(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
当該無線装置から送信すべき送信信号の送信電力を指定する送信電力指定手段と、
前記指定送信電力に基づき送信電力制御の基準値を生成する制御基準値生成手段と、
前記指定送信電力に基づき電力制御目標値を出力する目標値生成手段と、
前記送信電力の制御タイミングを規定するタイミング制御手段と、
当該無線装置の送信信号を検波した検波値と前記電力制御目標値との差分により誤差を検出する誤差検出手段と、
前記検出された誤差に所定ゲインを乗算して補正値を求めるゲイン乗算手段と、
前記補正値に基づきフィードバック制御量を生成する制御量生成手段と、
前記送信電力制御の基準値と前記フィードバック制御量に基づき、前記制御タイミングで送信電力増幅における利得を再設定して送信電力を調整する電力調整手段と、
前記送信信号の電力増幅を行う電力増幅手段と、
前記指定送信電力に応じたバイアス電圧を印加して前記電力増幅手段におけるバイアス電流を制御することにより消費電流を調整する消費電流調整手段と、
前記電力調整手段において前記送信電力制御の基準値および前記フィードバック制御量に基づく利得制御値を前記指定送信電力に応じて調整する利得調整手段を有し、前記バイアス電流の制御によって送信電力増幅における利得の変動が生じた場合にこの利得変動を補償する利得変動補償手段と、
を備えたことを特徴とする無線装置。
【請求項２】
当該無線装置から送信すべき送信信号の送信電力を指定する送信電力指定手段と、
前記指定送信電力に基づき送信電力制御の基準値を生成する制御基準値生成手段と、
前記指定送信電力に基づき電力制御目標値を出力する目標値生成手段と、
前記送信電力の制御タイミングを規定するタイミング制御手段と、
当該無線装置の送信信号を検波した検波値と前記電力制御目標値との差分により誤差を検出する誤差検出手段と、
前記検出された誤差に所定ゲインを乗算して補正値を求めるゲイン乗算手段と、
前記補正値に基づきフィードバック制御量を生成する制御量生成手段と、
前記送信電力制御の基準値と前記フィードバック制御量に基づき、前記制御タイミングで送信電力増幅における利得を再設定して送信電力を調整する電力調整手段と、
前記送信信号の電力増幅を行う電力増幅手段と、
前記指定送信電力に応じたバイアス電圧を印加して前記電力増幅手段におけるバイアス電流を制御することにより消費電流を調整する消費電流調整手段と、
前記指定送信電力に応じて利得変動補償量を生成する補償量生成手段と、前記利得変動補償量に基づき前記電力調整手段の出力段において利得を可変する可変利得手段とを有し、前記バイアス電流の制御によって送信電力増幅における利得の変動が生じた場合にこの利得変動を補償する利得変動補償手段と、
を備えたことを特徴とする無線装置。
【請求項３】
当該無線装置から送信すべき送信信号の送信電力を指定する送信電力指定手段と、
前記指定送信電力に基づき送信電力制御の基準値を生成する制御基準値生成手段と、
前記指定送信電力に基づき電力制御目標値を出力する目標値生成手段と、
前記送信電力の制御タイミングを規定するタイミング制御手段と、
当該無線装置の送信信号を検波した検波値と前記電力制御目標値との差分により誤差を検出する誤差検出手段と、
前記検出された誤差に所定ゲインを乗算して補正値を求めるゲイン乗算手段と、
前記補正値に基づきフィードバック制御量を生成する制御量生成手段と、
前記送信電力制御の基準値と前記フィードバック制御量に基づき、前記制御タイミングで送信電力増幅における利得を再設定して送信電力を調整する電力調整手段と、
前記送信信号の電力増幅を行う電力増幅手段と、
前記指定送信電力に応じたバイアス電圧を印加して前記電力増幅手段におけるバイアス電流を制御することにより消費電流を調整する消費電流調整手段と、
前記指定送信電力に応じて利得変動補償量を生成する補償量生成手段と、前記利得変動補償量に基づき前記送信信号の信号振幅を可変する信号振幅可変手段とを有し、前記バイアス電流の制御によって送信電力増幅における利得の変動が生じた場合にこの利得変動を補償する利得変動補償手段と、
を備えたことを特徴とする無線装置。
【請求項４】
当該無線装置から送信すべき送信信号の送信電力を指定する送信電力指定ステップと、
前記指定送信電力に基づき送信電力制御の基準値を生成する制御基準値生成ステップと、
前記指定送信電力に基づき電力制御目標値を出力する目標値生成ステップと、
前記送信電力の制御タイミングを規定するタイミング制御ステップと、
当該無線装置の送信信号を検波した検波値と前記電力制御目標値との差分により誤差を検出する誤差検出ステップと、
前記検出された誤差に所定ゲインを乗算して補正値を求めるゲイン乗算ステップと、
前記補正値に基づきフィードバック制御量を生成する制御量生成ステップと、
前記送信電力制御の基準値と前記フィードバック制御量に基づき、前記制御タイミングで送信電力増幅における利得を再設定して送信電力を調整する電力調整ステップと、
前記送信信号の電力増幅を行う電力増幅ステップと、
前記指定送信電力に応じたバイアス電圧を印加して前記電力増幅ステップにおけるバイアス電流を制御することにより消費電流を調整する消費電流調整ステップと、
前記電力調整ステップにおいて前記送信電力制御の基準値および前記フィードバック制御量に基づく利得制御値を前記指定送信電力に応じて調整することにより、前記バイアス電流の制御によって送信電力増幅における利得の変動が生じた場合にこの利得変動を補償する利得変動補償ステップと、
を有することを特徴とする無線装置における送信電力制御方法。
【請求項５】
当該無線装置から送信すべき送信信号の送信電力を指定する送信電力指定ステップと、
前記指定送信電力に基づき送信電力制御の基準値を生成する制御基準値生成ステップと、
前記指定送信電力に基づき電力制御目標値を出力する目標値生成ステップと、
前記送信電力の制御タイミングを規定するタイミング制御ステップと、
当該無線装置の送信信号を検波した検波値と前記電力制御目標値との差分により誤差を検出する誤差検出ステップと、
前記検出された誤差に所定ゲインを乗算して補正値を求めるゲイン乗算ステップと、
前記補正値に基づきフィードバック制御量を生成する制御量生成ステップと、
