JP2004229192A - Transmitter and method for controlling transmission power - Google Patents

Transmitter and method for controlling transmission power Download PDF

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JP2004229192A
JP2004229192A JP2003017317A JP2003017317A JP2004229192A JP 2004229192 A JP2004229192 A JP 2004229192A JP 2003017317 A JP2003017317 A JP 2003017317A JP 2003017317 A JP2003017317 A JP 2003017317A JP 2004229192 A JP2004229192 A JP 2004229192A
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amplifier
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Manabu Yamaguchi
山口　　学
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transmitter and a method for controlling transmission power which are capable of accurately controlling the transmission power easily by a small circuit size even if an amplifier such as a step gain control amplifier that controls gain in a predetermined control width is used. <P>SOLUTION: D/A conversion sections 110-1, 110-2 correct the power of I-signals and Q-signals according to correction values from a power controller 180, and output analog signals. A quadrature modulator 120 performs quadrature modulation to the analog signals to output RF signals. The step gain control amplifier 180 switches gains according to a control signal from the power controller 180 to amplify the RF signals. The power controller 180 determines gain settings from a transmission power set value and outputs them as the control signals to the step gain control amplifier 130. The power controller 180 refers to a correction table 190 to determine the correction values to the power of the I-signals and the Q-signals, and outputs them to the D/A conversion sections 110-1, 110-2. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送信装置および送信電力制御方法に関し、特に、段階的にゲインを制御するステップゲイン制御アンプを用いる送信装置および送信電力制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、送信電力制御の精度の向上およびアンプによる消費電力の低減の観点から、ゲインを段階的に制御するステップゲイン制御アンプが注目されている。ステップゲイン制御アンプは、所望の送信パワに対応したゲインを設定するための値（以下、「ゲインセッティング」という）に対して、所定の制御幅（一般には、１ｄＢ幅以上）でゲインを決定し、送信信号を増幅する。
【０００３】
また、ステップゲイン制御アンプと同様の効果を得るために、ディジタル段付き減衰器とアンプとを組み合わせて用いることがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３２４５８６３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のステップゲイン制御アンプ（または、ディジタル段付き減衰器とアンプとの組み合わせ）を用いる送信装置においては、制御幅以下の誤差を補正するために、アナログゲイン制御アンプやアナログ制御減衰器などのアナログ回路素子を用いる必要がある。換言すれば、ステップゲイン制御アンプを用いる送信装置は、誤差を補正するためだけに余分な回路素子を必要とし、回路規模が大きくなるという問題がある。
【０００６】
また、これらのアナログ回路素子を用いる場合、アナログ回路素子そのものにも制御電圧に対する誤差や個体差があり、調整を行う必要があるという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、所定の制御幅でゲインを制御するステップゲイン制御アンプなどの増幅器を用いた場合でも、小さい回路規模で容易に正確な送信電力制御を行うことができる送信装置および送信電力制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の送信装置は、送信信号をディジタル／アナログ変換する変換手段と、前記変換手段によってディジタル／アナログ変換されて得られるアナログ信号を所定の制御幅のゲインで増幅する増幅手段と、前記増幅手段および前記変換手段を制御して所望の送信電力で信号を送信させる制御手段と、を有し、前記制御手段は、所望の送信電力に対応したゲインを前記増幅手段に設定するとともに、前記増幅手段によって増幅されて得られる信号の電力の誤差を相殺するように前記変換手段に前記送信信号の電力を補正させる構成を採る。
【０００９】
この構成によれば、ステップゲイン制御アンプなどを用いて所定の制御幅のゲインで信号を増幅する場合に、増幅されて得られる信号の電力の誤差を相殺するように、ディジタル／アナログ変換時にあらかじめ送信信号の電力を補正するため、所定の制御幅でゲインを制御するステップゲイン制御アンプなどの増幅器を用いた場合でも、小さい回路規模で容易に正確な送信電力制御を行うことができる。
【００１０】
本発明の送信装置は、前記変換手段は、前記増幅手段におけるゲインの制御幅以下の誤差を相殺する構成を採る。
【００１１】
この構成によれば、ゲインの制御幅以下の誤差を相殺するため、信号の送信電力を所望の送信電力に一致させることができる。
【００１２】
本発明の送信装置は、前記制御手段は、前記増幅手段によって増幅されて得られる信号の誤差を相殺するための補正値を取得する取得手段、を含み、前記変換手段は、前記取得手段によって取得された補正値を前記送信信号に加算した上でディジタル／アナログ変換する構成を採る。
