JP2011030265A - 送信機から出力される信号のパワーを較正する送信機及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】送信機から出力される信号のパワーを較正する送信機及び方法
【解決手段】第１制御信号により制御可能な第１特性及び第２制御信号により制御可能な第２特性を有する送信機回路（１０）は、正確なパワー制御を可能にする較正方法を使用して較正される。送信機回路（１０）は、一般的に、ＶＧＡ増幅器（１６）及びパワー増幅器（２２）を具備する。一般的に、ＶＧＡ増幅器１６の利得は、制御され、パワー増幅器（２２）に与えられる電流も同様である。その方法は、第１制御信号に対する複数の信号値のセットを規定すること、該第１制御信号を複数の第１制御信号値のセットからの信号値に対応するレベルに設定することを含む複数の動作を具備する。それから、第２制御信号は、送信機が要望された方法で動作するように調節され、送信機により送信された信号のパワーが、測定される。設定、調節及び測定は、複数の第１制御信号値のセットの各信号値に対して繰り返される。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、送信機に係り、送信機から出力される信号のパワーを較正する方法に関する。本発明は、移動電話機のパワー増幅器の電流を制御するために有用であるが、このような応用に限定されない。

今日まで、セルラ電話システムとしてハンドセット送信機設計の重点は、送信機に充分な直線性を得ることに焦点を合わせてきた。高い効率を得ることの課題は、ごく最近になって検討されようとし始めたばかりである。従って、既存のハンドセット設計は、非常に非効率的な送信機を有する。特に、近年開発されてきており、今後も開発され続ける種々のＣＤＭＡ標準に基づくシステムにおいて、しかし限定されないが、パワー制御は、セルラ・ベースの移動電話システムの設計の重要な観点である。

パワー増幅器は、移動電話機により送信される信号のパワーを制御するために、移動電話機において使用される。これまで、このようなパワー増幅器は、能動装置のバイアス状態を制御する手段がないか、又はそのようにするある形式の非常に粗い手段を有するかのどちらかであった。ある種のパワー増幅器は、２つのモード、即ち、低電流モード及び高電流モードのうちの１つのモードで動作するように設計されてきている。高電流モードは、最高の必要とされた出力パワーで充分な直線性を得るために使用され、低電流モードは、少ない供給電流を用いてより低いパワーで充分な直線性を得るために使用される。

パワー増幅器に関連する制御回路系は、必要とされた出力パワーに依存して、２つのモードの間でパワー増幅器を切り替えるための制御信号を発生させるように構成される。これらの増幅器回路において、電流制御信号は、低電流モード及び高電流モードの間でパワー増幅器の動作を切り替える２進信号である。より低いレベルで電池から取り出される少ない電流は、パワー増幅器の直線性を損なう。しかしながら、より低い出力パワーにおいて、しかも、直線性に対する要求が少ないので、低電流モードは、低出力パワーでの動作の間に使用される。パワー増幅器からの出力パワーがある値（通常、１０ｄＢｍと２０ｄＢｍとの間）を超過する場合に、劣化した直線性は、性能を指定された限界に近づかせる。

ＷＣＤＭＡの場合において、関心のあるパラメータは、隣接チャンネル漏洩比（Adjacent Channel Leakage Ratio）（ＡＣＬＲ）及びスペクトル放出マスク（spectral emission mask）である。これらの値がそれぞれの事前決定されたしきい値を超過するとき、パワー増幅器は、高電流モードへ切り替えられ、そこでは、電池から取り出されるより高い電流を消費することで、直線性が改善される。

このような構成は、パワーが制御されることを可能にする一方で、通話の間にパワー消費を最小にすることはない。利用可能な電池エネルギーの量は、限度があるので、パワー消費の最小化は、どの移動装置においても重要である。これまで、電流制御信号は、パワー増幅器が高電流モードと低電流モードとの間で変更する必要がある場合に、状態を変化させるために構成されていた。実際の切り替え点は、通常、パワー増幅器のある出力パワーとして指定される。パワー増幅器の動作は、最大のパワーにおいて且つ増幅器が低電流モードと高電流モードとの間で切り替える点においてのみ、直線性、効率及びパワーの観点から最適条件で行われる。

前述の構成が正確なパワー制御を可能にするという点で充分である一方で、通話の間に移動電話機によるパワー消費を最小化しないということにおいて、満足に達しない。

本発明は、上記に議論された問題に対処する。

本発明の１つの観点に従って、第１制御信号により制御可能な第１特性及び第２制御信号により制御可能な第２特性を有する送信機回路を較正する方法が提供され、該方法は、下記を具備する：第１制御信号に対する複数の信号値のセットを規定する；複数の第１制御信号値のセットからの信号値に対応するレベルに第１制御信号を設定する；要望された方式で送信機を動作させるために第２制御信号を調節する；要望された方式で動作させている間に、送信機により送信された信号のパワーを測定する；及び複数の第１制御信号値のセットの各信号値に対して設定すること、調節すること及び測定することを繰り返す。

本発明の他の１つの観点に従って、第１制御信号により制御可能な第１特性及び第２制御信号により制御可能な第２特性を有する送信機回路を較正する方法が提供され、該方法は、下記を具備する：第１制御信号値に対する複数の信号値のセットを規定する；送信機により送信された信号のパワーを表す複数のパワー値のセットを規定する；複数の第１制御信号値のセットからの信号値に対応するレベルに第１制御信号を設定する；規定された複数のパワー値のセットからパワー値を選択する；選択されたパワー値に対応するパワーで信号を送信機に送信させるために第２制御信号を調節する；及び複数のパワー値のセット中の各パワー値に対して選択すること及び調節することを繰り返す。

本発明の更なる観点に従って、下記を具備する送信機が提供される：パワー値を指定するパワー・データを受信するための受信機；第１制御信号により制御可能な第１特性及び第２制御信号により制御可能な第２特性を有する増幅器；パワー値、対応する第１制御信号値及び対応する第２制御信号値を表すデータを記憶するための記憶装置；及び受信機及び記憶装置に接続され、且つ第１特性を制御するための第１制御信号及び第２特性を制御するための第２制御信号を記憶装置に記憶されたデータから発生させるために受信されたパワー・データに応答するコントローラ。

