(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体無線システムの送受信機であって、電力増幅器及び後段に接続された同調可能フィルタを備えた信号増幅回路からなる送信信号供給のための装置からなり、
電力増幅器（２）及び後段に接続された同調可能フィルタ（４）を備えた信号増幅回路からなる少なくとも１つの更なる送信信号供給のための装置が提供され、該装置各々が該信号増幅回路の各出力部で接続され、該電力増幅器（２）の前段にデジタル予歪装置（６）が接続されていることを特徴とする送受信機。
【請求項２】
請求項１記載の送受信機において、該信号増幅回路各々の出力部がハイブリッドコンバイナ（９）又は星形接続（９´）を介して相互接続された送受信機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の送受信機であって、該信号増幅回路の後段に接続された広帯域フィルタ（１０）を備えた送受信機。
【請求項４】
請求項１から３いずれか一項に記載の送受信機において、該同調可能フィルタ（４）の所定の通過帯域周波数特性の設定値をテーブルに記憶する送受信機。
【請求項５】
請求項１から４いずれか一項に記載の送受信機において、所定の通過帯域周波数に該フィルタ（４）が電気的または電磁的設定エレメントによって調整される送受信機。
【請求項６】
請求項１から３いずれか一項に記載の送受信機において、該フィルタ（４）が最小戻りパワーに応答して調整される送受信機。
【請求項７】
請求項１記載の送受信機において、該予歪装置（６）の適応調整がチャネル選択性フィルタ（４）の出力信号を用いて実施される送受信機。
【請求項８】
請求項１又は７記載の送受信機において、開制御ループの形成によって、チャネル選択性フィルタ（４）の出力信号を抽出することができ、送信信号の目標値と実測値の比較を実施するため、復調（８）後に装置（７）を介して抽出された出力信号を該予歪装置（６）に送ることができる送受信機。
【請求項９】
請求項１から８いずれか一項に記載の送受信機において、各同調可能フィルタ（４）が狭帯域同調可能フィルタである送受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本出願は、伝送システム、特に移動体無線システムにおける送信電力を制御する方法および装置、ならびにそれに適合した送受信機装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体無線システムでは、送受信機装置は、基地局（ＢＴＳ）のキャビネットに収容されている。こうした基地局は通常、セクタと呼ばれる複数のセルに分割され、１つの基地局は通常３つのセクタをカバーする。使用する通信ネットワークに応じて、セルまたはセクタごとに複数の搬送波が情報伝送に使用できる。例えば、ＵＭＴＳベースのネットワーク（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）、すなわち第３世代移動体無線ネットワークでは、セルごとに最大３つの搬送波がある。
【０００３】
セルごとに複数の搬送波周波数が使用できる場合、様々な送信装置の送信信号は最初に、「ハイブリッド・コンバイナ」によって従来の方法で組み合されて、１つの出力信号を形成し、次いでそれが共通アンテナに送られる。１つのセル内でダイバーシチ・モードで動作するためには、搬送波ごとに基本的に２つのアンテナが必要であり、それらのアンテナは通常、送信と受信を行えるように設計されている。しかし、１つのアンテナによって送信と受信を確実に行うには、送信と受信の周波数帯域を分離するための「送受切換器」がさらに必要である。したがって従来は、１つのハイブリッド・コンバイナ、より具体的には１つの基地局の１つの送受切換器で、使用可能な周波数範囲全体をカバーしており、すなわち、これはＵＭＴＳシステムでは、ヨーロッパでは約６０ＭＨｚの周波数範囲となる。
【０００４】
しかし周波数帯の内側（帯域内）と外側（帯域外）の阻止帯減衰に対する限界は、国際規格によって指定されている。具体的には、ＵＭＴＳ周波数帯域での帯域内限界は、放出される干渉に関して厳しい要件を課す。こうした国際規格、具体的にはＵＭＴＳシステムの場合の３ＧＰＰなどでは、異なるネットワーク運用者間で内部周波数の再分割を定めていない。したがって、それに対応して、現在の基地局で使用されている送信増幅器およびフィルタは、使用可能な周波数帯域全体をカバーするように設計されている。したがって、現在の広帯域の実装形態では、規定された限界を固守することができるように、対応するシステムのパラメータが、送信増幅器およびフィルタにおいてクリティカルな要件を満たさなければならず、その結果、製造コストおよび運転コストが増大する。
【０００５】
