JPH04177918A - ファジィ制御による送信パワーコントロール方法 - Google Patents

ファジィ制御による送信パワーコントロール方法

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JPH04177918A
JPH04177918A JP30513590A JP30513590A JPH04177918A JP H04177918 A JPH04177918 A JP H04177918A JP 30513590 A JP30513590 A JP 30513590A JP 30513590 A JP30513590 A JP 30513590A JP H04177918 A JPH04177918 A JP H04177918A
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Naoji Tsunehiro
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、移動通信装置等に利用するファジィ制御によ
る送信パワーコントロール方法に関する。
従来の技術 第3図は、従来のディジタル移動通・倍力式の携帯電話
における、送信パワーコントロール部の概略構成を示す
ブロック図である。
第3図において、1は中央処理装置C以下、CPUと記
す)であり、送信パワーコントロール部の出力変数に影
響を与える外乱を予測し、センサ部3の出力パワー検出
器3bから適応予測符号化回路(にI下、APC回路と
記す)2に人力される入力信号の変数に対して補正する
ような変化を与えるためのフィードフォワード制御信号
1aを出力するものである。
上記APC回路2の内部には、図示しない差動増幅器が
設けられており、この差動増幅器には、出力電力検出器
3bからの出力と・CPUIからのフィードフォワード
制卸信号1aとが入力されて、差動増幅器はこの2っ゛
の入力信号の偏差を取って増暢し、パワーモジュール(
以下、PAモジュールと記す)4の出力が最適となるよ
うに、ディスクリート回路を用いたものである。
上記PAモジュール4は、APC回路2の出力で制御さ
れる制御対象となるものであり、3つの電#、vcc1
〜”J c C3を制御して、送信電力のパワーレベル
を変化させるものである。
また、3aは、上記出力パワー検出器3bと共に上記セ
ンサ部3を構成する方向性結合器であり、この方向性結
合器3aはPAモジュール4から出力される送信電力4
aの出力に比例する出力を取り出すものである。
上記出力パワー検出器3bは、この方向性結合器3から
取り出した送信電力を検出して、APC回路2に出力す
るようになっている。
次に、上記従来例の動作について説明する。第3図にお
いて、PAモジュール4から出力される送信電力4aに
比例した送信電力をセンサ部3の方向性結合器3aで取
り出し、この方向性結合器3aの出力を出力パワー検出
器3bで検出する。
この出力パワー検出器3bの検出結果はAPC回路2に
送られ、一方、このAPC回路2には、CPUIからの
フィードフォワード制御信号1aが併せて入力される。
このフィードフォワード制御信号1aは、PAモジュー
ル4から出力される送信電力4aが外乱による影響を受
けるのを予測して、それを補正するような変化を発生す
るものである。
そして、上記APC回路2内においては、このフィード
フォワード制御it信号laと出力lくワー検出器3b
の検出出力との差動増幅が差動増幅器において行われ、
PAモジュール4の送信電力4aが最適になるような上
記差動増幅器による偏差信号が、PAモジュール4に出
力される。
PAモジュール4は、このAPC回路2から出力された
偏差信号に基づいて、3つの電源V CCI〜V CC
Bを制御することにより、送信電力4aを最適レベルに
制御して出力する。
以上に説明したように、この第3図内の制御は一種のP
ID(比例積分微分)制御であり、ディジタル移動通信
方式の携帯電話システムとして見た場合、この送信パワ
ーコントロール部はCPU1からの指令値のみによって
送信出力の制御を行うフィードフォワード制御といえる
また、上記第3図の送信パワーコントロール部における
