JP2004221737A

JP2004221737A - 送信電力制御装置

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Publication number: JP2004221737A
Application number: JP2003004438A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kanezaki; 善宏金崎; Hiroteru Hagiwara; 裕照萩原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】送信電力値の変更とバイアス制御を行うタイミングの間隔より短い間隔で送信する移動体通信システムにも適用することができる送信電力制御装置を提供する。
【解決手段】更新前後の送信電力制御情報に対応するバイアス制御信号の変化量を求め、その変化量が閾値未満の場合はバイアス生成部３を選択し、更に送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号をバイアス生成部３に入力すると共に利得制御信号を可変利得増幅器２に入力し、上記変化量が閾値以上の場合はバイアス制御信号と直流電源４の直流電圧とからバイアス電圧の変化量を算出し、その変化量を用いて利得補正値を算出して利得制御信号に加算し、更に直流電源４を選択し、その直流電圧を電力増幅器１に入力し、更にバイアス制御信号をバイアス生成部３に入力すると共に利得制御信号を可変利得増幅器２に入力する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話やＰＨＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎｄｙ−ＰｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ）などの無線通信装置に用いて好適な送信電力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述した無線通信装置に用いられる送信電力制御装置では、低消費電力を目的として、送信電力値に応じて送信電力増幅器のバイアス制御を行うことが行われている。バイアス制御とは、送信電力に応じて送信電力増幅器のバイアス点を変化させることである。すなわち、送信電力を低減させる場合は送信電力増幅器の動作電流が少なくなる方向にバイアス点を設定し、逆に送信電力を増加させる場合は送信電力増幅器の動作電流が多くなる方向に設定する。バイアス制御を行うことで最適な動作電流を設定でき、電力消費の効率化が可能となる。
【０００３】
一方、送信電力制御装置のバイアス制御回路にノイズや送信波が混入すると、出力に歪み成分や雑音成分が発生したり、送信電力増幅器に発振現象が生じてしまうことがあるので、従来は送信電力制御装置のバイアス点を制御する制御信号線上にフィルタを挿入してノイズや送信波を除去するようにしている。
【０００４】
但し、フィルタを挿入することで制御信号の時定数が大きくなることから、バイアス制御信号に過渡応答が生じて、これに起因する電力増幅器の変調歪みの劣化に伴う回線品質の低下が起きる。この対策として、送信電力を増加させる場合に、まずバイアス信号を変化させてバイアス信号が一定値となった後に送信電力を変化させ、逆に送信電力を減少させる場合に、送信電力の減少と同時又はそれ以降にバイアス信号を変化させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図１２は、上記特許文献１に開示された送信電力制御装置の構成を示すブロック図である。この図に示す送信電力制御装置は、可変減衰器１００２と、バイアス電圧生成部１００３と、送信電力制御部１００４とから構成されている。可変減衰器１００２は、減衰量制御信号に対応した減衰を入力信号に与えるものである。可変減衰器１００２で減衰された入力信号が電力増幅器１００１に入力される。電力増幅器１００１は、半導体素子を備え、入力信号を電力増幅して送信信号として出力する。
【０００６】
送信電力制御部１００４には、種々の送信電力制御情報に対応して予め設定された減衰量制御信号とバイアス制御信号との組み合わせが書き込まれたテーブルが内蔵されており、送信電力制御情報が入力されたときに、そのときの送信電力制御情報に対応する減衰量制御信号とバイアス制御信号とが出力される。バイアス電圧生成部１００３は、送信電力制御部１００４より入力されるバイアス制御信号に対応したバイアス電圧を生成して電力増幅器１００１に入力する。特に、送信信号の電力を変化させるときに電力増幅器１００１が定められたバックオフ（出力最大振幅レベルと出力飽和電力レベルとの差であり、Ａ級やＡＢ級増幅器の動作点を表現するために使用される）を確保できるように、予め指定されたタイミングで可変減衰器１００２の出力及びバイアス電圧を電力増幅器１００１に印加する。
