JP2004120271A - Radio transmitter - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装置外部よりパソコンあるいは制御装置やメモリなどによって装置仕様データ(変調種別・アクセス方式・変調速度・帯域制限フィルタ等の情報)を書き換えることが可能な無線送信機に関し、特にシステムごとに電力増幅器のデバイスの動作点(バックオフ)を変更し電源効率を良くすることができる無線送信機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の無線送信機としては、例えば図4に示すように、装置外部よりパソコンあるいは制御装置やメモリなどによって装置仕様データ(変調種別・アクセス方式・変調速度・帯域制限フィルタ等の情報)を書き変えることが可能なCPU1と、CPU1からの制御信号に基づいて変調信号を生成する変調部2と、変調部2からの送信アナログ信号に対し周波数変換・電力増幅・帯域制限を行う送信部3と、送信部3からの出力を増幅して出力する高出力増幅部4とで構成されている。
【0003】
また、無線送信機に適用される電力増幅器として、出力電力の周波数特性等を改善するものがある(例えば、特許文献1参照)。
また、無線送信機に適用される高周波増幅装置として、ある一定期間だけ増幅器の電源電圧を増加して飽和電力を大きくすることにより、バックオフ電力を大きくし、電力効率を向上するものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−211038号公報(第2−3頁、図1)
【特許文献2】
特開2000−77953号公報(第3−4頁、図1−図3)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した図4に示す従来の構成では、システムごとに無線送信機の電力増幅器の所要バックオフが違うため、すなわち、変調方式あるいは帯域制限フィルタの特性(ロールオフファクタ等)の組み合わせによる電力のピークファクタ(最大電力と平均電力の比)の違いのため、高出力増幅部4を共通にすることができなくなり、使用する複数の方式の中で最も所要バックオフが大きいものに設定する場合、電源効率が悪くなり消費電力が大きくなってしまうという課題があった。
【0006】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、増幅部の出力電力情報を監視して、現在使用しているシステムの電力情報を元にバックオフ電力を決定し、そのバックオフ電力になる様に増幅部の出力を調整することができる無線送信機を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る無線送信機は、外部からの装置仕様データに応じた制御信号を出力する制御手段と、前記制御手段からの制御信号に基づいて変調信号を生成する変調部と、前記変調部からの出力に基づいて送信信号を出力する送信部と、前記送信部からの出力を増幅して出力する高出力増幅部とを備えた無線送信機において、前記高出力増幅部を動作点(バックオフ)が変更可能な動作点可変型高出力増幅部とし、前記制御手段は、前記動作点可変型高出力増幅部から出力される電力情報を監視して、最適なバックオフ電力になるように前記動作点可変型高出力増幅部の出力を制御することを特徴とするものである。この構成により、増幅部の出力電力情報を監視して、現在使用しているシステムの電力情報を元にバックオフ電力を決定し、当該バックオフ電力になる様に増幅部の出力を調整することができる。
【0008】
また、前記動作点可変型高出力増幅部の出力をスペクトル解析して電力情報を得るスペクトル解析部と、前記制御手段から出力される現在使用中のシステムデータの電力情報と前記スペクトル解析部からの電力情報とを比較する電力比較部とをさらに備え、前記制御手段は、前記電力比較部からの比較結果に基づいて現在使用しているシステムの最適なバックオフ電力になるように前記動作点可変型高出力増幅部を制御することを特徴とするものである。この構成により、システムの最適なバックオフ電力になるように制御できる。
【0009】
さらに、前記動作点可変型高出力増幅部は、増幅度の変動を調整する利得可変部と、所要バックオフを変化することが可能な動作点可変型高周波デバイスと、前記利得可変部と前記動作点可変型高周波デバイスの入力端との間に設けられて入出力の整合をとる可変整合回路と、前記動作点可変型高周波デバイスの出力端に設けられて入出力の整合をとる可変整合回路とを備えてなることを特徴とするものである。この構成によれば、利得可変部、可変整合回路、可変型高周波デバイスを可変制御して、増幅部の電源電圧情報を可変にすることができ、現在使用しているシステムの最適なバックオフ電力になる様にする調整することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る無線送信機の構成を示すブロック図である。図1において、図4に示す従来例と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、5は図4に示す従来例の高出力増幅部4に代えて設けられた本発明に係る動作点(バックオフ)が変更可能な動作点可変型高出力増幅部、6は分配器、7は動作点可変型高出力増幅部5の出力を分配器6を介して入力しスペクトル解析して電力情報を得るスペクトル解析部、8はCPU1から出力される現在使用中のシステムデータの電力情報とスペクトル解析部7からの電力情報とを比較する電力比較部を示す。
【0011】
そして、本発明の制御手段としてのCPU1は、動作点可変型高出力増幅部5から出力される電力情報を分配器6、スペクトル解析部7及び電力比較部8を介して監視して、最適なバックオフ電力になるように動作点可変型高出力増幅部5の出力を制御するようになされ、具体的には、電力比較部8からの比較結果に基づいて現在使用しているシステムの最適なバックオフ電力になるように動作点可変型高出力増幅部5を制御する。
【0012】
ここで、動作点可変型高出力増幅部5は、図2に示す構成を備えている。図2に示すように、動作点可変型高出力増幅部5は、増幅度の変動を調整する利得可変部5aと、所要バックオフを変化することが可能な動作点可変型高周波デバイス5cと、利得可変部5aと動作点可変型高周波デバイス5cの入力端との間に設けられて入出力の整合をとる可変整合回路5bと、動作点可変型高周波デバイス5cの出力端に設けられて入出力の整合をとる可変整合回路5dとを備えてなる。
【0013】
すなわち、動作点可変型高出力増幅部5は、システムごとに所要のバックオフに適合したデバイスの動作点に変化させるため、使用する電圧(デバイスがトランジスタならばベース電圧;FETならばゲート電圧)をコントロールし、そのために高周波デバイス5cの入出力インピーダンスが動いてしまうが、入出力の可変整合回路5b、5dで整合をとり、増幅率の変動を利得可変部(アッテネータやAGCアンプなど)5aで調整する。利得可変部5aは、電圧で利得が可変するようなπ型アッテネータ(PINダイオードで構成されているタイプ)やデュアルゲートタイプのFETでなる。また、可変整合回路5b、5dは、バリキャップダイオードなどを組み合わせた整合回路であり、動作点可変型高周波デバイス5cはトランジスタやFETでなる。
