調信号を増幅して出力すると共に、その増幅出力を、搬送波信号と同じ周波数で且つ位相が移相された復調用補助信号により復調し、その変調信号から復調信号を減算して差信号を求め、カットオフ周波数が可変のフィルタによって当該差信号の帯域制限を行って帰還信号を生成し、その帰還信号を上記変調信号へ加算する負帰還増幅装置が開示されている。そして、この負帰還増幅装置では、差信号の振幅に応じて上記フィルタのカットオフ周波数を制御することにより、伝送帯域幅の変化や環境変動に対して安定で歪みの少ない負帰還増幅を実現している。
【０００５】
その他にも、例えば、特開２００６−２４５８４３号の公開特許公報（特許文献３）には、主増幅器の入力端子と出力端子とを可変抵抗素子で接続した構成を有する可変利得増幅器において、利得制御に際して、可変利得増幅器の入力インピーダンスと出力インピーダンスとがそれぞれ一定値を保つように、主増幅器の利得制御電圧と可変抵抗素子の制御電圧とを同時に制御することにより、利得制御時に入力端子及び出力端子における反射特性の劣化を小さくすることを可能にした技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−６０６３５号公報（図１）
【特許文献２】特開２００７−２８４７３号公報（図１）
【特許文献３】特開２００６−２４５８４３号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述のＡＣＬＲ特性は、一般に、無線通信時の出力電力（送信電力）の大小に左右されることが知られている。すなわち、出力電力が小さくなるとＡＣＬＲ特性は改善し、逆に、出力電力が大きくなるとＡＣＬＲ特性は劣化する。なお、上述の特開２００７−６０６３５号の公開特許公報に記載の技術では、歪み特性を或る程度改善することはできるものの、例えばＷＣＤＭＡ変調方式を発展させたＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）方式に対しては必ずしも十分であるとは言えない。
【０００８】
また、ＨＳＤＰＡ方式に対応したＷＣＤＭＡ方式の場合、電波の状態（伝送路の状況）に応じて変調方式を変える適応変調技術が採用されており、例えば、ＨＳＤＰＡ方式を使用可能な時には当該ＨＳＤＰＡ方式を用い、それ以外の時には通常のＷＣＤＭＡ方式を用いるようにしたり、また例えば、ＨＳＤＰＡ方式を用いる場合にも、変調パラメータの値を刻々と切り換えて使用するようなことが行われる。このため、上記ＨＳＤＰＡ方式に対応したＷＣＤＭＡ変調方式を使用する無線通信装置においては、それら変調方式の切り換えや変調パラメータの変更の何れが行われた場合であっても常にＡＣＬＲ特性を満足させるように、つまり、全ての場合において必ず或る一定以上のＡＣＬＲ特性が得られるように、送信電力増幅器（パワーアンプ）が設定されている。
【０００９】
以下、一例としてＨＳＤＰＡ方式による無線通信を行う無線通信装置を挙げて、送信電力増幅器の設定について説明する。
【００１０】
無線通信装置の一般的な送信系に設けられる送信電力増幅器は、主に送信信号のゲインを調整するためのＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路と、送信電力制御及び歪み特性の線形性を保つための負帰還増幅器とを有しており、上記負帰還増幅器については、送信信号の歪み特性が最も劣化する変調パラメータ（ここでは特に変調パラメータβｍと表記する。）を用いた時に、歪み特性の線形性を満足できるような設定がなされている。すなわち、従来の負帰還増幅器では、歪み特性の線形性を保つための設定値が、上記変調パラメータβｍを用いた時の値に合わせられており、その設定値は上記変調パラメータβｍ以外の変調パラメータについてもそのまま用いられている。このことを言い換えると、上記歪み特性が最も劣化する変調パラメータβｍ以外の他の変調パラメータについては、歪み特性について必要以上のマージンが取られていることになる。
【００１１】
また、従来の送信電力増幅器では、上記変調パラメータβｍに対する歪み特性の線形性を確保するために、前述したように出力電力（送信電力）を低くする設定になされているので、アンテナからの輻射電力が抑えられてしまい、その結果、無線通信装置の通信可能範囲が狭まってしまい、ユーザにとって好ましくない状況になっている。また、歪み特性の線形性を確保するために出力電力を低く抑えるということは、送信電力増幅器が本来備えているハードウェア性能を十分に発揮させることができていないことを意味する。
【００１２】
