JP5212316B2 - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置及び無線通信方法に関する。

無線通信の高速化に伴って送信信号の広帯域化が進んでいる。そのため、無線通信装置には、信号品質の劣化を低減するため、送信部に高い線形性が要求される。しかし、送信部で用いられる電力増幅器では、線形性と電力効率が相反関係にあることが多い。このため、ピーク電力対平均電力比（Peak-to-Average Power Ratio、以下ＰＡＰＲと略す）が大きい広帯域信号を線形増幅するためには、バックオフを十分取って動作させる必要があり、送信部の効率が低くなってしまう。

上記の問題を解決する手段として、送信信号の包絡線変動に応じて、電力増幅器のドレイン電圧（またはコレクタ電圧）を制御するエンベロープトラッキング（Envelope Tracking、以下ＥＴと略す）やエンベロープエリミネーション・アンド・リストレーション（Envelope Elimination and Restoration、ＥＥＲ）が提案されている。

図１と図２は、従来のＥＴの構成と動作原理を示す図である。ＥＴでは、エンベロープ抽出部により送信信号から抽出した包絡線（エンベロープ）を電圧制御信号生成部により電圧制御信号としてデジタル・アナログコンバータを介して可変電源に入力し、電力増幅器のドレイン電圧を制御する。ピーク電力が出力可能な電圧を固定的に電力増幅器に供給する（図２の「固定バイアス時の電圧」）のではなく、瞬時の信号電力が出力可能な電圧を可変的に供給する（図２の「ＥＴ動作時のドレイン電圧」）。これにより、電力増幅器を常時飽和領域に近い領域で動作させ、図２の「ＥＴ動作で削減される電力」を削減することにより、電力効率の改善を図っている。ＥＴでは、規格値以下の帯域外歪レベルを保ちつつ、効率を最大化するような電圧制御信号を生成することが重要である。

電力増幅器のばらつきや動作時の特性変動が存在するため、適応更新可能な電圧制御信号生成部を有する構成が知られている。これらの技術では、電圧制御信号生成部をルックアップテーブルや多項式級数で構成し、適応アルゴリズムで更新している。また、入出力整合回路のインピーダンスを送信信号の包絡線に応じて制御する技術において、入出力整合回路の制御信号生成に多項式を使用することが提案されている。しかし、ルックアップテーブルを用いると必要なメモリ量が大きくなってします。

特開２００６−１７４４１８号公報 特開２００６−１７７８９９号公報 特開２００８−１２４９４７号公報

送信信号のエンベロープとＥＴ動作時のドレイン電圧の関係を示す変換曲線（Ｐｏｕｔ−Ｖｄｓ曲線）は、電力増幅器の各ドレイン電圧における出力電力と効率との間の関係に基づいて決められるが、電力増幅器の特性のばらつきや整合回路の再現性のばらつきにより、最適な変換曲線は電力増幅器ごとに異なる。

しかし、従来は代表的な特性を有する電力増幅器を想定して変換曲線を決めていたため、その変換曲線により生成した電圧制御信号では電力増幅器の効率を最大化できないという問題があった。

また、適応アルゴリズムによって最適な変換曲線を生成する場合、従来は送信信号振幅の全範囲を対象とする多項式級数を用いて近似するため、高次の多項式を用いなければならず、適応アルゴリズムの実行に時間がかかっていた。また、適応アルゴリズムの実行時間を短縮するため低次の多項式で近似すると、近似が不十分な変換曲線が生成され、必ずしも十分な効率を得ることができなかった。

本発明は、電力増幅器ごとに、次数の低い多項式級数を用いながらも効率の高い変換曲線を求めることを目的とする。

一実施形態による無線通信装置は、送信信号を増幅する増幅器と、前記送信信号から求めたエンベロープ信号に基づいて、多項式級数を用いた変換曲線により、前記増幅器の電源を規定する電圧制御信号を生成する生成部と、前記電圧制御信号に基づいて前記増幅器に電源を供給する電源部と、前記増幅器の効率に基づき前記多項式級数を決定する制御部とを有する。前記制御部は前記変換曲線におけるエンベロープ信号の振幅範囲を複数の区間に分割し、少なくとも１つの区間の多項式級数を決定する。

