JP2011250164A - Amplifier circuit, and radio communication equipment using this - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば無線送信機において信号電力を増幅するための増幅回路、及びこれを用いた無線通信装置に関する。 The present invention relates to an amplifier circuit for amplifying signal power in a wireless transmitter, for example, and a wireless communication apparatus using the amplifier circuit.
一般的に、高周波電力増幅器（ＨＰＡ: High Power Amplifier、以下、単に増幅器又はＨＰＡともいう）は、電力効率の観点から、入力信号のレンジの最大値が最大出力電力（飽和電力）に近い値となるように使用される。
これに対して、入出力特性の線形性は、飽和電力に近づけば近づくほど低下し、出力信号に歪を生じさせる。このような増幅器に現れる入出力特性の歪は、周波数領域では不要輻射、すなわち、隣接チャネル漏洩電力として現れ、隣接チャネルに対して影響を及ぼしたり、所望の出力が得られない場合がある。
そこで、このような増幅器の歪を補償するために、当該増幅器の入力信号に対して、増幅器の歪特性とは逆の、逆歪特性をデジタル信号処理により生成して増幅器の入力に付加する歪補償処理を施すことで、所望の増幅器出力を得る歪補償回路が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
In general, a high-frequency power amplifier (HPA: High Power Amplifier, hereinafter also simply referred to as an amplifier or HPA) has a maximum input signal range close to the maximum output power (saturated power) from the viewpoint of power efficiency. Used to be.
On the other hand, the linearity of the input / output characteristics decreases as it approaches the saturated power, causing distortion in the output signal. Such distortion of the input / output characteristics appearing in the amplifier appears as unnecessary radiation in the frequency domain, that is, adjacent channel leakage power, which may affect the adjacent channel or may not obtain a desired output.
Therefore, in order to compensate for the distortion of such an amplifier, a distortion that is generated by digital signal processing and is applied to the input of the amplifier, the reverse distortion characteristic opposite to the distortion characteristic of the amplifier is applied to the input signal of the amplifier. A distortion compensation circuit that obtains a desired amplifier output by performing compensation processing has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1).
上記入出力特性の歪は、増幅器自身の特性に起因する歪の他、増幅器の温度変化や入力信号の周波数、経年劣化に起因して生じることがある。このような温度変化や入力信号の周波数に起因する入出力特性の歪は、主として、飽和電力の低下として現れ易く、その歪レベルは、増幅器自身の特性等に起因する歪と比較して大きく現れる。
特に、入力信号の周波数に起因する入出力特性の歪は、以下のような原因による。すなわち、上記増幅器は、入力側及び出力側に整合回路を備えているが、これら整合回路の整合特性は周波数によって変化するので、広帯域に亘って整合特性を一様にするのが困難である。このため、例えば、帯域中心を基準として整合特性が良好となるように設定したとしても、帯域端付近では整合特性が悪化する場合がある。このため、帯域端となる飽和電力近傍では、飽和電力に近づくことによる歪特性の悪化に加えて、整合回路の整合特性の悪化が合わさり、結果的に、飽和電力の大きな低下として現れる。
上記のような大きな歪が生じると、入力電力に対する出力信号の電力の変動が大きくなり、上記従来の歪補償回路では歪補償することが困難になる。このため、飽和電力の低下によって大きく現れる入出力特性の歪を抑制する方策が望まれていた。
The distortion of the input / output characteristics may be caused by the temperature change of the amplifier, the frequency of the input signal, and the aging deterioration in addition to the distortion caused by the characteristics of the amplifier itself. Such distortion of the input / output characteristics due to the temperature change and the frequency of the input signal is likely to appear mainly as a decrease in saturation power, and the distortion level appears to be larger than the distortion due to the characteristics of the amplifier itself. .
In particular, the distortion of the input / output characteristics due to the frequency of the input signal is due to the following causes. That is, the amplifier includes matching circuits on the input side and the output side. However, since the matching characteristics of these matching circuits vary depending on the frequency, it is difficult to make the matching characteristics uniform over a wide band. For this reason, for example, even if the matching characteristics are set so as to be favorable with reference to the center of the band, the matching characteristics may deteriorate near the band edge. For this reason, in the vicinity of the saturated power at the band edge, in addition to the deterioration of the distortion characteristic due to approaching the saturated power, the deterioration of the matching characteristic of the matching circuit is combined, and as a result, the saturated power appears as a large decrease.
When such a large distortion occurs, the fluctuation of the power of the output signal with respect to the input power becomes large, and it becomes difficult to perform distortion compensation with the conventional distortion compensation circuit. For this reason, there has been a demand for a measure for suppressing distortion of input / output characteristics that appears greatly due to a decrease in saturation power.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、温度変化や、入力信号の周波数等に応じて生じるおそれのある入出力特性の歪を抑制することができる増幅回路、及びこれを用いた無線通信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an amplifier circuit capable of suppressing distortion of input / output characteristics that may occur in accordance with a temperature change, a frequency of an input signal, and the like, and to use the same. An object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus.
