JP3452930B2 - 無線電話システムにおける逆方向リンクの送信電力補正方法および無線装置 - Google Patents
無線電話システムにおける逆方向リンクの送信電力補正方法および無線装置Info
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Description
に関する。
使用を管理している。FCCは特定の使用においてはRFス
ペクトル内にある帯域幅を割当てる。RFスペクトルの割
当てられた帯域幅の使用者はその帯域幅の内部および外
部の放射が同一のまたは他の帯域幅で動作する他の使用
者との干渉を防止するように許容可能なレベル内に維持
されること確実にするために測定を行わなければならな
い。
ら無線電話器までの伝送を869.01MHz乃至893.97MHzの帯
域幅により、逆方向リンク即ち無線電話器からセルまで
の伝送を824.01MHz乃至848.97MHzの帯域幅により行う。
順方向および逆方向リンクの帯域幅はチャンネルに分割
され、そのそれぞれは30kHzの帯域幅を占有する。セル
システムの特定の使用者は一度に1つのまたは幾つかの
これらのチャンネルを動作させることができる。システ
ムの全ての使用者は割当てられた1つまたは複数のチャ
ンネルの内部および外部で許容可能な放射レベルに確実
に従わなければならない。
異なった変調技術が存在する。変調技術の2つの例は周
波数分割多重アクセス(FDMA)とコード分割多重アクセ
ス(CDMA)である。
号を発生し、一方CDMA変調技術は幾つかのチャンネルを
占有する信号を発生する。これらの両技術は帰還リンク
放射を割当てられた1つまたは複数のチャンネルの内部
と外部で許容可能な制限内に制御しなければならない。
最大のシステム性能では、CDMA技術の使用者は彼等が動
作するチャンネル内の放射電力のレベルを慎重に制御し
なければならない。
る。FDMAおよびCDMAベースの両無線電話装置では、許容
可能なチャンネル外放射が維持される点を超えて送信機
の電力増幅器101を駆動する可能性が存在する。これは
主として高出力電力における電力増幅器101の増加した
歪んだ出力レベルのためである。また、ある点を超えて
電力増幅器101を駆動すると無線に対して内部干渉を生
じさせる。CDMAの電力増幅器の中断は大きな電流変換の
ためにシンセサイザの位相雑音に影響する。これらは共
に許容可能ではない無線性能の低下を生じる。
のハードウェアの幾つかの不所望な効果のために困難で
ある。例えばCDMAベースの無線装置は80dB乃至90dBの非
常に広いダイナミック範囲にわたって送信出力電力が線
形に受信入力電力に関連されるように動作する電力制御
システムを具備しなければならない。。
056,109号明細書に記載されているように帰還リンク送
信エネルギを決定する。それ故、受信機103と送信機102
の両者のRF部で発生する線形および非線形エラーは許容
できない電力制御特性を生成する。またFDMAとCDMAベー
スの両無線装置は異なったチャンネルで動作し、許容可
能な出力電力レベルを維持しなければならない。周波数
に対比する出力電力レベルおよび入力電力レベルの検出
レベルの変化は帰還リンク伝送エネルギ量において許容
できない量のエラーを生じる。
設計者に重大な問題を提起する。結果的に、これらの問
題を補正する実効的で廉価な手段が必要である。
囲にわたって線形で動作し、帰還リンク帯域幅の内部お
よび外部で許容可能な送信出力電力レベルを維持するこ
とを可能にすることである。
有する複数の周波数で送信および受信する無線装置の送
信電力を補正する方法において、受信装置において複数
の受信周波数の中の第1の周波数インデックスを持つ第
1の周波数の第1の信号を第1の利得で受信し、第1の
信号の受信電力値を決定し、受信電力値と基準電圧信号
に応答して自動利得制御設定点信号を発生し、記憶され
ている予め定められた複数の較正値の中から自動利得制
御設定点信号および第1の周波数インデックスに基づい
て第1の較正値を選択し、この第1の較正値に基づいて
受信装置における前記第1の利得を調節し、 複数の送信周波数の中の第2の周波数インデックスを