本発明の１つの目標は、送信機の全ダイナミック・レンジに亘って、パワー増幅器により取り出されるパワー供給電流を最小にすることである。これは、パワー増幅器により消費されるパワーが、必要とされた送信パワー・レベルで送信するために必要なパワーに制限されるために、電池寿命が延長されることを可能にする。

この中に説明されるパワー増幅器電流のダイナミック制御の方法は、増幅器の全ダイナミック・レンジに亘って、直線性、効率及びパワーの点から、動作を最適化するために連続的な、又は連続的に近いバイアス調節能力を利用する。これまで使用されたディジタル制御線及び２つのモードの動作の代わりに、方法は、多種多様な状態を有する電流制御入力を使用する（あるいは、増幅器は、連続的に調節可能なアナログ電圧に応答することができる）。多状態入力は、任意の特定の出力パワー・レベルに対する特定の増幅器バイアス条件を設定するために使用される。このように、充分な直線性で最大に近い効率が得られるような、任意の所与の出力パワーに対する最適の供給電流を設定することが可能である。ＣＤＭＡシステムの場合において、送信機チェーンの直線性（特に、パワー増幅器の送信機チェーンの直線性）は、以前に述べられた２つの性能パラメータ、ＡＣＬＲ及びスペクトル放出マスクにより測定されるような、ハンドセットの性能を決定する。

本発明の上記の及びさらなる特徴は、添付された特許請求の範囲に特に述べられており、その利点とともに、添付した図面を参照して与えられる発明の例示的な実施形態の下記の詳細な説明を考慮することからさらに明確にされる。

図１は、送信機の模式的ブロック図である。 図２は、一般的な送信機の特性の一例である。 図３は、送信機中の増幅器の他の１つの特性の例である。 図４は、図３の特性の値を測定するための手順を表す。 図５は、個別の出力パワー値のセットに対する個別の電圧値のセットを示すグラフである。 図６は、幾つかのルック−アップ・テーブルが使用される利得制御特性を測定する処理を示す手順のフロー図である。 図７は、図６に示される手順により作成されたルック−アップ・テーブル中のデータと、必要とされる出力パワー値がどのようにして比較されるかを図示する。 図８は、代案の較正方法を示す。 図９は、図８に示される手順により作成されたルック−アップ・テーブル中のデータと、必要とされる出力パワー値がどのようにして比較されるかを図示する。 図１０は、他の１つの較正手順を図示するブロック図である。 図１１は、図１０に述べられた較正手順の簡素化したバージョンのブロック図である。

ここで、添付図面の図１に戻ると、送信機１０の模式的ブロック図が示される。図１に図示される送信機１０のような送信機は、一般に、ＣＤＭＡ信号（又はＷＣＤＭＡ若しくは他のＣＤＭＡ標準）を送信するために使用されるが、このような信号の送信に限定されない。例えば、送信機は、ＱＰＳＫ変調方式又は非定常信号包絡線を有する他の変調方式を採用するセルラ・システムに使用されることができる。

送信機１０は、音声、データ又は送信されるべき他の情報を表す信号を発生させる回路系（図示されていない）及び送信機の素子の動作を制御するための制御信号を発生させる制御回路系（図示されていない）を含むベースバンド回路系１２を具備する。他のものの中で、ベースバンド回路系は、データを処理し且つ送信機のその他の部分に対する制御信号を発生させるためのプロセッサ及び関連するメモリを含む。ベースバンド回路系１２もまた、送信に関する（例えば、音声又は情報を表す）データを発生させるための回路を含む。そのデータは、送信に適切な形式に変換される。例えば、ベースバンド回路系は、ＷＯ-Ａ-９２００６３９に記載されているような構成を含むことができる。その構成において、データは、送信のために搬送波信号に適用されることができる同相（in-phase）（Ｉ）成分と直交（quadrature）（Ｑ）成分の両方を有する変調された（ＣＤＭＡ）信号に変換される。

図１に示される送信機１０において、送信されるべき情報を有するＩ及びＱ信号１３は、ベースバンド回路系１２からそれらが変調されるＩ／Ｑモジュレータ１４へ出力される。Ｉ／Ｑモジュレータ１４からの変調された信号１５は、可変利得増幅器（variable gain amplifier）（ＶＧＡ）１６に入力され、可変利得増幅器１６もまた、ベースバンド回路系１２から利得制御信号１７を受信する。可変利得増幅器は、信号を実質的に均一なサイズに増幅することにより次の段階に対する変調された信号を調整するために備えられる。利得制御信号１７は、一般的に、ベースバンド回路系１２中のディジタル・アナログ変換器（digital to analog converter）（ＤＡＣ）（図示されていない）から出力されるアナログ電圧である。利得制御信号１７は、送信機１０の利得を調節する。

可変利得増幅器１６からの信号は、ミキサ１８に与えられ、そこで局部発振器（local oscillator）（ＬＯ）１９により発生された信号と混合される。ミキサ１８からの信号は、バンド・パス・フィルタ２０によりフィルタされ、それから、パワー増幅器２２に渡される。パワー増幅器２２は、しかも、ベースバンド回路系１２から電流制御信号２３を受信する。電流制御信号２３は、そこから出力される信号に要求されるパワー・レベルに依存して、パワー増幅器２２のバイアス電流を調節する。パワー増幅器２２から出力された信号は、送信のためにアンテナ２６へ出力される前に、バンド・パス・フィルタ２４によりフィルタされる。

２つの別々の増幅器が図１に示されているが、１個の増幅器で利得制御機能と電流制御機能の両方を提供することが可能であることは、適切な技量を有する人達により正当に評価される。しかも、ＶＧＡ増幅器１６は、ミキサ１８の後に配置されることもできる。更に、パワー増幅器２２は、２段階以上の増幅、例えば、パワー増幅器が後に続くパワー増幅器ドライバ、により構成されることができ、この場合において、ＰＡドライバは、ＶＧＡとしての役割を果たし且つ利得制御信号により制御されることができる。図１に図示される送信機構成は、その簡潔さ及び本発明の理解を容易にすることができるために、選択されている。

