JPH118560A - 送信出力制御回路及び送信出力制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広ダイナミックレンジな出力制御を要求され
る送信出力制御回路の電力効率の高効率化を実現する。 【解決手段】 受信信号から検出した情報に基づいて送
信出力を制御する制御信号を発生する送信出力制御手段
19と、この制御信号に基づいて送信信号のゲインを制御
するゲインコントロールアンプ９と、ゲインが制御され
た送信信号を一定増幅率で増幅する増幅器５、７とを備
える送信出力制御回路において、送信信号を増幅器に送
る経路または増幅器をパスする経路を選択する切換手段
６、８と、送信出力制御手段の制御信号に基づいて、切
換手段の選択を制御し、増幅器をパスする経路を選択し
たときに、この増幅器への電源をオフする切換制御手段
15とを設ける。増幅器が不要な場合、増幅器をパスし、
電源をオフすることで不要アイドル電流を削減し、送信
回路の高効率化を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信機器な
どに用いる送信出力制御回路とその送信出力制御方法、
及び、それを用いた移動体端末や移動体通信システムに
関し、特に、電流消費を抑えて、送信回路における電力
効率向上を可能にするものである。

【０００２】

【従来の技術】移動体通信の移動局では、基地局からの
距離が色々であっても、基地局での受信レベルが一定に
なるように、送信出力を調整する必要がある。そのた
め、移動局では、基地局から受信する信号の受信レベル
や、移動局の送信信号を受信した基地局からの情報に基
づいて、送信出力レベルを制御している。

【０００３】こうした制御を行なう従来の送信出力制御
回路は、図１１に示すように、送信及び受信に共用する
アンテナ102と、送信信号及び受信信号を振り分けるア
ンテナ共用器103と、送信レベルが調整された送信信号
を出力する送信回路101と、受信信号をベースバンド信
号に変換する受信回路120と、受信レベルを検出するレ
ベル検出手段123と、受信データに含まれる送信出力制
御情報を抽出する復調手段124と、検出された受信レベ
ルと送信出力制御情報とを基に送信出力レベル制御用の
制御信号を生成する送信出力制御手段119とを備えてい
る。

【０００４】また、送信回路101は、入力端子113、114
のそれぞれから入力するＩチャネル及びＱチャネルのベ
ースバンド信号を直交変調する直交変調手段112と、ロ
ーカル信号を発振する局部発振手段111と、直交変調さ
れた信号にローカル信号を乗算して周波数を高めるアッ
プコンバータ110と、送信出力制御手段119から出力され
た制御信号に基づいて入力する信号の利得を調整するゲ
インコントロールアンプ109と、入力する信号を一定利
得で増幅する増幅器105とを具備している。

【０００５】このように構成された従来の送信電力制御
回路の動作について説明する。

【０００６】まず、ベースバンド信号入力端子（Ｉｃ
ｈ）113及びベースバンド信号入力端子（Ｑｃｈ）114か
ら入力したベースバンド信号は、直交変調手段112で直
交変調された後、アップコンバータ110に入力する。

【０００７】アップコンバータ110では、この信号を、
局部発振手段111が発振するローカル信号と乗算して、
ＲＦ帯に周波数変換した後、ゲインコントロールアンプ
109に出力する。

【０００８】ゲインコントロールアンプ109では、送信
出力制御手段119から出力され、制御端子118を介して入
力する制御信号に基づいて、入力信号の出力レベルを制
御する。出力レベルが制御された送信信号は、増幅器10
5に入力して、所要レベルまで増幅され、アンテナ共用
器103を介してアンテナ102から出力される。

【０００９】一方、アンテナ102で受信されたＲＦ信号
は、アンテナ共用器103を介して、受信回路120に入力す
る。

【００１０】受信回路120では、周波数変換、直交復調
後、ベースバンド信号出力端子（Ｉｃｈ）121及びベー
スバンド信号出力端子（Ｑｃｈ）122よりベースバンド
信号を出力する。

【００１１】それぞれのベースバンド信号は、レベル検
出手段123及び復調手段124に入力し、レベル検出手段12
3では、受信レベルを検出して、検出結果を送信出力制
御手段119に出力し、また、復調手段124では、受信デー
タに含まれる送信出力制御情報を抽出して、送信出力制
御手段119に出力する。

【００１２】送信出力制御手段119では、その受信レベ
ル情報及び送信出力制御情報を基に、送信出力レベルを
決定し、制御信号を生成して、送信回路101に出力す
る。

【００１３】出力された制御信号は、制御端子118を介
してゲインコントロールアンプ109に入力し、ゲインコ
ントロールアンプ109が、この制御信号に基づいて、そ
の利得を可変することにより送信出力レベルが制御され
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の送信出
力制御回路では、広ダイナミック出力制御を行なうと、
一定利得を有する増幅器105がなくても、例えば前段の
ゲインコントロールアンプ109の出力だけでも、送信出
力レベルが十分となる状態が生ずる。

【００１５】この時でも、レベル的には不要にも関わら
ず、増幅器105のアイドル電流分だけは電力を消費して
しまう。そのため、送信出力を低出力に制御した場合の
電力効率が非常に低下することになる（図１２参照）。

