JP5262883B2 - 基地局装置および無線通信方法 - Google Patents
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Description
当該文献に記載の無線送信装置では、音声やデータ等の送信信号は符号化部で符号化され、アンテナA用信号処理系統では、アンテナA用信号処理部で所定の信号処理が行われ、拡散/変調部では、拡散及び変調が行われる。送信電力増幅部において、電力増幅が行われた後、アンテナAをそれぞれ介して送信する。アンテナB用信号処理系統でも、同様に送信信号が形成される。基地局装置の送信ダイバーシチ機能に関わる部位に障害が発生した場合、障害検出部が障害を検出し、処理切替設定部が障害を検出した信号処理系統の機能を停止し、障害の検出されなかった信号処理系統から通常の送信を行う設定に切り替える。さらに、処理切替設定部は、送信ダイバーシチ機能に関わる障害を検出した場合、障害が検出されなかった信号形成系統により形成する送信信号の送信電力を送信ダイバーシチ適用時よりも大きくする。
(A)送信信号の出力を調整する出力調整部と、
(B)前記出力調整部で出力が調整された送信信号を増幅する増幅部と、
(C)前記増幅部の温度情報を一定の時間間隔毎に検出する検出部と、
(D)前記検出部で検出された温度情報が、予め設定された第1の温度閾値を所定の回数連続して超え、かつ、前記温度情報から求められる温度変化が予め定められた値以下であるとき、前記出力調整部の前記送信信号の出力を所定量低下し、一方、前記温度情報が、前記第1の温度閾値を前記所定の回数連続して超え、かつ、前記温度情報から求められる温度変化が前記予め定められた値より大きいとき、前記増幅部の出力を停止するように、制御する制御部と、
を備えた基地局装置により達成することができる。
この基地局装置は、例えば、ダイバーシチ方式で移動端末装置と無線通信を行う。
(E)基地局本体装置から送信されるベースバンド信号から、複数の送信系を用いて搬送波信号を生成するステップと、
(F)生成された前記搬送波信号を、電力増幅器を用いて増幅し、増幅した前記搬送波信号を用いてそれぞれ電波を放射するステップと、
(G)前記複数の送信系のそれぞれについて前記電力増幅器の温度を表す温度情報を一定の時間間隔毎に取得し、前記複数の送信系毎に、取得した前記温度情報に応じて、前記ベースバンド信号のパワーを調整するステップと、を有する。
前記ベースバンド信号のパワーを調整するとき、前記温度情報が、予め設定された第1の温度閾値を所定の回数連続して超え、かつ、前記温度情報から求められる温度変化が予め定められた値以下である送信系が用いるベースバンド信号のパワーを所定量低下させ、一方、前記温度情報が、前記第1の温度閾値を前記所定の回数連続して超え、かつ、前記温度情報から求められる温度変化が前記予め定められた値より大きい送信系の電力増幅器の出力を停止するように、前記ベースバンド信号のパワーを調整する。
図1(a)は、本発明の基地局装置の一実施形態の基地局装置(以降、装置という)10の構成を示す図である。
装置10は、ダイバーシチ方式で、サービスエリア内に在圏する移動端末装置と無線通信を行う装置であり、例えばW−CDMA等の無線通信に用いることができる。装置10は、予め定めた送信出力で電波を放射する正常送信モードと、電力増幅器の温度の上昇を抑制するために、正常送信モードの送信電力に対して送信電力を6dB低下した送信電力抑制モードと、送信を一時停止する停止モードと、を備える。
装置10は、後述するように、同じ装置構成の送信系を2系統備えるが、3系統、4系統等複数の送信系を備えることもできる。
装置10は、ビットシフト処理部12a,12bと、ベースバンド処理部14a,14bと、DAコンバータ16a,16bと、変調器18a,18bと、電力増幅器20a,20bと、アンテナ22a,22bと、温度検出部24a,24bと、処理ユニット(CPU)26と、を有する。すなわち、ビットシフト処理部12aと、ベースバンド処理部14aと、DAコンバータ16aと、変調器18aと、電力増幅器20aと、アンテナ22aとで送信系Aを成し、ビットシフト処理部12bと、ベースバンド処理部14bと、DAコンバータ16bと、変調器18bと、電力増幅器20bと、アンテナ22bとで他方の送信系Bを成している。装置10は、処理ユニット26においてソフトウェアを起動させて動作させることにより、送信電力を制御する信号を生成する。
DAコンバータ14a,14bは、ベースバンド処理済の信号をアナログ信号に変換する。