持つ第2の周波数の第2の信号の送信電力制御設定値を
決定し、記憶されている予め定められた複数の較正値の
中から前記自動利得制御設定点信号と、第2の周波数イ
ンデックスと、送信電力制御設定値とに基づいて第2の
較正値を選択し、第2の較正値に応答して第2の利得を
調節し、第2の周波数の第2の信号を第2の利得で送信
することを特徴とする。
可能な最大放射レベルの維持と共に自動車無線電話装置
の電力制御補正を与える。これは各無線電話装置の生産
試験期間中に発生される1組の補正テーブルを利用する
実時間補償により達成される。
MA無線電話装置のブロック図を示している。図3、4、
5は図2の特定の部分の詳細なブロック図である。無線
電話装置は受信線形化部、送信線形化部、電力増幅器バ
イアス制御部、電力制限制御部を備えている。
含んでいる。AGC部への信号入力は順方向リンクで受信
され、まず低雑音増幅器(LNA)211により増幅される。
低雑音増幅器211の出力は可変利得増幅器212へ入力され
る。可変利得増幅器212で増幅された信号はアナログデ
ジタル変換器(ADC)213を使用してデジタル信号に変換
される。
ル電力検出器214により計算される。電力検出器214は検
出された電力を基準電圧に関して積分する積分装置を含
んでいる。好ましい実施例では、この基準電圧は無線装
置の復調器により与えられ、従って電力レベルを一定に
保持するために復調器がループのロックを必要とする公
称値を指示する。最適の範囲から非常に離れた電力レベ
ルは復調器の性能を劣化するので、復調器は最適の性能
値のためにこの値を必要とする。電力検出器214は積分
を行い、従ってAGC設定点を示すAGC設定点信号を生成す
る。このAGC設定点信号と受信周波数インデックスは線
形化テーブルを有する受信機線形化装置216に入力され
る。
の線形化テーブルをアドレスするために使用され、従っ
て適切な較正値をアクセスする。線形化装置216から出
力されたこの較正値のデジタル信号はデジタルアナログ
変換器215に供給され、このデジタルアナログ変換器215
によってアナログ信号に変換されて可変利得増幅器212
の制御入力に供給され、アナログ較正値として可変利得
増幅器212のバイアスを調節する。可変利得増幅器212の
制御は受信機線形装置216への入力がRF入力電力に関し
て予め定められた直線関係となるように受信AGCループ
を形成する。この線形化処理は周波数に対する可変利得
増幅器212の変化の補正を行うのに加えて、不所望な線
形および非線形エラーを除去する。これらのエラーと変
化は送信機中のエラーに影響する。
るために、受信および送信線形化装置は周波数インデッ
クスを利用し、この周波数インデックスは動作帯域の中
心周波数を特定するインデックス(指数)である。無線
電話装置の製造過程における工場での較正期間中に、線
形化装置には、動作中心周波数の相違に関連するエラー
を補正するために周波数(動作たぃいきの中心周波数)
に対応して定められている周波数インデックスに対応し
た較正値が負荷される。
信号である。好ましい実施例では、これはセルからの制
御入力がない状態で無線装置自体において行われる電力
制御である。セルから受信された信号の電力が増加する
とき、無線装置はその送信電力を減少させる。この出力
電力制御はローパスフィルタ217により濾波されたAGC設
定点信号を使用することにより達成される。
から得られた電力制御設定値信号とを結合するデジタル
加算器210を含んでいる。加算器210の出力は電力制御制
限部205に供給される。電力制御制限部205および閉ルー
プ電力制御設定部206の動作についてはそれぞれ図3お
よび4を参照にして詳細に後述する。
出力信号は送信機線形化装置204の線形化テーブル中に
記憶された値をアドレスするために使用される。送信機
線形化テーブルは無線電話装置の生産時の試験から決定
された値を含んでいる。選択された値は較正値のデジタ
ル信号としてデジタルアナログ変換器203に入力され、
変換されてアナログ信号として出力され、この変換され
たアナログ信号の較正値によって可変利得増幅器202の
利得が制御される。
ナログ較正値によって送信機線形化装置204の線形化テ
