(57)【要約】【課題】低消費電力でかつ、電源安定度に優れスプリアス発生を防いだ無線送受信機、その電源装置および電源供給方法を提供する。【解決手段】無線送受信機の第１電源回路１の出力を第２電源回路に入力すると共にＰＡスイッチ９を介してＰＡ４に入力する。第２電源回路の出力系統Ｐ２１〜Ｐ２３は、連続動作部３、ＤＬスイッチ７を介してＤＬ処理部５、ＵＬスイッチ８を介してＵＬ処理部６へ入力される。連続動作部３は常時通電され、タイミング処理部３１は、ＤＬ送信時、及びＵＬ受信時にそれぞれＤＬスイッチ７とＰＡスイッチ９、ＵＬスイッチ８をオンにする制御を行い送信時と受信時で第１電源回路の負荷変動を低く抑える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＤＤの通信で無線通信を行う無線送受信機において、
無線送信機の終段電力増幅器に第１のスイッチを介して電力を供給する第１の電源と、
と前記第１の電源からの出力を直接入力して電源電圧を変換し、前記終段電力増幅器以外の回路へ電力を出力する第２の電源と、
前記第２の電源の出力に接続される前記第２、第３のスイッチと、
前記第２の電源から常時給電され、ＴＤＤの送信時に前記第１のスイッチ、および前記第２のスイッチをオンにして、前記終段電力増幅器および送信時に動作する回路へ給電し、ＴＤＤの受信時に前記第３のスイッチをオンにして受信時に動作する回路へ給電する制御を行う電源供給のタイミング制御手段とを
備えることを特徴とする無線送受信機。
【請求項２】
ＴＤＤの通信で無線通信を行う無線送受信機の電源装置において、
無線送信機の終段電力増幅器に第１のスイッチを介して電力を供給する第１の電源と、
前記第１の電源からの出力を直接入力して電源電圧を変換し、前記終段電力増幅器以外の回路へ電力を出力する第２の電源と、
前記第２の電源の出力に接続される前記第２、第３のスイッチと、
前記第２の電源から常時給電され、ＴＤＤの送信時に前記第１のスイッチ、および前記第２のスイッチをオンにして、前記終段電力増幅器および送信時に動作する回路へ給電し、ＴＤＤの受信時に前記第３のスイッチをオンにして受信時に動作する回路へ給電する制御を行う電源供給のタイミング制御手段とを
備えることを特徴とする無線送受信機の電源装置。
【請求項３】
第１、第２の電源と、第１、第２、第３のスイッチと、電源供給タイミングの制御手段とを備え、ＴＤＤの通信で無線通信を行う無線送受信機の電源供給方法において、
前記第１の電源の出力は、
前記第２の電源へ直接入力される一方、他方が無線送信機の終段電力増幅器に第１のスイッチを介して接続され、
前記第１の電源から電力を直接入力される前記第２の電源は、
入力された電力の電圧を変換し、前記終段電力増幅器以外の回路へ電力を直接、又は前記第２、第３のスイッチを介して出力し、
前記電源供給のタイミング制御手段は、
前記第２の電源から常時給電され、ＴＤＤの送信時に前記第１のスイッチ、および前記第２のスイッチをオンにし、前記終段電力増幅器および送信時に動作する回路へ給電し、ＴＤＤの受信時に前記第３のスイッチをオンにして受信時に動作する回路へ給電する制御を行う
ことを特徴とする無線送受信機の電源供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＤＤで通信をする無線送受信機、その電源装置、および電源供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷｉＭＡＸ、ＰＨＳ等の無線通信システムでは、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）でシステムが運用される。この様な、無線通信システムの移動端末と無線通信を行う無線送受信機（Radio  Module：以下ＲＭと省略する。）の内部での消費電力は、下り回線出力時と上り回線出力時とでは、大きく変動する。
【０００３】
