JP2005531992A

JP2005531992A - 無線送信機の自己較正方法

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Publication number: JP2005531992A
Application number: JP2004518013A
Authority: JP
Inventors: クション、ウェイ
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2003-06-28
Publication date: 2005-10-20
Also published as: US20050159116A1; RU2005102016A; WO2004004176A1; RU2393637C2; EP1518341A1; US20040198261A1; AU2003280463A1; CA2491410A1

Abstract

無線ＬＡＮ通信装置の自己較正方法は、装置の電源投入時またはソフトウェアによる命令時に、自己較正モードに入ることを含んでいる。パケットストリームは初期送信電力レベルで送信される。このパケットストリームは、標準データパケットを含むかもしれない。送信電力レベルはデータパケット毎にモニターされるかもしれない。また、送信電力レベルは、送信利得変動に従って決定される制御電圧調整を用いて送信利得を設定することにより、ステップサイズを予め定めた最大ステップサイズを超えることなくできるだけ大きくするように、段階的に調整されるかもしれない。従って、送信電力レベルは、予め定めた最大許容レベルを超えないように調整される。次に、送信電力レベルは所望レベルに調整される。より低い所望送信電力レベルは、ディジタル−アナログ変換器内でビットをシフトさせ、かつ、送信利得をより高い送信電力レベルに設定することにより設定されるかもしれない。

Description

本発明は一般的には無線通信装置に関する。より詳細には、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）内の無線装置とアクセスポイント間の通信のための無線送信機の自己較正に関する。

無線通信装置、例えば無線周波数の信号送信に使用する装置、は装置の送信電力および放射を制限する規制に従わなければならない。そのような規制は、例えば米国では連邦通信委員会（ＦＣＣ）、またはヨーロッパでは欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）により施行されるかもしれない。無線ＬＡＮ通信ネットワークは、例えば８０２．１１ｂ標準に従っている。８０２．１１ｂ標準は無線ＬＡＮ通信装置に対して、例えば米国では１０００ｍＷ（３０ｄＢｍ、ｄＢｍは１ｍＷで正規化したデシベル値）に、ヨーロッパでは１００ｍＷ（２０ｄＢｍ）に、日本では１ＭＨｚあたり１０ｍＷ（１０ｄＢｍ／ＭＨｚ）に送信電力を制限している。そのような無線ＬＡＮ通信装置は、典型的には有線ＬＡＮとアクセスポイントを通じて通信するために用いられるラップトップコンピュータ、携帯電話、携帯用のモデム、または携帯情報端末（ＰＤＡ）の中にあるかもしれない。このアクセスポイントは、無線通信装置と有線ＬＡＮとのインタフェイスのために有線ＬＡＮに接続された無線送信機／受信機として簡潔に記述されるかもしれない。

信号の放射および他の放射に対する標準と規制に従うために、無線通信装置は、通常、消費者に届く前に工場内で較正される。例えば、温度変化に対して適切な動作をするため各ユニットを調整し、個々の無線通信装置間の部品間変動を補償するために較正が必要であるかもしれない。この部品間変動以外に、携帯電話などの装置は、送信出力電力に大きなダイナミックレンジがある。これは携帯電話については、例えば、８０−１００ｄＢの範囲であるかもしれない。要求条件の厳しさ、部品間変動、および大きいダイナミックレンジ故に、高い較正精度が通常要求される。その結果各ユニットは工場出荷前に個別に調整されなければならない。これは各ユニットのコストを上昇させる時間の掛かる比較的高価なプロセスである。

しかしながら、無線ＬＡＮ通信装置に対しては、８０２．１１ｂ標準の放射限界は、携帯電話に対するよりもはるかに小さい送信出力電力におけるダイナミックレンジを許容している。例えば、最大出力電力が２０ｄＢｍより低ければ、８０２．１１ｂ標準に従うための電力制御は不要である。通常の用途の環境では、無線ＬＡＮ装置に必要なダイナミックレンジは普通２０ｄＢｍである。しかし、上で概説した種々の要素による送信電力全体の変動は、これに比較すれば相対的に大きいかもしれない。例えば、無線通信装置全体の変動は、変化する状況のもとで、＋／−１７．３ｄＢのユニット毎の送信機利得と出力送信電力の変動を引き起こすかもしれない。１０ｄＢｍで送信するユニットセットは較正無しでは実際に２７ｄＢｍ以上で送信するかもしれない。これは電力増幅器を飽和させ、標準限界を超える。または、０ｄＢｍで送信するように設定した時には−１７．３ｄＢｍで送信するかもしれない。その結果、受信機は送信信号を「聞く」ことができない。したがって、無線ＬＡＮ通信装置により低い精度で、より高価でない形式で較正を行うのは可能ではあるが、用いる較正法は送信電力の比較的大きい変動を高精度に補償することができなければならない。

従って、工場での各ユニットの高価な個別較正をしなくても良い無線通信装置の較正に対する要求がある。また、ユニット毎に大きな送信電力変動を補償するに十分な精度の、無線通信装置の安価な較正に対する要求もある。

本発明の１つの態様では、自己較正の方法は、パケットストリームを含む送信信号を初期送信電力レベルで送信するステップと、送信信号の送信電力レベルをモニターするステップと、予め定めた最大許容送信電力レベルを超えないように、送信信号の送信電力レベルを、１ステップサイズで調整するステップと、送信電力レベルを所望の送信電力レベルに調整するステップとを含む。

本発明のもう一つの態様では、無線通信装置の自己較正の方法は、ステップサイズを予め定めた最大ステップサイズを超えることなくできるだけ大きくするように、送信利得変動に従って制御電圧調整値を決定するステップと、無線通信装置の電源投入時に、自己較正モードに入るステップと、パケットストリームを含む送信信号を初期送信電力レベルで送信するステップと、送信信号の送信電力レベルをモニターするステップと、予め定めた最大許容送信電力レベルを超えないように、送信信号の送信電力レベルをこのステップサイズで調整するために、制御電圧調整値を用いるステップと、送信電力レベルを所望の送信電力レベルに調整するステップとを含む。