【００１６】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、広ダイナミックな送信出力制御を行なう
場合に、低出力時の電力効率が高い送信出力制御回路を
提供し、また、その送信出力制御方法、それを用いた移
動体端末や移動体通信システムを提供することを目的と
している。

【００１７】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の送
信出力制御回路では、増幅器が不要なレベルまで送信出
力を下げる場合に、その増幅器をパスする手段を設け、
この増幅器の電源をオフして、不要な電流消費を抑え、
送信回路の電力効率を向上させている。

【００１８】また、本発明の送信出力制御方法では、１
または複数の増幅器で増幅される送信信号の送信出力
を、受信信号から検出した情報に基づいて制御する場合
に、必要な送信出力を得るための増幅器を選択し、選択
されなかった増幅器の電源供給をカットして、増幅器へ
の不要アイドル電流を削減し、電力効率を向上させてい
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、受信信号から検出した情報に基づいて送信出力を制
御するための制御信号を発生する送信出力制御手段と、
この制御信号に基づいて送信信号のゲインを制御するゲ
インコントロールアンプと、ゲインが制御された送信信
号を一定の増幅率で増幅する増幅器とを備える送信出力
制御回路において、増幅器に送信信号を送る経路または
増幅器をパスして送信信号を送る経路のいずれかを選択
する切換手段と、送信出力制御手段から送られた制御信
号に基づいて、切換手段の選択を制御するとともに、増
幅器をパスする経路を選択したときに、この増幅器への
電源供給をカットするように制御する切換制御手段とを
設けたものであり、増幅器が不要となる送信出力レベル
の場合に、増幅器をパスし、増幅器への電源供給をカッ
トすることによって不要アイドル電流を削減することが
できる。

【００２０】請求項２に記載の発明は、増幅器を１また
は複数個設け、切換手段を、この増幅器に前置させたも
のであり、所定の送信出力レベルを得るために必要な増
幅器だけを選択し、それ以外の増幅器をパスして電源供
給をカットすることにより、送信回路の電力効率が向上
する。

【００２１】請求項３に記載の発明は、送信出力制御手
段が、増幅器のゲートバイアスを制御するための制御信
号を発生するようにしたものであり、ゲートバイアスの
制御により、送信歪み特性が許容できる範囲で、増幅器
の消費電流を抑えることができ、送信回路の電力効率の
一層の向上を図ることができる。

【００２２】請求項４に記載の発明は、増幅器に対して
並列に配置された増幅器を設け、切換手段が、並列に配
置されたこれら増幅器の１つに送信信号を送る経路また
はこれらの増幅器の全てをパスして送信信号を送る経路
のいずれかを選択するようにしたものであり、送信出力
レベルに応じて、常に効率の高い状態で使用できる増幅
器を選択することによって、広範囲にわたって送信回路
の高効率化が可能になる。

【００２３】請求項５に記載の発明は、ゲインコントロ
ールアンプが、無線周波数に変換される前の送信信号の
ゲインを制御するようにしたものであり、広ダイナミッ
ク出力制御を行なうゲインコントロールアンプの使用周
波数帯が低くなるため、ゲインコントロールアンプ自身
の設計や、ゲインコントロールアンプ周辺のパタン設計
が容易になる。

【００２４】請求項６に記載の発明は、基地局からの情
報に基づいて在圏するセル内での位置情報を識別する位
置情報判定手段を設け、送信出力制御手段が、位置情報
判定手段により識別された位置情報を加味して、増幅器
の切換制御を行なうようにしたものであり、送信電力が
一時的に低くなった時などに、複雑な増幅器の切換えを
行なわないようにすることにより、送信出力制御の安定
化を図ることができる。

【００２５】請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６
のいずれか一つに記載の送信出力制御回路を移動体通信
端末に設けたものであり、移動体通信端末の電力効率を
向上させることができる。

【００２６】請求項８に記載の発明は、１または複数の
増幅器で増幅される送信信号の送信出力を、受信信号か
ら検出した情報に基づいて制御する送信出力制御方法に
おいて、必要な送信出力を得るための増幅器を選択し、
選択されなかった増幅器の電源供給をカットするように
したものであり、増幅器への不要アイドル電流を削減し
て電力効率を向上させることができる。

【００２７】請求項９に記載の発明は、選択した増幅器
のゲートバイアスを制御するようにしたものであり、起
動する増幅器での消費電流を抑えることができる。

【００２８】請求項１０に記載の発明は、必要な送信出
力を得るための増幅器を、並列に配置した増幅器の中か
ら選択するようにしたものであり、広ダイナミックレン
ジに渡り、電力効率の高効率化を実現することができ
る。

【００２９】請求項１１に記載の発明は、増幅器の選択
の切換えを、受信信号から検出した在圏するセル内での
位置情報を加味して行なうようにしたものであり、送信
電力が一時的に低くなった時などに、複雑な増幅器の切
換えを行なわないようにすることによって、送信出力制
御の安定化を図ることができる。

【００３０】請求項１２に記載の発明は、移動体通信基
地局が、在圏する移動局のセル内での位置情報を挿入し
て送信を行ない、移動局が、請求項１１に記載の送信出
力制御方法を実施するようにした移動体通信システムで
あり、移動体通信システムの安定性の向上を図ることが
可能となる。