また、他の態様による無線通信方法は、増幅器により送信信号を増幅する段階と、前記送信信号から求めたエンベロープ信号に基づいて、多項式級数を用いた変換曲線により、前記増幅器の電源を規定する電圧制御信号を生成し、前記電圧制御信号に基づいて前記増幅器に電源を供給する段階と、前記電力増幅器の効率に基づき前記多項式級数を決定する段階とを有する。前記多項式級数を決定する段階において、前記変換曲線におけるエンベロープ信号の振幅範囲を複数の区間に分割し、少なくとも１つの区間の多項式級数を決定する。

電力増幅器ごとに、次数の低い多項式級数により効率の高い変換曲線を求めることができる。

従来のエンベロープトラッキング型電力増幅器の構成を示すブロック図である。 エンベロープトラッキング型電力増幅器による消費電力の削減を説明する図である。 電力増幅器の各ドレイン電圧における出力電力と効率との関係を示す図である。 送信信号のエンベロープに基づくドレイン電圧波形の生成を示す図である。 変換曲線のフィッティング区間による制御を示す図である。 変換曲線の多項式級数の次数による制御を示す図である。 一実施形態によるエンベロープトラッキング型電力増幅器を用いた無線通信装置の構成を示すブロック図である。 実施例１による拘束点の設定を説明する図である。 実施例２による拘束点の設定を説明する図である。 実施例２における適応制御部の動作を説明するフロー図である。 実施例３による拘束点の設定を説明する図である。 実施例３における適応制御部の動作を説明するフロー図である。 実施例４による拘束点及び制御点の設定を説明する図である。 実施例４における適応制御部の動作を説明するフロー図である。 実施例５による区間分割を説明する図である。 実施例５による多項式級数の生成過程を説明する図である。 実施例５による適応制御部の動作を説明するフロー図（１）である。 実施例５による適応制御部の動作を説明するフロー図（２）である。 実施例５による適応制御部の動作を説明するフロー図（３）である。 実施例６による多項式級数の生成過程を説明する図である。 実施例７による多項式級数の生成過程を説明する図である。 実施例７における適応制御部の動作を説明するフロー図である。

図面を参照して実施形態を詳細に説明する。

図３Ａは、電力増幅器の各ドレイン電圧（Ｖ１〜Ｖ８）における出力電力（Ｐｏｕｔ）と効率との関係を示す図である。このグラフは、電力増幅器に供給するドレイン電圧を（例えばＶ８に）固定して出力電力（Ｐｏｕｔ）に対する効率を測定したものである。ここで、出力電力（Ｐｏｕｔ）は、送信信号のエンベロープに対応している。各出力電力（Ｐｏｕｔ）において効率が最大となる点をつなぐと、最大効率曲線が得られる。この最大効率曲線から、送信信号のエンベロープを電圧制御信号に変換する最大効率変換曲線（Ｐｏｕｔ−Ｖｄｓ曲線）が得られる。

図３Ｂは、送信信号のエンベロープに基づくドレイン電圧波形の生成を示す図である。図３Ｂに示した最大効率変換曲線（Ｐｏｕｔ−Ｖｄｓ曲線）は、図３Ａで求めた最大効率曲線を、出力電力（Ｐｏｕｔ、すなわち送信信号のエンベロープ）とドレイン電圧との関係として描き直したものである。また、参照用に、従来技術で生成される（変換）曲線も示した。

図３Ｂの最大効率変換曲線から分かるように、送信信号の振幅が小さい領域では、電力増幅器に印加するドレイン電圧を変化させても電力増幅器の効率はあまり改善しない。そのため、例えば電力増幅器に一定のドレイン電圧を供給してもよい。一方、送信信号の振幅が大きい領域では、電力増幅器に印加するドレイン電圧を変化させることにより電力増幅器の効率を改善することができる。

そこで、送信信号のエンベロープに応じて、例えばドレイン電圧の制御をする範囲としない範囲とを区別することにより、電力増幅器の効率を上げることができる。

一方、図３Ｂの従来技術で生成される曲線は、送信信号の振幅の全範囲にわたって適応アルゴリズムを動作させて生成したものである。このため、最大効率変換曲線を近似しきれておらず、図３の網掛け部分で示される部分に対応する電力が熱として消費されてしまっていた。