動特性変動に対するゲイン調整等は、やはりCPUIか
らの指令値に基づいて作動するAPC回路2やPAモジ
ュール4等で行っている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の送信パワーコントロールにお
いては、上述したようにその制御が一種のPID制御で
あるため、センサ部3によるフィードバック系の最適ゲ
イン調整が、限定された範囲内における段階的なパワー
レベル調整となるという問題があった。
また、上記フィードフォワード制御は、あくまでも送信
パワーコントロール部のみのフィードバックによるもの
であるため、広範囲な温度変化や部品等のばらつきによ
る動特性の変化等に対して、充分満足できる内容の送信
パワーコントロールを行うことができないという問題が
あった。
本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、
より柔軟で輻の広い送信パワーコントロール制御を行う
ことができる、ファジィ制御による送信パワーコントロ
ール方法を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、パワー制御された
送信電力を出力するパワーモジュールの出力電力を検出
して、この出力電力と目標出力電力レベルとの偏差を算
出し、この算出された偏差と上記出力電力に対するパワ
ー制御操作量とに基づいて、上記パワーモジュールのパ
ワー制御範囲をファジィ集合してあいまい分割し、あい
まい分割された各々のファジィ集合に対応する制御ルー
ルでファジィ推論を行うことにより、次段の送信電力の
パワー制置量を決定するようにした。
作用 従って本発明によれば、ファジィ制御を用いることによ
り、周辺の温度や各部品の品質のばらつき等による動特
性の変化に対しても、より柔軟で輻の広い、正確な送信
パワーコントロール制御を行うことができる。
実施例 第1図は、ディジタル移動通信方式の携帯電話における
、本発明の一実施例による、ファジィ制御による送信パ
ワーコントロール方法を実施するための、ファジィ制御
による送信パワーコントロール装置の概略構成を示すブ
ロック図である。
第1図において、11は、PAモジュールで、第3図の
従来例におけるPAモジュール4と同様のものである。
このPAモジュール11は、携帯電話のRFセクション
内において、送信パワーコントロール部の出力段となる
ものであり、送信電力11aを出力するものである。
12はセンサ部で、第3図で示したセンサ部3と同様に
、方向性結合器12aと出力パワー検出器12aとから
構成されるものであり、方向性結合器12aで送信電力
11.、aに比例した送信電力を取り出し、この取り出
した送信電力を出力パワー検出器12bで検出して、こ
れに基づくフィードバック信号をCPUとメモリとによ
り構成されるファジィ制御装置13の減算器13aに人
力するようになっている。
上記ファジィ制御装置13の減算器13aは、目標パワ
ーレベルrと出力パワー検出器13bから出力されるフ
ィードバック信号との減算を行って、その減算値に、パ
ワー制御偏差ek、ノくワー制御偏差の一階差分Δek
、パワー制陣偏差の二階差分Δ ek等の組からなる、
ファジィ複合命題を記述する条件部として設けられるも
のである。
この条件部としての減算器13aにおいて記述されるフ
ァジィ複合命題の具体的な内容は、if e *isA
、ΔehisB、Δ ekisc (A、B、Cはファ
ジィラベル)であり、上記パワー制御偏差ek。
パワー制御偏差の一階差分Δεk、及びパワ7制御偏差
の二階差分Δ ekを、時刻kについて示すと、ek=
 r−yi(yiはパワー制mi、rは目標パワーレベ
ル)、Δek= ek−ek−1、Δ ek−Δek−
Δek−1、Δub(操作量の一階差分)−uk(操作
1k)−uヒ1である。
また、81〜S8は、それぞれスケーリングファクタで
あり、このスケーリングファクタ31〜S3の値はファ
ジィ制御装置13の静的ゲインを決定する値である。こ
れらのスケーリングファクタ81〜S3は、それぞれ上
記パワー制御偏差ek、パワー制御偏差の一階差分へe
k、及びパワー制御偏差の二階差分Δekに付加される