ＲＭが使用する送信機の終段、即ち、パワーアンプ（以下、ＰＡと省略する。）は、ＬＤＭＯＳ（Laterally Diffused  ＭＯＳ）やＧａＮの半導体素子が主に用いられ、供給電源電圧は、それぞれ２８Ｖ、５０Ｖ程度である。また、ＲＭは、常時動作する回路、下り回線伝送（出力）時のみ動作する回路、上り回線伝送時のみ動作する回路の３種類存在する。
【０００４】
上述のＰＡは下り回線伝送時のみ動作する典型であるが、ＲＭを可能な限り低消費電力で動作させるために、上記の回路には動作するタイミングにのみ給電し、ＰＡには、下り回線伝送時にのみドレイン電圧を印加し、上り回線伝送時にはドレイン電圧をスイッチ等により切断する制御が行われる（例えば、特許文献１。）。
【０００５】
このＰＡのドレイン電圧を供給する電源は、ＲＭの中で最も消費量が大きいが、上り回線伝送時のほとんど無負荷の状態から下り回線伝送時の最大負荷となる厳しい動作であった。その結果、従来の動作時タイミングにのみ電力を供給する電源供給方法に依れば、無負荷からの負荷変動は、ＰＡへ電力を供給する電源にとって突入電力によって発生する振幅変動が大きくなる。振幅変動を防ぎ安定度を確保するために大容量のキャパシタや安定回路を設けなければならないのみならず、変動によりスプリアスの発生を誘発する問題が有った。
【特許文献１】特開２００２−１４１８２４号公報  （第１２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の動作時タイミングにのみ電力を供給する電源供給方法では、ＰＡへ電力を供給する電源にとって突入電力によって発生する振幅変動が大きくなる。振幅変動を防ぎ安定度を確保するために大容量のキャパシタや安定回路を設けなければならないのみならず、変動によりスプリアスの発生を誘発する問題が有った。
【０００７】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので低消費電力でかつ、電源安定度に優れた無線送受信機、電源供給回路および電源供給方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の無線送受信機は、ＴＤＤの通信で無線通信を行う無線送受信機において、無線送信機の終段電力増幅器に第１のスイッチを介して電力を供給する第１の電源と、と前記第１の電源からの出力を直接入力して電源電圧を変換し、前記終段電力増幅器以外の回路へ電力を出力する第２の電源と、前記第２の電源の出力に接続される前記第２、第３のスイッチと、前記第２の電源から常時給電され、ＴＤＤの送信時に前記第１のスイッチ、および前記第２のスイッチをオンにして、前記終段電力増幅器および送信時に動作する回路へ給電し、ＴＤＤの受信時に前記第３のスイッチをオンにして受信時に動作する回路へ給電する制御を行う電源供給のタイミング制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の無線送受信機の電源装置は、ＴＤＤの通信で無線通信を行う無線送受信機の電源装置において、無線送信機の終段電力増幅器に第１のスイッチを介して電力を供給する第１の電源と、と前記第１の電源からの出力を直接入力して電源電圧を変換し、前記終段電力増幅器以外の回路へ電力を出力する第２の電源と、前記第２の電源の出力に接続される前記第２、第３のスイッチと、前記第２の電源から常時給電され、ＴＤＤの送信時に前記第１のスイッチ、および前記第２のスイッチをオンにして、前記終段電力増幅器および送信時に動作する回路へ給電し、ＴＤＤの受信時に前記第３のスイッチをオンにして受信時に動作する回路へ給電する制御を行う電源供給のタイミング制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