ネットワーク運用者が、特定の周波数帯域内で、ＧＭＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、ＵＭＴＳ、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）など複数の移動体無線規格にわたってネットワークを運用するので、付随する産業上および生態上の欠点はますます重大になる。広帯域ＵＭＴＳ送信信号用の送信装置ばかりでなく、狭帯域ＧＳＭ送信信号用の送信装置も実現しなければならない。ＧＳＭベースのネットワークでも、この目的で、送受切換器が、送信帯域と受信帯域を分離するために、それ自体が周知の方式で、複数の送信信号を組み合わせるために周波数範囲全体にわたって同調することができるフィルタを備えた「フィルタ・コンバイナ」とともに使用される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の一目的は、現況技術の前述の問題を回避しながら、特に効率を向上させ、電力消費量を削減しつつ、放出される干渉に対する事前定義可能な要件の範囲内で、送信電力の、改善された特に動的な制御を保証する方法を示すことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、請求項１、２、および１２の特徴を有する方法、装置、および送受信機装置によってこの目的を実現する。
【０００８】
従属請求項に、有利なおよび／または好ましい実施形態、あるいはさらなる発展形態を記載する。
【０００９】
本発明によれば、増幅された送信信号のフィルタリングを、より狭い帯域の同調可能前置フィルタと広帯域の後置フィルタの間で分割することが実現される。したがって、この前置フィルタが、周波数帯域内の望ましくないエミッションを抑えることができ、後置フィルタが、遠隔（ｆａｒ−ｏｆｆ）選択性、および必要ならば送信帯域と受信帯域の分離を抑えることができる。さらに、この２つのフィルタは互いに独立に製造することができ、カスタマイズする必要はない。
【００１０】
この目的のため、伝送システム、特に移動体無線システムにおける送信電力を制御する装置を提案する。この装置は、電力増幅器および下流の同調可能フィルタを備える単一増幅回路を備える。
【００１１】
単一増幅回路内に同調可能フィルタを設けることにより、効率がかなり高く、電力消費量が少なく、したがってコストが低下したチャネル選択性増幅器を実施することができる。さらに、本発明による装置は、大量生産に適しており、したがって製造コストを大幅に削減することができる。
【００１２】
さらに、この同調可能フィルタは、他の信号増幅器の、出力から到来し、同じアンテナに作用し、相互変調を発生する恐れのある信号から電力増幅器を保護し、その結果として、電力増幅器の出力端に配置されたサーキュレータに対する要件が大幅に緩和される。
【００１３】
さらに効率を高め、「スプリアス・エミッション」と呼ばれる干渉信号に関して、環境への影響を最小限にとどめながら送信信号の本質的に線形の増幅を確実に行うために、本発明の好ましい実施形態によれば、電力増幅器の上流にデジタル予歪装置を接続することが実現される。
【００１４】
予歪装置が適応装置として適切に設計されている場合、同調可能フィルタの、普通なら周波数に依存する透過曲線が、信号増幅回路の出力端で抽出された信号のフィードバックによって補償でき、したがって伝送曲線の平坦性要件を緩和することができる。
【００１５】
実際の設計では、この目的のために、抽出された信号を、復調後に相関器装置を介して予歪装置に送って、送信信号の設定値と実際値の比較を実施することが実現される。さらに、デジタル予歪装置の処理用帯域幅を有利な形で大幅に低減することができ、それによってコストが削減される。
【００１６】
他の好ましい実施形態では、電力増幅器および同調可能フィルタは、ハウジング内に収容され、それによって出力送信電力と下流のフィルタリングとの間の短い接続経路を介した周波数関連付け（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）が保証される。したがって、電力損失およびケーブルのコストを最小限に抑えることができ、適応の問題を本質的に排除することができる。
【００１７】
好ましい実施形態によれば、同調可能フィルタの周波数依存設定値は、それ自体が周知の方式で必要な通過帯域に従ってアドレス指定することができるタイプのテーブルに組み込むことができ、適切なさらなる発展形態では、このフィルタは、電気的および／または電磁気的設定エレメントを介して単純な方式で調整することができる。
【００１８】
代替実施形態では、同調可能フィルタを、最小戻りパワーに応答して調整することが実現され、そのため特にエージングおよび／または温度の変動による公差を補償することができ、それによって本質的により有効で長期間の全体的有用性が保証される。
