JP2003503876A - 送信器電源の出力電力を調整する方法及び装置 - Google Patents

送信器電源の出力電力を調整する方法及び装置

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JP2003503876A JP2001506149A JP2001506149A JP2003503876A JP 2003503876 A JP2003503876 A JP 2003503876A JP 2001506149 A JP2001506149 A JP 2001506149A JP 2001506149 A JP2001506149 A JP 2001506149A JP 2003503876 A JP2003503876 A JP 2003503876A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、送信器電源の出力電力を調整するための方法、及びこの方法を実施する構成体に係る。この方法において、電源の出力電力が測定され、そしてその測定された出力電力に基づき電源の出力電力が調整される。この方法によれば、送信器電源の出力電力は、電源制御ユニット(200)が送信器から同期チョッピング(210)を受信し、これは送信器と電源制御ユニットとの間の動作を同期させるものであり、そして電源制御ユニット(200)が送信器からその送信電力に関する情報(212)を受信するというようにして、送信器の送信電力に基づいて調整される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、典型的にベースステーションの送信器である送信器の電源の出力電
力を調整する方法及び構成体に係る。
【０００２】
【背景技術】
無線通信に使用される送信器は、送信器に必要な電力を供給する電源を備えて
いる。送信器の送信電力が急激に変化する状態がしばしば生じる。送信器の送信
電力がこのように急激に変化すると、送信器電源の出力のチャージも急激に変化
する。公知の解決策では、送信器電源の出力電力が測定され、この測定値に基づ
いて、電源の動作を制御するチョッパが電源制御ユニットによって制御される。
チャージの変化に適応するには、比較的多数のチョッパ周期を必要とし、そのた
めに、公知の解決策は、チャージの急速な変化に適応することができない。チョ
ッパ周波数を上げると、適応が加速されるが、電源の効率が著しく損なわれ易い
という問題を引き起こす。例えば、チョッパ周波数を２倍にした場合には、電源
の電力損失も２倍になる。並列接続された電源の応答が制御し難いことも、公知
解決策における問題である。
【０００３】
【発明の開示】
したがって、本発明の目的は、上記問題を解決するための方法、及びこの方法
を実施する装置を提供することである。これは、送信器電源の出力電力を調整す
る方法によって達成される。この方法においては、電源の出力電力が測定され、
そしてその測定された出力電力に基づいて電源の出力電力が調整される。送信器
電源の出力電力は、電源制御ユニットが送信器から同期チョッピングを受信し、
これは送信器と電源制御ユニットとの間の動作を同期させるものであり、そして
電源制御ユニットが送信器からその送信電力に関する情報を受信するというよう
にして、送信器の送信電力に基づいて調整される。
【０００４】 又、本発明は、送信器電源の出力電力を調整する構成体にも係る。この構成体
は、チョッパーと、電源の出力と入力との間のフィードバック路にあって電源の
測定された出力電力に基づいて電源の出力電力を調整するための電源制御ユニッ
トとを含む送信器電源を備えている。電源制御ユニットは、この電源制御ユニッ
トが送信器から同期チョッピングを受信し、これは送信器と電源制御ユニットと
の間の動作を同期させるものであり、そして電源制御ユニットが送信器からその
送信電力に関する情報を受信するというようにして、送信器の送信電力に基づい
て電源の出力電力を調整するように構成される。 本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に記載する。
【０００５】 本発明は、電源制御ユニットが、送信器から、同期チョッピングと、送信器の
送信電力に関する情報とを受信するという考え方をベースとする。同期チョッピ
