(57)【要約】  本発明は、特定のユーザ入力命令に応答して、ＲＦパワーアンプ（２１０）に関連する１つ以上のサーキットパラメータを自動的に変更するように設計された送信機（１１６）に関する。具体的には、高いＲＦ出力電力を発生するために、特定の状況の下で送信機回路構成が自動的に修正される。特に特定の動作条件の下の用途のために、送信機構成が調整されるため、高いＲＦ出力電力を得ることが可能である。高電力構成を起動させる動作条件として、バースト送信モードが含まれる。
2009536505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線送信機システムであって：
少なくとも１つのＲＦパワートランジスタを有するＲＦパワーアンプ；
ユーザ入力に応答する少なくとも１つの制御信号を生成する制御装置；
前記少なくとも１つの制御信号に応答する前記ＲＦパワーアンプの少なくとも１つの動作特性を選択的に変更するために構成された少なくとも１つの回路；
を有し：
前記制御装置は、少なくとも１つのユーザーコマンドに応答して自動的に前記制御信号を生成するようにプログラムされ、前記ユーザーコマンドは、予め定められたデータ送信速度、予め定められた使用率、予め定められた変調形式、および予め定められた周波数帯のうちの少なくとも１つを有する信号によって、直接または間接的に当該送信機が励振されるようにさせる無線送信機システム。
【請求項２】
前記動作特性は、前記少なくとも１つのＲＦパワートランジスタのバイアス設定、前記少なくとも１つのＲＦパワートランジスタに利用される直流電源印加電圧、および前記ＲＦパワーアンプのためのＲＦ出力電力制御ループ、からなる群から選択される請求項１に記載の無線送信機システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つのＲＦパワートランジスタの少なくとも１つの前記バイアス設定の制御のために構成された複数のパラメータを特定しているデータを有する少なくとも１つのデータ記憶装置、前記少なくとも１つのＲＦパワートランジスタに利用される前記直流電源印加電圧、および前記ＲＦパワーアンプのための前記ＲＦ出力電力制御ループをさらに有する請求項２に記載の無線送信機システム。
【請求項４】
前記データ記憶装置が、少なくとも第１の送信機構成および第２の送信機構成の前記パラメータを特定する請求項３に記載の無線送信機システム。
【請求項５】
前記第１の送信機構成が、前記第２の送信機構成と比較して、前記ＲＦパワーアンプのためのより高い最大ＲＦ出力電力を結果として生じる前記ＲＦパワーアンプのための一組の動作特性を定める請求項４に記載の無線送信機システム。
【請求項６】
当該送信機がデータのバーストを送信することを、前記ユーザの入力する命令が直接または間接的に示すときに、前記制御装置が、前記送信機を自動的に前記第１の送信機構成に構成するようにプログラムされている請求項５に記載の無線送信機システム。
【請求項７】
無線送信機システムを作動させる方法であって：
予め定められたデータ送信速度、使用率、変調形式、および周波数帯のうちの少なくとも１つを有する信号によって、直接または間接的に前記送信機が励振されるようにさせるユーザ入力コマンドに応答して制御信号を生成するステップ；および
前記制御信号に応答する前記送信機システムのパワーアンプ回路の少なくとも１つの動作特性を選択的に変更するステップ；
を有する方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのＲＦパワートランジスタのための少なくとも１つのバイアス設定、前記少なくとも１つのＲＦパワートランジスタに利用される直流電源印加電圧、および前記無線送信機システムのＲＦ出力電力、を含む前記少なくとも１つの動作特性を選択するステップをさらに有する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つのＲＦパワートランジスタのための前記バイアス設定、前記少なくとも１つのＲＦパワートランジスタに利用される前記直流電源印加電圧、および前記無線送信機システムの前記ＲＦ出力電力、を制御するための複数のパラメータを少なくとも１つのデータ記憶装置に記憶するステップをさらに有する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも第１の送信機構成および第２の送信機構成を含む前記パラメータを選ぶステップをさらに有する請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯無線機に関する。より詳細には、携帯無線機の送信機出力電力を最大化することに関する。
