極性調製器以及使用該極性調製器的無線通信裝置的製作方法
2023-04-23 03:22:11
專利名稱：極性調製器以及使用該極性調製器的無線通信裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及調製裝置，尤其涉及極性調製器(Polar modulator)以及使用該極性調製器的無線通信裝置。
背景技術：
人們希望能夠以有限的電池容量長時間地使用蜂窩電話。用於放大高頻信號並向天線提供發送功率的功率放大部分尤其會消耗大量功率。因此，提高功率放大部分的效率是很重要的。
各種通信系統在世界上已被廣泛使用，人們想要一種能配合多個通信系統使用的多模無線通信終端。但是，基於常規技術生產的多模無線通信終端不可避免地包括較多的組件，尤其是在無線部分，並且因此增加了尺寸和成本。為了實現多模無線通信終端，一個重要的目的是為多個通信系統共用部件。
已基於作為一種蜂窩電話標準的GSM(全球移動通信系統)開發出EDGE(增強型數據GSM環境)系統以提高通信速度。在EDGE系統中，常常採用極性調製(極性調製)系統作為無線發送部分中的調製系統。極性系統與作為常規調製系統的GMSK(經高斯濾波的最小移位鍵控)調製的發送電路配置高度兼容。
在與GSM系統和UMTS(通用移動電信系統)兼容的多模無線通信終端中，採用極性系統導致統一的平臺，並由此導致系統的簡化。
為了限制無線部分尺寸的增長，為多個通信系統共用諸如功率放大器等部件是有效的。但是，這一步驟一般會降低工作效率。此外，UMTS要求在從非常低的輸出到高輸出的範圍上能控制功率。因此，確保能可靠地獲得發送動態範圍也是很重要的。
在上述背景下提出了以下技術。
在美國專利第6,528,975號(以下稱為「專利文獻1」)的說明書中公開了用於為功率放大部分的極性調製操作控制電源部分的裝置。圖20是示出專利文獻1中所描述的極性調製器中振幅控制部分900的結構的框圖。
如圖20中所示，振幅控制部分900包括輸入端901、DAC(數模轉換器)902、控制器903、比較器904、運算放大器905、電流監視器906、電源端907、負載908、電晶體909以及電源端910。
從輸入端901輸入的振幅數據經由DAC 902被輸入到運算放大器905。運算放大器905的輸出電壓經由電流監視器906被輸入到電晶體909的基極。由此，電晶體909基於從電源端910輸入的供電電壓Vbat放大輸入到基極的信號，並輸出經放大的信號作為已調製信號電壓Vm(t)。負載908是功率放大器。電晶體909使用已調製信號電壓Vm(t)來調製作為負載908連接到電晶體909的功率放大器的電源端907。已調製信號電壓Vm(t)被反饋給運算放大器905。運算放大器905對從DAC 902輸出的已調製信號和反饋的已調製信號電壓Vm(t)進行比較，並調整輸出電壓。
在電晶體909的發射極和集電極之間有0.1V的飽和電壓。因此，電晶體909的電源電源Vbat需要比已調製信號電壓Vm(t)的最大值至少高0.1V。否則，電晶體909會飽和並變得不能工作。當電晶體909飽和時，電流流入其基極。電流監視器906監視流入基極的電流，並將監視結果傳送給比較器904。比較器904確定電流監視器906監視到的電流是否大於等於預定閾值。當該電流等於或大於預定閾值時，比較器904將此信息傳送給控制部分903。據此，控制部分903降低DAC 902的輸出電壓的最大值，直至比較器904停止傳送經由電流監視器906電流等於或大於預定閾值的信息。通過如上所述地降低DAC 902的輸出電壓的最大值，就可保持Vbat比已調製信號電壓Vm(t)的最大值至少高0.1V。由此可防止電晶體909飽和。
當給電晶體909的電源端910提供足夠高的供電電壓Vbat時，上述控制就不必要了。但是，供電電壓Vbat通常是從電池提供的。據此，當電池容量降低時，上述控制就變得必要。亦即，當使用專利文獻1中所描述的放大控制部分900時，即使供電電壓Vbat由於電池電壓降低而降低，也可實現穩定工作且電晶體909不會飽和。
在美國專利第6,242,975號(以下稱為「專利文獻2」)的說明書中公開了極性調製器中擴大動態範圍的示例。圖21是示出專利文獻2中所描述的極性調製器923的結構的框圖。
如圖21中所示，極性調製器923包括包絡提取器/調節器911、可變放大器912、功率放大器913和正交調製器914。I(同相)基帶信號和Q(正交)基帶信號被輸入到包絡提取器/調節器911。包絡提取器/調節器911輸出使振幅分量(I2+Q2)1/2為恆量的Ic信號和Qc信號，並輸出指示I和Q基帶信號的包絡分量的振幅信號。可變放大器912將大於預定值的振幅信號的分量調整到預定值。正交調製器914基於所輸入的Ic信號和Qc信號生成相位已調製信號，並將相位已調製信號輸出到功率放大器913。由可變放大器912對振幅信號的振幅進行調整，然後將其輸入到功率放大器913的供電部分。功率放大器913使用振幅信號來對相位已調製信號的振幅進行調製，並輸出已調製的信號。包絡提取器/調節器911調節振幅信號的振幅。通過這一操作，就降低了已調製信號的峰均功率比(PAPR)，即最大值與平均值的比率。結果是抑制了振幅信號的變化寬度，並由此擴大了動態範圍。
在動態範圍被擴大的情形中，功率放大器部分中所使用的放大元件的線性範圍也被擴大了。
圖22是示出使用IS95系統的蜂窩電話的輸出中振幅信號的相鄰信道漏洩功率(ACP)與PAPR之間的關係。在發送功率是例如1980MHz的情形中，當PAPR等於或大於10dB時ACP不增加。作為對比，當PAPR小於4.2dB時，ACP超出預定值-54dBc的範圍。亦即，只要振幅信號的PAPR被調整為等於或大於4.2dB，ACP就永遠不會超出指定值的範圍。因此，包絡提取器/調節器911調節振幅信號的振幅以使其不超出指定值的範圍。以此方式，就可獲得比如上所述的不調整PAPR的情形最多大6dB的平均輸出。結果是擴大了動態範圍。
美國專利申請公開第2005/0008093號(以下稱為「專利文獻3」)的說明書中公開了極性調製器中擴大動態範圍的另一示例。圖23是示出專利文獻3中所描述的極性調製器922的結構的框圖。
如圖23中所示，極性調製器922包括振幅信號輸入端915、振幅調節電路916、電壓控制電路917、相位信號輸入端918、角調製器919、功率放大器920和輸出端921。
角調製器919調製所輸入的相位信號的幅角。當輸入振幅信號的振幅變為小於第一值時，振幅調節電路916和電壓控制電路917對振幅信號的波形進行整形，以將振幅信號中振幅小於第一值的部分的振幅增大到第一值。當輸入振幅信號的振幅變為大於第二值(第二值大約第一值)時，振幅調節電路916和電壓控制電路917對振幅信號的波形進行整形，以將振幅信號中振幅大於第二值的部分的振幅減小到第二值。功率放大器920使用從電壓控制電路917輸出的信號來調製從角調製器919輸出的經角調製的波的振幅，並由此輸出振幅已調製的電壓。通過這一操作，就可調整輸入到功率放大器920的振幅信號的最大值。由此，即使功率放大器920中所使用的放大元件在很寬的範圍裡不具有線性性，仍可獲得具有很少畸變的合乎需要的信號。由此擴大了動態範圍。作為對比，當採用專利文獻3中所示的結構時，可使用具有較小線性範圍但消耗較少量功率的功率放大器。在此情形中可提高效率。
專利文獻1中所描述的技術具有以下問題。在專利文獻1中所描述的結構中，當供電電壓Vbat降低時，振幅控制部分900在不使電晶體909飽和的最大可能的振幅已調製電壓Vm(t)工作。據此，當供電電壓Vbat降低時，可實現很高的工作效率。但是，當供電電壓Vbat顯然比振幅已調製電壓Vm(t)的最大值高至少0.1V時，例如就在電池被充電之後，功率的使用效率會降低。隨著無線通信速度和容量的增加，人們需要發送電路能越來越高效地工作。在從為其提供了固定供電電壓值的串聯調節器向功率放大器輸入振幅信號以執行極性調製的結構中，最重要的是要抑制這些串聯調節器中的損耗以實現高效率的工作。但是，在專利文獻1的振幅控制部分900中，當供電電壓很高時，效率就降低了，這是我們所希望的。
專利文獻2和3中所描述的結構可擴大動態範圍和提高效率，但它們具有以下問題。專利文獻2和3的技術通過減小功率放大器的大小來提高效率。但是在例如為GSM系統和UMTS共用一個極性調製器時，功率放大器的大小不能被減小。原因在於標準確定EDGE系統或UMTS的操作的最大輸出小於GMSK系統的操作的最大輸出，因此功率放大器的大小是由GMSK調製操作的最大輸出確定的。
ACP的指定值根據所使用的調製系統而改變。專利文獻2和3中所描述的技術通過控制振幅信號的振幅以使其均勻來控制PAPR，並由此來擴大動態範圍。但是，當有多個調製系統可用時，對振幅信號的振幅這樣的均勻化可能會導致無法確保能可靠地獲得動態範圍。作為對比，當提高振幅信號的調節值以確保能可靠地獲得動態範圍時，效率可能會降低，或者信號可能會產生畸變。
如上所述，常規技術在提高功率利用效率和/或擴大動態範圍上是不夠的。特別是在有多個調製系統可用時，例如在多模操作中，以常規技術很難提高功率利用效率和/或擴大動態範圍。
據此，本發明的一個目的是提供一種能夠提高功率利用效率和/或擴大動態範圍的極性調製器以及使用該極性調製器的無線通信裝置。
發明內容
本發明針對極性調製器。為了實現上述目的，根據本發明第一方面的極性調製器包括功率放大部分；相位調製部分，用於生成包括相位信息的第一已調製信號；振幅信號控制部分，用於生成包括振幅信息的第二已調製信號；波形整形部分，用於在第二已調製信號的振幅大於預定調節值時，生成作為對第二已調製信號的波形進行整形的結果所獲得的波形經整形的已調製信號，以使第二已調製信號中振幅超過預定調節值的部分的振幅變為等於或小於該預定調節值；電壓控制部分，用於輸出供電電壓；以及振幅已調製電壓提供部分，用於基於從電壓控制部分輸出的供電電壓使用電晶體來對波形經整形的已調製信號進行放大，並向功率放大部分提供經放大的信號作為振幅已調製電壓。功率放大部分基于振幅已調製電壓來將第一已調製信號放大，並由此輸出作為對第一已調製信號的振幅進行調製的結果所獲得的第三已調製信號；而波形整形部分根據改變功率放大部分所產生的畸變功率的因素來調整預定調節值，以使在功率放大部分中產生的ACP變為等於或小於第一預定值，或使接收頻帶處的功率等於或小於第二預定值。