【００１３】
この構成によれば、増幅後の信号の誤差を相殺するための補正値を送信信号に加算した上でディジタル／アナログ変換するため、送信装置に特別な回路素子を追加することなく、従来のＤ／Ａ変換器を用いて正確な送信電力を行うことができる。
【００１４】
本発明の送信装置は、前記増幅手段によって過去に増幅されて得られた信号の電力と所望の送信電力との誤差を示す送信誤差電力を算出する算出手段、をさらに有し、前記取得手段は、前記送信誤差電力に基づいて前記補正値を取得する構成を採る。
【００１５】
この構成によれば、過去に増幅されて得られた信号の電力と所望の送信電力との誤差を示す送信誤差電力に基づいて補正値を取得するため、送信誤差電力をフィードバックして、この送信誤差電力を小さくするように回路のゲインを制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ：自動パワ制御）を行う場合でも、送信装置に特別な回路素子を追加することなく、従来のＤ／Ａ変換器を用いてさらに正確な送信電力を行うことができる。
【００１６】
本発明の移動局装置は、上記のいずれかに記載の送信装置を有する構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、上記のいずれかに記載の送信装置と同様の作用効果を移動局装置において実現することができる。
【００１８】
本発明の送信電力制御方法は、送信信号を所定の制御幅のゲインで増幅する増幅器を有する送信装置において用いられる送信電力制御方法であって、所望の送信電力に対応したゲインを所定の制御幅で前記増幅器に設定し、前記増幅器によって増幅されて得られる信号の電力と前記所望の送信電力との誤差を相殺するように前記送信信号の電力を補正し、電力を補正して得られた信号をディジタル／アナログ変換し、ディジタル／アナログ変換して得られたアナログ信号を前記増幅器にて前記設定されたゲインで増幅する、ようにした。
【００１９】
この方法によれば、ステップゲイン制御アンプなどを用いて所定の制御幅のゲインで信号を増幅する場合に、増幅されて得られる信号の電力の誤差を相殺するように、ディジタル／アナログ変換時にあらかじめ送信信号の電力を補正するため、所定の制御幅でゲインを制御するステップゲイン制御アンプなどの増幅器を用いた場合でも、小さい回路規模で容易に正確な送信電力制御を行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、ステップゲイン制御アンプでは制御しきれない送信信号の送信パワをＤ／Ａ変換の際にＩ信号およびＱ信号の電力を補正することによって制御し、送信信号の送信パワを所望の値とすることである。
【００２１】
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。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る送信装置の要部構成を示すブロック図である。同図に示す送信装置は、Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）変換部１１０−１，１１０−２、直交変調部１２０、ステップゲイン制御アンプ１３０、バンドパスフィルタ１４０、パワアンプ１５０、アイソレータ１６０、アンテナ共用部１７０、パワ制御部１８０、および補正テーブル１９０を有している。
【００２３】
Ｄ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２は、それぞれ、送信信号の同相成分であるＩ（Ｉｎｐｈａｓｅ）信号および直交成分であるＱ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）信号をＤ／Ａ変換してアナログ信号を出力する。このとき、Ｄ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２は、パワ制御部１８０から出力される補正値に従って、Ｉ信号およびＱ信号の電力を補正した上でアナログ信号を出力する。この補正については、後に詳述する。
【００２４】
直交変調部１２０は、Ｄ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２から出力されたアナログ信号を直交変調し、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：無線周波数）帯のＲＦ信号を出力する。
【００２５】
ステップゲイン制御アンプ１３０は、パワ制御部１８０から出力される制御信号に応じてゲインを切り替え、ＲＦ信号を増幅する。
【００２６】
バンドパスフィルタ１４０は、増幅されたＲＦ信号に対して所望の通過帯域のみをフィルタリングする。
【００２７】
パワアンプ１５０は、フィルタリング後の信号を増幅する。
【００２８】
アイソレータ１６０は、パワアンプ１５０とアンテナ共用部１７０との高周波的なアイソレーションをとる。
【００２９】
アンテナ共用部１７０は、アイソレータ１６０を経て出力される送信信号をアンテナを介して送信するとともに、アンテナを介して受信された受信信号を図示しない受信部へ出力する。
【００３０】
パワ制御部１８０は、送信信号の所望のパワを示す送信パワ指定値に基づいてステップゲイン制御アンプ１３０に設定するゲインセッティングを決定し、制御信号としてステップゲイン制御アンプ１３０へ出力する。また、パワ制御部１８０は、補正テーブル１９０を参照し、Ｉ信号およびＱ信号の電力の補正値を決定し、それぞれＤ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２へ出力する。
【００３１】
補正テーブル１９０は、送信パワ指定値に対応するＩ信号およびＱ信号の電力の補正値を保持している。なお、補正テーブル１９０は、送信装置が送信可能な最大送信電力に対応する補正値をすべてのゲインセッティングに対応する補正値として保持していても良く、また、所定のゲインセッティングに対応する補正値を個別に保持していても良い。
【００３２】
図２は、本実施の形態に係るパワ制御部１８０の構成を示すブロック図である。パワ制御部１８０は、ゲイン決定部１８２、ゲインセッティングテーブル１８４、および補正値算出部１８６を有している。
【００３３】
ゲイン決定部１８２は、送信パワ指定値に対応するゲインセッティングをゲインセッティングテーブル１８４から読み出すことによりステップゲイン制御アンプ１３０のゲインを決定する。
【００３４】
ゲインセッティングテーブル１８４は、送信パワ指定値に対応するゲインセッティングを保持している。
【００３５】
補正値算出部１８６は、アンテナから送信される送信信号の送信パワが送信パワ指定値に等しくなるように、補正テーブル１９０から補正値を読み出してＤ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２へ出力する。また、補正値算出部１８６は、ゲイン決定部１８２によって読み出されたゲインセッティングを制御信号としてステップゲイン制御アンプ１３０へ出力する。
【００３６】
ここで、ゲイン決定部１８２によってゲインセッティングテーブル１８４から読み出されるゲインセッティングは、送信パワ指定値に対応するものであるため、ステップゲイン制御アンプ１３０によってゲインが制御されることにより、送信信号の送信パワは送信パワ指定値に近い値となる。しかし、ステップゲイン制御アンプ１３０の制御幅以下の誤差については調整されず、また、アンテナ共用部１７０までの送信系統におけるゲインやロス等のばらつきにより、送信信号の送信パワが送信パワ指定値に一致しない。