さらに例えば、上記変調パラメータβｍに対する歪み特性の線形性を維持するためには、常に或る程度のバイアス電力が必要となってエネルギーのロスが大きくなり、その結果、例えばバッテリ駆動する無線通信装置では当該バッテリの保ちが悪くなってしまうという問題が発生する。
【００１３】
勿論、上述したようなことは、例えばＨＳＤＰＡ方式と通常のＷＣＤＭＡ方式を切り換えて無線通信を行う場合にも同様に起こることになる。
【００１４】
その他に、例えばいわゆる第２世代（２Ｇ方式）と第３世代（３Ｇ方式）の両方の通信機能を備え、それらを切り換えて使用するような無線通信装置の場合も同様であり、２Ｇ方式を用いる場合と３Ｇ方式を用いる場合とでは、送信電力増幅器（パワーアンプ）の歪みに対する要求が異なるのにもかかわらず、両者のうち最も歪み特性が厳しい条件に合うように送信電力増幅器が設定されているため、通信可能範囲が狭められたり、エネルギーのロスが発生してしまう。
【００１５】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、変調方式や変調パラメータを切り換えて無線通信を行う場合において、送信信号の歪み特性の線形性を必要に応じて確保しつつ、切り換えて使用される変調方式や変調パラメータについてそれぞれ実現可能な最大送信出力を得ることができて無線通信時の通信可能範囲が狭くなるのを防止し、また、エネルギーのロスを少なくしてバッテリの保ちを良くすることをも可能とする負帰還増幅回路及び無線通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】
【００１６】
本発明の負帰還増幅回路は、複数の変調パラメータを切り換えて使用する無線通信装置に設けられる回路であり、変調された信号の電力を増幅する増幅部と、増幅部の出力信号の位相を反転させる位相反転部と、増幅部の出力信号の振幅を減衰させる振幅減衰部と、複数の変調パラメータの中で無線通信装置が使用する変調パラメータに対して最適化された減衰量を決定し、その減衰量により振幅減衰部に対して振幅の減衰を行わせる減衰制御部と、位相反転部及び振幅減衰部を介した信号を増幅部へ帰還させる帰還路とを有することにより、上述した課題を解決する。
【００１７】
また、本発明の無線通信装置は、複数の変調パラメータの中から選択的に設定された変調パラメータを使用して信号の変調を行う変調部と、変調部にて変調された信号の電力を増幅する増幅部と、増幅部の出力信号の位相を反転させる位相反転部と、増幅部の出力信号の振幅を減衰させる振幅減衰部と、複数の変調パラメータの中で変調部が使用する変調パラメータに対して最適化された減衰量を決定し、その減衰量により振幅減衰部に対して振幅の減衰を行わせる減衰制御部と、位相反転部及び振幅減衰部を介した信号を増幅部へ帰還させる帰還路と、増幅部にて電力増幅された信号を少なくとも無線送信する送信部とを有することにより、上述した課題を解決する。
【００１８】
すなわち、本発明によれば、変調に使用される複数の変調パラメータに対して最適化された減衰量が用意されており、それらの中から実際に変調に使用された変調パラメータに対応した減衰量を用いて負帰還信号の振幅調整を行う。つまり、本発明では、使用される変調パラメータによって、負帰還増幅回路への負帰還量を調整している。
【発明の効果】
【００１９】
本発明においては、使用する変調パラメータに応じて、負帰還増幅回路への負帰還量を最適な値に調整することにより、変調方式や変調パラメータを切り換えて無線通信を行う場合に、送信信号の歪み特性の線形性を必要に応じて確保でき、また、切り換えて使用される変調方式や変調パラメータについてそれぞれ実現可能な最大送信出力を得ることで無線通信時の通信可能範囲が狭くなるのを防止でき、さらに、エネルギーのロスを少なくしてバッテリの保ちを良くすることを可能としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。
【００２１】
なお、以下の実施形態では、本発明の負帰還増幅回路及び無線通信装置の適用例として携帯電話端末を挙げている。
【００２２】
また、本実施形態の携帯電話端末は、変調方式の切り換え若しくは所定の変調方式内での変調パラメータの切り換えが可能となされている。なお、本実施形態では、変調方式の切り換えの一例として、例えばいわゆる第２世代（２Ｇ方式）と第３世代（３Ｇ方式）の切り換えを挙げ、また、所定の変調方式内での変調パラメータの切り換えの一例として、ＷＣＤＭＡのＨＳＤＰＡ方式における適応変調の際の変調パラメータの切り換えを挙げている。なお、２Ｇ方式と３Ｇ方式の変調方式の切り換えは、実際には、例えば２Ｇ方式に規定された変調パラメータを３Ｇ方式で規定された変調パラメータへ切り換えること、或いは逆に、例えば３Ｇ方式の変調パラメータを２Ｇ方式の変調パラメータに切り換えることにより行われる。以下の説明では、変調パラメータの切り換えによる変調方式の切り換えと、所定の変調方式内での変調パラメータの切り換えについて、特に区別する場合を除き、「変調パラメータの切り換え」と表記している。また以下の実施形態では、２Ｇ方式と３Ｇ方式の変調方式の切り換えを行う端末と、ＨＳＤＰＡ方式における変調パラメータの切り換えを行う端末を別個のものとして述べているが、本発明はそれら２Ｇ方式と３Ｇ方式の切り換え、及び、ＨＳＤＰＡ方式の変調パラメータの切り換えの両方の機能を備えた端末にも適用可能である。