同様に、利得制御信号１７（すなわち、ベースバンド回路系１２により発生される利得制御信号と同様であるが別々の利得制御信号）もまた、パワー増幅器２２に入力されることができ、且つ電流制御信号２３（すなわち、ベースバンド回路系１２により発生される利得制御信号と同様であるが別々の電流制御信号）もまた、ＶＧＡ１６に入力されることができることは、正当に評価される。しかしながら、説明を簡単にする目的のために、これらの追加の信号は、図面から割愛されている。

この中の上記に既に述べられたように、従前の送信機においては、電流制御信号は、必要とされた出力パワーのレベルに依存して、パワー増幅器が、低電流モードと高電流モードとの間で変更することを可能にする２値信号であった。このように、従前の送信機においては、それは、パワー増幅器に与えられたバイアス電流を介して粗い制御を単に供給する電流制御信号を有する、送信機から出力されたパワーを介して大部分の制御を与えられた利得制御信号であった。送信機回路１０において、電流制御信号１７は、零の近くの値から最大までの値でバイアス電流を設定することに対応して、広い範囲の値に亘り可変である。このような制御信号は、増幅器パワーの全ダイナミック・レンジに亘り最適効率が得られることを可能にする。電流制御信号１７は、連続的なアナログ信号又はＮビット・ディジタル信号であることができる多状態信号（multi-state signal）である。

手短に、添付図面の図２に戻って、送信機１０の特性の一例が示される。グラフは、所与のバイアス電流条件、即ち、所与の制御電流信号値、に関して利得制御信号１７に対する送信のためにアンテナ２６へ出力される信号の出力パワーを表す。図２において判るように、アンテナ２６での出力パワーと利得制御信号１７との間の関係は、線形ではない。構成成分の公差は、任意の特定の制御電圧入力に対する異なる送信機の間の出力パワーのようなパラメータのばらつきを生じる。

グラフの非線形特質は、特性が方程式として容易に表されることができないことを意味する。従って、多状態電流制御信号１７の使用を可能にするために、送信機の非線形パワー制御特性が、測定され且つ記憶される必要がある。この情報を用いて、可変利得増幅器（variable gain amplifier）（ＶＧＡ）１６の利得及びパワー増幅器２２の電流は、最適効率で要望されるダイナミック・レンジの範囲内の任意の出力パワーを実現するように設定されることができる。較正手順は、測定技術の使用により及び１つ以上のルック−アップ・テーブル（look-up table）又はデータ配列の形式で記憶されたデータの使用により、任意の必要とされたパワー・レベルに対して、これらの両方の制御信号に関する理想的な値の決定を可能にする。

パワー制御特性の測定は、較正手順としてなされる。較正手順は、必要とされたパワー値上へのＡＧＣ信号及び電流制御信号値のマッピングを可能にし、その結果、ＡＧＣ信号と電流制御信号の両方ともが、最小の供給電流で適切な性能を得るために、必要な任意のパワー・レベルに対して最適値に設定されることができる。

出力パワーに対する電流制御信号の変換特性（transfer characteristic）を測定するための手順は、ここで説明される。この特性を表現するデータは、利得制御特性が測定される前に、最初に決定されそして記憶される。送信機１７において、最適の又は最小の供給電流で指示されたＡＣＬＲ（隣接チャンネル漏洩比（Adjacent Channel Leakage Ratio））性能をもたらすために、ＡＧＣを設定する前に、電流が設定される必要があるので、これは、必要である。

電圧（Ｖ_agc）は、ＶＧＡ増幅器１６に入力される利得制御信号１７として使用される。同様に、電圧Ｖ_controlは、パワー増幅器２２に入力される電流制御信号２３として使用される。現在利用可能なパワー増幅装置において、電流制御信号（Ｖ_control）が、一般的に、簡単なバイアス入力であることは、注目されるべきである。これが意味するものは、出力パワーと供給電流の両方が、Ｖ_agcとＶ_controlの両方に従って変化することである。これは、ただ単に、出力装置への入力ＲＦ信号が、‘自己バイアス’の処理を通して、その装置のＤＣバイアスに寄与するからである。従って、新規のパワー・レベルが要求されるとき、そのアプローチは、そのパワー・レベルに対して事前に規定された値にＶ_control信号を固定し、且つＶ_controlのその値に対して必要とされた直線性を生じるようにＶ_agc信号を調節することである。較正処理は、各パワー・レベルに対する事前に規定されたＶ_controlの値を明確化させ、且つそのパワー・レベルに対して必要とされたＶ_agcの自動照合（look-up）又は計算のどちらかを可能にする。

添付図面の図３は、所与のＡＣＬＲに関して出力パワー（Ｐ）に対するＶ_controlの観点から増幅器の特性の１つの例を示す。電流制御信号Ｖ_controlのダイミック・レンジは、この特性により決定される。ダイナミック・レンジの一端において、最小電圧Ｖ_control（１）は、しきい値電圧としてパワー増幅器に対して指定された電圧より決して大きくないはずである。しきい値電圧より下では、パワー増幅器が電源を切られると思われる。他端において、最大電圧Ｖ_control（ｎ）は、最大の指定されたパワーが最適効率より僅かに小さい効率を有する電話機から生成されるような値より小さくないはずである。即ち、Ｖ_control（ｎ）は、予想された動作条件下で最高の必要とされるパワーまで、パワー増幅器の効率的な動作を可能にさせるために充分に高い値を有するべきである。

Ｖ_controlの測定は、Ｖ_controlの隣接する値の間で適切な間隔をとって、全ダイナミック・レンジの全体に亘って行われる。１つの例として、任意の隣接する電圧値の間の間隔は、５０ミリボルトであることができる。他の１つの例として、パワーの都合の良い間隔を与えるために、値の間の間隔は、既知の一般的なパワー増幅器の特性に従って、変化させることができる。

