電力増幅器の効率改善装置及び効率改善方法
【課題】増幅器パラメータの調整可能範囲について判断を行うことにより、最適な効率で増幅処理が行えるようにする。
【解決手段】 変調信号Ｇ１と、電力増幅器６から出力される送信信号Ｇ３の帰還信号Ｇ４とをサンプリングして、これを統計処理信号Ｇ５として出力する統計処理ユニット２０と、効率改善ユニット３０は、統計処理信号Ｇ５に基づき電力増幅器６のバックオフ量を演算して、この演算結果を特性信号Ｇ７として出力する特性演算部３１、帰還信号Ｇ４に基づき送信信号Ｇ３の品質を監視して、これを監視信号Ｇ９として出力する信号品質監視部３３、予め設定された送信信号Ｇ３に対する信号仕様を示す変調情報信号Ｇ８、監視信号Ｇ９及び、特性信号Ｇ７に基づき電力増幅器６における増幅器パラメータの調整許容度を判断し、電力増幅器６の増幅器パラメータを演算して、この演算結果を増幅器制御信号Ｇ１０として電力増幅器６に出力する効率改善制御部３２、を含む効率改善ユニット３０と、を備える。
【解決手段】 変調信号Ｇ１と、電力増幅器６から出力される送信信号Ｇ３の帰還信号Ｇ４とをサンプリングして、これを統計処理信号Ｇ５として出力する統計処理ユニット２０と、効率改善ユニット３０は、統計処理信号Ｇ５に基づき電力増幅器６のバックオフ量を演算して、この演算結果を特性信号Ｇ７として出力する特性演算部３１、帰還信号Ｇ４に基づき送信信号Ｇ３の品質を監視して、これを監視信号Ｇ９として出力する信号品質監視部３３、予め設定された送信信号Ｇ３に対する信号仕様を示す変調情報信号Ｇ８、監視信号Ｇ９及び、特性信号Ｇ７に基づき電力増幅器６における増幅器パラメータの調整許容度を判断し、電力増幅器６の増幅器パラメータを演算して、この演算結果を増幅器制御信号Ｇ１０として電力増幅器６に出力する効率改善制御部３２、を含む効率改善ユニット３０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力増幅器の効率改善装置及び効率改善方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＶ用送信器や移動体通信等の大電力送信装置では、低いレベルの送信信号を生成し、電力増幅器（ＰＡ：ＰｏｗｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）によって所要のレベルに電力増幅することが行われている。
このような電力増幅器に対しては、以下のことが要求される。
（１） 様々なチャネルに対応するために、電力増幅器は、広帯域の電力増幅器特性を持つ必要がある。
しかし、電力増幅器における増幅特性には、周波数に応じて異なる飽和点が存在する。
このことは、電力増幅器の利得特性やピーク特性等が、周波数により異なることを意味する。
従って、飽和点が最も低い周波数に対する要求を満たすように電力増幅器の増幅特性を設定すると、飽和点が高い周波数に対する増幅効率が低下する。
（２） 様々な送信器の出力に対応するためには、電力増幅器の出力電力が可変であることが望まれる。
例えば、電力増幅器を設計した定格電力以下で使用する場合には、電力増幅器のバックオフが必要以上に大きくなり、電力増幅器の効率が悪化する。
（３） 電力増幅器から出力される信号の相互変調歪み（ＩＭ：ＩｎｔｅｒＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）や変調誤差比（ＭＥＲ：ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＥｒｒｏｒＲａｔｉｏ）等の品質は、変調方式や送信機の出力電力によって異なる品質仕様が法律や規格で定められている。一般に品質を上げるには増幅器のバックオフを大きくする必要がある。電力増幅器は最も高い品質に合わせて設計する為、品質要件が低い条件で使用する場合には必要以上のバックオフとなり、電力増幅器の効率が悪化する。
【０００３】
このような条件を満たすために、電力増幅器の増幅特性は、過剰に余裕を持った設計となることが多かった。即ち、電力増幅器は、オーバスペックに設計されることが多かった。
しかし、送信器における消費電力の多くは、電力増幅器で消費される。従って、オーバスペックに設計された電力増幅器においては、消費電力等の効率改善が困難である。従って、電力増幅器における効率化が要望されていた。
【０００４】
このような要求に対して、特開２００９−１４１４１１号公報においては、ＲＦ電力増幅トランジスタにより増幅されたＲＦ信号の電力を検波する電力検波装置と、検波されたＲＦ信号とＲＦ電力増幅トランジスタを制御するための制御信号（ドレイン電圧信号）との入力タイミングのずれを検出する位相制御装置とを備える電力増幅器が開示されている。
そして、入力タイミングのずれの検出結果に応じて制御信号の位相を調整することで、変調信号（帯域信号）とバイアス変調信号との入力タイミングのずれが解消できるので、ＲＦ電力増幅トランジスタにおける高効率化と低歪み化が実現できる。
【０００５】
また、特開２００３−３３２９２３号公報においては、電力増幅器の歪みを補償する歪み係数を記憶する歪補償テーブルと、該電力増幅器の出力のフィードバック信号と入力信号との差から、歪み補償係数を更新する演算部と、送信電力制御信号を基に、最良の電力効率が得られるバイアス電圧を電力増幅器に加えるバイアス電圧制御部を備えた歪み補償機能を有する無線機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１４１４１１号公報
【特許文献２】特開２００３−３３２９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した各公報においては、電力増幅器における出力飽和電力レベルと信号の歪みと、に基づいて電力増幅器における増幅器パラメータの調整を行うが、このパラメータの調整の際に、調整が可能な範囲についての判断を行っていない。このため、パラメータ調整後における電力増幅器から出力される信号の品質が悪化する場合があった。
【０００８】
そこで、本発明の主目的は、増幅器パラメータの調整可能範囲について判断を行うことにより、最適な効率とスペックを満足する信号品質で増幅処理が行える電力増幅器の効率改善装置及び効率改善方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる電力増幅器の効率改善装置は、変調信号と、電力増幅器から出力される送信信号の帰還信号とをサンプリングして、これを統計処理信号として出力する統計処理ユニットと、電力増幅器の増幅器パラメータを設定させる効率改善ユニットと、を備え、効率改善ユニットは、統計処理信号に基づき電力増幅器のバックオフ量を演算して、この演算結果を特性信号として出力する特性演算部と、帰還信号に基づき送信信号の品質を監視して、これを監視信号として出力する信号品質監視部と、予め設定された送信信号に対する信号仕様を示す変調情報信号、監視信号及び、特性信号に基づき電力増幅器における増幅器パラメータの調整許容度を判断し、該判断結果に基づき電力増幅器の増幅器パラメータを演算して、この演算結果を増幅器制御信号として電力増幅器に出力する効率改善制御部と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、電力増幅器の効率改善方法は、変調信号と、電力増幅器から出力される送信信号の帰還信号とをサンプリングして、これを統計処理信号として出力する統計処理手順と、電力増幅器の増幅器パラメータを設定させる効率改善手順と、を含み、効率改善手順は、統計処理信号に基づき電力増幅器のバックオフ量を演算して、この演算結果を特性信号として出力する特性演算手順と、帰還信号に基づき送信信号の品質を監視して、これを監視信号として出力する信号品質監視手順と、予め設定された送信信号に対する信号仕様を示す変調情報信号、監視信号及び、特性信号に基づき電力増幅器における増幅器パラメータの調整許容度を判断し、該判断結果に基づき電力増幅器の増幅器パラメータを演算して、この演算結果を増幅器制御信号として電力増幅器に出力する効率改善制御手順と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、増幅器パラメータの調整可能範囲について判断を行うので、信号品質を保ちながら最適な効率で増幅処理が行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態にかかる電力増幅器の効率改善装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる歪み補償処理を説明する信号特性を示した図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる電力増幅器の効率改善装置置における効率改善処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかるテレビ送信器等に用いる電力増幅器の効率改善装置２のブロック図である。