【００２３】
勿論、ここで説明する内容はあくまで一例であり、本発明はこの例に限定されないことは言うまでもない。
【００２４】
〔負帰還増幅回路の主要部の構成〕
図１には、本発明実施形態の携帯電話端末に備えられている負帰還増幅回路の概略構成を示す。
【００２５】
図１において、送信信号入力端子１０は、増幅器１２の入力端子に接続されている。当該増幅器１２の出力端子は、送信信号出力端子１３に接続されていると共に帰還回路１４の入力端子にも接続されている。そして、帰還回路１４の出力端子は、上記送信信号入力端子１０と増幅器１２の入力端子との間の共通接続点に接続されている。すなわち、図１の負帰還増幅回路は、上記共通接続点を有する帰還路を通じて、帰還回路１４の出力信号を増幅器１２の入力端子へ帰還させる構成となされている。
【００２６】
上記帰還回路１４は、位相回路部１６と振幅回路部１５により構成されている。上記位相回路部１６は、入力端子へ供給される信号と出力端子から出力される信号の位相差が１８０度になるように設定された位相反転回路となされている。上記振幅回路部１５は、入力信号の振幅を減衰させて出力すると共に、その減衰量を変更可能な可変減衰回路となされている。なお、本実施形態の負帰還増幅回路では、上記振幅回路部１５にて入力信号の振幅を減衰させる際の減衰量が、制御信号入力端子１１を介して後述する図２のテーブル参照部２５から供給される負帰還制御信号により可変制御され、当該振幅回路部１５では、上記可変制御された減衰量にて上記入力信号の振幅を減衰させて出力する。
【００２７】
なお、上記帰還回路１４の位相回路部１６は、最も簡単な例としては、入力信号の位相を反転（１８０度移相）させるだけの所定長の伝送線路を用いることができる。また、当該振幅回路部１５の具体的構成例としては、例えば、それぞれ抵抗値が異なる複数の抵抗器と、それら複数の抵抗器の何れかを上記負帰還制御信号に応じて切換選択する切換スイッチとを備え、当該切換スイッチにて切換選択された抵抗器へ上記入力端子の入力信号を通すこと、或いは、切換スイッチにて切り換え選択された抵抗器の出力信号を出力端子へ送ることにより、当該振幅回路部１５への入力信号の振幅を減衰させるような抵抗バンク構成を挙げることができる。勿論、位相回路部１６は他の構成であっても良く、また、振幅回路部１５についても例えば制御電圧に応じて抵抗値が変更制御される可変抵抗器により構成された可変減衰器であっても良い。
【００２８】
このように、本実施形態の負帰還増幅回路では、送信信号入力端子１０に供給された送信信号を増幅器１２にて増幅して送信信号出力端子１３から出力すると同時に、当該増幅器１２の出力信号を位相回路部１６で位相を反転（１８０度移相）させ、更に振幅回路部１５で減衰させて当該増幅器１２の入力端子へ帰還させる負帰還増幅処理が行われる。
【００２９】
〔負帰還増幅回路の負帰還量と信号の歪み特性の関係、及び、変調パラメータの切り換えと負帰還量の制御〕
ここで、図１に示した構成のような負帰還増幅回路において、振幅回路部１５の減衰量を可変制御する際に、例えば入力信号の振幅を略々ゼロにする大きな減衰量を用いるような制御がなされた場合、上記増幅器１２への負帰還量は略々ゼロになり、この場合の当該負帰還増幅回路は、略々増幅器１２のみからなる回路として動作することになる。これに対し、振幅回路部１５の減衰量可変制御の際に、例えば減衰量を少なくするような制御がなされた場合、増幅器１２への負帰還量は増加し、強い負帰還がかけられることになる。すなわち、負帰還増幅回路では、増幅器１２への負帰還量が多くなればなるほど、当該負帰還増幅回路全体での増幅度は減ることになる。
【００３０】
また前述したように、送信信号の歪み特性（ＡＣＬＲ特性）は、出力電力（つまり送信電力）の大小に左右され、例えば出力電力が小さくなると歪み特性は改善し、逆に、出力電力が大きくなると歪み特性は劣化する。したがって、負帰還増幅回路において、例えば負帰還量を多くすることで当該負帰還増幅回路全体での増幅度を下げれば、送信信号の歪み特性は改善されることになる。
【００３１】
