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送信回路 外国出願あり

国内特許コード P110004255
整理番号 S2010-0027-N0
掲載日 2011年7月11日
出願番号 特願2009-291060
公開番号 特開2011-135200
登録番号 特許第5493227号
出願日 平成21年12月22日(2009.12.22)
公開日 平成23年7月7日(2011.7.7)
登録日 平成26年3月14日(2014.3.14)
発明者
  • 長谷 和男
  • 福田 英輔
  • 山尾 泰
出願人
  • 富士通株式会社
  • 国立大学法人電気通信大学
発明の名称 送信回路 外国出願あり
発明の概要 【課題】送信信号の電力と送信帯域外の電力の比を適正範囲内に抑えた送信回路の提供。
【課題を解決するための手段】
送信回路は、変調信号の振幅変調成分をΣ-Δ変調してパルス幅変調信号を出力するΣ-Δ変調器と、電力増幅器での送信出力に応じた送信出力制御係数を前記変調信号に乗じることにより得られる信号の角度変調成分信号を生成する角度変調部と、前記パルス幅変調信号と前記角度変調成分信号とを乗じ、当該乗算結果を前記電力増幅器への出力信号として出力する乗算器とを含む。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要



第3世代(3G)やこれからのワイヤレス通信の主流である線形変調システムでは高い電力効率でひずみ無く増幅することができる送信装置の実現が望まれている。線形変調は包絡線が変動するため、信号のピークと平均電力の比(Peak to Average Ratio)を考慮

して増幅器を設計/動作させている。このため、送信装置の電力効率が低いという問題があった。





従来技術の一つとして、図1に示されるような送信回路装置がある(例えば、特許文献1を参照)。この送信回路装置の技術では、図1に示されるように、データ発生器5が、変調波の角度成分たる角度変調データと変調波の振幅成分たる振幅変調データとをそれぞれ出力する。ここで、周波数fc の搬送波c(t)は、下記の式1で表すことができる。





c(t)=cos(2πfct)=Re[ej2πfct] ・・・(式1)

搬送波c(t)に対する変調波e(t)は、複素包絡線E(t)を用いて、以下の式2、式3で表すことができる。





e(t)=A(t){cos(φ(t))・cos(2πfct)-sin(φ(t))・sin(2πfct))

=Re[E(t)ej2πfct] ・・・(式2)

E(t)=A(t)・ejφ(t) ・・・(式3)

A(t)は、変調波の振幅(振幅成分)を表す。φ(t)は位相(角度成分)を表し、周波数は位相の微分であるため、両者は一般に角度成分として扱うことができる。





図1に示す周波数変調器1は、角度成分φ(t)で変調された信号を発生する。一方、振幅成分A(t)は、Σ-Δ変調器(またはΔ-Σ変調器)3でパルス幅変調(PWM)信号に変換される。このPWM 形式に変換された振幅成分、すなわちPWM信号A'(t) と、

角度変調された信号とが振幅変調器2で変調される。振幅変調器2の出力は、一定振幅の角度変調波がPWM信号の“1”又は“0”に従ってオン又はオフされた信号となる。





このような振幅変調器2の出力信号の振幅は0又は一定値である。従って、出力信号が振幅変調器2の後段に置かれた図示しないB級又はC級の電力増幅器で増幅されても、ひずみが発生せず、且つB級又はC級の電力増幅器が本来備えている高い電力効率で信号を送信することができる。





但し、このままでは、PWM信号に付随する量子化雑音が送信帯域外に雑音として出力されるおそれがある。すなわち、PWM信号A'(t) は元の振幅成分A(t) に対して量子

化雑音に対応する誤差QA(t) が加わったものであり、以下の式4で表すことができる。





A'(t) =A(t)+QA (t)・・・ (式4)

このようなPWM信号A'(t)を用い、振幅変調器2で一定振幅の角度変調波を振幅変調すると、振幅変調器2の出力にも量子化雑音Q(t)で振幅変調された量子化雑音が発生する

。量子化雑音の大部分は送信帯域外成分となるため、バンドパスフィルタ(BPF)4で減衰させ、量子化雑音の残留成分QA’(t)を小さくすることが可能である。





このようにして、図1に示した送信回路装置(従来技術)では、包絡線変動の大きな送

信信号を高効率かつひずみ無く送信することができる。

産業上の利用分野



本発明は、送信回路に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
変調信号の振幅変調成分をΣ-Δ変調してパルス幅変調信号を出力するΣ-Δ変調器と、
電力増幅器での送信出力に応じた送信出力制御係数を前記変調信号に乗じることにより得られる信号の角度変調成分信号を生成する角度変調部と、
前記パルス幅変調信号と前記角度変調成分信号とを乗じ、当該乗算結果を前記電力増幅器への出力信号として出力する乗算器と
を含む送信回路。

【請求項2】
前記角度変調部は、
前記変調信号の位相に対する余弦を同相成分として求める余弦変換部と、
前記変調信号の位相に対する正弦を直交成分として求める正弦変換部と、
前記余弦変換部から出力される同相成分及び前記正弦変換部から出力される直交成分のそれぞれに前記送信出力制御係数を乗じる乗算部と、
前記乗算部から出力される前記送信出力制御係数が乗じられた同相成分及び直交成分を含むベースバンド信号で搬送波を直交変調する直交変調器とを含み、
前記直交変調器の出力が前記角度変調成分信号として前記乗算器に入力される
請求項1に記載の送信回路。

【請求項3】
前記角度変調部は、
前記変調信号の位相に対する余弦を同相成分として求める余弦変換部と、
前記変調信号の位相に対する正弦を直交成分として求める正弦変換部と、
前記余弦変換部から出力される同相成分及び前記正弦変換部から出力される直交成分を含むベースバンド信号で搬送波を直交変調する直交変調器と、
前記直交変調器の出力に対して前記送信出力制御係数を乗じる乗算部とを含み、
前記乗算部の出力が前記角度変調成分信号として前記乗算器に入力される
請求項1に記載の送信回路。

【請求項4】
前記送信出力制御係数に応じて前記電力増幅器に印加する印加電圧を決定する電圧制御部をさらに含む
請求項1に記載の送信回路。

【請求項5】
前記変調信号の角度変調成分信号に乗じる前記送信出力制御係数の値を補正する補正部をさらに含む
請求項1に記載の送信回路。

【請求項6】
前記電力増幅器の出力信号の電力量を検出する検出部と
前記電力量と前記送信出力制御係数との誤差が許容範囲にあるか否かを判定する判定部と、
前記誤差が前記許容範囲外である場合に、前記補正部が前記角度変調成分信号に乗じる前記送信出力制御係数の値を補正する
請求項1に記載の送信回路。

【請求項7】
前記電力増幅器に印加する印加電圧を制御する電圧制御部をさらに含み、
前記補正部による前記送信出力係数の補正後における前記電力増幅器の出力信号の電力量と前記補正された送信出力制御係数との誤差が許容範囲外である場合に、前記電圧制御部は、前記電力増幅器に印加する印加電圧を変更する
請求項6に記載の送信回路。

【請求項8】
前記電力増幅器に印加する印加電圧を制御する電圧制御部をさらに含み、
前記誤差が前記許容範囲内である場合に、前記電圧制御部は、前記電力増幅器に印加する印加電圧の値を小さくする
請求項6に記載の送信回路。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009291060thum.jpg
出願権利状態 登録


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