添付図面の図４は、図３の特性の値を測定するための手順を表す。手順は、囲い枠（box）３１において整数値ｉをゼロに設定することで始まり、ｉ＝ｍまでの全てのｉの値にわたり繰り返される。従って、手順の１巡目において、電流制御信号の電圧は、囲い枠３２において値Ｃに設定される。次に、囲い枠３３において、利得制御信号の電圧は、ＡＣＬＲが設定されたしきい値（例えば、仕様の範囲内の３ｄＢ）に到達するまで調節される。出力パワーＰ（１）は、囲い枠３４において記録され、Ｖ_control（１）及びＰ（１）の値は、それから、囲い枠３５においてテーブルに記憶される。ｉの値は、囲い枠３６において増加させられ、手順は、それから、Ｖ_control（１）に設定された電流制御信号（Ｖ_control）の値を用いて繰り返され、そして、再度、Ｐの値がＶ_control（ｉ）のｉ＝１からｍまでの全ての値に対して記憶されるまで、繰り返される。この測定手順の最終結果は、（図３に示されるように）出力パワーに対する電流制御電圧の特性を表すテーブルである。一般的に、結果は、次の段階でデータへの迅速なアクセスを可能にするためのルック−アップ・テーブル（“電流制御ルック−アップ・テーブル”）として記憶される。

図５は、グラフの形式、個別の出力パワー値のセットに対する個別の電圧値のセット、で描かれる場合に、電流制御ルック−アップ・テーブルに記憶された一般的な結果のセットが、どのように見えるかを示すグラフである。電流制御ルック−アップ・テーブルは、任意の必要とされた出力パワーＰの値に対する電流制御電圧Ｖ_controlの適切な値を計算するために使用される。電流制御ルック−アップ・テーブルからのデータが、このように決定された個別の値から変換特性の線形バージョンを計算するために、ベースバンド回路系により使用されることができる、多くの方法がある。

１つの方法は、任意の隣接出力パワー値Ｐ（ｉ）とＰ（ｉ＋１）との間の電圧が一定であると仮定することである。この仮定がなされるならば、線形変換特性は、幾つかの異なる供給電流設定値の各々に対して1つずつの、幾つかのルック−アップ・テーブルを使用して、又は、１つのルック−アップ・テーブルを使用することと利得制御特性を１つだけ測定することによって、決定されることができる。図６は、幾つかのルック−アップ・テーブルが使用される利得制御特性を測定するための処理を示す手順のフロー図である。図６に示される処理において、利得制御特性を測定する手順は、電流制御ルック−アップ・テーブルに記憶されている、Ｖ_control（１）からＶ_control（ｍ）までの各電圧レベルに対して繰り返される。この様にして、（ｍ＋１）個のルック−アップ・テーブル（“利得制御ルック−アップ・テーブル”）が、Ｖ_controlの各値に対して１つ生成される。

ここで、図６を参照すると、ブロック４０において、ｊの値は、１からｍまで規定され、ブロック４１において、Ｖ_controlは、ｊ番目の値に設定される。このように、処理は、Ｖ_controlの（ｍ＋１）個の異なる値、即ち、（ｍ＋１）個の異なるバイアス電流設定値、に対して繰り返される。ブロック４２において、ｉの値は、１からｎまで規定される。この処理における値ｎは、図４に関連してこの中で上記に説明された処理における値ｎと同じである必要はない。ブロック４３において、利得制御信号Ｖ_agcは、要望されたパワー出力Ｐ（ｉ）に等しいパワーを有する出力信号を与えるように調節される。Ｖ_agc（ｉ）及びＰ（ｉ）の値は、それから、ブロック４４により表されるように記憶される。

ブロック４５において、ｉの次の値が選択され、ブロック４３及び４４により表される動作が、ｉ＝ｎまで繰り返されて、Ｖ_control（ｊ）の設定に対してｉ＝１からｎの各値についてのＶ_agc及びＰの値を与える。ブロック４５においてｉ＝ｎのとき、ｊ番目の利得制御ルック−アップ・テーブルは、完了する。ブロック４７において、ｊの値が、増加させられる。ブロック４１から４６は、その後、繰り返され、これは、ｍの全ての値に対して継続する。この様にして、Ｖ_controlの全ての（ｍ＋１）個の値に関して、Ｖ_agc（ｉ）及びＰ（ｉ）に関する値の対応するセットが記憶される。

各ルック−アップ・テーブルは、Ｖ_control（ｊ）の特定の値に対してＶ_agc（ｉ）及びＰ（ｉ）の比較的小さい範囲の値を含むだけであるので、各利得制御ルック−アップ・テーブルは、それ自身が比較的小さい。その範囲は、ＡＣＬＲしきい値が、以前に決定されたパワー増幅器特性に基づくそのＶ_control（ｊ）に対して満足されることができることを保証するために選択される。これは、必要とされたパワー（Ｐ）に対してＶ_control及びＶ_agcを較正する１つの方法である。他の１つの方法が、下記に説明される。

移動電話機に電流制御ルック−アップ・テーブル及び利得制御ルック−アップ・テーブルを記憶させることは、電話機により送信される信号のパワーの制御にその値が使用されることを可能にする。セルラ・システムにおいて、移動電話機により送信される信号のパワーは、一般的に、２つの方法で制御される。先ず第１に、電話機は、電話機が受信している信号の強度の変化を調べ、反対方向の電話機の出力を調節する。これは、“開ループ”パワー制御として公知である。第２に、電話機は、移動電話機から基地局において実際に受信された信号の強度に基づいて、基地局からの制御信号又は命令信号を受信する。信号が弱いならば、命令は、電話機から送信される信号のパワーを増大させる結果となり、信号が強ければ、命令は、パワーを減少させる結果となる。これは、“閉ループ”パワー制御として公知である。両方の形式のパワー制御は、ＵＳ-Ａ-５，０５６，１０９及びその他に記載され、更に、この中に記載される必要はない。

