(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接無線チャンネルでの好ましくない干渉の発生を回避するように、電圧制御発振器とフェーズロックループと電力増幅器とで構成される無線送信装置を初期化する方法において、
上記電圧制御発振器を動作可能化するステップと、
高速安定化を与えるために上記フェーズロックループを狭帯域幅から広帯域幅に切り替えるステップと、
上記フェーズロックループが安定化した後に、上記フェーズロックループを上記広帯域幅から上記狭帯域幅に一時的に切り替え、その後狭モードループフィルタ容量での充電状態を修正するように上記広帯域幅に戻すようにするステップと、
上記電力増幅器を最終電力レベルに滑らかに傾斜上昇動作させるステップと、
上記電力増幅器が実質的に上記最終電力レベルに達した後に上記フェーズロックループを上記広帯域幅から上記狭帯域幅に切り替え、その際に所望値からの周波数の一時的な周回が上記ループフィルタコンデンザを変更することによって実質的に減少されるようにするステップと、
を具備する方法。
【請求項２】
隣接無線チャンネルでの好ましくない干渉が回避されるようにした無線通信チャンネル内でチャンネルを変更する方法において、
送信装置内のフェーズロックループを狭帯域幅から広帯域幅に切り替えるステップと、
ある確立レベル以下の出力電力に電力増幅器を傾斜オフ動作させるステップと、
上記送信装置の制御ライン電圧を新たなチャンネルに対応する電圧に変更するステップと、
狭モードループフィルタ容量での充電状態を修正するように上記フェーズロックループを上記広帯域幅から上記狭帯域幅に切り替えるステップと、
上記フェーズロックループを上記狭帯域幅から上記広帯域幅に切り替えるステップと、
上記電力増幅器を最終電力レベルに傾斜オン動作させるステップと、
上記フェーズロックループを上記広帯域幅から上記狭帯域幅に切り替えるステップと、
を具備する方法。
【請求項３】
隣接無線チャンネルでの好ましくない干渉が回避されるようにした無線通信チャンネル内でチャンネルを変更する装置において、
送信装置内のフェーズロックループを狭帯域幅から広帯域幅に切り替える手段と、
ある確立レベル以下の出力電力に電力増幅器を傾斜オフ動作させる手段と、
上記送信装置の制御ライン電圧を新たなチャンネルに対応する電圧に変更する手段と、
狭モードループフィルタ容量での充電状態を修正するように上記フェーズロックループを上記広帯域幅から上記狭帯域幅に切り替える手段と、
上記フェーズロックループを上記狭帯域幅から上記広帯域幅に切り替える手段と、
上記電力増幅器を最終電力レベルに傾斜オン動作させる手段と、
上記フェーズロックループを上記広帯域幅から上記狭帯域幅に切り替える手段と、
を具備する装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、上記フェーズロックループは２つの極を含む低域フィルタを含むようにされた装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置において、上記切替手段は上記フェーズロックループが上記狭帯域幅モードで動作する時に第２の極を上記低域フィルタに組み入れるように切り替えるトランジスタであるような装置。
【請求項６】
請求項４記載の装置において、上記切替手段は上記フェーズロックループが上記広帯域幅モードで動作する時に第２の極を上記低域フィルタから取り外すように切り替えるトランジスタであるような装置。
【請求項７】
請求項５記載の装置において、上記フェーズロックループは、このフェーズロックループが帯域幅モード間を切り替えられる時に生じる周波数キックを減少するように上記トランジスタへの帯域幅制御信号を濾波する第２の低域フィルタを更に具備する装置。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明はフェーズロックループ回路並びに間欠無線送信装置の送信機回路に関し、より詳細には隣接チャンネルでの好ましくない干渉の発生を回避するように送信機のオン／オフの切替のシーケンス化に関する。
発明の背景