効率改善装置２は、歪み補償ユニット１０、統計処理ユニット２０、効率改善ユニット３０を備える。また、歪み補償ユニット１０は、歪み補償部１１、補償係数演算部１２を備え、効率改善ユニット３０は、特性演算部３１、効率改善制御部３２、信号品質監視部３３を備える。
【００１４】
そして、歪み補償ユニット１０は、変調器４からの変調信号Ｇ１に対して歪み補正を行い、これを補償済変調信号Ｇ２として電力増幅器６に出力する。電力増幅器６から出力される送信信号Ｇ３に対して要求する信号仕様に関する情報は、変調情報信号Ｇ８として送信器制御部８から効率改善ユニット３０に入力している。
【００１５】
そこで、効率改善ユニット３０は、変調情報信号Ｇ８、出力信号検出部７からの送信信号Ｇ３のフィードバック信号（帰還信号）Ｇ４及び、統計処理ユニット２０からの統計処理信号Ｇ５に基付き、電力増幅器６をフィードバック制御するための増幅器制御信号Ｇ１０を電力増幅器６に出力する。電力増幅器６は、増幅器制御信号Ｇ１０に基づき増幅器パラメータを調整し、調整された条件で補償済変調信号Ｇ２を増幅する。以下、各構成要素を詳細に説明する。
【００１６】
変調器４は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号等の変調信号Ｇ１を生成して、効率改善装置２に出力する。
【００１７】
電力増幅器６は、入力した信号の電力増幅を行い、これを送信信号Ｇ３として出力する。この電力増幅器６は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のＦＥＴやバイポーラトランジスタを含んでいる。以下の説明においては、電力増幅器６はＦＥＴを含むものとする。このＦＥＴの増幅特性は、ゲート電圧値やドレイン電圧値に応じて変化する。このゲート電圧値やドレイン電圧値等がＦＥＴの増幅特性を決める設定値であり、本明細書では増幅器パラメータと記載する。電力増幅器６にバイポーラ等のトランジスタが用いられている場合は、エミッタ電圧値やコレクタ電圧値が増幅器パラメータとなる。
【００１８】
出力信号検出部７は、電力増幅器６から出力された送信信号を検出する。出力信号検出部７は、例えば図示しない電力分配器により検出することが可能である。
【００１９】
送信器制御部８は、送信信号Ｇ３に対して要求される信号仕様に関する情報を変調情報信号Ｇ８として、効率改善制御部３２に出力する。
【００２０】
統計処理ユニット２０には、変調信号Ｇ１及び帰還信号Ｇ４が入力する。そして、統計処理ユニット２０は、変調信号Ｇ１及び帰還信号Ｇ４を所定周期でサンプリングし、これを統計処理信号Ｇ５として補償係数演算部１２及び特性演算部３１に出力する。
【００２１】
歪み補償ユニット１０における補償係数演算部１２は、統計処理信号Ｇ５に基づき電力増幅器６の歪み成分を演算する。即ち、統計処理信号Ｇ５は、ある時刻における変調信号Ｇ１と帰還信号Ｇ４とにより構成されている。理想的には、帰還信号Ｇ４は歪んでいないことが望まれる。しかし、飽和点近傍においては、電力増幅器６の増幅特性は非線形になるためＡＭ−ＡＭ歪み、ＡＭ−ＰＭ歪み等の歪みが発生する。
【００２２】
そこで、補償係数演算部１２は、統計処理信号Ｇ５から変調信号Ｇ１と帰還信号Ｇ４との差分を演算して、演算結果に基づき補償係数を算出する。この補償係数は補償係数信号Ｇ６として歪み補償部１１に出力される。歪み補償部１１は、補償係数信号Ｇ６に基づき、変調信号Ｇ１に対して補償処理を行う。補償処理された変調信号Ｇ１は、補償済変調信号Ｇ２として電力増幅器６に出力される。
【００２３】
図２は、このような歪み補償処理を説明する信号特性を示した図である。図２において、横軸は電力増幅器６に入力する入力信号、縦軸は電力増幅器６の出力信号を示している。なお、図２において、入力信号と出力信号の信号値（パワー）は、規格化して示している。
【００２４】
曲線Ｃ２は理想的な（歪みのない）入力信号又は出力信号を示している。一方、曲線Ｃ１は、曲線Ｃ２が入力信号であったときに電力増幅器６で歪んで出力された出力信号を示している。また、曲線Ｃ３は、曲線Ｃ２に対して適正な歪み補償を行った電力増幅器６の入力信号を示している。
【００２５】
即ち、曲線Ｃ２の信号を電力増幅器６に入力させるとＣ１曲線の歪んだ出力信号が出力される。従って、電力増幅器６における歪みを考慮して、曲線Ｃ２の信号に対して歪み補償を行うことにより、この歪み補償が行われた信号（曲線Ｃ３）が電力増幅器６に入力した場合には、電力増幅器６から曲線Ｃ２の信号が出力されることになる。
【００２６】
統計処理ユニット２０から出力される統計処理信号Ｇ５は、曲線Ｃ２に対応する変調信号Ｇ１と、曲線Ｃ１に対応する帰還信号Ｇ４とから構成されるので、補償係数演算部１２は統計処理信号Ｇ５から変調信号Ｇ１と帰還信号Ｇ４との差分を演算して、歪み量を算出する。この歪み量が、補償係数信号Ｇ６として歪み補償部１１に出力される。
【００２７】
歪み補償部１１は、効率改善ユニット３０からの補償係数信号Ｇ６に基づき変調器４からの変調信号Ｇ１を補正する。即ち、図２における曲線Ｃ２を曲線Ｃ３に補正する。従って、送信信号Ｇ３には、歪みが含まれなくなり、又は、含まれる歪みが小さくなる。なお、このような歪み補償部１１に関する構成は周知の構成が適用できるので、詳細な説明を省略する。
【００２８】
効率改善ユニット３０における特性演算部３１は、統計処理ユニット２０からの統計処理信号Ｇ５に基づき、電力増幅器６のバックオフ（ｂａｃｋ−ｏｆｆ）量を演算して、この演算結果を特性信号Ｇ７として効率改善制御部３２に出力する。バックオフ量は、図２に示すように飽和点（ピークパワ−）と平均パワーとの差を示している。
【００２９】
信号品質監視部３３は、電力増幅器６からの帰還信号Ｇ４に基づき送信信号Ｇ３におけるＩＭ（Ｉｎｔｅｒ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、ＭＥＲ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｉｏ）等により信号品質を監視する。監視結果は、監視信号Ｇ９として効率改善制御部３２に出力する。なお、信号特性の品質監視には、ＩＭやＭＥＲの他にビット誤り率（ＢＡＲ：ＢｉｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ）等を用いても良い。
【００３０】
効率改善制御部３２は、特性演算部３１からの特性信号Ｇ７、信号品質監視部３３からの監視信号Ｇ９及び送信器制御部８からの変調情報信号Ｇ８に基づき、電力増幅器における増幅器パラメータの調整自由度が有るか否かを判断して、自由度の範囲で電力増幅器６の効率を向上させるように増幅器制御信号Ｇ１０を出力する。そして、効率改善制御部３２は、監視信号Ｇ９に基づき電力増幅器６の出力特性を判断して、送信信号Ｇ３が変調情報信号Ｇ８により規定される信号仕様を下回らないように、増幅器パラメータを演算する。増幅器パラメータは、増幅器制御信号Ｇ１０として電力増幅器６に出力される。なお、増幅器制御信号Ｇ１０には、電力増幅器６におけるＦＥＴを停止させる情報が含まれることもある。従って、電力増幅器６における電力消費の抑制が可能になる。
