(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランピング制御のためのデフォルト値と、複数段階の送信電力毎の標準制御値と、所定の電源電圧を基準として電源電圧の変化に応じた補正値と、所定の送信チャンネルを基準として送信チャンネルの変化に応じた補正値と、所定の周囲温度を基準として周囲温度の変化に応じた補正値とをメモリに記憶する手段と、
現在の送信出力を検波しＡ／Ｄ変換してディジタル値を得る手段と、
前記デフォルト値を前記メモリから読出すとともに、現在の使用条件下での前記送信電力毎に対応した標準制御値、前記電源電圧の変化に対応した補正値、前記送信チャンネルの変化に対応した補正値、前記周囲温度の変化に対応した補正値を前記メモリから読出し、さらに現在の送信出力を検波しＡ／Ｄ変換して得られる前記ディジタル値を取得して、前記デフォルト値と前記標準制御値と前記補正値と前記ディジタル値との間で演算して算出制御値を得る手段と、
この手段で得られた算出制御値で電力増幅器の増幅率を制御し、送信出力を制御する手段と
を具備することを特徴とする無線通信機の送信出力制御回路。
【請求項２】
請求項１に記載の送信出力制御回路において、前記標準制御値が差動算出パラメータ（ｋ１）とゲインパラメータ（ｋ２）とであることを特徴とする送信出力制御回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動体無線通信機等に使用され、無線通信機の送信出力を一定に制御する無線通信機の送信出力制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体無線通信機に使用され、無線通信機の温度、電源電圧などの変化に関わらず常に無線通信機の送信出力を一定に制御する無線通信機の送信出力制御回路は、従来、図１０に示すような閉ループで構成されるのが一般的であった。
この出力制御回路では、ＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ）検出のために出力信号の反射波を検出する直接結合器１２により高出力電力増幅器１１の送信出力を検出し、その検出出力を検波回路１３で検波する。
【０００３】
次にその検波電圧と、メモリ１４に格納されている基準パラメータ値をＤ／Ａ変換器１５でＤ／Ａ変換することにより得られた基準電圧（定電圧）とを差動増幅器１６で比較し、両電圧の誤差電圧を差動増幅器１６から発生させ、この誤差電圧により高出力電力増幅器１１の増幅率を制御することにより、高出力電力増幅器１１から出力される送信出力を一定となるように制御する。
なお送信出力レベルを一定に保つための基準パラメータ値はＥＥＰＲＯＭなどのメモリ１４内に格納されている。
なお送信出力レベルとは、ランピング信号、即ち、送信波の立ち上がり、立ち下がりの波形を決める信号で送信電力を決めるが、時間的に値の変化しないパラメータを言う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の送信出力制御回路ではメモリ１４とＤ／Ａ変換器１５の他に直接結合器１２、検波回路１３、図示しない検波電圧の温度補償回路、差動増幅器１６等の多数の回路が必要になり、部品点数、コストの点で問題があった。
また基板実装面積も増大するため、無線通信機のより一層の小型化を困難にした。
更に、設計を行う際には温度補償を考慮した上で検波電圧を決め、出力の周波数および電源電圧変動を評価しながらゲインを決め、ランピングおよび過度特性を考慮して差動増幅器１６の時定数を決めるなど、設計効率が悪いという問題点もあった。
