JP2012186530A - 電力増幅装置、基地局装置、利得調整システム、及び利得調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電力増幅装置を構成する各構成要素の利得を容易に調整する。
【解決手段】電力増幅装置３０は、無線周波数信号の利得を調整するための複数の可変減衰器３０１、３０７、可変減衰器３０１、３０７それぞれから供給される無線周波数信号の電力を測定する電力測定部３０４及び検波器３１１、並びに、この電力測定部３０４及び検波器３１１それぞれによって測定された無線周波数信号の電力とこの無線周波数信号の適正な電力との比較に基づいて可変減衰器３０１、３０７それぞれの利得を調整する制御部３０５、３１２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力増幅装置、基地局装置、利得調整システム、及び利得調整方法に関する。

Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）方式やＬＴＥ（Long Term Evolution）方式等に従って通信する基地局は、電力増幅装置を備える。電力増幅装置は、無線周波数信号（以下、「ＲＦ（Radio Frequency）信号」という）の電力を所定の利得で増幅して、このＲＦ信号を基地局のアンテナ等へ出力する装置である（例えば、特許文献１を参照）。

電力増幅装置の部品は、経年劣化等により所定の範囲を外れた電力のＲＦ信号が入力された場合、ＲＦ信号を劣化させるおそれがある。したがって、各部品に入力されるＲＦ信号が所定の範囲内の電力を維持することができるように、電力増幅装置は利得を調整するための構成要素を有することが望ましい。

特開２００３−１３３９６９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電力増幅装置は利得を調整するための構成要素を有しないため、電力増幅装置が経年劣化した場合に、各部品に入力されるＲＦ信号は所定の範囲内の電力を維持することが困難であった。

また、利得の調整が可能な構成要素が電力増幅装置内部に設けられた場合には、基地局の設置や保守点検等の際に、調整作業者が、電力増幅装置の入力信号や出力信号を観察しながら、利得を調整できる。しかしながら、この構成要素が複数設けられたときには、調整作業者が複数の構成要素の利得を同時に調整することは困難である。このため、調整作業者に対する負担が大きかった。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、電力増幅装置を構成する各構成要素の利得を容易に調整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の観点に係る電力増幅装置は、
無線周波数信号の電力を変更する複数の変更手段と、
前記複数の変更手段によって変更された前記無線周波数信号それぞれの電力を測定する測定手段と、
前記複数の変更手段によって変更された前記無線周波数信号それぞれの適正な電力と、前記測定手段によって測定された電力との比較に基づいて、前記変更手段それぞれの利得を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る基地局装置は、
本発明の第１の観点に係る電力増幅装置を有することを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明の第３の観点に係る利得調整システムは、
無線周波数信号を生成する信号生成手段と、
本発明の第１の観点に係る電力増幅装置と、
前記電力増幅装置が備える制御手段に制御を開始させる開始手段と、
を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明の第４の観点に係る利得調整方法は、
無線周波数信号を生成する信号生成ステップと、
前記無線周波数信号の電力を変更する複数の変更ステップと、
前記複数の変更ステップによって変更された前記無線周波数信号それぞれの電力を測定する測定ステップと、
前記複数の変更ステップによって変更された前記無線周波数信号それぞれの適正な電力と、前記測定ステップによって測定された電力との比較に基づいて、前記変更ステップそれぞれの利得を制御する制御ステップと、
前記制御ステップを開始させる開始ステップと、
を含むことを特徴とする。

本発明によれば、利得を可変とする複数の構成要素それぞれが出力するＲＦ信号の電力の適正値と、このＲＦ信号の電力の測定値との比較に基づいて、複数の構成要素の利得を制御する。これにより、電力増幅装置を構成する各構成要素の利得を容易に調整することができる。

実施形態に係る利得調整システムの構成例を示すブロック図である。 利得調整システムが可変減衰器の利得を調整する処理を示すフローチャートである。 利得調整システムによって変動するＲＦ信号の電力レベルを示す図である。 可変減衰器が設定する利得に対するＲＦ信号の電力レベルの特性を示す図である。 利得調整システムによって変動するＲＦ信号の電力レベルを示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、説明の便宜上、信号の電力の大きさを表す指標として、信号の電力と基準電力（１ｍＷ）との比の常用対数に比例する電力レベルを使用する。また、この電力レベルの単位をｄＢｍと表記する。また、電力又は電力レベルの利得を、単に利得と表記する。

図１は、本実施形態に係る利得調整システム１０の構成図である。図１に示されるように、利得調整システム１０は、送信機２０、電力増幅装置３０、電力測定器４０、及び調整器５０を備える。

送信機２０及び電力増幅装置３０は、基地局の送信機能を実現する。また、送信機２０及び電力増幅装置３０は、基地局が有する受信装置（図示せず）と協働することにより、基地局と移動局等との無線通信を実現する。

