JP2008193719A - 無線送信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】無線送信装置で、リニア形式で求められたレベルの平均値と対数形式で求められたレベルの平均値との比較を精度よく行う。
【解決手段】周波数変換手段3が送信対象のベースバンド信号を無線周波数信号へ変換し、レベル変化手段21が無線周波数信号のレベルを変化させ、無線送信手段3、5が無線送信し、第1の検出手段31がベースバンド信号のレベルをリニア形式で検出し、第1の平均化手段32が当該検出結果を平均化し、第2の検出手段41がレベル変化後の無線周波数信号のレベルを対数形式で検出し、形式変換手段43が当該検出結果をリニア形式へ変換し、第2の平均化手段44が当該変換結果を平均化し、タイミング制御手段12がこれらの平均化のタイミングを制御し、レベル変化制御手段10がこれらの平均化結果の比較結果に基づいてレベル変化を制御する。
【選択図】 図1
【解決手段】周波数変換手段3が送信対象のベースバンド信号を無線周波数信号へ変換し、レベル変化手段21が無線周波数信号のレベルを変化させ、無線送信手段3、5が無線送信し、第1の検出手段31がベースバンド信号のレベルをリニア形式で検出し、第1の平均化手段32が当該検出結果を平均化し、第2の検出手段41がレベル変化後の無線周波数信号のレベルを対数形式で検出し、形式変換手段43が当該検出結果をリニア形式へ変換し、第2の平均化手段44が当該変換結果を平均化し、タイミング制御手段12がこれらの平均化のタイミングを制御し、レベル変化制御手段10がこれらの平均化結果の比較結果に基づいてレベル変化を制御する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、リニア形式で求められたレベルの平均値と対数形式で求められたレベルの平均値とを比較することを行う無線送信装置に関し、特に、このような比較を精度よく行う無線送信装置に関する。
第1の背景技術例を説明する。
図12には、送信信号の利得制御を行う無線送信装置の構成例を示してある。
送信対象となるベースバンド信号を希望帯域に制限するためにデジタルフィルタ処理や周波数変換処理を実行するデジタル信号処理部111により当該ベースバンド信号に対して必要な信号処理が実行され、無線部113へ入力するためにD/A(Digital to Analog)変換器112により当該ベースバンド信号がデジタル信号からアナログ信号へ変換される。
その後、無線部113により当該ベースバンド信号が無線周波数(RF:Radio Frequency)信号へ周波数変換される。また、無線部113内では、無線送信装置全体の利得を一定に保つため、すなわち、ベースバンド信号の電力と無線部113の電力を一定に保つように、可変利得増幅器(可変利得アンプ)131により信号の増幅が行われる。可変利得増幅器131の利得は、D/A変換器122から当該可変利得増幅器131の制御端子に印加される制御電圧が制御されることで、可変に制御される。
無線部113から出力される無線周波数信号は、アンテナ115から無線により送信される。
図12には、送信信号の利得制御を行う無線送信装置の構成例を示してある。
送信対象となるベースバンド信号を希望帯域に制限するためにデジタルフィルタ処理や周波数変換処理を実行するデジタル信号処理部111により当該ベースバンド信号に対して必要な信号処理が実行され、無線部113へ入力するためにD/A(Digital to Analog)変換器112により当該ベースバンド信号がデジタル信号からアナログ信号へ変換される。
その後、無線部113により当該ベースバンド信号が無線周波数(RF:Radio Frequency)信号へ周波数変換される。また、無線部113内では、無線送信装置全体の利得を一定に保つため、すなわち、ベースバンド信号の電力と無線部113の電力を一定に保つように、可変利得増幅器(可変利得アンプ)131により信号の増幅が行われる。可変利得増幅器131の利得は、D/A変換器122から当該可変利得増幅器131の制御端子に印加される制御電圧が制御されることで、可変に制御される。
無線部113から出力される無線周波数信号は、アンテナ115から無線により送信される。
ベースバンド信号の電力を検出するパワーメータ116では、ベースバンド電力演算器141によりベースバンド信号の瞬時電力値が求められた後に、リニア平均化回路142により当該瞬時電力値が平均化されることで、リニア領域でベースバンド信号の平均電力が求められる。当該平均電力がリニア−対数変換部117により対数形式の値へ変換されて比較器121に入力される。
また、無線部113から出力される無線周波数信号の一部がカプラ114により取得されて対数増幅器(LOG−AMP)118に入力される。
無線部113からの出力電力を検出する対数増幅器118では、入力される電力に対して、対数に比例した電圧の信号が出力される。当該出力される信号の電圧がA/D(Analog to Digital)変換器119によりアナログ信号からデジタル信号へ変換された後に、対数平均化回路120により対数形式の平均化が実行されて、平均電力が求められる。当該平均電力が比較器121に入力される。
また、無線部113から出力される無線周波数信号の一部がカプラ114により取得されて対数増幅器(LOG−AMP)118に入力される。
無線部113からの出力電力を検出する対数増幅器118では、入力される電力に対して、対数に比例した電圧の信号が出力される。当該出力される信号の電圧がA/D(Analog to Digital)変換器119によりアナログ信号からデジタル信号へ変換された後に、対数平均化回路120により対数形式の平均化が実行されて、平均電力が求められる。当該平均電力が比較器121に入力される。
比較器121では、入力される2つの平均電力の大小判定が実行されて、可変利得増幅器131の制御電圧が決定される。当該決定された制御電圧を示す信号がD/A変換器122によりデジタル信号からアナログ信号へ変換されて可変利得増幅器131の制御端子に入力される。これにより、無線送信装置全休の利得を一定に保つことが可能となる。
なお、パワーメータ116側(ベースバンド部側)で求められる平均電力がリニア形式であり、対数増幅器118側(無線部側)で求められる平均電力が対数形式であるため、いずれか一方の形式を変換して両方の形式を一致させる必要がある。本例では、ベースバンド側の平均電力を対数形式へ変換する構成を示したが、他の構成例として、無線部側の平均電力をリニア形式へ変換して、リニア形式同士で比較する構成とすることもできる。
なお、パワーメータ116側(ベースバンド部側)で求められる平均電力がリニア形式であり、対数増幅器118側(無線部側)で求められる平均電力が対数形式であるため、いずれか一方の形式を変換して両方の形式を一致させる必要がある。本例では、ベースバンド側の平均電力を対数形式へ変換する構成を示したが、他の構成例として、無線部側の平均電力をリニア形式へ変換して、リニア形式同士で比較する構成とすることもできる。
ここで、図12に示される無線送信装置における利得制御について検討する。
ここでは、説明の便宜上から、リニア演算された結果のベースバンド電力について、1000[リニア]=40[dBm]、794[リニア]=39[dBm]、10[リニア]=20[dBm]であるとする。
図13(a)には、通常送信時について、無線送信装置における平均電力算出の一例を示してある。
図示されるように、ベースバンド信号のレベル変動が小さい場合には、各時刻t1〜t4におけるベースバンド信号の電力検出結果を加算して平均化した後に対数変換した結果と、対数増幅器118からの出力を対数形式で加算して平均化した結果とは同一となり、正しく利得制御することができる。
ここでは、説明の便宜上から、リニア演算された結果のベースバンド電力について、1000[リニア]=40[dBm]、794[リニア]=39[dBm]、10[リニア]=20[dBm]であるとする。
図13(a)には、通常送信時について、無線送信装置における平均電力算出の一例を示してある。
図示されるように、ベースバンド信号のレベル変動が小さい場合には、各時刻t1〜t4におけるベースバンド信号の電力検出結果を加算して平均化した後に対数変換した結果と、対数増幅器118からの出力を対数形式で加算して平均化した結果とは同一となり、正しく利得制御することができる。
一方、図13(b)には、レベル変動送信時について、無線送信装置における平均電力算出の一例を示してある。
図示されるように、ベースバンド信号が時間と共に大きくレベル変動する場合には、上記と同様の演算を実行すると、正しい結果が得られない。図示の例では、平均化の結果として、ベースバンド電力値=37[dBm]、無線部電力値=30[dBm]となり、無線部電力値が低下しているように見え、すなわち装置利得が下がったように見えるため、無線部113における可変利得増幅器131の利得を7dB持ち上げるように制御が実行される。つまり、ベースバンドの平均電力が37[dBm]である場合には、無線部113の平均出力は44(=37+7)[dBm]となるため、ベースバンド信号が規定どおりに無線部113から出力されないこととなり、装置の特性劣化が発生し、場合によっては装置の破壊につながるといった問題があった。
図示されるように、ベースバンド信号が時間と共に大きくレベル変動する場合には、上記と同様の演算を実行すると、正しい結果が得られない。図示の例では、平均化の結果として、ベースバンド電力値=37[dBm]、無線部電力値=30[dBm]となり、無線部電力値が低下しているように見え、すなわち装置利得が下がったように見えるため、無線部113における可変利得増幅器131の利得を7dB持ち上げるように制御が実行される。つまり、ベースバンドの平均電力が37[dBm]である場合には、無線部113の平均出力は44(=37+7)[dBm]となるため、ベースバンド信号が規定どおりに無線部113から出力されないこととなり、装置の特性劣化が発生し、場合によっては装置の破壊につながるといった問題があった。
第2の背景技術例を説明する。
本例の無線送信装置は、例えば、概略的に、後述する本発明に係る実施例で参照される図7に示されるのと同様な構成を有している。
図14には、無線送信装置の一部の構成例として、対数増幅器151と、A/D変換器152と、計算機153を示してある。計算機153は、平均化回路161から構成されている。
計算機153には、対数増幅器151により電圧変換された無線周波数信号の電力レベルが、A/D変換器152からデジタル値として入力される。計算機153では、平均化回路161により、入力された電力レベル(dBm値)をそのまま平均化することが行われる。
本例の無線送信装置は、例えば、概略的に、後述する本発明に係る実施例で参照される図7に示されるのと同様な構成を有している。
図14には、無線送信装置の一部の構成例として、対数増幅器151と、A/D変換器152と、計算機153を示してある。計算機153は、平均化回路161から構成されている。