（１）本発明の増幅回路は、入力信号の電力を増幅する増幅器と、前記増幅器に電源電圧を付与する電源部と、前記増幅器の入出力特性に変化を生じさせる要因の変化を示す要因情報を取得する取得部と、前記取得部が取得した前記要因情報に基づいて前記電源電圧を調整する制御部と、を備えていることを特徴としている。 (1) An amplifier circuit according to the present invention includes an amplifier that amplifies the power of an input signal, a power supply unit that applies a power supply voltage to the amplifier, and factor information that indicates changes in factors that cause a change in input / output characteristics of the amplifier. And a control unit that adjusts the power supply voltage based on the factor information acquired by the acquisition unit.
上記構成の増幅回路によれば、増幅器の入出力特性に変化を生じさせる要因の変化を示す要因情報に基づいて前記電源電圧を調整する制御部を備えているので、例えば、温度変化や入力信号の周波数といった要因の変化に応じて、増幅器の入出力特性に大きな歪が現れる可能性が生じたとしても、その要因の変化に応じて、歪が抑制される方向に電源電圧を調整することができる。この結果、増幅器の入出力特性に現れる歪を抑制することができる。 According to the amplifier circuit having the above configuration, since the control unit that adjusts the power supply voltage based on factor information indicating a change in the factor that causes a change in the input / output characteristics of the amplifier is provided, for example, a temperature change or an input signal Even if there is a possibility that a large distortion appears in the input / output characteristics of the amplifier according to a change in the factor such as the frequency of the power supply, the power supply voltage can be adjusted in a direction in which the distortion is suppressed according to the change in the factor. it can. As a result, distortion appearing in the input / output characteristics of the amplifier can be suppressed.
（２）上記増幅回路において、前記要因情報と、前記電源電圧の信号電力の調整に関する情報とを関連付けた対応テーブルを記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記テーブルを参照することで得られる、前記電源電圧の調整に関する情報に基づいて、前記電源電圧を調整するものであることが好ましい。
この場合、制御部は、特に複雑な演算等によって調整に必要な数値を求めることなく、対応テーブルを参照することで、前記電源電圧の調整に関する情報を取得することができ、増幅器の入出力特性に変化を生じさせる要因の変化に応じた電源電圧の調整を速やかに行うことができる。
(2) The amplifier circuit further includes a storage unit that stores a correspondence table in which the factor information and information related to adjustment of the signal power of the power supply voltage are associated, and the control unit is stored in the storage unit It is preferable that the power supply voltage is adjusted based on information relating to the adjustment of the power supply voltage obtained by referring to the table.
In this case, the control unit can obtain information on the adjustment of the power supply voltage by referring to the correspondence table without obtaining a numerical value necessary for adjustment by particularly complicated calculation, and the input / output characteristics of the amplifier. It is possible to quickly adjust the power supply voltage in accordance with the change in the factor that causes the change.
（３）また、本発明の増幅回路は、入力信号の電力を増幅する増幅器と、前記増幅器の入出力特性に変化を生じさせる要因の変化を示す要因情報を取得する取得部と、前記取得部が取得した前記要因情報に基づいて前記入力信号の信号電力を調整する制御部と、を備えていることを特徴としている。 (3) The amplifier circuit according to the present invention includes an amplifier that amplifies the power of an input signal, an acquisition unit that acquires factor information indicating a change in a factor that causes a change in input / output characteristics of the amplifier, and the acquisition unit. And a control unit that adjusts the signal power of the input signal based on the factor information acquired by.
上記構成の増幅回路によれば、増幅器の入出力特性に変化を生じさせる要因の変化を示す要因情報に基づいて前記入力信号の信号電力を調整する制御部を備えているので、例えば、温度変化や入力信号の周波数といった要因の変化に応じて、増幅器の入出力特性に大きな歪が現れる可能性が生じたとしても、その要因の変化に応じて、歪が抑制される方向に前記入力信号の信号電力を調整することができる。この結果、増幅器の入出力特性に現れる歪を抑制することができる。 According to the amplifier circuit having the above-described configuration, since the control unit that adjusts the signal power of the input signal based on factor information indicating a change in the factor causing the change in the input / output characteristics of the amplifier is provided, for example, a temperature change Even if there is a possibility that a large distortion appears in the input / output characteristics of the amplifier according to changes in factors such as the frequency of the input signal and the frequency of the input signal, the input signal The signal power can be adjusted. As a result, distortion appearing in the input / output characteristics of the amplifier can be suppressed.
（４）上記増幅回路において、前記要因情報と、前記入力信号の信号電力の調整に関する情報とを関連付けた対応テーブルを記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記テーブルを参照することで得られる、前記入力信号の信号電力の調整に関する情報に基づいて、前記入力信号の信号電力を調整するものであることが好ましい。
この場合、制御部は、特に複雑な演算等によって調整に必要な数値を求めることなく、対応テーブルを参照することで、前記入力信号の信号電力の調整に関する情報を取得することができ、増幅器の入出力特性に変化を生じさせる要因の変化に応じた入力信号の信号電力の調整を速やかに行うことができる。
(4) The amplifier circuit further includes a storage unit that stores a correspondence table that associates the factor information with information related to adjustment of the signal power of the input signal, and the control unit is stored in the storage unit It is preferable that the signal power of the input signal is adjusted based on information relating to the adjustment of the signal power of the input signal obtained by referring to the table.
