DE69938121T2

DE69938121T2 - Leistungssteuerungsschaltung eines Burst-Übertragungsgerätes mit reduzierten Phasenfehler

Info

Publication number: DE69938121T2
Application number: DE69938121T
Authority: DE
Inventors: Takuji Minato-ku Mochizuki
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2009-02-05
Anticipated expiration: 2019-12-18
Also published as: JP3169002B2; CN1127806C; CN1258964A; JP2000183763A; KR100380429B1; SG81339A1; US6580901B1; KR20000052510A; EP1014570A3; EP1014570A2; EP1014570B1; DE69938121D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs eines Funksenders und insbesondere auf eine Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs, die geeignet für einen Funksender eines Systems mit Zeitvielfachzugriff (TDMA) verwendet werden kann und erforderlich ist, um die Übertragungsleistung über einen breiten Dynamikbereich stabil und genau zu steuern.
Beschreibung des Standes der Technik
Die technischen Entwicklungen auf dem Gebiet von Mobilkommunikations-Endgeräten in den letzten Jahren sind beachtlich gewesen, insbesondere hinsichtlich von Zellentelephon-Mobilkommunikationssystemen, die typischerweise Systeme der Group Special Mobile (GSM) sind, die für sich bewegende Teilnehmer zur Verwendung von Telephonen konstruiert sind. Die von solchen Mobilkommunikationssystemen verwendeten Übertragungssysteme werden oder wurden von analogen Funkübertragungssystemen auf digitale Funkübertragungssysteme umgestellt, um die Anforderungen, mit auf digitalen Vermittlungstechniken basierenden Netzen kompatibel zu sein, die Tonqualität zu verbessern, die Vertraulichkeit codierter Signale zu wahren und die Kommunikationskapazität zu erhöhen, zu erfüllen.
Zusätzlich zu terrestrischen Mobilkommunikationssystemen wie etwa GSM-Systeme sind in den letzten Jahren Systeme zur Mobilkommunikation über Satelliten mit Umlaufbahnen niedriger und mittlerer Höhe als globale digitale Mobilkommunikationssysteme machbar geworden, die miteinander in nahtloser Weise zusammen mit Techniken für tragbare Endgeräte verbunden werden können. Infolgedessen nimmt der Bedarf an solchen Systemen und solchen Endgeräten rasch zu.
In solchen Mobilkommunikationssystemen wird das TDMA-Funksystem für tragbare Endgeräte zur einfachen Kommunikation verwendet, um die Belastung der Hardware in den tragbaren Endgeräten zu verringern.
Außerdem sind schnelle Systeme zur automatischen Leistungssteuerung (APC), die ausgelegt sind, um den Leistungsausgang zu steuern, der vor bzw. nach einem stationären Burst hinzugefügte Rampensignalformen enthält, um den Ausgangspegel für die Übertragung eines Bursts sorgfältig zu steuern sowie eine Streuung in benachbarte Kanäle des Übertragungsspektrums auf einer Frequenzbasis zu dem Zeitpunkt des Ein-/Ausschaltens des Bursts zu verhindern, verwendet worden, um die Qualität von Übertragungs-/Empfangsleitungen aufrechtzuerhalten, die einen bestimmten Verkehrswertpegel abwickeln können und einen Vielfachzugriff hoher Dichte innerhalb derselben Kommunikationszelle ermöglichen.
Eine erste Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs des Standes der Technik ist vom Typ eines geschlossenen Regelkreises, der einen Teil der Übertragungsleistung mittels eines Detektors erfasst und zum Gate eines Hochleistungsverstärkers zurückführt, der durch einen GaAs-Feldeffekttransistor (GaAs-FET) oder einen Si-Bipolartransistor gebildet wird (siehe 9 aus JP-A-5-152977 ). Dies wird später ausführlich erläutert.
Bei der oben beschriebenen ersten Leistungssteuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs des Standes der Technik ist es jedoch schwierig, sowohl die Schnelligkeit des Anstiegs- und Abstiegsverhaltens eines Übertragungsburst-Signals zu erhöhen als auch den Leistungspegel eines Übertragungsburst-Signals zu erhöhen, da der Dynamikbereich des Detektors schmal ist.
Eine zweite Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs des Standes der Technik enthält ferner eine Einrichtung für variable Dämpfung in dem geschlossenen Regelkreis der ersten Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs (siehe 10 aus JP-A-5-152977 ). Der Dämpfungsgrad der Einrichtung für variable Dämpfung wird gesteuert, um zu bewirken, dass der maximale Eingangspegel des Detektors konstant ist, wobei somit der Dynamikbereich des geschlossenen Regelkreises verbreitert wird, so dass der Betrieb des Detektors auf einer reproduzierbaren Basis stabilisiert wird. Dies wird ebenso später ausführlich erläutert.
Allerdings wird bei der oben beschriebenen zweiten Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs die Steuerempfindlichkeit des Hochleistungsverstärkers nicht verbessert, wodurch ein hoher Dämpfungskoeffizient vorliegt und ein positives Überschwingen oder ein negatives Überschwingen während der Anstiegs-Burst-Periode verursacht wird.
Eine dritte Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs des Standes der Technik enthält ferner einen Treiberverstärker mit variabler Leistung in einer Vorstufe des Hochleistungsverstärkers der zweiten Leistungssteuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs, um eine Schwankung der Steuerempfindlichkeit des Hochleistungsverstärkers je nach dem Ausgangsleistungspegel zu unterdrücken (siehe 1 aus JP-A-5-152977 und JP-A-10-172380 ). Dies wird ebenso später ausführlich erläutert.
Allerdings treten bei der oben beschriebenen dritten Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs Phasenschwankungen in dem Hochleistungsverstärker auf, weil plötzliche Schwankungen der Amplitudenhüllkurve, die im Hochleistungsverstärker in und in der Nähe der Anstiegszeit- und Abstiegszeitperioden auftreten, den oben erwähnten Phasenschwankungsbereich schneiden.
