无线通信装置以及电源装置

申请号 CN201480081357.5 申请日 2014-09-29 公开(公告)号 CN106575946A 公开(公告)日 2017-04-19
申请人 株式会社日立国际电气; 发明人 堂坂淳也;
摘要 无线通信装置被设为发送无线 信号 的发送期间与接收无线信号的接收期间不重叠,具备:发送部,其包括 正交 调制部和发送功率放大部,正交调制部对IQ调制而得的调制信号进行正交调制,发送功率放大部对所述正交调制而得的信号进行功率放大;接收部,其包括解调接收信号并输出解调信号的解调部;第一电源部,是所述发送功率放大部和所述接收部的电源;第二电源部,是所述正交调制部的电源;以及控制部,其向所述正交调制部输出所述调制信号,并被输入来自所述解调部的所述解调信号,所述第一电源部在所述接收期间向所述接收部输出恒定 电压 ,在所述发送期间向所述发送功率放大部输出对应于所述调制信号的包络线的变动电压。
权利要求

1.一种无线通信装置,被设定为发送无线信号的发送期间与接收无线信号的接收期间不重叠,其特征在于,具备:
发送部,其包括正交调制部和发送功率放大部,该正交调制部对IQ调制而得到的调制信号进行正交调制,该发送功率放大部对所述正交调制而得到的信号进行功率放大;
接收部,其包括解调接收信号并输出解调信号的解调部;
第一电源部,其是所述发送功率放大部和所述接收部的电源;
第二电源部,其是所述正交调制部的电源;以及
控制部,其向所述正交调制部输出所述调制信号,并被输入来自所述解调部的所述解调信号,
所述第一电源部在所述接收期间向所述接收部输出恒定电压,在所述发送期间向所述发送功率放大部输出对应于所述调制信号的包络线的变动电压。
2.根据权利要求1所述的无线通信装置,其特征在于,
所述第一电源部包括开关放大器,其输出对应于所输入的脉冲信号的脉冲宽度的电压,通过该输出形成所述第一电源部的输出,
在所述发送期间,用于生成所述变动电压的脉冲信号、即变动电压生成用脉冲信号被输入所述开关放大器,从所述开关放大器输出所述变动电压。
3.根据权利要求2所述的无线通信装置,其特征在于,
所述第一电源部包括变动电压生成用脉冲信号生成部,该变动电压生成用脉冲信号生成部生成所述变动电压生成用脉冲信号并输出。
4.根据权利要求3所述的无线通信装置,其特征在于,
所述第一电源部包括脉冲开关部,该脉冲开关部向所述开关放大器输出用于生成向所述接收部输出的所述恒定电压的恒定电压生成用脉冲信号和所述变动电压生成用脉冲信号中的某一种,
所述脉冲开关部在所述发送期间输出所述变动电压生成用脉冲信号,在所述接收期间输出所述恒定电压生成用脉冲信号,
所述开关放大器在所述发送期间输出所述变动电压,在所述接收期间输出所述恒定电压。
5.根据权利要求4所述的无线通信装置,其特征在于,
所述控制部向所述第一电源部输出表示是否为所述发送期间的识别信号,并且在所述发送期间向所述第一电源部输出表示所述调制信号的包络线的包络线信号,在所述接收期间向所述第一电源部输出所述恒定电压生成用脉冲信号,
所述变动电压生成用脉冲信号生成部根据所述包络线信号生成所述变动电压生成用脉冲信号,
所述脉冲开关部根据所述识别信号在所述发送期间输出所述变动电压生成用脉冲信号,在所述接收期间输出所述恒定电压生成用脉冲信号。
6.根据权利要求1所述的无线通信装置,其特征在于,
在所述发送期间与所述接收期间之间设有间隔时间,
所述第一电源部在紧跟在所述发送期间之后的所述间隔时间内将其输出从所述变动电压切换为所述恒定电压,在紧跟在所述接收期间之后的所述间隔时间内将其输出从所述恒定电压切换为所述变动电压。
7.一种电源装置,其特征在于,
被输入变动信号和切换信号,该变动信号的值变动,
所述电源装置根据所述切换信号切换输出变动电压和恒定电压,该变动电压的值对应于所述变动信号而变动。
8.根据权利要求7所述的电源装置,其特征在于,
进一步被输入用于生成所述恒定电压的恒定电压生成用脉冲信号,
该电源装置具备:
变动电压生成用脉冲信号生成部,其根据所述变动信号生成用于生成所述变动电压的变动电压生成用脉冲信号并输出;
开关放大器,其输出对应于所输入的脉冲信号的脉冲宽度的电压,通过该输出形成所述电源装置的输出;以及
脉冲开关部,其根据所述切换信号,向所述开关放大器输出所述恒定电压生成用脉冲信号和所述变动电压生成用脉冲信号中的某一种。

说明书全文

无线通信装置以及电源装置

技术领域

[0001] 本发明涉及降低无线通信装置的消耗电的技术。

背景技术

[0002] 以往,在FDMA(Frequency-Division Multiple Access:频分多址)方式或SCPC(Single Channel Per Carrier:单路单载波)方式的无线通信装置中,为了降低其消耗电力,有时采用了ET(Envelope Tracking:包络线跟踪)技术。
[0003] ET技术使发送部的功率放大器的电源电压对应于该功率放大器的输出电力而变化。例如,从调制信号提取其包络线信息(Envelope),对应于该包络线信息使功率放大器的电源电压变动。由此,能使功率放大器以接近饱和的状态工作。这样,相比固定电源电压的情况,提高功率放大器的效率,降低电力损失。
