(57)【要約】【課題】無線基地局出力のうち、レベル差の大きい送信信号と歪み信号のレベルを特に大きなダイナミックレンジを持たない１つの検波器で測定できるようにする。【解決手段】送信周波数帯域内の送信信号と送信周波数帯域外の歪み信号のどちらがミキサ６０３へ入力されても、検波器６０４の周波数を制御して同じ中間周波帯域の中間周波信号がフィルタ６０５から出力されるようにするとともに、送信信号と歪み信号のどちらの場合にも検波器６０６への中間周波信号レベルが検波器６０６のダイナミックレンジに入るようにレベル制御手段１００のレベル制御量を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信増幅器出力信号を分岐し、この送信増幅器出力信号の内の送信周波数帯域内にある送信信号のレベル測定時と前記送信増幅器出力信号の送信周波数帯域外にある歪み信号のレベル測定時にその周波数帯域が同じ中間周周波数信号が得られるようにローカル発振器出力周波数を制御してミキサにより前記分岐した送信増幅器出力信号を周波数変換してバンドパスフィルタで帯域制限し、こうして得られた中間周波信号のレベルを検波器で測定することにより送信増幅器出力信号の送信信号レベル及び歪み信号レベルを１つの検波器で測定するようにした送信出力測定方法において、
前記分岐した送信増幅器出力信号のレベルを制御したのち前記ミキサへ入力するためのレベル制御手段を設けるとともに、前記送信信号レベル測定時と前記歪み信号レベル測定時の前記中間周波信号のレベルがともに前記検波器のダイナミックレンジに入るように前記レベル制御手段によるレベル制御量を調整することを特徴とする送信出力測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信出力測定方法に係り、とくにＣＤＭＡ方式を用いた携帯電話システムの無線基地局に好適な送信出力測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は無線基地局装置の概略構成を示すブロック図で、ＲＦ信号の送受信を行うアンテナ４０１、４０２と、送信及び受信ＲＦ信号を増幅する送受信増幅部（ＡＭＰ）４０３と、ベースバンド信号をＲＦ信号に変換した受信アンプからのＲＦ信号をベースバンド信号に変換する周波数変換部（ＴＲＸ）４０４と、ベースバンド信号処理を行うベースバンド部（ＢＢ）４０５と、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）４０９との制御信号の送受信を行い、無線回線管理などを行う無線基地局制御部（ＣＮＴ）４０７と、ベースバンド部４０５と有線伝送路４１０との間でデータの変換などを行う有線伝送路インターフェイス部（ＨＷＹ  ＩＮＴ）４０６と、メンテナンスツール４０８とを備えている。なお、無線基地局装置の構成によっては、送受信増幅部４０３が変復調部（ＭＤＥ：周波数変換部（ＴＲＸ）、ベースバンド部（ＢＢ）、インターフェイス部（ＨＷＹ  ＩＮＴ）、制御部（ＣＮＴ））と分離設置されている場合、さらに周波数変換部（ＴＲＸ）も変復調部（ＭＤＥ）から分離設置されている場合もあるが、このような無線基地局装置構成の変化は本発明には関係しない。
【０００３】
図５は、図４の送受信増幅部４０３のより詳細な構成例を示しており、アンテナ４０１を送受共用とするための、フィルタ機能を有した送受信共用部５０１、送受信増幅器５０２、受信増幅器５０３、受信用のアンテナ４０２からの信号に対するフィルタ５０４と受信増幅器５０５から成っている。この構成例では、無線キャリア数を１としており、受信側としてアンテナ４０１、４０２と受信増幅器５０３、５０５の２系統を設けてスペースダイバーシチ受信を行うものとしている。
【０００４】
上記の構成において、アンテナ４０１，４０２の受信波は送受信共用部５０１及びフィルタ５０４でそれぞれ帯域制限され、受信増幅器５０３及び５０５でそれぞれ増幅されたのちに周波数変換部４０４で周波数変換とダイバーシチ受信処理を受ける。一方、周波数変換部４０４から出力された無線周波数の送信信号は、送受信増幅器５０２で規定のレベルにまで増幅され、送受信共用部５０１で帯域制限されてアンテナ４０１から送信される。
【０００５】
図６は、図５に示した送受信増幅部の、本発明に関する部分、即ち送信出力測定回路の構成例を示したものである。送受信増幅器６０１により規定レベルまで増幅された無線周波数信号はアンテナへ出力されるが、この出力レベルを監視するために出力レベルをモニタする必要がある。また、増幅器は送信信号を増幅すると共に相互変調歪みを発生する。この相互変調歪みが大きいと隣接チャネルや他のサービスに影響を与える場合があるため、歪みの許容量が規定されており、この歪み量も監視する必要がある。このために図６の回路では、カプラ６０２により送信出力の一部を取り出し、発振器６０４及びミキサ６０３により周波数変換した後、バンドパス型のフィルタ６０５により帯域制限して検波器６０６により送信レベル及び歪み量を検出する。
