JP3477177B2 - 無線機及び利得制御回路 - Google Patents
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Description
に用いられる利得制御回路に関する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
ク図である。
る。
図である。
への印加電圧に対する利得変化の一例を示す図である。
Claims (4)
- 【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 。 - 【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 。 - 【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。 - 【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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