計算機153には、対数増幅器151により電圧変換された無線周波数信号の電力レベルが、A/D変換器152からデジタル値として入力される。計算機153では、平均化回路161により、入力された電力レベル(dBm値)をそのまま平均化することが行われる。
例えば、サンプル個数が2であり、L1、L2という電力レベルが得られた場合には、平均化回路161では{(L1+L2)/2}が計算される。
しかしながら、実際の電力レベルは、平均化回路161で計算される平均値とは異なる値となり、正確には10×log{(10(L1/10)+10(L2/10))/2}と計算されるべきである。
電力レベルの変動が小さい場合には、dBm値をそのまま平均しても実際の電力レベルと比較して大きな誤差とはならないが、バースト波などの場合には、レベル差が大きいdBm値を平均することとなり実際の電力レベルとの誤差が大きくなる。
しかしながら、実際の電力レベルは、平均化回路161で計算される平均値とは異なる値となり、正確には10×log{(10(L1/10)+10(L2/10))/2}と計算されるべきである。
電力レベルの変動が小さい場合には、dBm値をそのまま平均しても実際の電力レベルと比較して大きな誤差とはならないが、バースト波などの場合には、レベル差が大きいdBm値を平均することとなり実際の電力レベルとの誤差が大きくなる。
上述のように、無線送信装置では、リニア形式で求められたレベルの平均値と対数形式で求められたレベルの平均値とを比較するようなときに、例えば、レベルの変動が大きいような場合には、誤差が大きくなってしまうといった問題があった。
本発明は、このような従来の課題を解決するために為されたもので、リニア形式で求められたレベルの平均値と対数形式で求められたレベルの平均値とを比較することを精度よく行うことができる無線送信装置を提供することを目的とする。
本発明は、このような従来の課題を解決するために為されたもので、リニア形式で求められたレベルの平均値と対数形式で求められたレベルの平均値とを比較することを精度よく行うことができる無線送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、本発明に係る無線送信装置では、信号を無線により送信するに際して、次のような処理を行う。
すなわち、周波数変換手段が、送信対象となるベースバンド信号を無線周波数信号へ変換する。レベル変化手段が、前記無線周波数信号のレベルを変化させる。無線送信手段が、前記レベル変化手段によりレベルが変化させられた無線周波数信号を無線により送信する。
また、第1の検出手段が、前記ベースバンド信号のレベルをリニア形式で検出する。第1の平均化手段が、前記第1の検出手段により検出されたリニア形式のレベルをリニア形式で平均化する。
また、第2の検出手段が、前記レベル変化手段によりレベルが変化させられた無線周波数信号のレベルを対数形式で検出する。形式変換手段が、前記第2の検出手段により検出された対数形式のレベルをリニア形式のレベルへ変換する。第2の平均化手段が、前記形式変換手段により変換されたリニア形式のレベルをリニア形式で平均化する。
また、タイミング制御手段が、前記第1の平均化手段による平均化のタイミングと前記第2の平均化手段による平均化のタイミングを処理される信号について一致させるように制御する。
また、レベル変化制御手段が、前記第1の平均化手段による平均化の結果と前記第2の平均化手段による平均化の結果とを同一の形式(例えば、リニア形式、又は、対数形式)で比較した結果に基づいて、前記レベル変化手段によるレベル変化を制御する。
すなわち、周波数変換手段が、送信対象となるベースバンド信号を無線周波数信号へ変換する。レベル変化手段が、前記無線周波数信号のレベルを変化させる。無線送信手段が、前記レベル変化手段によりレベルが変化させられた無線周波数信号を無線により送信する。
また、第1の検出手段が、前記ベースバンド信号のレベルをリニア形式で検出する。第1の平均化手段が、前記第1の検出手段により検出されたリニア形式のレベルをリニア形式で平均化する。
また、第2の検出手段が、前記レベル変化手段によりレベルが変化させられた無線周波数信号のレベルを対数形式で検出する。形式変換手段が、前記第2の検出手段により検出された対数形式のレベルをリニア形式のレベルへ変換する。第2の平均化手段が、前記形式変換手段により変換されたリニア形式のレベルをリニア形式で平均化する。
また、タイミング制御手段が、前記第1の平均化手段による平均化のタイミングと前記第2の平均化手段による平均化のタイミングを処理される信号について一致させるように制御する。
また、レベル変化制御手段が、前記第1の平均化手段による平均化の結果と前記第2の平均化手段による平均化の結果とを同一の形式(例えば、リニア形式、又は、対数形式)で比較した結果に基づいて、前記レベル変化手段によるレベル変化を制御する。
従って、ベースバンド信号のレベルがリニア形式で検出されて平均化され、無線周波数信号のレベルが対数形式で検出された後にリニア形式へ変換されて平均化され、これらの平均化のタイミングが一致するように制御され、これらの平均化結果の比較結果に基づいて無線周波数信号のレベル変化が制御されるため、例えば、装置の利得制御を行うに際して、リニア形式で求められたレベルの平均値と対数形式で求められたレベルの平均値とを比較することを精度よく行うことができ、高精度な利得制御を実現することができる。
ここで、無線送信装置としては、種々な装置が用いられてもよく、例えば、送信機能と受信機能の両方を有する無線通信装置(無線送受信装置)として構成されてもよい。
また、無線送信装置が設けられる無線通信システムとしては、種々なシステムが用いられてもよい。
また、送信対象となる信号としては、種々な信号が用いられてもよく、例えば、マルチキャリアの信号を用いることもできる。
また、レベルとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、電力のレベルや、電圧のレベルなどを用いることができる。
また、無線送信装置が設けられる無線通信システムとしては、種々なシステムが用いられてもよい。
また、送信対象となる信号としては、種々な信号が用いられてもよく、例えば、マルチキャリアの信号を用いることもできる。
また、レベルとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、電力のレベルや、電圧のレベルなどを用いることができる。
また、レベル変化手段としては、例えば、可変な利得で信号を増幅する可変利得増幅器、或いは、可変な減衰量で信号を減衰させる可変減衰器などを用いて構成することができる。
また、レベル変化手段によるレベル変化を制御する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、2つの平均化結果の大きさの関係が予め設定された所定の条件を満たすように、利得或いは減衰量を調整して、レベルの変化量を制御するような態様を用いることができる。
なお、同一の形式としては、例えば、リニア形式或いは対数形式を用いることができ、対数形式が用いられる場合にはそれぞれの平均化結果をリニア形式から対数形式へ変換する手段が備えられる。
また、レベル変化手段によるレベル変化を制御する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、2つの平均化結果の大きさの関係が予め設定された所定の条件を満たすように、利得或いは減衰量を調整して、レベルの変化量を制御するような態様を用いることができる。
なお、同一の形式としては、例えば、リニア形式或いは対数形式を用いることができ、対数形式が用いられる場合にはそれぞれの平均化結果をリニア形式から対数形式へ変換する手段が備えられる。
また、第1の平均化手段による平均化のタイミングと第2の平均化手段による平均化のタイミングを制御する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、処理される信号(第1の平均化手段ではベースバンド信号であり、第2の平均化手段では当該ベースバンド信号を周波数変換して得られた無線周波数信号)について両方のタイミングが一致する(同一の)タイミングとなるように制御する態様が用いられ、例えば、時間的に連続した信号中において平均化を行う開始タイミングと終了タイミングを一致させて当該平均化の期間を一致させるように制御する態様を用いることができる。
本発明に係る無線送信装置では、一構成例として、次のような構成とした。
すなわち、前記形式変換手段を、係数記憶手段と、レベル補正手段と、取得手段を用いて構成した。
前記係数記憶手段は、対数形式のレベルについての複数の範囲とそれぞれの範囲における1つ以上の係数との対応を記憶する。前記レベル補正手段は、前記係数記憶手段の記憶内容に基づいて、前記第2の検出手段により検出された対数形式のレベルに対応した係数を用いて、当該対数形式のレベルを補正する。取得手段は、対数形式のレベルとリニア形式のレベルとの対応を記憶し、当該記憶内容に基づいて、前記レベル補正手段により補正された対数形式のレベルに対応したリニア形式のレベルを取得する。
すなわち、前記形式変換手段を、係数記憶手段と、レベル補正手段と、取得手段を用いて構成した。
前記係数記憶手段は、対数形式のレベルについての複数の範囲とそれぞれの範囲における1つ以上の係数との対応を記憶する。前記レベル補正手段は、前記係数記憶手段の記憶内容に基づいて、前記第2の検出手段により検出された対数形式のレベルに対応した係数を用いて、当該対数形式のレベルを補正する。取得手段は、対数形式のレベルとリニア形式のレベルとの対応を記憶し、当該記憶内容に基づいて、前記レベル補正手段により補正された対数形式のレベルに対応したリニア形式のレベルを取得する。
従って、対数形式のレベルについて複数の範囲が設けられて、それぞれの範囲毎にレベルを補正するための係数が設けられるため、例えば、装置毎のハードウエア誤差があるような場合においても、このような誤差を補正により低減させることができ、高精度なレベル検出を実現することができる。
ここで、対数形式のレベルについて設けられる複数の範囲の数や幅などとしては、種々な態様が用いられてもよい。
また、それぞれの範囲における係数の数や種類などとしては、種々な態様が用いられてもよい。
また、対数形式のレベルを対応した係数を用いて補正する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、係数を用いた所定の演算式により補正する態様を用いることができる。
なお、このような範囲や係数や演算式としては、例えば、実験或いは理論計算により、予め設定することができる。
また、情報を記憶する手段としては、例えば、メモリを用いて構成することができる。
また、それぞれの範囲における係数の数や種類などとしては、種々な態様が用いられてもよい。
また、対数形式のレベルを対応した係数を用いて補正する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、係数を用いた所定の演算式により補正する態様を用いることができる。
なお、このような範囲や係数や演算式としては、例えば、実験或いは理論計算により、予め設定することができる。