【０００７】
例えば、図１３のタイムチャートに示すように、電力増幅器１００１の送信電力を増加させる場合は、送信電力を増加させるｔａ点よりｔ１時間手前でバイアス電圧を高くして電力増幅器１００１の飽和レベルを高くし、ｔ１時間後に入力信号のレベルを高くする。逆に、電力増幅器１００１の送信電力を減少させる場合には、ｔｂ点で送信電力の減少と同時又はそれ以降のｔ２時間後にバイアス電圧を低くするようにする。以上のような制御を行うことで変調歪みの劣化を防ぎ、回線品質に影響を与えずに送信電力の変化に対応して電力増幅器１００１の消費電流を変化させることが可能となる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平４−２７７９０９号公報（第３頁、第４頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の送信電力制御装置においては、次のような問題があった。すなわち、電力増幅器１００１の変調歪みの劣化に伴う回線品質の低下を防ぐため、送信電力を増加させる場合にはバイアス電圧を変化させてその値が一定値となった後に送信電力を変化させるようにしており、また送信電力を減少させる場合には送信電力の減少と同時又はそれ以降にバイアス電圧を変化させるようにしている。しかし、このようにすることで、時間損失が生じ、送信電力値の変更（減衰量制御）とバイアス制御を行うタイミングの間隔より短い間隔で送信を行う通信方式には採用することができない。
【００１０】
また、送信電力値の変更とバイアス制御を行うためのタイミングを調整するタイミング調整手段が必要であり、その分、コスト高になる。
【００１１】
本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、送信電力値の変更とバイアス制御を行うタイミングの間隔より短い間隔で送信を行う移動体通信システムにも適用することができ、また送信電力値の変更とバイアス制御を行うためのタイミングを調整するタイミング調整手段を必要としない送信電力制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の送信電力制御装置は、利得制御信号によって設定される利得で入力信号を増幅する可変利得増幅手段と、前記可変利得増幅手段で増幅された入力信号を増幅する電力増幅手段とを制御する送信電力制御装置であって、直流電圧を出力する直流電圧出力手段と、前記直流電圧出力手段より出力される直流電圧よりバイアス制御信号に対応したバイアス電圧を生成するバイアス電圧生成手段と、前記直流電圧出力手段より出力される直流電圧又は前記バイアス電圧生成手段で生成されるバイアス電圧のいずれか一方を選択してバイアス電圧として前記電力増幅手段に入力する選択手段と、変調歪みと電源効率とを考慮した最適バイアス電圧に対応するバイアス制御信号を送信電力制御情報に対応して記憶した第１の記憶手段と、送信電力との関係が線形に変化し、送信電力制御情報に対応した前記可変利得増幅手段に与える利得制御信号を記憶した第２の記憶手段と、送信電力制御情報が入力されると、入力された送信電力制御情報を基に前記第１の記憶手段よりバイアス制御信号を読み出して前記バイアス電圧生成手段に入力し、また前記第２の記憶手段より利得制御信号を読み出して前記可変利得増幅手段に入力する送信電力制御手段とを具備し、前記送信電力制御手段は、入力された送信電力制御情報に対応したバイアス電圧の変化量に基づいて前記選択手段を制御し、前記直流電圧出力手段より出力される直流電圧又は前記バイアス電圧生成手段で生成されるバイアス電圧のいずれか一方をバイアス電圧として前記電力増幅手段に入力することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、送信電力制御情報とバイアス制御信号のタイミングをずらすことなく同時でも、バイアス電圧の変化量によってバイアス電圧生成手段で生成されるバイアス電圧と直流電源から出力される直流電圧のいずれかを選択することにより、送信電力値の変更とバイアス制御を行うタイミングの間隔より短い間隔で送信を行う移動体通信システムにも適用可能となる。また、送信電力を変更する前に予めバイアス電圧を変化させる従来の送信電力制御装置が必要とするタイミング調整手段を必要としない。また、送信電力を変更する前に予めバイアス電圧を変化させないことから、消費電力の削減が可能となる。
【００１４】