【００３１】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。

【００３２】（第１の実施の形態）第１の実施形態の送
信出力制御回路は、図１に示すように、送信及び受信に
共用するアンテナ２と、送信信号及び受信信号を振り分
けるアンテナ共用器３と、送信レベルを調整した送信信
号を出力する送信回路１と、受信信号をベースバンド信
号に変換する受信回路20と、受信レベルを検出するレベ
ル検出手段23と、受信データに含まれる送信出力制御情
報を抽出する復調手段24と、検出された受信レベルと送
信出力制御情報とを基に送信出力レベル制御用の制御信
号を生成する送信出力制御手段19とを備えている。

【００３３】また、送信回路１は、入力端子13、14のそ
れぞれから入力するＩチャネル及びＱチャネルのベース
バンド信号を直交変調する直交変調手段12と、ローカル
信号を発振する局部発振手段11と、直交変調された信号
にローカル信号を乗算して周波数を高めるアップコンバ
ータ10と、送信出力制御手段19から出力され、第３の制
御端子18を介して入力する制御信号に基づいて入力信号
の利得を調整するゲインコントロールアンプ９と、送信
出力レベルに応じて接続するポート（ｈまたはｊ）を切
り換える第３の切換手段８と、ポートｈから入力する信
号を一定の増幅率で増幅する第２の増幅器７と、送信出
力レベルに応じて接続するポート（ｄまたはｅ）を切り
換える第２の切換手段６と、ポートｄから入力する信号
を一定の増幅率で増幅する第１の増幅器５と、ポートａ
に接続するポート（ｂまたはｃ）を切り換える第１の切
換手段４と、送信出力制御手段19から出力され、第１の
制御端子16及び第２の制御端子17を介して入力する制御
信号に基づいて、第１の切換手段４、第２の切換手段
６、及び第３の切換手段８に対する切り換え制御信号、
並びに第１の増幅器５及び第２の増幅器７の電源Ｖｄｄ
１、Ｖｄｄ２をオン／オフする制御信号を出力する切換
制御手段15とを具備している。

【００３４】この送信出力制御回路の動作について説明
する。

【００３５】ベースバンド信号入力端子（Ｉｃｈ）13及
びベースバンド信号入力端子（Ｑｃｈ）14から入力した
ベースバンド信号は、直交変調手段12で直交変調された
後、アップコンバータ10に入力する。

【００３６】アップコンバータ10では、この信号を、局
部発振手段11が発振するローカル信号と乗算して、ＲＦ
帯に周波数変換した後、ゲインコントロールアンプ９に
出力する。

【００３７】ゲインコントロールアンプ９では、送信出
力制御手段19から出力され、第３の制御端子18を介して
入力する制御信号に基づいて、入力信号の出力レベルを
制御する。出力レベルが制御された送信信号は、第３の
切換手段８に入力する。

【００３８】第３の切換手段８は、切換制御手段15から
の制御信号により、接続するポートを選択する。第３の
切換手段８がポートｈを選択した場合には、ポートｈか
ら出力された信号が、第２の増幅器７に入力し、一定の
増幅率で増幅されてポートｆに出力される。

【００３９】また、第２の増幅器７を使用しない場合に
は、第３の切換手段８は、切換制御手段15からの制御信
号により、ポートｉを選択する。ポートｉは、第２の増
幅器７をパスするルートで、ポートｇと直接接続されて
いる。また、この時は、切換制御手段15からの制御信号
によって第２の増幅器７の電源Ｖｄｄ２がカットされ
る。

【００４０】また、第２の切換手段６は、切換制御手段
15からの制御信号により、接続するポートを選択する。
第２の切換手段６がポートｄを選択した場合には、ポー
トｄから出力された信号が、第１の増幅器５に入力し、
一定の増幅率で増幅されてポートｂに出力される。

【００４１】また、第１の増幅器５を使用しない場合に
は、第２の切換手段６は、切換制御手段15からの制御信
号により、ポートｅを選択する。ポートｅは、第１の増
幅器５をパスするルートで、ポートｃと直接接続されて
いる。また、この時は、切換制御手段15からの制御信号
によって第１の増幅器５の電源Ｖｄｄ１がカットされ
る。

【００４２】第１の切換手段４は、切換制御手段15から
の制御信号により、ポートｂまたはポートｃを選択し
て、送信信号をポートａに出力する。ポートａから出力
された送信信号は、アンテナ共用器３で不要波が抑圧さ
れた後、アンテナ２から出力される。

【００４３】一方、アンテナ２で受信された受信ＲＦ信
号は、アンテナ共用器３で不要波が抑圧され、受信回路
20に入力する。

【００４４】受信回路20では、周波数変換、直交復調
後、ベースバンド信号出力端子（Ｉｃｈ）21及びベース
バンド信号出力端子（Ｑｃｈ）22よりベースバンド信号
を出力する。

【００４５】それぞれのベースバンド信号は、レベル検
出手段23及び復調手段24に入力し、レベル検出手段23で
は、受信レベルを検出して、その情報を送信出力制御手
段19に出力し、また、復調手段24では、受信データに含
まれる送信出力制御情報を抽出して送信出力制御手段19
に出力する。

