JP2010011062A - 送信装置及び電源電圧設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】システム帯域内で送信周波数帯域（帯域幅と周波数位置）が変動するような移動体通信システムにおいて、電力効率を向上させること。
【解決手段】歪み判定部１３０は、送信信号の信号帯域幅及び送信周波数に基づいて、相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩するか否か、を判定する。ＬＵＴ選択部１４２は、歪み判定部１３０の判定結果及び変調信号の変調方式に基づいて、ＬＵＴ１４１が保持する複数の電源電圧テーブルから、電源電圧テーブルを選択する。電源電圧設定部１４０は、送信電力に応じた電源電圧を、パワーアンプ１６０の電源電圧として設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、送信装置及び電源電圧設定方法に関する。

近年、無線通信、特に移動体通信では、音声以外に画像やデータなどの様々な情報が伝送の対象になっている。今後は、さらに高速な伝送に対する要求がさらに高まるであろうと予想される。そのため、限られた周波数資源をより効率よく利用して、高い伝送効率を実現する無線伝送技術が求められている。

このような要求に応え得るため、３ＧＰＰ ＬＴＥ（3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution）では、周波数スケジューリング送信を行うことが検討されている（例えば、非特許文献１参照）。

周波数スケジューリング送信では、基地局が各端末の周波数帯域毎の上り回線品質に基づいて各端末に対して適応的に送信周波数帯を割り当てるため、効率良く通信を行うことができる。

一般に、送信増幅器に供給する電源電圧を下げることで飽和電力を下げ、低出力電力時の効率を向上させる技術が知られている。また、特許文献１には、送信信号のピーク電力の大きさに応じて、所望の送信電力を得るために必要な最低限の飽和電力レベルが変動することに着目し、送信電力及び変調方式に対応した最適な電源電圧を設定することにより、低出力電力時の効率を向上させる方法が開示されている。このように、送信増幅器の飽和電力を下げると、送信増幅器を高効率で動作させることができる。

しかし、送信増幅器を飽和させて非線形で用いると、相互変調歪みが発生する。３次歪み、５次歪み等の低次の相互変調歪みは、所望送信信号の周波数の近傍に現れるため、隣接チャネルに影響を及ぼす。そのため、３ＧＰＰ ＬＴＥでは、ＡＣＬＲ（Adjacent Channel Leakage Power：隣接チャネル漏洩電力比）等の歪み規定が定められており、送信装置は、これら歪み規定を満たす必要がある。

以下、図面を用いて説明する。

図９Ａ，図９Ｂは、ＬＴＥの送信信号の周波数特性を例示した図である。図９Ａは、送信信号の帯域がＬＴＥの自チャネルの最大帯域幅に等しい場合の周波数特性を示し、図９Ｂは、送信信号の帯域幅がＬＴＥの自チャネルの最大帯域幅に比べ狭い場合の周波数特性を示している。なお、図９Ａ，図９Ｂにおいて、斜線が付された部分は、相互変調歪みを示している。

図９Ａ，図９Ｂから分かるように、所望送信信号の帯域幅が広いほど、相互変調歪みの帯域幅は広がる。３次歪みは、所望送信信号の帯域幅の３倍に広がって発生し、５次歪みは、所望送信信号の帯域幅の５倍に広がって発生する。すなわち、相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩する電力は、送信信号帯域（自チャネル内の送信周波数、信号帯域幅）によって変動する。

送信増幅器の飽和電力を下げると、送信増幅器を高効率で動作させることができるものの、相互変調歪みの影響が大きくなる。しかし、図９Ｂに示したように、送信信号帯域幅が、自チャネルの最大帯域幅に比べ狭いような場合には、隣接チャネルに漏れ込む相互変調歪みが小さくなるため、飽和電力をさらに下げても、ＡＣＬＲ規定を満たすような場合がある。したがって、ＬＴＥでは、送信電力及び変調方式が同じであっても、送信信号帯域によって、相互変調歪みが及ぼす影響が変わる。
R1-050604 "Downlink Channelization and Multiplexing for EUTRA"3GPP TSG RAN WG1 Ad Hoc on LTE,Sophia Antipolis, France, 20 - 21 June, 2005 特開平１１−２５１９３４号公報

しかしながら、送信信号帯域が変動するような場合に、特許文献１に開示される方法を適用して、隣接チャネルに漏れ込む歪みの規定を満足しつつ、かつ、送信増幅器を最も効率が高い状態で動作させたとしても、ＥＶＭ（Error Vector Magnitude：変調精度）や自チャネル内の無送信周波数帯への規定を満足することができるとは限らない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、システム帯域内で送信周波数帯域が変動するような移動体通信システムにおいて、電力効率を向上させることができる送信装置及び電源電圧設定方法を提供することを目的とする。