【００３７】
したがって、例えば送信装置の生産時などに、補正値算出部１８６によって読み出された補正値を用いて、Ｄ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２がＩ信号およびＱ信号の電力をそれぞれ補正するように調整することにより、送信信号の送信パワを所望の送信パワ指定値に一致させる。
【００３８】
次いで、上記のように構成された送信装置の動作について説明する。
【００３９】
まず、送信パワ指定値がパワ制御部１８０に入力されると、ゲイン決定部１８２によって送信パワ指定値に対応するゲインセッティングがゲインセッティングテーブル１８４から読み出されることにより、ステップゲイン制御アンプ１３０におけるゲインが決定される。続いて、補正値算出部１８６によって、ステップゲイン制御アンプ１３０では調整しきれない送信パワを補正するための補正値が補正テーブル１９０から読み出され、この補正値がＤ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２へ出力される。なお、この補正値は、ディジタルデータである。また、ゲイン決定部１８２によって読み出されたゲインセッティングが制御信号としてステップゲイン制御アンプ１３０へ出力される。
【００４０】
そして、Ｉ信号およびＱ信号が、それぞれＤ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２へ入力されると、各信号にディジタルデータの補正値が加算され、その後、Ｄ／Ａ変換され、アナログ信号が出力される。通常、Ｄ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２を構成するＤ／Ａコンバータは、送信される信号の最大振幅の２倍程度のダイナミックレンジを有している。このようなＤ／Ａコンバータを用いた場合、最大ダイナミックレンジに対して６ｄＢ程度の補正レンジを確保することができる。
【００４１】
また、例えばＣＤＭＡ方式を採用する無線通信システムにおいては、１０〜１２ビットの分解能を持つＤ／Ａコンバータが使用されることがある。このようなＤ／Ａコンバータを用いた場合、ステップゲイン制御アンプ１３０の制御幅に対して、１ビットあたりの補正量を充分小さくすることができるため、精度の高い電力の補正を行うことができる。
【００４２】
出力されたアナログ信号は、直交変調部１２０によって直交変調され、ＲＦ信号が出力される。ＲＦ信号は、ステップゲイン制御アンプ１３０によって増幅される。このとき、ステップゲイン制御アンプ１３０は、パワ制御部１８０から出力される制御信号に応じたゲインでＲＦ信号を増幅する。また、Ｄ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２によって電力が補正されているため、ステップゲイン制御アンプ１３０によって増幅されて得られた信号は、アンテナから送信される際の送信パワが所望の送信パワ指定値となるようなパワを有している。
【００４３】
そして、増幅後の信号は、バンドパスフィルタ１４０によって所望の通過帯域のみがフィルタリングされ、パワアンプ１５０によって増幅され、アイソレータ１６０、アンテナ共用部１７０、およびアンテナを介して送信される。このときの送信パワは、Ｄ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２による補正、およびステップゲイン制御アンプ１３０およびパワアンプ１５０による増幅が行われているため、所望の送信パワ指定値に等しくなっている。
【００４４】
このように、本実施の形態によれば、送信パワ指定値に対応するゲインセッティングをステップゲイン制御アンプに設定するとともに、送信パワの誤差に対応する補正値を補正テーブルから読み出し、Ｄ／Ａ変換時に補正を行うため、所定の制御幅でゲインを制御するステップゲイン制御アンプなどの増幅器を用いた場合でも、小さい回路規模で容易に正確な送信電力制御を行うことができる。
【００４５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の特徴は、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ：自動パワ制御）ループを設け、送信電力制御の精度をさらに向上させる点である。
【００４６】
図３は、本実施の形態に係る送信装置の要部構成を示すブロック図である。なお、同図に示す送信装置において、図１に示す送信装置と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図３に示す送信装置は、Ｄ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２、直交変調部１２０、ステップゲイン制御アンプ１３０、バンドパスフィルタ１４０、パワアンプ１５０、アイソレータ１６０、アンテナ共用部１７０、パワ制御部１８０ａ、補正テーブル１９０、方向性結合部２１０、検波部２２０、Ａ／Ｄ変換部２３０、および比較演算部２４０を有している。
【００４７】
パワ制御部１８０ａは、送信パワ指定値および比較演算部２４０から出力される送信誤差電力に基づいてステップ制御アンプ１３０に設定するゲインセッティングを決定し、制御信号としてステップゲイン制御アンプ１３０へ出力する。また、パワ制御部１８０ａは、補正テーブル１９０を参照し、Ｉ信号およびＱ信号の電力の補正値を決定し、それぞれＤ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２へ出力する。
【００４８】
方向性結合部２１０は、パワアンプ１５０から出力された信号から、所定の結合量に応じた減衰分波を行って信号を抽出し、検波部２２０へ出力する。ここで、減衰分波を行って抽出された信号は、アンテナから送信される送信信号のパワと送信パワ指定値とを比較するために用いられる。すなわち、この信号は、パワアンプ１５０からの出力パワの、所望の送信パワ指定値に対する誤差電力検出のために用いられる。
【００４９】
検波部２２０は、方向性結合部２１０からの出力信号を検波し、信号レベルに応じた電圧値を出力する。
【００５０】
Ａ／Ｄ変換部２３０は、検波部２２０からの出力電圧をＡ／Ｄ変換する。
【００５１】
比較演算部２４０は、電圧のディジタルデータと送信パワ指定値とを比較し、アンテナから送信される送信信号のパワと送信パワ指定値との誤差（送信誤差電力）を算出する。換言すれば、比較演算部２４０では、パワアンプ１５０からの出力信号のパワと所望の送信パワ指定値に対応する値との誤差が得られる。
【００５２】
方向性結合部２１０、検波部２２０、Ａ／Ｄ変換部２３０、および比較演算部２４０は、ＡＰＣループを形成している。
【００５３】
図４は、本実施の形態に係るパワ制御部１８０ａの構成を示すブロック図である。同図において、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。パワ制御部１８０ａは、ゲイン決定部１８２、ゲインセッティングテーブル１８４、補正値算出部１８６ａ、および振幅換算部１８８を有している。
【００５４】
