JP4938597B2 - 送信回路及び通信機器 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る送信回路1の構成の一例を示すブロック図である。図1において、送信回路1は、信号生成部11、振幅演算部12、割算部13、デルタシグマ変調部14、可変利得増幅部15、振幅増幅部16、角度変調部17、振幅変調部18、バンドパスフィルタ(BPF)19、電源端子20、及び出力端子21を備える。信号生成部11は、入力データを信号処理することによって得られる振幅成分及び位相成分に基づいて、振幅信号m(t)及び位相信号を生成する。なお、信号生成部11は、極座標系の信号である振幅信号m(t)及び位相信号を生成するので、極座標信号生成部と記してもよい。
M(t)=m(t)/V(t) ・・・(式1)
図9は、本発明の第2の実施形態に係る送信回路2の構成の一例を示すブロック図である。図9において、送信回路2は、信号生成部11、振幅演算部12、割算部13、デルタシグマ変調部14、可変利得増幅部15、振幅増幅部26、角度変調部17、振幅変調部18、バンドパスフィルタ19、電源端子20、及び出力端子21を備える。送信回路2は、振幅増幅部26の構成が第1の実施形態と異なっている。振幅増幅部26は、シリーズレギュレータ26aと、スイッチングレギュレータ26bとを含む。なお、送信回路2において、送信回路1と同一の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
図12は、本発明の第3の実施形態に係る送信回路3の構成の一例を示すブロック図である。図12において、送信回路3は、第1の実施形態に係る送信回路1と比較して、信号生成部11の後段に掛け算部27を備える。図13は、本発明の第3の実施形態に係る送信回路3の動作を説明する図である。掛け算部27には、ベースバンドから出力され、送信回路の出力電力の大きさを示す電力情報Pが入力される(図13(a)参照)。電力情報Pは、例えば、W−CDMAシステムの場合、基地局によって制御され、基地局との間の送信電力制御はスロット時間毎に行なわれる。なお、送信回路3は、基地局からの情報に基づいて、信号生成部11が電力情報Pを出力する構成であっても構わない。
図15は、本発明の第4の実施形態に係る送信回路4の構成の一例を示すブロック図である。図15において、送信回路4は、信号生成部41、振幅演算部42、割算部43、信号処理部44、ベクトル変調部45、可変利得増幅部46、振幅増幅部47、電源端子48、増幅部49、バンドパスフィルタ50、及び出力端子51を備える。信号生成部41は、入力データに基づいて、振幅信号m(t)と、互いに直交するI信号及びQ信号からなるベクトル信号とを生成する。なお、振幅信号m(t)は、(式2)を用いて表すことができる。振幅信号m(t)は、振幅演算部42に入力される。I信号及びQ信号は、割算部43に入力される。
m(t)=(I2+Q2)1/2 ・・・(式2)
Iv,Qv=I/V(t),Q/V(t) ・・・(式3)
mv(t)=(Iv2+Qv2)1/2 ・・・(式4)
図21は、本発明の第5の実施形態に係る通信機器の構成の一例を示すブロック図である。図21を参照して、第5の実施形態に係る通信機器200は、送信回路210、受信回路220、アンテナ共用部230、及びアンテナ240を備える。送信回路210は、上述した第1〜4のいずれかに記載の送信回路である。アンテナ共用部230は、送信回路210から出力された送信信号をアンテナ240に伝達し、受信回路220に送信信号が漏れるのを防ぐ。また、アンテナ共用部230は、アンテナ240から入力された受信信号を受信回路220に伝達し、受信信号が送信回路210に漏れるのを防ぐ。
11,11c 信号生成部
111 直交信号生成部
112 ベクトル変調部
113 包絡線検波部
114 リミッタ
12 振幅演算部
121 最大振幅検出部
122 量子化部
123 DAコンバータ(DAC)
13 割算部
14 デルタシグマ変調部
15 可変利得増幅部
16,26 レギュレータ
16a シリーズレギュレータ
16b スイッチングレギュレータ
16c 電流駆動型レギュレータ
161 入力端子
162 比較器
163 電源端子
164 トランジスタ
165 出力端子
166 信号変換部
167 増幅器
168 ローパスフィルタ
169 可変電流源
17 角度変調部
18 振幅変調部
181 入力端子
182,188,193 整合回路
183,186,192,194 バイアス回路
184,185,190 電源端子
