JPH05102767A - 無線通信装置の送信電力制御回路 - Google Patents

無線通信装置の送信電力制御回路

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JPH05102767A
JPH05102767A JP25815891A JP25815891A JPH05102767A JP H05102767 A JPH05102767 A JP H05102767A JP 25815891 A JP25815891 A JP 25815891A JP 25815891 A JP25815891 A JP 25815891A JP H05102767 A JPH05102767 A JP H05102767A
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JP
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gain
transmission power
control circuit
circuit
signal
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JP25815891A
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Tatsuya Yamada
達也 山田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】比較増幅器の利得を大きくせずに帰還ループの
ループ利得を十分大きくし、これにより応答特性が良好
でかつ安定した送信電力を発生することのできる無線通
信装置の送信電力制御回路を提供することである。 【構成】送信信号の送信電力を可変して送出する可変減
衰器1と、この可変減衰器1から出力された送信信号の
レベルを検出して比較増幅器6で基準レベルと比較し、
その差を零に近づけるための利得制御信号を生成して上
記可変減衰器1に帰還供給する利得制御回路とを備えた
送信電力制御回路において、上記比較増幅器6の後段
に、上記利得制御信号の周波数が低くなるに従って伝達
利得が予め設定された値から増加して、直流状態で所定
値以上になる伝達関数を有する完全積分形のループフィ
ルタ9を設けるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば携帯・自動車無
線電話システムやコードレス無線電話装置等の移動無線
通信システムで使用される無線通信装置において、送信
波の送信電力を安定化するために設けられる送信電力制
御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、移動無線通信システムの一つとし
て、例えばセルラ方式の携帯無線通信システムが運用さ
れている。この種のシステムは、例えば図6に示す如
く、有線電話網NWに接続された制御局CSと、この制
御局CSに対しそれぞれ有線回線CL1〜CLnを介し
て接続された複数の基地局BS1〜BSnと、複数の移
動局PS1〜PSmとから構成されている。上記各基地
局BS1〜BSnは、それぞれ異なるエリアに一般にセ
ルと呼ばれる無線ゾーンE1〜Enを形成する。移動局
PS1〜PSmは、自局が位置しているセルの基地局に
対し空きの無線通話チャネルを介して接続され、さらに
この基地局から制御局CSを介して有線電話網NWに接
続される。また、移動局PS1〜PSmが通信中に他の
セルに移動すると、通信を継続したまま接続先の基地局
が移動先のセルの基地局に切換えられる。
【0003】ところで、このようなシステムで使用され
る移動局用の無線通信装置には、例えば無線回線の設定
時に基地局BSから伝送される送信電力指定情報に基づ
いて自局の送信電力を制御する回路を備えたものがあ
る。図4はその構成の一例を示す回路ブロック図であ
る。
【0004】同図において、この回路は可変減衰器1
と、電力増幅器2と、方向性結合器3と、検波器4と、
平滑回路5と、比較増幅器6と、基準電圧発生器7と、
ローパスフィルタ8とを備えている。上記可変減衰器1
は、入力送信信号に対し後述する減衰量制御信号に基づ
く減衰量を与えて出力する。この出力された送信信号は
電力増幅器2で電力増幅されたのち図示しないアンテナ