EP-A-0851577 beschreibt eine Leistungsversorgungsschalung für einen Leistungsverstärker mit einer aktiven dreipoligen Leistungsvorrichtung zum Steuern des Leistungsverstärkers, wobei die Vorrichtung sowohl eine Steuerspannung, die eine Funktion einer relativ schnellen Veränderung ist, als auch eine Versorgungsspannung für die aktive dreipolige Leistungsvorrichtung empfängt sowie einen gegebenen Leistungsversorgungsstrom bei einer gegebenen Spannung, die als die Leistungsversorgungsspannung für den Leistungsverstärker bezeichnet ist, an den Leistungsverstärker liefert, und einer Einrichtung zum Erzeugen der Leistungsversorgungsspannung für die aktive dreipolige Vorrichtung, die geeignet ist, um eine Leistungsversorgungsspannung an die aktive dreipolige Vorrichtung in einer Weise zu liefern, dass für einen gegeben Wert der Übertragungsleistung, der relativ langsamen Änderungen unterworfen ist, der Spannungsabfall über die Anschlüsse der aktiven dreipoligen Vorrichtung minimal ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs zu schaffen, die Phasenschwankungen, d. h. Phasenfehler, verringern kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs einen offenen Regelkreis, der durch eine Ansteuerungseinrichtung mit variabler Leistung zum Verstärken eines aus einer modulierten Welle gebildeten Signals, einen Hochleistungsverstärker des Sättigungstyps und einen Richtungskoppler gebildet wird. Ein geschlossener Regelkreis wird durch eine Einrichtung für variable Dämpfung, die mit dem Richtungskoppler verbunden ist, einen Detektor und einen Verstärker für relativen Fehler, der mit dem Leistungsverstärker des Sättigungstyps verbunden ist, konstruiert. Ein Spannungsumsetzer liefert eine Leistungsversorgungsspannung an den Hochleistungsverstärker des Sättigungstyps, so dass eine Sättigung des Hochleistungsverstärkers des Sättigungstyps nur für kurze Zeitdauern, die die Anstiegszeit- und Abstiegszeitperioden vor und nach der stationären Burst-Signalform enthalten, hervorgerufen wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die vorliegende Erfindung wird klarer verständlich anhand der Beschreibung, die unten im Vergleich mit dem Stand der Technik mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung dargelegt ist, in der:
1 ein Stromlaufplan ist, der eine erste Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs des Standes der Technik veranschaulicht;
2A, 2B und 2C Zeitdiagramme zur Erläuterung des Betriebs der Vorrichtung von 1 sind;
3 ein Stromlaufplan ist, der eine zweite Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs des Standes der Technik veranschaulicht;
4 eine graphische Darstellung ist, die die Beziehung zwischen der Fehlerspannung und dem Übertragungsburst-Signal von 3 zeigt;
5 ein Stromlaufplan ist, der eine dritte Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs des Standes der Technik veranschaulicht;
6 ein Stromlaufplan ist, der eine erste Ausführungsform der Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
7A bis 7E Zeitdiagramme zur Erläuterung des Betriebs der Vorrichtung von 6 sind;
8 ein Stromlaufplan ist, der eine zweite Ausführungsform der Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
9 ein Stromlaufplan einer Abwandlung des Spannungsumsetzers der 6 und 8 ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Vor der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen werden Ausgangsleistungs-Steuervorrichtungen für Übertragungen des Burst-Typs des Standes der Technik anhand der 1, 2A, 2B, 2C, 3, 4 und 5 erläutert.
In 1, die eine erste Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs des Standes der Technik veranschaulicht (siehe 9 aus JP-A-5-152977 ), wird ein aus einer modulierten Welle gebildetes Signal S_in, das von einem Generator 1 für modulierte Wellen erzeugt wird, der in diesem Fall ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO) ist, zu einem Hochleistungsverstärker 2 übertragen. Im Ergebnis wird der Hochleistungsverstärker 2 durch das aus einer modulierten Welle gebildete Signal S_in angesteuert, um ein Übertragungsburst-Signal S_out über einen Richtungskoppler 3 zu erzeugen. Das Übertragungsburst-Signal S_out wird von einer Antenne 4 abgestrahlt.
Der Richtungskoppler 3 entnimmt einen Teil des Übertragungsburst-Signals S_out, wobei ein durch eine Diode gebildeter Detektor 5 das Ausgangssignal des Richtungskopplers 3 erfasst. Ein Verstärker 6 für relativen Fehler vergleicht eine Referenzspannung V_ref, wie sie in 2A gezeigt ist, mit der Erfassungsspannung V_det des Detektors 5, wie sie in 2B gezeigt ist, um eine Fehlerspannung V_error in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen der Referenzspannung V_ref und der Erfassungsspannung V_det zu erzeugen.
Der Hochleistungsverstärker 2 wird durch einen GaAs-Feldeffekttransistor (GaAs-FET) gebildet, der ein Gate zum Empfangen der Fehlerspannung V_error, eine mit Masse verbundene Source und einen Drain zum Empfangen einer Leistungsversorgungsspannung V_p von einer Leistungsversorgungsbatterie 7 aufweist.
Somit wird das Übertragungsburst-Signal S_out durch einen geschlossenen Regelkreis des Detektors 5 und des Verstärkers 6 für relativen Fehler zu dem Hochleistungsverstärker 2 zurückgeführt, so dass das Übertragungsburst-Signal S_out, wie es in 2C gezeigt ist, in die Nähe der Referenzspannung V_ref, wie sie in 2A gezeigt ist, gebracht wird. Mit anderen Worten, wenn V_det > V_ref ist, wobei der Pegel des Übertragungsburst-Signals S_out höher als ein Sollpegel ist, verringert der Verstärker 6 für relativen Fehler die Fehlerspannung V_error, wodurch der Pegel des Übertragungsburst-Signals S_out verringert wird. Wenn dagegen V_det < V_ref ist, wobei der Pegel des Übertragungsburst-Signals S_out niedriger als der Sollpegel ist, erhöht der Verstärker 6 für relativen Fehler die Fehlerspannung V_error, wodurch der Pegel des Übertragungsburst-Signals S_out erhöht wird.
Die Referenzspannung V_ref wird von einer Steuereinheit 8 erzeugt, die ein Steuersignal S_cont von einer Basisstation oder dergleichen empfängt. Die Steuereinheit 8 verschachtelt eine Signalform mit einer Rechteckhüllkurve in einer stationären Zeitperiode, die durch die Zeit t2 und die Zeit t3 definiert ist, eine Signalform mit einer Anstiegsrampen-Hüllkurve in einer Anstiegszeitperiode, die durch die Zeit 11 und die Zeit t2 definiert ist, und eine Signalform mit einer Abstiegsrampen-Hüllkurve in einer Abstiegszeitperiode, die durch die Zeit t3 und die Zeit t4 definiert ist, auf einer Zeitbasis. Die Signalformen mit der Anstiegsrampen- und der Abstiegsrampen-Hüllkurve sind beim Entfernen des Störspektrums des Übertragungsburst-Signals S_out wegen des Schaltens des GaAs-FET des Hochleistungsverstärkers 2 nützlich.
Es wird angemerkt, dass die Signalformen der Referenzspannung V_ref je nach dem Steuersignal S_cont im Voraus in einen Festwertspeicher (ROM) oder einen Schreib-Lese-Speicher (RAM) der Steuereinheit 8 gespeichert werden.
Im Fall einer Modulation mit fester Hüllenkurve wie etwa eine Modulation mit Gauß-Filter-Minimalphasenumtastung (GMSK), die eine an sich von Amplitudenschwankungen freie Winkelmodulation im Gegensatz zu einer Modulation mit Vierphasen-Umtastung (QPSK) mit π/4-Versatz für Personal Digital Cellular (PDC) ist, besteht kein Bedarf für eine Steuerung mit relativem Fehler, um eine relativ große Zeitkonstante für einen Schleifenverstärker auszuwählen, der den Verstärker 6 für relativen Fehler enthält, um die Erfassungsspannung V_det, die die Amplitudenschwankungen aufweist, nach Erfassung der Hüllkurve des Übertragungsburst-Signals S_out unter Berücksichtigung der gemittelten Leistung zu glätten. Mit anderen Worten, es ist möglich, eine relativ kleine Zeitkonstante im Voraus auszuwählen sowie lediglich Konstruktionsparameter zum Durchführen einer Rückkopplungssteuerung des Sättigungsleistungspegels und daher einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Regelkreises zur automatischen Leistungssteuerung (APC) zu spezifizieren.
Bei der Leistungssteuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs von 1 ist es jedoch schwierig, sowohl die Schnelligkeit des Anstiegs- und Abstiegsverhaltens des Übertragungsburst-Signals S_out zu erhöhen als auch den Leistungspegel des Übertragungsburst-Signals S_out zu erhöhen, da der Dynamikbereich des Detektors 5 schmal ist.
Wenn ein niedriger Übertragungsleistungspegel für den Hochleistungsverstärker 2 ausgewählt wird, schwankt außerdem die Erfassungsempfindlichkeit abhängig von seiner Temperatur.