【背景技術】
【０００２】
技術の発展は、マルチバンド携帯無線機を新世代の成長に導いた。これらの携帯無線機は、統合戦術情報伝達システム（ＪＴＲＳ：Ｊｏｉｎｔ  Ｔａｃｔｉｃａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｙｓｔｅｍ）と互換性を持つように設計されている多角的戦略任務のための無線通信を含む。ＪＴＲＳシステムは、周知のＳｏｆｔｗａｒｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ（ＳＣＡ）上に構築される。ＳＣＡは、プログラム可能な無線通信装置を、ソフトウェアによって迅速に変更でき、種々の周波数帯上の多種多様な通信リンクプロトコルのいかなるものも実装できるシステムを実現する。このような、非常に柔軟な無線機は、多様ないかなる変調スキームを用いても、音声およびデータの通信のための、広帯域の周波数に亘った運用が可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これらの無線通信は、非常にフレキシブルにソフトウェアにより定義される特徴を持っているが、特定の部分については、ハードウェアの実装によらなければならない器材が残されている。この典型的なハードウェアとして、送信機のＲＦパワーアンプ回路が含まれる。この回路のハードウェア性質上、結果として特定の妥協がなされる。例えば、送信信号の特性がプログラム可能であるので、周波数、波形、変調、データレートおよび使用率に関係なく、送信機パワーアンプ回路はいかなる通信プロトコルにも対応する必要がある。この手法は、柔軟性を確実にする一方、妥協した設計が必要である。
【０００４】
例えば、最悪のケースの状況の下では、送信機出力電力は、最終的なＲＦパワーアンプを保護するために制限されてもよい。通常これは、さまざまなサーキットパラメータ（例えばパワーアンプの印加電圧、トランジスタバイアス電流設定および最大出力電力）を調整することによって、設計時に実装される。ＲＦパワーアンプを保護することが必要なため、これらの固定された設計パラメータは、特定の状況の下での達成可能な最大の送信機性能を制限することになる。例えば、ＲＦパワーアンプは、最大５ワットの出力電力に設計されてもよい。この設計は、パワーアンプを過熱によって生じるダメージから保護する。特定の限られた状況の下では、問題なくＲＦパワーアンプの出力電力レベルを上げることが可能である。しかしながら、ＲＦパワーアンプ設計はいかなる通信プロトコルとも互換性を保たなければならないので、より保守的な回路設計により実装されなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は無線通信送信機システムに関する。無線送信機は、１つ以上のＲＦパワートランジスタを有するＲＦパワーアンプを含む。ユーザ入力に応答して１つ以上の制御信号を生成する制御装置が提供される。送信機は、同様に、１つ以上の制御信号に応答して選択的にＲＦパワーアンプの１つ以上の動作特性を変化させるように設計されている１つ以上の回路を含んでいる。より詳しくは、制御装置は、１つ以上のユーザーコマンドに応答して自動的に制御信号を生成するようにプログラムされる。そのコマンドは、直接または間接的に、送信機に予め定められたデータ、送信速度、予め定められた使用率、予め定められた変調形式または予め定められた周波数帯を有する信号を出力させる。
【０００６】
本発明の一態様では、制御信号は、バイアス制御信号である。この場合、送信機システムは、１つ以上のＲＦパワートランジスタのバイアス設定を制御するよう設計されたバイアス制御回路を含む。バイアス制御回路は、バイアス設定を変化させるためのバイアス制御信号に応答する。他の態様によれば、制御信号は、電圧制御信号を含む。この場合、送信機システムは、１つ以上のＲＦパワートランジスタに連結する可変ＤＣ電圧出力を有する可変電源回路を含む。例えば、ＲＦパワートランジスタが電界効果トランジスタである場合、ＤＣ電圧出力が直接または間接的にＲＦパワートランジスタのドレインに接続される。可変電源回路は、ＲＦパワートランジスタに供給される直流電圧を変化させるために電圧制御信号に応答するように設計されている。
【０００７】
他の態様によれば、制御信号は、ＲＦ出力電力制御信号を含む。この場合、無線通信送信機システムは、都合よく、フィードバックループを含んでいるＲＦ出力電力制御回路を含む。ＲＦ出力電力制御回路は、選択的にＲＦパワーアンプのＲＦ出力電力を変化させるために、ＲＦ出力電力制御信号に応答する。
【０００８】