一方、LCRは、ファジィ制御ルール部であり、本送信
パワーコントロール装置を搭載する、例えば自動車電話
装置のスペックや自動車電話技術のノウハウを言語的制
御ルールで知識表現した、制御対象であるPAモジュー
ル11の入出力変数のファジィ関係が記述されている。
また、FRは、上記ファジィ制御ルール部LCRに記述
されたファジィ関係に基づいてファジィ推′論を行うフ
ァジィ推論部である。
上記ファジィ制御ルール部LCRにおける制御ルールの
型としては、次のものが適用される。
if x tis A 22、then y tis 
C1,1fxtisA、+、X2isAz+、 xai
sAaz、then y 2is C2、・・・、if
 x +1sAII1% x2isA2n、 xsis
Aan、 thenyniscn、であり、上式中X1
y醜(、=1,2、−1n)は、それぞれ条件部変数、
結論部変数であり、AJ、 AIJ、CJ (+、 J
=1.2、−1n )はファジィラベルである。
13bはデフ7ジヤであり、ファジィ制御装置13に入
力される目標パワーレベルrやセンサ部12の出力が非
ファジイ数であるのに対応して、ファジィ制御装置13
の出力を非ファジイ数にするためのものである。さらに
13cは、この操作量IJkの一階差分ΔllkをPA
モジュール11に出力する、結論部としての加算器であ
る。
次に、上記実施例の送信パワーコントロール装置の送信
パワーコントロール制御に関する動作について、第2図
のフローチャートを参照して説明する。
実施例において、ステップ21においてFAモジュール
11のパワー制御量V’s操作量uk(指令値)等の入
出力の選択を行い、ステップ22でPAモジュール11
から出力される実際の送信電力llaに比例した送信電
力をセンサ部12の方向性結合器1221で取り出し、
出力電力検出器12bでその送信電力を検出してフィー
ドバック信号をファジィ制御装置13内の減算器13a
に加える。
この減算器13aでフィードバック信号と目標パワーレ
ベルrとの偏差を算出して、実際のPAモジュール11
から出力される送信電力11aの評価を行うと共に、各
パワーレベルの基準の設定を行う。
次いで、ステップ23でファジィ制御装置13はセンサ
部12の出力パワー検出部12bから入力されるフィー
ドバック信号と目標パワーレベルrとの偏差から算出さ
れる、パワー制御偏差ek、パワー制御偏差の一階差分
Δek、パワー制御偏差の二階差分Δ ekの入力変数
と、操作量の一階差分ΔlJk等の出力変数とに基づい
て、FAモジ1−ル11のパワーコントロール範囲をフ
ァジィ集合してあいまい分割し、ステップ24に処理が
進む。
このステップ24において、条件部としての減算器13
aに対して、パワー制wJfkyk1パワー制御側差e
k、パワー制S偏差の一階差分△ek、パワー制御偏差
の二階差分Δ ekの条件部変数を記述すると共に、結
論部としての加算器13cに対して、送信パワーの操作
ILIkを記述する。
次いで、制御ルール部LCRの制御ルールの言語表示を
次のように表現する。
即ち、1fxlisAI、thenyiscI、 if
x+isA+2゜x2isA22. x3isA32、
then y is C2、・・・、ifx+isA 
ln、  x 2isAzn、  x 3isAan、
 then y  is Cnの言語表現を行う。ここ
で、上式中xs、 ym(m=1.2、−、n )は、
それぞれ条件部変数、結論部変数であり、AJ、 AI
J、 C」及びCIJ (1,+=l、2.−1n )
はファジィラベルである。
このファジィ制御ルールに基づいて、パワー制御偏差e
k、パワー制御偏差の一階差分Δek、パワー制御偏差
の二階差分Δ ekに、それぞれスケーリングファクタ
31〜S3を付加して、ファジィ推論部FRでPAモジ
ュール11のパワー制御量のファジィ推論を行い、デフ
7ジヤ13bでデファジィを行って非ファジイ数による
操作量の一階差分Δllkを算出する。
この操作量の一階差分Δllkは加算器13cに入力さ
れ、ここでΔtlk= Llk −11ヒ1の演算を行
うことにより操作1tlkが算出される。そして、ステ
ップ25においてこの操作量11kによるPAモジュー
ル11の送信電力11aのコントロールの実験を行う。