【００４６】送信出力制御手段19では、その受信レベル
情報及び送信出力制御情報を基に、送信出力レベルを決
定し、制御信号を生成、出力する。

【００４７】出力された制御信号は、第１の制御端子16
及び第２の制御端子17を介して、切換制御手段15に入力
し、また、第３の制御端子18を介して、ゲインコントロ
ールアンプ９に入力する。切換制御手段15は、この制御
信号に基づいて、第１の切換手段４、第２の切換手段
６、及び第３の切換手段８の切り換えを制御し、また、
第１の増幅器５及び第２の増幅器７の電源Ｖｄｄ１、Ｖ
ｄｄ２のオン／オフを制御する。また、ゲインコントロ
ールアンプ９は、その制御信号に基づいて、その利得を
可変し、送信出力レベルを制御する。

【００４８】次に、送信出力レベルに応じた各部の動作
について説明する。

【００４９】図２には、ダイナミックレンジ８０ｄＢ、
第１、第２の増幅器の利得をそれぞれ１０ｄＢとした場
合の、図１の区間Ａ、区間Ｂ、及び区間Ｃにおける利得
と、アンテナ端での送信出力レベルとを示している。

【００５０】また、次の表１には利得制御量に対する切
換制御手段15の制御状態を示している。

【００５１】

【表１】

【００５２】ここでは、最大出力時から出力電力を下げ
ていく場合について説明する。まず、利得制御量が０ｄ
Ｂ（最大出力時）から−１０ｄＢのときは、信号経路
は、ゲインコントロールアンプ９〜ポートｊ〜ポートｈ
〜第２の増幅器７〜ポートｆ〜ポートｄ〜第１の増幅器
５〜ポートｂ〜ポートａとなる。

【００５３】このとき、第１及び第２の増幅器は、両方
ともオン状態であり、また、ゲインコントロールアンプ
９は連続的に減衰する。

【００５４】次に、利得制御量が−１０ｄＢ〜−２０ｄ
Ｂのときは、信号経路は、ゲインコントロールアンプ９
〜ポートｊ〜ポートｈ〜第２の増幅器７〜ポートｆ〜ポ
ートｅ〜ポートｃ〜ポートａとなる。

【００５５】つまり、第１の増幅器５の電源をオフし、
この増幅器をパスする経路をとる。利得制御量−１０ｄ
Ｂのときは、区間Ａでの利得減少分を、ゲインコントロ
ールアンプ９における利得をステップ的に増加させて補
償し、アンテナ出力レベルの連続性を保つ。

【００５６】切換後は、利得制御量０〜−１０ｄＢのと
きと同様、ゲインコントロールアンプ９を連続的に減衰
させる。

【００５７】更に利得制御量が−２０ｄＢ〜−８０ｄＢ
のときは、信号経路は、ゲインコントロールアンプ９〜
ポートｊ〜ポートｉ〜ポートｇ〜ポートｅ〜ポートｃ〜
ポートａとなる。

【００５８】つまり、第１及び第２の増幅器５、７の電
源を両方ともオフにし、それらの増幅器をパスする経路
をとる。

【００５９】利得制御量−２０ｄＢのときは、区間Ｂで
の利得減少分を、ゲインコントロールアンプ９における
利得をステップ的に増加させて補償し、アンテナ出力レ
ベルの連続性を保つ。

【００６０】切換後は、利得制御量０〜−１０ｄＢのと
きと同様、ゲインコントロールアンプ９を連続的に減衰
させる。

【００６１】このような切り換えにより、利得を制御し
た場合の送信回路の電力効率の変化の様子を図３に示し
ている。

【００６２】利得制御量−１０ｄＢ、−２０ｄＢ付近
で、不要な増幅器の電源をオフすることにより効率が向
上することになる。

【００６３】このように、第１の実施形態の送信出力制
御回路では、送信出力レベルに応じて、増幅器が不要な
場合は、順次増幅器をパスし、その増幅器の電源をオフ
することによって不要アイドル電流を削減することがで
き、送信回路の高効率化が実現できる。

【００６４】なお、ここでは二つの増幅器を切り換える
場合について説明したが、これが一つであっても、ま
た、三つ以上であってもよく、同様な効果が得られるこ
とは言うまでもない。

【００６５】（第２の実施の形態）第２の実施形態の送
信出力制御回路では、増幅器のゲートバイアスを制御し
て、送信回路の電力効率の一層の向上を図っている。

【００６６】この送信出力制御回路では、図４に示すよ
うに、送信出力制御手段19から、第４の制御端子25及び
第５の制御端子26を介して、第１の増幅器５及び第２の
増幅器７に制御信号を送り、これらの増幅器のゲートバ
イアスを可変している。その他の構成は第１の実施形態
（図１）と変わりがない。

【００６７】この第２の実施形態の送信出力制御回路の
動作について説明する。

【００６８】基本的な利得の切り換え動作は第１の実施
形態と同様であり、各増幅器のゲートバイアスの制御の
みを追加している。

【００６９】図５には、送信出力レベルに対応させて制
御する、各増幅器のゲートバイアスの変化の様子と、各
増幅部の利得とを示しており、また、図６には、送信出
力レベルに対応する送信回路の電力効率を示している。