本発明の送信装置は、入力データに基づいて、変調信号を生成する変調手段と、前記変調信号を増幅して送信信号を得る増幅器と、前記送信信号の送信電力を設定する制御手段と、前記送信信号の信号帯域幅及び送信周波数に基づいて、前記送信信号の相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩するか否か、を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果及び前記変調信号の変調方式に基づいて、前記送信増幅器の電源電圧を前記送信電力に応じて設定する設定手段と、設定した前記電源電圧を、前記増幅器の電源電圧として供給する供給手段と、を具備する構成を採る。

本発明の電源電圧設定方法は、増幅器の電源電圧設定方法であって、入力データに基づいて生成された変調信号を増幅して送信信号を得る第１のステップと、前記送信信号の送信電力を設定する第２のステップと、前記送信信号の信号帯域幅及び送信周波数に基づいて、前記送信信号の相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩するか否か、を判定する第３のステップと、前記第３のステップの判定結果及び前記変調信号の変調方式に基づいて、前記増幅器の電源電圧を前記送信電力に応じて設定する第４のステップと、を有するようにした。

本発明によれば、システム帯域内で送信周波数帯域が変動するような移動体通信システムにおいて、電力効率を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１に、本実施の形態に係る送信装置の要部構成を示す。本実施の形態は、例えば、当該送信装置を３ＧＰＰ ＬＴＥにおける端末装置に適用した例である。

図１の送信装置１００は、変調部１１０、ＴＰＣ（Transmitting Power Control）制御部１２０、歪み判定部１３０、電源電圧設定部１４０、電源電圧供給部１５０、及び、パワーアンプ（送信増幅器）１６０を備えて構成される。

変調部１１０は、ディジタル変調部１１１、ディジタルゲイン部１１２、ＤＡＣ（Digital to Analog Convertor）１１３、直交変調部１１４、及びＶＧＡ（Variable Gain Amplifier：可変利得アンプ）１１５を備える。

ディジタル変調部１１１は、入力データに基づいてディジタルＩＱ信号を生成し、生成したディジタルＩＱ信号をディジタルゲイン部１１２に出力する。なお、ディジタル変調部１１１は、ＱＰＳＫ変調、１６ＱＡＭ変調等の変調方式を示す変調情報に応じて、ディジタルＩＱ信号を生成する。ディジタルゲイン部１１２は、ディジタルＩＱ信号の振幅を増幅し、増幅後のディジタルＩＱ信号をＤＡＣ１１３に出力する。ＤＡＣ１１３は、増幅後のディジタルＩＱ信号をＤ／Ａ変換し、Ｄ／Ａ変換後のアナログＩＱ信号を直交変調部１１４に出力する。直交変調部１１４は、ＤＡ変換後のアナログＩＱ信号を直交変調して直交変調信号を生成し、生成した直交変調信号をＶＧＡ１１５に出力する。ＶＧＡ１１５は、直交変調信号の振幅を調整し、振幅調整後の直交変調信号をＢＰＦ１１６に出力する。

ＢＰＦ（Band Pass Filter：バンドパスフィルタ）１１６は、振幅調整後の直交変調信号に帯域制限を施し、帯域制限後の直交変調信号をパワーアンプ１６０に出力する。なお、ＢＰＦ１１６は、ＶＧＡ出力の帯域外スプリアス輻射レベルが小さい場合においては、省略しても良い。

ＴＰＣ制御部１２０は、送信電力制御信号に基づいて、送信電力（出力電力）を設定し、設定した送信電力の情報を電源電圧設定部１４０に出力する。

歪み判定部１３０は、送信信号の送信帯域幅ＦＷ及び周波数位置に基づいて、相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩するか否かを判定し、判定結果を電源電圧設定部１４０に出力する。なお、歪み判定部１３０の詳細については、後述する。

電源電圧設定部１４０は、歪み判定部１３０の判定結果と変調情報とに基づいて、送信電力（出力電力）に応じて、パワーアンプ１６０の電源電圧を設定し、設定した電源電圧を電源電圧供給部１５０に出力する。電源電圧設定部１４０については、後述する。

電源電圧供給部１５０は、ＤＡＣ１５１及びＤＣ−ＤＣ変換器１５２を備える。ＤＡＣ１５１は、電源電圧設定部１４０から出力される電源電圧をＤＡ変換し、ＤＡ変換後の電源電圧をＤＣ−ＤＣ変換器１５２に出力する。ＤＣ−ＤＣ変換器１５２は、ＤＡ変換後の電源電圧に応じて、バッテリーから供給される電池電圧を所望の電圧に変換し、変換後の所望の電源電圧（Ｖｃｃ）を、パワーアンプ１６０の電源端子に印加する。