図３Ｃは、変換曲線のフィッティング区間による制御を示す図である。図３Ｃには、最大効率変換曲線と、最大効率変換曲線を多項式級数で近似するようにＡ〜Ｂの区間でフィッティングした変換曲線と、同様にＡ′〜Ｂの区間でフィッティングした変換曲線とを示した。Ａ〜Ｂの区間でフィッティングした変換曲線と比較して、Ａ′〜Ｂの区間でフィッティングした変換曲線の方が最大効率変換曲線に近いことが分かる。

図３Ｄは、変換曲線の多項式級数の次数による制御を示す図である。図３Ｄには、最大効率変換曲線と、最大効率変換曲線をフィッティング区間Ａ〜Ｂにおいて近似した２次多項式、３次多項式、４次多項式、５次多項式・・・でそれぞれ表される曲線を示した。近似する多項式の次数が高いほど最大効率変換曲線に近くなることが分かる。

図４は、一実施形態による、エンベロープトラッキング型電力増幅器を用いた無線通信装置１００の構成を示すブロック図である。

無線通信装置１００は、次の構成要素を有する。すなわち、ベースバンド信号を送信信号に変換するベースバンド部１０と、変換された送信信号をアナログ信号に変換するデジタル・アナログコンバータ（ＤＡＣ）１２と、アナログ信号に変換された送信信号をローカル発振器１６が発生したキャリア信号によりアップコンバートする変調部１４と、アップコンバートされた出力信号を電力増幅してアンテナ２０から送信する電力増幅器１８。電力増幅器１８のドレイン電圧は可変電源２８により供給される。

無線通信装置１００は、さらに次の構成要素を有する。すなわち、ベースバンド部１０が出力した送信信号のエンベロープを抽出するエンベロープ（Ｅｎｖ）抽出部２２と、抽出されたエンベロープに基づき電圧制御信号を生成する電圧制御信号生成部（電圧制御部）２４と、生成された電圧制御信号をアナログ信号に変換するデジタル・アナログコンバータ（ＤＡＣ）２６と、アナログ信号に変換された電圧制御信号に基づき電力増幅器１８にドレイン電圧を供給する可変電源２８。

電圧制御信号生成部２４は、例えば図３に示した曲線を表す多項式級数
ｙ＝ａ＋ｂｘ＋ｃｘ^２＋ｄｘ^３＋・・・ （式１）
を用いて送信信号のエンベロープから電圧制御信号を生成する。ここで、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，・・・は正または負の定数である。この多項式級数は以下に説明する適応制御部３６により生成される。

無線通信装置１００は、さらに次の構成要素を有する。すなわち、電力増幅器１８の出力からアンプ出力信号を取り出すカップラ２９と、取り出されたアンプ出力信号をローカル発振器３２が発生したキャリア信号に基づきダウンコンバートする復調部３０と、ダウンコンバートした信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタルコンバータ３４。

無線通信装置１００は、さらに適応制御部３６を有する。適応制御部３６には、上記の通り、ダウンコンバートされデジタル信号に変換されたアンプ出力信号と、可変電源２８が電力増幅器１８に供給している電力を示す電力モニタ信号と、エンベロープ信号とが入力されている。適応制御部３６は、例えばデジタルシグナルプロセッサであり、アンプ出力信号とエンベロープ信号とに基づく電力増幅器１８の出力に含まれる信号のひずみと、電力モニタ信号が示す電力増幅器１８に供給されている電力とに基づき、電圧制御信号生成部２４に供給する多項式級数を決定する。適応制御部３６は、好ましくは、図３Ｃ及び図３Ｄを参照して説明したように、電力増幅器１８の出力に含まれる信号のひずみを所定レベルに抑えつつ、電力増幅器１８に供給される電力を最小化するように、変換曲線を与える多項式級数を決定する。