補正値算出部１８６ａは、アンテナから送信される送信信号の送信パワが送信パワ指定値に等しくなるように、補正テーブル１９０から読み出した値と振幅換算部１８８から出力されるＩ信号およびＱ信号の振幅データとに基づいて補正値を算出し、Ｄ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２へ出力する。また、補正値算出部１８６ａは、ゲイン決定部１８２によって読み出されたゲインセッティングを制御信号としてステップゲイン制御アンプ１３０へ出力する。このとき、補正値算出部１８６ａは、算出した補正値がＤ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２において補正可能なゲイン制御レンジを超える場合、ゲインセッティングを調整して制御信号を生成し、Ｄ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２がオーバーフローしないようにする。
【００５５】
振幅換算部１８８は、比較演算部２４０から出力される送信誤差電力をＩ信号およびＱ信号の振幅データに換算する。
【００５６】
次いで、上記のように構成された送信装置の動作について説明する。
【００５７】
ここでは、すでに送信装置が動作しており、アンテナから信号が送信されている場合の動作について説明する。
【００５８】
パワアンプ１５０によって増幅された送信信号は、方向性結合部２１０へ入力される。方向性結合部２１０によって、送信信号が減衰分波され、得られた信号は検波部２２０へ出力される一方、送信信号は、アイソレータ１６０、アンテナ共用部１７０、およびアンテナを介して送信される。
【００５９】
検波部２２０へ入力された減衰分波後の信号は、検波されて信号レベルに応じた電圧値が出力される。この電圧値は、Ａ／Ｄ変換部２３０によってＡ／Ｄ変換され、ディジタルデータが比較演算部２４０へ出力される。そして、比較演算部２４０によって、送信パワ指定値とＡ／Ｄ変換部２３０から出力されたディジタルデータとの差が算出され、所定のＡＰＣループ利得値が乗算されることにより、送信誤差電力が算出される。算出された送信誤差電力は、振幅換算部１８８へ出力される。
【００６０】
そして、振幅換算部１８８によって、送信誤差電力がＩ信号およびＱ信号の振幅データへ換算される。
【００６１】
一方、実施の形態１と同様に、ゲイン決定部１８２によって送信パワ指定値に対応するゲインセッティングがゲインセッティングテーブルから読み出されることにより、ステップゲイン制御アンプ１３０におけるゲインが決定される。
【００６２】
振幅データおよびゲインセッティングは補正値算出部１８６ａへ出力され、補正値算出部１８６ａによって、Ｉ信号およびＱ信号の電力を補正するための補正値が算出される。また、ゲインセッティングを通知するための制御信号が生成され、ステップゲイン制御アンプ１３０へ出力される。
【００６３】
このとき、上述したように、Ｉ信号およびＱ信号の補正値がＤ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２のゲイン制御レンジを超える場合、ゲインセッティングが調整された上で制御信号が生成されるため、Ｄ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２はオーバーフローすることがない。
【００６４】
以下、実施の形態１と同様に、Ｄ／Ａ変換部１１０−１，１１０−２によって、Ｉ信号およびＱ信号に補正値が加算され、Ｄ／Ａ変換され、アナログ信号が出力される。出力されたアナログ信号は、直交変調部１２０によって直交変調され、ステップゲイン制御アンプ１３０によって制御信号に応じたゲインで増幅が行われる。
【００６５】
そして、増幅後の信号は、バンドパスフィルタ１４０によって所望の通過帯域のみがフィルタリングされ、パワアンプ１５０によって増幅され、方向性結合部２１０、アイソレータ１６０、アンテナ共用部１７０、およびアンテナを介して送信される。また、上述のように、方向性結合部２１０によって減衰分波が行われ、再びＡＰＣループにより、自動パワ制御が行われる。これにより、パワアンプ１５０等の回路素子においてゲイン変動が生じた場合でもアンテナから送信される送信信号の送信パワと所望の送信パワ指定値とを一致させることができる。
【００６６】
このように、本実施の形態によれば、補正テーブルから読み出した値とＡＰＣループによって求められた送信誤差電力とに基づいて補正値を算出し、Ｄ／Ａ変換時に補正を行うため、所定の制御幅でゲインを制御するステップゲイン制御アンプなどの増幅器を用いた場合でも、小さい回路規模で容易に正確な送信電力制御を行うことができるとともに、送信電力制御の精度をさらに向上させることができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所定の制御幅でゲインを制御するステップゲイン制御アンプなどの増幅器を用いた場合でも、小さい回路規模で容易に正確な送信電力制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る送信装置の構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１に係るパワ制御部の構成を示す図
【図３】本発明の実施の形態２に係る送信装置の構成を示すブロック図
【図４】実施の形態２に係るパワ制御部の構成を示す図
【符号の説明】
１１０−１，１１０−２ Ｄ／Ａ変換部
１２０ 直交変調部
１３０ ステップゲイン制御アンプ
１４０ バンドパスフィルタ
１５０ パワアンプ
１６０ アイソレータ
１７０ アンテナ共用部
１８０，１８０ａ パワ制御部
１８２ ゲイン決定部
１８４ ゲインセッティングテーブル
１８６，１８６ａ 補正値算出部
１８８ 振幅換算部
１９０ 補正テーブル
２１０ 方向性結合部
２２０ 検波部
２３０ Ａ／Ｄ変換部
２４０ 比較演算部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission apparatus and a transmission power control method, and more particularly, to a transmission apparatus and a transmission power control method using a step gain control amplifier that controls a gain stepwise.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, a step gain control amplifier that controls a gain stepwise has been attracting attention from the viewpoint of improving the accuracy of transmission power control and reducing power consumption by an amplifier. The step gain control amplifier determines a gain with a predetermined control width (generally, 1 dB or more) for a value for setting a gain corresponding to a desired transmission power (hereinafter, referred to as “gain setting”). Amplify the transmission signal.
