(57)【要約】      （修正有）【課題】大量のデータを保持することなく温度や周波数の変動に応じて汎用性の高い利得補正を行える無線通信端末及びゲイン補正方法を提供する。【解決手段】ＲＯＭ１０７に書き込まれている温度に応じたゲイン補正値テーブルのテーブル値を修正するための係数テーブルが、ＲＡＭ１０６に格納されており、ＣＰＵ１０１は、係数テーブルに基づいて任意の周波数における修正係数Ｃ（ｆ）を求め、算出した修正係数Ｃ（ｆ）を用いて、任意の温度及び周波数のおけるゲイン補正値ΔＧを、ΔＧ＝Ｃ（ｆ）・Ｔ（ｔ）＋Ｆ（ｆ）として算出し、ゲインベースバンド信号処理部１１０は、ゲイン補正値ΔＧを用いて、ＡＧＣアンプ１０３及び送受信無線回路１０４のゲイン補正を行う。【選択図】図１
2008113191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準周波数における温度変化に応じたゲイン補正値テーブルと基準温度における周波数変化に応じたゲイン補正テーブルとが格納された記憶手段と、前記基準周波数の信号に対する任意の温度ｔ0での補正値Ｔ（ｔ0）及び前記基準温度における任意の周波数ｆ0に対するゲイン補正値Ｆ（ｆ0）を、前記二つの補正テーブルを用いて算出するゲイン補正値算出手段と、無線回路のゲイン補正を行うゲイン補正手段とを有する無線携帯端末であって、
前記記憶手段に、前記温度に応じたゲイン補正値テーブルのテーブル値を修正するための係数テーブルがさらに格納されており、
前記ゲイン補正値算出手段は、前記係数テーブルに基づいて任意の周波数における修正係数Ｃ（ｆ）を下記式（１）で求め、算出した修正係数Ｃ（ｆ）を用いて、任意の温度及び周波数のおけるゲイン補正値ΔＧを、
ΔＧ＝Ｃ（ｆ）・Ｔ（ｔ）＋Ｆ（ｆ）
として算出し、
前記ゲイン補正手段は、前記ゲイン補正値ΔＧを用いて、前記無線回路のゲイン補正を行うことを特徴とする無線携帯端末。
【数１】
2008113191.tif 000008
【請求項２】
前記ゲイン補正値ΔＧは、レジスタに設定され、前記ゲイン補正手段は前記レジスタから前記ゲイン補正値ΔＧを読み出して前記無線回路のゲイン補正を行うことを特徴とする請求項１記載の無線携帯端末。
【請求項３】
前回ゲイン補正を行った時から温度が変化していない場合には、前記ゲイン補正値算出手段は前記ゲイン補正値ΔＧを新たに算出せず、前記ゲイン補正手段は、前記レジスタに設定されたゲイン補正値ΔＧを用いて前記無線回路のゲイン補正を行うことを特徴とする請求項２記載の無線携帯端末。
【請求項４】
前記ゲイン補正手段は、前記無線回路内の送信回路と受信回路とで別個にゲイン補正することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の無線携帯端末。
【請求項５】
前記ゲイン補正値算出手段は、前記基準周波数の信号に対する任意の温度ｔ0での補正値Ｔ（ｔ0）を、下記式（２）によって算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の無線携帯端末。
【数２】
2008113191.tif 000009
【請求項６】
前記ゲイン補正値算出手段は、前記基準温度における任意の周波数ｆ0に対するゲイン補正値Ｆ（ｆ0）を、下記式（３）によって算出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の無線携帯端末。
【数３】
2008113191.tif 000010
【請求項７】
基準周波数における温度変化に応じたゲイン補正値テーブルと基準温度における周波数変化に応じたゲイン補正テーブルとを用いて、前記基準周波数の信号に対する任意の温度ｔ0での補正値Ｔ（ｔ0）及び前記基準温度における任意の周波数ｆ0に対するゲイン補正値Ｆ（ｆ0）を算出し、無線回路のゲイン補正を行うゲイン補正方法であって、
前記温度に応じたゲイン補正値テーブルのテーブル値を修正するための係数テーブルに基づいて、任意の周波数における修正係数Ｃ（ｆ）を上記式（１）で求め、
算出した修正係数Ｃ（ｆ）を用いて、任意の温度及び周波数のおけるゲイン補正値ΔＧを、
ΔＧ＝Ｃ（ｆ）・Ｔ（ｔ）＋Ｆ（ｆ）
として算出し、
前記ゲイン補正値ΔＧを用いて、前記無線回路のゲイン補正を行うことを特徴とするゲイン補正方法。
【請求項８】
前回ゲイン補正を行った時から温度が変化していない場合には、前記ゲイン補正値ΔＧを新たに算出せず、前回のゲイン補正に使用したゲイン補正値ΔＧを用いて前記無線回路のゲイン補正を行うことを特徴とする請求項７記載のゲイン補正方法。
