JP3477177B2 - 無線機及び利得制御回路 - Google Patents

無線機及び利得制御回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は無線機及び該無線機
に用いられる利得制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在運用されている移動無線システムで
あるＰＤＣシステムに用いられているπ／４シフトＱＰ
ＳＫや、ｃｄｍａＯｎｅシステムに用いられているＯＱ
ＰＳＫ、近来運用が予定されている移動無線システムで
あるＷ−ＣＤＭＡシステムやｃｄｍａ２０００システム
に用いられているＨＰＳＫなど、近年のディジタル移動
通信システムの上り回線の変調方式は振幅変動成分を有
しているものが用いられている。そのため、システムで
用いられる無線機である移動通信端末の送信電力増幅器
（以下、ＰＡと呼ぶ）は飽和動作ができず、消費電流が
大きいという問題があった。特に移動通信端末が基地局
に近付き、端末送信電力を下げている場合には、ＰＡに
対して電池から供給している電力の大部分は無駄なもの
であった。
【０００３】これを解決すべく、送信電力が大きくない
場合は、その送信信号レベルに対応してＰＡへの供給電
力を絞るように制御することが検討されている。一般
に、ＰＡへの供給電力を絞りすぎると当該信号レベルに
必要とされる線形性が損なわれて隣接チャネル漏洩電力
の劣化につながる。このためＰＡの製造バラツキや周囲
温度変化による線形性の変動を勘案すると、その制御が
難しかった。また、この危険を避けるために、ＰＡへの
供給電力の絞り方に余裕をもたせることが一般的である
が、このために十分な低消費電力化ができなかった。
【０００４】これを解決する手段として、本出願の発明
者は、特願平２０００−２６１５７５号（発明の名称：
漏洩電力比検出回路および移動通信端末の制御回路）に
おいて、隣接チャネル漏洩電力比をモニタし、この情報
を用いてＰＡの供給電力を適切な隣接チャネル漏洩電力
比を与えるレベルまで絞る事が出来る事を示した。
【０００５】しかし、ＰＡへの供給電力を絞った場合、
その絞り方によってはＰＡの利得が低下するという問題
がある。図４に供給電力調整機能付きＰＡの一例を示
す。同図で、入力信号は、入力端子から入力インピーダ
ンス整合回路Ｍ１を介して、トランジスタＱ１、負荷イ
ンダクタＬ１から成る初段アンプで増幅された後、段間
インピーダンス整合回路Ｍ２を介してトランジスタＱ
２、負荷インダクタＬ２から成る出力段アンプで増幅さ
れ、出力整合回路Ｍ３を介して出力端子に出力される。
【０００６】このＰＡの消費電力は、各トランジスタに
流れるコレクタ電流の和と電源電圧Ｖｃｃとの積で表さ
れるが、各トランジスタに流れるコレクタ電流はトラン
ジスタＱ３と抵抗Ｒ１から成るバイアス制御回路によっ
て制御する事ができる。同図のバイアス制御端子への印
加電圧を低くする事により、トランジスタＱ３のコレク
タ電流を減じ、これによって、チョークコイルＬＣ１，
ＬＣ２を介してカレントミラー接続されているトランジ
スタＱ１，Ｑ２のコレクタ電流を減じる事が出来る。
【０００７】しかし、トランジスタＱ１，Ｑ２のコレク
タ電流を減じる事により、それぞれの増幅段での利得が
低下する。図５は、バイアス制御端子への印加電圧に対
するＰＡの利得変化の例であり、バイアス制御電圧が低
くなるほど利得が小さくなることを示している。このよ
うに、ＰＡへの供給電力を絞ることにより利得が低下す
る場合、本来基地局が要求している上り送信信号レベル
よりも低くなってしまうという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、隣接
チャネル漏洩電力比をモニタし、この情報を用いてＰＡ
の供給電力を適切な隣接チャネル漏洩電力を与えるレベ
ルまで絞る際に、ＰＡの利得が低下するため、本来基地
局が要求している上り送信信号レベルよりも低くなると
いう問題がある。