次いで、図２を用いて、歪み判定部１３０について説明する。

図２は、ＬＴＥにおける送信信号の周波数特性の一例を示した図である。なお、図２に示す例では、自チャネルに、自チャネルの下位周波数側には第１の隣接チャネルが隣接し、自チャネルの上位周波数側には第２の隣接チャネルが隣接されている。ここで、自チャネルとは、送信装置１００が適用される通信システムに割り当てられる周波数帯域をいう。また、隣接チャネルとは、送信装置１００が適用される通信システムの周波数帯域（自チャネル）に隣接し、他の通信システムに割り当てられる周波数帯域をいう。なお、自チャネルの通信システムの方式と、隣接チャネルの通信システムの方式とは、同一でもよいし異なっていてもよい。図２は、送信信号の信号帯域幅が自チャネルの最大帯域幅に比べ狭い場合の周波数特性を示す。

図２において、ＦＷは、自チャネルの信号帯域幅を示し、ＦＷ１は、自チャネルの送信帯域の下端周波数ｆ１から、第１の隣接チャネルに対するＡＣＬＲを算出するための積分帯域の上端周波数ｆｄ２までの周波数の差（以下「第１の周波数差」ともいう）を示す。また、ＦＷ２は、自チャネルの送信帯域の上端周波数ｆ２から、第２の隣接チャネルのＡＣＬＲを算出するための積分帯域の下端周波数ｆｕ１までの周波数の差（以下「第２の周波数差」ともいう）を示す。また、ＦＷの下位周波数側及び上位周波数側で斜線が付された部分は、相互変調歪みを示す。

歪み判定部１３０は、自チャネルの送信帯域幅ＦＷ、第１の周波数差ＦＷ１、及び、第２の周波数差ＦＷ２を用いて、相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩するか否かを判定する。

一般に、相互変調歪みのうち、３次歪みは、送信帯域幅ＦＷの３倍に広がり、５次歪みは、送信帯域幅ＦＷの５倍に広がる。すなわち、ＦＷ１／ＦＷ＜１の場合、隣接チャネルに３次歪みが漏洩し、ＦＷ２／ＦＷ＜２の場合、隣接チャネルに５次歪みが漏洩する。

そこで、歪み判定部１３０は、自チャネルの送信帯域幅ＦＷ及び第１の周波数差ＦＷ１が、式（１）を満たすか否かに応じて、相互変調歪みが、第１の隣接チャネルに漏れ込むか否か判定する。
ＦＷ１／ＦＷ＜ＴＨ１ …（１）

式（１）において、閾値ＴＨ１は、判定したい相互変調歪みの次数に応じて変わり、３次歪みのみを判定したい場合には、閾値ＴＨ１＝１とし、５次歪みまでを判定したい場合には、閾値ＴＨ１＝２とする。

式（１）が満たされる場合、歪み判定部１３０は、相互変調歪みが第１の隣接チャネルに漏洩すると判定する。

同様に、歪み判定部１３０は、送信帯域幅ＦＷ及び第２の周波数差ＦＷ２が、式（２）を満たすか否かに応じて、相互変調歪みが、第２の隣接チャネルに漏れ込むか否か判定する。
ＦＷ２／ＦＷ＜ＴＨ２ …（２）

式（１）と同様に、式（２）において、閾値ＴＨ２は、判定したい相互変調歪みの次数に応じて変わり、３次歪みのみを判定したい場合には、閾値ＴＨ２＝１とし、５次歪みまでを判定したい場合には、閾値ＴＨ２＝２とする。

式（２）が満たされる場合、歪み判定部１３０は、相互変調歪みが第２の隣接チャネルに漏洩すると判定する。

このようにして、歪み判定部１３０は、相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩するか否かを判定し、判定結果を、電源電圧設定部１４０に出力する。

次いで、電源電圧設定部１４０について説明する。

電源電圧設定部１４０は、ＬＵＴ（Look Up Table）１４１及びＬＵＴ（Look Up Table）選択部１４２を備えて構成される。

ＬＵＴ１４１は、第１のテーブル（ＬＵＴ＃１）群及び第２のテーブル（ＬＵＴ＃２）群を保持する。第１のテーブル群には、出力電力（送信電力）と、当該出力電力を得ることができかつ隣接チャネルの歪み規定を満たす最小の電源電圧と、が対応付けられた電源電圧テーブルが、変調方式毎に複数保持されている。第２のテーブル群には、出力電力（送信電力）と、当該出力電力を得ることができかつ自チャネルの歪み規定を満たす最小の電源電圧と、が対応付けられた電源電圧テーブルが、変調方式毎に複数保持されている。

ＬＵＴ選択部１４２は、先ず、歪み判定部１３０の判定結果に基づいて、第１のテーブル群又は第２のテーブル群のいずれか一方を選択する。続いて、ＬＵＴ選択部１４２は、選択したテーブル群から、変調信号の変調方式に基づいて、電源電圧テーブルを選択する。すなわち、送信信号の周波数帯域（送信周波数及び信号帯域幅）と隣接チャネルとの関係及び変調信号の変調方式に応じて、電源電圧テーブルが切り替えられることになる。

