JP3012230B2 - 可変電力増幅器の電力制御システム及びその方法 - Google Patents
可変電力増幅器の電力制御システム及びその方法Info
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- JP3012230B2 JP3012230B2 JP10365258A JP36525898A JP3012230B2 JP 3012230 B2 JP3012230 B2 JP 3012230B2 JP 10365258 A JP10365258 A JP 10365258A JP 36525898 A JP36525898 A JP 36525898A JP 3012230 B2 JP3012230 B2 JP 3012230B2
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- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
- H03F1/0261—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the polarisation voltage or current, e.g. gliding Class A
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- H04W52/30—TPC using constraints in the total amount of available transmission power
- H04W52/34—TPC management, i.e. sharing limited amount of power among users or channels or data types, e.g. cell loading
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
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- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は通信ネットワークに
係り、特に、基地局内の送信器に用いる電力増幅器に関
する。
係り、特に、基地局内の送信器に用いる電力増幅器に関
する。
【０００２】
【従来の技術】１９９６年現在、全世界で７千５百万以
上の人々が携帯電話を使用しており、２０００年には携
帯電話加入者はおよそ３億になると見込まれる。米国で
は専門の移動通信サービス業者のみならず、U．S．Wes
t，Bell Atlantic，Southwestern Bellのような地域電
話業者、AT＆T，Sprintのような国内長距離電話業者も
移動通信サービスを提供する。このような競争は結果的
に、移動通信サービスの料金を引き下げるため携帯電話
の技術を急速に進歩させている。現在、アナログ移動通
信システムとディジタル移動通信システムが競争し、従
来の周波数分割多重接続（ＦＤＭＡ：frequency divisi
on multiple access）及び時分割多重接続（ＴＤＭＡ：
time division multiple access）システムと符号分割
多重接続（ＣＤＭＡ：code division multiple acces
s）システムが競争している。
上の人々が携帯電話を使用しており、２０００年には携
帯電話加入者はおよそ３億になると見込まれる。米国で
は専門の移動通信サービス業者のみならず、U．S．Wes
t，Bell Atlantic，Southwestern Bellのような地域電
話業者、AT＆T，Sprintのような国内長距離電話業者も
移動通信サービスを提供する。このような競争は結果的
に、移動通信サービスの料金を引き下げるため携帯電話
の技術を急速に進歩させている。現在、アナログ移動通
信システムとディジタル移動通信システムが競争し、従
来の周波数分割多重接続（ＦＤＭＡ：frequency divisi
on multiple access）及び時分割多重接続（ＴＤＭＡ：
time division multiple access）システムと符号分割
多重接続（ＣＤＭＡ：code division multiple acces
s）システムが競争している。
【０００３】一つの移動通信システム内でより多数の加
入者を受容するためには、各々のセルサイトを縮小して
同一の地域により多くのセルサイトを使用し、高度に分
割多重化する必要がある。このため移動通信基地局数が
増加して基本的な維持コストも増加するので、装置コス
ト、維持／補修コスト及び運用コストの節減が非常に重
要となり、技術革新に拍車をかけている。
入者を受容するためには、各々のセルサイトを縮小して
同一の地域により多くのセルサイトを使用し、高度に分
割多重化する必要がある。このため移動通信基地局数が
増加して基本的な維持コストも増加するので、装置コス
ト、維持／補修コスト及び運用コストの節減が非常に重
要となり、技術革新に拍車をかけている。
【０００４】このような技術革新は、拡張されたディジ
タルサービスや移動通信端末機のバッテリ寿命の延長、
小型軽量化等のようにサービス品質の向上と、小型で信
頼性の高い送受信機等による基地局の装備コスト節減に
焦点を合わせている。これに対して、移動通信システム
の運用コストの節減に関しては技術革新上の限界があっ
た。電力は、移動通信システムの運用コストの中でも最
も重要な要素の一つである。全ての移動通信基地局は、
音声及び／又はデータ信号を移動局（例えば、携帯電
話、移動通信用のモデムを備えた携帯用のコンピュータ
等）に送信するための送信機、及び移動局から音声及び
／又はデータ信号を受信するための受信機を備え、送信
機及び受信機はどちらも、送信信号及び受信信号の強度
を増加させるための電力増幅器を使用する。
タルサービスや移動通信端末機のバッテリ寿命の延長、
小型軽量化等のようにサービス品質の向上と、小型で信
頼性の高い送受信機等による基地局の装備コスト節減に
焦点を合わせている。これに対して、移動通信システム
の運用コストの節減に関しては技術革新上の限界があっ
た。電力は、移動通信システムの運用コストの中でも最
も重要な要素の一つである。全ての移動通信基地局は、
音声及び／又はデータ信号を移動局（例えば、携帯電
話、移動通信用のモデムを備えた携帯用のコンピュータ
等）に送信するための送信機、及び移動局から音声及び
／又はデータ信号を受信するための受信機を備え、送信
機及び受信機はどちらも、送信信号及び受信信号の強度
を増加させるための電力増幅器を使用する。
【０００５】通常、ＣＤＭＡ移動通信システムにおいて
は、近距離、或いは遠方の移動局からそれぞれ伝送され
る電力が制御される。このような電力制御は、遠近効
果、即ち近距離の移動局からの強い信号が遠方の移動局
からの弱い信号を圧倒する現象、を克服するために行わ
れる。移動局の出力電力レベルは、移動局内の受信信号
幅と基地局から受信する微調整メッセージとの組み合わ
せにより調整される。
は、近距離、或いは遠方の移動局からそれぞれ伝送され
る電力が制御される。このような電力制御は、遠近効
果、即ち近距離の移動局からの強い信号が遠方の移動局
からの弱い信号を圧倒する現象、を克服するために行わ
れる。移動局の出力電力レベルは、移動局内の受信信号
幅と基地局から受信する微調整メッセージとの組み合わ
せにより調整される。
【０００６】ＣＤＭＡシステムは、パイロットチャネ
ル、同期化チャネル、ページング(paging)チャネル、及
び接続チャネル等を含む複数のコード化チャネルを制御
チャネルとして使用する。稼動中の移動局は、登録メッ
セージを送出してから基地局との通信リンクを形成する
ためにパイロット、ページング及び同期化チャネルを監
視する。
ル、同期化チャネル、ページング(paging)チャネル、及