【請求項９】
前記無線回路内の送信回路と受信回路とで別個にゲイン補正することを特徴とする請求項７又は８記載のゲイン補正方法。
【請求項１０】
前記基準周波数の信号に対する任意の温度ｔ0での補正値Ｔ（ｔ0）を、上記式（２）によって算出することを特徴とする請求項７から９のいずれか１項記載のゲイン補正方法。
【請求項１１】
前記基準温度における任意の周波数ｆ0に対するゲイン補正値Ｆ（ｆ0）を、上記式（３）によって算出することを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項記載のゲイン補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線携帯端末及びそれにおけるゲイン補正方法に関し、特に、温度変化によるゲインの補正を、最小限の補正データで周波数帯域全体にわたって行う無線携帯端末及びそれにおけるゲイン補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線携帯端末の開発においては、対象とする周波数バンドにおいて運用する限り、設計上もフィルタの通過帯域幅に余裕があったため、フィルタの通過帯域の温度依存性は比較的小さかった。
【０００３】
そのため、無線回路のゲイン変動に対する補正としては全ての周波数について同じ温度補正値を適用しても実用上十分であった。
【０００４】
しかしながら、マルチバンド化によって新しい周波数バンドを追加することは、周波数帯が近接する他のシステムとの影響を考慮する必要があり、フィルタは十分な帯域のマージンが取れない場合が出てきている。
【０００５】
フィルタの周波数温度依存性の影響は、無線回路が動作する周波数バンドの両端のチャネルがもっとも大きく受けることとなる。
【０００６】
温度情報を利用してゲインの周波数偏差を補正する方法が特許文献１に開示されている。
ここでＷＣＤＭＡ方式による無線端末を考えた場合、占有帯域幅が５ＭＨｚであるので、周波数補正テーブルも５ＭＨｚ間隔のデータとすることがおよそ妥当である。これに対し、特許文献１に開示される手法では、フィルタ単体の周波数依存性は無線端末の全動作温度範囲を考慮しても数ＭＨｚ程度であるため、５ＭＨｚよりも細かい間隔の補正データが必要となる。
【０００７】
さらに各部品や無線端末は一層の小型化が求められており、放熱設計の点でも難しさを増している。したがって無線回路の温度や周波数によるゲイン変動の振る舞いは、フィルタやマッチング素子の他、アンプなどのアクティブ部品などのあらゆる部品の温度依存性が合成された複雑なものとなる。よって、従来の補正法では、ある周波数・温度では補正が過剰になったり逆に不足したりしやすくなり、最適な補正が困難である。
【０００８】
すなわち、基準周波数のみの温度補正データしか持っていない場合、温度変動によって周波数ごとのゲインばらつきがあまりに大きくなってしまうと、その補正データだけでは周波数全体にわたって温度補償することが難しい。
【０００９】
温度特性のみならず、周波数特性にも応じた利得補正を行う従来技術として、特許文献２に開示される「自動レベル制御回路」がある。特許文献２に開示される発明は、温度特性に基づく利得補正量のテーブルである温度補正テーブルと周波数特性に基づく利得補正量のテーブルである周波数補正テーブルとを備えた自動レベル制御回路である。
【特許文献１】特開２００１−２４５４４号公報
【特許文献２】特開平２−２８５８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献２に開示される発明では、全ての温度・周波数の組合せに対応する補正値をテーブルとして保持すると、利得補正のために保持すべきデータ量が大きくなってしまう。しかも、利得補正の精度を上げるほどテーブルのデータ量も大きくなるため、利得補正の精度を上げることも難しい。
しかも、上記のように無線回路の温度や周波数によるゲイン変動の振る舞いは、あらゆる部品の周波数・温度依存性が合成された複雑なものとなるため、端末の仕様を少し変えただけであってもテーブルの全てのデータを測定し直さなければならなくなる。
【００１１】
このように、特許文献２に開示される発明は、温度や周波数の変動に応じた利得補正を行うためには、大量のデータを保持しておかなければならず、しかも、汎用性に乏しいという問題があった。