187,191 トランジスタ
189 出力端子
19 バンドパスフィルタ(BPF)
19a ローパスフィルタ(LPF)
20 電源端子
21 出力端子
22 歪み補償部
27 掛け算部
41 信号生成部
42 振幅演算部
43 割算部
44 信号処理部
441 信号変換部
442 デルタシグマ変調部
443,444 掛け算部
445 ベクトル引き算部
446 ベクトル積分部
447 ベクトル量子化部
45 ベクトル変調部
47 レギュレータ
48 電源端子
49 増幅部
50 バンドパスフィルタ(BPF)
50a ローパスフィルタ(LPF)
51 出力端子
52 歪み補償部
200 通信機器
210 送信回路
220 受信回路
230 アンテナ共用部
240 アンテナ
Claims (40)
- 入力データに基づいて送信信号を生成して出力する送信回路であって、
前記入力データに所定の信号処理を施して、振幅信号と角度変調信号とを生成する信号生成部と、
前記振幅信号に所定の演算処理を施して、前記振幅信号の大きさに応じた複数の離散値を有する離散値信号として出力する振幅演算部と、
前記振幅信号を前記離散値信号に基づいてデルタシグマ変調し、デルタシグマ変調信号として出力するデルタシグマ変調信号生成部と、
前記デルタシグマ変調信号の大きさに応じた信号を出力する振幅増幅部と、
前記角度変調信号を前記振幅増幅部から出力された信号に応じて増幅することで、前記角度変調信号を振幅変調し、角度変調及び振幅変調された送信信号として出力する振幅変調部とを備え、
前記振幅演算部は、
前記所定時間毎に前記振幅信号の最大値を検出する最大振幅検出部と、
少なくとも1つ以上のしきい値と、当該しきい値に対応した2つ以上の離散値とを保持し、前記所定時間毎に前記振幅信号の最大値が前記1つ以上のしきい値を超えるか否かを判定し、当該判定結果に基づいて出力する離散値を選択し、当該選択した離散値を前記離散値信号として出力する量子化部とを含むことを特徴とする、送信回路。 - 前記デルタシグマ変調信号生成部は、
前記振幅信号を前記離散値信号で割算し、包絡線の変動が小さな振幅信号として出力する割算部と、
前記割算部が出力した振幅信号をデルタシグマ変調し、デルタシグマ変調信号として出力するデルタシグマ変調部と、
前記デルタシグマ変調信号を前記離散値信号の大きさに応じた利得で増幅する可変利得増幅部とを含むことを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。 - 前記デルタシグマ変調信号生成部は、前記振幅信号をデルタシグマ変調し、デルタシグマ変調信号として出力するデルタシグマ変調部を含み、
前記デルタシグマ変調部は、前記離散値信号の大きさと正特性の関係になるように、出力するデルタシグマ変調信号の大きさを変更することを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。 - 前記デルタシグマ変調部は、前記離散値信号の大きさと正比例の関係になるように、出力するデルタシグマ変調信号の大きさを変更することを特徴とする、請求項3に記載の送信回路。
- 前記デルタシグマ変調部は、前記離散値信号の大きさに応じて、予め最適値が設定されたルックアップテーブルを参照して、出力するデルタシグマ変調信号の大きさを変更することを特徴とする、請求項3に記載の送信回路。
- 前記信号生成部は、
前記入力データを信号処理することによって得られる振幅成分及び位相成分に基づいて、振幅信号及び位相信号を生成する極座標信号生成部と、
前記位相信号を角度変調して、前記角度変調信号として出力する角度変調部とを含むことを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。 - 前記信号生成部は、
前記入力データを信号処理することによって、互いに直交するI信号及びQ信号から
なるベクトル信号を生成する直交信号生成部と、
前記ベクトル信号をベクトル変調するベクトル変調部と、
前記ベクトル変調部から出力された信号の包絡線成分を検波し、当該検波した包絡線成分を前記振幅信号として出力する包絡線検波部と、
前記ベクトル変調部から出力された信号の包絡線成分を一定の大きさに制限し、大きさを制限した信号を前記角度変調信号として出力するリミッタとを含むことを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。 - 前記振幅変調部の後段に接続され、前記振幅変調部が出力した送信信号から量子化雑音を除去するバンドパスフィルタをさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