本発明は上述の問題点を解消するためになされたもので、回路構成を簡略化すると共に設計の容易な無線通信機の送信出力制御回路を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線通信機の送信出力制御回路は、ランピング制御のためのデフォルト値と、複数段階の送信電力毎の標準制御値と、所定の電源電圧を基準として電源電圧の変化に応じた補正値と、所定の送信チャンネルを基準として送信チャンネルの変化に応じた補正値と、所定の周囲温度を基準として周囲温度の変化に応じた補正値とをメモリに記憶する手段と、現在の送信出力を検波しＡ／Ｄ変換してディジタル値を得る手段と、前記デフォルト値を前記メモリから読出すとともに、現在の使用条件下での前記送信電力毎に対応した標準制御値、前記電源電圧の変化に対応した補正値、前記送信チャンネルの変化に対応した補正値、前記周囲温度の変化に対応した補正値を前記メモリから読出し、さらに現在の送信出力を検波しＡ／Ｄ変換して得られる前記ディジタル値を取得して、前記デフォルト値と前記標準制御値と前記補正値と前記ディジタル値との間で演算して算出制御値を得る手段と、この手段で得られた算出制御値で電力増幅器の増幅率を制御し、送信出力を制御する手段と、を具備する。
前記送信出力制御回路において、前記標準制御値は差動算出パラメータ（ｋ１）とゲインパラメータ（ｋ２）とすることが出来る。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の無線通信機の送信出力制御回路の実施の形態を示す回路図である。
送信信号を増幅する高出力電力増幅器１１の増幅率制御端子部にはＤ／Ａ変換器１９の出力が接続される。このＤ／Ａ変換器１９には、メモリ１７から算出制御値（以下算出パラメータ値：ＲＡＭＰＤという）が供給される。
この算出パラメータ値をＤ／Ａ変換器１９でＤ／Ａ変換し、出力電圧で高出力電力増幅器１１の増幅率を制御することにより送信出力が一定に制御される。
【０００７】
ＥＥＰＲＯＭ等で構成されるメモリ１７には、無線通信機の送信出力のランピング制御のための基準パラメータ値（デフォルト値ともいう）が記憶されている。
また、ある電源電圧、あるチャンネル、ある周囲温度を基準として、それらから変化した使用条件下での電源電圧（deltaＶ）、コントロールチャンネル（deltaＡＲＦＣＮ）、温度（deltaＲＦ＿ＴＥＭＰ）のパラメータ設定値が補正値として格納されている。
また送信電力レベル（ＰＣＬ）毎に設定可能な差動算出パラメータ（ｋ１）と、同様にＰＣＬ毎に設定可能なゲインパラメータ（ｋ２）とが標準制御値として格納されている。
【０００８】
高出力電力増幅器１１から出力される送信電力は直接結合器１２により検出され、検波回路１３により検波され、その出力はＡ／Ｄ変換器１８を介してディジタル値すなわち送信出力を検波した検波電圧のパラメータ設定値ＶＤＥＴとしてメモリ１７に入力される。
検波回路１３により検出される送信出力の大きさは動作温度により変化するため、これを補正するための温度補償回路がサーミスタ２０を含む温度検出回路２１で構成され、その出力によりＡ／Ｄ変換器１８において検波出力を補正するように構成されている。
【０００９】
このように、メモリ１７には、ランピング制御のための基準パラメータ値、ＰＣＬ毎の標準制御値である差動算出パラメータ（ｋ１）とゲインパラメータ（ｋ２）、電源電圧ＶSSの基準値からの変化に応じたＶSS補正値、送信チャンネルの基準値（基準チャンネル）からの変化に応じたチャンネル補正値、温度の基準値からの変化に応じた温度補正値等が記憶されている。
【００１０】
そして、現在のＰＣＬに対応した標準制御値、現在の電源電圧、現在の送信チャンネル、現在の温度に応じた補正値を読出して、さらには現在の検波電圧に基づくパラメータ設定値を補正値として取得して、基準パラメータ値との間で図示しない演算装置により演算を行うことにより算出パラメータ値を算出し、その算出パラメータ値でＤ／Ａ変換器１９を介して高出力電力増幅器１１の増幅率を制御することにより、所定のＰＣＬに制御し、かつ電源電圧の変動、チャンネル変化、温度変化に関わらず常に送信出力を一定に制御する。
