[发明专利]移动通信装置和方法

说明书

本发明涉及移动通信装置，特别是需要比较大的输出功率范围和采用要求良好高频放大器线性的数字调制方式的移动无线通信装置和方法，例如，有关适用于蜂窝电话系统使用的汽车车载电话机和便携式无线电话机（以下称为便携式电话机）的有效的移动通信技术。

便携式电话机以这样的技术为基本点，即为了在由系统所分配的有限的频率资源中收容尽可能多的入网者而限制发送功率使电波不能较远地传播，于是在离开一定距离的场所，即在其它的蜂窝内能够利用同一个频率。在这样的便携式电话机中，发送方输出功率的大小取决于发送者和接收者之间的距离以及其间的电通信环境。如果以图10所示的着眼于1个基地台的蜂窝电话系统为例进行说明，则在电通信环境相互接近的基地台103和便携式电话机101之间的通信中，将发送功率减少到所要的范围，而像便携式电话机102那样与基地台103的距离较远时，就加大基地台103和便携式电话机102的通信功率。为此，在各个发送机101、102中必须以例如20dB的幅度控制发送输出功率。而且，各个发送机101、102使用何种电平的发送功率发送，要根据包含在从基地台发送来的接收波中的信号即发送功率信息的命令进行选择。这种发送功率的控制目的在于例如在收发距离较近时把因无用的较大的发送功率对其它区域进行通信的机器的影响减小到最小，以及把因无用的较大发送功率引起发送机电源电池的消耗减小到最小，进一步延长有限的电池容量下的通信时间。作为记载了关于这种发送功率控制的文献的例子，有1991年10月11日公开的JP-A-3-229526、1992年2月7日公开的JP-A-4-37323。

上述那种发送功率的控制能够简单地通过控制发送机高频功率放大器的增益而实现。然而本发明者发现，这时如果只进行输出功率的单一增益控制，由于高频功率放大器的输入信号功率固定，难于同时保持该放大器输出功率时的线性和大输出功率时的线性，而且调制输出信号有可能干扰邻近信道。

即，在蜂窝电话系统中，需要通过一个发送信号（一个调制信号）的窄带化去防止对邻近信道的干扰，为此，规定以载频为中心的旁频及各个频率的信号功率分布的频谱形状如图11A所示的那样，要求发送信号不能超过由其形状所规定的上限功率。作为减少对邻近信道的干扰的较好的调制方式，采用高斯最小移位键控（GM-SK;Gaussian  Minimum  Shift  Keying）调制或π/4相移的QPSK调制等。另外，为满足那样的频谱标准，高频功率放大器还必须在所使用的功率范围内其输出功率对其输入功率具有良好的线性。

然而，由于小功率输出时半导体元件的非线性特性难于在使用功率的全范围内获得所需要的线性。例如，如图12所示，漏电流Id与MOS晶体管栅源间电压Vgs的关系当栅源间电压Vgs比较小时即使在非饱和区也明显地成为非线性（B级放大）。从而，在利用对MOS晶体管的栅极偏压控制进行的高频功率放大器的增益控制中，当减少该MOS晶体管的栅极偏压而要输出小功率时，若向其栅极送入输入信号，则输出信号波形就会发生畸变。由于这样的畸变，发送信号将偏离频谱的标准。