このように、ＬＵＴ選択部１４２は、歪み判定部１３０の判定結果と変調情報とに基づいて、ＬＵＴ１４１に保持される第１又は第２のテーブル群から、適切な電源電圧テーブルを選択する。

次いで、第１及び第２のテーブル群に含まれる各電源電圧テーブルについて説明する。

先ず、第１のテーブル群に含まれる電源電圧テーブルについて、図３及び図４を用いて説明する。第１のテーブル群は、上述したように、相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩すると判定された場合に選択される。

図３は、パワーアンプ１６０から出力される送信信号の出力電力と、ＡＣＬＲ（Adjacent Channel Leakage Power：隣接チャネル漏洩電力比）との関係を示した図である。図３において、横軸は出力電力であり、縦軸はＡＣＬＲである。また、図３中、破線は、本実施の形態に係る送信装置が適用される通信システムにおいて、ＡＣＬＲが満たすべき規定値を示す。図３に示すように、パワーアンプ１６０の電源電圧端子に印加される電源電圧ｖ１１，ｖ１２，…，ｖ１ｎに応じて、ＡＣＬＲ規定を満たす最大出力電力が変わる。図３に示す例では、電源電圧ｖ１１，ｖ１２，…，ｖ１ｎに対し、ＡＣＬＲ規定を満たす最大出力電力が、ｐ１１，ｐ１２，…，ｐ１ｎとなっている。

すなわち、各電源電圧ｖ１１，ｖ１２，…，ｖ１ｎに対して、ＡＣＬＲ規定を満たす最大の出力電力ｐ１１，ｐ１２，…，ｐ１ｎが存在することから、本実施の形態では、パワーアンプ１６０の出力電力と、当該出力電力を得るために必要な最小の電源電圧とを、第１のテーブル群の電源電圧テーブルに対応付けるようにした。これにより、電源電圧設定部１４０は、相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩する場合においても、ＡＣＬＲ又規定を満たしつつ必要最小の電源電圧を設定することができるので、効率を向上させることができる。

図４に、第１の電源電圧テーブル群に含まれる電源電圧テーブルの一例を示す。図４の電源電圧テーブルは、出力電力、ＡＣＬＲ、及び電源電圧が図３に示すような関係をとる場合に対応する。図４に示すように、電源電圧テーブルには、出力電力と、当該出力電力を確保しつつＡＣＬＲ規定を満たす電源電圧Ｖｃｃと、が対応付けられている。

電源電圧設定部１４０は、電源電圧テーブルから、ＴＰＣ制御部１２０から指示される出力電力（送信電力）に対応した電源電圧を選択する。例えば、出力電力がｐ１２の場合、電源電圧設定部１４０は、ｐ１２に対応付けられた電源電圧ｖ１２を選択し、選択した電源電圧ｖ１２の値を、電源電圧供給部１５０に出力する。

なお、出力電力に対応した電源電圧はテーブルの値から線形補間などの補間演算により算出してもよい。

上述したように、ＬＵＴ１４１は、出力電力と、当該出力電力を確保しつつＡＣＬＲ規定を満たす電源電圧Ｖｃｃとが対応付けられた電源電圧テーブルを保持しているので、電源電圧設定部１４０が、ＴＰＣ制御部１２０から指示される送信電力（出力電力）に対応した電源電圧を選択することにより、所望の出力電力を確保しつつ、ＡＣＬＲ規定を満足する最小の電源電圧を決定することができる。

次いで、第２のテーブル群に含まれる電源電圧テーブルについて、図５及び図６を用いて説明する。第２のテーブル群は、相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩しないと判定された場合に選択される。

図５は、パワーアンプ１６０から出力される送信信号の出力電力と、自チャネルの帯域内歪みレベルとの関係を示した図である。図５において、横軸は出力電力であり、縦軸は帯域内歪みのレベルである。また、図５中、破線は、本実施の形態に係る送信装置が適用される通信システムにおいて、帯域内歪みが満たすべき規定値を示す。図５に示すように、パワーアンプ１６０の電源電圧端子に印加される電源電圧ｖ２１，ｖ２２，…，ｖ２ｎに応じて、帯域内歪み規定を満たす最大出力電力が変わる。図５に示す例では、電源電圧ｖ２１，ｖ２２，…，ｖ２ｎに対し、帯域内規定を満たす最大出力電力が、ｐ２１，ｐ２２，…，ｐ２ｎとなっている。

すなわち、各電源電圧ｖ２１，ｖ２２，…，ｖ２ｎに対して、帯域内歪み規定を満たす最大の出力電力ｐ２１，ｐ２２，…，ｐ２ｎが存在することから、本実施の形態では、パワーアンプ１６０の出力電力と、当該出力電力を得るために必要な最小の電源電圧とを、第２テーブル群の電源電圧テーブルに対応付けるようにした。これにより、電源電圧設定部１４０は、相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩しない場合においても、帯域内歪み規定を満たしつつ必要最小の電源電圧を設定することができるので、効率を向上させることができる。