在第一已調製信號的功率值是改變功率放大部分所產生的畸變功率的因素的情形中，波形整形部分根據第一已調製信號的功率值來調整預定調節值。在第二已調製信號的振幅值是改變功率放大部分所產生的畸變功率的因素的情形中，波形整形部分可根據第二已調製信號的振幅值來調整預定調節值。
在控制信道中所顯示的增益與數據信道中所顯示的增益的組合是改變峰均功率比(PAPR)的因素的情形中，波形整形部分改變所使用的副載波的個數或是所使用的調製系統。在所使用的副載波的個數是改變峰均功率比(PAPR)的因素的情形中，波形整形部分可根據所使用的副載波的調製規則來調整預定調節值。在極性調製器能夠使用多種調製系統中的任何一種來輸出信號、並且所使用的調製系統是改變峰均功率比(PAPR)的因素的情形中，波形整形部分可根據所使用的調製系統來調整預定調節值。
優選的是，極性調製器還包括存儲器部分，用於存儲由波形整形部分設置的預定調節值；並且波形整形部分從存儲器部分讀取預定調節值，並由此調整預定調節值。優選的是存儲器部分中存儲了與功率放大部分的多種不同輸出功率對應的逐步調節值。
電壓控制部分可包括多個DC電源，它們能夠輸出多個互不相同的供電電壓；振幅已調製的電壓提供部分可包括對應於這多個DC電源而分別提供的多個串聯調節器，這多個串聯調節器每一個都是用於基於相應的供電電壓使用電晶體來對波形經整形的已調製信號進行放大，並將經放大的信號提供給功率放大部分以作為振幅已調製電壓；並且極性調製器還可包括切換部分，用於將由波形整形部分所生成的波形經整形的已調製信號輸入到這多個串聯調節器中的任何一個。
在極性調製器能夠使用多種調製系統中的任何一種來輸出信號、並且所使用的調製系統是改變功率放大部分所產生的畸變功率的因素的情形中，波形整形部分可根據所使用的調製系統來調整預定調節值，而切換部分可根據所使用的調製系統來選擇要輸入波形經整形的已調製信號的串聯調節器。
根據本發明第二方面的極性調製器包括功率放大部分；相位調製部分，用於生成包括相位信息的第一已調製信號；振幅信號控制部分，用於生成包括振幅信息的第二已調製信號；電壓控制部分，用於輸出供電電壓；以及振幅已調製電壓提供部分，用於基於從電壓控制部分輸出的供電電壓使用電晶體來對第二已調製信號進行放大，並將經放大的信號提供給功率放大部分以作為振幅已調製電壓。功率放大部分基于振幅已調製電壓來對第一已調製信號進行放大，並由此輸出作為對第一已調製信號的振幅進行調製的結果所獲得的第三已調製信號；而電壓控制部分向振幅已調製電壓提供部分提供基於從電晶體輸出的振幅已調製電壓的最大值所獲得的電壓作為供電電壓。
優選的是，電壓控制部分是切換調節器；從電池給切換調節器提供電壓；並且電壓控制部分向振幅已調製電壓提供部分提供一電壓作為供電電壓，該電壓比作為振幅已調製電壓的最大值與基於電晶體的飽和電壓所確定的恆定電壓加起來的結果的結果所獲得的電壓高、而比從電池提供的電壓低。
極性調製器還包括電壓測量部分，用於檢測從振幅已調製電壓提供部分輸出的振幅已調製電壓的最大值；以及電壓控制部分，用於向振幅已調製電壓提供部分提供基於電壓測量部分所檢測到的振幅已調製電壓的最大值所獲得的供電電壓。
電壓控制部分可基于振幅信息獲得振幅已調製電壓的最大值，並向振幅已調製電壓提供部分提供基於所獲得的最大值而得到的電壓作為供電電壓。電壓控制部分可向振幅已調製電壓提供部分提供作為振幅已調製電壓的最大值與基於電晶體的飽和電壓所確定的恆定電壓加起來的結果而得到的電壓作為供電電壓。
極性調製器還可包括波形整形部分，用於在第二已調製信號的振幅大於預定調節值時，生成作為對第二已調製信號的波形進行整形、以使第二已調製信號的振幅超過預定調節值的部分的振幅變為等於或小於該預定調節值的結果所獲得的波形經整形的已調製信號；並且振幅已調製電壓提供部分可使用電晶體對波形經整形的已調製信號而不是第二已調製信號進行放大，並向功率放大部分提供經放大的信號作為振幅已調製電壓。
優選的是電壓控制部分向振幅已調製電壓提供部分提供作為預定調節值與基於電晶體的飽和電壓確定的恆定電壓加起來的結果所獲得的電壓作為供電電壓。優選的是波形整形部分根據改變功率放大部分所產生的畸變功率的因素來調整預定調節值，以使功率放大部分中所產生的ACP變為等於或小於第一預定值，或使接收頻帶處的功率變為等於或小於第二預定值。
電壓控制部分可包括多個DC電源，它們能夠輸出多個互不相同的供電電壓；振幅已調製電壓提供部分可包括對應於這多個DC電源而分別提供的多個串聯調節器，這多個串聯調節器每個都是用於基於相應的供電電壓使用電晶體來對第二已調製信號進行放大，並向功率放大部分提供經放大的信號作為振幅已調製電壓；極性調製器還可包括切換部分，用於向這多個串聯調節器中的任何一個輸入第二已調製信號；並且電壓控制部分可基於從所使用的串聯調節器中所包括的電晶體輸出的振幅已調製電壓的最大值來選擇所使用的DC電源，並向振幅已調製電壓提供部分提供從所使用的DC電源輸出的電壓作為供電電壓。在此情形中，極性調製器能夠使用多種調製系統中的任何一種來輸出信號；並且切換部分優選根據所使用的調製系統來選擇要輸入第二已調製信號的串聯調節器。
根據本發明第三方面的極性調製器包括功率放大部分；相位調製部分，用於生成包括相位信息的第一已調製信號；振幅信號控制部分，用於生成包括振幅信息的第二已調製信號；電壓控制部分，用於輸出供電電壓；以及振幅已調製電壓提供部分，用於基於從電壓控制部分輸出的供電電壓使用電晶體來對第二已調製信號進行放大，並向功率放大部分提供經放大的信號作為振幅已調製電壓。功率放大部分基于振幅已調製電壓對第一已調製信號進行放大，並由此輸出作為對第一已調製信號的振幅進行調製的結果所獲得的第三已調製信號；而電壓控制部分向振幅已調製電壓提供部分提供使電晶體在恆定電流區工作的供電電壓。
通常，當電晶體是雙極型電晶體時，恆定電流區是非飽和區；而當電晶體是MOS電晶體時，恆定電流區是飽和區。
極性調製器還可包括波形整形部分，用於在第二已調製信號的振幅大於預定調節值時，生成作為對第二已調製信號的波形進行整形、以使第二已調製信號的振幅超過預定調節值的部分的振幅變為等於或小於該預定調節值的結果所獲得的波形經整形的已調製信號；而振幅已調製電壓提供部分可使用電晶體來對波形經整形的已調製信號而不是第二已調製信號進行放大，並向功率放大部分提供經放大的信號作為振幅已調製電壓。
優選的是，電壓控制部分向振幅已調製電壓提供部分提供作為預定調節值與基於電晶體的飽和電壓所獲得的恆定電壓加起來的結果而得到的電壓作為供電電壓。優選的是，波形整形部分根據改變功率放大部分所產生的畸變功率的因素來調整預定調節值，以使功率放大部分中所產生的ACP變為等於或小於第一預定值，或使接收頻帶處的功率變為等於或小於第二預定值。
電壓控制部分可包括多個DC電源，它們能夠輸出多個互不相同的供電電壓；振幅已調製電壓提供部分可包括對應於這多個DC電源分別提供的多個串聯調節器，這多個串聯調節器每個都用於基於相應的供電電壓使用電晶體來對第二已調製信號進行放大，並向功率放大部分提供經放大的信號作為振幅已調製電壓；極性調製器還可包括切換部分，用於向這多個串聯調節器中的任何一個輸入第二已調製信號；而電壓控制部分可基於從所要使用的串聯調節器中所包括的電晶體輸出的振幅已調製電壓的最大值來選擇所要使用的DC電源，並向振幅已調製電壓提供部分提供從所要使用的DC電源輸出的電壓作為供電電壓。
在極性調製器能夠使用多種調製系統中的任何一種來輸出信號的情形中，切換部分可根據所要使用的調製系統來選擇要輸入第二已調製信號的串聯調節器。
本發明還針對一種使用電池作為電源的無線通信裝置。為了實現上述目的，一種根據本發明的無線通信裝置包括基帶部分，用於產生和處理基帶信號；發送部分，用於將基帶部分所產生的基帶信號轉換為發送信號；天線部分，用於對接收信號進行接收；接收部分，用於將接收信號轉換為基帶信號，並向基帶部分輸入該基帶信號；以及共用部分，用於將發送信號傳送到天線部分，並將接收信號傳送到接收部分。發送部分包括根據第一到第三方面中的任何一個的極性調製器，用於將基帶信號轉換為發送信號。
根據以上所描述的本發明的極性調製器，從功率放大部分輸出的第三已調製信號中所包括的ACP可等於或小於預定值。亦即，即使功率放大部分中所使用的放大元件在很寬的範圍裡不具有線性性，該極性調製器仍可通過限制第二已調製信號的峰值來獲得其畸變分量被抑制的第三已調製信號。此外，根據本發明的極性調製器可防止不必要的電壓被提供給振幅已調製電壓提供部分，並因此可提高功率的使用效率。根據本發明的極性調製器還可防止每個串聯調節器的電晶體飽和。由此，可向功率放大部分提供準確的振幅已調製電壓，並使準確的調製成為可能。通過在無線通信裝置的發送部分中使用根據本發明的極性調製器，就可縮減該無線通信裝置的尺寸和成本。
如上所述，本發明提供一種用於提高功率使用效率和/或擴大動態範圍的極性調製器、以及一種使用該極性調製器的無線通信裝置。
當結合附圖考慮以下對本發明的詳細描述，本發明的這些及其它目的、特徵、方面和優點將會變得更為明確。
附圖簡述
圖1是示出根據本發明的第一實施例的極性調製器100的功能結構的框圖。
圖2示出振幅已調製電壓提供部分105及其附近元件的連接的電路配置。
圖3A示出在波形整形部分104不進行峰值限幅時從功率放大部分102輸出的第三已調製信號的波形。
圖3B示出當波形整形部分104執行峰值限幅時從功率放大部分102輸出的第三已調製信號的波形。
圖4A示出示意當波形整形部分104不進行峰值限幅時PAPR與指定值之間的關係的功率譜。
圖4B示出示意當波形整形部分104進行峰值限幅時PAPR與指定值之間的關係的功率譜。
圖4C示出示意當波形整形部分104不進行峰值限幅時PAPR與指定值之間的關係的功率譜。
圖4D示出示意當波形整形部分104進行峰值限幅時PAPR與指定值之間的關係的功率譜。
圖5示出第三已調製信號的功率譜。
圖6是示出在使用HPSK(混合式相移監視)系統和EDGE系統作為調製系統的情形中PAPR與由於調製產生的畸變所引起的ACP之間的關係的示意圖。