び接続チャネル等を含む複数のコード化チャネルを制御
チャネルとして使用する。稼動中の移動局は、登録メッ
セージを送出してから基地局との通信リンクを形成する
ためにパイロット、ページング及び同期化チャネルを監
視する。
【０００７】パイロット信号は、基地局により一定の電
力で送信される。移動局は始動時、基地局に対する相対
的な位置に応じて、より強いか、又はより弱いパイロッ
ト信号を取り扱う。移動局は、最初に選択された伝送信
号レベルで基地局に接続しようとする。しかしこの接続
に失敗すると、移動局はより高い伝送信号レベルで再度
接続しようとする。このような過程は移動局が動作を一
時的に中止するか、或いは基地局に接続するまで続けら
れる。
力で送信される。移動局は始動時、基地局に対する相対
的な位置に応じて、より強いか、又はより弱いパイロッ
ト信号を取り扱う。移動局は、最初に選択された伝送信
号レベルで基地局に接続しようとする。しかしこの接続
に失敗すると、移動局はより高い伝送信号レベルで再度
接続しようとする。このような過程は移動局が動作を一
時的に中止するか、或いは基地局に接続するまで続けら
れる。
【０００８】移動局が基地局に接続されると、移動局は
基地局により実現する正常な電力レベルの伝送信号で音
声及び／又はデータ信号を伝送し始める。そして、基地
局は移動局にアップ／ダウンビットを含む信号を伝送
し、アップ／ダウンビットが設定される場合には移動局
の電力が少量増加（アップ）し、アップ／ダウンビット
が設定されていない場合には移動局の電力が少量減少
（ダウン）する。このようにして基地局から移動局それ
ぞれに伝送される分離されたアップ／ダウン制御信号に
より、近距離の移動局の電力は減少し遠方の移動局の電
力は増加する。このような過程は、上記の二つの信号が
ほぼ同一の電力レベルで基地局に伝送されるようになる
まで多数のメッセージフレーム内で繰り返される。
基地局により実現する正常な電力レベルの伝送信号で音
声及び／又はデータ信号を伝送し始める。そして、基地
局は移動局にアップ／ダウンビットを含む信号を伝送
し、アップ／ダウンビットが設定される場合には移動局
の電力が少量増加（アップ）し、アップ／ダウンビット
が設定されていない場合には移動局の電力が少量減少
（ダウン）する。このようにして基地局から移動局それ
ぞれに伝送される分離されたアップ／ダウン制御信号に
より、近距離の移動局の電力は減少し遠方の移動局の電
力は増加する。このような過程は、上記の二つの信号が
ほぼ同一の電力レベルで基地局に伝送されるようになる
まで多数のメッセージフレーム内で繰り返される。
【０００９】ＣＤＭＡシステムでは、基地局により伝送
されるＲＦ（無線周波数）信号に対する電力制御も行
う。この種の電力制御は、隣接セル内の伝送干渉を最少
化するために行われる。そのために、数個の移動局に対
して、基地局は通話チャネル内のＲＦ出力電力レベルを
自動的に所定の減分△１づつ減少させる。この減分△１
は、多数のメッセージフレームに対して基地局の伝送す
るＲＦ信号の出力電力レベルが徐々に減少するように十
分に小さいレベルに設定される。そして、例えば移動局
が五つの連続的な不良フレームを検出すると、基地局か
らの信号が受信不能な程度に微弱であると移動局が判断
し、この移動局は基地局が所定の増分△２だけ電力レベ
ルを増加させるように電力制御信号を基地局に伝送す
る。
されるＲＦ（無線周波数）信号に対する電力制御も行
う。この種の電力制御は、隣接セル内の伝送干渉を最少
化するために行われる。そのために、数個の移動局に対
して、基地局は通話チャネル内のＲＦ出力電力レベルを
自動的に所定の減分△１づつ減少させる。この減分△１
は、多数のメッセージフレームに対して基地局の伝送す
るＲＦ信号の出力電力レベルが徐々に減少するように十
分に小さいレベルに設定される。そして、例えば移動局
が五つの連続的な不良フレームを検出すると、基地局か
らの信号が受信不能な程度に微弱であると移動局が判断
し、この移動局は基地局が所定の増分△２だけ電力レベ
ルを増加させるように電力制御信号を基地局に伝送す
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来のＣＤＭＡ移動通
信システムは、基地局内で電力制御が行われていない。
ＣＤＭＡシステムは、大量の信号歪みは許容されないの
で、スペクトル拡散効果によるＩＳ９５帯域幅の要求条
件を満足させるように、広い領域の作動状況にかけて線
形性をもつＲＦ増幅器を使用すべきである。しかしなが
ら、線形ＲＦ増幅器によるＤＣ−ＲＦ変換は非常に効率
が低い。ＣＤＭＡに用いる増幅器は、ＲＦ波形の線形性
を維持するように一般に８〜１０ｄＢ程度のオーバーヘ
ッド入力電力比を必要とする。
信システムは、基地局内で電力制御が行われていない。
ＣＤＭＡシステムは、大量の信号歪みは許容されないの
で、スペクトル拡散効果によるＩＳ９５帯域幅の要求条
件を満足させるように、広い領域の作動状況にかけて線
形性をもつＲＦ増幅器を使用すべきである。しかしなが
ら、線形ＲＦ増幅器によるＤＣ−ＲＦ変換は非常に効率
が低い。ＣＤＭＡに用いる増幅器は、ＲＦ波形の線形性
を維持するように一般に８〜１０ｄＢ程度のオーバーヘ
ッド入力電力比を必要とする。
【００１１】基地局送信機の電力増幅器は、伝送される
出力信号の相対的な強度に関わらず、相当量の一定の電
力を消費する。例えば、昼間の正常な通話負荷でＲＦ出
力電力レベルは約１０ワットであり、送信機の電力増幅
器により消費される一次ＤＣ電力は約８０〜１００ワッ
ト（即ち、８〜１０ｄＢ程度高い）となる。しかし通話
負荷が小さい夜間の場合、送信器のＲＦ出力電力レベル
は、上述したようにＲＦ出力信号に対して電力制御が行
われることにより約１ワット減少する。にもかかわら
ず、従来技術では電力増幅器の作動バイアスポイントは
固定されているため、昼間と同様に約８０〜１００ワッ
ト程度の一次ＤＣ電力が送信機により消費される。この
ように従来のシステムでは、送信機電力増幅器の消費Ｄ
Ｃ電力の低減は図られてきたが、出力ＲＦ電力レベルが
定常的に保持される点に関して留意されていない。
出力信号の相対的な強度に関わらず、相当量の一定の電
力を消費する。例えば、昼間の正常な通話負荷でＲＦ出
力電力レベルは約１０ワットであり、送信機の電力増幅
器により消費される一次ＤＣ電力は約８０〜１００ワッ
ト（即ち、８〜１０ｄＢ程度高い）となる。しかし通話
負荷が小さい夜間の場合、送信器のＲＦ出力電力レベル
は、上述したようにＲＦ出力信号に対して電力制御が行
われることにより約１ワット減少する。にもかかわら
ず、従来技術では電力増幅器の作動バイアスポイントは
固定されているため、昼間と同様に約８０〜１００ワッ
ト程度の一次ＤＣ電力が送信機により消費される。この
ように従来のシステムでは、送信機電力増幅器の消費Ｄ
Ｃ電力の低減は図られてきたが、出力ＲＦ電力レベルが
定常的に保持される点に関して留意されていない。
【００１２】従って、ＣＤＭＡ移動通信システムでは、
基地局送信機の電力増幅器内で電力制御を実施する技術
が求められる。このようなシステムは、ＲＦ出力信号の
発生に必要なＤＣ電力レベルを減少させるが、同時に増
幅器のＲＦ出力信号のレベルを監視及び維持することが
必要となる。
基地局送信機の電力増幅器内で電力制御を実施する技術
が求められる。このようなシステムは、ＲＦ出力信号の
発生に必要なＤＣ電力レベルを減少させるが、同時に増
幅器のＲＦ出力信号のレベルを監視及び維持することが
必要となる。
【００１３】本発明の目的は、従来のシステムより消費
電力の少ない無線通信システムを具現することにある。
電力の少ない無線通信システムを具現することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、線形電力増幅器の電力消費を制御するための電
力制御器が基地局内に備えられる。
発明は、線形電力増幅器の電力消費を制御するための電
力制御器が基地局内に備えられる。