【0014】
次に動作について説明する。変調部2を介して送信部3から出力される送信信号は、送信部3において、周波数変換・電力増幅・帯域制限が行われる。送信部3から出力されたアナログ信号は動作点可変型高出力増幅部5に入力されて、送信機が出力可能な(条件:電波法やシステム運用上必要な規格を満足する)アナログ信号に変換されて出力される。この動作点可変型高出力増幅部5からの出力は、分配器6により無線機出力用とスペクトル解析部7の入力用に分配される。
【0015】
スペクトル解析部7は、分配器6からの出力に対しFFTを行い帯域幅を算出すると共に隣接チャネル漏洩電力を算出し、電力比較部12に出力する。電力比較部12は、その値とCPU1から送られてきた装置仕様データとの比較を行い、その比較結果をCPU1に出力する。CPU1は、電力比較部12からの比較結果に基づいて装置仕様データに一致するように、動作点可変型高出力増幅部5の利得可変部5a、可変整合回路5b、動作点可変型高周波デバイス5c、可変整合回路5dを可変(最適化)制御する。
【0016】
例えば、変調方式=64QAMでα=0.2のシステムA(バックオフ(P1dBcomp−装置出力)が11dB必要なシステム)と、変調方式=64QAMでα=0.5のシステムB(バックオフ(P1dBcomp−装置出力)が7dB必要なシステム)に対応する無線送信機の場合、図3に示すようなAとBの入出力特性を実現できる高出力増幅が必要である。
【0017】
システムごとに所要バックオフを変化させるため、高出力増幅器5で使用する電圧(デバイスがトランジスタならばベース電圧;FETならばゲート電圧)を制御する場合、高周波デバイス5cの入出力インピーダンスが変化するため、入出力の可変整合回路5b、5dで整合をとり、増幅度の変動を利得可変部(アッテネータやAGCアンプなど)5aで調整することで、所要バックオフの違った(変調方式による電力のピークファクタ等が違う)高出力増幅部5を共通にでき、使用するシステムの中で最も所要バックオフが大きい方式(通常運用では、ほとんど使われない)に固定的にバックオフを設定することなく運用方式にあった電源効率が達成できる。
【0018】
現在使用しているシステムのバックオフ電力を最適化する具体的な方法としては、CPU1で現在使用中のシステムデータの電力情報(飽和電力、平均電力、瞬時電力、電力効率、最適バックオフ電力等)を電力比較部8に送り、増幅部5の出力を入力するスペクトル解析部7によって信号の帯域幅及び隣接チャネル漏洩電力情報等を算出し、電力比較部8に送り、電力比較部8では、それぞれ送られてきた電力情報を元に比較又は比較するために必要な情報を算出した上で比較を行う。
【0019】
ここで、比較するために必要な情報とは、例えば、CPU1から送られてきたシステムデータが飽和電力と平均電力の場合、飽和電力と平均電力比から最適なバックオフ電力を算出し、スペクトル解析部7から送られてきたデータが信号の帯域幅及び隣接チャネル漏洩電力情報であれば、スペクトル解析部7の出力情報から現在のバックオフ情報を算出し、最適なバックオフ情報と現在のバックオフ情報を比較する。つまり、比較するために必要な情報とは、比較対象の情報を比較するために単位を合わせた情報である。更に、電力比較部8で比較された情報をCPU1でモニタし、増幅部5の出力情報がシステムデータの電力情報に合致する様に増幅部5の電源電圧情報を可変させ、現在使用しているシステムの最適なバックオフ電力になる様に調整する。増幅部5の電源電圧情報を可変するためには、利得可変部5a、可変整合回路5b、5d、可変型高周波デバイス5cを可変すれば良く、現在使用しているシステムの最適なバックオフ電力になる様にする調整することができる。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、増幅部の出力電力情報を監視して、現在使用しているシステムの電力情報を元にバックオフ電力を決定し、バックオフ電力になる様に増幅部の出力を調整することができ、システムに適合したバックオフに変更でき、運用状態に適合した電源効率を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る無線送信機の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の動作点可変型高出力増幅部5の詳細な構成図である。
【図3】無線送信機の入出力特性の例を示す図である。
【図4】従来の無線送信機の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 CPU、2 変調部、3 送信部、5 動作点可変型高出力増幅部、6 分配器、7 スペクトル解析部、8 電力比較部、5a 利得可変部、5b、5d 可変整合回路、5c 動作点可変型高周波デバイス。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless transmitter capable of rewriting device specification data (information such as a modulation type, an access method, a modulation speed, and a band limiting filter) by a personal computer, a control device, or a memory from the outside of the device. The present invention relates to a wireless transmitter capable of changing an operating point (back-off) of a device of a power amplifier and improving power supply efficiency.
[0002]
[Prior art]
As a conventional wireless transmitter, for example, as shown in FIG. 4, device specification data (information such as a modulation type, an access method, a modulation speed, and a band limiting filter) is rewritten from outside the device by a personal computer or a control device or a memory. A modulating
[0003]
Further, as a power amplifier applied to a wireless transmitter, there is one that improves the frequency characteristics of output power and the like (for example, see Patent Document 1).
