(57)【要約】【課題】送信電力を絶対値で制御し、特性の異なる２つの変調方式を組み合わせて送信電力制御を行う場合でも規定の最大送信電力を満足させる。【解決手段】無線通信装置は、第１および第２の信号をそれぞれ生成する第１および第２の送信信号生成部（１，２）と、第１および第２の信号のいずれかを送信するための電力を生成するアンプ（３）と、アンプの電力を検出する送信電力検出部（１１）と、無線通信装置から出力すべき送信電力を設定する送信電力設定部（１３）と、アンプの電力を制御するための制御値を生成する送信電力制御部（１２）と、送信電力設定値と制御値との差から補正値を生成する補正値生成部（１４）と、制御値と補正値とを加算する足し算器（１５）と、アンプを制御する送信電力可変用パラメータ設定部（１６）と、送信電力可変用パラメータ設定部に対して、アンプの制御タイミングを指示するタイミング制御部（１７）とを備えている。【選択図】図１
2011239318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信装置であって、
第１の変調方式で第１の送信信号を生成する第１の送信信号生成部と、
第２の変調方式で第２の送信信号を生成する第２の送信信号生成部と、
前記第１および第２の送信信号のいずれか一方を選択し、当該選択した送信信号を送信するための電力を生成するアンプと、
前記アンプから出力される送信電力を検出する送信電力検出部と、
当該無線通信装置から出力すべき送信電力を表す送信電力設定値を設定する送信電力設定部と、
前記送信電力検出部の出力と前記送信電力設定値とに基づいて、前記アンプから出力される送信電力を制御するための制御値を生成する送信電力制御部と、
前記送信電力設定値と前記制御値との差分から補正値を生成する補正値生成部と、
前記制御値と前記補正値とを足し合わせる足し算器と、
前記足し算器の出力に基づいて、前記アンプを制御する送信電力可変用パラメータ設定部と、
前記送信電力可変用パラメータ設定部に対して、前記アンプの制御タイミングを指示するタイミング制御部とを備えている
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
請求項１の無線通信装置において、
前記補正値生成部は、前記送信電力設定値の変化量に応じて前記補正値を変化させる
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１の無線通信装置において、
前記補正値生成部は、前記送信電力設定値が一定の場合、所定期間毎に前記補正値を出力することを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
外部から与えられる送信電力指定値に応じて、送信電力を可変し、かつ送信電力に応じて変調方式を切り替える無線通信装置であって、
当該無線通信装置内で送信電力を制御するために使用される送信電力制御値と前記送信電力指定値とに差があった場合に、当該差に基づいて前記送信電力指定値と前記送信電力制御値とを徐々に近づける制御手段を備えている
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項４の無線通信装置において、
前記制御手段は、前記送信電力指定値の変化の有無に応じて、前記送信電力制御値を変化させる
ことを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機等を用いて移動体通信を行う移動体システムなどに使用される無線通信装置に係り、特に相手局から受信した送信電力制御ビットによって送信系の送信電力を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に用いられている携帯電話などの移動体通信機器には、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、現在広く利用されている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、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、他への干渉を最小限に抑える必要があるため、例えば７０〜８０ｄＢの高ダイナミックレンジかつ高精度の送信電力制御が要求されている。これらのダイナミックレンジ、出力パワーコントロール精度、最大出力精度に関しては３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project，ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）およびＷ−ＣＤＭＡ (Wideband Code Division Multiple Access) 規格を広めるための規格母体) ２５．１０１で規定されている。
【０００４】