圖7是示出HSDPA系統中兩個信道電壓比βd∶βc∶βhs的情況下PAPR與ACP之間的關係的示意圖。
圖8是示出在預定峰值限幅值被存儲在存儲器部分中的情形中極性調製器100a的功能結構的框圖。
圖9是示出根據本發明第二實施例的極性調製器200的功能結構的框圖。
圖10是示出根據本發明第三實施例的極性調製器300的功能結構的框圖。
圖11示出振幅已調製電壓提供部分305及其附近元件的連接的電路配置。
圖12是示出使用電壓測量部分308來獲得振幅已調製電壓Vm(t)的最大值的極性調製器300a的功能結構的框圖。
圖13示出供電電壓Vdc的取值範圍。
圖14是示出根據本發明第四實施例的極性調製器400的功能結構的框圖。
圖15A示出由電壓控制部分306b執行的控制。
圖15B示出由電壓控制部分306b執行的控制。
圖16A示出當PAPR為2.5dB時HPSK信號的振幅已調製電壓Vm(t)和供電電壓Vdc。
圖16B示出當PAPR為1.5dB時HPSK信號的振幅已調製電壓Vm(t)和供電電壓Vdc。
圖17是示出根據本發明第五實施例的極性調製器500的功能結構的框圖。
圖18是示出根據本發明第六實施例的極性調製器600的功能結構的框圖。
圖19是示出根據本發明第七實施例的無線通信裝置700的功能結構的框圖。
圖20是示出專利文獻1中所描述的極性調製器的振幅控制部分900的結構的框圖。
圖21是示出專利文獻2中所描述的極性調製器923的結構的框圖。
圖22是示出使用IS95系統的蜂窩電話的輸出中振幅信號的ACP與PAPR之間的關係的示意圖。
圖23是示出專利文獻3中所描述的極性調製器922的結構的框圖。
實現本發明的最優模式以下將參考附圖以實施例的方式來描述本發明。
(第一實施例)圖1是示出根據本發明第一實施例的極性調製器100的功能結構的框圖。如圖1中所示，極性調製器100包括相位調製部分101、功率放大部分102、振幅信號控制部分103、波形整形部分104、振幅已調製電壓提供部分105和電壓控制部分106。
基帶部分(圖1中未示出)將基帶信號分解為振幅數據(I)和相位數據(Q)。在使用例如QPSK(正交相移鍵控)信號作為基帶信號時，基帶部分將QPSK信號分解為振幅數據和相位數據。振幅數據被輸入到振幅信號控制部分103。相位數據被輸入到相位調製部分101。
相位調製部分101基於相位數據產生包括相位信息的第一已調製信號Vp(t)，並向功率放大部分102輸出第一已調製信號Vp(t)。第一已調製信號Vp(t)是具有恆定包絡的相位已調製信號。
振幅信號控制部分103基于振幅數據生成包括振幅信息的第二已調製信號，並向波形整形部分104輸出第二已調製信號。第二已調製信號表示基帶信號的包絡分量。
波形整形部分104具有對第二已調製信號進行限幅的功能。由波形整形部分104設置的限幅值將被稱為「峰值限幅值」。峰值限幅值一般由PAPR的指標定義，並根據使用條件按需調整。當從振幅信號控制部分103輸出的第二已調製信號的振幅大於預定峰值限幅值時，波形整形部分104對第二已調製信號的波形進行整形，以使第二已調製信號振幅超過預定的峰值限幅值的部分的振幅等於或小於預定的峰值限幅值，並輸出所得的信號作為波形經整形的已調製信號。
波形整形部分104接收振幅控制信號。振幅控制信號包括作為改變從功率放大部分102產生的畸變功率(由畸變產生的功率)的因素的信息。改變畸變功率的因素是例如第一已調製信號的功率值的變化和第二已調製信號的振幅值的變化。改變PAPR的因素還改變畸變功率。改變PAPR的因素是例如控制信道中所顯示的增益(稍後詳細描述)與數據信道中所顯示的增益(稍後詳細描述)的組合、在多載波調製系統中使用的副載波的個數、以及所要使用的調製系統(信號的類型)等。功率放大部分102所產生的畸變功率由上述各種因素改變，但所有這些因素都是其中構建了極性調製器100的無線通信裝置中可獲得的信息。改變畸變功率的這些信息被包括在振幅控制信號中。振幅控制信號從基帶部分(圖1中未示出)被輸入到波形整形部分104。
波形整形部分104根據所輸入的振幅控制信號來調整其中所設置的預定的峰值限幅值。亦即，波形整形部分104根據改變功率放大部分102所產生的畸變功率的因素來調整預定的峰值限幅值。預定的峰值限幅值並非可以是任意值。當第二已調製信號的峰值降低量過大時，功率放大部分102中就會產生過量的畸變分量(ACP)，並且畸變分量的量可能會超出指定值的範圍。據此，波形整形部分104調整其中所設置的峰值限幅值，以使功率放大部分102中所產生的ACP變為等於或小於指定值(第一預定值)。調整峰值限定值的具體示例將在稍後描述。
功率控制部分106向振幅已調製電壓提供部分105輸出供電電壓。通常從圖1中未示出的電池給功率控制部分106提供DC電源，但本發明並不一定需要電池。優選的是，功率控制部分106是切換調節器。在功率控制部分106是切換調節器的情形中，從電池提供的DC電壓可被高效地轉換為供電電壓，由此可高效地操作整個極性調製器100。
振幅已調製電壓提供部分105包括用於激勵功率放大部分102的電晶體。振幅已調製電壓提供部分105基於從電壓控制部分106輸入的供電電壓使用電晶體將從波形整形部分104輸入的波形經整形的已調製信號放大，並向功率放大部分102提供經放大的信號作為振幅已調製電壓Vm(t)。
圖2示出振幅已調製電壓提供部分105及其附近元件的連接的電路配置。如圖2中所示，從電池107給電壓控制部分106提供DC電壓。從電壓控制部分106給振幅已調製電壓提供部分105提供電壓。振幅已調製電壓提供部分105包括電晶體1051、運算放大器1052、以及電阻1053和1054。電晶體1051的基極被連接到運算放大器1052的輸出。電晶體1051的集電極被連接到來自電壓控制部分106的供電電壓。電阻1053被連接在電晶體1051的發射極與運算放大器1052的一個輸入之間。運算放大器1052的這一個輸入經由電阻1054接地。從波形整形部分104將波形經整形的已調製信號輸入到運算放大器1052的另一輸入。振幅已調製電壓提供部分105除串聯調節器以外還可有任何其它結構，只要其能將波形經整形的已調製信號放大。振幅已調製電壓提供部分105中所使用的電晶體並不限於雙極型電晶體，而是也可以是MOS電晶體。由電晶體1051放大的波形經整形的已調製信號作為振幅已調製電壓Vm(t)被提供給功率放大部分102。
功率放大部分102基於從振幅已調製電壓提供部分105輸入的振幅已調製電壓Vm(t)將從相位調製部分101輸入的第一已調製信號Vp(t)放大(即，將第一已調製信號Vp(t)與振幅已調製電壓Vm(t)混頻)，由此輸出作為對第一已調製信號Vp(t)的振幅進行調製的結果所獲得的第三已調製信號。
圖3A示出在波形整形部分104不進行峰值限幅時從功率放大部分102輸出的第三已調製信號的波形。圖3B示出在波形整形部分104進行峰值限幅時從功率放大部分102輸出的第三已調製信號的波形。如圖3A中所示，當不進行峰值限幅時，第三已調製信號的最大值隨時間而改變。據此，當電壓的最大值在功率放大部分102中不具有線性性的範圍內時，功率放大部分102可抑制畸變分量。當電壓的最大值在功率放大部分102中具有線性性的範圍內時，並非絕對需要進行峰值限幅。
如圖3B中所示，作為對比，當第二已調製信號的振幅被調整到在功率放大部分102中不產生畸變分量的預定峰值限幅值時，第三已調製信號的最大值必定在功率放大部分102中具有線性性的範圍內。因此，電壓的最大值永遠不會在功率放大部分102中不具有線性性的範圍內。由此，動態範圍得以擴大。
功率放大部分102中所產生的畸變功率的量由各種因素改變。在此說明書中，此類因素被成為「改變畸變功率的因素」。通過指定改變畸變功率的因素，就能更容易地實現本發明的第一實施例。
改變畸變功率的第一因素是第一已調製信號的功率值。例如，可改變第一已調製信號的功率值以改變功率放大部分102的輸出功率。當加大第一已調製信號的功率值時，功率放大部分102中更容易產生畸變功率。在產生畸變功率的因素是功率放大部分102中線性性的退化的情形中，波形整形部分104減小其中所設置的預定的峰值限幅。通過這一操作，就可抑制功率放大部分102中所產生的畸變功率。波形整形部分104優選以此方式根據第一已調製信號的功率值來調節預定的峰值限幅。波形整形部分104可通過檢測相位調製部分101所生成的第一已調製信號，或基於從基帶部分(圖1中未示出)輸入的相位信息來獲得第一已調製信號的功率值。在產生畸變功率的因素不是功率放大部分102中線性性的衰退的情形中，優選的是使用第一已調製信號來設置適當的PAPR，以使功率放大部分102所輸出的畸變功率滿足指定值。
改變畸變功率的第二因素是第二已調製信號的振幅值。例如，可改變第二已調製信號的振幅值以改變功率放大部分102的輸出功率。當加大第二已調製信號的振幅值時，功率放大部分102中更易產生畸變功率。在此情形中，波形整形部分104減小其中所設置的預定的峰值限幅。通過這一操作，就可抑制功率放大部分102中所產生的畸變功率。波形整形部分104優選以此方式根據第二已調製信號的振幅值來調整預定的上限幅值。波形整形部分104基於例如第二已調製信號的最大振幅值來調整預定的上限幅值。波形整形部分104可通過檢測振幅信號控制部分103所生成的第二已調製信號，或基於從基帶部分(圖1中未示出)輸入的振幅信息來獲得第二已調製信號的振幅值。在產生畸變功率的因素不是功率放大部分102中線性性的衰退時，優選的是使用第二已調製信號來設置適當的PAPR，以使功率放大部分102所輸出的畸變功率滿足指定值。
改變畸變功率的第三因素是改變PAPR的因素。圖4A示出示意當波形整形部分104不進行峰值限幅時PAPR與指定值之間的關係的功率譜。在圖4A中，PAPR是3.5dB。圖4B示出示意當波形整形部分104進行峰值限幅時PAPR與指定值之間的關係的功率譜。在圖4B中，PAPR是1.5dB。