【００３１】
次に、電力増幅器の効率改善装置２における効率改善処理を、図３に示すフローチャートに従い説明する。
【００３２】
ステップＳ１： 効率改善制御部３２は、信号品質監視部３３からの監視信号Ｇ９に基づき、送信出力Ｇ３の信号品質（ＩＭ、ＭＥＲ等）が、要求される信号仕様に対して余裕を持つか否かの判断を行う。なお、要求される送信信号Ｇ３の信号仕様は、送信器制御部８から変調情報信号Ｇ８として与えられる。
【００３３】
電力増幅器６のバックオフを小さくするように制御すると、送信信号Ｇ３のＩＭ、ＭＥＲ等の信号品質は劣化する傾向にある。そこで、効率改善制御部３２は、効率改善制御を行っても信号仕様で規定される信号品質より悪くなるか否かの判断を行なう。そして、送信信号Ｇ３の信号品質が信号仕様に対して余裕がある場合は、ステップＳ２に進み、余裕がない場合は、ステップＳ５に進む。
【００３４】
ステップＳ２： 効率改善制御部３２は、電力増幅器６のバックオフと、電力増幅器６に要求されるバックオフとを比較し、電力増幅器６のバックオフを小さくする効率改善制御が行えるか否かを判断する。この判断により、電力増幅器６の効率改善制御を行っても送信信号Ｇ３に要求される信号仕様が満たされると判断した場合は、ステップＳ３に進み、信号仕様が満たされ得ないと判断した場合には、ステップＳ１に戻る。
【００３５】
ステップＳ３： 電力増幅器６の効率改善制御を行っても信号仕様が満たされると判断した場合には、効率改善制御部３２は、増幅器パラメータ値を演算して、これを増幅器制御信号Ｇ１０として電力増幅器６に出力する。このとき、電力増幅器６が飽和領域付近で動作するように（バックオフを小さくするように）、増幅器パラメータ値が演算される。電力増幅器６は、増幅器制御信号Ｇ１０に基づき増幅器パラメータを設定する。
【００３６】
具体的には、電力増幅器６に用いられているＦＥＴのドレイン電圧値やゲート電圧値を示す増幅器制御信号Ｇ１０が電力増幅器６に出力される。電力増幅器６は、増幅器制御信号Ｇ１０に基づきドレイン電圧値やゲート電圧値を設定する。これにより電力増幅器６におけるバックオフが小さくなるように設定される。
【００３７】
ステップＳ４： 次に、電力増幅器６の歪み補償が収束するまで所定時間待機する。これは、電力増幅器６のドレイン電圧値やゲート電圧値等の増幅器パラメータが変化すると、電力増幅器６のリニア特性（非線形特性）が変化し、その変化に歪み補償が追従する時間を待つ為である。このような、ステップＳ１〜Ｓ４の動作が繰り返し行われて、電力増幅器６の効率が改善される。
【００３８】
ステップＳ５： 一方、ステップＳ１において信号品質が、信号仕様に対して余裕を持たないと判断した場合、電力増幅器６の効率改善制御が過剰制御状態であるか否かの判断を行う。例えば、ステップＳ１からステップＳ４と処理が進み、電力増幅器６の効率改善制御が行われた場合に、過剰制御となり、送信信号Ｇ３の信号品質が要求される信号仕様を下回ることが起こり得る。このような場合は、電力増幅器６が過剰制御状態であると判断する。そして、電力増幅器６が過剰制御状態であると判断した場合にはステップＳ６に進み、過剰制御状態でないと判断した場合にはステップＳ１に戻る。
【００３９】
ステップＳ６： 電力増幅器６が過剰制御状態であると判断した場合、ステップＳ３と同様に、電力増幅器６における増幅器パラメータの設定が行われる。但し、この場合は、過剰制御状態であるので、電力増幅器６のバックオフを大きくするように増幅器パラメータを設定する。
【００４０】
ステップＳ７： そして、ステップＳ４と同様に、歪み補償が変化に追従するまで、所定時間待機する。
【００４１】
このようなステップＳ５〜ステップＳ７の処理を繰返し行うことにより、過剰制御となっても適正な制御に戻す事が可能になる。
【００４２】
以上説明したように、歪み補償部において電力増幅器で発生する歪み量を演算して、電力増幅器６に入力する信号に対して補償を行うので、歪みが抑制された送信信号が利用可能になる。
【００４３】
また、電力増幅器のバックオフを常に監視し、変調信号の情報（必要となるバックオフ）や送信信号の検出情報に基づき、送信信号の品質を保ちつつ、電力増幅器をできるだけ効率のよい状態で動作させることが可能になる。
【００４４】
なお、所謂フィードバック制御は、出力値が指令値と一致するように、パラメータ設定を行う。従って、指令値が要求する信号品質を満たすか否かを問わない。しかし、本実施形態においては、上述したように、要求される信号品質を満たす範囲で、電力増幅器を制御する。従って、信号品質を保ちながら最良の効率が得られるようになる。
【００４５】
また歪み補償ユニットにおける歪み補償処理においては統計処理ユニットからの統計処理信号が必須であることから、効率改善ユニットを付加するだけで、信号品質を保ちながら最良の効率が得られるようになる。従って、製造コストのコストアップが抑制できる。
【００４６】
上述した本発明の特徴を纏めると、以下のようになる。
【００４７】
［付記１］
電力増幅器の効率改善装置であって、
変調信号と、前記電力増幅器から出力される送信信号の帰還信号とをサンプリングして、これを統計処理信号として出力する統計処理ユニットと、
前記電力増幅器の増幅器パラメータを設定させる効率改善ユニットと、を備え、
前記効率改善ユニットは、前記統計処理信号に基づき前記電力増幅器のバックオフ量を演算して、この演算結果を特性信号として出力する特性演算部と、
前記帰還信号に基づき前記送信信号の品質を監視して、これを監視信号として出力する信号品質監視部と、
予め設定された前記送信信号に対する信号仕様を示す変調情報信号、前記監視信号及び、前記特性信号に基づき前記電力増幅器における増幅器パラメータの調整許容度を判断し、該判断結果に基づき前記電力増幅器の増幅器パラメータを演算して、この演算結果を増幅器制御信号として前記電力増幅器に出力する効率改善制御部と、を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【００４８】
［付記２］
付記１に記載の電力増幅器の効率改善装置であって、
前記統計処理信号に基づき、前記電力増幅器により生じる歪み量を演算して、この演算結果を補償係数として出力する補償係数演算部と、
前記補償係数に基づき前記変調信号に対して歪み補償処理を行う歪み補償部と、を備えることを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【００４９】
［付記３］
付記１又は２に記載の電力増幅器の効率改善装置であって、
前記効率改善制御部は、前記変調情報信号と前記監視信号とに基づき要求される信号仕様に対して前記送信信号の信号品質が所定の余裕を持つか否かを判断することを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【００５０】
［付記４］
付記１乃至３のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善装置であって、
前記効率改善制御部は、前記変調情報信号と前記特性信号に基づき、前記電力増幅器におけるバックオフの変更が可能か否かを判断することを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【００５１】
［付記５］
付記１乃至４のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善装置であって、
前記効率改善制御部は、前記変調情報信号と前記特性信号に基づき、前記電力増幅器の効率改善制御が過剰制御状態であるか否かの判断を行うことを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【００５２】
［付記６］
付記１乃至５のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善装置であって、