In this case, the control unit can obtain information related to the adjustment of the signal power of the input signal by referring to the correspondence table without obtaining a numerical value necessary for adjustment by particularly complicated calculation. It is possible to quickly adjust the signal power of the input signal in accordance with a change in a factor that causes a change in the input / output characteristics.
（５）また、本発明の増幅回路は、入力信号の電力を増幅する増幅器と、前記入力信号の電力に応じて所定の電圧範囲内で変調された電源電圧を、前記増幅器に付与する電源変調部と、前記増幅器の入出力特性に変化を生じさせる要因の変化を示す要因情報を取得する取得部と、前記取得部が取得した前記要因情報に基づいて前記所定の電圧範囲の最大値を調整する制御部と、を備えていることを特徴としている。 (5) An amplifier circuit according to the present invention includes an amplifier that amplifies power of an input signal, and power supply modulation that applies to the amplifier a power supply voltage modulated within a predetermined voltage range according to the power of the input signal. An acquisition unit that acquires factor information indicating a change in a factor that causes a change in input / output characteristics of the amplifier, and adjusts a maximum value of the predetermined voltage range based on the factor information acquired by the acquisition unit And a control unit.
上記構成の増幅回路によれば、増幅器の入出力特性に変化を生じさせる要因の変化を示す要因情報に基づいて、電源電圧における所定の電圧範囲の最大値を調整する制御部を備えているので、例えば、温度変化や入力信号の周波数といった要因に応じて増幅器の入出力特性に大きな歪が現れる可能性が生じたとしても、その要因の変化に応じて、歪が抑制される方向に前記電圧範囲の最大値を調整することができる。この結果、入力信号の電力に応じて変調された電源電圧を増幅器に付与することによって電力効率の向上を図りつつ、入出力特性の歪を抑制することができる。 According to the amplifier circuit having the above-described configuration, the control unit that adjusts the maximum value of the predetermined voltage range in the power supply voltage is provided based on the factor information indicating the change in the factor causing the change in the input / output characteristics of the amplifier. For example, even if there is a possibility that a large distortion appears in the input / output characteristics of the amplifier depending on factors such as a temperature change and an input signal frequency, the voltage is controlled in a direction in which the distortion is suppressed according to the change in the factor. The maximum value of the range can be adjusted. As a result, by applying a power supply voltage modulated according to the power of the input signal to the amplifier, it is possible to improve power efficiency and suppress distortion of input / output characteristics.
（６）上記増幅装置において、増幅器の入出力特性に変化を生じさせる要因としては、前記増幅器の温度、入力信号の周波数、前記増幅器の使用経過期間、及び、前記増幅器周囲の湿度の内、少なくともいずれか一つが選択される。 (6) In the amplifying apparatus, factors that cause a change in the input / output characteristics of the amplifier include at least the temperature of the amplifier, the frequency of the input signal, the usage period of the amplifier, and the humidity around the amplifier. Either one is selected.
（７）また、本発明は、増幅回路を備えた無線通信装置であって、前記増幅回路は、入力信号の電力を増幅する増幅器と、前記増幅器に電源電圧を付与する電源部と、前記増幅器の入出力特性に変化を生じさせる要因の変化を示す要因情報を取得する取得部と、前記取得部が取得した前記要因情報に基づいて前記電源電圧を調整する制御部と、を備えていることを特徴としている。 (7) Further, the present invention is a wireless communication apparatus including an amplifier circuit, wherein the amplifier circuit amplifies power of an input signal, a power supply unit that applies a power supply voltage to the amplifier, and the amplifier An acquisition unit that acquires factor information indicating a change in a factor that causes a change in input / output characteristics of the input and output, and a control unit that adjusts the power supply voltage based on the factor information acquired by the acquisition unit It is characterized by.
上記構成の無線通信装置によれば、増幅回路が上述の制御部を備えているので、例えば、温度変化や入力信号の周波数といった要因に応じて増幅器の入出力特性に大きな歪が現れる可能性が生じたとしても、その要因の変化に応じて、歪が抑制される方向に電源電圧を調整することができ、この結果、入出力特性の歪を抑制することができる。 According to the wireless communication device having the above configuration, since the amplifier circuit includes the above-described control unit, for example, there is a possibility that a large distortion appears in the input / output characteristics of the amplifier depending on factors such as a temperature change and an input signal frequency. Even if it occurs, the power supply voltage can be adjusted in a direction in which the distortion is suppressed according to the change in the factor, and as a result, the distortion of the input / output characteristics can be suppressed.
（８）また、本発明は、増幅回路を備えた無線通信装置であって、前記増幅回路は、入力信号の電力を増幅する増幅器と、前記増幅器の入出力特性に変化を生じさせる要因の変化を示す要因情報を取得する取得部と、前記取得部が取得した前記要因情報に基づいて前記入力信号の信号電力を調整する制御部と、を備えていることを特徴としている。 (8) Further, the present invention is a wireless communication apparatus including an amplifier circuit, wherein the amplifier circuit amplifies the power of an input signal, and changes in factors that cause a change in input / output characteristics of the amplifier An acquisition unit that acquires factor information indicating the above and a control unit that adjusts the signal power of the input signal based on the factor information acquired by the acquisition unit.