[0004] 另一方面,在TDMA(Time-Division Multiple Access:时分多址)/TDD(Time Division Duplex:时分双工)方式的无线通信装置中通常未采用ET技术。其第一个理由在于,ET技术用于发送部的功率放大器,但是在TDMA/TDD方式下发送时间的比率小于FDMA方式或SCPC方式,功率放大器中的有效的消耗电力低。例如,TDMA/TDD方式的发送时间比率为进行持续发送的SCPC方式的25%。因此,TDMA/TDD方式的消耗电力也为SCPC方式的25%。
[0005] 第二个理由在于,为了在功率放大器中使用ET技术,需要在以往的电源部之外设置向功率放大器供给电力的ET电源部,但是在便携型的无线通信装置中,有时ET电源部所占的空间妨碍无线通信装置的小型化。而且,以往的电源部例如由向发送电路供电的发送电源部、向接收电路供电的接收电源部、向控制电路供电的控制电源部构成。
[0006] 根据以上理由,在TDD方式中未采用ET技术。但是,在以便携无线收发机为代表那样可移动型无线通信装置的情况下,从防灾方面等观点出发,延长电池工作时间在最近也越来越受重视。这样,在TDD方式的无线通信装置中,实现低消耗电力化也很重要。
[0007] 下述的专利文献1中记载了从ET电源部对发送部的功率放大器供给电力来提高电力效率的技术。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1:日本特开2013‐55449公报

发明内容

[0011] 发明要解决的课题
[0012] 本发明的目的在于提供一种在抑制电源部所占空间增大的同时能减小无线通信装置消耗电力的ET技术。
[0013] 用于解决课题的手段
[0014] 用于解决上述课题的本发明的无线通信装置的代表性结构如下。即,是一种设定为发送无线信号的发送期间与接收无线信号的接收期间不重叠的无线通信装置,其具备:发送部,该发送部包括正交调制部和发送功率放大部,该正交调制部对IQ调制而得到的调制信号进行正交调制,该发送功率放大部对所述正交调制而得到的信号进行功率放大;接收部,该接收部包括解调接收信号并输出解调信号的解调部;第一电源部,该第一电源部是所述发送功率放大部和所述接收部的电源;第二电源部,该第二电源部是所述正交调制部的电源;以及控制部,该控制部向所述正交调制部输出所述调制信号,被输入来自所述解调部的所述解调信号,所述第一电源部在所述接收期间向所述接收部输出恒定电压,在所述发送期间向所述发送功率放大部输出对应于所述调制信号的包络线的变动电压。
[0015] 另外,本发明的电源装置的代表性结构如下。即,该电源装置被输入变动信号和切换信号,该变动信号的值变动,该电源装置根据所述切换信号切换输出变动电压和恒定电压,该变动电压的值对应于所述变动信号而变动。
[0016] 发明效果
[0017] 根据上述结构,在抑制电源部所占空间增大的同时,能减小无线通信装置的消耗电力。附图说明
[0018] 图1是本发明的实施方式涉及的无线通信装置的结构图。
[0019] 图2是本发明的实施方式涉及的ET电源部的输出波形概念图
[0020] 图3是本发明的实施方式的第1实施例涉及的ET电源部的结构图。
[0021] 图4是本发明的实施方式的第2实施例涉及的ET电源部的结构图。
[0022] 图5是本发明的实施方式的第3实施例涉及的ET电源部的结构图。
[0023] 图6是本发明的实施方式涉及的无线通信装置的处理流程图
[0024] 图7是现有技术涉及的ET电源部的输出波形的一个例子。

具体实施方式

[0025] 以下,说明本发明的实施方式。
[0026] 图1是本发明的实施方式涉及的无线通信装置的结构图。本实施方式的无线通信装置10是TDMA/TDD方式的可移动型无线通信装置,构成为包括控制部11、音频输入输出部12、操作显示部13、存储部14、发送部20、接收部30、天线开关41、收发天线42、电池51、ET电源部60、发送电源部52、控制电源部53、电力开关56以及TCXO(temperature compensated crystal oscillator:温度补偿晶体振荡器)43。
[0027] 由于是TDD方式,无线通信装置10重复发送期间Ts和接收期间Tr,发送期间Ts是无线通信装置10发送无线信号的期间,接收期间Tr是无线通信装置10接收无线信号的期间。即,设定发送期间Ts与接收期间Tr彼此分离,在时间上不重叠。
[0028] 另外,在本实施方式中,在发送期间Ts与接收期间Tr之间设置间隔时间(间隙期间)Tg。间隔时间Tg是用于进行切换发送期间Ts与接收期间Tr的准备的时间。例如,发送期间Ts和接收期间Tr和间隔时间Tg分别设定为10ms。
[0029] 音频输入输出部12构成为包括将输入的音频转换为电信号的麦克、将电信号作为音频输出的扬声器等。
