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JP2008109184A - Source voltage control method and device for amplifier - Google Patents

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JP2008109184A
JP2008109184A JP2006287349A JP2006287349A JP2008109184A JP 2008109184 A JP2008109184 A JP 2008109184A JP 2006287349 A JP2006287349 A JP 2006287349A JP 2006287349 A JP2006287349 A JP 2006287349A JP 2008109184 A JP2008109184 A JP 2008109184A
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JP
Japan
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amplifier
value
supply voltage
power supply
power
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JP2006287349A
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Japanese (ja)
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Ryutaro Ogawa
竜太郎 小川
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a source voltage control method and device with excellent responsiveness that controls the source voltage of an amplifier so that the power consumption is minimum while satisfying distortion characteristics of the amplifier. <P>SOLUTION: Prepared is a table 106 containing source voltage set values of the amplifier 14 corresponding to respective transmission power values under reference signal conditions. A transmission power specifying unit 101 specifies a transmission power value P<SB>T</SB>, and a back-off calculating unit 103 calculates a back-off value P<SB>B</SB>needed for the amplifier according to signal conditions of a signal to be transmitted. An adder 104 adds those together, and a source voltage, corresponding to the addition value (P<SB>T</SB>+P<SB>B</SB>), in the table 106 is determined by using the addition value and set as the source voltage Vcc of the amplifier 14. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は増幅器の電源制御に係り、特にピークファクタが変化する信号を増幅する増幅器の電源電圧制御方法および装置に関する。   The present invention relates to amplifier power supply control, and more particularly to an amplifier power supply voltage control method and apparatus for amplifying a signal whose peak factor changes.

高速パケット伝送方式、たとえばHSDPA(High Speed Downlink Packet Access)やHSUPA(High Speed Uplink Packet Access)などを採用した移動体通信システムでは、1つのチャネルに複数のコードを多重させるマルチコードと呼ばれる技術が採用されている。このマルチコードの場合、多重数の増減に伴って送信電力のピークファクタ(平均電力に対するピーク電力の比)も変動するために、無線回路で使用されるパワーアンプなどの線形性の確保が問題となっている。   In mobile communication systems that employ high-speed packet transmission methods such as HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) and HSUPA (High Speed Uplink Packet Access), a technology called multicode is used to multiplex multiple codes on one channel. Has been. In the case of this multi-code, the peak factor of transmission power (ratio of peak power to average power) varies with the increase / decrease in the number of multiplexing, so ensuring linearity of power amplifiers used in wireless circuits is a problem. It has become.

たとえば、多重数が少ない時のピークファクタを基準としてパワーアンプの電源電圧を設定すると、多重数の増大に伴ってピークファクタが増大した場合、パワーアンプの線形性が確保できなくなり、歪み特性が劣化してしまう。逆に、ピークファクタが変動しても歪み特性が確保されるように予めパワーアンプの電源電圧を高めに設定した場合には、ピークファクタが小さくなった時に消費電力が無駄になる。特にバッテリ駆動の移動局では消費電力の無駄は避けなければならない。このような無線回路の線形性の確保と消費電力との間のトレードオフに対して、種々の提案がなされている。   For example, if the power amplifier power supply voltage is set based on the peak factor when the number of multiplexing is small, the linearity of the power amplifier cannot be secured and the distortion characteristics deteriorate when the peak factor increases with the increase in the number of multiplexing. Resulting in. Conversely, if the power supply voltage of the power amplifier is set high in advance so as to ensure the distortion characteristics even if the peak factor varies, the power consumption is wasted when the peak factor becomes small. In particular, waste of power consumption must be avoided in battery-powered mobile stations. Various proposals have been made for such a trade-off between ensuring the linearity of a radio circuit and power consumption.

特開2004−120271号公報(特許文献1)には、高出力増幅器の出力電力を監視し、この電力情報を元にバックオフ電力を決定し、決定されたバックオフ電力になるように高出力増幅器の出力を調整する無線送信機が開示されている(段落0010、0011、図1、図3)。   In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-120271 (Patent Document 1), the output power of a high-power amplifier is monitored, the back-off power is determined based on this power information, and the output is high so that the determined back-off power is obtained. A wireless transmitter for adjusting the output of an amplifier is disclosed (paragraphs 0010, 0011, FIGS. 1 and 3).

特開2005−318266号公報(特許文献2)には、多重波数が増加する際、追加されるチャネルのゲインファクタ(振幅係数)に応じて送信電力増幅器のバイアス電圧を制御し、送信電力増幅器の線形性を最適化する送信電力制御方法が開示されている(段落0015〜0018、図2、図4)。   In JP 2005-318266 A (Patent Document 2), when the number of multiplexed waves increases, the bias voltage of the transmission power amplifier is controlled according to the gain factor (amplitude coefficient) of the added channel. A transmission power control method that optimizes linearity is disclosed (paragraphs 0015 to 0018, FIGS. 2 and 4).

特開2004−120271号公報(段落0010、0011、図1、図3)JP 2004-120271 A (paragraphs 0010 and 0011, FIGS. 1 and 3) 特開2005−318266号公報(段落0015〜0018、図2、図4)JP 2005-318266 A (paragraphs 0015 to 0018, FIGS. 2 and 4)

特許文献1に記載された無線送信機は、現在出力している電力に基づいてバックオフ電力を決定するというフィードバック制御に基づいており、これから送信しようとする信号に対する高精度で応答性の良い電力制御を行うことができない。   The wireless transmitter described in Patent Document 1 is based on feedback control in which backoff power is determined based on currently output power, and power with high accuracy and good response to a signal to be transmitted from now on. Control cannot be performed.