図６に、第２の電源電圧テーブル群に含まれる電源電圧テーブルの一例を示す。図６は、出力電力、帯域内歪み、及び電源電圧が図５に示すような関係をとる場合に対応する。図６に示すように、電源電圧テーブルには、出力電力と、当該出力電力を確保しつつ帯域内歪み規定を満たす電源電圧Ｖｃｃと、が対応付けられている。

相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩しないと判定された場合、電源電圧設定部１４０は、図６に示すような電源電圧テーブルから、ＴＰＣ制御部１２０から指示される送信電力（出力電力）に対応した電源電圧を選択する。例えば、出力電力がｐ２２の場合、電源電圧設定部１４０は、ｐ２２に対応付けられた電源電圧ｖ２２を選択し、選択した電源電圧ｖ１２の値を、電源電圧供給部１５０に出力する。

上述したように、ＬＵＴ１４１は、出力電力と、当該出力電力を確保しつつ帯域内歪み規定を満たす電源電圧のうち、最小の電源電圧Ｖｃｃと、が対応付けられた電源電圧テーブルを保持しているので、電源電圧設定部１４０が、ＴＰＣ制御部１２０から指示される送信電力（出力電力）に対応した電源電圧を、ＬＵＴ１４１の電源電圧テーブルから選択することにより、所望の出力電力を確保しつつ、帯域内歪み規定を満足する最小の電源電圧を決定することができる。

このように、電源電圧設定部１４０は、歪み判定部１３０の判定結果に応じて、第１のテーブル群又は第２のテーブル群のいずれか一方を選択することにより、電源電圧テーブルを切り替える。

この際、第１のテーブル群には、出力電力と、出力電力に対してＡＣＬＲ規定を満たす最小の電源電圧とが対応付けられた電源電圧テーブルを用意する。そして、式（１）又は式（２）を用いた閾値判定の結果、相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩すると判定された場合には、当該電源電圧テーブルから、出力電力に対応した電源電圧を選択することにより、パワーアンプ１６０の電源電圧端子に最小の電源電圧が印加されるようになる。これにより、飽和電力が下がり、パワーアンプ１６０に入力される変調信号の電力と飽和電力との差が小さくなるので、効率を向上させることができる。なお、飽和電力が下がると相互変調歪みの影響が増えるものの、本実施の形態では、ＡＣＬＲを満足する最小の電源電圧が用いられるので、相互変調歪みが与える影響は規定範囲内となる。

また、第２のテーブル群には、出力電力と、出力電力に対して帯域内歪み規定を満たす最小の電源電圧とが対応付けられた電源電圧テーブルを用意する。そして、式（１）又は式（２）を用いた閾値判定の結果、相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩しないと判定された場合には、当該電源電圧テーブルから、出力電力に対応した電源電圧を選択することにより、パワーアンプ１６０の電源電圧端子に最小の電源電圧が印加されるようになる。これにより、飽和電力が下がり、パワーアンプ１６０に入力される変調信号の電力と飽和電力との差が小さくなるので、効率を向上させることができる。なお、飽和電力が下がると相互変調歪みの影響が増えるものの、本実施の形態では、帯域内歪みを満足する最小の電源電圧が用いられるので、相互変調歪みが与える影響は規定範囲内となる。

以上のように、本実施の形態では、歪み判定部１３０は、送信信号の信号帯域幅及び送信周波数に基づいて、相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩するか否か、を判定し、ＬＵＴ選択部１４２は、歪み判定部１３０の判定結果及び変調信号の変調方式に基づいて、ＬＵＴ１４１が保持する複数の電源電圧テーブルから、電源電圧テーブルを選択し、電源電圧設定部１４０は、送信電力に応じた電源電圧を、パワーアンプ１６０の電源電圧として設定するようにした。このようにすることで、送信信号の信号帯域幅が自チャネルの最大帯域幅に比べ狭く、相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩しないような場合には、パワーアンプ１６０の電源電圧を、帯域内歪み規定を満足する最小の電源電圧に設定することができるので、パワーアンプ１６０の飽和電力が下がり、効率を向上させることができるようになる。

なお、以上の説明では、歪み判定部１３０が、式（１）及び式（２）を用いる場合について説明したが、第１の周波数差ＦＷ１と第２の周波数差ＦＷ２のうち最小の周波数を、最小周波数差ＦＷ３（＝Ｍｉｎ｛ＦＷ１，ＦＷ２｝）とした場合に、歪み判定部１３０が、式（３）が満たされるか否かに応じて、相互変調歪みが、第１又は第２の隣接チャネルに漏れ込むか否か判定するようにしても良い。
ＦＷ３／ＦＷ＜ＴＨ …（３）