フェーズロックループは、典型的に位相検出器、フィルタおよび電圧制御発振器を含んだ周知の回路である。安定な入力信号すなわち基準信号が位相検出器に与えられ、この位相検出器はこの入力信号を電圧制御発振器の出力と比較する。位相検出器の出力信号は入力信号と電圧制御発振器の出力信号との間の位相差を表す。位相検出器の出力信号は濾波される。次いで、この出力信号は電圧制御発振器を制御するための誤差信号として使用され、それによって電圧制御発振器の周波数を周波数を安定な入力信号の周波数に追従させるようにする。
通信システムにおいては、フェーズロックループは送信信号を発生するために使用されている。図１に示されているように、フェーズロックループ１０は３つの基本的な構成要素、すなわち位相検出器１２とループフィルタ１４と電圧制御発振器（ＶＣＯ）１６との組合せによって表されることができ、その際にループフィルタ１４は位相検出器１２の出力信号とＶＣＯ１６の制御入力とに結合される。位相検出器１２は周期的入力信号の位相すなわち基準周波数をＶＣＯ１６によって作られる信号の位相と比較する。位相検出器１２によって発生される差電圧信号は２つの入力信号間の位相差の度合である。この差電圧信号はループフィルタ１４によって濾波され、その後ＶＣＯ１６に与える制御電圧が作られる。この例において、ループフィルタ１４は抵抗Ｒ1とコンデンサＣ1およびＣ2で構成される。ＶＣＯ１６への制御電圧の付与は入力信号および基準源間の位相差を減少する方向へＶＣＯ１６によって作られる出力信号の周波数を変化させる。
フェーズロックループ（ＰＬＬ）の全体の伝達関数は入力位相／周波数誤差によるシステムの応答を決定する。入力誤差へのシステム応答の２つの重要な性能の測度はロック時間とオーバシュートである。ロック時間はＰＬＬが誤差入力に対し正しい周波数のある確立された値内で安定化するために必要な時間として定められる。ロック時間は主としてＰＬＬ伝達関数帯域幅および制動係数の関数である。一般的に、一定の制動係数に対しては、ループ帯域幅が広くなれば広くなるほど、誤差入力に対するシステム応答は早くなり、ロック時間は短くなる。オーバーシュートは、システムの出力応答が誤差入力により所望の応答を越える量として定められる。オーバーシュートは主にＰＬＬの制動係数の関数である。一般的に、制動係数が大きくなればなるほど、誤差入力によるシステムのオーバーシュートは小さくなる。伝達関数帯域幅と制動係数は主にループフィルタ素子Ｒ1、Ｃ1およびＣ2によって決定される。
無線通信システムにおいて、無線周波数発振器は送信信号を発生し、これは図２に示されるように送信電力増幅器によって増幅される。発振器周波数は、情報信号との周波数変調の付与を含むことができるフェーズロックループによって所望の値に制御される。しかしながら、送信機が送信を開始する時には、２つの矛盾する要求が生じる。最初に、フェーズロックループが情報信号との周波数変調を含む場合には、伝達関数帯域幅は情報信号に含まれる最低周波数よりも低くなくてはならず、そうでなければ、フェーズロックループは情報信号を誤差入力として扱い、それを修正し、所望される変調を実際上取り除いてしまう。従って、ループ帯域幅は、フェーズロックループが周波数変調を含む必要がある場合には狭くなければならない。第２に、発振器が所望の周波数に安定化した後に送信機電力増幅器がオンあるいはオフにされる場合に、動作している発振器は電力増幅器の負荷の突然の変化のため一時的に誤った周波数に引っ張られてしまう。送信機電力増幅器がオン／オフになることによって生じるオーバーシュートおよび安定化時間の大きさは、狭い伝達関数帯域幅を有するシステムに対しては、より広い伝達関数帯域幅と高い制動係数とを有する等価なシステムと較べた時に極めて大きくなる。このことは、不正確な周波数で動作している発振器が隣接無線チャンネルと干渉する可能性があることから大きな問題となってしまう。更に、連邦通信委員会はセルラオペレータが一時的であろうともその割り当てられた周波数帯域の外側で送信を行なうことはできないという規約を定めている。従って、隣接チャンネルでの好ましくない干渉の発生を回避するように送信機および／またはフェーズロックループの動作を制御する方法および装置の必要性が存在する。
発明の概要
本発明の１つの目的は、隣接無線チャンネルでの好ましくない干渉の発生を回避するように無線送信装置を初期化する方法および装置を与えることによって上述した欠点を解決することである。
