(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信相手局へ送信する電力を制御する送信電力制御機能を有する無線通信装置において、
可変抵抗器および電力増幅器と可変電力増幅器とを含む少なくとも２つの可変電力増幅手段と、
前記可変抵抗器および可変電力増幅器を制御する可変電力増幅制御手段と、
前記可変電力増幅手段の出力に基づく自己の送信電力を検出する送信電力検出手段と、
前記可変電力増幅手段の動作を前記検出した送信電力に応じて切り換え制御する切り換え制御手段と、
を備え、
前記送信電力検出手段は、前記可変抵抗器および電力増幅器の出力に基づく第１の検出電力と前記可変電力増幅器の出力に基づく第２の検出電力とを検出するものであり、
前記切り換え制御手段は、前記検出電力の差に応じて前記可変抵抗器および電力増幅器と前記可変電力増幅器の動作の切り換えを行うことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記可変電力増幅制御手段は、通信相手局から送られてくる送信電力制御ビットおよび前記検出電力の差に応じて前記可変抵抗器および可変電力増幅器の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記可変電力増幅制御手段は、前記検出電力の差がゼロに近づくように前記可変抵抗器および可変電力増幅器の制御を行い、
前記切り換え制御手段は、前記検出電力の差がほぼ無くなったときに前記可変抵抗器および電力増幅器をオフにすることを特徴とする請求項１または２記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記送信電力検出手段から出力される複数の検出電力を一括してデジタル信号に変換する手段として、該複数の検出電力に対し直交性を有するランダム符号をそれぞれ乗算する第１の乗算器と、前記第１の乗算器の出力を加算する加算器と、前記加算器の出力をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器と、前記アナログ−デジタル変換器の出力に対し前記ランダム符号を乗算する第２の乗算器とを含むアナログ−デジタル一括変換手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項記載の無線通信装置。
【請求項５】
通信相手局へ送信する電力を制御する無線通信装置における送信電力制御方法であって、
可変抵抗器および電力増幅器と可変電力増幅器とを含む少なくとも２つの可変電力増幅手段を制御する可変電力増幅制御ステップと、
前記可変電力増幅手段の出力に基づく自己の送信電力を検出する送信電力検出ステップと、
前記可変電力増幅手段の動作を前記検出した送信電力に応じて切り換え制御する切り換え制御ステップと、
を有し、
前記送信電力検出ステップにおいて、前記可変抵抗器および電力増幅器の出力に基づく第１の検出電力と前記可変電力増幅器の出力に基づく第２の検出電力とを検出し、
前記切り換え制御ステップにおいて、前記検出電力の差に応じて前記可変抵抗器および電力増幅器と前記可変電力増幅器の動作の切り換えを行うことを特徴とする無線通信装置における送信電力制御方法。
【請求項６】
前記可変電力増幅制御ステップにおいて、通信相手局から送られてくる送信電力制御ビットおよび前記検出電力の差に応じて前記可変抵抗器および可変電力増幅器の制御を行うことを特徴とする請求項５記載の無線通信装置における送信電力制御方法。
【請求項７】
前記可変電力増幅制御ステップにおいて、前記検出電力の差がゼロに近づくように前記可変抵抗器および可変電力増幅器の制御を行い、
前記切り換え制御ステップにおいて、前記検出電力の差がほぼ無くなったときに前記可変抵抗器および電力増幅器をオフにすることを特徴とする請求項５または６記載の無線通信装置における送信電力制御方法。
【請求項８】