【０００６】
図７は、図６の送信出力測定回路による送信レベル及び歪み量検出の動作を説明するための、ＣＤＭＡ方式の送信信号スペクトルの説明図である。送信信号スペクトル７１の中心周波数はＦ0であり、その両側に相互変調により生じた歪み信号スペクトル７２が示されている。今発振器６０４の周波数をＦLとしたとき、送信信号の周波数Ｆの成分に対するミキサ６０３からの出力周波数Ｆmは（数１）で与えられるものとする。
【０００７】
【数１】
2005286946.tif 000003
【０００８】
そこで発振器６０４の出力周波数ＦLを、送信出力のうち送信信号スペクトル７１のレベルを測定するときには（数２）のＦL0、歪み信号スペクトル７２のレベルを測定するときには（数２）のＦLdとなるように監視制御部６０７で発振器６０４を制御する。ただしＦmmはバンドパス型のフィルタ６０５の中心周波数である。
【０００９】
【数２】
2005286946.tif 000004
【００１０】
そうすると、（数２）のＦL0又はＦLdを（数１）のＦLへ代入することにより、ミキサ出力周波数Ｆmは送信信号レベル測定時には（数３）のＦm0となり、歪み信号レベル測定時には（数３）のＦmdで与えられる。
【００１１】
【数３】
2005286946.tif 000005
【００１２】
フィルタ６０５の通過帯域をＦmm±ＢＷ／２とすると、送信信号レベルの測定時には、（数３）のＦm0からわかるように、送信信号のＦ0±ＢＷ／２の成分が周波数帯域Ｆmm±ＢＷ／２に変換されてフィルタ６０５から出力され、歪み信号レベルの測定時には、（数３）のＦmdからわかるように、歪み信号のＦd±ＢＷ／２の成分がやはり周波数帯域Ｆmm±ＢＷ／２に変換されてフィルタ６０５から出力される。従って検波器６０６は、送信信号及び歪み信号のどちらのレベル測定時にも、周波数帯域Ｆmm±ＢＷ／２の信号エネルギーを測定すればよい。とくにフィルタ６０５の中心周波数Ｆmmを例えばＷＣＤＭＡ方式で中間周波数として用いられる１９０ＭＨｚ程度とすることで、検波器６０６の周波数特性に対する要求条件は実現しやすく、かつ安価な構成が可能になる。そして監視制御部６０７は、検波器６０６の検出レベルを取り込み、送信信号のレベル及び歪み信号のレベルが規定レベルを越えないように、図示を省略した制御系で出力レベルの制御を行う。
【００１３】
一方、検波器６０６の入力信号に対するダイナミックレンジを考えると、送信信号レベルと歪み信号レベルには大きな差がある。図７に示した例では、送信信号レベルの最大値０ｄＢ、最小値−３０ｄＢであり、歪み信号レベルの最大値−４０ｄＢ、最小値−７０ｄＢである。この場合には７０ｄＢ以上のダイナミックレンジが検波器６０６に要求される。
【００１４】
このように広いダイナミックレンジの検波器を実現する技術は、例えば特許文献１に示されている。この従来技術では、ダイナミックレンジは狭いが精度の高い第１検波回路と、ダイナミックレンジは広いが精度の低い第２検波回路と、その減衰率が多段に可変制御可能な入力レベル可変回路とを設ける。そして第２検波回路で入力レベルの概略的な値を検出し、その出力によって上記入力レベル可変回路の減衰率を制御して、その入力レベル可変回路出力が常に第１検波回路のダイナミックレンジに入るようにし、こうして大きなレベル変動を伴う信号のレベルを精度よく測定できるようにしている。
【特許文献１】特開２０００−１７０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前記した特許文献１の技術を用いれば、広いダイナミックレンジでかつ精度のよい検波器を実現できる。しかし、この技術は、大きなレベル範囲で連続的に変動する信号レベルを測定できるようにしたもので、検波回路を２個用いた複雑な構成となっている。本発明の対象とする送信増幅器では送信信号も歪み信号もそれぞれのレベルの変動範囲は比較的小さく、それぞれの変動範囲内で正確な測定ができればよいが、このために上記公知技術のような回路を用いるのはコストや装置のサイズの点で好ましくなく、改善が求められる。
【００１６】
本発明の目的は、無線基地局の送信増幅器の送信信号レベル及び歪み信号レベルをより簡単な構成で測定できるようにした送信出力測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、送信増幅器出力信号を分岐し、この送信増幅器出力信号の内の送信周波数帯域内にある送信信号のレベル測定時と前記送信増幅器出力信号の送信周波数帯域外にある歪み信号のレベル測定時にその周波数帯域が同じ中間周周波数信号が得られるようにローカル発振器出力周波数を制御してミキサにより前記分岐した送信増幅器出力信号を周波数変換してバンドパスフィルタで帯域制限し、こうして得られた中間周波信号のレベルを検波器で測定することにより送信増幅器出力信号の送信信号レベル及び歪み信号レベルを１つの検波器で測定するようにした送信出力測定方法において、