[0030] 操作显示部13构成为包括接受来自操作者的指示输入的操作部和显示各种数据的显示部。操作部构成为包括例如PTT(Push To Talk;一键通)按钮、具有数字键的数字键盘。显示部构成为包括例如液晶显示屏(liquid crystal display:LCD)。操作显示部13可由操作部与显示部为一体的触摸屏等来构成。
[0031] 存储部14由半导体存储器(闪存、RAM(Random Access Memory;随机存取存储器)、ROM(read only memory;只读存储器)等)、磁盘等构成,存储各种数据等。
[0032] 控制部11将例如从音频输入输出部12的麦克风输入的音频信号转换为数字信号,进行该数字信号的音频编码处理。然后,对音频编码处理得到的音频信号进行数字调制(IQ调制),生成I信号和Q信号。生成的I信号和Q信号在进行模拟转换后作为调制信号11s1向发送部20输出。这样,调制信号11s1是对音频信号等发送信号进行IQ调制而得到的信号。
[0033] 另外,控制部11在对从接收部30输出的解调信号34s进行数字转换后进行音频解码等处理。然后,音频解码处理得到的音频信号在进行了模拟转换后向音频输入输出部12的扬声器输出。
[0034] 另外,控制部11输出表示是发送期间Ts的开关控制信号11s2。例如,开关控制信号11s2在发送期间Ts成为“1”,在发送期间Ts以外成为“0”。这样,开关控制信号11s2是表示是否为发送期间Ts的识别信号。
[0035] 另外,例如在发送期间Ts紧前的间隔时间Tg内,控制部11从上述的I信号和Q信号计算I信号和Q信号的包络线(envelope),在发送期间Ts,生成包络线信号11s3,使对应的I信号及Q信号同步,输出到ET电源部60。包络线信号11s3表示调制信号11s1的包络线,能通过((I信号的振幅)2+(Q信号的振幅)2)1/2求出。
[0036] 另外,控制部11在接收期间Tr生成用于使ET电源部60的输出60a为预定值电压的恒定电压生成用脉冲信号11s4,并输出到ET电源部60。恒定电压生成用脉冲信号11s4是用于生成向接收部30输出的恒定电压的脉冲信号。预先调查并设定恒定电压生成用脉冲信号11s4的脉冲宽度和周期,使得ET电源部60的输出60a成为预定值的恒定电压。
[0037] 控制部11具备作为硬件结构的CPU(Central Processing Unit;中央处理器)和保存控制部11的动作程序等的存储器。CPU可通过来自TCXO43的基准时钟信号生成CPU内的处理用时钟信号。然后,使用该生成的处理用时钟信号,依照上述动作程序来动作。而且,控制部11可构成为具备用于辅助CPU的处理的DSP(Digital Signal Processor;数字信号处理)、FPGA(Field Programmable Gate Array;现场可编程阵列)。
[0038] 发送部20构成为包括正交调制部(MOD)21、发送用混频器(MIX)22、前置放大器(AMP)23、发送功率放大部(PA)24、隔离器(ISO)25、发送用滤波器(FIL)26、发送用PLL(phase  locked  loop:相位同步回路)27以及发送用VCO(Voltage Controlled Oscillator:压控振荡器)28。
[0039] 正交调制部21对由控制部11进行IQ调制并输出的发送信号、即调制信号11s1(模拟转换而得到的I信号和Q信号)进行模拟正交调制,将该正交调制得到的发送信号输出到发送用混频器22。如上所述,例如根据从音频输入输出部12的麦克风输入的音频信号来生成调制信号11s1。
[0040] 发送用混频器22将从发送用VCO28输出的载波信号和从正交调制部21输出的调制信号混合(即相乘),将该混合而得的发送信号输出至前置放大器23。前置放大器23将从发送用混频器22输出的发送信号放大。
[0041] 发送用VCO28受发送用PLL27控制,生成预定频率的载波信号。发送用PLL27根据由控制部11指示的频率控制发送用VCO28,使发送用VCO28的输出成为预定频率。
[0042] 发送功率放大部24对从前置放大器23输出的发送信号23s进行功率放大。此时,从ET电源部60向发送功率放大部24供给电力。具体地,仅在发送期间Ts期间,从ET电源部60经由电力开关(P.SW)56供给发送功率放大部24的电源。而且,发送功率放大部24以外的发送部20在发送期间Ts从发送电源部52供给电源。
[0043] 隔离器25使从发送功率放大部24输出的发送信号24s不逆行。发送用滤波器26从由隔离器25输出的发送信号25s去除不需要的频率分量。这样,从发送用滤波器26输出的发送信号26s经由天线开关41从收发天线42作为无线信号(电波)发射到空中。
[0044] 收发天线42是用于与其他无线通信装置、基站装置之间收发无线信号的天线(antenna)。天线开关41是在发送期间Ts和接收期间Tr切换连接收发天线42的天线开关。天线开关41根据从控制部11输出的开关控制信号11s2将收发天线42切换为发送用和接收用。
[0045] 具体地,天线开关41在发送期间Ts连接发送用滤波器26的输出和收发天线42,在接收期间Tr连接后述的接收用滤波器31的输入和收发天线42。