【００１５】本発明の電力制御器は、複数の移動局と通
信可能な少なくとも一つの基地局を備える無線通信シス
テムの基地局内で線形電力増幅器による電力消費を制御
するための電力制御器であって、線形電力増幅器のＲＦ
出力電力レベルを決める第１電力監視装置と、線形電力
増幅器により消費される一次電力レベルを決める第２電
力監視装置と、前記一次電力レベルとＲＦ出力電力レベ
ルの実際電力比を求め、実際電力比が所定の目標電力比
を維持するように一次電力レベルを調整する処理回路と
を備えてなることを特徴とする。
信可能な少なくとも一つの基地局を備える無線通信シス
テムの基地局内で線形電力増幅器による電力消費を制御
するための電力制御器であって、線形電力増幅器のＲＦ
出力電力レベルを決める第１電力監視装置と、線形電力
増幅器により消費される一次電力レベルを決める第２電
力監視装置と、前記一次電力レベルとＲＦ出力電力レベ
ルの実際電力比を求め、実際電力比が所定の目標電力比
を維持するように一次電力レベルを調整する処理回路と
を備えてなることを特徴とする。
【００１６】処理回路が線形電力増幅器のバイアス電流
を調整し、線形電力増幅器が線形動作するように所定の
目標電力比が選択される。所定の目標電力比は最小臨界
値とし、所定の目標電力比が最大値及び最小値を有する
範囲としても、無線通信システム内の通信負荷状況によ
り決められる変数値としてもよい。処理回路は一次電力
レベルを最小一次電力臨界レベル以上となるように調整
する。処理回路はＲＦ出力電力レベルの事後変化を予想
して一次電力レベルを調整するようにするとよい。
を調整し、線形電力増幅器が線形動作するように所定の
目標電力比が選択される。所定の目標電力比は最小臨界
値とし、所定の目標電力比が最大値及び最小値を有する
範囲としても、無線通信システム内の通信負荷状況によ
り決められる変数値としてもよい。処理回路は一次電力
レベルを最小一次電力臨界レベル以上となるように調整
する。処理回路はＲＦ出力電力レベルの事後変化を予想
して一次電力レベルを調整するようにするとよい。
【００１７】本発明の無線通信システムは、複数の移動
局と通信可能な基地局を複数もつ無線通信システムにお
いて、複数の基地局のうち、少なくとも一つの基地局が
ＲＦ出力電力レベル及び作動電力レベルを決定可能な線
形電力増幅器と、該線形電力増幅器の作動電力レベルを
調整するための電力制御器とを備えてなり、前記電力制
御器は、前記線形電力増幅器のＲＦ出力電力レベルを決
める第１電力監視装置と、前記線形電力増幅器の作動電
力レベルを決める第２電力監視装置と、それら作動電力
レベルとＲＦ出力電力レベルとの実際電力比を求めて実
際電力比が所定の目標電力比を維持するように作動電力
レベルを調整する処理回路とを備えてなることを特徴と
する。
局と通信可能な基地局を複数もつ無線通信システムにお
いて、複数の基地局のうち、少なくとも一つの基地局が
ＲＦ出力電力レベル及び作動電力レベルを決定可能な線
形電力増幅器と、該線形電力増幅器の作動電力レベルを
調整するための電力制御器とを備えてなり、前記電力制
御器は、前記線形電力増幅器のＲＦ出力電力レベルを決
める第１電力監視装置と、前記線形電力増幅器の作動電
力レベルを決める第２電力監視装置と、それら作動電力
レベルとＲＦ出力電力レベルとの実際電力比を求めて実
際電力比が所定の目標電力比を維持するように作動電力
レベルを調整する処理回路とを備えてなることを特徴と
する。
【００１８】本発明の電力消費制御方法は、複数の移動
局と通信可能な少なくとも一つの基地局を備える無線通
信システムの基地局内で線形電力増幅器による電力消費
を制御するための電力消費制御方法であって、線形電力
増幅器のＲＦ出力電力レベルを決める段階と、線形電力
増幅器により消費される一次電力レベルを決める段階
と、前記一次電力レベルとＲＦ出力電力レベルとの実際
電力比を求める段階と、その実際電力比がほぼ所定の目
標電力比を維持するように一次電力レベルを調整する段
階とを含むことを特徴とする。
局と通信可能な少なくとも一つの基地局を備える無線通
信システムの基地局内で線形電力増幅器による電力消費
を制御するための電力消費制御方法であって、線形電力
増幅器のＲＦ出力電力レベルを決める段階と、線形電力
増幅器により消費される一次電力レベルを決める段階
と、前記一次電力レベルとＲＦ出力電力レベルとの実際
電力比を求める段階と、その実際電力比がほぼ所定の目
標電力比を維持するように一次電力レベルを調整する段
階とを含むことを特徴とする。
【００１９】電力レベル調整段階は、線形電力増幅器の
バイアス電流を制御し、線形電力増幅器が線形動作する
ように所定の目標電力比が選択され、所定の目標電力比
が最小臨界値、又は最大値及び最小値を有する範囲で、
目標電力比が無線通信システム内の通信負荷量により決
められる変数値とする。一次電力レベルを調整する段階
は、一次電力レベルを最小一次電力臨界レベル以上とな
るように調整するか、ＲＦ出力電力レベルの事後変化を
予想して一次電力レベルを調整するとよい。
バイアス電流を制御し、線形電力増幅器が線形動作する
ように所定の目標電力比が選択され、所定の目標電力比
が最小臨界値、又は最大値及び最小値を有する範囲で、
目標電力比が無線通信システム内の通信負荷量により決
められる変数値とする。一次電力レベルを調整する段階
は、一次電力レベルを最小一次電力臨界レベル以上とな
るように調整するか、ＲＦ出力電力レベルの事後変化を
予想して一次電力レベルを調整するとよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を詳述す
るが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものでは
なく、一連の施設物への応用等のように様々な変形が可
能であることは当業者には明らかである。
るが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものでは
なく、一連の施設物への応用等のように様々な変形が可
能であることは当業者には明らかである。
【００２１】図１は、本発明を適用する一般的な無線電
話ネットワークを示す図である。無線電話ネットワーク
１００は、基地局（ＢＴＳ）１０１〜１０３のそれぞれ
を含む複数のセルサイト１２１〜１２３を備えるＣＤＭ
Ａに基づくネットワークである。基地局１０１〜１０３
は、複数の移動局（Ｍ）１１１〜１１４と通信するよう
に作動する。移動局１１１〜１１４は、携帯電話、ＰＣ
Ｓ端末機、携帯用コンピュータ及び計測装置等各種の端
末装置である。
話ネットワークを示す図である。無線電話ネットワーク
１００は、基地局（ＢＴＳ）１０１〜１０３のそれぞれ
を含む複数のセルサイト１２１〜１２３を備えるＣＤＭ
Ａに基づくネットワークである。基地局１０１〜１０３
は、複数の移動局（Ｍ）１１１〜１１４と通信するよう
に作動する。移動局１１１〜１１４は、携帯電話、ＰＣ
Ｓ端末機、携帯用コンピュータ及び計測装置等各種の端
末装置である。
【００２２】基地局１０１〜１０３のセルサイトの境界
を点線で示しているが、便宜上、図示のようにセルサイ
トはほぼ円形状とする。実際には、セルサイトは、セル
の相対的な配置及び自然的、人工的障害物により様々な
形状（六角形等）となり得る。
を点線で示しているが、便宜上、図示のようにセルサイ
トはほぼ円形状とする。実際には、セルサイトは、セル
の相対的な配置及び自然的、人工的障害物により様々な
形状（六角形等）となり得る。
【００２３】基地局１０１〜１０３は、相互間及び公衆
電話システム（図示せず）に音声及び／又はデータ信号
を伝送する。通信ライン１３１は、Ｔ１ライン、Ｔ３ラ
イン、光ファイバリンク、ネットワークバックボーン接
続等の適宜な接続手段とする。本例においては、基地局
１０１，基地局１０２，基地局１０３は相互間及び公衆
電話システムと、衛星リンクにより無線で接続される。
電話システム（図示せず）に音声及び／又はデータ信号