ングは、送信器と電源制御ユニットとの間の動作を同期させる。以上の事柄及び
電源の出力から測定された電源の出力電力に基づき、電源制御ユニットは、送信
器電源の出力電力を調整する。 本発明の方法及び構成体は、複数の効果を発揮する。送信器電源の出力電力は
送信器の各送信電力に適応される。又、本発明の顕著な効果は、送信器の送信電
力の急激な変化、即ち送信器電源の出力におけるチャージの変化に適応すること
である。本発明の解決策では、電源の応答が電源制御ユニットのクロック周波数
に依存せず、このため、電源制御ユニットのクロック周波数を低くすることがで
きる。これにより、電源により達成される効率が、公知解決策の場合より著しく
良好となる。並列電源の応答を容易に制御できることも本発明の効果である。
【０００６】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。 無線接続に使用される送信器の送信電力が変化すると、送信器電源の出力にお
けるチャージが変化する。対応的に、送信器の送信電力が急激に変化すると、送
信器電源の出力におけるチャージが急激に変化する。電源の動作をこれらの変化
に適応させねばならない。チャージの急激な変化においては、送信器の送信電力
が電源のチョッパ周波数より５倍も早く変化する。電源における最も一般的なチ
ョッパ周波数は、１００ないし２００ｋＨｚである。本発明は、以下に述べるよ
うに、送信器電源の動作を、電源の出力におけるチャージの急激な変化にも適応
させることができる。
【０００７】 図１は、本発明による送信器の構造の一例を示す。送信されるべき信号１００
は、所望のコード化、通常は、チャンネルコード化を実行するコーダー１０２へ
送られる。コード化された信号は、更に、所望の変調方法を使用して信号を変調
する変調器１０４へ送られる。変調された信号は、送信器ブロック１０６へ送ら
れ、ここで、信号が増幅されそしてフィルタされる。この送信器ブロックは、例
えば、ＲＦ増幅器又は線形増幅器である。信号は、アンテナ１０８により送信さ
れる。又、送信器は、送信器の種々の要素の動作を制御するコントローラ１１０
も備えている。実際に、送信器は、増幅器やコンバータのような他の要素も備え
ている。これらの要素は、適当な状態においていかに使用すべきか当業者に明ら
かであるので、ここにで説明しない。コーダー１０２及び変調器１０４は、当業
者に知られたやり方で実施することができる。コントローラは、プロセッサ及び
適当なソフトウェア、或いは個別の論理回路により実施されるのが好ましい。
【０００８】 図２は、送信器電源の出力電力を調整するための本発明による構成体のブロッ
ク図である。この構成体は、送信器のコントローラ１１０と、送信器電源とを備
え、送信器電源は、電源制御ユニット２００、チョッパ２０２及び電源ユニット
２０４を含む。更に、この構成体は、通常、加算器２０６を備えている。電源は
、例えば、電流源又は電圧源である。電源ユニットは、これら電源形態の１つに
基づいて実施され、例えば、電流源の場合には、図３に示すように実施される。
送信器は、例えば、ベースステーションの送信器であり、そして電源制御ユニッ
トは、通常、パルス巾変調器である。チョッパは、特に、１００ないし２００ｋ
Ｈｚの上記周波数を取り扱うときには、通常、少なくとも１つのＦＥＴトランジ
スタをもつチョッパである。他のチョッパ構成は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポ
ーラトランジスタ）構成及びバイポーラトランジスタ構成である。ＦＥＴトラン
ジスタ構成を含む上記チョッパ構成は、１つ以上の他の要素、例えば、ダイオー
ドを備えてもよい。
【０００９】 図２の構成に基づく方法においては、電源の電流モード又は電圧モード出力２
０８、より詳細には、電源の電源ユニット２０４の出力が測定される。測定から
得られた測定結果は、電源制御ユニット２００へ送信される。電源の出力から得
られた上記測定結果に加えて、電源制御ユニットは、送信器から、同期チョッピ
ング２１０及び送信器の送信電力に関する情報２１２を得る。同期チョッピング
は、送信器と電源制御ユニットとの間の動作を同期させる。送信器がスイッチオ
ンされると、電源制御ユニットの動作、ひいては、この電源制御ユニットにより
全電源の動作が、例えば、デジタル並列モードの同期チョッピングに基づいて、