変調器16a,16bは、アナログ信号に対して、直交変調およびアップコンバージョンによる周波数変換を行い、搬送波信号を生成する。
電力増幅器18a,18bは、ドハティ増幅器等の増幅器を用いて、20〜40Wの送信電力を持つ搬送波信号に増幅し、アンテナ22a,22bは、増幅された搬送波信号を用いて電波を放射する。
温度検出部24a,24bは、電力増幅器20a,20bの温度を計測して温度データを取得する部分で、温度センサIC等のセンサが用いられる。電力増幅器20a,20bの基板上にセンサが設けられる。
このように、送信電力抑制モードを備えるので、一方の送信機能が完全に停止する回数を極めて少なくすることができる。
図3は、電力増幅器20a,20bの温度が高くなったとき、正常送信モードから送信電力抑制モードまたは送信停止モードへ移行するフローを示すフローチャートである。
まず、温度検出部24a,24bにおいて、一定時間間隔、例えば2秒間隔で、電力増幅器20a,20bの温度データTがサンプリングされて取得される(ステップS10)。取得された温度データTは、処理ユニット26に送られる。
判定結果が否定(No)となる送信系がある場合、ステップS10に戻り、温度データTの取得が一定時間間隔で続行される。一方、判定結果が肯定(Yes)の場合、処理ユニット26では、カウント値Nが0に設定され(ステップS14)、さらに、カウント値Nが予め定められた回数閾値Nth以上であるか否かが判定される(ステップS16)。このとき、判定結果が否定(No)の場合、カウント値Nが1増加して、温度データTが再度取得される(ステップS18)。このときの温度データTの取得は、上述した一定時間間隔で行われる。次に、取得された温度データTが依然として温度閾値Tthを越えているか否かが判定される(ステップS20)。この判定結果が否定(No)の場合、ステップS10に戻り、温度データTの取得と、ステップS12の温度の判定が再度続行される。一方、ステップS20における判定結果が肯定(Yes)の場合、ステップS16においてカウント値Nが回数閾値Nth以上であるか否かの判定が行われる。このように、温度データTが温度閾値Tthを越え、かつカウント値Nが回数閾値Nthと同じになるまで、ステップS16,S18,S20が繰り返される。温度データは一定時間間隔で取得されるので、回数閾値Nthに一定時間間隔を乗算した時間が、図2(b)における(tb−ta)の時間に対応する。
一方、判定結果が肯定(Yes)の場合、電力増幅器24aまたは電力増幅器24bの温度がアラーム温度Tmaxに到達する危険性が高いため、送信停止モードに移行する(ステップS28)。すなわち、電力増幅器24aまたは電力増幅器24bの出力は停止され、送信は停止される。このような処理は、送信系A,Bのそれぞれについて行われる。
図4は、送信電力抑制モード、送信停止モードから正常送信モードへ移行するフローを示すフローチャートである。
処理ユニット26では、送られた送信系A,Bの温度データTのそれぞれが予め定められた温度閾値Tthを下回るか否かが判定される(ステップS42)。
判定結果が否定(No)の場合、ステップS40に戻り、温度データTの取得が一定時間間隔で続行される。一方、判定結果が肯定(Yes)の場合、処理ユニット26では、カウント値Nが0に設定され(ステップS44)、さらに、カウント値Nが予め定められた回数閾値Nth以上であるか否かが判定される(ステップS46)。判定結果が否定(No)の場合、カウント値Nが1増加して、温度データTが再度取得される(ステップS48)。このときの温度データTの取得は、上述した一定時間間隔で行う。したがって、回数閾値Nthに一定時間間隔を乗算した時間が、図2(b)における(td−tc)の時間に対応する。なお、ステップS46において用いる回数閾値Nthは、図3に示すステップS16において用いる回数閾値Nthと同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
図5(a)は、図1に示す装置10の構成と異なる他の実施形態の張り出し基地局装置(以降、装置という)30の構成を示す図である。
図1に示す装置10は、演算処理ユニット26を用いたソフトウェアの実行により送信電力の制御を行うが、装置30は専用回路を用いて送信電力の制御を行うように構成される。