前記送信電力検出ステップから出力される複数の検出電力を一括してデジタル信号に変換するステップとして、該複数の検出電力に対し直交性を有するランダム符号をそれぞれ乗算する第１の乗算ステップと、前記第１の乗算ステップの出力を加算する加算ステップと、前記加算ステップの出力をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換ステップと、前記アナログ−デジタル変換ステップの出力に対し前記ランダム符号を乗算する第２の乗算ステップとを含むアナログ−デジタル一括変換ステップをさらに有することを特徴とする請求項５ないし７のいずれか一項記載の無線通信装置における送信電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機のような移動体通信を行う移動体通信機器等の無線通信装置およびその無線通信装置における送信電力制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に用いられている携帯電話機などの移動体通信機器においては、情報伝送の際に基地局と移動局との距離に応じて自らの送信電力を制御する機能が搭載されている。複数の通信チャネルを多重化する多元接続型の通信方式では、通信チャネル間の干渉を低減して周波数利用効率を向上させるために、基地局に到達する信号の電力を一定にする送信電力制御は必須のものである。
【０００３】
特に、スペクトラム拡散技術を用いたＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ：符号分割多元接続）方式の移動体通信機器においては、単一の周波数帯域を複数の利用者が共有することから、電力の大きな信号が小さな信号をマスクするいわゆる遠近問題が発生する可能性が高く、他局の信号が干渉波として自局の回線品質を劣化させる問題点が生じる。この問題点を解決するために、従来より種々の送信電力制御技術の検討がなされており、特に瞬時変動する干渉信号に追従する送信電力制御方式として、クローズドループによる送信電力制御方式が知られている。ＣＤＭＡ方式では、特に広ダイナミックレンジ（例えば７０〜８０ｄＢ）かつ高リニアリティ（高線形性）の送信電力制御が要求されており、さらに次世代の移動体通信システムとして現在検討されている広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）方式では、大電力時の送信電力の精度要求が高く、さらなる高精度の送信電力制御が要求される。
【０００４】
図７はクローズドループによる従来の送信電力制御方法の一例を示したフローチャートである。基地局と移動局とが通信する場合、移動局は、基地局からの受信波（希望波）の受信電力に基づいて送信電力制御ビットを決定し（Ｓ１０１）、送信信号の中にこの送信電力制御ビットを挿入し、基地局に対して送信する。基地局は、移動局から送信された信号を受信し、受信信号の中から送信電力制御ビットを抽出し（Ｓ１０５）、この送信電力制御ビットの指示にしたがって、自局の可変電力増幅器を制御する（Ｓ１０６）。
【０００５】
同様に、基地局は、移動局からの受信波の受信電力に基づいて送信電力制御ビットを決定し（Ｓ１０４）、送信信号の中にこの送信電力制御ビットを挿入し、移動局に対して送信する。移動局は、基地局から送信された信号を受信し、受信信号の中から送信電力制御ビットを抽出し（Ｓ１０２）、この送信電力制御ビットの指示にしたがって、自局の可変電力増幅器を制御する（Ｓ１０３）。
【０００６】
このような送信電力制御を行うことにより、移動局の所在位置に関わらず、基地局および移動局における受信電力をほぼ一定に保持することが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような従来の送信電力制御方法によって、高精度の送信電力制御を行うためには、高精度の可変電力増幅器が必要であり、また、可変電力増幅器の高精度な制御を行う必要がある。しかしながら、高精度の可変電力増幅器を用いて高精度の可変電力増幅器制御を実現しようとすると、回路規模が大きくなり、電力消費量が増大すると共に、装置が高価なものとなってしまうという問題点が生じる。また、１つの可変電力増幅器で高い精度を維持しつつ広範囲の利得制御に対応させるのは困難な場合がある。従って、消費電力、携帯性、装置コスト等を考慮すると、従来の送信電力制御方法によって広範囲かつ高精度の送信電力制御を実現するには種々の困難を伴うことになる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成で消費電力の少ない送信電力制御手段を実現でき、送信電力制御の精度の向上を図ると共に、低消費電力化および小型化が可能な無線通信装置および無線通信装置における送信電力制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明の請求項１ないし４による無線通信装置は、信相手局へ送信する電力を制御する送信電力制御機能を有する無線通信装置において、可変抵抗器および電力増幅器と可変電力増幅器とを含む少なくとも２つの可変電力増幅手段と、前記可変抵抗器および可変電力増幅器を制御する可変電力増幅制御手段と、前記可変電力増幅手段の出力に基づく自己の送信電力を検出する送信電力検出手段と、前記可変電力増幅手段の動作を前記検出した送信電力に応じて切り換え制御する切り換え制御手段と、を備え、前記送信電力検出手段は、前記可変抵抗器および電力増幅器の出力に基づく第１の検出電力と前記可変電力増幅器の出力に基づく第２の検出電力とを検出するものであり、前記切り換え制御手段は、前記検出電力の差に応じて前記可変抵抗器および電力増幅器と前記可変電力増幅器の動作の切り換えを行うものである。
