JP4487768B2 - 無線送信装置及びその送信電力調整方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、近年において開発が進められている、携帯電話システムにおける高速伝送方式であるHSDPA(High Speed Downlink Packet Access :下り回線用高速パケット通信)方式のような高速データレート通信では、一つのチャネルにおいて複数のコードを多重させるマルチコードと呼ばれる技術が使用されるようになる。
すなわちHSDPA方式では、電波状態に応じて電波状態が悪いときは、低速なQPSK(Quadrature Phase Shift Keying )変調方式と誤り訂正能力の高い低速符号化方式との組み合わせを用い、電波状態が良いときは、高速な16QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation)変調方式と誤り訂正能力の低い高速符号化方式との組み合わせを用いるというように自動的に切り替えることによって、一つのチャネルにおいて複数のコードを多重して使用する。
この場合、例えばマルチコード方式で伝送速度の速い信号を送出する場合には、送信信号のピークファクタが大きくなるため、無線回路で使用されている増幅器の歪み成分が大きくなって信号品質が劣化するので、このような増幅器等には歪み特性を確保するために、より高い線形性が要求されることになるが、増幅器の線形性を向上させるためには一般に増幅器電流を増加させる必要があり、これによって消費電力が増加するため送信パワーも増大する。
さらに、送信部13は、直交変調回路(以下、ミキサ)部131と、励振増幅器(以下、DRV)部132と、バンドパスフィルタ(以下、BPF)部133と、電力増幅器(以下、PA)部134とから構成されている。
ミキサ部131とDRV部132とPA部134とは、CPU部17からのモード切り替え信号に応じて、それぞれの送信モードに対応して、例えば歪み特性を確保するために、動作時の増幅器電流を増加させたりあるいは電源電圧を上昇させたりする等、最適な動作状態に切り替えられる。
この例の携帯端末装置において、送信電力の調整を行う場合には、送信出力切り替え部19を操作して、DUP部12の出力を送信電力測定器2に接続する。送信電力測定器2としては、例えばスペクトラムアナライザからなる高周波電力測定器2を用いる。高周波電力測定器2は、ANT部11と等しいインピーダンスの負荷を備え、負荷に生じる高周波電圧波形を可視的に表示する機能を有している。
また、パソコン(以下、PCと略す)3によってCPU部17に指示を与えて、CPU部17におけるDBB(Digital Base Band )機能を作動させることによって、予め用意されているプログラムに基づいて、一定時間ごとに、送信モード1,2,3の順に順次切り替えて、バースト的に各送信モードの信号を送信するように制御する。これと同時に、CPU部17がミキサ部131とDRV部132とPA部134に対してモード切り替え信号を出力するとともにAGC電圧を与えることによって、送信モードごとに送信出力の制御を行う。
送信電力測定器2では、バースト信号の立ち上がりをトリガとして、各バースト信号波形を同じ位置に重ね合わせて表示することによって、図3に示すように、バースト信号の平均値の波形を表示するので、送信モード1,2,3に対応する送信電力P1,P2,P3のそれぞれのレベルを観測することができる。
送信モード1においては、送信電力測定器2によって送信電力を測定しながらPC3からの指示に基づいてCPU部17から出力するAGC電圧を変化させることによって、送信電力が誤差規定値の範囲内になるように調整して、そのときのAPC検波回路18からのAPC検波電圧をCPU部17に記憶する。
送信モード2,3においては、CPU部17が、送信モード1のAPC検波電圧と送信モード2,3におけるAPC検波電圧とを比較して、誤差を減少させるように送信部13に与えるAGC電圧値を変化させるフィードバック制御を行うことによって、送信モード2,3の送信電力レベルが、送信モード1の場合の送信レベルと比較して、誤差規定値範囲内に収束するように調整を行って、そのときのAPC検波回路18からのAPC検波電圧をCPU部17に記憶する。