図５はクローズドループによる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、基地局は移動局からの受信波の受信電力に基づいてＴＰＣ(Transmit Power Control)コマンドを決定し(Ｓ１１)、送信信号の中にこのＴＰＣコマンドを挿入し、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、受信した信号の中からＴＰＣコマンドを抽出し(Ｓ１５)、このＴＰＣコマンドの指示に従って、自局の送信電力を変更する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このＴＰＣコマンドを使って移動局における送信電力変化時の相対精度と最大送信電力の精度を検証する試験が３ＧＰＰ ３４．１２１で規定されている。これを図６に示す。ＴＰＣコマンドは相対的な制御であり、ＴＰＣコマンドが“＋１”なら送信電力を１ｄＢ(あるいは２，３ｄＢ)大きくし、“０”なら現状の送信電力を維持、“−１”なら送信電力を１ｄＢ(あるいは２，３ｄＢ)小さくするというものであり、図６の例ではＴＰＣコマンド“＋１”が１ｓｌｏｔ毎(ｓｌｏｔはある一定の時間単位、３ＧＰＰでは０．６６６６ｕｓｅｃ＝２５６０ｃｈｉｐで規定，１ｃｈｉｐ＝１／３．８４ＭＨｚ)に連続的に送られて、その場合の送信電力変化量精度および最大送信電力到達時の精度が検証される。３ＧＰＰ ２５．１０１におけるそれぞれの規格を下表に示す。
【０００６】
【表１】
2011239318.tif 000003
【０００７】
【表２】
2011239318.tif 000004
【０００８】
また、ＴＰＣコマンドによる送信電力制御は相対的な制御であるが、図６に示すように移動局内ではＴＰＣコマンドから送信電力パワーの絶対値を計算し、制御することもしばしばある。移動局に許容されている最大送信電力を超えた送信電力が発生しないように管理をしやすくするためである。
【０００９】
また、ＣＤＭＡ方式の移動体通信機器開発において、ポーラ変調方式を用いた送信装置の開発が進んでおり、従来までの直交変調方式を用いた送信装置に比べ、アンテナ端での負荷変動による影響を受けにくいことから、アイソレータ等の部品を削除できる技術として注目されている。ただし、ポーラ変調方式を用いた送信装置においては送信電力のダイナミックレンジを確保するため、別の変調方式の併用が必要となることが多い。例えば、高い送信パワーが要求される場合にはポーラ変調方式で、低い送信パワーの場合には直交変調方式で動作させるというものである（例えば、特許文献１参照）。このように２つの異なる変調方式を組み合わせて使用する場合、変調方式を切り替えるポイントにおいて送信パワーは一般的に不連続になる。温度変動などによる送信パワー変動が一致しているとは限らないからである。このため、切り替えポイントにおける送信パワーの連続性を保つための制御が別途必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００８／０８４８５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、送信電力を絶対値で制御し、２つの異なる変調方式を組み合わせて送信電力制御を行う場合、３ＧＰＰ ２５．１０１で規定されている最大送信電力を満足できないという問題点がある。図７を用いて詳細を説明する。
【００１２】
例えば、＋１６ｄＢｍ以下は直交変調方式、＋１７ｄＢｍ以上はポーラ変調方式で動作する移動局送信部があり、＋１６ｄＢｍから＋１７ｄＢｍへの送信電力変化時に変調方式が切り替わるとする。一般に直交変調方式の送信電力は温度変動等の影響を受けやすく、ポーラ変調方式の送信電力は安定している。ここでは、直交変調方式の送信電力誤差が４ｄＢ(温度などの影響により、送信電力設定値と実際の出力電力値の差が４ｄＢ)あり、ポーラ変調方式の送信電力誤差がない場合を想定し、まず移動局で送信電力設定値が＋１０ｄＢｍだったとする。この場合、移動局送信部は直交変調方式で動作しており、実際の出力電力は＋６ｄＢｍという想定になる(図７中Ａ地点)。この状態からＴＰＣコマンドとして１ｓｌｏｔ毎に連続して“＋１”が送られたとすると、送信電力設定値が１６ｄＢｍから１７ｄＢｍに切り替わるところで直交変調からポーラ変調に切り替わる。ただし実際の出力電力は１２ｄＢｍから１３ｄＢｍに切り替わる(図７中Ｂ地点)。そして、送信電力設定値が＋２４ｄＢｍを示すところでは実際の出力電力は＋２０ｄＢｍとなり、最大送信電力規定を満足できない。
【００１３】
この最大送信電力規定を満足できない原因としては、
１．直交変調モードでの送信電力誤差が大きいこと
２．送信電力制御が絶対値制御であるため、ＴＰＣコマンドからの情報が消えてしまっていること
があげられる。２番目に関しては、たとえば表３，４に示すように、ＴＰＣコマンドが違っても送信電力設定値は同じになってしまう場合があることを意味している。図７のケースでもＴＰＣコマンドに従えば、図７中Ｃ地点以降でも出力電力を１ｓｌｏｔ毎に１ｄＢずつ増やしていき、最大送信電力に到達させればよいが、送信電力設定値に従う限り図７中Ｃ地点以降は同じ送信電力を維持しなければならず、それはＴＰＣコマンドが“０”なのか“＋１”なのかわからなくなっているためである。
【００１４】
【表３】
2011239318.tif 000005