本発明のまた別の態様では、ＬＡＮのアクセスポイントとの通信のための無線ＬＡＮ通信装置の自己較正方法は、無線ＬＡＮ通信装置の電源投入時に自己較正モードに入るステップと、パケットストリームを含む送信信号を初期送信電力レベルで送信し、このパケットストリームが少なくとも一つのパケットを含んでおり、送信信号の送信電力レベルが各パケットの送信につづいてモニターされているステップと、送信信号の送信電力レベルをモニターするステップと、予め定めた最大許容送信電力レベルを超えないように、送信信号の送信電力レベルを１ステップサイズで調整するステップと、送信電力レベルを所望の送信電力レベルに調整するステップとを含む。

本発明のさらに別の態様では、ＬＡＮのアクセスポイントとの通信のための無線ＬＡＮ通信装置の自己較正方法は、無線ＬＡＮ通信装置の電源投入時に自己較正モードに入るステップと、パケットストリームを含む送信信号を初期送信電力レベルで送信し、このパケットストリームが少なくとも一つの標準データパケットを含んでおり、送信信号の送信電力レベルが各標準データパケットの送信につづいてモニターされているステップと、送信信号の送信電力レベルをモニターするステップと、送信信号の送信電力レベルを１ステップサイズで調整するステップであって、ステップサイズを予め定めた最大ステップサイズを超えることなくできるだけ大きくするように、送信利得変動に従って決定した制御電圧調整値を用いて送信利得を設定することによりこの調整が実行されており、送信電力レベルが、予め定めた最大許容送信電力レベルを超えないように調整されているステップと、送信電力レベルを所望送信電力レベルに調整するステップであって、この送信電力レベルが、より高い所望送信電力に対する送信利得を設定することにより、より高い所望送信電力レベルに調整されており、かつ送信電力レベルが、ディジタル−アナログ変換器のビットのシフトと、より高い送信電力レベルに対する送信利得の設定とにより、より低い所望電力レベルに調整されているステップとを含む。

本発明のこれらのおよび他の特徴、態様、および利点は以下の図面、説明、および特許請求範囲を参照して良く理解されるようになるだろう。

以下の詳細な説明は本発明の実行の現在予測される最良の態様のものである。本発明の範囲は添付の請求範囲で最良に定義されているため、本説明は制限的意味に取られるべきものではなく、単に本発明の一般的原理を示すためになされている。
本発明の実施例は工場での各ユニットの個々の高価な較正が不要な無線通信装置の較正を提供する。本発明の応用から利益を得ることができる無線通信装置の一例は、ラップトップコンピュータ、携帯電話、携帯用モデム、または携帯情報端末（ＰＤＡ）内に通常あるかもしれない無線ＬＡＮ通信装置である。これらの装置は８０２．１１ｂ標準に従って有線ＬＡＮとアクセスポイントを通じて通信するために用いられる。一実施例では、本発明は、自己較正を用いることによって工場での各ユニットの個々の高価な較正を不要とする。例えば、通信装置が使用するプロセッサにプログラムされたソフトウェアによって自己較正を実施することができる。別の例としては、自己較正を装置のディジタル信号処理（ＤＳＰ）サブシステムなどのようなハードウェアで実施することができる。従って、例えば、製品購買者のようなユーザがユニットの電源を投入する一回目に、ユニットが自動的に自分自身を較正するため、工場での各ユニットの個々の高価な較正は省かれる。一定の基本的な調整と品質管理だけは、工場で実行される必要があるだろう。

また、本発明の一実施例は、無線通信装置の安価な較正を提供する。この較正は、例えばユニット毎のコンポーネントの差、すなわち部品間の変動、および送信周波数、電源電圧並びに周囲温度のような変動条件による大きな送信電力利得変動を補償するのに十分なほど高精度である。一実施例において以下にさらに説明するように、較正をすべて一度に行うよりも、段階的に調整することによって十分な精度が得られる。

図１を参照して、送信電力の自己較正が一実施例にしたがって実行される無線通信装置の代表的送信機１００を示す。送信機１００はベースバンドプロセッサ１０２を含むかもしれない。ベースバンドプロセッサ１０２は当業者に知られているように多くの機能を実行するかもしれない。例えば、ベースバンドプロセッサ１０２は、データをバッファリングし、データをデータパケットにフォーマットし、種々の通信プロトコルを処理し、ディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１０４に供給するディジタル出力パケットストリームを生成するかもしれない。このＤＡＣは図１に示すようにベースバンドプロセッサ１０２に含まれるかもしれない。ＤＡＣ１０４はパケットストリームを送信するためのベースバンド信号１０５を生成するかもしれない。ベースバンド信号１０５は、無線周波数（ＲＦ）搬送波を変調するために用いられるかもしれない。

ベースバンド信号１０５は可変利得増幅器１０６へ供給されるかもしれない。可変利得増幅器の利得は制御電圧、Ｖｃｏｎｔｒｏｌ電圧１０７によって制御されるかもしれない。Ｖｃｏｎｔｒｏｌ電圧１０７はＤＡＣ１０８によって出力されるかもしれない。このＤＡＣは図１に示すようにベースバンドプロセッサ１０２に含まれるかもしれない。したがって、ベースバンドプロセッサ１０２は、可変利得増幅器１０６の利得を制御するために、ディジタル制御信号をＤＡＣ１０８に供給するかもしれない。このＤＡＣはディジタル制御信号をＶｃｏｎｔｒｏｌ電圧１０７へ順に変換するものである。可変利得増幅器１０６の利得を制御することにより、可変利得増幅器の出力信号１０９の電力が調整されるかもしれない。パケットストリームを含んでいる可変利得増幅器の出力信号１０９は電力増幅器１１０へ供給されうる。電力増幅器１１０は、パケットストリームを含んでいる無線送信信号１１３としてアンテナ１１２を通じて送信するために、信号１０９を増幅することができる。したがって、信号１０９の出力電力の調整により、結局アンテナ１１２において送信機１００の出力送信電力を調整できる。このように、可変利得増幅器１０６の利得を制御することは、送信機１００の出力送信電力レベルを８０２．１１ｂのような種々の標準や規制に従うようにする制御を含む多くの目的に使用されるかもしれない。