上記構成の無線通信装置によれば、増幅回路が上述の制御部を備えているので、例えば、温度変化や入力信号の周波数といった要因に応じて増幅器の入出力特性に大きな歪が現れる可能性が生じたとしても、その要因の変化に応じて、歪が抑制される方向に前記入力信号の信号電力を調整することができ、この結果、入出力特性の歪を抑制することができる。 According to the wireless communication device having the above configuration, since the amplifier circuit includes the above-described control unit, for example, there is a possibility that a large distortion appears in the input / output characteristics of the amplifier depending on factors such as a temperature change and an input signal frequency. Even if it occurs, the signal power of the input signal can be adjusted in a direction in which the distortion is suppressed according to the change in the factor, and as a result, the distortion of the input / output characteristics can be suppressed.
以上のように、本発明の増幅回路、及びこれを用いた無線通信装置によれば、温度変化や、入力信号の周波数等により生じる入出力特性の歪を抑制することができる。 As described above, according to the amplifier circuit of the present invention and the wireless communication apparatus using the same, it is possible to suppress distortion of input / output characteristics caused by a temperature change, a frequency of an input signal, and the like.
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、無線通信装置としての基地局装置ＢＳと、同じく無線通信装置としての端末装置ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３とを有する無線通信システムの構成図の一例である。このシステムは、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６に規定されるいわゆる「ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）」と呼ばれる無線通信システムに準拠して構成されており、基地局装置ＢＳ、及び、端末装置ＭＳ１〜ＭＳ３は、上記規定に準拠した無線通信が可能である。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an example of a configuration diagram of a radio communication system having a base station apparatus BS as a radio communication apparatus and terminal apparatuses MS1, MS2, and MS3 as radio communication apparatuses. This system is configured in conformity with a wireless communication system called “WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)” defined in IEEE 802.16, for example, and includes a base station apparatus BS and terminal apparatuses MS1 to MS3. Is capable of wireless communication in conformity with the above regulations.
基地局装置ＢＳ、及び、端末装置ＭＳ１〜ＭＳ３は、それぞれ、無線信号を受信するための受信機Ｒ、無線信号を送信するための送信機Ｓ、及び、送受信信号の処理を行う処理部Ｐを備えている。 Each of the base station device BS and the terminal devices MS1 to MS3 includes a receiver R for receiving a radio signal, a transmitter S for transmitting a radio signal, and a processing unit P for processing a transmission / reception signal. I have.
上記送信機Ｓは、線形変調信号を送信するものであり、線形変調信号を増幅する増幅回路１を有している。また、上記受信機Ｒは、線形変調信号を受信するものであり、線形変調信号を受信して増幅するための増幅回路１を有している。
増幅回路１の基本的構成は、送信機Ｓ及び受信機Ｒ共に同様であるので、以下、送信機Ｓの増幅回路１を一例として説明する。
The transmitter S transmits a linear modulation signal and includes an
Since the basic configuration of the
図２は、本発明の第一の実施形態に係る増幅回路を示すブロック図である。この増幅回路１は、処理部Ｐから与えられる入力信号の電力を増幅するための増幅器（ＨＰＡ）２と、増幅器２に電源電圧（ドレイン電圧）を付与する電源部３とを備えている。
増幅器２の出力端子には、アンテナＡが接続されており、増幅器２が出力する出力信号は、送信信号としてアンテナＡから送信される。
FIG. 2 is a block diagram showing an amplifier circuit according to the first embodiment of the present invention. The
The antenna A is connected to the output terminal of the
また、増幅回路１は、処理部Ｐからの入力信号が増幅器２に与えられるまでの経路に、デジタル信号である入力信号の信号電力を調整するための信号電力調整部４と、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）５と、デジタル／アナログ変換器５によりアナログ変換された入力信号を送信周波数に変換する変調部６と、前置増幅器７とを備えている。