- 前記振幅増幅部と前記振幅変調部との間に接続され、前記振幅増幅部から出力された信号から量子化雑音を除去するローパスフィルタをさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
- 前記デルタシグマ変調信号生成部と前記振幅増幅部との間に接続され、前記デルタシグマ変調信号から量子化雑音を除去するローパスフィルタをさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
- 前記振幅増幅部は、スイッチングレギュレータで構成され、前記デルタシグマ変調信号生成部で生成されたデルタシグマ変調信号の大きさに応じた電圧を前記振幅変調部に供給することを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
- 前記振幅増幅部は、シリーズレギュレータで構成され、前記デルタシグマ変調信号生成部で生成されたデルタシグマ変調信号の大きさに応じた電圧を前記振幅変調部に供給することを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
- 前記振幅増幅部は、電流駆動型レギュレータで構成され、前記デルタシグマ変調信号生成部で生成されたデルタシグマ変調信号の大きさに応じた電流を前記振幅変調部に供給することを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
- 前記振幅増幅部は、
前記デルタシグマ変調信号生成部で生成されたデルタシグマ変調信号の大きさに応じた電圧を前記振幅変調部に供給するシリーズレギュレータと、
前記振幅演算部から出力された離散値信号の大きさに応じた電圧を前記シリーズレギュレータに供給するスイッチングレギュレータとを含むことを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。 - 前記振幅演算部と前記スイッチングレギュレータとの間に接続され、前記スイッチングレギュレータの立ち上がりを補償するように、前記振幅演算部から出力された離散値信号を前記スイッチングレギュレータに入力するタイミングを制御するタイミング制御部をさ
らに備えることを特徴とする、請求項14に記載の送信回路。 - 前記信号生成部の後段に接続され、送信回路の出力電力の大きさを示す電力情報が入力される掛け算部をさらに備え、
前記掛け算部は、前記信号生成部が生成した振幅信号に前記電力情報を掛け算し、
前記振幅演算部及び前記デルタシグマ変調信号生成部には、前記掛け算部から振幅信号が入力されることを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。 - 前記振幅演算部の後段に接続され、送信回路の出力電力の大きさを示す電力情報が入力される掛け算部をさらに備え、
前記振幅増幅部は、
前記デルタシグマ変調信号生成部で生成されたデルタシグマ変調信号の大きさに応じた電圧を前記振幅変調部に供給するシリーズレギュレータと、
前記掛け算部の出力信号の大きさに応じた電圧を前記シリーズレギュレータに供給するスイッチングレギュレータとを含み、
前記掛け算部は、前記振幅演算部が出力した離散値信号に前記電力情報を掛け算し、
前記スイッチングレギュレータ及び前記可変利得増幅部には、前記掛け算部から前記電力情報と掛け算された離散値信号が入力されることを特徴とする、請求項2に記載の送信回路。 - 前記振幅演算部の後段に接続され、送信回路の出力電力の大きさを示す電力情報が入力される掛け算部をさらに備え、
前記振幅増幅部は、
前記デルタシグマ変調信号生成部で生成されたデルタシグマ変調信号の大きさに応じた電圧を前記振幅変調部に供給するシリーズレギュレータと、
前記電力情報に応じた電圧を前記シリーズレギュレータに供給するスイッチングレギュレータとを含み、
前記掛け算部は、前記振幅演算部が出力した離散値信号に前記電力情報を掛け算し、
前記可変利得増幅部には、前記掛け算部から離散値信号が入力されることを特徴とする、請求項2に記載の送信回路。 - 前記振幅増幅部は、
前記デルタシグマ変調信号生成部で生成されたデルタシグマ変調信号の大きさに応じた電圧を前記振幅変調部に供給する複数のシリーズレギュレータと、
前記複数のシリーズレギュレータと前記振幅変調部との接続を切替えるスイッチと、
前記振幅演算部から出力された離散値信号の大きさに応じた電圧を前記複数のシリーズレギュレータに供給するスイッチングレギュレータとを含み、
