(57)【要約】      （修正有）【課題】無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）における正確な送信電力調整のための方法が提供する。【解決手段】無線信号に電力を供給するために使用されるアンプの利得設定を調整することによって前記無線信号の電力レベルを粗調整することと、前記無線信号の電力レベルが最大許容電力レベルに接近するように、前記アンプに提供される情報信号の電圧レベルを調整することによって前記無線信号の電力レベルを微調整する。【選択図】図１
2014179996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）における無線信号の正確な送信電力調整のための方法であって、
前記無線信号に電力を供給するために使用されるアンプの利得設定を調整することによって、前記無線信号の電力レベルを粗調整することと、
前記無線信号の前記電力レベルが最大許容電力レベルに接近するように、前記アンプに提供される情報信号の電圧レベルを調整することによって、前記無線信号の前記電力レベルを微調整することを具備する方法。
【請求項２】
前記情報信号の前記電圧レベルを前記微調整することは、
Ｄ−Ａ変換器（ＤＡＣ）の出力電圧レベルを調整することを含み、
前記ＤＡＣは、前記情報信号を生成するように構成される、請求項１の方法。
【請求項３】
前記情報信号の前記電圧レベルを前記微調整することは、
Ｄ−Ａ変換器（ＤＡＣ）に提供されるディジタルベースバンド信号をスケーリングすることを含み、
前記ＤＡＣは、前記ディジタルベースバンド信号からの前記情報信号を生成するように構成される、請求項１の方法。
【請求項４】
前記スケーリングすることは、ディジタル乗算器によって行なわれる、請求項３の方法。
【請求項５】
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの変化をセンサによって検知することと、
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を補償するために前記無線信号の前記電力レベルの粗調整および微調整を行なうことをさらに具備する、請求項１の方法。
【請求項６】
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を前記センサによって前記検知することは、
前記アンプの動作温度の変化を温度センサによって検知することと、
データテーブルによって、前記アンプの前記動作温度の前記検知された変化に相当する、前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を判定することを含み、
前記データテーブルは、温度領域にわたって前記アンプの前記出力電力レベルを表わすデータを含む、請求項５の方法。
【請求項７】
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を前記センサによって前記検知することは、
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を前記センサによって前記検知することが、動作中に前記無線信号の電圧レベルの変化を電圧センサによって検知することを含むことと、
前記無線信号の前記電圧レベルの前記検知された変化に相当する、前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を判定することを含む、請求項５の方法。
【請求項８】
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を前記センサによって前記検知することは、
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を電力センサによって検知することを含む、請求項５の方法。
【請求項９】
前記アンプは、約２０ｄＢのダイナミックレンジおよび約１−２ｄＢのステップサイズを備えた出力電力レベルを含むように構成される、請求項１の方法。
【請求項１０】
前記無線信号の電力レベルを前記微調整することは、約０．０４から０．２５ｄＢのステップサイズの利得分解能を含む、請求項９の方法。
【請求項１１】
前記ＷＰＡＮは、超広帯域（ＵＷＢ）通信システムを含む、請求項１の方法。
【請求項１２】
前記無線信号は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号である、請求項１１の方法。
【請求項１３】
無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）における無線信号の正確な送信電力調整のためのコンピュータ実行可能命令を有するコンピュータ読取可能媒体であって、
無線信号に電力を供給するために使用されるアンプの利得設定を調整することによって前記無線信号の電力レベルを粗調整するための命令と、
前記無線信号の前記電力レベルが最大許容電力レベルに接近するように、前記アンプに提供される情報信号の電圧レベルを調整することによって、前記無線信号の前記電力レベルを微調整するための命令を具備するコンピュータ読取可能媒体。
【請求項１４】
前記情報信号の前記電圧レベルを微調整するための前記命令は、
Ｄ−Ａ変換器（ＤＡＣ）の出力電圧レベルを調整することを含み、
前記ＤＡＣは、前記情報信号を生成するように構成される、請求項１３のコンピュータ読取可能媒体。
【請求項１５】
前記情報信号の前記電圧レベルを微調整するための前記命令は、
Ｄ−Ａ変換器（ＤＡＣ）に提供されるディジタルベースバンド信号をスケーリングすることを含み、
前記ＤＡＣは、前記ディジタルベースバンド信号からの前記情報信号を生成するように構成される、請求項１３のコンピュータ読取可能媒体。
【請求項１６】
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの変化をセンサによって検知するための命令と、