上記のことから、多様なＲＦパワーアンプの１つ以上の作動特性が以下を含んでもよいことは、理解される。すなわち、ＲＦパワートランジスタのバイアス設定、１つ以上のＲＦパワートランジスタに対する直流電源印加電圧、および／またはＲＦパワーアンプのためのＲＦ出力電力制御ループである。この点に関しては、本発明は、前述の動作特性を制御するために用意された特定のパラメータを示す特定のデータを有する１つ以上のデータ記憶領域を含んでもよい。特に、これらのパラメータは、少なくとも第１の送信機構成および第２の送信機構成を定める。例えば、第１の送信機構成は、第２の送信機構成と比較して、ＲＦパワーアンプのためのより大きい最大ＲＦ出力電力を送出するＲＦパワーアンプのための一組の動作特性を定めてもよい。
【０００９】
一実施例によれば、制御装置は、送信機にデータをバースト送信するよう、ユーザが直接または間接的に入力した命令が示しているときに、第１の送信機構成の送信機を自動的に構成するように都合よくプログラムされる。他の態様によれば、制御装置は、送信機が地球周回衛星と通信する周波数を含んでいる運用バンドに送信するよう、ユーザが直接または間接的に入力した命令が示しているときに、第１の送信機構成として送信機を自動的に構成するようにプログラムされる。
【００１０】
本発明は、同様に、無線通信送信機システムを作動する方法を含む。本発明の方法は、ユーザ入力命令に応答して制御信号を生成することを含む。ユーザが直接または間接的に入力した命令が、無線通信送信機システムが特定の信号によって励振されるようにさせるとき、この種の制御信号が生成される。例えば、予め定められたデータ送信速度、予め定められた使用率、予め定められた変調形式、および／または予め定められた周波数帯の１つ以上を有するように、この種の信号は定義されてもよい。制御信号は、選択的に送信機システムの電力増幅回路の１つ以上の動作特性を変化させるために用いる。
【００１１】
一実施例によれば、動作特性は、以下の１つ以上を含む：すなわち、無線通信送信機システムの１つ以上のＲＦパワートランジスタのバイアス設定、無線通信送信機システムの１つ以上のＲＦパワートランジスタに接続するＤＣ電源電圧、および無線通信送信機システムのＲＦ出力電力である。
【００１２】
本発明の別の態様では、方法は、同様に二個以上のパラメータを少なくとも１つのデータ記憶装置に記憶することを含む。これらのパラメータは、ＲＦパワートランジスタバイアス設定、１つ以上のＲＦパワートランジスタに対する直流電源印加電圧、および／または無線通信送信機システムのＲＦ出力電力を制御するために選ばれる。これらのパラメータは、それゆえに少なくとも第１の送信機構成および第２の送信機構成を定める。
【００１３】
本発明の方法は、同様に、第２の送信機構成と比較して、ＲＦパワーアンプのためのより大きい最大ＲＦ出力電力を送信するＲＦパワーアンプの一組の動作特性を含む第１の送信機構成を選択する方法を有する。例えば、ユーザからのユーザ命令が、送信機によるデータのバースト送信を直接または間接的に示しているときに、本発明の方法は自動的に第１の送信機構成の送信設定を実行することを含む。第１の送信機構成はユーザに、無線通信送信機システムが地球周回衛星と通信するために選ばれる周波数を含んでいる作動バンドに送信することを直接または間接的に示すユーザ入力命令に応答して実装されてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は送信機を含む無線方式に関する。送信機は、特定のユーザ入力命令に応答して自動的にＲＦパワーアンプと関連する１つ以上のサーキットパラメータを再構成するように設計されている。具体的には、送信機回路構成は、より大きいＲＦ出力電力を発生させるために、特定の状況の下で自動的に修正される。特定の設定の動作条件下での用途のために、送信機回路の構成が特に調整されているため、より大きいＲＦ出力電力を発生させることが可能である。例えば、動作条件としては、データレート、使用率、変調形式、および／または周波数帯を含んでもよい。
【００１５】
本発明は、従来の無線方式によって用いられてもよい。しかしながら、本発明は特にソフトウェア無線（ＳＤＲ：Ｓｏｆｔｗａｒｅ  ｄｅｆｉｎｅｄ  ｒａｄｉｏ）通信システムとの関連において有利である。そして、このシステム技術はよく知られている。便宜のために、本発明は、ＳＤＲシステムと関連して後述する。しかし、本発明は、この点に関して制限されないことは、理解されなければならない。
【００１６】