一方、本実施形態の携帯電話端末のように、例えば２Ｇ方式と３Ｇ方式を適宜切り換えて使用可能な端末の場合、２Ｇ方式を用いる時と３Ｇ方式を用いる時とでは、送信系の送信電力増幅器（パワーアンプ）の歪みに対する要求が異なる。同様に、ＨＳＤＰＡ方式の変調パラメータを切り換える場合においても、各変調パラメータについて送信電力増幅器の歪みに対する要求は異なる。
【００３２】
ここで、一例としてＨＳＤＰＡ方式の場合は、例えばコントロールチャネルの信号とデータチャネルの信号がミックスされて変調され、それらコントロールチャネルの信号振幅とデータチャネルの信号振幅をミックスする際の振幅の比率を、通信状況（電波の状態や伝送路の状況）によって刻々と切り換えるようになされている。すなわち、ＨＳＤＰＡ方式には、コントロールチャネルとデータチャネルの信号振幅の比率に関する変調パラメータとして、コントロールチャネル用の変調パラメータβｃとデータチャネル用の変調パラメータβｄとが規定されており、当該ＨＳＤＰＡ方式による無線通信の際には、それら変調パラメータβｃとβｄの比率（βｃ／βｄ）を、通信状況に応じて刻々と切り換えることが行われる。そして、ＨＳＤＰＡ方式では、それら変調パラメータβｃとβｄの組み合わせによって、送信電力増幅器に対する歪み特性への要求が変わり、例えば、変調パラメータβｃ，βｄの或る組み合わせでは歪み特性への要求が厳しくなり、一方、別の組み合わせでは歪み特性への要求が緩くなることが有り得る。
【００３３】
これらのことから、本実施形態では、例えば、上記２Ｇ方式と３Ｇ方式の変調パラメータ切り換えにより変化する歪み特性への要求に対応するために、２Ｇと３Ｇ方式の変調パラメータの切り換えがなされる場合には、予め２Ｇ、３Ｇの各変調方式毎の変調パラメータについて予め最適化されて用意されている負帰還量（つまり減衰量）の中から、それら２Ｇ、３Ｇの変調方式で切り換えられる変調パラメータに応じた負帰還量（減衰量）を選び出し、その選び出された負帰還量による負帰還増幅処理を行うことにより、上記切り換えられた変調方式の変調パラメータについて、最適な歪み特性が得られると同時に、出来うる限り大きな送信電力が得られるようにしている。同様に、本実施形態では、上記ＨＳＤＰＡ方式における変調パラメータ（特にβｃ／βｄ）の組み合わせの切り換えにより変化する歪み特性への要求に対応するために、当該変調パラメータの組み合わせの切り換えがなされる場合には、ＨＳＤＰＡ方式の変調パラメータの組み合わせ毎に予め最適化されて用意されている負帰還量（減衰量）の中から、それら変調パラメータの組み合わせ毎に応じた負帰還量（減衰量）を選び出し、その選び出された負帰還量による負帰還増幅処理を行うことにより、上記切り換えられた変調パラメータについて最適な歪み特性が得られると同時に、出来うる限り大きな送信電力が得られるようにしている。
【００３４】
すなわち、本実施形態において、各変調パラメータについて最適化されて用意されている負帰還量（減衰量）は、例えば、さほど厳しい歪み特性が要求されない変調パラメータについては、或る程度線形性を落とした歪み特性となる負帰還量となされ、それにより所望の送信電力での信号送信時のエネルギーロスが少なくなるようにし、一方、例えば、厳しい歪み特性が要求される変調パラメータについては、線形性が確保された歪み特性となる負帰還量となされ、それにより送信信号の品質を維持できるようにする。
【００３５】
本実施形態では、このようなことを実現するために、切り換え可能な全ての変調パラメータについて、送信電力毎にそれぞれ最適な歪み特性となる負帰還量を予め求めておき、それら各変調パラメータと負帰還量を各送信電力にそれぞれ対応付けしたテーブルを予め作成して用意している。そして、本実施形態では、変調パラメータの切り換えがなされる場合、当該切り換えられる変調パラメータに応じた負帰還量（減衰量）を上記テーブルの中から選び出し、その選出した負帰還量を用いた負帰還増幅処理を行うようにする。
【００３６】
上述の図１に示した制御信号入力端子１１には、上記切り換えられる変調パラメータについて最適な歪み特性となる負帰還量を設定するための負帰還制御信号が供給され、本実施形態の負帰還増幅回路では、その負帰還制御信号により帰還回路１４の振幅回路部１５の減衰量（つまり増幅器１２への負帰還量）が可変制御される。これにより、図１に示した負帰還増幅回路では、所望の送信電力での信号送信を行う場合に、上記切り換えられた変調パラメータについて最適な歪み特性となる送信信号が得られるようになる。
【００３７】
〔変調パラメータの切り換えと負帰還量の制御を行うための構成例、及び負帰還量制御データのテーブル例〕