以下、適応制御部３６の動作について、実施例を示してより詳細に説明する。

図５は、実施例１による拘束点の設定を説明する図である。図５において、横軸は電圧制御信号生成部２４に入力される送信信号のエンベロープの振幅、縦軸は電圧制御信号生成部２４が出力する電圧制御信号に応じて可変電源２８が出力するドレイン電圧を示す。適応制御部３６は、多項式級数で表現したい振幅範囲（横軸のＡ１〜Ａ２の区間）に対して、その区間の端点１（振幅Ａ１，ドレイン電圧Ｖ１）および端点２（振幅Ａ２，ドレイン電圧Ｖ２）を拘束点として設定し、この２つの端点を通る多項式級数を生成する。適応制御部３６は生成した多項式級数を電圧制御信号生成部２４にロードし、適宜更新する。

したがって、適応制御部３６は、低次の多項式級数であっても最大効率変換曲線をよりよく近似することができ、より効率の高い電圧制御信号を生成することができる。

これにより、電圧制御信号生成部２４は、振幅０〜Ａ１の区間では可変電源２８に一定のドレイン電圧Ｖ１を電力増幅器１８に供給させることができる。また、電圧制御信号生成部２４は、振幅Ａ１〜Ａ２の区間では可変電源２８に、端点１及び端点２を通る変換曲線に基づくドレイン電圧を電力増幅器１８に供給させることができる。

図６は、実施例２による拘束点の設定を説明する図である。実施例２は、実施例１と同様に２つの端点を拘束点として用いるが、片方の端点の位置を調整する。

端点１を変換曲線の多項式級数で表現する範囲の下限端とすると、端点１の電圧をＶ１に拘束し、振幅Ａ１の位置を調整することにより、多項式級数で表現する範囲を調整する。

図７は、実施例２における適応制御部の動作を説明するフロー図である。適応制御部３６は、端点１（振幅Ａ１，電圧Ｖ１）と端点２（振幅Ａ２，電圧Ｖ２）の初期値を決定する（ステップ７１）。次に、端点１の振幅Ａ１を値Δずつ変更しながら、端点１と２を通る多項式級数を生成し（ステップ７２）、電圧制御信号生成部２４を更新する（ステップ７３）。次に、適応制御部３６は、下限端の振幅Ａ１の各設定において、電力増幅器出力のフィードバック信号から帯域外歪レベルPdistおよび出力電力Poutを測定し、可変電源の消費電力Psrcを測定して、電力増幅器の効率η=Pout/Psrcを算出する（ステップ７４）。次に、帯域外歪レベルPdistが予め決めた規定値以下で効率ηが最大になる振幅Ａ１が見つかるまでループを繰り返す（ステップ７５，７６）。効率ηが最大になる振幅Ａ１は、例えば、振幅Ａ１を値Δだけ変化しても効率ηが変化しない、または変化量が所定量以下になることにより求めることができる。あるいは、各振幅Ａ１に対応する効率ηを求めてメモリに記憶しておき、効率ηが最大になる振幅Ａ１を求めてもよい。

なお、下限端ではなく上限端の位置を調整してもよい。また両方の端点の位置を調整することも可能である。

これにより、端点を最適な位置に調整することが可能となる。

図８は、実施例３による拘束点の設定を説明する図である。実施例２では端点をエンベロープの振幅方向に調整したのに対し、実施例３では端点をドレイン電圧方向に調整する。

端点２を多項式級数で表現する範囲の上限端とすると、端点２の振幅をＡ２に拘束し、電圧Ｖ２を調整することにより、多項式級数が出力する電圧範囲を調整する。

図９は、実施例３における適応制御部の動作に制御フロー図である。適応制御部３６は、端点１（振幅Ａ１，電圧Ｖ１）と端点２（振幅Ａ２，電圧Ｖ２）の初期値を決定する（ステップ９１）。端点２の電圧Ｖ２を値Δずつ変更しながら、端点１と２を通る多項式級数を生成し（ステップ９２）、電圧制御信号生成部を更新する（ステップ９３）。次に、適応制御部３６は、上限端の電圧Ｖ２の各設定において、電力増幅器の出力電力Poutおよび帯域外歪レベルPdistをフィードバック信号から測定し、可変電源の消費電力Psrcを測定し、電力増幅器の効率η=Pout/Psrcを算出する（ステップ９４）。次に、帯域外歪レベルPdistが予め決めた規定値以下で効率ηが最大になる電圧Ｖ２が見つかるまでループを繰り返す（ステップ９５，９６）。なお、上限端ではなく下限端を調整してもよい。また両方の端点を調整することも可能である。