特許文献2に記載された送信電力制御方法では、ピークファクタの変化量とゲインファクタとの間の相関を利用し、いわばフィードフォワード制御に基づいて送信電力を調整しようとするものである。しかしながら、ゲインファクタに応じたピークファクタの変化に対して、バイアス電圧の補正量V_mod_offsetを複数ステップで変更することにより対応するために、応答性の良い電力制御を行うことができない。   In the transmission power control method described in Patent Literature 2, the correlation between the change amount of the peak factor and the gain factor is used, so to speak, the transmission power is adjusted based on feedforward control. However, in order to cope with the change of the peak factor according to the gain factor by changing the correction amount V_mod_offset of the bias voltage in a plurality of steps, it is not possible to perform power control with good responsiveness.

本発明の目的は、増幅器の歪み特性を満たしつつ消費電力が最小となるように増幅器の電源電圧を制御する応答性の良好な電源電圧制御方法および装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a power supply voltage control method and apparatus with good responsiveness that control the power supply voltage of an amplifier so as to minimize power consumption while satisfying the distortion characteristics of the amplifier.

本発明によれば、送信すべき信号の信号条件から前記増幅器に必要なバックオフ値を指定し、与えられた送信電力値に指定されたバックオフ値を加算した補正後の送信電力値を用いて、予め定められた送信電力と増幅器に供給すべき電源電圧値との対応関係から前記補正後の送信電力値に対応する電源電圧を決定し、高周波送信信号を増幅する増幅器の電源電圧として設定する。   According to the present invention, a backoff value necessary for the amplifier is designated from a signal condition of a signal to be transmitted, and a corrected transmission power value obtained by adding the designated backoff value to a given transmission power value is used. The power supply voltage corresponding to the corrected transmission power value is determined from the correspondence between the predetermined transmission power and the power supply voltage value to be supplied to the amplifier, and set as the power supply voltage of the amplifier that amplifies the high-frequency transmission signal. To do.

基準となる信号条件で各送信電力値に対応した増幅器の電源電圧設定値をたとえばテーブルとして用意しておく。基準となる信号とは、例えば信号の多重数が1つなど最もピークファクタが小さい信号とする。また、メモリの電源電圧設定値は、基準となる信号の各送信電力値において歪み特性を満たしつつ、消費電力が最小となるように最適化されているものとする。   A power supply voltage setting value of the amplifier corresponding to each transmission power value under a reference signal condition is prepared as a table, for example. The reference signal is a signal having the smallest peak factor, for example, the number of multiplexed signals is one. Further, it is assumed that the power supply voltage setting value of the memory is optimized so that the power consumption is minimized while satisfying the distortion characteristics at each transmission power value of the reference signal.

基準信号を送信している状態では、送信電力に応じた増幅器の電源電圧設定値をテーブルから読み出し、DC−DCコンバータに設定する。今、送信信号が基準信号から、ピークファクタの大きい信号へ変更されると、バックオフ算出部はあらかじめ次の信号に必要な増幅器のバックオフを計算しておき、電源電圧設定値は、次に出力しようとしている送信電力にバックオフ値を加算した値に対応するものをテーブルから選択し使用する。   In the state where the reference signal is transmitted, the power supply voltage setting value of the amplifier corresponding to the transmission power is read from the table and set in the DC-DC converter. Now, when the transmission signal is changed from the reference signal to a signal with a large peak factor, the back-off calculation unit calculates the amplifier back-off necessary for the next signal in advance, and the power supply voltage setting value is A value corresponding to a value obtained by adding a back-off value to the transmission power to be output is selected from the table and used.

本発明によれば、送信すべき信号の信号条件からバックオフ値を指定し、与えられた送信電力値に指定されたバックオフ値を加算した補正後の送信電力値を用いて増幅器の電源電圧を設定することで、ピークファクタがどのように変化しても増幅器の歪み特性劣化を抑えつつ、常に最適化された増幅器の電源電圧を設定することができる。特に、基準となる信号条件で各送信電力値に対応した増幅器の電源電圧設定値をテーブルに格納することで、テーブルは基準信号のものを1つ用意しておけばよく、回路規模の増大を抑制でき、また制御の複雑化を回避できる。   According to the present invention, the power supply voltage of the amplifier is specified using the corrected transmission power value that specifies the backoff value from the signal condition of the signal to be transmitted and adds the specified backoff value to the given transmission power value. By setting, it is possible to always set an optimized power supply voltage of the amplifier while suppressing deterioration of distortion characteristics of the amplifier regardless of how the peak factor changes. In particular, by storing the power supply voltage setting value of the amplifier corresponding to each transmission power value in the reference signal condition in the table, it is sufficient to prepare one table for the reference signal, which increases the circuit scale. It can be suppressed, and control complexity can be avoided.