などから送信される。また、電力増幅器2から出力され
た送信信号の一部は方向性結合器3を介して検波器4に
導かれて検波される。この検波信号は平滑回路5で平滑
されて高周波成分を除去されたのち比較増幅器6に供給
される。比較増幅器6では、入力された上記検波信号の
信号レベルと、上記基準電圧発生器7から供給される基
準電圧レベルとを比較してその差成分を検出している。
そして、この差成分に応じた信号が減衰量制御信号とし
て所定の時定数を持つローパスフィルタ8を介して可変
減衰器1に負帰還供給される。このため、可変減衰器1
の減衰量は可変制御され、これにより送信信号の送信電
力は上記基準電圧に対応する値となるように制御され
る。
【0005】このような構成であるから、例えば基地局
から伝送された送信電力指定情報に応じて、制御回路に
より基準電圧発生器7の基準電圧を所定の値に可変設定
すれば、この設定値に従って可変減衰器1の減衰量が可
変制御され、これにより送信信号の送信電力は上記基地
局から指定された値に設定される。
【0006】ところで、上記送信電力制御回路では、電
力増幅器2に供給する電源の電圧変動や周囲の温度変
化、あるいは入力周波数の変動などに起因してその利得
が変動する。そして、このような電力増幅器2の利得変
動や、入力送信信号のレベル変動などの影響によって上
記電力増幅器2から出力される送信信号の電力レベルが
所定の目標値に対して誤差を生じることがある。
【0007】このような送信電力レベルと目標値との誤
差を極力少なくするためには、帰還ループの一巡ループ
利得(開ループ利得)を十分に大きくし、これにより上
記利得変動要因の影響を極力抑える必要がある。つま
り、いま開ループ伝達関数をG(s)とすると、帰還ル
ープの閉ループ伝達関数、すなわち目標値に対する制御
量の比H(s)は、 H(s)=G(s)/(1+G(s)) (sは複素
角周波数)
【0008】と表される。ここで、定常的な一巡ループ
利得はG(0)のことをいう。従って、一巡ループ利得
G(0)>>1とした場合、目標値と制御量との比H
(0)はニアリイコール1となり、定常的に制御量すな
わち送信電力を所定の目標値とほぼ等しくすることがで
きる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の送信電力制御回路には、次のような解決すべき課
題があった。すなわち、上記帰還ループの一巡ループ利
得を十分に大きくするために、従来では一般に比較増幅
器6の利得を大きくするようにしている。図5は、比較
増幅器6の利得を大きくした場合において、この比較増
幅器6の入出力信号の波形を模式的に示したものであ
る。いま、上記基準電圧の電圧値が変更されて、この基
準電圧値と検波信号との差が大きく変化したとする。こ
の時、例えば上記図5の(a)に示す検波信号が平滑回
路5から比較増幅器6へ入力されたとすると、この比較
増幅器6の制御信号出力側では本来図5の(b)に示す
如く比較増幅器6の利得倍された波形が現れるはずであ
る。しかしながら、実際には比較増幅器6の出力範囲は
この比較増幅器6の電源電圧によって決定されるため、
比較増幅器6の出力波形は図5の(c)に示すように電
源電圧レベル付近にて飽和してしまい、この結果先端が
クリップした波形となって出力される。この飽和してク
リップした部分での(b)と(c)との差は等価的に利
得が低下したことに相当する。従って、上述したような
大きな振幅動作時の過渡応答特性においては、飽和によ
る見かけ上の利得低下により応答時間が遅くなるという
不具合が生じていた。
【0010】そこで本発明の目的は、比較増幅器の利得
を大きくすることなく帰還ループのループ利得を十分大
きくし、これにより応答特性が良好でかつ安定した送信
電力を発生することのできる無線通信装置の送信電力制
御回路を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、送信信号の送信電力を可変して送出する可
変利得回路と、この可変利得回路から出力された送信信
号のレベルを検出して比較増幅器で基準レベルと比較
し、その差を零に近づけるための利得制御信号を生成し
て上記可変利得回路に帰還供給する利得制御回路とを備
えた無線通信装置の送信電力制御回路において、上記利
得制御回路中に完全積分形のループフィルタを設ける。
そして、上記利得制御信号の周波数が低くなるに従って
