JP2008048026A - 通信装置の制御方法及び通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送信信号のパワーが速く所定値になる無線通信装置を提供する。
【解決手段】送受信管理部１０からの信号ＵＬが受信期間の終了を示したときに、制御ＩＣ１６は、スイッチ１５をオンして電源とパワーデバイス１４の電源端子Ｔｐとを接続する。信号ＵＬにより、送信期間になったことが示されると、制御ＩＣ１６は電源端子Ｔｐの電圧が所定値に達していることを確認した後、基準信号を発生する。パワーコントロール回路１７は、パワーデバイス１４が送出する送信信号の電圧と制御ＩＣ１６から与えられた基準信号の電圧との差分が０に近づくように、パワーデバイス１４内の増幅素子の増幅を制御する。これにより、パワーデバイス１４の送出する送信信号の電力が所定値になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信装置の制御方法及び通信装置に関する。

図４は、従来の無線通信装置における送信系を示す概要図である。図５は、図４の送信系の動作を示すタイミングチャートである。
この無線通信装置は、受信周波数と送信周波数とを切り替え、受信と送信とを異なる期間に行うものである。このような無線通信装置は、受信の状態から送信に切り替えた後に、パワーデバイス１を制御して送信信号の増幅を行い、所定のパワーを出力する。

パワーデバイス１には、所定数の増幅素子１ａ，１ｂが組み込まれている。パワーデバイス１の電源端子Ｔｐには、増幅素子１ａ，１ｂで使用する電力が与えられる。パワーデバイス１の制御端子Ｔｃには、増幅素子１ａ，１ｂの利得を設定する制御信号が与えられる。

パワーデバイス１の動作を制御する制御部２は、送信期間への切り替えが完了すると低レベルから高レベルに遷移する信号ＵＬを監視し、送信期間に切り替わった時（ｔ０）にスイッチ３をオンさせ、電源からの電力を電源端子Ｔｐに印加させる。また、制御部２は、パワ−コントロール回路４に対して基準信号を与える。

パワーコントロール回路４は、パワーデバイス１の出力パワーと基準信号との差に対応する制御信号を生成し、パワーデバイス１の制御端子Ｔｃに与える。これにより、パワーデバイス１の出力パワーが一定化される。
しかしながら、パワーデバイス１の増幅素子は、十分な電圧が電源端子Ｔｐに印加されていない状態では、実質的な増幅が開始されないという問題があった。また、仮に、増幅が開始されても、安定した増幅とならず、所望の出力パワーが得られないと言う問題もあった。

これに対し、特許文献１に示された無線通信装置は、位相制御ループと振幅制御ループを持つが、送信開始時には振幅制御ループをオフして位相制御ループを起動させ、位相制御ループを安定させた後に振幅制御ループをオンさせる。これにより、送信開始時に振幅制御ループが不安定に動作して出力電力の増加が遅れることを防止する。
特開２００４−７４４６号公報

一方、特許文献２に示された送信機では、同期回路がデジタルのデータ信号にＡＳＫ変調波を用いてＡＳＫ被変調信号を生成し、ＡＳＫ被変調信号に基づいて駆動回路にプッシュプル動作させ、アンテナを含む共振回路から送信信号を送信する。ここで、同期回路はＡＳＫ被変調信号と同期して共振回路とグランドとの間を遮断する。これにより、送信信号の波形の鈍りを抑制する。
特開２００１−４５０７５号公報

図４の従来の無線通信機では、図５に示したように、送信期間になったとき（ｔ０）から出力パワーが所定値になるまでの時間が長い。
特許文献１に示された無線通信機では、位相制御ループが安定した後に振幅制御ループがオンするので、その分、安定した出力電力が得られるまでの時間が長くなる。
特許文献２の送信機では、データ信号の符号に対応する送信信号の波形の鈍りを抑制できるが、送信開始直後に同期回路及び駆動回路に供給される電力が不十分な場合には、ＡＳＫ変調が不完全となると共に駆動回路のプッシュプル動作も不十分となる。結果的に、送信開始直後から十分時間が経過するまでは、精度のよい、十分なパワーを持つ送信信号が得られない。

本発明は、以上のような現状に鑑みてなされた発明であり、送信を行う期間になってから十分な出力パワーを得られるまでの時間の短い無線通信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る通信装置の制御方法は、
送信と受信とを異なる期間に行い、且つ前記送信を行う送信期間には送信信号の増幅を行う増幅素子に電力を供給して該送信信号の増幅を行い、前記増幅された送信信号を送出する通信装置に対して、
前記受信を行う受信期間の終了したときに前記増幅素子への電力の供給を開始する電力供給処理と、
前記送信期間であって且つ前記増幅素子に電力の供給を開始してから該増幅素子への印加電圧が所定値に上昇した後に、前記増幅素子の増幅の制御を行うパワーコントロール処理と、
を実施することを特徴とする。