送信機１００の出力送信電力の自己較正を提供するために、出力送信電力をモニターし、あるいは検出するいくつかの手段が必要であるかもしれない。図１に示すように、送信信号１１３の電力を測定するために電力検出器１１４が用意されるかもしれない。電力検出器１１４は、アンテナ１１２における送信信号１１３の電力レベルを測定電圧１１５に変換するための、例えば、ダイオード検波器および当業者に知られている適切な回路を含むかもしれない。測定電圧１１５はアナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）１１６へ供給されるかもしれない。ＡＤＣ１１６は、測定電圧１１５のレベルを送信機１００の送信信号１１３の出力送信電力を表すディジタル値１１７に変換することができ、またディジタル値１１７をディジタルバス１１８上でベースバンドプロセッサ１０２へ供給することができる。このように、ベースバンドプロセッサ１０２は、本発明に従って、可変利得増幅器１０６の利得、およびその結果としてのアンテナ１１２における送信信号１１３の出力電力レベルすなわち送信機１００の送信電力、を制御するための制御信号をＤＡＣ１０８へ供給するために、ディジタル値１１７に含まれている送信機１００の送信電力に関する情報を使用するかもしれない。
図２を参照して、図１に示す送信機１００のような無線通信装置の送信電力の自己較正のためのプロセス２００の代表的実施例を説明する。プロセス２００は、例えば、送信機１００のベースバンドプロセッサ１０２のメモリ内に読み込まれたソフトウェアで実施されるかもしれない。プロセス２００は、例えば、送信機１００のベースバンドプロセッサ１０２に含まれるＤＳＰモジュールのようなハードウェアで実施されるかもしれない。

代表的プロセス２００はステップ２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４および２１６を含むかもしれない。これらのステップは、一実施例に従ってプロセス２００を便宜的に説明するためにプロセス２００を概念的に分割したもので、必ずしもプロセス２００を一意的に特徴付けるものではない。言い換えれば、プロセス２００は、図２で示された順序と異なる順序で、なおかつ本発明従って無線通信装置の自己較正を実現するような異なるステップで実施することができる。図１に示す送信機１００を含む代表的無線通信装置の自己較正に関して代表的プロセス２００を説明する。

プロセス２００は、無線通信装置が自己較正モードに入るステップ２０２で始まるかもしれない。例えば、無線通信装置は、装置の電源投入時、または装置がチャネルを変えた時に自己較正モードに入るかもしれない。装置は例えば周囲温度変化の補償のために自己較正モードに入るかもしれない。そのような周囲温度変化は一般的に時間に対して比較的緩慢であるため、例えば、予め定めた間隔で定期的に、または他の例としては、温度センサによって検知されるほど十分大きい温度変化に応じて装置が自己較正モードを入ることによって、周囲温度変化の補償は達成されるかもしれない。装置は電源電圧変化の補償のために自己較正モードに入るかもしれない。一度装置が自己較正モードにはいると、プロセス２００は、ステップ２０４へ進むかもしれない。

ステップ２０４において、装置の送信機１００はパケットストリームを含む送信信号１１３の送信を始めるかもしれない。パケットストリームの最初のパケットは情報を全く含まない「ヌル」のパケットであるかもしれないが、これはデータパケットに対する例えば８０２．１１ｂ標準の要求事項に従うパケットである。第１の選択肢において、送信機１００の送信電力レベル調整は、最初のヌルパケットの送信中に行われるかもしれない。第２の選択肢において、送信機１００の送信電力レベル調整は、パケット毎、すなわち最初のおよび後続の各ヌルパケットの送信後、適当な送信電力レベルが得られるまで行われるかもしれない。代替的には、パケットストリームの最初のパケットは情報を含み、また例えばデータパケットに対する８０２．１１ｂ標準の要求に従う標準データパケットであるかもしれない。第３の選択肢において、送信機１００の送信電力レベル調整は、最初の標準データパケットの送信中に行われるかもしれない。第４の選択肢において、送信機１００の送信電力レベル調整は、パケット毎、すなわち最初のおよび後続の各標準データパケットの送信後、適当な送信電力レベルが得られるまで行われるかもしれない。

各選択肢には、明らかな利点と損失がある。例えば、第１と第３の選択肢は送信電力レベルの高速な調整を必要とする。従って自己較正プロセス２００はハードウェアで実施される必要があるかもしれない。ハードウェアによる実施は、例えば実施に大きな初期コストが掛かり、また実施上の変更に対して柔軟性が低いかもしれない。また、例えば第２と第４の選択肢は、柔軟性が大きく低コストとなるかもしれないソフトウェアを用いて実施されるかもしれないが、電力レベル調整の速度は遅いかもしれない。

送信信号１１３の送信は予め定めた初期電力レベルで開始するかもしれない。＋／−１７．３ｄＢの送信電力変動がある無線通信装置の例に対しては、最初の送信電力レベルが２０ｄＢｍより大きくなり得ることを防ぐために，初期送信電力レベルを２．７ｄＢｍ以下に設定することができる。逆に、２．７ｄＢｍの初期電力レベルで送信しようとすると、＋／−１７．３ｄＢの変動により、結果として−１４．６ｄＢｍの低い初期送信となるかもしれない。一実施例を説明するために用いた＋／−１７．３ｄＢの送信電力変動がある無線通信装置の本例では、電力検出器１１４で検出できる最小送信電力レベルは１０ｄＢｍの送信電力レベルである。その結果、＋／−１７．３ｄＢの送信電力変動があるために、電力検出器１１４で検出できる送信電力レベルを得るために、初期送信電力レベルの調整または増加が、２０ｄＢｍの所望送信出力電力レベルに達するために必要であるかもしれないし、あるいは必要でないかもしれない。したがって、単一パケットまたは全パケットの一部分であるかもしれないパケットストリームの初期送信の後に、プロセス２００の制御は上述した選択肢に従って、ステップ２０６に進むかもしれない。