【００１２】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、大量のデータを保持することなく温度や周波数の変動に応じて汎用性の高い利得補正を行える無線通信端末及びゲイン補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、基準周波数における温度変化に応じたゲイン補正値テーブルと基準温度における周波数変化に応じたゲイン補正テーブルとが格納された記憶手段と、基準周波数の信号に対する任意の温度ｔ0での補正値Ｔ（ｔ0）及び基準温度における任意の周波数ｆ0に対するゲイン補正値Ｆ（ｆ0）を、二つの補正テーブルを用いて算出するゲイン補正値算出手段と、無線回路のゲイン補正を行うゲイン補正手段とを有する無線携帯端末であって、記憶手段に、温度に応じたゲイン補正値テーブルのテーブル値を修正するための係数テーブルがさらに格納されており、ゲイン補正値算出手段は、係数テーブルに基づいて任意の周波数における修正係数Ｃ（ｆ）を下記式（１）で求め、算出した修正係数Ｃ（ｆ）を用いて、任意の温度及び周波数のおけるゲイン補正値ΔＧを、ΔＧ＝Ｃ（ｆ）・Ｔ（ｔ）＋Ｆ（ｆ）として算出し、ゲイン補正手段は、ゲイン補正値ΔＧを用いて、無線回路のゲイン補正を行うことを特徴とする無線携帯端末を提供するものである。
【数１】
2008113191.tif 000003
【００１４】
本発明の第１の態様においては、ゲイン補正値ΔＧは、レジスタに設定され、ゲイン補正手段はレジスタからゲイン補正値ΔＧを読み出して無線回路のゲイン補正を行うことが好ましく、これに加えて、前回ゲイン補正を行った時から温度が変化していない場合には、ゲイン補正値算出手段はゲイン補正値ΔＧを新たに算出せず、ゲイン補正手段は、レジスタに設定されたゲイン補正値ΔＧを用いて無線回路のゲイン補正を行うことがより好ましい。
【００１５】
本発明の第１の態様の上記のいずれの構成においても、ゲイン補正値算出手段は、基準周波数の信号に対する任意の温度ｔ0での補正値Ｔ（ｔ0）を、下記式（２）によって算出することが好ましい。
【数２】
2008113191.tif 000004
【００１６】
また、本発明の第１の態様の上記のいずれの構成においても、ゲイン補正値算出手段は、基準温度における任意の周波数ｆ0に対するゲイン補正値Ｆ（ｆ0）を、下記式（３）によって算出することが好ましい。
【数３】
2008113191.tif 000005
【００１７】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、基準周波数における温度変化に応じたゲイン補正値テーブルと基準温度における周波数変化に応じたゲイン補正テーブルとを用いて、基準周波数の信号に対する任意の温度ｔ0での補正値Ｔ（ｔ0）及び基準温度における任意の周波数ｆ0に対するゲイン補正値Ｆ（ｆ0）を算出し、無線回路のゲイン補正を行うゲイン補正方法であって、温度に応じたゲイン補正値テーブルのテーブル値を修正するための係数テーブルに基づいて、任意の周波数における修正係数Ｃ（ｆ）を上記式（１）で求め、算出した修正係数Ｃ（ｆ）を用いて、任意の温度及び周波数のおけるゲイン補正値ΔＧを、ΔＧ＝Ｃ（ｆ）・Ｔ（ｔ）＋Ｆ（ｆ）として算出し、ゲイン補正値ΔＧを用いて、無線回路のゲイン補正を行うことを特徴とするゲイン補正方法を提供するものである。
【００１８】
本発明の第２の態様においては、前回ゲイン補正を行った時から温度が変化していない場合には、ゲイン補正値ΔＧを新たに算出せず、前回のゲイン補正に使用したゲイン補正値ΔＧを用いて無線回路のゲイン補正を行うことが好ましい。
【００１９】
本発明の第２の態様の上記のいずれの構成においても、無線回路内の送信回路と受信回路とで別個にゲイン補正することが好ましい。また、基準周波数の信号に対する任意の温度ｔ0での補正値Ｔ（ｔ0）を、上記式（２）によって算出することが好ましい。また、基準温度における任意の周波数ｆ0に対するゲイン補正値Ｆ（ｆ0）を、上記式（３）によって算出することが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、大量のデータを保持することなく温度や周波数の変動に応じて汎用性の高い利得補正を行える無線通信端末及びゲイン補正方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
〔発明の原理〕
本発明は、基本周波数の温度補正テーブルに加えて、周波数に対応した温度補正値の修正テーブルをさらに用意し、これから周波数ごとの修正係数を線形補完によって求める。これを基準周波数における温度補正値に乗算することにより、各周波数における温度補正値に修正する。