前記効率改善制御部は、前記電力増幅器に前記増幅器制御信号を出力した後、所定時間経過するまで、制御を停止することを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【００５３】
［付記７］
電力増幅器の効率改善方法であって、
変調信号と、前記電力増幅器から出力される送信信号の帰還信号とをサンプリングして、これを統計処理信号として出力する統計処理手順と、
前記電力増幅器の増幅器パラメータを設定させる効率改善手順と、を含み、
前記効率改善手順は、前記統計処理信号に基づき前記電力増幅器のバックオフ量を演算して、この演算結果を特性信号として出力する特性演算手順と、
前記帰還信号に基づき前記送信信号の品質を監視して、これを監視信号として出力する信号品質監視手順と、
予め設定された前記送信信号に対する信号仕様を示す変調情報信号、前記監視信号及び、前記特性信号に基づき前記電力増幅器における増幅器パラメータの調整許容度を判断し、該判断結果に基づき前記電力増幅器の増幅器パラメータを演算して、この演算結果を増幅器制御信号として前記電力増幅器に出力する効率改善制御手順と、を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【００５４】
［付記８］
付記７に記載の電力増幅器の効率改善方法であって、
前記統計処理信号に基づき、前記電力増幅器により生じる歪み量を演算して、この演算結果を補償係数として出力する補償係数演算手順と、
前記補償係数に基づき前記変調信号に対して歪み補償処理を行う歪み補償手順と、を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【００５５】
［付記９］
付記７又は８に記載の電力増幅器の効率改善方法であって、
前記効率改善制御手順は、前記変調情報信号と前記監視信号とに基づき要求される信号仕様に対して前記送信信号の信号品質が所定の余裕を持つか否かを判断する手順を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【００５６】
［付記１０］
付記７乃至９のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善方法であって、
前記効率改善制御手順は、前記変調情報信号と前記特性信号に基づき、前記電力増幅器におけるバックオフの変更が可能か否かを判断する手順を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【００５７】
［付記１１］
付記７乃至１０のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善方法であって、
前記効率改善制御手順は、前記変調情報信号と前記特性信号に基づき、前記電力増幅器の効率改善制御が過剰制御状態であるか否かの判断を行う手順を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【００５８】
［付記１２］
付記７乃至１１のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善方法であって、
前記効率改善制御手順は、前記電力増幅器に前記増幅器制御信号を出力した後、所定時間経過するまで、制御を停止する手順を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【符号の説明】
【００５９】
２ 効率改善装置
４ 変調器
６ 電力増幅器
７ 出力信号検出部
８ 送信器制御部
１０ 補償ユニット
１１ 補償部
１２ 補償係数演算部
２０ 統計処理ユニット
３０ 効率改善ユニット
３１ 特性演算部
３２ 効率改善制御部
３３ 信号品質監視部
Ｇ１ 変調信号
Ｇ２ 補償済変調信号
Ｇ３ 送信信号
Ｇ４ 帰還信号
Ｇ５ 統計処理信号
Ｇ６ 補償係数信号
Ｇ７ 特性信号
Ｇ８ 変調情報信号
Ｇ９ 監視信号
Ｇ１０ 増幅器制御信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力増幅器の効率改善装置及び効率改善方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＶ用送信器や移動体通信等の大電力送信装置では、低いレベルの送信信号を生成し、電力増幅器（ＰＡ：ＰｏｗｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）によって所要のレベルに電力増幅することが行われている。
このような電力増幅器に対しては、以下のことが要求される。
（１） 様々なチャネルに対応するために、電力増幅器は、広帯域の電力増幅器特性を持つ必要がある。
しかし、電力増幅器における増幅特性には、周波数に応じて異なる飽和点が存在する。
このことは、電力増幅器の利得特性やピーク特性等が、周波数により異なることを意味する。
従って、飽和点が最も低い周波数に対する要求を満たすように電力増幅器の増幅特性を設定すると、飽和点が高い周波数に対する増幅効率が低下する。
（２） 様々な送信器の出力に対応するためには、電力増幅器の出力電力が可変であることが望まれる。
例えば、電力増幅器を設計した定格電力以下で使用する場合には、電力増幅器のバックオフが必要以上に大きくなり、電力増幅器の効率が悪化する。
（３） 電力増幅器から出力される信号の相互変調歪み（ＩＭ：ＩｎｔｅｒＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）や変調誤差比（ＭＥＲ：ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＥｒｒｏｒＲａｔｉｏ）等の品質は、変調方式や送信機の出力電力によって異なる品質仕様が法律や規格で定められている。一般に品質を上げるには増幅器のバックオフを大きくする必要がある。電力増幅器は最も高い品質に合わせて設計する為、品質要件が低い条件で使用する場合には必要以上のバックオフとなり、電力増幅器の効率が悪化する。
【０００３】
このような条件を満たすために、電力増幅器の増幅特性は、過剰に余裕を持った設計となることが多かった。即ち、電力増幅器は、オーバスペックに設計されることが多かった。
しかし、送信器における消費電力の多くは、電力増幅器で消費される。従って、オーバスペックに設計された電力増幅器においては、消費電力等の効率改善が困難である。従って、電力増幅器における効率化が要望されていた。
【０００４】
このような要求に対して、特開２００９−１４１４１１号公報においては、ＲＦ電力増幅トランジスタにより増幅されたＲＦ信号の電力を検波する電力検波装置と、検波されたＲＦ信号とＲＦ電力増幅トランジスタを制御するための制御信号（ドレイン電圧信号）との入力タイミングのずれを検出する位相制御装置とを備える電力増幅器が開示されている。
そして、入力タイミングのずれの検出結果に応じて制御信号の位相を調整することで、変調信号（帯域信号）とバイアス変調信号との入力タイミングのずれが解消できるので、ＲＦ電力増幅トランジスタにおける高効率化と低歪み化が実現できる。
【０００５】
また、特開２００３−３３２９２３号公報においては、電力増幅器の歪みを補償する歪み係数を記憶する歪補償テーブルと、該電力増幅器の出力のフィードバック信号と入力信号との差から、歪み補償係数を更新する演算部と、送信電力制御信号を基に、最良の電力効率が得られるバイアス電圧を電力増幅器に加えるバイアス電圧制御部を備えた歪み補償機能を有する無線機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１４１４１１号公報
【特許文献２】特開２００３−３３２９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した各公報においては、電力増幅器における出力飽和電力レベルと信号の歪みと、に基づいて電力増幅器における増幅器パラメータの調整を行うが、このパラメータの調整の際に、調整が可能な範囲についての判断を行っていない。このため、パラメータ調整後における電力増幅器から出力される信号の品質が悪化する場合があった。
