(57)【要約】  【課題】  電力増幅器の非線型歪みを補償するために帰還回路及び直交復調器を備えたデジタル送信機において、ループ異常状態をいち早く検出し違法電波をアンテナから発射せずに送信機の異常検出を行う。  【解決手段】  位相制御動作時に減電力制御によりアンテナから放射される電力を低減し、先に格納された位相値と次の位相制御時に設定された位相値とを比較し、ループ位相の異常を検出した場合には、送信を停止するように制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースバンド信号を増幅器により増幅し、該増幅されたベースバンド信号の一分を帰還し、該帰還されたベースバンド信号と前記ベースバンド信号とを加算または減算することにより、前記増幅器の非線型歪みを補償する負帰還回路を備え、前記帰還されたベースバンド信号の位相を変更し位相制御を行う送信機において、
ループの位相余裕値を記憶する記憶部を備え、前記位相制御時に減電力制御を行い、位相差と位相余裕値とを比較することにより、ループの異常状態を検出することを特徴とするループ異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信端末機に使用するデジタル送信機に関し、特にカーテシアンループ方式により電力増幅器の非線型歪補償を行う負帰還増幅器のループ異常検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタル移動通信において広く採用されている線形変調方式には、送信側の電力増幅器として線形増幅器が必要とされている。そのため、電力増幅器の電力効率と線型性との両立が可能な非線型歪補償技術（リニアライザ）が採用されている。その代表的な補償方法の一つとして、電力増幅器の出力の一部を復調した信号を入力信号にフィードバックして非線型歪補償を行うカーテシアンループ方式が周知である。しかし、このカーテシアンループ方式は、フィードバックループの安定性が非常に重要であるため、発振防止のためにループの位相制御が必要不可欠となる。
【０００３】
従来のカーテシアンループ方式の非線型歪補償技術を適用した送信機の一例及び送信動作を、図２によって説明する。図２は、従来の移動通信端末機無線部の送信機の構成を示すブロック図である。
【０００４】
図２において、入力端子１より送信ベースバンド信号の同相成分信号Ｉを入力し、入力端子２よりベースバンド信号の直交成分信号Ｑを入力する。入力された同相成分信号Ｉは減算器３を介して帯域制限回路５に与えられ、所望のループ特性となるように帯域制限がかけられ、直交変調器（MOD）７に与えられる。直交成分信号Ｑもまた、減算器４を介して帯域制限回路６に与えられ、所望のループ特性となるように帯域制限がかかられ直交変調器７に与えられる。
【０００５】
発振器１４は、搬送波信号を生成し、生成された搬送波信号を移相器１５と直交復調器（DEMOD）１３とに与える。移相器１５は、入力された搬送波信号の位相を所定量移相して直交変調器７に与える。直交変調器７は、移相器１５から入力された搬送波信号を、別に入力された同相成分信号Ｉと直交成分信号Ｑとで直交変調し、変調信号を帯域通過フィルタ（以降、BPFと称する）８に与える。BPF８では、入力された変調信号から帯域外スプリアス成分が除去され、電力増幅器９に与えられる。
【０００６】
電力増幅器９は、入力された信号を電力増幅し、カプラ１０を介して、アンテナ１１より信号を送信する。電力増幅器９の出力信号の一部はカプラ１０より取り出されて減衰器１２に与えられる。減衰器１２は、入力信号の電力を所定の値に調整し、直交変調器１３に与える。
【０００７】
また、カプラ１０の出力は検波回路１９に与えられ、直流電圧（検波電圧）に整流しA/D変換器２０に出力し、A/D変換されたデジタル信号をレベル制御部２１に与える。レベル制御部２１は、A/D変換された検波電圧値が所定の値となるように減衰器１２の減衰量を調整し、送信出力が規定値になるように電力制御回路を構成する。また、運用のシステムにおいて、自律送信出力制御を行うために送信出力を低減する場合も、レベル制御部２１により減衰器１２を制御する。
【０００８】
直交変調器１３は、減衰器１２から入力された搬送波信号で直交変調し、ベースバンド信号の同相成分信号ｉと直交成分信号ｑを生成する。同相成分信号ｉは減衰器３に与えられ、直交成分信号ｑは減衰器４に与えられる。
【０００９】
減衰器４は、入力ベースバンドの直交成分信号Ｑから帰還ベースバンド信号の直交成分ｑを減じて直交変調器７に与え、減衰器３は、同相成分信号Ｉから帰還ベースバンド信号の同相成分信号ｉを減じて直交変調器７に与えることによって負帰還がかけられる。このような負帰還の構成においては、フィードバックループ系を安定させるために、位相制御回路１８で移相器１５を制御して、入力ベースバンド信号と帰還ベースバンド信号の位相差が０°となるように位相を制御する。
【００１０】