本発明の一実施例によれば、隣接無線チャンネルでの好ましくない干渉の発生を回避するように、電圧制御発振器とフェーズロックループと電力増幅器とを備えた無線送信装置を初期化する方法が開示される。最初に、電圧制御発振器が動作可能な状態にされ、フェーズロックループがより高速な安定化時間とオーバーシュートの減少とを与えるために狭帯域幅モードから広帯域幅モードに切り替えられる。次いで、電力増幅器が最終電力レベルに滑らかに傾斜上昇動作される。最後に、電力増幅器が実質的に最終電力レベルに達した後にフェーズロックループが広帯域幅モードから狭帯域幅モードに切り替えられる。
本発明の他の実施例によれば、隣接無線チャンネルでの好ましくない干渉の発生を回避するように、電圧制御発振器とフェーズロックループと電力増幅器とを備えた無線送信装置を初期化する方法が開示される。最初に、電圧制御発振器が動作可能な状態にされ、フェーズロックループがより高速な安定化時間とオーバーシュートの減少を与えるために狭帯域幅モードから広帯域幅モードに切り替えられる。フェーズロックループが安定化した後に、フェーズロックループは広帯域幅モードから狭帯域幅モードに一時的に切り替えられ、次いで狭帯域ループフィルタコンデンサを変更するように広帯域幅モードに再度戻される。次いで、電力増幅器が最終電力レベルに傾斜上昇動作される。最後に、電力増幅器が実質的に最終電力レベルに達した後にフェーズロックループが広帯域幅モードから狭帯域幅モードに切り替えられ、その際に所望の値からの一時的な周回周波数は狭帯域ループフィルタコンデンサを変更することによって実質的に減少される。
本発明の他の実施例によれば、隣接チャンネルでの好ましくない干渉が回避されるような無線通信システム内でチャンネルを変更する方法が開示される。最初に、送信装置内のフェーズロックループが狭帯域幅から広帯域幅に切り替えられる。電力増幅器がある確立レベル以下の出力電力に傾斜動作される。次いで、送信装置の制御ライン電圧が新たなチャンネルに対応する電圧に変更される。次いで、フェーズロックループが狭モードフィルタ容量での充電状態を修正するように広帯域幅から狭帯域幅に切り替えられる。フェーズロックループが狭帯域幅から広帯域幅に切り替えられ、電力増幅器が最終電力レベルに傾斜オン動作される。最後に、フェーズロックループが広帯域幅から狭帯域幅に切り替えられる。
【図面の簡単な説明】
本発明のこれらおよび他の特徴並びに長所は図面に関連して以下の記載の説明を読めば当業者に明白となることであろう。
図１は既知のフェーズロックループを示す。
図２は無線送信装置を示す。
図３は本発明の一実施例によるフェーズロックループを示す。
図４は本発明の一実施例を示すフローチャートである。
図５は本発明の他の実施例を示すフローチャートである。
図６は本発明の他の実施例を示すフローチャートである。
図７は本発明の一実施例による周波数／時間平面を示す。
図８は本発明の一実施例によるチャンネル切替シーケンスを示すフローチャートである。
好適実施例の詳細な説明
図３は本発明の一実施例によるフェーズロックループを示す。このフェーズロックループは位相検出器３０と電圧制御発振器３２とループフィルタ３４とからなることができる。位相検出器は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）の出力信号と比較される安定な入力信号を受け入れる。位相検出器の出力信号はその入力信号とＶＣＯの出力信号との間の位相差を表す。位相検出器の出力信号は低域ループフィルタによって濾波され、次いでＶＣＯを制御するための誤差信号として使用され、それによりＶＣＯの周波数は安定な入力の周波数に追従するようにされる。
ループフィルタはその最も簡単な形態では、抵抗Ｒ1とコンデンサＣ1とで構成される単極低域フィルタからなる。しかしながら、この実施例においては、低域フィルタは抵抗Ｒ2とコンデンサＣ2で構成される第２の極を更に含んでおり、これはトランジスタ（Ｔ1）によってフィルタに組み入れられるか、それから取り外されるように切り替えられることができる。この構成により、フェーズロックループの動作は広帯域幅あるいは狭帯域幅のどちらかとなる。フェーズロックループを狭帯域幅モードで動作させるために、低域ループフィルタの帯域幅は小さくなければならず、これには全体のループフィルタ容量を大きくする必要がある。並列の２つのコンデンサの全体の容量は２つの容量値の和であるから、第２の極が動作可能化される時すなわちトランジスタＴ1がオンの時にはフェーズロックループは狭帯域幅モードとなる。トランジスタＴ1がオフの時には、構成要素Ｒ2およびＣ2は低域フィルタの動作には関与せず、このため全体の容量が低くなって低域フィルタの帯域幅が大きくなり、この結果フェーズロックループは広帯域幅モードとなる。