送信機２０は、局部発振器及び直交変調器等を含んで構成される。送信機２０は、ＲＦ信号Ｓｒｆの調整信号Ｓａ０を調整器５０から受信する。また、送信機２０は、この調整信号Ｓａ０に応じて、生成されたＲＦ信号Ｓｒｆを電力増幅装置３０へ出力する。ＲＦ信号Ｓｒｆは、Ｗ−ＣＤＭＡ等の方式で定められた基準を満たすテストモデルと呼ばれる信号である。例えば、ＲＦ信号Ｓｒｆは、送信機２０が出力するＲＦ信号のうち最も電力レベルが高いＲＦ信号である。

なお、基地局の通常運用時には、送信機２０は、送信データを含む信号を変調して、生成されたＲＦ信号を電力増幅装置３０へ出力する。また、送信機２０は、送信電力制御技術を用いてＲＦ信号の電力を制御する。送信電力制御技術は、自局と通信相手との距離に応じてＲＦ信号の電力を制御する技術である。

電力増幅装置３０は、第１の可変減衰器３０１、第１の増幅器３０２、Ａ／Ｄコンバータ３０３、電力測定部３０４、第１の制御部３０５、デジタル信号処理部３０６、第２の可変減衰器３０７、Ｄ／Ａコンバータ３０８、第２の増幅器３０９、方向性結合器３１０、検波器３１１、及び第２の制御部３１２を備える。電力増幅装置３０は、送信機２０から出力されたＲＦ信号Ｓｒｆを所定の利得で増幅し、所定の電力レベルのＲＦ信号Ｓｒｆを電力測定器４０へ出力する。なお、電力増幅装置３０は、基地局の通常運用時には、所定の利得で電力レベルを増幅したＲＦ信号を、電力測定器４０に代えて図示しないアンテナ等へ出力する。

第１の可変減衰器３０１は、送信機２０から出力されたＲＦ信号Ｓｒｆを所定の電力レベルに減衰させて、第１の増幅器３０２へ出力する。また、第１の可変減衰器３０１は、第１の制御部３０５から出力される制御信号Ｓｃ１に従って、第１の可変減衰器３０１の利得を変更する。制御信号Ｓｃ１は、例えば、第１の可変減衰器３０１の利得を５ｄＢ大きくするように指示する信号である。

第１の増幅器３０２は、第１の可変減衰器３０１から出力されたＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルを増幅して、Ａ／Ｄコンバータ３０３へ出力する。なお、第１の増幅器３０２の利得は一定である。

Ａ／Ｄコンバータ３０３は、第１の増幅器３０２から出力されたＲＦ信号Ｓｒｆをアナログ信号からデジタル信号へ変換して、電力測定部３０４及びデジタル信号処理部３０６へ出力する。Ａ／Ｄコンバータ３０３は、入力されるＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルが所定の電力レベルより高い場合には、ＲＦ信号Ｓｒｆの変調精度を劣化させる。ここで、変調精度は、送信機２０により変調されたＲＦ信号Ｓｒｆの理論値と実測値との差を表す指標である。一方、Ａ／Ｄコンバータ３０３は、入力されるＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルが所定の電力レベルより低い場合には、ＲＦ信号Ｓｒｆとノイズフロアとの電力比が小さくなるため、ＲＦ信号Ｓｒｆの隣接チャネル漏洩電力比を劣化させる。つまり、ＲＦ信号Ｓｒｆの所定チャネルが有する電力のうち、隣接するチャネルの帯域に漏洩する電力が相対的に大きくなる。隣接チャネル漏洩電力比の劣化は、ＲＦ信号Ｓｒｆのノイズを大きくする要因になる。

電力測定部３０４は、Ａ／Ｄコンバータ３０３から出力されたＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルを測定し、測定結果の情報を含む測定信号Ｓｐ１を第１の制御部３０５へ出力する。

第１の制御部３０５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成される。第１の制御部３０５は、Ａ／Ｄコンバータ３０３が出力するＲＦ信号Ｓｒｆの適正な電力レベルを、あらかじめＲＯＭ等に記憶する。第１の制御部３０５は、動作の開始を指示する調整信号Ｓａ１を調整器５０から受信して、動作を開始する。また、第１の制御部３０５は、電力測定部３０４から出力された測定信号Ｓｐ１が示す電力レベルと、ＲＯＭ等に記憶する適正な電力レベルとを比較する。第１の制御部３０５は、この比較の結果に基づいて、第１の可変減衰器３０１の利得の誤差を補正するための制御信号Ｓｃ１を第１の可変減衰器３０１へ出力する。以上のように、第１の制御部３０５は、制御信号Ｓｃ１を出力することによって、第１の可変減衰器３０１の利得を調整する。そして、第１の制御部３０５は、この調整が終了した場合には、調整が終了したことを伝達する調整信号Ｓａｆを調整器５０へ出力し、動作を終了する。