Ferner wird, wenn ein niedriger Übertragungsleistungspegel für den Hochleistungsverstärker 2 ausgewählt ist, die Ausgangs-Gate-Steuerempfindlichkeit des Hochleistungsverstärkers 2 groß und schwankt, mit dem Ergebnis, dass eine APC-Steuerung niedriger Leistung nicht stabil auf einer reproduzierbaren Basis ausgeführt werden kann.
In 3, die eine zweite Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs veranschaulicht (siehe 10 aus JP-A-5-152977 ), ist eine Einrichtung 9 für variable Dämpfung zwischen dem Richtungskoppler 3 und dem Detektor 5 von 1 eingefügt. Die Einrichtung 9 für variable Dämpfung wird durch eine Steuerspannung V_a von der Steuereinheit 8 gesteuert, um den maximalen Eingangspegel des Detektors 5 konstant auszuführen. Deshalb ist es ferner möglich, eine genaue Übertragungsleistungssteuerung über einen breiten Dynamikbereich von einem niedrigen Leistungsausgang zu einem hohen Leistungsausgang einfach mittels eines geschlossenen Regelkreises zu gewährleisten, der durch den Hochleistungsverstärker 2, den Richtungskoppler 3, die Einrichtung 9 für variable Dämpfung, den Detektor 5 und den Verstärker 6 für relativen Fehler gebildet wird, wenn die Steuerempfindlichkeit des Detektors 5 auf einem im Wesentlichen konstanten Pegel gehalten wird, indem der Einrichtung 9 für variable Dämpfung in Bezug auf den Detektor 5 vorgeschaltet angeordnet wird. Folglich ist der Dynamikbereich des geschlossenen Regelkreises verbreitert, so dass der Betrieb des Detektors 5 auf einer reproduzierbaren Basis stabilisiert wird.
Bei der Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs von 3 werden jedoch, da die Steuerempfindlichkeit des Hochleistungsverstärkers 2 nicht verbessert wird, insbesondere, da die Steuerempfindlichkeit des Hochleistungsverstärkers 2 hoch ist, wenn ein niedriger Übertragungsleistungspegel für den Hochleistungsverstärker 2 ausgewählt ist, eine höhere Verstärkung des offenen Regelkreises und ein breiteres Regelkreisband erhalten, wodurch ein hoher Dämpfungskoeffizient vorliegt und ein positives Überschwingen oder ein negatives Überschwingen während der Anstiegs-Burst-Periode verursacht wird.
Ausführlicher liegt im Allgemeinen in Bezug auf das Verhältnis zwischen der Fehlerspannung V_error und dem Übertragungsburst-Signal S_out oder der Ausgangsspannung des Hochleistungsverstärkers 2 die Steuerempfindlichkeit, die durch das Leistungsinkrement pro Fehlerspannungsinkrement des Hochleistungsverstärkers 2 definiert ist, in Form einer Kure vor, die hoch ist, wenn Letzterer einen niedrigen Leistungsausgang erzeugt, und bei einem Punkt in der Nähe des maximalen Leistungsausgangs auf einen Sättigungspegel fällt.
Folglich ändert sich die Steuerempfindlichkeit des Hochleistungsverstärkers 2 je nach dem Übertragungsleistungspegel in einem großen Umfang.
Insbesondere steigt die Steuerempfindlichkeit, um schnell zu sein, was bewirkt, dass der geschlossene Regelkreis störend in der oben beschriebenen Weise schwingt, wenn der Ausgangsleistungspegel niedrig ist.
Es wird angemerkt, dass die oben erwähnte Schwingung des geschlossenen Regelkreises, die auftritt, wenn ein niedriger Ausgangsleistungspegel ausgewählt ist, durch ein entsprechendes Auswählen bestimmter anderer Konstanten, um das Regelband zu verengen, und durch Festsetzen einer großen Zeitbasis für den geschlossenen Regelkreis, um sein Ansprechen zu verzögern, beseitigt werden kann. Allerdings wird unter Verwendung dieser Technik zum Korrigieren der Steuerempfindlichkeit das Ansprechen des geschlossenen Regelkreises ständig verzögert. Da die Steuerempfindlichkeit des Hochleistungsverstärkers 2 fällt, wenn die maximale Leistungsausgabe ausgewählt ist, ist insbesondere das Ansprechen des geschlossenen Regelkreises zu diesem Zeitpunkt stark verzögert, so dass es unmöglich wird, den Burst-Ausgang einschließlich der Rampensignalformen vor und nach dem stationären Burst in gewünschter Weise zu steuern. Im Ergebnis ist es nicht länger möglich, mit der Wirkung der APC auf verschiedene Umgebungsänderungen einschließlich von Schwankungen der Versorgungsspannung, des Eingangspegels und/oder der Leistungsverstärkung des Hochleistungsverstärkers 2 zu rechnen.
Folglich kann bei der Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs von 3, falls es eine Widerstands-Induktivitäts-Kapazitäts-Konstante (RLC-Konstante) in dem geschlossenen Regelkreis gibt, die bewirken kann, dass die Phase einer extremen Drehung in dem Regelband unterliegt, weder für die Phase noch für die Amplitude ein Sicherheitsspielraum sichergestellt werden, wobei eine störende Schwingung infolge der positiven Rückkopplung, die bei und in der Nähe der Frequenz erzeugt wird, bei der eine Kurve höherer Ordnung des Übertragungsverhaltens des offenen Regelkreises die 0-Verstärkung schneidet, auftreten kann.
In 5, die eine dritte Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs des Standes der Technik veranschaulicht (siehe 1 aus JP-A-5-152977 und JP-A-10-172380 ), ist ein Treiberverstärker 10 mit variabler Leistung, der seine Verstärkung regulieren kann, zwischen den Generator 1 für modulierte Wellen und den Hochleistungsverstärker 2 geschaltet, um Schwankungen der Steuerempfindlichkeit des Hochleistungsverstärkers 2 je nach dem Ausgangsleistungspegel zu unterdrücken.
In 5 wird zusätzlich zu der Rückkopplungssteuerung zum Steuern des Ausgangs des Hochleistungsverstärkers 2 mittels der Fehlerspannung V_error von dem Verstärker 6 für relativen Fehler eine Mitkopplungssteuerung der Steuerung des Ausgangspegels des Treiberverstärkers 10 mit variabler Leistung in einer solchen Weise ausgeführt, dass der Hochleistungsverstärker 2 einen im Wesentlichen konstanten Steuerempfindlichkeitspegel in Bezug auf den Soll-Übertragungsleistungspegel zeigt. Mit anderen Worten ist zusätzlich zu der Rückkopplungssteuerung des geschlossenen Regelkreises, die ausgelegt ist, um die Erfassungsempfindlichkeit des geschlossenen Regelkreises in Bezug auf Schwankungen des Übertragungsleistungsausgangs konstant zu halten, eine offene Steuerung, d. h. eine Mitkopplungssteuerung, bezüglich des Ausgangspegels des Treiberverstärkers 10 mit variabler Leistung in Reaktion auf den Übertragungsleistungspegel vorgesehen, um zu bewirken, dass die Steuerempfindlichkeit des Hochleistungsverstärkers 2 auf einem konstanten Pegel liegt. Daher ist es nun möglich, den Leistungsausgang während der Zeitperiode des stationären Bursts und der Anstiegsrampen- und Abstiegsrampen-Zeitperioden über einen breiten Dynamikbereich des Leistungsausgangs stabil und genau zu steuern.