【００７０】まず、利得制御量が０ｄＢ（最大出力時）
から−１０ｄＢのときは、送信出力レベルを下げるにし
たがって、第１の増幅器５のゲートバイアスＶｇｇ１
を、送信歪み特性をある仕様の範囲で許容しながら、で
きる限り増幅器での消費電流を抑えるように徐々に絞っ
ていく。

【００７１】また、ドライバ段になる第２の増幅器７の
ゲートバイアスＶｇｇ２は、できる限り送信歪みを生じ
ないように制御する。

【００７２】次に、利得制御量が−１０ｄＢから−２０
ｄＢのときは、第１の増幅器５はオフし、パスする経路
になっているため、第２の増幅器７がこの送信回路の最
終段増幅器となる。

【００７３】利得制御量０ｄＢから−１０ｄＢのとき、
第２の増幅器７はできる限り送信歪みを生じないように
ゲートバイアスを制御していたが、ここでは最終段増幅
器であるため、送信回路の仕様の範囲内でゲートバイア
スＶｇｇ２を絞ることが可能となる。

【００７４】なお、利得制御量が−２０ｄＢから−８０
ｄＢのときは第１、第２の増幅器共オフしてるためゲー
トバイアス制御は不要である。

【００７５】このように、第２の実施形態の送信出力制
御回路では、増幅器のゲートバイアスを制御する機能を
設け、送信出力レベルに応じて、送信歪み特性をある仕
様の範囲で許容しながら、できる限り増幅器での消費電
流を抑えるように、ゲートバイアスを制御している。そ
のため、各増幅器をオフすることによって得られる電力
効率の向上に加えて、このゲートバイアス制御により、
図６に実線で示すように、出力減少区間、即ち、０ｄＢ
から−１０ｄＢ、及び−１０ｄＢから−２０ｄＢ区間内
での一層の効率向上が実現できる。

【００７６】（第３の実施の形態）第３の実施形態の送
信出力制御回路では、増幅器を並列に設け、送信出力レ
ベルに応じて、そのレベルの信号の増幅を効率的に行な
う増幅器を選択することにより、送信回路の電力効率を
一層向上させている。

【００７７】この送信出力制御回路は、図７に示すよう
に、第１の増幅器５と並列に第３の増幅器27を、また、
第２の増幅器７と並列に第４の増幅器28を接続してい
る。第１、第２、第３、及び第４の増幅器の利得は全て
同じであるが、それぞれの増幅器において効率的な増幅
が行なわれるハンドリングパワのレベルは、この順序で
小さくなっている。

【００７８】その他の構成は第２の実施形態（図４）と
変わりがない。なお、図７は、出力制御部のみを抜粋し
たものであり、その他の部分は図４と同じである。

【００７９】この第３の実施形態の送信出力制御回路の
動作について説明する。

【００８０】基本的な利得の切り換え動作は第２の実施
形態と同様であるが、区間Ａ、区間Ｂのなかで使用する
増幅器を送信出力レベルに応じて変えている。

【００８１】図８は、ダイナミックレンジ８０ｄＢ、第
１、第２、第３、及び第４の増幅器の利得をそれぞれ１
０ｄＢとし、各増幅器のハンドリングパワの差を５ｄＢ
とした場合の、図７の区間Ａ、区間Ｂ、区間Ｃにおける
利得と、各増幅器のオン／オフ状態と、アンテナ端での
送信出力レベルとを示している。

【００８２】また、次の表２には、利得制御量に対する
切換制御手段15の制御状態を示している。

【００８３】

【表２】

【００８４】ここでは、最大出力時から出力電力を下げ
ていく場合について説明する。まず、利得制御量が０ｄ
Ｂ（最大出力時）から−５ｄＢのときは、信号経路は、
ゲインコントロールアンプ９〜ポートｊ〜ポートｈ〜第
２の増幅器７〜ポートｆ〜ポートｄ〜第１の増幅器５〜
ポートｂ〜ポートａとなる。

【００８５】第１、第２の増幅器がオン状態、第３、第
４の増幅器がオフ状態でゲインコントロールアンプ９が
連続的に減衰する。

【００８６】次に、利得制御量が−５ｄＢから−１０ｄ
Ｂのときは、信号経路は、ゲインコントロールアンプ９
〜ポートｊ〜ポートｈ〜第２の増幅器７〜ポートｆ〜ポ
ートｌ〜第３の増幅器27〜ポートｋ〜ポートａとなる。

【００８７】第３、第２の増幅器がオン状態、第１、第
４の増幅器がオフ状態でゲインコントロールアンプ９が
連続的に減衰する。

【００８８】次に、利得制御量が−１０ｄＢ〜−１５ｄ
Ｂのときは、信号経路は、ゲインコントロールアンプ９
〜ポートｊ〜ポートｈ〜第２の増幅器７〜ポートｆ〜ポ
ートｅ〜ポートｃ〜ポートａとなる。

【００８９】つまり、第１、第３の増幅器は電源オフ
し、パスする経路をとり、第４の増幅器も電源オフして
いる。

【００９０】利得制御量−１０ｄＢのときは、区間Ａで
の利得減少分を、ゲインコントロールアンプ９の利得を
ステップ的に増加させることで補償し、アンテナ出力レ
ベルの連続性を保つ。

