(57)【要約】【課題】雑音や瞬時電圧変動等の一時的な大きな出力変動を示すデータを含む平均化データで出力制御信号を生成して制御すると、大きな変動データの影響で誤制御が生じる場合がある。【解決手段】ＣＰＵ２５において、電力増幅部２１出力に応じたＡ／Ｄ変換器２４出力データの平均値を計算すると共にそのデータの分散をも計算し、その分散値が予め設定してメモリ２６に記憶させた分散のしき値を超えた場合は、計算した平均値データによる出力制御動作を中止して新しい出力データで平均化データと分散値を計算して制御行う。さらに、分散の大きさに応じて平均化するデータ数をメモリ２６に記憶させた所定の個数に変化させて出力制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号のレベル調整手段を有する送信電力増幅装置の連続した所定の個数の出力レベルデータの平均値を算出し、該平均値と予め設定された目標の送信出力レベルとを比較してその差異を検出し、検出した差異に応じて前記送信電力増幅装置の出力レベルが目標の送信出力レベルとなるように入力レベルを補正する信号を生成して、前記入力レベル調整手段に送出する演算処理装置を有するディジタル無線通信システムの送信出力制御装置において、
前記演算処理装置において、前記送信電力増幅装置出力レベルデータの平均値の算出と同時に出力レベルデータの分散値を算出し、該分散の大きさが予め設定したしきい値を超えた場合は、前記平均値を元にした送信出力制御を中止して、新たな出力レベルデータの平均値を取り直すことを特徴とする送信出力制御装置。
【請求項２】
前記送信電力増幅装置出力レベルデータの平均値を時間平均で算出することを特徴とする請求項１記載の送信出力制御装置。
【請求項３】
前記送信電力増幅装置出力レベルデータの平均値を移動平均で算出することを特徴とする請求項１記載の送信出力制御装置。
【請求項４】
前記算出した分散の大きさに応じて、平均値を算出する出力レベルデータ数を変化させることを特徴とする請求項１乃至３記載の送信出力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル無線通信装置の送信電力制御装置に関し、特にＣＰＵ等の演算装置によって送信電力を高い精度で制御する送信電力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディジタル無線通信システムにおいて、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）方式やパケット伝送方式等におけるバースト送信に伴う送信電力変動、あるいは搬送波周波数やデータレート可変の通信方式における送信電力変動、装置の温度変化に伴う変動等に対して、追従性の良い送信出力制御を行って、送信電力の出力レベルを所定の範囲内に制御する手段として、次のような方法が取られるのが一般的である。
即ち、通信システムの電力検出部で検出した送信電力増幅部の出力レベルは、ディジタル化されて演算装置（以下、ＣＰＵという）に読み込まれる。前記ＣＰＵでは、送信電力の変動に応じた制御信号を電力増幅部前段の周波数変換部に送出し、該周波数変換部内の可変減衰器の減衰量を変えて電力増幅部への前記周波数変換部出力電力を増減させる。これによって、前記送信電力増幅部の出力レベルが所定の範囲内になるように制御するものである。
【０００３】
図２は、従来のディジタル無線通信システムの送信電力増幅装置の、主として送信出力制御系統の一例を示す構成概要図である。
同図に示されるように、本増幅装置の送信出力制御系統は、ＰＩＮダイオードアッテネータ１１と周波数変換部１２とから成る送信周波数変換装置１と、電力増幅部２１と方向性結合器２２と検波器２３とＡ／Ｄ変換器２４とＣＰＵ２５ａとメモリ２６ａとＤ／Ａ変換器２７とバッファアンプ２８とからなる送信電力増幅装置２とで構成される。
図において、送信周波数変換装置１に入力した中間周波数の送信信号は、送信電力増幅装置２から出力されるバイアス電圧によって減衰量が制御されるＰＩＮダイオードアッテネータ１１においてレベル調整されて周波数変換部１２に入力する。該周波数変換部１２において、中間周波数の送信信号は送信周波数に変換されて送信電力増幅装置２に出力される。該送信電力増幅装置２の電力増幅部２１に入力した送信信号は、所定の電力に増幅されて方向性結合器２２を経て出力される。