【００１１】
図２〜図６はメモリ１７内に格納されている標準制御値と補正値とを示した図である。
無線通信機として９００ＭＨｚ帯（Power Class ４）のＧＳＭ端末を用いた場合、送信電力レベルは基地局との距離に応じて１５段階に切り替えられる。また、１８００ＭＨｚ帯（Power Class １）の端末（ＤＣＳ１８００）を用いた場合は１６段階に切り替えることができる。
そこで、図２および図３に示すように送信電力レベル（ＰＣＬ）を１５または１６段階に切り替えるようにし、各出力レベルにおいて標準制御値である差動算出パラメータ（ｋ１）とゲインパラメータ（ｋ２）とを対応させて記憶する。
【００１２】
図２においてｘ１〜ｘ１５，ｙ１〜ｙ１６は各出力レベルＰＣＬ毎に任意の値を設定することができる。
また図３においてｚ１〜ｚ１５，ｕ１〜ｕ１６は各ＰＣＬ毎に任意の値を設定することができる。
なお、本実施の形態に使用される無線通信機はデュアルバンド機として構成され、切り替えによりＧＳＭ端末としてもＤＣＳ端末としても使用可能である。
高出力電力増幅器１１の出力電力はランピング制御され、図１１に示すようにｎ個（例えば６４個）に分割されそれぞれの区間毎にその値が基準パラメータ値（デフォルト値）としてメモリ１７に格納されている。
【００１３】
図４は電源電圧ＶSS補正値で、ＶSSが３．８Ｖから４．０Ｖの間にある時を基準として、この基準電圧より電源電圧が低いか高いかにより補正値deltaＶが図に示すように設定されている。なおこれらの補正値はいずれも整数値で、電源電圧の範囲を更に細かく区分して設定することもできるし、区分を更に粗く設定することもできる。
【００１４】
図５はチャンネル補正値を示すもので、送信チャンネルが中間の基準チャンネルより低いか高いかによりチャンネル補正値が設定されている。
いずれの補正値も整数値で、チャンネルの切分けの幅は更に細かくしても粗くしてもよい。
図６は温度補正値（deltaＲＦ ＴＥＭＰ）を示したもので、１５度から３５度の間にある時を基準として、送信出力部の動作温度に基づいて温度補償値が補正値として設定されている。
なおこれらの補正値も整数値であり、温度補償する温度範囲は更に細かくも粗くも設定することができる。
図７は図６に示すdeltaＲＦ ＴＥＭＰの補正値を選択するための図で、利用法の詳細は後述される。
【００１５】
ここで高出力電力増幅器１１の制御端子に供給される送信出力の制御値である算出パラメータ値（ＲＡＭＰＤ（ｎ））は式（１）により算出される。
0003601024.tif 000002
ここでｎは図１１の横軸に示すサンプリング数で３２，６４または１２８に設定されるが、このサンプリング数はこれに限定されるものではない。
また式（１）のｘは（トータルサンプリング数／２）−１を表わす。
【００１６】
このように図２〜図６はメモリ１７に設定してあるＲＦパラメータを示しており、更にランピング波形を生成する基準となるランピング制御値のデフォルト値もメモリ１７に保持されている。
このように図２〜図６のＲＦパラメータが現在の動作条件に対応して読出され、さらに現在の検波電圧に基づくパラメータ設定値ＶＤＥＴが取得され、デフォルト値を基に式（１）により算出され、算出パラメータ値が定まることにより、高出力電力増幅器１１の制御値およびランピング制御波形が生成される。
【００１７】
次に無線通信機の動作状態が次の条件にある場合について考察する。
＜動作条件＞
電源電圧ＶSS：３．６Ｖ
ＡＲＦＣＮ  ：９７５チャンネル
周囲温度    ：−１０℃
ＰＣＬ      ：５
この条件下において予めメモリ１７に保持されているパラメータが図２〜図６に基づいて送信スロット内で読出される。ただし電源電圧ＶSSの読出しは送信スロット内であっても送信スロット外であっても可能である（なお、その際はどちらか一方に定義付けが必要である。）。