デジタル信号処理部３０６は、Ａ／Ｄコンバータ３０３から出力されたＲＦ信号Ｓｒｆに対してデジタル信号処理を行い、処理されたＲＦ信号Ｓｒｆを第２の可変減衰器３０７へ出力する。デジタル信号処理は、例えば、ＲＦ信号Ｓｒｆの歪特性を補償するデジタル・プリディストーションや、スプリアスを減衰させるデジタルフィルタリング等の処理である。このデジタル信号処理は、電力増幅装置３０が安定的にＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルを増幅するために行われる。

第２の可変減衰器３０７は、デジタル信号処理部３０６から出力されたＲＦ信号Ｓｒｆを所定の電力レベルに減衰させて、Ｄ／Ａコンバータ３０８へ出力する。また、第２の可変減衰器３０７は、第２の制御部３１２から出力される制御信号Ｓｃ２に従って、第２の可変減衰器３０７の利得を変更する。制御信号Ｓｃ２は、例えば、第２の可変減衰器３０７の利得を５ｄＢ大きくするように指示する信号である。

Ｄ／Ａコンバータ３０８は、第２の可変減衰器３０７から出力されたＲＦ信号Ｓｒｆをデジタル信号からアナログ信号へ変換して、第２の増幅器３０９へ出力する。Ｄ／Ａコンバータ３０８は、入力されるＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルが所定の電力レベルより高い場合にはオーバーフローを起こすため、ＲＦ信号Ｓｒｆの変調精度を劣化させる。一方、Ｄ／Ａコンバータ３０８は、入力されるＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルが所定の電力レベルより低い場合には、ＲＦ信号Ｓｒｆとノイズフロアとの電力比が小さくなるため、ＲＦ信号Ｓｒｆの隣接チャネル漏洩電力比を劣化させる。

第２の増幅器３０９は、Ｄ／Ａコンバータ３０８から出力されたＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルを増幅して、方向性結合器３１０へ出力する。なお、第２の増幅器３０９の利得は一定である。

方向性結合器３１０は、第２の増幅器３０９から出力されたＲＦ信号Ｓｒｆを、電力測定器４０と検波器３１１とに出力する。

検波器３１１は、方向性結合器３１０から出力されたＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルを測定し、測定結果の情報を含む測定信号Ｓｐ２を第２の制御部３１２へ出力する。

第２の制御部３１２は、例えば、ＣＰＵ及びＲＯＭ等から構成される。第２の制御部３１２は、方向性結合器３１０が出力するＲＦ信号Ｓｒｆの適正な電力レベルを、あらかじめＲＯＭ等に記憶する。第２の制御部３１２は、動作の開始を指示する調整信号Ｓａ２を調整器５０から受信して、動作を開始する。また、第２の制御部３１２は、検波器３１１から出力された測定信号Ｓｐ２が示す電力レベルと、ＲＯＭ等に記憶する適正な電力レベルとを比較する。第２の制御部３１２は、この比較の結果に基づいて、第２の可変減衰器３０７の利得の誤差を補正するための制御信号Ｓｃ２を第２の可変減衰器３０７へ出力する。以上のように、第２の制御部３１２は、制御信号Ｓｃ２を出力することによって、第２の可変減衰器３０７の利得を調整する。そして、第２の制御部３１２は、この調整が終了した場合には、動作を終了する。

電力測定器４０は、ＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルを測定するための機器であって、例えば一般に流通するパワーメータ、スペクトラムアナライザ又は送信機テスターである。また、電力測定器４０は、ＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルとともに、歪特性、変調精度、及び隣接チャネル漏洩電力比等を測定してもよい。電力測定器４０は、方向性結合器３１０から出力されたＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベル等を測定し、測定結果の情報を含む測定信号Ｓｐ３を調整器５０へ出力する。

調整器５０は、例えば一般に流通するパーソナルコンピュータであって、送信機２０、電力増幅装置３０、及び電力測定器４０との間で、一般に普及しているＬＡＮ（Local Area Network）等の規格に従って信号を送受信する。この場合、パーソナルコンピュータは、専用のソフトウェアを起動することによって、調整器５０として動作する。調整器５０は、調整信号Ｓａ０を送信機２０へ出力して、送信機２０にＲＦ信号Ｓｒｆを生成させる。また、調整器５０は、調整信号Ｓａ１を第１の制御部３０５へ出力して、第１の制御部３０５に動作を開始させる。さらに、調整器５０は、第１の制御部３０５から調整信号Ｓａｆを受信して、調整信号Ｓａ２を第２の制御部３１２へ出力することにより、第２の制御部３１２に動作を開始させる。そして、調整器５０は、電力測定器４０から、電力レベル等の測定結果の情報を含む測定信号Ｓｐ３を受信して、例えば、電力増幅装置３０が出力したＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベル、歪特性、変調精度、及び隣接チャネル漏洩電力比等の情報を調整作業者に対して表示する。