図２には、本実施形態の携帯電話端末において、変調パラメータの切り換えと負帰還量の制御を行うための主要部の概略構成を示す。なお、本実施形態の携帯電話端末は、一般的な携帯電話端末が備える各構成要素についても当然備えているが、図２では本発明に関連する主要部の構成要素のみを図示している。
【００３８】
図２において、データ処理部２１は、少なくとも、送信信号の変調に用いられる変調パラメータのデータと、送信信号の送信電力を表す送信パワー情報とを出力する。そして、送信信号の変調に用いられる変調パラメータのデータは変調部２２及びテーブル参照部２５へ送られ、送信パワー情報はテーブル参照部２５へ送られる。
【００３９】
ここで、本実施形態の携帯電話端末が例えば２Ｇ方式と３Ｇ方式の変調方式を切り換え可能な端末であり、それら変調方式の切り換えを行う場合、データ処理部２１は、例えば２Ｇ方式による変調が行われる際には、当該２Ｇ方式に規定された変調パラメータのデータを選択して変調部２２へ出力すると共にテーブル参照部２５へも出力する。また、例えば３Ｇ方式による変調が行われる場合、データ処理部２１は、当該３Ｇ方式に規定された変調パラメータのデータを選択して変調部２２へ出力すると共にテーブル参照部２５へも出力する。一方、本実施形態の携帯電話端末が例えばＨＳＤＰＡ方式の適応変調により変調パラメータを切り換え可能な端末であり、当該ＨＳＤＰＡ方式の変調パラメータの切り換えを行う場合、データ処理部２１は、当該ＨＳＤＰＡ方式にて切り換えられる変調パラメータのデータを選択して変調部２２へ出力すると共にテーブル参照部２５へも出力する。
【００４０】
変調部２２は、図示しない前段の構成から送信信号が供給されると、上記データ処理部２１から供給された変調パラメータを用いて、当該送信信号の直交変調を行い、所望の送信チャネル周波数を中心周波数とする変調信号（変調された送信信号）を出力する。当該変調された送信信号は、信号増幅部２０のＡＧＣ部２３へ送られる。
【００４１】
ＡＧＣ部２３は、後述するテーブル参照部２５から供給されたＡＧＣ調整値データを基に上記送信信号のゲインを調整する。当該ＡＧＣ部２３にてゲイン調整された送信信号は、負帰還増幅部２４へ送られる。
【００４２】
テーブル参照部２５は、信号増幅部２０からフロントエンド及びアンテナ部２６へ出力される送信信号の送信パワー情報と、ＡＧＣ部２３がＡＧＣ調整を行う際のＡＧＣ調整値データと、２Ｇ，３Ｇ変調方式の変調パラメータ若しくはＨＳＤＰＡ方式の変調パラメータのデータと、変調部２２で変調された送信信号がＡＣＬＲの歪み特性の規格を満足するために必要且つ最適な負帰還量を負帰還増幅部２４に設定するための負帰還制御データとがそれぞれ対応付けられたテーブルデータを保持している。そして、当該テーブル参照部２５は、データ処理部２１から供給された送信パワー情報と変調パラメータとを用いてテーブルを参照し、当該テーブル内でそれらに対応付けられているＡＧＣ調整値データと負帰還制御データを取り出し、ＡＧＣ調整値データをＡＧＣ部２３へ出力し、負帰還制御データを信号増幅部２０の負帰還増幅部２４へ出力する。なお、テーブル参照部２５内に保持されているテーブルの具体例については後述する。
【００４３】
フロントエンド及びアンテナ部２６は、負帰還増幅部２４から送られてきた送信信号を、電波にして外部へ放射する。
【００４４】
ここで、上記テーブル参照部２５が保持しているテーブルとしては、例えば図３〜図５に示すようなテーブルを挙げることができる。
【００４５】
なお、図３には、本実施形態の携帯電話端末が、２Ｇ方式と３Ｇ方式の変調方式を切り換え可能な端末である場合に当該テーブル参照部２５に保持されるテーブルの一例を示している。また、図４には、本実施形態の携帯電話端末が、例えばＨＳＤＰＡ方式にて変調パラメータを切り換え可能な端末である場合に、当該テーブル参照部２５に保持されるテーブルの一例を示している。同じく、図５には、本実施形態の携帯電話端末が、ＨＳＤＰＡ方式にて変調パラメータを切り換え可能な端末である場合に、当該テーブル参照部２５に保持されるテーブルの他の例を示している。
【００４６】
図３に示すテーブルは、変調方式を表す項目（この例では変調方式２Ｇ，３Ｇに対応した項目）と、信号増幅部２０からフロントエンド及びアンテナ部２６へ出力される送信信号のパワー情報の項目Ｐout及びその送信パワー値と、ＡＧＣ部２３のＡＧＣ調整値の項目ＡＧＣ及びそのＡＧＣ調整値と、２Ｇ方式或いは３Ｇ方式にて変調された送信信号がＡＣＬＲの歪み特性の規格を満足するために必要且つ最適な負帰還量を負帰還増幅部２４に設定するための負帰還制御の項目ＦＢ及びその負帰還量の値とが、それぞれ対応付けられたテーブルとなっている。なお、この図３の例において、項目ＡＧＣ内のＡ1，Ｂ2，Ｃ3，…やＡ11，Ｂ12，Ｃ13，…はそれぞれＡＧＣ調整値を表す例えば数値であり、項目ＦＢ内のａ1，ｂ2，ｃ3，…やａ11，ｂ12，ｃ13，…はそれぞれ負帰還量（減衰量）を表す例えば数値となっている。また、変調方式を表す項目２Ｇには実際には２Ｇ変調方式で用いられる変調パラメータのデータが記述され、また、項目３Ｇには３Ｇ変調方式で用いられる変調パラメータのデータが記述されている。