これによって読出されるＲＦパラメータは、図２からｋ１＝ｘ１、図３からｋ２＝ｚ１、図４からdeltaＶ＝ｖ２gsm、図５からdeltaＡＲＦＣＮ＝ＡＲＦＣＮ１gsm、図６からdeltaＲＦ ＴＥＭＰ＝ＲＦＴＥＭＰ４gsmとなる。
【００１８】
なおこれらのパラメータは式（１）に代入されて送信電力の制御値が計算されるが、式中のＶＤＥＴ及びdeltaＲＦ ＴＥＭについて次に説明する。
ＰＣＬ＝５の場合、高出力電力増幅器１１から出力される送信出力は直接結合器１２によりカップリングされて取り出され、検波回路１３により検波されてＡ／Ｄ変換器１８によりディジタル値に変換される。この値がＶＤＥＴとなる。
同時に、動作状態における周囲温度は温度検出回路２１に使用されているサーミスタ２０によりその温度に対する電圧としてＡ／Ｄ変換器１８に入るが、図７で設定されている電圧−温度範囲テーブルにより前記周囲温度が属する温度範囲が認識され、即ち上記条件ではＲＦ ＴＥＭＰ Voltage４以下となっているために０℃以下であることが認識され、図６からその温度に対するパラメータが読出される。
【００１９】
これらすべてのパラメータに基づき、式（１）によりＲＡＭＰＤが計算され、この値がＤ／Ａ変換器１９を介してアナログ値に変換され、その電圧により高出力電力増幅器１１に制御値として与えられる。
この一連の流れを持つ送信出力制御回路は同時にランピングおよびトランジェント特性を得ることが可能となる。
【００２０】
図８は本発明の他の実施の形態を示す回路図である。
この実施の形態はＧＳＭ（９００ＭＨｚ）とＤＣＳ（１８００ＭＨｚ）のデュアルバンド移動体無線通信機に本発明を適用した場合で、メモリ１７ａには各バンド（ＧＳＭとＤＣＳ１８００）に対応して基準パラメータ値と標準制御値と補正値とがそれぞれ記憶される。
【００２１】
ネットワーク切り替え時にはそのバンドに対応するメモリ１７ａの算出パラメータ値（ＲＡＭＰＤ）をＤ／Ａ変換器１９で変換し、高出力電力増幅器１１ａのいずれかの増幅器を制御する。
なお図８においてはＧＳＭ，ＤＣＳの２つのバンドが用いられているが、もう１つのＤＣＳ（１．９ＧＨｚ帯）についても基準パラメータ値と標準制御値と補正値とを設定するようにすればトライバンド機の場合にも本発明を適用することができる。
【００２２】
図９は本発明の送信出力制御回路を採用したＧＳＭとＤＣＳ１８００のデュアルバンド移動体無線通信機の実際の回路を示す。
この回路においてはＤ／Ａ変換器４５により変換された２つのアナログ信号（Ｉ，Ｑ成分）が第２部局部発振器４０の信号とともに変調器３８で変調され送信信号となり、バッファ３７を介して位相検出器３６に供給される。
また２つのバンド（ＧＳＭとＤＣＳ１８００）に対応している第１部局部発振機４１のリファレンス波と送信用電力制御発振機（以後デュアルＴＸＶＣＯと呼ぶ）３４の送信波とが周波数変換器３９で、先に述べた変調器３８で変調された送信波と同一の周波数に変換され位相検出器３６に供給される。
【００２３】
そして、位相検出器３６に対する２つの信号入力の間に位相差があればデュアルＴＸＶＣＯ３４がどれだけ標準からずれているかを示す誤差信号を出力する。
位相検出器３６によって発生した誤差信号はループフィルタ３５に入力される。このループフィルタ３５はローパスフィルタであり、位相検出器３６の交流信号の変動を除去するＲＣ回路で構成される。
このループフィルタ３５に対しての入力は交流リップルを持つ直流誤差信号で、これがデュアルＴＸＶＣＯ３４の制御作用をする。
このデュアルＴＸＶＣＯ３４を制御するために位相固定ループ回路を構成している。
【００２４】
この動作によりデュアルＴＸＶＣＯ３４から送信キャリアとしてレベルの高い信号を出力し、ＨＰＡ３３でＧＳＭまたはＤＣＳ１８００標準の所望のレベル信号を出力し、直接結合器５１とアンテナスイッチ３２とを介してアンテナ３１よりそのバンドの送信出力が所望のレベルで出力される。