抵抗ＲSとコンデンサＣSとで構成される第２の低域フィルタは１つの帯域幅モードから他への遷移が急峻にならないようにトランジスタＴ1への帯域幅制御信号を濾波するために使用されることができ、それによりその遷移によって生じてしまうような周波数キックが減少される。
ここで、図４を参照して無線送信装置を初期化する方法を説明する。上で述べたように、無線送信装置は電圧制御発振器とフェーズロックループと電力増幅器とで構成される。送信を開始することができる前に、電圧制御発振器はステップＳ１０で動作可能にされ、フェーズロックループは、図３に示されたようにトランジスタＴ1を論理低状態にすることにより、ステップＳ１１で低帯域幅から広帯域幅に切り替えられる。送信電力増幅器をオン／オフにすることによって生じるオーバーシュートおよび安定化時間の大きさは狭帯域幅を有するシステムに対しては、より広い帯域幅と大きな制動係数を有する等価なシステムと比較する時には極めて大きくなるために、フェーズロックループは広帯域モードに切り替えられるのである。次いで、ステップＳ１４で電力増幅器は最終電力レベルに滑らかに傾斜オン動作される。電力増幅器は、フェーズロックループがこの傾斜上昇に追従して信号の暴れをうまく小さく押えることができるように単純にオンにせずに傾斜オン動作される。ステップＳ１６で、電力増幅器が実質的に最終電力レベルに達したことが決定された後に、フェーズロックループはステップＳ１８で広帯域幅モードから狭帯域幅モードに切り替えられる。このようにして、電力増幅器をオンにしかつフェーズロックループを正しい帯域幅すなわち狭帯域幅にして、ステップＳ２０で送信信号の変調を開始することができる。
しかしながら、ループフィルタ帯域幅を広帯域幅モードから狭帯域幅モードに切り替える時に付加的な周波数グリッチが生じる可能性がある。ループフィルタが広帯域幅モードにある時に抵抗Ｒ2およびコンデンサＣ2からなる低周波数の極が開回路のままであるために、この周波数グリッチが生じるのである。このため、位相検出器がループフィルタでの充電量を調節してＶＣＯを適切な周波数に合わせる際に、コンデンサＣ2が新たな充電を受けずに不正確な前の充電状態のままになっている。従って、抵抗Ｒ2およびコンデンサＣ2を回路に戻すことによってループフィルタ狭帯域幅モードに戻るように切り替えられる時に、ＶＣＯの出力周波数はループフィルタが広帯域幅モードに切り替えられた時にそれが動作していた周波数の方向に引き戻される。
送信機出力周波数のこのグリッチは図５に示される本発明の以下の実施例で解消される。最初に、ステップＳ３０でＶＣＯが動作可能化される。ＶＣＯが動作可能化された後に、ステップＳ３２で、フェーズロックループが迅速に安定化するようにフェーズロックループは狭帯域幅モードから広帯域幅モードに切り替えられる。ステップＳ３４で、フェーズロックループが安定化したことが決定された後に、フェーズロックループは狭帯域幅モードに一時的に切り替えられ、次いでステップＳ３６で、狭帯域幅ループフィルタコンデンサに適切な充電量を与えるために広帯域幅モードに再度戻される。その後、ステップＳ３８で電力増幅器は最終電力レベルまで滑らかに傾斜上昇動作される。
ステップＳ４０で、電力増幅器が実質的にその最終電力レベルに到達したと決定された後に、フェーズロックループはステップＳ４２で広帯域幅モードから狭帯域幅モードに切り替えられる。最後に、ステップＳ４４で送信信号の変調を開始することができる。適切な充電量がコンデンサＣ2に与えられたために、ステップＳ４２でこの素子が回路に戻された時に、周波数グリッチは大きく減少され、送信装置は隣接無線チャンネルと干渉しなくなる。