添付図面の図７は、“閉ループ”通話の間に、必要とされた出力パワーがルック−アップ・テーブルのデータとどのように比較されるか、及びこのデータを用いて、ベースバンド回路系１２（図１参照）が信号線１７上のＶ_agc及び信号線２３上のＶ_controlの適切な値をどのようにして設定するか、を図示する。ブロック５０において、移動電話機は、送信機が出力するように要求された出力パワー（Ｐ）を規定するデータを受信する。ブロック５１において、そのＰデータは、電流制御ルック−アップ・テーブルのＶ_controlに関する値を自動照合するために使用される。ルック−アップ・テーブルの解に依存して、記憶されたＰの値は、受信されたデータにより指定された要求値と正確に対応しない可能性がある。この場合において、必要とされたＰより高くて最も近い記憶されたＰの値が、Ｖ_controlの値を与えるために選択される。一旦、Ｖ_controlに対する値が決定されると、ブロック５２により表されるように、それは、適切な利得制御ルック−アップ・テーブルを選択するために使用される。それから、ブロック５３に示されるように、受信されたパワー・データは、再度使用されて、今度は、必要とされた出力パワーより上で最も近い出力パワーを与えるＶ_agcに対する値を割り出す。この様にして、Ｖ_control及びＶ_agcの値が、決定される。ブロック５４において、これらの値は、ベースバンド回路系１２により、パワー増幅器２２及びＶＧＡ増幅器１６に与えられる（図１参照）。

このように、多状態入力は、任意の特定の出力パワー・レベルに関する特定の増幅器バイアス条件を設定するために使用される。それゆえ、最大に近い効率が充分な直線性で得られるように、任意の所与の出力パワーに対して最適供給電流を設定することが可能である。ＣＤＭＡシステムの場合では、図１に示されたものような、送信機回路系の直線性（特に、パワー増幅器の直線性）が、以前述べられた２つの性能パラメータＡＣＬＲ及びスペクトル放出マスクにより測定されるように、ハンドセットの性能を決定する。

図７に示される手順は、計算のための複雑なアルゴリズムを使用しないので、マイクロプロセッサ・パワーの点から効率的である。しかしながら、それは、電流制御ルック−アップ・テーブル及び複数の（ｍ＋１）個の利得制御ルック−アップ・テーブルを記憶するために多量のメモリ空間を必要とするという点で、非効率的である。代わりのアプローチは、利得制御特性に関するただ１つのルック−アップ・テーブルを使用することである。この代案に対するデータは、電流制御電圧Ｖ_controlを適切な個別の電圧レベルに設定すること、及び利得制御電圧電流に対するパワー・データ対（Ｖ_agc（ｉ）、Ｐ（ｉ））を測定することにより、得られる。パワー・データ対（Ｖ_agc（ｉ）、Ｐ（ｉ））は、制御ルック−アップ・テーブル中に記憶されている。利得制御電圧が、全ダイナミック・レンジを測定するために段階的に上昇させられるので、それに応じて、電流制御は、段階的に上昇させられる。

この代案に関する較正方法は、ここで、添付図面の図８に示される手順を参照して、より詳細に説明される。手順は、電流制御ルック−アップ・テーブルからのデータを頼りにする。従って、手順が始められる前に、電流制御ルック−アップ・テーブルは、例えば、図４に図示された手順を使用して、作成されなければならない。これは、図８のブロック６０により表される。ブロック６０において、Ｖ_control（ｊ）の値は、Ｐ（ｊ）の値に対して記憶されることに注目されたい。利得制御ルック−アップ・テーブルを作成するための手順は、ブロック６１で始まり、同じステップの順序で繰り返す整数ｉを含む。整数ｉは、ブロック６０の整数ｊと同じである必要はない。この結果、所与の要望された出力パワーＰの値に対して、電流制御ルック−アップ・テーブル中に正確に整合する入力がない可能性がある。

ブロック６２において、要望された出力パワーＰ（ｉ）を与えるために必要とされたＶ_control（ｊ）の値は、電流制御ルック−アップ・テーブルから決定される。Ｖ_control（ｊ）の値は、隣接する出力パワーの値、即ち、要望された値Ｐ（ｉ）がそれらの間に存在するＰ（ｊ）及びＰ（ｊ＋１）、を割り出すことにより、及びこのように割り出された２つのパワー値のより高い方のＶ_controlの値をとることにより、決定される。換言すれば、要望された値Ｐ（ｉ）より上で最もＰ（ｉ）に近いＰ（ｊ）の値が、Ｖ_control（ｊ）に対する適切な値を決定するために使用される。ブロック６３において、値Ｖ_control（ｊ）に対応する電圧Ｖ_controlは、パワー増幅器２２（図１参照）に与えられる。より高い方の値は、これが、ＡＣＬＲマージンが少なくとも指定された最小値であることを保証するので、選択される。

送信機回路は、ここで、送信機から出力される信号のパワーがＰ（ｉ）に等しくなるまで、ＶＧＡ増幅器１６（図１参照）に与えられた電圧Ｖ_agcが調節されることを可能にするように設定される。これは、図８のブロック６４により表される。一旦、これが実現されてしまうと、与えられた電圧Ｖ_agcに対応する値Ｖ_agc（ｉ）は、利得制御ルック−アップ・テーブル中にＰ（ｉ）に対して記憶され、ブロック６５に示される。ｉの値は、ブロック６６において増加され、ブロック６１から６５により表される動作が、ｉの全てのｎ個の値に対して繰り返される。

添付図面の図９は、 “閉ループ”通話の間に、必要とされた出力パワーがルック−アップ・テーブルのデータとどのように比較されるか、及びこのデータを用いて、ベースバンド回路系１２（図１参照）が信号線１７上のＶ_agc及び信号線２３上のＶ_controlの適切な値を設定するか、を図示する。データ（Ｐ_desired）７０は、利得制御ルック−アップ・テーブル７１と電流制御ルック−アップ・テーブル７２の両方の入力として与えられる。２つのルック−アップ・テーブル７１、７２は、それぞれ、Ｖ_agc及びＶ_controlに対する値を出力することにより応答する。そこには、要望されたパワーの値に対してルック−アップ・テーブル中に正確なパワーＰの値がない可能性がある。その代わりに、Ｐ_desiredの値は、ルック−アップ・テーブル中の２つの隣接するＰ（ｉ）の値の間に存在する。従って、両方のルック−アップ・テーブルは、隣接するＰ（ｉ）の値に対応するＶ_agc及びＶ_controlの２つの値を出力するように構成される。