前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を補償するために前記無線信号の前記電力レベルの前記粗調整および微調整を行なうための命令をさらに具備する、請求項１３のコンピュータ読取可能媒体。
【請求項１７】
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を前記センサによって検知するための前記命令は、
前記アンプの動作温度の変化を温度センサによって検知するための前記命令と、
前記データテーブルによって、前記アンプの前記動作温度の前記変化に相当する、前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を判定するための命令を含み、
前記データテーブルは、温度領域にわたって前記アンプの出力電力レベルを表わす、請求項１６のコンピュータ読取可能媒体。
【請求項１８】
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を前記センサによって検知するための前記命令は、
動作中に前記無線信号の前記電圧レベルの変化を電圧センサによって検知するための命令と、
前記無線信号の前記電圧レベルの前記検知された変化に相当する、前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を判定するための命令を含む、請求項１６のコンピュータ読取可能媒体。
【請求項１９】
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を前記センサによって検知するための命令は、動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を電力センサによって検知することを含む、請求項１６のコンピュータ読取可能媒体。
【請求項２０】
前記無線信号の送信のために第１アンテナから第２アンテナへ切り替える時、前記無線信号の前記電力レベルの変化を判定するための命令と、
前記切り替えに対応する、前記電力レベルの前記変化を補償するための命令をさらに具備する、請求項１３のコンピュータ読取可能媒体。
【請求項２１】
ディジタルベースバンド信号を提供するためのディジタル乗算器と、
前記ディジタル乗算器を連結し、前記ディジタルベースバンド信号を受信して情報信号を生成するＤ−Ａ変換器（ＤＡＣ）と、
前記ＤＡＣに連結され、前記情報信号を受信して無線信号に電力を供給し、出力電力レベルを制御する利得設定を有するアンプと、
前記アンプの前記利得設定を調整することによって前記無線信号の電力レベルを粗調整するための命令、および、前記無線信号の前記電力レベルが最大許容電力レベルに接近するように、前記情報信号の電圧レベルを調整することによって前記無線信号の前記電力レベルを微調整するための命令を有するメモリを具備する、超広帯域（ＵＷＢ）システム。
【請求項２２】
前記アンプに連結され、前記無線信号を送信するように構成された少なくとも１本のアンテナをさらに具備し、
前記メモリは、前記システムが、前記無線信号を送信するために第１アンテナから第２アンテナに切り替える時、前記無線信号の前記電力レベルの変化を判定するための命令と、前記切り替えに対応する、前記電力レベルの前記変化を補償するための命令をさらに含む、請求項２１のシステム。
【請求項２３】
前記無線信号の前記電力レベルを微調整するための命令を有する前記メモリは、
前記ＤＡＣの出力電圧レベルを調整することによって前記無線信号の電力レベルを微調整するための命令を含む、請求項２１のシステム。
【請求項２４】
前記無線信号の前記電力レベルを微調整するための命令を有する前記メモリは、
前記ディジタル乗算器によって前記ディジタルベースバンド信号をスケーリングすることによって前記無線信号の前記電力レベルを微調整するための命令を含む、請求項２１のシステム。
【請求項２５】
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの変化を検知するためのセンサをさらに具備し、
前記メモリは、動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記検知された変化を補償するための前記無線信号の前記電力レベルの粗調整および微調整のための命令をさらに含む、請求項２１のシステム。
【請求項２６】
前記センサは、前記アンプの動作温度の変化を検知するための温度センサを含み、
前記メモリは、前記データテーブルによって、前記アンプの前記動作温度の前記検知された変化に相当する、前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を判定するための命令をさらに含み、
前記データテーブルは、温度領域にわたって前記アンプの前記出力電力レベル間の関係を表わす、請求項２５のシステム。
【請求項２７】
前記センサは、動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を検知するための電力センサを含む、請求項２５のシステム。
【請求項２８】
前記センサは、動作中に前記無線信号の前記電圧レベルの変化を検知するための電圧センサを含み、
前記メモリは、前記無線信号の前記電圧レベルの前記変化に相当する、前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を判定するための命令をさらに含む、請求項２５のシステム。
【請求項２９】
前記アンプは、約２０ｄＢのダイナミックレンジを備えた出力電力レベルを有するように構成される、請求項２１のシステム。
【請求項３０】
前記無線信号は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号である、請求項２１のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