【００４７】
この図３の例において、テーブル参照部２５は、上記データ処理部２１から変調パラメータのデータが供給されると、当該供給された変調パラメータのデータと項目２Ｇ，３Ｇに記述されている変調パラメータのデータとのマッチングを行い、上記データ処理部２１から供給された変調パラメータが２Ｇ変調方式のものであるか或いは３Ｇ変調方式のものであるかの判定を行う。そして例えば、データ処理部２１から当該テーブル参照部２５へ例えば２Ｇ方式の変調パラメータのデータが供給され、また、送信パワー情報として例えば２３ｄＢｍを示すデータが供給された場合、当該テーブル参照部２５からは、それらを基にした参照処理により、“ａ1”の値を示す負帰還制御データが出力されて負帰還増幅部２４へ送られ、また、ＡＧＣ調整値として“Ａ1”の値を示すデータが出力されてＡＧＣ部２３へ送られることになる。また例えば、データ処理部２１からテーブル参照部２５へ例えば３Ｇ方式の変調パラメータのデータが供給され、また、送信パワー情報として例えば１９ｄＢｍを示すデータが供給された場合、当該テーブル参照部２５からは、それらを基にした参照処理により、“ｃ13”の値を示す負帰還制御データが出力されて負帰還増幅部２４へ送られ、また、ＡＧＣ調整値として“Ｃ13”の値を示すデータが出力されてＡＧＣ部２３へ送られることになる。
【００４８】
次に、図４に示すテーブルは、ＨＳＤＰＡ方式のコントロールチャネル及びデータチャネルの変調パラメータを表す項目βｃ／βｄと、変調パラメータの比率（βｃ／βｄ）を示す項目Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，…と、送信パワー情報の項目Ｐout及びその送信パワー値と、ＡＧＣ調整値の項目ＡＧＣ及びそのＡＧＣ調整値と、ＨＳＤＰＡ方式で変調された送信信号がＡＣＬＲの歪み特性の規格を満足するために必要且つ最適な負帰還量を負帰還増幅部２４に設定するための負帰還制御の項目ＦＢ及びその負帰還量の値とが、それぞれ対応付けられたテーブルとなっている。なお、この図４の例において、項目ＡＧＣ内のＡ21，Ｂ22，Ｃ23，…やＡ31，Ｂ32，Ｃ33，…はそれぞれＡＧＣ調整値を表す例えば数値であり、項目ＦＢ内のａ21，ｂ22，ｃ23，…やａ31，ｂ32，ｃ33，…はそれぞれ負帰還量（減衰量）を表す例えば数値となっている。また、項目Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，…には上記コントロールチャネルの変調パラメータβｃとデータチャネルの変調パラメータβｄの比率（βｃ／βｄ）を表すデータが記述されている。さらに、項目βｃ／βｄには、ＨＳＤＰＡ方式の変調パラメータのうち特に歪み特性の劣化への影響が大きいコントロールチャネル（制御チャネル）の変調パラメータβｃのデータと、データチャネルの変調パラメータβｄのデータが記述されている。
【００４９】
この図４の例において、テーブル参照部２５は、上記データ処理部２１から変調パラメータのデータが供給されると、当該供給された変調パラメータのデータと項目βｃ／βｄに記述されている変調パラメータのデータとのマッチングを行い、上記データ処理部２１から供給された変調パラメータがコントロールチャネルの変調パラメータβｃ及びデータチャネルの変調パラメータβｃであるかどうかの判定を行う。そして例えば、データ処理部２１から当該テーブル参照部２５へコントロールチャネルの変調パラメータβｃ及びデータチャネルの変調パラメータβｃのデータが供給され、また、それらパラメータβｃとβｄの比率が例えばＲ１であり、さらに、送信パワー情報として例えば２２ｄＢｍを示すデータが供給された場合、当該テーブル参照部２５からは、それらを基にした参照処理により、“ｂ22”の値を示す負帰還制御データが出力されて負帰還増幅部２４へ送られ、また、ＡＧＣ調整値として“Ｂ22の値を示すデータが出力されてＡＧＣ部２３へ送られることになる。また例えば、データ処理部２１からテーブル参照部２５へ変調パラメータβｃ及びβｄのデータが供給され、それら変調パラメータの比率が例えばＲ２であり、さらに、送信パワー情報として例えば２３ｄＢｍを示すデータが供給された場合、当該テーブル参照部２５からは、それらを基にした参照処理により、“ａ31”の値を示す負帰還制御データが出力されて負帰還増幅部２４へ送られ、また、ＡＧＣ調整値として“Ａ31”の値を示すデータが出力されてＡＧＣ部２３へ送られることになる。なお、データ処理部２１から供給された変調パラメータβｃとβｄによりその比率（βｃ／βｄ）を求める計算は、当該テーブル参照部２５が行っても良いし、データ処理部２１にて行われて当該データ処理部２１から比率（βｃ／βｄ）のデータが供給されても良い。