変調部６は、周波数決定部８により決定される送信周波数に基づいて、入力信号の周波数を変換する。周波数決定部８は、所定の使用周波数帯域内で送信周波数を決定する。また周波数決定部８は、入力信号を決定した送信周波数に変換すべく、発振器９を介して、変調部６に高周波信号を与え周波数変換を行わせる。
また、周波数決定部８は、後述する制御部１０に接続されており、決定した送信周波数を示す周波数情報を制御部１０に対して出力する。
In addition, the
The
The
なお、ＷｉＭＡＸにおいては、送信信号の周波数帯域が、２４９６〜２６９０ＭＨｚの範囲で規定されており、実際には、この周波数帯域を分割して各事業者ごとに数１０ＭＨｚの範囲が使用周波数帯域として割り当てられるが、本実施形態では、周波数決定部８は、少なくとも上記ＷｉＭＡＸで規定される範囲の一部を含む、所定の帯域幅で使用周波数帯域を設定し、その中で送信周波数を決定できるように構成されている。
In WiMAX, the frequency band of a transmission signal is defined in the range of 2496 to 2690 MHz. In practice, this frequency band is divided and a range of several tens of MHz is allocated as a use frequency band for each operator. However, in the present embodiment, the
増幅回路１は、電源部３及び信号電力調整部４を制御するための制御部１０を備えている。制御部１０は、電源部３及び信号電力調整部４を制御することで、増幅器２に与えられる電源電圧、及び入力信号の信号電力を調整する機能を有している。また、制御部１０は、上述のように、周波数決定部８に接続されており、さらに、増幅器２の近傍に設けられた温度センサ１１にも接続されている。
The
図３は、増幅器２の構成を示すブロック図である。図のように、本実施形態の増幅器２は、ＦＥＴ２ａと、ゲート側に接続された入力整合回路２ｂと、ドレイン側に接続された出力整合回路２ｃとを備えている。入力整合回路２ｂ、及び出力整合回路２ｃは、増幅器２に入力される入力信号及び増幅器２から出力される送信信号のインピーダンス整合を取るための機能を有している。
上記温度センサ１１は、図３に示すように増幅器２の近傍に配置されており、増幅器２全体としての温度を検知する。温度センサ１１は、サーミスタ等により構成されており、ＦＥＴ２ａ等の発熱によって変化する増幅器２全体としての温度を検知し、検知した検知温度を示す温度情報を、電気抵抗の変化として制御部１０に出力する。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the
The
図２に戻って、制御部１０は、周波数決定部８から周波数情報が出力されるとともに、温度センサ１１から温度情報が出力される。
制御部１０に出力されるこれら情報により示される送信周波数や、増幅器２の検知温度は、増幅器２の入出力特性に変化を生じさせる要因となる。
すなわち、入力信号の送信周波数が変化すると、上記従来例で述べたように、入力整合回路２ｂや出力整合回路２ｃの整合特性が悪化し、増幅器２の入出力特性の歪を生じさせることで飽和電力を低下させる場合がある。つまり、上記使用周波数帯域の範囲内における送信周波数の変化は、増幅器２の入出力特性に変化を生じさせる要因となる。
また、増幅器２の検知温度も同様であり、温度の変化に応じてＦＥＴ２ａの増幅特性は変化することから、増幅器２の温度変化は、当該増幅器２の入出力特性に変化を生じさせる要因となる。
Returning to FIG. 2, the
The transmission frequency indicated by the information output to the
That is, when the transmission frequency of the input signal is changed, the matching characteristics of the
The detected temperature of the
また、送信周波数を示す周波数情報、及び、増幅器２の検知温度を示す温度情報は、増幅器２の入出力特性に変化を生じさせる要因の変化を示す要因情報であり、周波数決定部８及び温度センサ１１は、要因情報を取得するための取得部を構成している。
The frequency information indicating the transmission frequency and the temperature information indicating the detected temperature of the
制御部１０は、周波数決定部８及び温度センサ１１から出力される要因情報としての周波数情報及び温度情報に基づいて、増幅器２に与えられる電源電圧、及び入力信号の信号電力を調整する。
具体的に、制御部１０は、周波数情報及び温度情報が与えられると、当該制御部１０に接続された記憶部１２に記憶されたテーブルを参照し、各情報から把握される送信周波数及び検知温度に基づいて、調整を行うにあたっての調整値を取得する。
The
Specifically, when the frequency information and the temperature information are given, the
記憶部１２は、温度センサ１１が増幅器２の温度として検知した検知温度と、電源電圧の調整値とを対応付けた第一テーブル、及び、周波数決定部８から得られる送信周波数と、電源電圧の調整値とを対応付けた第二テーブルを記憶している。
図４は、記憶部１２に記憶されているテーブルの内容の一例を示す図であり、（ａ）は第一テーブル、（ｂ）は第二テーブルを示している。図４（ａ）に示すように、第一テーブルには、検知温度と、対応する検知温度における増幅器２の定格電圧値を基準とした調整値を示す電圧調整値ΔＶＤｔとが関連付けて登録されている。また、図４（ｂ）に示すように、第二テーブルには、送信周波数と、対応する送信周波数における電圧調整値ΔＶＤｆとが関連付けて登録されている。これら両テーブルに登録されている調整に関する情報としての電圧調整値ΔＶＤｔ，ΔＶＤｆは、予め、送信周波数及び検知温度の変化に対する増幅器２の入出力特性を検証把握しておき、その検証結果に基づいて、入出力特性に現れる歪をできるだけ抑制することができる値に設定される。
The
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the contents of the table stored in the
また、記憶部１２は、増幅器２の定格電圧値も記憶しており、制御部１０は、増幅器２の定格電圧値を取得するとともに、両テーブルを参照して、周波数情報及び温度情報から把握される送信周波数及び検知温度に対応する電圧調整値ΔＶＤｔ，ΔＶＤｆを取得する。そして、制御部１０は、定格電圧値に両電圧調整値ΔＶＤｔ，ΔＶＤｆを加算した値を電源電圧とし、この電源電圧が増幅器２に付与されるように電源部３を制御する。