ルック−アップ・テーブル７１、７２から出力される２つの値は、それからＶ_agc及びＶ_controlの実際の値を計算するそれぞれの補間器（interpolator）７３、７４に入力される。補間器７３、７４からの計算された値Ｖ_agc及びＶ_controlは、関連するディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）７５、７６に入力される。ディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）７５、７６は、図１のベースバンド回路系にも与えられ、そして、図１のＶＧＡ増幅器１６及びパワー増幅器２２にそれぞれ与えられる対応する電圧Ｖ_agc及びＶ_controlにその値を変換する。

図８に図示される方法は、２つのルック−アップ・テーブルのみを必要するので、メモリへの要求量が多くない。しかしながら、精度が悪くなり、利得制御電圧が徐々に上昇するにつれて、電流制御電圧がＶ_control（ｊ）からＶ_control（ｊ＋１）へ変化するとき、２つのルック−アップ・テーブルに記憶された値が、出力パワーに不連続性を生じさせる可能性がある。これは、電流制御電圧が、パワー増幅器の利得を変化させると同様に、それに加えられるバイアス電流を変化させるからである。そのため、電流制御電圧の段階的な変化は、パワーに段階的な変化を生じ、パワーは、（電流制御ステップの精細度に依存して）線形化された利得制御特性から僅かにずれる。図８の手順におけるｉ及びｊの値の注意深い選択は、有意の不連続性が生じるのを回避し、且つ、こうして、そのような変化と関連する可能性があるいずれかの問題を回避する。

これまでに説明された方法及び手順は、任意の隣接する出力パワー値Ｐ（ｊ）とＰ（ｊ＋１）との間の電圧が一定である、即ち、電圧が段階的な様式で変化する、という仮定を信じている。個別の値から制御特性を計算する他の１つの方法は、全ての隣接する点の対Ｖ（ｊ）、Ｐ（ｊ）及びＶ（ｊ＋１）、Ｐ（ｊ＋１）に対して、特性が線形である、即ち、隣接する点の間で連続的に変化する、と仮定することである。この仮定を使用して、２つのルック−アップ・テーブル：要望されたパワーに関するＶ_agcの値に対する１つのルック−アップ・テーブル；及び要望されたパワーに関するＶ_controlに対する１つのルック−アップ・テーブル、のみが要求される。このアプローチは、しかも、次の説明から明白になるように、パワー不連続性を最小にするようにさせる。

添付図面の図１０は、この仮定下での使用に対するデータを得るための適切な較正手順を説明するブロック図である。較正手順は、４つの動作を具備する。１、ルック−アップ・テーブルが規定される。２、Ｖ_controlの値が規定されたルック−アップ・テーブルに記憶される。３、Ｖ_agcの開始値が生成され、規定されたルック−アップ・テーブルに記憶される。このステップは、それに続くデータの処理を容易にするが、オプションである。４、Ｖ_agcの新規の最適値が生成され、規定されたルック−アップ・テーブルに記憶される。ブロック８０は、ルック−アップ・テーブルを規定するための動作の始まりを表す。１個のルック−アップ・テーブル（ＬＵＴ）は、ブロック８１ａにより表されるように、Ｖ_control（ｉ）、Ｐ（ｉ）及びＶ_agc（ｉ）の１からｎの全てのｉ値に対して規定されることができ、あるいは、２つの別々のルック−アップ・テーブルは、ブロック８１ｂにより表されるように、Ｖ_control（ｉ）及びＰ（ｉ）、並びにＶ_agc（ｉ）及びＰ（ｉ）の１からｎの全てのｉ値に対して規定されることができる。ブロック８２で、一旦、ｉがｎの値に到達すると、ルック−アップ・テーブルが規定される。

この段階で、若しくは実際にルック−アップ・テーブルが規定される前でさえも、制御電圧（Ｖ_control）及びパワー（Ｐ）特性（図３及び４参照）は、ブロック８３において、測定される。

手順は、Ｖ_agcの開始値が生成され、規定されたルック−アップ・テーブルに記憶されることに結果としてなる動作へ、それから進行する。動作は、ブロック８４で始まり、再度、１からｎのｉの各値に対して繰り返す。ブロック８４ａにおいて、必要なパワーのｉ番目の値、即ちＰ（ｉ）が、入力され、ブロック８５において、Ｖ_control（ｉ）の値は、要望されたＰ（ｉ）の値に隣接するＰ（ｊ）及びＰ（ｊ＋１）の２つの値に対して記憶されたＶ_control（ｊ）及びＶ_control（ｊ＋１）の電流制御ルック−アップ・テーブル値を自動照合することにより決定される。これは、図９に関連して、以前説明されたアプローチと同様である。しかしながら、２つのＶ_control値の最低の値、即ち、以前の場合にあったようなＶ_control（ｊ）を単に取る代わりに、値Ｖ_control（ｊ）とＶ_control（ｊ＋１）の両方が、Ｖ_control（ｉ）に対する値を決定するために使用される。Ｖ_control（ｉ）に対する値は、値Ｖ_control（ｊ）とＶ_control（ｊ＋１）との間の内挿により、又は値Ｖ_control（ｊ）とＶ_control（ｊ＋１）からの外挿により、計算される。Ｖ_control（ｉ）の値は、それから、ブロック８１ａ又は８１ｂにおいて作成されたルック−アップ・テーブルに記憶される。手順は、ブロック８６で決定されたように、１からｎのｉの全ての値に対して繰り返される。

ブロック８６からの出口において、手順は、オプションとして、ブロック８７で継続することができる。そこでは、動作は、Ｖ_agcの値が生成され、且つ、１からｎの全てのｉの値に対してブロック８１ａ又は８１ｂで規定されたルック−アップ・テーブルに記憶されることに結果としてなる動作を開始する。Ｖ_agc（ｉ）に対する開始値は、以前に決定されたパワー増幅器特性から、容易に得られることができる。この手順は、ブロック８９で決定されるように、１からｎの全てのｉの値に対して、同様に、繰り返される。このオプションの手順を実行することの利点は、Ｖ_agcの最適値を導き出す時間を節約することにある。