出力データ生成回路56は、図5(b)に示すように、温度検出部54a,54bから送られる温度データ#0,温度データ#1を用いて、入力信号のゲインの調整のための設定値を生成する。温度データ#0は、送信系Aの温度検出部54aから送られてくる温度データTであり、温度データ#1は、送信系Bの温度検出部54bから送られてくる温度データTである。出力データ生成回路56は、コンパレータを備えた閾値比較器58と、Nカウンタ60と、ゲインテーブル62と、温度履歴バッファ64と、アドレス生成回路66とを有する。
閾値比較回路58は、順次送られてくる温度データ#0および温度データ#1を予め設定された温度閾値Tthと比較し、温度データTが温度閾値Tthを横切ったとき、Nカウンタ60のカウントを開始するカウント開始信号を生成する。さらに、閾値比較回路58は、温度閾値Tthを超える温度データを取得したとき、温度閾値Tthを超える温度データを取得したことを表す閾値オーバ信号を、温度閾値Tthを下回る温度データを取得したとき、温度閾値Tthを下回る温度データを取得したことを表す閾値アンダー信号を生成して、Nカウンタ60に出力する。
アドレス生成回路66は、送られてきた最新の温度データとm個前の温度データの差分を温度傾斜ΔTとして求める。アドレス生成回路66は、温度傾斜ΔTの情報と、ゲイン調整すべき送信系(系Aまたは系B)を特定する情報とを含んだアドレスを生成し、ゲインテーブル62に送る。ゲイン調整すべき送信系に関しては、温度データ#0,#1のうち、温度データが高い方の送信系が定められる。
図6(b)は、ゲインテーブル62に記録される参照テーブルの一例を示す図である。図6(b)に示す参照テーブルでは、アドレス“0h”〜“7h”に、系Aの送信電力を制御する設定値が設定され、アドレス“8h”〜“Fh”に、送信系Bの送信電力を制御する設定値が設定されている。例えば、温度傾斜ΔTが温度傾斜閾値ΔTthに対して小さいこと表すアドレス“1h”〜“3h”では、送信電力抑制モードを実行するように、送信系Aの入力信号のゲインを調整する設定値Yが定められる。温度傾斜ΔTが温度傾斜閾値ΔTthに対して大きいこと表すアドレス“4h”〜“7h”では、送信停止モードを実行するように、送信系Aの入力信号のゲインを調整する設定値0が定められる。温度傾斜ΔTが略0の場合、正常送信モードを実行するように、送信系Aの入力信号のゲインを調整する設定値Xが定められる。
このように、アドレスに応じて、正常送信モード、送信電力抑制モード、あるいは、送信停止モードに対応する設定値がゲイン調整部42a,42bに送られる。
図7は、図5(a)に示す装置30を変形した装置60である。
装置60は、電力増幅器50a,50bの温度データを、外部環境温度の温度データと電力増幅器50a,50bの送信電力とを用いて電力増幅器50a,50bの温度データを推定算出する点で、装置30と異なる。
送信出力検出部68a,68bは、電力増幅器50a,50bが実際に増幅して出力する送信電力を検出する回路で構成され、検出した送信出力を出力データ生成回路56に供給する。
一方、外部温度情報取得部70は、外部環境温度を計測する温度センサを備え、温度センサにより検出された現在の外部環境温度の情報を出力データ生成回路56に供給する。
さらに、出力データ生成回路56は、送られてくる外部環境温度の情報に、上記温度上昇分を加算することにより、電力増幅器50a,50bの温度データ#0,#1を推定算出し取得する。この温度データ#0,#1を用いて、装置30と同様の処理を行う。すなわち、外部温度情報取得部70、送信出力検出部68a,68bおよび出力データ生成回路56が、温度情報取得部として機能して、温度データ#0,#1が取得される。
なお、装置60は、外部温度情報取得部70として温度センサを用いるが、外部環境温度を取得することができれば、いかなる方法を用いてもよく、例えば、基地局本体装置等の上位装置から外部環境温度の情報を取得するように構成してよい。
ダイバーシチ方式で移動端末装置と無線通信を行う基地局装置であって、
ベースバンド信号のパワーを調整する調整部と、該パワーが調整されたベースバンド信号に基づいて搬送波信号を生成する信号処理部と、生成された前記搬送波信号を増幅する電力増幅器と、増幅された前記搬送波信号を用いて電波を放射するアンテナと、を含む送信系を、複数備える送信部と、
複数の送信系のそれぞれの前記電力増幅器の温度情報を取得する温度情報取得部と、
前記複数の送信系毎に、前記温度情報取得部で取得した前記温度情報に応じて、前記調整部のパワー調整量を制御する制御部と、
を有することを特徴とする基地局装置。