利得調整システム１０は、以上のような構成要素を備える。利得調整システム１０では、これらの構成要素が協働することによって、第１の可変減衰器３０１及び第２の可変減衰器３０７の利得が調整される。この調整の処理を、以下、図２を用いて説明する。

図２は、利得調整システム１０による調整の処理の例を示すフローチャートである。

まず、調整作業者が、基地局の設置や保守点検等の際に、電力測定器４０及び調整器５０を送信機２０及び電力増幅装置３０に接続して、利得調整システム１０を動作させるための準備をする。次に、調整作業者は、調整器５０を起動して調整を開始する（ステップＳ１）。起動された調整器５０は、調整信号Ｓａ０を送信機２０へ出力し、また、調整信号Ｓａ１を第１の制御部３０５へ出力する。

次に、調整信号Ｓａ０を受信した送信機２０は、テストモデルの信号をＲＦ信号Ｓｒｆとして生成し、第１の可変減衰器３０１へ出力する（ステップＳ２）。

電力測定部３０４は、送信機２０から第１の可変減衰器３０１、第１の増幅器３０２及びＡ／Ｄコンバータ３０３を介して入力されたＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルを測定し、測定値Ｌａを得る（ステップＳ３）。また、電力測定部３０４は、測定値Ｌａの情報を含む測定信号Ｓｐ１を、第１の制御部３０５へ出力する。

第１の制御部３０５は、調整器５０から調整信号Ｓａ１を受信して、動作を開始する。第１の制御部３０５は、入力された測定信号Ｓｐ１が示す測定値Ｌａと、あらかじめ記憶する電力レベルの適正値Ｌｂとの差を算出して、電力レベルの誤差Ｌｃを得る（ステップＳ４）。なお、電力増幅装置３０の各構成要素が経年劣化等していない場合、この誤差Ｌｃは、第１の可変減衰器３０１の利得の実際の値Ｌ１と、この利得の適正値との差に等しい。

第１の制御部３０５は、誤差Ｌｃの大きさが、ＲＯＭ等にあらかじめ記憶された閾値Ｌｄよりも小さいかどうかを判定する（ステップＳ５）。誤差Ｌｃの大きさが閾値Ｌｄ以上である場合（ステップＳ５；ＮＯ）、第１の制御部３０５は、誤差Ｌｃを補正するための制御信号Ｓｃ１を、第１の可変減衰器３０１へ出力する。この制御信号Ｓｃ１を受信した第１の可変減衰器３０１は、利得Ｌ１に対して誤差Ｌｃを加算することにより、利得Ｌ１を更新する（ステップＳ６）。

その後、第１の制御部３０５により誤差Ｌｃの大きさが閾値Ｌｄよりも小さいと判定されるまで、ステップＳ３乃至Ｓ６の処理が繰り返される。これにより、Ａ／Ｄコンバータ３０３が出力するＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルの測定値Ｌａと、第１の制御部３０５が記憶する電力レベルの適正値Ｌｂとがほぼ等しくなるように、利得Ｌ１が調整される。以上のように第１の可変減衰器３０１の利得Ｌ１が調整されることにより、Ａ／Ｄコンバータ３０３には、所要の電力レベルのＲＦ信号Ｓｒｆが入力される。

以上のステップＳ３乃至Ｓ６の調整処理の数値例を、図３を用いて説明する。図３は、ＲＦ信号Ｓｒｆが電力増幅装置３０に入力されてから出力されるまでの、ＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルの変動の例を示す図である。図の横軸は時刻を、縦軸は電力レベルをそれぞれ表す。時刻Ｔ１は送信機２０がＲＦ信号Ｓｒｆを出力する時刻、時刻Ｔ２は第１の可変減衰器３０１がＲＦ信号Ｓｒｆを出力する時刻、時刻Ｔ３は第１の増幅器３０２がＲＦ信号Ｓｒｆを出力する時刻、時刻Ｔ４は第２の可変減衰器３０７がＲＦ信号Ｓｒｆを出力する時刻、時刻Ｔ５は第２の増幅器３０９がＲＦ信号Ｓｒｆを出力する時刻、時刻Ｔ６は電力増幅装置がＲＦ信号Ｓｒｆを出力する時刻である。また、一点鎖線は利得Ｌ１が調整される前の電力レベルを、破線はその調整後の電力レベルをそれぞれ表す。なお、閾値Ｌｄは０．１ｄＢｍとする。

図３に示されるように、Ａ／Ｄコンバータ３０３が出力するＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベル、すなわち時刻Ｔ３における電力レベルの適正値Ｌｂは２０ｄＢｍとする。また、調整前の利得Ｌ１は時刻Ｔ１及びＴ２間で−１４ｄＢ、測定値Ｌａは時刻Ｔ３で１６ｄＢｍであるとする。この場合、第１の制御部３０５が算出する誤差Ｌｃは４ｄＢである。次に、第１の制御部３０５は、誤差Ｌｃの大きさが閾値Ｌｄ以上であるため、誤差Ｌｃを補正するための制御信号Ｓｃ１、すなわち利得Ｌ１に４ｄＢを加算するように指示する信号を、第１の可変減衰器３０１へ出力する。この制御信号Ｓｃ１を受信した第１の可変減衰器３０１は、調整前の利得Ｌ１と誤差Ｌｃとを加算して得られた−１０ｄＢを、新たな利得Ｌ１として設定する。これにより、測定値Ｌａは、適正値Ｌｂと等しい２０ｄＢｍとなる。以上のようにして、第１の可変減衰器３０１の利得Ｌ１が調整される。