図１は、本発明を理解するためのＳＤＲのブロック図である。ソフトウェア無線１００は、送受信信号の経路指示のためのアンテナ給電システム１０２に接続されるアンテナ１０１を含んでもよい。アンテナ給電装置システム１０２は、選択的にアンテナをレシーバ１０４またはアンテナ１１６に接続するための送信／受信スイッチを含んでもよい。ＳＤＲ１００が受取状態にあるときに、送信／受信スイッチは、レシーバ１０４をアンテナ１０１に接続する。ＳＤＲが送信状態にあるときに、送信／受信スイッチは、送信機１１６をアンテナ１０１に接続する。アンテナ給電装置システム１０２は、制御装置１２０によって制御されてもよい。
【００１７】
従来のＳＤＲ設計に従って、アンテナ給電装置システムからの信号は、レシーバ１０４に伝達される。ソフトウェア無線の分野において一般に公知であるように、レシーバ１０４は多種多様な広帯域受信機システムのいかなる１つを含んでもよい。レシーバは、ＲＦ増幅器およびフィルタの１つ以上のステージを含んでもよい。ＳＤＲシステムの設計に従い、レシーバ１０４は、同様に１つ以上の混合器、ＩＦアンプおよびＩＦフィルタを含んでもよい。１つ以上のＲＦまたはＩＦ出力チャネルはレシーバ１０４から信号を受け、Ａ／Ｄコンバータブロック１０６における１つ以上のＡ／Ｄコンバータに接続される。入力されたアナログ信号が、一旦Ａ／Ｄブロック１０６中で変換されデジタル信号に変換されると、必要なあらゆるデジタル信号処理のために、この変換された信号は、デジタルセクション１０７に渡される。受信デジタル信号処理は、デジタル受信処理１０８において実行される。
【００１８】
送信側においては、データまたは音声通信は、デジタル送信処理セクション１１０においてデジタル的に処理される。最終的に、デジタル送信処理ブロック１１０は、１つ以上のデジタル信号のチャネルをＤ／Ａ変換器ブロック１１２に伝達する。これらの信号は、通常はエキサイタブロック１１４に送信される。エキサイタブロック１１４は、より高いレベルのＲＦ出力電力を発生するＲＦ増幅器をドライブするのに必要なレベルのＲＦ電力まで増幅する。場合によっては、エキサイタブロック１１４は、送信セクション１１６の一部として含まれてもよい。いずれにせよ、送信出力は、アンテナ給電システム１０２に供給され、その後アンテナ１０１に供給される。
【００１９】
図１を再度参照すると、ＳＤＲ（ソフトウェア無線）１００は、システムを構成するさまざまなデジタルおよびアナログのブロックに電源を提供するための電源１１８を有してもよい。ＳＤＲは、同様に制御装置１２０を含んでもよい。本願明細書において記載されているように、制御装置１２０はプログラム可能なマイクロプロセッサ、機能を実行するための汎用的な一組の命令によってプログラムされたコンピュータまた他のいかなる電子回路部品を有してもよい。一実施例によれば、制御装置は、本願明細書において記載されているさまざまな機能を実行するための適切な命令の集合によってプログラムされるマイクロプロセッサである。
【００２０】
制御装置１２０は、ＳＤＲ１００を形成している１つ以上のコンポーネントシステムに制御信号を通信するためのデータ通信ポートを含む。通信ポートは、いかなる適切な種類の従来のコンピュータのデータコミュニケーションバス１２４に連結してもよい。以下に記載されているように、コンピュータのデータコミュニケーションバス１２４は制御装置１２０からＳＤＲサブシステムの１つ以上に制御信号を伝達するために用いてもよい。
【００２１】
制御装置は、同様にユーザインタフェース１２２に有効に連結する。ユーザインタフェース１２２は、表示装置（図示せず）を用いて、グラフィカルユーザーインタフェース（ＧＵＩ）によって実装されてもよい。表示は、移動機器の用途に適している液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）または他のいかなる表示であってもよい。表示は、白黒またはカラーであってもよい。ユーザインタフェース１２２は、同様に都合よくユーザ入力デバイスを含んでいる。ユーザ入力デバイスとしては、キーパッド、タッチパッド、ボタン、スイッチ、センサおよび／またはユーザ入力を受信するために用いるユーザのいかなる装置を含んでもよい。
【００２２】