すなわち、歪み判定部１３０は、式（３）が満たされる場合、相互変調歪みが第１又は第２の隣接チャネルに漏洩すると判定するようにしても良い。閾値ＴＨは、式（１）及び式（２）と同様に、考慮したい相互変調歪みの次数に応じて設定される。

なお、以上の説明では、歪み判定部１３０が考慮する相互変調歪みの次数を固定し、閾値ＴＨを予め設定する場合について説明したが、これに限られず、歪み判定部１３０が考慮する相互変調歪みの次数を、外部からの指示により変更されるようにしても良い。

（実施の形態２）
図７に、本実施の形態に係る送信装置の要部構成を示す。なお、図７の本実施の形態に係る送信装置において、図１と共通する構成部分には、図１と同一の符号を付して説明を省略する。図７の送信装置２００は、図１の送信装置１００に対して、電源電圧設定部１４０、及び、電源電圧供給部１５０に代えて、電源電圧設定部２１０、電源電圧供給部２２０を備えた構成を採る。

電源電圧設定部２１０は、ＬＵＴ１４１，２１１及びＬＵＴ選択部２１２を備えて構成される。

ＬＵＴ１４１は、出力電力と、出力電力に対応した電源電圧とが対応付けられた電源電圧テーブルを保持するのに対し、ＬＵＴ２１１は、出力電力と、出力電力に対応したバイアス電圧とが対応付けられたバイアス電圧テーブルを保持する。

具体的には、ＬＵＴ２１１は、第３のテーブル（ＬＵＴ＃３）群及び第４のテーブル（ＬＵＴ＃４）群を保持する。第３のテーブル群には、出力電力（送信電力）と、当該出力電力を得ることができ、隣接チャネルの歪み規定を満たし、最小の飽和電力を得るバイアス電圧と、が対応付けられたバイアス電圧テーブルが、変調方式毎に複数保持されている。第４のテーブル群には、出力電力（送信電力）と、当該出力電力を得ることができ、自チャネルの歪み規定を満たし、最小の飽和電力を得るバイアス電圧と、が対応付けられたバイアス電圧テーブルが、変調方式毎に複数保持されている。

ＬＵＴ選択部２１２は、先ず、歪み判定部１３０の判定結果に基づいて、第３のテーブル群又は第４のテーブル群のいずれか一方を選択する。続いて、ＬＵＴ選択部２１２は、選択したテーブル群から、変調信号の変調方式に基づいて、電源電圧テーブルを選択する。すなわち、送信信号の周波数帯域（送信周波数及び信号帯域幅）と隣接チャネルとの関係及び変調信号の変調方式に応じて、電源電圧テーブルが切り替えられることになる。

このように、ＬＵＴ選択部２１２は、歪み判定部１３０の判定結果と変調情報とに基づいて、ＬＵＴ２１１に保持される第３又は第４のテーブル群から、適切な電源電圧テーブルを選択する。

電源電圧設定部２１０は、ＬＵＴ１４１が保持する電源電圧テーブルから設定した、出力電力（送信電力）に応じた電源電圧を、パワーアンプ１６０の電源電圧として設定するとともに、ＬＵＴ２１１が保持する電源電圧テーブルから設定した、出力電力（送信電力）に応じたバイアス電圧を、パワーアンプ１６０のバイアス電圧として設定する。

バイアス電圧が変動すると、飽和電力も変動するため、相互変調歪みの影響も変動する。そこで、第３のテーブル群には、出力電力と、出力電力に対してＡＣＬＲの規定を満たし、最小の飽和電力を得るバイアス電圧とが対応付けられたバイアス電圧テーブルを用意する。また、第４のテーブル群には、出力電力と、出力電力に対して帯域内歪みの規定を満たし、最小の飽和電力を得るバイアス電圧とが対応付けられたバイアス電圧テーブルを用意する。そして、電源電圧設定部２１０が、歪み判定部１３０の判定結果に基づいて、出力電力に対応した電源電圧を選択することにより、パワーアンプ１６０の電源電圧端子に最適なバイアス電圧が印加されるようになる。これにより、飽和電力が下がり、パワーアンプ１６０に入力される変調信号の電力と飽和電力との差が小さくなるので、効率を向上させることができる。なお、飽和電力が下がると相互変調歪みの影響が増えるものの、本実施の形態では、ＡＣＬＲ又は帯域内歪みを満足する最小の電源電圧が用いられるので、ＡＣＬＲ又は相互変調歪みが与える影響は規定範囲内となる。