これにより、端点を最適な位置に調整することが可能となる。

図１０は、実施例４による拘束点及び制御点の設定を説明する図である。多項式級数で表現する区間の両端に拘束点を設定して振幅範囲および電圧範囲を決定する点は実施例１〜３と同様であるが、本実施例では両端点の間に設定する制御点を調整することにより、多項式級数を制御する。

ここで、端点は多項式級数で表される曲線が必ず通る拘束点である。しかし、多項式級数で表される曲線が必ずしも制御点を通る必要はない。以下、説明を簡明にするため、多項式級数で表される曲線は制御点も通るものとして説明するが、例えばベジェ曲線等を用いて多項式級数を決定する場合には、多項式級数で表される曲線は必ずしも制御点を通らない。後で説明する実施例５、７においても同様である。

実施例４における適応制御部の動作を説明するフロー図である図１１を参照して、制御点を電圧方向に制御する例を説明する。

適応制御部３６は、端点１（振幅Ａ１，電圧Ｖ１）と端点２（振幅Ａ２，電圧Ｖ２）の初期値を決定する（ステップ１１１）。また、制御点（振幅Ａ３，電圧Ｖ３）の初期値を決定する（ステップ１１２）。

適応制御部３６は、端点１，２及び制御点を設定後、制御点の電圧Ｖ３を値Δずつ変更しながら、端点１，２及び制御点を通る多項式級数を生成し（ステップ１１３）、電圧制御信号生成部２４を更新する（１１４）。次に、制御点の電圧Ｖ３の各設定において、電力増幅器の出力電力Poutおよび帯域外歪レベルPdistをフィードバック信号から測定し、可変電源の消費電力Psrcを測定し、電力増幅器の効率η=Pout/Psrcを算出する（ステップ１１５）。そして、帯域外歪レベルPdistが予め決めた規定値以下で効率ηが最大になる電圧Ｖ２が見つかるまでループを繰り返す（ステップ１１６，１１７）。なお、制御点の移動は電圧方向に限定されるものではなく、振幅方向の移動も可能である。また、制御点を両方向に移動して調整することも可能である。

図１２は、実施例５による区間分割を説明する図である。多項式級数で表現したい振幅範囲Ａ１〜Ａ２を、区間１（Ａ１〜Ａ３）と区間２（Ａ３〜Ａ２）に分割し、それぞれの区間を異なる多項式級数で表現する。各区間の多項式級数は、その区間の両端点を拘束し、端点の間に置いた制御点を制御することで生成する。さらに図１３を参照して説明する。図１３は、実施例５による多項式級数の生成過程を説明する図である。

まず、振幅範囲Ａ１〜Ａ２に対して、端点１と２を拘束して、制御点を電圧方向に制御する（図１３Ａ→図１３Ｂ）。次に、区間１の端点（図１３Ａ，Ｂにおける端点１と制御点）を拘束し、端点の間に新たに制御点を設定して、区間１の多項式級数１を生成する（図１３Ｂ→図１３Ｃ）。最後に、区間２の端点（図１３Ａ，Ｂにおける制御点及び端点２）を拘束し、端点の間に新たに制御点を設定して、区間２の多項式級数２を生成する（図１３Ｃ→図１３Ｄ）。

図１４Ａ〜Ｃは、実施例５による適応制御部の動作を説明する一連のフロー図である。

適応制御部３６は、端点１（振幅Ａ１，電圧Ｖ１）と端点２（振幅Ａ２，電圧Ｖ２）の初期値を決定する（ステップ１４１）。また、制御点（振幅Ａ３，電圧Ｖ３）の初期値を決定する（ステップ１４２）。適応制御部３６は、端点１，２及び制御点を設定後、制御点の電圧Ｖ３を値Δずつ変更しながら、端点１と制御点の間を直線近似し、制御点と端点２の間を直線近似し（ステップ１４３）、電圧制御信号生成部２４を更新する（ステップ１４４）。次に、制御点の電圧Ｖ３の各設定において、電力増幅器の出力電力Poutおよび帯域外歪レベルPdistをフィードバック信号から測定し、可変電源の消費電力Psrcを測定し、電力増幅器の効率η=Pout/Psrcを算出する（ステップ１４５）。そして、帯域外歪レベルPdistが予め決めた規定値以下で効率ηが最大になる電圧Ｖ３が見つかるまでループを繰り返す（ステップ１４６，１４７）。なお、制御点の移動は電圧方向に限定されるものではなく、振幅方向の移動も可能である。また、制御点を両方向に移動して調整することも可能である。