図２は、上述のＳＤＲ１００と関連して記載されている送信セクション１１６のより詳細なブロックである。送信機１１６の範囲内で、エキサイタ１１４からのＲＦ信号は、可変減衰器２０８に伝達される。可変減衰器２０８は、ＲＦ出力電力制御ループの要素であり、下記に、より詳細に述べる。なお、一般に、可変減衰器２０８は、入力ＲＦ駆動信号がＲＦパワーアンプ（ＰＡ）システム（例えばＰＡ２１０）に伝達される前に、これを調整するために用いる。パワーアンプは、ＤＣ入力パワーを大きなＲＦ／マイクロ波出力電力の値に変換するための回路である。多種多様なパワーアンプ回路設計は、従来技術において公知である。図２において、単一のＰＡ２１０が示される。なお、送信機１１６が１つ以上のこの種のパワーアンプを都合よく含んでもよいことは、当業者によって理解される。ＰＡ２１０の正確な構成は、本発明の範囲内で、ある程度変化してもよい。しかしながら、ＰＡ２１０は、通常は、低レベルＲＦ信号の電力レベルを所望のレベルに直列接続で増やすため、１つ以上のＲＦパワートランジスタを含む直列の設計となる。これに限定されるものではないが、例えば、ＲＦパワートランジスタは、高い増幅および広ダイナミックレンジを提供する線形ＭＯＳＦＥＴまたは高度なガリウム砒素ＦＥＴ素子であってもよい。ＰＡ２１０は同様に１つ以上のＲＦ結合回路を含んでもよく、および／または、二個以上のこの種のＲＦパワートランジスタからのＲＦ出力を結合するためにＲＦマイクロストリップ回路が用いられる。ＰＡ２１０は、更に詳細に後述する。
【００２３】
送信機１１６は、同様に、ＰＡ２１０によって生成される高調波エネルギーを除去するために利用される１つ以上の高調波フィルタ２１２を含む。高調波フィルタ２１２の正確なバンド幅および排除特性は、具体的な送信機の実装に依存する。なお、高調波フィルタは、当該技術においてよく知られているため、本明細書では詳細に述べないこととする。
【００２４】
送信機１１６は、同様に方向性カップラ２１４を含む。ＰＡ２１０からのＲＦ出力電力は、方向性カップラに伝達される。例えば、方向性カップラ２１４は、高調波フィルタ２１２の出力に連結してもよい。方向性カップラ２１４に入力される大部分の無線周波数信号エネルギーは、方向性カップラの出力を通過し、アンテナ給電装置システム１０２に至る。なお、方向性カップラ２１４は、同様に電力スケーリング・デバイスに少量の順方向および反射ＲＦ電力を伝達する。本発明の一実施例によれば、電力スケーリング・デバイスは、電力計測ポテンショメータ２１６の形で提供される。電力計測ポテンショメータ２１６としては、デジタルポテンショメータを利用するのが有利である。デジタルポテンショメータは、当該技術においてよく知られており、通常、機械ポテンショメータの動作をエミュレートするために用いられる。この種の装置は、従来技術によって、単純なインターフェースで制御される。図２において、電力計測ポテンショメータ２１６によって提供されるスケーリング機能を制御するために、電力計測ポテンショメータ２１６とＥＥＰＲＯＭ  ｄｉｇｉｐｏｔルックアップ・テーブル２１８との間に、単純な制御インターフェースが提供される。ＥＥＰＲＯＭ  ｄｉｇｉｐｏｔルックアップ・テーブルの制御信号出力は都合よく制御装置１２０から遠隔で制御される。
【００２５】
ＲＦ検波回路（図示せず）は、方向性カップラ２１４からベースバンドまたはＤＣ制御信号までの結合部分での順方向／反射電力をカバーするために提供される。ＤＣ制御信号の大きさは、ＥＥＰＲＯＭ  ｄｉｇｉｐｏｔルックアップ・テーブル２１８から受け取られる入力制御信号に従って電源を検出している電力計測ポテンショメータ２１６を使用して検出される。
【００２６】
電力を検出している電力計測ポテンショメータ２１６によって検出されたＤＣ制御信号は、制御ループ誤差増幅器２２０に連結する。制御ループ誤差増幅器は、好ましくは、ある一定の利得値によってＤＣ制御信号を増幅する。増幅されたＤＣ制御信号は、その後、既存の制御インターフェースによって可変減衰器２０８の制御に使用される。
【００２７】
上述の実施例においては、送信機からのＲＦ出力電力は、制御装置によって選択的に制御されてもよい。一般に、制御装置は、送信機１１６から所望の出力電力を特定するために、ＥＥＰＲＯＭ  ｄｉｇｉｐｏｔルックアップ・テーブル２１８に制御信号を伝達してもよい。制御信号は、ＥＥＰＲＯＭ  ｄｉｇｉｐｏｔルックアップ・テーブルから、電力計測ポテンショメータ２１６に対して、制御信号を出力させる。可変減衰器２０８によって適用される減衰の量を選択的に変化させるために、制御信号が選択されてもよい。可変減衰器２０８によってＲＦ信号に適用した減衰の値が減少することは、ＰＡ２１０へのドライブ入力信号を増加させ、それによって、送信機１１６から出力電力を増加させる。逆にいえば、可変減衰器２０８によってＲＦ信号に適用される減衰の量を増やすことは、ＰＡ２１０にドライブ入力信号を減少させる。これによって、送信機１１６からの出力電力が減少する。このような方法で、送信機１１６からのＲＦ出力電力は、選択的に制御されてもよい。
【００２８】