【０００８】
そこで、本発明の主目的は、増幅器パラメータの調整可能範囲について判断を行うことにより、最適な効率とスペックを満足する信号品質で増幅処理が行える電力増幅器の効率改善装置及び効率改善方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる電力増幅器の効率改善装置は、変調信号と、電力増幅器から出力される送信信号の帰還信号とをサンプリングして、これを統計処理信号として出力する統計処理ユニットと、電力増幅器の増幅器パラメータを設定させる効率改善ユニットと、を備え、効率改善ユニットは、統計処理信号に基づき電力増幅器のバックオフ量を演算して、この演算結果を特性信号として出力する特性演算部と、帰還信号に基づき送信信号の品質を監視して、これを監視信号として出力する信号品質監視部と、予め設定された送信信号に対する信号仕様を示す変調情報信号、監視信号及び、特性信号に基づき電力増幅器における増幅器パラメータの調整許容度を判断し、該判断結果に基づき電力増幅器の増幅器パラメータを演算して、この演算結果を増幅器制御信号として電力増幅器に出力する効率改善制御部と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、電力増幅器の効率改善方法は、変調信号と、電力増幅器から出力される送信信号の帰還信号とをサンプリングして、これを統計処理信号として出力する統計処理手順と、電力増幅器の増幅器パラメータを設定させる効率改善手順と、を含み、効率改善手順は、統計処理信号に基づき電力増幅器のバックオフ量を演算して、この演算結果を特性信号として出力する特性演算手順と、帰還信号に基づき送信信号の品質を監視して、これを監視信号として出力する信号品質監視手順と、予め設定された送信信号に対する信号仕様を示す変調情報信号、監視信号及び、特性信号に基づき電力増幅器における増幅器パラメータの調整許容度を判断し、該判断結果に基づき電力増幅器の増幅器パラメータを演算して、この演算結果を増幅器制御信号として電力増幅器に出力する効率改善制御手順と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、増幅器パラメータの調整可能範囲について判断を行うので、信号品質を保ちながら最適な効率で増幅処理が行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態にかかる電力増幅器の効率改善装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる歪み補償処理を説明する信号特性を示した図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる電力増幅器の効率改善装置置における効率改善処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかるテレビ送信器等に用いる電力増幅器の効率改善装置２のブロック図である。効率改善装置２は、歪み補償ユニット１０、統計処理ユニット２０、効率改善ユニット３０を備える。また、歪み補償ユニット１０は、歪み補償部１１、補償係数演算部１２を備え、効率改善ユニット３０は、特性演算部３１、効率改善制御部３２、信号品質監視部３３を備える。
【００１４】
そして、歪み補償ユニット１０は、変調器４からの変調信号Ｇ１に対して歪み補正を行い、これを補償済変調信号Ｇ２として電力増幅器６に出力する。電力増幅器６から出力される送信信号Ｇ３に対して要求する信号仕様に関する情報は、変調情報信号Ｇ８として送信器制御部８から効率改善ユニット３０に入力している。
【００１５】
そこで、効率改善ユニット３０は、変調情報信号Ｇ８、出力信号検出部７からの送信信号Ｇ３のフィードバック信号（帰還信号）Ｇ４及び、統計処理ユニット２０からの統計処理信号Ｇ５に基付き、電力増幅器６をフィードバック制御するための増幅器制御信号Ｇ１０を電力増幅器６に出力する。電力増幅器６は、増幅器制御信号Ｇ１０に基づき増幅器パラメータを調整し、調整された条件で補償済変調信号Ｇ２を増幅する。以下、各構成要素を詳細に説明する。
【００１６】
変調器４は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号等の変調信号Ｇ１を生成して、効率改善装置２に出力する。
【００１７】
電力増幅器６は、入力した信号の電力増幅を行い、これを送信信号Ｇ３として出力する。この電力増幅器６は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のＦＥＴやバイポーラトランジスタを含んでいる。以下の説明においては、電力増幅器６はＦＥＴを含むものとする。このＦＥＴの増幅特性は、ゲート電圧値やドレイン電圧値に応じて変化する。このゲート電圧値やドレイン電圧値等がＦＥＴの増幅特性を決める設定値であり、本明細書では増幅器パラメータと記載する。電力増幅器６にバイポーラ等のトランジスタが用いられている場合は、エミッタ電圧値やコレクタ電圧値が増幅器パラメータとなる。
【００１８】
出力信号検出部７は、電力増幅器６から出力された送信信号を検出する。出力信号検出部７は、例えば図示しない電力分配器により検出することが可能である。
【００１９】
送信器制御部８は、送信信号Ｇ３に対して要求される信号仕様に関する情報を変調情報信号Ｇ８として、効率改善制御部３２に出力する。
【００２０】
統計処理ユニット２０には、変調信号Ｇ１及び帰還信号Ｇ４が入力する。そして、統計処理ユニット２０は、変調信号Ｇ１及び帰還信号Ｇ４を所定周期でサンプリングし、これを統計処理信号Ｇ５として補償係数演算部１２及び特性演算部３１に出力する。
【００２１】
歪み補償ユニット１０における補償係数演算部１２は、統計処理信号Ｇ５に基づき電力増幅器６の歪み成分を演算する。即ち、統計処理信号Ｇ５は、ある時刻における変調信号Ｇ１と帰還信号Ｇ４とにより構成されている。理想的には、帰還信号Ｇ４は歪んでいないことが望まれる。しかし、飽和点近傍においては、電力増幅器６の増幅特性は非線形になるためＡＭ−ＡＭ歪み、ＡＭ−ＰＭ歪み等の歪みが発生する。
【００２２】
そこで、補償係数演算部１２は、統計処理信号Ｇ５から変調信号Ｇ１と帰還信号Ｇ４との差分を演算して、演算結果に基づき補償係数を算出する。この補償係数は補償係数信号Ｇ６として歪み補償部１１に出力される。歪み補償部１１は、補償係数信号Ｇ６に基づき、変調信号Ｇ１に対して補償処理を行う。補償処理された変調信号Ｇ１は、補償済変調信号Ｇ２として電力増幅器６に出力される。
【００２３】
図２は、このような歪み補償処理を説明する信号特性を示した図である。図２において、横軸は電力増幅器６に入力する入力信号、縦軸は電力増幅器６の出力信号を示している。なお、図２において、入力信号と出力信号の信号値（パワー）は、規格化して示している。
【００２４】
曲線Ｃ２は理想的な（歪みのない）入力信号又は出力信号を示している。一方、曲線Ｃ１は、曲線Ｃ２が入力信号であったときに電力増幅器６で歪んで出力された出力信号を示している。また、曲線Ｃ３は、曲線Ｃ２に対して適正な歪み補償を行った電力増幅器６の入力信号を示している。
【００２５】
即ち、曲線Ｃ２の信号を電力増幅器６に入力させるとＣ１曲線の歪んだ出力信号が出力される。従って、電力増幅器６における歪みを考慮して、曲線Ｃ２の信号に対して歪み補償を行うことにより、この歪み補償が行われた信号（曲線Ｃ３）が電力増幅器６に入力した場合には、電力増幅器６から曲線Ｃ２の信号が出力されることになる。
【００２６】
統計処理ユニット２０から出力される統計処理信号Ｇ５は、曲線Ｃ２に対応する変調信号Ｇ１と、曲線Ｃ１に対応する帰還信号Ｇ４とから構成されるので、補償係数演算部１２は統計処理信号Ｇ５から変調信号Ｇ１と帰還信号Ｇ４との差分を演算して、歪み量を算出する。この歪み量が、補償係数信号Ｇ６として歪み補償部１１に出力される。
【００２７】