[0046] 接收部30构成为包括接收用滤波器(FIL)31、接收功率放大部(LNA)32、接收用混频器(MIX)33、解调部(DEMO)34、接收用PLL35以及接收用VCO36。
[0047] 收发天线42接收来自其他无线通信装置、基站装置的无线信号,将该接收信号经由天线开关41向接收用滤波器31输出。接收用滤波器31从由收发天线42接收到的接收信号去除不需要的频率分量。接收功率放大部32放大从接收用滤波器31输出的接收信号31s。
[0048] 接收用混频器33将从接收用VCO36输出的载波频率的信号与从接收功率放大部32输出的接收信号32s混合(即相乘),从接收信号32s去除载波。然后,将去除了载波的接收信号33s向解调部34输出。
[0049] 接收用VCO36受接收用PLL35的控制,生成与载波相同频率的信号。接收用PLL35根据由控制部11指示的频率控制接收用VCO36,使接收用VCO36的输出成为预定频率。
[0050] 解调部34解调从接收用混频器33输出的接收信号33s,将该解调而得到的解调信号(模拟的I信号和Q信号)34s向控制部11输出。控制部11对从解调部34输出的解调信号34s进行数字转换后,进行音频解码来转换为音频信号,进而在进行模拟转换后,向音频输入输出部12的扬声器输出。
[0051] 电池51是向无线通信装置10供给用于使无线通信装置10工作的电力的电源装置,例如由锂离子电池构成。电池51对ET电源部60和发送电源部52和控制电源部53以例如DC(直流)12伏特的电压供给电力。
[0052] ET电源部60是将从电池51供给的12伏特电力进行电压转换并作为ET电源部输出60a而输出的电源装置。ET电源部输出60a成为功率放大部24和接收部30的电源。
[0053] 详细地,如上述那样,ET电源部60仅在发送期间Ts经由电力开关56向发送功率放大部24输出对应于调制信号11s1的包络线而变动的ET(包络线跟踪)电压。即,仅在发送期间Ts,ET电源部输出60a成为发送功率放大部24的电源。这样,在发送期间Ts,发送功率放大部24的电源成为对应于调制信号11s1的包络线的电压,即,对应于发送功率放大部24的使用电力的电压。
[0054] 另外,ET电源部60在接收期间Tr期间经由电力开关56向接收部30输出固定值的恒定电压(例如5伏特)。即,在接收期间Tr期间,ET电源部输出60a成为接收部30的电源。详细地,ET电源部60是在接收期间Tr期间消耗电力的结构部,对接收功率放大部32和接收用混频器33和解调部34供给电源。接收用滤波器31不消耗电力。如后述那样,从控制电源部53对接收用PLL35和接收用VCO36供给电源。
[0055] 电力开关56将ET电源部输出60a在发送期间Ts(即,开关控制信号11s2为“1”的情况)向发送功率放大部(PA)24输出,在接收期间Tr(即,开关控制信号11s2为“0”的情况)向接收部30(详细地,接收功率放大部32、接收用混频器33和解调部34)输出。而且,可构成为ET电源部60中包括电力开关56。
[0056] 另外,ET电源部60在紧跟在发送期间Ts之后的间隔时间Tg内将ET电源部输出60a从发送期间Ts用的ET电压切换为接收期间Tr用的恒定电压。另外,ET电源部60在紧跟在接收期间Tr之后的间隔时间Tg内将ET电源部输出60a从接收期间Tr用的恒定电压切换为发送期间Ts用的ET电压。
[0057] 而且,在间隔时间Tg长的情况下,可构成为ET电源部60暂时停止电源供给。该情况下,为了赶得上该间隔时间Tg的下一发送期间Ts或者接收期间Tr,需要重新开始电源供给。
[0058] 发送电源部52将从电池51供给的DC12伏特的电力转换为例如DC5伏特。然后,如上述那样,在发送期间Ts,向发送功率放大部24以外的发送部20供给电源。详细地,发送电源部52是在发送期间Ts期间消耗电力的结构部,对正交调制部21和发送用混频器22和前置放大器23通过输出52a供给电源。隔离器25和发送用滤波器26不消耗电力。如后述那样,从控制电源部53对发送用PLL27和发送用VCO28供给电源。
[0059] 在本实施方式中,构成为仅在发送期间Ts从发送电源部52对正交调制部21和发送用混频器22和前置放大器23供给电源。这样,能抑制发送电源部52的消耗电力。但是,由于在发送期间Ts以外的期间发送电源部52的消耗电力小,因此还能构成为例如在接收期间Tr也从发送电源部52供给电源、或者持续从发送电源部52供给电源。
[0060] 控制电源部53将从电池51供给的DC12伏特的电力转换为例如DC3.3伏特。然后,控制电源部53通过输出53a持续对控制部11、音频输入输出部12、操作显示部13和存储部14供给DC3.3伏特的电源。
[0061] 另外,控制电源部53对发送用PLL27、发送用VCO28、接收用PLL35、接收用VCO36和TCXO43持续供给DC3.3伏特的电源。这是因为有必要使发送用PLL27和发送用VCO28在发送期间Ts以外也工作,使接收用PLL35和接收用VCO36在接收期间Tr以外也工作。