送信器の動作に同期される。これも又デジタル並列モードのチョッピングである
送信器の送信電力に関する情報２１２は、送信器がいつ、どの電力レベルを送信
に使用するかを電源制御ユニット２００に通知する。上記チョッピング２１０、
２１２、及び電源の出力２０８から測定された電源の出力電力に基づいて、電源
制御ユニットは、その出力チョッピング２１８によってチョッパ２０２の動作を
制御して、電源の出力電力を調整する。電源制御ユニット２００は、通常、パル
ス巾変調器であり、電源制御ユニット及びチョッパで形成された電源の出力制御
チョッピング２１４のパルス比を制御して、電源の出力電力を調整する。パルス
比とは、信号がアクティブであり即ち論理状態１である時間と、信号が受動的で
あり即ち論理状態０である時間との比を指す。パルス比の詳細な説明は、図４Ａ
ないし４Ｄを参照して行う。又、電源制御ユニット２００は、電源の出力電力を
調整するようにチョッパ２０２の周波数を制御する周波数変調器、或いは電源の
出力電力を調整するようにチョッパ２０２の位相を制御する位相変調器であって
もよい。
【００１０】 図２の構成による方法においては、送信器から得られた送信電力に関する情報
２１２は、電源制御ユニット２００に、電源出力２０８の粗調整に関する情報を
与え、そして電源出力２０８から測定された電力情報は、電源制御ユニット２０
０に、電源出力２０８の微調整に関する情報を与える。粗調整に関連した送信器
の送信電力に関する情報２１２は、フィードフォワードにより電源制御ユニット
２００へ送信される。粗調整に関するこの情報は、電源出力２０８から測定され
てその電源出力からフィードバック路２１６を経て電源制御ユニットへ送信され
る電力情報により、電源制御ユニットにおいて微調整される。フィードフォワー
ド路を経て送られる送信器の送信電力に関する上記情報と、フォードバック路を
経て送られる電源出力の電力情報は、電源制御ユニットの前の加算器２０６にお
いて加算され、電源制御ユニットの所望信号を形成することができる。例えば、
電源制御ユニット２００がパルス巾変調器である場合には、この信号が、パルス
巾変調器及びチョッパ２０２で形成された電源の出力制御チョッピング２１４の
パルス比を制御し、電源出力２０８の電力レベルを希望通りに調整し、即ち例え
ば送信器の送信電力の急激な変化に適応させる。又、同期チョッピングにより、
電源制御ユニット及びチョッパで形成された電源の出力制御チョッピング２１４
のパルス比を直ちに変更することができる。
【００１１】 図１において、同期チョッピング２１０と、送信器の送信電力に関する情報を
含むチョッピング２１２とは、コントローラ１１０により形成される。コントロ
ーラ１１０から、チョッピング２１０、２１２は、電源制御ユニット２００へ送
られる。同期チョッピングは、例えば、次のように形成される。送信器の送信周
波数に関する情報が送信器ブロック１０６から制御ブロックへ送られ、そしてこ
の情報に基づいて、制御ブロックが、電源制御ユニットにより電源と送信器との
間の動作を同期させるための同期チョッピングを形成する。送信器の送信電力に
関する情報２１２は、例えば、送信器ブロック１０６からコントローラ１１０へ
送られる。
【００１２】 図３は、電源ユニット２０４がコンバータ３００、２つのダイオード３０２、
３０４及びキャパシタ３０６を含む電源を示す。更に、この電源は、電源の出力
と入力との間のフィードバック路２１６に電源制御ユニット２００及びチョッパ
２０２を備えている。電源は、通常、加算器２０６も備えている。電源のコンバ
ータ３００は、一次コイル３０８及び二次コイル３１０を含む。図３に示す電源
は、チョッパ電源の１つの実施形態である。チョッパ電源の動作は、コイルの特
性に基づく。コイルに交流が通過すると、コイルの周りに交流磁界が発生する。
交流がオフにされた後に、コイルは、コイルの周りの交流磁界のエネルギーによ
り交流の進行を続けようとする。電源制御ユニット及びチョッパにより形成され
た電源出力の制御チョッピング２１４は、コンバータ３００の一次コイル３０８
に到達する。電源の入力電力３１２もそこに到達する。コンバータは、入力電力
を、その一次コイルと二次コイルとの間の重ね比に基づいて他の何らかの電力に
変換する。従って、二次コイルに電源の出力電力２０８が発生され、これが測定