Further, as a high-frequency amplifier applied to a wireless transmitter, there is known a high-frequency amplifier that increases the power supply voltage of an amplifier for a certain period of time to increase the saturation power, thereby increasing the back-off power and improving the power efficiency. (For example, see Patent Document 2).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-211038 A (page 2-3, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-2000-77953 (page 3-4, FIGS. 1 to 3)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional configuration shown in FIG. 4 described above, the required back-off of the power amplifier of the wireless transmitter differs for each system, that is, the power based on the combination of the modulation scheme or the characteristics (roll-off factor, etc.) of the band limiting filter. The high power amplifier 4 cannot be shared due to the difference in the peak factor (ratio between the maximum power and the average power), and the highest required back-off is set among a plurality of systems to be used. However, there has been a problem that power supply efficiency is deteriorated and power consumption is increased.
[0006]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, by monitoring the output power information of the amplifier, determine the back-off power based on the power information of the currently used system, It is an object of the present invention to provide a wireless transmitter capable of adjusting the output of an amplifier so as to have the back-off power.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The wireless transmitter according to the present invention is a control unit that outputs a control signal according to external device specification data, a modulation unit that generates a modulation signal based on a control signal from the control unit, and And a high-power amplifier for amplifying the output from the transmitter and outputting the transmission signal based on the output of the transmitter. ) Is a variable operating point variable-type high-power amplifying unit, and the control unit monitors power information output from the variable operating point-type high-power amplifying unit, and adjusts the power information so as to obtain an optimal back-off power. It is characterized in that the output of the variable operating point type high power amplifier is controlled. With this configuration, the output power information of the amplifier is monitored, the backoff power is determined based on the power information of the currently used system, and the output of the amplifier is adjusted to be the backoff power. Can be.
[0008]
Further, a spectrum analysis unit for obtaining power information by spectrum analysis of an output of the operating point variable type high power amplification unit, and power information of system data currently in use outputted from the control unit and a signal from the spectrum analysis unit. A power comparing unit for comparing the operating point with the power information based on a comparison result from the power comparing unit. The high-power amplification unit is controlled. With this configuration, it is possible to control the system so as to obtain the optimum back-off power.