1.第1実施形態
1.1)装置構成
図1は本発明の第1実施形態による電源電圧制御装置を実装した無線通信装置の概略的ブロック図である。無線通信装置には、本実施形態による電源電圧制御やその他制御を実行するデジタルベースバンド処理部10が設けられ、アナログベースバンド処理部11との間で送受信データをやりとりする。送信データを入力したアナログベースバンド処理部11は送信IQ信号を直交変調器12へ出力し、直交変調器12は送信IQ信号によりキャリアを直交変調する。直交変調器12の出力はバンドパスフィルタ(BPF)13により不要周波数成分が除去され、パワーアンプ14は最終的に必要な電力まで増幅して送信RF信号を基地局(図示せず。)へ送信する。
1. 1. First Embodiment 1.1) Device Configuration FIG. 1 is a schematic block diagram of a wireless communication device equipped with a power supply voltage control device according to a first embodiment of the present invention. The wireless communication apparatus is provided with a digital baseband processing unit 10 that executes power supply voltage control and other controls according to the present embodiment, and exchanges transmission / reception data with the analog baseband processing unit 11. The analog baseband processing unit 11 receiving the transmission data outputs a transmission IQ signal to the quadrature modulator 12, and the quadrature modulator 12 performs quadrature modulation of the carrier with the transmission IQ signal. Unnecessary frequency components are removed from the output of the quadrature modulator 12 by a bandpass filter (BPF) 13, and the power amplifier 14 finally amplifies the necessary power to transmit a transmission RF signal to a base station (not shown). To do.

パワーアンプ14には、DC−DCコンバータ15から電源電圧Vccが供給されるが、DC−DCコンバータ15はデジタルベースバンド処理部10からの制御電圧VCTRLに従って電源電圧Vccを変化させることができる。デジタルベースバンド処理部10はメモリ16を用いて、後述するように、パワーアンプ14の線形性を確保することで歪み特性を満たしつつ、その消費電力が最小となるように電源電圧Vccを制御する。 The power amplifier 14 is supplied with the power supply voltage Vcc from the DC-DC converter 15. The DC-DC converter 15 can change the power supply voltage Vcc according to the control voltage V CTRL from the digital baseband processing unit 10. As will be described later, the digital baseband processing unit 10 uses the memory 16 to control the power supply voltage Vcc so that the power consumption is minimized while satisfying the distortion characteristics by ensuring the linearity of the power amplifier 14. .

1.2)電源電圧制御
本実施形態によるパワーアンプ14の電源電圧制御は、デジタルベースバンド処理部10により実行される。デジタルベースバンド処理部10の機能は、バードウエアで実現することができるが、CPU等のプログラム制御プロセッサ上でプログラムを実行することにより実現することもできる。
1.2) Power Supply Voltage Control The power supply voltage control of the power amplifier 14 according to the present embodiment is executed by the digital baseband processing unit 10. The functions of the digital baseband processing unit 10 can be realized by birdware, but can also be realized by executing a program on a program control processor such as a CPU.

デジタルベースバンド処理部10には、送信電力指定部101および信号条件指定部102が設けられ、基地局からの指令に応じて送信RF信号の信号条件が変更された場合、次に送信すべき信号の送信電力およびバックオフ算出に必要な信号情報をそれぞれ生成する。すなわち、送信電力指定部101は送信電力指定値PTを出力し、信号条件指定部102は、信号条件の変更に従って、次回送信する信号条件の情報をバックオフ算出部103へ出力する。 The digital baseband processing unit 10 is provided with a transmission power specifying unit 101 and a signal condition specifying unit 102, and when the signal condition of the transmission RF signal is changed according to a command from the base station, a signal to be transmitted next Transmission power and signal information necessary for back-off calculation are respectively generated. That is, transmission power designation section 101 outputs transmission power designation value P T , and signal condition designation section 102 outputs signal condition information to be transmitted next time to backoff calculation section 103 in accordance with the change in signal condition.

バックオフ算出部103は、信号条件指定部102から次回送信する信号条件の情報を受け取ると、それに基づいてパワーアンプ14に必要なバックオフ値PBを算出する。パワーアンプのバックオフ値PBは、信号の多重数、各チャネルのパワー比、IQ信号の構成などから決まるピークファクタをもとに求めることができる。たとえば、信号の多重数やチャネルパワー比の変化とバックオフ値PBの変化との間の対応を予めテーブル形式で格納しておいてもよい。 When the back-off calculating unit 103 receives information on a signal condition to be transmitted next time from the signal condition specifying unit 102, the back-off calculating unit 103 calculates a back-off value P B necessary for the power amplifier 14 based on the information. The back-off value P B of the power amplifier can be obtained based on the peak factor determined from the number of multiplexed signals, the power ratio of each channel, the configuration of the IQ signal, and the like. For example, the correspondence between changes in the number of multiplexed signals and channel power ratio and changes in the back-off value P B may be stored in a table format in advance.

こうして得られた送信電力指定値PTとバックオフ値PBとが加算器104により加算され、その結果(PT+PB)がパワーアンプ用の電源電圧制御部105へ出力される。電源電圧制御部105は、入力した加算値(PT+PB)を用いて、メモリ16に格納された電源電圧制御テーブル106から対応する制御電圧VCTRLを決定しDC−DCコンバータ15へ出力する。メモリ16は、たとえば不揮発性メモリである。 The transmission power designation value P T and the back-off value P B obtained in this way are added by the adder 104, and the result (P T + P B ) is output to the power amplifier power supply voltage control unit 105. The power supply voltage control unit 105 determines the corresponding control voltage V CTRL from the power supply voltage control table 106 stored in the memory 16 using the input addition value (P T + P B ) and outputs it to the DC-DC converter 15. . The memory 16 is a nonvolatile memory, for example.