歪み補償部１１は、効率改善ユニット３０からの補償係数信号Ｇ６に基づき変調器４からの変調信号Ｇ１を補正する。即ち、図２における曲線Ｃ２を曲線Ｃ３に補正する。従って、送信信号Ｇ３には、歪みが含まれなくなり、又は、含まれる歪みが小さくなる。なお、このような歪み補償部１１に関する構成は周知の構成が適用できるので、詳細な説明を省略する。
【００２８】
効率改善ユニット３０における特性演算部３１は、統計処理ユニット２０からの統計処理信号Ｇ５に基づき、電力増幅器６のバックオフ（ｂａｃｋ−ｏｆｆ）量を演算して、この演算結果を特性信号Ｇ７として効率改善制御部３２に出力する。バックオフ量は、図２に示すように飽和点（ピークパワ−）と平均パワーとの差を示している。
【００２９】
信号品質監視部３３は、電力増幅器６からの帰還信号Ｇ４に基づき送信信号Ｇ３におけるＩＭ（Ｉｎｔｅｒ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、ＭＥＲ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｉｏ）等により信号品質を監視する。監視結果は、監視信号Ｇ９として効率改善制御部３２に出力する。なお、信号特性の品質監視には、ＩＭやＭＥＲの他にビット誤り率（ＢＡＲ：ＢｉｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ）等を用いても良い。
【００３０】
効率改善制御部３２は、特性演算部３１からの特性信号Ｇ７、信号品質監視部３３からの監視信号Ｇ９及び送信器制御部８からの変調情報信号Ｇ８に基づき、電力増幅器における増幅器パラメータの調整自由度が有るか否かを判断して、自由度の範囲で電力増幅器６の効率を向上させるように増幅器制御信号Ｇ１０を出力する。そして、効率改善制御部３２は、監視信号Ｇ９に基づき電力増幅器６の出力特性を判断して、送信信号Ｇ３が変調情報信号Ｇ８により規定される信号仕様を下回らないように、増幅器パラメータを演算する。増幅器パラメータは、増幅器制御信号Ｇ１０として電力増幅器６に出力される。なお、増幅器制御信号Ｇ１０には、電力増幅器６におけるＦＥＴを停止させる情報が含まれることもある。従って、電力増幅器６における電力消費の抑制が可能になる。
【００３１】
次に、電力増幅器の効率改善装置２における効率改善処理を、図３に示すフローチャートに従い説明する。
【００３２】
ステップＳ１： 効率改善制御部３２は、信号品質監視部３３からの監視信号Ｇ９に基づき、送信出力Ｇ３の信号品質（ＩＭ、ＭＥＲ等）が、要求される信号仕様に対して余裕を持つか否かの判断を行う。なお、要求される送信信号Ｇ３の信号仕様は、送信器制御部８から変調情報信号Ｇ８として与えられる。
【００３３】
電力増幅器６のバックオフを小さくするように制御すると、送信信号Ｇ３のＩＭ、ＭＥＲ等の信号品質は劣化する傾向にある。そこで、効率改善制御部３２は、効率改善制御を行っても信号仕様で規定される信号品質より悪くなるか否かの判断を行なう。そして、送信信号Ｇ３の信号品質が信号仕様に対して余裕がある場合は、ステップＳ２に進み、余裕がない場合は、ステップＳ５に進む。
【００３４】
ステップＳ２： 効率改善制御部３２は、電力増幅器６のバックオフと、電力増幅器６に要求されるバックオフとを比較し、電力増幅器６のバックオフを小さくする効率改善制御が行えるか否かを判断する。この判断により、電力増幅器６の効率改善制御を行っても送信信号Ｇ３に要求される信号仕様が満たされると判断した場合は、ステップＳ３に進み、信号仕様が満たされ得ないと判断した場合には、ステップＳ１に戻る。
【００３５】
ステップＳ３： 電力増幅器６の効率改善制御を行っても信号仕様が満たされると判断した場合には、効率改善制御部３２は、増幅器パラメータ値を演算して、これを増幅器制御信号Ｇ１０として電力増幅器６に出力する。このとき、電力増幅器６が飽和領域付近で動作するように（バックオフを小さくするように）、増幅器パラメータ値が演算される。電力増幅器６は、増幅器制御信号Ｇ１０に基づき増幅器パラメータを設定する。
【００３６】
具体的には、電力増幅器６に用いられているＦＥＴのドレイン電圧値やゲート電圧値を示す増幅器制御信号Ｇ１０が電力増幅器６に出力される。電力増幅器６は、増幅器制御信号Ｇ１０に基づきドレイン電圧値やゲート電圧値を設定する。これにより電力増幅器６におけるバックオフが小さくなるように設定される。
【００３７】
ステップＳ４： 次に、電力増幅器６の歪み補償が収束するまで所定時間待機する。これは、電力増幅器６のドレイン電圧値やゲート電圧値等の増幅器パラメータが変化すると、電力増幅器６のリニア特性（非線形特性）が変化し、その変化に歪み補償が追従する時間を待つ為である。このような、ステップＳ１〜Ｓ４の動作が繰り返し行われて、電力増幅器６の効率が改善される。
【００３８】
ステップＳ５： 一方、ステップＳ１において信号品質が、信号仕様に対して余裕を持たないと判断した場合、電力増幅器６の効率改善制御が過剰制御状態であるか否かの判断を行う。例えば、ステップＳ１からステップＳ４と処理が進み、電力増幅器６の効率改善制御が行われた場合に、過剰制御となり、送信信号Ｇ３の信号品質が要求される信号仕様を下回ることが起こり得る。このような場合は、電力増幅器６が過剰制御状態であると判断する。そして、電力増幅器６が過剰制御状態であると判断した場合にはステップＳ６に進み、過剰制御状態でないと判断した場合にはステップＳ１に戻る。
【００３９】
ステップＳ６： 電力増幅器６が過剰制御状態であると判断した場合、ステップＳ３と同様に、電力増幅器６における増幅器パラメータの設定が行われる。但し、この場合は、過剰制御状態であるので、電力増幅器６のバックオフを大きくするように増幅器パラメータを設定する。
【００４０】
ステップＳ７： そして、ステップＳ４と同様に、歪み補償が変化に追従するまで、所定時間待機する。
【００４１】
このようなステップＳ５〜ステップＳ７の処理を繰返し行うことにより、過剰制御となっても適正な制御に戻す事が可能になる。
【００４２】
以上説明したように、歪み補償部において電力増幅器で発生する歪み量を演算して、電力増幅器６に入力する信号に対して補償を行うので、歪みが抑制された送信信号が利用可能になる。
【００４３】
また、電力増幅器のバックオフを常に監視し、変調信号の情報（必要となるバックオフ）や送信信号の検出情報に基づき、送信信号の品質を保ちつつ、電力増幅器をできるだけ効率のよい状態で動作させることが可能になる。
【００４４】
なお、所謂フィードバック制御は、出力値が指令値と一致するように、パラメータ設定を行う。従って、指令値が要求する信号品質を満たすか否かを問わない。しかし、本実施形態においては、上述したように、要求される信号品質を満たす範囲で、電力増幅器を制御する。従って、信号品質を保ちながら最良の効率が得られるようになる。
【００４５】
また歪み補償ユニットにおける歪み補償処理においては統計処理ユニットからの統計処理信号が必須であることから、効率改善ユニットを付加するだけで、信号品質を保ちながら最良の効率が得られるようになる。従って、製造コストのコストアップが抑制できる。
【００４６】
上述した本発明の特徴を纏めると、以下のようになる。
【００４７】
［付記１］
電力増幅器の効率改善装置であって、
変調信号と、前記電力増幅器から出力される送信信号の帰還信号とをサンプリングして、これを統計処理信号として出力する統計処理ユニットと、
前記電力増幅器の増幅器パラメータを設定させる効率改善ユニットと、を備え、
前記効率改善ユニットは、前記統計処理信号に基づき前記電力増幅器のバックオフ量を演算して、この演算結果を特性信号として出力する特性演算部と、
前記帰還信号に基づき前記送信信号の品質を監視して、これを監視信号として出力する信号品質監視部と、
予め設定された前記送信信号に対する信号仕様を示す変調情報信号、前記監視信号及び、前記特性信号に基づき前記電力増幅器における増幅器パラメータの調整許容度を判断し、該判断結果に基づき前記電力増幅器の増幅器パラメータを演算して、この演算結果を増幅器制御信号として前記電力増幅器に出力する効率改善制御部と、を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【００４８】