ーブルへの入力が送信されたRF出力電力に関して予め定
められた直線関係が得られるように調節される。この線
形化処理は送信機の送信周波数に対する変化を補償する
と共に、不所望な線形と非線形エラーを除去する。これ
は前述の受信線形化装置と共同して、RF性能の不完全な
ことによる開および閉ループ電力制御エラーを著しく減
少させることを可能にする。
送信利得設定値に基づいて送信PA201のバイアス点を制
御し、所定の利得設定に対する送信側波帯がPA201電流
消費と対比して最適化される。これは低い出力電力でPA
201電流消費を減少し、高い出力電力レベルで許容可能
な側波帯レベルを維持することによって電池により付勢
された電話装置が会話時間を最大にすることを可能にす
る。
制限部205は閉ループ電力制御手段を制御し、送信利得
加算器210の出力が意図している最大の出力電力以上の
送信出力電力レベルに対応するとき利得設定を送信す
る。最大の利得設定はPAの制限しきい値制御部209によ
り決定される。
により変更される公称値に基づいて最大利得設定値を決
定する。測定はアナログ電力検出器207により達成さ
れ、その出力はアナログデジタル変換器208によりデジ
タル電力値信号に変換される。デジタル電力値はしきい
値制御部209に入力される。
タル送信利得制御部の数字的整合をするために入力デジ
タル電力値を計測する高電力検出器(HDET)線形化装置
501により動作する。線形化装置501から計測された出力
は公称の最大利得設定値から減算器502において減算さ
れる。この最大利得設定値は組立て期間中に無線装置に
ハードでコード化されるかまたは無線装置の製造および
試験期間中に入力される。
503により最大利得設定値に加算される。これらの信号
の合計は補正された最大利得設定値として使用される。
検出された電力のこの実時間による変形は送信機のPAの
温度変化と経時変化により生成されるエラーを軽減す
る。換言すると、最大利得設定値と実時間測定電力値と
の差が0であるならば、補正は必要とされない。両者の
間に差があるならば、差は最大利得設定値を補正するた
めに使用される。
利得設定値に等しいかまたはそれを越えるときにデジタ
ル比較器301はそれを検出する。比較器301は、2:1マル
チプレクサ302を制御し、加算器210の出力が最大の許容
可能な設定値である最大利得設定値を超えるとき最大の
許容可能な設定値であるを出力させる。加算器210の出
力が最大の許容可能な設定値よりも小さいとき、マルチ
プレクサ302は加算器210の直接の出力を出力する。これ
は送信機が最大の動作点を越えることを阻止する。
無線電話セル局の制御により順方向リンク上で送信され
た電力制御指令を累積し、利得調節信号を出力する。電
力制御指令は累積装置401中に収集される。累積装置401
の動作は送信電力増幅器201が最大の許容可能な電力を
出力しているとき電力制御制限部(205)により制御さ
れる。
い値からそれ以上の値に変化するとき、閉ループ電力制
御累積装置401の出力はフリップフロップ402にラッチさ
れる。比較器403とNANDゲート回路404とにより決定され
るように、加算器210の出力は最大の許容可能な設定値
以上であれば、ANDゲート405は累積装置401をフリップ
フロップ402のラッチ値よりも大きくする閉ループ電力
制御のアップ指令をマスクオフする。これは累積装置が
電力制限期間中に飽和しないようにし、しかも閉ループ
電力制御設定値がラッチされた値よりも下になるように
変化することを可能にする。
れている。この実施例では累積装置のフィードバック制
御に基づいた電力制限制御システムが使用されている。
システムは最初に電力検出器610を使用して電力増幅器6
09の出力電力を測定する。その後、検出された電力はAD
C611によりデジタル化され、比較器601において最大の
許容可能な設定値と比較される。出力電力が最大の設定
値よりも大きいならば、電力制限累積装置602は可変利
得増幅器608の利得を減少させることによって電力減少
への切換えを開始する。出力電力が最大設定値よりも小
さいならば、電力制限累積装置602は0dB補正値に戻る。
プ電力制御制限機能604,605が使用される。しかしなが