[0003]
Further, in order to obtain the same effect as that of the step gain control amplifier, a digital stepped attenuator and an amplifier are sometimes used in combination (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3245863
[Problems to be solved by the invention]
However, in a transmitter using the above-described conventional step gain control amplifier (or a combination of a digital stepped attenuator and an amplifier), an analog gain control amplifier or an analog control attenuation It is necessary to use an analog circuit element such as a container. In other words, the transmission device using the step gain control amplifier needs an extra circuit element only for correcting an error, and has a problem that the circuit scale becomes large.
[0006]
Further, when these analog circuit elements are used, there is a problem that the analog circuit elements themselves have errors and individual differences with respect to the control voltage, and it is necessary to perform adjustment.
[0007]
The present invention has been made in view of such a point, and performs accurate transmission power control easily with a small circuit scale even when an amplifier such as a step gain control amplifier that controls a gain with a predetermined control width is used. It is an object of the present invention to provide a transmission apparatus and a transmission power control method capable of performing the above.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The transmitting apparatus according to the present invention includes a converting unit for converting a transmission signal from digital to analog, an amplifying unit for amplifying an analog signal obtained by digital / analog conversion by the converting unit with a gain having a predetermined control width, and the amplifying unit And control means for controlling the conversion means to transmit a signal at a desired transmission power, wherein the control means sets a gain corresponding to a desired transmission power to the amplification means, and the amplification means A configuration is adopted in which the converting means corrects the power of the transmission signal so as to cancel the error in the power of the signal obtained by the amplification.
[0009]
According to this configuration, when a signal is amplified with a gain of a predetermined control width using a step gain control amplifier or the like, a digital / analog conversion is performed in advance so that an error in the power of the amplified signal is canceled. Even when an amplifier such as a step gain control amplifier for controlling the gain with a predetermined control width is used to correct the power of the transmission signal, accurate transmission power control can be easily performed with a small circuit scale.
[0010]
The transmitting apparatus according to the present invention employs a configuration in which the conversion unit cancels an error equal to or less than a gain control width in the amplification unit.
[0011]
According to this configuration, it is possible to make the transmission power of the signal equal to the desired transmission power in order to cancel the error equal to or less than the control width of the gain.
[0012]
The transmission device according to the present invention, wherein the control unit includes an acquisition unit that acquires a correction value for canceling an error of a signal obtained by being amplified by the amplification unit, and the conversion unit acquires the correction value by the acquisition unit. A configuration is adopted in which the corrected value is added to the transmission signal and then converted into digital / analog.
[0013]
According to this configuration, since a correction value for canceling the error of the amplified signal is added to the transmission signal and then the digital signal is converted into a digital signal, the digital signal is converted into an analog signal. It is possible to perform accurate transmission power using the / A converter.
[0014]
The transmitting apparatus of the present invention further includes a calculating unit that calculates a transmission error power indicating an error between a power of a signal obtained by being amplified in the past by the amplifying unit and a desired transmission power, and the obtaining unit includes: And a configuration for acquiring the correction value based on the transmission error power.
[0015]
According to this configuration, the transmission error power is fed back to obtain the correction value based on the transmission error power indicating the error between the power of the signal obtained by amplification in the past and the desired transmission power. Even when performing APC (Auto Power Control: automatic power control) for controlling the gain of a circuit so as to reduce the error power, a conventional D / A converter can be used without adding a special circuit element to the transmission device. Thus, more accurate transmission power can be obtained.
[0016]
A mobile station apparatus according to the present invention employs a configuration having any one of the transmission apparatuses described above.
[0017]
According to this configuration, it is possible to achieve the same operation and effect as in any of the transmission devices described above in the mobile station device.
[0018]
A transmission power control method according to the present invention is a transmission power control method used in a transmission device having an amplifier that amplifies a transmission signal with a gain having a predetermined control width, wherein a gain corresponding to a desired transmission power is adjusted to a predetermined control width. In the amplifier, the power of the transmission signal is corrected so as to cancel the error between the power of the signal obtained by amplification by the amplifier and the desired transmission power, and the signal obtained by correcting the power is corrected. Is converted from digital to analog, and an analog signal obtained by the digital / analog conversion is amplified by the amplifier at the set gain.
[0019]
According to this method, when amplifying a signal with a gain of a predetermined control width using a step gain control amplifier or the like, a digital-to-analog conversion is performed in advance so as to cancel the power error of the amplified signal. Even when an amplifier such as a step gain control amplifier for controlling the gain with a predetermined control width is used to correct the power of the transmission signal, accurate transmission power control can be easily performed with a small circuit scale.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The gist of the present invention is to control the transmission power of a transmission signal, which cannot be controlled by a step gain control amplifier, by correcting the power of an I signal and a Q signal at the time of D / A conversion. Is the value of
[0021]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0022]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a transmitting apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The transmitting apparatus shown in the figure includes D / A (Digital / Analog) converters 110-1 and 110-2, a quadrature modulator 120, a step gain control amplifier 130, a bandpass filter 140, a power amplifier 150, an isolator 160, and an antenna shared It has a unit 170, a power control unit 180, and a correction table 190.