請求項２に係る発明の送信電力制御装置は、請求項１に係る発明の送信電力制御装置において、バイアス電圧に対応した前記電力増幅手段の利得を記憶した第３の記憶手段を更に具備し、前記送信電力制御手段は、更新前の送信電力制御情報に対応するバイアス制御信号から更新後の送信電力制御情報に対応するバイアス制御信号への変化量を求め、その変化量が所定の閾値未満の場合は、前記選択手段を前記バイアス電圧生成手段側に切り替え、更に前記第１の記憶手段から読み込んだ送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号を前記バイアス電圧生成手段に入力し、また前記第２の記憶手段から読み込んだ送信電力制御情報に対応した利得制御信号を前記可変利得増幅手段に入力し、前記バイアス制御信号の変化量が所定の閾値以上の場合は、前記第１の記憶手段から読み込んだ送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号と前記直流電圧出力手段の直流電圧とからバイアス電圧の変化量を算出し、算出したバイアス電圧の変化量を用いて前記第３の記憶手段を参照して利得補正値を算出し、算出した利得補正値を利得制御信号に加算し、次いで前記選択手段を前記直流電圧出力手段側に切り替える制御を行い、前記直流電圧出力手段の直流電圧をバイアス電圧として前記電力増幅手段に入力し、更に送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号を前記バイアス電圧生成手段に入力すると共に、利得制御信号を前記可変利得増幅手段に入力することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、送信電力制御情報の入力タイミングに対してバイアス制御信号の出力タイミングを同じにしても、バイアス電圧の変化量が小さい場合にはバイアス電圧生成手段からのバイアス電圧を使用し、バイアス電圧の変化量が大きい場合には直流電圧出力手段からの直流電圧を使用するので、電力増幅手段の変調歪みの劣化と回線品質の劣化を防止することができ、またバイアス電圧の過渡応答を防止できるので、送信電力値の変更とバイアス制御を行うタイミングの間隔より短い間隔で送信を行う移動体通信システムにも適用することが可能となる。更に送信電力値の変更とバイアス制御を行うためのタイミングを調整するタイミング調整手段を必要とせず、また送信電力を変更する前に予めバイアス電圧を変化させないことから、消費電力の削減が可能となる。
【００１６】
請求項３に係る発明の送信電力制御装置は、請求項１又は請求項２のいずれかに係る発明の送信電力制御装置において、バイアス電圧の変化方向を判定する増減判定手段を更に具備し、前記送信電力制御手段は、バイアス制御信号の変化量が所定の閾値以上でもバイアス電圧が減少する場合には、バイアス電圧の更新を行わないことを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、バイアス制御信号の変化量が所定の閾値以上でもバイアス電圧が増加する場合には、直流電圧出力手段の直流電圧をバイアス電圧として電力増幅手段に入力すると共に、利得補正した利得制御信号を可変利得増幅手段に入力し、バイアス電圧が減少する場合には、バイアス電圧生成手段で生成したバイアス電圧を電力増幅手段に入力すると共に、利得補正した利得制御信号を可変利得増幅手段に入力するので、上記請求項１又は請求項２のいずれかに係る発明の送信電力制御装置よりも更にバイアス電圧の過渡応答を防止できる。
【００１８】
請求項４に係る発明の送信電力制御装置は、請求項１又は請求項２のいずれかに係る発明の送信電力制御装置において、前記直流電圧出力手段を含む、出力電圧値の異なる複数の直流電圧出力手段と、前記複数の直流電圧出力手段のいずれか１つを択一的に選択する選択手段とを更に具備し、前記送信電力制御手段は、バイアス制御信号の変化量が所定の閾値以上の場合には、前記複数の直流電圧出力手段のうち、更新後の送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号レベル以上でかつ最も電圧差の小さいものを選択することを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、バイアス制御信号の変化量が所定の閾値以上の場合には、複数の直流電圧出力手段のうち、更新後の送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号レベル以上でかつ最も電圧差の小さいものを選択するので、上記請求項１又は請求項２のいずれかに係る発明の送信電力制御装置よりも更にバイアス電圧の過渡応答を防止できる。
【００２０】
請求項５に係る発明の移動端末は、請求項１乃至請求項４のいずれかに係る発明の送信電力制御装置を具備することを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、送信電力値の変更とバイアス制御を行うタイミングの間隔がより短い間隔で送信を行う移動体通信システムにおいても、変調歪みの劣化が無く、回線品質が低下しない移動端末を提供できる。