ら、閉ループ電力制御制限機能のトリガーは比較器603
により行われる。すなわち、比較器603は電力制限累積
装置602の出力を0dBと比較することにより出力電力を制
限するときを検出する。線形化補償テーブルは前記の好
ましい第1の実施例の線形化テーブルと類似して加算器
606を用いて送信利得制御値に付加される。
プ電力制御累積装置702に基づいている電力制限制御シ
ステムが使用されている。システムは最初に電力検出器
706を使用して電力増幅器705の出力電力を測定する。検
出された電力はアナログ・デジタル変換器707によって
デジタル化され、比較器701により最大許容可能設定値
と比較される。出力電力が最大設定値よりも大きいなら
ば、閉ループ電力制御累積装置702は出力電力が最大設
定値よりも小さくなるまで1.25ms毎に1ステップづつ増
幅器704の出力電力を低下させるように動作を変更され
る。出力電力が最大設定値よりも小さいならば、閉ルー
プ電力制御累積装置は変更されない。線形化補償テーブ
ルからの値は前の実施例に類似して加算器703を使用し
て送信利得制御値に付加される。
バック制御に基づいている電力制限制御システムが使用
されている。システムは最初に電力検出器809を使用し
て電力増幅器808の出力電力を測定する。検出された電
力はアナログ・デジタル変換器810によってデジタル化
され、デジタル検出電力値は(設定点−検出値)の時間
積分の(1/K)K計算を行う積分装置801に入力される。
63dBで飽和する。利得制御信号は従ってある範囲内に制
限される。出力電力が設定点よりも大きいならば、積分
装置は設定点が到達されるまで積分定数Kに基づく速度
で増幅器807の出力電力を低下させるように切換えられ
る。積分装置は63dBに電力を下げることを可能にされて
いる。出力電力が設定点よりも小さいならば、積分装置
801の出力はゼロにされ、従って出力電力を調節されな
い。
力制御制限機能803,804が使用される。しかしながら、
閉ループ電力制御制限機能のトリガーは電力制限積分装
置801が出力電力を制限するときを検出する比較器802で
ある。好ましい実施例に類似する線形補償テーブルは加
算器805を使用して送信利得制御に加算される。
力検索テーブル902により決定される受信電力の測定の
みに基づいている電力制限制御システムが使用され、閉
ループ電力制御設定値は実際の出力電力に対向する。送
信電力制限と閉ループ電力制御制限機能手段901は飽和
累積装置903を使用する第1の実施例または第2の実施
例で実行されることができる。しかしながら、受信電力
と閉ループ電力制御設定値のみが送信出力電力の評価に
使用される。
側波帯とシンセサイザ位相雑音が、最大の出力電力を制
限することにより予め定められた範囲内にあることを確
実にする。この電力制限は較正検索テーブルを含んだ制
御ループにより達成される。それ故、本発明のプロセス
を使用する無線電話装置は非常に多数の電力上昇切換え
指令を発するセルによって公称上最大の電力レベルを超
過しない。無線電話装置はセルが誤って無線電話電力が
増加すべきであることを決定したときでさえも電力出力
を制限する。
電話装置周波数部分のブロック図。
ステムを使用している本発明の第2の実施例のブロック
図。
テムを使用している本発明の第3の実施例のブロック
図。
ムを使用している本発明の第4の実施例のブロック図。
プ電力制御設定に基づく電力制限制御システムを使用す
る本発明の第5の実施例のブロック図。
Claims (4)
- 【請求項1】それぞれの周波数が周波数インデックスを
有する複数の周波数で送信および受信する無線装置の送
信電力を補正する方法において、 受信装置において複数の受信周波数の中の第1の周波数
インデックスを持つ第1の周波数の第1の信号を第1の
利得で受信し、 第1の信号の受信電力値を決定し、 受信電力値と基準電圧信号に応答して自動利得制御設定
点信号を発生し、 記憶されている予め定められた複数の較正値の中から前
記自動利得制御設定点信号および第1の周波数インデッ
クスに基づいて第1の較正値を選択し、 この第1の較正値に基づいて受信装置における前記第1