DC−DCコンバータ15は制御電圧VCTRLに対応した電源電圧Vccをパワーアンプ14へ供給する。この電源電圧Vccは、上述したように、信号条件の変更に伴う送信電力指定値PTとバックオフ値PBとの変化量を考慮し、パワーアンプ14の線形性を確保しつつ、その消費電力が最小となるように設定されたものである。 The DC-DC converter 15 supplies a power supply voltage Vcc corresponding to the control voltage V CTRL to the power amplifier 14. As described above, the power supply voltage Vcc is consumed while ensuring the linearity of the power amplifier 14 in consideration of the amount of change between the transmission power designation value P T and the back-off value P B accompanying the change in the signal condition. The power is set to be minimum.

1.3)電源電圧制御テーブル
図2は本実施形態で使用される電源電圧制御テーブルの一例を示す図である。電源電圧制御テーブル106には、各送信電力に対応したDC−DCコンバータの制御電圧値VCTRLがテーブル形式で格納されている。ただし、図中の第3列目のDC−DCコンバータ出力電圧値は参考として記載されたものであり実際には必要ない。
1.3) Power Supply Voltage Control Table FIG. 2 is a diagram showing an example of the power supply voltage control table used in this embodiment. The power supply voltage control table 106 stores the control voltage value V CTRL of the DC-DC converter corresponding to each transmission power in a table format. However, the DC-DC converter output voltage value in the third column in the figure is described for reference and is not actually required.

なお、電源電圧制御テーブル106は、基準となる信号条件で各送信電力値に対応した電源電圧設定値を格納するのが望ましい。基準となる信号条件とは、例えば信号の多重数が1つであるような最もピークファクタが小さくなる信号条件のことである。この基準となる信号条件において、各送信電力値において歪み特性を満たしつつ、消費電力が最小となるように電源電圧Vccが最適化されている。   The power supply voltage control table 106 preferably stores power supply voltage setting values corresponding to each transmission power value under a reference signal condition. The reference signal condition is, for example, a signal condition with the smallest peak factor such that the number of multiplexed signals is one. Under this reference signal condition, the power supply voltage Vcc is optimized so that the power consumption is minimized while satisfying the distortion characteristics at each transmission power value.

このような電源電圧制御テーブル106を用いて、電源電圧制御部105は、送信電力指定値PTとバックオフ値PBとの加算値(PT+PB)を「送信電力」として入力し、それに対応する制御電圧VCTRLを電源電圧テーブル106から読み出し、DC−DCコンバータ15の制御電圧として設定する。 Using such a power supply voltage control table 106, the power supply voltage control unit 105 inputs an addition value (P T + P B ) of the transmission power designated value P T and the backoff value P B as “transmission power”, The corresponding control voltage V CTRL is read from the power supply voltage table 106 and set as the control voltage of the DC-DC converter 15.

例えば、送信電力指定値PTが+20dBm、バックオフ値PBが+5dBならば、それらの加算値+25dBmを「送信電力」として電源電圧制御テーブル106をサーチし、その値に対応する制御電圧値VCTRLとして0.75VをDC−DCコンバータ15へ出力する。制御電圧値VCTRL=0.75Vを入力したDC−DCコンバータ15は、それに対応する電源電圧Vccをパワーアンプ14へ供給する。 For example, if the transmission power designation value P T is +20 dBm and the back-off value P B is +5 dB, the power supply voltage control table 106 is searched with the added value +25 dBm as “transmission power”, and the control voltage value V corresponding to that value 0.75 V is output to the DC-DC converter 15 as CTRL . The DC-DC converter 15 to which the control voltage value V CTRL = 0.75V is input supplies the power supply voltage Vcc corresponding thereto to the power amplifier 14.

1.4)動作例
現在、基地局からの指令に基づいて信号条件として最もピークファクタの小さいものが指定され、それに対応するバックオフ値PBと送信電力指定値PTとの加算値に従ってパワーアンプ14の電源電圧Vccが決定され、送信RF信号が電力増幅されているものとする。
1.4) Example of operation Currently, the signal condition having the smallest peak factor is designated based on the command from the base station, and the power is determined according to the added value of the corresponding backoff value P B and transmission power designated value PT. It is assumed that the power supply voltage Vcc of the amplifier 14 is determined and the transmission RF signal is amplified.

この基準状態から信号条件の変更指令があると、まず信号条件指定部102はバックオフ算出部103へ更新された信号条件を通知する。バックオフ算出部103は通知された条件からパワーアンプ14に必要なバックオフ値PBを即座に決定し加算器104へ出力する。 When there is a signal condition change command from the reference state, first, the signal condition designating unit 102 notifies the back-off calculating unit 103 of the updated signal condition. The back-off calculation unit 103 immediately determines the back-off value P B necessary for the power amplifier 14 from the notified condition, and outputs it to the adder 104.