前記複数のシリーズレギュレータは、前記スイッチを介して、前記振幅変調部と接続される第1のシリーズレギュレータと、前記第1のシリーズレギュレータよりもサイズが大きく、前記スイッチを介して、前記振幅変調部と接続される第2のシリーズレギュレータとを含み、
前記デルタシグマ変調信号の大きさが所定のしきい値よりも小さいときに、前記第1のシリーズレギュレータと前記振幅変調部とが接続されるように前記スイッチを切替え、前記デルタシグマ変調信号の大きさが所定のしきい値以上であるときに、前記第2のシリーズレギュレータと前記振幅変調部とが接続されるように前記スイッチを切替えることを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。 - 前記振幅増幅部は、
前記デルタシグマ変調信号生成部で生成されたデルタシグマ変調信号の大きさに応じた電圧を前記振幅変調部に供給するスイッチングレギュレータと、
前記振幅演算部から出力された離散値信号の大きさに応じた電圧を前記スイッチングレギュレータに供給するスイッチングレギュレータとを含むことを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。 - 前記振幅増幅部は、
前記デルタシグマ変調信号生成部で生成されたデルタシグマ変調信号の大きさに応じた電圧を前記振幅変調部に供給する複数のスイッチングレギュレータと、
前記複数のスイッチングレギュレータと前記振幅変調部との接続を切替えるスイッチと、
前記振幅演算部から出力された離散値信号の大きさに応じた電圧を前記複数のスイッチングレギュレータに供給するスイッチングレギュレータとを含み、
前記複数のスイッチングレギュレータは、前記スイッチを介して、前記振幅変調部と接続される第1のスイッチングレギュレータと、前記第1のスイッチングレギュレータよりもサイズが大きく、前記スイッチを介して、前記振幅変調部と接続される第2のスイッチングレギュレータとを含み、
前記デルタシグマ変調信号の大きさが所定のしきい値よりも小さいときに、前記第1のスイッチングレギュレータと前記振幅変調部とが接続されるように前記スイッチを切替え、前記デルタシグマ変調信号の大きさが所定のしきい値以上であるときに、前記第2のスイッチングレギュレータと前記振幅変調部とが接続されるように前記スイッチを切替えることを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。 - 入力データに基づいて送信信号を生成して出力する送信回路であって、
前記入力データに基づいて、互いに直交するI信号及びQ信号からなるベクトル信号と、前記ベクトル信号の大きさを表す振幅信号とを生成する信号生成部と、
前記振幅信号に所定の演算処理を施して、前記振幅信号の大きさに応じた複数の離散値を有する離散値信号として出力する振幅演算部と、
前記離散値信号に基づいて前記ベクトル信号を変調し、変調信号を生成する変調信号生成部と、
前記離散値信号の大きさに応じた信号を出力する振幅増幅部と、
前記変調信号を前記振幅増幅部から出力された信号に応じて増幅し、送信信号として出力する増幅部とを備え、
前記振幅演算部は、
前記所定時間毎に前記振幅信号の最大値を検出する最大振幅検出部と、
少なくとも1つ以上のしきい値と、当該しきい値に対応した2つ以上の離散値とを保持し、前記所定時間毎に前記振幅信号の最大値が前記1つ以上のしきい値を超えるか否かを判定し、当該判定結果に基づいて出力する離散値を選択し、当該選択した離散値を前記離散値信号として出力する量子化部とを含むことを特徴とする、送信回路。 - 前記変調信号生成部は、
前記ベクトル信号を前記離散値信号で割算する割算部と、
前記割算部で割算されたベクトル信号に所定の信号処理を施して量子化し、量子化信号として出力する信号処理部と、
前記量子化信号をベクトル変調して、変調信号として出力するベクトル変調部と、
前記ベクトル変調部が出力した変調信号を前記離散値信号の大きさに応じた利得で増幅する可変利得増幅部とを含むことを特徴とする、請求項22に記載の送信回路。 - 前記変調信号生成部は、
前記ベクトル信号を前記離散値信号で割算する割算部と、
前記割算されたベクトル信号に所定の信号処理を施して量子化し、量子化信号として出力する信号処理部と、
前記量子化信号を前記離散値信号の大きさに応じた利得で増幅する可変利得増幅部と、
前記可変利得増幅部で増幅された量子化信号をベクトル変調して、変調信号として出力するベクトル変調部とを含むことを特徴とする、請求項22に記載の送信回路。 - 前記変調信号生成部は、
