JP2006166161A - Radio communication equipment - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、無線通信装置に関し、特にたとえば携帯通信端末に適用され、増幅器によって増幅された高周波信号をアンテナから発射する、無線通信装置に関する。 The present invention relates to a wireless communication apparatus, and more particularly to a wireless communication apparatus that is applied to, for example, a portable communication terminal and emits a high-frequency signal amplified by an amplifier from an antenna.
従来のこの種の装置の一例が、特許文献1に開示されている。この従来技術によれば、ディジタルモードが選択されると、RF可変電力増幅器の利得が固定され、IF−AGCアンプの利得が可変制御される。一方、アナログモードが選択されると、IF−AGCアンプの利得が固定され、RF可変電力増幅器の利得が可変制御される。 An example of a conventional device of this type is disclosed in Patent Document 1. According to this prior art, when the digital mode is selected, the gain of the RF variable power amplifier is fixed, and the gain of the IF-AGC amplifier is variably controlled. On the other hand, when the analog mode is selected, the gain of the IF-AGC amplifier is fixed, and the gain of the RF variable power amplifier is variably controlled.
これによって、厳格な伝送品質が要求されるディジタルモードでのスプリアス発射特性が改善され、消費電力が大きいアナログモードでのRF可変電力増幅器の電力付加効率特性が改善される。
しかし、電源電圧が低下すると、RF可変電力増幅器のダイナミックレンジが低下し、これによってスプリアス発射特性が劣化する。従来技術は、かかる問題に対して何らの対策も講じていない。 However, when the power supply voltage is lowered, the dynamic range of the RF variable power amplifier is lowered, thereby deteriorating spurious emission characteristics. The prior art does not take any measures against such a problem.
それゆえに、この発明の主たる目的は、電源電圧の低下に起因するスプリアス発射特性の劣化を防止できる、無線通信装置を提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus that can prevent deterioration of spurious emission characteristics due to a decrease in power supply voltage.
請求項1の発明に従う無線通信装置は、高周波信号を増幅する増幅手段、増幅手段によって増幅された高周波信号をアンテナから発射する発射手段、電源電圧値を検出する検出手段、および検出手段によって検出された電源電圧値が閾値を下回るとき増幅手段の利得を低減する低減手段を備える。 The wireless communication apparatus according to the invention of claim 1 is detected by an amplifying means for amplifying a high-frequency signal, a launching means for emitting a high-frequency signal amplified by the amplifying means from an antenna, a detecting means for detecting a power supply voltage value, and a detecting means. And a reducing means for reducing the gain of the amplifying means when the power supply voltage value falls below the threshold value.
高周波信号は、増幅手段によって増幅される。発射手段は、増幅された高周波信号をアンテナから発射する。一方、電源電圧は、検出手段によって検出される。低減手段は、検出された電源電圧値が閾値を下回るとき、増幅手段の利得を低減させる。電源電圧値の低減に従って増幅手段の利得を低減させることによって、スプリアス発射特性の劣化が防止される。 The high frequency signal is amplified by the amplifying means. The launching means launches the amplified high frequency signal from the antenna. On the other hand, the power supply voltage is detected by the detection means. The reduction means reduces the gain of the amplification means when the detected power supply voltage value falls below the threshold value. By reducing the gain of the amplification means in accordance with the reduction of the power supply voltage value, deterioration of the spurious emission characteristics is prevented.
請求項2の発明に従う無線通信装置は、請求項1に従属し、増幅手段によって増幅された高周波信号の直流レベルが基準レベルと一致するように増幅手段の利得を制御する制御手段をさらに備え、低減手段は基準レベルを低減する。これによって、高周波信号の直流レベルの安定化とスプリアス発射特性の劣化防止とが、同時に実現される。 The wireless communication device according to the invention of claim 2 is dependent on claim 1, and further comprises control means for controlling the gain of the amplifying means so that the DC level of the high-frequency signal amplified by the amplifying means matches the reference level, The reduction means reduces the reference level. Thereby, stabilization of the direct current level of the high-frequency signal and prevention of deterioration of the spurious emission characteristics are realized at the same time.