［付記２］
付記１に記載の電力増幅器の効率改善装置であって、
前記統計処理信号に基づき、前記電力増幅器により生じる歪み量を演算して、この演算結果を補償係数として出力する補償係数演算部と、
前記補償係数に基づき前記変調信号に対して歪み補償処理を行う歪み補償部と、を備えることを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【００４９】
［付記３］
付記１又は２に記載の電力増幅器の効率改善装置であって、
前記効率改善制御部は、前記変調情報信号と前記監視信号とに基づき要求される信号仕様に対して前記送信信号の信号品質が所定の余裕を持つか否かを判断することを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【００５０】
［付記４］
付記１乃至３のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善装置であって、
前記効率改善制御部は、前記変調情報信号と前記特性信号に基づき、前記電力増幅器におけるバックオフの変更が可能か否かを判断することを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【００５１】
［付記５］
付記１乃至４のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善装置であって、
前記効率改善制御部は、前記変調情報信号と前記特性信号に基づき、前記電力増幅器の効率改善制御が過剰制御状態であるか否かの判断を行うことを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【００５２】
［付記６］
付記１乃至５のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善装置であって、
前記効率改善制御部は、前記電力増幅器に前記増幅器制御信号を出力した後、所定時間経過するまで、制御を停止することを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【００５３】
［付記７］
電力増幅器の効率改善方法であって、
変調信号と、前記電力増幅器から出力される送信信号の帰還信号とをサンプリングして、これを統計処理信号として出力する統計処理手順と、
前記電力増幅器の増幅器パラメータを設定させる効率改善手順と、を含み、
前記効率改善手順は、前記統計処理信号に基づき前記電力増幅器のバックオフ量を演算して、この演算結果を特性信号として出力する特性演算手順と、
前記帰還信号に基づき前記送信信号の品質を監視して、これを監視信号として出力する信号品質監視手順と、
予め設定された前記送信信号に対する信号仕様を示す変調情報信号、前記監視信号及び、前記特性信号に基づき前記電力増幅器における増幅器パラメータの調整許容度を判断し、該判断結果に基づき前記電力増幅器の増幅器パラメータを演算して、この演算結果を増幅器制御信号として前記電力増幅器に出力する効率改善制御手順と、を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【００５４】
［付記８］
付記７に記載の電力増幅器の効率改善方法であって、
前記統計処理信号に基づき、前記電力増幅器により生じる歪み量を演算して、この演算結果を補償係数として出力する補償係数演算手順と、
前記補償係数に基づき前記変調信号に対して歪み補償処理を行う歪み補償手順と、を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【００５５】
［付記９］
付記７又は８に記載の電力増幅器の効率改善方法であって、
前記効率改善制御手順は、前記変調情報信号と前記監視信号とに基づき要求される信号仕様に対して前記送信信号の信号品質が所定の余裕を持つか否かを判断する手順を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【００５６】
［付記１０］
付記７乃至９のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善方法であって、
前記効率改善制御手順は、前記変調情報信号と前記特性信号に基づき、前記電力増幅器におけるバックオフの変更が可能か否かを判断する手順を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【００５７】
［付記１１］
付記７乃至１０のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善方法であって、
前記効率改善制御手順は、前記変調情報信号と前記特性信号に基づき、前記電力増幅器の効率改善制御が過剰制御状態であるか否かの判断を行う手順を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【００５８】
［付記１２］
付記７乃至１１のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善方法であって、
前記効率改善制御手順は、前記電力増幅器に前記増幅器制御信号を出力した後、所定時間経過するまで、制御を停止する手順を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【符号の説明】
【００５９】
２ 効率改善装置
４ 変調器
６ 電力増幅器
７ 出力信号検出部
８ 送信器制御部
１０ 補償ユニット
１１ 補償部
１２ 補償係数演算部
２０ 統計処理ユニット
３０ 効率改善ユニット
３１ 特性演算部
３２ 効率改善制御部
３３ 信号品質監視部
Ｇ１ 変調信号
Ｇ２ 補償済変調信号
Ｇ３ 送信信号
Ｇ４ 帰還信号
Ｇ５ 統計処理信号
Ｇ６ 補償係数信号
Ｇ７ 特性信号
Ｇ８ 変調情報信号
Ｇ９ 監視信号
Ｇ１０ 増幅器制御信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力増幅器の効率改善装置であって、
変調信号と、前記電力増幅器から出力される送信信号の帰還信号とをサンプリングして、これを統計処理信号として出力する統計処理ユニットと、
前記電力増幅器の増幅器パラメータを設定させる効率改善ユニットと、を備え、
前記効率改善ユニットは、前記統計処理信号に基づき前記電力増幅器のバックオフ量を演算して、この演算結果を特性信号として出力する特性演算部と、
前記帰還信号に基づき前記送信信号の品質を監視して、これを監視信号として出力する信号品質監視部と、
予め設定された前記送信信号に対する信号仕様を示す変調情報信号、前記監視信号及び、前記特性信号に基づき前記電力増幅器における増幅器パラメータの調整許容度を判断し、該判断結果に基づき前記電力増幅器の増幅器パラメータを演算して、この演算結果を増幅器制御信号として前記電力増幅器に出力する効率改善制御部と、を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力増幅器の効率改善装置であって、
前記統計処理信号に基づき、前記電力増幅器により生じる歪み量を演算して、この演算結果を補償係数として出力する補償係数演算部と、
前記補償係数に基づき前記変調信号に対して歪み補償処理を行う歪み補償部と、を備えることを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力増幅器の効率改善装置であって、
前記効率改善制御部は、前記変調情報信号と前記監視信号とに基づき要求される信号仕様に対して前記送信信号の信号品質が所定の余裕を持つか否かを判断することを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善装置であって、