【００５０】
次に、図５に示すテーブルは、図４の例と同様に、ＨＳＤＰＡ方式の変調パラメータのデータの項目βｃ／βｄと、変調パラメータの比率を示す項目Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，…と、送信パワー情報の項目Ｐout及び送信パワー値と、ＡＧＣ調整値の項目ＡＧＣ及びＡＧＣ調整値と、負帰還制御の項目ＦＢ及び負帰還量の値とがそれぞれ対応付けられたテーブルとなっている。
【００５１】
但し、図５の例の場合、項目Ｒ１の列内の項目ＡＧＣのデータＡ21，Ｂ22，Ｃ23，…はそれぞれＡＧＣ調整値を表す数値となされ、項目ＦＢのデータａ21，ｂ22，ｃ23，…はそれぞれ負帰還量を表す数値となされているが、項目Ｒ２や項目Ｒ３の列内の項目ＡＧＣのデータは、項目Ｒ１の列内の項目ＡＧＣ内の各データ値からのオフセット値（例えば＋３）が記述されている。したがって、例えば項目Ｒ２の列内の項目ＡＧＣが参照される場合は、それぞれ項目Ｒ１の列内の項目ＡＧＣの各数値（Ａ21，Ｂ22，Ｃ23，…）にオフセット値（＋３）を加えた値が用いられることになり、同様に、項目Ｒ２の列内の項目ＦＢが参照される場合は、それぞれ項目Ｒ１の列内の項目ＦＢの各数値（ａ21，ｂ22，ｃ23，…）にオフセット値（＋３）を加えた値が用いられることになる。
【００５２】
すなわちこの図５の例の場合、データ処理部２１からテーブル参照部２５へ、変調パラメータβｃとβｄのデータが供給され、それらの比率が例えばＲ１であり、また、送信パワー情報として例えば２１ｄＢｍを示すデータが供給された場合、当該テーブル参照部２５からは、それらを基にした参照処理により、“ｃ23”の値を示す負帰還制御データが出力されて負帰還増幅部２４へ送られ、また、ＡＧＣ調整値として“Ｃ23の値を示すデータが出力されてＡＧＣ部２３へ送られることになる。また例えば、データ処理部２１からテーブル参照部２５へ、変調パラメータβｃとβｄのデータが供給され、そららの比率が例えばＲ２であり、さらに、送信パワー情報として例えば２２ｄＢｍを示すデータが供給された場合、当該テーブル参照部２５からは、項目Ｒ１の列内のＡＧＣ調整値である“Ｂ22”の値を基に、項目Ｒ２の列内の項目ＡＧＣからＢ22＋３のＡＧＣ調整値データが参照されて、そのＡＧＣ調整値データがＡＧＣ部２３へ送られ、また、項目Ｒ１の列内の負帰還制御データである“ｂ２２”の値を基に、項目Ｒ２の列内の項目ＦＢからｂ22＋３の負帰還制御データが参照されて、その負帰還制御データが負帰還増幅部２４へ送られることになる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態の構成によれば、テーブル参照部２５には、使用可能な変調処理及び送信パワーのそれぞれについて、送信信号がＡＣＬＲの歪み特性の規格を満足するのに必要且つ最適な負帰還制御データ及びＡＧＣ調整値データが格納されており、当該テーブル参照部２５からは、変調部２２での変調処理と送信パワーに対応した負帰還制御データとＡＧＣ調整値データが読み出される。本実施形態の負帰還増幅部２４ではその負帰還制御データによる負帰還増幅処理が行われるため、例えば歪み特性に線形性が要求される場合にはその線形性を確保することができ、一方、歪み特性が非線形性を有していても良い場合には当該歪み特性を用いることで、十分な送信電力の確保と省電力化が可能となっている。
【００５４】
〔テーブルデータの作成例〕
上述したテーブル参照部２５に保持されるテーブルデータは、例えば本実施形態の負帰還増幅回路（本実施形態の携帯電話端末）の設計製造時などに予め作成されるデータである。
【００５５】
当該テーブルデータは、２Ｇ方式と３Ｇ方式の両者の変調パラメータやＨＳＤＰＡの各変調パラメータを用いてそれぞれ変調を行い、本実施形態の負帰還増幅回路の出力を検波部により検波し、その検波信号を用いて、実際の無線通信時に使用される各ＡＧＣ調整値や各送信パワー毎にそれぞれ信号の歪み特性を求めると共に、それら各歪み特性に対して要求される線形性を満足したり、逆に或る程度の非線形性を許す負帰還量を測定することにより作成される。そして、このようにして作成されたテーブルのデータに対しては、例えば図１の負帰還増幅回路が増幅器１２のみからなる増幅器として動作する状態で且つＡＣＬＲ規格の観点で最も要求の低い変調パラメータに設定した状態で校正を行うようにする。その他にも、変調パラメータの幾つかの代表的な値に対して、或るＡＧＣ調整値や送信パワーについての最適な負帰還量を求めておき、それら以外のＡＧＣ調整値や送信パワーについては負帰還量のオフセット値を設定することを行えば、検波部による検波信号を用いて各変調パラメータで使用される全ＡＧＣ調整値や全送信パワーについての負帰還量を求める必要はなくなる。