【００９１】切り換え後は、利得制御量０〜−１０ｄＢ
のときと同様、ゲインコントロールアンプ９は連続的に
減衰する。

【００９２】次に、利得制御量が−１５ｄＢ〜−２０ｄ
Ｂのときは、信号経路は、ゲインコントロールアンプ９
〜ポートｊ〜ポートｎ〜第４の増幅器28〜ポートｍ〜ポ
ートｅ〜ポートｃ〜ポートａとなる。

【００９３】つまり、第１、第３の増幅器は電源オフ
し、パスする経路をとり、第２の増幅器も電源オフして
いる。

【００９４】ゲインコントロールアンプ９は連続的に減
衰する。

【００９５】更に利得制御量が−２０ｄＢ〜−８０ｄＢ
のときは、信号経路は、ゲインコントロールアンプ９〜
ポートｊ〜ポートｉ〜ポートｇ〜ポートｅ〜ポートｃ〜
ポートａとなる。

【００９６】つまり、第１、第２、第３及び第４の全て
の増幅器の電源をオフし、パスする経路をとる。

【００９７】利得制御量−２０ｄＢのときは、区間Ｂで
の利得減少分を、ゲインコントロールアンプ９の利得を
ステップ的に増加させることで補償し、アンテナ出力レ
ベルの連続性を保つ。

【００９８】切換後は、利得制御量０〜−１０ｄＢのと
きと同様、ゲインコントロールアンプ９は連続的に減衰
する。

【００９９】このような切り換えにより利得を制御した
場合の送信回路の電力効率の変化の様子を図９に示して
いる。

【０１００】利得制御量−５ｄＢ、−１０ｄＢ、−１５
ｄＢ、−２０ｄＢ付近で、不要な増幅器の電源をオフす
ることにより効率が向上することになる。

【０１０１】このように、第３の実施形態の送信出力制
御回路では、利得は変わらないが、ハンドリングパワの
異なる増幅器を並列に接続し、送信出力レベルに応じ
て、そのレベルの信号を効率的に増幅する増幅器を選択
して動作させ、また、増幅器が不要な場合は、順次増幅
器をパスし、電源をオフすることで不要アイドル電流を
削減することができ、広ダイナミックレンジに渡り、送
信回路における電力効率の高効率化が実現できる。

【０１０２】なお、ここでは並列接続する増幅器を二つ
の場合について説明したが、これが三つ以上であっても
よく、同様な効果が得られることは言うまでもない。

【０１０３】（第４の実施の形態）第４の実施形態の送
信出力制御回路では、図１０に示すように、ゲインコン
トロールアンプ９を、ＲＦ帯ではなく、アップコンバー
タ10と直交変調手段12との間のＩＦ段に接続している。
その他の構成は第２の実施形態（図４）と変わりがな
い。

【０１０４】この送信出力制御回路では、広ダイナミッ
ク出力制御を行なうゲインコントロールアンプ９をＩＦ
帯に持って来ているため、ゲインコントロールアンプ９
での使用周波数帯が低くなる。そのため、ゲインコント
ロールアンプ自身のアイソレーションが確保しやすく、
また、消費電流が減るので、ゲインコントロールアンプ
９の設計が容易になり、それとともに、ゲインコントロ
ールアンプ周辺のパタン設計が容易になる。

【０１０５】（第５の実施の形態）第５の実施形態の送
信出力制御回路は、実際の移動体通信システムにおい
て、一時的な電波伝搬の変動に基づく頻繁な増幅器の切
り換えを回避することができる。

【０１０６】この送信出力制御回路は、図１３に示すよ
うに、基地局から送られて来る移動局の位置情報に基づ
いて基地局までの距離を識別するセル半径判定手段29を
具備している。このセル半径判定手段29の識別結果は送
信出力制御手段19に送られ、送信出力制御手段19は、こ
の情報を考慮して増幅器の切り換えを制御する。その他
の構成は第３の実施形態（図７）と変わりがない。

【０１０７】この送信出力制御回路を有する移動局は、
基地局から送信される情報の中に、セル内に在圏する各
移動局の位置情報が含まれる移動体通信システムにおい
て使用される。

【０１０８】移動局の送信出力制御回路では、受信信号
をベースバンド信号に変換し、ベースバンド信号がレベ
ル検出手段23及び復調手段24に入力する。レベル検出手
段23では、受信レベルを検出して、その情報を送信出力
制御手段19に出力し、また、復調手段24では、ベースバ
ンド信号を復調した後、受信データに含まれる送信出力
制御情報を抽出して送信出力制御手段19に出力する。ま
た、セル半径判定手段29は、受信データに含まれる位置
情報に基づいて、移動局から基地局までの距離を判別し
て送信出力制御手段19に伝える。

【０１０９】送信出力制御手段19は、その受信レベル情
報、送信出力制御情報及び基地局までの距離情報を基
に、送信出力レベルを決定し、増幅器５、７、27、28の
切り換えを制御する。

【０１１０】この送信出力制御手段19の基本動作は、第
３の実施形態と同じであり、決定した送信出力レベルに
応じて、動作する増幅器を選択し、それを受けて切換制
御手段15が、信号経路の切り換えと不要な増幅器の電源
オフとを実行する。