請求項3の発明に従う無線通信装置は、請求項1または2に従属し、発射手段は高周波信号を中継器に向けて発射する。この結果、高周波信号は、中継器を介して宛先に到達する。増幅手段の利得の低減に起因する高周波信号の電力不足は、中継器によって補償される。 A wireless communication device according to a third aspect of the present invention is dependent on the first or second aspect, and the emitting means emits a high-frequency signal toward the repeater. As a result, the high frequency signal reaches the destination via the repeater. The power shortage of the high frequency signal due to the reduction of the gain of the amplification means is compensated by the repeater.
請求項4の発明に従う無線通信装置は、請求項1ないし3のいずれかに従属し、バッテリの端子電圧を電源電圧に変換する変換手段をさらに備える。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a wireless communication apparatus according to any one of the first to third aspects, further comprising conversion means for converting a terminal voltage of the battery into a power supply voltage.
請求項5の発明に従う利得制御プログラムは、増幅手段によって増幅された高周波信号をアンテナから発射する無線通信装置に、電源電圧値を検出する検出ステップ、および検出手段によって検出された電源電圧値が閾値を下回るとき増幅手段の利得を低減させる低減ステップを実行させる。請求項1と同様、スプリアス発射特性の劣化が防止される。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a gain control program comprising: a detection step of detecting a power supply voltage value in a wireless communication device that emits a high-frequency signal amplified by an amplification means; and a power supply voltage value detected by the detection means is a threshold value. A reduction step for reducing the gain of the amplification means is executed when the value is below. As in the first aspect, the spurious emission characteristics are prevented from being deteriorated.
この発明によれば、電源電圧値の低減に従って増幅手段の利得を低減させるようにしたため、スプリアス発射特性の劣化を防止することができる。 According to the present invention, since the gain of the amplification means is reduced according to the reduction of the power supply voltage value, it is possible to prevent the spurious emission characteristics from being deteriorated.
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。 The above object, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
図1を参照して、この実施例の携帯電話機10は、GSM(Global System for Mobile Communications)方式に対応し、バッテリ42を含む。電源回路40は、バッテリ42の電圧を定格が3.7Vの電源電圧に変換し、変換された電源電圧によってシステム全体を駆動する。
Referring to FIG. 1, a
キー入力装置38によって通話のための発呼操作が行われると、CPU32は、ベースバンド信号処理回路20に発呼信号の出力を命令する。ベースバンド信号処理回路20は、ベースバンドの発呼信号を変調器26に与え、変調器26は与えられた発呼信号をIFバンドの発呼信号に変換する。
When a call operation for a call is performed by the
IFバンドの発呼信号は、直交変換/DA変換器28によってRFバンドの発呼信号に変換される。変換された発呼信号は、電力増幅回路30によって増幅され、その後アンテナ共用器14を介してアンテナ12から発射される。発射された発呼信号は、複数の無線基地局(中継器)を経て通話相手の携帯電話機に到達する。この発呼信号に応答して通話相手が着呼操作を行うと、通話状態が確立される。
The IF band call signal is converted into an RF band call signal by the orthogonal transform /