如圖4A和4B中所示，可以理解，通過進行峰值限幅，就增大了從所需信道向相鄰信道的漏洩。亦即，當因峰值限幅而降低了PAPR時，ACP就增大了。由此，ACP部分地超出了指定值的範圍，如圖4B中點線圓圈所示。調製特性的此類退化是因為峰值限幅(振幅限幅)使振幅信號的波形發生變形而造成的。據此，對PAPR簡單的減小是不理想的。事實上，調製特性的退化還是由功率振幅部分102中放大元件的非線性性等造成的。據此，波形整形部分104需要在考慮到調製特性的衰退中有多少是除峰值限幅(振幅限幅)以外的其它因素造成的情況下，將峰值限幅值設置為可獲得合適的PAPR。在圖4A和圖4B中所示的示例中，波形整形部分104優選確定預定的峰值限幅值以使PAPR為2.0dB。在PAPR為2.0dB，略大於1.5dB的情形中，ACP到指定值就可有一定的裕量。考慮到功率放大部分102的非線性性，2.0dB的PAPR是合適的。
當產生改變PAPR的因素時，使ACP不超出指定值範圍的合適的峰值限幅值也會改變。因此，波形整形部分104優選根據改變PAPR的因素來確定預定的峰值限定值。
改變PAPR的第一因素是所要使用的調製系統的改變。在如多模蜂窩電話等由多種調製系統可使用的情形中，PAPR根據調製系統而改變。根據調製系統，可容許的ACP指定值也會改變。據此，波形整形部分104優選根據所使用的調製系統來調整預定的峰值限幅值。
圖5示出第三已調製信號的功率譜。在圖5中，指定值以實線表示。QPSK信號的功率譜B在指定值範圍內。作為對比，QPSK的功率譜A在指定值範圍外。除非峰值限幅值合適，否則ACP可能會如功率譜A所示地超出指定值的範圍。
據此，作為根據所使用的調製系統來調整峰值限幅值的先決條件，波形整形部分104需要準備適合所要使用的調製系統的峰值限幅值。在準備了適合所要使用的調製系統的峰值限幅值的情況下，波形整形部分104根據所要使用的調製系統來調整峰值限幅值。
當在不具有線性性的範圍裡激勵功率放大部分102時，ACP就會增大，並且接收頻帶處的功率也會增大。據此，即使是使用了使ACP保持在指定值範圍內的峰值限幅值，如果接收頻帶處的功率不在指定值(第二預定值)的範圍內，則仍需基於接收頻帶處的功率來重新調整這一峰值限幅值。亦即，波形整形部分104可調整預定的峰值限幅值，以使接收頻帶處的該值變為等於或小於第二預定值。
將參考圖4C和圖4D來描述功率放大部分中所產生的ACP與接收頻帶處的功率之間的關係。以上參考圖4A和圖4B所給出的描述是關於從所需信道向相鄰信道的漏洩。在此將參考圖4C和圖4D來描述由於調製所產生的畸變所引起的接收頻帶處功率的增大。圖4C示出表示當波形整形部分104不進行峰值限幅時PAPR與指定值之間的關係的功率譜。在圖4C中，PAPR是3.5dB。圖4D示出表示當波形整形部分進行峰值限幅時PAPR與指定值之間的關係的功率譜。在圖4D中，PAPR是3.0dB。
如以上參考圖4A和圖4B所述，當因峰值限幅而造成PAPR減小時，ACP將會增大。在圖4C和圖4D的情形中，波形整形部分104將峰值限幅值設置為使PAPR等於或大於3.0，由此來抑制ACP使其等於或小於指定值。
但是，ACP的增大影響接收頻帶處的功率。當如圖4C中所示地將PAPR設置為3.5dB時，可抑制接收頻帶處的功率使其小於指定值。作為對比，從圖4D可理解，當如圖4D中所示地將PAPR設置為3.0dB時，接收頻帶處的功率超過指定值。當如圖4D中所示接收頻帶處的功率超過指定值時，接收特性將會退化。
峰值限幅值優選根據ACP的指定值或接收頻帶處的功率的指定值中更嚴格的一個來設置，以使ACP和接收頻帶處的功率都在指定值範圍內。
圖6是示出在使用HPSK(混合式相移鍵控)系統和EDGE系統作為調製系統的情形中，PAPR與由於調製帶來的畸變所造成的ACP之間的關係的示意圖。在圖6中示出當由波形整形部分104調整HPSK信號的第二已調製信號的振幅和EDGE信號的第二已調製信號的振幅時PAPR與ACP之間的關係。
在HPSK系統中，當PAPR等於或小於1.5dB時，ACP超出指定值範圍。在EDGE系統中，當PAPR等於或小於2.5dB時，ACP超出指定值範圍。據此，當根據所使用的調製系統來調整峰值限幅值時，波形整形部分104可改變峰值限幅值以使其適合於所要使用的相應調製系統，或適合於所有可使用的調製系統。更具體地，波形整形部分104能以下述兩種方式中的一種來調整峰值限幅值(i)當使用HPSK系統時，波形整形部分104調整峰值限幅值以使ACP等於或小於-33dBc，即，使PAPR等於或大於1.5dB；而當使用EDGE系統時，波形整形部分104調整峰值限幅值以使ACP等於或小於-54dBc，即，使PAPR等於或大於2.5dB。(ii)當使用HPSK系統或EDGE系統時，波形整形部分104調整峰值限幅值以使ACP等於或小於-54dBc，即，使PAPR等於或大於2.5dB。在任一情形中，波形整形部分104都根據所要使用的調製系統來調整峰值限幅值。由此，動態範圍得以擴大。
改變PAPR的第二因素是控制信道中所使用的增益與數據信道中所使用的增益的組合中的變化。以下，這一組合將被稱為「信道條件」。在使用HSPDA(高速下行鏈路分組訪問)信號的情形中，振幅信號的PAPR根據信道條件而改變。更具體地，有三種信道DPCCH(專用物理控制信道)、DPDCH(專用物理數據信道)和⊿HS-DPCCH。信道條件是這三個信道中增益的電壓比，即，βd∶βc∶βhs。振幅信號的PAPR根據這一信道電壓比而改變。信道電壓比由從蜂窩電話輸出的一調製信號的輸出功率來調整。
圖7是示出HSDPA系統中兩個信道電壓比βd∶βc∶βhs處的PAPR與ACP之間的關係的示意圖。如圖7中所示，HSDPA系統中ACP的指定值是-33dBc。在此情形中，當蜂窩電話的輸出功率等於或小於22dBm時，顯示最大PAPR的增益比為0∶1∶1。當增益比是0∶1∶1時，使ACP超出指定值範圍的PAPR是3.1dB。作為對比，當蜂窩電話的輸出功率等於或小於24dBm時，顯示最大PAPR的增益比是15∶12∶19.2。當增益比是15∶12∶19.2時，使ACP超出指定值範圍的PAPR是2.5dB。
如可理解，在HSDPA系統中，使指示調製帶來的畸變的ACP超出指定值範圍的PAPR根據信道電壓比而改變。亦即，波形整形部分104可通過根據信道電壓比來調整峰值限幅值，並由此來切換振幅信號的PAPR，從而來擴大動態範圍而不會在功率放大部分102中產生畸變。
改變PAPR的第三因素是當採用諸如OFDM(正交頻分復用)等多載波調製系統時所使用的副載波的個數的變化。波形整形部分104也可通過根據所使用的副載波的個數來調整峰值限幅值來改變PAPR。由此，動態範圍得以擴大。在此，峰值限幅值是根據所使用的副載波個數來調整的。或者，可根據為副載波使用的調製系統來改變PAPR。例如，對於與發送質量顯著退化相關的副載波，可使用不出現許多差錯的調製系統。對於與發送質量顯著退化不相關的副載波，可使用高速調製系統。亦即，波形整形部分104優選根據副載波的狀態來調整峰值限幅值。
圖8是示出預定的峰值限幅值被存儲在存儲器部分111中的情形中，極性調製器100a的功能結構的框圖。在圖8中，與圖1中所示的極性調製器100具有基本上相同的功能的元件顯示與其相同的附圖標記，並且其描述將被省略。在圖8中，存儲器部分111存儲多個峰值限幅值。波形整形部分112基于振幅控制信號從存儲器部分111讀取所需的峰值限幅值，並調整其中所設置的峰值限幅值。可將存儲器部分111與波形整形部分112集成。如果波形整形部分112基于振幅控制信號來計算預定的峰值限幅值，則不需要存儲器部分111。或者，可在存儲器部分111中存儲由波形整形部分112計算的預定的峰值限幅值，從而波形整形部分112可在相同條件下使用存儲在存儲器部分111中的峰值限幅值來進行波形整形。
在沒有許多可能的峰值限幅值的情形中，甚至可用不具有很大容量的存儲器部分111來存儲峰值限幅值。例如，在根據所使用的調製系統來調整峰值限幅值的情形中，即使存儲器部分111隻有相對較小的容量，也可將可能的峰值限幅值存儲在存儲器部分111中。但是，在至少有例如1000個可能的峰值限幅值的情形中，在根據控制信道中所顯示的增益與數據信道中所顯示的增益的組合來調整峰值限幅值的情況下，存儲器部分111的容量需要非常大才能存儲所有這些可能的峰值限幅值。這將增加成本和尺寸。在此情形中，可使用以下兩種技術中的一種來減小存儲器部分111的尺寸。
根據第一種技術，根據功率放大部分102的輸出功率來設置峰值限幅值。波形整形部分112可基於來自基帶部分(圖8中未示出)的信息來識別功率放大部分102的輸出功率。波形整形部分112確定所識別的輸出功率是否在預定閾值範圍內。當所識別的輸出功率在預定閾值範圍內時，波形整形部分112可基於與閾值的輸出功率對應的控制信道和數據信道的組合，將與被設置為使ACP在指定值範圍內的PAPR對應的峰值限幅值設置為所要使用的峰值限幅值。亦即，在存儲器部分111中，存儲了與功率放大部分102的輸出功率對應的逐步峰值限幅值。具體而言，優選的是在存儲部分111中存儲逐步峰值限幅值以與逐步寄存的第1到第n輸出功率相對應。波形整形部分112識別輸出放大部分102的輸出功率，並從存儲器部分111讀出與所識別的輸出功率對應的峰值限幅值。由此可執行波形整形。
將使用圖7中所示的示例來更具體地描述第一種技術。在存儲器部分111中，使PAPR為3.1dB的峰值限幅值作為與22dBm的輸出功率對應的峰值限幅值而被存儲。同樣在存儲器部分111中，還存儲了使PAPR為2.5dB的峰值限幅值作為與24dBm的輸出功率對應的峰值限幅值。基于振幅控制信號，波形整形部分112識別功率放大部分102的輸出功率。當所識別的輸出功率是24dBm時，波形整形部分112從存儲器部分111讀取3.1dB作為PAPR，並執行波形整形。作為對比，當所識別的輸出功率等於或小於22dBm時，波形整形部分112從存儲器部分111讀取2.5dB作為PAPR，並執行波形整形。通過以此方式將與功率放大102的輸出功率相符的逐步峰值限幅值存儲在存儲器部分111中，就可減少存儲器部分111所需的容量。由此，有望降低成本和尺寸。應當注意，因為當使用一定的信道電壓比時還可進一步減小PAPR，所以上述技術可能會導致減小擴大動態範圍的效果。為避免此情況出現，應在考慮到在功率放大部分102中使用的動態範圍以及存儲器容量的情況下適當地設計要存儲在存儲器部分111中的峰值限幅值的個數。