以上のように、本実施の形態では、歪み判定部１３０は、送信信号の送信周波数及び信号帯域幅に基づいて、相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩するか否か、を判定し、ＬＵＴ選択部２１２は、歪み判定部１３０の判定結果及び変調信号の変調方式に基づいて、ＬＵＴ２１１が保持する複数のバイアス電圧テーブルから、バイアス電圧テーブルを選択し、電源電圧設定部２１０は、送信電力（出力電力）に応じたバイアス電圧を、パワーアンプ１６０のバイアス電圧として設定するようにした。このようにすることで、送信信号の信号帯域幅が自チャネルの最大帯域幅に比べ狭く、相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩しないような場合には、パワーアンプ１６０のバイアス電圧を、帯域内歪み規定を満足しつつ、飽和電力が小さくなるように調整することができるので、パワーアンプ１６０の飽和電力が下がり、効率を向上させることができるようになる。

なお、以上の説明では、電源電圧設定部２１０が、パワーアンプ１６０の電源電圧とバイアス電圧値の双方を設定する場合について説明したが、これに限られず、電源電圧設定部２１０が、パワーアンプ１６０のバイアス電圧のみを設定するようにしても良い。

また、以上の説明では、送信周波数が固定の場合について説明したが、本発明は、自チャネル内で周波数ホッピングし、送信周波数が変動するような場合においても適用することができる。周波数ホッピングのホッピング速度が高速であり、パワーアンプ１６０が、電源電圧設定部１４０によって設定された電源電圧に追従することが困難な場合、歪み判定部１３０は、所定時間内のＦＷ１／ＦＷ又はＦＷ２／ＦＷの最小値に基づいて、電源電圧テーブルを切り替えるようにしても良い。歪み判定部１３０が、ＦＷ１／ＦＷ又はＦＷ２／ＦＷの最小値を用いて閾値判定することにより、電源電圧テーブル又はバイアス電圧テーブルは、相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩する場合に影響が最も大きい条件で切り替えられることになるので、ＡＣＬＲ規定又は帯域内歪みの規定を確実に満たしつつ、効率を向上させることができる。

また、以上の説明では、考慮したい相互変調歪みの次数に応じて、歪み判定部１３０が用いる閾値を設定するようにしたが、閾値を複数設け、歪み判定部１３０が、次数ｋ毎に、ｋ次の相互変調歪みが、隣接チャネルに漏洩するか否か、次隣接チャネルに漏洩するか否か、を判定するようにしても良い。このようにすることで、隣接チャネルにおける歪み規定に加え、例えば、次隣接チャネルにおける歪み規定に対する相互変調歪みの影響を考慮して、電源電圧テーブル又はバイアス電圧テーブルを切り替えることができるので、自チャネルからより離れたチャネルにおける歪み規定を満たしつつ、効率を向上させることができる。

なお、第１の周波数差ＦＷ１及び第２の周波数差ＦＷ２は、自チャネルと隣接チャネルのシステム情報と自チャネル内の周波数の位置情報から、求めるようにしても良い。図８を用いて補足説明をする。

図８は、自チャネルと当該自チャネルの下位周波数側の隣接チャネルとの関係を示した図である。図８において、Δｆは、自チャネルの使用可能帯域の下端から送信信号の帯域幅の下端までの周波数差を示している。ΔＧは、自チャネルの使用可能周波数帯域の下端から、自チャネルの下端までのガードバンドを示している。ΔＧ１は、隣接チャネルの上端から隣接チャネルの使用可能帯域の上端までのガードバンドを示している。このとき、第１の周波数差ＦＷ１は、式（４）を用いて得ることができる。
ＦＷ１＝Δｆ＋ΔＧ＋ΔＧ１ …（４）

ΔＧは、送信装置１００が適用される通信システムによって定められ、ΔＧ１は、隣接チャネルの通信システムによって定められる。例えば、自チャネルの通信システムが２０ＭＨｚのＬＴＥであり、隣接チャネルの通信システムがＵＭＴＳの場合、ΔＧ＝１［ＭＨｚ］、ΔＧ１＝０．５８（（５−３．８４）／２）［ＭＨｚ］となる。このように、隣接チャネルの通信システム情報がわかれば、隣接チャネルの積分帯域までのガードバンドΔＧ、ΔＧ１が一意に決まる。また、Δｆは、自チャネル内の周波数位置情報（送信周波数）から定められる。したがって、歪み判定部１３０が、通信システム情報と自チャネル内の周波数位置情報から、歪み判定を行う場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

本発明にかかる送信装置及び電源電圧設定方法は、例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥにおける送信装置及び電源電圧設定方法などに有用である。

本発明の実施の形態１に係る送信装置の要部構成を示すブロック図 ＬＴＥにおける送信信号の周波数特性の一例を示した図 パワーアンプから出力される送信信号の出力電力と、ＡＣＬＲとの関係を示した図 第１の電源電圧テーブル群に含まれる電源電圧テーブルの一例を示す図 パワーアンプから出力される送信信号の出力電力と、自チャネルの帯域内歪みレベルとの関係を示した図 第２の電源電圧テーブル群に含まれる電源電圧テーブルの一例を示す図 本発明の実施の形態２に係る送信装置の要部構成を示すブロック図 自チャネルと当該自チャネルの下位周波数側の隣接チャネルとの関係を示した図 送信信号帯域がＬＴＥの自チャネルの最大帯域幅と等しい場合の周波数特性を示す図 送信信号の帯域幅がＬＴＥの自チャネルの最大帯域幅に比べ狭い場合の周波数特性を示す図