すなわち、温度変動に応じたゲイン補正値を、周波数に応じた修正計数で修正してゲイン補正量を算出することで、利得補正を行うために保持する必要があるデータ量を抑えつつ、利得補正の汎用性を高めている。
【００２２】
以下、上記原理に基づく本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２３】
〔実施の形態〕
本発明の好適な実施の形態について説明する。図１に、本実施形態にかかる無線携帯端末の構成を示す。この無線携帯端末は、ＣＰＵ１０１、ベースバンド部１０２，ＡＧＣ（Auto Gain Control）アンプ１０３、送受信無線回路１０４、温度測定部１０５、ＲＡＭ１０６、ＲＯＭ１０７、及びアンテナ１１１を備えている。
【００２４】
ＣＰＵ１０１は、プログラム制御によって動作する。ベースバンド部１０２は、レジスタ１０８、ゲイン制御部１０９、及びベースバンド信号処理部１１０を含む。ＡＧＣアンプ１０３は、送信用のＡＧＣアンプ（以下、ＴＸＡＧＣアンプ）１１２と受信用のＡＧＣアンプ（以下、ＲＸＡＧＣアンプ）１１３を含む。
【００２５】
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０７に格納されている補正値テーブルから、周波数や温度に対するゲイン補正値を計算する。また、温度測定部１０５から温度情報の取得や、送受信無線回路の動作周波数設定も行う。またゲイン補正値の計算結果をレジスタ１０８に書き込む。
【００２６】
ゲイン制御部１０９は、ベースバンド信号処理部１１０から設定されたゲインに、レジスタ１０８に設定されたゲイン補正値を加算し、最終的なゲイン値を求め、ＴＸＡＧＣアンプ１１２のゲインとＲＸＡＧＣアンプ１１３のゲインとを独立に制御する。したがって、アンテナ１１１においては所望の送信出力が得られるようになり、ＲＸＡＧＣアンプ１１３の出力端においては安定したレベルの受信信号が得られるようになる。
【００２７】
ベースバンド信号処理部１１０は、送受信データのデジタル変調／復調処理やアナログ−デジタル変換などのデータ処理の他、基準となるある温度、周波数における送信ゲイン及び受信ゲイン値を決定し、ゲイン制御部１０９に通知する。
【００２８】
表１、表２及び表３にＲＯＭ１０７に書き込まれている補正値テーブルの例を示す。
表１は、基準周波数におけるゲインの温度補正値テーブルであり本実施例では６個のデータからなる。温度の基準をｔ3℃とすると、この例ではａ3＝０（ｄＢ）である。
表２は、基準温度におけるゲインの周波数補正値テーブルであり、本実施例では１２個のデータからなる。基準周波数をｆ6とするとこの例ではｂ6＝０（ｄＢ）である。
表３は、表１から計算される温度補正値の修正係数値テーブルであり、本実施例では１２個のデータからなる。基準周波数をｆ6とすると、この例ではｃ6＝１となる。
【００２９】
【表１】
2008113191.tif 000006
【００３０】
なお、各テーブルのデータの個数は設計に応じて自由に変えてもよい。また、これらのテーブルは送信用、受信用それぞれ個別に用意されており、無線携帯端末がマルチバンドに対応している場合はさらに各バンドそれぞれ異なるテーブルが用意されるものとする。
【００３１】
送受信無線回路１０４は、ミキサ、フィルタ、アンプなどから構成され、送受信信号の周波数変換及び増幅、不要波の除去を行う。ＡＧＣアンプ１０３を通る信号はベースバンド周波数帯とする。ＡＧＣアンプ１０３と送受信無線回路１０４はアナログ回路であり、一般にそのゲイン特性は温度依存性がある。特に送受信無線回路１０４においてはＲＦ周波数帯で動作するため、さらにそのゲイン特性は周波数依存性も持っている。
【００３２】
図２及び図３に、ＡＧＣアンプ１０３と送受信無線回路１０４とをトータルで見た温度・周波数によるゲイン変動の様子を示す。ここで、温度２５℃における周波数ｆ6におけるゲインを基準（＝０ｄＢ）として相対値を示している。
【００３３】
本実施形態にかかる無線携帯端末の動作について説明する。
無線携帯端末が起動されると、ＣＰＵ１０１はＲＯＭ１０７に格納されている補正値テーブルを読み込み、線形補完によって基準温度における周波数のゲイン補正式Ｆ（ｆ）、基準周波数における温度のゲイン補正式Ｔ（ｔ）、温度補正値の修正係数Ｃ（ｆ）を算出する。これらの式は下記式（１）〜式（３）のようになる。
【００３４】
【数４】
2008113191.tif 000007
【００３５】