【００１９】
したがって、本発明による解決策により、電力増幅器の効率が確実に全体的に向上し、その結果、従来のフィードフォワード増幅器と比べて、電力損失が低減し、スペースが縮小する。さらに、フィルタリングを分割することによって、製造コストおよび特に調達コストを削減することができる。
【００２０】
特に適切な実施形態によれば、本発明による装置は、複数の送信信号を一緒に共通アンテナにスイッチし、基地局内、特にＵＭＴＳベースのネットワークの基地局内に好ましい方式で配設される、送受信機装置の一部となる。
本発明を、実例により２つの好ましい実施形態および添付図面を参照して以下に詳細に説明する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
最初に、図１を以下に参照する。この図は、ハイブリッド・コンバイナ送受切換器構成を介してアンテナに作用する、本発明による、送信電力を制御する２つの装置を備えた送受信機装置の簡略化した構成図である。この実施形態によれば、送受信機装置は、ＵＭＴＳベースの移動体無線システムの基地局内に組み込まれる、図１に示した２つの装置は、それぞれチャネル選択性信号増幅器回路を有し、互いに対応する。したがって、一方の制御装置に関する以下の説明は、並列接続された第２の装置にも適宜当てはまる。
【００２２】
図１によれば、チャネル選択性信号増幅回路は、電力増幅器２および電力増幅器２の下流に接続された同調可能フィルタ４を備え、共にハウジング１内に配置される。電力増幅器２およびフィルタ４は、サーキュレータ３を介して相互接続される。さらにフィルタ４を調整するために、調整回路５が、この分野の当業者にはそれ自体が周知の方式で、戻りパワーを最小限にして必要な通過帯域周波数を設定することができるように、サーキュレータ３およびフィルタ４に接続される。このタイプの調整は、特にエージングおよび／または環境の影響、例えば周囲温度による公差を補償することができるので、好ましいと考えられる。
【００２３】
まず、電流増幅器２の下流に接続されたデジタル適応予歪段６が、送信すべきユーザ／制御データが中に埋め込まれた、ベースバンド処理ユニット（図示せず）からくる信号Ｓを転送する。
【００２４】
さらに信号増幅回路は、相関器装置７を有し、そこに信号Ｓが同様に送られる。さらにフィルタ４の出力に存在する無線周波数出力信号が、開制御ループによって抽出され、復調装置８および相関ユニット７を介して送達される。相関装置７の出力信号が、デジタル予歪段６にフィードバックされる。
【００２５】
フィルタ４の出力に存在する信号はさらに、第２の信号増幅回路（図示せず）の対応する出力信号とともに、ハイブリッド・コンバイナ９および送受切換器１０を介して共通アンテナ１１にスイッチされる。広帯域デュプレックス・フィルタ１０は、当該の送信システムに対して具体的に許される、送信周波数帯域内の全周波数範囲を基本的に転送し、当業者に周知の方式で、許される周波数帯域の外側の望ましくない放出された干渉の抑制、および送信器と受信器の分離を保証する。組み合された受信信号を分割するために、受信帯域は、送受切換器１０から増幅器１２および分割ユニット１３にスイッチされる。
【００２６】
本発明による信号増幅回路の動作モードは、基本的に以下の通りである。
最初に、ベースバンド信号処理ユニット（図示せず）を介して到着した、ユーザ／制御データを含む信号Ｓは、適応予歪ユニット６に送られ、その予歪曲線は、設定信号Ｓと抽出され復調された実際の信号との相関によって適応的に調整される。したがって、フィルタ４の従来は周波数に依存した伝送曲線は、適応予歪段ですでに補償することができ、それによってチャネル選択に使用される同調可能フィルタ４の伝送曲線の平坦性に対する要件が緩和される。したがって、変調された無線周波数信号の識別または選択の大幅な改善が、デュプレックス・フィルタ１０とは違ってより狭い帯域設計になっているフィルタ４および予歪ユニット６によって実現できる。
【００２７】
さらに波高率およびフィルタリングに対する要件が緩和でき、その結果、電力増幅器２における信号Ｓの基本的に線形の増幅が実現され、同時に「スプリアス・エミッション」と呼ばれる干渉信号が、本質的に環境に影響を与えないようになる。
【００２８】
さらに、開制御ループを用いて、無線出力信号から回復されたベースバンド信号のフィードバックにより、予歪ユニット６の処理用帯域幅が低減できる。
したがって、通常なら隣接する±２チャンネル中の干渉の低減が必要である場合、または一方のチャネルの帯域幅が例えば５ＭＨｚである場合、２５ＭＨｚの処理帯域幅が必要となる。同調可能フィルタ４を設定した後に、隣接する外側のチャネルに対して阻止帯効果が働くように、すなわち隣接する外側のチャネルがフィルタされるように、後置フィルタリングを設計する場合、適応予歪ユニット６の処理帯域幅を例えば±１チャネルに低減することができ、その結果、適応予歪ユニット６の処理帯域幅は１５ＭＨｚに減少する。