除了存儲器部分111的大小減小以外，根據輸出功率來切換峰值限幅值還提供另一個優點。在功率放大部分102的非線性性根據輸出功率而改變的情形中，儘管從功率放大部分102輸出的信號是基於相同PAPR的振幅信號，但是該信號在調製特性中有不同程度的退化。例如，當功率放大部分102的輸出功率較小時，由功率放大部分102的非線性性造成的信號的調製特性將會顯著退化。在此情形中，峰值限幅值優選被設置為可獲得較高的PAPR卻不造成ACP超出指定值的範圍。亦即，當輸出功率小於預定閾值時，存儲器部分111優選存儲允許已調製信號的精度等於或大於預定值、並將ACP保持在指定值範圍內的峰值限幅值。例如，參考圖7，假定在輸出功率等於或小於22dBm的情況下，將峰值限幅值設置為獲得使在ACP在-33dBC的指定值範圍內的PAPR(2.5dB)。如果在此狀態中調製精度小於預定值，則存儲器部分111優選存儲使PAPR大於2.5dB的峰值限幅值。或者，可將存儲器部分111設置為在輸出功率等於或小於最小閾值時不執行峰值限幅，即，沒有峰值限幅值(振幅可以無窮大)。這一設置可抑制從功率放大部分102輸出的已調製信號發生退化。
將描述用於減小存儲器部分111的大小的第二技術。根據第二技術，存儲器部分111存儲僅與HSDPA信號中所包括的DPCCH和DPDCH的電壓比相符的預定的峰值限幅值。由此可縮減存儲器部分111的大小。但是，使用此技術，仍會存在使PAPR顯示較小值的信道電壓比。在此情形中，擴大動態範圍的效果就減小了。為了儘可能避免這種情況出現，僅基於DPCCH和DPDCH的信道電壓比來確定PAPR是不理想的。例如，當DPCCH和DPDCH的信道電壓比在一定範圍內時，存儲使用⊿HS-DPCCH作為參數來使PAPR處於理想值的峰值限幅值將是有效的。
當有必要時可設計各種減小存儲器部分111的大小的技術，並且這些技術並不限於上述的兩種技術。
如上所述，根據第一實施例，波形整形部分104根據改變功率放大部分102所產生的畸變功率的因素來調整預定調節值，以使功率放大部分102中所產生的ACP變為等於或小於第一預定值，或是接收頻帶處的功率變為等於或小於第二預定值。波形整形部分104隨後根據經調整的預定調節值來對第二已調製信號的波形進行整形，並輸出所得的信號。據此，極性調製器100可抑制從功率放大部分102輸出的第三調製中所包括的ACP使其在指定值範圍內，或可將接收頻帶處的功率維持在指定值內。亦即，極性調製器100適當地對第二已調製信號的峰值進行限幅。由此，即使產生改變畸變功率的因素，以及即使功率放大部分102中所使用的放大元件在很寬的範圍裡不具有線性性，極性調製器100仍可獲得ACP被抑制的或是接收頻帶處的功率被保持的第三已調製信號。
功率放大部分102所產生的畸變功率的量是根據第一已調製信號的功率值來確定的。因此，波形整形部分104通過根據第一已調製信號的功率值來調整預定調節值，就可抑制功率放大部分102所產生的畸變功率。
功率放大部分102所產生的畸變功率的量是根據第二已調製信號的振幅值來確定的。因此，波形整形部分104通過根據第二已調製信號的振幅值來調整預定調節值，就可抑制功率放大部分102所產生的畸變功率。
畸變分量進入相鄰信道的漏洩量由PAPR的變化而改變。例如，相鄰信道功率比(PAPR)由PAPR的變化而改變。據此，可使用ACPR作為ACP量的指標。波形整形部分104可通過根據改變PAPR的因素來調整預定調節值，從而來將ACPR調整為等於或小於預定值。由此，從功率放大部分102輸出的第三已調製信號中所包括的ACP被減小為等於或小於預定值。亦即，通過對第二已調製信號的峰值進行限幅，即使功率放大部分102中所使用的放大元件在很寬的範圍裡不具有線性性，極性調製器100仍可獲得畸變分量被抑制的第三已調製分量。
PAPR根據控制信道中所顯示的增益與數據信道中所顯示的增益的組合而改變。據此，波形整形部分104可通過根據控制信道中所顯示的增益與數據信道中所顯示的增益的組合來調整預定調節值，從而來將第三已調製信號中所包括的ACP減小到等於或小於預定值。
在使用多載波調製系統的情形中，PAPR根據所使用的每個副載波的調製規則而改變。據此，波形整形部分104可通過根據所使用的副載波的個數來調整預定調節值，從而來將第三已調製信號中所包括的ACP減小到等於或小於預定值。
在有多種調製系統可使用的情形中，PAPR根據所使用的調製系統而改變。據此，波形整形部分104可通過根據所使用的調製系統來調整預定調節值，從而來將第三已調製信號中所包括的ACP減小到等於或小於預定值。HSDPA和HPSK是基於3GPP標準。
(第二實施例)圖9是示出根據本發明第二實施例的極性調製器200的功能結構的框圖。在圖9中，與圖1中所示的極性調製器100具有基本上相同的功能的元件顯示與其相同的附圖標記，並且其描述將被省略。極性調製器200包括相位調製部分101、功率放大部分102、振幅信號控制部分103、波形整形部分204、振幅已調製電壓提供部分205、電壓控制部分206和切換部分207。
電壓控制部分206包括第一到第三DC電源206a、206b和206c，它們能夠輸出多個互不相同的供電電壓。
振幅已調製電壓提供部分205包括與第一到第三DC電源206a、206b和206c對應地分別提供的第一到第三串聯調節器205a、205b和205c。第一到第三串聯調節器205a、205b和205c基於從第一到第三DC電源206a、206b和206c提供的供電電壓使用電晶體分別對一個波形經整形的已調製信號進行放大，並向功率放大部分102提供經放大的信號作為振幅已調製電壓Vm(t)。對於第一到第三串聯調節器205a、205b和205c的一種示例性電路配置，包括圖2以供參考。在此實施例中，示出了三個DC電源和三個串聯調節器，但是DC電源和串聯調節器的個數並不限於三個。
切換部分207向這些串聯調節器中的一個輸入由波形整形部分204生成的波形經整形的已調製信號。切換部分207進行操作以將波形經整形的已調製信號輸入到相應的DC電源為其提供了能夠實現高效率的供電電壓的串聯調節器。具體而言，例如，切換部分207優選識別波形經整形的已調製信號的峰值限幅值，並將波形經整形的已調製信號輸入到與提供與該峰值限幅值最接近的供電電壓的DC電源對應的串聯調節器。由此可提高功率使用效率。
例如，假定向切換部分207輸入波形經整形的已調製信號，該信號輸出具有2.9V的最大電壓和0.5V的最小電壓的峰值被限幅的振幅已調製電壓Vm(t)。切換部分207優選在振幅已調製電壓Vm(t)等於或大於2.0V並且小於2.9V的時間裡選擇第一調節器205a，在振幅已調製的電壓Vm(t)等於或大於1.0V並且小於1.9V的時間裡選擇第二調節器205B，而在振幅已調製電壓Vm(t)等於或大於0.5V並且小於1.0V的時間裡選擇第三調節器205c。
如上所述，根據第二實施例，將多個串聯調節器與一個峰值限幅器組合，從而可從多個串聯調節器中選擇能夠提高效率的那一個合適的串聯調節器。以此方式，與極性調製器僅包括一個串聯調節器的情形相比，可降低串聯調節器中的損耗，並由此實現高效率。
假定極性調節器200能夠使用多種調製系統中的任何一種來輸出信號。所要使用的調製系統是改變功率放大部分102所產生的畸變功率的因素。因此，波形成形部分204基于振幅控制信號來識別所要使用的調製系統，並根據所要使用的調製系統來調整峰值限幅值。切換部分207有關於所要使用的調製系統的調製系統信息。切換部分207根據所要使用的調整系統來選擇要向其輸入波形經整形的已調製信號的串聯調節器。使用不同的調製系統的情況下，峰值限幅值是不同的。因此，切換部分207切換串聯調節器以使用合適的供電電壓和合適的串聯調節器。由此，功率使用效率得以進一步提高。
(第三實施例)圖10是示出根據本發明第三實施例的極性調製器300的功能結構的框圖。在圖10中，與圖1中所示的極性調製器100具有基本上相同的功能的元件顯示與其相同的附圖標記，並且其描述將被省略。極性調製器300包括相位調製部分101、功率放大部分102、振幅信號控制部分303、振幅經調製電壓提供部分305和電壓控制部分306。
振幅信號控制部分303與第一實施例中的振幅信號控制部分基本上具有相同的功能，用於向電壓控制部分306和振幅已調製電壓提供部分305輸入第二已調製信號。
振幅已調製電壓提供部分305包括一電晶體。振幅已調製電壓提供部分305基於從電壓控制部分306輸入的供電電壓使用電晶體將從振幅信號控制部分303輸入的第二已調製信號放大，並向功率放大部分102提供經放大的信號作為振幅已調製電壓Vm(t)。
電壓控制部分306基於從振幅信號控制部分303輸入的第二已調製信號來識別從振幅已調製電壓提供部分305的電晶體輸出的振幅已調製電壓的最大值，並向振幅已調製電壓提供部分305輸入基於該最大值所獲得的電壓作為供電電壓Vdc。基於最大值所獲得的供電電壓Vdc將在稍後詳細描述。
圖11示出振幅已調製電源提供部分305及其附近元件的連接的電路配置。電壓控制部分306是切換調節器。從電池307為電壓控制部分306提供DC電壓。從電壓控制部分306給振幅已調製電壓提供部分305提供供電電壓。除了運算放大器1052從振幅信號控制部分303接收第二已調製信號以外，振幅已調製電壓提供部分305的電路配置基本上與圖2中所示的振幅已調製電壓提供部分105的電路配置相同。振幅已調製電壓提供部分305優選被構造為如上所述的串聯調節器。但是，只要能將第二已調製信號放大，振幅已調製電壓提供部分305還可具有除串聯調節器以外的任何其它結構。振幅已調製電壓提供部分305中所使用的電晶體並不限於雙極型電晶體，而是也可以是MOS電晶體。向功率放大部分102提供由電晶體1051放大的波形經整形的已調製信號作為振幅已調製電壓Vm(t)。