現在の開示は、無線通信システムに一般に関係があり、さらに詳細には、無線通信システムの中の正確な送信電力調整のための方法および装置に関係がある。
【０００２】
任意の無線通信システムでは、送信装置および受信装置がある。連邦通信委員会（ＦＣＣ）のような規制団体は、様々な無線通信システムの送信装置のための最大の送信電力を指定する規則を制定する。携帯電話または移動体通信システムのようないくつかの無線通信システムは、それらが長距離電話で機能するべき周波数スペクトル中に十分な電力を割り当てているので、ピーク電力レベルで無線信号を送信する必要はない。さらに、これらの長距離システムの送信電力の微増は、比較して言えば、システムの全体的な範囲中に違いを生ずる付加的な範囲を提供しない。そのため、これらのシステムは、送信装置の電力増幅器のための微細な利得分解能を要求せず、したがって、電力増幅器利得分解能は約１．０ｄＢの精度に最適化される。
【０００３】
しかしながら、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）中に実施された超広帯域（ＵＷＢ）通信システムのような他の無線通信システムは、非常に低い消費電力レベルで作動し、広帯域幅にわたって送信電力を拡散する。それらの通信距離を最大限にするために、ＵＷＢシステムは、規則によって許可された最大電力レベルで無線信号を送信する必要がある。これらの無線通信システムの中の送信電力を正確に調整するための処理は、送信装置の電力増幅器が良い利得分解能およびダイナミックレンジを同時に有しないので、困難である。この処理は、電圧や処理の変動と同様に温度に対する電力増幅器の変化が原因で、一層複雑になる。したがって、ＵＷＢ通信システムの中の正確な送信電力調整のための方法およびシステムを有することは望ましいだろう。
【発明の概要】
【０００４】
発明のより広い形式のうちの１つは、無線信号に電力を供給するために使用されるアンプの利得設定の調整によって前記無線信号の電力レベルを粗調整することと、前記無線信号の前記電力レベルが最大許容電力レベルに接近するように、前記アンプに提供される情報信号の電圧レベルを調整することによって前記無線信号の前記電力レベルを微調整することを含む無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）における無線信号の正確な送信電力調整のための方法を含む。
【０００５】
発明のより広い形式の別のものは、無線信号に電力を供給するために使用されるアンプの利得設定を調整することによって前記無線信号の電力レベルを粗調整するための命令と、前記無線信号の前記電力レベルが最大許容電力レベルに接近するように、前記アンプに提供される情報信号の電圧レベルを調整することによって前記無線信号の前記電力レベルを微調整するための命令を含む、ＷＰＡＮにおける無線信号の正確な送信電力調整のためのコンピュータ実行命令を有するコンピュータ読取可能媒体を含む。
【０００６】
発明のより広い形式のさらに別のものは、ディジタルベースバンド信号を提供するためのディジタル乗算器と、前記ディジタル乗算器を連結し、前記ディジタルベースバンド信号を受信して情報信号を生成するＤ−Ａ変換器（ＤＡＣ）と、前記ＤＡＣに連結され、前記情報信号を受信して無線信号に電力を供給し、前記アンプの出力電力レベルを制御する利得設定を有するアンプと、前記アンプの前記利得設定を調整することによって前記無線信号の電力レベルを粗調整するための命令、および、前記無線信号の前記電力レベルが最大許容電力レベルに接近するように、前記情報信号の電圧レベルを調整することによって前記無線信号の前記電力レベルを微調整するための命令を有するメモリを含む超広帯域（ＵＷＢ）システムを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
現在の開示の局面は、添付の図とともに読む場合、以下の詳細な記述から最も理解される。
【図１】図１は、ここに示された実施例が実施されることができる超広帯域（ＵＷＢ）システムとして実施された無線パーソナルネットワーク（ＷＰＡＮ）についての線図である。
【図２】図２は、図１のＵＷＢシステムが中へ作動するＵＷＢ周波数スペクトルの中の複数の帯域の線図である。
【図３】図３は、図１のＵＷＢシステムの中に使用されることができる送信装置についての単純化された線図である。
【図４】図４は、図３の送信装置の較正中に実行されることができる正確な送信電力調整のための方法のフローチャートである。
【図５】図５は、図３の送信装置の動作中に実行されることができる正確な送信電力調整のための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の開示は、様々な実施例の異なる特徴を実施するために、様々な実施例、すなわち例を提供することが理解されることになっている。構成要素と処理の特定の例は、現在の開示を単純化することについて以下に述べられる。これらは、もちろん単に例であって、制限するようには意図されない。さらに、現在の開示は、参照数字および／または様々な例の中の文字を繰り返すことができる。この繰り返しは単純さと明瞭さのためにあり、様々な実施例および／または議論した設定の間の関係を、それ自体の中に命令しない。
【０００９】
図１を参照して、ここに示された実施例が実施されることができる無線パーソナルネットワーク（ＷＰＡＮ）１００についての線図が説明される。ＷＰＡＮ１００は超広帯域（ＵＷＢ）システム１１０として実施される。ＵＷＢシステム１１０は、様々なＵＷＢ対応装置の間の無線通信を提供し、インターネットのような、より高レベルのネットワークとさらに接続するかもしれなお。ＵＷＢシステム１１０では、通信距離は、一般に短距離（例えば１０メートル）にわたるものである。ＵＷＢシステム１１０は、ＵＷＢ通信リンクかチャネル１４０を介して受信装置１３０にデータを送信するための送信装置１２０を含む。
【００１０】