最初、送信電力測定器2を使用して段階1の送信電力調整を行う。この際、ベースバンド部16から送信部13に送出されるIQ信号を、ある一定のデータ変調信号に固定するとともに、各送信モードにおける送信周波数を一定(例えば、送信周波数帯域の中心周波数)とした状態で、CPU部17から、目標送信電力Pに対応するAGC電圧初期値を送信部13に与える。
このような送信電力調整を繰り返し行って、送信電力測定器2における送信電力測定値P1と目標送信電力Pとの誤差が誤差規定値Err1以下になったとき、送信モード1の送信電力調整を終了して、CPU部17に、このときのAPC検波電圧値p1を記憶するとともに、AGC電圧値を初期値として記憶する。
調整段階2における送信電力調整は、CPU部17が、DBBによる自動ループによって、送信電力決定,周波数決定,タイミング同期等の制御をディジタル的に行う。
CPU部17は、調整段階1の調整で得られたAPC検波電圧値p1を基準として、送信モード2,3で得られたAPC検波電圧値p2,p3に応じてAGC電圧値を算出し、このAGC電圧によって送信電力P2,P3の設定を行うので、送信電力測定器2による調整は行わない。
送信電力調整終了後は、送信電力測定器2を取り外すとともに、送信出力切り替え部19の接続をANT部11の側に固定する。
図5,図6は、横軸に時間を表し縦軸に送信電力を表したものであって、送信モード1,2,3における、目標送信電力Pに対する誤差を絶対誤差Ea1,Ea2,Ea3とし、送信モード1のときの送信電力P1に対する、送信モード2,3の送信電力P2,P3の相対的な誤差をそれぞれEr2,Er3とする。
送信モード2,3の調整は、送信電力P2,P3に対するAPC検波電圧値と、送信電力P1に対するAPC検波電圧値とを用いて、送信電力P2,P2の送信電力P1に対する誤差を、誤差規定値Err2以下に収束させることを目的としている。
この際、各送信モードのAGC電圧値を、送信電力のフィードバック制御が収束したときの値に書き替えて初期値として記憶することによって、次回、同じ送信モードの送信を行うときのフィードバック制御の収束を速くすることができる。
なお、以下においては、送信電力値とAPC検波電圧値との関係は、各送信モードにおいて同じであるものとする。
この例の場合の調整も、第1実施例の場合と同様に、パソコン3によってCPU部17に指示を与えて、CPU部17におけるDBB機能を作動させることによって、予め用意されているプログラムに基づいて行うことができる。
図7においては、送信周波数が、例えばW−CDMA方式の場合の送信周波数帯域の下端fl(1920MHz),中央位置fc(1950MHz),上端fh(1980MHz)の3点におけるAPC検波電圧値が、送信モード1,2,3の場合に、それぞれ(p1l,p1c,p1h)、(p2l,p2c,p2h)、(p3l,p3c,p3h)であったとし、第1実施例に示された送信電力調整によって、送信電力調整点であるfcにおいては、APC検波電圧が各送信モードにおいて一致しているが、他の周波数においては異なる値となっていることが示されている。
図7においては、送信モード1について、送信周波数を変えながら送信電力調整を行って、送信周波数帯域の下端flと上端fhにおける送信電力の誤差が中央位置fcと比較して誤差規定値以下になるように調整を行った結果を示している。
調整終了時の、それぞれの周波数におけるAPC検波電圧値p1l,p1hをCPU部17に記憶させる。
そして、調整終了時、それぞれの周波数におけるAPC検波電圧値(p2l,p2h)、(p3l,p3h)をCPU部17に記憶させる。
この際、送信周波数が送信電力周波数特性の調整を行った周波数と異なる場合には、その送信周波数の上下両側の、送信電力周波数特性の調整点の周波数について記憶されているAPC電圧値を用いて、周波数の違いに応じて直線的に補間することによって、その周波数に対するAPC電圧値を求めることができる。
11 ANT部
12 DUP部
13 送信部(送信手段)
14 受信部
15 VCO部
16 ベースバンド部
17 CPU部(処理手段)
18 APC検波回路部(検波手段)
19 送信出力切り替え部