また、情報を記憶する手段としては、例えば、メモリを用いて構成することができる。
以上説明したように、本発明に係る無線送信装置によると、送信対象となるベースバンド信号を無線周波数信号へ変換してレベル変化(例えば、増幅)させた後に無線送信するに際して、ベースバンド信号のレベルをリニア形式で検出して平均化し、レベル変化後の無線周波数信号のレベルを対数形式で検出した後にリニア形式へ変換して平均化し、この場合に、これらの平均化のタイミングを一致させるように制御し、そして、これらの平均化の結果を比較した結果に基づいて前記したレベル変化を制御するようにしたため、ベースバンド信号のレベルと無線周波数信号のレベルとを精度よく比較することができ、例えば、装置の利得制御を精度よく行うことができる。
また、本発明に係る無線送信装置によると、対数形式のレベルをリニア形式のレベルへ変換するに際して、対数形式のレベルについての複数の範囲とそれぞれの範囲における1つ以上の係数との対応に基づいて、検出された対数形式のレベルに対応した係数を用いて当該対数形式のレベルを補正し、対数形式のレベルとリニア形式のレベルとの対応に基づいて、補正された対数形式のレベルに対応したリニア形式のレベルを取得するようにしたため、例えば、装置毎のハードウエア誤差があるような場合においても、このような誤差を補正により低減させることができ、高精度なレベル検出を実現することができる。
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
なお、本実施例で説明する各機能実現手段は、同様な機能を実現する手段であれば、どのような回路又は装置が用いられても構わず、また、機能の一部又は全部をソフトウエアで実現することも可能である。更に、単一の機能実現手段を複数の回路によって実現してもよく、また、複数の機能実現手段を単一の回路で実現してもよい。
なお、本実施例で説明する各機能実現手段は、同様な機能を実現する手段であれば、どのような回路又は装置が用いられても構わず、また、機能の一部又は全部をソフトウエアで実現することも可能である。更に、単一の機能実現手段を複数の回路によって実現してもよく、また、複数の機能実現手段を単一の回路で実現してもよい。
本発明の第1実施例を説明する。
図1には、本発明の一実施例に係る無線送信装置の構成例を示してある。
本例の無線送信装置は、デジタル信号処理部1と、D/A変換器2と、可変利得増幅器21などを有した無線部3と、カプラ4と、アンテナ5と、ベースバンド電力演算器31及びリニア平均化回路32を有したパワーメータ6と、dBm変換を行うリニア−対数変換部7と、対数増幅器41とA/D変換器42と対数−リニア変換器43とリニア平均化回路44を有したパワーメータ8と、dBm変換を行うリニア−対数変換部9と、比較器10と、D/A変換器11と、平均化タイミング調整部12を備えている。
図1には、本発明の一実施例に係る無線送信装置の構成例を示してある。
本例の無線送信装置は、デジタル信号処理部1と、D/A変換器2と、可変利得増幅器21などを有した無線部3と、カプラ4と、アンテナ5と、ベースバンド電力演算器31及びリニア平均化回路32を有したパワーメータ6と、dBm変換を行うリニア−対数変換部7と、対数増幅器41とA/D変換器42と対数−リニア変換器43とリニア平均化回路44を有したパワーメータ8と、dBm変換を行うリニア−対数変換部9と、比較器10と、D/A変換器11と、平均化タイミング調整部12を備えている。
本例の無線送信装置において行われる動作の一例を示す。
なお、本例の無線送信装置では、パワーメータ8やリニア−対数変換部9や平均化タイミング調整部12に係る構成部分及び動作部分を除いては、例えば、図12に示される無線送信装置と同様な構成を有して同様な動作を行う。
送信対象となるベースバンド信号がデジタル信号処理部1及びパワーメータ6のベースバンド電力演算器31に入力される。
デジタル信号処理部1は、入力されたベースバンド信号を希望帯域に制限するなどのデジタル信号処理を実行して、処理後の信号をD/A変換器2へ出力する。
D/A変換器2は、入力されたデジタル信号処理部1の演算結果を無線部3へ入力するためにデジタル信号からアナログ信号へ変換して無線部3へ出力する。
無線部3は、入力されたアナログ変換された送信信号を変調或いは変換することにより無線周波数信号とし、可変利得増幅器21の利得を、D/A変換器11から当該可変利得増幅器21の制御端子に入力される制御電圧に応じて、可変に制御する事により装置全体利得を一定とする。
無線部3からの出力信号は、カプラ4を介して、アンテナ5から無線により送信される。
なお、本例の無線送信装置では、パワーメータ8やリニア−対数変換部9や平均化タイミング調整部12に係る構成部分及び動作部分を除いては、例えば、図12に示される無線送信装置と同様な構成を有して同様な動作を行う。
送信対象となるベースバンド信号がデジタル信号処理部1及びパワーメータ6のベースバンド電力演算器31に入力される。
デジタル信号処理部1は、入力されたベースバンド信号を希望帯域に制限するなどのデジタル信号処理を実行して、処理後の信号をD/A変換器2へ出力する。
D/A変換器2は、入力されたデジタル信号処理部1の演算結果を無線部3へ入力するためにデジタル信号からアナログ信号へ変換して無線部3へ出力する。
無線部3は、入力されたアナログ変換された送信信号を変調或いは変換することにより無線周波数信号とし、可変利得増幅器21の利得を、D/A変換器11から当該可変利得増幅器21の制御端子に入力される制御電圧に応じて、可変に制御する事により装置全体利得を一定とする。
無線部3からの出力信号は、カプラ4を介して、アンテナ5から無線により送信される。
ベースバンド電力演算器31は、入力された送信対象となるベースバンド信号の電力値を演算し、当該電力値をリニア平均化回路32へ出力する。
リニア平均化回路32は、入力された電力値をリニア形式で平均化し、当該平均化の結果(平均化電力値)をリニア−対数変換部7へ出力する。
リニア−対数変換部7は、入力された平均化電力値を対数形式の値へ変換して比較器10へ出力する。
リニア平均化回路32は、入力された電力値をリニア形式で平均化し、当該平均化の結果(平均化電力値)をリニア−対数変換部7へ出力する。
リニア−対数変換部7は、入力された平均化電力値を対数形式の値へ変換して比較器10へ出力する。
無線部3からアンテナ5へ出力される信号の一部がカプラ4により取得されてパワーメータ8の対数増幅器41に入力される。
対数増幅器41は、入力された無線部3からの信号の電力値を対数により電圧の値へ変換し、当該電圧値の信号をA/D変換器42へ出力する。
A/D変換器42は、入力された電圧値の信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換して対数−リニア変換器43へ出力する。
対数−リニア変換器43は、入力された対数形式のデジタル信号(データ)をリニア形式のデジタル信号(データ)へ変換してリニア平均化回路44へ出力する。
リニア平均化回路44は、入力されたリニア形式の信号(無線部3からの電力値)をリニア形式で平均化し、当該平均化の結果(平均化電力値)をリニア−対数変換部9へ出力する。
リニア−対数変換部9は、入力された平均化電力値をリニア形式から対数形式の値へ変換して比較器10へ出力する。
対数増幅器41は、入力された無線部3からの信号の電力値を対数により電圧の値へ変換し、当該電圧値の信号をA/D変換器42へ出力する。
A/D変換器42は、入力された電圧値の信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換して対数−リニア変換器43へ出力する。
対数−リニア変換器43は、入力された対数形式のデジタル信号(データ)をリニア形式のデジタル信号(データ)へ変換してリニア平均化回路44へ出力する。
リニア平均化回路44は、入力されたリニア形式の信号(無線部3からの電力値)をリニア形式で平均化し、当該平均化の結果(平均化電力値)をリニア−対数変換部9へ出力する。
リニア−対数変換部9は、入力された平均化電力値をリニア形式から対数形式の値へ変換して比較器10へ出力する。
比較器10は、リニア−対数変換部7から入力されたベースバンド部側の平均化電力値とリニア−対数変換部9から入力された無線部3側の平均化電力値とを対数形式で大小比較し、当該比較の結果に基づいて、無線部3の可変利得増幅器21の利得を制御するための制御電圧を決定し、当該決定した制御電圧の値を有する信号をD/A変換器11へ出力する。なお、比較器10では、例えば、入力される2つの平均化電力値が一致する或いは近い値となるように、可変利得増幅器21の利得を制御する。
D/A変換器11は、入力された制御電圧の信号をデジタル信号からアナログ信号へ変換して無線部3の可変利得増幅器21の制御端子へ出力する。これにより、可変利得増幅器21の利得が制御されて、無線送信装置全体の利得を規定値(本例では、一定値)に保つことができる。
D/A変換器11は、入力された制御電圧の信号をデジタル信号からアナログ信号へ変換して無線部3の可変利得増幅器21の制御端子へ出力する。これにより、可変利得増幅器21の利得が制御されて、無線送信装置全体の利得を規定値(本例では、一定値)に保つことができる。
平均化タイミング調整部12は、入力されるタイミング信号に基づいて、パワーメータ6のリニア平均化回路32及びパワーメータ8のリニア平均化回路44を制御し、本例では、パワーメータ6のリニア平均化回路32とパワーメータ8リニア平均化回路44とで平均化を行う時定数や平均化を行う対象区間が同一となるように制御し、これにより、ベースバンド部側の平均化電力値(或いは、平均化電圧値)と無線部3側の平均化電力値(或いは、平均化電圧値)とが同一の時間軸で演算されるようにする。
なお、タイミング信号としては、種々な信号が用いられてもよく、例えば、クロックの信号や、或いは、他の処理部から出力される信号を用いることができる。
なお、タイミング信号としては、種々な信号が用いられてもよく、例えば、クロックの信号や、或いは、他の処理部から出力される信号を用いることができる。
図2には、サンプルクロック(サンプルCLK)の周期と平均化周期の一例を示してある。
本例では、ベースバンド信号は、周波数が3.84MHzつまりサンプル周期が約260.4nsにて、384000回で演算する区間を平均化周期としており、平均化周期が100ms(=384000サンプル×サンプルCLK周期)となる。
また、無線周波数(RF)信号は、カプラ4により分岐され、パワーメータ8内A/D変換器42にてCLK周波数64kHzつまりサンプル周期が15.625μsで取り込まれた信号を6400回演算する区間を平均化周期とし、平均化周期が100ms(=6400サンプル×サンプルCLK周期)となる。
本例では、無線部3側のパワーメータ8の対数増幅器41の出力時定数がほぼ15.625μsとなるように調整されている。