[0062] 而且,也能构成为区别于对控制部11、音频输入输出部12、操作显示部13和存储部14供给电源的电源部,设置对发送用PLL27、发送用VCO28、接收用PLL35、接收用VCO36和TCXO43供给电源的电源部。
[0063] 随便一提,各电源部的消耗电力的比率,例如控制电源部53为40%,发送电源部52为10%,发送时的ET电源部60为50%,接收时的ET电源部60为10%。
[0064] 图2是本发明的实施方式涉及的ET电源部的输出波形的概念图。纵轴是ET电源部输出60a的大小(电压值),横轴是时间。图2中示出了从发送期间Ts经过接收期间Tr后再次转到发送期间Ts情况下的ET电源部输出60a。另外,在发送期间Ts与接收期间Tr之间设有间隔时间Tg。
[0065] 如上述那样,在发送期间Ts,ET电源部输出60a为对应于包络线信号11s3的波形。即,发送期间Ts是ET(包络线跟踪)电压输出区间。图2的例子中,在发送期间Ts,ET电源部输出60a在大约12伏特和大约2伏特之间变动。发送功率放大部24的电源电压成为对应于包络线信号11s3的波形,从而能提高发送功率放大部24的效率,降低电力损失。
[0066] 发送期间Ts的ET电源部输出60a、即ET电压不仅包括与包络线信号11s3相似波形的电压,还包括与包络线信号11s3近似波形的电压。即,对应于包络线信号11s3的电压不仅包括与包络线信号11s3相似的电压,还包括近似的电压。
[0067] ET电压优选与包络线信号11s3为相似形态,但不限于相似形态。即便算不上相似,只要与包络线信号11s3近似,就能某种程度提高发送功率放大部24的效率,降低电力损失。ET电源部输出60a与包络线信号11s3近似是指以下状态,在包络线信号11s3为峰时,ET电源部输出60a也成为峰,在包络线信号11s3为谷时,ET电源部输出60a也成为谷。只要至少发送期间Ts的ET电源部输出60a比接收期间Tr的ET电源部输出60a(恒定电压)与包络线信号
11s3近似,就能一定程度降低电力损失。
[0068] 在接收期间Tr,ET电源部输出60a体现为基本固定的电压值。在图2的例子中,ET电源部输出60a为大约5伏特的恒定电压。即,接收期间Tr是恒定电压输出区间。该恒定电压包含接收部30正常工作的范围内的小的电压变动。
[0069] 在间隔时间Tg内,ET电源部输出60a从发送期间Ts用的ET电压向接收期间Tr用的恒定电压切换,或者从接收期间Tr用的恒定电压向发送期间Ts用的ET电压切换。该切换所需时间极其短(至少短于间隔时间Tg),因此在切换时,如图2所示,ET电源部输出60a为连续波形。
[0070] 此处,以往从ET电源部仅对发送部的功率放大器供给电力,因此在使发送部进行TDD动作(即间歇动作)的情况下,从ET电源部观察到的负载(功率放大器的输入阻抗)急剧变动。因此,难以从ET电源部供给稳定的电压,即,难以提高功率放大器的效率。
[0071] 图7是现有技术涉及的ET电源部的输出波形的一个例子。图7的纵轴是电压,横轴是时间。71是实际的ET电源部的输出。72是本应该的ET电源部的输出。而且,72由于上升部分与71重叠,因此使时间轴稍向右移,易于观察。
[0072] 如图7所示,现有技术涉及的ET电源部仅在发送期间Ts对发送部的功率放大器供给电力。因此,在从接收期间Tr向发送期间Ts转移时,在发送期间Ts的开始时刻t0,ET电源部的输出71从0伏特朝向预定电压值(例如5伏特)上升。此时,输出71由于ET电源部内的阻抗的影响而发生过冲,超过本应该的输出72。然后,在经过某一程度的时间后,收敛于预定电压值。因此,难以从ET电源部供给大小适当的稳定电压,即,难以提高功率放大器的效率。
[0073] 与此相对,本实施方式涉及的ET电源部60在接收期间Tr及通信开始前的待机状态时(后述的图6的步骤S1)对接收部30供给恒定电压的电力,在发送期间Ts开始时不从0伏特上升。因此,本实施方式涉及的ET电源部60相比现有技术能大幅减少发送期间Ts开始时的过冲,其结果为能够提高发送期间Ts的尤其是初始期间的功率放大效率。
[0074] 图3是本实施方式的第1实施例涉及的ET电源部的结构图。
[0075] 如图3所示,第1实施例的ET电源部160对应于图1的ET电源部60,构成为包括变动电压生成用脉冲信号生成部(PWM部)161、脉冲开关部(PWM开关部)162和开关放大器163。对与图1相同的结构、信号赋予同一符号,并省略说明。而且,PWM表示Pulse  Width Modulation(脉冲宽度调制)。
[0076] ET电源部160从控制部11取得开关控制信号11s2、包络线信号11s3和恒定电压生成用脉冲信号11s4。恒定电压生成用脉冲信号11s4在图3例子中从控制部11取得,但是也可从控制部11以外取得,例如可在ET电源部160内生成。