送信装置１２０は、情報送信のための直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）スキームを利用することができる。ＯＦＤＭは、副搬送波がそれぞれ他の副搬送波に直交するように、キャリア間隔が選択されている無線マルチキャリア変調の方法である。この直交性は隣接チャネル干渉を回避し、復調器がそれらのもの以外の周波数を認識するのを防ぐ。
【００１１】
ＯＦＤＭ信号は、それぞれの副搬送波が従来の変調スキーム（例えば直交振幅変調）で変調される複数の副搬送波を含む。示された実施例のＵＷＢシステム１１０では、ＯＦＤＭ信号は、帯域あたり使用される１２８の副搬送波（トーンとも呼ばれる)を含み、その内、１００はデータ副搬送波であり、１２はパイロット情報のためのものであり、１０は警戒トーンであり、また、６は情報を伝えない無効のトーンである。
【００１２】
図２を参照して、図１のＵＷＢシステム１１０の中に作動することができるＵＷＢ周波数スペクトル２００の中の複数の帯域についての線図が説明される。ＵＷＢシステム１１０は、３．１と１０．６ＧＨｚの間の無免許の周波数スペクトルを利用する。ＵＷＢシステム１１０は、WiMediaあるいはECMA-368/369のような規格に従う、物理的な（ＰＨＹ）層を含む。ＰＨＹ層は、ＵＷＢ周波数スペクトル２００をそれぞれ５２８ＭＨｚの帯域幅を持つ１４の帯域２０１−２０４に分割する。１４の帯域２０１−２０４は、５つの帯域グループへさらに定義され、この内、４つの帯域グループがそれぞれ３本の帯域を具備し、また、１つの帯域グループが２本の帯域を具備する。最初の４つの帯域グループのそれぞれの中で、ＰＨＹ層は、時間周波数インターリービング（ＴＦＩ）を使用する４つ時間周波数コード（ＴＦＣ）、および、固定周波数インターリービング（ＦＦＩ）を使用する３つのＴＦＣを定義して、を定義し、したがって、ＰＨＹ層は、帯域当たり７つまでのチャネルに関してサポートをする。５番目の帯域グループでは、ＰＨＹ層はＦＦＩを使用して、２つのＴＦＣを定義する。従って、合計３０のチャネルがＰＨＹ層の中に指定される。
【００１３】
ＵＷＢシステム１１０に関しては、ＦＣＣは、図１の送信装置１２０のようなＵＷＢ送信装置が−４１．３ｄＢｍ／Ｍｈｚの最大電力スペクトル密度で送信することを要求する規則を制定する。これはどの所定のチャネルに関しても約−１５ｄＢｍの最大許容電力レベルに変換する。例え送信された無線信号の平均電力が最大許容電力レベル未満でも、送信された無線信号のピーク電力レベルもまた、最大許容電力レベル未満でなければならない。ここに示された最大許容電力レベルは、例であって、最大許容電力レベルは、ＵＷＢシステムが実施される国（country）に次第であろうことが理解される。
【００１４】
図３を参照して、図１の送信装置１２０についての単純化された線図が説明される。送信装置１２０は、ＵＷＢリンクを介して送信されるためのビデオデータのようなデータを提供するホストサブシステム３０２を含む。ホストサブシステム３０２は媒体アクセス制御（ＭＡＣ）サブシステム３０４にデータを供給する。ＭＡＣサブシステム３０４はWiMediaあるいはECMA-368/369のような規格に従うことができる。ＭＡＣサブシステム３０２は、ホストサブシステム３０２とＰＨＹベースバンドサブシステム３０６の間のインタフェースを提供する。ＭＡＣサブシステムは、ＰＨＹベースバンドサブシステム３０６のための必要なフォーマットの中のディジタルデータを生成する。
【００１５】
以前に記述されたように、ＰＨＹベースバンドサブシステム３０６は、WiMediaあるいはECMA-368/369のような規格に従うことができるＰＨＹ層で構成される。ＰＨＹベースバンドサブシステム３０６は、ＭＡＣサブシステム３０４からディジタルデータを受信し、送信可能なフォーマットの中の情報信号の中へディジタルデータを処理する。ＰＨＹベースバンドサブシステム３０６は、Ｄ−Ａ変換器（ＤＡＣ）３１２に入力信号（例えばディジタルベースバンド信号）をスケーリングするための、プログラマブルディジタル乗算器３１０を含む。ＤＡＣは、ディジタル入力信号を、送信のためのＲＦサブシステム３２０に提供されるアナログ情報信号に変換する。ＭＡＣおよびＰＨＹサブシステムが集積回路として実施されることができることが理解される。
【００１６】
ＲＦサブシステム３２０は情報信号を受信し、そして無線信号を生成するためにそれを処理する。以前に記述されたように、送信装置１２０は情報を送信するための直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）スキームを利用する。無線信号は、送信のための無線信号に電力を供給するために利得可変増幅器（ＶＧＡ）３２２へ入力される。ＶＧＡ３２２は、約２０ｄＢのダイナミックレンジを含む。しかしながら、増幅器が広いダイナミックレンジおよび良い分解能を同時に備えることは難しい。そのため、ＶＧＡ３２２は、約１〜２ｄＢのステップサイズの利得分解能を含む。ＶＧＡ３２２はアナログコンポーネントであって、電圧と処理の変化と同様に、温度に対する利得変化にさらされる。例えば、最も悪い場合（worst cases）、ＶＧＡ３２２が５ｄＢまでの利得変動を経験することは観察された。ＲＦサブシステム３２０は、ＲＦサブシステムの温度を測定するための温度センサのようなセンサ３２４を含む。温度の変化については、ＶＧＡ３２２は、後で詳細に説明されるような利得変動を補償するために然るべく調整されるだろう。あるいは、センサ３２４は、ＶＧＡ３２２から来る無線信号の電力レベルの変化の測定のために温度センサの代わりに電力センサを随意的に含むことができる。さらに、センサは、ＶＧＡ３２２から来る無線信号の電圧レベルの変化の測定のために温度センサの代わりに電圧センサをさらに含むことができる。
【００１７】