方向性カップラ２１４、電力を検出している電力計測ポテンショメータ２１６、制御ループ誤差増幅器２２０および可変減衰器２０８からなる制御ループは、単に送信機１１６のＲＦ出力電力を制御するための１つの例に過ぎないことは言うまでもない。他の制御システムは、当該技術において広く知られており、本発明によって使われてもよい。したがって、前述の説明が本発明の範囲を制限することを目的としないことは、理解されなければならない。事実、いかなる適切なＲＦ出力電力制御システムも、このために使われ、限定されるものではない。
【００２９】
ＰＡ２１０から引き出すことが可能な最大出力は、多くのファクターから決定される。そのファクターとしては、ＲＦパワートランジスタの設計者の選択、ＲＦパワートランジスタに電源を供給することが利用できるＤＣ電源電圧およびＲＦパワートランジスタのバイアス電流の設定が含まれる。通常は、ＤＣ電源電圧およびバイアス電流、および、ＲＦパワートランジスタの仕様および定格が、送信機必要条件と整合した出力電力の予め定められた値を達成するのに選ばれる。通常、ＤＣ電源供給の電圧を増加させることは、与えられたエキサイタ信号の入力レベルに対し、ＰＡ２１０のＲＦパワートランジスタからの出力電力を増加させる結果となる。しかしながら、電池駆動の送信機の場合、この種の設計パラメータが電池寿命に与える影響も配慮しなければならない。
【００３０】
本発明の一実施例によれば、ＤＣ電源電圧および／またはＰＡ２１０において使用するＲＦパワートランジスタのバイアス電流設定は、ＰＡ２１０から最大出力を調整するために、選択的に多様でもよい。図２を再度参照すると、ＤＣ電源の電圧が、ＰＡ２１０に動作のための電力を供給していることが示されている。ＤＣ電源電圧は、調節可能なＰＡ電源２０６によって提供される。調節可能なＰＡ電源２０６は、制御信号に応答して可変的である直流電源で電圧出力を提供することができる多種多様な従来の電源回路のいかなる１つであってもよい。調節可能なＰＡ電源２０６は、制御装置１２０によって制御される単純な制御インターフェース（図示せず）を含んでもよい。調節可能なＰＡ電源２０６からの出力電圧は、従来のバッテリ電流リミッター回路２０４に連結してもよい。バッテリ電流リミッター回路２０４は、部品故障の場合にその回路への損害を予防するために、過電流保護をＰＡ２１０に提供してもよい。
【００３１】
図２に示されるように、ＰＡ２１０からの最大ＲＦ出力電力は、同様に、ＰＡ２１０において使用するＲＦパワートランジスタのバイアス電流を修正することによって変化させてもよい。図２に示される本発明の一実施例によれば、ＰＡ２１０を有している１つ以上のＲＦパワートランジスタのバイアス電流は、ＥＥＰＲＯＭバイアス・ルックアップ・テーブル２０１を使用して調整してもよい。ＥＥＰＲＯＭバイアス・ルックアップ・テーブル２０１は、そのデジタル出力が制御装置１２０によって制御される従来の制御インターフェース（図示せず）を有する。ＥＥＰＲＯＭバイアス・ルックアップ・テーブル２０１は、いずれかの適切な手段によってＰＡ２１０において使用するＲＦパワートランジスタのバイアス電流を制御してもよい。
【００３２】
例えば、図１に示される本発明の実施例では、ＥＥＰＲＯＭバイアス・ルックアップ・テーブル２０１からのデジタル出力は、Ｄ／Ａ変換器２０２の出力の制御に使用される。Ｄ／Ａ変換器２０２からの出力電圧は、緩衝回路（例えばオペアンプ２０３）に伝達される。バイアス電流を設定するために、オペアンプ２０３の出力は、ＲＦパワートランジスタのバイアス電流制御の回路に伝達される。
【００３３】
別の実施例によれば、ＥＥＰＲＯＭバイアス・ルックアップ・テーブル２０１によって生成される出力信号は、Ｄ／Ａ変換器２０２の代わりにデジタルポテンショメータ（図示せず）を制御するために利用されてもよい。デジタルポテンショメータからの出力電圧は、緩衝回路（例えばオペアンプ２０３）に伝達される。オペアンプの出力は、その後、１つ以上のＲＦパワートランジスタのバイアス電流設定を制御するために用いる。
【００３４】
前述の実施例のどれを採用するかに関係なく、特定のバイアス電流の設定は、ユーザ入力命令に基づいて送信機１１６の出力電力を最適化するために選択的に制御されてもよい。例えば、ＥＥＰＲＯＭバイアス・ルックアップ・テーブル２０１の出力は、ユーザが入力した命令に応答して、所望のバイアス設定を生じるよう制御されてもよい。このユーザが入力した命令は、直接または間接的に、周波数、電力レベル、変調フォーマット、データ送信速度、送信機使用率を特定する。この点に関しては、ＥＥＰＲＯＭバイアス・ルックアップ・テーブル２０１は、制御装置２１４によって所望のバイアス電圧をオペアンプ２０３から作り出すために制御される。
【００３５】