ステップ２０６において送信電力レベルをモニターすることができる。送信電力レベルは、少なくとも送信電力レベルに対して調整がなされるたびにモニターされるかもしれない。例えば、モニタリングは，複数パケットの中で、またはパケット毎に上述の四選択肢のどれが実行されるかに従って行われるかもしれない。例えば、送信電力レベルは、送信電力レベルに比例する測定電圧１１５を生成する電力検出器１１４で測定されるかもしれない。測定電圧１１５は、送信電力が、電力検出器１１４が測定できるほど十分高いかどうか、および十分高い場合送信電力レベルの値を示すディジタル値を生成するＡＤＣ１１６へ入力されるかもしれない。送信電力レベルが測定できるほど十分高い場合、プロセス２００の制御はステップ２１０へ進むかもしれない。送信電力レベルが測定できるほど十分高くない場合、プロセス２００の制御はステップ２０８へ進むかもしれない。

ステップ２０８において、送信電力レベルを、最終的に電力検出器１１４で測定できるほど十分高い送信電力レベルを得るために、増加することができる。しかし、送信電力の調整によって、送信電力が適切な標準、例えば８０２．１１ｂ標準、の最大許容放射を超えるべきではない。一実施例を説明するために用いた本例において、電力検出器１１４で検出できる最小送信電力レベルは１０ｄＢｍの送信電力レベルであり、最大所望送信電力レベルは２０ｄＢｍである。離散的サイズのステップで電力レベルを調整することにより、最大許容放射を超えるという危険なしに電力レベルを上方に調整することができる。電力を敏速に調整するために、最小のステップ数を用いることが望ましい。従ってできるだけ大きいステップサイズが望ましい。一実施例を説明するために用いた本例において、送信電力レベルを段階的に増加させるための理想的ステップサイズは約１０ｄＢｍであるかもしれない。例えば、Ｖｃｏｎｔｒｏｌ電圧１０７の値は、可変利得増幅器１０６の利得を１０ｄＢｍ増加するのに適切な量に調整されるかもしれない。

一実施例を説明するために用いた本例において、コンポーネントの部品間変動は、Ｖｃｏｎｔｒｏｌ電圧１０７に対する可変利得増幅器１０６の応答における全体の変動の原因となる。代表的装置において、Ｖｃｏｎｔｒｏｌ電圧１０７を調整した電源電圧Ｖｄｄの１％に対して、可変利得増幅器１０６の応答は０．７４〜１．２３ｄＢｍ／％Ｖｄｄの変動をおこすかもしれない。したがって、１０ｄＢｍのステップサイズに対して、
１０ｄＢｍ＊（０．０１＊Ｖｄｄ/１．２３ｄＢｍ）＝０．０８１３＊Ｖｄｄ
言い換えれば、Ｖｃｏｎｔｒｏｌ電圧１０７をＶｄｄの約８％調整することにより、最大変動を示す装置において１０ｄＢｍステップサイズを生成する。しかし、所与の装置が最大の変動を示すか最小の変動を示すかは不明である。最小変動を示す装置に関しては、Ｖｃｏｎｔｒｏｌ電圧１０７へのＶｄｄの同じ８％の調整は、
０．０８１３＊Ｖｄｄ＊（０．７４ｄＢｍ/０．０１＊Ｖｄｄ）＝６ｄＢｍ
したがって、本例では、ステップサイズが最大値の１０ｄＢｍを超えないことを確実にするためには、この場合の最小および最大変動がそれぞれ０．７４と１．２３ｄＢｍ／％Ｖｄｄであるため、最小ステップサイズは約６ｄＢｍでなければならない。さらに、Ｖｃｏｎｔｒｏｌ電圧１０７を提供するＤＡＣ１０８の分解能が有限であることにより、実現される実際のステップサイズは、本例で示した１０ｄＢｍと６ｄＢｍの間の公称ステップサイズからＤＡＣ１０８の分解能に依存する量だけ変動するかもしれない。

本例をさらに続けると、上述のように−１４．６ｄＢｍの初期送信電力の場合、電力検出器１１４で検出するために必要な最小１０ｄＢｍの送信電力レベルに達するためには、２４．６ｄＢｍの調整が必要かもしれない。したがって、ステップサイズが最小値の６ｄＢｍの近くへ変動すると、すなわち６．１５ｄＢｍより小さくなると、５以上のステップ数で２４．６ｄＢｍの調整を達成することができる。状態の変動およびユニット間の変動により、ステップサイズが１０ｄＢｍの近くへ変化すると、より少ないステップ数が電力検出器１１４で電力検出するために必要となるかもしれない。それ故、５ステップは最悪の場合、または電力検出器１１４で電力レベル検出に達するために必要な最大ステップ数であるかもしれない。

送信電力レベルが検出されると、制御はプロセス２００のステップ２０８からステップ２１０へ進む。上述したように、送信電力レベルは初期送信直後に検出されるかもしれない。この場合、プロセス２００はステップ２１０へステップ２０８を処理せずにすすむ。または、プロセス２００がステップ２１０へ進む前に、ステップ２０８が１回から本例では最悪５回処理されるかもしれない。