Wenn z. B. der Leistungsausgang mittels einer APC-Rückkopplung durch Verringerung des Übertragungsburst-Signals S_out von dem Hochleistungsverstärker 2 um 10 dB von dem ausgewählten maximalen Leistungspegel stabilisiert werden soll, wird der Eingangspegel des Hochleistungsverstärkers 2 um 12 dB verringert, um eine Verschiebung der Steuerempfindlichkeit von der Kurve C1 zu der Kurve C2 in 4 zu bewirken. In Ergebnis kann der Rückkopplungsbetrieb ohne Änderung der Fehlerspannung V_error ausgeführt und die Steuerempfindlichkeit erhalten werden, wenn der maximale Leistungsausgang ausgewählt ist, so dass die APC-Wirkung ungeachtet dessen, ob ein niedriger Leistungsausgang oder der maximale Leistungsausgang ausgewählt ist, stabil und genau bleibt.
Wenn der Leistungsausgang mittels einer APC-Rückkopplung durch Verringerung des Übertragungsburst-Signals S_out von dem Hochleistungsverstärker 2 um 24 dB von dem ausgewählten maximalen Leistungspegel stabilisiert werden soll, wird in ähnlicher Weise der Eingangspegel des Hochleistungsverstärkers 2 um 30 dB verringert, um eine Verschiebung der Steuerempfindlichkeit von der Kurve C1 zu der Kurve C3 in 4 zu bewirken.
Folglich kann der Rückkopplungsbetrieb ohne Änderung der Steuerempfindlichkeit ausgeführt werden, mit dem Ergebnis, dass die APC-Wirkung ungeachtet dessen, ob ein niedriger Leistungsausgang oder der maximale Leistungsausgang ausgewählt ist, stabil und genau bleibt.
Die optimale Steuerspannung V_a ist für jeden Ausgangsleistungspegel des Hochleistungsverstärkers 2 im Voraus ausgewählt und im ROM oder RAM in der Steuereinheit 8 gespeichert, so dass sie durch einen Befehl zur Ausgangsleistungseinstellung aus dem ROM oder RAM abgerufen werden kann, wenn der entsprechende Ausgangsleistungspegel ausgewählt wird, um einen im Wesentlichen optimalen Ansteuerungseingang sicherzustellen. Der anschließende Betrieb, um den Ausgang stabil und genau zu steuern, wird durch das Rückkopplungssystem des geschlossenen Regelkreises ausgeführt.
Wenn die Leistungssteuervorrichtung für Übertragungen von 5 auf ein Endgerät zur terrestrischen Mobilkommunikation für ein globales System zur Mobilkommunikation (GSM), ein Personalkommunikationsnetz (PCN) oder ein Personalkommunikationssystem (PCS) unter Verwendung einer GMSK-Modulation oder auf ein Endgerät zur Mobilkommunikation über Satelliten mit einer Umlaufbahn mittlerer Höhe unter Verwendung eines Modulationssystems mit Gauß-Filter-Minimalphasenumtastung (GMSK) angewendet wird, bleibt ein Problem eines Phasenfehlers des Übertragungsbursts infolge von Phasenschwankungen der Phase des Hochleistungsverstärkers 2, die in den Burst-Anstiegszeit- und -Abstiegszeitperioden auftreten können.
Endgeräte zur terrestrischen Mobilkommunikation und Endgeräte zur Mobilkommunikation über auf mittlerer Höhe umlaufende Satelliten verwenden ein System zur Modulation mit einer festen Hüllkurve, das einen hochwirksamen Betrieb im Sättigungsbereich des Hochleistungsverstärkers 2 sicherstellt, wenn ein hoher Ausgangsleistungspegel ausgewählt ist. Daher wird der stationäre Arbeitspunkt des Hochleistungsverstärkers 2 normalerweise in den Sättigungsbereich gelegt. Unter dieser Bedingung ist im Allgemeinen bei und in der Nähe des Ausgangssättigungspunktes des Hochleistungsverstärkers 2 ein Phasenmodulationsbereich (PM-Bereich) vorhanden.
Wie oben beschrieben ist, kommen Phasenschwankungen in dem Hochleistungsverstärker 2 vor, weil plötzliche Schwankungen der Amplitudenhüllkurve, die in dem Steuerverstärker 2 mit hohem Ausgang in oder in der Nähe der Burst-Anstiegszeit- und -Abstiegszeitperioden auftreten, den oben erwähnten Phasenschwankungsbereich schneiden.
In 6, die eine erste Ausführungsform der Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, ist ein Übertragungsumsetzer 1' anstelle des Generators 1 für modulierte Wellen von 5 vorgesehen. Der Übertragungsumsetzer 1' enthält einen Modulator und einen lokalen Oszillator, um zwei digitale Grundbandsignale I und Q oder ein Eingangsgrundsignal mittels einer GMSK-Modulation zu modulieren, und gibt ein moduliertes Signal S_in aus.
Außerdem ist ein durch einen Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer oder eine Reihen-Spannungsabfall-Einrichtung gebildeter Spannungsumsetzer 11 zwischen die Leistungsversorgungsbatterie 7 und den Hochleistungsverstärker 2 von 5 geschaltet. Der Spannungsumsetzer 11 liefert normalerweise eine stabilisierte Versorgungsspannung V_p' an den Drain-Spannungsanschluss des Hochleistungsverstärkers 2 und wird so wirksam, dass die Versorgungsspannung V_p' nur für kurze Zeitdauern, die die Burst-Anstiegsrampen- und -Abstiegsrampen-Zeitperioden vor und nach der Zeitperiode des stationären Bursts enthalten, gemäß der Steuerung der Steuereinheit 8 erhöht wird.
Der Spannungsumsetzer 11 wird durch einen phasengleichen Spannungsverstärker 111 zum Verstärken einer Steuerspannung V_c, einen Spannungsfolger 112 mit einem Operationsverstärker zum Empfangen der Ausgangspannung des phasengleichen Spannungsverstärkers 111, einen NPN-Transistor 113 für große Leistung mit einer Basis, die mit dem Ausgang des Spannungsfolgers 113 verbunden ist, einem Kollektor, der mit der Leistungsversorgungsbatterie 7 verbunden ist, und einem Emitter, der mit dem Drain-Spannungsanschluss des Hochleistungsverstärkers 2 verbunden ist, sowie einen Widerstand 114, der zwischen die Basis und den Kollektor des Transistors 113 geschaltet ist, gebildet.
Die Steuerspannung V_c von der Steuereinheit 8 wird durch den phasengleichen Spannungsverstärker 111 verstärkt und wird durch den Spannungsfolger 112 an die Basis des Transistors 113 geliefert. Zu diesem Zeitpunkt ist der phasengleiche Spannungsverstärker 111 so wirksam, dass der Spannungspegel der verstärkten Spannung niedriger als die Spannung V_p der Leistungsversorgungsbatterie 7 ist.
Folglich wird die Spannung V_p', die niedriger als die Spannung V_p der Leistungsversorgungsbatterie 7 ist und von der Basisspannung des Transistors 113 um die Spannung zwischen seinem Emitter und seiner Basis (etwa 0,6 bis 0,7 V) abgesenkt wurde, an den Drain-Spannungsanschluss des Hochleistungsverstärkers 2 angelegt.