The
なお、一般的に、増幅器２の温度が上昇すれば、その飽和電力は低下するため、図４（ａ）中の電圧調整値ΔＶＤｔは、温度の上昇に応じて電源電圧を上昇させるように設定されており、これによって、飽和電力の低下を抑え、入出力特性に生じる歪を抑制している。
また、送信周波数については、増幅回路１に設定される使用周波数帯域の内の中心周波数で整合回路等の特性が良好となるように設定されている場合には、帯域端に近づくにしたがって、飽和電力は低下する。従って、この場合、仮に使用周波数帯域が２５００〜２７００ＭＨｚと設定されているとすると、図４（ｂ）に示すように、その使用周波数帯域の帯域端に近づくにしたがって、電源電圧を上昇させるように電圧調整値ΔＶＤｆを、設定する。これによって、帯域端における飽和電力の低下を抑え、入出力特性に生じる歪を抑制することができる。
In general, when the temperature of the
Further, when the transmission frequency is set so that the characteristics of the matching circuit and the like are good at the center frequency in the use frequency band set in the
さらに、記憶部１２は、検知温度と、入力信号の信号電力調整値とを対応付けた第三テーブル、及び、送信周波数と、入力信号の信号電力調整値とを対応付けた第四テーブルを記憶している。
図５は、記憶部１２に記憶されているテーブルの内容の一例を示す図であり、（ａ）は第三テーブル、（ｂ）は第四テーブルを示している。図５（ａ）に示すように、第三テーブルには、検知温度と、対応する検知温度における入力信号の信号電力の調整値である信号電力調整値ΔＰｔとが関連付けて登録されている。また、図５（ｂ）に示すように、第四テーブルには、送信周波数と、対応する送信周波数における信号電力調整値ΔＰｆとが関連付けて登録されている。これら両テーブルに登録されている調整に関する情報としての信号電力調整値ΔＰｔ，ΔＰｆについても、予め、送信周波数及び検知温度の変化に対する増幅器２の入出力特性を検証把握しておき、その検証結果に基づいて、入出力特性に表れる歪をできるだけ抑制することができる設定される。
Further, the
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the contents of a table stored in the
制御部１０は、両テーブルを参照して、周波数情報及び温度情報から把握される送信周波数及び検知温度に対応する信号電力調整値ΔＰｔ，ΔＰｆを取得する。そして、制御部１０は、両信号電力調整値ΔＰｔ，ΔＰｆを加算した値を、信号電力調整部４に調整を行わせる調整値とし、この調整値に基づいて入力信号を調整するように信号電力調整部４を制御する。
The
なお、一般的に、増幅器２の温度が上昇すれば、その飽和電力は低下するため、図５（ａ）中の信号電力調整値ΔＰｔは、温度の上昇に応じて入力信号の信号電力を低下させるように設定されており、これによって、大きく歪が生じる可能性のある飽和電力領域近傍の使用を回避し、入出力特性に生じる歪を抑制している。
また、送信周波数については、増幅回路１に設定される使用周波数帯域の内の中心周波数で整合回路等の特性が良好となるように設定されている場合には、帯域端に近づくにしたがって大きく歪が現れる可能性が生じる。従って、この場合、仮に使用周波数帯域が２５００〜２７００Ｈｚと設定されているとすると、図５（ｂ）に示すように、その使用周波数帯域の帯域端に近づくにしたがって、入力信号の信号電力を低下させるように電圧調整値ΔＶＤｆを設定する。これによって、大きく歪が生じる可能性のある領域の使用を回避でき、入出力特性に生じる歪を抑制することができる。
In general, when the temperature of the
Also, when the transmission frequency is set so that the characteristics of the matching circuit and the like are good at the center frequency in the use frequency band set in the
なお、上述の増幅回路１の構成要素のうち、増幅器２並びにその周辺でアナログ信号を扱う電源部３、デジタル／アナログ変換器５、変調部６及び前置増幅器７を除く他の要素は、デジタル回路要素であり、例えばＤＳＰによってソフトウェアで構成することができる。デジタル回路要素については、機能上の要素の存在を示すものであり、各要素は必ずしも分離独立したものでなくてもよい。
Of the components of the
上記のように構成された増幅回路１によれば、増幅器２の入出力特性に変化を生じさせる要因（送信周波数及び増幅器２の温度）の変化を示す周波数情報及び温度情報に基づいて電源電圧、及び、入力信号の信号電力を調整する制御部１０を備えているので、送信周波数や増幅器２の温度の変化に応じて、増幅器の入出力特性に大きな歪が現れる可能性が生じたとしても、その変化に応じて、歪が抑制される方向に電源電圧、及び、入力信号の信号電力を調整することができる。この結果、増幅器２の入出力特性に現れる歪を抑制することができる。
According to the
また、本実施形態の増幅回路１では、検知温度及び送信周波数と電源電圧の調整値とを関連付けた第一及び第二テーブル、及び、検知温度及び送信周波数と送信信号の信号電力調整値とを関連付けた第三及び第四テーブルを記憶した記憶部１２を備え、制御部１０は、これらテーブルを参照することで得られる、電圧調整値及び信号電力調整値に基づいて、電源電圧、及び、入力信号の信号電力を調整するように構成したので、制御部１０は、特に複雑な演算等によって調整に必要な数値を求めることなく、対応テーブルを参照することで、電源電圧、及び、入力信号の信号電力の調整に関する情報を取得することができ、増幅器２の入出力特性に変化を生じさせる要因の変化に応じた電源電圧、及び、入力信号の電力の調整を速やかに行うことができる。
In the
図６は、本発明の第二の実施形態に係る増幅回路を示すブロック図である。本実施形態と第一の実施形態との相違点は、電源部３に代えて、入力信号のエンベロープ信号に応じて変調された電源電圧を、増幅器２に付与するエンベロープトラッキング機能を有する電源変調部１３を備えている点である。その他の点については、上記第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
FIG. 6 is a block diagram showing an amplifier circuit according to the second embodiment of the present invention. The difference between the present embodiment and the first embodiment is that, instead of the