加算器104は、 バックオフ算出部103から出力されたバックオフ値PBと送信電力指定部101から出力された送信電力指定値PTとを加算し、その加算値を電源電圧制御部105へ出力する。電源電圧制御部105は、電源電圧制御テーブル106から加算値に対応する制御電圧値VCTRLを読み出し、DC−DCコンバータ15へ出力する。これにより更新された信号条件に合った電源電圧Vccがパワーアンプ14へ供給される。 The adder 104 adds the back-off value P B output from the back-off calculation unit 103 and the transmission power designation value P T output from the transmission power designation unit 101, and sends the addition value to the power supply voltage control unit 105. Output. The power supply voltage control unit 105 reads the control voltage value V CTRL corresponding to the added value from the power supply voltage control table 106 and outputs it to the DC-DC converter 15. As a result, the power supply voltage Vcc meeting the updated signal condition is supplied to the power amplifier 14.

一方、アナログベースバンド処理部11でも信号条件が変更され、変更された送信IQ信号が直交変調器12へ出力し、変調されたキャリア信号がバンドパスフィルタ13を通してパワーアンプ14により電力増幅される。信号条件変更後のRF信号がパワーアンプ14に入力すると同時に、更新された信号条件に合った電源電圧VccがDC−DCコンバータ15からパワーアンプ14へ供給される。これらのタイミングは、送信データおよび制御電圧VCTRLの両方を出力するデジタルベースバンド処理部10により合わせることができる。 On the other hand, the analog baseband processing unit 11 also changes the signal condition, outputs the changed transmission IQ signal to the quadrature modulator 12, and the power of the modulated carrier signal is amplified by the power amplifier 14 through the bandpass filter 13. The RF signal after the signal condition change is input to the power amplifier 14, and at the same time, the power supply voltage Vcc meeting the updated signal condition is supplied from the DC-DC converter 15 to the power amplifier 14. These timings can be adjusted by the digital baseband processing unit 10 that outputs both the transmission data and the control voltage VCTRL .

こうしてパワーアンプ14には、実際に送信するRF信号の送信電力にバックオフを考慮した電源電圧Vccが供給されることになるので、送信RF信号は歪み特性を満足し、また、低消費電力とすることができる。   In this way, the power amplifier 14 is supplied with the power supply voltage Vcc in consideration of the back-off to the transmission power of the RF signal to be actually transmitted. Therefore, the transmission RF signal satisfies the distortion characteristics and has low power consumption. can do.

2.第2実施形態
上述した第1実施形態では、パワーアンプ14の電源電圧Vccを制御することで消費電力の低減を考慮しつつパワーアンプ14の線形性を確保したが、第2実施形態によれば、直交変調されたRF信号を増幅するドライバアンプも同様に電源電圧制御を行うことで、さらに低消費電力化を可能にする。
2. Second Embodiment In the first embodiment described above, the linearity of the power amplifier 14 is ensured by taking into account the reduction in power consumption by controlling the power supply voltage Vcc of the power amplifier 14, but according to the second embodiment, The driver amplifier that amplifies the quadrature-modulated RF signal similarly performs power supply voltage control, thereby further reducing power consumption.

図3は本発明の第2実施形態による電源電圧制御装置を実装した無線通信装置の概略的ブロック図である。なお、図1に示す第1実施形態の装置と同じ機能を有するブロックには同一参照番号を付して詳細な説明は省略する。図3において、直交変調器12には、周知のようにI信号およびQ信号に対してそれぞれ直交するキャリア信号を乗算する乗算器と、乗算後の変調されたキャリア信号を加算する加算器とが設けられ、さらに、この直交変調出力をドライバアンプ107により増幅する。このドライバアンプ107の電源電圧VDCCは、デジタルベースバンド処理部10の電源電圧制御部201の制御に従ってDC−DCコンバータ203から供給される。 FIG. 3 is a schematic block diagram of a wireless communication device in which the power supply voltage control device according to the second embodiment of the present invention is mounted. Note that blocks having the same functions as those of the apparatus of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In FIG. 3, the quadrature modulator 12 includes, as is well known, a multiplier that multiplies carrier signals that are orthogonal to the I signal and Q signal, and an adder that adds the modulated carrier signals after multiplication. Further, this quadrature modulation output is amplified by a driver amplifier 107. The power supply voltage V DCC of the driver amplifier 107 is supplied from the DC-DC converter 203 under the control of the power supply voltage control unit 201 of the digital baseband processing unit 10.

メモリ16には、既に述べたパワーアンプ14用の電源電圧制御テーブル106に加えて、ドライバアンプ107用の電源電圧制御テーブル202が格納されている。電源電圧制御テーブル202には、電源電圧制御テーブル106と同様に、基準となる信号条件における各送信電力に対応したDC−DCコンバータ203の制御電圧値VCTRL-DAがテーブル形式で格納されている。この基準となる信号条件において、各送信電力値においてドライバアンプ107の歪み特性を満たしつつ、消費電力が最小となるように電源電圧VDCCが最適化されている。 The memory 16 stores a power supply voltage control table 202 for the driver amplifier 107 in addition to the power supply voltage control table 106 for the power amplifier 14 described above. Similarly to the power supply voltage control table 106, the power supply voltage control table 202 stores the control voltage value V CTRL-DA of the DC-DC converter 203 corresponding to each transmission power under the reference signal conditions in a table format. . Under this reference signal condition, the power supply voltage V DCC is optimized so that the power consumption is minimized while satisfying the distortion characteristics of the driver amplifier 107 at each transmission power value.