の利得を調節し、 複数の送信周波数の中の第2の周波数インデックスを持
つ第2の周波数の第2の信号の送信電力制御設定値を決
定し、 記憶されている予め定められた複数の較正値の中から前
記自動利得制御設定点信号と、第2の周波数インデック
スと、送信電力制御設定値とに基づいて第2の較正値を
選択し、 第2の較正値に応答して送信装置の利得である第2の利
得を調節し、 前記第2の周波数の第2の信号を第2の利得で送信する
ステップを有することを特徴とする無線装置の送信電力
補正方法。 - 【請求項2】第1の信号の受信電力値をデジタル化し、
そのデジタル化値より自動利得制御設定点信号を生成
し、前記第1の較正値をアナログ値に変換してその変換
されたアナログ値に基づいて受信装置における前記第1
の利得を調節する請求項1記載の方法。 - 【請求項3】それぞれの周波数が周波数インデックスを
有する複数の周波数で送信および受信し、制御入力を有
する送信増幅器を含み送信信号が通過する可変利得部を
備えている送信部と、制御入力を有する受信増幅器を含
み受信信号が通過する可変利得部を備えている受信部と
を具備し、送信電力較正を行う無線装置において、 前記受信部は、 複数の受信周波数の中の第1の周波数インデックスを持
つ第1の周波数の第1の信号を受信してその受信信号か
ら第1の電力値を発生するために受信増幅器に結合され
ている電力検出器と、 この電力検出器に結合されて第1の電力値から自動利得
制御設定点信号を生成する積分装置と、 積分装置と受信増幅器とに結合され、受信増幅器の利得
を調節するために自動利得制御設定点信号および第1の
周波数に対応する第1の周波数インデックスに応答して
受信増幅器の制御入力に結合される受信較正値を発生す
る受信線形化装置とを具備しており、 前記送信部は、 複数の送信周波数の中の第2の周波数インデックスを持
つ第2の周波数を有する送信される信号から第2の電力
値を発生するために送信増幅器に結合されている第2の
電力検出器と、 送信増幅器の利得を調節するために自動利得制御設定点
信号と、第2の電力値と、第2の周波数に対応する周波
数インデックスとに応答して送信増幅器の制御入力に結
合される送信較正値を発生する送信線形化装置とを具備
していることを特徴とする無線装置。 - 【請求項4】それぞれの周波数が周波数インデックスを
有する複数の周波数で送信および受信し、制御入力を有
する可変利得送信増幅器を通って複数の周波数の中の第
1の周波数を有する信号を送信する送信部と、制御入力
を有する可変利得受信増幅器を通って複数の周波数の中
の第2の周波数を有する信号を受信する受信部とを具備
し、送信電力較正を行う無線装置において、 前記受信部は、 受信増幅器に結合されて受信信号からデジタル信号を発
生する第1のアナログデジタル変換器と、 第1のアナログデジタル変換器に結合されてデジタル信
号から第1のデジタル電力値を発生する第1の電力検出
器と、 第1の電力検出器に結合されて第1のデジタル電力値か
ら自動利得制御設定点信号を発生する積分装置と、 積分装置に結合され、自動利得制御設定点信号と、第2
の周波数に対応する周波数インデックスとに応答してデ
ジタル受信較正値を発生する受信線形化装置と、 受信線形化装置に結合されて受信増幅器の利得を変化さ
せるためにデジタル受信較正値から受信増幅器の制御入
力に結合されるアナログ受信較正値を発生させる第1の
デジタルアナログ変換器とを具備しており、 前記送信部は、 送信増幅器に結合されて送信される信号から第2のアナ
ログ電力値を発生する第2の電力検出器と、 第2の電力検出器に結合されて第2のアナログ電力値か
ら第2のデジタル電力値を発生する第2のアナログデジ
タル変換器と、 前記自動利得制御設定点信号と、第2のデジタル電力値
と、第1の周波数に対応する周波数インデックスとに応
答してデジタル送信較正値を発生する送信線形化装置
と、 送信増幅器の制御入力に結合されて送信増幅器の利得を
調節するためのアナログ送信較正値を発生する第2のデ
ジタルアナログ変換器とを具備していることを特徴とす
る送信電力較正を行う無線装置。
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