なお、無線部3側の対数増幅器41からの出力を例えばチップレートである3.84MHzでA/D変換器により取り込むことは実現可能であるが、本例では、サンプル周波数を落とすとデバイスコストが下がることや、周波数が高いと周辺部品が高価になる可能性があることや、ノイズの影響があり得ることを考慮して、低速且つマルチチャネルのA/D変換器42を使用している。
本例では、ベースバンド信号は、周波数が3.84MHzつまりサンプル周期が約260.4nsにて、384000回で演算する区間を平均化周期としており、平均化周期が100ms(=384000サンプル×サンプルCLK周期)となる。
また、無線周波数(RF)信号は、カプラ4により分岐され、パワーメータ8内A/D変換器42にてCLK周波数64kHzつまりサンプル周期が15.625μsで取り込まれた信号を6400回演算する区間を平均化周期とし、平均化周期が100ms(=6400サンプル×サンプルCLK周期)となる。
本例では、無線部3側のパワーメータ8の対数増幅器41の出力時定数がほぼ15.625μsとなるように調整されている。
なお、無線部3側の対数増幅器41からの出力を例えばチップレートである3.84MHzでA/D変換器により取り込むことは実現可能であるが、本例では、サンプル周波数を落とすとデバイスコストが下がることや、周波数が高いと周辺部品が高価になる可能性があることや、ノイズの影響があり得ることを考慮して、低速且つマルチチャネルのA/D変換器42を使用している。
また、無線部3の可変利得増幅器21の利得を制御する周期については、例えば、装置の立ち上げ時(装置の電源投入時)に制御する場合や、装置の安定動作時に制御する場合がある。装置の立ち上げ時に制御する場合には、できるだけ短時間に規定電力に到達させることが望ましく、例えば、100ms周期などを用いることができる。また、装置の安定動作時に制御する場合には、できるだけ低速に制御して出力電力を安定化させることが望ましく、例えば、500ms周期などを用いることができる。
また、出力電力誤差は、例えば、出力電力が低いと入力データ或いは測定器ダイナミックレンジの問題で劣化が許容される傾向があるといったように、出力電力レンジなどに依存し得るが、通常では、+/−0.5dB或いは+/−1.0dBなどが用いられる。この場合、装置としては、制御により送信電力が大きく変動しないようにするために、1/10〜1/100の分解能(例えば、0.05dB或いは0.01dBなどの精度)で制御することが行われる。
また、出力電力誤差は、例えば、出力電力が低いと入力データ或いは測定器ダイナミックレンジの問題で劣化が許容される傾向があるといったように、出力電力レンジなどに依存し得るが、通常では、+/−0.5dB或いは+/−1.0dBなどが用いられる。この場合、装置としては、制御により送信電力が大きく変動しないようにするために、1/10〜1/100の分解能(例えば、0.05dB或いは0.01dBなどの精度)で制御することが行われる。
ここで、本例では、ベースバンド側のパワーメータ6と同様に、無線部3側のパワーメータ8においても、無線部3側の電力値をリニア形式へ変換してからリニア領域で平均化して平均化電力値を求めている。これにより、これら2つのパワーメータ6、8における平均化電力値を比較する際の演算誤差が解消されるため、例えば、ベースバンド信号が時間と共に大きくレベル変動するような場合においても、演算誤差が解消される。
しかしながら、無線部3側の平均化電力値をリニア形式で演算するだけでは、ベースバンド部側と無線部3側とで平均化電力値に誤差が発生する。そこで、これを解消するために、本例では、更に、平均化タイミング遅延調整部12を設けてある。
しかしながら、無線部3側の平均化電力値をリニア形式で演算するだけでは、ベースバンド部側と無線部3側とで平均化電力値に誤差が発生する。そこで、これを解消するために、本例では、更に、平均化タイミング遅延調整部12を設けてある。
平均化タイミング遅延調整部12を設けることで得られる効果を説明する。
図3(a)、(b)には、レベル変動送信時について、無線送信装置における平均電力算出の例を示してある。
本例では、図3(a)、(b)に示されるような電力を有する信号が無線送信装置に入力されたとして説明する。
図13(a)、(b)の説明においては、説明を簡略化するために、ベースバンド信号が入力されてから無線部3から出力されるまでに全く遅延が無いとして説明したが、実際の装置では、デジタル信号処理部1やD/A変換器2や無線部3において処理遅延が発生する。
このため、本例では、ベースバンド信号の電力値[リニア]が各単位時間に相当する時刻t1、t2、t3、t4、t5、t6でそれぞれ1000、1000、1000、10、10、10となってこれを繰り返す信号が入力された場合を示す。また、本例では、無線部3から出力される電力値をリニア変換した後においても、ベースバンド部側と全く同一の値となると仮定して説明する。
図3(a)、(b)には、レベル変動送信時について、無線送信装置における平均電力算出の例を示してある。
本例では、図3(a)、(b)に示されるような電力を有する信号が無線送信装置に入力されたとして説明する。
図13(a)、(b)の説明においては、説明を簡略化するために、ベースバンド信号が入力されてから無線部3から出力されるまでに全く遅延が無いとして説明したが、実際の装置では、デジタル信号処理部1やD/A変換器2や無線部3において処理遅延が発生する。
このため、本例では、ベースバンド信号の電力値[リニア]が各単位時間に相当する時刻t1、t2、t3、t4、t5、t6でそれぞれ1000、1000、1000、10、10、10となってこれを繰り返す信号が入力された場合を示す。また、本例では、無線部3から出力される電力値をリニア変換した後においても、ベースバンド部側と全く同一の値となると仮定して説明する。
また、無線部3側で検出される電力値はベースバンド信号の入力から無線部3での処理までの遅延時間分だけ遅れて検出されるとし、当該遅延時間分の長さが2つの単位時間分(例えば、t1及びt2分)であるとする。なお、各時刻t1、t2、t3、t4、t5、t6の間の長さは同一である。
この場合、ベースバンド部側のパワーメータ6と無線部3側のパワーメータ8とで同じ時間軸(例えば、t1〜t4の間)に平均化電力値を求めると、図3(a)に示されるように、誤差が発生する。
すると、本例では、例えば、図12に示されるような構成により無線部側の電力値を対数形式で平均化して図13(a)、(b)に示されるような結果が得られる場合と比べて、誤差が少なくなるという効果が得られるが、図3(a)に示される例では1.8dBの誤差があり、更に誤差量を低減する方が好ましい。
この場合、ベースバンド部側のパワーメータ6と無線部3側のパワーメータ8とで同じ時間軸(例えば、t1〜t4の間)に平均化電力値を求めると、図3(a)に示されるように、誤差が発生する。
すると、本例では、例えば、図12に示されるような構成により無線部側の電力値を対数形式で平均化して図13(a)、(b)に示されるような結果が得られる場合と比べて、誤差が少なくなるという効果が得られるが、図3(a)に示される例では1.8dBの誤差があり、更に誤差量を低減する方が好ましい。
そこで、本例では、ベースバンド部側のパワーメータ6においては時刻t1〜t4の区間で平均化電力値を算出し、無線部3側のパワーメータ8においては時刻t3〜t6の区間で平均化電力値を算出するように、各リニア平均化回路32、44に対して、平均化タイミング調整部12から、適切な平均化区間を認識するための信号を入力する。
この場合、図3(b)に示されるように、ベースバンド部側においてベースバンド信号の平均化電力値を算出する時間区間と無線部3側において無線周波数信号の平均化電力値を算出する時間区間とが本来の信号タイミングについて一致するため、例えば、何らかの原因で発生した装置内部の利得変動のみが正しく検出され、これにより、装置の利得を適切且つ高精度に保つことが可能となる。
この場合、図3(b)に示されるように、ベースバンド部側においてベースバンド信号の平均化電力値を算出する時間区間と無線部3側において無線周波数信号の平均化電力値を算出する時間区間とが本来の信号タイミングについて一致するため、例えば、何らかの原因で発生した装置内部の利得変動のみが正しく検出され、これにより、装置の利得を適切且つ高精度に保つことが可能となる。
以上のように、本例の無線送信装置では、帯域制限や周波数変調或いは変換並びに電波として送信すべき無線周波数信号の電力増幅を行うとともに、ベースバンド信号の電力量と無線出力信号の電力量を検出し、これらの検出結果に応じて無線部3の利得を制御することにより、ベースバンド信号から得られる無線部3からの出力信号の利得を規定値に制御する。この場合に、無線部3側の対数増幅器41で検出された送信出力レベルをリニア形式へ変換してから平均化する。また、ベースバンド部側の平均化時定数と無線部3側の平均化時定数を対数増幅器41からの出力についてA/D変換器42やアナログ平滑回路のクロック(CLK)レートで一致させ、更に、遅延調整を行う平均化タイミング調整部12を設けることで、ベースバンド部側と無線部3側とで平均化区間を一致させた。これらにより、入力レベルと無線部3からの出力レベルとを正確に比較することを可能とした。また、送信電力制御(利得の制御)は、例えば、ベースバンド部側と無線部3側との電力比が一定になるように行われる。
従って、本例の無線送信装置では、無線部3からの出力電力の平均をベースバンド部の電力の平均と同様にリニア形式で求め、更に、これらの平均化時間軸を合わせることにより、装置全体の利得制御を高精度に行うことが可能である。
ここで、本例の無線送信装置では、例えば、ベースバンド部と無線部3とで平均化時定数や平均化区間を一致させることや、対数増幅器41のリニアリティを確保することや、A/D変換器42のビット数を所定値としてリニアリティを確保することが行われ、また、装置固体毎の誤差や、温度変化による誤差や、周波数による誤差などを補正する機能が備えられてもよい。
ここで、本例の無線送信装置では、例えば、ベースバンド部と無線部3とで平均化時定数や平均化区間を一致させることや、対数増幅器41のリニアリティを確保することや、A/D変換器42のビット数を所定値としてリニアリティを確保することが行われ、また、装置固体毎の誤差や、温度変化による誤差や、周波数による誤差などを補正する機能が備えられてもよい。
なお、本例の無線送信装置では、無線部3において周波数変換を行う機能により周波数変換手段が構成されており、可変利得増幅器21の機能によりレベル変化手段が構成されており、無線部3やアンテナ5により無線送信を行う機能により無線送信手段が構成されており、ベースバンド電力演算器31の機能により第1の検出手段が構成されており、リニア平均化回路32の機能により第1の平均化手段が構成されており、対数増幅器41の機能により第2の検出手段が構成されており、対数−リニア変換器43の機能により形式変換手段が構成されており、リニア平均化回路44の機能により第2の平均化手段が構成されており、平均化タイミング調整部12の機能によりタイミング制御手段が構成されており、比較器10の機能によりレベル変化制御手段が構成されている。
本発明の第2実施例を説明する。