このような電源電圧制御テーブル106および202を用いて、電源電圧制御部105は、送信電力指定値PTとバックオフ値PBとの加算値(PT+PB)を「送信電力」として入力し、それに対応するパワーアンプ14用の制御電圧VCTRLとドライバアンプ107用の制御電圧値VCTRL-DAとをそれぞれ読み出し、DC−DCコンバータ15および203の制御電圧としてそれぞれ設定する。 Using such power supply voltage control tables 106 and 202, power supply voltage control section 105 inputs an addition value (P T + P B ) of transmission power designated value P T and backoff value P B as “transmission power”. Then, the control voltage V CTRL for the power amplifier 14 and the control voltage value V CTRL-DA for the driver amplifier 107 are read out and set as control voltages for the DC-DC converters 15 and 203, respectively.

3.第3実施形態
上述した第1実施形態では、バックオフ算出部103は、信号条件指定部102から次回送信する信号条件の情報を受け取ると、それに基づいてパワーアンプ14に必要なバックオフ値PBを算出したが、第3実施形態によれば、パワーアンプ14の温度特性および周波数特性を考慮することでバックオフ値PBの精度を更に向上させ、より低消費電力化を可能にする。
3. Third Embodiment In the first embodiment described above, when the back-off calculating unit 103 receives information on the signal condition to be transmitted next time from the signal condition designating unit 102, the back-off value P B required for the power amplifier 14 based on the received signal condition information. However, according to the third embodiment, the accuracy of the back-off value P B is further improved by considering the temperature characteristic and the frequency characteristic of the power amplifier 14, thereby enabling lower power consumption.

図4は本発明の第3実施形態による電源電圧制御装置を実装した無線通信装置の概略的ブロック図である。なお、図1に示す第1実施形態の装置と同じ機能を有するブロックには同一参照番号を付して詳細な説明は省略する。図4において、本実施形態におけるデジタルベースバンド処理部10には温度・周波数補正値算出部301が更に設けられている。温度・周波数補正値算出部301は、パワーアンプ14の温度特性および周波数特性を予めテーブルあるいは計算式の形式で保持しているが、これらのテーブルは不揮発性メモリ16に格納されてもよい。   FIG. 4 is a schematic block diagram of a wireless communication device in which the power supply voltage control device according to the third embodiment of the present invention is mounted. Note that blocks having the same functions as those of the apparatus of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In FIG. 4, the digital baseband processing unit 10 in this embodiment is further provided with a temperature / frequency correction value calculation unit 301. The temperature / frequency correction value calculation unit 301 holds the temperature characteristics and frequency characteristics of the power amplifier 14 in the form of a table or a calculation formula in advance, but these tables may be stored in the nonvolatile memory 16.

本実施形態では、パワーアンプ14の温度を測定する温度センサ(図示せず。)が設けられている。温度・周波数補正値算出部301は、測定された温度と送信すべき信号の周波数とを入力し、格納された温度特性および周波数特性を用いてバックオフ補正値を算出し、それをバックオフ算出部103へ出力する。バックオフ算出部103は、上述したように信号条件に基づいてバックオフ値を算出するが、その算出されたバックオフ値をバックオフ補正値で補正し、その結果をバックオフ値PBとして加算器104へ出力する。このように、パワーアンプ14の温度特性および周波数特性を考慮することでバックオフ値PBの精度を更に向上させ、消費電力を更に削減することができる。 In the present embodiment, a temperature sensor (not shown) that measures the temperature of the power amplifier 14 is provided. The temperature / frequency correction value calculation unit 301 inputs the measured temperature and the frequency of the signal to be transmitted, calculates a back-off correction value using the stored temperature characteristic and frequency characteristic, and calculates the back-off. Output to the unit 103. As described above, the back-off calculation unit 103 calculates the back-off value based on the signal condition, corrects the calculated back-off value with the back-off correction value, and adds the result as the back-off value P B. Output to the device 104. Thus, by taking into account the temperature characteristics and frequency characteristics of the power amplifier 14, the accuracy of the back-off value P B can be further improved and the power consumption can be further reduced.

4.第4実施形態
上述した第1〜第3実施形態における電源電圧制御部105あるいは201は、入力した加算値(PT+PB)を用いて、メモリ16に格納された電源電圧制御テーブル106あるいは202から対応する制御電圧を決定しDC−DCコンバータ15あるいは203へ出力したが、第4実施形態によれば、テーブルではなく計算式を用いて加算値(PT+PB)からDC−DCコンバータの制御電圧を決定する。
4). Fourth Embodiment The power supply voltage control unit 105 or 201 in the first to third embodiments described above uses the input addition value (P T + P B ) to store the power supply voltage control table 106 or 202 stored in the memory 16. The corresponding control voltage is determined and output to the DC-DC converter 15 or 203. However, according to the fourth embodiment, the calculated value of the DC-DC converter is calculated from the added value (P T + P B ) using a calculation formula instead of a table. Determine the control voltage.