【００２２】
請求項６に係る発明の基地局は、請求項１乃至請求項４のいずれかに係る発明の送信電力制御装置を具備することを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、送信電力値の変更とバイアス制御を行うタイミングの間隔より短い間隔で送信を行う移動体通信システムにおいても、変調歪みの劣化が無く、回線品質が低下しない基地局を提供できる。
【００２４】
請求項７に係る発明の移動体通信システムは、請求項５に係る発明の移動端末と、請求項６に係る発明の基地局とを具備することを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、変調歪みの劣化が無く、回線品質が低下しない移動体通信システムを実現できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る送信電力制御装置の構成を示すブロック図である。この図において、本実施の形態に係る送信電力制御装置は、可変利得増幅器２と、電力増幅器１に与えるバイアス電圧を生成するバイアス生成部３と、直流電源４と、フィルタ５と、スイッチ６と、送信電力制御部７とを備えている。可変利得増幅器２は、電力増幅器１の入力側に直列に接続され、送信電力制御部７より入力される利得制御信号によって利得を変更する。
【００２８】
バイアス生成部３は、直流電源（例えば、携帯無線装置の電池）４から出力される直流電圧から送信電力制御部７より入力されるバイアス制御信号に対応したバイアス電圧を生成するものであり、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ、リニアレギュレータ、演算増幅器などの電圧制御装置から構成される。この場合、バイアス電圧は直流電源４の電圧以下となる。バイアス生成部３で生成されたバイアス電圧が電力増幅器１の図示せぬトランジスタにコレクタ電圧Ｖｃｃとして印加される。
【００２９】
フィルタ５は、バイアス生成部３で生成されたバイアス電圧中に含まれる雑音を除去するものであり、例えばインダクタ、キャパシタからなる。スイッチ６は、バイアス電圧の供給源として、バイアス生成部３で生成されたバイアス電圧又は直流電源４から出力される直流電圧のいずれかを選択するものであり、例えばＦＥＴのゲート電圧のオン／オフによって導通状態と非導通状態を切り替える。
【００３０】
送信電力制御部７は、図示せぬディジタル−アナログ変換器を備えており、利得制御信号、バイアス制御信号及び切替信号を生成する。また、送信電力制御部７には、送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号（電力増幅器１のバイアス電圧に対応する）を格納したバイアス制御信号テーブル８と、送信電力制御情報に対応した可変利得増幅器２の利得制御信号を格納した利得制御信号テーブル９と、バイアス電圧に対応した電力増幅器１の利得を格納した利得偏差テーブル１０とを備えている。
【００３１】
利得制御信号テーブル９は、例えば図２に示すように利得制御信号レベルと送信電力レベルの関係が線形に変化するものとする。バイアス制御信号テーブル８には、変調歪みと電源効率とを考慮した最適バイアス電圧に対応するバイアス制御信号が送信電力制御情報に対応して格納されており、例えば図３に示すような電力増幅器１のバイアス電圧と送信電力レベルの関係となる。利得偏差テーブル１０は、例えば図４に示すようなバイアス電圧と電力増幅器１の利得の関係となる。
【００３２】
以上のように構成された送信電力制御装置の動作を図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３３】
送信電力制御部７は、入力された送信電力制御情報を読み込む（ステップＳ１０１）。そして、読み込んだ送信電力制御情報に対応する利得制御信号を利得制御信号テーブル９から読み込み、更に送信電力制御情報に対応するバイアス制御信号をバイアス制御信号テーブル８から読み込む（ステップＳ１０２）。利得制御信号とバイアス制御信号を読み込んだ後、更新前の送信電力制御情報に対応するバイアス制御信号から更新後の送信電力制御情報に対応するバイアス制御信号への変化量を算出する（ステップＳ１０３）。
【００３４】
そして、バイアス制御信号の変化量の絶対値が所定の閾値未満か否かを判定する（ステップＳ１０４）。この判定において、バイアス制御信号の変化量の絶対値が所定の閾値未満の場合は、スイッチ６をバイアス生成部３側に切り替えるための切替信号を出力し、更にバイアス制御信号テーブル８から読み込んだ送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号をバイアス生成部３に入力し、また利得制御信号テーブル９より読み込んだ送信電力制御情報に対応した利得制御信号を可変利得増幅器２に入力する（ステップＳ１０５）。なお、このときの閾値は、バイアス電圧の過渡応答により生じる回線品質の劣化が移動体通信システムの許容範囲以内となるよう決定される。