図4には、本発明の一実施例に係る無線送信装置の構成例を示してある。
本例の無線送信装置は、図1に示されるのと同様な処理部として、デジタル信号処理部1と、D/A変換器2と、可変利得増幅器21などを有した無線部3と、カプラ4と、アンテナ5と、ベースバンド電力演算器31及びリニア平均化回路32を有したパワーメータ6と、dBm変換を行うリニア−対数変換部7と、対数増幅器41とA/D変換器42と対数−リニア変換器43とリニア平均化回路44を有したパワーメータ8と、比較器10と、D/A変換器11を備えている。なお、これらの処理部については、図1に示されるのと同一の符号を付してある。
また、本例の無線送信装置は、例えばサーキュレータを用いて構成されたアイソレータ51と、dBm変換を行うリニア−対数変換部52と、対数増幅器61とA/D変換器62と対数−リニア変換器63とリニア平均化回路64を有したパワーメータ53と、dBm変換を行うリニア−対数変換部54と、電圧定在波比(VSWR:Voltage Standing Wave Ratio)演算部55と、平均化タイミング調整部56を備えている。
図4には、本発明の一実施例に係る無線送信装置の構成例を示してある。
本例の無線送信装置は、図1に示されるのと同様な処理部として、デジタル信号処理部1と、D/A変換器2と、可変利得増幅器21などを有した無線部3と、カプラ4と、アンテナ5と、ベースバンド電力演算器31及びリニア平均化回路32を有したパワーメータ6と、dBm変換を行うリニア−対数変換部7と、対数増幅器41とA/D変換器42と対数−リニア変換器43とリニア平均化回路44を有したパワーメータ8と、比較器10と、D/A変換器11を備えている。なお、これらの処理部については、図1に示されるのと同一の符号を付してある。
また、本例の無線送信装置は、例えばサーキュレータを用いて構成されたアイソレータ51と、dBm変換を行うリニア−対数変換部52と、対数増幅器61とA/D変換器62と対数−リニア変換器63とリニア平均化回路64を有したパワーメータ53と、dBm変換を行うリニア−対数変換部54と、電圧定在波比(VSWR:Voltage Standing Wave Ratio)演算部55と、平均化タイミング調整部56を備えている。
本例の無線送信装置において行われる動作の一例を示す。
なお、本例では、図1に示される無線送信装置と同様な動作については、説明を簡略化或いは省略する。
アイソレータ51は、カプラ4とアンテナ5との間に設けられており、無線部3から出力されてカプラ4を経由してアンテナ5へ伝送される信号の反射波をパワーメータ53の対数増幅器61へ出力する。
パワーメータ53は、パワーメータ8と同様な動作を行う。
対数増幅器61は、無線部3の出力端子からの出力の反射波の電力を対数により電圧へ変換してA/D変換器62へ出力する。
A/D変換器62は、対数増幅器61からの出力電圧をアナログ信号からデジタル信号の値へ変換して対数−リニア変換器63へ出力する。
対数−リニア変換器63は、対数形式で入力されるA/D変換結果をリニア形式の信号へ変換してリニア平均化回路64へ出力する。
リニア平均化回路64は、リニア形式に変換された反射波の電力値をリニア形式で平均化し、当該平均化の結果をリニア−対数変換部54へ出力する。
なお、本例では、図1に示される無線送信装置と同様な動作については、説明を簡略化或いは省略する。
アイソレータ51は、カプラ4とアンテナ5との間に設けられており、無線部3から出力されてカプラ4を経由してアンテナ5へ伝送される信号の反射波をパワーメータ53の対数増幅器61へ出力する。
パワーメータ53は、パワーメータ8と同様な動作を行う。
対数増幅器61は、無線部3の出力端子からの出力の反射波の電力を対数により電圧へ変換してA/D変換器62へ出力する。
A/D変換器62は、対数増幅器61からの出力電圧をアナログ信号からデジタル信号の値へ変換して対数−リニア変換器63へ出力する。
対数−リニア変換器63は、対数形式で入力されるA/D変換結果をリニア形式の信号へ変換してリニア平均化回路64へ出力する。
リニア平均化回路64は、リニア形式に変換された反射波の電力値をリニア形式で平均化し、当該平均化の結果をリニア−対数変換部54へ出力する。
リニア−対数変換部52は、パワーメータ8のリニア平均化回路44から入力される平均化電力値をリニア形式から対数形式へ変換して比較器10及びVSWR演算部55へ出力する。
リニア−対数変換部54は、パワーメータ53のリニア平均化回路64から入力される平均化電力値をリニア形式から対数形式へ変換してVSWR演算部55へ出力する。
VSWR演算部55は、リニア−対数変換部52から入力される対数形式の平均化電力値とリニア−対数変換部54から入力される対数形式の平均化電力値に基づいて、装置のVSWRを算出する。
なお、他の構成例として、リニア−対数変換部54を設けずに、パワーメータ8のリニア平均化回路44からの出力とパワーメータ53のリニア平均化回路64からの出力をVSWR演算部に入力して、当該VSWR演算部においてリニア形式の平均化電力値に基づいて装置のVSWRを算出する構成とすることも可能である。
リニア−対数変換部54は、パワーメータ53のリニア平均化回路64から入力される平均化電力値をリニア形式から対数形式へ変換してVSWR演算部55へ出力する。
VSWR演算部55は、リニア−対数変換部52から入力される対数形式の平均化電力値とリニア−対数変換部54から入力される対数形式の平均化電力値に基づいて、装置のVSWRを算出する。
なお、他の構成例として、リニア−対数変換部54を設けずに、パワーメータ8のリニア平均化回路44からの出力とパワーメータ53のリニア平均化回路64からの出力をVSWR演算部に入力して、当該VSWR演算部においてリニア形式の平均化電力値に基づいて装置のVSWRを算出する構成とすることも可能である。
また、比較器10は、リニア−対数変換部7からの出力とリニア−対数変換部52からの出力を対数形式で比較した結果に基づいて、無線部3の可変利得増幅器21に対する利得制御電圧を決定する。当該決定された利得制御電圧をD/A変換器11を介して無線部3の可変利得増幅器21の制御端子へ出力することで、送信装置を規定の利得に保つ。
また、平均化タイミング調整部56は、タイミング信号に基づいて、パワーメータ6のリニア平均化回路32やパワーメータ8のリニア平均化回路44やパワーメータ53のリニア平均化回路64を制御して、これらのパワーメータ6、8、53における平均化時定数や平均化対象区間を同一とすることで、ベースバンド部の電力と無線部3の電力と反射波の電力について、平均化電力値(或いは、平均化電圧値)を同一の時間軸で演算することを実現する。
また、平均化タイミング調整部56は、タイミング信号に基づいて、パワーメータ6のリニア平均化回路32やパワーメータ8のリニア平均化回路44やパワーメータ53のリニア平均化回路64を制御して、これらのパワーメータ6、8、53における平均化時定数や平均化対象区間を同一とすることで、ベースバンド部の電力と無線部3の電力と反射波の電力について、平均化電力値(或いは、平均化電圧値)を同一の時間軸で演算することを実現する。
以上のように、本例の無線送信装置では、平均化タイミング調整部56により無線部3側の平均化電力値と反射波側の平均化電力値が同一時間軸の平均結果となるように制御することで装置の利得制御が高精度に可能であるとともに、これら両方の平均電力化値を用いて装置のVSWRを高精度に求めることができる。
本発明の第3実施例を説明する。
図5には、本発明の一実施例に係る無線送信装置の構成例を示してある。
本例の無線送信装置は、図1に示されるのと同様な処理部として、デジタル信号処理部1と、D/A変換器2と、可変利得増幅器21などを有した無線部3と、カプラ4と、アンテナ5と、ベースバンド電力演算器31及びリニア平均化回路32を有したパワーメータ6と、dBm変換を行うリニア−対数変換部7と、対数増幅器41とA/D変換器42と対数−リニア変換器43とリニア平均化回路44を有したパワーメータ8と、比較器10と、D/A変換器11を備えている。なお、これらの処理部については、図1に示されるのと同一の符号を付してある。
また、本例の無線送信装置は、例えばサーキュレータを用いて構成されたアイソレータ51と、アナログスイッチ71と、dBm変換を行うリニア−対数変換部72と、電圧定在波比(VSWR)演算部73と、平均化タイミング調整部74を備えている。
図5には、本発明の一実施例に係る無線送信装置の構成例を示してある。
本例の無線送信装置は、図1に示されるのと同様な処理部として、デジタル信号処理部1と、D/A変換器2と、可変利得増幅器21などを有した無線部3と、カプラ4と、アンテナ5と、ベースバンド電力演算器31及びリニア平均化回路32を有したパワーメータ6と、dBm変換を行うリニア−対数変換部7と、対数増幅器41とA/D変換器42と対数−リニア変換器43とリニア平均化回路44を有したパワーメータ8と、比較器10と、D/A変換器11を備えている。なお、これらの処理部については、図1に示されるのと同一の符号を付してある。
また、本例の無線送信装置は、例えばサーキュレータを用いて構成されたアイソレータ51と、アナログスイッチ71と、dBm変換を行うリニア−対数変換部72と、電圧定在波比(VSWR)演算部73と、平均化タイミング調整部74を備えている。
本例の無線送信装置において行われる動作の一例を示す。
なお、本例では、図1に示される無線送信装置と同様な動作については、説明を簡略化或いは省略する。
カプラ4は、無線部3からの出力信号の一部をアナログスイッチ71へ出力する。
アイソレータ51は、カプラ4とアンテナ5との間に設けられており、無線部3から出力されてカプラ4を経由してアンテナ5へ伝送される信号の反射波をアナログスイッチ71へ出力する。
アナログスイッチ71は、平均化タイミング調整部74からの制御信号に基づいて、カプラ4からの入力信号をパワーメータ8の対数増幅器41へ出力する状態(第1の状態)と、アイソレータ51からの入力信号をパワーメータ8の対数増幅器41へ出力する状態(第2の状態)を切り替える。
なお、本例では、図1に示される無線送信装置と同様な動作については、説明を簡略化或いは省略する。
カプラ4は、無線部3からの出力信号の一部をアナログスイッチ71へ出力する。
アイソレータ51は、カプラ4とアンテナ5との間に設けられており、無線部3から出力されてカプラ4を経由してアンテナ5へ伝送される信号の反射波をアナログスイッチ71へ出力する。
アナログスイッチ71は、平均化タイミング調整部74からの制御信号に基づいて、カプラ4からの入力信号をパワーメータ8の対数増幅器41へ出力する状態(第1の状態)と、アイソレータ51からの入力信号をパワーメータ8の対数増幅器41へ出力する状態(第2の状態)を切り替える。
パワーメータ8では、入力される信号についてリニア形式で平均化電力値が取得されてリニア−対数変換部72へ出力される。本例では、無線部3からの出力について平均化電力値が取得される状態(第1の状態)と、アイソレータ51からの反射波について平均化電力値が取得される状態(第2の状態)が切り替えられる。