【０００４】
一方、前記方向性結合器２２で分岐された送信電力の一部は、検波器２３で直流信号に変換される。これによって、送信電力の変動は直流信号の変動として検知される。検波器２３の直流出力信号は、Ａ／Ｄ変換器２４においてディジタルの直流信号に変換されてＣＰＵ２５ａに読み込まれる。
前記ＣＰＵ２５ａにおいては、送信電力に対応している前記Ａ／Ｄ変換器２４の直流出力電圧レベルを読み取り、メモリ２６ａに予め記憶された初期設定の目標送信電力レベルとの差異を検出し、その差異に応じた電力増幅部２１の送信出力を所定の目標値に近付けるため前記ＰＩＮダイオードアッテネータ１１のバイアス電圧補正値を前記メモリ２６ａから選択して出力する。
前記バイアス電圧補正値は、Ｄ／Ａ変換器２７でアナログ信号に変換され、バッファアンプ２８を介して前記送信周波数変換装置１のＰＩＮダイオードアッテネータ１１に印加される。該ＰＩＮダイオードアッテネータ１１の減衰量は印加されたバイアス補正値によって所定の値となって周波数変換部１２に入力する送信信号レベルを調整する。これによって送信周波数変換装置１から送信電力増幅部２へ入力する信号レベルが調整され、電力増幅部２１の出力は目標送信電力レベルに保たれることになる。
【０００５】
図３は、バースト的に送信される出力信号と、その一部を拡大した波形の一例を示す図であり、実線は送信出力制御を行わなかった場合の出力波形を示し、点線は目標送信電力レベルを示している。
前述のように、電力増幅部２１の出力に対応するＡ／Ｄ変換器２５ａ出力の個々のデータを目標電力レベルと比較し、その差異を読み取って送信出力制御を行うと、送信出力が変調波であるためのレベル変動にまで追従して出力制御を行うため、出力レベルの変動を更に大きくする場合がある。図３の拡大波形で説明すると、個々の出力レベルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ・・の、例えばＡ点のレベルが目標レベルより大きいので、出力を下げるように出力制御すると、Ｂ点では図に示したレベルよりさらに低下した値になってしまう。
そのため、通常、送信電力に対応したＡ／Ｄ変換器２５ａ出力レベルの連続した複数個のデータの平均値をとり、その平均値と目標送信電力レベルとを比較するのが一般的であり、平均値の取り方には時間平均と移動平均の２通りの方法がある。
【０００６】
時間平均法は、Ａ／Ｄ変換器２５ａ出力の中から連続するｎ個の出力データの平均値を算出し、目標送信電力レベルと該平均値との差異を読み取ってバイアス補正電圧を出力し、ｎ番目のデータの時点で出力制御を行う。次に、ｎ＋１番目から２ｎまでの出力データの平均を取って２ｎ番目の時点で新たな出力制御を行う。以下同様に、ｎの整数倍の時点で電力制御を行うものである。図３は、３点のレベルの平均値を取る場合であって、先ず、Ａ、Ｂ、Ｃ点のレベルの平均値ｃを算出してＣ点で出力制御を行う。次に、Ｄ、Ｅ、Ｆ点のレベルの平均値ｆを算出してＦ点で出力制御を行う。以下同様に制御する。
図４は図３の出力信号の他の一部を拡大した波形例を示す図である。
移動平均法では、連続するＡ／Ｄ変換器２５ａ出力の中からｎ個の出力データの平均を取って、ｎ番目の時点で出力制御を行い、次に、ｎ＋１番目の時点で２からｎ＋１番目までのデータの平均を取って出力制御を行う。以下同様に、次の出力データが得られた時点でｎ個のデータの平均を取って連続的に出力制御を行うものである。図４は、４点のレベルの平均値を取る場合であって、先ず、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ点のレベルの平均値ｄを算出してＤ点で出力制御を行う。次に、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ点のレベルの平均値ｅを算出してＥ点で出力制御を行う。以下同様に制御する。