【００３５】
一方、ステップＳ１０４の判定において、バイアス制御信号の変化量が所定の閾値以上と判定した場合には、バイアス制御信号テーブル８から読み込んだ送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号と直流電源４の直流電圧とからバイアス電圧の変化量を算出し、算出したバイアス電圧の変化量を用いて利得偏差テーブル１０を参照して利得補正値を算出する（ステップＳ１０６）。そして、算出した利得補正値を利得制御信号に加算する（ステップＳ１０７）。次に、スイッチ６を直流電源４側に切り替える制御を行い、直流電源４の直流電圧をバイアス電圧として電力増幅器１に印加し、更に送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号をバイアス生成部３に入力すると共に、利得制御信号を可変利得増幅器２に入力する（ステップＳ１０８）。以上のフローチャートに示す処理を送信電力制御情報が更新される毎に行う。
【００３６】
タイミングチャートを用いて上記動作を示すと、バイアス電圧の変化量が所定の閾値以上の場合は図６に示すようになり、所定の閾値未満の場合には図７に示すようになる。すなわち、送信電力の変化が大きい場合は、直流電源４の直流電圧がバイアス電圧として電力増幅器１に印加され、送信電力の変化が小さい場合は、バイアス生成部３で生成されたバイアス電圧が電力増幅器１に印加される。
【００３７】
このように、本実施の形態に係る送信電力制御装置によれば、送信電力制御情報の入力タイミングに対してバイアス制御信号の出力タイミングを同じにしても、バイアス電圧の変化量が小さい場合にはバイアス生成部３からのバイアス電圧を使用し、バイアス電圧の変化量が大きい場合には直流電源４からの直流電圧を使用することにより、電力増幅器１の変調歪みの劣化と回線品質の劣化を防止することができる。また、バイアス電圧の過渡応答を防止できるので、送信電力値の変更とバイアス制御を行うタイミングの間隔より短い間隔で送信を行う移動体通信システムにも適用することが可能となる。更に送信電力値の変更とバイアス制御を行うためのタイミングを調整するタイミング調整手段を必要としない。また、送信電力を変更する前に予めバイアス電圧を変化させないことから、消費電力の削減が可能となる。
【００３８】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係る送信電力制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る送信電力制御装置は、バイアス電圧の変化方向を判定する増減判定部１２を備えた送信電力制御部１１を具備する点が、上述した実施の形態１に係る送信電力制御装置と相違している。
【００３９】
本実施の形態に係る送信電力制御装置の動作について、図９に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４０】
送信電力制御部１１は、入力された送信電力制御情報を読み込むと（ステップＳ２０１）、利得制御信号テーブル９から送信電力制御情報に対応する利得制御信号を読み込み、更にバイアス制御信号テーブル８から送信電力制御情報に対応するバイアス制御信号を読み込む（ステップＳ２０２）。利得制御信号とバイアス制御信号を読み込んだ後、更新前の送信電力制御情報に対応するバイアス制御信号から更新後の送信電力制御情報に対応するバイアス制御信号への変化量を算出する（ステップＳ２０３）。
【００４１】
そして、算出したバイアス制御信号の変化量の絶対値が所定の閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。この判定において、バイアス制御信号の変化量の絶対値が所定の閾値未満の場合は、スイッチ６をバイアス生成部３側に切り替えるための切替信号を出力し、更に送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号をバイアス生成部３に入力し、また送信電力制御情報に対応した利得制御信号を可変利得増幅器２に入力する（ステップＳ２０５）。なお、このときの閾値は、バイアス電圧の過渡応答により生じる回線品質の劣化が移動体通信システムの許容範囲以内となるよう決定される。
【００４２】