Die Steuereinheit 8 erzeugt die Spannung V_a für die Einrichtung 9 für variable Dämpfung, die Steuerspannung V_b für den Treiberverstärker 10 mit variabler Leistung, die Steuerspannung V_c für den Spannungsumsetzer 11 und die Referenzspannung V_ref für den Verstärker 6 für relativen Fehler in Übereinstimmung mit dem Steuersignal S_cont, das einen Befehl zur zeitlichen Abstimmung des Bursts und einen Befehl zur Ausgangsleistungseinstellung von der Basisstation enthält. Der Befehl zur zeitlichen Abstimmung des Bursts bestimmt die zeitliche Abstimmung des nächsten Übertragungsbursts und der Befehl zur Ausgangsleistungseinstellung bestimmt den Ausgangspegel des Übertragungsburst-Signals S_out. Außerdem wird in derselben Weise wie bei der Vorrichtung von 5 der zu erreichende Dämpfungsgrad durch die Einrichtung 9 für variable Dämpfung gesteuert, um zu bewirken, dass der Eingang des Detektors 5 auf einem konstanten Pegel liegt, ohne von dem Übertragungsburst-Signal S_out abhängig zu sein. Im Ergebnis kann ein breiter Dynamikbereich für das Erfassungssystem verwirklicht werden, wobei die Erfassungsempfindlichkeit ohne Rücksicht auf die Übertragungsleistung auf einem konstanten Pegel gehalten werden kann. Ferner wird der Ausgangspegel des Treiberverstärkers 10 mit variabler Leistung in derselben Weise wie in 5 gesteuert, um den Eingangspegel des Hochleistungsverstärkers 2 zu optimieren, um die Steuerempfindlichkeit des Hochleistungsverstärkers 2 in Bezug auf den Ausgangsleistungspegel für die Übertragung zu halten.
Der Betrieb der Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs von 6 wird als Nächstes anhand der 7A, 7B, 7C, 7D und 7E erläutert.
Der Verstärker 6 für relativen Fehler vergleicht die Referenzspannung V_ref, wie sie in 7A gezeigt ist, mit der erfassten Spannung V_det, wie sie in 7B gezeigt ist, um die Fehlerspannung V_error zu erzeugen und sie zum Gate-Anschluss des Hochleistungsverstärkers 2 zu übertragen. Somit wird das Übertragungsburst-Signal S_out durch die Rückkopplung der Fehlerspannung V_error so gesteuert, dass die erfasste Spannung V_det in die Nähe der Referenzspannung V_ref gebracht wird. Im Ergebnis, wie in 7C gezeigt ist, wird die Signalform des Übertragungsburst-Signals S_out in die Nähe der Signalform der Referenzspannung V_ref gebracht.
Ein beachtlich großer Wert kann für das Regelband des Regelkreises ausgewählt werden, vorausgesetzt, dass eine Modulation mit einer festen Hüllkurve wie etwa eine GMSK wie in der Ausführungsform vorhanden ist. Der Regelkreis ist so konstruiert, dass die Regelkreisreaktion (Regelkreis-Zeitkonstante) schneller als die Burst-Zeitdauer und langsamer als die Zeichenrate ist, wobei die Regelkreiskonstante ausgewählt wird, um die Schaltung nach einem schnellen Burst einschließlich der Flanken schnell zu stabilisieren.
Ausführlicher besitzt die Referenzspannung V_ref eine Signalform, die durch ein Verschachteln der Signalform mit einer Rampenausgangshüllkurve in den Anstiegszeit- und Abstiegszeitperioden des Bursts und der Signalform mit einer Rechteckausgangshüllkurve in der Periode des stationären Bursts auf einer Zeitbasis erhalten wird. Der ROM oder RAM in der Steuereinheit 8 speichert eine Verweistabelle, die die Zuordnung zwischen der Referenzspannung V_ref und dem in 7A gezeigten Übertragungsleistungspegel zeigt.
Während der Periode des stationären Bursts wird die Referenzspannung V_ref auf einem Pegel gehalten, der dem Pegel der erfassten Spannung V_det in der stationären Periode für jeden Übertragungsleistungspegel entspricht, vorausgesetzt, dass die erfasste Spannung V_det ideal ist und deshalb das Übertragungsburst-Signal S_out auf einem Pegel liegt, der dem Übertragungsleistungspegel entspricht, der durch den Befehl zur Einstellung des Übertragungsleistungspegels in der Periode des stationären Bursts spezifiziert wird. Danach ruft die Steuereinheit 8 die Referenzspannung V_ref ab, die dem Übertragungsleistungspegel entspricht, der durch den Befehl zur Übertragungsleistungseinstellung aus der Verweistabelle spezifiziert wird, und gibt sie an den Verstärker 6 für relativen Fehler mit der zeitlichen Abstimmung aus, die durch die zeitliche Abstimmung des Bursts spezifiziert wird.
Der Verstärker 6 für relativen Fehler wird so wirksam, dass er die an den Hochleistungsverstärker 2 anzulegende Fehlerspannung V_error verringert, wenn die erfasste Spannung V_det höher als die Referenzspannung V_ref ist und daher das Übertragungsburst-Signal S_out höher als der Sollpegel ist, um den Ausgangsleistungspegel für eine Übertragung des Hochleistungsverstärkers 3 zu verringern. Dagegen wird der Verstärker 7 für relativen Fehler wirksam, um die an den Leistungsverstärker 2 mit hohem Ausgang anzulegende Fehlerspannung V_ref zu erhöhen, wenn die erfasste Spannung V_det niedriger als die Referenzspannung V_ref ist und daher das Übertragungsburst-Signal S_out niedriger als der Sollpegel ist, um den Ausgangsleistungspegel für eine Übertragung des Hochleistungsverstärkers 2 zu erhöhen.
Der Gate-Spannungsanschluss des Hochleistungsverstärkers 2 ist mit dem Gate des Transistors verbunden, der sich typischerweise in der letzten Stufe im Hochleistungsverstärker 2 befindet. Daher ändert sich der Ausgangspegel des Hochleistungsverstärkers 2 in Übereinstimmung mit der Fehlerspannung V_error.
Folglich wird das Übertragungsburst-Signal S_out in Reaktion auf die Fehlerspannung V_error automatisch so gesteuert, dass es gleich zu dem Soll-Übertragungsleistungspegel einschließlich der Rampensignalformen vor und nach dem stationären Burst, wie in 7A gezeigt ist, wird.
Somit arbeitet die Vorrichtung in derselben Weise wie in der Vorrichtung von 5 stabil auf einer reproduzierbaren Basis ohne Rücksicht auf den Ausgangsleistungspegel für Übertragungen, da der Dynamikbereich des Erfassungssystems durch die Steuerung der Einrichtung 9 für variable Dämpfung verbreitert wird, wie oben beschrieben ist.
Zusätzlich zu der oben beschriebenen Rückkopplungssteuerung zum Steuern des Ausgangs des Hochleistungsverstärkers 2 durch die Fehlerspannung V_error von dem Verstärker 6 für relativen Fehler erzeugt die Steuereinheit 8 die Steuerspannung V_b, um eine Mitkopplungssteuerung zum Steuern des Ausgangspegels des Treiberverstärkers 10 mit variabler Leistung in einer solchen Weise bereitzustellen, dass der Hochleistungsverstärker 2 einen im Wesentlichen konstanten Steuerempfindlichkeitspegel in Bezug auf den Soll-Übertragungsleistungspegel aufweist.
In derselben Weise wie in der Vorrichtung von 5 mit der Anordnung zum Steuern der Erfassungsempfindlichkeit des Erfassungssystems und der Steuerempfindlichkeit des Hochleistungsverstärkers 2 durch einen offenen Regelkreis abhängig von dem jeweils ausgewählten Ausgangsleistungspegel für Übertragungen unter Verwendung der von der Steuereinheit 8 gelieferten Steuerspannungen V_a und V_b innerhalb des Rückkopplungssystems des geschlossenen Regelkreises, das das Erfassungssystem und den Hochleistungsverstärker 2 enthält, ist es somit nun möglich, den Leistungsausgang während des stationären Bursts einschließlich der Anstiegzeit- und Abstiegszeitperioden des Übertragungsbursts über einen breiten Dynamikbereich des Leistungsausgangs stabil und genau zu steuern.