ステップ２１０において、送信電力レベルは知られており、その結果、ＤＡＣ１０８の分解能の範囲内で電力レベルを所望の送信電力レベルにするための厳密な調整がなされるかもしれない。例えば、電力検出器１１４は、アンテナ１１２における送信電力レベルを測定電圧１１５へ変換するかもしれない。測定電圧１１５は、ＡＤＣ１１６によって送信機１００の送信電力レベルを表すディジタル値１１７へ変換されるかもしれない。ディジタル値１１７は、可変利得増幅器１０６の利得、およびそれによる送信機１００の送信電力レベルを制御するための制御信号をＤＡＣ１０８に供給するために、ベースバンドプロセッサ１０２によって用いられるかもしれない。例えば、所望送信電力レベルが２０ｄＢｍの場合、ベースバンドプロセッサ１０２はＶｃｏｎｔｒｏｌ電圧１０７が上述に類似した方法で適切な量で調整されるように適切な制御信号をＤＡＣ１０８に供給するかもしれない。その結果、検出された送信電力レベルと所望送信電力レベルの差を補償するために可変利得増幅器１０６の利得を増加させることができる。例えば、所望送信電力レベルが１０ｄＢｍの場合、ベースバンドプロセッサ１０２はＶｃｏｎｔｒｏｌ電圧１０７が適切な量で調整されるように適切な制御信号をＤＡＣ１０８に供給するかもしれない。その結果、検出された送信電力レベルと所望送信電力レベルの差をなくすために可変利得増幅器１０６の利得を減少させる。

さらなる例として、所望送信電力レベルが０ｄＢｍの場合、ベースバンドプロセッサ１０２はＶｃｏｎｔｒｏｌ電圧１０７が適切な量で調整されるように適切な制御信号をＤＡＣ１０８に供給するかもしれない。その結果、送信電力レベルを所望送信電力レベルへ下げるために可変利得増幅器１０６の利得を減少させる。例えば、ベースバンドプロセッサ１０２は、調整を１０ｄＢｍと２０ｄＢｍの間にするために用いた特性を線形外挿することにより、適切な制御信号をＤＡＣ１０８に供給するかもしれない。線形外挿の効率は、ベースバンドプロセッサ１０２内のメモリに読み込まれた線形化テーブルを用いて向上させることができるだろう。

所望送信電力レベルを低レベル電力で提供するための代替的方法は、ＤＡＣ１０８に加えてＤＡＣ１０４を使用すること含む。例えば、ＤＡＣ１０４は１０ビットあり、ベースバンド信号を処理するために８ビットだけを必要としているかもしれない。そして、２０ｄＢｍと１０のｄＢｍの電力レベルにおいて、ＤＡＣ１０４の上位８ビットと較正結果を用いてベースバンド信号を処理することができる。低電力レベルに対して、ベースバンドプロセッサ１０２は、出力電力を等価的に１２ｄＢ減少させることになる下位８ビットを用いるためにＤＡＣ１０４のビットを２だけシフトダウンできる。したがって、例えば−２ｄＢｍの送信電力レベルに対し、ベースバンドプロセッサ１０２は、ＤＡＣ１０８とＶｃｏｎｔｒｏｌ電圧１０７と可変利得増幅器１０６とを用いて、送信利得を１０ｄＢｍの送信電力レベルに対する送信利得と同じようになるように設定し、ＤＡＣ１０４の下位８ビットを用いるかもしれない。

さらに、電力レベル調整に必要な最悪の場合のステップ数は、温度、電源電圧、および周波数ルックアップを加えることによって、減少するかもしれない。この改良は、プロセス２００のステップ２０４と２０８に関係するかもしれない。この改良は、温度、電源電圧、周波数変動、およびユニット間の部品間の変動によって全体の利得変動が引き起こされるかもしれないという観点によっている。最初の３つの変動は時変であり、部品間の変動は非時間依存である。＋／−１７．３ｄＢの全体の送信電力変動がある無線通信装置の本例において、部品間の変動は＋／−７．４ｄＢであり、温度、電源電圧、周波数を組み合わせた変動は＋／−９．９ｄＢである。部品間の変動を補償することにより、全体の変動は＋／−９．９ｄＢとなるため、最初の送信電力レベルが２０ｄＢｍより大きくなることを防ぐために、ステップ２０４で初期送信電力レベルを１０．１ｄＢｍより小さく設定できる。このように、一実施例を説明するための本例では、ステップ２０８で必要となる電力調整ステップの最悪の場合すなわち最大数は２ステップに減少するかもしれない。

工場では、一般的にいくつかの基本的な機能試験を実行しなければならない。これらの機能試験を実行するには、装置に電源を投入する必要があるだろう。装置は電源が入ると、自己較正を実行することができる。温度、電源電圧、および周波数はすべて正規である。従って、較正中に測定された誤差は、部品間の変動によるものである。部品間の変動による誤差値は、ルックアップテーブル内に保存されるかもしれない。部品間の変動を補償するために、すべての利得制御値がこの誤差値でオフセットされるかもしれない。その結果、変動は＋／−１７．３ｄＢからの＋／−９．９ｄＢまで減少し、ステップ２０８において最悪ステップ数は、５ステップから２ステップに減少する、または、ステップ２１０を考える場合、合計６電力レベル調整から合計３電力レベル調整に減少する。したがって、保存値があるために、自己較正時間は保存値無しの時の約半分に減少するかもしれない。

さらに、本装置は較正が実行されるたびに温度、電源電圧、および周波数を測定するかもしれない。そして、本装置は出力電力レベルにおける誤差に関係づけて温度、電源電圧、および周波数を保存するかもしれない。十分な保存データポイントを用いて、本装置は出力電力レベルにおける誤差、温度、電源電圧、および周波数を関係づけている１組の曲線を外挿するかもしれない。したがって、本装置は所与の温度、電源電圧、もしくは周波数における出力電力の誤差を予測するためにこの曲線の組を用いる、または、それらの任意の組合わせを用いて所望の出力電力レベルに達するのに必要なステップ数をさらに減少させるかもしれない。