あるいは、ブロック８６からの出口において、手順は、ブロック９０でＶ_agcの最適値の発生へ継続することができる。この手順において、再度、１からｎの全てのｉの値に対して、図１のパワー増幅器２２に与えられる電圧Ｖ_controlは、ブロック９１により表されるように、値Ｖ_control（ｉ）に対応するレベルに設定される。それから、ブロック９２に示されるように、図１のＶＧＡ増幅器１６に与えられる電圧Ｖ_agcは、必要とされた隣接チャンネル漏洩比（ＡＣＬＲ）の直線性が達成されるまで、調節される。この調節は、ＶＧＡ増幅器１６に与えられる最初の電圧Ｖ_agcが、あるべき値に近いならば、より効率的に行われることができる。任意の電圧（例えば、０ボルト）から開始することは、必要な値を得るためにより長い時間がかかるという結果になる。そういう訳で、Ｖ_agc（ｉ）に対する最初の値の記憶をすることは、オプションである。Ｖ_agc（ｉ）の値は、ブロック９３により表されるように記憶され、手順は、ブロック９４で決定されるように、１からｎの全てのｉの値に対して、同様に、繰り返される。

このように作成されたルック−アップ・テーブルは、送信機が“閉ループ”通話にあるとき、送信機回路の増幅器を制御するために、図７に関連して既に説明されたものと同様な方法で使用される。ルック−アップ・テーブルに記憶されたデータから、ベースバンド回路系１２は、電圧Ｖ_controlとＶ_agcの両方に対する正確な値を外挿する。電流制御電圧Ｖ_controlが、最初に設定され、それから、利得制御電圧Ｖ_agcが設定される。

電流制御特性が平滑であり、且つ制御電圧Ｖ_controlとＶ_agcの両方が、各新規のパワー・レベルに対して同時に調節されるので、この方法は、出力パワーの最小限度の不連続性を生成する。その方法は、しかも、２つのルック−アップ・テーブルのみを必要とし、それは、ハードウェアのオーバーヘッドを低減させるが、余分な計算が含まれるために、より多くのプロセッサ・パワーを必要とすることがある。

前記の方法は、マッチング・パワー値がＶ_agc及びＶ_controlルック−アップ・テーブルに対して必要とされることを仮定する。しかしながら、パワーに対してＶ_controlに関するルック−アップ・テーブルを省略することにより、パワー制御精度とメモリ（ルック−アップ・テーブル）オーバーヘッドとの間のトレード・オフをもたらす可能性がある。図４の手順により得られたＰに対するＶ_controlの測定値は、その代わりに、Ｖ_agc及びＶ_controlに対する合理的な精度の値を得るために内挿とともに使用されることができる。

添付図面の図１１は、図１０に述べられた較正手順の円滑化バージョンを示す。この手順のバージョンにおいて、ブロック８１ｂは、Ｖ_agcに対する（しかもＶ_controlに対してではない）ルック−アップ・テーブルを規定することのみにより単純化されるが、ブロック８０から８３は、そのまま残る。ブロック８４から８９が省略されるので、一旦、Ｖ_control対Ｐの測定（図４のとおり）が完了すると、手順は、ブロック９０で継続する。ｉ＝１からｎの各値に対して、必要なパワーＰ（ｉ）は、値がルック−アップ・テーブルから読み出されることが可能になるように入力される。これは、図１１のブロック９５により表される。

以前に（Ｐ（ｉ）及びＰ_desiredに関し図９を参照して）説明されてきたように、必要とされたＰ（ｉ）の値に対応するルック−アップ・テーブル中の正確なＰの値がない可能性があり、その結果、Ｐ（ｉ）の値は、ルック−アップ・テーブルの２つの隣接するＰの値の間に存在する。従って、ルック−アップ・テーブルは、Ｖ_controlに対する２つの隣接する値を出力し、それは、Ｖ_controlに対する一つの値を与えるためにブロック９６において内挿される。ブロック９７において、パワー増幅器２２に与えられる電圧Ｖ_controlは、ルック−アップ・テーブルから出力される値に等しく設定され、ブロック９２（図１０のブロック９２に対応する）において、ＶＧＡ増幅器に与えられる電圧Ｖ_agcが、調節され、このように、送信機に必要とされたパワーで信号を送信させる。Ｖ_agc（ｉ）の値は、（図１０においてそうであったように）記憶され、オプションとして且つ付加的に、Ｖ_control（ｉ）の値が、ブロック９３ａに記憶される。手順は、ブロック９４で決定されるように、１からｎの全てのｉの値に対して、繰り返される。

このように、好ましい実施形態を参照して本発明を説明したが、問題としている実施形態は、例示的のみであり、適切な知識及び技能を有する人達にできるような変更及び変形が、特許請求の範囲及びそれと同等なものに説明されたように、本発明の精神及び範囲を離脱しないで行われることができることは、充分に理解される。

Claims (32)