[0077] 若脉冲信号被输入,则开关放大器163生成对应于该输入的脉冲信号的脉冲宽度的电压并输出。变动电压生成用脉冲信号生成部161根据包络线信号11s3生成变动电压生成用脉冲信号161s并输出,变动电压生成用脉冲信号161s用于由开关放大器163生成ET电压(对应于调制信号11s1的包络线的变动电压)。该变动电压生成用脉冲信号161s是对应于调制信号11s1的包络线的脉冲信号,详细为脉冲宽度对应于调制信号11s1的包络线的大小的脉冲信号。脉冲开关部162根据开关控制信号11s2向开关放大器163输出恒定电压生成用脉冲信号11s4和变动电压生成用脉冲信号161s中的某一种。
[0078] 具体地,在发送期间Ts,脉冲开关部162向开关放大器163输出变动电压生成用脉冲信号生成部161的输出(变动电压生成用脉冲信号161s)。变动电压生成用脉冲信号161s是ET电压生成用的脉冲信号。另外,在接收期间Tr,脉冲开关部162向开关放大器163输出恒定电压生成用的恒定电压生成用脉冲信号11s4。
[0079] 详细地,在发送期间Ts,开关控制信号11s2成为“1”。在开关控制信号11s2为“1”的情况下,脉冲开关部162输出变动电压生成用脉冲信号161s。在接收期间Tr,开关控制信号11s2成为“0”。在开关控制信号11s2为“0”的情况下,脉冲开关部162输出恒定电压生成用脉冲信号11s4。这样,脉冲开关部162对应于开关控制信号11s2选择ET电压生成用的脉冲信号和恒定电压生成用的脉冲信号并向开关放大器163输出。
[0080] 从电池51向开关放大器163供给恒定电压电源。若变动电压生成用脉冲信号161s被输入,则开关放大器163生成跟踪包络线信号11s3的ET电压并输出。另外,若恒定电压生成用脉冲信号11s4被输入,则开关放大器163生成预定值的恒定电压并输出。如上所述,预先调查并由控制部11设定恒定电压生成用脉冲信号11s4的脉冲宽度和周期,使得被输入了恒定电压生成用脉冲信号11s4的开关放大器163生成预定值的恒定电压。然后,开关放大器163的输出作为ET电源部输出160a向电力开关56输出。
[0081] 如上所述,电力开关56将ET电源部输出160a在发送期间Ts(即,开关控制信号11s2为“1”的情况)向发送功率放大部(PA)24输出,在接收期间Tr(即,开关控制信号11s2为“0”的情况)向接收部30(详细地,接收功率放大部32、接收用混频器33和解调部34)输出。
[0082] 详细说明变动电压生成用脉冲信号生成部161。
[0083] 变动电压生成用脉冲信号生成部161具备DAC161a、三波发生电路161b和比较器161c。DAC161a是数字模拟转换器,将从控制部11取得的包络线信号11s3转换为模拟信号,并向比较器161c输出。三角波发生电路161b周期性生成一定振幅的三角波,并重复输出。比较器161c根据来自DAC161a的模拟转换而得的包络线信号11s3和来自三角波发生电路161b的三角波信号,生成变动电压生成用脉冲信号161s,并向脉冲开关部162输出。
[0084] 变动电压生成用脉冲信号161s是周期与三角波信号相同的重复的矩形脉冲,DAC161a的输出电平越高,即包络线信号11s3越大,则脉冲宽度越大。
[0085] 开关放大器163构成为例如在公知的D类放大器的输出附加电容器从而能得到平滑的输出。对应于输入信号的脉冲宽度的大小,开关放大器163的输出电平变动。即,输入信号的脉冲宽度变大,则其输出电平变大,输入信号的脉冲宽度变小,则其输出电平变小。这样,开关放大器163能得到跟踪包络线信号11s3的输出,即大小对应于包络线信号11s3的输出(ET电源部输出160a)。
[0086] 图4是本实施方式的第2实施例涉及的ET电源部的结构图。
[0087] 如图4所示,第2实施例的ET电源部260对应于图1的ET电源部60,构成为包括开关放大器163。即,第2实施例的ET电源部260为从第1实施例的ET电源部160去除了变动电压生成用脉冲信号生成部161和脉冲开关部162的结构。而且,成为第1实施例的变动电压生成用脉冲信号生成部161和脉冲开关部162的功能包含在第2实施例的控制部211中的结构。即,第2实施例的控制部211是在第1实施例的控制部11中追加了第1实施例的变动电压生成用脉冲信号生成部161和脉冲开关部162的功能的结构。对与图1及图3相同的结构、信号赋予同一符号,并省略说明。
[0088] ET电源部260从控制部211取得开关控制信号11s2和变动电压生成用脉冲信号161s和恒定电压生成用脉冲信号11s4。如第1实施例中说明的那样,变动电压生成用脉冲信号161s是在发送期间Ts使用的ET电压生成用的脉冲信号。恒定电压生成用脉冲信号11s4是在接收期间Tr使用的恒定电压生成用的脉冲信号。
[0089] 控制部211在发送期间Ts不输出恒定电压生成用脉冲信号11s4,而是将变动电压生成用脉冲信号161s向开关放大器163输出。另外,在接收期间Tr,不输出变动电压生成用脉冲信号161s,而是将恒定电压生成用脉冲信号11s4向开关放大器163输出。
[0090] 与第1实施例同样地,在发送期间Ts,跟踪包络线信号11s3的ET电压作为ET电源部输出260a而被输出,在接收期间Tr,预定值的恒定电压作为ET电源部输出260a而被输出。