2 送信電力測定器(送信電力測定手段)
3 パソコン(PC)(外部制御手段)
Claims (12)
- 送信手段が複数の送信モードの送信信号を出力する無線送信装置であって、
前記送信信号を検波して検波結果の信号を発生する検波手段と、前記検波結果の信号に基づいて演算を行って送信手段の送信電力を調整するための制御電圧を発生する処理手段とを備え、
いずれか一の送信モードにおいて、外部の送信電力測定手段によって測定した送信電力と規定送信電力との誤差が規定値以下になるように送信電力を調整したときの検波結果の電圧値を前記処理手段において記憶する送信電力調整を行うとともに、前記処理手段が他の送信モードにおいて、送信電力を調整したときの検波結果の電圧値と前記一の送信モードにおいて記憶した検波結果の電圧値との誤差が規定値以下になるように帰還制御を行って収束したときの検波結果の電圧値を記憶する送信電力調整を行い、各送信電力調整終了後は、任意の送信モードにおいて、前記処理手段が送信ごとに、送信電力を調整して検波結果の電圧値が前記送信電力調整終了時に記憶した検波結果の電圧値との誤差が規定値以下になるように帰還制御を行わせることによって、各送信モードにおいて、前記送信電力調整終了時の送信電力状態を再現可能にするように構成されていることを特徴とする無線送信装置。 - 複数の送信モードの送信信号を出力する送信手段と、前記送信信号を検波して検波結果の信号を発生する検波手段と、前記検波結果の信号に基づいて演算を行って送信手段の送信電力を調整するための制御電圧を発生する処理手段とを備えてなる無線送信装置であって、
前記処理手段が、
いずれか一の送信モードにおいて、送信周波数ごとに、外部の送信電力測定手段によって測定した送信電力と規定送信電力との誤差が規定値以下になるように送信電力を調整したときの検波結果の電圧値を記憶する送信電力周波数特性調整を行うとともに、
他の送信モードにおいて、送信周波数ごとに、前記一の送信モードにおける検波結果を基準として他の送信モードにおける検波結果の電圧値を規定の誤差範囲となるよう帰還制御して収束した時の検波結果の電圧値を記憶する送信電力周波数特性調整を行い、
各送信電力周波数特性調整終了後は、送信モードと送信周波数の指定に応じて、送信電力を調整して、検波結果の電圧値が前記送信電力周波数特性調整終了時に記憶した検波結果の電圧値との誤差が規定値以下になるように帰還制御を行うことで、各送信モードにおいて、前記送信電力周波数特性調整終了時の送信電力周波数特性状態を再現可能となる構成になされていることを特徴とする無線送信装置。 - 複数の送信モードの送信信号を出力する無線送信装置において、検波手段が前記送信信号を検波して検波結果の信号を発生し、処理手段が前記検波結果の信号に基づく演算結果の制御電圧によって送信電力を調整する制御を行うとともに、
いずれか一の送信モードにおいて、外部の送信電力測定手段によって測定した送信電力と規定送信電力との誤差が規定値以下になるように送信電力を調整したときの検波結果の電圧値を記憶する送信電力調整を行うとともに、他の送信モードにおいて、前記処理手段の制御に基づいて、送信電力を調整したときの検波結果の電圧値と前記一の送信モードにおいて記憶した検波結果の電圧値との誤差が規定値以下になるように帰還制御を行って収束したときの検波結果の電圧値を記憶する送信電力調整を行い、各送信電力調整終了後は、任意の送信モードにおいて、前記処理手段が送信ごとに、送信電力を調整して検波結果の電圧値が前記送信電力調整終了時に記憶した検波結果の電圧値との誤差が規定値以下になるように帰還制御を行わせることによって、各送信モードにおいて、前記送信電力調整終了時の送信電力状態を再現可能にすることを特徴とする無線送信装置の送信電力調整方法。 - 前記各送信モードの送信電力調整を、所定の変調信号入力状態と、所定の送信周波数状態とにおいて行うことを特徴とする請求項3記載の無線送信装置の送信電力調整方法。
- 前記所定の送信周波数状態が、送信周波数帯域の中心の周波数状態であることを特徴とする請求項4記載の無線送信装置の送信電力調整方法。
- 複数の送信モードの送信信号を出力する送信手段と、前記送信信号を検波して検波結果の信号を発生する検波手段と、前記検波結果の信号に基づいて演算を行って送信手段の送信電力を調整するための制御電圧を発生する処理手段とを備えてなる無線送信装置において、