プロセス２００は、自己較正を終了することが望ましい場合は、ステップ２１０を実行した後ステップ２１６に直接進むかもしれない。代替的には、送信機１００の動作が続いている間、出力電力レベルをモニターするかどうかの選択を提供することが望ましい場合には、プロセス２００は、ステップ２１２と２１４を含むかもしれない。ステップ２１２において、プロセス２００は、出力電力レベルがモニターされるかどうかを決定する。例えば、出力電力レベルをモニターする、しないの選択は、ベースバンドプロセッサ１０２内のソフトウェアで設定されるかもしれない。また、この選択は送信機１００内のハードウェアでまたはファームウェアで、例えばいずれかの選択肢へスイッチを設定することにより決定することができる。例えば、このスイッチは送信機１００の回路内で実施することができるか、ＥＰＲＯＭの設定として実施することができるか、または回路基板の上のジャンパー線として実施することができるだろう。出力電力レベルがモニターされる場合、プロセス２００はステップ２１４へ進むかもしれない。出力電力レベルがモニターされない場合、プロセス２００はステップ２１６へ進むかもしれない。

ステップ２１４において、プロセス２００は出力電力レベルを測定するかもしれない。例えば、上述したように、送信電力レベルに比例する測定電圧１１５を生成する電力検出器１１４で送信電力レベルが測定されるかもしれない。測定電圧１１５はＡＤＣ１１６に供給されるかもしれない。ＡＤＣ１１６は、測定電圧１１５のレベルを、送信機１００の送信信号の出力送信電力を表すディジタル値１１７に変換するかもしれない。この変換は、各データパケットに１回か、１データパケット間に数回、または連続的に行われるかもしれない。ＡＤＣ１１６はディジタルバス１１８上でディジタル値１１７をベースバンドプロセッサ１０２へ供給することができる。ベースバンドプロセッサ１０２は各データパケットに１回か、１データパケット間に数回、または連続的にディジタル電圧１１７を読み込むかもしれない。次に、プロセス２００の制御はステップ２１０へ進むかもしれない。ステップ２１０において、本発明に従って可変利得増幅器１０６の利得を制御するためのＤＡＣ１０８への制御信号を提供し、アンテナ１１２における送信信号１１３の出力レベル、すなわち送信機１００の送信電力を制御するために、ベースバンドプロセッサ１０２は、ディジタル値１１７に含まれた送信機１００の送信電力に関する情報を使用するかもしれない。

プロセス２００は、ステップ２１６で終わるかもしれない。ここで、無線通信装置は自己較正モードを出て、プロセス２００の自己較正プロセスのステップを実行しないで送信を続けるかもしれない。
上記は本発明の好ましい実施例に関連し、以下の請求項に記載されるような発明の精神と範囲から逸脱することなく変更がなされるかもしれないことは当然理解されるべきである。

本発明の一実施例に従う自己較正を用いるように構成された無線通信装置の一例のブロックダイアグラム。図１に示すような無線通信装置の本発明の一実施例に従う自己較正のための手順の一例を示すフローチャート。