[0023]
The D / A converters 110-1 and 110-2 D / A convert an I (Inphase) signal, which is an in-phase component of the transmission signal, and a Q (Quadrature) signal, which is a quadrature component, and output an analog signal. . At this time, the D / A converters 110-1 and 110-2 correct the power of the I signal and the Q signal according to the correction value output from the power controller 180, and then output the analog signal. This correction will be described later in detail.
[0024]
The quadrature modulator 120 quadrature-modulates the analog signals output from the D / A converters 110-1 and 110-2 and outputs an RF (Radio Frequency) band RF signal.
[0025]
The step gain control amplifier 130 switches the gain according to the control signal output from the power control unit 180, and amplifies the RF signal.
[0026]
The band-pass filter 140 filters only the desired pass band with respect to the amplified RF signal.
[0027]
Power amplifier 150 amplifies the signal after filtering.
[0028]
The isolator 160 provides high-frequency isolation between the power amplifier 150 and the antenna common unit 170.
[0029]
Antenna sharing section 170 transmits a transmission signal output via isolator 160 via an antenna, and outputs a reception signal received via the antenna to a receiving section (not shown).
[0030]
Power control section 180 determines a gain setting to be set in step gain control amplifier 130 based on a transmission power designation value indicating a desired power of the transmission signal, and outputs the gain setting to step gain control amplifier 130 as a control signal. Further, power control section 180 refers to correction table 190, determines a correction value of the power of the I signal and the Q signal, and outputs the correction value to D / A conversion sections 110-1 and 110-2, respectively.
[0031]
The correction table 190 holds the correction values of the powers of the I signal and the Q signal corresponding to the transmission power designation value. Note that the correction table 190 may hold a correction value corresponding to the maximum transmission power that can be transmitted by the transmitting device as a correction value corresponding to all gain settings, or a correction value corresponding to a predetermined gain setting. May be held individually.
[0032]
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of power control section 180 according to the present embodiment. Power control section 180 has gain determining section 182, gain setting table 184, and correction value calculating section 186.
[0033]
The gain determining unit 182 determines the gain of the step gain control amplifier 130 by reading the gain setting corresponding to the transmission power designation value from the gain setting table 184.
[0034]
The gain setting table 184 holds a gain setting corresponding to the transmission power designation value.
[0035]
The correction value calculation unit 186 reads the correction value from the correction table 190 and sends the correction value to the D / A conversion units 110-1 and 110-2 so that the transmission power of the transmission signal transmitted from the antenna is equal to the transmission power designation value. Output. Further, the correction value calculation section 186 outputs the gain setting read by the gain determination section 182 to the step gain control amplifier 130 as a control signal.
[0036]
Here, since the gain setting read from the gain setting table 184 by the gain determining unit 182 corresponds to the transmission power designation value, the transmission power of the transmission signal is controlled by controlling the gain by the step gain control amplifier 130. Becomes a value close to the transmission power specification value. However, errors smaller than the control width of the step gain control amplifier 130 are not adjusted, and the transmission power of the transmission signal matches the specified transmission power value due to variations in gain and loss in the transmission system up to the antenna sharing unit 170. do not do.
[0037]
Therefore, for example, at the time of production of the transmission device, the D / A conversion units 110-1 and 110-2 correct the powers of the I signal and the Q signal, respectively, using the correction values read by the correction value calculation unit 186. The transmission power of the transmission signal is made to match the desired transmission power designation value.
[0038]
Next, the operation of the transmitting apparatus configured as described above will be described.
[0039]
First, when the transmission power designation value is input to the power control unit 180, the gain setting corresponding to the transmission power designation value is read from the gain setting table 184 by the gain determination unit 182, so that the gain in the step gain control amplifier 130 is reduced. It is determined. Subsequently, a correction value for correcting transmission power that cannot be completely adjusted by the step gain control amplifier 130 is read from the correction table 190 by the correction value calculation unit 186, and the correction value is stored in the D / A conversion unit 110-1. , 110-2. This correction value is digital data. Further, the gain setting read by the gain determination unit 182 is output to the step gain control amplifier 130 as a control signal.
[0040]
Then, when the I signal and the Q signal are input to the D / A converters 110-1 and 110-2, respectively, a correction value of digital data is added to each signal, and then the D / A conversion is performed, and the analog signal is converted. Is output. Usually, the D / A converters constituting the D / A converters 110-1 and 110-2 have a dynamic range that is about twice the maximum amplitude of a signal to be transmitted. When such a D / A converter is used, a correction range of about 6 dB can be secured with respect to the maximum dynamic range.
[0041]
For example, in a wireless communication system adopting the CDMA system, a D / A converter having a resolution of 10 to 12 bits may be used. When such a D / A converter is used, the correction amount per bit can be sufficiently reduced with respect to the control width of the step gain control amplifier 130, so that highly accurate power correction can be performed. .
[0042]
The output analog signal is quadrature-modulated by the quadrature modulator 120, and an RF signal is output. The RF signal is amplified by the step gain control amplifier 130. At this time, the step gain control amplifier 130 amplifies the RF signal with a gain according to the control signal output from the power control unit 180. Also, since the power is corrected by the D / A conversion units 110-1 and 110-2, the signal amplified by the step gain control amplifier 130 has a desired transmission power when transmitted from the antenna. It has the power to be the transmission power specified value.
[0043]
Then, the amplified signal is filtered only in a desired pass band by the band pass filter 140, amplified by the power amplifier 150, and transmitted through the isolator 160, the antenna common unit 170, and the antenna. Since the transmission power at this time has been corrected by the D / A converters 110-1 and 110-2 and amplified by the step gain control amplifier 130 and the power amplifier 150, the transmission power becomes equal to the desired transmission power designation value. I have.