【０１１１】但し、第３の実施形態では増幅器を切換え
て送信出力レベルが引き下げられる場合でも、セル半径
判定手段29から伝えられた基地局までの距離が最大許容
距離（選択している増幅器の利得を最大にしたときの送
信出力レベルに対応する移動局及び基地局間の距離）を
若干下回る程度の場合には、送信出力制御手段19は、増
幅器の切換えを行なわずに、送信出力レベルを引き下げ
る。

【０１１２】この動作を実施するため、送信出力制御手
段19は、これまでの送信結果に基づいて、各増幅器５、
７、27、28の組合わせに対応する最大許容距離を記憶し
ている。

【０１１３】現在の最大許容距離が基地局までの距離を
若干上回る状態のときに、送信出力レベルの引き下げに
伴って増幅器の切換えを実施すると、増幅器切換え後の
最大許容距離は、基地局までの距離を下回ることにな
る。そのため、この送信出力レベルの引き下げが一時的
な電波状態の変動に起因する場合には、電波状態が元に
戻ったときに、再び増幅器の切換えが必要になり、増幅
器の切換え頻度が増大する。これは送信出力制御の安定
性を損なうことになる。

【０１１４】こうした状態を未然に防ぐため、この回路
の送信出力制御手段19は、現在の最大許容距離が基地局
までの距離を若干上回る状態において、送信出力レベル
を引き下げる場合には、送信出力制御の安定性を優先さ
せ、増幅器の切換えは行なわない。従って、増幅器５、
７、27、28の接続状態はそのまま維持し、ゲインコント
ロールアンプ９の利得制御及び増幅器５、７のゲートバ
イアス制御により送信出力レベルを調整する。

【０１１５】図１４は、この送信出力制御回路での送信
出力レベルに対応する増幅器の切換えの一例を示し、図
１５は、そのときの電力効率の変化を示している。図１
４は第３の実施形態の図８に対応し、図１５は図９に対
応している。

【０１１６】ここでは、利得制御量を−６ｄＢに設定し
て送信信号を出力しているときの最大許容距離（即ち、
増幅器３が選択されているときの最大許容距離）が、基
地局までの距離を若干上回っているものとする。このと
き、利得制御量を−１０ｄＢ以下に下げる場合には、増
幅器１〜４の切換えは行なわず、図１４に示すように、
増幅器３を接続したまま、送信出力レベルを調整する。

【０１１７】この場合の電力効率は、図１５と図９とを
見比べて分かるように、利得制御量−６ｄＢのポイント
では、最大出力（利得制御量０ｄＢ）とほぼ同一の効率
を達成している。電波状態の一時的変動で送信出力レベ
ルを下げたときの利得制御量−１０ｄＢ付近での効率
は、第３の実施形態に比べて多少劣るが、しかし、増幅
器切換を行なって高効率化を図るよりも、それを行なわ
ずに、送信出力制御の安定性を図る方が有利である。

【０１１８】なお、小ゾーン構成の移動体通信では、基
地局が、在圏する各移動局にセルの半径を伝え、移動局
では、選択している増幅器における最大許容距離が、セ
ル半径を若干上回る程度のときに、それ以上の増幅器の
切換えを行なわないようにすることもできる。

【０１１９】また、基地局が各移動局に位置情報を伝
え、これを受けた移動局が、基地局までの距離に対応す
る送信出力レベルを算出し、実際に制御しようとする送
信出力レベルが、この算出値から大きく掛け離れている
場合には、電波状態の一時的変動に起因する送信出力レ
ベルの変化と見て、増幅器の切換えを行なうこと無く、
送信出力レベルを制御するようにしてもよい。この場合
も、頻繁な増幅器の切換えを避けることができ、送信出
力制御の安定化を図ることができる。

【０１２０】また、ここでは、第３の実施形態の装置に
セル半径判定手段を設ける場合について説明したが、第
１、第２または第４の実施形態の回路に、この構成を適
用することも可能である。

【０１２１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の送信出力制御回路は、送信出力レベルに応じて、不要
となる増幅器の電源をオフにして、不必要なアイドル電
流を削減し、送信回路における電力効率の高効率化を実
現することができる。

【０１２２】また、本発明の送信電力制御方法は、増幅
器への不要アイドル電流を削減して電力効率を向上させ
ることができる。

【０１２３】また、本発明の移動体通信端末は、消費電
流を減らし、電力効率を高めることができる。

【０１２４】また、本発明の移動体通信システムは、シ
ステムの安定性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における送信出力制御
回路の構成を示すブロック図、