一方、ステップＳ２０４の判定において、バイアス制御信号の変化量が所定の閾値以上である場合、増減判定部１２の判定結果に基づいてバイアス電圧が増加するか否かを判定する（ステップＳ２０６）。この判定において、バイアス電圧が増加すると判定した場合は、バイアス制御信号テーブル８から読み込んだ送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号と直流電源４の直流電圧とからバイアス電圧の変化量を算出し、算出したバイアス電圧の変化量を用いて利得偏差テーブル１０を参照して利得補正値を算出する（ステップＳ２０７）。そして、算出した利得補正値を利得制御信号に加算する（ステップＳ２０８）。次に、スイッチ６を直流電源４側に切り替える制御を行い、直流電源４の直流電圧をバイアス電圧として電力増幅器１に印加し、更に利得補正した利得制御信号を可変利得増幅器２に入力する（ステップＳ２０９）。
【００４３】
ステップＳ２０６の判定において、バイアス電圧が減少すると判定した場合には、今回の送信電力制御情報の更新によるバイアス電圧の変化量を用いて利得偏差テーブル１０を参照して利得補正値を算出する（ステップＳ２１０）。そして、算出した利得補正値を利得制御信号に加算する（ステップＳ２１１）。次に、スイッチ６をバイアス生成部３側に切り替える制御を行い、また利得補正した利得制御信号を可変利得増幅器２に入力する（ステップＳ２１２）。すなわち、バイアス制御信号の更新を行わず前回更新時の値を用いる。以上のフローチャートに示す処理を送信電力制御情報が更新される毎に行う。
【００４４】
このように、本実施の形態に係る送信電力制御装置によれば、バイアス制御信号の変化量が所定の閾値以上でもバイアス電圧が増加する場合には、直流電源４の直流電圧をバイアス電圧として電力増幅器１に入力すると共に、利得補正した利得制御信号を可変利得増幅器２に入力し、バイアス電圧が減少する場合には、バイアス生成部３で生成したバイアス電圧を電力増幅器１に入力すると共に、利得補正した利得制御信号を可変利得増幅器２に入力するので、上述した実施の形態１に係る送信電力制御装置よりも更にバイアス電圧の過渡応答を防止できる。
【００４５】
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３に係る送信電力制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る送信電力制御装置は、第２直流電源１６と、直流電源４及び１６を選択する電源選択部１４を備えた送信電力制御部１３と、直流電源４と第２直流電源１６の切り替えを行うスイッチ１５とを備えている点が、実施の形態１に係る送信電力制御装置と異なっている。第２直流電源１６は、例えば直流電源４からレギュレータにより生成される電圧である。
【００４６】
本実施の形態に係る送信電力制御装置の動作について、図１１に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４７】
送信電力制御部１３は、入力された送信電力制御情報を読み込む（ステップＳ３０１）。次いで、送信電力制御情報に対応する利得制御信号を利得制御信号テーブル９から読み込み、続けて送信電力制御情報に対応するバイアス制御信号をバイアス制御信号テーブル８から読み込む（ステップＳ３０２）。利得制御信号とバイアス制御信号を読み込んだ後、更新前の送信電力制御情報に対応するバイアス制御信号から更新後の送信電力制御情報に対応するバイアス制御信号への変化量を算出する（ステップＳ３０３）。
【００４８】
そして、算出したバイアス制御信号の変化量の絶対値が閾値未満かどうかを判定する（ステップＳ３０４）。この判定において、バイアス制御信号の変化量の絶対値が閾値未満である場合には、スイッチ１５をバイアス生成部３側に切り替える制御を行い、また同時に送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号をバイアス生成部３に入力し、更に送信電力制御情報に対応した利得制御信号を可変利得増幅器２に入力する（ステップＳ３０５）。なお、このときの閾値は、バイアス電圧の過渡応答により生じる回線品質の劣化が移動体通信システムの許容範囲以内となるよう決定される。
【００４９】
一方、ステップＳ３０４の判定において、算出したバイアス制御信号の変化量が閾値以上の場合には、電源選択部１４が、更新後の送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号レベル以上でかつ最も電圧差の小さい直流電源を直流電源４又は第２直流電源１６のいずれかから選択する。この選択が行われた後、送信電力制御部１３がバイアス制御信号テーブル８に格納されたバイアス制御信号と電源選択部１４が選択した直流電源の直流電圧とから算出されるバイアス電圧の変化量を用いて利得偏差テーブル１０を参照し、利得補正値を算出する（ステップＳ３０６）。そして、算出した利得補正値を利得制御信号に加算する（ステップＳ３０７）。その後、スイッチ１５を電源選択部１４が選択した直流電源を選択するように制御を行い、電源選択部１４が選択した直流電源をバイアス電圧として電力増幅器１に入力すると共に、送信電力制御情報に対応した利得制御信号を可変利得増幅器２に入力する（ステップＳ３０８）。以上のフローチャートに示す処理を送信電力情報が更新される毎に行う。