[0009]
Further, the variable operating point type high-power amplifying unit includes a variable gain unit that adjusts a change in amplification degree, a variable high operating point device that can change a required back-off, the variable gain unit, and the operation. A variable matching circuit provided between the input terminal of the variable point type high-frequency device for input / output matching; and a variable matching circuit provided at the output terminal of the variable operating point high-frequency device for input / output matching. It is characterized by comprising. According to this configuration, it is possible to variably control the gain variable section, the variable matching circuit, and the variable high-frequency device to make the power supply voltage information of the amplifier section variable, and to optimize the back-off power of the currently used system. Can be adjusted so that
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the wireless transmitter according to
[0011]
Then, the
[0012]
Here, the operating point variable type
[0013]
That is, the operating point variable type high-
[0014]
Next, the operation will be described. The transmission signal output from the
[0015]
The
[0016]
For example, a system A (back-off (P1dBcomp-device output) requiring 11 dB for modulation scheme = 64 QAM and α = 0.2) and a system B (back-off (P1dBcomp) for α = 0.5 with modulation scheme = 64 QAM) In the case of a wireless transmitter corresponding to (a system requiring 7 dB of device output), high output amplification that can realize input and output characteristics of A and B as shown in FIG. 3 is required.
[0017]
In order to change the required back-off for each system, when controlling the voltage used in the high-output amplifier 5 (base voltage if the device is a transistor; gate voltage if the FET), the input / output impedance of the high-
[0018]
As a specific method for optimizing the back-off power of the system currently used, power information of system data currently used by the CPU 1 (saturation power, average power, instantaneous power, power efficiency, optimal back-off power, etc.) ) To the power comparing unit 8 and calculate the signal bandwidth and adjacent channel leakage power information and the like by the
[0019]
Here, the information necessary for comparison is, for example, when the system data sent from the
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the output power information of the amplifier is monitored, the back-off power is determined based on the power information of the currently used system, and the amplification is performed so as to be the back-off power. The output of the unit can be adjusted, the back-off can be changed to suit the system, and the power efficiency suited to the operation state can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless transmitter according to
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of an operating point variable type
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of input / output characteristics of a wireless transmitter.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional wireless transmitter.
[Explanation of symbols]
Claims (3)
前記高出力増幅部をバックオフが変更可能な動作点可変型高出力増幅部とし、
前記制御手段は、前記動作点可変型高出力増幅部から出力される電力情報を監視して、最適なバックオフ電力になるように前記動作点可変型高出力増幅部の出力を制御する
ことを特徴とする無線送信機。A control unit that outputs a control signal according to external device specification data, a modulation unit that generates a modulation signal based on the control signal from the control unit, and outputs a transmission signal based on an output from the modulation unit. A transmitting unit, and a wireless transmitter including a high-output amplifying unit that amplifies and outputs the output from the transmitting unit,
The high-output amplifier is an operating point variable type high-output amplifier whose back-off can be changed,
The control means monitors power information output from the operating point variable high-power amplifier, and controls the output of the operating point variable high-power amplifier so as to have an optimal back-off power. Characterized wireless transmitter.
前記動作点可変型高出力増幅部の出力をスペクトル解析して電力情報を得るスペクトル解析部と、前記制御手段から出力される現在使用中のシステムデータの電力情報と前記スペクトル解析部からの電力情報とを比較する電力比較部とをさらに備え、
前記制御手段は、前記電力比較部からの比較結果に基づいて現在使用しているシステムの最適なバックオフ電力になるように前記動作点可変型高出力増幅部を制御する
ことを特徴とする無線送信機。The wireless transmitter according to claim 1,
A spectrum analysis unit that obtains power information by performing spectrum analysis on the output of the operating point variable high-power amplification unit; power information of currently used system data output from the control unit; and power information from the spectrum analysis unit. And a power comparison unit that compares
The control means controls the variable operating point type high-power amplifying section so as to obtain an optimum back-off power of a system currently used based on a comparison result from the power comparing section. Transmitter.
前記動作点可変型高出力増幅部は、増幅度の変動を調整する利得可変部と、所要バックオフを変化することが可能な動作点可変型高周波デバイスと、前記利得可変部と前記動作点可変型高周波デバイスの入力端との間に設けられて入出力の整合をとる可変整合回路と、前記動作点可変型高周波デバイスの出力端に設けられて入出力の整合をとる可変整合回路とを備えてなる
ことを特徴とする無線送信機。In the wireless transmitter according to claim 1 or 2,
The operating point variable high-power amplifier includes a gain variable unit that adjusts a variation in amplification degree, an operating point variable high-frequency device capable of changing a required back-off, the gain variable unit, and the operating point variable. A variable matching circuit provided between the input end of the high-frequency device for matching input and output, and a variable matching circuit provided at the output end of the high-frequency device with variable operating point for matching input and output. A wireless transmitter, comprising:
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- 2002-09-26 JP JP2002280168A patent/JP2004120271A/en active Pending
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