さらにステップＳ３乃至Ｓ６の調整の反復動作について、図４を用いて説明する。図４は、第１の可変減衰器３０１が設定する利得Ｌ１に対する、Ａ／Ｄコンバータ３０３が出力するＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルの特性を示す図である。図３で説明した場合と同様に、Ａ／Ｄコンバータ３０３が出力するＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルの適正値Ｌｂは２０ｄＢｍとし、測定値Ｌａは１６ｄＢｍとする。

図４に示される直線Ｇ１は、図３で説明した例と同様に、各構成要素が経年劣化せず、誤差Ｌｃが第１の可変減衰器の利得の実測値Ｌ１とこの利得の適正値との差に等しい場合の特性を表す。特性が直線Ｇ１で示される場合、ＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルの変化量は、第１の可変減衰器３０１による利得Ｌ１の変化量に等しい。例えば、第１の可変減衰器３０１が利得Ｌ１を４ｄＢだけ大きい値に変更すると、ＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルも４ｄＢｍだけ高くなる。

特性が直線Ｇ１で示される場合、調整が開始された時点における利得Ｌ１及びＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルは、点Ｐ１ａで示される。図３を用いて説明したように、第１の制御部３０５は、電力レベルの測定値Ｌａと適正値Ｌｂの差として誤差４ｄＢを算出する。次に第１の制御部３０５は、利得Ｌ１を４ｄＢだけ大きくするように指示する制御信号Ｓｃ１を、第１の可変減衰器３０１へ出力する。第１の可変減衰器３０１が、この指示に従って利得Ｌ１を４ｄＢだけ大きくして−１０ｄＢに設定する。したがって、ＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルは、点Ｐ１ｂに示されるように適正値Ｌｂと等しくなる。

一方、曲線Ｇ２は、各構成要素の経年劣化等により直線Ｇ１から変化した場合の特性の一例を表す。特性が曲線Ｇ２で示される場合、ＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルの変化量は、第１の可変減衰器３０１による利得Ｌ１の変化量とは異なり、また、利得Ｌ１の値に依存する。

特性が曲線Ｇ２で示される場合、調整が開始された時点における利得Ｌ１及びＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルは、点Ｐ２ａで示される。特性が直線Ｇ１で示される場合と同様に、誤差Ｌｃは４ｄＢなので、第１の可変減衰器３０１は、制御信号Ｓｃ１に従って利得Ｌ１を４ｄＢだけ大きくする。ここで、ＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルは、点Ｐ２ｂに示されるように１９ｄＢｍとなる。したがって第１の制御部３０５は、再度誤差を算出して、この誤差と同じ量、すなわち１ｄＢだけ利得Ｌ１を大きくするように指示する制御信号Ｓｃ１を、第１の可変減衰器３０１へ出力する。これにより、ＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルは、点Ｐ２ｃに示されるように適正値Ｌｂと等しくなる。

図２に戻り、ステップＳ５にて誤差Ｌｃの大きさが閾値Ｌｄよりも小さいと判定された場合は（ステップＳ５；ＹＥＳ）、第１の制御部３０５は、調整が終了したことを示す調整信号Ｓａｆを調整器５０へ出力する。その後、第１の制御部３０５は動作を終了する。調整信号Ｓａｆを受信した調整器５０は、次に、調整信号Ｓａ２を第２の制御部３１２へ出力する。これにより、第２の制御部３１２は、動作を開始する（ステップＳ７）。

次に、検波器３１１は、方向性結合器から出力されたＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルを測定し、測定値Ｌｅを得る（ステップＳ８）。また、検波器３１１は、測定値Ｌｅの情報を含む測定信号Ｓｐ２を、第２の制御部３１２へ出力する。

第２の制御部３１２は、受信した測定信号Ｓｐ２が示す測定値Ｌｅと、あらかじめ記憶する電力レベルの適正値Ｌｆとの差を算出して、電力レベルの誤差Ｌｇを得る（ステップＳ９）。なお、電力増幅装置３０の各構成要素が経年劣化等していない場合、この誤差Ｌｇは、第２の可変減衰器３０７の利得の実際の値Ｌ２と、この利得の適正値との差に等しい。