【０００９】本発明は、このような課題に着目してなさ
れたものであり、その目的とするところは、適切な隣接
チャネル漏洩電力比を与えるレベルまでＰＡの供給電力
を絞りながら、基地局が要求している上り送信信号レベ
ルを維持することができる無線送信機を提供することに
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明は、送信信号を所定のレベルに増幅す
る送信電力増幅器と、この送信電力増幅器の出力信号か
ら隣接チャネル漏洩電力に相当する歪み成分と、主要成
分の比率を求め、この比率をモニタ値として出力する隣
接チャネル漏洩電力比モニタ手段と、この隣接チャネル
漏洩電力比モニタ手段からのモニタ値に基づき、上記送
信電力増幅器への供給電力を可変制御する供給電力制御
部と、送信信号経路に設けられる可変利得増幅器と、上
記隣接チャネル漏洩電力比モニタ手段からのモニタ値
と、ベースバンド信号処理部からの送信電力制御信号値
とを比較する比較手段と、この比較手段での比較結果を
可変利得制御信号として上記可変利得増幅器に供給し、
送信出力信号のレベルを制御する送信出力信号レベル制
御手段とを具備する。
【００１１】また、第２の発明は、第１の発明に係る無
線機において、上記隣接チャネル漏洩電力比モニタ手段
は、上記送信電力増幅器の出力信号を自乗する自乗手段
と、この自乗手段の出力信号から、隣接チャネル漏洩電
力に相当する歪み成分を抽出する第１のバンドパスフィ
ルタと、上記自乗手段の出力信号の主要部分に対応する
成分を抽出するための第２のバンドパスフィルタと、上
記第１のバンドパスフィルタの出力と、上記第２のバン
ドパスフィルタの出力との間で減算処理を行なう減算器
とを具備する。
【００１２】また、第３の発明は、利得制御回路であっ
て、送信信号を所定のレベルに増幅する送信電力増幅器
と、この送信電力増幅器の出力信号から隣接チャネル漏
洩電力に相当する歪み成分と、主要成分の比率を求め、
この比率をモニタ値として出力する隣接チャネル漏洩電
力比モニタ手段と、この隣接チャネル漏洩電力比モニタ
手段からのモニタ値に基づき、上記送信電力増幅器への
供給電力を可変制御する供給電力制御部と、送信信号経
路に設けられる可変利得増幅器と、上記隣接チャネル漏
洩電力比モニタ手段からのモニタ値と、ベースバンド信
号処理部からの送信電力制御信号値とを比較する比較手
段と、この比較手段での比較結果を可変利得制御信号と
して上記可変利得増幅器に供給し、送信出力信号のレベ
ルを制御する送信出力信号レベル制御手段とを具備す
る。
【００１３】また、第４の発明は、上記隣接チャネル漏
洩電力比モニタ手段は、上記送信電力増幅器の出力信号
を自乗する自乗手段と、この自乗手段の出力信号から、
隣接チャネル漏洩電力に相当する歪み成分を抽出する第
１のバンドパスフィルタと、上記自乗手段の出力信号の
主要部分に対応する成分を抽出するための第２のバンド
パスフィルタと、上記第１のバンドパスフィルタの出力
と、上記第２のバンドパスフィルタの出力との間で減算
処理を行なう減算器とを具備する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態
に係る無線送信機のブロック図である。上り無線送信信
号は、可変利得増幅器（ＶＧＡ）１０１でレベル調整を
施された後、図示しない周波数変換回路により無線周波
数に周波数変換される。その後ＰＡ１０２によって所定
のレベルに増幅された後、方向性結合器１０３、アイソ
レータ１０４、デュプレクサ１０５を通ってアンテナ１
０６から送出される。一方、無線送信信号は方向性結合
器１０３にて所定の微小比率だけ分岐され、可変アッテ
ネータ１０７でレベル調整されてから隣接チャネル漏洩
電力比モニタ１０８に導かれる。隣接チャネル漏洩電力
比モニタ１０８からは、アンテナ１０６から放出されて
いる無線送信信号の持つ隣接チャネル漏洩電力比ＡＣＰ
Ｒが、ＡＣＰＲモニタ出力（モニタ値）として出力さ
れ、ＰＡ供給電力制御部１０９に入力される。