電源変調部１３は、入力信号を検波してエンベロープ信号を取り出す検波部１３ａと、取り出したエンベロープ信号に対して電力−電圧変換及びＤ／Ａ変換を行い増幅器２に電源電圧を付与する電圧制御部１３ｂとを備えている。
電圧制御部１３ｂは、エンベロープ信号に応じた電源電圧を、所定の電圧範囲内で変調して増幅器２に付与する。電圧制御部１３ｂは、エンベロープ信号の電力が比較的低いときは、電源電圧を抑え、エンベロープ信号の電力が比較的高いときは、それに応じて電源電圧を上げるように制御することで電力効率を高める、いわゆるエンベロープトラッキング方式によって電源電圧を制御する。
The power
The
ここで、電圧制御部１３ｂが電源電圧を制御する際の所定の電圧範囲における最大値は、制御部１０によって調整される。
制御部１０は、周波数決定部８及び温度センサ１１から出力される周波数情報及び温度情報に基づいて、入力信号の信号電力を調整するとともに、所定の電圧範囲における最大値（最大電圧値）を調整する機能を有している。
Here, the maximum value in a predetermined voltage range when the
The
制御部１０は、周波数情報及び温度情報が与えられると、当該制御部１０に接続された記憶部１２に記憶された上述のテーブルを参照し、各情報から把握される送信周波数及び検知温度に基づいて、調整を行うにあたっての調整値を取得する。
この場合、図４に示す第一及び第二テーブルには、検知温度及び送信周波数と、これらに対応する電圧最大値に関する電圧調整値ΔＶＤｔ，ΔＶＤｆが登録されている。
制御部１０は、取得した調整値に基づいて、所定の電圧範囲における最大電圧値を調整する。
When the frequency information and the temperature information are given, the
In this case, in the first and second tables shown in FIG. 4, detected temperature and transmission frequency, and voltage adjustment values ΔV Dt and ΔV Df relating to the maximum voltage corresponding to these are registered.
The
上記のように構成された増幅回路１によれば、増幅器２の入出力特性に変化を生じさせる要因（送信周波数及び増幅器２の温度）の変化を示す周波数情報及び温度情報に基づいて、増幅器２に付与される電源電圧における所定の電圧範囲の最大電圧値を調整する制御部１０を備えているので、送信周波数や増幅器２の温度の変化に応じて、増幅器２の入出力特性に大きな歪が現れる可能性が生じたとしても、その変化に応じて、歪が抑制される方向に最大電圧値を調整することができる。この結果、エンベロープトラッキングによって電力効率の向上を図りつつ、入出力特性の歪を抑制することができる。
According to the
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されることはない。上記各実施形態において、制御部１０は、電源部３（電源変調部１３）を制御することによって電源電圧（の最大値）を調整するとともに、信号電力調整部４を制御することによって入力信号の信号電力を調整するように構成したが、電源電圧、又は、入力信号の信号電力の内、いずれか一方のみを調整するように構成してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments. In each of the above-described embodiments, the
また、上記各実施形態では、入力信号の信号電力を調整するために、デジタル信号の領域で入力信号の処理を行う信号電力調整部４を用いた場合を例示したが、この信号電力調整部４に代えて、例えば、可変減衰器や、可変利得アンプを用い、アナログ信号の領域で入力信号の信号電力を調整する構成とすることもできる。なお、可変減衰器を用いる場合には、図２及び図６中、アナログ信号の領域である変調部６と前置増幅器７との間、又は、前置増幅器７と増幅器２との間に当該可変減衰器を配置することができる。また、可変利得アンプを用いる場合には、図２及び図６中、前置増幅器７に代えて当該可変利得アンプを変調部６と増幅器７との間に配置することができる。
Further, in each of the above embodiments, the case where the signal
また、上記各実施形態では、制御部１０は、増幅器２の入出力特性に変化を生じさせる要因の変化を示す要因情報として、入力信号の送信周波数と、増幅器２の温度とに基づいた制御を行う場合を示したが、要因情報として、例えば、増幅器２の使用経過期間や、増幅器２周囲の湿度等を用いることもできる。増幅器２は、その使用によって経年劣化し、飽和電力の低下等が生じるからである。
In each of the above embodiments, the
増幅器２の使用経過期間を取得するには、増幅器２の動作時間を積算するタイマ等を備え、このタイマによって増幅器２の使用経過期間を取得することができる。また、増幅器２周囲の湿度については、上記実施形態の温度センサ１１と同様、増幅器２の近傍に湿度を測定する湿度センサを配置することで取得することができる。
さらに、要因情報として、上記で挙げた入力信号の送信周波数や、増幅器２の温度、増幅器２の使用経過期間、増幅器２周囲の湿度の内、少なくともいずれか一つを取得し、それを用いた制御を行っても良いし、これら要因情報の内、いずれか複数を選択して制御を行うこともできる。
In order to acquire the usage elapsed period of the
Further, as the factor information, at least one of the transmission frequency of the input signal, the temperature of the
また、上記各実施形態では、本発明をＷｉＭＡＸに準拠した無線通信システム（基地局装置、端末装置）に適用した場合を例示したが、これに限定されるものでなく、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等、他の広帯域を用いる通信システムに適用することができる。 Further, in each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to a wireless communication system (base station apparatus, terminal apparatus) compliant with WiMAX is exemplified, but the present invention is not limited to this, and LTE (Long Term Evolution) The present invention can be applied to communication systems using other broadband.