第２の制御部３１２は、誤差Ｌｇの大きさが、ＲＯＭ等にあらかじめ記憶された閾値Ｌｈより小さいかどうかを判定する（ステップＳ１０）。誤差Ｌｇの大きさが閾値Ｌｈ以上である場合（ステップＳ１０；ＮＯ）、第２の制御部３１２は、誤差Ｌｇを補正するための制御信号Ｓｃ２を、第２の可変減衰器３０７へ出力する。この制御信号Ｓｃ２を受信した第２の可変減衰器３０７は、利得Ｌ２に対して誤差Ｌｇを加算することにより、利得Ｌ２を更新する（ステップＳ１１）。

その後、ステップＳ８へ戻り、第２の制御部３１２により誤差Ｌｇの大きさが閾値Ｌｈよりも小さいと判定されるまで、ステップＳ８乃至Ｓ１１の処理が繰り返される。これにより、方向性結合器３１０が出力するＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルの測定値Ｌｅと、第２の制御部３１２が記憶する電力レベルの適正値Ｌｆとがほぼ等しくなるように、利得Ｌ２が調整される。以上のように第２の可変減衰器３０７の利得Ｌ２が調整されることにより、Ｄ／Ａコンバータ３０８には、所要の電力レベルのＲＦ信号Ｓｒｆが入力される。

以上のステップＳ８乃至Ｓ１１の調整処理の数値例を、図５を用いて説明する。図５は、図３と同様にＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルの変動を示す図である。ただし、図５の破線は第２の可変減衰器３０７の利得Ｌ２が調整される前の電力レベルを、実線はその調整後の電力レベルをそれぞれ表す。なお、閾値Ｌｈは０．１ｄＢｍとする。

図５に示されるように、方向性結合器３１０が出力するＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベル、すなわち時刻Ｔ５における電力レベルの適正値Ｌｆは４０ｄＢｍとする。また、調整前の利得Ｌ２は時刻Ｔ３及びＴ４間で−９ｄＢ、測定値Ｌｅは時刻Ｔ５で４６ｄＢｍであるとする。この場合、第２の制御部３１２が算出する誤差Ｌｇは−６ｄＢである。次に、第２の制御部３１２は、誤差Ｌｇの大きさが閾値Ｌｈ以上であるため、誤差Ｌｇを補正するための制御信号Ｓｃ２、すなわち利得Ｌ２に−６ｄＢを加算するように指示する信号を、第２の可変減衰器３０７へ出力する。この制御信号Ｓｃ２を受信した第２の可変減衰器３０７は、調整前の利得Ｌ２と誤差Ｌｇとを加算して得られた−１５ｄＢを、新たな利得Ｌ２として設定する。これにより、測定値Ｌｅは、適正値Ｌｆと等しい４０ｄＢｍとなる。以上のようにして、第２の可変減衰器３０７の利得Ｌ２が調整される。

以上説明したように、本実施形態に係る電力増幅装置３０では、第１の制御部３０５が測定信号Ｓｐ１に基づいて第１の可変減衰器３０１の利得Ｌ１を、第２の制御部３１２が測定信号Ｓｐ２に基づいて第２の可変減衰器３０７の利得Ｌ２を、それぞれ自動的に調整する。これにより、調整器５０を起動するだけで、電力増幅装置３０を構成する各構成要素の利得を容易に調整することが可能となる。したがって、不慣れな調整作業者による作業においても調整ミスが少なくなり、また、基地局と移動局等との間の通話品質・通信品質の劣化を防ぐことができる。

また、調整作業者は、電力測定器４０及び調整器５０を用いて、調整後の電力増幅装置３０が出力するＲＦ信号Ｓｒｆを詳細に観察できる。これにより、調整作業者は、ＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルだけではなく歪特性、変調精度及び隣接チャネル漏洩電力比等の各種の特性を確認しながら調整作業を行うことができる。

また、調整作業者は、調整器５０として一般に流通するパーソナルコンピュータを、電力測定器４０として一般に流通するスペクトラムアナライザ等を使用できるので、基地局の設置や保守点検等の際に、利得調整システム１０を容易に組むことができる。

また、調整器５０が調整信号Ｓａ０、Ｓａ１、及びＳａ２を出力した場合のみ、第１の制御部３０５及び第２の制御部３１２が動作する。このため、利得調整システム１０は、基地局の通常運用に必要のない余分な電力を消費することがなく、消費電力を節約することができる。

また、第１の制御部３０５及び第２の制御部３１２は、測定信号Ｓｐ１及びＳｐ２の受信と、これらの測定信号に基づく調整とをそれぞれ反復して行う。これにより、電力増幅装置３０の構成要素の特性が経年劣化等によって変化した場合であっても、Ａ／Ｄコンバ−タ３０３及びＤ／Ａコンバ−タに入力されるＲＦ信号Ｓｒｆの電力を、適正な電力レベルに調整することができる。