前記処理手段に、
いずれか一の送信モードにおいて、送信周波数ごとに、外部の送信電力測定手段によって測定した送信電力と規定送信電力との誤差が規定値以下になるように送信電力を調整したときの検波結果の電圧値を記憶する送信電力周波数特性の調整を行わせるとともに、
他の送信モードにおいて、送信周波数ごとに、前記一の送信モードにおける検波結果を基準として他の送信モードにおける検波結果の電圧値を規定の誤差範囲となるよう帰還制御して収束した時の検波結果の電圧値を記憶する送信電力周波数特性の調整を行わせ、
各送信電力周波数特性調整終了後は、送信モードと送信周波数の指定に応じて、送信電力を調整して検波結果の電圧値が前記送信電力周波数特性調整終了時に記憶した検波結果の電圧値との誤差が規定値以下になるように帰還制御を行わせることで、各送信モードにおいて、前記送信電力周波数特性調整終了時の送信電力周波数特性状態を再現可能にすることを特徴とする無線送信装置の送信電力調整方法。 - 前記各送信モードの送信電力周波数特性調整を、所定の変調信号入力状態と、所定の送信周波数状態とにおいて行うことを特徴とする請求項6記載の無線送信装置の送信電力調整方法。
- 前記送信モードの設定を、前記処理手段が有するプログラムに基づいて行うことを特徴とする請求項3乃至7のいずれか一記載の無線送信装置の送信電力調整方法。
- 前記送信モードの設定を、外部制御手段からの送信モード切り替え制御によって行うことを特徴とする請求項3乃至7のいずれか一記載の無線送信装置の送信電力調整方法。
- 前記他の送信モードが、任意の複数個であることを特徴とする請求項3乃至9のいずれか一記載の無線送信装置の送信電力調整方法。
- 送信手段が複数の送信モードの送信信号を出力する無線送信装置において、処理手段に、検波手段からの送信信号の検波結果の信号に基づいて演算を行って前記送信手段の送信電力を設定するための制御電圧を発生させるとともに、いずれか一の送信モードにおいて、外部の送信電力測定手段によって測定した送信電力と規定送信電力との誤差が規定値以下になるように送信電力の調整を行ったときの検波結果の電圧値を記憶させ、他の送信モードにおいて、送信信号の検波結果の電圧値と前記一の送信モードにおいて記憶した検波結果の電圧値との誤差が規定値以下になるように帰還制御を行って収束したときの検波結果の電圧値を記憶する送信電力調整を行わせ、各送信電力調整終了後は、任意の送信モードにおいて、送信ごとに送信電力を調整して、送信信号の検波結果の電圧値が前記送信電力調整終了時に記憶した検波結果の電圧値との誤差が規定値以下になるように帰還制御を行わせることによって、各送信モードにおいて、前記送信電力調整終了時の送信電力状態を再現させることを特徴とする無線送信装置の送信電力調整プログラム。
- 複数の送信モードの送信信号を出力する送信手段と、前記送信信号を検波して検波結果の信号を発生する検波手段と、前記検波結果の信号に基づいて演算を行って送信手段の送信電力を調整するための制御電圧を発生する処理手段とを備えてなる無線送信装置において、
前記処理手段に、
いずれか一の送信モードにおいて、送信周波数ごとに、外部の送信電力測定手段によって測定した送信電力と規定送信電力との誤差が規定値定値以下になるように送信電力の調整を行ったときの検波結果の電圧値を記憶させ、他の送信モードにおいて、送信周波数ごとに、前記一の送信モードにおける検波結果を基準として他の送信モードにおける検波結果の電圧値を規定の誤差範囲となるよう帰還制御して収束した時の検波結果の電圧値を記憶する送信電力調整を行わせ、
各送信電力周波数特性調整終了後は、送信モードと送信周波数の指定に応じて、送信電力を調整して検波結果の電圧値が前記送信電力周波数特性調整終了時に記憶した検波結果の電圧値との誤差が規定値以下になるように帰還制御を行わせることで、各送信モードにおいて、前記送信電力周波数特性調整終了時の送信電力周波数状態を再現させることを特徴とする無線送信装置の送信電力調整プログラム。
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