[0044]
As described above, according to the present embodiment, the gain setting corresponding to the transmission power designation value is set in the step gain control amplifier, the correction value corresponding to the transmission power error is read from the correction table, and the D / A conversion is performed. Since correction is sometimes performed, accurate transmission power control can be easily performed with a small circuit scale even when an amplifier such as a step gain control amplifier that controls the gain with a predetermined control width is used.
[0045]
(Embodiment 2)
A feature of the second embodiment of the present invention is that an APC (Auto Power Control: automatic power control) loop is provided to further improve the accuracy of transmission power control.
[0046]
FIG. 3 is a block diagram showing a main configuration of the transmitting apparatus according to the present embodiment. In the transmitting apparatus shown in FIG. 1, the same parts as those of the transmitting apparatus shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. 3 includes D / A conversion units 110-1 and 110-2, quadrature modulation unit 120, step gain control amplifier 130, band pass filter 140, power amplifier 150, isolator 160, antenna sharing unit 170, power control It has a section 180a, a correction table 190, a directional coupling section 210, a detection section 220, an A / D conversion section 230, and a comparison operation section 240.
[0047]
Power control section 180a determines the gain setting to be set in step control amplifier 130 based on the transmission power designation value and the transmission error power output from comparison operation section 240, and outputs the gain setting to step gain control amplifier 130 as a control signal. Further, power control section 180a refers to correction table 190, determines a correction value of the power of the I signal and the Q signal, and outputs the correction value to D / A conversion sections 110-1 and 110-2, respectively.
[0048]
The directional coupler 210 extracts a signal from the signal output from the power amplifier 150 by performing attenuation / demultiplexing according to a predetermined coupling amount, and outputs the signal to the detector 220. Here, the signal extracted by performing the attenuation demultiplexing is used for comparing the power of the transmission signal transmitted from the antenna with the transmission power designation value. That is, this signal is used for detecting the error power of the output power from the power amplifier 150 with respect to a desired transmission power designation value.
[0049]
The detector 220 detects an output signal from the directional coupler 210 and outputs a voltage value corresponding to the signal level.
[0050]
The A / D converter 230 A / D converts the output voltage from the detector 220.
[0051]
Comparison operation section 240 compares the digital data of the voltage with the designated transmission power value, and calculates an error (transmission error power) between the power of the transmission signal transmitted from the antenna and the designated transmission power value. In other words, the comparison operation unit 240 obtains an error between the power of the output signal from the power amplifier 150 and the value corresponding to the desired transmission power designation value.
[0052]
The directional coupler 210, the detector 220, the A / D converter 230, and the comparator 240 form an APC loop.
[0053]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of power control section 180a according to the present embodiment. 2, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The power control section 180a includes a gain determination section 182, a gain setting table 184, a correction value calculation section 186a, and an amplitude conversion section 188.
[0054]
The correction value calculation unit 186a calculates the value read from the correction table 190 and the I signal and the Q signal output from the amplitude conversion unit 188 so that the transmission power of the transmission signal transmitted from the antenna becomes equal to the transmission power designation value. A correction value is calculated based on the amplitude data and output to the D / A conversion units 110-1 and 110-2. Further, the correction value calculation unit 186a outputs the gain setting read by the gain determination unit 182 to the step gain control amplifier 130 as a control signal. At this time, when the calculated correction value exceeds the gain control range that can be corrected by the D / A conversion units 110-1 and 110-2, the correction value calculation unit 186a adjusts the gain setting to generate a control signal, The D / A converters 110-1 and 110-2 are prevented from overflowing.
[0055]
Amplitude conversion section 188 converts the transmission error power output from comparison operation section 240 into amplitude data of the I signal and the Q signal.
[0056]
Next, the operation of the transmitting apparatus configured as described above will be described.
[0057]
Here, an operation in a case where the transmitting apparatus is already operating and a signal is being transmitted from the antenna will be described.
[0058]
The transmission signal amplified by power amplifier 150 is input to directional coupler 210. The transmission signal is attenuated and demultiplexed by the directional coupling unit 210, and the obtained signal is output to the detection unit 220, while the transmission signal is transmitted via the isolator 160, the antenna sharing unit 170, and the antenna.
[0059]
The signal after attenuation and demultiplexing input to the detection unit 220 is detected, and a voltage value corresponding to the signal level is output. This voltage value is A / D converted by the A / D converter 230, and digital data is output to the comparison calculator 240. The difference between the designated transmission power value and the digital data output from the A / D conversion unit 230 is calculated by the comparison calculation unit 240, and the result is multiplied by a predetermined APC loop gain value to calculate the transmission error power. Is done. The calculated transmission error power is output to amplitude conversion section 188.
[0060]
Then, the transmission error power is converted into amplitude data of the I signal and the Q signal by the amplitude conversion section 188.
[0061]
On the other hand, as in the first embodiment, the gain setting corresponding to the transmission power designation value is read from the gain setting table by the gain determination unit 182, so that the gain in the step gain control amplifier 130 is determined.
[0062]
The amplitude data and the gain setting are output to the correction value calculation unit 186a, and the correction value calculation unit 186a calculates a correction value for correcting the power of the I signal and the Q signal. Further, a control signal for notifying the gain setting is generated and output to step gain control amplifier 130.
[0063]
At this time, as described above, when the correction values of the I signal and the Q signal exceed the gain control range of the D / A converters 110-1 and 110-2, the control signal is generated after the gain setting is adjusted. Therefore, the D / A converters 110-1 and 110-2 do not overflow.