【００１０】
また、請求項２に記載したように、請求項１において、前記可変電力増幅制御手段は、通信相手局から送られてくる送信電力制御ビットおよび前記検出電力の差に応じて前記可変抵抗器および可変電力増幅器の制御を行うことを特徴とする。
また、請求項３に記載したように、請求項１または２において、前記可変電力増幅制御手段は、前記検出電力の差がゼロに近づくように前記可変抵抗器および可変電力増幅器の制御を行い、前記切り換え制御手段は、前記検出電力の差がほぼ無くなったときに前記可変抵抗器および電力増幅器をオフにすることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載したように、請求項１ないし３のいずれか一項において、前記送信電力検出手段から出力される複数の検出電力を一括してデジタル信号に変換する手段として、該複数の検出電力に対し直交性を有するランダム符号をそれぞれ乗算する第１の乗算器と、前記第１の乗算器の出力を加算する加算器と、前記加算器の出力をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器と、前記アナログ−デジタル変換器の出力に対し前記ランダム符号を乗算する第２の乗算器とを含むアナログ−デジタル一括変換手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項５ないし８による無線通信装置における送信電力制御方法は、通信相手局へ送信する電力を制御する無線通信装置における送信電力制御方法であって、可変抵抗器および電力増幅器と可変電力増幅器とを含む少なくとも２つの可変電力増幅手段を制御する可変電力増幅制御ステップと、前記可変電力増幅手段の出力に基づく自己の送信電力を検出する送信電力検出ステップと、前記可変電力増幅手段の動作を前記検出した送信電力に応じて切り換え制御する切り換え制御ステップと、を有し、前記送信電力検出ステップにおいて前記可変抵抗器および電力増幅器の出力に基づく第１の検出電力と前記可変電力増幅器の出力に基づく第２の検出電力とを検出し、前記切り換え制御ステップにおいて前記検出電力の差に応じて前記可変抵抗器および電力増幅器と前記可変電力増幅器の動作の切り換えを行うものである。
【００１３】
また、請求項６に記載したように、請求項５において、可変電力増幅制御ステップにおいて通信相手局から送られてくる送信電力制御ビットおよび前記検出電力の差に応じて前記可変抵抗器および可変電力増幅器の制御を行うことを特徴とする。
また、請求項７に記載したように、請求項５または６において、前記可変電力増幅制御ステップにおいて前記検出電力の差がゼロに近づくように前記可変抵抗器および可変電力増幅器の制御を行い、前記切り換え制御ステップにおいて前記検出電力の差がほぼ無くなったときに前記可変抵抗器および電力増幅器をオフにすることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８に記載したように、請求項５ないし７のいずれか一項において、前記送信電力検出ステップから出力される複数の検出電力を一括してデジタル信号に変換するステップとして、該複数の検出電力に対し直交性を有するランダム符号をそれぞれ乗算する第１の乗算ステップと、前記第１の乗算ステップの出力を加算する加算ステップと、前記加算ステップの出力をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換ステップと、前記アナログ−デジタル変換ステップの出力に対し前記ランダム符号を乗算する第２の乗算ステップとを含むアナログ−デジタル一括変換ステップをさらに有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項１ないし４に係る無線通信装置および請求項５ないし８に係る送信電力制御方法では、可変抵抗器および電力増幅器と可変電力増幅器とを含む複数の可変電力増幅手段の動作を、可変抵抗器および電力増幅器の出力に基づく第１の検出電力と可変電力増幅器の出力に基づく第２の検出電力とで検出した送信電力の差に応じて切り換え制御して、通信相手局へ送信する電力を制御する。このとき、複数の可変電力増幅手段は検出した送信電力に応じて切り換えられて動作するため、簡単な構成で広範囲かつ高精度の送信電力制御が可能であり、動作オフによる低消費電力化、および装置の小型化を図れる。