また、本発明は図６に示されるように送信装置をオフにする時に隣接無線チャンネルでの好ましくない干渉を防止するためにも使用されることができる。最初に、送信装置はステップＳ５０で送信信号の変調を停止する。次いで、ステップＳ５２で、フェーズロックループは狭帯域幅モードから広帯域幅モードに切り替えられる。最後に、電力増幅器はステップＳ５４で極めて低い出力電力まで滑らかに傾斜下降動作される。フェーズロックループを広帯域幅モードに切り替えかつ電力増幅器を滑らかに傾斜下降動作することによって、送信装置がオフにされる時の隣接無線チャンネルでの好ましくない干渉の発生が回避される。
本発明の他の実施例によれば、隣接無線チャンネルでの好ましくない干渉が回避されるような無線通信システム内でチャンネルを変更する方法が開示される。本発明のこの実施例を図７および図８に関連して説明するが、これら図は送信装置をチャンネルＡから異なった周波数の第２のチャンネルすなわちチャンネルＢに変更する周波数／時間平面を示している。図７に示されるように、無線送信装置は、この無線送信装置がステップＳ６０でチャンネルＢに切替を行なうことを決定するかあるいはそれを命令される時の点“Ａ”までチャンネルＡで情報を送信している。この点で、装置は送信信号の変調を停止する。チャンネルＡからチャンネルＢに切替を行なうために、電力増幅器をオフにしなければならない。しかしながら、電力増幅器をオフにすることに先立って、フェーズロックループはステップＳ６２で１５０Ｈｚの帯域幅すなわち狭帯域幅から１０００Ｈｚの帯域幅すなわち広帯域幅に切り替えられる。ループの帯域幅が広くなればなるほどフェーズロックループが高速となりかつ外乱があればそれに影響される程度が小さくなるために、フェーズロックループは広帯域幅に切り替えられる。点“Ｂ”で、増幅器はステップＳ６４において傾斜オフ動作される。前に述べたように、電力増幅器が単純にオフにされる時に生じる恐れがある大きな周波数キックを回避するように電力増幅器は単純にオフにされずに傾斜オフ動作される。電力増幅器が傾斜オフ動作される時のラインの僅かな揺れは許容可能な周波数キック内に収まる。更にまた、信号はこの時点で変調されていないために、信号は基本的にはキャリアであり、キャリアはキャリア周波数から割り当てられた帯域幅のプラスあるいはマイナス２分の１だけ動かされることができ依然として帯域内に存在することができる。
次いで、ステップＳ６６で送信装置の制御ライン電圧がチャンネルＢのラインのものに変更される。点“Ｃ”と点“Ｄ”との間に示されるように、傾斜の縁部に僅かなオーバーシュートが存在し、これは基本的にはループ内の制動係数であるが、このオーバーシュートは点“Ｄ”までには安定化する。点“Ｄ”の後に、ステップＳ６８でフェーズロックループの帯域幅が広帯域幅モードから狭帯域幅モードに切り替えられる。正しい充電状態がコンデンサＣ2に与えられることができるようにフェーズロックループの帯域幅モードが切り替えられる。この充電状態がコンデンサＣ2に与えらている時に、制御ラインの電圧が変えられるが、究極的に点“Ｅ”までに安定化する。点“Ｄ”と点“Ｅ”との間では送信が行なわれないために、コンデンサＣ2での不正確な充電状態によって生じる周波数キックは隣接無線チャンネルと干渉しない。ステップＳ７０で、フェーズロックループは次いで点“Ｅ”および“Ｆ”間で広帯域幅モードに戻るように切り替えられ、電力増幅器はステップＳ７２で点“Ｆ”および“Ｇ”間で傾斜オン動作される。電力増幅器が傾斜オン動作されておりかつフェーズロックループが広帯域幅モードにあるために、周波数の暴れはうまく小さくされ、許容範囲内に収められる。電力増幅器が傾斜オン動作された後に、フェーズロックループはステップＳ７４において点“Ｇ”および“Ｈ”間で広帯域幅モードから狭帯域幅モードに変更され、ここでチャンネルＢでの変調および送信がステップＳ７６で開始することができる。
現在開示された実施例は全ての点で図示のためのもので制限的なものではないと信じられる。この発明の適用範囲は上の記載ではなく添付の請求の範囲によって表され、その同等の意味および範囲内に入る全ての変更はそれに包含されるものと意図される。
【図１】
0003916002.tif 000002
【図２】
0003916002.tif 000003
【図３】
0003916002.tif 000004
【図６】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
0003916002.tif 000009