を伝送する。通信ライン１３１は、Ｔ１ライン、Ｔ３ラ
イン、光ファイバリンク、ネットワークバックボーン接
続等の適宜な接続手段とする。本例においては、基地局
１０１，基地局１０２，基地局１０３は相互間及び公衆
電話システムと、衛星リンクにより無線で接続される。
【００２４】一般的な無線ネットワーク１００では、セ
ルサイト１２１内に位置する移動局１１１は基地局１０
１と接続され、セルサイト１２２内に位置する移動局１
１３は基地局１０２と接続され、セルサイト１２３内に
位置する移動局１１４は基地局１０３と接続される。移
動局１１２は、セルサイト１２１内でもセルサイト１２
３との境界部の近くに位置しており、移動局１１２に付
された矢印は、移動局１１２がセルサイト１２３の方向
へ移動していることを示す。移動局１１２がセルサイト
１２１から出てセルサイト１２３に進入するとき、即ち
セルサイト１２１とセルサイト１２３との共通領域に進
入する地点で“ハンドオフ（handoff：セル交換）”を
実施する。
ルサイト１２１内に位置する移動局１１１は基地局１０
１と接続され、セルサイト１２２内に位置する移動局１
１３は基地局１０２と接続され、セルサイト１２３内に
位置する移動局１１４は基地局１０３と接続される。移
動局１１２は、セルサイト１２１内でもセルサイト１２
３との境界部の近くに位置しており、移動局１１２に付
された矢印は、移動局１１２がセルサイト１２３の方向
へ移動していることを示す。移動局１１２がセルサイト
１２１から出てセルサイト１２３に進入するとき、即ち
セルサイト１２１とセルサイト１２３との共通領域に進
入する地点で“ハンドオフ（handoff：セル交換）”を
実施する。
【００２５】“ハンドオフ”とは、第１セルから第２セ
ルへの通話制御を転換するための周知の過程であり、例
えば、移動局１１２が基地局１０１と接続中に基地局１
０１からの信号が微弱になっていると感知した場合、移
動局１１２は、基地局１０１から伝送される信号よりも
強い信号をもつ基地局に転換する。移動局１１２と基地
局１０３は新たな通信リンクを形成し、処理中の音声及
び／又はデータ信号を基地局１０３を通じて伝送するよ
うに所定の信号を基地局１０１及び公衆電話ネットワー
クに伝える。これにより、通話は基地局１０１から基地
局１０３に連続的に行われる。
ルへの通話制御を転換するための周知の過程であり、例
えば、移動局１１２が基地局１０１と接続中に基地局１
０１からの信号が微弱になっていると感知した場合、移
動局１１２は、基地局１０１から伝送される信号よりも
強い信号をもつ基地局に転換する。移動局１１２と基地
局１０３は新たな通信リンクを形成し、処理中の音声及
び／又はデータ信号を基地局１０３を通じて伝送するよ
うに所定の信号を基地局１０１及び公衆電話ネットワー
クに伝える。これにより、通話は基地局１０１から基地
局１０３に連続的に行われる。
【００２６】従来の無線電話システムで基地局１０１〜
１０３内の送信機は、セルサイト有効(coverage)領域の
サイズ（及び形態）に応じて選択されるＲＦ出力電力レ
ベルで信号を送出する。ＲＦ出力電力レベルは、セルサ
イトの境界近距離に位置する移動局が十分に安定して通
信リンクを形成できる程度の最小電力レベルに設定され
る。信号特性が最小許容値以下になるような場合、各々
の移動局は基地局のＲＦ出力電力レベルを増加させるよ
うに基地局に制御信号を伝送する。さらに、基地局は移
動局から受信されたＲＦ信号がほぼ同一の電力で受信さ
れるように移動局のＲＦ出力電力レベルを減少又は増加
させる制御信号を移動局に伝送する。
１０３内の送信機は、セルサイト有効(coverage)領域の
サイズ（及び形態）に応じて選択されるＲＦ出力電力レ
ベルで信号を送出する。ＲＦ出力電力レベルは、セルサ
イトの境界近距離に位置する移動局が十分に安定して通
信リンクを形成できる程度の最小電力レベルに設定され
る。信号特性が最小許容値以下になるような場合、各々
の移動局は基地局のＲＦ出力電力レベルを増加させるよ
うに基地局に制御信号を伝送する。さらに、基地局は移
動局から受信されたＲＦ信号がほぼ同一の電力で受信さ
れるように移動局のＲＦ出力電力レベルを減少又は増加
させる制御信号を移動局に伝送する。
【００２７】本例の無線通信システム１００内の基地局
送信機は、本発明による可変送信電力増幅器を備え、も
っと低い一次電力レベルでも各ＲＦ出力信号電力レベル
が維持可能であると判断される場合には、基地局１０１
〜１０３のうちいずれか一つ以上の該当局のＤＣ一次電
力消費量を減少させるように動作する。
送信機は、本発明による可変送信電力増幅器を備え、も
っと低い一次電力レベルでも各ＲＦ出力信号電力レベル
が維持可能であると判断される場合には、基地局１０１
〜１０３のうちいずれか一つ以上の該当局のＤＣ一次電
力消費量を減少させるように動作する。
【００２８】基地局送信機から移動局に伝送される音
声、データ及び／又は制御信号を以下総合して“順方向
チャネル信号”、また移動局から基地局受信機に伝送さ
れる音声、データ及び／又は制御信号を“逆方向チャネ
ル信号”と記載する。
声、データ及び／又は制御信号を以下総合して“順方向
チャネル信号”、また移動局から基地局受信機に伝送さ
れる音声、データ及び／又は制御信号を“逆方向チャネ
ル信号”と記載する。
【００２９】図２は、本発明による可変送信電力増幅器
２０３を用いた基地局１０１の構成を示す図である。基
地局１０１は、タワートップ(towertop)システム２０１
及びグラウンドユニット２１１から構成される。グラウ
ンドユニット２１１は、インタフェース（ＩＦ）２３５
を通じて通信ライン１３１に接続される。
２０３を用いた基地局１０１の構成を示す図である。基
地局１０１は、タワートップ(towertop)システム２０１
及びグラウンドユニット２１１から構成される。グラウ
ンドユニット２１１は、インタフェース（ＩＦ）２３５
を通じて通信ライン１３１に接続される。
【００３０】タワートップシステム２０１は、低雑音受
信機増幅器２０２、可変送信電力増幅器２０３及びバイ
アス制御回路２０４から構成される。低雑音受信機増幅
器２０２は、アンテナ２０５で受信される移動局から伝
送された逆方向チャネル信号を、グラウンドユニット２
１１に中継するまえに増幅するもので、これによりタワ
ートップシステム２０１とグラウンドユニット２１１間
のリンクで発生する可能性のあるライン損失が減少す
る。可変送信電力増幅器２０３は、順方向チャネル信号
をアンテナ２０５を通じて各移動局に伝送する。バイア
ス制御回路２０４は、可変送信電力増幅器２０３により
消費されるＤＣ一次電力を調整する。なお、アンテナは
送信及び受信用に分離されたものを用いることもでき
る。
信機増幅器２０２、可変送信電力増幅器２０３及びバイ
アス制御回路２０４から構成される。低雑音受信機増幅
器２０２は、アンテナ２０５で受信される移動局から伝
送された逆方向チャネル信号を、グラウンドユニット２
１１に中継するまえに増幅するもので、これによりタワ
ートップシステム２０１とグラウンドユニット２１１間
のリンクで発生する可能性のあるライン損失が減少す
る。可変送信電力増幅器２０３は、順方向チャネル信号
をアンテナ２０５を通じて各移動局に伝送する。バイア
ス制御回路２０４は、可変送信電力増幅器２０３により
消費されるＤＣ一次電力を調整する。なお、アンテナは
送信及び受信用に分離されたものを用いることもでき
る。
【００３１】グラウンドユニット２１１は、制御処理器
（ＣＰ）２１５（処理回路に相当する）、データテーブ
ル２２５をもつメモリ２２０、及び多数のディジタル信
号処理器（ＤＳＰ）２１２〜２１４（第１及び第２電力
監視装置に相当する）から構成される。制御処理器２１
５の制御により、各ディジタル信号処理器は、音声、デ
ータ及び／又は制御信号を低雑音受信機増幅器２０２か
ら受信し、また、可変送信電力増幅器２０３に送信す
る。グラウンドユニット２１１内の構成要素間の通信は