【００１６】
また、請求項２に係る無線通信装置および請求項６に係る送信電力制御方法では、可変抵抗器および電力増幅器の出力に基づく第１の検出電力と可変電力増幅器の出力に基づく第２の検出電力とを検出し、この検出電力の差および通信相手局から送られてくる送信電力制御ビットに応じて可変抵抗器および可変電力増幅器の制御を行うと共に、前記検出電力の差に応じて可変抵抗器および電力増幅器と可変電力増幅器の動作の切り換えを行う。これにより、送信電力制御の精度を保持しつつ、動作オフによる消費電力の削減が可能となる。
また、請求項３に係る無線通信装置および請求項７に係る送信電力制御方法では、検出電力の差がゼロに近づくように可変抵抗器および可変電力増幅器の制御を行うと共に、この検出電力の差がほぼ無くなったときに可変抵抗器および電力増幅器をオフにする。これにより、可変電力増幅手段への電源供給の停止期間を長くとることができるため、電源オフ可能な回路の数が増加し、消費電力が削減される。
【００１７】
また、請求項４に係る無線通信装置および請求項８に係る送信電力制御方法では、複数の検出電力に対し直交性を有するランダム符号をそれぞれ乗算してこれらを加算し、アナログ−デジタル変換した後に同一のランダム符号を乗算することにより、変換したデジタル信号が元のアナログ信号に対応して分離され、複数の検出電力を一括してデジタル信号に変換可能となる。これにより、アナログ−デジタル変換器等の回路の数を削減でき、装置の小型化が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の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通信装置の主要部の構成を示すブロック図、図２は本発明の一実施形態に係る送信電力制御方法の手順を示すフローチャートである。
【００１９】
本実施形態の無線通信装置は、例えばセルラー通信システムの基地局あるいは移動局を構成する移動体通信機器等に設けられ、伝送情報を含む信号を電力増幅して通信相手に対して送信を行うものである。ここで述べる送信電力制御方法は、特にＣＤＭＡ方式の移動体通信機器等のように、広い電力制御範囲において高い線形性を保持しつつ高精度の送信電力制御を行う必要がある場合に好適である。しかし、本実施形態は移動体通信機器に限らず、同様の送信電力制御が必要な他の無線通信装置にも適宜応用可能である。
【００２０】
無線通信装置は、無線信号を送受信するアンテナ１１と、送信信号と受信信号とを分離する送受分離器１２とを有し、受信系として、受信信号をＩＦ帯（中間周波帯域）へ周波数変換する受信無線部１３と、受信信号をベースバンド信号に変換する復調部１４と、アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１５と、受信したベースバンド信号の信号処理、復号化等を行うベースバンド信号処理部１６とを有して構成される。
【００２１】
また、送信系として、送信するベースバンド信号の信号処理、符号化等を行う前記ベースバンド信号処理部１６と、送信信号をＩＦ帯へ周波数変換する変調部１７と、送信信号の電力増幅およびＲＦ帯（無線周波帯域）への周波数変換等を行う送信無線部１８とを有している。送信無線部１８には、可変抵抗器２０および電力増幅器２１と、可変電力増幅器２２と、可変抵抗器２０および電力増幅器２１のオンオフを行う第１のスイッチ２３ａ，２３ｂと、可変電力増幅器２２のオンオフを行う第２のスイッチ２４ａ，２４ｂと、ＲＦ帯への変換を行う周波数変換部および出力用の電力増幅を行う送信アンプを有してなる出力部２５とが設けられている。
【００２２】