Unter der oben erwähnten Bedingung ist im Allgemeinen ein Phasenmodulations-Schwankungsbereich (PM-Schwankungsbereich) in der Nähe des Ausgangssättigungspunkts des Hochleistungsverstärkers 2 vorhanden. Um den PM-Schwankungsbereich zu vermeiden, während die hoch genaue APC betrieben wird, ist der Spannungsumsetzer 11 vorgesehen.
Wie in 7D gezeigt ist, besitzt die Steuerspannung V_c zwei Potentialpegel, die einen konstanten Potentialpegel, der der Leistungsversorgungsspannung V_p' in der Periode des stationären Bursts vom Zeitpunkt t2 zum Zeitpunkt t3 entspricht, und einen hohen Potentialpegel zum Erhöhen der Leistungsversorgungsspannung V_p' für kurze Zeitdauern, die die Anstiegsrampen- und Abstiegsrampen-Zeitperioden von dem Zeitpunkt t1 zum Zeitpunkt t2 bzw. von dem Zeitpunkt t3 zum Zeitpunkt t4 vor und nach der Periode des stationären Bursts enthalten, umfassen.
Die Steuerspannung V_c wird durch den phasengleichen Spannungsverstärker 111 des Spannungsumsetzers 11 verstärkt und an die Basis des Transistors 113 nach einem Durchgang durch den Spannungsfolger 112 angelegt. Zu diesem Zeitpunkt wird der phasengleiche Spannungsverstärker 111 so wirksam, dass der Spannungspegel der verstärkten Spannung niedriger als der Ausgangsspannungspegel V_p der Leistungsversorgungsbatterie 7 ist.
Folglich wird die Spannung V_p', die niedriger als die Ausgangsspannung V_p der Leistungsversorgungsbatterie 7 ist und von der Basisspannung des Transistors 113 um die Spannung zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors 113 abgesenkt wurde, an den Drain-Spannungsanschluss des Hochleistungsverstärkers 2 angelegt.
Da der Spannungsumsetzer 11 durch die Steuereinheit 8 so gesteuert wird, dass die Leistungsversorgungsspannung V_p' für kurze Zeitdauern, die die Anstiegsrampen- und Abstiegsrampen-Zeitperioden vor und nach der Periode des stationären Bursts enthalten, erhöht wird, wird der Sättigungsleistungsausgang des Hochleistungsverstärkers 2 nur für diese kurzen Zeitdauern erhöht.
Somit liegt der Arbeitspunkt des Hochleistungsverstärkers 2 im Verlauf der Bewegung des Übertragungsburst-Signals S_out von der Anstiegsrampen-Zeitperiode zu der Periode des stationären Bursts oder von der Periode des stationären Bursts zu der Abstiegsrampen-Zeitperiode vorübergehend nicht in dem Sättigungsbereich, sondern in dem linearen Bereich, in dem die Ausgangsrückkopplung sichergestellt ist. Daher kann der Sättigungspunkt des Hochleistungsverstärkers 2 in einer solchen Weise gesteuert werden, dass plötzliche Schwankungen der Amplitudenhüllkurve, die im Hochleistungsverstärker 2 in und in der Nähe der Burst-Anstiegszeit- und -Abstiegszeitperioden vorkommen, den Phasenschwankungsbereich nicht schneiden. Im Ergebnis kann jede mögliche Verschlechterung des Signalempfangs infolge von Phasenschwankungen (Phasenfehler) des Hochleistungsverstärkers 2 unterdrückt werden, wobei der mittlere Phasenfehler (oder der maximale Phasenfehler) des Übertragungsbursts innerhalb eines zulässigen Bereichs begrenzt werden kann.
Da ein Phasenfehler bezüglich des Teils des Übertragungsbursts den Signalempfang am anderen Ende der Kommunikationsleitung verschlechtert, kann die vorliegende Erfindung eine solche Verschlechterung erfolgreich beheben.
Es wird angemerkt, dass die Steuerspannung V_c auf eine untere Grenze gesetzt wird, um den Soll-Ausgangsleistungspegel für Übertragungen in der Periode des stationären Bursts nach der Anstiegsrampen-Zeitperiode sicherzustellen, so dass der Arbeitspunkt des Hochleistungsverstärkers 2 aus dem linearen Bereich in den Sättigungsbereich bewegt wird. Im Ergebnis kann der Hochleistungsverstärker 2 zuverlässig und hochwirksam in der Periode des stationären Bursts arbeiten, die fast das gesamte Übertragungsburst-Signal S_out bildet, so dass ein mobiles Endgerät, das die Leistungssteuervorrichtung für Übertragungen von 6 enthält, jede unnötige Erhöhung des mittleren Leistungsverbrauchs wirksam verhindern kann.
Außerdem wird die Änderung der Leistungsversorgungsspannung V_p' im Verlauf der Bewegung von der Anstiegsrampen-Zeitperiode zu der Periode des stationären Bursts oder von der Periode des stationären Bursts zu der Abstiegsrampen-Zeitperiode in einer solchen Weise durch die Steuereinheit 8 gesteuert, dass die Hüllkurve des Übertragungsbursts durch die Rückkopplungssteuerung stabil gesteuert wird, um einen stetigen und angemessenen Hüllkurvenbereich zu ziehen, so dass die Hüllkurve des Übertragungsbursts nicht irgendeinen Wendepunkt im Ergebnis einer Änderung der Leistungsversorgungsspannung V_p' verursacht.
Wie in 7D gezeigt ist, kann eine solche Steuerung verwirklicht werden, indem die Referenzspannung V_ref im Verlauf der Bewegung von der Anstiegsrampen-Zeitperiode zu der Periode des stationären Bursts oder von der Periode des stationären Bursts zu der Abstiegsrampen-Zeitperiode ansteigt bzw. abfällt.
Es wird angemerkt, dass, wenn der Leistungsausgang des Hochleistungsverstärkers 2 infolge einer Änderung der Versorgungsspannung V_p' schwankt, solche Schwankungen im Leistungsausgang durch die schnelle APC-Rückkopplungssteuerung hinreichend eingeengt werden und kein Problem verursachen.
Wie oben beschrieben ist, ist es bei der ersten Ausführungsform eine Voraussetzung in einem Funksender, der den Hochleistungsverstärker 2 enthält, der insbesondere ausgelegt ist, um eine modulierte Welle (wie etwa GMSK) zu verstärken und burstartig zu übertragen, was keine Amplitudenschwankungen mit dem TDMA-Funkkommunikationssystem vorsieht, dass eine hoch stabile, genaue und schnelle APC verwendet wird, um den Pegel des tatsächlich Bit-Daten enthaltenden Ausgangssignals für die Übertragungsburst-Welle in der Periode des stationären Bursts auf einem konstanten Pegel über einen breiten Ausgangsbereich zu halten, und, dass der Treiberverstärker 10 und der Detektor 5 durch eine Rückkopplungssteuerung in Reaktion auf den Übertragungsausgangspegel gesteuert werden, um die Erfassungsempfindlichkeit des Detektors 5 und die Steuerempfindlichkeit des Verstärkers 2 auf einem konstanten Pegel über einen breiten Dynamikbereich als die in dem Rückkopplungsregelkreis bestehende Regelkreiskonstante zu halten.