される。得られた測定結果は、フィードバック路２１６を経て、おそらく加算器
２０６により電源制御ユニットへ送られ、送信器の送信電力に関する情報を含む
送信器からの粗調整チョッピングを微調整する。
【００１３】 図４Ａないし４Ｄは、電源の出力電力のリアルタイム同期調整を示すパルス図
である。図４Ａないし４Ｄに示すパルスは、図４Ａでは、送信器の送信電力の変
化、即ち電源出力２０８のチャージの変化に基づくパルス４００、図４Ｂでは、
電源制御ユニット２００の内部クロップチョッピング４０２、図４Ｃでは、ビッ
ト番号として表された電源制御ユニット２００の制御チョッピング、そして図４
Ｄでは、電源出力の制御チョッピング２１４である。電源制御ユニットの制御チ
ョッピングは、送信器の送信電力に関する情報２１２と、電源出力２０８から測
定された電力情報で形成される。電源制御ユニット及び送信器の動作は、同期チ
ョッピングによって同期される。従って、電源制御ユニットの内部クロックチョ
ッピングは、送信器の送信電力の変化に同期される。本発明の解決策では、電源
制御ユニットのクロックチョッピング４０２の周波数を比較的低くすることがで
きる。というのは、電源出力２０８の応答がクロックチョッピングの周波数に依
存しないからである。従って、電源の出力電力は、送信器の送信電力の急激な変
化に直ちに適応するように調整することができる。このため、電源の効率が公知
の解決策の場合より著しく良好となる。図４Ａないし４Ｄにおいて、電源制御ユ
ニット２００は、パルス巾変調器であり、そして電源制御ユニットの出力チョッ
ピング２１８は、電源出力の制御チョッピング２１４に対して所望のパルス比が
得られるようにチョッパ２０２を制御する。パルス巾変調器の場合には、周波数
は、通常、同一に保たれる。チョッパのパルス比は、パルスの導通状態の時間巾
がパルスの非導通状態の時間巾に匹敵するように定義される。デジタル技術にお
いては、電圧値がスレッシュホールド電圧より高く、例えば、０．８Ｖより高い
ときに、パルスが、通常、導通状態即ち論理状態１であり、そして電圧値がスレ
ッシュホールド電圧より低く、例えば、０．２Ｖより低いときに、パルスが非導
通状態即ち論理状態０である。又、これらの信号状態は、導通状態において信号
が能動的であり、そして非導通状態において信号が受動的であると表現すること
もできる。
【００１４】 送信器及び電源の上記説明は一例に過ぎず、それ故、本発明の解決策において
送信器及び電源の別の形態も考えられる。本発明の解決策は、例えば、ＲＦ出力
段又はＧＳＭ／ＤＣＳ出力段における送信器電源の調整にも適用することができ
る。 添付図面の例を参照して本発明を詳細に説明したが、本発明は、これに限定さ
れるものではなく、特許請求の範囲に規定された本発明の精神及び範囲内で種々
の変更がなされ得ることが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 送信器電源の出力電力を調整する構成体のブロック図である。
【図２】 送信器のブロック図である。
【図３】 電源を示す図である。
【図４Ａ】 電源の出力電力のリアルタイム同期調整を示すパルス図である。
【図４Ｂ】 電源の出力電力のリアルタイム同期調整を示すパルス図である。
【図４Ｃ】 電源の出力電力のリアルタイム同期調整を示すパルス図である。
【図４Ｄ】 電源の出力電力のリアルタイム同期調整を示すパルス図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 送信器電源の出力電力を調整する方法であって、電源の出力
    電力を測定し、そしてその測定された出力電力に基づいて電源の出力電力を調整
    する方法において、 電源制御ユニット(200)が送信器から同期チョッピング(210)を受信し、これは
    送信器と電源制御ユニットとの間の動作を同期させるものであり、そして 電源制御ユニット(200)が送信器からその送信電力に関する情報(212)を受信す
    るというようにして、送信器の送信電力に基づいて電源の出力電力を調整するこ
    とを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 電源制御ユニット(200)がチョッパー(202)を制御し、これに