通話状態が確立されると、ベースバンド信号処理回路20は、マイクロフォン24によって捉えられた音声信号に所定の処理を施す。処理を施された音声信号の帯域は、変調器26によってIFバンドに変換され、直交変換/DA変換器28によってRFバンドに変換される。RFバンドの音声信号は、電力増幅器30で増幅された後、アンテナ共用器14を介してアンテナ12から発射される。音声信号もまた、複数の無線基地局を経て通話相手の携帯電話機に到達する。
When the call state is established, the baseband
一方、通話相手からの音声信号は、アンテナ12によって捉えられ、アンテナ共用器14を介して直交変換/AD変換器16に与えられる。音声信号の帯域は、直交変換/AD変換器16によってRFバンドからIFバンドに変換され、復調器18によってIFバンドからベースバンドに変換される。ベースバンドの音声信号は、ベースバンド信号処理回路20の処理を経て、スピーカ22に与えられる。この結果、通話相手の音声がスピーカ22から出力される。
On the other hand, the audio signal from the other party is captured by the
このような通話が行われている最中に、キー入力装置38によって通話終了操作が行われると、CPU32は、ベースバンド信号処理回路20を制御して、相手方に通話終了信号を送信する。通話終了信号の送信後、CPU32は、通話処理を終了する。先に相手方から通話終了信号を受信した場合も、CPU32は、通話処理を終了する。
When a call end operation is performed by the
電力増幅回路30は、図2に示すように構成される。直交変換/DA変換器28から与えられたRF帯域の音声信号は、増幅器30aによって増幅される。増幅器30aの利得は、コンパレータ30bの出力がHレベルのとき上昇する一方、コンパレータ30bの出力がLレベルのとき減少する。増幅器30aは、このような利得に従って増幅された音声信号をアンテナ共用器14に向けて出力する。
The
LPF30bは、増幅器30aから出力された音声信号の直流レベルを検出し、検出された直流レベルをコンパレータ30bの一方入力端に与える。D/A変換器30cは、CPU32から入力されるRF制御電圧にD/A変換を施し、変換されたRF制御電圧をコンパレータ30bの他方入力端に与える。コンパレータ30bは、直流レベルがRF制御電圧値を下回るとき出力をHレベルとし、直流レベルがRF制御電圧値以上のとき出力をLレベルとする。
The
この結果、増幅器30aの入出力特性つまりRF送信電力特性は、図4に示すように変動する。つまり、増幅器30aに入力される音声信号の電力レベルと増幅器30aから出力される音声信号の電力レベルとの関係は、実線Lを基準として±ΔGの範囲で微動する。増幅器30aから出力される音声信号の直流レベル値は、このような利得調整動作によって、RF制御電圧値に合わせられる。
As a result, the input / output characteristics of the
ただし、CPU32は、RF制御電圧を電源電圧の低下に応じて低下させる。このとき、CPU32は、図3に示す割り込みルーチンに従う処理を、RAM34を用いて5秒毎に実行する。なお、この割り込みルーチンに対応する制御プログラムは、フラッシュメモリ36に記憶される。
However, the
図3を参照して、ステップS1ではRF制御電圧値を初期化する。ステップS3では電源電圧値Vbatteryを検出し、ステップS5では検出された電源電圧値Vbatteryが閾値(=3.7V)を下回るか否かを判別する。ここでNOであればそのまま処理を終了するが、YESであればステップS7およびS9を経て処理を終了する。 Referring to FIG. 3, in step S1, the RF control voltage value is initialized. In step S3, the power supply voltage value Vbattery is detected, and in step S5, it is determined whether or not the detected power supply voltage value Vbattery is below a threshold value (= 3.7V). If “NO” here, the process is terminated as it is, but if “YES”, the process is terminated through steps S7 and S9.
ステップS7では、数1に従って電圧補正値ΔVを算出する。数1によれば、閾値“3.7V”および電源電圧値Vbatteryの差分値が閾値“3.7V”および最低電圧値“3.2V”の差分値によって割り算され、これによって求められた割り算値が定数PW(=−0.5)によって掛け算される。
[数1]
ΔV=(3.7−Vbattery)/(3.7−3.2)*PW
したがって、電圧補正値ΔVは、電源電圧値Vbatteryとの間で図5に示す関係を有することとなる。なお、閾値“3.7V”は、定格電圧値と一致する。また、最低電圧値は、携帯電話機10が動作する最低限の電圧値である。
In step S7, a voltage correction value ΔV is calculated according to Equation 1. According to Equation 1, the difference value between the threshold value “3.7 V” and the power supply voltage value Vbattery is divided by the difference value between the threshold value “3.7 V” and the minimum voltage value “3.2 V”, and a division value obtained thereby. Is multiplied by a constant PW (= −0.5).