非定値の包絡線変調（ｎｏｎｃｏｎｓｔａｎｔ  ｅｎｖｅｌｏｐｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）フォーマットは、歪およびスペクトル占有条件を最適化するために、より線形動作点となるようバイアスを上げてもよい。高いバイアスの損失が低い電力設定で発生しないように、出力電力が増加するにつれて、高いバイアスがかけられてもよい。固定の包絡線変調（ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｅｎｖｅｌｏｐｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）フォーマットの場合、バイアスは、電力増幅器の効率を増やすために最小化されてもよい。
【００３６】
図３は、特定の定義済みの送信タイプのための送信機１１６の出力電力を増やすための方法を理解することに役立つフローチャートである。図３のプロセスは、制御装置１２０がユーザインタフェース１２２から新規なユーザ入力を受け取るときに、ステップ３０２において開始される。制御装置は、ステップ３０４において、１２０が直接または間接的にユーザ入力において新規な送信モードが選ばれたことを検出する。
【００３７】
本願発明で使用しているように、新規な送信モードとは、送信機の現在の状態に関して定めた送信モードとは別の、送信機システムに予め定められたデータレート、変調形式および／または周波数で送信機が送信する任意モードである。例えば、送信モードは、衛星送信モードであってもよい。衛星送信モードは、１つ以上の予め定められた衛星通信周波数または周波数帯によって定義されてもよい。衛星送信モードは、同様に特定の変調形式によって定義されてもよい。更に、衛星送信モードは、定められたデータ速度と関連していてもよい。例えば、衛星送信モードのための定められたデータ速度は、１つ以上のデータパケットが周期的にバースト送信されるバーストモードであってもよい。通常は、データが断続的に収集され送信されるので、この種の送信は比較的低い送信機使用率であってもよい。
【００３８】
本発明の一実施例によれば、バーストモードは、無線通信（２９２−３１８ＭＨｚ）のＳＡＴＣＯＭ  ＴＸバンドのＦＭ音声およびデータ・モードのために使用可能である。衛星は、長距離でありおよびパス損失を生じるので、このバンドには高出力が有利である。高出力のバーストモードは、同様に低いＶＨＦバンド（３０−９０ＭＨｚ）において提供されてもよい。携帯機器の小さいアンテナで低いＶＨＦ周波数の場合には効率的ではないため、この種の構成は同様に有利である。本発明の一実施例によれば、上記の両モードとも、高出力電力を実現するよう送信機１１６を調整して実施してもよい。例えば、本願明細書において記載されているように、通信を選ぶユーザ入力命令に応答して制御装置１２０は、送信機１１６に必要な修正を自動的に行ってもよい。ユーザ入力命令は、直接または間接的に、ＳＡＴＣＯＭ  ＴＸバンドにおいて通信するソフトウェア無線１００を使用するユーザの意図を示す。同様に、本願明細書において記載されているように、低い周波数のＶＨＦバンドの通信における高出力のバーストモードを提供するために、制御装置１２０は、送信機１１６の設定を自動的に調整してもよい。直接または間接的にこの種のバンドに通信するユーザ意図を示すユーザーコマンドが、多くの別の形式で入力されてもよい。例えば、この種のユーザーコマンドは、特定の通信周波数、送信速度、送信機使用率または変調形式を指定するユーザ命令を含んでもよい。逆にいえば、本願明細書において記載されているように、ユーザ制御入力が低電力モードをより適当であると示す場合には、制御装置１２０は、送信機１１６の設定を自動的に修正してもよい。これらは、最小のパス損失を有するより短い距離をカバーすることを必要とする通信を含む。地上の携帯機器が、２、３マイル先の航空機と通信する場合がこの実例である。
【００３９】
ステップ３０６において、制御装置１２０は、バーストオプションが、選ばれた特定の通信モードで利用できるかどうか判断してもよい。バーストオプションは、高出力を必要とし、設計者の決定した特定の環境でのみ利用可能である。送信出力電力を増やすことは、送信機部品に負荷を加えることがある。さらに、電池駆動の送信機の場合、送信機出力電力を増やすことは、送信機を動作させるために使用する電池をより急速に消耗させることがある。したがって、送信機出力電力をある所定レベルに制限することが望ましい場合が数多く存在する。しかし、ある状況では、実質的なマイナス要因を受けることなく、送信出力電力を増加させることができる。
【００４０】