【００１５】ＰＡ供給電力制御部１０９は図２に示すよ
うに、所定のＡＣＰＲ参照値とＡＣＰＲモニタ出力とを
減算器２０１で比較し、その誤差を積分器２０２で積分
して出力する。ＰＡ供給電力制御部１０９の出力は、例
えば先に図４で示したようなＰＡ１０２のバイアス制御
端子に入力されてＰＡ１０２の消費電力を制御する。
【００１６】一方、隣接チャンネル漏洩電力比モニタ１
０８は、図３のように構成されており、３０１は自乗手
段、３０２は隣接チャネル漏洩電力に相当する歪み成分
を抽出する第１のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、３０
３は無線変調信号の主要部分に対応する成分を抽出する
ための第２のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、３０４，
３０５はデシベルでのレベル計測手段としてのログアン
プ（ｌｏｇ＿Ａｍｐ）、３０６はレベル比計測手段とし
ての減算回路である。減算回路３０６からはＡＣＰＲモ
ニタ出力が出力される。また、ログアンプ３０５の出力
には無線変調信号の主要部分が現れ、これを送信レベル
モニタ出力として出力している。
【００１７】再び図１に戻ると、隣接チャンネル漏洩電
力比モニタ１０８から付随的に得られる送信レベルモニ
タ出力は、図示しないベースバンド部からの利得制御信
号と減算器１１０で比較され、その誤差を積分器１１１
で積分して、その出力をＶＧＡ１０１の利得制御信号と
して用いる。ＶＧＡ１０１から方向性結合器１０３、隣
接チャネル漏洩電力比モニタ１０８、減算器１１０、積
分器１１１で構成されるフィードバックループにより、
ＶＧＡの利得は送信レベルモニタ出力が利得制御信号に
近付くように動作する。
【００１８】即ちアンテナからの送信出力レベルが、ベ
ースバンドからの利得設定値に近付くように動作する。
このようにしているので、ＰＡ１０２への供給電力制御
に伴う利得の変動を補う事ができる。
【００１９】上記したように、本実施形態では、送信信
号経路の利得を制御することにより送信出力信号レベル
を可変する送信出力信号レベル可変機能と、送信ＰＡと
アンテナ間の信号経路から分岐した無線変調信号を隣接
チャネル漏洩電力比モニタに入力し、この隣接チャネル
漏洩電力比モニタの出力値を用いて、前記ＰＡのバイア
スを可変制御する機能とを備えた無線送信機において、
送信出力信号レベル可変機能を、前記隣接チャネル漏洩
電力比モニタ手段から副次的に出力される送信信号レベ
ルモニタ値と、ベースバンド信号処理部から供給される
送信電力制御信号値とを比較し、その差が零になるよう
に送信信号経路の利得を制御するようにして実現してい
るので、適切な隣接チャネル漏洩電力比を与えるレベル
までＰＡの供給電力を絞りながら、無線送信機出力で、
所望の送信信号レベルを得る事ができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、適切な隣接チャネル漏
洩電力比を与えるレベルまでＰＡの供給電力を絞りなが
ら、無線送信機出力で所望の送信信号レベルを得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線送信機のブロッ
ク図である。
【図２】ＰＡ供給電力制御回路のブロック図である。
【図３】隣接チャネル漏洩電力モニタのブロック図であ
る。
【図４】供給電力調節機能付きＰＡの構成の一例を示す
図である。
【図５】供給電力調整機能付きＰＡのバイアス制御端子