前記分岐した送信増幅器出力信号のレベルを制御したのち前記ミキサへ入力するためのレベル制御手段を設けるとともに、前記送信信号レベル測定時と前記歪み信号レベル測定時の前記中間周波信号のレベルがともに前記検波器のダイナミックレンジに入るように前記レベル制御手段によるレベル制御量を調整することを特徴とする送信出力測定方法を開示する。
【発明の効果】
【００１８】
送信信号、歪み信号のレベル変動範囲は小さいので、二段階のレベル制御を行える簡単構成のレベル制御手段によって送信信号及び歪み信号測定時の中間周波信号レベルがともにダイナミックレンジの小さい検波器のダイナミックレンジへ入るようにすることができ、簡単な検波器１個を用いて大きなレベル差のある送信信号及び歪み信号の測定が可能となる。この結果、送信出力測定系を安価かつ小型に構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の送信出力測定方法を具備した測定回路の構成例を示すブロック図で、従来技術の図６と異なる点は、カプラ６０２とミキサ６０３の間にレベル制御手段１００を挿入し、これを監視制御部６０７によって制御するようにしたことであり、他の構成は図６と同じである。
【００２０】
図１の回路で送信信号レベルもしくは歪み信号レベルを測定するときには、従来と同様に監視制御部６０７により、（数２）のＦL0もしくはＦLdが出力されるように発振器６０４を制御する。これによって、（数３）に示したように、フィルタ６０５からはどちらのレベル測定の場合にもＦm±ＢＷ／２の周波数帯域をもつ信号が検波器６０６へ入力される。このように、図１の構成でも各部信号の周波数成分に関しては図６の場合と変わらない動作をする。
【００２１】
先ず、周波数帯域の制御を説明する。送受信増幅器６０１により規定レベルまで増幅された無線周波数信号はアンテナへ出力されるが、この出力レベルを監視するために出力レベルをモニタする必要がある。また、増幅器は送信信号を増幅すると共に相互変調歪みを発生する。この相互変調歪みが大きいと隣接チャネルや他のサービスに影響を与える場合があるため、歪みの許容量が規定されており、この歪み量も監視する必要がある。このために図１の回路では、カプラ６０２により送信出力の一部を取り出し、発振器６０４及びミキサ６０３により周波数変換した後、バンドパス型のフィルタ６０５により帯域制限して検波器６０６により送信レベル及び歪み量を検出する。
【００２２】
図７は、図６の送信出力測定回路による送信レベル及び歪み量検出の動作を説明するための、ＣＤＭＡ方式の送信信号スペクトルの説明図であるが、図７は図１での周波数帯域に関してそのまま利用できる。即ち、送信信号スペクトル７１の中心周波数はＦ0であり、その両側に相互変調により生じた歪み信号スペクトル７２が示されている。今発振器６０４の周波数をＦLとしたとき、送信信号の周波数Ｆの成分に対するミキサ６０３からの出力周波数Ｆmは（数１）で与えられるものとする。
【００２３】
そこで発振器６０４の出力周波数ＦLを、送信出力のうち送信信号スペクトル７１のレベルを測定するときには（数２）のＦL0、歪み信号スペクトル７２のレベルを測定するときには（数２）のＦLdとなるように監視制御部６０７で発振器６０４を制御する。ただしＦmmはバンドパス型のフィルタ６０５の中心周波数である。
【００２４】
そうすると、（数２）のＦL0又はＦLdを（数１）のＦLへ代入することにより、ミキサ出力周波数Ｆmは送信信号レベル測定時には（数３）のＦm0となり、歪み信号レベル測定時には（数３）のＦmdで与えられる。
【００２５】
フィルタ６０５の通過帯域をＦmm±ＢＷ／２とすると、送信信号レベルの測定時には、（数３）のＦm0からわかるように、送信信号のＦ0±ＢＷ／２の成分が周波数帯域Ｆmm±ＢＷ／２に変換されてフィルタ６０５から出力され、歪み信号レベルの測定時には、（数３）のＦmdからわかるように、歪み信号のＦd±ＢＷ／２の成分がやはり周波数帯域Ｆmm±ＢＷ／２に変換されてフィルタ６０５から出力される。従って検波器６０６は、送信信号及び歪み信号のどちらのレベル測定時にも、周波数帯域Ｆmm±ＢＷ／２の信号エネルギーを測定すればよい。とくにフィルタ６０５の中心周波数Ｆmmを例えばＷＣＤＭＡ方式で中間周波数として用いられる１９０ＭＨｚ程度とすることで、検波器６０６の周波数特性に対する要求条件は実現しやすく、かつ安価な構成が可能になる。そして監視制御部６０７は、検波器６０６の検出レベルを取り込み、送信信号のレベル及び歪み信号のレベルが規定レベルを越えないように、図示を省略した制御系で出力レベルの制御を行う。