Außerdem ist es bei der ersten Ausführungsform eine Voraussetzung, dass der Rampenanstieg der Ausgangshüllkurve problemlos auf der Grundlage der schnellen Rampensignalformen gesteuert wird, die in den Anstiegszeit- und Abstiegszeitperioden beobachtet werden, um die Forderung der Erzeugung eines breiten Bereichs für den Ausgangsleistungspegel für Übertragungen und der Verhinderung einer Streuung des Übergangsfrequenzspektrums in der Zeit der Sprungantwort zu erfüllen, wobei der Zeit-Sprungantwort-Maske entsprochen wird.
Um nicht zu verhindern, dass der Übertragungsburst irgendeinen Phasenfehler erzeugt, ist ferner der Spannungsumsetzer 11 vorgesehen, so dass die Versorgungsspannung V_p' des Hochleistungsverstärkers 2 nur in kurzen Zeitdauern, die die Anstiegsrampen- bzw. die Abstiegsrampen-Zeitperioden vor und nach der Periode des stationären Bursts enthalten, ansteigt. Somit kann der Sättigungspunkt des Hochleistungsverstärkers 2 in einer solchen Weise gesteuert werden, dass plötzliche Schwankungen der Amplitudenhüllkurve, die im Hochleistungsverstärker 2 in und in der Nähe der Burst-Anstiegszeit- und -Abstiegszeitperioden vorkommen, den Phasenschwankungsbereich nicht schneiden.
Der Phasenfehler des Übertragungsbursts, der im Ergebnis von Phasenschwankungen des Hochleistungsverstärkers 2 erzeugt wird, ist ein vom Stand der Technik ungelöstes Problem, wobei die vorliegende Erfindung somit eine neuartige Technik zum Steuern der Versorgungsspannung V_p' des Hochleistungsverstärkers 2 vorschlägt, um das Problem zu lösen.
Entsprechend wird bei der ersten Ausführungsform die Verschlechterung des Wirkungsgrads des Hochleistungsverstärkers 2 durch die Einrichtung zur Verhinderung von Phasenschwankungen auf kurze Zeitdauern begrenzt, die die Anstiegsrampen- und Abstiegsrampen-Zeitperioden vor und nach der Periode des stationären Bursts enthalten, so dass das oben erwähnte Problem ohne Erhöhung des mittleren Leistungsverbrauchs des gesamten mobilen Endgeräts überwunden wird.
Während in 6 der optimale Eingangspegel des Hochleistungsverstärkers 2 durch die Verstärkungssteuerung des Treiberverstärkers 10 mit variabler Leistung in analoger Weise ausgewählt wird, wird er in 8, die eine zweite Ausführungsform der Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, durch einen Umsetzer 12 für digitale Grundbandpegel in digitaler Weise ausgewählt. Außerdem ist anstelle des Treiberverstärkers 10 mit variabler Leistung von 6 ein Treiberverstärker 10' mit fester Verstärkung vorgesehen.
Genauer steuert der Umsetzer 12 für digitale Grundbandpegel den Pegel variabel durch Ändern der numerischen Werte der zwei digitalen modulierten Wellen I und Q des Grundbands in Übereinstimmung mit einem digitalen Pegelumsetzungssignal S_d von der Steuereinheit 8. Der ROM oder RAM in der Steuereinheit 8 speichert eine Verweistabelle, die die Zuordnung zwischen dem digitalen Grundbandsignal I bzw. Q, die ausgelegt sind, um den optimalen Eingangspegel des Hochleistungsverstärkers 2 zu verwirklichen, und dem ausgewählten Ausgangsleistungspegel für Übertragungen zeigt.
Die Steuereinheit 8 gibt das digitale Pegelumsetzungssignal S_d in einer Weise an den Umsetzer 12 für digitale Grundbandpegel aus, dass der optimale Eingangspegel, der dem durch den Befehl zur Übertragungsleistungseinstellung spezifizierten Ausgangsleistungspegel für Übertragungen entspricht, für den Hochleistungsverstärker 2 erhalten werden kann.
Der Betrieb der Steuereinheit 8 von 8 ist derselbe wie der der Steuereinheit 8 von 6, mit der Ausnahme, dass er ein digitales Pegelumsetzungssignal S_d erzeugt und nicht irgendeine Steuerspannung V_b erzeugt.
Die Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs von 8 mit dem Umsetzer 12 für digitale Grundbandpegel und dem Übertragungsumsetzer 1' kann in einfacher Weise integriert werden, um das mobile Endgerät in einer reproduzierbaren Weise bei geringen Kosten durch Ausführen des Betriebs der Optimierung des Eingangspegels des Hochleistungsverstärkers 2 zu steuern, indem keine analoge Hochfrequenztechnik verwendet wird, sondern indem eine digitale Technik verwendet wird.
In den 6 und 8 ist der Spannungsumsetzer 11 durch eine Reihen-Spannungsabfall-Einrichtung gebildet, was folglich einen Vorteil schafft, dass die Herstellungskosten relativ niedrig sein können. Da die Verwendung des für einen großen elektrischen Strom vorgesehenen NPN-Transistors 113 einen großen Leistungsverlust zwischen seinem Kollektor und seinem Emitter mit sich bringt, ist der Wirkungsgrad der Leistungsversorgung ziemlich niedrig. Außerdem steht keine Spannung höher als die Ausgangsspannung V_p der Leistungsversorgungsbatterie 7 zur Verfügung.
In 9, die ein Stromlaufplan einer Abwandlung des Spannungsumsetzers 11 der 6 und 8 ist, wird der Spannungsumsetzer 11 durch einen Schaltregulierer 91 und einen Oszillator 92, um ein Taktsignal an den Schaltregulierer 91 zu liefern, gebildet, wodurch der Wirkungsgrad der Leistungsversorgung und der Gesamtwirkungsgrad verbessert werden. Außerdem kann die Versorgungsspannung V_p' des Hochleistungsverstärkers 2 über die Ausgangsspannung V_p der Leistungsversorgungsbatterie 7 erhöht werden.
Wie oben erläutert ist, ist gemäß der vorliegenden Erfindung, um nicht zu verhindern, dass der Phasenfehler eines Übertragungsbursts erzeugt wird, der Spannungsumsetzer vorgesehen, um die Leistungsversorgungsspannung nur für kurze Zeitdauern, die die Anstiegsrampen- und Abstiegsrampen-Zeitperioden vor und nach einem stationären Burst enthalten, zu erhöhen. Daher kann der Sättigungspunkt des Hochleistungsverstärkers so gesteuert werden, dass plötzliche Schwankungen der Amplitudenhüllkurve innerhalb des Hochleistungsverstärkers, die in der Nähe der Anstiegsrampen- und Abstiegsrampen-Zeitperioden auftreten, den Phasenschwankungsbereich nicht schneiden.
Im Ergebnis kann jede mögliche Verschlechterung des Signalempfangs infolge von Phasenschwankungen (Phasenfehler) des Hochleistungsverstärkers unterdrückt werden, wobei der mittlere Phasenfehler oder der maximale Phasenfehler des Übertragungsbursts mit einem zulässigen Bereich begrenzt werden kann.
Außerdem sind anstelle eines Treiberverstärkers mit variabler Leistung ein Treiberverstärker mit fester Verstärkung und ein Umsetzer für digitale Grundbandpegel vorgesehen. Im Ergebnis kann die Optimierung des Eingangspegels des Hochleistungsverstärkers des Sättigungstyps in einer digitalen Weise anstatt einer analogen Weise verwirklicht werden, so dass die Leistungssteuervorrichtung für Übertragungen in einfacher Weise integriert werden kann, um die Übertragungsleistung auf einer hoch reproduzierbaren Basis bei niedrigen Kosten zu steuern.