なお、前記パワーコントロール処理では、前記送信信号が所定の電力になるように前記増幅素子の増幅の制御を行ってもよい。

上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る通信装置は、
送信と受信とを異なる期間に行う通信装置であって、
前記受信を行う受信期間に受信信号を受信する受信手段と、
送信信号を生成する送信信号生成手段と、
増幅素子により前記送信信号の電力増幅を行い送信する増幅手段と、
前記受信期間が終了したときに前記増幅素子に対して電力の供給を開始する制御手段と、
前記送信を行う送信期間であって且つ前記増幅素子に電力の供給を開始してから該増幅素子への印加電圧が所定値に上昇した後に、前記送信信号が所定の電力になるように該増幅素子における増幅率を制御するパワーコントロール手段と、
を備えることを特徴とする。

なお、前記受信信号は無線で受信し、前記送信信号は無線で送信してもよい。

本発明によれば、受信期間が終了したときに増幅素子への電力の供給を開始するので、送信期間になってから増幅素子への電力の供給を開始する場合よりも、増幅素子への印加電圧が速く上昇するので、送信する送信信号の電力を速く増幅できる。

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信装置の要部を示す構成図である。

この無線通信装置は例えばトランキングシステムで運用され、送信と受信とを異なる期間に行い、且つ送信信号の増幅を行い、増幅された送信信号を送出する装置であり、アンテナＡＴと、送受信管理部１０と、受信部１１と、送信信号生成部１２と、増幅手段であるパワーデバイス１４と、スイッチ（ＳＷ）１５と、制御ＩＣ１６と、パワーコントロール回路１７とを備えている。

送受信管理部１０は、無線通信装置における送信及び受信とを管理するもので
あり、受信時には受信用周波数の周波数信号を受信部１１に与え、送信時には送信用周波数の周波数信号を送信信号生成部１２に与える。送受信管理部１０には、それらの周波数信号を発生する発振器や、その発振器の発信周波数を安定化させるための位相同期回路（ＰＬＬ回路）を持つＩＣが組み込まれている。
送受信管理部１０のＩＣは、周波数信号の位相が基準波の位相と一致するように周波数信号の位相を制御すると共に、周波数信号の位相が基準波の位相と一致する位相同期状態では高レベルとなり、周波数信号の位相が基準波の位相と一致しない状態では低レベルとなる信号ＵＬを、制御ＩＣ１６へ出力する。
送信期間と受信期間との切り替え或いは受信期間と送信期間との切り替えが開始された直後には、周波数信号と基準波との位相同期がとれないので、信号ＵＬは低レベルとなる。その後、位相同期がとれて位相同期状態になると、信号ＵＬは高レベルになる。つまり、送信期間と受信期間との切り替え或いは受信期間と送信期間との切り替えが完了したときには、信号ＵＬは高レベルになる。

受信部１１はアンテナＡＴに接続されている。受信部１１は、フィルター等を内蔵し、受信期間に、アンテナＡＴを介して受波した電磁波から受信信号を抽出する。

送信信号生成部１２は、送信期間に送信信号を生成する機能を有し、送信信号生成部１２の出力側が、パワーデバイス１４に接続されている。

パワーデバイス１４は、送信信号生成部１２から与えられた送信信号の増幅を行うものであり、任意数段の増幅素子を搭載している。パワーデバイス１４の出力側がアンテナＡＴ及びパワーコントロール回路１７に接続されている。
パワーデバイス１４には、増幅素子の電源端子Ｔｐと増幅素子の増幅率を設定するための制御信号を入力する制御端子Ｔｃとが設けられている。

制御ＩＣ１６は、信号ＵＬに基づいてスイッチ１５をオン・オフする機能と、パワーデバイス１４が送出する送信信号のパワーの基準値となる基準信号をパワーコントロール回路１７に出力する機能とを備えている。

スイッチ１５は、電源とパワーデバイス１４の電源端子Ｔｐとの間に接続され、オンのときに電源からの電力を電源端子Ｔｐに印加する。

なお、制御ＩＣ１６は、スイッチ１５がオンしてから電源端子Ｔｐの電圧が所定値以上に上昇したときに基準信号を発生する。制御ＩＣ１６は、電源端子Ｔｐの電圧の上昇を、スイッチ１５がオンしてからの時間で推定してもよいし、電源端子Ｔｐの電圧を直接検出する構成にしてもよい。

パワーコントロール回路１７は、負帰還回路を構成し、パワーデバイス１４が送出した送信信号の電圧と制御ＩＣ１６から与えられた基準信号の電圧の差分に相当する制御信号を生成して、パワーデバイス１４の制御端子Ｔｃに与える。これにより、パワーデバイス１４が送出する送信信号の電圧と制御ＩＣ１６から与えられた基準信号の電圧との差分が０に近づくように制御される。