符号の説明

１００，２００ 送信装置
１１０ 変調部
１１１ ディジタル変調部
１１２ ディジタルゲイン部
１１３，１５１ ＤＡＣ
１１４ 直交変調部
１１５ ＶＧＡ
１１６ ＢＰＦ
１２０ ＴＰＣ制御部
１３０ 歪み判定部
１４０，２１０ 電源電圧設定部
１４１，２１１ ＬＵＴ
１４２，２１２ ＬＵＴ選択部
１５０，２２０ 電源電圧供給部
１５２ ＤＣ−ＤＣ変換器
１６０ パワーアンプ

Claims (7)

1. 入力データに基づいて、変調信号を生成する変調手段と、
   前記変調信号を増幅して送信信号を得る増幅器と、
   前記送信信号の送信電力を設定する制御手段と、
   前記送信信号の信号帯域幅及び送信周波数に基づいて、前記送信信号の相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩するか否か、を判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果及び前記変調信号の変調方式に基づいて、前記送信増幅器の電源電圧を前記送信電力に応じて設定する設定手段と、
   設定した前記電源電圧を、前記増幅器の電源電圧として供給する供給手段と、
   を具備する送信装置。
2. 前記設定手段は、
   複数の電源電圧テーブルと、
   前記判定結果及び前記変調方式に基づいて、前記複数の電源電圧テーブルのいずれかを選択する選択手段と、を具備し、
   選択した前記電源電圧テーブルから、前記送信電力に応じた電源電圧を、前記増幅器の電源電圧として設定する、
   請求項１に記載の送信装置。
3. 前記設定手段は、
   第１のテーブル群として、送信電力と、当該送信電力を得ることができかつ隣接チャネルの歪み規定を満たす最小の電源電圧と、が対応付けられた電源電圧テーブルを、変調方式毎に保持し、
   第２のテーブル群として、送信電力と、当該送信電力を得ることができかつ自チャネルの歪み規定を満たす最小の電源電圧と、が対応付けられた電源電圧テーブルを、変調方式毎に保持し、
   前記送信信号の相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩する場合、前記第１のテーブル群から前記電源電圧テーブルを選択し、相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩しない場合、前記第２のテーブル群から前記電源電圧テーブルを選択する、
   請求項２に記載の送信装置。
4. 前記設定手段は、
   さらに、前記判定結果及び前記変調方式に基づいて、前記送信増幅器のバイアス電圧を前記送信電力に応じて設定し、
   前記供給手段は、
   さらに、設定した前記バイアス電圧を、前記増幅器のバイアス電圧として供給する、
   請求項１に記載の送信装置。
5. 前記設定手段は、
   複数のバイアス電圧テーブルと、
   前記判定結果及び前記変調方式に基づいて、前記複数のバイアス電圧テーブルのいずれかを選択する選択手段と、を具備し、
   選択した前記バイアス電圧テーブルから、前記送信電力に応じたバイアス電圧を、前記増幅器のバイアス電圧として設定する、
   請求項４に記載の送信装置。
6. 前記設定手段は、
   第３のテーブル群として、送信電力と、当該送信電力を得ることができ、かつ、隣接チャネルの歪み規定を満たし、最小の飽和電力を得る、バイアス電圧と、が対応付けられたバイアス電圧テーブルを、変調方式毎に保持し、
   第４のテーブル群として、送信電力と、当該送信電力を得ることができ、かつ、自チャネルの歪み規定を満たし、最小の飽和電力を得る、バイアス電圧と、が対応付けられたバイアス電圧テーブルを、変調方式毎に保持し、
   前記送信信号の相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩する場合、前記第３のテーブル群から前記バイアス電圧テーブルを選択し、相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩しない場合、前記第４のテーブル群から前記バイアス電圧テーブルを選択する、
   請求項５に記載の送信装置。
7. 増幅器の電源電圧設定方法であって、
   入力データに基づいて生成された変調信号を増幅して送信信号を得る第１のステップと、
   前記送信信号の送信電力を設定する第２のステップと、
   前記送信信号の信号帯域幅及び送信周波数に基づいて、前記送信信号の相互変調歪みが隣接チャネルに漏洩するか否か、を判定する第３のステップと、
   前記第３のステップの判定結果及び前記変調信号の変調方式に基づいて、前記増幅器の電源電圧を前記送信電力に応じて設定する第４のステップと、
   を有する電源電圧設定方法。
   
   

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