次に、適応制御部３６は、端点１（振幅Ａ１，電圧Ｖ１）と端点２（振幅Ａ３，電圧Ｖ３）の初期値を決定する（ステップ１５１）。また、制御点（振幅Ａ４，電圧Ｖ４）の初期値を決定する（ステップ１５２）。適応制御部３６は、端点１，２及び制御点を設定後、制御点の電圧Ｖ４を値Δずつ変更しながら、端点１，２及び制御点を通る多項式級数を生成し（ステップ１５３）、電圧制御信号生成部２４を更新する（１５４）。次に、制御点の電圧Ｖ４の各設定において、電力増幅器の出力電力Poutおよび帯域外歪レベルPdistをフィードバック信号から測定し、可変電源の消費電力Psrcを測定し、電力増幅器の効率η=Pout/Psrcを算出する（ステップ１５５）。そして、帯域外歪レベルPdistが予め決めた規定値以下で効率ηが最大になる電圧Ｖ４が見つかるまでループを繰り返す（ステップ１５６，１５７）。なお、制御点の移動は電圧方向に限定されるものではなく、振幅方向の移動も可能である。また、制御点を両方向に移動して調整することも可能である。

最後に、適応制御部３６は、端点１（振幅Ａ３，電圧Ｖ３）と端点２（振幅Ａ２，電圧Ｖ２）の初期値を決定する（ステップ１６１）。また、制御点（振幅Ａ５，電圧Ｖ５）の初期値を決定する（ステップ１６２）。適応制御部３６は、端点１，２及び制御点を設定後、制御点の電圧Ｖ５を値Δずつ変更しながら、端点１，２及び制御点を通る多項式級数を生成し（ステップ１６３）、電圧制御信号生成部２４を更新する（１６４）。次に、制御点の電圧Ｖ５の各設定において、電力増幅器の出力電力Poutおよび帯域外歪レベルPdistをフィードバック信号から測定し、可変電源の消費電力Psrcを測定し、電力増幅器の効率η=Pout/Psrcを算出する（ステップ１６５）。そして、帯域外歪レベルPdistが予め決めた規定値以下で効率ηが最大になる電圧Ｖ５が見つかるまでループを繰り返す（ステップ１６６，１６７）。なお、制御点の移動は電圧方向に限定されるものではなく、振幅方向の移動も可能である。また、制御点を両方向に移動して調整することも可能である。

これにより、一区間を２区間に分割することができ、より低次の多項式級数を用いて、より効率が高いエンベロープ・ドレイン電圧変換曲線を生成することができる。

図１５は、実施例６による多項式級数の生成過程を説明する図である。実施例６は、実施例５において２区間に分割した後、さらに振幅の大きい領域を２区間に分割するものである。図１５Ａは実施例５の結果２区間に分割した状態である。実施例６では、この２区間のうち、振幅が大きい領域である区間２をさらに２区間に分割する。

これにより、一区間を複数の区間に分割することができ、より低次の多項式級数を用いて、より効率が高いエンベロープ・ドレイン電圧変換曲線を生成することができる。

図１６は、実施例７による多項式級数の生成過程を説明する図である。実施例７は、実施例５において２区間に分割した後、区間の境界を跨ぐ多項式級数を生成するものである。図１６Ａは実施例５の結果、２区間に分割した状態である。実施例７では、区間１において多項式級数１で生成される曲線上に端点１を設定し、区間２において多項式級数２で生成される曲線上に端点２を設定して、両端点の間に制御点を設定する（図１６Ａ→図１６Ｂ）。そして、制御点を調整して、２区間に跨る多項式級数３を生成する（図１６Ｂ→図１６Ｃ）。これにより区間の境界を滑らかにつなぐ多項式級数３を導入する（図１６Ｃ→図１６Ｄ）。