そして、送信電力制御系として、前記ベースバンド信号処理部１６、可変抵抗器２０および電力増幅器２１、可変電力増幅器２２、スイッチ２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂを有すると共に、アンテナ１１より放射する自己の送信電力を検出する送信電力検出手段としての第１の送信電力検出部２６および第２の送信電力検出部２７と、前記アナログ信号を一括してデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換回路（ＡＤＣ）２８と、前記スイッチ２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂの切り換え制御を行う切り換え制御手段としての切換制御部２９と、可変抵抗器２０および電力増幅器２１と可変電力増幅器２２の電源を供給する送信無線部電源３０と、可変抵抗器２０および可変電力増幅器２２の利得制御を行う可変電力増幅制御手段としての可変電力増幅制御部３１と、デジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）３２とを備えている。第１の送信電力検出部２６は可変抵抗器２０の出力を、第２の送信電力検出部２７は可変電力増幅器２２の出力をそれぞれ検出するようになっている。
【００２３】
可変抵抗器２０および電力増幅器２１と可変電力増幅器２２とは、例えば合計で約７０ｄＢの範囲に対応して増幅利得を可変するものであり、例えば可変抵抗器２０および電力増幅器２１は３０ｄＢ、可変電力増幅器２２は４０ｄＢの範囲でそれぞれ利得可変できるようになっている。なお、可変抵抗器および電力増幅器や可変電力増幅器は本構成に限らず、２つ以上設ける構成としても良い。
【００２４】
本実施形態では、検出した自己の送信電力（以下「検出電力」と称する）の値に応じて、可変抵抗器２０および電力増幅器２１と可変電力増幅器２２とをオンオフ制御する。より具体的には、第１の送信電力検出部２６および第２の送信電力検出部２７により検出された２つの検出電力の差に応じて、可変抵抗器２０および電力増幅器２１と可変電力増幅器２２の一方をオフする。例えば検出電力の差がゼロとなったときに、可変抵抗器２０および電力増幅器２１をオフするようにする。
【００２５】
図１に示した装置が移動局である場合、ベースバンド信号処理部１６は、基地局からの受信波（希望波）の受信電力に基づいて送信電力制御ビットを決定し、送信信号の中にこの送信電力制御ビットを挿入する。送信信号は、変調部１７によリＩＦ帯に周波数変換され、さらに送信無線部１８によりＲＦ帯まで周波数変換された後、送受分離器１２を経由してアンテナ１１から基地局に向けて送信される。また、送信信号は第１の送信電力検出部２６および第２の送信電力検出部２７により検出され、検出電力がアナログ−デジタル変換回路２８にて一括してデジタル信号に変換されて切換制御部２９および可変電力増幅制御部３１へ送られる。
【００２６】
一方、基地局から送信された信号はアンテナ１１で受信され、この受信信号は送受分離器１２を経由して受信無線部１３に入力される。受信信号は、受信無線部１３によりＩＦ帯に周波数変換され、復調部１４によりベースバンド信号に変換された後、アナログ−デジタル変換器１５によってデジタル信号に変換されてベースバンド信号処理部１６に入力される。
【００２７】
ベースバンド信号処理部１６は、アナログ−デジタル変換器１５より入力されたデジタル信号から送信電力制御ビットを抽出する。この送信電力制御ビットは切換制御部２９および可変電力増幅制御部３１へ送られる。可変電力増幅制御部３１は、送信電力制御ビットの指示および検出電力値に基づいて制御量を出力し、この制御量をデジタル−アナログ変換器３２を介して可変抵抗器２０および可変電力増幅器２２へ送ることにより、可変抵抗器２０および可変電力増幅器２２を制御する。このとき、前記２つの検出電力の差が０［ｄＢ］になるように、可変抵抗器２０および可変電力増幅器２２の利得制御が行われ、アンテナ１１より出力する送信電力が制御される。
【００２８】
次いで、切換制御部２９は、前記送信電力制御ビットの指示および検出電力値に従って、可変抵抗器２０および電力増幅器２１と可変電力増幅器２２の動作のオンオフを切り換える。
【００２９】
図１は可変抵抗器２０および電力増幅器２１がオフ、可変電力増幅器２２がオンの場合を示している。第１のスイッチ２３ａ，２３ｂは、可変抵抗器２０および電力増幅器２１がオフのため、送信無線部電源３０から電源を供給する回路をオフ（スイッチ２３ａをオープン）にし、バイパス回路をオン（スイッチ２３ｂをクローズ）にしている。一方、第２のスイッチ２４ａ，２４ｂは、可変電力増幅器２２がオンのため、送信無線部電源３０から電源を供給する回路をオン（スイッチ２４ａをクローズ）にし、バイパス回路をオフ（スイッチ２４ｂをオープン）にしている。
【００３０】