【００５０】
このように、本実施の形態に係る送信電力制御装置によれば、バイアス制御信号の変化量が所定の閾値以上の場合には、直流電源４又は第２直流電源１６のうち、更新後の送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号レベル以上でかつ最も電圧差の小さい方を選択するので、上述した実施の形態１に係る送信電力制御装置よりも更にバイアス電圧の過渡応答を防止できる。
【００５１】
なお、上記実施の形態１〜３では、電力増幅器１の半導体増幅素子としてバイポーラトランジスタを用いた場合について記述したが、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を使用することも可能であり、バイポーラトランジスタのベース、エミッタ、コレクタという用語はそれぞれＦＥＴのゲート、ソース、ドレインに相当し、逆もまた同様である。
【００５２】
また、上記実施の形態１〜３では、電力増幅器１のコレクタ電圧Ｖｃｃのみを制御するようにしたが、複数のバイアス電圧を制御する場合においても適用可能である。
【００５３】
また、上記実施の形態１〜３では、バイアス電圧と送信電力の関係が線形又は線形で十分近似できる場合には、バイアス電圧の供給源を切り替える閾値として、バイアス電圧の代わりに送信電力を用いてもよい。
【００５４】
また、上記実施の形態３では、直流電源４と第２直流電源１６の２つの電源を設けたが、電源の数は２つに限定されるものではなく、２つ以上を設けてもよい。
【００５５】
また、上記実施の形態１〜３は、移動体通信システムの移動端末や基地局に用いて好適である。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の送信電力制御装置によれば、送信電力制御情報とバイアス制御信号のタイミングをずらすことなく同時でも、バイアス電圧の変化量によってバイアス電圧生成手段で生成されるバイアス電圧と直流電源から出力される直流電圧のいずれかを選択することにより、送信電力値の変更とバイアス制御を行うタイミングの間隔より短い間隔で送信を行う移動体通信システムにも適用可能となる。また、送信電力を変更する前に予めバイアス電圧を変化させる従来の送信電力制御装置が必要とするタイミング調整手段を必要としない。また、送信電力を変更する前に予めバイアス電圧を変化させないことから、消費電力の削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る送信電力制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る送信電力制御装置の利得制御信号テーブルの基になる利得制御信号レベル−送信電力レベルの特性図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る送信電力制御装置のバイアス制御信号テーブルの基になる送信電力レベル−バイアス電圧の特性図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る送信電力制御装置の利得偏差テーブルの基になるバイアス電圧−電力増幅器の利得の特性図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る送信電力制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１に係る送信電力制御装置の直流電源を選択したときの動作を説明するためのタイムチャートである。
【図７】本発明の実施の形態１に係る送信電力制御装置のバイアス生成部を選択したときの動作を説明するためのタイムチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２に係る送信電力制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る送信電力制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る送信電力制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る送信電力制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】従来の送信電力制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】従来の送信電力制御装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