前記送信電力制御の基準値と前記フィードバック制御量に基づき、前記制御タイミングで送信電力増幅における利得を再設定して送信電力を調整する電力調整ステップと、
前記送信信号の電力増幅を行う電力増幅ステップと、
前記指定送信電力に応じたバイアス電圧を印加して前記電力増幅ステップにおけるバイアス電流を制御することにより消費電流を調整する消費電流調整ステップと、
前記指定送信電力に応じて利得変動補償量を生成し、前記利得変動補償量に基づき前記電力調整ステップの出力において利得を可変とすることにより、前記バイアス電流の制御によって送信電力増幅における利得の変動が生じた場合にこの利得変動を補償する利得変動補償ステップと、
を有することを特徴とする無線装置における送信電力制御方法。
【請求項６】
当該無線装置から送信すべき送信信号の送信電力を指定する送信電力指定ステップと、
前記指定送信電力に基づき送信電力制御の基準値を生成する制御基準値生成ステップと、
前記指定送信電力に基づき電力制御目標値を出力する目標値生成ステップと、
前記送信電力の制御タイミングを規定するタイミング制御ステップと、
当該無線装置の送信信号を検波した検波値と前記電力制御目標値との差分により誤差を検出する誤差検出ステップと、
前記検出された誤差に所定ゲインを乗算して補正値を求めるゲイン乗算ステップと、
前記補正値に基づきフィードバック制御量を生成する制御量生成ステップと、
前記送信電力制御の基準値と前記フィードバック制御量に基づき、前記制御タイミングで送信電力増幅における利得を再設定して送信電力を調整する電力調整ステップと、
前記送信信号の電力増幅を行う電力増幅ステップと、
前記指定送信電力に応じたバイアス電圧を印加して前記電力増幅ステップにおけるバイアス電流を制御することにより消費電流を調整する消費電流調整ステップと、
前記指定送信電力に応じて利得変動補償量を生成し、前記利得変動補償量に基づき前記送信信号の信号振幅を可変とすることにより、前記バイアス電流の制御によって送信電力増幅における利得の変動が生じた場合にこの利得変動を補償する利得変動補償ステップと、
を有することを特徴とする無線装置における送信電力制御方法。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれかに記載の無線装置における送信電力制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして記憶したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機のような移動体通信を行う無線装置、無線装置における送信電力制御方法および該送信電力制御方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に用いられている携帯電話機などの移動体通信機器においては、情報伝送の際に基地局と移動局との距離に応じて自らの送信電力を制御する機能が搭載されている。複数の通信チャネルを同一周波数にて多重化する多元接続型の通信方式では、周波数利用効率を向上させるために、通信チャネル間の干渉電力量に応じて基地局に到達する信号の電力を必要かつ最小限に調節する送信電力制御は必須のものである。
【０００３】
特に、スペクトラム拡散技術を用いたＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access ：符号分割多元接続）方式の移動体通信機器においては、電力の大きな信号が小さな信号をマスクするいわゆる遠近問題が発生する可能性が高く、他への干渉を最小限に抑える必要があるため、広ダイナミックレンジ（例えば７０〜８０ｄＢ）かつ高リニアリティ（高線形性）の送信電力制御が要求されている。次世代の移動体通信システムとして現在検討されている広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）方式では、大電力時の送信電力の精度要求が高く、さらに高精度の送信電力制御が要求される。
【０００４】
上記のような無線装置のシステム運用形態において移動局が基地局に近接している場合には、送信電力制御によって移動局および基地局は送信電力を低下させることが可能であり、同時に電力増幅器の消費電流を制御することにより送信機の低消費電力化を図ることが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の無線装置にあっては、電力増幅器の消費電流制御をバイアス電流制御等によって実現しようとした場合、バイアス点変更による利得変動が生じ、システム要求条件である高リニアリティの電力制御が困難となるため、電力増幅器は固定バイアスで使用するのが一般的である。
【０００６】
したがって、高リニアリティの電力制御を実現しつつ送信機の低消費電力化を図るには、従来の無線装置では低出力時の電力増幅器の消費電流削減に限界がある。特に移動局の通話時間延長の観点から送信機の低消費電力化は大きな課題となっている。
【０００７】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、低出力時における電力増幅器の消費電流調整により機器の低消費電力化を図りつつ、必要とされる送信電力の絶対精度（電力制御目標値に対する許容誤差）を確保でき、また、広ダイナミックレンジかつ高リニアリティの送信電力制御を実現することが可能な無線装置、無線装置における送信電力制御方法および記録媒体を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明の無線装置は、当該無線装置から送信すべき送信信号の送信電力を指定する送信電力指定手段と、前記指定送信電力に基づき送信電力制御の基準値を生成する制御基準値生成手段と、前記指定送信電力に基づき電力制御目標値を出力する目標値生成手段と、前記送信電力の制御タイミングを規定するタイミング制御手段と、当該無線装置の送信信号を検波した検波値と前記電力制御目標値との差分により誤差を検出する誤差検出手段と、前記検出された誤差に所定ゲインを乗算して補正値を求めるゲイン乗算手段と、前記補正値に基づきフィードバック制御量を生成する制御量生成手段と、前記送信電力制御の基準値と前記フィードバック制御量に基づき、前記制御タイミングで送信電力増幅における利得を再設定して送信電力を調整する電力調整手段と、前記送信信号の電力増幅を行う電力増幅手段と、前記指定送信電力に応じたバイアス電圧を印加して前記電力増幅手段におけるバイアス電流を制御することにより消費電流を調整する消費電流調整手段と、前記電力調整手段において前記送信電力制御の基準値および前記フィードバック制御量に基づく利得制御値を前記指定送信電力に応じて調整する利得調整手段を有し、前記バイアス電流の制御によって送信電力増幅における利得の変動が生じた場合にこの利得変動を補償する利得変動補償手段と、を備えたものである。