次に、この無線通信装置の動作を、図２を参照しつつ、説明する。
図２は、無線通信装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
送受信管理部１０に組み込まれたＩＣは、基準波と周波数信号との位相同期がとれた状態の受信期間及び基準波と周波数信号との位相同期がとれた状態の送信期間に、高レベルの信号ＵＬを出力する。受信期間の場合、受信部１１はアンテナＡＴから受波した電磁波からフィルタ等を用いて受信信号を抽出する。受信期間が終了すると（ｔ１０）、送受の切り替えのために、信号ＵＬが低レベルに遷移する。

このとき制御ＩＣ１６は、スイッチ１５をオンし、電源と電源端子Ｔｐとを接続する。これにより、電源からのパワーデバイス１４への電力の供給が開始される。

スイッチ１５をオンした後に電源端子Ｔｐの電圧は上昇し、所定の例えば８ボルトで一定となる。即ち、この状態では、増幅素子に電力が十分に供給されたことになる。

送受の切り替えが完了して送信期間になると、信号ＵＬが高レベルに遷移する（ｔ１１）。
制御ＩＣ１６は、電源端子Ｔｐの電圧が８ボルトになっていることを確認した後、送信信号のパワーを所定値にするために基準信号を発生する。基準信号は、パワーコントロール回路１７に入力される。

パワーコントロール回路１７は、パワーデバイス１４が送出した送信信号の電圧と制御ＩＣ１６から与えられた基準信号の電圧の差分に相当する制御信号を生成し、パワーデバイス１４の制御端子Ｔｃに与えるので、パワーデバイス１４が送出する送信信号の電圧と制御ＩＣ１６から与えられた基準信号の電圧との差分が０に近づくように制御され、送信信号の電圧が上昇して所定値で一定になる。

次に、本実施形態の無線通信装置の利点を説明する。
図３は、本実施形態の無線通信装置の利点の説明図である。
本実施形態の無線通信装置では、受信期間の終了時（ｔ１０）にスイッチ１５をオンしてパワーデバイス１４への電力の供給を開始している。そのため、送信期間になった時点（ｔ１１）の直後から送信信号の電力が上昇し始め、基準信号で設定される所定値に時刻ｔ１２で到達する。これに対し、従来の方式では、送信期間になったとき（ｔ１１）にパワーデバイス１４への電力の供給を開始するので、制御端子Ｔｃが８ボルトになるのが遅れ、送信信号の電力が所定値に到達するのが時刻ｔ１３と遅れる。即ち、本実施形態の無線通信装置では、正常なパワーで送信を開始するまでの時間を短縮することができる。

また、本実施形態の無線通信装置は、従来の無線通信装置に対して処理タイミングを変更するだけなので、装置の構成をともなわずに、正常なパワーで送信を開始するまでの時間を短縮することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。
例えば、上実施形態では、送受信管理部１０が無線通信装置の内部にあるものとして説明したが、送受信管理部１０が無線通信装置の外部にあり、その無線通信装置が送受信管理部１０から信号ＵＬを入力する構成でもよい。
また、トランキングシステムが適用されない場合でもよい。

本発明の実施形態に係る無線通信装置の要部を示す構成図である。 無線通信装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本実施形態の無線通信装置の利点の説明図である。 従来の無線通信装置における送信系を示す概要図である。 図４の送信系の動作を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０ 送受信管理部
１１ 受信部
１２ 送信信号生成部
１４ パワーデバイス
１５ スイッチ
１６ 制御ＩＣ
１７ パワーコントロール回路
ＡＴ アンテナ
Ｔｐ 電源端子
Ｔｃ 制御端子

Claims (4)

1. 送信と受信とを異なる期間に行い、且つ前記送信を行う送信期間には送信信号の増幅を行う増幅素子に電力を供給して該送信信号の増幅を行い、前記増幅された送信信号を送出する通信装置に対して、
   前記受信を行う受信期間の終了したときに前記増幅素子への電力の供給を開始する電力供給処理と、
   前記送信期間であって且つ前記増幅素子に電力の供給を開始してから該増幅素子への印加電圧が所定値に上昇した後に、前記増幅素子の増幅の制御を行うパワーコントロール処理と、
   を実施することを特徴とする通信装置の制御方法。
2. 前記パワーコントロール処理では、前記送信信号が所定の電力になるように前記増幅素子の増幅の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信装置の制御方法。
3. 送信と受信とを異なる期間に行う通信装置であって、
   前記受信を行う受信期間に受信信号を受信する受信手段と、
   送信信号を生成する送信信号生成手段と、
   増幅素子により前記送信信号の電力増幅を行い送信する増幅手段と、
   前記受信期間が終了したときに前記増幅素子に対して電力の供給を開始する制御手段と、
   前記送信を行う送信期間であって且つ前記増幅素子に電力の供給を開始してから該増幅素子への印加電圧が所定値に上昇した後に、前記送信信号が所定の電力になるように該増幅素子における増幅率を制御するパワーコントロール手段と、
   を備えることを特徴とする通信装置。
4. 前記受信信号は無線で受信し、前記送信信号は無線で送信することを特徴とする請求項３に記載の通信装置。

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