上記のようにデータを平均化することによって、前述の個々のデータに追従して出力制御を行うことによって生じる誤制御を防止することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のように目標送信電力レベルと平均値とを比較して、その差異を補正する出力制御方式において、雑音あるいは電圧の瞬時変動等の原因によってＡ／Ｄ変換器２５ａの出力データで、大きな変動が検知された場合、例えば、図３でＤのレベルがＤ’と検出された場合、時間平均法においては、制御結果の送信出力には（Ｄ’−Ｄ）／３の大きさの補正誤差が生じ、また、図４の移動平均においてＤのレベルがＤ’と検出された場合、（Ｄ’−Ｄ）／４の大きさの補正誤差が、Ｄ’を含んで移動平均が計算される４回の制御動作にわたって生じるという問題があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、雑音等による一時的な大きな出力変動を示すデータが平均化データに及ぼす影響を除去して、精度の高い送信出力制御手段を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の無線通信システムにおいては、送信信号のレベル調整手段を有する送信電力増幅装置の連続した所定の個数の出力レベルデータの平均値を算出し、該平均値と予め設定された目標の送信出力レベルとを比較してその差異を検出し、検出した差異に応じて前記送信電力増幅装置の出力レベルが目標の送信出力レベルとなるように入力レベルを補正する信号を生成して、前記入力レベル調整手段に送出する演算処理装置を有するディジタル無線通信システムの送信出力制御装置において、
前記演算処理装置において、前記送信電力増幅装置出力レベルデータの平均値の算出と同時に出力レベルデータの分散値を算出し、該分散の大きさが予め設定したしきい値を超えた場合は、前記平均値を元にした送信出力制御を中止して、新たな出力レベルデータの平均値を取り直すことを特徴とする。
請求項２の無線通信システムにおいては、前記送信電力増幅装置出力レベルデータの平均値を時間平均で算出することを特徴とする。
また、請求項３の無線通信システムにおいては、前記送信電力増幅装置出力レベルデータの平均値を移動平均で算出することを特徴とする。
請求項４の無線通信システムにおいては、請求項１乃至請求項３の無線通信システムにおいて、前記算出した分散の大きさに応じて、平均値を算出する出力レベルデータ数を変化させることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係わるディジタル無線通信システムの送信電力増幅装置の、主として送信出力制御系統の実施の一形態例を示す構成概要図である。
同図に示すように、本増幅装置の送信出力制御系統は、ＰＩＮダイオードアッテネータ１１と周波数変換部１２とから成る送信周波数変換装置１と、電力増幅部２１と方向性結合器２２と検波器２３ととＡ／Ｄ変換器２４とＣＰＵ２５とメモリ２６とＤ／Ａ変換器２７とバッファアンプ２８とからなる送信電力増幅装置２とで構成される。
本発明に係わる送信電力増幅装置の送信出力制御系統の上記各構成部位の機能動作は、ＣＰＵ２５とメモリ２６とを除いて、図２の各構成部位の機能動作と同じであるので、共通部分の動作の詳細な説明は省略する。
【００１０】
図１において、　ＰＩＮダイオードアッテネータ１１でレベルが調整され周波数変換部１２で送信周波数に変換された送信信号は、電力増幅部２１で所定の電力に増幅され、方向性結合器２２を経て出力される。一方、前記方向性結合器２２で分岐された送信電力の一部は、検波器２３で直流信号に変換され、Ａ／Ｄ変換器２４でディジタルの直流信号に変換されてＣＰＵ２５に読み込まれる。
前記ＣＰＵ２５においては、送信電力に対応しているＡ／Ｄ変換器２４の直流出力電圧レベルを、予め設定されてメモリ２５に記憶された個数（ｎ個）読み取り、その平均値
【数１】
2004040219.tif 000003
を算出すると共にそのデータの分散Ｂ１ｎを算出する。
ここに、Ｎ個のデータの平均値
【数２】
2004040219.tif 000004
及び分散ＢＮは、それぞれ
【式１】
2004040219.tif 000005
【式２】
2004040219.tif 000006
で計算される。
【００１１】
前記メモリ２６には、予め電力増幅部２１が変調波を送信する時に取りうる最大の分散の値（以下、分散のしきい値という）Ｂｍａｘをシステム設定時の実験等の結果に基づいて設定して記憶させておく。前記ＣＰＵ２５で計算した分散の値Ｂ１ｎが前記しきい値Ｂｍａｘより大きいときは、データの中に雑音等による異常なデータが混入していると判断されるので、次のように処理する。