Claims

パケットストリームを含む送信信号を初期送信電力レベルで送信するステップと、
前記送信信号の送信電力レベルをモニターするステップと、
予め定めた最大許容送信電力レベルを超えないように前記送信信号の前記送信電力レベルを１ステップサイズで調整するステップと、
前記送信電力レベルを所望の送信電力レベルに調整するステップとを含む、
自己較正方法。
前記ステップサイズを予め定めた最大ステップサイズを超えることなくできるだけ大きくするように送信利得変動に従って制御電圧調整を決定するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
前記送信利得変動が、部品間の変動を含む請求項２に記載の方法。
前記送信利得変動が、送信周波数の変化による変動を含む請求項２に記載の方法。
前記送信利得変動が、電源電圧変動を含む請求項２に記載の方法。
前記送信利得変動が、周囲温度変化による変動を含む請求項２に記載の方法。
前記パケットストリームが、少なくとも１つのパケットを含み、かつ前記送信信号の前記送信電力レベルが、前記パケットが送信されている間にモニターされる請求項１に記載の方法。
前記パケットストリームが、複数のパケットを含み、かつ前記送信信号の前記送信電力レベルがパケット毎にモニターされる請求項１に記載の方法。
前記パケットストリームが、初期送信パケットを含み、前記初期送信パケットが、ヌルパケットである請求項１に記載の方法。
前記パケットストリームが、初期送信パケットを含み、前記初期送信パケットが、標準データパケットである請求項１に記載の方法。
前記送信電力レベルが、線形化テーブルを用いて線形外挿により所望送信電力レベルに調整される請求項１に記載の方法。
前記送信電力レベルが、ディジタル−アナログ変換器内のビットをシフトし、送信利得をより高い送信電力レベル用に設定することにより、より低い所望送信電力レベルに調整される請求項１に記載の方法。
誤差値がルックアップテーブルに保存され、部品間変動を補償するために前記誤差値で利得制御値がオフセットされ、それにより最悪の場合の回数を減少させて、前記送信信号の前記送信電力レベルを１ステップサイズで調整する前記ステップが実行される請求項１に記載の方法。
無線通信装置の電源投入時およびそれ以降に予め定めた時間間隔で定期的に自己較正モードに入るステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
前記送信電力レベルを所望送信電力レベルに調整する前記ステップの後に、自己較正モードを出るステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
前記予め定めた最大許容送信電力レベルが、８０２．１１ｂ標準に従う請求項１に記載の方法。
無線通信装置の自己較正方法であって、
ステップサイズを予め定めた最大ステップサイズを超えることなくできるだけ大きくするように送信利得変動に従って制御電圧調整を決定するステップと、
前記無線通信装置の電源投入時に自己較正モードに入るステップと、
パケットストリームを含む送信信号を初期送信電力レベルで送信するステップと、
前記送信信号の送信電力レベルをモニターするステップと、
予め定めた最大許容送信電力レベルを超えないように前記ステップサイズで前記送信信号の前記送信電力レベルを調整するために、前記制御電圧調整を用いるステップと、
前記送信電力レベルを所望送信電力レベルに調整するステップとを含む、
方法。
前記パケットストリームが、パケットを含み、前記送信信号の送信電力レベルが、前記パケットが送信されている間にモニターされる請求項１７に記載の方法。
前記パケットストリームが、複数のパケットを含み、前記送信信号の送信電力レベルがパケット毎にモニターされる請求項１７に記載の方法。
前記パケットストリームが、最初に送信されるパケットを含み、前記最初に送信されるパケットがヌルパケットである請求項１７に記載の方法。
前記パケットストリームが、最初に送信されるパケットを含み、前記最初に送信されるパケットが標準データパケットである請求項１７に記載の方法。
前記送信電力レベルが、線形化テーブルを用いて線形外挿により所望送信電力レベルに調整される請求項１７に記載の方法。
前記送信電力レベルが、ディジタル−アナログ変換器内のビットをシフトし、送信利得をより高い送信電力レベル用に設定することにより、より低い所望送信電力レベルに調整される請求項１７に記載の方法。
誤差値がルックアップテーブルに保存され、部品間変動を補償するために前記誤差値で利得制御値がオフセットされ、それにより最悪の場合の回数を減少させて、前記送信信号の前記送信電力レベルを１ステップサイズで調整する前記ステップが実行される請求項１７に記載の方法。
前記送信電力レベルを所望送信電力レベルに調整する前記ステップの後に、自己較正モードを出るステップをさらに含む請求項１７に記載の方法。
前記予め定めた最大許容送信電力レベルが、８０２．１１ｂ標準に従う請求項１７に記載の方法。
ＬＡＮのアクセスポイントと通信するための無線ＬＡＮ通信装置の自己較正方法であって、
前記無線ＬＡＮ通信装置の電源投入時に自己較正モードにはいるステップと、
パケットストリームを含む送信信号を初期送信電力レベルで送信するステップであって、前記パケットストリームが少なくとも１つのパケットを含んでおり、
前記送信信号の送信電力レベルをモニターするステップであって、前記送信信号の前記送信電力レベルがパケット毎にモニターされており、
予め定めた最大許容送信電力レベルを超えないように、１ステップサイズで前記送信信号の前記送信電力レベルを調整するステップと、
前記送信電力レベルを所望送信電力レベルに調整するステップとを含む、
方法。
前記ステップサイズを予め定めた最大ステップサイズを超えることなくできるだけ大きくするように、送信利得変動に従って制御電圧調整を決定するステップをさらに含む請求項２７に記載の方法。
前記パケットストリームが初期送信パケットを含み、前記初期送信パケットがヌルパケットである請求項２７に記載の方法。
前記パケットストリームが初期送信パケットを含み、前記初期送信パケットが標準データパケットである請求項２７に記載の方法。
前記送信電力レベルが、ディジタル−アナログ変換器内のビットをシフトし、送信利得をより高い送信電力レベル用に設定することにより、より低い所望送信電力レベルに調整される請求項２７に記載の方法。
誤差値がルックアップテーブルに保存され、部品間変動を補償するために前記誤差値で利得制御値がオフセットされ、それにより最悪の場合の回数を減少させて、前記送信信号の前記送信電力レベルを１ステップサイズで調整する前記ステップが実行される請求項２７に記載の方法。
前記送信電力レベルを所望送信電力レベルに調整する前記ステップの後に、自己較正モードを出るステップをさらに含む請求項２７に記載の方法。
前記予め定めた最大許容送信電力レベルが、８０２．１１ｂ標準に従う請求項１７に記載の方法。
ＬＡＮのアクセスポイントと通信するための無線ＬＡＮ通信装置の自己較正方法であって、
前記無線ＬＡＮ通信装置の電源投入時に自己較正モードにはいるステップと、
パケットストリームを含む送信信号を初期送信電力レベルで送信するステップであって、前記パケットストリームは少なくとも１つの標準データパケットを含んでおり、
前記送信信号の送信電力レベルをモニターするステップであって、前記送信信号の前記送信電力レベルがパケット毎にモニターされており、
前記送信信号の前記送信電力レベルを１ステップサイズで調整するステップであって、前記ステップサイズを予め定めた最大ステップサイズを超えることなくできるだけ大きくするように送信利得変動に従って決定された制御電圧調整値を用いて送信利得を設定することにより、前記調整が実行され、前記送信電力レベルが８０２．１１ｂ標準に従って予め定めた最大許容送信電力レベルを超えないように調整されており、