Wenn die Versorgungsspannung des Hochleistungsverstärkers des Sättigungstyps auf den unteren Grenzwert gesetzt wird, um den Soll-Ausgangsleistungspegel für eine Übertragung in der Periode des stationären Bursts sicherzustellen, kann ferner der Hochleistungsverstärker hochwirksam in der Periode des stationären Bursts betrieben werden, die fast die gesamte Übertragungsburst-Periode bildet, so dass jede unnötige Erhöhung des mittleren Leistungsverbrauchs durch den Funksender, der die Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen gemäß der Erfindung enthält, verhindert werden kann.
Da der Spannungsumsetzer durch eine Reihen-Spannungsabfall-Einrichtung gebildet wird, kann außerdem der Spannungsumsetzer in einer einfachen Weise bei niedrigen Kosten hergestellt werden. Da der Spannungsumsetzer durch einen Schaltregulierer gebildet wird, kann noch weiter die Versorgungsspannung über die Ausgangsspannung der Leistungsversorgungsbatterie des Funksenders erhöht werden.

Claims

Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs, die umfasst: eine Ansteuerungseinrichtung (10) mit variabler Leistung zum Verstärken eines aus einer modulierten Welle gebildeten Signals (S_in); einen Hochleistungsverstärker (2) des Sättigungstyps, der mit der Ansteuerungseinrichtung mit variabler Leistung verbunden ist, um ein Ausgangssignal der Ansteuerungseinrichtung mit variabler Leistung zu verstärken; einen Richtungskoppler (3), der mit dem Hochleistungsverstärker des Sättigungstyps verbunden ist, um einen Teil eines Ausgangssignals des Hochleistungsverstärkers zu entnehmen; eine Einrichtung (9) für variable Dämpfung, die mit dem Richtungskoppler verbunden ist, um den Teil des Ausgangssignals des Hochleistungsverstärkers zu empfangen; einen Detektor (5), der mit der Einrichtung für variable Dämpfung verbunden ist, wobei ein Dämpfungsgrad der Einrichtung für variable Dämpfung reguliert wird, um zu bewirken, dass der maximale Eingangspegel des Detektors konstant ist; einen Verstärker (6) für relativen Fehler, der mit dem Detektor verbunden ist, um ein Ausgangssignal des Detektors mit einer Referenzspannung (V_ref) zu vergleichen, die eine stationäre Burst-Signalform und eine Anstiegsrampen- und eine Abstiegsrampen-Signalform vor bzw. nach der stationären Signalform besitzt, um eine Fehlerspannung (V_error) zu erzeugen und um die Fehlerspannung an einen Eingang des Hochleistungsverstärkers des Sättigungstyps zu übertragen, um das Ausgangssignal des Hochleistungsverstärkers des Sättigungstyps so zu steuern, dass das Ausgangssignal des Detektors in die Nähe der Referenzspannung gebracht wird; und einen Spannungsumsetzer (11), der mit dem Hochleistungsverstärker des Sättigungstyps verbunden ist, um eine Leistungsversorgungsspannung (V_p') für den Hochleistungsverstärker des Sättigungstyps zu liefern, so dass die Versorgungsspannung für den Hochleistungsverstärker des Sättigungstyps nur für kurze Zeitdauern, die die Anstiegszeit- und Abstiegszeitperioden vor und nach der stationären Burst-Signalform enthalten, erhöht wird, wobei die Ansteuerungseinrichtung mit variabler Leistung so gesteuert wird, dass eine Steuerempfindlichkeit des Hochleistungsverstärkers des Sättigungstyps relativ zu einem Soll-Übertragungsleistungspegel konstant ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner einen Übertragungsumsetzer (1') zum Modulieren von zwei digitalen Grundbandsignalen (I, Q) umfasst, um das modulierte Signal zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leistungsversorgungsspannung, die von dem Spannungsumsetzer an den Hochleistungsverstärker des Sättigungstyps während einer Periode der stationären Burst-Signalform geliefert wird, ein unterer Grenzwert ist, wodurch ein Soll-Übertragungsleistungspegel des Hochleistungsverstärkers des Sättigungstyps sichergestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Spannungsumsetzer eine Reihen-Spannungsabfall-Einrichtung umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Spannungsumsetzer einen Schaltregulierer umfasst.
Ausgangsleistungs-Steuervorrichtung für Übertragungen des Burst-Typs, die umfasst: einen Umsetzer (12) für digitale Grundbandpegel zum Regulieren digitaler Grundbandsignale (I, Q); einen Übertragungsumsetzer (1'), der mit dem Umsetzer für digitalen Grundbandpegel verbunden ist, um regulierte digitale Grundbandsignale zu modulieren, um ein aus einer modulierten Welle gebildetes Signals (S_in) zu erzeugen; eine Ansteuerungseinrichtung (10') mit fester Leistung, die mit dem Übertragungsumsetzer verbunden ist, um das aus einer modulierten Welle gebildete Signal zu verstärken; einen Hochleistungsverstärker (2) des Sättigungstyps, der mit der Ansteuerungseinrichtung mit fester Leistung verbunden ist, um ein Ausgangssignal der Ansteuerungseinrichtung mit fester Leistung zu verstärken; einen Richtungskoppler (3), der mit dem Hochleistungsverstärker des Sättigungstyps verbunden ist, um einen Teil eines Ausgangssignals des Hochleistungsverstärkers zu entnehmen; eine Einrichtung (9) für variable Dämpfung, die mit dem Richtungskoppler verbunden ist, um den Teil des Ausgangssignals des Hochleistungsverstärkers zu empfangen; einen Detektor (5), der mit der Einrichtung für variable Dämpfung verbunden ist, wobei der Dämpfungsgrad der Einrichtung für variable Dämpfung reguliert wird, um zu bewirken, dass der maximale Eingangspegel des Detektors konstant ist; einen Verstärker (6) für relativen Fehler, der mit dem Detektor verbunden ist, um ein Ausgangssignal des Detektors mit einer Referenzspannung (V_ref) zu vergleichen, die eine stationäre Burst-Signalform und eine Anstiegsrampen- und eine Abstiegsrampen-Signalform vor bzw. nach der stationären Signalform besitzt, um eine Fehlerspannung (V_error) zu erzeugen und um die Fehlerspannung an einem Eingang des Hochleistungsverstärkers des Sättigungstyps zu übertragen, um das Ausgangssignal des Hochleistungsverstärkers des Sättigungstyps so zu steuern, dass das Ausgangssignal des Detektors in die Nähe der Referenzspannung gebracht wird; und einen Spannungsumsetzer (11), der mit dem Hochleistungsverstärker des Sättigungstyps verbunden ist, um eine Leistungsversorgungsspannung (V_p') für den Hochleistungsverstärker des Sättigungstyps zu liefern, so dass die Versorgungsspannung für den Hochleistungsverstärker des Sättigungstyps nur für kurze Zeitdauern, die die Anstiegszeit- und Abstiegszeitperioden vor und nach der stationären Burst-Signalform enthalten, erhöht wird, wobei der Umsetzer für digitale Grundbandpegel gesteuert wird, um zu bewirken, dass eine Steuerempfindlichkeit des Hochleistungsverstärkers des Sättigungstyps relativ zu einem Soll-Übertragungsleistungspegel konstant ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Leistungsversorgungsspannung, die von dem Spannungsumsetzer an den Hochleistungsverstärker des Sättigungstyps während einer Periode der stationären Burst-Signalform geliefert wird, ein unterer Grenzwert ist, wodurch ein Soll-Übertragungsleistungspegel des Hochleistungsverstärkers des Sättigungstyps sichergestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Spannungsumsetzer eine Reihen-Spannungsabfall-Einrichtung umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Spannungsumsetzer einen Schaltregulierer umfasst.