また、まず第１の可変減衰器３０１の利得Ｌ１が調整され、次に第２の可変減衰器３０７の利得Ｌ２が調整される。つまり、調整器５０は、利得が調整されていない可変減衰器のうち、送信機２０が出力する一定の電力レベルのＲＦ信号Ｓｒｆを受信する可変減衰器のいずれか、又は、利得を調整された可変減衰器が出力するＲＦ信号Ｓｒｆを他の可変減衰器を経由せずに受信する可変減衰器のいずれかから順に利得を調整する。これにより、利得調整システム１０は、調整に必要のない余分な処理をすることなく、効率的に調整を行うことができる。

また、調整器５０が送信機２０に一定の電力のＲＦ信号Ｓｒｆを出力させるため、電力増幅装置３０に入力されるＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルが不明な場合でも、利得調整システム１０は、電力増幅装置３０の利得を調整することができる。

また、電力測定器４０は調整の確認を行うためにのみ使用され、調整の処理には関係ないので、電力測定器４０を省いて利得調整システム１０を構成してもよい。この場合は、電力増幅装置３０が出力するＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルが不明になる。この場合であっても、利得調整システム１０は電力増幅装置３０を構成する各構成要素の利得を調整することができる。

上述の実施形態において、電力増幅装置３０は、利得を調整するための構成要素として２個の可変減衰器を備えているが、利得を調整するための構成要素を３個以上備えてもよい。この場合、利得調整システム１０によって、電力増幅装置３０内部の３個以上の構成要素が、適正な電力レベルのＲＦ信号Ｓｒｆを受信することができる。

上述の実施形態において、利得調整システム１０は、利得を調整するための構成要素として可変減衰器を備え、ＲＦ信号Ｓｒｆの電力レベルを増幅させる構成要素として増幅器を備えたが、これらに代えて可変増幅器を備えてもよい。例えば、利得調整システム１０は、第１の可変減衰器３０１及び第１の増幅器３０２に代えて１個の可変増幅器を用いて、ＲＦ信号Ｓｒｆの利得の調整及び電力の増幅をしてもよい。この場合、構成要素の数を減らすことができ、電力増幅装置３０を簡素な構成とすることができる。

上述の実施形態において、検波器３１１が測定信号を第２の制御部３１２へ出力したが、方向性結合器３１０及び検波器３１１を省いて構成してもよい。この場合、調整器５０が、調整を開始する指示とともに電力測定器４０が測定した電力レベルの情報を、調整信号Ｓａ２として第２の制御部３１２へ出力してもよい。

上述の実施形態において、複数の制御部のそれぞれが、複数の可変減衰器のそれぞれに対して制御信号を出力したが、１個の制御部が複数の可変減衰器に対して制御信号を出力してもよい。また、一又は複数の制御部を、調整器５０の構成要素としてもよい。この場合、調整器５０が、測定信号を受信し、可変減衰器へ制御信号を出力する構成としてもよい。

上述の実施形態において、第１の可変減衰器３０１の利得Ｌ１がまず調整され、次に第２の可変減衰器３０７の利得Ｌ２が調整されるように、調整器５０が調整信号を出力したが、調整器５０は調整信号Ｓａ０、Ｓａ１、及びＳａ２を任意の順序で出力してもよい。例えば、調整器５０が調整信号Ｓａ０、Ｓａ１、及びＳａ２を同時に出力すれば、調整に要する時間を短縮することができる。また、例えば、調整器５０が調整信号Ｓａ０、Ｓａ１、及びＳａ２を順次出力すれば、電力測定器４０を用いて電力増幅装置３０の出力信号を観察することにより、電力増幅装置内部の経年劣化の度合いを推測することが可能となる。

上述の実施形態において、調整器５０として一般に流通するパーソナルコンピュータを、電力測定器４０としてスペクトラムアナライザ等をそれぞれ用いたが、これには限られない。例えば、調整信号を出力する専用の回路又は回路及びプログラムを調整器５０として作成してもよいし、調整器５０及び電力測定器４０と同様の機能を有する１個の機器を用いて利得調整システム１０を構成してもよい。

上述の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
無線周波数信号の電力を変更する複数の変更手段と、
前記複数の変更手段によって変更された前記無線周波数信号それぞれの電力を測定する測定手段と、
前記複数の変更手段によって変更された前記無線周波数信号それぞれの適正な電力と、前記測定手段によって測定された電力との比較に基づいて、前記変更手段それぞれの利得を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする電力増幅装置。

（付記２）
前記変更手段それぞれは、
前記無線周波数信号の電力を減衰させる可変減衰手段と、
前記無線周波数信号の電力を増幅する定率増幅手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記可変減衰手段それぞれの利得を制御する、
ことを特徴とする付記１に記載の電力増幅装置。

（付記３）
前記変更手段それぞれは、
前記無線周波数信号の電力を増幅する、
ことを特徴とする付記１に記載の電力増幅装置。

（付記４）
前記制御手段は、
前記複数の変更手段によって電力が変更された前記無線周波数信号それぞれの適正な電力と、前記測定手段によって測定された電力との比較、及び、この比較に基づく前記変更手段それぞれの利得の制御を交互に行う、
ことを特徴とする付記１乃至３のいずれか一項に記載の電力増幅装置。