リニア−対数変換部72は、パワーメータ8のリニア平均化回路44から入力される平均化電力値をリニア形式から対数形式へ変換してVSWR演算部73へ出力する。
VSWR演算部73は、リニア−対数変換部72から入力される対数形式の平均化電力値に基づいて、装置のVSWRを算出する。ここで、VSWR演算部73では、無線部3からの出力についての平均化電力値が入力される状態(第1の状態)と、アイソレータ51からの反射波についての平均化電力値が入力される状態(第2の状態)が切り替えられる。
リニア−対数変換部72は、パワーメータ8のリニア平均化回路44から入力される平均化電力値をリニア形式から対数形式へ変換してVSWR演算部73へ出力する。
VSWR演算部73は、リニア−対数変換部72から入力される対数形式の平均化電力値に基づいて、装置のVSWRを算出する。ここで、VSWR演算部73では、無線部3からの出力についての平均化電力値が入力される状態(第1の状態)と、アイソレータ51からの反射波についての平均化電力値が入力される状態(第2の状態)が切り替えられる。
平均化タイミング調整部74は、タイミング信号に基づいて、パワーメータ6のリニア平均化回路32とパワーメータ8のリニア平均化回路44を制御して、これらのパワーメータ6、8における平均化時定数や平均化対象区間を同一とすることで、ベースバンド部の電力と無線部3の電力と反射波の電力について、平均化電力値(或いは、平均化電圧値)を同一の時間軸で演算することを実現する。
また、平均化タイミング調整部74は、タイミング信号に基づいて、アナログスイッチ71に対してスイッチ状態を切り替えるための制御信号を出力することや、リニア−対数変換部72に対して変換処理や変換結果の出力処理などを制御するための制御信号を出力することを行う。
また、平均化タイミング調整部74は、タイミング信号に基づいて、アナログスイッチ71に対してスイッチ状態を切り替えるための制御信号を出力することや、リニア−対数変換部72に対して変換処理や変換結果の出力処理などを制御するための制御信号を出力することを行う。
以上のように、本例の無線送信装置では、無線部3からの出力について平均化電力値を算出する処理部と反射波について平均化電力値を算出する処理部とを同一の構成とすることが可能であることから、アナログスイッチ71を設けて切り替えを行うことにより、各処理ブロックを共用して使用することとし、これにより、ハードウエアを削減して、例えば図4に示される無線送信装置と同一な効果を得ることができる。
ここで、本例では、アナログスイッチを用いて処理ブロックの共用化を図ったが、他の構成により処理ブロックの共用化が実現されてもよい。
ここで、本例では、アナログスイッチを用いて処理ブロックの共用化を図ったが、他の構成により処理ブロックの共用化が実現されてもよい。
また、本例では、利得制御の精度を高めるために、例えば、対数増幅器41からの出力についての平滑回路の時定数が時分割する場合と時分割しない場合とで同一であるときには、平均化時定数を一致させるために、A/D変換器42のクロック周波数を2倍とする構成を用いることができ、或いは、A/D変換器42のクロック周波数が時分割する場合と時分割しない場合とで同一であるときには、対数増幅器41からの出力についての平滑回路の時定数を変更する構成を用いることができる。
本発明の第4実施例を説明する。
図6には、本発明の一実施例に係る無線送信装置の構成例を示してある。
本例の無線送信装置は、図4に示されるのと同様な処理部を有しており、デジタル信号処理部1からの出力信号の一部がパワーメータ6のベースバンド電力演算器31に入力される点が異なっている。なお、各処理部については、図4に示されるのと同一の符号を付してある。
図6には、本発明の一実施例に係る無線送信装置の構成例を示してある。
本例の無線送信装置は、図4に示されるのと同様な処理部を有しており、デジタル信号処理部1からの出力信号の一部がパワーメータ6のベースバンド電力演算器31に入力される点が異なっている。なお、各処理部については、図4に示されるのと同一の符号を付してある。
本例の無線送信装置において行われる動作の一例を示す。
なお、本例では、図4に示される無線送信装置と同様な動作については、説明を簡略化或いは省略する。
デジタル信号処理部1は、入力されるベースバンド信号に対してデジタル領域において帯域制限のためのフィルタリング処理などのデジタル信号処理を実行し、当該処理後の信号をD/A変換器2及びパワーメータ6のベースバンド電力演算器31へ出力する。
ベースバンド電力演算器31は、デジタル信号処理部1からの出力信号について電力を演算する。
なお、本例では、図4に示される無線送信装置と同様な動作については、説明を簡略化或いは省略する。
デジタル信号処理部1は、入力されるベースバンド信号に対してデジタル領域において帯域制限のためのフィルタリング処理などのデジタル信号処理を実行し、当該処理後の信号をD/A変換器2及びパワーメータ6のベースバンド電力演算器31へ出力する。
ベースバンド電力演算器31は、デジタル信号処理部1からの出力信号について電力を演算する。
ここで、図4に示される無線送信装置では、デジタル信号処理部1の前段のベースバンド信号の電力と無線部3から出力される無線周波数信号の電力との比較を行って装置の利得制御が実行されるが、デジタル信号処理部1の前後の電力は固定利得となっているため、デジタル信号処理部1の後段のベースバンド信号の電力と無線部3から出力される無線周波数信号の電力との比較を行って装置の利得制御を実行しても、同様な効果が得られる。
つまり、本例のように、デジタル信号処理後の電力をパワーメータ6により算出し、ベースバンド部側のパワーメータ6による平均化電力値と無線部3側のパワーメータ8による平均化電力値とを比較演算して装置の利得を一定にする制御を実行することにより、図4に示される無線送信装置と同様な効果を得ることができる。
つまり、本例のように、デジタル信号処理後の電力をパワーメータ6により算出し、ベースバンド部側のパワーメータ6による平均化電力値と無線部3側のパワーメータ8による平均化電力値とを比較演算して装置の利得を一定にする制御を実行することにより、図4に示される無線送信装置と同様な効果を得ることができる。
以上のように、本例の無線送信装置では、装置の利得制御を実行するために参照するベースバンド部側の電力としてデジタル信号処理部1からの出力結果の電力を用いることとし、この電力と無線部3からの出力電力とを比較して、装置全体の利得制御を実行する。
本発明の第5実施例を説明する。
図7には、本発明の一実施例に係る無線送信装置の構成例を示してある。
本例の無線送信装置は、無線部81と、カプラ82と、アンテナ83と、対数増幅器(ログアンプ)84と、A/D変換器85と、計算機86を備えている。
図7には、本発明の一実施例に係る無線送信装置の構成例を示してある。
本例の無線送信装置は、無線部81と、カプラ82と、アンテナ83と、対数増幅器(ログアンプ)84と、A/D変換器85と、計算機86を備えている。
本例の無線送信装置において行われる動作の一例を示す。
無線部81は、送信するべき入力ベースバンド信号を無線周波数信号へ変調して電力増幅を行い、カプラ82へ出力する。
カプラ82は、入力された無線周波数信号を2分岐し、一方の分岐信号をアンテナ83へ出力し、他方の分岐信号を対数増幅器84へ出力する。
アンテナ83は、入力された無線周波数信号を電波として無線により送信する。
対数増幅器84は、入力された無線周波数信号を対数により電圧変換して、A/D変換器85へ出力する。
A/D変換器85は、入力された電圧値をアナログ信号からデジタル信号へ変換して計算機86へ出力する。
計算機86は、入力されたデジタル信号に基づいて、出力電力に関する値を計算して出力する。この値は、例えば、出力電力の監視や、装置の利得制御などに使用することが可能である。
また、電力のレベルとしては、例えば、送信電力のレベルや、反射波の電力のレベルや、受信電力のレベルなどを検出することが可能である。
無線部81は、送信するべき入力ベースバンド信号を無線周波数信号へ変調して電力増幅を行い、カプラ82へ出力する。
カプラ82は、入力された無線周波数信号を2分岐し、一方の分岐信号をアンテナ83へ出力し、他方の分岐信号を対数増幅器84へ出力する。
アンテナ83は、入力された無線周波数信号を電波として無線により送信する。
対数増幅器84は、入力された無線周波数信号を対数により電圧変換して、A/D変換器85へ出力する。
A/D変換器85は、入力された電圧値をアナログ信号からデジタル信号へ変換して計算機86へ出力する。
計算機86は、入力されたデジタル信号に基づいて、出力電力に関する値を計算して出力する。この値は、例えば、出力電力の監視や、装置の利得制御などに使用することが可能である。
また、電力のレベルとしては、例えば、送信電力のレベルや、反射波の電力のレベルや、受信電力のレベルなどを検出することが可能である。
次に、本例の計算機86について詳しく説明する。
図8には、本例の計算機86の内部の構成例を示してある。
本例の計算機86は、アドレスデコーダ91と、一次線形近似テーブル92と、乗算器93と、加算器94と、dBm(デジタルコード)から真値への変換テーブル95と、平均化回路96を備えている。
ここで、例えばメモリから構成された変換テーブル95には、予め、デジタルコードをアドレスとして、対応するレベルの真値の理想値が格納されている。なお、本例では、変換テーブル95は4096アドレス(adr)を有しており、デジタルコードの0〜4095(Max値)が無線送信装置のダイナミックレンジに対応しており、装置毎のテーブルには同じ値が格納される。
図8には、本例の計算機86の内部の構成例を示してある。
本例の計算機86は、アドレスデコーダ91と、一次線形近似テーブル92と、乗算器93と、加算器94と、dBm(デジタルコード)から真値への変換テーブル95と、平均化回路96を備えている。
ここで、例えばメモリから構成された変換テーブル95には、予め、デジタルコードをアドレスとして、対応するレベルの真値の理想値が格納されている。なお、本例では、変換テーブル95は4096アドレス(adr)を有しており、デジタルコードの0〜4095(Max値)が無線送信装置のダイナミックレンジに対応しており、装置毎のテーブルには同じ値が格納される。
また、例えばメモリから構成された一次線形近似テーブル92には、対数増幅器84やA/D変換器85のハードウエアのバラツキを補正するために、予め、装置毎に、各ポイントで測定された送信電力とデジタル値(A/D変換器85からの出力)から計算される2つの補正係数が格納されている。この一次近似の補正係数をa(傾き)、b(切片)として、(式1)のように補正する。
(数1)
(補正後のデジタルコード)
=(A/D変換器85から出力されるデジタルコード)×a+b
・・(式1)
(数1)
(補正後のデジタルコード)
=(A/D変換器85から出力されるデジタルコード)×a+b
・・(式1)
図9には、本例の一次線形近似テーブル92の一例を示してある。