本発明に関して、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 With respect to the present invention, the embodiments disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is not meant to be described above, but is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
１ 増幅回路
２ 増幅器
３ 電源部
８ 周波数決定部（取得部）
１０ 制御部
１１ 温度センサ（取得部）
１２ 記憶部
１３ 電源変調部
ＢＳ 基地局装置（無線通信装置）
ＭＳ１〜３ 端末装置（無線通信装置）
DESCRIPTION OF
10
12
MS1-3 terminal equipment (wireless communication equipment)
Claims (8)
前記増幅器に電源電圧を付与する電源部と、
前記増幅器の入出力特性に変化を生じさせる要因の変化を示す要因情報を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記要因情報に基づいて前記電源電圧を調整する制御部と、を備えていることを特徴とする増幅回路。 An amplifier that amplifies the power of the input signal;
A power supply for applying a power supply voltage to the amplifier;
An acquisition unit for acquiring factor information indicating a change in a factor causing a change in input / output characteristics of the amplifier;
And a control unit that adjusts the power supply voltage based on the factor information acquired by the acquisition unit.
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記テーブルを参照することで得られる、前記電源電圧の調整に関する情報に基づいて、前記電源電圧を調整する請求項１に記載の増幅回路。 A storage unit that stores a correspondence table that associates the factor information with information related to adjustment of the signal power of the power supply voltage;
2. The amplifier circuit according to claim 1, wherein the control unit adjusts the power supply voltage based on information on adjustment of the power supply voltage obtained by referring to the table stored in the storage unit.
前記増幅器の入出力特性に変化を生じさせる要因の変化を示す要因情報を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記要因情報に基づいて前記入力信号の信号電力を調整する制御部と、を備えていることを特徴とする増幅回路。 An amplifier that amplifies the power of the input signal;
An acquisition unit for acquiring factor information indicating a change in a factor causing a change in input / output characteristics of the amplifier;
And a control unit that adjusts the signal power of the input signal based on the factor information acquired by the acquisition unit.
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記テーブルを参照することで得られる、前記入力信号の信号電力の調整に関する情報に基づいて、前記入力信号の信号電力を調整する請求項３に記載の増幅回路。 A storage unit that stores a correspondence table that associates the factor information with information related to adjustment of the signal power of the input signal;
The said control part adjusts the signal power of the said input signal based on the information regarding adjustment of the signal power of the said input signal obtained by referring the said table memorize | stored in the said memory | storage part. Amplifier circuit.
前記入力信号の電力に応じて所定の電圧範囲内で変調された電源電圧を、前記増幅器に付与する電源変調部と、
前記増幅器の入出力特性に変化を生じさせる要因の変化を示す要因情報を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記要因情報に基づいて前記所定の電圧範囲の最大値を調整する制御部と、を備えていることを特徴とする増幅回路。 An amplifier that amplifies the power of the input signal;
A power supply modulation unit for applying to the amplifier a power supply voltage modulated within a predetermined voltage range according to the power of the input signal;
An acquisition unit for acquiring factor information indicating a change in a factor causing a change in input / output characteristics of the amplifier;
And a control unit that adjusts a maximum value of the predetermined voltage range based on the factor information acquired by the acquisition unit.
前記増幅回路は、
入力信号の電力を増幅する増幅器と、
前記増幅器に電源電圧を付与する電源部と、
前記増幅器の入出力特性に変化を生じさせる要因の変化を示す要因情報を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記要因情報に基づいて前記電源電圧を調整する制御部と、を備えていることを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication device provided with an amplifier circuit,
The amplifier circuit is
An amplifier that amplifies the power of the input signal;
A power supply for applying a power supply voltage to the amplifier;
An acquisition unit for acquiring factor information indicating a change in a factor causing a change in input / output characteristics of the amplifier;
And a control unit that adjusts the power supply voltage based on the factor information acquired by the acquisition unit.
前記増幅回路は、
入力信号の電力を増幅する増幅器と、
前記増幅器の入出力特性に変化を生じさせる要因の変化を示す要因情報を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記要因情報に基づいて前記入力信号の信号電力を調整する制御部と、を備えていることを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication device provided with an amplifier circuit,
The amplifier circuit is
An amplifier that amplifies the power of the input signal;
An acquisition unit for acquiring factor information indicating a change in a factor causing a change in input / output characteristics of the amplifier;
And a control unit that adjusts the signal power of the input signal based on the factor information acquired by the acquisition unit.
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