前記効率改善制御部は、前記変調情報信号と前記特性信号に基づき、前記電力増幅器におけるバックオフの変更が可能か否かを判断することを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善装置であって、
前記効率改善制御部は、前記変調情報信号と前記特性信号に基づき、前記電力増幅器の効率改善制御が過剰制御状態であるか否かの判断を行うことを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【請求項６】
電力増幅器の効率改善方法であって、
変調信号と、前記電力増幅器から出力される送信信号の帰還信号とをサンプリングして、これを統計処理信号として出力する統計処理手順と、
前記電力増幅器の増幅器パラメータを設定させる効率改善手順と、を含み、
前記効率改善手順は、前記統計処理信号に基づき前記電力増幅器のバックオフ量を演算して、この演算結果を特性信号として出力する特性演算手順と、
前記帰還信号に基づき前記送信信号の品質を監視して、これを監視信号として出力する信号品質監視手順と、
予め設定された前記送信信号に対する信号仕様を示す変調情報信号、前記監視信号及び、前記特性信号に基づき前記電力増幅器における増幅器パラメータの調整許容度を判断し、該判断結果に基づき前記電力増幅器の増幅器パラメータを演算して、この演算結果を増幅器制御信号として前記電力増幅器に出力する効率改善制御手順と、を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【請求項７】
請求項６に記載の電力増幅器の効率改善方法であって、
前記統計処理信号に基づき、前記電力増幅器により生じる歪み量を演算して、この演算結果を補償係数として出力する補償係数演算手順と、
前記補償係数に基づき前記変調信号に対して歪み補償処理を行う歪み補償手順と、を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の電力増幅器の効率改善方法であって、
前記効率改善制御手順は、前記変調情報信号と前記監視信号とに基づき要求される信号仕様に対して前記送信信号の信号品質が所定の余裕を持つか否かを判断する手順を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善方法であって、
前記効率改善制御手順は、前記変調情報信号と前記特性信号に基づき、前記電力増幅器におけるバックオフの変更が可能か否かを判断する手順を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善方法であって、
前記効率改善制御手順は、前記変調情報信号と前記特性信号に基づき、前記電力増幅器の効率改善制御が過剰制御状態であるか否かの判断を行う手順を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【請求項１】
電力増幅器の効率改善装置であって、
変調信号と、前記電力増幅器から出力される送信信号の帰還信号とをサンプリングして、これを統計処理信号として出力する統計処理ユニットと、
前記電力増幅器の増幅器パラメータを設定させる効率改善ユニットと、を備え、
前記効率改善ユニットは、前記統計処理信号に基づき前記電力増幅器のバックオフ量を演算して、この演算結果を特性信号として出力する特性演算部と、
前記帰還信号に基づき前記送信信号の品質を監視して、これを監視信号として出力する信号品質監視部と、
予め設定された前記送信信号に対する信号仕様を示す変調情報信号、前記監視信号及び、前記特性信号に基づき前記電力増幅器における増幅器パラメータの調整許容度を判断し、該判断結果に基づき前記電力増幅器の増幅器パラメータを演算して、この演算結果を増幅器制御信号として前記電力増幅器に出力する効率改善制御部と、を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力増幅器の効率改善装置であって、
前記統計処理信号に基づき、前記電力増幅器により生じる歪み量を演算して、この演算結果を補償係数として出力する補償係数演算部と、
前記補償係数に基づき前記変調信号に対して歪み補償処理を行う歪み補償部と、を備えることを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力増幅器の効率改善装置であって、
前記効率改善制御部は、前記変調情報信号と前記監視信号とに基づき要求される信号仕様に対して前記送信信号の信号品質が所定の余裕を持つか否かを判断することを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善装置であって、
前記効率改善制御部は、前記変調情報信号と前記特性信号に基づき、前記電力増幅器におけるバックオフの変更が可能か否かを判断することを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善装置であって、
前記効率改善制御部は、前記変調情報信号と前記特性信号に基づき、前記電力増幅器の効率改善制御が過剰制御状態であるか否かの判断を行うことを特徴とする電力増幅器の効率改善装置。
【請求項６】
電力増幅器の効率改善方法であって、
変調信号と、前記電力増幅器から出力される送信信号の帰還信号とをサンプリングして、これを統計処理信号として出力する統計処理手順と、
前記電力増幅器の増幅器パラメータを設定させる効率改善手順と、を含み、
前記効率改善手順は、前記統計処理信号に基づき前記電力増幅器のバックオフ量を演算して、この演算結果を特性信号として出力する特性演算手順と、
前記帰還信号に基づき前記送信信号の品質を監視して、これを監視信号として出力する信号品質監視手順と、
予め設定された前記送信信号に対する信号仕様を示す変調情報信号、前記監視信号及び、前記特性信号に基づき前記電力増幅器における増幅器パラメータの調整許容度を判断し、該判断結果に基づき前記電力増幅器の増幅器パラメータを演算して、この演算結果を増幅器制御信号として前記電力増幅器に出力する効率改善制御手順と、を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【請求項７】
請求項６に記載の電力増幅器の効率改善方法であって、
前記統計処理信号に基づき、前記電力増幅器により生じる歪み量を演算して、この演算結果を補償係数として出力する補償係数演算手順と、
前記補償係数に基づき前記変調信号に対して歪み補償処理を行う歪み補償手順と、を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の電力増幅器の効率改善方法であって、
前記効率改善制御手順は、前記変調情報信号と前記監視信号とに基づき要求される信号仕様に対して前記送信信号の信号品質が所定の余裕を持つか否かを判断する手順を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善方法であって、
前記効率改善制御手順は、前記変調情報信号と前記特性信号に基づき、前記電力増幅器におけるバックオフの変更が可能か否かを判断する手順を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか１項に記載の電力増幅器の効率改善方法であって、
前記効率改善制御手順は、前記変調情報信号と前記特性信号に基づき、前記電力増幅器の効率改善制御が過剰制御状態であるか否かの判断を行う手順を含むことを特徴とする電力増幅器の効率改善方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−９０１３３（Ｐ２０１２−９０１３３Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３６０８５（Ｐ２０１０−２３６０８５）
【出願日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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