[Equation 1]
ΔV = (3.7−Vbattery) / (3.7−3.2) * PW
Therefore, the voltage correction value ΔV has the relationship shown in FIG. 5 with the power supply voltage value Vbattery. Note that the threshold value “3.7 V” matches the rated voltage value. The minimum voltage value is a minimum voltage value at which the
ステップS9では、こうして求められた電圧補正値ΔVを用いてRF制御電圧値を低減させる。具体的には、RF制御電圧の初期値に電圧補正値ΔVを加算する。図2に示すD/A変換器30dには、こうして更新されたRF制御電圧が与えられる。したがって、増幅器30aの利得は、電源電圧値Vbatteryの低下に従って低下する。
In step S9, the RF control voltage value is reduced using the voltage correction value ΔV thus obtained. Specifically, the voltage correction value ΔV is added to the initial value of the RF control voltage. The updated RF control voltage is applied to the D /
図6を参照して、増幅器30aに入力される音声信号の電力レベルは、常にPin(dBm)である。電源電圧値Vbatteryが定格の3.7Vを満足するとき、増幅器30aのRF送信電力特性は、曲線Cp1によって規定される。増幅器30aからは、電力レベルがPout1(dBm)の音声信号が出力される。
Referring to FIG. 6, the power level of the audio signal input to
曲線Cp1に注目すると、入力電力レベルがPin(dBm)以下の範囲では、RF送信電力レベルは、入力電力レベルの増大に比例して増大する。しかし、入力電力レベルがPin(dBm)を上回ると、RF送信電力レベルは飽和する。スプリアス発射特性は、このような曲線Cp1の変化に対応して、曲線Cs1によって規定される。つまり、入力電力レベルがPin(dBm)以下の範囲では、スプリアス発射レベルは、SEL1(dBc)を維持する。しかし、入力電力レベルがPin(dBm)を上回る範囲では、スプリアス発射レベルは、入力電力レベルの増大に従って増大する。 When attention is paid to the curve Cp1, the RF transmission power level increases in proportion to the increase of the input power level in the range where the input power level is not more than Pin (dBm). However, when the input power level exceeds Pin (dBm), the RF transmit power level is saturated. The spurious emission characteristic is defined by the curve Cs1 corresponding to the change of the curve Cp1. That is, the spurious emission level maintains SEL1 (dBc) in the range where the input power level is not more than Pin (dBm). However, in the range where the input power level exceeds Pin (dBm), the spurious emission level increases as the input power level increases.
上述のように、増幅器30aに入力される音声信号の電力レベルは、常にPin(dBm)である。このため、電源電圧値Vbatteryが定格を満足するときは、スプリアス発射レベルはSEL1に抑えられる。
As described above, the power level of the audio signal input to the
電源電圧値Vbatteryが3.7Vを下回ると、RF送信電力の飽和レベルつまりダイナミックレンジが減少する。RF制御電圧が初期値のままであれば、RF送信電力特性を規定する曲線はCp1からCp2に遷移し、増幅器30aから出力される音声信号の電力レベルはPout2に低下する。スプリアス発射特性は、曲線Cp2に対応して、曲線Cs2によって規定される。この結果、スプリアス発射レベルは、SEL1からSEL2に上昇する。
When the power supply voltage value Vbattery falls below 3.7V, the saturation level of the RF transmission power, that is, the dynamic range decreases. If the RF control voltage remains at the initial value, the curve defining the RF transmission power characteristic transitions from Cp1 to Cp2, and the power level of the audio signal output from the
ただし、RF制御電圧値は、図3に示す割り込みルーチンの実行によって、電源電圧値Vbatteryの低下とともに低下する。この結果、RF送信電力特性は曲線Cp3によって規定され、スプリアス発射特性は曲線Cp3に対応する曲線Cs1によって規定される。したがって、スプリアス発射レベルは、電源電圧値Vbatteryの低下に関らず、SEL1を維持する。 However, the RF control voltage value decreases as the power supply voltage value Vbattery decreases due to the execution of the interrupt routine shown in FIG. As a result, the RF transmission power characteristic is defined by the curve Cp3, and the spurious emission characteristic is defined by the curve Cs1 corresponding to the curve Cp3. Therefore, the spurious emission level maintains SEL1 regardless of the decrease in the power supply voltage value Vbattery.