更に本発明の無線送受信機の電源供給方法は、第１、第２の電源と、第１、第２、第３のスイッチと、電源供給タイミングの制御手段とを備え、ＴＤＤの通信で無線通信を行う無線送受信機の電源供給方法において、前記第１の電源の出力は、前記第２の電源へ直接入力される一方、他方が無線送信機の終段電力増幅器に第１のスイッチを介して接続され、前記第１の電源から電力を直接入力される前記第２の電源は、入力された電力の電圧を変換し、前記終段電力増幅器以外の回路へ電力を直接、又は前記第２、第３のスイッチを介して出力し、前記電源供給のタイミング制御手段は、前記第２の電源から常時給電され、ＴＤＤの送信時に前記第１のスイッチ、および前記第２のスイッチをオンにし、前記終段電力増幅器および送信時に動作する回路へ給電し、ＴＤＤの受信時に前記第３のスイッチをオンにして受信時に動作する回路へ給電する制御を行うことを特徴とする無線送受信機の電源供給方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、低消費電力でかつ、電源安定度に優れた無線送受信機、その電源装置、および電源供給方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の実施例に係るＲＭ（無線送受信機）の機能ブロック図である。
【００１４】
図１においてＲＭは、第１電源回路１、第２電源回路２、常に動作状態にある連続動作部３、タイミング処理部３１、信号処理・動作制御部３２、送信機の終段電力増幅器（以下、ＰＡと略す。）４、周波数変換、前段増幅の様な下り回線（ＤＬ：Ｄｏｗｎ  Ｌｉｎｋ）送信時のみ給電されて動作するＤＬ処理部５、ＬＮＡの様な上り回線（ＵＬ：ＵＰ  Ｌｉｎｋ）受信時のみ給電されて動作するＵＬ処理部６、ＤＬスイッチ７、ＵＬスイッチ８、ＰＡスイッチ９、ＰＡ４とＵＬ処理部６との間の無線信号をアンテナに入出力するハイブリッドＨとを備えている。
【００１５】
連続動作部３は、送受信に係わらず常に動作をしている回路で、信号処理・動作制御部３２と、タイミング処理部３１とを備えている。信号処理・動作制御部３２は、例えば、クロック等基準信号発生、Ｄ／Ａ、Ａ／Ｄ変換、モニタ、送受切替制御、動作制御等の信号処理を行い、基準信号から生成したＴＤＤのＵＬおよびＤＬの送受信に係わる制御情報をタイミング処理部３１に出力している。
【００１６】
タイミング処理部３１は、ＤＬスイッチ７とＰＡスイッチ９とにＤＬ（下り回線）送信時にスイッチをオンにするＤＬ  ｏｎ信号を出力し、ＵＬスイッチ８にＵＬ（上り回線）受信時にスイッチをオンにするＤＬ  ｏｎ信号を出力している。オン・オフの制御信号は、信号処理・動作制御部３２の中のＤＬ・ＵＬ（送信・受信）フレーム制御信号と同期して生成されるが、ＰＡ４にＤＬ信号が入力されるよりも前のタイミングにＰＡアンプをオンにするなどの細部のタイミング制御をとるものである。
【００１７】
電源は、商用電源等のプライマリ電源がＰＡ９への電力供給が可能な大容量の第１電源回路１へ入力され、第１電源回路１からは例えば、５０Ｖの様なドレインに供給される高い電圧の電力Ｐ１が出力される。この第１電源回路１は、スイッチングレギュレータ、並列制御型等の安定化直流電力を供給するものである。
【００１８】
第１電源回路１の出力である電力Ｐ１は、第２電源回路２と、ＰＡスイッチ９を介してＰＡ２とへ出力される。ＰＡスイッチ９は、タイミング処理部３１の制御に従って、ＤＬ（下り回線）への送信時に電力供給をオンにする。第１電源回路１から第２電源回路２へは、常に電力Ｐ１が供給されている。
【００１９】
第２電源回路２は、例えば、５Ｖ、１５Ｖの様な、第１電源回路１と異なる電圧が、連続動作部３、ＤＬスイッチ７、ＵＬスイッチ８への３つの系統Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３に分かれて出力される。なお、この第２電源回路２が出力する電源種は、１種類に限られる事無く、複数種であっても良く、また第２電源回路２を介して消費する電力は、ＰＡ４が消費する電力よりに比較して小さい。
【００２０】
従来は、終段増幅器用の供給電源と、それと異なる電圧を利用する回路へ供給する電源とは、両方の電源をプライマリ電源から並列で入力しているが、本実施例では、第２電源回路２は、第１電源回路１の出力を入力して、それを更に降圧して出力することにより第１電源回路１の負荷変動を小さく抑えている。
【００２１】