送信装置１２０は、第１アンテナ３３２および第２アンテナ３３４を有する多重アンテナシステムを含む。送信装置１２０は、第１アンテナ３３２あるいは第２アンテナ３３４を通じて無線信号を選択的に駆動するためのスイッチ３３６を含む。送信装置１２０は、後で詳細に説明されるような送信装置の様々なコンポーネントを操作して制御するためのソフトウェアアルゴリズムおよびデータテーブルを有するメモリ３４０をさらに含む。送信装置１２０が、クロック、ミキサーおよびフィルタのような既に知られている様々な他のコンポーネントあるいは機能を含み、説明された送信装置１２０が、開示された実施例についてのよりよい理解を促進するために単純化されることが理解される。送信装置１２０がＷＰＡＮ１００の内の最大の通信距離を有するために、それは規則によって指定された最大許容送信電力レベル、あるいはそれに近いレベルで無線信号を送信しなければならない。送信装置は、下に詳細に記述されるように、較正および／または動作中に正確な送信電力調整によってこれを達成することができる。
【００１８】
図４を参照して、図１および３のＵＷＢ送信装置１２０の較正中に実行されることができる正確な送信電力調整の方法４００が説明される。較正は、既に知られているスペクトルアナライザのような試験装置で行なわれることができる。較正手順は、メモリ３４０に格納される初期／較正値を生成し、送信装置１２０の立ち上げおよび作動中に使用されることができる。
【００１９】
方法４００は、様々な規制団体によって指定された最大許容送信電力レベル、もしくはそれに近いレベルで動作する送信装置１２０を測定する。方法４００は、送信電力レベルが送信装置１２０のアンテナから離れて測定されるステップ４０２から始まる。方法４００は、ＲＦサブシステム３２０の中の利得可変増幅器（ＶＧＡ）３２２の利得設定を調整することによって、送信装置１２０の送信電力粗調整が行なわれるステップ４０４を継続する。送信装置１２０の送信電力レベルは、ＶＧＡ３２２の利得設定によって約１あるいは２ｄＢステップの中で粗調整され得る。ＲＦサブシステム３２０は、約１５ｄＢの変動にＶＧＡ３２２の利得設定を調整する、５ビットの利得レジスタ（例えば、３２の利得コード）を含む。それぞれの異なる周波数帯の異なる利得設定があり、したがって、帯域はそれぞれ、最良の利得設定のために独立して補正されることができる。ＲＦサブシステム３２０はアナログチップとして実施され、このように、温度に対する利得変動にさらされる。そのため、ＲＦサブシステム３２０の温度が、また測定され、後で詳細に説明されるような温度変化を補償するために使用されることができる。測定された送信電力レベルと最大許容送信電力レベルの間の差（例えば残差）は、以下の微細な送信電力調整ステップによって補正されることができる。さらに、残差はメモリに格納されるかもしれず、また、以下に述べられるような微細な送信電力調整は通常動作の間に行なわれることができる。
【００２０】
方法４００は、微細な送信電力調整が行なわれるステップ４０６を継続する。微細な送信電力調整はＰＨＹベースバンドサブシステム３０６の中の様々なコンポーネントによって達成されることができる。従って、微細な送信電力調整は、すべての周波数帯に等しく利得を供給する。示された実施例では、微細な送信電力調整は、ＰＨＹベースバンドサブシステム３０６の中のＤ−Ａ変換器（ＤＡＣ）３１２の出力電圧レベルを調整することによって行なわれることができる。ＤＡＣ３１２のアナログ出力（例えば情報信号）は送信装置１２０のＲＦサブシステム３２０へ入力される。そのため、ＤＡＣ３１２の出力電圧レベルの変化は、送信装置１２０の全体的な送信電力レベルの対応する変化を引き起こす。ＤＡＣ３１２は、ＤＡＣの出力で５ビットのプログラマブル利得段（gain stage）を含む。これは、送信電力制御のために約０．２５ｄＢのステップサイズ分解能を供給することができる。
【００２１】
あるいは、微細な送信電力調整は、ベースバンド補間回路のプログラマブル乗算器３１０を調整することによって随意的に行なわれることができる。プログラマブル乗算器の出力はＤＡＣの入力に供給される。このプログラマブル乗算器３１０は、ベースバンド外へエラーベクトル大きさ（error vector magnitude）（ＥＶＭ）を最大限にするために理想的にセットされる。しかしながら、この乗算器の小さな変化はＥＶＭに著しい影響を与えない可能性があり、したがって、乗算器３１０は、送信電力制御に関して約０．０４ｄＢのステップサイズ分解能を供給することができる。さらに、乗算器３１０はディジタルコンポーネントであり、送信電力レベルを制御することに際して、より良い予測性および精度を提供するＲＦサブシステム３２０のアナログコンポーネント（例えばＶＧＡ）に比べると、性能変動（例えば温度、電圧および処理変動）にさらされない。このように、送信装置１２０は、アンテナから離れて測定された送信電力レベルが最大許容電力レベルの０．０４ｄＢもしくはそれ未満にあるように較正されることができる。これは、ＷＰＡＮ１００の中のＵＷＢ送信装置１２０のための最大範囲を提供する。微細な送信電力調整は、ＤＡＣとディジタル乗算器の両方での調整によって、また行なわれることができることが理解される。
【００２２】
方法４００は、前のステップ４０２−４０６で測定された較正値がメモリ３４０に格納されるステップ４０８を継続する。これらの較正値は送信装置１２０の立ち上げおよび作動中に実施されるだろう。例え、方法４００が単一のアンテナで示されても、方法４００は、多重アンテナシステムで、また実現されることができることが理解される。例えば、送信装置１２０は第１の３３２あるいは第２のアンテナ３３４によって無線信号を送信することができる。そのため、第１の３３２および第２のアンテナ３３４は異なる電力レベルで送信することができる。前に記述されるような較正中に、送信装置１２０は、第１アンテナから離れる送信電力レベルを最大限にするために、第１アンテナ３３２に関して較正される。第１アンテナ３３２に関連した最大限の送信電力レベルが注目される。その後、送信装置１２０は第２アンテナ３３４で動作される。第１の３３２と第２のアンテナ３３４の間の送信電力レベルの中の差分は測定されてメモリに格納される。送信装置１２０は、電力差を補償することについて前に記述されるような粗いおよび微細な送信電力調整を自動的に行なうソフトウェアを含む。従って、これは、代替アンテナが使用される場合、送信装置１２０が最大許容電力レベルで送信し続けることを確かにする。