平均の算出法が時間平均の場合は、このデータの平均値による送信出力制御は中止して、次のｎ個のデータで、同様に平均値
【数３】
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と分散値Ｂ２ｎを計算し、また、平均の算出法が移動平均の場合は、２から（ｎ＋１）番目のｎ個のデータで平均値「数３」と分散値Ｂ２ｎを計算する。該Ｂ２ｎがしきい値Ｂｍａｘ以下の場合には、目標送信レベルと平均値「数３」との差異を検出し、その差異に対応したＰＩＮダイオードアッテネータ１１のバイアス電圧補正値を前記メモリ２６から選択して出力する。
前記バイアス電圧補正値は、Ｄ／Ａ変換器２７でアナログ信号に変換され、バッファアンプ２８を介してＰＩＮダイオードアッテネータ１１に印加される。
これによって、前記ＰＩＮダイオードアッテネータ１１の減衰量が所定の値となり、周波数変換部１２から電力増幅部２１へ出力される信号レベルが調整され、前記電力増幅部２１の出力は、高い精度で目標送信電力レベルに保たれることになる。
【００１２】
上述のように、分散のしきい値Ｂｍａｘより計算された分散値Ｂｎが大となることが連続した場合は、次のように平均化する出力データの数を調整することによって算出する平均値のもっともらしさの度合いを高めることが出来る。
即ち、しきい値Ｂｍａｘ＜計算値Ｂｎとなることが所定のｐ回連続した場合、あるいは過去所定のｑ回のうち所定のｒ回発生した場合は、平均化するデータ数ｎを増やしてｍ（ｎ＜ｍ）個とする。そして、その後に、しきい値Ｂｍａｘより小さいい値のＢｍａｘ’　に対してＢｍａｘ’　＞Ｂｎとなることがｐ’　回連続した場合、あるいは過去所定のｑ’　回のうち所定のｒ’　回発生した場合は、平均化するデータ数を元のｎ個に戻す。
上記分散のしきい値Ｂｍａｘ、Ｂｍａｘ’、平均化するデータ数ｎ、ｍ、回数ｐ、ｑ、ｒ等はシステム設定時に、予めメモリ２６に記憶させておくものとする。
上述のように、分散の大きさに応じて平均化するデータの個数を加減することによって、算出される平均値がより信頼性の高い値となる。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、演算処理装置で送信電力増幅部の出力の平均化レベルと目標の出力レベルとを比較して送信電力増幅部出力をする送信出力制御装置において、出力レベルの平均値と共に出力レベルの分散の値を算出し、算出した分散値が予め設定した分散値（しきい値）を超える場合は、その平均値レベルによる送信出力制御動作を行わないようにして、新たなデータで送信制御を行うようにし、さらに、算出した分散の大きさに応じて平均値化するデータの数を変化させるようにしたので、平均値の信頼度をより高くすることができる。
したがって、雑音や瞬時電圧変動等の一時的な大きな出力変動を示すデータが送信出力の平均化データに及ぼす影響を除去して、精度の高い送信出力制御手段を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるディジタル無線通信システムの送信電力増幅装置の、主として送信出力制御系統の実施の一形態例を示す構成概要図
【図２】従来のディジタル無線通信システムの送信電力増幅装置の、主として送信電力制御系統の一例を示す構成概要図。
【図３】バースト的に送信される出力信号と、その一部を拡大した波形の一例を示す図。
【図４】図３の出力信号の他の一部を拡大した波形例を示す図。
【符号の説明】
１・・送信周波数変換装置、　　　　　　　　　　　　　　２・・　送信電力増幅装置、
１１・・ＰＩＮダイオードアッテネータ、　　１２・・周波数変換部、
２１・・電力増幅部、　　　　２２・・方向性結合器、　　　　２３・・検波器、
２４・・Ａ／Ｄ変換器、　　　　　　　　　　　　　　　　２５、２５ａ・・ＣＰＵ、
２６、２６ａ・・メモリ、２７・・Ｄ／Ａ変換器、２８・・バッファアンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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