ＴＤＤシステムのＲＭは、ＤＬ送信時のみ系統２２によりＤＬ処理部５とＰＡ９とが給電され、この送信時が最も電力消費量が大きい。ＤＬスイッチ７、ＵＬスイッチ８は、第２電源回路２と、ＵＬ処理部６へと接続され、各処理部の動作・非動作に対応して電力を供給するが、連続動作部３へは、常に系統Ｐ２１で給電されている。
【００２２】
第１電源回路１は、第２電源回路２へ常時電力を供給すると共に、ＵＬ受信時にも系統２３により電力供給をしているので、従来の電源供給方法とは異なり、電力を大きく消費するＤＬ送信時と、少ないＵＬ受信時での電力消費量の差が小さくなる。また、常時電力を第２電源回路２へ供給しているので、ＤＬ時の過渡現象が低く抑えられるので、電源変動に起因するスプリアスの発生を抑える効果がある。
【００２３】
図２、図３は、従来の電源供給方法の３Ａ出力フルスイッチングにおける電源出力変動測定例と、実施例の電源供給方法による第１電源回路１の出力１．５Ａを常時出力させ、更に３Ａの出力をスイッチングした場合の電源出力変動波形の測定例である。
【００２４】
図２は、従来の電源供給方法により終段電力増幅器に５０Ｖ、３Ａ消費させＴＤＤ動作させた場合の電源出力波形を示し、下段は、３Ａ電流のオン−オフ波形、上段が５０Ｖ出力電圧の変動を示し、２ＶＰ−Ｐのリップルが観測されている。この場合の電源系統の接続は、図１における第２電源回路は、電源の入力が第１電源回路１の出力側（Ｐ１）からではなく、入力側、つまり一次電源側（ＡＣ）から入力しており、第１電源回路１は、送信時にフルパワー出力し、受信時には、出力しないことになる。
【００２５】
一方、図３では、図１に示す電源構成により、受信時であっても第２電源回路へ電力を供給しており下段に示される如く１．５Ａの電流を常時出力（供給）し、ＴＤＤの送信時に更に３Ａ増加する電力供給を行っている。そして、上段に示されるように５０Ｖ出力の変動は、０．４ＶＰ−Ｐ以下の低いリップルに抑えられていることが分かる。
【００２６】
図４は、本発明の実施例に係わるＲＭ（無線送受信機）の電源系統の変形例の機能ブロック図である。  
図４において、図１の第２電源回路２がそれぞれ、常時給電をする系統Ｐ２１第３電源回路２１、ＤＬ時に給電する第４電源回路２２、ＵＬ時に給電する第５電源回路２３それぞれが設けられている。そして、第４電源回路２２と第５電源回路２３は、各々が図１における内部にＤＬスイッチ７、ＵＬスイッチ８に相当するスイッチ機能を備えている。電源のオン、オフタイミング制御等は図１に示される場合と同様である。
【００２７】
第３電源回路２１〜第５電源回路２３は、第１電源回路１の出力を入力して、それを更に降圧して出力することにより第１電源回路１の負荷変動を小さく抑えている。
【００２８】
以上、説明した如く、本発明の実施例によるＲＭは、送信機の終段増幅器用の第１電源の出力を更に終段増幅器以外の回路用の第２電源に入力し、第１電源の出力を常時使用して送信タイミングに併せて第１、第２電源をオン・オフすることにより電源消費を抑えると共に、第１電源の出力変動によるスプリアス発生を抑える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例に係る無線送受信機の機能ブロック図。
【図２】従来の電源供給方法のフルスイッチングにおける電源出力変動測定例。
【図３】本発明の実施例に係わる電源供給方法における電源出力変動測定例。
【図４】本発明の実施例に係わる無線送受信機の変形例の機能ブロック図。
【符号の説明】
【００３０】
１  第１電源回路
２  第２電源回路
２１〜２３  第３〜第５電源回路
３  連続動作部
３１  タイミング処理部
３２  信号処理・動作制御部
４  終段電力増幅器（ＰＡ）
５  ＤＬ処理部
６  ＵＬ処理部
７  ＤＬスイッチ
８  ＵＬスイッチ
９  ＰＡスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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