前記ベクトル信号に所定の信号処理を施して量子化し、量子化信号として出力する信号処理部と、
前記量子化信号をベクトル変調して、変調信号として出力するベクトル変調部とを含み、
前記信号処理部は、前記離散値信号の大きさと正特性の関係になるように、前記量子化信号の大きさを変更することを特徴とする、請求項22に記載の送信回路。 - 前記信号処理部は、前記離散値信号の大きさと正比例の関係になるように、前記量子化信号の大きさを変更することを特徴とする、請求項25に記載の送信回路。
- 前記信号処理部は、前記離散値信号の大きさに応じて、予め最適値が設定されたルックアップテーブルを参照して、前記量子化信号の大きさを変更することを特徴とする、請求項25に記載の送信回路。
- 前記信号処理部は、
前記割算部から割算されたベクトル信号が入力され、前記入力されたベクトル信号を、前記入力されたベクトル信号の大きさを表す信号と、前記入力されたベクトル信号を前記入力されたベクトル信号の大きさを表す信号で割算することで算出される規格化ベクトル信号とに変換する信号変換部と、
前記入力されたベクトル信号の大きさを表す信号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調部と、
前記デルタシグマ変調された信号と、前記規格化ベクトル信号とを掛け算し、前記量子化信号として出力する掛け算部とを含むことを特徴とする、請求項23に記載の送信回路。 - 前記信号処理部は、
前記割算部から割算されたベクトル信号が入力されるベクトル演算部と、
前記ベクトル演算部の出力信号を量子化し、前記量子化信号として出力するベクトル量子化部とを含み、
前記ベクトル演算部は、
入力された信号から前記量子化信号を引き算するベクトル引き算部と、
前記ベクトル引き算部を介して入力された信号を積分して出力するベクトル積分部とを有することを特徴とする、請求項23に記載の送信回路。 - 前記信号処理部は、前記ベクトル演算部の出力にさらに1つ以上のベクトル演算部を備えることを特徴とする、請求項29に記載の送信回路。
- 前記増幅部が出力した送信信号から量子化雑音を除去するバンドパスフィルタをさらに備えることを特徴とする、請求項22に記載の送信回路。
- 前記振幅増幅部から出力された信号から量子化雑音を除去するローパスフィルタをさらに備えることを特徴とする、請求項22に記載の送信回路。
- 前記所定時間とは、送信回路の出力電力を制御する時間よりも短い時間であることを特
徴とする、請求項1に記載の送信回路。 - 前記振幅演算部は、前記送信信号の包絡線の変動幅に応じて、前記所定時間の長さを変化させることを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
- 前記振幅演算部は、前記送信信号の包絡線の変動幅が少ない場合、前記所定時間を短く変化させ、前記送信信号の包絡線の変動幅が大きい場合、前記所定時間を長く変化させることを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
- 前記振幅演算部は、前記送信信号の変調モードに応じて、前記所定時間の長さを変化させることを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
- 前記信号生成部の出力に、前記振幅信号、又は前記角度変調信号のうち少なくともいずれかの信号を、少なくとも前記振幅変調部で発生する歪みが抑制されるように補償する歪み補償部をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
- 前記信号生成部の出力に、前記振幅信号、又は前記ベクトル信号のうち少なくともいずれかの信号を、少なくとも前記増幅部で発生する歪みが抑制されるように補償する歪み補償部をさらに備えることを特徴とする、請求項22に記載の送信回路。
- 通信機器であって、
送信信号を生成する送信回路と、
前記送信回路で生成された送信信号を出力するアンテナとを備え、
前記送信回路は、請求項1に記載の送信回路であることを特徴とする、通信機器。 - 前記アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、
前記送信回路で生成された送信信号を前記アンテナに出力し、前記アンテナから受信した受信信号を前記受信回路に出力するアンテナ共用部とをさらに備えることを特徴とする、請求項39に記載の通信機器。
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