【００１５】
【表４】
2011239318.tif 000006
【００１６】
このように、送信電力を絶対値で制御し、最大送信電力として送信電力設定値を例えば＋２４ｄＢｍでリミットし、例えば温度変動等の特性が異なる２つの変調方式を組み合わせて、送信電力制御を行う場合、３ＧＰＰ ２５．１０１で規定されている最大送信電力を満足できないという問題点がある。
【００１７】
かかる点に鑑みて、本発明は、送信電力を絶対値で制御し、特性の異なる２つの変調方式を組み合わせて送信電力制御を行う場合でも規定の最大送信電力を満足させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため本発明によって次のような解決手段を講じた。すなわち、無線通信装置は、第１の変調方式で第１の送信信号を生成する第１の送信信号生成部と、第２の変調方式で第２の送信信号を生成する第２の送信信号生成部と、第１および第２の送信信号のいずれか一方を選択し、当該選択した送信信号を送信するための電力を生成するアンプと、アンプから出力される送信電力を検出する送信電力検出部と、当該無線通信装置から出力すべき送信電力を表す送信電力設定値を設定する送信電力設定部と、送信電力検出部の出力と送信電力設定値とに基づいて、アンプから出力される送信電力を制御するための制御値を生成する送信電力制御部と、送信電力設定値と制御値との差分から補正値を生成する補正値生成部と、制御値と補正値とを足し合わせる足し算器と、足し算器の出力に基づいて、アンプを制御する送信電力可変用パラメータ設定部と、送信電力可変用パラメータ設定部に対して、アンプの制御タイミングを指示するタイミング制御部とを備えているものとする。
【００１９】
これによると、制御値に補正値が加算された絶対値でアンプの送信電力を制御しつつ、送信電力設定値と制御値とに誤差がある場合には、アンプの送信電力を送信電力設定値に相当する電力に近づけることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、送信電力を絶対値で制御し、かつ２つの異なる変調方式を組み合わせて送信電力制御を行う場合でも、３ＧＰＰ ２５．１０１で規定されている最大送信電力を満足することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の無線通信装置の動作を説明するための図である。
【図３】送信電力設定値が変化しない場合の動作を説明するための図である。
【図４】図１の無線通信装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】クローズドループによる送信電力制御方法を示すフローチャートである。
【図６】送信電力変動精度および最大送信電力精度の検証試験結果を示す図である。
【図７】最大送信電力規定を満足できないケースを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に、本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成を示す。なお、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するものである。本実施形態では移動局を具体的に採り上げ、移動局における無線装置の送信電力制御について説明するが、これに限定されることなく、例えば基地局に適用することも可能である。
【００２３】
図１の無線通信装置は、送信信号生成部１，２と、アンプ３と、制御部１０とを有している。制御部１０は、送信電力検出部１１、送信電力制御部１２、送信電力設定部１３、補正値生成部１４と、足し算器１５と、送信電力可変用パラメータ設定部１６と、タイミング制御部１７とを有している。
【００２４】
送信信号生成部１は、例えば、直交変調方式で送信信号を生成する。送信信号生成部２は、例えば、ポーラ変調方式で送信信号を生成する。アンプ３は、これら２つの送信信号のうちのいずれか１つを選択しかつ送信パワーを可変に構成される。送信電力検出部１１は、アンプ３の送信電力を検出する。送信電力制御部１２は、アンプ３から出力される送信電力を制御するための送信電力制御値を生成する。送信電力設定部１３には、送信電力設定値として無線通信装置から出力すべき送信電力に相当する値が設定される。なお、この値として外部から送信電力指定値を与えてもよい。補正値生成部１４は、送信電力制御値と送信電力設定値との差分から補正値を生成する。足し算器１５は、送信電力制御値と補正値とを足し合わせる。送信電力可変用パラメータ設定部１６は、足し算器１５の出力に従いアンプ３をコントロールする。タイミング制御部１７は、送信電力可変用パラメータ設定部１６に対して、アンプ３の制御タイミングを指示する。
【００２５】