前記温度情報取得部は、前記温度情報を一定の時間間隔毎に取得し、
前記温度情報が、予め設定された第1の温度閾値を、所定の回数連続して超える送信系があるとき、前記制御部は、前記温度情報が前記第1の温度閾値を所定の回数連続して超える送信系が用いるベースバンド信号のパワーを所定量低下させるように、前記パワー調整量を制御する、付記1に記載の基地局装置。
前記ベースバンド信号のパワーを低下させて前記電力増幅器の出力を抑制した送信系において、前記温度情報が、前記第1の温度閾値を所定の回数連続して下回るとき、前記制御部は、前記ベースバンド信号のパワーの低下を終了させるように、前記パワー調整量を制御する、付記2に記載の基地局装置。
前記温度情報から求められる温度変化が予め定められた値を超えるとき、前記制御部は、
前記温度変化が予め定められた値を越える送信系の電力増幅器の出力を停止するように、前記パワー調整量を制御する、付記1〜3のいずれか1つに記載の基地局装置。
前記温度情報取得部は、前記張り出し基地局装置の周囲の環境温度を取得する環境温度情報取得部と、前記電力増幅器の送信電力を検出する送信電力検出部と、前記環境温度と前記送信電力から算出される前記電力増幅器の内部温度上昇量との加算結果を前記温度情報として取得する処理部とを有する、付記1〜4のいずれか1つに記載の基地局装置。
ダイバーシチ方式で移動端末装置と無線通信を行う無線通信方法であって、
基地局本体装置から送信されるベースバンド信号から、複数の送信系を用いて搬送波信号を生成するステップと、
生成された前記搬送波信号を、電力増幅器を用いて増幅し、増幅した前記搬送波信号を用いてそれぞれ電波を放射するステップと、
前記複数の送信系のそれぞれについて前記電力増幅器の温度を表す温度情報を取得し、前記複数の送信系毎に、取得した前記温度情報に応じて、前記ベースバンド信号のパワーを調整するステップと、を有することを特徴とする無線通信方法。
前記温度情報は一定の時間間隔毎に取得され、
前記温度情報が、予め設定された第1の温度閾値を、所定の回数連続して超える送信系があるとき、前記調整部は、前記温度情報が前記第1の温度閾値を所定の回数連続して超える送信系が用いるベースバンド信号のパワーを所定量低下させる、付記6に記載の無線通信方法。
前記ベースバンド信号のパワーを低下させて前記電力増幅器の出力を抑制した送信系において、前記温度情報が、前記第1の温度閾値を所定の回数連続して下回るとき、前記調整部は、前記ベースバンド信号のパワーの低下を終了させる、付記7に記載の無線通信方法。
さらに、前記温度情報から求められる温度変化が予め定められた値を超えるとき、前記温度変化が予め定められた値を越える送信系の電力増幅器の出力を停止するステップを、有する付記6に記載の無線通信方法。
送信信号の出力を調整する出力調整部と、
前記出力調整部で出力が調整された送信信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部の温度情報を検出する検出部と、
前記検出部で検出された温度情報と所定の閾値との比較に基づき、前記出力調整部の出力調整量を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする基地局装置。
前記複数のアンテナのそれぞれについて、送信信号の出力を調整する出力調整部と、前記出力調整部で出力が調整された送信信号を増幅する増幅部と、
を備え、更に、
前記増幅部の温度情報を検出する検出部と、
前記検出部で検出された温度情報と所定の閾値との比較に基づき、前記出力調整部の出力調整量を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする基地局装置。
12a,12b ビットシフト処理部
14a,14b,44a,44b ベースバンド処理部
16a,16b,46a,46b DAコンバータ
18a,18b,48a,48b 変調器
20a,20b,50a,50b 電力増幅器
22a,22b,52a,52b アンテナ
24a,24b,54a,54b 温度検出部
26 処理ユニット(CPU)
42a,42b ゲイン調整部
56 出力データ生成回路
58 閾値比較回路
60 Nカウンタ
62 ゲインテーブル
64 温度履歴バッファ
66 アドレス生成部
68a,68b 送信電力検出部
70 外部温度情報取得部
Claims (6)
- ダイバーシチ方式で移動端末装置と無線通信を行う基地局装置であって、