【００２９】
さらに、下流のチャネル選択性フィルタ４の阻止帯効果により、出力増幅器２は、他の出力増幅器の出力から到着し、同じアンテナ（１１）に作用し相互変調を発生する恐れのある信号から保護され、それによって電力増幅器２の出力端にあるサーキュレータ３に対する要件がさらに緩和される。
【００３０】
電力増幅器２と同調可能フィルタ４を共通のハウジング１内に配置したことにより、さらに電力増幅器２とフィルタ４の間の周波数関連付けが保証される。さらに、それに関連して電力増幅器２の出力端とフィルタ４の入力端の間の接続経路が短いために、電力損失、適応の問題、および両装置間のケーブルのコストも最小限に抑えることができる。
【００３１】
フィルタ４の設計については、使用するフィルタの極位置の数は、特定の周波数範囲内における無線周波数信号の阻止帯減衰に対する要件に本質的に依存する。しかし、同調可能フィルタ内のフィルタリングが、中程度、すなわち例えば２チャンネル間隔の場合に２０ｄＢであり、通常ほんの少数、例えば２つのフィルタ極しか有しないと想定することができる。フィルタ４の電力損失、特に熱損失を最小限に抑えるために、高性能のフィルタ、例えばセラミックおよび／または銀被覆金属を有する空胴フィルタを使用するようにする。
【００３２】
フィルタリングを狭帯域同調可能フィルタ４と広帯域外部フィルタの間で分割したことにより、この実施形態では、デュプレックス・フィルタ１０、すなわち２つのフィルタ・ユニットを互いに独立に製造することができ、カスタマイズする必要はない。同調可能フィルタ４は、望ましくない帯域内エミッションを抑制するために設けられ、デュプレックス・フィルタ１０は、送信器と受信器を分離し、遠隔選択のため、および許可された帯域の外側での放出される干渉を抑制するために設けられ、その結果、デュプレックス・フィルタ１０に対するフィルタ要件は非常に厳しいものになる。
【００３３】
一方、信号はチャネル選択性フィルタ４により事前にフィルタされるので、デュプレックス・フィルタ１０には、ＵＭＴＳ周波数帯域内における阻止帯の減衰に関する要件は課されなくなる。両方のフィルタ、すなわち同調可能前置フィルタ４と広帯域フィルタ１０は、周波数範囲全体をカバーすることができるように適切に設計される。
【００３４】
チャネル・フィルタされた複数の無線周波数信号が一緒に１つのアンテナにスイッチされる場合、図１に示すように、こうした信号を、それ自体が周知のハイブリッド・コンバイナ９によって合成することができる。
【００３５】
図２は図１と同様の回路構成を示しており、したがって、同様のまたは同様に動作するエレメントは、同じ参照記号で示し、したがってさらには説明しない。この図２に示す実施形態によれば、チャネル・フィルタされた複数の無線周波数信号を合成するために、例えば図１によるハイブリッド・コンバイナの代わりに星形接続９’を使用することもできる。図１に示した、本質的に常に約３ｄＢの電力損失を引き起こすハイブリッド・コンバイナ９による組合せと比較すると、星形接続９’による組合せではこの電力損失を約２．５ｄＢまで低減することができる。これが可能になるのは、同調可能フィルタ４が、定義された通過帯域範囲の外側で高いインピーダンスを有し、したがって選択された通過帯域周波数の外側でブロッキング効果を有するからである。したがって相互接続された送信機の異なる送信周波数が、他のそれぞれのフィルタの出力に負荷を与えない。同様に、図２による実施形態では、共通アンテナ１１を経由する送信器と受信器の信号を合成するために、デュプレックス・フィルタ１０の中間接続が必要となる。
【００３６】
本発明は、さらに必要な通過帯域周波数によってアドレス指定することができるメモリまたはテーブルに、同調可能フィルタ４を調整するための周波数依存設定値を記憶する実施形態を含む。フィルタ４はさらに、単純で、したがって低コストの設計で、電気的または電磁気的設定エレメントによって調整することができる。最後に、本発明の応用分野は、ＵＭＴＳベースのシステムだけに限定されるものでなく、対応するやり方で、他の規格、特にＧＳＭおよび／かつＴＤＭＡに準拠する伝送システムにも適用することができる。さらに本発明は、異なる規格の組合せも包含する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッド・コンバイナを使って、２つの増幅された出力信号電力を一緒に１つのアンテナにスイッチする、本発明の第１の実施形態を示す図である。
【図２】図１に類似するが、組み合せのためにハイブリッド・コンバイナの代わりに星形接続を使用した実施形態を示す図である。
【図１】
0004011390.tif 000002
【図２】
0004011390.tif 000003