（付記５）
付記１乃至４のいずれか一項に記載の電力増幅装置を有することを特徴とする基地局装置。

（付記６）
無線周波数信号を生成する信号生成手段と、
付記１乃至４のいずれか一項に記載の電力増幅装置と、
前記電力増幅装置が備える制御手段に制御を開始させる開始手段と、
を備えることを特徴とする利得調整システム。

（付記７）
前記開始手段は、
前記電力増幅装置が備える複数の変更手段のうち、前記制御手段によって利得が調整されておらず、前記信号生成手段から出力された前記無線周波数信号が前記変更手段を経由せずに入力される前記複数の変更手段のいずれか、又は、前記制御手段によって利得が調整された前記変更手段それぞれが出力する前記無線周波数信号が前記変更手段を経由せずに入力される前記複数の変更手段のいずれかから順に利得を制御するための動作を前記制御手段に開始させる、
ことを特徴とする付記６に記載の利得調整システム。

（付記８）
無線周波数信号を生成する信号生成ステップと、
前記無線周波数信号の電力を変更する複数の変更ステップと、
前記複数の変更ステップによって変更された前記無線周波数信号それぞれの電力を測定する測定ステップと、
前記複数の変更ステップによって変更された前記無線周波数信号それぞれの適正な電力と、前記測定ステップによって測定された電力との比較に基づいて、前記変更ステップそれぞれの利得を制御する制御ステップと、
前記制御ステップを開始させる開始ステップと、
を含むことを特徴とする利得調整方法。

１０ 利得調整システム
２０ 送信機
３０ 電力増幅装置
３０１ 第１の可変減衰器
３０２ 第１の増幅器
３０３ Ａ／Ｄコンバータ
３０４ 電力測定部
３０５ 第１の制御部
３０６ デジタル信号処理部
３０７ 第２の可変減衰器
３０８ Ｄ／Ａコンバータ
３０９ 第２の増幅器
３１０ 方向性結合器
３１１ 検波器
３１２ 第２の制御部
４０ 電力測定器
５０ 調整器
Ｓｒｆ ＲＦ信号
Ｓａ０、Ｓａ１、Ｓａｆ、Ｓａ２ 調整信号
Ｓｃ１、Ｓｃ２ 制御信号
Ｓｐ１、Ｓｐ２、Ｓｐ３ 測定信号

Claims (8)

1. 無線周波数信号の電力を変更する複数の変更手段と、
   前記複数の変更手段によって変更された前記無線周波数信号それぞれの電力を測定する測定手段と、
   前記複数の変更手段によって変更された前記無線周波数信号それぞれの適正な電力と、前記測定手段によって測定された電力との比較に基づいて、前記変更手段それぞれの利得を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする電力増幅装置。
2. 前記変更手段それぞれは、
   前記無線周波数信号の電力を減衰させる可変減衰手段と、
   前記無線周波数信号の電力を増幅する定率増幅手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記可変減衰手段それぞれの利得を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力増幅装置。
3. 前記変更手段それぞれは、
   前記無線周波数信号の電力を増幅する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力増幅装置。
4. 前記制御手段は、
   前記複数の変更手段によって電力が変更された前記無線周波数信号それぞれの適正な電力と、前記測定手段によって測定された電力との比較、及び、この比較に基づく前記変更手段それぞれの利得の制御を交互に行う、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電力増幅装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電力増幅装置を有することを特徴とする基地局装置。
6. 無線周波数信号を生成する信号生成手段と、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電力増幅装置と、
   前記電力増幅装置が備える制御手段に制御を開始させる開始手段と、
   を備えることを特徴とする利得調整システム。
7. 前記開始手段は、
   前記電力増幅装置が備える複数の変更手段のうち、前記制御手段によって利得が調整されておらず、前記信号生成手段から出力された前記無線周波数信号が前記変更手段を経由せずに入力される前記複数の変更手段のいずれか、又は、前記制御手段によって利得が調整された前記変更手段それぞれが出力する前記無線周波数信号が前記変更手段を経由せずに入力される前記複数の変更手段のいずれかから順に利得を制御するための動作を前記制御手段に開始させる、
   ことを特徴とする請求項６に記載の利得調整システム。
8. 無線周波数信号を生成する信号生成ステップと、
   前記無線周波数信号の電力を変更する複数の変更ステップと、
   前記複数の変更ステップによって変更された前記無線周波数信号それぞれの電力を測定する測定ステップと、
   前記複数の変更ステップによって変更された前記無線周波数信号それぞれの適正な電力と、前記測定ステップによって測定された電力との比較に基づいて、前記変更ステップそれぞれの利得を制御する制御ステップと、
   前記制御ステップを開始させる開始ステップと、
   を含むことを特徴とする利得調整方法。

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