【００２３】
図５を参照して、図１および図３のＵＷＢ送信装置１２０の作動中に実行されることができる正確な送信電力調整の方法５００が説明される。以前に議論されたように、ＵＷＢ送信装置１２０は図４の方法４００によって較正された。方法５００は、送信装置１２０が、較正中に判定されてメモリ３４０へ格納された初期値を使用して立ち上げられるステップ５０２から始まる。送信装置１２０のＲＦサブシステム３２０は、電圧と処理の変動のみならず温度変動にも非常に敏感なアナログコンポーネントを含む。例えば、ＶＧＡ３２２は、熱が増加してＲＦサブシステム３２０の温度が上昇する場合、５ｄＢ以内の利得変動を示すことができる。これは、６ｄＢより多い電力は、送信装置１２０が２倍遠くに送信することができることを意味し、６ｄＢより低い電力は、送信装置１２０が半分遠くに送信することができることを意味する点で、ＵＷＢシステム１１０にとって重要な意義を持つ。さらに、送信装置１２０が最大許容送信電力レベルを超過して、また、それによって法規に準拠していない装置を作ることができる、という危険がある。
【００２４】
方法５００は、温度センサのようなセンサ３２４が、ＲＦサブシステム３２０の現在温度を周期的にチェックされるステップ５０４を継続する。温度センサをチェックするための期間は、変化するかもしれず、ＭＡＣスループットに悪影響を及ぼさないように構成される。例えば、温度センサは、スーパーフレーム単位で測定されることができる。さらに、微細な送信電力調整がベースバンドで行われるとすれば、以下の温度補償アルゴリズムは、ベースバンドレジスタが初期値にセットされることを保証するために、すべてのチャネル変化時に実行されることができる。あるいは、複数の温度読み取り値は、十分な時間が利用可能な場合、平均化されることができる。
【００２５】
方法５００は、電流センサ読み取り値に関連した送信電力レベルの中の変化があるかあるかどうかを送信装置１２０が判断するステップ５０６を継続する。例えば、温度センサは、ＲＦサブシステム３２０の現在温度が、較正中にメモリ３４０に格納された記録された温度から変わったかどうかチェックする。以前に記述されたように、較正中に判定された初期／較正値はさらにＲＦサブシステム３２０の温度をさらに含んでいた。送信装置１２０のメモリ３４０は、ＲＦサブシステム３２０のある種の特性を表わすデータテーブルを含む。例えば、データテーブルは、温度領域にわたったＶＧＡ３２２の電力出力間の関係（例えば電力出力対温度曲線）を含む。温度の増加があったと温度センサが判断する場合、送信電力レベルの対応する変化はデータテーブルによって判断することができる。
【００２６】
方法５００は、送信装置１２０が送信電力の対応する変化を補償することについて図４の中の前に記述されるような粗いおよび微細な送信電力調整を自動的に行なうソフトウェアを含むステップ５０８を継続する。利得変動は高い帯域に関するよりも低い帯域に関する方がより大きいので、補償の量も周波数に依存することがある。
【００２７】
他の実施例では、温度センサの代わりに電力センサは、ＶＧＡから出力される無線信号の電力レベルの測定のために利用されることができる。そのため、送信装置は、無線信号の電力レベルの変化を補償することについて図４の中の前に記述されるような粗いおよび微細な送信電力調整を自動的に行なうソフトウェアを含む。さらに別の実施例では、温度センサの代わりに電圧センサは、ＶＧＡから出力される無線信号の電圧レベルの測定のために利用されることができる。そのため、送信装置は、無線信号の電圧レベルの変化を補償することについて図４の中の前に記述されるような粗いおよび微細な送信電力調整を自動的に行なうソフトウェアを含む。
【００２８】
方法５００は、前のステップ５０４−５１０で測定された現在の動作値で送信装置１２０のメモリ３４０が更新されるステップ５１０を継続する。送信装置１２０は作動中にステップ５０４−５１０を繰り返す。ＤＡＣ出力および／または発振（oscillations）の中にエラーがあることができるので、どのような変動に関しても温度が更新されない状況があることができることが理解される。例えば、もし送信電力レベルで少なくとも０．２５〜０．５ｄＢの予期された変化がなければ、メモリ３４０は更新されないことができる。
【００２９】
現在の開示の実施例は詳細に記述されたが、当業者は現在の開示の精神および範囲から外れずに、彼らが様々な変更、代用および代替をここに加えることができると理解するべきである。前にリストされた実施例およびステップの様々な異なるコンビネーションは、様々な順序あるいは並列の中で使用することができることが理解される。更に、いくつかの実施例に関して前に例証されて議論された特徴は、他の実施例に関して前に例証されて議論された特徴と結合することができる。従って、そのような変更はすべて本発明の範囲内に含まれるように意図される。
【図１】
2014179996.tif 000003
【図２】
2014179996.tif 000004
【図３】
2014179996.tif 000005
【図４】
2014179996.tif 000006
【図５】
2014179996.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月7日(2014.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