図5は本発明の第4実施形態による電源電圧制御装置を実装した無線通信装置の概略的ブロック図である。なお、図1に示す第1実施形態の装置と同じ機能を有するブロックには同一参照番号を付して詳細な説明は省略する。図4において、本実施形態におけるデジタルベースバンド処理部10にはパワーアンプ14用の電源電圧制御部401が設けられ、制御電圧値VCTRLが加算値(PT+PB)の関数fとして定義されている。したがって、加算器104から加算値(PT+PB)を入力すると、計算により即座に対応する制御電圧値VCTRLをDC−DCコンバータ15へ出力することができる。 FIG. 5 is a schematic block diagram of a wireless communication device in which the power supply voltage control device according to the fourth embodiment of the present invention is mounted. Note that blocks having the same functions as those of the apparatus of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In FIG. 4, the digital baseband processing unit 10 in this embodiment is provided with a power supply voltage control unit 401 for the power amplifier 14, and the control voltage value V CTRL is defined as a function f of the added value (P T + P B ). ing. Therefore, when the addition value (P T + P B ) is input from the adder 104, the corresponding control voltage value V CTRL can be immediately output to the DC-DC converter 15 by calculation.

本発明は送信電力のピークファクタが変動しうる送信器における送信電力増幅用のパワーアンプの電源電圧制御装置一般に適用可能であり、そのような送信器を有する移動端末などの無線通信装置に適用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a power supply voltage control device for a power amplifier for transmission power amplification in a transmitter whose transmission power peak factor may vary, and can be applied to a wireless communication device such as a mobile terminal having such a transmitter. It is.

本発明の第1実施形態による電源電圧制御装置を実装した無線通信装置の概略的ブロック図である。It is a schematic block diagram of the radio | wireless communication apparatus which mounted the power supply voltage control apparatus by 1st Embodiment of this invention. 本実施形態で使用される電源電圧制御テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the power supply voltage control table used by this embodiment. 本発明の第2実施形態による電源電圧制御装置を実装した無線通信装置の概略的ブロック図である。It is a schematic block diagram of the radio | wireless communication apparatus which mounted the power supply voltage control apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態による電源電圧制御装置を実装した無線通信装置の概略的ブロック図である。It is a schematic block diagram of the radio | wireless communication apparatus which mounted the power supply voltage control apparatus by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態による電源電圧制御装置を実装した無線通信装置の概略的ブロック図である。It is a schematic block diagram of the radio | wireless communication apparatus which mounted the power supply voltage control apparatus by 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 デジタルベースバンド処理部
11 アナログベースバンド処理部
12 直交変調器
13 バンドパスフィルタ
14 パワーアンプ
15 パワーアンプ用DC−DCコンバータ
16 メモリ
101 送信電力指定部
102 信号条件指定部
103 バックオフ算出部
104 加算器
105 パワーアンプ用電源電圧制御部
106 パワーアンプ用電源電圧制御テーブル
107 ドライバアンプ
201 パワーアンプ/ドライバアンプ用電源電圧制御部
202 ドライバアンプ用電源電圧制御テーブル
203 ドライバアンプ用DC−DCコンバータ
301 温度・周波数補正値算出部
401 パワーアンプ用電源電圧制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Digital baseband process part 11 Analog baseband process part 12 Quadrature modulator 13 Band pass filter 14 Power amplifier 15 DC-DC converter 16 for power amplifiers Memory 101 Transmission power designation | designated part 102 Signal condition designation part 103 Back-off calculation part 104 Addition Power amplifier power supply voltage control section 106 Power amplifier power supply voltage control table 107 Driver amplifier 201 Power amplifier / driver amplifier power supply voltage control section 202 Driver amplifier power supply voltage control table 203 Driver amplifier DC-DC converter 301 Frequency correction value calculation unit 401 Power amplifier power supply voltage control unit

Claims (14)