なお、RF制御電圧値の低下に起因するRF送信電力特性曲線の変動幅は、図4に示す変動幅ΔGよりも格段に大きい。 Note that the fluctuation range of the RF transmission power characteristic curve due to the decrease in the RF control voltage value is much larger than the fluctuation range ΔG shown in FIG.
以上の説明から分かるように、RF帯域の音声信号は、増幅器30aによって増幅される。アンテナ共用器14は、増幅された音声信号をアンテナ12から発射する。発射された音声信号は、複数の無線基地局を経て通話相手の携帯電話機に到達する。一方、電源電圧値Vbatteryは、CPU32によって検出される(S3)。CPU32は、検出された電源電圧値Vbatteryが閾値(=3.7V)を下回るとき、RF制御電圧を低減させる(S7, S9)。RF制御電圧は、コンパレータ30cによって音声信号の直流レベルと比較され、増幅器30aの利得は、コンパレータ30cの比較結果によって制御される。
As can be seen from the above description, the audio signal in the RF band is amplified by the
このように、増幅器30aの利得は、RF制御電圧の低減によって低減される。音声信号の直流レベルは、低減されたRF制御電圧と一致するように微調整される。この結果、スプリアス発射特性の劣化防止と音声信号の直流レベルの安定化とが、同時に実現される。
Thus, the gain of
また、アンテナ12から発射された音声信号は、無線基地局によって中継される。したがって、増幅器30aの利得の低減に起因する音声信号の電力不足は、無線基地局によって補償される。これによって、通話に支障のない品質が確保される。
The audio signal emitted from the
なお、この実施例では、携帯電話機を用いて説明しているが、データ通信のような音声以外のコンテンツを送受信する無線通信装置にもこの発明を適用できることは言うまでもない。 In this embodiment, a mobile phone is used for explanation, but it goes without saying that the present invention can also be applied to a wireless communication apparatus that transmits and receives contents other than voice such as data communication.
10 …携帯電話機
12 …アンテナ
14 …アンテナ共用器
20 …ベースバンド信号処理回路
26 …変調器
28 …直交変換/DA変換器
30 …電力増幅器
32 …CPU
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記増幅手段によって増幅された高周波信号をアンテナから発射する発射手段、
電源電圧値を検出する検出手段、および
前記検出手段によって検出された電源電圧値が閾値を下回るとき前記増幅手段の利得を低減する低減手段を備える、無線通信装置。 Amplifying means for amplifying a high-frequency signal;
Launching means for launching a high-frequency signal amplified by the amplification means from an antenna;
A wireless communication apparatus comprising: a detecting unit that detects a power supply voltage value; and a reducing unit that reduces a gain of the amplifying unit when a power supply voltage value detected by the detecting unit falls below a threshold value.
前記低減手段は前記基準レベルを低減する、請求項1記載の無線通信装置。 Control means for controlling the gain of the amplifying means so that the direct current level of the high-frequency signal amplified by the amplifying means matches a reference level;
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the reduction unit reduces the reference level.
電源電圧値を検出する検出ステップ、および
前記検出手段によって検出された電源電圧値が閾値を下回るとき前記増幅手段の利得を低減させる低減ステップを実行させる、利得制御プログラム。 To a wireless communication device that emits a high-frequency signal amplified by an amplification means from an antenna,
A gain control program for executing a detection step of detecting a power supply voltage value, and a reduction step of reducing the gain of the amplification means when the power supply voltage value detected by the detection means falls below a threshold value.
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JP2008219620A (en) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Nec Corp | Transmission power control circuit |
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