【図２】第１の実施形態の送信出力制御回路における送
信出力レベルに対応した各増幅部の利得の変化を示すグ
ラフ、

【図３】第１の実施形態の送信出力制御回路における送
信出力レベルに対応した送信回路の電力効率の変化を示
すグラフ、

【図４】本発明の第２の実施形態における送信出力制御
回路の構成を示すブロック図、

【図５】第２の実施形態の送信出力制御回路における送
信出力レベルに対応した各増幅部の利得の変化を示すグ
ラフ、

【図６】第２の実施形態の送信出力制御回路における送
信出力レベルに対応した送信回路の電力効率の変化を示
すグラフ、

【図７】本発明の第３の実施形態における送信出力制御
回路の構成を示すブロック図、

【図８】第３の実施形態の送信出力制御回路における送
信出力レベルに対応した各増幅部の利得の変化を示すグ
ラフ、

【図９】第３の実施形態の送信出力制御回路における送
信出力レベルに対応した送信回路の電力効率の変化を示
すグラフ、

【図１０】本発明の第４の実施形態における送信出力制
御回路の構成を示すブロック図、

【図１１】従来の送信出力制御回路の構成を示すブロッ
ク図、

【図１２】従来の送信出力制御回路における送信出力レ
ベルに対応した送信回路の電力効率の変化を示すグラ
フ、

【図１３】本発明の第５の実施形態における送信出力制
御回路の構成を示すブロック図、

【図１４】第５の実施形態の送信出力制御回路における
送信出力レベルに対応した各増幅部の利得の変化を示す
グラフ、

【図１５】第５の実施形態の送信出力制御回路における
送信出力レベルに対応した送信回路の電力効率の変化を
示すグラフである。

【符号の説明】

１、101 送信回路 ２、102 アンテナ ３、103 アンテナ共用器 ４ 第１の切換手段 ５ 第１の増幅器 ６ 第２の切換手段 ７ 第２の増幅器 ８ 第３の切換手段 ９、109 ゲインコントロールアンプ 10、110 アップコンバータ 11、111 局部発振手段 12、112 直交変調手段 13、113 ベースバンド信号入力端子(Ich) 14、114 ベースバンド信号入力端子(Qch) 15 切換制御手段 16 第１の制御端子 17 第２の制御端子 18、118 第３の制御端子 19、119 送信出力制御手段 20、120 受信回路 21、121 ベースバンド信号出力端子(Ich) 22、122 ベースバンド信号出力端子(Qch) 23、123 レベル検出手段 24、124 復調手段 25 第４の制御端子 26 第５の制御端子 27 第３の増幅器 28 第４の増幅器 29 セル半径判定手段 30 第６の制御端子 105 増幅器

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信信号から検出した情報に基づいて送
   信出力を制御するための制御信号を発生する送信出力制
   御手段と、前記制御信号に基づいて送信信号のゲインを
   制御するゲインコントロールアンプと、ゲインが制御さ
   れた送信信号を一定の増幅率で増幅する増幅器とを備え
   る送信出力制御回路において、 前記増幅器に送信信号を送る経路または前記増幅器をパ
   スして送信信号を送る経路のいずれかを選択する切換手
   段と、 前記送信出力制御手段から送られた制御信号に基づい
   て、前記切換手段の選択を制御するとともに、増幅器を
   パスする経路を選択したときに、前記増幅器への電源供
   給をカットするように制御する切換制御手段とを具備す
   ることを特徴とする送信出力制御回路。
2. 【請求項２】 前記増幅器を１または複数個具備し、前
   記切換手段が、前記増幅器に前置されていることを特徴
   とする請求項１に記載の送信出力制御回路。
3. 【請求項３】 前記送信出力制御手段が、前記増幅器の
   ゲートバイアスを制御するための制御信号を発生するこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の送信出力制御
   回路。
4. 【請求項４】 前記増幅器に対して並列に配置された増
   幅器を設け、前記切換手段が、並列に配置されたこれら
   増幅器の１つに送信信号を送る経路またはこれらの増幅
   器の全てをパスして送信信号を送る経路のいずれかを選
   択することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つ
   に記載の送信出力制御回路。
5. 【請求項５】 前記ゲインコントロールアンプが、無線
   周波数に変換される前の送信信号のゲインを制御するこ
   とを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の
   送信出力制御回路。
6. 【請求項６】 基地局からの情報に基づいて在圏するセ
   ル内での位置情報を識別する位置情報判定手段を具備
   し、前記送信出力制御手段が、前記位置情報判定手段に
   より識別された位置情報を加味して、前記増幅器の切換
   制御を行なうことを特徴とする請求項１乃至５のいづれ
   か一つに記載の送信出力制御回路。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか一つに記載の
   送信出力制御回路を備える移動体通信端末。
8. 【請求項８】 １または複数の増幅器で増幅される送信
   信号の送信出力を、受信信号から検出した情報に基づい
   て制御する送信出力制御方法において、 必要な送信出力を得るための増幅器を選択し、選択され
   なかった増幅器の電源供給をカットすることを特徴とす
   る送信出力制御方法。
9. 【請求項９】 選択した前記増幅器のゲートバイアスを
   制御することを特徴とする請求項８に記載の送信出力制
   御方法。
10. 【請求項１０】 必要な送信出力を得るための前記増幅
    器を、並列に配置した増幅器の中から選択することを特
    徴とする請求項８または９に記載の送信出力制御方法。
11. 【請求項１１】 前記増幅器の選択の切換えを、受信信
    号から検出した在圏するセル内での位置情報を加味して
    行なうことを特徴とする請求項８乃至１０のいづれか一
    つに記載の送信出力制御方法。
12. 【請求項１２】 移動体通信基地局が、在圏する移動局
    のセル内での位置情報を挿入して送信を行ない、移動局
    が、請求項１１に記載の送信出力制御方法を実施するこ
    とを特徴とする移動体通信システム。