【００１０】
また、本発明の無線装置は、当該無線装置から送信すべき送信信号の送信電力を指定する送信電力指定手段と、前記指定送信電力に基づき送信電力制御の基準値を生成する制御基準値生成手段と、前記指定送信電力に基づき電力制御目標値を出力する目標値生成手段と、前記送信電力の制御タイミングを規定するタイミング制御手段と、当該無線装置の送信信号を検波した検波値と前記電力制御目標値との差分により誤差を検出する誤差検出手段と、前記検出された誤差に所定ゲインを乗算して補正値を求めるゲイン乗算手段と、前記補正値に基づきフィードバック制御量を生成する制御量生成手段と、前記送信電力制御の基準値と前記フィードバック制御量に基づき、前記制御タイミングで送信電力増幅における利得を再設定して送信電力を調整する電力調整手段と、前記送信信号の電力増幅を行う電力増幅手段と、前記指定送信電力に応じたバイアス電圧を印加して前記電力増幅手段におけるバイアス電流を制御することにより消費電流を調整する消費電流調整手段と、前記指定送信電力に応じて利得変動補償量を生成する補償量生成手段と、前記利得変動補償量に基づき前記電力調整手段の出力段において利得を可変する可変利得手段とを有し、前記バイアス電流の制御によって送信電力増幅における利得の変動が生じた場合にこの利得変動を補償する利得変動補償手段と、を備えたものである。
【００１１】
また、本発明の無線装置は、当該無線装置から送信すべき送信信号の送信電力を指定する送信電力指定手段と、前記指定送信電力に基づき送信電力制御の基準値を生成する制御基準値生成手段と、前記指定送信電力に基づき電力制御目標値を出力する目標値生成手段と、前記送信電力の制御タイミングを規定するタイミング制御手段と、当該無線装置の送信信号を検波した検波値と前記電力制御目標値との差分により誤差を検出する誤差検出手段と、前記検出された誤差に所定ゲインを乗算して補正値を求めるゲイン乗算手段と、前記補正値に基づきフィードバック制御量を生成する制御量生成手段と、前記送信電力制御の基準値と前記フィードバック制御量に基づき、前記制御タイミングで送信電力増幅における利得を再設定して送信電力を調整する電力調整手段と、前記送信信号の電力増幅を行う電力増幅手段と、前記指定送信電力に応じたバイアス電圧を印加して前記電力増幅手段におけるバイアス電流を制御することにより消費電流を調整する消費電流調整手段と、前記指定送信電力に応じて利得変動補償量を生成する補償量生成手段と、前記利得変動補償量に基づき前記送信信号の信号振幅を可変する信号振幅可変手段とを有し、前記バイアス電流の制御によって送信電力増幅における利得の変動が生じた場合にこの利得変動を補償する利得変動補償手段と、を備えたものである。
【００１２】
本発明の無線装置における送信電力制御方法は、当該無線装置から送信すべき送信信号の送信電力を指定する送信電力指定ステップと、前記指定送信電力に基づき送信電力制御の基準値を生成する制御基準値生成ステップと、前記指定送信電力に基づき電力制御目標値を出力する目標値生成ステップと、前記送信電力の制御タイミングを規定するタイミング制御ステップと、当該無線装置の送信信号を検波した検波値と前記電力制御目標値との差分により誤差を検出する誤差検出ステップと、前記検出された誤差に所定ゲインを乗算して補正値を求めるゲイン乗算ステップと、前記補正値に基づきフィードバック制御量を生成する制御量生成ステップと、前記送信電力制御の基準値と前記フィードバック制御量に基づき、前記制御タイミングで送信電力増幅における利得を再設定して送信電力を調整する電力調整ステップと、前記送信信号の電力増幅を行う電力増幅ステップと、前記指定送信電力に応じたバイアス電圧を印加して前記電力増幅ステップにおけるバイアス電流を制御することにより消費電流を調整する消費電流調整ステップと、前記電力調整ステップにおいて前記送信電力制御の基準値および前記フィードバック制御量に基づく利得制御値を前記指定送信電力に応じて調整することにより、前記バイアス電流の制御によって送信電力増幅における利得の変動が生じた場合にこの利得変動を補償する利得変動補償ステップと、を有するものである。
【００１４】
また、本発明の無線装置における送信電力制御方法は、当該無線装置から送信すべき送信信号の送信電力を指定する送信電力指定ステップと、前記指定送信電力に基づき送信電力制御の基準値を生成する制御基準値生成ステップと、前記指定送信電力に基づき電力制御目標値を出力する目標値生成ステップと、前記送信電力の制御タイミングを規定するタイミング制御ステップと、当該無線装置の送信信号を検波した検波値と前記電力制御目標値との差分により誤差を検出する誤差検出ステップと、前記検出された誤差に所定ゲインを乗算して補正値を求めるゲイン乗算ステップと、前記補正値に基づきフィードバック制御量を生成する制御量生成ステップと、前記送信電力制御の基準値と前記フィードバック制御量に基づき、前記制御タイミングで送信電力増幅における利得を再設定して送信電力を調整する電力調整ステップと、前記送信信号の電力増幅を行う電力増幅ステップと、前記指定送信電力に応じたバイアス電圧を印加して前記電力増幅ステップにおけるバイアス電流を制御することにより消費電流を調整する消費電流調整ステップと、前記指定送信電力に応じて利得変動補償量を生成し、前記利得変動補償量に基づき前記電力調整ステップの出力において利得を可変とすることにより、前記バイアス電流の制御によって送信電力増幅における利得の変動が生じた場合にこの利得変動を補償する利得変動補償ステップと、を有するものである。
【００１５】