前記送信電力レベルを所望送信電力レベルに調整するステップであって、前記送信利得を前記より高い所望送信電力レベル用に設定することにより、前記送信電力レベルがより高い所望送信電力レベルに調整されており、ディジタル−アナログ変換器内のビットをシフトし、送信利得をより高い送信電力レベル用に設定することにより、前記送信電力レベルがより低い所望送信電力レベルに調整されるステップとを含む、
方法。
誤差値がルックアップテーブルに保存され、部品間変動を補償するために前記誤差値で利得制御値がオフセットされ、それにより最悪の場合の回数を減少させて、前記送信信号の前記送信電力レベルを１ステップサイズで調整する前記ステップが実行される請求項３５に記載の方法。
制御電圧で利得が制御される可変利得増幅器と、
送信機の送信電力レベルをモニターし、前記送信電力レベルを測定電圧に変換するための電力検出器と、
前記測定電圧をディジタル値に変換するためのアナログ−ディジタル変換器と、
ベースバンドプロセッサであって、前記ベースバンドプロセッサは前記ディジタル値を受け取り、前記可変利得増幅器へパケットストリームを含む出力信号を供給すると共に前記制御電圧を生成し、前記ベースバンドプロセッサが、前記パケットストリームの伝送中に前記制御電圧を調整し、前記制御電圧は前記送信電力レベルに対する前記可変利得増幅器を経由した調整を可能とし、予め定めた最大許容送信電力を超えないように、１ステップサイズで初期送信電力レベルから前記調整はなされており、かつ前記送信電力レベルを所望送信電力レベルに調整するように前記制御電圧を調整する前記ベースバンドプロセッサとを含む、
送信機。
前記調整が、前記ステップサイズを予め定めた最大ステップサイズを超えることなくできるだけ大きくするように、送信利得変動に従って決定される請求項３７に記載の送信機。
前記送信利得変動が部品間変動を含む請求項３８に記載の送信機。
前記送信利得変動が送信周波数の変化による変動を含む請求項３８に記載の送信機。
前記送信利得変動が電源電圧変動を含む請求項３８に記載の送信機。
前記送信利得変動が周囲温度の変化による変動を含む請求項３８に記載の送信機。
誤差値がルックアップテーブルに保存され、部品間変動を補償するために前記誤差値で利得制御値がオフセットされ、それにより最悪の場合の回数を減少させて、前記送信電力レベルの前記調整が１ステップサイズでなされる請求項３７に記載の送信機。
前記予め定めた最大許容送信電力レベルが、８０２．１１ｂ標準に従う請求項３７に記載の送信機。
前記送信電力レベルが、ディジタル−アナログ変換器内のビットをシフトし、送信利得をより高い送信電力レベル用に設定することにより、より低い所望送信電力レベルに調整される請求項３７に記載の送信機。
前記パケットストリームが、少なくとも１つのパケットを含み、前記制御電圧が前記パケットの送信中に調整される請求項３７に記載の送信機。
前記パケットストリームが、複数のパケットを含み、前記制御電圧が、パケット毎に調整される請求項３７に記載の送信機。
前記パケットストリームが、初期送信パケットを含み、前記初期送信パケットがヌルパケットである請求項３７に記載の送信機。
前記パケットストリームが、初期送信パケットを含み、前記初期送信パケットが標準データパケットである請求項３７に記載の送信機。
前記送信電力レベルが、線形化テーブルを用いて線形外挿により所望送信電力レベルに調整される請求項３７に記載の送信機。
送信機と受信機を含む無線通信装置であって、前記送信機が
制御電圧で利得が制御される可変利得増幅器と、
前記送信機の送信電力レベルをモニターし、前記送信電力レベルを測定電圧に変換するための電力検出器と、
前記測定電圧をディジタル値に変換するためのアナログ−ディジタル変換器と、
ベースバンドプロセッサであって、前記ベースバンドプロセッサは前記ディジタル値を受け取り、前記可変利得増幅器へパケットストリームを含む出力信号を供給すると共に前記制御電圧を生成し、前記ベースバンドプロセッサが、前記パケットストリームの伝送中に前記制御電圧を調整し、前記制御電圧は前記送信電力レベルに対する前記可変利得増幅器を経由した調整を可能とし、予め定めた最大許容送信電力を超えないように、１ステップサイズで初期送信電力レベルから前記調整はなされており、かつ前記送信電力レベルを所望送信電力レベルに調整するように前記制御電圧を調整する前記ベースバンドプロセッサとを含む、
無線通信装置。
前記調整が、前記ステップサイズを予め定めた最大ステップサイズを超えることなくできるだけ大きくするように、送信利得変動に従って決定される請求項５１に記載の無線通信装置。
前記送信利得変動が、部品間変動を含む請求項５２に記載の無線通信装置。
誤差値がルックアップテーブルに保存され、部品間変動を補償するために前記誤差値で利得制御値がオフセットされ、それにより最悪の場合の回数を減少させて、前記送信電力レベルの前記調整が１ステップサイズでなされる請求項５３に記載の無線通信装置。
前記予め定めた最大許容送信電力レベルが、８０２．１１ｂ標準に従う請求項５１に記載の無線通信装置。
前記送信電力レベルが、ディジタル−アナログ変換器内のビットをシフトし、送信利得をより高い送信電力レベル用に設定することにより、より低い所望送信電力レベルに調整される請求項５１に記載の無線通信装置。
前記パケットストリームが、複数のパケットを含み、前記制御電圧が、パケット毎に調整される請求項５１に記載の無線通信装置。
アクセスポイントを有するローカルエリアネットワークと、
前記アクセスポイントを介して前記ローカルエリアネットワークと通信するための無線通信装置であって、前記無線装置が送信機と受信機を含み、前記送信機が、
制御電圧によって利得を制御される可変利得増幅器と、
前記送信機の送信電力レベルをモニターし、前記送信電力レベルを測定電圧に変換するための電力検出器と、
前記測定電圧をディジタル値に変換するためのアナログ−ディジタル変換器と、
ベースバンドプロセッサであって、前記ベースバンドプロセッサは前記ディジタル値を受け取り、前記可変利得増幅器へパケットストリームを含む出力信号を供給すると共に前記制御電圧を生成し、前記ベースバンドプロセッサが、前記パケットストリームの伝送中に前記制御電圧を調整し、前記制御電圧は前記送信電力レベルに対する前記可変利得増幅器を経由した調整を可能とし、予め定めた最大許容送信電力を超えないように、１ステップサイズで初期送信電力レベルから前記調整はなされており、かつ前記送信電力レベルを所望送信電力レベルに調整するように前記制御電圧を調整する前記ベースバンドプロセッサとを含む、
通信システム。
前記調整が、前記ステップサイズを予め定めた最大ステップサイズを超えることなくできるだけ大きくするように、送信利得変動に従って決定される請求項５８に記載の通信システム。
前記送信利得変動が、部品間変動を含む請求項５９に記載の通信システム。
誤差値がルックアップテーブルに保存され、部品間変動を補償するために前記誤差値で利得制御値がオフセットされ、それにより最悪の場合の回数を減少させて、前記送信電力レベルの前記調整が１ステップサイズでなされる請求項６０に記載の通信システム。
前記予め定めた最大許容送信電力レベルが、８０２．１１ｂ標準に従う請求項５８に記載の無線通信装置。
前記送信電力レベルが、ディジタル−アナログ変換器内のビットをシフトし、送信利得をより高い送信電力レベル用に設定することにより、より低い所望送信電力レベルに調整される請求項５８に記載の通信システム。
前記パケットストリームが、複数のパケットを含み、前記制御電圧が、パケット毎に調整される請求項５８に記載の通信システム。