データバス２３０を通じて行われる。
（ＣＰ）２１５（処理回路に相当する）、データテーブ
ル２２５をもつメモリ２２０、及び多数のディジタル信
号処理器（ＤＳＰ）２１２〜２１４（第１及び第２電力
監視装置に相当する）から構成される。制御処理器２１
５の制御により、各ディジタル信号処理器は、音声、デ
ータ及び／又は制御信号を低雑音受信機増幅器２０２か
ら受信し、また、可変送信電力増幅器２０３に送信す
る。グラウンドユニット２１１内の構成要素間の通信は
データバス２３０を通じて行われる。
【００３２】制御処理器２１５は、ディジタル信号処理
器２１２，２１３，２１４の動作を制御する。ディジタ
ル信号処理器２１２，２１３，２１４は、移動局から送
信された逆方向チャネル信号の電力レベルを測定し、可
変送信電力増幅器２０３内のＲＦ出力電力レベルを調整
するため、移動局から基地局１０１に搬送される一つ以
上の電力制御信号を逆方向チャネル信号から検出して抽
出する。
器２１２，２１３，２１４の動作を制御する。ディジタ
ル信号処理器２１２，２１３，２１４は、移動局から送
信された逆方向チャネル信号の電力レベルを測定し、可
変送信電力増幅器２０３内のＲＦ出力電力レベルを調整
するため、移動局から基地局１０１に搬送される一つ以
上の電力制御信号を逆方向チャネル信号から検出して抽
出する。
【００３３】移動局から受信されたＲＦ電力制御信号及
び／又はディジタル信号処理器２１２〜２１４により測
定されたＲＦ電力レベルは、メモリ２２０のテーブル２
２５に、受信信号強度指示（ＲＳＳＩ：received signa
l strength indicator）データＲＳＳＩ１〜Ｎとして貯
蔵される。ＲＳＳＩ１〜Ｎは各々、基地局により調整さ
れるＮ個の逆方向チャネル信号中の一つと結合され、可
変送信電力増幅器２０３のＲＦ出力電力レベルは、メモ
リ２２０に“ＲＦ電力発信終了”情報として貯蔵され
る。同様に、可変送信電力増幅器２０３により消費され
る作動電力（即ちＤＣ一次電力）は、メモリ２２０に
“ＤＣ一次電力”情報として貯蔵される。
び／又はディジタル信号処理器２１２〜２１４により測
定されたＲＦ電力レベルは、メモリ２２０のテーブル２
２５に、受信信号強度指示（ＲＳＳＩ：received signa
l strength indicator）データＲＳＳＩ１〜Ｎとして貯
蔵される。ＲＳＳＩ１〜Ｎは各々、基地局により調整さ
れるＮ個の逆方向チャネル信号中の一つと結合され、可
変送信電力増幅器２０３のＲＦ出力電力レベルは、メモ
リ２２０に“ＲＦ電力発信終了”情報として貯蔵され
る。同様に、可変送信電力増幅器２０３により消費され
る作動電力（即ちＤＣ一次電力）は、メモリ２２０に
“ＤＣ一次電力”情報として貯蔵される。
【００３４】制御処理器２１５は、可変送信電力増幅器
２０３内のＤＣ一次電力が、現在のＲＦ出力電力レベル
を維持しながら減少可能限界点まで減少させられるかを
決めるために、ＲＦ電力発信終了情報及びＤＣ一次電力
情報の値を連続的に監視する。ＤＣ一次電力を減少させ
るため、制御処理器２１５は可変送信電力増幅器２０３
のＤＣバイアス電流を調整するバイアス制御回路２０４
に制御信号を伝送する。
２０３内のＤＣ一次電力が、現在のＲＦ出力電力レベル
を維持しながら減少可能限界点まで減少させられるかを
決めるために、ＲＦ電力発信終了情報及びＤＣ一次電力
情報の値を連続的に監視する。ＤＣ一次電力を減少させ
るため、制御処理器２１５は可変送信電力増幅器２０３
のＤＣバイアス電流を調整するバイアス制御回路２０４
に制御信号を伝送する。
【００３５】可変送信電力増幅器２０３により消費され
るＤＣ一次電力（即ち作動電力）は、地域施設物から供
給されたＡＣ電力から、可変送信電力増幅器２０３又は
基地局１０１内のどこかに位置したＡＣ−ＤＣ変換器に
より実際に変換されたものであることは当業者には明ら
かである。可変送信電力増幅器２０３により消費される
ＤＣ電力量の減少により、システムの消費するＡＣ電力
量も大幅に減少し、これにより基地局の運用コストを低
減することができる。
るＤＣ一次電力（即ち作動電力）は、地域施設物から供
給されたＡＣ電力から、可変送信電力増幅器２０３又は
基地局１０１内のどこかに位置したＡＣ−ＤＣ変換器に
より実際に変換されたものであることは当業者には明ら
かである。可変送信電力増幅器２０３により消費される
ＤＣ電力量の減少により、システムの消費するＡＣ電力
量も大幅に減少し、これにより基地局の運用コストを低
減することができる。
【００３６】図３は、本発明によるバイアス制御回路及
び可変送信電力増幅器の一例を示す回路図である。
び可変送信電力増幅器の一例を示す回路図である。
【００３７】可変送信電力増幅器２０３は、抵抗器Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と、ＰＮＰ型のトランジスタＴ
１，Ｔ２からなる電流ミラー回路と、高電力ＦＥＴ（電
界効果トランジスタ）型のトランジスタＴ５からなる電
力増幅器とを備えてなる。本例の可変送信電力増幅器２
０３は、＋１０.４Ｖ及び−５ＶのＤＣ供給電圧で作動
し、ＤＣ供給電圧は基地局内の一つ以上のＡＣ−ＤＣ変
換器（図示せず）から印加される。
１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と、ＰＮＰ型のトランジスタＴ
１，Ｔ２からなる電流ミラー回路と、高電力ＦＥＴ（電
界効果トランジスタ）型のトランジスタＴ５からなる電
力増幅器とを備えてなる。本例の可変送信電力増幅器２
０３は、＋１０.４Ｖ及び−５ＶのＤＣ供給電圧で作動
し、ＤＣ供給電圧は基地局内の一つ以上のＡＣ−ＤＣ変
換器（図示せず）から印加される。
【００３８】バイアス制御回路２０４は、ＭＯＳＦＥＴ
（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）型のトラン
ジスタＴ３，Ｔ４から構成される。トランジスタＴ３及
び抵抗器Ｒ５は、バイアス制御信号ＢＣ１により選択さ
れる第１バイアス制御段を形成し、トランジスタＴ４及
び抵抗器Ｒ６は、バイアス制御信号ＢＣ２により選択さ
れる第２バイアス制御段を形成する。なお、要求される
ＤＣ一次電力制御の程度に応じて追加バイアス制御段が
追加される。ＭＯＳＦＥＴ型のトランジスタＴ６及び抵
抗器Ｒ７は、選択可能なＤＣ一次レベルの数を増加させ
るために、バイアス制御回路２０４に追加される“第ｎ
番目”のバイアス制御段を示す。バイアス制御信号ＢＣ
１，ＢＣ２，ＢＣ３，…，ＢＣｎは、２ｎ個のうちいず
れか一つのＤＣ一次電力レベルを選択するのに使用す
る。
（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）型のトラン
ジスタＴ３，Ｔ４から構成される。トランジスタＴ３及
び抵抗器Ｒ５は、バイアス制御信号ＢＣ１により選択さ
れる第１バイアス制御段を形成し、トランジスタＴ４及
び抵抗器Ｒ６は、バイアス制御信号ＢＣ２により選択さ
れる第２バイアス制御段を形成する。なお、要求される
ＤＣ一次電力制御の程度に応じて追加バイアス制御段が
追加される。ＭＯＳＦＥＴ型のトランジスタＴ６及び抵
抗器Ｒ７は、選択可能なＤＣ一次レベルの数を増加させ
るために、バイアス制御回路２０４に追加される“第ｎ
番目”のバイアス制御段を示す。バイアス制御信号ＢＣ
１，ＢＣ２，ＢＣ３，…，ＢＣｎは、２ｎ個のうちいず
れか一つのＤＣ一次電力レベルを選択するのに使用す
る。
【００３９】電流ミラーの基準アームを形成する抵抗器
Ｒ１、トランジスタＴ１及び抵抗器Ｒ２を通じて基準電
流ＩＲが流れる。例えば低電力モードでは、基準電流Ｉ
Ｒが１ｍＡ、ＲＦ増幅器ＤＣ供給電圧Ｖｄｄが＋１０Ｖ
DCであれば、トランジスタＴ１及びＴ２のベース電圧Ｖ
ｄは＋９.３ＶDC、Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ４００Ω及び
９.３ＫΩとなる。そして、トランジスタＴ１，Ｔ２は