本実施形態は、可変抵抗器および電力増幅器と可変電力増幅器との２つの可変電力増幅手段を設けて、これらの可変電力増幅手段によって広範囲をカバーしながら利得制御を行い、高精度の送信電力制御を可能としている。このとき、２つの可変電力増幅手段の出力におけるそれぞれの検出電力の差を求め、この検出電力の差がゼロとなったときに可変抵抗器および電力増幅器をオフする。これにより、可変抵抗器および電力増幅器がオフとなる期間を長くとることができ、これらがオフのときは電源供給を停止できるため、消費電力の削減が可能になる。従って、移動局においてはバッテリの持続時間を長くでき、待ち受け時間や通話時間を延長できる。そして、２つの可変電力増幅手段の切り換えによって、基地局と移動局等の装置間の距離変化などに対応した送信電力の調整、および周囲環境の変動などに対応した送信電力の調整を、広範囲にわたり高精度に行うことができる。
【００３１】
次に、本実施形態に係る送信電力制御方法の手順を図２に基づいてより詳しく説明する。  基地局と移動局とが通信する場合、移動局は、基地局からの受信波（希望波）の受信電力に基づいて送信電力制御ビットを決定し（Ｓ１）、送信信号の中にこの送信電力制御ビットを挿入し、基地局に対して送信する。一方、基地局は、自局の送信電力（検出電力）を少なくとも２つ以上（図１の例では可変抵抗器の出力電力と可変電力増幅器の出力電力の２つ）検出し（Ｓ１５）、これらの検出電力をアナログ−デジタル変換（ＡＤ変換）した後（Ｓ１６）、検出電力の差を判定する（Ｓ１７）。
【００３２】
次に、基地局は、移動局から送信された信号を受信し、受信信号の中から送信電力制御ビットを抽出し（Ｓ１２）、この送信電力制御ビットの指示および前記検出電力の判定結果にしたがって、可変抵抗器および可変電力増幅器を制御することにより、これらの利得を可変して送信電力を制御する（Ｓ１３）。
【００３３】
ステップＳ１３において、基地局は、検出電力の差が０［ｄＢ］になるように、かつ送信電力が送信電力制御ビットにより指定される増減量および目標電力を満足するように、可変抵抗器および可変電力増幅器を制御する。すなわち、検出電力の増減量が１制御単位（制御ステップ）当たりに必要な増減電力量（以下「所要増減電力」と称する）と等しくなるようにして、かつ複数の可変電力増幅手段の出力における検出電力の差がゼロに近づくように、送信電力制御ビットの指示に基づいて可変抵抗器および可変電力増幅器の利得を変化させる。
【００３４】
そして、このような送信電力制御を行いながら、検出電力の判定結果にしたがって、ここでは検出電力の差がゼロになったときに複数の可変電力増幅手段の切り換えを行い、一方の可変電力増幅手段（図１の例では可変抵抗器および電力増幅器）の動作をオフにしてバイパスさせる（Ｓ１４）。
【００３５】
このように送信電力制御および可変電力増幅手段の切り換え制御を行うことにより、少なくとも一つの可変電力増幅手段の動作をオフにできるため、可変電力増幅手段への電源供給をオフにできる期間を長くとることが可能になる。本実施形態の例では、送信電力制御の開始当初は２つの可変電力増幅手段によって送信電力を調整し、２つの可変電力増幅手段の出力における検出電力が等しくなった後は一方をオフして１つの可変電力増幅手段によって送信電力制御を行うような制御方法を用いている。この場合、１つの可変電力増幅手段による広範囲の送信電力制御や複数の可変電力増幅手段を常時オンにして送信電力制御を行うような一般的な制御方法を用いた場合に比べて、電源オフできる回路の数が増加し、消費電力を削減できる。
【００３６】
ここで、前記ステップＳ１６において複数の検出電力を一括してアナログ−デジタル変換するための構成および手順を図３および図４に基づき説明する。図３はアナログ−デジタル変換器の構成を示すブロック図、図４は複数の検出電力をデジタル信号に一括変換処理する手順を示す説明図である。ステップＳ１６では、基地局は直交信号を用いて、ステップＳ１５において検出した少なくとも２つ以上の検出電力を一括してデジタル信号に変換する。
【００３７】
図３は図１におけるアナログ−デジタル変換回路２８の内部構成例を示したものである。アナログ−デジタル変換回路２８は、複数のアナログ信号入力端子５１ａ〜５１ｎを有し、各入力端子にはそれぞれ第１の乗算器５１ａ〜５１ｎが接続され、これらの第１の乗算器５１ａ〜５１ｎの出力端が加算器５４に接続されている。加算器５４の出力側にはアナログ−デジタル変換器５５が設けられ、アナログ−デジタル変換器５５の出力端に複数の第２の乗算器５６ａ〜５６ｎが接続され、それぞれ複数のデジタル信号出力端子５７ａ〜５７ｎに接続されている。また、第１の乗算器５１ａ〜５１ｎおよび第２の乗算器５６ａ〜５６ｎには、ＰＮ信号発生器５３が接続され、ＰＮ（疑似雑音）系列の符号からなるＰＮ信号が入力されるようになっている。
【００３８】