現在の開示の実施例は詳細に記述されたが、当業者は現在の開示の精神および範囲から外れずに、彼らが様々な変更、代用および代替をここに加えることができると理解するべきである。前にリストされた実施例およびステップの様々な異なるコンビネーションは、様々な順序あるいは並列の中で使用することができることが理解される。更に、いくつかの実施例に関して前に例証されて議論された特徴は、他の実施例に関して前に例証されて議論された特徴と結合することができる。従って、そのような変更はすべて本発明の範囲内に含まれるように意図される。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）における無線信号の正確な送信電力調整のための方法であって、
前記無線信号に電力を供給するために使用されるアンプの利得設定を調整することによって、前記無線信号の電力レベルを粗調整することと、
前記無線信号の前記電力レベルが最大許容電力レベルに接近するように、前記アンプに提供される情報信号の電圧レベルを調整することによって、前記無線信号の前記電力レベルを微調整することを具備する方法。
［２］
前記情報信号の前記電圧レベルを前記微調整することは、
Ｄ−Ａ変換器（ＤＡＣ）の出力電圧レベルを調整することを含み、
前記ＤＡＣは、前記情報信号を生成するように構成される、前記［１］の方法。
［３］
前記情報信号の前記電圧レベルを前記微調整することは、
Ｄ−Ａ変換器（ＤＡＣ）に提供されるディジタルベースバンド信号をスケーリングすることを含み、
前記ＤＡＣは、前記ディジタルベースバンド信号からの前記情報信号を生成するように構成される、前記［１］の方法。
［４］
前記スケーリングすることは、ディジタル乗算器によって行なわれる、前記［３］の方法。
［５］
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの変化をセンサによって検知することと、
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を補償するために前記無線信号の前記電力レベルの粗調整および微調整を行なうことをさらに具備する、前記［１］の方法。
［６］
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を前記センサによって前記検知することは、
前記アンプの動作温度の変化を温度センサによって検知することと、
データテーブルによって、前記アンプの前記動作温度の前記検知された変化に相当する、前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を判定することを含み、
前記データテーブルは、温度領域にわたって前記アンプの前記出力電力レベルを表わすデータを含む、前記［５］の方法。
［７］
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を前記センサによって前記検知することは、
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を前記センサによって前記検知することが、動作中に前記無線信号の電圧レベルの変化を電圧センサによって検知することを含むことと、
前記無線信号の前記電圧レベルの前記検知された変化に相当する、前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を判定することを含む、前記［５］の方法。
［８］
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を前記センサによって前記検知することは、
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を電力センサによって検知することを含む、前記［５］の方法。
［９］
前記アンプは、約２０ｄＢのダイナミックレンジおよび約１−２ｄＢのステップサイズを備えた出力電力レベルを含むように構成される、前記［１］の方法。
［１０］
前記無線信号の電力レベルを前記微調整することは、約０．０４から０．２５ｄＢのステップサイズの利得分解能を含む、前記［９］の方法。
［１１］
前記ＷＰＡＮは、超広帯域（ＵＷＢ）通信システムを含む、前記［１］の方法。
［１２］
前記無線信号は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号である、前記［１１］の方法。
［１３］
無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）における無線信号の正確な送信電力調整のためのコンピュータ実行可能命令を有するコンピュータ読取可能媒体であって、
無線信号に電力を供給するために使用されるアンプの利得設定を調整することによって前記無線信号の電力レベルを粗調整するための命令と、
前記無線信号の前記電力レベルが最大許容電力レベルに接近するように、前記アンプに提供される情報信号の電圧レベルを調整することによって、前記無線信号の前記電力レベルを微調整するための命令を具備するコンピュータ読取可能媒体。
［１４］
前記情報信号の前記電圧レベルを微調整するための前記命令は、
Ｄ−Ａ変換器（ＤＡＣ）の出力電圧レベルを調整することを含み、
前記ＤＡＣは、前記情報信号を生成するように構成される、前記［１３］のコンピュータ読取可能媒体。
［１５］
前記情報信号の前記電圧レベルを微調整するための前記命令は、
Ｄ−Ａ変換器（ＤＡＣ）に提供されるディジタルベースバンド信号をスケーリングすることを含み、
前記ＤＡＣは、前記ディジタルベースバンド信号からの前記情報信号を生成するように構成される、前記［１３］のコンピュータ読取可能媒体。
［１６］
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの変化をセンサによって検知するための命令と、
前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を補償するために前記無線信号の前記電力レベルの前記粗調整および微調整を行なうための命令をさらに具備する、前記［１３］のコンピュータ読取可能媒体。