同一のベース電流Ｉｂを有する一対の整合トランジスタ
なので、同じ１ｍＡの基準電流ＩＲがトランジスタＴ２
のエミッタ及びコレクタを通じて流れる。
Ｒ１、トランジスタＴ１及び抵抗器Ｒ２を通じて基準電
流ＩＲが流れる。例えば低電力モードでは、基準電流Ｉ
Ｒが１ｍＡ、ＲＦ増幅器ＤＣ供給電圧Ｖｄｄが＋１０Ｖ
DCであれば、トランジスタＴ１及びＴ２のベース電圧Ｖ
ｄは＋９.３ＶDC、Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ４００Ω及び
９.３ＫΩとなる。そして、トランジスタＴ１，Ｔ２は
同一のベース電流Ｉｂを有する一対の整合トランジスタ
なので、同じ１ｍＡの基準電流ＩＲがトランジスタＴ２
のエミッタ及びコレクタを通じて流れる。
【００４０】可変送信電力増幅器２０３が低電力モード
で作動する場合、ＭＯＳＦＥＴ型のトランジスタＴ３，
Ｔ４が動作を停止するように信号ＢＣ１，ＢＣ２は“論
理０”に設定される。トランジスタＴ３，Ｔ４の動作が
停止していると、抵抗Ｒ５，Ｒ６には電流が流れず、ト
ランジスタＴ５、Ｔ６及び抵抗Ｒ４内に流れる全ての電
流は抵抗Ｒ３を通じて供給される。仮に、Ｖｄｄが＋１
０Ｖ、低電力モードのＤＣバイアス電流（即ち、ＲＦＯ
ＵＴの負荷）が１Ａに固定されると、感知抵抗Ｒ３は
０.４Ωとなる。抵抗Ｒ４の抵抗値は、トランジスタＴ
５のゲート上に適宜なＤＣバイアス電圧Ｖｇを提供する
ように選択される。
で作動する場合、ＭＯＳＦＥＴ型のトランジスタＴ３，
Ｔ４が動作を停止するように信号ＢＣ１，ＢＣ２は“論
理０”に設定される。トランジスタＴ３，Ｔ４の動作が
停止していると、抵抗Ｒ５，Ｒ６には電流が流れず、ト
ランジスタＴ５、Ｔ６及び抵抗Ｒ４内に流れる全ての電
流は抵抗Ｒ３を通じて供給される。仮に、Ｖｄｄが＋１
０Ｖ、低電力モードのＤＣバイアス電流（即ち、ＲＦＯ
ＵＴの負荷）が１Ａに固定されると、感知抵抗Ｒ３は
０.４Ωとなる。抵抗Ｒ４の抵抗値は、トランジスタＴ
５のゲート上に適宜なＤＣバイアス電圧Ｖｇを提供する
ように選択される。
【００４１】感知抵抗Ｒ３に非常に高い電流が流れる
と、トランジスタＴ２のエミッタのＤＣ電力レベルＶ
ｄｄは減少し始め、トランジスタＴ２はターンオフ状態
となる。これにより、ＦＥＴ型のトランジスタＴ５のゲ
ート上のバイアス電圧Ｖｇも相当量減少する。従って、
トランジスタＴ５のドレインを通じて流れる電流が減少
し始め、これにより抵抗Ｒ３内のＤＣバイアス電流も減
少する。一方、感知抵抗Ｒ３のＤＣバイアス電流が非常
に低くなると、トランジスタＴ２のエミッターのＤＣ電
力レベルＶｄｄは上昇し始め、トランジスタＴ２はより
強くターンオン状態となる。これにより、トランジスタ
Ｔ５のゲート上のバイアス電圧Ｖｇも相当量増加する。
従って、トランジスタＴ５のドレインを通じて流れる電
流は増加し始め、これにより抵抗Ｒ３内のＤＣバイアス
電流も増加する。つまり、抵抗Ｒ３を通したＤＣバイア
ス電流は１Ａを維持し、電圧Ｖｄｄは＋１０ＶDCを維持
する。
と、トランジスタＴ２のエミッタのＤＣ電力レベルＶ
ｄｄは減少し始め、トランジスタＴ２はターンオフ状態
となる。これにより、ＦＥＴ型のトランジスタＴ５のゲ
ート上のバイアス電圧Ｖｇも相当量減少する。従って、
トランジスタＴ５のドレインを通じて流れる電流が減少
し始め、これにより抵抗Ｒ３内のＤＣバイアス電流も減
少する。一方、感知抵抗Ｒ３のＤＣバイアス電流が非常
に低くなると、トランジスタＴ２のエミッターのＤＣ電
力レベルＶｄｄは上昇し始め、トランジスタＴ２はより
強くターンオン状態となる。これにより、トランジスタ
Ｔ５のゲート上のバイアス電圧Ｖｇも相当量増加する。
従って、トランジスタＴ５のドレインを通じて流れる電
流は増加し始め、これにより抵抗Ｒ３内のＤＣバイアス
電流も増加する。つまり、抵抗Ｒ３を通したＤＣバイア
ス電流は１Ａを維持し、電圧Ｖｄｄは＋１０ＶDCを維持
する。
【００４２】可変送信電力増幅器２０３が高電力モード
で作動する場合、バイアス制御信号ＢＣ１，ＢＣ２等が
論理１（即ち、高電圧）に設定されることにより、トラ
ンジスタＴ３，Ｔ４が所定数ずつターンオン状態とな
る。トランジスタＴ３，Ｔ４は、ターンオン状態の場合
に抵抗Ｒ５及びＲ６を感知抵抗Ｒ３と並列接続状態とす
るスイッチである。ＢＣ１が論理１であれば、Ｔ３はタ
ーンオン状態となり、抵抗Ｒ５は抵抗Ｒ３と並列接続状
態となり、これによりＲ３‖Ｒ５からなる感知抵抗の実
効抵抗は減少するするので、トランジスタＴ５及び出力
端負荷に印加されるＤＣ電流は増加する。例えば、Ｒ３
が０.４Ω、Ｒ５が０.８Ωであれば、実効抵抗Ｒ３‖Ｒ
５は０.２６６７Ω、ＤＣ電流は１.５Ａ（０.４ＶDC／
０.２６６７Ω）となる。
で作動する場合、バイアス制御信号ＢＣ１，ＢＣ２等が
論理１（即ち、高電圧）に設定されることにより、トラ
ンジスタＴ３，Ｔ４が所定数ずつターンオン状態とな
る。トランジスタＴ３，Ｔ４は、ターンオン状態の場合
に抵抗Ｒ５及びＲ６を感知抵抗Ｒ３と並列接続状態とす
るスイッチである。ＢＣ１が論理１であれば、Ｔ３はタ
ーンオン状態となり、抵抗Ｒ５は抵抗Ｒ３と並列接続状
態となり、これによりＲ３‖Ｒ５からなる感知抵抗の実
効抵抗は減少するするので、トランジスタＴ５及び出力
端負荷に印加されるＤＣ電流は増加する。例えば、Ｒ３
が０.４Ω、Ｒ５が０.８Ωであれば、実効抵抗Ｒ３‖Ｒ
５は０.２６６７Ω、ＤＣ電流は１.５Ａ（０.４ＶDC／
０.２６６７Ω）となる。
【００４３】より高い電力モードでは、ＢＣ２が論理１
に設定されることによりＤＣ電流が一層増加し、トラン
ジスタＴ４がターンオン状態となり、抵抗Ｒ６は抵抗Ｒ
３‖Ｒ５と並列状態となる。ＤＣ一次電力の追加的なレ
ベルは、ＤＣバイアス電流を制御するように感知抵抗の
実効抵抗値を変動することにより、２ｎ個の電力レベル
の選択が可能である。従って、制御処理器２１５は、バ
イアス制御信号ＢＣ１，ＢＣ２，ＢＣ３，．．，ＢＣｎ
の値を論理１又は０に設定することにより、可変送信電
力増幅器２０３内のＤＣバイアス電流を調整することが
できる。
に設定されることによりＤＣ電流が一層増加し、トラン
ジスタＴ４がターンオン状態となり、抵抗Ｒ６は抵抗Ｒ
３‖Ｒ５と並列状態となる。ＤＣ一次電力の追加的なレ
ベルは、ＤＣバイアス電流を制御するように感知抵抗の
実効抵抗値を変動することにより、２ｎ個の電力レベル
の選択が可能である。従って、制御処理器２１５は、バ
イアス制御信号ＢＣ１，ＢＣ２，ＢＣ３，．．，ＢＣｎ
の値を論理１又は０に設定することにより、可変送信電
力増幅器２０３内のＤＣバイアス電流を調整することが
できる。
【００４４】以上の説明で用いた特定の数値は、本例の
動作の理解を助けるためのもので、本発明を限定するも
のではなく、また、トランジスタに用いられる論理レベ
ル（即ち、論理０又は１）は、使用するトランジスタが
Ｐチャネル型かｎチャネル型かに応じて変わることも当
業者には明らかである。
動作の理解を助けるためのもので、本発明を限定するも
のではなく、また、トランジスタに用いられる論理レベ
ル（即ち、論理０又は１）は、使用するトランジスタが
Ｐチャネル型かｎチャネル型かに応じて変わることも当
業者には明らかである。
【００４５】図４は、本例の可変送信電力増幅器２０３
の動作を示すフローチャートである。
の動作を示すフローチャートである。
【００４６】電力制御アルゴリズムは制御処理器２１５
により行われる。ルーチン動作時制御処理器２１５は、
ＲＦ出力電力レベル及び可変送信電力増幅器２０３のＤ
Ｃ一次電力レベルを、ディジタル信号処理器（ＤＳＰ）
又は他の適宜配列された電力計測器により測定されるよ
うにする（４０１段階）。次にＤＣ一次電力レベルを決
定する（４０２段階）。このとき例えば、バイアス制御
信号ＢＣ１，ＢＣ２，ＢＣ３，．．，ＢＣｎの設定値を
調べることによりＤＣ一次電力レベルを求めて決定し、
基地局内のＲＦ信号増幅器の利得制御設定値を調べるこ
とによりＲＦ出力電力レベルを求めて決定するようにす