また、本発明の無線装置における送信電力制御方法は、当該無線装置から送信すべき送信信号の送信電力を指定する送信電力指定ステップと、前記指定送信電力に基づき送信電力制御の基準値を生成する制御基準値生成ステップと、前記指定送信電力に基づき電力制御目標値を出力する目標値生成ステップと、前記送信電力の制御タイミングを規定するタイミング制御ステップと、当該無線装置の送信信号を検波した検波値と前記電力制御目標値との差分により誤差を検出する誤差検出ステップと、前記検出された誤差に所定ゲインを乗算して補正値を求めるゲイン乗算ステップと、前記補正値に基づきフィードバック制御量を生成する制御量生成ステップと、前記送信電力制御の基準値と前記フィードバック制御量に基づき、前記制御タイミングで送信電力増幅における利得を再設定して送信電力を調整する電力調整ステップと、前記送信信号の電力増幅を行う電力増幅ステップと、前記指定送信電力に応じたバイアス電圧を印加して前記電力増幅ステップにおけるバイアス電流を制御することにより消費電流を調整する消費電流調整ステップと、前記指定送信電力に応じて利得変動補償量を生成し、前記利得変動補償量に基づき前記送信信号の信号振幅を可変とすることにより、前記バイアス電流の制御によって送信電力増幅における利得の変動が生じた場合にこの利得変動を補償する利得変動補償ステップと、を有するものである。
【００１６】
本発明に係るコンピュータにより読み取り可能な記録媒体は、上記いずれかに記載の無線装置における送信電力制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして記憶したものである。
【００１７】
本発明に係る無線装置、送信電力制御方法および記録媒体では、当該無線装置の送信信号を検波した検波値と、送信すべき指定送信電力で送信された時の送信信号の検波値との差分により誤差を検出し、この誤差に所定ゲインを乗算して補正値を求め、補正値に基づきフィードバック制御量を生成する。このとき、好ましくは、フィードバック制御量に基づき調整される送信電力の変化量が、指定送信電力に基づき生成した送信電力制御の基準値に基づき調整される送信電力の変化量に対して要求される許容範囲内に収まるように所定ゲインを設定する。そして、このフィードバック制御量と送信電力制御の基準値とに基づき、所定の制御タイミングで送信電力増幅における利得を再設定して送信電力を調整する。これにより、送信電力は、常に要求される変化量の許容範囲内で調整されるため、送信電力制御特性の線形性が保たれたまま、所定の送信電力の絶対精度が確保される。また、指定送信電力に応じて電力増幅手段（電力増幅ステップ）におけるバイアス電流を制御することにより消費電流を調整すると共に、このバイアス電流の制御によって生じた送信電力増幅における利得の変動を補償する。これにより、指定送信電力に応じたバイアス電流の最適化がなされ、特に送信出力電力が小さい場合に消費電流が削減されるため、低消費電力化が図られると共に、このバイアス電流制御に起因する利得変動が発生した場合にはその利得変動分が補償される。
【００１８】
また、本発明に係る無線装置、送信電力制御方法および記録媒体では、電力調整手段（電力調整ステップ）において送信電力制御の基準値およびフィードバック制御量に基づく利得制御値を指定送信電力に応じて調整することにより、バイアス電流制御によって生じる利得変動が送信出力電力に応じて適切に補償される。
【００１９】
また、本発明に係る無線装置、送信電力制御方法および記録媒体では、指定送信電力に応じて利得変動補償量を生成し、この利得変動補償量に基づき電力調整手段（電力調整ステップ）の出力において利得を可変することにより、バイアス電流制御によって生じる利得変動が送信出力電力に応じて適切に補償される。
【００２０】
また、本発明に係る無線装置、送信電力制御方法および記録媒体では、指定送信電力に応じて利得変動補償量を生成し、この利得変動補償量に基づき送信信号の信号振幅を可変することにより、バイアス電流制御によって生じる利得変動が送信出力電力に応じて適切に補償される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の無線装置、無線装置における送信電力制御方法および記録媒体の実施の形態について、［第１の実施形態］、［第２の実施形態］、［第３の実施形態］の順に図面を参照して詳細に説明する。なお、それぞれの実施形態の説明では、本発明に係る無線装置および無線装置における送信電力制御方法について詳述するが、本発明に係る記録媒体については送信電力制御方法を実行するためのプログラムを記録した記録媒体であることから、その説明は以下の送信電力制御方法の説明に含まれるものである。
【００２２】
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態に係る無線装置の送信電力制御部を中心とした構成を示す構成図である。本実施形態の無線装置は、例えばセルラー通信システムの基地局あるいは移動局を構成する移動体通信機器等に設けられ、伝送情報を含む信号を電力増幅して通信相手に対して送信を行うものである。本実施形態では移動局を具体的に採り上げ、該移動局における無線装置の送信電力制御について説明するが、これに限定されることなく、例えば基地局に適用することも可能である。
【００２３】
図１において、本実施形態の無線装置は、基本的な送信系として、伝送情報を含む送信信号を変調する信号変調部１１と、送信信号の送信電力増幅利得を可変制御する可変利得回路（ＡＧＣ）１２と、前記変調した送信信号を電力増幅して出力する電力増幅器１３と、前記電力増幅した送信電力の出力の一部を取り出す方向性結合器１４と、前記電力増幅した送信信号を放射する送信アンテナ１５を有している。
【００２４】
また同図において、本実施形態の無線装置は、送信電力精度補償に関する送信電力制御を行うためのフィードバックループを形成する第１の制御系を備えており、該第１の制御系として、送信電力指定部１６、制御基準値生成部１８、目標値生成部１９、検波器２０、誤差検出部２１、ループゲイン設定部２２、ループゲイン乗算部２３、フィードバック制御量生成部２４、制御変数加算部２５、タイミング制御部２７およびラッチ２８を有している。
【００２５】