図１７は、実施例７における適応制御部の動作を説明するフロー図である。適応制御部３６は、実施例５に記載の制御方法により、２区間の多項式級数を生成する（ステップ１７１）。次に、端点１（振幅Ａ４，電圧Ｖ４）と端点２（振幅Ａ５，電圧Ｖ５）の初期値を決定する（ステップ１７２）。また、制御点（振幅Ａ６，電圧Ｖ６）を設定する（ステップ１７３）。適応制御部３６は、端点１，２及び制御点を設定後、制御点の電圧Ｖ６を値Δずつ変更しながら、端点１，２及び制御点を通る多項式級数を生成し（ステップ１７４）、電圧制御信号生成部２４を更新する（１７５）。次に、制御点の電圧Ｖ６の各設定において、電力増幅器の出力電力Poutおよび帯域外歪レベルPdistをフィードバック信号から測定し、可変電源の消費電力Psrcを測定し、電力増幅器の効率η=Pout/Psrcを算出する（ステップ１７６）。そして、帯域外歪レベルPdistが予め決めた規定値以下で効率ηが最大になる電圧Ｖ６が見つかるまでループを繰り返す（ステップ１７７，１７８）。なお、制御点の移動は電圧方向に限定されるものではなく、振幅方向の移動も可能である。また、制御点を両方向に移動して調整することも可能である。

実施例を挙げて本発明の実施形態を詳細に説明した。エンベロープ・ドレイン電圧変換曲線の生成において、拘束点を使用することにより、ドレイン電圧の制御が必要な範囲だけを多項式級数で表現することが可能となる。また、ドレイン電圧の制御が必要な範囲を複数の区間に分割し、各区間を低次の多項式級数で表現するため、多項式級数を求める演算量を抑えつつ精度の高い電圧制御信号を生成することが可能となる。これにより、エンベロープトラッキング型電力増幅器を用いた無線通信装置の電力効率を向上できる。

以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

以上の実施例１〜７を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
送信信号を増幅する増幅器と、
前記送信信号から求めたエンベロープ信号に基づいて、多項式級数を用いた変換曲線により、前記増幅器の電源を規定する電圧制御信号を生成する生成部と、
前記電圧制御信号に基づいて前記増幅器に電源を供給する電源部と、
前記増幅器の効率に基づき前記多項式級数を決定する制御部とを有し、
前記制御部は前記変換曲線におけるエンベロープ信号の振幅範囲を複数の区間に分割し、少なくとも１つの区間の多項式級数を決定する無線通信装置。
（付記２）
前記制御部は、前記変換曲線における前記複数の区間のうち少なくとも１つの区間の境界の点である端点を通る前記変換曲線の多項式級数を決定する、請求項１に記載の無線通信装置。
（付記３）
前記制御部は、前記増幅器の効率および帯域外歪量に基づき、前記端点を前記変換曲線のエンベロープ信号の振幅方向または前記電圧制御信号の電圧方向に調整する、請求項２に記載の無線通信装置。
（付記４）
前記制御部は、前記変換曲線の複数の区間のうち少なくとも１つの区間の端点の間に設けた制御点を制御することにより、前記増幅器の効率および帯域外歪量に基づき、前記変換曲線の多項式級数を決定する、請求項１ないし３いずれか一項に記載の無線通信装置。
（付記５）
前記制御部は、前記電力増幅器の効率および帯域外歪量に基づき、前記制御点を前記エンベロープ信号の振幅方向または前記電圧制御信号の電圧方向に調整する、請求項４に記載の無線通信装置。
（付記６）
前記制御部は、前記複数の区間のうち隣接する区間の境界をまたぐ区間をさらに設け、前記境界をまたぐ区間の変換曲線の多項式級数を決定し、前記隣接する区間の多項式級数と合成する、請求項１ないし５いずれか一項に記載の無線通信装置。
（付記７）
増幅器により送信信号を増幅する段階と、
前記送信信号から求めたエンベロープ信号に基づいて、多項式級数を用いた変換曲線により、前記増幅器の電源を規定する電圧制御信号を生成し、前記電圧制御信号に基づいて前記増幅器に電源を供給する段階と、
前記電力増幅器の効率に基づき前記多項式級数を決定する段階とを有し、
前記多項式級数を決定する段階において、前記変換曲線におけるエンベロープ信号の振幅範囲を複数の区間に分割し、少なくとも１つの区間の多項式級数を決定する無線通信方法。
（付記８）
前記多項式級数を決定する段階において、前記複数の区間のうち少なくとも１つの区間の端点を通る多項式級数を決定する、付記７に記載の無線通信方法。
（付記９）
前記多項式級数を決定する段階において、前記電力増幅器の効率および帯域外歪量に基づき、前記端点を前記エンベロープ信号の振幅方向または前記電圧制御信号の電圧方向に調整する、付記８に記載の無線通信方法。
（付記１０）
前記多項式級数を決定する段階において、前記複数の区間のうち少なくとも１つの区間の端点の間に設けた制御点を制御し、前記電力増幅器の効率および帯域外歪量に基づき、多項式級数を決定する、付記７ないし９いずれか一項に記載の無線通信方法。
（付記１１）
前記多項式級数を決定する段階において、前記電力増幅器の効率および帯域外歪量に基づき、前記制御点を前記エンベロープ信号の振幅方向または前記電圧制御信号の電圧方向に調整する、付記１０に記載の無線通信方法。
（付記１２）
前記多項式級数を決定する段階において、前記複数の区間のうち隣接する区間の境界をまたぐ区間をさらに設け、前記境界をまたぐ区間の多項式級数を決定し、前記隣接する区間の多項式級数と合成する、付記７ないし１１いずれか一項に記載の無線通信方法。