１電力増幅器
２可変利得増幅器
３バイアス生成部
４直流電源
５フィルタ
６、１５スイッチ
７、１１、１３送信電力制御部
８バイアス制御信号テーブル
９利得制御信号テーブル
１０利得偏差テーブル
１２増減判定部
１４電源選択部
１６第２直流電源

Claims

利得制御信号によって設定される利得で入力信号を増幅する可変利得増幅手段と、前記可変利得増幅手段で増幅された入力信号を増幅する電力増幅手段とを制御する送信電力制御装置であって、
直流電圧を出力する直流電圧出力手段と、
前記直流電圧出力手段より出力される直流電圧よりバイアス制御信号に対応したバイアス電圧を生成するバイアス電圧生成手段と、
前記直流電圧出力手段より出力される直流電圧又は前記バイアス電圧生成手段で生成されるバイアス電圧のいずれか一方を選択してバイアス電圧として前記電力増幅手段に入力する選択手段と、
変調歪みと電源効率とを考慮した最適バイアス電圧に対応するバイアス制御信号を送信電力制御情報に対応して記憶した第１の記憶手段と、
送信電力との関係が線形に変化し、送信電力制御情報に対応した前記可変利得増幅手段に与える利得制御信号を記憶した第２の記憶手段と、
送信電力制御情報が入力されると、入力された送信電力制御情報を基に前記第１の記憶手段よりバイアス制御信号を読み出して前記バイアス電圧生成手段に入力し、また前記第２の記憶手段より利得制御信号を読み出して前記可変利得増幅手段に入力する送信電力制御手段とを具備し、
前記送信電力制御手段は、入力された送信電力制御情報に対応したバイアス電圧の変化量に基づいて前記選択手段を制御し、前記直流電圧出力手段より出力される直流電圧又は前記バイアス電圧生成手段で生成されるバイアス電圧のいずれか一方をバイアス電圧として前記電力増幅手段に入力することを特徴とする送信電力制御装置。
バイアス電圧に対応した前記電力増幅手段の利得を記憶した第３の記憶手段を更に具備し、前記送信電力制御手段は、更新前の送信電力制御情報に対応するバイアス制御信号から更新後の送信電力制御情報に対応するバイアス制御信号への変化量を求め、その変化量が所定の閾値未満の場合は、前記選択手段を前記バイアス電圧生成手段側に切り替え、更に前記第１の記憶手段から読み込んだ送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号を前記バイアス電圧生成手段に入力し、また前記第２の記憶手段から読み込んだ送信電力制御情報に対応した利得制御信号を前記可変利得増幅手段に入力し、前記バイアス制御信号の変化量が所定の閾値以上の場合は、前記第１の記憶手段から読み込んだ送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号と前記直流電圧出力手段の直流電圧とからバイアス電圧の変化量を算出し、算出したバイアス電圧の変化量を用いて前記第３の記憶手段を参照して利得補正値を算出し、算出した利得補正値を利得制御信号に加算し、次いで前記選択手段を前記直流電圧出力手段側に切り替える制御を行い、前記直流電圧出力手段の直流電圧をバイアス電圧として前記電力増幅手段に入力し、更に送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号を前記バイアス電圧生成手段に入力すると共に、利得制御信号を前記可変利得増幅手段に入力することを特徴とする請求項１に記載の送信電力制御装置。
バイアス電圧の変化方向を判定する増減判定手段を更に具備し、前記送信電力制御手段は、バイアス制御信号の変化量が所定の閾値以上でもバイアス電圧が減少する場合には、バイアス電圧の更新を行わないことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の送信電力制御装置。
前記直流電圧出力手段を含む、出力電圧値の異なる複数の直流電圧出力手段と、前記複数の直流電圧出力手段のいずれか１つを択一的に選択する選択手段とを更に具備し、前記送信電力制御手段は、バイアス制御信号の変化量が所定の閾値以上の場合には、前記複数の直流電圧出力手段のうち、更新後の送信電力制御情報に対応したバイアス制御信号レベル以上でかつ最も電圧差の小さいものを選択することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の送信電力制御装置。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の送信電力制御装置を具備することを特徴とする移動端末。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の送信電力制御装置を具備することを特徴とする基地局。
請求項５に記載の移動端末と、請求項６に記載の基地局とを具備することを特徴とする移動体通信システム。