この、送信電力11aのコントロールの実験結果とステ
ップ22で得た送信電力の基準とをステップ26で評価
し、その結果、操作量11kによる送信電力のコントロ
ールが正常であれば、一連のファジィ制御量ffi!1
3におけるファジィ集合の、試作段階における設定動作
が終了し、送信電力のコントロールが正常でない場合で
あって、操作jLukの修正または削除を行う必要があ
る場合には、ステップ23またはステップ24に戻る。
このように上記実施例によれば、上記ファジィ制御装置
13におけるファジィ集合を、試作段階の入出力変数デ
ータを多変量解析あるいは多次元解析することにより決
定しているので、重複した変数や必要のない変数は削除
され、よって、ファジィ制御ルール部LCR等における
メモリ等の容量が少な(て済む。
また、上記ファジィ制御装置13における言語的制御ル
ールは、本送信パワーコントロール装置を搭載する、例
えば自動車電話装置のスペックあるいは自動車電話技術
のノウノ1つを知識表現し、具体的には、条件部である
減算器13aに対して、パワー制御偏差ek、パワー制
御偏差の一階差分Δek、パワー制御偏差の二階差分Δ
”ek等の組からなる、ファジィ複合命題を記述し、結
論部である加算器13cに対しては、操作IIJkに対
するファジィ命題を記述しているので、温度変化や部品
のばらつき等により動特性が変化しても、非線形な送信
パワーコントロールを各パワーレベル毎に正確に行うこ
とができ、また、ハードウェアの部品点数を少な(する
ことができるので、実装上も有利となる効果を有する。
発明の効果 上述の如く本発明によれば、パワー制御された送信電力
を出力するパワーモジュールの出力電力を検出して、こ
の出力電力と目標出力電力レベルとの偏差を算出し、こ
の算出された偏差と上記出力電力に対するパワー制御操
作量とに基づいて、上記パワーモジュールのパワー制御
範囲をファジィ集合してあいまい分割し、あいまい分割
された各々のファジィ集合に対応する制御ルールでファ
ジィ推論を行うことにより、次段の送信電力のパワー制
御量を決定するようにした。
このため、ファジィ制御を用いることにより、周辺の温
度や各部品の品質のばらつき等による動特性の変化に対
しても、より柔軟で幅の広い、正確な送信パワーコント
ロール制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ディジタル移動通信方式の携帯電話における
、本発明の一実施例による、ファジィ制御による送信パ
ワーコントロール方法を実施するための、ファジィ制御
による送信パワーコントロール装置の概略構成を示すブ
ロック図、第2図は、第1図の送信パワーコントロール
装置の送信パワーコントロール制御に関する動作を示す
フローチャート、第3図は、ディジタル移動通信方式の
携帯電話における、従来の送信穴ワーコントロール部の
概略構成を示すブロック図である。 11・・・PAモジュール、12・・センサ部、12b
・・・出力電力検出器、13・・・ファジィ制御装置。 代理人の氏名 弁理士 小鍜冶 明 ほか2名4覗 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. パワー制御された送信電力を出力するパワーモジュール
    の出力電力を検出して、この出力電力と目標出力電力レ
    ベルとの偏差を算出し、この算出された偏差と上記出力
    電力に対するパワー制御操作量とに基づいて、上記パワ
    ーモジュールのパワー制御範囲をファジィ集合してあい
    まい分割し、あいまい分割された各々のファジィ集合に
    対応する制御ルールでファジィ推論を行うことにより、
    次段の送信電力のパワー制御量を決定するようにした、
    ファジィ制御による送信パワーコントロール方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116760330A (zh) * 2023-08-18 2023-09-15 山东宇飞传动技术有限公司 一种用于变频控制装置的控制系统
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