１０ ベースバンド部
１２ デジタル・アナログコンバータ
１４ アップコンバータ
１６ ローカル発振器
１８ 電力増幅器
２０ アンテナ
２２ エンベロープ抽出部
２４ 電圧制御信号生成部
２６ デジタル・アナログコンバータ
２８ 可変電源
２９ カップラ
３０ ダウンコンバータ
３２ ローカル発振器
３４ アナログ・デジタルコンバータ
３６ 適応制御部
３８ 受信部

Claims (7)

1. 送信信号を増幅する増幅器と、
   前記送信信号から求めたエンベロープ信号に基づいて、多項式級数を用いた変換曲線により、前記増幅器の電源を規定する電圧制御信号を生成する生成部と、
   前記電圧制御信号に基づいて前記増幅器に電源を供給する電源部と、
   前記増幅器の効率に基づき前記多項式級数を決定する制御部とを有し、
   前記制御部は前記変換曲線におけるエンベロープ信号の振幅範囲を複数の区間に分割し、少なくとも１つの区間の多項式級数を決定する無線通信装置。
2. 前記制御部は、前記変換曲線における前記複数の区間のうち少なくとも１つの区間の境界の点である端点を通る前記変換曲線の多項式級数を決定する、請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記制御部は、前記増幅器の効率および帯域外歪量に基づき、前記端点を前記変換曲線のエンベロープ信号の振幅方向または前記電圧制御信号の電圧方向に調整する、請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記制御部は、前記変換曲線の複数の区間のうち少なくとも１つの区間の端点の間に設けた制御点を制御し、前記増幅器の効率および帯域外歪量に基づき、前記変換曲線の多項式級数を決定する、請求項１ないし３いずれか一項に記載の無線通信装置。
5. 前記制御部は、前記電力増幅器の効率および帯域外歪量に基づき、前記制御点を前記エンベロープ信号の振幅方向または前記電圧制御信号の電圧方向に調整する、請求項４に記載の無線通信装置。
6. 前記制御部は、前記複数の区間のうち隣接する区間の境界をまたぐ区間をさらに設け、前記境界をまたぐ区間の変換曲線の多項式級数を決定し、前記隣接する区間の多項式級数と合成する、請求項１ないし５いずれか一項に記載の無線通信装置。
7. 増幅器により送信信号を増幅する段階と、
   前記送信信号から求めたエンベロープ信号に基づいて、多項式級数を用いた変換曲線により、前記増幅器の電源を規定する電圧制御信号を生成し、前記電圧制御信号に基づいて前記増幅器に電源を供給する段階と、
   前記電力増幅器の効率に基づき前記多項式級数を決定する段階とを有し、
   前記多項式級数を決定する段階において、前記変換曲線におけるエンベロープ信号の振幅範囲を複数の区間に分割し、少なくとも１つの区間の多項式級数を決定する無線通信方法。

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