さらに同図において、本実施形態の無線装置は、低出力時に電力増幅器のバイアスを制御することにより低消費電力化を図るための第２の制御系を備えており、該第２の制御系として、バイアス電圧生成部１７および利得変動補償部２６を有している。
【００２６】
送信電力指定部１６は特許請求の範囲にいう送信電力指定手段に該当し、基地局から送られる送信電力制御用データなどを基に送信すべき電力制御目標となる送信電力指定情報Ａを出力する。また、タイミング制御部２７はタイミング制御手段に該当し、送信電力の制御タイミングを規定すべく１回のフィードバック制御（以下、１制御ステップと称する）のタイミング制御信号を生成する。また、制御基準値生成部１８は制御基準値生成手段に該当し、送信電力指定部１６からの送信電力指定情報Ａを受けて送信電力制御の基準値Ｂを生成する。つまり、送信電力制御基準値Ｂは１回のフィードバック制御で可変利得回路１２に供給する制御信号の基準値である。
【００２７】
また、目標値生成部１９、検波器２０および誤差検出部２１は誤差検出手段に該当し、方向性結合器１４の出力を検波器２０によって検波した検波値Ｄと、目標値生成部１９によって生成された送信電力指定情報Ａに基づく誤差検出用の電力制御目標値Ｃとの差分を誤差検出部２１によって求め、送信電力誤差Ｅを検出するものである。なお、電力制御目標値Ｃは、制御目標となる指定送信電力によって送信された時の送信信号の検波値であり、予め指定送信電力毎に測定された検波値をテーブル等で目標値生成部１９内に保持しておき、送信電力指定情報Ａに基づき該テーブルを参照することにより対応する検波値が出力される。
【００２８】
また、ループゲイン設定部２２およびループゲイン乗算部２３はゲイン乗算手段に該当し、ループゲイン設定部２２によって設定されたフィードバックループのループゲインＧと、誤差検出部２１の出力である送信電力誤差Ｅとをループゲイン乗算部２３により乗算して、補正値に該当するフィードバック補正値Ｆを算出するものである。また、フィードバック制御量生成部２４は制御量生成手段に該当し、フィードバック補正値Ｆに基づいてフィードバック制御量Ｈを生成する。なお、ループゲイン設定部２２において、ループゲインＧは、フィードバック制御量Ｈに基づき調整される送信電力の変化量が送信電力制御基準値Ｂに基づき調整される送信電力の変化量に対して要求される許容範囲内に収まるように設定される。
【００２９】
また、制御変数加算部２５、ラッチ２８、可変利得回路１２および電力増幅器１３は電力調整手段に該当し、制御変数加算部２５によって送信電力制御基準値Ｂとフィードバック制御量Ｈを加算し、該加算結果をラッチ２８に保持した後、タイミング制御部２７で生成されるタイミング制御信号によりラッチ２８の内容を可変利得回路１２に供給して、電力増幅器１３の入力電力を再設定して送信電力を調整するものである。
【００３０】
さらに、バイアス電圧生成部１７は消費電流調整手段に該当し、送信出力電力に応じた最適な電力増幅器１３のバイアス電圧Ｊを出力するものである。また、利得変動補償部２６は特許請求の範囲にいう利得変動補償手段であって利得調整手段に該当し、前記バイアス電圧生成部１７のバイアス電流制御により発生する電力増幅器１３の利得変動補償量を可変利得回路１２の制御量に反映させるように、制御変数加算部２５の出力を調整して利得制御値Ｉとしてラッチ２８へ出力するものである。
【００３１】
バイアス電圧生成部１７において、送信出力電力に応じた最適な電力増幅器１３のバイアス電圧値を予め求めてテーブル等で保持しておき、送信電力指定情報Ａに基づき該テーブルを参照することにより送信出力電力に応じた適切なバイアス電圧Ｊが出力される。また、利得変動補償部２６において、送信出力電力に応じた電力増幅器利得の想定値からの誤差量を予め求めてテーブル等で保持しておき、送信電力指定情報Ａに基づき該テーブルを参照することにより、その出力によって制御変数加算部２５の出力の利得制御値Ｉが調整され、電力増幅器１３のバイアス電流制御により生じる利得変動補償量が可変利得回路１２の制御量に反映されてラッチ２８に保持される。このような電力増幅器の低消費電力化のための制御手法が本実施形態の無線装置の特徴となる点である。
【００３２】
なお、送信電力指定部１６、制御基準値生成部１８、目標値生成部１９、ループゲイン設定部２２、バイアス電圧生成部１７および利得変動補償部２６の各機能ブロックは、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）等によって構成され、送信電力制御部における一連の動作制御は該ＭＰＵ上で実行されるソフトウェアプログラムにより実現される。
【００３３】
次に、以上のように構成された送信電力制御部の動作を説明する。図２は本実施形態の無線装置における送信電力制御方法を示すフローチャートである。また、図３は送信電力設定値（送信電力指定情報に対応する）と送信出力電力との関係を示す動作説明図、図４はループゲインの設定方法の一例を説明する図である。
【００３４】
例えばＣＤＭＡ方式の移動体通信機器では、広ダイナミックレンジかつ高リニアリティ（高線形性）の送信電力制御が望まれており、送信電力を増減する際には線形的な電力制御を広い範囲において行う必要がある。特に、次世代移動通信システムにおいて注目されている広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）方式では、全域にわたって所定の送信電力絶対精度が要求され、大電力時においてはさらに高い精度が要求される。ここで、「送信電力絶対精度」は、電力制御目標値Ｃに対する許容誤差である。
【００３５】
以下の説明では、最大送信出力電力を０．３Ｗとし、７０ｄＢの範囲で送信電力制御を行う場合を例示する。送信電力絶対精度（電力制御目標値に対する許容誤差）は、例えば大電力（＋２０ｄＢｍ以上）においては±２ｄＢ、これより小さい電力（＋２０ｄＢｍ以下）においては±４ｄＢとする。また、送信電力制御のリニアリティ（線形性）としては、例えば１制御ステップ当たり１ｄＢずつ送信電力を可変させ、±０．５ｄＢの電力可変量精度（送信電力制御における変化可能範囲に対する許容誤差）を確保するようにする。
【００３６】