［１７］
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を前記センサによって検知するための前記命令は、
前記アンプの動作温度の変化を温度センサによって検知するための前記命令と、
前記データテーブルによって、前記アンプの前記動作温度の前記変化に相当する、前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を判定するための命令を含み、
前記データテーブルは、温度領域にわたって前記アンプの出力電力レベルを表わす、前記［１６］のコンピュータ読取可能媒体。
［１８］
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を前記センサによって検知するための前記命令は、
動作中に前記無線信号の前記電圧レベルの変化を電圧センサによって検知するための命令と、
前記無線信号の前記電圧レベルの前記検知された変化に相当する、前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を判定するための命令を含む、前記［１６］のコンピュータ読取可能媒体。
［１９］
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を前記センサによって検知するための命令は、動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を電力センサによって検知することを含む、前記［１６］のコンピュータ読取可能媒体。
［２０］
前記無線信号の送信のために第１アンテナから第２アンテナへ切り替える時、前記無線信号の前記電力レベルの変化を判定するための命令と、
前記切り替えに対応する、前記電力レベルの前記変化を補償するための命令をさらに具備する、前記［１３］のコンピュータ読取可能媒体。
［２１］
ディジタルベースバンド信号を提供するためのディジタル乗算器と、
前記ディジタル乗算器を連結し、前記ディジタルベースバンド信号を受信して情報信号を生成するＤ−Ａ変換器（ＤＡＣ）と、
前記ＤＡＣに連結され、前記情報信号を受信して無線信号に電力を供給し、出力電力レベルを制御する利得設定を有するアンプと、
前記アンプの前記利得設定を調整することによって前記無線信号の電力レベルを粗調整するための命令、および、前記無線信号の前記電力レベルが最大許容電力レベルに接近するように、前記情報信号の電圧レベルを調整することによって前記無線信号の前記電力レベルを微調整するための命令を有するメモリを具備する、超広帯域（ＵＷＢ）システム。
［２２］
前記アンプに連結され、前記無線信号を送信するように構成された少なくとも１本のアンテナをさらに具備し、
前記メモリは、前記システムが、前記無線信号を送信するために第１アンテナから第２アンテナに切り替える時、前記無線信号の前記電力レベルの変化を判定するための命令と、前記切り替えに対応する、前記電力レベルの前記変化を補償するための命令をさらに含む、前記［２１］のシステム。
［２３］
前記無線信号の前記電力レベルを微調整するための命令を有する前記メモリは、
前記ＤＡＣの出力電圧レベルを調整することによって前記無線信号の電力レベルを微調整するための命令を含む、前記［２１］のシステム。
［２４］
前記無線信号の前記電力レベルを微調整するための命令を有する前記メモリは、
前記ディジタル乗算器によって前記ディジタルベースバンド信号をスケーリングすることによって前記無線信号の前記電力レベルを微調整するための命令を含む、前記［２１］のシステム。
［２５］
動作中に前記無線信号の前記電力レベルの変化を検知するためのセンサをさらに具備し、
前記メモリは、動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記検知された変化を補償するための前記無線信号の前記電力レベルの粗調整および微調整のための命令をさらに含む、前記［２１］のシステム。
［２６］
前記センサは、前記アンプの動作温度の変化を検知するための温度センサを含み、
前記メモリは、前記データテーブルによって、前記アンプの前記動作温度の前記検知された変化に相当する、前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を判定するための命令をさらに含み、
前記データテーブルは、温度領域にわたって前記アンプの前記出力電力レベル間の関係を表わす、前記［２５］のシステム。
［２７］
前記センサは、動作中に前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を検知するための電力センサを含む、前記［２５］のシステム。
［２８］
前記センサは、動作中に前記無線信号の前記電圧レベルの変化を検知するための電圧センサを含み、
前記メモリは、前記無線信号の前記電圧レベルの前記変化に相当する、前記無線信号の前記電力レベルの前記変化を判定するための命令をさらに含む、前記［２５］のシステム。
［２９］
前記アンプは、約２０ｄＢのダイナミックレンジを備えた出力電力レベルを有するように構成される、前記［２１］のシステム。
［３０］
前記無線信号は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号である、前記［２１］のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）における無線信号の正確な送信電力調整のための方法であって、
前記無線信号に電力を供給するために使用されるアンプの利得設定を調整することによって、前記無線信号の電力レベルを粗調整することと、
前記無線信号の前記電力レベルが最大許容電力レベルに接近するように、前記アンプに提供される情報信号の電圧レベルを調整することによって、前記無線信号の前記電力レベルを微調整することを具備する方法。
【外国語明細書】
2014179996000001.pdf