本例の一次線形近似テーブル92には、デジタルコードsの範囲と、アドレス(ADR)と、各補正係数a、bのデータ(Data)とが対応付けられている。本例の一次線形近似テーブル92は、0〜11の12アドレスを有している。
このような一次線形近似テーブル92は、例えば、デジタルコードsの各ポイントで測定した送信電力とデジタル値を、隣接ポイント間で一次線形近似して、各ポイント間の各補正係数a、bを(式1)から計算してテーブルに格納することにより得られる。
本例の一次線形近似テーブル92には、デジタルコードsの範囲と、アドレス(ADR)と、各補正係数a、bのデータ(Data)とが対応付けられている。本例の一次線形近似テーブル92は、0〜11の12アドレスを有している。
このような一次線形近似テーブル92は、例えば、デジタルコードsの各ポイントで測定した送信電力とデジタル値を、隣接ポイント間で一次線形近似して、各ポイント間の各補正係数a、bを(式1)から計算してテーブルに格納することにより得られる。
本例の計算機86において行われる動作の一例を示す。
A/D変換器85から出力されたデジタルコード(デジタル信号値)が計算機86のアドレスデコーダ91及び乗算器93に入力される。なお、本例では、12ビットのデジタルコードが用いられている。
アドレスデコーダ91は、図9に示されるデジタルコードの範囲に従って、A/D変換器85から入力されたデジタルコードsに対応する範囲の補正係数a、bが格納されている一次線形近似テーブル92のアドレスの値を一次線形近似テーブル92へ出力する。
一次線形近似テーブル92は、アドレスデコーダ91から入力された値をアドレス値として、当該アドレス値に対応する2つの補正係数a、bを読み出して、第1の補正係数(傾き)aを乗算器93へ出力し、第2の補正係数(切片)bを加算器94へ出力する。
A/D変換器85から出力されたデジタルコード(デジタル信号値)が計算機86のアドレスデコーダ91及び乗算器93に入力される。なお、本例では、12ビットのデジタルコードが用いられている。
アドレスデコーダ91は、図9に示されるデジタルコードの範囲に従って、A/D変換器85から入力されたデジタルコードsに対応する範囲の補正係数a、bが格納されている一次線形近似テーブル92のアドレスの値を一次線形近似テーブル92へ出力する。
一次線形近似テーブル92は、アドレスデコーダ91から入力された値をアドレス値として、当該アドレス値に対応する2つの補正係数a、bを読み出して、第1の補正係数(傾き)aを乗算器93へ出力し、第2の補正係数(切片)bを加算器94へ出力する。
乗算器93は、A/D変換器85から入力されたデジタルコードと、一次線形近似テーブル92から入力された補正係数aとを乗算し、当該乗算の結果を加算器94へ出力する。
加算器94は、乗算器93から入力された乗算結果と、一次線形近似テーブル92から入力された補正係数bとを加算し、当該加算の結果を変換テーブル95へ出力する。
ここで、乗算器93及び加算器94による演算により、(式1)に従って、2つの補正係数a、bを用いて、A/D変換器85から出力されるデジタルコードが補正後のデジタルコードへ変換されて変換テーブル95に入力される。
加算器94は、乗算器93から入力された乗算結果と、一次線形近似テーブル92から入力された補正係数bとを加算し、当該加算の結果を変換テーブル95へ出力する。
ここで、乗算器93及び加算器94による演算により、(式1)に従って、2つの補正係数a、bを用いて、A/D変換器85から出力されるデジタルコードが補正後のデジタルコードへ変換されて変換テーブル95に入力される。
変換テーブル95は、加算器94から入力された加算結果(補正後のデジタルコード)をアドレス値として、当該アドレス値に対応する電力値(真値)を読み出して平均化回路96へ出力する。なお、本例では、24ビットの電力値(真値)が用いられている。
平均化回路96は、入力された電力値(真値)を例えば所定の期間或いは所定の回数だけ平均化する計算を行い、当該平均化の結果(平均化電力値)を出力する。
平均化回路96は、入力された電力値(真値)を例えば所定の期間或いは所定の回数だけ平均化する計算を行い、当該平均化の結果(平均化電力値)を出力する。
ここで、図9に示される本例の一次線形近似テーブル92では、測定ポイントの数を13ポイントとして、隣接ポイント間をそれぞれ一次線形近似することで、12種類の補正係数(a0、b0)〜(a11、b11)を設定したが、他の構成が用いられてもよく、例えば、測定ポイントの間隔を狭めて測定ポイントの数を多くして、補正係数a、bの種類を増やし、一次線形近似テーブル92の容量を増やすことにより、精度を高めることが可能である。
以上のように、本例の無線送信装置では、無線周波数信号の電力増幅を行い、出力電力の量を検出するに際して、計算機86において、A/D変換器85からの出力に対して装置バラツキの補正を行った後に、対数(dBm)−真値(電力値)の変換を行って、平均化により出力電力の量を検出することにより、誤差が小さい電力レベルを検出することができる。
具体的には、例えば、図14に示されるような計算機153を有する場合のように、A/D変換により得られた対数形式の値(dBm値)をそのまま平均化する構成では、実際の電力レベルとの誤差が大きく発生し得るのに対して、本例のような計算機86を有する場合には、A/D変換により得られた対数形式の値(dBm値)をリニア形式の真値(電力値)へ変換して、真値で平均化することにより、実際の電力レベルとの誤差を小さくすることができる。
このように、対数増幅器84を用いて電力値を近似的に検出するに際して、高精度な検出結果を得ることができる。
具体的には、例えば、図14に示されるような計算機153を有する場合のように、A/D変換により得られた対数形式の値(dBm値)をそのまま平均化する構成では、実際の電力レベルとの誤差が大きく発生し得るのに対して、本例のような計算機86を有する場合には、A/D変換により得られた対数形式の値(dBm値)をリニア形式の真値(電力値)へ変換して、真値で平均化することにより、実際の電力レベルとの誤差を小さくすることができる。
このように、対数増幅器84を用いて電力値を近似的に検出するに際して、高精度な検出結果を得ることができる。
ここで、本例では、一次の線形な式に基づいて2つの補正係数a、bを用いてデジタルコードを補正する構成としたが、例えば、2次以上の種々な式が用いられてもよく、具体的には、近似値を多項式で計算するために、近似テーブルの補正係数を複数(例えば、(次数+1)種類)設け、補正演算するための乗算器や加算器を複数設け、これらの近似テーブルや乗算器や加算器により補正後のデジタルコードを計算する構成とすることができる。
また、本例の技術は、例えば、本発明の第1実施例〜第4実施例に係る無線送信装置に適用することが可能である。一例として、図1、図4、図5、図6に示されるパワーメータ8、53の対数−リニア変換器43、63を、図8に示されるアドレスデコーダ91、一次線形近似テーブル92、乗算器93、加算器94及び変換テーブル95を用いて構成することができ、この場合、図8に示される対数増幅器84が図1、図4、図5、図6に示される対数増幅器41、61に相当し、図8に示されるA/D変換器85が図1、図4、図5、図6に示されるA/D変換器42、62に相当し、図8に示される平均化回路96が図1、図4、図5、図6に示されるリニア平均化回路44、64に相当する。
なお、本例の無線送信装置では、一次線形近似テーブル92の機能により係数記憶手段が構成されており、一次線形近似テーブル92の記憶内容に基づいてアドレスデコーダ91や乗算器93や加算器94により対数形式のデジタルコードを補正する機能によりレベル補正手段が構成されており、変換テーブル95の記憶内容に基づいて補正された対数形式のデジタルコードをリニア形式のデータへ変換する機能により取得手段が構成されている。
本発明の第6実施例を説明する。
本例の無線送信装置は、図7に示されるのと同様な構成を有しており、計算機86の構成や動作が異なっている。このため、計算機86以外の処理部については、図7に示されるのと同一の符号を用いて説明する。
図10には、本発明の一実施例に係る計算機86aの構成例を示してある。
本例の計算機86aは、一次線形近似テーブル101と、乗算器102と、加算器103と、dBm(デジタルコード)から真値への変換テーブル104と、平均化回路105を備えている。
本例の無線送信装置は、図7に示されるのと同様な構成を有しており、計算機86の構成や動作が異なっている。このため、計算機86以外の処理部については、図7に示されるのと同一の符号を用いて説明する。
図10には、本発明の一実施例に係る計算機86aの構成例を示してある。
本例の計算機86aは、一次線形近似テーブル101と、乗算器102と、加算器103と、dBm(デジタルコード)から真値への変換テーブル104と、平均化回路105を備えている。
ここで、例えばメモリから構成された変換テーブル104には、予め、デジタルコードをアドレスとして、対応するレベルの真値の理想値が格納されている。なお、本例では、変換テーブル104は4096アドレス(adr)を有しており、デジタルコードの0〜4095(Max値)が無線送信装置のダイナミックレンジに対応しており、装置毎のテーブルには同じ値が格納される。
また、例えばメモリから構成された一次線形近似テーブル101には、対数増幅器84やA/D変換器85のハードウエアのバラツキを補正するために、予め、装置毎に、各ポイントで測定された送信電力とデジタル値(A/D変換器85からの出力)から計算される2つの補正係数が格納されている。この一次近似の補正係数をa(傾き)、b(切片)として、(式1)のように補正する。
また、例えばメモリから構成された一次線形近似テーブル101には、対数増幅器84やA/D変換器85のハードウエアのバラツキを補正するために、予め、装置毎に、各ポイントで測定された送信電力とデジタル値(A/D変換器85からの出力)から計算される2つの補正係数が格納されている。この一次近似の補正係数をa(傾き)、b(切片)として、(式1)のように補正する。
図11には、本例の一次線形近似テーブル101の一例を示してある。
本例の一次線形近似テーブル101には、デジタルコードsの範囲と、アドレス(ADR)と、各補正係数a、bのデータ(Data)とが対応付けられている。本例の一次線形近似テーブル101は、0〜255の256アドレスを有している。
このような一次線形近似テーブル101は、例えば、デジタルコードsの各ポイントで測定した送信電力とデジタル値を、隣接ポイント間で一次線形近似して、各ポイント間の各補正係数a、bを(式1)から計算してテーブルに格納することにより得られる。
本例の一次線形近似テーブル101には、デジタルコードsの範囲と、アドレス(ADR)と、各補正係数a、bのデータ(Data)とが対応付けられている。本例の一次線形近似テーブル101は、0〜255の256アドレスを有している。
このような一次線形近似テーブル101は、例えば、デジタルコードsの各ポイントで測定した送信電力とデジタル値を、隣接ポイント間で一次線形近似して、各ポイント間の各補正係数a、bを(式1)から計算してテーブルに格納することにより得られる。