への印加電圧に対する利得変化の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０１…可変利得増幅器（ＶＧＡ） １０２…送信電力増幅器（ＰＡ） １０３…方向性結合器 １０４…アイソレータ １０５…デュプレクサ １０６…アンテナ １０７…可変アッテネータ １０８…隣接チャネル漏洩電力モニタ １０９…ＰＡ供給電力制御部 １１０，２０１，３０６…減算器 １１１，２０２…積分器 ３０１…自乗手段 ３０２…第１のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ） ３０３…第２のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ） ３０４，３０５…ログアンプ Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３…トランジスタ Ｌ１，Ｌ２…インダクタ Ｒ１…抵抗 ＬＣ１，ＬＣ２…チョークコイル Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…インピーダンス整合回路

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 送信信号を所定のレベルに増幅する送信
    電力増幅器と、 この送信電力増幅器の出力信号から隣接チャネル漏洩電
    力に相当する歪み成分と、主要成分の比率を求め、この
    比率をモニタ値として出力する隣接チャネル漏洩電力比
    モニタ手段と、 この隣接チャネル漏洩電力比モニタ手段からのモニタ値
    に基づき、上記送信電力増幅器への供給電力を可変制御
    する供給電力制御部と、送信信号経路に設けられる可変利得増幅器と、 上記隣接チャネル漏洩電力比モニタ手段からのモニタ値
    と、ベースバンド信号処理部からの送信電力制御信号値
    とを比較する比較手段と、 この比較手段における比較結果を可変利得制御信号とし
    て上記可変利得増幅器に供給し、送信出力信号のレベル
    を制御する送信出力信号レベル制御手段と、 を具備することを特徴とする無線機 。
  2. 【請求項２】 上記隣接チャネル漏洩電力比モニタ手段
    は、 上記送信電力増幅器の出力信号を自乗する自乗手段と、 この自乗手段の出力信号から、隣接チャネル漏洩電力に
    相当する歪み成分を抽出する第１のバンドパスフィルタ
    と、 上記自乗手段の出力信号の主要部分に対応する成分を抽
    出するための第２のバンドパスフィルタと、 上記第１のバンドパスフィルタの出力と、上記第２のバ
    ンドパスフィルタの出力との間で減算処理を行なう減算
    器とを具備することを特徴とする請求項１記載の無線
    機 。
  3. 【請求項３】 送信信号を所定のレベルに増幅する送信
    電力増幅器と、 この送信電力増幅器の出力信号から隣接チャネル漏洩電
    力に相当する歪み成分と、主要成分の比率を求め、この
    比率をモニタ値として出力する隣接チャネル漏洩電力比
    モニタ手段と、 この隣接チャネル漏洩電力比モニタ手段からのモニタ値
    に基づき、上記送信電力増幅器への供給電力を可変制御
    する供給電力制御部と、 送信信号経路に設けられる可変利得増幅器と、 上記隣接チャネル漏洩電力比モニタ手段からのモニタ値
    と、ベースバンド信号処理部からの送信電力制御信号値
    とを比較する比較手段と、 この比較手段における比較結果を可変利得制御信号とし
    て上記可変利得増幅器に供給し、送信出力信号のレベル
    を制御する送信出力信号レベル制御手段と、 を具備することを特徴とする利得制御回路。
  4. 【請求項４】 上記隣接チャネル漏洩電力比モニタ手段
    は、 上記送信電力増幅器の出力信号を自乗する自乗手段と、 この自乗手段の出力信号から、隣接チャネル漏洩電力に
    相当する歪み成分を抽出する第１のバンドパスフィルタ
    と、 上記自乗手段の出力信号の主要部分に対応する成分を抽
    出するための第２のバンドパスフィルタと、 上記第１のバンドパスフィルタの出力と、上記第２のバ
    ンドパスフィルタの出力との間で減算処理を行なう減算
    器とを具備することを特徴とする請求項３記載の利得制
    御回路 。
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