[0064]
Hereinafter, similarly to the first embodiment, the correction values are added to the I signal and the Q signal by the D / A converters 110-1 and 110-2, D / A converted, and an analog signal is output. The output analog signal is quadrature-modulated by the quadrature modulator 120 and amplified by the step gain control amplifier 130 with a gain according to the control signal.
[0065]
Then, the amplified signal is filtered only in a desired pass band by the band pass filter 140, amplified by the power amplifier 150, and transmitted through the directional coupling unit 210, the isolator 160, the antenna sharing unit 170, and the antenna. . Further, as described above, attenuation and demultiplexing are performed by the directional coupling unit 210, and automatic power control is performed again by the APC loop. Thereby, even when a gain variation occurs in a circuit element such as the power amplifier 150, the transmission power of the transmission signal transmitted from the antenna can be made to match the desired transmission power designation value.
[0066]
As described above, according to the present embodiment, a correction value is calculated based on the value read from the correction table and the transmission error power obtained by the APC loop, and correction is performed at the time of D / A conversion. Even when an amplifier such as a step gain control amplifier that controls the gain with a control width is used, accurate transmission power control can be easily performed with a small circuit scale, and the accuracy of transmission power control can be further improved. .
[0067]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when an amplifier such as a step gain control amplifier that controls a gain with a predetermined control width is used, accurate transmission power control can be easily performed with a small circuit scale. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a transmitting apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a power control unit according to Embodiment 1. FIG. 3 is Embodiment 2 of the present invention. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a transmission apparatus according to the first embodiment. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a power control unit according to the second embodiment.
110-1, 110-2 D / A conversion section 120 Quadrature modulation section 130 Step gain control amplifier 140 Bandpass filter 150 Power amplifier 160 Isolator 170 Antenna sharing section 180, 180a Power control section 182 Gain determination section 184 Gain setting tables 186, 186a Correction value calculation unit 188 Amplitude conversion unit 190 Correction table 210 Directional coupling unit 220 Detection unit 230 A / D conversion unit 240 Comparison operation unit

Claims (6)

送信信号をディジタル／アナログ変換する変換手段と、
前記変換手段によってディジタル／アナログ変換されて得られるアナログ信号を所定の制御幅のゲインで増幅する増幅手段と、
前記増幅手段および前記変換手段を制御して所望の送信電力で信号を送信させる制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
所望の送信電力に対応したゲインを前記増幅手段に設定するとともに、前記増幅手段によって増幅されて得られる信号の電力の誤差を相殺するように前記変換手段に前記送信信号の電力を補正させることを特徴とする送信装置。Conversion means for digital-to-analog conversion of a transmission signal;
Amplifying means for amplifying an analog signal obtained by digital / analog conversion by the converting means with a gain having a predetermined control width;
Control means for controlling the amplification means and the conversion means to transmit a signal at a desired transmission power,
The control means,
A gain corresponding to a desired transmission power is set in the amplification unit, and the conversion unit corrects the power of the transmission signal so as to cancel an error in the power of the signal obtained by amplification by the amplification unit. Characteristic transmitting device. 前記変換手段は、前記増幅手段におけるゲインの制御幅以下の誤差を相殺することを特徴とする請求項１記載の送信装置。2. The transmitting apparatus according to claim 1, wherein the conversion unit cancels an error equal to or less than a gain control width in the amplification unit. 前記制御手段は、
前記増幅手段によって増幅されて得られる信号の誤差を相殺するための補正値を取得する取得手段、を含み、
前記変換手段は、
前記取得手段によって取得された補正値を前記送信信号に加算した上でディジタル／アナログ変換することを特徴とする請求項１記載の送信装置。The control means,
Acquisition means for acquiring a correction value for canceling the error of the signal obtained by being amplified by the amplification means,
The conversion means,
2. The transmitting apparatus according to claim 1, wherein a digital / analog conversion is performed after adding the correction value obtained by the obtaining unit to the transmission signal. 前記増幅手段によって過去に増幅されて得られた信号の電力と所望の送信電力との誤差を示す送信誤差電力を算出する算出手段、をさらに有し、
前記取得手段は、
前記送信誤差電力に基づいて前記補正値を取得することを特徴とする請求項３記載の送信装置。A calculating unit that calculates a transmission error power indicating an error between a power of a signal obtained by being amplified in the past by the amplifying unit and a desired transmission power,
The acquisition means,
The transmission device according to claim 3, wherein the correction value is obtained based on the transmission error power. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の送信装置を有することを特徴とする移動局装置。A mobile station device comprising the transmission device according to any one of claims 1 to 4. 送信信号を所定の制御幅のゲインで増幅する増幅器を有する送信装置において用いられる送信電力制御方法であって、
所望の送信電力に対応したゲインを所定の制御幅で前記増幅器に設定し、
前記増幅器によって増幅されて得られる信号の電力と前記所望の送信電力との誤差を相殺するように前記送信信号の電力を補正し、
電力を補正して得られた信号をディジタル／アナログ変換し、
ディジタル／アナログ変換して得られたアナログ信号を前記増幅器にて前記設定されたゲインで増幅する、
ことを特徴とする送信電力制御方法。A transmission power control method used in a transmission device having an amplifier that amplifies a transmission signal with a gain of a predetermined control width,
A gain corresponding to a desired transmission power is set in the amplifier with a predetermined control width,
Correct the power of the transmission signal so as to cancel the error between the power of the signal obtained by amplification by the amplifier and the desired transmission power,
Digital-to-analog conversion of the signal obtained by correcting the power,
Amplifying an analog signal obtained by digital / analog conversion with the set gain by the amplifier;
A transmission power control method comprising:
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