ることにより、別途の電力計量器を使用する必要がな
く、その結果、基地局にかかるコストを低減できる。
により行われる。ルーチン動作時制御処理器２１５は、
ＲＦ出力電力レベル及び可変送信電力増幅器２０３のＤ
Ｃ一次電力レベルを、ディジタル信号処理器（ＤＳＰ）
又は他の適宜配列された電力計測器により測定されるよ
うにする（４０１段階）。次にＤＣ一次電力レベルを決
定する（４０２段階）。このとき例えば、バイアス制御
信号ＢＣ１，ＢＣ２，ＢＣ３，．．，ＢＣｎの設定値を
調べることによりＤＣ一次電力レベルを求めて決定し、
基地局内のＲＦ信号増幅器の利得制御設定値を調べるこ
とによりＲＦ出力電力レベルを求めて決定するようにす
ることにより、別途の電力計量器を使用する必要がな
く、その結果、基地局にかかるコストを低減できる。
【００４７】次に制御処理器２１５は、ＤＣ一次電力レ
ベルとＲＦ出力電力レベルの実際比（ＤＣ電力÷ＲＦ電
力：ｄＢ単位）を計算する（４０３段階）。ここで得た
ＤＣ電力／ＲＦ電力比は、ＲＦ電力増幅器の線形動作を
維持するように設定された目標電力比と比較される（４
０４段階）。例えば、目標電力比が１０ｄＢであれば、
ＤＣ一次電力レベルはＲＦ出力電力レベルの１０倍以上
を維持すべきである。制御処理器２１５は、計算された
ＤＣ電力／ＲＦ電力比が目標電力比以上か又は以下かに
応じてバイアス制御信号ＢＣ１，ＢＣ２，．．，ＢＣｎ
を用いてＤＣ一次電力レベルを調整する（４０５段
階）。
ベルとＲＦ出力電力レベルの実際比（ＤＣ電力÷ＲＦ電
力：ｄＢ単位）を計算する（４０３段階）。ここで得た
ＤＣ電力／ＲＦ電力比は、ＲＦ電力増幅器の線形動作を
維持するように設定された目標電力比と比較される（４
０４段階）。例えば、目標電力比が１０ｄＢであれば、
ＤＣ一次電力レベルはＲＦ出力電力レベルの１０倍以上
を維持すべきである。制御処理器２１５は、計算された
ＤＣ電力／ＲＦ電力比が目標電力比以上か又は以下かに
応じてバイアス制御信号ＢＣ１，ＢＣ２，．．，ＢＣｎ
を用いてＤＣ一次電力レベルを調整する（４０５段
階）。
【００４８】上述した電力調整循環過程は、演算により
設定された循環比率で自動的に繰り返されるが、通話負
荷状況の急激な変化を補償する程度の頻度で繰り返され
るようにする。このようにして、ＤＣ一次電力レベルは
増幅器の線形性を保障するようにＲＦ出力電力レベルよ
り常時十分に大きくなる。
設定された循環比率で自動的に繰り返されるが、通話負
荷状況の急激な変化を補償する程度の頻度で繰り返され
るようにする。このようにして、ＤＣ一次電力レベルは
増幅器の線形性を保障するようにＲＦ出力電力レベルよ
り常時十分に大きくなる。
【００４９】目標電力比は、最小臨界値、最大値及び最
小値を有する範囲、又は二つの組み合わせとすることが
できる。さらに目標電力比は、一定値、或いは時間遅
延、現在の通話負荷、予想最大通話負荷及び通話負荷の
最大変化率等のような様々な基準に応じて調整されるよ
うにしてもよい。本例において、最小のＤＣ一次電力レ
ベル臨界値を、可変送信電力増幅器２０３に対して設定
することができる。制御処理器２１５は、実際のＤＣ電
力／ＲＦ電力比を目標電力比に維持させることが不可能
であっても、ＤＣ一次電力を最小の一次電力レベル臨界
値以下に減少させない。
小値を有する範囲、又は二つの組み合わせとすることが
できる。さらに目標電力比は、一定値、或いは時間遅
延、現在の通話負荷、予想最大通話負荷及び通話負荷の
最大変化率等のような様々な基準に応じて調整されるよ
うにしてもよい。本例において、最小のＤＣ一次電力レ
ベル臨界値を、可変送信電力増幅器２０３に対して設定
することができる。制御処理器２１５は、実際のＤＣ電
力／ＲＦ電力比を目標電力比に維持させることが不可能
であっても、ＤＣ一次電力を最小の一次電力レベル臨界
値以下に減少させない。
【００５０】例えば、通話量の多い昼間には、目標電力
比が１０ｄＢに設定される。通話量の多い状況でのＲＦ
出力電力レベルが１０ワットであれば、目標電力比に合
うように制御処理器２１５がＤＣ一次電力を約１００ワ
ットに調整する。一方、通話量の少ない夜間には、目標
電力比が例えば２０ｄＢに設定される。通話量の少ない
状況でのＲＦ出力電力レベルが１ワットに減少すると、
目標電力比に合うように制御処理器２１５はＤＣ一次電
力を約２０ワットに調整する。これにより、結果的に８
０ワットの電力が節約される。また、目標電力比を通話
量の多い状況と少ない状況に対して共に１０ｄＢで一定
に維持すると、目標電力比に合うように制御処理器２１
５はＤＣ一次電力を約１０ワットに調整する。これによ
り、９０ワットの電力が節約される。
比が１０ｄＢに設定される。通話量の多い状況でのＲＦ
出力電力レベルが１０ワットであれば、目標電力比に合
うように制御処理器２１５がＤＣ一次電力を約１００ワ
ットに調整する。一方、通話量の少ない夜間には、目標
電力比が例えば２０ｄＢに設定される。通話量の少ない
状況でのＲＦ出力電力レベルが１ワットに減少すると、
目標電力比に合うように制御処理器２１５はＤＣ一次電
力を約２０ワットに調整する。これにより、結果的に８
０ワットの電力が節約される。また、目標電力比を通話
量の多い状況と少ない状況に対して共に１０ｄＢで一定
に維持すると、目標電力比に合うように制御処理器２１
５はＤＣ一次電力を約１０ワットに調整する。これによ
り、９０ワットの電力が節約される。
【００５１】通話量の多い状況と少ない状況に対して上
述したように相異なる目標電力比を用いるのは、通話量
の多い状況の変化率に比べて少ない状況の変化率は急激
であるが電力使用量は少ないないからである。例えば、
複数の遠方の移動局の動作、或いは障害が発生する場
合、このような新たな状況に対して送信機ＲＦ出力レベ
ルとして補償すべき変化量は、通話量の多い状況の送信
機においてよりも、通話量の少ない状況において作動中
の送信機内ではるかに大きくなる。
述したように相異なる目標電力比を用いるのは、通話量
の多い状況の変化率に比べて少ない状況の変化率は急激
であるが電力使用量は少ないないからである。例えば、
複数の遠方の移動局の動作、或いは障害が発生する場
合、このような新たな状況に対して送信機ＲＦ出力レベ
ルとして補償すべき変化量は、通話量の多い状況の送信
機においてよりも、通話量の少ない状況において作動中
の送信機内ではるかに大きくなる。
【００５２】本例において、制御処理器２１５が基地局
送受信機により伝送されたＲＦ出力電力レベルの急激な
変化を予測するように一次電力レベルを調整することが
できる。公知の知識でこのような制御処理器２１５の特
定の状況での調整動作が実施できる。
送受信機により伝送されたＲＦ出力電力レベルの急激な
変化を予測するように一次電力レベルを調整することが
できる。公知の知識でこのような制御処理器２１５の特
定の状況での調整動作が実施できる。
【００５３】例えば、可変送信電力増幅器２０３が相対
的に低い電力モードで作動中であり、新たに作動した複
数の移動局が基地局と接続することを制御処理器２１５
が接続チャネル内で検出する場合、制御処理器２１５
は、ＲＦ出力電力レベルが通話チャネル内で増加するこ
とを待たずにＤＣ一次電力レベルを増加させるようにす
る。制御処理器２１５は、少なくとも一つ以上の新たに
稼動した移動局が基地局１０１から十分に離れている、
即ち送信機のＲＦ出力電力レベルを増加させる必要があ
るという仮定のもとに制御動作を行うことができる。
的に低い電力モードで作動中であり、新たに作動した複
数の移動局が基地局と接続することを制御処理器２１５
が接続チャネル内で検出する場合、制御処理器２１５
は、ＲＦ出力電力レベルが通話チャネル内で増加するこ
とを待たずにＤＣ一次電力レベルを増加させるようにす
る。制御処理器２１５は、少なくとも一つ以上の新たに
稼動した移動局が基地局１０１から十分に離れている、
即ち送信機のＲＦ出力電力レベルを増加させる必要があ
るという仮定のもとに制御動作を行うことができる。
【００５４】また本例において、制御処理器２１５が基