【００２６】
一方、検波器６０６の入力信号に対するダイナミックレンジを考えると、送信信号レベルと歪み信号レベルには大きな差がある。図７に示した例では、送信信号レベルの最大値０ｄＢ、最小値−３０ｄＢであり、歪み信号レベルの最大値−４０ｄＢ、最小値−７０ｄＢである。この場合には７０ｄＢ以上のダイナミックレンジが検波器６０６に要求される。
そこで、そのために設けたのがレベル制御手段１００であり、その動作について以下説明する。
【００２７】
送信信号と歪み信号のレベル測定時には、監視制御部６０７によりレベル制御手段１００は減衰率を可変制御し、カプラ６０２からミキサ６０３の入力レベルは可変化される。今この減衰率を送信信号の場合Ｋ0ｄＢ、歪み信号の場合ＫdｄＢとし、またカプラ６０２で分岐出力された送信信号と歪み信号の周波数Ｆ0、ＦL近傍のレベルをＬ0ｄＢとＬdｄＢとすると、送信信号レベル測定時及び歪み信号レベル測定時のミキサ６０３へのレベル制御手段１００の出力である。入力レベルＣ0及びＣdはそれぞれ（数４）で与えられる。
【００２８】
【数４】
2005286946.tif 000006
【００２９】
そこで、例えば図７のＣＤＭＡ信号の場合Ｌ0−Ｌd＝４０ｄＢ程度とすると、Ｋd＝０ｄＢ、Ｋ0＝４０ｄＢとなるようにレベル制御手段１００を制御すれば、（数４）から、送信信号の場合の出力Ｃ0と歪み信号の場合の出力Ｃdとは、ほぼ同程度のレベルとなる。即ち、どちらのレベル測定の場合もミキサ６０３への入力レベル、従って検波器６０６への入力レベルは同程度となり、このレベルが検波器６０６のダイナミックレンジに入るようにすれば、ダイナミックレンジの小さい検波器でも大きなレベル差のある送信信号及び歪み信号のレベルを確実に測定することができる。
【００３０】
レベル制御手段１００としては、外部からの制御信号によりその減衰率を制御可能な可変減衰器、あるいは必要に応じて、その増幅率を制御可能な増幅器を用いれば良く、減衰率又は増幅率は２段階で可変であればよい。図２及び図３は可変減衰器の例であって、図２では制御信号ｃｏｎｔをダイオード２１に印加する順方向電圧とすることでその順方向の抵抗値を変化させて減衰率を可変制御する。一方、図３の場合は、制御信号ｃｏｎｔによりスイッチ３１をオンオフすることで減衰率を変化させる。なお、送信信号レベルと歪み信号レベル測定をマニュアル切換えで行うのであれば、レベル制御手段１００の減衰率制御もマニュアルで行うようにしてもよい。
【００３１】
以上のように、図１の送信出力測定回路を用いれば、簡単な構成のレベル制御手段を付加するだけで、ダイナミックレンジの小さい検波器１個を用いて大きなレベル差のある送信信号及び歪み信号のレベルを測定可能とすることができる。なお、ミキサのダイナミックレンジに十分な余裕があるときには、レベル制御手段１００をミキサ６０３とフィルタ６０５の間、又はフィルタ６０５と検波器６０６の間へ挿入してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
無線信号の送信を行う場合には、信号成分のレベルと許可された周波数帯域外の信号成分レベルが厳しく規制されており、かつこれら２つの成分のレベルには大きなレベル差が存在する。従ってこれら２成分のレベルを監視・制御することは無線基地局の送信装置に限らず必要とされることであり、従って本発明の技術は種々の無線送信装置の出力監視に適用すれば、経済性の向上と小型化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の特徴とする送信出力測定回路の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のレベル制御手段の構成例である。
【図３】図１のレベル制御手段の他の構成例である。
【図４】無線基地局装置の構成例である。
【図５】図４の無線部の構成例である。
【図６】従来の送信出力測定回路例である。
【図７】送信出力信号のスペクトル例である。
【符号の説明】
【００３４】
２１    ダイオード
３１    スイッチ
７１    送信信号スペクトル
７２    歪み信号スペクトル
１００    レベル制御手段
６０２    カプラ
６０３    ミキサ
６０４    発振器
６０５    フィルタ
６０６    検波器
６０７    監視制御部
【図１】
2005286946.tif 000007
【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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