いずれもＭＰＵおよびＤＳＰ４８によってその時のバンド、例えば、ＧＳＭ標準の場合はバンド切り替え信号ライン５０によりデュアルＴＸＶＣＯ３４、デュアルＨＰＡ３３、アンテナスイッチ３２はすべてＧＳＭ標準のバンドに切り替わる。
【００２５】
これら一連の送信動作中において温度を検出するサーミスタ４３を用いた温度検出回路５２によって周囲温度が検出され、その温度に対する電圧値と、電源４２の電源電圧とがコーディック部４７のＡ／Ｄ変換器４４によりディジタル値に変換される。
また、直接結合器５１によりカップリングされたパワーレベルは検波回路５３により検波電圧として検出され、同様にコーディック部４７に入力されＡ／Ｄ変換器４４によりディジタル値に変換される。
バンドによるチャンネル（ＡＲＦＣＮ）はＭＰＵおよびＤＳＰ４８により知ることができる。
【００２６】
これらの情報はコーディック部４７からＭＰＵおよびＤＳＰ４８と信号交換が行われ、ＭＰＵおよびＤＳＰ４８でメモリ部４９の中から現在の情報と合致しているパラメータを読出し前述した式（１）により算出し、そのディジタルパラメータをＤ／Ａ変換器４６で変換してアナログ信号とし、これを送信電力を制御する制御電圧としてデュアルＨＰＡ３３に供給し、所望の制御が行われる。
これにより正確なランピング特性および過度特性を得ることができる。
図９は本発明をＧＳＭとＤＣＳ１８００のデュアルバンド移動体無線通信機に適用した場合を示しているが、本発明はその他の移動体無線通信機はもちろんのこと固定使用の通常の無線通信機にも広く使用することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の無線通信機の送信出力制御回路によれば、回路構成が簡単で部品点数、コストの面で有利な無線通信機を実現することができる。
また、基板実装面積も小さくすることができるため、無線通信機をより小型化することができ、しかも部品数を削減できるため、部品間のばらつきを抑えることができ信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無線通信機の送信出力制御回路の実施の形態を示す回路図。
【図２】本発明における標準制御値を具体的に示す図。
【図３】本発明における標準制御値を具体的に示す図。
【図４】本発明におけるＶSS補正値を具体的に示す図。
【図５】本発明におけるチャンネル補正値を具体的に示す図。
【図６】本発明における温度補正値を具体的に示す図。
【図７】本発明における電圧−温度範囲テーブルを具体的に示す図。
【図８】本発明による無線通信機の送信出力制御回路の他の実施の形態を示す回路図。
【図９】本発明の送信出力制御回路を採用したＧＳＭとＤＣＳ１８００のデュアルバンド移動体無線通信機を示す回路図。
【図１０】従来の無線通信機の送信出力制御回路を示す回路図。
【図１１】本発明に用いられるランピング制御波形を示す図。
【符号の説明】
１１    高出力電力増幅器
１２    直接結合器
１３    検波回路
１７    メモリ
１９    Ｄ／Ａ変換器
２０    サーミスタ
２１    温度検出回路
【図１】
0003601024.tif 000003
【図２】
0003601024.tif 000004
【図３】
0003601024.tif 000005
【図４】
0003601024.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003601024.tif 000009
【図８】
0003601024.tif 000010
【図９】
0003601024.tif 000011
【図１０】
0003601024.tif 000012
【図１１】
0003601024.tif 000013