如圖11中所示，振幅已調製電壓提供部分305中所包括的電晶體1051的發射極與集電極之間包括一飽和電壓(例如，0.1V)。據此，需要給電晶體1051的集電極提供作為振幅已調製電壓Vm(t)與等於或大於0.1V的電壓加起來的結果而獲得的電壓作為供電電壓Vdc。否則，電晶體1051將飽和並變得不能工作。因此，電壓控制部分306優選從第二已調製信號估算振幅已調製電壓Vm(t)的最大值，並向振幅已調製電壓提供部分305提供作為該最大值與基於電晶體1051的飽和電壓所確定的恆定電壓(例如，0.1V)加起來的結果所獲得的電壓作為供電電壓Vdc。
獲得振幅已調製電壓Vm(t)的最大值的方法並不限於以上參考圖10所描述的方法。圖12是示出使用電壓測量部分哪308來獲得振幅已調製電壓Vm(t)的最大值的極性調製器300a的功能結構的框圖。在圖12中，振幅信號控制部分303a並不向電壓控制部分306a輸入第二已調製信號。作為替代，電壓測量部分308檢測從振幅已調製電壓提供部分305輸出的振幅已調製電壓Vm(t)的最大值，並向電壓控制部分306a輸入所檢測到的最大值。電壓控制部分306a基於電壓測量部分308所檢測到的振幅已調製電壓Vm(t)的最大值而獲得供電電壓Vdc，並向振幅已調製電源提供部分305提供供電電壓Vdc。在此操作中，電壓控制部分306a優選向振幅已調製電壓提供部分305提供作為該最大值與基於電晶體1051的飽和電壓所確定的恆定電壓(例如，0.1V)加起來的結果所獲得的電壓作為供電電壓Vdc。
圖10中所示的電壓控制部分306可通過基於從基帶部分(圖10中未示出)輸入的振幅信息獲得振幅已調製電壓Vm(t)的最大值，而不是通過從第二已調製信號獲得最大值來獲得供電電壓Vdc。
在以上描述中，電壓控制部分306、306a通過把振幅已調製電壓Vm(t)的最大值與基於飽和電壓所獲得的恆定值加起來而獲得供電電壓Vdc。供電電壓Vdc的值並不限於由此而獲得的值。
圖13示出供電電壓Vdc的取值範圍。在圖13中，Vmax表示振幅已調製電壓Vm(t)的最大值。Vopt表示作為把Vmax與恆定電壓加起來的結果所獲得的供電電壓的值。Vopt對應於圖10和圖12中所使用的供電電壓Vdc。通過使用Vopt作為供電電壓，就可將功率使用效率提高到最高的可能的程度，而不會使振幅已調製電壓提供部分305中所包括的電晶體1051飽和。但是，供電電壓Vdc的值並不限於Vopt，只要能達到在防止電晶體1051飽和的同時提高功率使用效率的目的即可。亦即，電壓控制部分306、306a僅需向振幅已調製電壓提供部分305提供高於作為振幅已調製電壓的最大值Vmax與基於電晶體1051的飽和電壓所確定的恆定電壓加起來的結果所獲得的電壓Vopt、並且低於從電池307提供的電池電壓的電壓作為供電電壓Vdc。在此情形中，供電電壓Vdc越接近Vopt，功率使用效率就越高。
如圖13中所示，當向振幅已調製電壓提供部分305施加高於Vopt的供電電壓Vdc時，可能會降低工作效率。據此，理想的是電壓控制部分306、306a向振幅已調製電壓提供部分305施加Vopt。但是，當功率放大部分102的輸出功率受到控制時(即，在功率控制的時候)，振幅已調製電壓Vm(t)的最大值也會改變。因此，電壓控制部分306、306a優選基於該最大值來改變Vopt。或者，電壓控制部分306、306a可預先識別振幅已調製電壓Vm(t)的最大值的變化寬度，並基於最大寬度內的最大值來獲得供電電壓Vdc。在此情形中，供電電壓Vdc有可能會瞬間變得高於Vopt，但是電壓控制部分306、306a無需改變供電電壓Vdc。
如上所述，電壓控制部分306、306a確定供電電壓Vdc。換言之，電壓控制部分306、306a向振幅已調製電壓提供部分305提供供電電壓Vdc，該供電電壓Vdc允許振幅已調製電壓提供部分305中所包括的電晶體1051在恆定電流範圍裡工作。「恆定電流範圍」是指在電晶體的集電極-發射極(源極-漏極)電壓與集電極(漏極)電流之間的關係中，使集電極(漏極)電流的值在恆定範圍內的範圍。在電晶體是雙極型電晶體的情形中，非飽和範圍一般是恆定電流範圍。在電晶體是MOS電晶體的情形中，飽和範圍一般是恆定電流範圍。
如上所述，根據第三實施例，極性調製器300、300a可基于振幅已調製電壓Vm(t)來控制供電電壓Vdc使其具有合適的值。因此，可防止向振幅已調製電壓提供部分305提供不必要的電壓。由此，功率使用效率得以提高。通過控制向振幅已調製電壓提供部分305提供的供電電壓Vdc以使其具有合適的值，就可防止振幅已調製電壓提供部分305中所包括的電晶體飽和。由此，可避免因電晶體飽和而產生的畸變。
通過使用電壓測量部分308來檢測振幅已調製電壓Vm(t)的最大值，就可更高精度地控制供電電壓Vdc。因此，可進一步提高功率使用效率。
(第四實施例)圖14是示出根據本發明第四實施例的極性調製器400的功能結構的框圖。在圖14中，與圖1中所示的極性調製器100和圖10中所示的極性調製器300具有基本上相同的功能的元件顯示與其相同的附圖標記，並且其描述將被省略。
如圖14中所示，極性調製器400包括相位調製部分101、功率放大部分102、振幅信號控制部分303、波形整形部分104a、振幅已調製電壓提供部分305a以及電壓控制部分306a。極性調製器400與圖1中所示的極性調製器100的不同在于波形經整形的已調製信號是從波形整形部分104a向電壓控制部分306a輸入的。
電壓控制部分306b基于波形經整形的已調製信號來識別振幅已調製電壓Vm(t)的最大值，並向振幅已調製電壓提供部分305a提供基於該最大值所獲得的電壓作為供電電壓Vdc。供電電壓Vdc可由第三實施例中所示的任何方法獲得。波形經整形的已調製信號是通過對第二已調製信號的峰值進行限幅而獲得的。因此，已考慮到振幅已調製電壓提供部分305a輸出振幅已調製電壓Vm(t)作為對第二已調製信號進行放大的結果。
與第一實施例中相類似，當第二已調製信號的振幅大於預定的峰值限幅值時，波形整形部分104a生成作為對第二已調製信號的波形進行整形的結果所獲得的波形經整形的已調製信號，從而第二已調製信號的振幅超過預定的峰值限幅值的部分的振幅變為等於或小於該預定的峰值限幅值。在第四實施例中，由電壓控制部分306a控制供電電壓Vdc以提高效率。因此，與第一實施例中不同，無需由波形整形部分104a基于振幅已調製信號來改變預定的峰值限幅值即可實現提高效率的效果。
與第一實施例中相類似，波形整形部分104a可根據改變功率放大部分102所產生的畸變功率的因素(該因素由振幅控制信號獲得)來調整峰值限幅值，以使功率放大部分102中所產生的ACP變為等於或小於第一預定值，和/或使接收頻帶處的功率變為等於或小於第二預定值。由此，動態範圍得以擴大。
極性調製器400可包括如圖12中所示的電壓測量部分308。在此情形中，電壓控制部分306b可基於電壓測量部分308所檢測到的最大值來確定供電電壓Vdc。電壓控制部分306b可基於來自基帶部分(圖14中未示出)的振幅信息而獲得振幅已調製電壓Vm(t)的最大值，並由此來確定供電電壓Vdc。
圖15A和圖15B示出由電壓控制部分306b執行的控制。如圖15A中所示，電壓控制部分306b優選向振幅已調製電壓提供部分305a提供作為把振幅已調製電壓Vm(t)的最大值Vmax(峰值限幅值)與和振幅已調製電壓提供部分305a中所包括的電晶體的飽和電壓對應的恆定電壓加起來的結果所獲得的電壓Vopt作為供電電壓Vdc。供電電壓Vdc可低於電池電壓並高於電壓Vopt。如圖15B中所示，當波形整形部分104a改變峰值限幅值(最大值Vmax)時，電壓控制部分306b優選改變作為電源電源的最優的電壓Vopt。
圖16A示出當PAPR為2.5dB時HPSK信號的振幅已調製電壓Vm(t)和供電電壓Vdc。圖16B示出當PAPR為1.5dB時HPSK信號的振幅已調製電壓Vm(t)和供電電壓Vdc。如通過比較圖16A和圖16B可認識到，PAPR為2.5dB時最優的供電電壓Vopt1與PAPR為1.5dB時最優的供電電壓Vopt2相互相差圖16B的陰影部分。亦即，如果在PAPR為1.5dB時使用供電電壓Vopt1，則與陰影部分對應的功率將被浪費。因此，從電壓控制部分306b輸出的供電電壓Vdc優選基于振幅已調製電壓Vm(t)的最大值而變化而不是保持恆定。由此可減少浪費的功耗。
如上所述，根據第四實施例，當第二已調製信號的振幅大於預定的峰值限幅值時，第二已調製信號的峰值部分即被截止。因此，從電晶體輸出的振幅已調製電壓Vm(t)的最大值就減小。因為電壓控制部分306b基于振幅已調製電壓Vm(t)的最大值來確定供電電壓Vdc，所以就可使截止峰值部分的電壓與供電電壓Vdc之間的差值最小化。由此，功率使用效率得以提高。
通過由波形整形部分104a調整峰值限幅值，動態範圍得以擴大。
(第五實施例)圖17是示出根據本發明第五實施例的極性調製器500的功能結構的框圖。如圖17中所示，極性調製器500包括相位調製部分101、功率放大部分102、振幅信號控制部分303、切換部分204a、振幅已調製電壓提供部分505和電壓控制部分506。在圖17中，與第一到第三實施例中的元件具有基本上相同的功能的元件顯示與其相同的附圖標記，並且其描述將被省略。振幅已調製電壓提供部分505包括第一到第三串聯調節器505a、505b和505c。電壓控制部分506包括第一到第三DC電源506a、506b和506c，它們能夠輸出多個互不相同的供電電壓。DC電源和串聯調節器的個數並不限於如圖17中所示的三個。
切換部分204a向這些串聯調節器中的一個輸入從振幅信號控制部分303輸出的第二已調製信號。
第一到第三串聯調節器505a、505b和505c是對應於第一到第三DC電源506a、506b和506cv而分別提供的。第一到第三串聯調節器505a、505b和505c基於從第一到第三DC電源506a、506b和506c提供的供電電壓Vdc使用電晶體分別將第二已調製信號放大，並向功率放大部分102提供經放大的信號作為振幅已調製電壓Vm(t)。