[0091] 这样,第2实施例的ET电源部260也进行与第1实施例的ET电源部160同样的输出。在第2实施例中,由于能省略第1实施例的变动电压生成用脉冲信号生成部161和脉冲开关部162,因此在控制部211由LSI(Large Scale Integration;大规模集成电路)、FPGA构成的情况下,能比第1实施例更加使硬件结构小型化。
[0092] 图5是本实施方式的第3实施例涉及的ET电源部的结构图。
[0093] 如图5所示,第3实施例的ET电源部360对应于图1的ET电源部60,构成为包括变动电压生成用脉冲信号生成部161、开关放大器163和开关部361。即,第3实施例的ET电源部360为从第1实施例的ET电源部160去除了脉冲开关部162并追加了开关部361的结构。而且,开关部361为切换输出开关放大器163的输出160a和电池51的输出的结构。对与图1及图3相同的结构、信号赋予同一符号,并省略说明。
[0094] ET电源部360从控制部11取得开关控制信号11s2和包络线信号11s3。开关部361构成为对应于开关控制信号11s2输出输入a和输入b的某一种。具体地,在开关控制信号11s2为“1”的情况下(即发送期间Ts的情况),输出输入a,在开关控制信号11s2为“0”的情况下(即接收期间Tr的情况),输出输入b。
[0095] 即,开关部361在发送期间Ts将ET电压、即开关放大器163的输出160a(输入a)向电力开关56输出。另外,在接收期间Tr,将恒定电压、即电池51的输出(输入b)向电力开关56输出。
[0096] 这样,与第1实施例同样地,在发送期间Ts,跟踪包络线信号11s3的ET电压作为ET电源部输出360a而被输出,在接收期间Tr,预定值的恒定电压作为ET电源部输出360a而被输出。
[0097] 但是,在接收期间Tr输出的ET电源部输出360a的电压值成为电池51的输出电压。ET电源部输出360a经由电力开关56向接收部30供给,但是在希望使向接收部30供给的电压不同于电池51的输出电压的情况下,在从电力开关56向接收部30的电源供给线的中途设置电压转换部即可。该电压转换部例如能由公知的DC/DC转换器等构成。或者,可构成为在开关部361的输入b不连接电池51的输出,而是连接具有所希望的输出电压值(即向接收部30供给的电压)的电源装置的输出。
[0098] 图6是本发明的实施方式涉及的无线通信装置的处理流程图。该处理流程中,无线通信装置10的动作受控制部11控制。该处理中,作为ET电源部60,使用第1实施例的ET电源部160。该处理流程始于待接收状态,从待接收状态成为通信状态后,直至通信结束为止重复发送状态和接收状态。待接收状态是指等待来自其他无线通信装置、基站装置的无线信号接收的状态。
[0099] 首先,在待接收状态(图6的步骤S1)下,ET电源部160输出预定的固定电压值(步骤S2)。这样,在待接收状态下,ET电源部160与接收期间Tr同样地动作,ET电源部输出160a成为预定的固定电压值。在至开始通信为止的期间(步骤S3中“否”),持续待接收状态,ET电源部输出160a成为预定的固定电压值。
[0100] 之后,例如若音频输入输出部12的PTT按钮被按下,则开始通信,成为通信状态(步骤S3中“是”)。在通信状态下,首先,到达间隔时间Tg,之后,若到达发送期间Ts,则开始音频等数据发送。在间隔时间Tg内进行发送准备(步骤S4)。
[0101] 此时,作为一种发送准备,由控制部11根据发送数据的I信号和Q信号计算I信号和Q信号的包络线(envelope)(步骤S5)。然后,如果到达发送期间Ts,则从控制部11向ET电源部160输出包络线信号11s3。这样,ET电源部160进行ET动作(步骤S6)。即,ET电源部160输出跟踪包络线信号11s3的ET电压。
[0102] 在发送期间Ts结束后,如果到达间隔时间Tg,则进行接收准备(步骤S7)。此时,作为一种接收准备,生成用于使ET电源部160的输出160a为预定值电压的恒定电压生成用脉冲信号11s4,并从控制部11向ET电源部160输出。这样,ET电源部160输出预定的固定电压。然后,在间隔时间Tg结束后的接收期间Tr,ET电源部160也输出预定的固定电压(步骤S8)。
[0103] 之后,在通信未结束的情况下(步骤S9中“否”),返回步骤S4的发送准备,在间隔时间Tg内由控制部11计算I信号和Q信号的包络线(envelope)(步骤S5)后,到达发送期间Ts(步骤S6)。在通信结束的情况下(步骤S9中“是”),返回步骤S1的待接收状态。
[0104] 如以上说明的那样,在图6的例子中,从待接收状态至开始发送为止,ET电源部输出160a成为预定的固定电压值。接着,如果到达发送期间Ts,则ET电源部输出160a变化为跟踪包络线信号11s3的ET电压。接着,发送期间Ts结束,到达间隔时间Tg,则ET电源部输出160a变化为预定的固定电压值。之后,经过接收期间Tr和间隔时间Tg,到达发送期间Ts,则ET电源部输出160a变化为跟踪包络线信号11s3的ET电压。
[0105] 根据本实施方式,至少起到下述效果。