ベースバンド信号のパワーを調整する調整部と、該パワーが調整されたベースバンド信号に基づいて搬送波信号を生成する信号処理部と、生成された前記搬送波信号を増幅する電力増幅器と、増幅された前記搬送波信号を用いて電波を放射するアンテナと、を含む送信系を、複数備える送信部と、
複数の送信系のそれぞれの前記電力増幅器の温度情報を一定の時間間隔毎に取得する温度情報取得部と、
前記複数の送信系毎に、前記温度情報取得部で取得した前記温度情報に応じて、前記調整部のパワー調整量を制御する制御部と、
を有し、
前記温度情報が、予め設定された第1の温度閾値を所定の回数連続して超え、かつ、前記温度情報から求められる温度変化が予め定められた値以下である送信系が用いるベースバンド信号のパワーを所定量低下させ、一方、前記温度情報が、前記第1の温度閾値を前記所定の回数連続して超え、かつ、前記温度情報から求められる温度変化が前記予め定められた値より大きい送信系の電力増幅器の出力を停止するように、前記制御部は制御することを特徴とする基地局装置。 - 前記ベースバンド信号のパワーを低下させて前記電力増幅器の出力を抑制した送信系において、前記温度情報が、前記第1の温度閾値を所定の回数連続して下回るとき、前記制御部は、前記ベースバンド信号のパワーの低下を終了させるように、前記パワー調整量を制御する、請求項1に記載の基地局装置。
- 前記温度情報取得部は、前記基地局装置の周囲の環境温度を取得する環境温度情報取得部と、前記電力増幅器の送信電力を検出する送信電力検出部と、前記環境温度と前記送信電力から算出される前記電力増幅器の内部温度上昇量との加算結果を前記温度情報として取得する処理部とを有する、請求項1または2に記載の基地局装置。
- ダイバーシチ方式で移動端末装置と無線通信を行う無線通信方法であって、
基地局本体装置から送信されるベースバンド信号から、複数の送信系を用いて搬送波信号を生成するステップと、
生成された前記搬送波信号を、電力増幅器を用いて増幅し、増幅した前記搬送波信号を用いてそれぞれ電波を放射するステップと、
前記複数の送信系のそれぞれについて前記電力増幅器の温度を表す温度情報を一定の時間間隔毎に取得し、前記複数の送信系毎に、取得した前記温度情報に応じて、前記ベースバンド信号のパワーを調整するステップと、を有し、
前記ベースバンド信号のパワーを調整するとき、前記温度情報が、予め設定された第1の温度閾値を所定の回数連続して超え、かつ、前記温度情報から求められる温度変化が予め定められた値以下である送信系が用いるベースバンド信号のパワーを所定量低下させ、一方、前記温度情報が、前記第1の温度閾値を前記所定の回数連続して超え、かつ、前記温度情報から求められる温度変化が前記予め定められた値より大きい送信系の電力増幅器の出力を停止するように、前記ベースバンド信号のパワーを調整することを特徴とする無線通信方法。 - 送信信号の出力を調整する出力調整部と、
前記出力調整部で出力が調整された送信信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部の温度情報を一定の時間間隔毎に検出する検出部と、
前記検出部で検出された温度情報が、予め設定された第1の温度閾値を所定の回数連続して超え、かつ、前記温度情報から求められる温度変化が予め定められた値以下であるとき、前記出力調整部の前記送信信号の出力を所定量低下させ、一方、前記温度情報が、前記第1の温度閾値を前記所定の回数連続して超え、かつ、前記温度情報から求められる温度変化が前記予め定められた値より大きいとき、前記増幅部の出力を停止するように、制御する制御部と、
を備える、ことを特徴とする基地局装置。 - 複数のアンテナを用いてダイバーシチ送信を行う基地局装置において、
前記複数のアンテナのそれぞれについて、送信信号の出力を調整する出力調整部と、前記出力調整部で出力が調整された送信信号を増幅する増幅部と、
を備え、更に、
前記増幅部の温度情報を一定の時間間隔毎に検出する検出部と、
前記検出部で検出された温度情報が、予め設定された第1の温度閾値を所定の回数連続して超え、かつ、前記温度情報から求められる温度変化が予め定められた値以下である増幅部に送る送信信号の出力を所定量低下させ、一方、前記温度情報が、前記第1の温度閾値を前記所定の回数連続して超え、かつ、前記温度情報から求められる温度変化が前記予め定められた値より大きい増幅部における出力を停止するように、制御する制御部と、
を備えることを特徴とする基地局装置。
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