送信電力制御の際には、まず、送信電力指定部１６から制御線が接続されている各ブロックに送信すべき電力制御目標となる送信電力指定情報Ａを出力する（ステップＳ１）。この送信電力指定情報Ａを受けて、制御基準値生成部１８では１制御ステップの送信電力制御基準値Ｂを生成し、目標値生成部１９では電力精度補償の収束目標となる電力制御目標値Ｃを生成する（ステップＳ２）。送信電力制御基準値Ｂは、送信電力指定情報Ａで指示された送信出力電力（図３に示す送信電力理想値）を得るために可変利得回路１２へ供給する制御信号の基準値であり、図３の横軸の送信電力設定値と同等である。また、電力制御目標値Ｃは、前記指示された送信出力電力が得られた時の検波器２０の出力値である。
【００３７】
一方、信号変調部１１にて変調された送信信号は、可変利得回路１２で再設定された利得により電力増幅器１３において電力増幅される。このとき、可変利得回路１２によって送信電力増幅系の利得制御がなされるが、初期状態ではフィードバック制御量生成部２４がリセットされており、送信電力制御基準値Ｂがそのまま制御変数加算部２４より利得変動補償部２６に送られて利得制御値Ｉとしてラッチ２６を介して可変利得回路１２に供給され、電力増幅における利得が調整される。そして、変調された送信信号は電力増幅器１３にて電力増幅された後、方向性結合器１４を介して送信電力出力端である送信アンテナ１５より空間に放射される。
【００３８】
信号送信時には、方向性結合器１４によって送信信号の送信電力が一定の減衰量で検出されて検波器２０にて検波される。そして、誤差検出部２１において検波器２０の出力の検波値Ｄと目標値生成部１９の出力の電力制御目標値Ｃとが比較、減算され、電力制御目標値Ｃに対する現在の送信電力誤差Ｅが検出される（ステップＳ３）。
【００３９】
また、ループゲイン設定部２２において１制御ステップ当たりの電力可変量が適切な値（１±０．５ｄＢ）となるようなループゲインＧが設定されて格納されており、ループゲイン乗算部２３によって現在の送信電力誤差ＥとループゲインＧとが乗算される（ステップＳ４）。
【００４０】
ここで、図４に基づいてループゲインＧの設定方法の一例を説明する。本実施形態では、前述したように１ｄＢの電力変化に対して電力制御許容誤差±０．５ｄＢを満たすようにした状態で、送信電力のフィードバック制御を行うために、ループゲインＧをＧ≪１としてフィードバック補正値Ｆを１制御ステップ当たりの電力可変量に対して十分小さくし、制御ステップ毎に徐々に制御目標値に近づくようにする。（送信電力誤差Ｅ）×（ループゲインＧ）＝（フィードバック補正値Ｆ）であるので、例えば、送信電力絶対精度に基づく電力誤差最大値Ｅmax を４ｄＢ、フィードバック補正値の最大値Ｆmax が０．５ｄＢよりも小さくなる（Ｆmax ≪０．５）ように０．２ｄＢとすると、ループゲインＧは、Ｅmax ×Ｇ＝Ｆmax から、Ｇ＝Ｆmax ／Ｅmax ＝０．０５となる。
【００４１】
前記ループゲイン乗算部２３から出力されるフィードバック補正値Ｆは、フィードバック制御量生成部２４において１制御ステップ分ずつ加算されていき、この加算した値がフィードバック制御量Ｈとして制御変数加算部２５へ出力される（ステップＳ５）。そして、制御変数加算部２５において送信電力制御基準値Ｂとフィードバック制御量Ｈとが加算され（ステップＳ６）、加算後の値が利得変動補償部２６に入力されて送信電力指定情報Ａに応じた電力増幅器１３の利得変動補償量に基づいて調整される（ステップＳ７）。この利得変動補償後の値が利得制御値Ｉとしてラッチ２８を介して可変利得回路１２に入力される。なおこの時、タイミング制御部２７において予め設定された１制御ステップに相当する期間ごとにタイミング制御信号が出力され、ラッチ２８により１制御ステップ期間ずつ利得変動補償部２６の出力が保持される。可変利得回路１２では、ラッチ２８からの入力値に基づいて増幅利得が可変される（ステップＳ８）。
【００４２】
また、バイアス電圧生成部１７により送信電力指定情報Ａに応じた適切なバイアス電圧Ｊが出力され、電力増幅器１３において送信出力電力に応じたバイアス電流制御が行われる（ステップＳ９）。この状態で、可変利得回路１２の出力に基づき電力増幅器１３にて送信信号が電力増幅され（ステップＳ１０）、方向性結合器１４を介して送信アンテナ１５より出力される（ステップＳ１１）。
【００４３】
以上説明したようなバイアス電流制御および利得変動補償を行いながらフィードバック制御処理（ステップＳ１〜Ｓ１１）を繰り返すことにより、送信電力誤差Ｅが徐々に小さくなって制御目標値に近づいていき、送信電力指定情報に対応する所定の送信出力電力を得ることができる。
【００４４】
本実施形態では、１制御ステップ毎に少量のフィードバック補正値Ｆを加算していった値をフィードバック制御量Ｈとして帰還するようにし、複数の制御ステップで徐々に制御目標値に近づくようにすることにより、送信電力制御における高リニアリティを確保し、かつ、所望の送信電力絶対精度を得ることが可能となる。さらに、電力増幅器におけるバイアス電流を制御して特に低出力電力時の消費電流の削減を図りながら、このバイアス電流制御に起因する利得変動による送信出力電力の誤差を補償することにより、低消費電力化と広ダイナミックレンジかつ高リニアリティの送信電力制御とを両立することが可能となる。
【００４５】
したがって、送信電力制御を行う際に、バイアス電流制御により利得が変動する電力増幅器を用いた場合であってもその利得変動を補償することが可能であり、いかなる指定送信電力においても、また、いかなるフィードバック制御であっても、送信電力絶対精度および送信電力可変時の電力可変量相対精度を良好に保つことができる。
【００４６】
以上のように本実施形態によれば、バイアス電流制御によって電力増幅器の消費電力削減を図ると共にこのバイアス電流制御に対応して利得変動補償を行うことによって、機器の低消費電力化を図りつつ、必要とされる送信電力の絶対精度を確保でき、また、広ダイナミックレンジかつ高リニアリティの送信電力制御を実現することが可能となる。
【００４７】
［第２の実施形態］
図５は本発明の第２の実施形態に係る無線装置の送信電力制御部を中心とした構成を示す構成図である。
【００４８】
第２の実施形態は、第１の実施形態におけるバイアス電流制御および利得変動補償に関する第２の制御系の構成を変更した例である。その他の部分の構成および作用については第１の実施形態と同様であり、ここでは相違点のみを説明し、同一構成要素については同一符号を付して説明を省略する。