以上の式から具体的にはＣＰＵ１０１は傾きと切片とを求める（離散値を基に線形補完によって関数を求める）こととなる。ＣＰＵ１０１は、それらの傾きと切片とをＲＡＭ１０６に記憶させる。なお、ｆ＜ｆ1の場合はｉ＝１、ｆ12≦ｆの場合はｉ＝１１とする。また、ｔ＜ｔ1の場合はｊ＝１、ｔ6≦ｔの場合はｊ＝５とする。
また、キャリアのチャネル数が特に限定される場合（例えば、通信事業者側の事情により端末の性能上使用可能な周波数帯域の一部しか使用しない場合）であれば、補正値Ｆ（ｆ）及び修正係数Ｃ（ｆ）は、式（１）、（３）を使用せずにテーブル参照方式で求めても良い。
【００３６】
次に、通信開始時にＣＰＵ１０１は、キャリア周波数ｆと温度ｔとの情報から、ＲＡＭ１０６に記憶されている傾きと切片とを検索して、下記式（４）によりゲイン補正値ΔＧを計算する。ここで基準周波数における温度補正値Ｔ（ｔ）に補正係数Ｃ（ｆ）を乗算することにより、使用する周波数に対応した温度補正値となる。
【００３７】
ΔＧ＝Ｃ（ｆ）・Ｔ（ｔ）＋Ｆ（ｆ）  ・・・（４）
【００３８】
その後、ＣＰＵ１０１は、ゲイン補正値ΔＧをレジスタ１０８に書き込む。
温度測定部１０５は、一定周期で温度を測定し、ＣＰＵ１０１に通知する。ＣＰＵ１０１は通知された温度が変化した場合にはゲイン補正値ΔＧを再計算しレジスタ１０８の値を変更する。
【００３９】
ゲイン制御部１０９は、ベースバンド信号処理部１１０から設定されたゲインにΔＧを加算し、最終的なゲイン値を求め、ＴＸＡＧＣアンプ１１２のゲインとＲＸＡＧＣアンプ１１３のゲインとを独立に制御する。
【００４０】
図２に示したように、もともと無線携帯端末が持つゲイン変動特性（ゲイン変動−温度）は、周波数バンドの中心付近と両端とではかなり異なった振る舞いをする。これは主に送受信無線回路１０４に含まれるフィルタの通過帯域が温度依存性を持っているためである。これにより、例えば周波数ｆ6ではほぼアクティブ部品（アンプやミキサなど）のゲイン変動のみに依存するのに対し、周波数ｆ1ではアクティブ部品のゲイン変動と、フィルタの通過ロスの変動とが打ち消し合うようになり、その結果無線回路全体ではゲイン変動の傾きとしては小さくなっている。一方、周波数ｆ１２では、アクティブ部品のゲイン変動と、フィルタの通過ロスの変動とが相乗されて無線回路全体ではゲイン変動の傾きとして大きくなっている。
【００４１】
図４及び図５に、本実施形態のように修正係数を適用しなかった場合（すなわちＣ（ｆ）＝１に固定）のゲイン補正後の温度・周波数によるゲイン変動の様子を示す。周波数バンドの両端では補正後の誤差が大きくなっていることが確認できる。
【００４２】
図６及び図７に、本実施形態によるゲイン補正後の温度・周波数によるゲイン変動の様子を示す。本実施形態のように基準周波数における温度補正値に周波数ごとの補正係数を乗算すれば、周波数ごとに最適な補正値を適用できるため、全動作温度・周波数範囲においてゲイン変動を抑えることが可能となる。
【００４３】
なお、上記実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることはなく様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明を好適に実施した無線携帯端末の構成を示す図である。
【図２】ＡＧＣ回路及び送受信無線回路の温度によるゲイン変動特性を示す図である。
【図３】温度と周波数とゲイン変動との関係を示す図である。
【図４】周波数に対応した補正係数を用いない場合の温度によるゲイン変動特性を示す図である。
【図５】周波数に対応した補正係数を用いない場合の温度と周波数とゲイン変動との関係を示す図である。
【図６】周波数に対応した補正係数を用いた場合の温度によるゲイン変動特性を示す図である。
【図７】周波数に対応した補正係数を用いた場合の温度と周波数とゲイン変動との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０１    ＣＰＵ
１０２    ベースバンド部
１０３    ＡＧＣアンプ
１０４    送受信無線回路
１０５    温度測定部
１０６    ＲＡＭ
１０７    ＲＯＭ
１０８    レジスタ
１０９    ゲイン制御部
１１０    ベースバンド信号処理部
１１１    アンテナ
１１２    ＴＸＡＧＣ
１１３    ＲＸＡＧＣ
【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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