ピークファクタが変化しうる高周波送信信号を増幅する増幅器のための電源電圧制御装置において、
予め定められた各送信電力と前記増幅器に供給すべき電源電圧値との対応関係を格納するメモリと、
送信すべき信号の信号条件から前記増幅器に必要なバックオフ値を指定するバックオフ指定手段と、
与えられた送信電力値に前記バックオフ値を加算した補正後の送信電力値を用いて前記メモリを参照し、前記補正後の送信電力に対応する電源電圧を前記増幅器へ設定する電源電圧設定手段と、
を有することを特徴とする増幅器の電源電圧制御装置。
In a power supply voltage control apparatus for an amplifier that amplifies a high-frequency transmission signal whose peak factor can change,
A memory for storing a correspondence relationship between each predetermined transmission power and a power supply voltage value to be supplied to the amplifier;
Back-off designating means for designating a back-off value necessary for the amplifier from a signal condition of a signal to be transmitted;
Power supply voltage setting means for referring to the memory using a corrected transmission power value obtained by adding the back-off value to a given transmission power value and setting a power supply voltage corresponding to the corrected transmission power in the amplifier When,
A power supply voltage control apparatus for an amplifier, comprising:
前記信号条件は、前記高周波送信信号のピークファクタを変化させる条件であることを特徴とする請求項1に記載の増幅器の電源電圧制御装置。   2. The power supply voltage control apparatus for an amplifier according to claim 1, wherein the signal condition is a condition for changing a peak factor of the high-frequency transmission signal. 前記対応関係はピークファクタが最小となる信号条件の時のものであることを特徴とする請求項1に記載の増幅器の電源電圧制御装置。   2. The power supply voltage control apparatus for an amplifier according to claim 1, wherein the correspondence relationship is a signal condition in which a peak factor is minimum. 前記増幅器は送信電力増幅用のパワーアンプであることを特徴とする請求項1に記載の増幅器の電源電圧制御装置。   2. The amplifier power supply voltage control apparatus according to claim 1, wherein the amplifier is a power amplifier for amplifying transmission power. 前記増幅器は前記パワーアンプより前段に設けられたドライバアンプであることを特徴とする請求項4に記載の増幅器の電源電圧制御装置。   5. The power supply voltage control apparatus for an amplifier according to claim 4, wherein the amplifier is a driver amplifier provided in front of the power amplifier. 前記電源電圧設定手段は、前記パワーアンプおよび前記ドライバアンプの双方の電源電圧を設定することを特徴とする請求項4に記載の増幅器の電源電圧制御装置。   5. The power supply voltage control apparatus for an amplifier according to claim 4, wherein the power supply voltage setting means sets power supply voltages for both the power amplifier and the driver amplifier. 前記増幅器の温度特性および周波数特性を利用してバックオフ補正値を算出する温度・周波数補正値生成手段を更に有し、
前記バックオフ指定手段は、前記バックオフ補正値により前記バックオフ値を補正することを特徴とする請求項1に記載の増幅器の電源電圧制御装置。
A temperature / frequency correction value generating means for calculating a backoff correction value using the temperature characteristic and frequency characteristic of the amplifier;
2. The power supply voltage control apparatus for an amplifier according to claim 1, wherein the back-off designating unit corrects the back-off value by the back-off correction value.
ピークファクタが変化しうる高周波送信信号を増幅する増幅器のための電源電圧制御方法において、
予め定められた各送信電力と前記増幅器に供給すべき電源電圧値との対応関係をメモリに格納し、
送信すべき信号の信号条件から前記増幅器に必要なバックオフ値を指定し、
与えられた送信電力値に前記バックオフ値を加算した補正後の送信電力値を用いて前記メモリに格納された対応関係から前記補正後の送信電力値に対応する電源電圧を前記増幅器へ供給する、
ことを特徴とする増幅器の電源電圧制御方法。
In a power supply voltage control method for an amplifier that amplifies a high-frequency transmission signal whose peak factor can change,
The correspondence between each predetermined transmission power and the power supply voltage value to be supplied to the amplifier is stored in the memory,
Specify the required back-off value for the amplifier from the signal condition of the signal to be transmitted,
A power supply voltage corresponding to the corrected transmission power value is supplied to the amplifier from the correspondence stored in the memory using the corrected transmission power value obtained by adding the back-off value to the given transmission power value. ,
A power supply voltage control method for an amplifier.
前記増幅器の温度特性および周波数特性を利用してバックオフ補正値を算出し、算出されたバックオフ補正値により前記バックオフ値を補正することを特徴とする請求項8に記載の増幅器の電源電圧制御方法。   9. The power supply voltage of the amplifier according to claim 8, wherein a back-off correction value is calculated using temperature characteristics and frequency characteristics of the amplifier, and the back-off value is corrected by the calculated back-off correction value. Control method. ピークファクタが変化しうる高周波送信信号を増幅する増幅器のための電源電圧制御をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
送信すべき信号の信号条件から前記増幅器に必要なバックオフ値を指定するステップと、
与えられた送信電力値に前記バックオフ値を加算した補正後の送信電力値を用いて、予め定められた各送信電力と前記増幅器に供給すべき電源電圧値との対応関係から前記補正後の送信電力値に対応する電源電圧を前記増幅器へ供給するステップと、
を有することを特徴とするプログラム。
In a program for causing a computer to execute power supply voltage control for an amplifier that amplifies a high-frequency transmission signal whose peak factor can change,
Designating the required back-off value for the amplifier from the signal conditions of the signal to be transmitted;
Using the corrected transmission power value obtained by adding the back-off value to the given transmission power value, the corrected transmission power value and the power supply voltage value to be supplied to the amplifier are determined from the correspondence relationship. Supplying a power supply voltage corresponding to a transmission power value to the amplifier;
The program characterized by having.
前記増幅器の温度特性および周波数特性を利用してバックオフ補正値を算出するステップを更に有し、算出されたバックオフ補正値により前記バックオフ値を補正することを特徴とする請求項10に記載のプログラム。   11. The method according to claim 10, further comprising a step of calculating a backoff correction value using temperature characteristics and frequency characteristics of the amplifier, and correcting the backoff value by the calculated backoff correction value. Program. 請求項1に記載の電源電圧制御装置を有する無線通信装置。   A wireless communication device comprising the power supply voltage control device according to claim 1. 請求項8に記載の電源電圧制御方法を実行するデジタルベースバンド処理部を有する無線通信装置。   A wireless communication apparatus having a digital baseband processing unit for executing the power supply voltage control method according to claim 8. 請求項10に記載のプログラムを実行するプロセッサを有する無線通信装置。   A wireless communication apparatus comprising a processor that executes the program according to claim 10.
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JP2012186568A (en) * 2011-03-03 2012-09-27 Nec Corp Power amplifier, control method thereof, control program thereof

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