【００４９】
第２の実施形態では、低出力時に電力増幅器のバイアスを制御することにより低消費電力化を図るための第２の制御系として、消費電流調整手段に該当するバイアス電圧生成部１７と、利得変動補償手段に該当する利得変動補償量生成部２９および可変利得回路３０とを有している。バイアス電圧生成部１７は、送信出力電力に応じた最適な電力増幅器１３のバイアス電圧Ｊ2 を出力するものである。利得変動補償量生成部２９は補償量生成手段に、可変利得回路３０は可変利得手段にそれぞれ該当し、前記バイアス電流制御により発生する電力増幅器１３の利得変動補償量を利得変動補償用の可変利得回路３０に反映させるように、利得変動補償量生成部２９より送信電力指定部１６からの送信電力指定情報Ａ2 に基づいて利得変動補償量Ｋ2 を出力し、利得変動補償を行うものである。
【００５０】
バイアス電圧生成部１７において、第１の実施形態と同様に、送信出力電力に応じた最適な電力増幅器１３のバイアス電圧値を予め求めてテーブル等で保持しておき、送信電力指定情報Ａ2 に基づき該テーブルを参照することにより送信出力電力に応じた適切なバイアス電圧Ｊ2 が出力される。また、利得変動補償量生成部２９において、送信出力電力に応じた電力増幅器利得の想定値からの誤差量に相当する可変利得回路制御量を予め求めてテーブル等で保持しておき、送信電力指定情報Ａ2 に基づき該テーブルを参照することにより利得変動補償量Ｋ2 が利得変動補償用の可変利得回路３０に出力されて利得調整が行われ、可変利得回路１２の出力段において利得変動補償がなされる。
【００５１】
なお、バイアス電圧生成部１７および利得変動補償量生成部２９等の各機能ブロックは、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）等によって構成され、送信電力制御部における一連の動作制御は該ＭＰＵ上で実行されるソフトウェアプログラムにより実現される。
【００５２】
送信電力制御を行う際には、第１の実施形態と同様に、送信電力指定部１６からの送信すべき電力制御目標となる送信電力指定情報Ａ2 に基づいて、制御基準値生成部１８により１制御ステップの送信電力制御基準値Ｂ2 が生成されると共に、目標値生成部１９により電力精度補償の収束目標となる電力制御目標値Ｃ2 が生成される。そして、検波器２０の出力の検波値Ｄ2 と目標値生成部１９の出力の電力制御目標値Ｃ2 とが誤差検出部２１において比較、減算され、電力制御目標値Ｃ2 に対する現在の送信電力誤差Ｅ2 が検出される。また、ループゲイン乗算部２３によって送信電力誤差Ｅ2 とループゲインＧ2 とが乗算されてフィードバック補正値Ｆ2 が求められ、この値がフィードバック制御量生成部２４において１制御ステップ分ずつ加算されていき、フィードバック制御量Ｈ2 として制御変数加算部２５へ出力される。さらに、制御変数加算部２５において送信電力制御基準値Ｂ2 とフィードバック制御量Ｈ2 とが加算され、利得制御値Ｉ2 としてラッチ２８を介して可変利得回路１２に入力される。
【００５３】
第２の実施形態では、利得変動補償量生成部２９および利得変動補償用の可変利得回路３０によって、可変利得回路１２の出力に対し送信電力指定情報Ａ2 に応じた利得調整を行い、電力増幅器１３の利得変動補償を行う。そして、バイアス電圧生成部１７により送信電力指定情報Ａ2 に応じた適切なバイアス電圧Ｊ2 が出力され、電力増幅器１３において送信出力電力に応じたバイアス電流制御が行われる。この状態で、可変利得回路３０の出力に基づき電力増幅器１３にて送信信号が電力増幅され、方向性結合器１４を介して送信アンテナ１５より出力される。
【００５４】
このように、第２の実施形態においても第１の実施形態と同様に、電力増幅器におけるバイアス電圧を制御して特に低出力電力時の消費電流の削減を図りながら、このバイアス電流制御に起因する利得変動による送信出力電力の誤差を送信出力電力に応じて補償することにより、低消費電力化と共に広ダイナミックレンジかつ高リニアリティの送信電力制御を実現することが可能となる。
【００５５】
［第３の実施形態］
図６は本発明の第３の実施形態に係る無線装置の送信電力制御部を中心とした構成を示す構成図である。
【００５６】
第３の実施形態は、第１の実施形態におけるバイアス電流制御および利得変動補償に関する第２の制御系の構成を変更した他の例である。その他の部分の構成および作用については第１の実施形態と同様であり、ここでは相違点のみを説明し、同一構成要素については同一符号を付して説明を省略する。
【００５７】
第３の実施形態では、低出力時に電力増幅器のバイアスを制御することにより低消費電力化を図るための第２の制御系として、消費電流調整手段に該当するバイアス電圧生成部１７と、利得変動補償手段に該当する利得変動補償量生成部３４および乗算器３２とを有している。乗算器３２は、信号変調部を構成するデータ生成部３１と変調器３３との間に設けられ、変調前の信号に利得変動補償量Ｋ3 を乗算することにより送信信号の信号振幅を可変するようになっている。
【００５８】
バイアス電圧生成部１７は、送信出力電力に応じた最適な電力増幅器１３のバイアス電圧Ｊ3 を出力するものである。利得変動補償量生成部３４は補償量生成手段に、乗算器３２は信号振幅可変手段にそれぞれ該当し、前記バイアス電流制御により発生する電力増幅器１３の利得変動補償量を利得変動補償用の乗算器３２に反映させるように、利得変動補償量生成部３４より送信電力指定部１６からの送信電力指定情報Ａ3 に基づいて利得変動補償量Ｋ3 を出力し、利得変動補償を行うものである。
【００５９】
バイアス電圧生成部１７において、第１の実施形態と同様に、送信出力電力に応じた最適な電力増幅器１３のバイアス電圧値を予め求めてテーブル等で保持しておき、送信電力指定情報Ａ3 に基づき該テーブルを参照することにより送信出力電力に応じた適切なバイアス電圧Ｊ3 が出力される。また、利得変動補償量生成部３４において、送信出力電力に応じた電力増幅器利得の想定値からの誤差量に相当する乗算係数を予め求めてテーブル等で保持しておき、送信電力指定情報Ａ3 に基づき該テーブルを参照することにより利得変動補償量Ｋ3 が利得変動補償用の乗算器３２に出力されて乗算され、送信信号の信号振幅可変による利得変動補償がなされる。