本例の一次線形近似テーブル101では、A/D変換器85から出力されるデジタルコードをそのまま(本例では、一部をそのまま)当該一次線形近似テーブル101のアドレスとして使用し且つ当該一次線形近似テーブル101の容量を小さく構成するために、12ビットからなる当該デジタルコードのうちの上位の8ビットの値をアドレスとして補正係数a、bをテーブルに格納している。
この場合、4096アドレスを256アドレス/16ステップのテーブルで構成することができる。
図11に示されるように、同一の隣接ポイント間に対応するテーブルアドレスには、同一の補正係数a、bが格納される。
この場合、4096アドレスを256アドレス/16ステップのテーブルで構成することができる。
図11に示されるように、同一の隣接ポイント間に対応するテーブルアドレスには、同一の補正係数a、bが格納される。
本例の計算機86aにおいて行われる動作の一例を示す。
A/D変換器85から出力された12ビットのデジタルコードのうちの上位の8ビットの値が、入力デジタルコードに対応する補正係数a、bが格納されている一次線形近似テーブル101に入力される。また、A/D変換器85から出力された12ビットのデジタルコードが乗算器102に入力される。
一次線形近似テーブル101は、A/D変換器85から入力された8ビットのデジタルコードをアドレス値として、当該アドレス値に対応する2つの補正係数a、bを読み出して第1の補正係数(傾き)aを乗算器102へ出力し、第2の補正係数(切片)bを加算器103へ出力する。
A/D変換器85から出力された12ビットのデジタルコードのうちの上位の8ビットの値が、入力デジタルコードに対応する補正係数a、bが格納されている一次線形近似テーブル101に入力される。また、A/D変換器85から出力された12ビットのデジタルコードが乗算器102に入力される。
一次線形近似テーブル101は、A/D変換器85から入力された8ビットのデジタルコードをアドレス値として、当該アドレス値に対応する2つの補正係数a、bを読み出して第1の補正係数(傾き)aを乗算器102へ出力し、第2の補正係数(切片)bを加算器103へ出力する。
乗算器102は、A/D変換器85から入力された12ビットのデジタルコードと、一次線形近似テーブル101から入力された補正係数aとを乗算し、当該乗算の結果を加算器103へ出力する。
加算器103は、乗算器102から入力された乗算結果と、一次線形近似テーブル101から入力された補正係数bとを加算し、当該加算の結果を変換テーブル104へ出力する。
ここで、乗算器102及び加算器103による演算により、(式1)に従って、2つの補正係数a、bを用いて、A/D変換器85から出力されるデジタルコードが補正後のデジタルコードへ変換されて変換テーブル104に入力される。
加算器103は、乗算器102から入力された乗算結果と、一次線形近似テーブル101から入力された補正係数bとを加算し、当該加算の結果を変換テーブル104へ出力する。
ここで、乗算器102及び加算器103による演算により、(式1)に従って、2つの補正係数a、bを用いて、A/D変換器85から出力されるデジタルコードが補正後のデジタルコードへ変換されて変換テーブル104に入力される。
変換テーブル104は、加算器103から入力された加算結果(補正後のデジタルコード)をアドレス値として、当該アドレス値に対応する電力値(真値)を読み出して平均化回路105へ出力する。なお、本例では、24ビットの電力値(真値)が用いられている。
平均化回路105は、入力された電力値(真値)を例えば所定の期間或いは所定の回数だけ平均化する計算を行い、当該平均化の結果(平均化電力値)を出力する。
平均化回路105は、入力された電力値(真値)を例えば所定の期間或いは所定の回数だけ平均化する計算を行い、当該平均化の結果(平均化電力値)を出力する。
ここで、図11に示される本例の一次線形近似テーブル101では、測定ポイントの数を13ポイントとして、隣接ポイント間をそれぞれ一次線形近似することで、12種類の補正係数(a0、b0)〜(a11、b11)を設定したが、他の構成が用いられてもよく、例えば、測定ポイントの間隔を狭めて測定ポイントの数を多くして、補正係数a、bの種類を増やすことにより、一次線形近似テーブル101の容量を増やすことなく、精度を高めることが可能である。
以上のように、本例の計算機86aでは、例えば、図8に示されるような計算機86の構成と比べて、一次線形近似テーブル101の容量は増加するが、アドレスデコーダを削減することができ、回路をシンプルに構成することができる。また、本例の計算機86aでは、例えば、一度決められて設定された一次線形近似テーブル101の容量を増やすことなく、補正係数a、bの種類を増やして、補正後のデジタルコードの精度を高めることが可能である。
ここで、本例では、A/D変換器85から出力される12ビットのデジタルコードのうちの上位の8ビットの値を一次線形近似テーブル101のアドレス値として用いたが、他の構成が用いられてもよい。例えば、デジタルコードの上位ビットを多く取るほど、補正係数a、bが切り替わるポイントの境界を細かく設定することができる一方、テーブル(メモリ)に必要な容量が大きくなる。逆に、デジタルコードの上位ビットを少なく取るほど、テーブル(メモリ)に必要な容量を小さくすることができる一方、補正係数a、bが切り替わるポイントの境界が粗くなり、切り替えポイントの前後における電力値の差が大きくなる。
また、本例の技術は、例えば、本発明の第1実施例〜第4実施例に係る無線送信装置に適用することが可能である。一例として、図1、図4、図5、図6に示されるパワーメータ8、53の対数−リニア変換器43、63を、図10に示される一次線形近似テーブル101、乗算器102、加算器103及び変換テーブル104を用いて構成することができ、この場合、図10に示される対数増幅器84が図1、図4、図5、図6に示される対数増幅器41、61に相当し、図10に示されるA/D変換器85が図1、図4、図5、図6に示されるA/D変換器42、62に相当し、図10に示される平均化回路105が図1、図4、図5、図6に示されるリニア平均化回路44、64に相当する。
なお、本例の無線送信装置では、一次線形近似テーブル101の機能により係数記憶手段が構成されており、一次線形近似テーブル101の記憶内容に基づいて乗算器102や加算器103により対数形式のデジタルコードを補正する機能によりレベル補正手段が構成されており、変換テーブル104の記憶内容に基づいて補正された対数形式のデジタルコードをリニア形式のデータへ変換する機能により取得手段が構成されている。
ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々な装置やシステムとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがROM(Read Only Memory)に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー(登録商標)ディスクやCD(Compact Disc)−ROM等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム(自体)として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがROM(Read Only Memory)に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー(登録商標)ディスクやCD(Compact Disc)−ROM等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム(自体)として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
1、111・・デジタル信号処理部、 2、11、112、122・・D/A変換器、 3、81、113・・無線部、 4、82、114・・カプラ、 5、83、115・・アンテナ、 6、8、53、116・・パワーメータ、 7、9、52、54、72、117・・リニア−対数変換部、 10、121・・比較器、 12、56、74・・平均化タイミング調整部、 21、131・・可変利得増幅器、 31、141・・ベースバンド電力演算器、 32、44、64、142・・リニア平均化回路、 41、61、84、118、151・・対数増幅器、 42、62、85、119、152・・A/D変換器、 43、63・・対数−リニア変換器、 51・・アイソレータ、 55、73・・VSWR演算部、 71・・アナログスイッチ、 86、153・・計算機、 91・・アドレスデコーダ、 92、101・・一次線形近似テーブル、 93、102・・乗算器、 94、103・・加算器、 95、104・・変換テーブル、 96、105、161・・平均化回路、 120・・対数平均化回路、
Claims (2)
- 信号を無線により送信する無線送信装置において、
送信対象となるベースバンド信号を無線周波数信号へ変換する周波数変換手段と、
前記無線周波数信号のレベルを変化させるレベル変化手段と、
前記レベル変化手段によりレベルが変化させられた無線周波数信号を無線により送信する無線送信手段と、
前記ベースバンド信号のレベルをリニア形式で検出する第1の検出手段と、
前記第1の検出手段により検出されたリニア形式のレベルをリニア形式で平均化する第1の平均化手段と、
前記レベル変化手段によりレベルが変化させられた無線周波数信号のレベルを対数形式で検出する第2の検出手段と、
前記第2の検出手段により検出された対数形式のレベルをリニア形式のレベルへ変換する形式変換手段と、
前記形式変換手段により変換されたリニア形式のレベルをリニア形式で平均化する第2の平均化手段と、
前記第1の平均化手段による平均化のタイミングと前記第2の平均化手段による平均化のタイミングを処理される信号について一致させるように制御するタイミング制御手段と、
前記第1の平均化手段による平均化の結果と前記第2の平均化手段による平均化の結果とを同一の形式で比較した結果に基づいて前記レベル変化手段によるレベル変化を制御するレベル変化制御手段と、
を備えたことを特徴とする無線送信装置。 - 請求項1に記載の無線送信装置において、
前記形式変換手段は、対数形式のレベルについての複数の範囲とそれぞれの範囲における1つ以上の係数との対応を記憶する係数記憶手段と、
前記係数記憶手段の記憶内容に基づいて前記第2の検出手段により検出された対数形式のレベルに対応した係数を用いて当該対数形式のレベルを補正するレベル補正手段と、
対数形式のレベルとリニア形式のレベルとの対応を記憶し、当該記憶内容に基づいて前記レベル補正手段により補正された対数形式のレベルに対応したリニア形式のレベルを取得する取得手段を有する、
ことを特徴とする無線送信装置。
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-
2008
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