【００５６】
〔まとめ〕
以上説明したように、本実施形態によれば、変調パラメータを切り換えて無線通信を行う場合において、厳しい歪み特性が要求される場合にのみ、送信信号の歪み特性に線形性を確保するための負帰還制御を行い、一方、緩い歪み特性でも良い場合には送信信号の歪み特性を或る程度非線形にする負帰還制御を行うことにより、送信電力が必要以上に低下してしまう状態になることが少なくなり、切り換えて使用する変調パラメータについてそれぞれの場合で実現可能な最大送信出力を得ることができ、その結果として、無線通信時に通信可能範囲が狭くなる状況の発生を防止できる。また、本実施形態によれば、緩い歪み特性でも良い場合には、歪み特性が或る程度非線形になることを許すことにより、例えば歪み特性の線形性を常に保つようにする場合よりもエネルギーのロスを少なくでき、その結果、例えば携帯電話端末等のバッテリの保ちを良くすることが可能となる。また、本実施形態によれば、送信電力が必要以上に低く抑えられることがないため、送信電力増幅器が本来備えているハードウェア性能を十分に発揮させることができる。
【００５７】
なお、本発明の負帰還増幅回路は、携帯電話端末等の無線通信装置の送信部の最終段にて用いられるものであり、当該負帰還増幅回路にて増幅される信号の帯域については無線通信装置の通信帯域に規定されている。すなわち、負帰還増幅回路は、変調パラメータに従って所望の通信帯域での振幅特性のみを変化させるものであり、当該通信帯域にカットオフを有さないものに設計されている。したがって、本発明の負帰還増幅回路は、前述の特開２００７−２８４７３号の公開特許公報（特許文献２）に記載の技術のように、カットオフ周波数を制御する必要がない構成となっている。
【００５８】
また、前述の特開２００６−２４５８４３号の公開特許公報（特許文献３）には、可変利得増幅器の入力インピーダンスと出力インピーダンスとが、利得制御時において、それぞれ一定となるように、主増幅器の制御電圧と可変抵抗素子の制御電圧とを同時に制御する構成となされているが、本発明の場合は、主増幅器を制御する制御電圧は必ずしも必要ない構成となされており、また、インピーダンスを一定にする必要もないものとなされている。
【００５９】
上述した本発明の実施形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんである。
【００６０】
本発明は携帯電話端末に限定されず、負帰還増幅を行う無線通信機能を備えた各種通信機器に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明実施形態の携帯電話端末に備えられている負帰還増幅回路の概略構成を示すブロック回路図である。
【図２】本実施形態の携帯電話端末の構成のうち、変調パラメータの切り換えと負帰還量の制御を行うための主要部の概略構成を示すブロック回路図である。
【図３】本実施形態の携帯電話端末が２Ｇ方式と３Ｇ方式の変調方式を切り換え可能な端末である場合に、テーブル参照部に保持されるテーブルの一例を示す図である。
【図４】本実施形態の携帯電話端末がＨＳＤＰＡ方式にて変調パラメータを切り換え可能な端末である場合に、テーブル参照部に保持されるテーブルの一例を示す図である。
【図５】本実施形態の携帯電話端末がＨＳＤＰＡ方式にて変調パラメータを切り換え可能な端末である場合に、テーブル参照部に保持されるテーブルの他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  送信信号入力端子、１１  制御信号入力端子、１２  増幅器、１３  送信信号出力端子、１４  帰還回路、１５  振幅回路部、１６  位相回路部、２０  信号増幅部、２１  データ処理部、２２  変調部、２３  ＡＧＣ部、２４  負帰還増幅部、２５  テーブル参照部、２６  フロントエンド＆アンテナ部
【図１】
2009100049.tif 000003
【図２】
2009100049.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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