地局送受信機により伝送されたＲＦ出力電力レベル内に
おける急激な減少を予測するように一次電力レベルを減
少させようにすることができる。例えば、基地局から強
いＲＦ出力電力レベルを要求する複数の移動局がターン
オフ状態となることを制御処理器２１５が検出した場
合、制御処理器２１５はＲＦ出力電力レベルの減少を待
たずにＤＣ一次電力レベルを減少させる。制御処理器２
１５は、送信機のＲＦ出力電力レベルが安全に減少する
ように稼動中の移動局が十分基地局の近くに位置してい
る場合、制御動作を行うことができる。
地局送受信機により伝送されたＲＦ出力電力レベル内に
おける急激な減少を予測するように一次電力レベルを減
少させようにすることができる。例えば、基地局から強
いＲＦ出力電力レベルを要求する複数の移動局がターン
オフ状態となることを制御処理器２１５が検出した場
合、制御処理器２１５はＲＦ出力電力レベルの減少を待
たずにＤＣ一次電力レベルを減少させる。制御処理器２
１５は、送信機のＲＦ出力電力レベルが安全に減少する
ように稼動中の移動局が十分基地局の近くに位置してい
る場合、制御動作を行うことができる。
【００５５】
【発明の効果】上述したように、多数の移動局と通信可
能な複数の基地局からなる無線通信システムにおいて、
従来のシステムに比べて消費電力を節約できる電力制御
器を具現することができる。
能な複数の基地局からなる無線通信システムにおいて、
従来のシステムに比べて消費電力を節約できる電力制御
器を具現することができる。
【図１】一般的な無線電話ネットワークを示す図。
【図２】本発明による可変送信電力増幅器を用いた基地
局の構成を示す図。
局の構成を示す図。
【図３】本発明のバイアス制御回路及び可変送信電力増
幅器の一例を示す回路図。
幅器の一例を示す回路図。
【図４】可変送信電力増幅器の動作を示すフローチャー
ト。
ト。
Claims (24)
- 【請求項１】 複数の移動局と通信可能な少なくとも一
つの基地局を備える無線通信システムの基地局内で線形
電力増幅器による電力消費を制御するための電力制御器
であって、 線形電力増幅器のＲＦ出力電力レベルを決める第１電力
監視装置と、 線形電力増幅器により消費される一次電力レベルを決め
る第２電力監視装置と、 前記一次電力レベルとＲＦ出力電力レベルの実際電力比
を求め、実際電力比が所定の目標電力比を維持するよう
に一次電力レベルを調整する処理回路とを備えてなるこ
とを特徴とする電力制御器。 - 【請求項２】 処理回路が線形電力増幅器のバイアス電
流を調整する請求項１に記載の電力制御器。 - 【請求項３】 線形電力増幅器が線形動作するように所
定の目標電力比が選択される請求項１に記載の電力制御
器。 - 【請求項４】 所定の目標電力比が最小臨界値である請
求項３に記載の電力制御器。 - 【請求項５】 所定の目標電力比が最大値及び最小値を
有する範囲である請求項３に記載の電力制御器。 - 【請求項６】 所定の目標電力比が無線通信システム内
の通信負荷状況により決められる変数値である請求項３
に記載の電力制御器。 - 【請求項７】 処理回路が一次電力レベルを最小一次電
力臨界レベル以上となるように調整する請求項１に記載
の電力制御器。 - 【請求項８】 処理回路がＲＦ出力電力レベルの事後変
化を予想して一次電力レベルを調整する請求項１に記載
の電力制御器。 - 【請求項９】 複数の移動局と通信可能な基地局を複数
もつ無線通信システムにおいて、 複数の基地局のうち、少なくとも一つの基地局がＲＦ出
力電力レベル及び作動電力レベルを決定可能な線形電力
増幅器と、該線形電力増幅器の作動電力レベルを調整す
るための電力制御器とを備えてなり、 前記電力制御器は、前記線形電力増幅器のＲＦ出力電力
レベルを決める第１電力監視装置と、前記線形電力増幅
器の作動電力レベルを決める第２電力監視装置と、それ
ら作動電力レベルとＲＦ出力電力レベルとの実際電力比
を求めて実際電力比が所定の目標電力比を維持するよう
に作動電力レベルを調整する処理回路とを備えてなるこ
とを特徴とする無線通信システム。 - 【請求項１０】 処理回路が線形電力増幅器のバイアス
電流を調整する請求項９に記載の無線通信システム。 - 【請求項１１】 線形電力増幅器が線形動作するように
前記所定の目標電力比が選択される請求項９に記載の無
線通信システム。 - 【請求項１２】 所定の目標電力比が最小臨界値である
請求項１１に記載の無線通信システム。 - 【請求項１３】 所定の目標電力比が最大値及び最小値
を有する範囲である請求項１１に記載の無線通信システ
ム。 - 【請求項１４】 所定の目標電力比が無線通信システム
内の通信負荷状況により決められる変数値である請求項
１１に記載の無線通信システム。 - 【請求項１５】 処理回路が一次電力レベルを最小一次
電力臨界レベル以上となるように調整する請求項９に記
載の無線通信システム。 - 【請求項１６】 処理回路がＲＦ出力電力レベルの事後
変化を予想して一次電力レベルを調整する請求項９に記
載の無線通信システム。 - 【請求項１７】 複数の移動局と通信可能な少なくとも
一つの基地局を備える無線通信システムの基地局内で線
形電力増幅器による電力消費を制御するための電力消費
制御方法であって、 線形電力増幅器のＲＦ出力電力レベルを決める段階と、 線形電力増幅器により消費される一次電力レベルを決め
る段階と、 前記一次電力レベルとＲＦ出力電力レベルとの実際電力
比を求める段階と、 その実際電力比がほぼ所定の目標電力比を維持するよう
に一次電力レベルを調整する段階とを含むことを特徴と
する電力消費制御方法。 - 【請求項１８】 電力レベル調整段階は、線形電力増幅
器のバイアス電流を制御する請求項１７に記載の線形電
力増幅器の電力消費制御方法。 - 【請求項１９】 線形電力増幅器が線形動作するように
所定の目標電力比が選択される請求項１７に記載の線形
電力増幅器の電力消費制御方法。 - 【請求項２０】 所定の目標電力比が最小臨界値である
請求項１７に記載の線形電力増幅器の電力消費制御方
法。 - 【請求項２１】 所定の目標電力比が最大値及び最小値
を有する範囲である請求項１７に記載の線形電力増幅器
の電力消費制御方法。 - 【請求項２２】 所定の目標電力比が無線通信システム
内の通信負荷量により決められる変数値である請求項１
７に記載の線形電力増幅器の電力消費制御方法。 - 【請求項２３】 一次電力レベルを調整する段階は、一
次電力レベルを最小一次電力臨界レベル以上となるよう
に調整する請求項１７に記載の線形電力増幅器の電力消
費制御方法。 - 【請求項２４】 一次電力レベルを調整する段階は、Ｒ
Ｆ出力電力レベルの事後変化を予想して一次電力レベル
を調整する請求項１７に記載の線形電力増幅器の電力消
費制御方法。
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|---|---|---|---|
| US09/001,760 US6223056B1 (en) | 1997-12-31 | 1997-12-31 | Systems and methods for dynamically controlling a variable power amplifier |
| US09/001760 | 1997-12-31 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11289577A JPH11289577A (ja) | 1999-10-19 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| FI982121A (fi) * | 1998-09-30 | 2000-03-31 | Nokia Networks Oy | Tehonsäätö radiojärjestelmässä |
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