【００６０】
なお、バイアス電圧生成部１７および利得変動補償量生成部３４等の各機能ブロックは、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）等によって構成され、送信電力制御部における一連の動作制御は該ＭＰＵ上で実行されるソフトウェアプログラムにより実現される。
【００６１】
送信電力制御を行う際には、第１の実施形態と同様に、送信電力指定部１６からの送信すべき電力制御目標となる送信電力指定情報Ａ3 に基づいて、制御基準値生成部１８により１制御ステップの送信電力制御基準値Ｂ3 が生成されると共に、目標値生成部１９により電力精度補償の収束目標となる電力制御目標値Ｃ3 が生成される。一方、データ生成部３１により生成され、乗算器３２を介して変調器３３にて変調された送信信号は、可変利得回路１２で再設定された利得により電力増幅器１３において電力増幅された後、方向性結合器１４を介して送信電力出力端である送信アンテナ１５より空間に放射される。
【００６２】
そして、検波器２０の出力の検波値Ｄ3 と目標値生成部１９の出力の電力制御目標値Ｃ3 とが誤差検出部２１において比較、減算され、電力制御目標値Ｃ3 に対する現在の送信電力誤差Ｅ3 が検出される。また、ループゲイン乗算部２３によって送信電力誤差Ｅ3 とループゲインＧ3 とが乗算されてフィードバック補正値Ｆ3 が求められ、この値がフィードバック制御量生成部２４において１制御ステップ分ずつ加算されていき、フィードバック制御量Ｈ3 として制御変数加算部２５へ出力される。さらに、制御変数加算部２５において送信電力制御基準値Ｂ3 とフィードバック制御量Ｈ3 とが加算され、利得制御値Ｉ3 としてラッチ２８を介して可変利得回路１２に入力される。
【００６３】
第３の実施形態では、利得変動補償量生成部３４および利得変動補償用の乗算器３２によって、変調前の信号であるデータ生成部３１の出力に対し送信電力指定情報Ａ3 に応じて信号振幅を変更することで電力増幅器１３の利得変動補償を行う。そして、バイアス電圧生成部１７により送信電力指定情報Ａ3 に応じた適切なバイアス電圧Ｊ3 が出力され、電力増幅器１３において送信出力電力に応じたバイアス電流制御が行われる。この状態で、可変利得回路１２の出力に基づき電力増幅器１３にて送信信号が電力増幅され、方向性結合器１４を介して送信アンテナ１５より出力される。
【００６４】
このように、第３の実施形態においても第１の実施形態と同様に、電力増幅器におけるバイアス電圧を制御して特に低出力電力時の消費電流の削減を図りながら、このバイアス電流制御に起因する利得変動による送信出力電力の誤差を送信出力電力に応じて補償することにより、低消費電力化と共に広ダイナミックレンジかつ高リニアリティの送信電力制御を実現することが可能となる。
【００６５】
以上説明した実施形態によれば、送信電力の絶対精度を確保しつつ広ダイナミックレンジの送信電力制御を実現可能であり、さらに指定送信電力に応じて電力増幅器のバイアス電流の最適化と、このバイアス電流制御により発生する利得変動を補償することによって、送信電力制御を行う際の電力可変量精度および送信電力絶対精度を補償することができ、結果として送信機の低消費電力化と高精度の送信電力制御を両立させることができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の無線装置、無線装置における送信電力制御方法および記録媒体によれば、当該無線装置の送信信号を検波した検波値と、送信すべき指定送信電力で送信された時の送信信号の検波値との差分により誤差を検出し、この誤差に所定ゲインを乗算して補正値を求め、補正値に基づきフィードバック制御量を生成して、このフィードバック制御量と送信電力制御の基準値とに基づき、所定の制御タイミングで送信電力増幅における利得を再設定して送信電力を調整するようにし、さらに、指定送信電力に応じて電力増幅におけるバイアス電流を制御することにより消費電流を調整すると共に、このバイアス電流の制御によって生じた送信電力増幅における利得の変動を補償することにより、低出力時における電力増幅器の消費電流調整により機器の低消費電力化を図りつつ、必要とされる送信電力の絶対精度を確保でき、また、広ダイナミックレンジかつ高リニアリティの送信電力制御を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線装置の送信電力制御部を中心とした構成を示す構成図である。
【図２】本実施形態の無線装置における送信電力制御方法を示すフローチャートである。
【図３】送信電力設定値と送信出力電力との関係を示す動作説明図である。
【図４】ループゲインの設定方法の一例を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る無線装置の送信電力制御部を中心とした構成を示す構成図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る無線装置の送信電力制御部を中心とした構成を示す構成図である。
【符号の説明】
１１  信号変調部
１２  可変利得回路
１３  電力増幅器
１４  方向性結合器
１５  送信アンテナ
１６  送信電力指定部
１７  バイアス電圧生成部
１８  制御基準値生成部
１９  目標値生成部
２０  検波器
２１  誤差検出部
２２  ループゲイン設定部
２３  ループゲイン乗算部
２４  フィードバック制御量生成部
２５  制御変数加算部
２６  利得変動補償部
２７  タイミング制御部
２８  ラッチ
２９，３４  利得変動補償量生成部
３０  （利得変動補償用）可変利得回路
３１  データ生成部
３２  （利得変動補償用）乗算器
３３  変調器
【図１】
0004156735.tif 000002
【図２】
0004156735.tif 000003
【図３】
0004156735.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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