[0106] (a)无线通信装置具备发送部、接收部、第一电源部、第二电源部及控制部,发送部包括对IQ调制而得的调制信号进行正交调制的正交调制部和对正交调制而得的信号进行功率放大的发送功率放大部,接收部包括解调接收信号并输出解调信号的解调部,第一电源部是发送功率放大部和接收部的电源,第二电源部是正交调制部的电源,控制部向正交调制部输出调制信号,被输入来自解调部的解调信号,该无线通信装置构成为第一电源部在接收期间向接收部输出恒定电压,在发送期间向发送功率放大部输出对应于调制信号的包络线的变动电压,因此在抑制电源部所占空间增大的同时能减小无线通信装置的消耗电力。
[0107] (b)构成为第一电源部包括开关放大器,开关放大器输出对应于所输入的脉冲信号的脉冲宽度的电压,通过该输出形成第一电源部的输出,在发送期间,变动电压生成用脉冲信号被输入开关放大器,从开关放大器输出变动电压,因此能容易地实现第一电源部。
[0108] (c)构成为第一电源部包括生成变动电压生成用脉冲信号并输出的变动电压生成用脉冲信号生成部,因此能简化第一电源部以外的结构。
[0109] (d)构成为第一电源部包括向开关放大器输出恒定电压生成用脉冲信号和变动电压生成用脉冲信号中的某一种的脉冲开关部,脉冲开关部在发送期间输出变动电压生成用脉冲信号,在接收期间输出恒定电压生成用脉冲信号,开关放大器在发送期间输出变动电压,在接收期间输出恒定电压,因此能容易地实现第一电源部。
[0110] (e)构成为控制部向第一电源部输出表示是否为发送期间的识别信号,并且在发送期间向第一电源部输出包络线信号,在接收期间向第一电源部输出恒定电压生成用脉冲信号,变动电压生成用脉冲信号生成部根据包络线信号生成变动电压生成用脉冲信号,脉冲开关部根据识别信号在发送期间输出变动电压生成用脉冲信号,在接收期间输出恒定电压生成用脉冲信号,因此能通过简洁的结构实现无线通信装置。
[0111] (f)构成为发送期间与接收期间之间设有间隔时间,第一电源部在紧跟在发送期间之后的间隔时间内将其输出从变动电压切换为恒定电压,在紧跟在接收期间之后的间隔时间内将其输出从恒定电压切换为变动电压,因此变动电压与恒定电压易切换。
[0112] 而且,本发明不限定为上述实施方式,当然在不脱离其主旨的范围内能进行各种变更。
[0113] 上述实施方式中说明了发送期间和接收期间交替重复的无线通信装置的情况,但是本发明不限于该种无线通信装置。例如,也能够构成为在设定为第一期间与第二期间不重叠的装置中输入其值变动的变动信号和表示第一期间的切换信号,根据所述切换信号,在第一期间输出对应于所述变动信号的变动电压值,在第二期间输出恒定电压值。
[0114] 另外,上述实施方式中构成为设置间隔时间,但是也能构成为不设间隔时间。该情况下,下一发送期间中使用的包络线(envelope)的计算在紧接在该发送期间之前的接收期间进行即可。
[0115] 另外,本发明能够作为下述电源装置来掌握,该电源装置被输入其值变动的变动信号和切换信号,根据所述切换信号切换输出其值对应于所述变动信号而变动的变动电压和恒定电压。
[0116] 另外,本发明不仅可以作为执行本发明涉及的处理的装置来掌握,还能作为方法来掌握。或者,能作为用于实现该种方法的程序、记录该程序的记录介质等来掌握。
[0117] 另外,本发明,在无线通信装置的结构方面,由于能对应各种频率,因此只要是TDD系统,就能作为软件无线电化中的多频带无线部的硬件体系结构来使用。进而,还能作为近年受瞩目的空白频段(2次利用)无线部的硬件体系结构来使用。
[0118] 符号说明
[0119] 10…无线通信装置、11…控制部、11s1…调制信号、11s2…开关控制信号(识别信号)、11s3…包络线(envelope)信号、11s4…恒定电压生成用脉冲信号、12…音频输入输出部、13…操作显示部、14…存储部、20…发送部、21…正交调制部(MOD)、22…发送用混频器(发送用MIX)、23…前置放大器(AMP)、24…发送功率放大部(PA)、25…隔离器(ISO)、26…发送用滤波器(发送用FIL)、27…发送用PLL、28…发送用VCO、30…接收部、31…接收用滤波器(接收用FIL)、32…接收功率放大部(LNA)、33…接收用混频器(接收用MIX)、34…解调部(DEMO)、35…接收用PLL、36…接收用VCO、41…天线开关(A.SW)、42…收发天线、43…TCXO、51…电池、52…发送电源部、53…控制电源部、56…电力开关(P.SW)、60…ET电源部、60a…ET电源部输出、160…ET电源部、160a…ET电源部输出、161…变动电压生成用脉冲信号生成部(PWM部)、161a…DAC、161b…三角波发生电路、161c…比较器、161s…变动电压生成用脉冲信号、162…脉冲开关部(PWM开关部)、163…开关放大器、211…控制部、260…ET电源部、
260a…ET电源部输出、360…ET电源部、360a…ET电源部输出、361…开关部。
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