基於從振幅信號控制部分303輸入的第二已調製信號(或者基於圖17中未示出的電壓測量部分的檢測結果或來自圖17中未示出的基帶部分的振幅信息)，電壓控制部分506選擇能夠輸出等於或大於作為把振幅已調製電壓Vm(t)的最大值與恆定電壓加起來的結果所獲得的電壓的電壓的DC電源。亦即，電壓控制部分506基于振幅已調製電壓Vm(t)的最大值選擇所要使用的DC電源。電壓控制部分506向振幅已調製電壓提供部分505中對應的串聯調節器提供從所選擇的DC電源輸出的電壓作為供電電壓Vdc。由此，可向所使用的串聯調節器提供基于振幅已調製電壓Vm(t)的最大值而被控制的供電電壓Vdc。由此，可避免浪費的功耗。
如上所述，根據第五實施例，電壓控制部分506向所使用的串聯調節器提供基于振幅已調製電壓Vm(t)的最大值被控制的供電電壓Vdc。因此，極性調製器500可選擇能避免浪費的功耗的DC電源和串聯調節器。由此，功率使用效率得以進一步提高。
在極性調製器500可使用多種調製系統中的任何一種來輸出信號的情形中，切換部分204a優選根據所使用的調製系統來選擇DC電源和串聯調節器。在使用不同調製系統的情況下，振幅已調製電壓Vm(t)的最大值是不同的。因此，極性調製器500還可通過根據所使用的調製系統來選擇DC電源和串聯調節器來進一步提高效率。
(第六實施例)圖18是示出根據本發明第六實施例的極性調製器600的功能結構的框圖。在圖18中，與第五實施例中的元件具有基本上相同的功能的元件顯示與其相同的附圖標記，並且其描述將被省略。如圖18中所示，極性調製器600包括相位調製部分101、功率放大部分102、振幅信號控制部分303、波形整形部分601、切換部分602、振幅已調製電壓提供部分605和電壓控制部分606。振幅已調製電壓提供部分605包括第一到第三串聯調節器605a、605b和605c。電壓控制部分606包括第一到第三DC電源606a、606b和606c，它們能夠輸出多個互不相同的供電電壓。串聯調節器與DC電源的個數並不限於如圖18中所示的三個。
第一到第三串聯調節器605a到605c是對應於第一到第三DC電源606a到606c而分別提供的。第一到第三串聯調節器605a到605c基於從第一到第三DC電源606a到606c提供的供電電壓Vdc使用電晶體分別將第二已調製信號放大，並向功率放大部分102提供經放大的信號作為振幅已調製電壓Vm(t)。
基於從波形整形部分601輸入的波形經整形的已調製信號(或基於圖18中未示出的電壓測量部分的檢測結果)，電壓控制部分606選擇能夠輸出等於或大於作為把振幅已調製電壓Vm(t)的最大值與恆定電壓加起來的結果所獲得的電壓的電壓。亦即，電壓控制部分606基于振幅已調製電壓Vm(t)的最大值選擇所使用的DC電源。電壓控制部分606向振幅已調製電壓提供部分605中對應的串聯調節器提供從所選擇的DC電源輸出的電壓作為供電電壓Vdc。
如上所述，根據第六實施例，可向所使用的串聯調節器提供基于振幅已調製電壓Vm(t)的最大值而被控制的供電電壓Vdc。由此可避免浪費的功耗。
在極性調製器600可使用多種調製系統中的任何一種來輸出信號的情形中，切換部分602優選根據所使用的調製系統來選擇DC電源和串聯調節器。在使用不同調製系統的情況下，振幅已調製電壓Vm(t)的最大值是不同的。因此，極性調製器600可通過根據所使用的調製系統來選擇DC電源和串聯調節器來進一步提高效率。
第一到第六實施例能以各種方式來組合，並且可能的組合併不限於以上所描述的情況。
(第七實施例)圖19是示出根據本發明第七實施例的無線通信裝置700的功能結構的框圖。如圖19中所示，無線通信裝置700包括基帶部分701、發送部分702、接收部分703、共用部分704和天線部分705。
基帶部分701生成和處理基帶信號。
發送部分702將基帶部分所生成的基帶信號轉換為發送信號。發送部分702包括以上在第一到第六實施例中所描述的極性調製器。極性調製器的相位調製部分從基帶信號生成包括相位信息的第一已調製信號。極性調製器的振幅信號控制部分從基帶信號生成包括振幅信息的第二已調製信號。由極性調製器的功率放大部分生成的第三已調製信號是發送信號。
共用部分704向天線部分705傳送由發送部分702生成的發送信號，並將天線部分705所接收的接收信號傳送給接收部分703。
接收部分703將接收信號轉換為基帶信號，並向基帶部分輸入基帶信號。
以此方式，提供了一種具有擴大的動態範圍的無線通信裝置和/或高效率地實現的無線通信裝置。由此，得以能用有限的電池容量來進行長時間的對話。
儘管已詳細描述了本發明，但是以上描述在所有方面都是示例性而不是限定性的。應當理解，可發明出許多其它修改和變更方案而不會偏離本發明的範圍。
工業實用性根據本發明的極性調製器能容易地實現動態範圍的擴大和/或以高效率工作的發送電路，並且可用於提供例如實現長時間對話的無線通信裝置等，並縮減該無線通信裝置的尺寸和成本。
權利要求
1.一種極性調製器，包括功率放大部分；相位調製部分，用於生成包括相位信息的第一已調製信號；振幅信號控制部分，用於生成包括振幅信息的第二已調製信號；波形整形部分，用於在所述第二已調製信號的振幅大於預定調節值時生成作為對所述第二已調製信號的波形進行整形的結果而獲得的波形經整形的已調製信號，以使所述第二已調製信號中振幅超過所述預定調節值的部分的振幅變為等於或小於所述預定調節值；電壓控制部分，用於輸出供電電壓；以及振幅已調製電壓提供部分，用於基於從所述電壓控制部分輸出的所述供電電壓使用電晶體來將所述波形經整形的已調製信號放大，並向所述功率放大部分提供經放大的信號作為振幅已調製電壓；其中所述功率放大部分基於所述振幅已調製電壓來將所述第一已調製信號放大並由此輸出作為對所述第一已調製信號的振幅進行調製的結果所獲得的第三已調製信號；以及所述波形整形部分根據改變所述功率放大部分所產生的畸變功率的因素來調整所述預定調節值，以使所述功率放大部分中所產生的ACP變為等於或小於第一預定值，或使接收頻帶處的功率變為等於或小於第二預定值。
2.如權利要求1所述的極性調製器，其特徵在於所述第一已調製信號的功率值是改變所述功率放大部分所產生的所述畸變功率的因素；以及所述波形整形部分根據所述第一已調製信號的功率值來調整所述預定調節值。
3.如權利要求1所述的極性調製器，其特徵在於所述第二已調製信號的振幅值是改變所述功率放大部分所產生的所述畸變功率的因素；以及所述波形整形部分根據所述第二已調製信號的振幅來調整所述預定調節值。
4.如權利要求1所述的極性調製器，其特徵在於控制信道中所顯示的增益與數據信道中所顯示的增益的組合是改變峰均功率比(PAPR)的因素；以及所述波形整形部分根據所述控制信道中所顯示的增益與所述數據信道中所顯示的增益的組合來調整所述預定調節值。
5.如權利要求1所述的極性調製器，其特徵在於所要使用的副載波個數是改變峰均功率比(PAPR)的因素；以及所述波形整形部分改變所要使用的副載波的個數或所要使用的調製系統。
6.如權利要求1所述的極性調製器，其特徵在於所述極性調製器能夠使用多種調製系統中的任何一種來輸出信號；所要使用的調製系統是改變峰均功率比(PAPR)的因素；以及所述波形整形部分根據所要使用的調製系統來調整所述預定調節值。
7.如權利要求1所述的極性調製器，其特徵在於，還包括用於存儲由所述波形整形部分設置的所述預定調節值的存儲器部分；其中所述波形整形部分從所述存儲器部分讀取所述預定調節值，並由此來調整所述預定調節值。
8.如權利要求7所述的極性調製器，其特徵在於，所述存儲器部分中與來自所述功率放大部分的多個不同輸出功率相對應地存儲了逐步調節值。
9.如權利要求1所述的極性調製器，其特徵在於所述電壓控制部分包括能夠輸出多個互不相同的供電電壓的多個DC電源；所述振幅已調製電壓提供部分包括對應於所述多個DC電源分別提供的多個串聯調節器，所述多個串聯調節器中每一個都用於基於所述對應的供電電壓使用所述電晶體將所述波形經整形的已調製信號放大，並向所述功率放大部分提供經放大的信號作為所述振幅已調製電壓；以及所述極性調製器還包括切換部分，用於向所述多個串聯調節器中的任何一個輸入由所述波形整形部分生成的所述波形經整形的已調製信號。
10.如權利要求9所述的極性調製器，其特徵在於所述極性調製器能夠使用多種調製系統中的任何一種來輸出信號；所要使用的調製系統是改變所述功率放大部分所產生的所述畸變功率的因素；所述波形整形部分根據所使用的調製系統來調整所述預定調節值；以及所述切換部分根據所使用的調製系統來選擇要向其輸入所述波形經整形的已調製信號的所述串聯調節器。
11.一種極性調製器，包括功率放大部分；相位調製部分，用於生成包括相位信息的第一已調製信號；振幅信號控制部分，用於生成包括振幅信息的第二已調製信號；電壓控制部分，用於輸出供電電壓；以及振幅已調製電壓提供部分，用於基於從所述電壓控制部分輸出的所述供電電壓使用電晶體來將所述第二已調製信號放大，並向所述功率放大部分提供經放大的信號作為振幅已調製電壓；其中所述功率放大部分基於所述振幅已調製電壓來將所述第一已調製信號放大，並由此輸出作為對所述第一已調製信號的振幅進行調製的結果所獲得的第三已調製信號；以及所述電壓控制部分向所述振幅已調製電壓提供部分提供基於從所述電晶體輸出的所述振幅已調製電壓的最大值所獲得的電壓作為所述供電電壓。
12.如權利要求11所述的極性調製器，其特徵在於所述電壓控制部分是切換調節器；從電池為所述切換調節器提供電壓；以及所述電壓控制部分向所述振幅已調製電壓提供部分提供比作為把所述振幅已調製電壓的最大值與基於所述電晶體的飽和電壓所確定的恆定電壓加起來的結果所獲得的電壓要高、並比從所述電池提供的電壓要低的電壓作為所述供電電壓。
13.如權利要求11所述的極性調製器，其特徵在於，還包括電壓測量部分，用於檢測從所述振幅已調製電壓提供部分輸出的所述振幅已調製電壓的最大值；其中所述電壓控制部分向所述振幅已調製電壓提供部分提供基於由所述電壓測量部分檢測到的所述振幅已調製電壓值的最大值所獲得的所述供電電壓。
14.如權利要求11所述的極性調製器，其特徵在於，所述電壓控制部分基於所述振幅信息獲得所述振幅已調製電壓的最大值，並向所述振幅已調製電壓提供部分提供基於所獲得的最大值而得到的電壓作為所述供電電壓。
15.如權利要求11所述的極性調製器，其特徵在於，所述電壓控制部分向所述振幅已調製電壓提供部分提供作為把所述振幅已調製電壓的最大值與基於所述電晶體的飽和電壓所確定的恆定電壓加起來的結果所獲得的電壓作為所述供電電壓。