1. 第１制御信号により制御可能な第１特性及び第２制御信号により制御可能な第２特性を有する送信機回路を較正する方法、該方法は下記を具備する：
   第１制御信号に対する複数の信号値のセットを規定する；
   複数の第１制御信号値のセットからの信号値に対応するレベルに第１制御信号を設定する；
   要望された方式で送信機を動作させるために第２制御信号を調節する；
   要望された方式で動作させている間に、送信機により送信された信号のパワーを測定する；及び
   複数の第１制御信号値のセットの各信号値に対して設定すること、調節すること及び測定することを繰り返す。
2. 複数の第１制御信号値のセットからの信号値に対する測定されたパワーを表すデータを記録することを更に具備する、請求項１記載の方法。
3. データは、ルック−アップ・テーブルの入力として記録される、請求項１又は２記載の方法。
4. 要望された方式は、隣接チャンネル漏洩比範囲を含むパラメータにより規定される、請求項１、２又は３記載の方法。
5. 送信機回路は、第１増幅器及び第２増幅器を具備し、第１特性は第１増幅器の特性であり且つ第２特性は第２増幅器の特性である、請求項１から４のいずれか１に記載の方法。
6. 第１増幅器は、パワー増幅器を具備し、且つ第１制御信号により制御される特性は、パワー増幅器への供給電流を具備する、請求項５記載の方法。
7. 第２増幅器は、調整増幅器を具備し、且つ第２制御信号により制御される特性は、調整増幅器の利得を具備する、請求項５又は６記載の方法。
8. 第１制御信号により制御可能な第１特性及び第２制御信号により制御可能な第２特性を有する送信機回路を較正する方法、該方法は下記を具備する：
   第１制御信号値に対する複数の信号値のセットを規定する；
   送信機により送信された信号のパワーを表す複数のパワー値のセットを規定する；
   複数の第１制御信号値のセットからの信号値に対応するレベルに第１制御信号を設定する；
   規定された複数のパワー値のセットからパワー値を選択する；
   選択されたパワー値に対応するパワーで信号を送信機に送信させるために第２制御信号を調節する；及び
   複数のパワー値のセット中の各パワー値に対して選択すること及び調節することを繰り返す。
9. 送信された信号のパワーに対する第２制御信号を表すデータを記録することを更に具備する、請求項８記載の方法。
10. 複数の第１制御信号値のセットからの各信号値に対して設定すること、調節すること、選択すること及び繰り返すことを、繰り返すことを更に具備する、請求項８又は９記載の方法。
11. 第２制御信号を表すデータ及び複数の第１制御信号値のセットからの信号値に対して送信された信号のパワーを記録することを更に具備する、請求項９に従属する請求項１０記載の方法。
12. 第２制御信号を表すデータ及び送信された信号のパワーは、複数の第１制御信号値のセットからの各信号値に対して別々のリストに記憶される、請求項１０又は１１記載の方法。
13. 各別々のリストのデータは、それぞれのルック−アップ・テーブルの入力として記録される、請求項１２記載の方法。
14. 第１制御信号に対する複数の信号値のセットは、第１制御信号値に対する送信された信号パワー値を表す以前に作成されたデータを使用することにより規定される、請求項８又は９記載の方法。
15. 以前に作成されたデータは、規定された複数のパワー値のセットからパワー値を選択することにより、且つ第１制御信号に対する信号値を計算することにより使用される、請求項１３記載の方法。
16. 送信機回路は、第１増幅器及び第２増幅器を具備し、第１特性は第１増幅器の特性であり且つ第２特性は第２増幅器の特性である、請求項８から１５のいずれか１に記載の方法。
17. 第１増幅器は、パワー増幅器を具備し、且つ第１制御信号により制御される特性は、パワー増幅器への供給電流を具備する、請求項１６記載の方法。
18. 第２増幅器は、調整増幅器を具備し、且つ第２制御信号により制御される特性は、調整増幅器の利得を具備する、請求項１６又は１７記載の方法。
19. 以前に作成されたデータは、請求項１から７のいずれかに記載の方法を使用して作成される、請求項１４又は１５記載の方法。
20. 第２制御信号に対する開始値のセットを記憶する、及び
    選択されたパワー値に対応するパワーで信号を送信機に送信させるために第２制御信号を調節するときに開始値のセットを使用する、
    を更に具備する、請求項１９記載の方法。
21. 下記を具備する送信機：
    パワー値を指定するパワー・データを受信するための受信機；
    第１制御信号により制御可能な第１特性及び第２制御信号により制御可能な第２特性を有する増幅器；
    パワー値、対応する第１制御信号値及び対応する第２制御信号値を表すデータを記憶するための記憶装置；及び
    受信機及び記憶装置に接続され、且つ第１特性を制御するための第１制御信号及び第２特性を制御するための第２制御信号を記憶装置に記憶されたデータから発生させるために受信されたパワー・データに応答するコントローラ。
22. 増幅器は、第１増幅器及び第２増幅器を具備し、且つ第１特性は第１増幅器の特性であり且つ第２特性は第２増幅器の特性である、請求項２１記載の送信機。
23. 記憶装置は、ルック−アップ・テーブルを具備する；
    コントローラは、増幅器に接続されたアナログ・ディジタル変換器を具備する；
    コントローラは、受信されたパワー・データをルック−アップ・テーブルに用いるために構成される；
    ルック−アップ・テーブルは、アナログ・ディジタル変換器にデータを供給することにより受信されたパワー・データの応用に応じるために構成される；及び
    アナログ・ディジタル変換器は、第１制御信号を第１増幅器に且つ第２制御信号を第２増幅器に出力することにより供給されたデータに応答するために構成される：
    請求項２２記載の送信機。
24. コントローラは、第１制御信号値及び第２制御信号値を直接にアナログ・ディジタル変換器に出力するために構成される、請求項２３記載の送信機。
25. コントローラは：
    第１制御信号及び第２制御信号を規定するデータを生成するために記憶装置からのデータを処理する；及び
    同じものをアナログ・ディジタル変換器に出力する、
    ためのプロセッサを具備する、請求項２３又は２４記載の送信機。
26. 記憶装置は：
    パワー値及び対応する第１制御信号値を表しているデータを記憶するための第１ルック−アップ・テーブル；及び
    パワー値及び対応する第２制御信号値を表しているデータを記憶するための第２ルック−アップ・テーブル、
    を具備する、請求項２１から２５のいずれかに記載の送信機。
27. 記憶装置は、第１制御信号値のセット中の各値に対して１つの、複数の第２ルック−アップ・テーブルを具備する；及び
    プロセッサは、第１ルック−アップ・テーブルから第１制御信号値を生成するために指定されたパワー・データを使用するために、且つ指定されたパワー・データに依存して第２制御信号値の生成に使用するために第２ルック−アップ・テーブルを確認するためにこのようにして生成された第１制御信号値を使用するために構成される、
    請求項２６記載の送信機。
28. 第１増幅器はパワー増幅器を具備し、且つ第１制御信号により制御される特性はパワー増幅器への供給電流を具備する、請求項２２又はそれに従属する請求項２３から２７のいずれかに記載の送信機。
29. 第２増幅器は調整増幅器を具備し、且つ第２制御信号により制御される特性は調整増幅器の利得を具備する、請求項２２又はそれに従属する請求項２３から２８のいずれかに記載の方法。
30. 記憶装置中にデータは請求項１から１７のいずれかに記載の方法を使用して発生される、請求項２１から２９のいずれかに記載の送信機。
31. 添付図面に関連して実質的にこの中に記載された方法。
32. 添付図面に関連して実質的にこの中に記載された装置。

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