次に従来の送信機の位相制御方法と異常検出方法の一例について説明する。位相制御方法は、図２において、位相制御回路１８から、まず、入力端子１にベースバンド信号の同相成分信号Ｉを、入力端子２にテスト信号の直交成分信号Ｑが与えられる。入力端子したベースバンド信号の同相成分信号Ｉは、減算器３に与えられ、ベースバンド信号の直交成分Ｑは、コンパレータ１７と減算器４とに与えられる。また、減算器４の出力は直交変調器７に与えられるほかに、コンパレータ１６にも与えられる。コンパレータ１６と１７は、それぞれ、入力された信号の増幅をリミットして出力し、信号COMPMQ（コンパレータ１６の出力信号）と信号COMPQ（コンパレータ１７の出力信号）は、位相制御回路１８に与えられる。位相制御回路１８は、２つのコンパレータ出力信号COMPMQ、COMPQの位相を比較して、COMPQに対してCOMPMQのタイミングが遅れている場合は、入力ベースバンド信号に対して、帰還ベースバンド信号の位相が遅れていると判定して、移相器１５の移相量を減少させ、他方、進んでいると判定した場合には移相器１５の移相量を増加させるような位相制御信号を移相器１５に与える。移相器１５は、発振器１４から入力される搬送波信号の位相を位相制御信号に基づいてシフトし、直交変調器７に与える搬送波信号の位相を変更することにより、フィードバックループの位相制御を行う。上述のような位相制御機能は、例えば、特許文献１に記載されている。
【００１１】
次に、異常検出方法については、図２のレベル制御回路２１において、A/D変換器２０の出力の検波電圧（デジタルデータ）を所定のしきい値（送信機の許容出力電圧の上限に相当する検波電圧値）と比較し、検波電圧＞しきい値ならばループが発振していると判定して送信を停止させていた。
【特許文献１】特開２００２−１１１７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記従来技術では、入力ベースバンド信号と帰還ベースバンド信号を比較して位相制御を行うため、ループが安定状態にある時に限り位相制御を行うことができる。一方、電力増幅器等のループを構成する部品の経年変化や故障によループの安定性が保てないような発振状態の場合には、帰還ベースバンド信号は発振した異常信号となり、位相制御回路にて正常に位相差を検出することができなくなり、結果、適正な位相制御ができず、違法電波を発射してしまうという欠点があった。更に、従来の異常検出方法は、ループが完全に発振状態となり許容値を越える電力を出力した場合には異常を検出できるが、ループが発振ぎみといった状態に対しては無効であった。本発明の目的は、上記のような欠点を除去し、ループの異常状態をいち早く検出し、違法電波をアンテナから発射することを回避可能なループ異常検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明のループ異常検出方法は、ベースバンド信号を増幅器により増幅し、該増幅されたベースバンド信号の一分を帰還し、該帰還されたベースバンド信号と前記ベースバンド信号とを加算または減算することにより、前記増幅器の非線型歪みを補償する負帰還回路を備え、前記帰還されたベースバンド信号の位相を変更し位相制御を行う送信機において、ループの位相余裕値を記憶する記憶部を備え、前記位相制御時に減電力制御を行い、位相差と位相余裕値とを比較することにより、ループの異常状態を検出するように構成したものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、減電力時のループ異常検出動作により、送信機の発振による違法電波の発射を未然に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の一実施例を、図１を用いて説明する。図１は本発明の位相制御動作を示すフローチャートである。本発明の移動通信端末機無線部の送信機の構成を示すブロック図は図２と共通であり、また、送信機の動作状態およびループ正常時の位相制御動作については、すでに説明した従来技術とまったく同じであるので説明を省略する。
【００１６】
以下、本発明のループ異常検出方法の手順について説明する。
まず、送信機の位相制御動作を実行する前に、ループの発振による違法電波の発射を回避するために、レベル制御回路２１による減衰器１２を制御し送信電力を減電力させる（１０１）。その後、位相制御動作時を実行し、位相制御回路１８により入力ベースバンド信号と帰還ベースバンド信号の位相差を検出する（１０２）。位相制御回路１８にはループ安定の許容マージンを示す位相余裕値が予め記憶されており、位相制御動作時に検出した位相差が、位相余裕値＞位相差（１０３OK）の場合には、ループが安定と判定し通常の送信動作を実施する（１０４）。また、位相余裕値≦位相差（１０３NG）および異常検出された場合にはループ異常と判定し、前回の位相値を移相器に送るように制御する（１０６）。ここで再度ループ異常と検出された場合（１０５No）には、送信機異常と判定し送信を停止する（１０７）。
【００１７】
尚、レベル制御器２１では、電力制御回路により常時送信出力を監視しており、連続送信中に送信電力の異常を検出した場合、上記、異常検出制御を実行することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の位相制御動作を示すフローチャート。
【図２】従来および本発明の送信機の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００１９】
１，２：入力端子、３，４：減算器、５，７：帯域制限回路、７：直交変調器、８：、９：ＢＰＦ、９：電力増幅器、１０：カプラ、１１：アンテナ、１２：減衰器、１３：直交変調器、１４：発振器、１５：移相器、１６，１７：コンパレータ、１８：位相制御回路、１９：検波回路、２０：A/D変換器、２１：レベル制御部
【図１】
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【図２】
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