アナログ信号入力端子５１ａ〜５１ｎより入力されたアナログ信号（検出電力）は、第１の乗算器５１ａ〜５１ｎによりＰＮ信号発生器５３で発生したＰＮ信号と乗算され、乗算後の信号が加算器５４で加算される。加算されたアナログ信号は、アナログ−デジタル変換器５５により一括してデジタル信号に変換される。変換後のデジタル信号は、第２の乗算器５６ａ〜５６ｎにより前記ＰＮ信号発生器５３で発生したＰＮ信号と乗算され、それぞれの信号に分離されてデジタル信号出力端子５７ａ〜５７ｎより出力される。
【００３９】
このとき、図４に示すように、一括変換するアナログ信号をａｎ  （ｔ）  、一括変換の前処理および後処理の乗算に必要な信号をｃｎ  （ｔ）  、前処理後の加算された信号をＡ（ｔ）  、Ａ（ｔ）  のデジタル変換後の信号をＤ（ｔ）  、後処理後の分離された信号（ａｎ  （ｔ）  のデジタル変換後の信号）をｄｎ  （ｔ）  とすると、各信号は以下に示す式で表される。
【００４０】
【数１】
0003587347.tif 000002
【００４１】
上記変換処理において、ｃｎ  （ｔ）  をＰＮ系列の符号による信号とすれば、ｃｎ  （ｔ）  の直交性によりＤ（ｔ）  の後処理後の信号がｄｎ  （ｔ）  と一致するため、複数のアナログ信号の一括変換および変換後の信号分離が可能となる。なお、ｃｎ  （ｔ）  はＰＮ信号に限らず、直交性を有するランダム符号の信号であればいずれでも用いることができる。ここで用いたＰＮ信号は、ＣＤＭＡ方式の移動体通信機器においてスペクトラム拡散に用いられるものを流用することができ、最低限の構成追加で複数のアナログ信号の一括デジタル変換を実施することが可能である。
【００４２】
このように、複数の信号にそれぞれＰＮ信号を乗算してアナログ−デジタル変換することにより、複数の検出電力を一括してデジタル信号に変換することが可能であり、１つの検出電力をそれぞれ１つのステップでアナログ−デジタル変換する一般的な方法に比べて、アナログ−デジタル変換用機器の数を削減でき、構成を簡略化できるため、装置の小型化、低コスト化が可能となる。
【００４３】
図５および図６は送信電力制御動作の一例を示すタイミングチャートである。この例は、所要増減電力の絶対値を１［ｄＢ］、所要増減電力の許容誤差を０．３［ｄＢ］、可変抵抗器および可変電力増幅器の１ｄＢ制御当たりの誤差を０．１［ｄＢ］、可変電力増幅器の入力電力を０［ｄＢ］、電力増幅器の利得を１０［ｄＢ］とした場合を示したものである。ここで、図５は送信電力を繰り返し増減させる場合、図６は送信電力を単調増加させる場合の制御例である。
【００４４】
この場合、送信電力制御ビットが“＋１”のときは可変電力増幅器の利得を＋２［ｄＢ］、可変抵抗器の利得を−１［ｄＢ］変化させ、逆に送信電力制御ビットが“−１”のときは可変電力増幅器の利得を＋１［ｄＢ］、可変抵抗器の利得を−２［ｄＢ］変化させる。そして、第１の検出電力Ａ（図１の例では第１の送信電力検出部２６による検出電力（可変抵抗器２０の出力電力））と第２の検出電力Ｂ（図１の例では第２の送信電力検出部２７による検出電力（可変電力増幅器２２の出力電力））とが同一値になったとき（上記条件の場合は可変電力増幅器の利得も同一値となる）、電力増幅器および可変抵抗器の動作をオフにする。このような制御方法によれば、送信電力制御ビットにより指定される増減量および目標電力を送信電力が満足するようにしながら、可変抵抗器および可変電力増幅器を制御することができ、高精度の送信電力制御が行われる。
【００４５】
図２に戻り、基地局も同様に、移動局からの受信波（希望波）の受信電力に基づいて送信電力制御ビットを決定し（Ｓ１１）、送信信号の中にこの送信電力制御ビットを挿入し、移動局に対して送信する。一方、移動局は、自局の送信電力（検出電力）を少なくとも２つ以上検出し（Ｓ５）、これらの検出電力をアナログ−デジタル変換（ＡＤ変換）した後（Ｓ６）、検出電力の差を判定する（Ｓ７）。次に、移動局は、基地局から送信された信号を受信し、受信信号の中から送信電力制御ビットを抽出し（Ｓ２）、この送信電力制御ビットの指示および前記検出電力の判定結果にしたがって、可変抵抗器および可変電力増幅器を制御することにより、これらの利得を可変して送信電力を制御する（Ｓ３）。そして、このような送信電力制御を行いながら、検出電力の判定結果にしたがって、可変抵抗器および電力増幅器と可変電力増幅器の切り換えを行う（Ｓ４）。
【００４６】