図１の構成における動作を、図２を用いて説明する。図５の場合と同様に、例えば、＋１６ｄＢｍ以下は直交変調方式、＋１７ｄＢｍ以上はポーラ変調方式で動作する移動局送信部があり、＋１６ｄＢｍから＋１７ｄＢｍへの送信電力変化時に変調方式が切り替わり、直交変調方式の送信電力誤差が４ｄＢあり、ポーラ変調方式の送信電力誤差がない場合を想定する。まず移動局で送信電力設定値が＋１０ｄＢｍだったとする。この場合、移動局送信部は直交変調方式で動作しており、実際の出力電力は＋６ｄＢｍという想定になる(図２中Ａ地点)。この状態からＴＰＣコマンドが１ｓｌｏｔ毎に連続して“＋１”が送られたとすると、送信電力設定値が１６ｄＢｍから１７ｄＢｍに切り替わるところで直交変調からポーラ変調に切り替わる。ただし、実際の出力電力は１２ｄＢｍから１３ｄＢｍに切り替わる(図２中Ｂ地点)。ここまでは従来技術と本発明において変わるところはない。ただし、変調方式が切り替わった以降において、送信電力設定値と送信電力制御値とが異なる場合には、送信電力制御値に補正値を加える。図２の例では、送信電力設定値と送信電力制御値とが異なる場合に０．２ｄＢを加えている。
【００２６】
この０．２ｄＢはこれ以外の数値でもよい。ただし、送信電力設定値の変化幅が１ｄＢの場合、３ＧＰＰにより送信電力制御値の変化幅が１ｄＢ±０．５ｄＢの範囲内と規定されているため、補正値を０．５ｄＢよりも小さな値としなければならない。また、表１に示すように送信電力設定値の変化幅が２ｄＢ，３ｄＢの場合には規格は異なり、これに適応して補正値を変化させてもよい。
【００２７】
このように補正値として例えば０．２ｄＢを実際の送信電力制御値に対して各ｓｌｏｔ毎に加えることで、３ＧＰＰで規定される送信電力変化量精度を満足しつつ、送信電力設定値と送信電力制御値とを徐々に近づけ、従来技術では満足できなかった最大送信電力規定を満足することができる(図２中Ｃ地点)。
【００２８】
また、図３に示すように、送信電力設定値に変化がない場合でも、送信電力設定値と送信電力制御値とに差がある場合にはＮを１以上の整数として、Ｎ ｓｌｏｔに一回の割合で補正値を加えることで最大送信電力規定に対し、余裕を発生させることができる。ただし、３ＧＰＰには表５に示すように、送信パワーの変化がない場合における送信パワーの安定性の仕様も規定されており、１０ｓｌｏｔに０ｄＢ±１ｄＢという規定がある。したがって、Ｎ ｓｌｏｔ毎にする１回の補正も、５ｓｌｏｔ毎に０．２ｄＢや、１０ｓｌｏｔ毎に０．２ｄＢといった程度に抑えておく必要がある。
【００２９】
【表５】
2011239318.tif 000007
【００３０】
これらの動作をまとめたフローチャートを図４に示し、この動作を以降に説明する。まず、ｃｏｕｎｔが０に設定され、送信電力設定値が入力され、初めの送信電力制御値が計算される。次に、送信電力設定値と送信電力制御値とに差がない場合は、その送信電力制御値から送信電力可変用パラメータが計算される。以降は再び送信電力設定値が入力され、送信電力制御値が計算され、送信電力設定値と送信電力制御値との比較が行われる。
【００３１】
また、送信電力設定値と送信電力制御値との比較が行われ、差があった場合には、まず、送信電力設定値に変化があったか否かが確認され、送信電力設定値に差があった場合には、送信電力制御値に補正値が加算される。ただし、送信電力設定値が送信電力制御値よりも大きい場合には、送信電力制御値に補正値が加算され、送信電力設定値が送信電力制御値よりも小さい場合には、送信電力制御値から補正値が減算される。
【００３２】
また、送信電力設定値と送信電力制御値との比較が行われ、差がなかった場合には、ｃｏｕｎｔがＮよりも小さいか否かが確認され、Ｎよりも小さい場合にはｃｏｕｎｔを１増やすだけである。ｃｏｕｎｔがＮ以上であれば、送信電力制御値に補正値が加算される。ただし、送信電力設定値が送信電力制御値よりも大きい場合には、送信電力制御値に補正値が加算され、送信電力設定値が送信電力制御値よりも小さい場合には、送信電力制御値から補正値が減算される。そして、ｃｏｕｎｔは０に戻される。
【００３３】
以上、本実施形態によると、送信電力設定値と送信電力制御値とに差分がある場合にｓｌｏｔ毎に送信電力制御値を１．２ｄＢずつ増加することで、３ＧＰＰ ２５．１０１で規定されている最大送信電力を満足することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明に係る無線通信装置は、３ＧＰＰ ２５．１０１で規定される最大送信電力を満足できるため、複数の変調方式で信号を生成する無線通信装置に有用である。
【符号の説明】
【００３５】
１      送信信号生成部（第１の送信信号生成部）
２      送信信号生成部（第２の送信信号生成部）
３      アンプ
１０    制御部（制御手段）
１１    送信電力検出部
１２    送信電力制御部
１３    送信電力設定部
１４    補正値生成部
１５    足し算器
１６    送信電力可変用パラメータ設定部
１７    タイミング制御部
【図１】
2011239318.tif 000008
【図２】
2011239318.tif 000009
【図３】
2011239318.tif 000010
【図４】
2011239318.tif 000011
【図５】
2011239318.tif 000012
【図６】
2011239318.tif 000013
【図７】
2011239318.tif 000014