例えば、衛星バーストモードで、通常の地球の通信と比較して、送信機出力電力を増やすことが望ましいことがある。衛星バーストモードにおいては、リンクマージンを高めることができるため、出力を増加することが有利なことがある。さらに、高い出力電力は、高い使用率の他の送信方法と比較して、バーストモードにおいては現実的である。なぜなら、バーストモードにおける低い使用率は、送信機構成要素に過熱や他の障害をもたらすことがより発生しにくいからである。バーストモード通信における低い使用率は、同様に送信機のための電池の電力消費をより少なくする結果となる。
【００４１】
ステップ３０６において、設計者は、特定のバーストモード送信で、他のモードと比較して、より高い送信出力電力が自動的に提供されるよう定義する選択をしてもよい。この種のバーストモード選択肢がステップ３０６において利用できる場合、プロセスはステップ３０８に続いてもよい。ステップ３０８において、調節可能なＰＡ電源２０６の直流電源出力電圧は、修正されてもよい。例えば、ＰＡ２１０に供給されるＤＣ電源電圧は、ＰＡ２１０に含まれるＲＦパワートランジスタを増やすために増加してもよい。ここにおいて、ＲＦパワートランジスタ用として、ＭＯＳＦＥＴまたは他のタイプのＦＥＴトランジスタが使用される場合、通常、ＶＤＤ（トランジスタのドレインに対する印加電圧）を上げる。例えば、ＶＤＤの値は、９ボルトから１２ボルト（または最大利用できる電池出力電圧に）まで増やされてもよい。もちろん、本願明細書において本発明がＭＯＳＦＥＴまたは他の種類のＦＥＴ素子の利用に限られていないことは、理解されなければならない。任意の型のＲＦパワートランジスタが、このために、限定されることなく使われてもよい。
【００４２】
図３において、ステップ３１０を続けてもよい。ステップ３１０において、制御装置は、ＰＡ２１０のトランジスタの最適バイアス設定を選んでもよい。ここで、「最適バイアス設定」という語は、それが低い出力電力として構成されるときに、ＰＡ２１０と関連して修正されるバイアス設定を指す。最適バイアス設定は、同様に、ＰＡ２１０のＲＦパワートランジスタが特定の送信モードのための所望のＲＦ出力電力を生じることができるバイアス設定に関連する。これは、他の送信モードで利用されるよりも高い値である。最適バイアス設定は、同様に、特定の電力レベルで送信出力の歪を最小化するのに選ばれてもよい。特定の送信モードの最適バイアス設定は、設計者によって都合よく予め定められる。
【００４３】
制御装置２２０は、ユーザによって選ばれる特定の送信モードに対応するように設定されている最適バイアスを選ぶようにプログラムされてもよい。一旦制御装置１２０が最適バイアス設定を特定されると、プロセスはステップ３１２に続いてもよい。ステップ３１２において、制御装置が、ＰＡ２１０のための最適バイアス・レベルをセットする適切な制御信号を送信してもよい。例えば、このことは、図２に関して述べたようにＥＥＰＲＯＭバイアス・ルックアップ・テーブル２０１を使用して達成されてもよい。
【００４４】
図３において、プロセスは、ステップ３１４に続いてもよい。ステップ３１４において、制御装置１２０は、ユーザによって選ばれる特定の送信モードのＲＦ出力電力設定を決定してもよい。一旦適切な高い電力設定がステップ３１４において決定されると、プロセスはステップ３１６に続いてもよい。ステップ３１６において、制御装置は、所定レベルでＲＦ出力電力をセットするために、ＲＦ出力電力制御ループ回線と通信してもよい。例えば、制御装置１２０は、前述したように所望のＲＦ出力電力制御信号を生成するために、ＥＥＰＲＯＭ  ｄｉｇｉｐｏｔルックアップ・テーブル２１８と通信してもよい。前述の構成において、従来の携帯送信機のＲＦ出力電力は、特定の動作条件の下で選択的に増加してもよい。例えば、携帯機器の出力電力は、他の送信モードと比較して、衛星バーストモードのために３ｄＢ高く設定されてもよい。携帯トランシーバ装置の場合、このことは、他の方法の送信のための送信機出力電力５ワットと比較して、バーストモードのための１０ワットは、たいへん望ましい増加を意味する。ステップ３１８において、プロセスは、次の指示を待つためにステップ３０２に戻る。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のソフトウェア無線通信のブロック図である。
【図２】図１のソフトウェア無線通信の送信器構成のブロック図である。
【図３】特定の定義済み送信モードのための送信機出力電力を増やすための方法に関するフローチャートを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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