ステップＳ３およびＳ４の手順はステップＳ１３およびＳ１４と同様であり、これらのステップにおける送信電力制御および可変電力増幅手段の切り換え制御によって、少なくとも一つの可変電力増幅手段の動作をオフにできるため、可変電力増幅手段への電源供給の停止期間を長くとることができ、電源オフできる回路の数が増加し、移動局においても基地局と同様に消費電力を削減できる。また、ステップＳ６の手順はステップＳ１６と同様であり、このステップによれば複数の検出電力を一括してデジタル信号に変換することが可能であり、アナログ−デジタル変換用機器の数を削減でき、構成を簡略化できるため、移動局においても基地局と同様に装置の小型化、低コスト化が可能となる。
【００４７】
上述したように、本実施形態においては、複数の可変電力増幅手段を設けてこれらの出力に基づく複数の送信電力を検出し、これらの送信電力の差が無くなるように送信電力制御を行い、送信電力の差がゼロとなったときに可変電力増幅手段を切り換える制御によって、可変電力増幅手段の一つである可変抵抗器および電力増幅器をオフにでき、オフとなっている可変電力増幅手段への電源供給を停止できるため、低消費電力化を図ることが可能になる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、可変抵抗器および電力増幅器と可変電力増幅器とを含む複数の可変電力増幅手段の動作を検出した送信電力に応じて切り換え制御して、通信相手局へ送信する電力を制御するようにしたため、簡単な構成で消費電力の少ない送信電力制御手段を実現でき、送信電力制御の精度の向上を図ると共に、低消費電力化および小型化が可能な無線通信装置および無線通信装置における送信電力制御方法を提供できる効果がある。
【００４９】
また、可変抵抗器および電力増幅器の出力に基づく第１の検出電力と可変電力増幅器の出力に基づく第２の検出電力とを検出し、この検出電力の差および通信相手局から送られてくる送信電力制御ビットに応じて可変抵抗器および可変電力増幅器の制御を行うと共に、検出電力の差に応じて可変抵抗器および電力増幅器と可変電力増幅器の動作の切り換えを行うことによって、より具体的には、検出電力の差がゼロに近づくように可変抵抗器および可変電力増幅器の制御を行いながら、この検出電力の差がほぼ無くなったときに可変抵抗器および電力増幅器をオフにすることによって、可変電力増幅手段への電源供給の停止期間を長くとることができ、電源オフ可能な回路の数を増加できるため、消費電力の削減が可能となる。
【００５０】
また、複数の検出電力に対し直交性を有するランダム符号をそれぞれ乗算してこれらを加算し、アナログ−デジタル変換した後に同一のランダム符号を乗算して、複数の検出電力を一括してデジタル信号に変換可能とすることにより、アナログ−デジタル変換器等の回路の数を削減でき、装置の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る送信電力制御方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】複数の検出電力を一括変換するアナログ−デジタル変換器の構成を示すブロック図である。
【図４】複数の検出電力をデジタル信号に一括変換処理する手順を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態における送信電力制御動作の一例を示すタイミングチャートである。（送信電力を繰り返し増減させる場合の制御例）
【図６】本発明の実施形態における送信電力制御動作の一例を示すタイミングチャートである。（送信電力を単調増加させる場合の制御例）
【図７】従来の送信電力制御方法の一例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１１  アンテナ
１２  送受分離器
１３  受信無線部
１４  復調部
１５  アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）
１６  ベースバンド信号処理部
１７  変調部
１８  送信無線部
２０  可変抵抗器
２１  電力増幅器
２２  可変電力増幅器
２３ａ，２３ｂ  第１のスイッチ
２４ａ，２４ｂ  第２のスイッチ
２５  出力部
２６  第１の送信電力検出部
２７  第２の送信電力検出部
２８  アナログ−デジタル変換回路
２９  切換制御部
３０  送信無線部電源
３１  可変電力増幅制御部
３２  デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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