16.如權利要求11所述的極性調製器，其特徵在於，還包括波形整形部分，用於在所述第二已調製信號的振幅大約預定調節值時，生成作為對所述第二已調製信號的波形進行整形的結果所獲得的波形經整形的已調製信號，以使所述第二已調製信號中振幅超過所述預定調節值的部分的振幅變為等於或小於所述預定調節值；其中所述振幅已調製電壓提供部分使用所述電晶體將所述波形經整形的已調製信號而不是所述第二已調製信號放大，並向所述功率放大部分提供經放大的信號作為所述振幅已調製電壓。
17.如權利要求16所述的極性調製器，其特徵在於，所述電壓控制部分向所述振幅已調製電壓提供部分提供作為把所述預定調節值與基於所述電晶體的飽和電壓所確定的恆定電壓加起來的結果所獲得的電壓作為所述供電電壓。
18.如權利要求16所述的極性調製器，其特徵在於，所述波形整形部分根據改變所述功率放大部分所產生的畸變功率的因素來調整所述預定調節值，以使所述功率放大部分中所產生的ACP變為等於或小於第一預定值，或使接收頻帶處的功率等於或小於第二預定值。
19.如權利要求11所述的極性調製器，其特徵在於所述電壓控制部分包括能夠輸出多個互不相同的供電電壓的多個DC電源；所述振幅已調製電壓提供部分包括對應於所述多個DC電源分別提供的多個串聯調節器，所述多個串聯調節器每一個都用於基於所述對應供電電壓使用所述電晶體來將所述第二已調製信號放大，並向所述功率放大部分提供經放大的信號作為所述振幅已調製電壓；所述極性調製器還包括切換部分，用於向所述多個串聯調節器中的任何一個輸入所述第二已調製信號；以及所述電壓控制部分基於從所要使用的所述串聯調節器中所包括的電晶體輸出的所述振幅已調製電壓的最大值來選擇所要使用的所述DC電源，並向所述振幅已調製電壓提供部分提供從所要使用的DC電源輸出的電壓作為所述供電電壓。
20.如權利要求19所述的極性調製器，其特徵在於所述極性調製器能夠使用多種調製系統中的任何一種來輸出信號；以及所述切換部分根據所要使用的調製系統來選擇要向其輸入所述第二已調製信號的所述串聯調節器。
21.一種極性調製器，包括功率放大部分；相位調製部分，用於生成包括相位信息的第一已調製信號；振幅信號控制部分，用於生成包括振幅信息的第二已調製信號；電壓控制部分，用於輸出供電電壓；以及振幅已調製電壓提供部分，用於基於從所述電壓控制部分輸出的所述供電電壓使用電晶體來將所述第二已調製信號放大，並向所述功率放大部分提供經放大的信號作為振幅已調製電壓；其中所述功率放大部分基於所述振幅已調製電壓來將所述第一已調製信號放大，並由此輸出作為對所述第一已調製信號的振幅進行調製的結果所獲得的第三已調製信號；以及所述電壓控制部分向所述振幅已調製電壓提供部分提供使所述電晶體在恆定電流區工作的所述供電電壓。
22.如權利要求21所述的極性調製器，其特徵在於，當所述電晶體是雙極型電晶體時，所述恆定電流區是非飽和區。
23.如權利要求21所述的極性調製器，其特徵在於，當所述電晶體是MOS電晶體時，所述恆定電流區是飽和區。
24.如權利要求21所述的極性調製器，其特徵在於，還包括波形整形部分，用於在所述第二已調製信號的振幅大於預定調節值時，生成作為對所述第二已調製信號的波形進行整形的結果所獲得的波形經整形的已調製信號，以使所述第二已調製信號中振幅超過所述預定調節值的部分的振幅變為等於或小於所述預定調節值；其中所述振幅已調製電壓提供部分使用所述電晶體將所述波形經整形的已調製信號而不是所述第二已調製信號放大，並向所述功率放大部分提供經放大的信號作為所述振幅已調製電壓。
25.如權利要求24所述的極性調製器，其特徵在於，所述電壓控制部分向所述振幅已調製電壓提供部分提供作為把所述預定調節值與基於所述電晶體的飽和電壓所獲得的恆定電壓加起來的結果所得到的電壓作為所述供電電壓。
26.如權利要求24所述的極性調製器，其特徵在於，所述波形整形部分根據改變所述功率放大部分所產生的畸變功率的因素來調整所述預定調節值，以使所述功率放大部分中產生的ACP變為等於或小於第一預定值，或使接收頻帶處的功率變為等於或小於第二預定值。
27.如權利要求21所述的極性調製器，其特徵在於所述電壓控制部分包括能夠輸出多個互不相同的供電電壓的多個DC電源；所述振幅已調製電壓提供部分包括對應於所述多個DC電源分別提供的多個串聯調節器，所述多個串聯調節器每一個都用於基於所述對應的供電電壓使用所述電晶體將所述第二已調製信號放大，並向所述功率放大部分提供經放大的信號作為所述振幅已調製電壓；所述極性調製器還包括切換部分，用於向所述多個串聯調節器中的任何一個輸入所述第二已調製信號；以及所述電壓控制部分基於從所要使用的所述串聯調節器中所包括的電晶體輸出的所述振幅已調製電壓的最大值來選擇所要使用的所述DC電源，並向所述振幅已調製電壓提供部分提供從所要使用的DC電源輸出的電壓作為所述供電電壓。
28.如權利要求27所述的極性調製器，其特徵在於所述極性調製器能夠使用多種調製系統中的任何一種來輸出信號；以及所述切換部分根據所要使用的調製系統來選擇要向其輸入所述第二已調製信號的所述串聯調節器。
29.一種使用電池作為電源的無線通信裝置，包括基帶部分，用於生成和處理基帶信號；發送部分，用於將由所述基帶部分生成的所述基帶信號轉換為發送信號；天線部分，用於對接收信號進行接收；接收部分，用於將所述接收信號轉換為基帶信號，並向所述基帶部分輸入所述基帶信號；以及共用部分，用於將所述發送信號傳送到所述天線部分，並將所述接收信號傳送到所述接收部分；其中所述發送部分包括用於將所述基帶信號轉換為所述發送信號的極性調製器；以及所述極性調製器包括功率放大部分；相位調製部分，用於從所述基帶信號生成包括相位信息的第一已調製信號；振幅信號控制部分，用於從所述基帶信號生成包括振幅信息的第二已調製信號；波形整形部分，用於在所述第二已調製信號的振幅大於預定調節值時，生成作為對所述第二已調製信號的波形進行整形的結果所獲得的波形經整形的已調製信號，以使所述第二已調製信號中振幅超過所述預定調節值的部分的振幅變為等於或小於所述預定調節值；電壓控制部分，用於輸出供電電壓；以及振幅已調製電壓提供部分，用於基於從所述電壓控制部分輸出的所述供電電壓使用電晶體來將所述波形經整形的已調製信號放大，並向所述功率放大部分提供經放大的信號作為振幅已調製電壓；其中所述功率放大部分基於所述振幅已調製電壓將所述第一已調製信號放大，並由此輸出作為對所述第一已調製信號的振幅進行調製的結果所獲得的第三已調製信號；以及所述波形整形部分根據改變所述功率放大部分所產生的畸變功率的因素來調整所述預定調節值，以使所述功率放大部分中所產生的ACP變為等於或小於第一預定值，或使接收頻帶處的功率變為等於或小於第二預定值。
30.一種使用電池作為電源的無線通信裝置，包括基帶部分，用於生成和處理基帶信號；發送部分，用於將由所述基帶部分生成的所述基帶信號轉換為發送信號；天線部分，用於對接收信號進行接收；接收部分，用於將所述接收信號轉換為基帶信號，並向所述基帶部分輸入所述基帶信號；以及共用部分，用於將所述發送信號傳送到所述天線部分，並將所述接收信號傳送到所述接收部分；其中所述發送部分包括用於將所述基帶信號轉換為所述發送信號的極性調製器；以及所述極性調製器包括功率放大部分；相位調製部分，用於從所述基帶信號生成包括相位信息的第一已調製信號；振幅信號控制部分，用於從所述基帶信號生成包括振幅信息的第二已調製信號；電壓控制部分，用於輸出供電電壓；以及振幅已調製電壓提供部分，用於基於從所述電壓控制部分輸出的所述供電電壓使用電晶體來將所述第二已調製信號放大，並向所述功率放大部分提供經放大的信號作為振幅已調製電壓；其中所述功率放大部分基於所述振幅已調製電壓將所述第一已調製信號放大，並由此輸出作為對所述第一已調製信號的振幅進行調製的結果所獲得的第三已調製信號；以及所述電壓控制部分向所述振幅已調製電壓提供部分提供基於從所述電晶體輸出的所述振幅已調製電壓的最大值所獲得的電壓作為所述供電電壓。
31.一種使用電池作為電源的無線通信裝置，包括基帶部分，用於生成和處理基帶信號；發送部分，用於將由所述基帶部分生成的所述基帶信號轉換為發送信號；天線部分，用於對接收信號進行接收；接收部分，用於將所述接收信號轉換為基帶信號，並向所述基帶部分輸入所述基帶信號；以及共用部分，用於將所述發送信號傳送到所述天線部分，並將所述接收信號傳送到所述接收部分；其中所述發送部分包括用於將所述基帶信號轉換為所述發送信號的極性調製器；以及所述極性調製器包括功率放大部分；相位調製部分，用於從所述基帶信號生成包括相位信息的第一已調製信號；振幅信號控制部分，用於從所述基帶信號生成包括振幅信息的第二已調製信號；電壓控制部分，用於輸出供電電壓；以及振幅已調製電壓提供部分，用於基於從所述電壓控制部分輸出的所述供電電壓使用電晶體來將所述第二已調製信號放大，並向所述功率放大部分提供經放大的信號作為振幅已調製電壓；其中所述功率放大部分基於所述振幅已調製電壓將所述第一已調製信號放大，並由此輸出作為對所述第一已調製信號的振幅進行調製的結果所獲得的第三已調製信號；以及所述電壓控制部分向所述振幅已調製電壓提供部分提供使所述電晶體在恆定電流區工作的所述供電電壓。
全文摘要
相位調製部分(101)生成包括相位信息的第一已調製信號。振幅信號控制部分(103)生成包括振幅信息的第二已調製信號。波形整形部分(104)在第二已調製信號的振幅大於調節值時，生成波形經整形的已調製信號。振幅已調製電壓提供部分(105)基於來自電壓控制部分(106)的供電電壓將波形經整形的已調製信號放大，並向功率放大部分(102)提供經放大的信號。功率放大部分(102)基于振幅已調製電壓將第一已調製信號放大，並輸出所得的信號。波形整形部分(104)根據改變功率放大部分(102)所產生的畸變功率的因素來調整該調節值，以使功率放大部分(102)所產生的ACP變為等於或小於第一預定值。
文檔編號H04L27/34GK1943200SQ20068000009
公開日2007年4月4日 申請日期2006年1月6日 優先權日2005年1月6日
發明者森本滋, 松浦徹, 足立壽史 申請人:松下電器產業株式會社