    より、電源の出力電力を制御する請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 電源制御ユニットにより制御されるチョッパーのパルス比に
    より電源の出力電力を調整する請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 電源制御ユニット(200)は、送信器から受信した送信器の送
    信電力(210)に関する情報に基づいて粗調整を遂行する請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 電源制御ユニット(200)は、電源の出力(208)から測定された
    電力値に基づいて微調整を遂行する請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 送信器の送信電力に関する情報(212)は、デジタルのパラレ
    ルモードチョッピングである請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 送信器の送信電力(212)に関する情報に基づき電源制御ユニ
    ット(200)によりチョッパー(202)のパルス比を制御する請求項３に記載の方法。
  8. 【請求項８】 同期チョッピング(210)に基づき電源制御ユニット(200)によ
    りチョッパー(202)のパルス比を制御する請求項３に記載の方法。
  9. 【請求項９】 上記方法によりベースステーション送信段の電源の出力電力
    を調整する請求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 送信器電源の出力電力を調整するための構成体であって、
    チョッパー(202)と、電源の出力と入力との間のフィードバック路(216)にあって
    電源の測定された出力電力に基づいて電源の出力電力を調整するための電源制御
    ユニット(200)とを含む送信器電源を備えた構成体において、上記電源制御ユニ
    ット(200)は、 電源制御ユニット(200)が送信器から同期チョッピング(210)を受信し、これは
    送信器と電源制御ユニットとの間の動作を同期させるものであり、そして 電源制御ユニット(200)が送信器からその送信電力に関する情報(212)を受信す
    るというようにして、送信器の送信電力に基づいて電源の出力電力を調整するよ
    うに構成されたことを特徴とする構成体。
  11. 【請求項１１】 電源制御ユニット(200)は、電源の出力電力を調整するよ
    うにチョッパー(202)を制御するよう構成された請求項１０に記載の構成体。
  12. 【請求項１２】 上記構成体は、電源制御ユニット(200)として機能するパ
    ルス巾変調器を備えた請求項１０に記載の構成体。
  13. 【請求項１３】 電源制御ユニット(200)は、電源の出力電力を調整するよ
    うにチョッパー(202)のパルス比を制御するよう構成された請求項１１に記載の
    構成体。
  14. 【請求項１４】 電源制御ユニット(200)は、送信器から受信した送信器の
    送信電力に関する情報(212)に基づいて粗調整を遂行するよう構成された請求項
    １０に記載の構成体。
  15. 【請求項１５】 電源制御ユニット(200)は、電源の出力(208)から測定され
    た出力電力に基づいて微調整(210)を遂行するよう構成された請求項１０に記載
    の構成体。
  16. 【請求項１６】 電源制御ユニット(200)は、送信器の送信電力に関する情
    報(212)に基づきチョッパー(202)のパルス比を制御するよう構成された請求項１
    ３に記載の構成体。
  17. 【請求項１７】 電源制御ユニットは、同期チョッピング(210)に基づきチ
    ョッパーのパルス比を制御するよう構成された請求項１３に記載の構成体。
  18. 【請求項１８】 送信器は、ベースステーションの送信段である請求項１０
    に記載の構成体。
  19. 【請求項１９】 チョッパー(202)は、少なくとも１つのＦＥＴトランジス
    タである請求項１０に記載の構成体。
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