伝達利得が予め設定された値から増加して直流状態で所
定値以上になるような伝達特性を持たせるようにしたも
のである。
【0012】また本発明は上記完全積分形フィルタとし
て、演算増幅器と、この演算増幅器の反転入力端子と上
記レベル制御信号の入力端子との間に設けられる第1の
抵抗器と、上記演算増幅器の出力端子と上記反転入力端
子との間に設けられるコンデンサおよび第2の抵抗器を
含む直列回路と、上記演算増幅器の非反転入力端子を所
定の電位に設定する電位設定回路とから構成するように
したことも特徴とする。
【0013】
【作用】上記手段を講じた結果、次のような作用が生じ
る。すなわち、利得制御信号が直流状態の場合には完全
積分形のループフィルタの伝達利得が無限大になること
から、帰還ループの直流的な一巡ループ利得は十分に大
きくなる。このため、電源電圧の変動や温度変化による
可変利得回路の利得変動は十分に抑えられ、これにより
送信電力への影響は軽減される。また、上記したように
帰還ループのループ利得は完全積分形フィルタによって
略無限大に設定されるので、上記比較増幅器の利得を殊
に高く設定する必要はなくなる。このため、過渡応答時
においても上記比較増幅器から出力される利得制御信号
は飽和せず、これにより回路の応答時間が遅れる不具合
は防止される。この結果、応答性に優れ、かつ高精度の
送信電力制御を行なうことができる。
【0014】
【実施例】図1は本発明の一実施例における送信電力制
御回路を備えた無線通信装置の構成を示す回路ブロック
図である。この装置は、送信系、受信系および制御系に
大別される。なお、28は電源としてのバッテリであ
る。
【0015】送信系は、送話器11と、音声符号器(S
PCOD)12と、誤り訂正符号器(CHCOD)13
と、ディジタル変調器(MOD)14と、ミキサ15
と、送信電力制御回路(PA)16と、高周波スイッチ
回路(SW)17と、アンテナ18とから構成される。
音声符号器12では、送話器11から出力された送話信
号の符号化が行なわれる。また誤り訂正符号器13で
は、上記音声符号器12から出力されたディジタル化送
話信号および後述する制御回路24から出力されるディ
ジタル化制御信号の誤り訂正符号化が行なわれる。ディ
ジタル変調器14では、上記誤り訂正符号器13から出
力されたディジタル化送信信号により中間周波信号が例
えばQPSK変調される。ミキサ15では、この変調さ
れた中間周波信号が周波数シンセサイザ25から出力さ
れた局部発振信号にミキシングされて高周波信号に周波
数変換される。そして送信電力制御回路16では、上記
ミキサ15から出力された高周波の送信信号が所定の送
信電力に増幅される。高周波スイッチ17は、制御回路
24から指定された送信タイムスロットの期間だけ導通
状態となり、この期間に上記送信電力制御回路16から
出力された送信高周波信号をアンテナ18に供給して、
このアンテナ18から基地局BSに向けて送出する。
【0016】これに対し受信系は、受信機(RX)19
と、ディジタル復調器(DEMOD)20と、誤り訂正
復号器(CHDEC)21と、音声復号器(SPDE
C)22と、受話器23とから構成される。受信機19
では、所定の受信タイムスロットにおいてアンテナ18
および高周波スイッチ17により受信された無線受信波
が中間周波信号に周波数変換される。ディジタル復調器
20では、上記受信機19から出力された受信中間周波
信号に対するビット同期およびフレーム同期がとられた
上で、この受信中間周波信号のディジタル復調が行なわ
れる。誤り訂正復号器21では、上記ディジタル復調器
20から出力されたディジタル復調信号が誤り訂正復号
化される。そして、この誤り訂正復号化により得られた
ディジタル化受話信号は音声復号器22へ出力され、ま
たディジタル化制御信号は制御回路24に供給される。
音声復号器22では、上記ディジタル化受話信号の復号
化処理が行なわれる。そして、この復号化処理により元
に戻されたアナログ受話信号は、受話器23から拡声出
力される。
【0017】また制御系は、制御回路(CONT)24
と、周波数シンセサイザ(SYN)25と、受信電界強
度検出回路(RSSI)26と、発信要求スイッチ27
とを備えている。周波数シンセサイザ25は、制御回路
24により指定された無線チャネルに対応する局部発振
周波数を発生する。受信電界強度検出回路26では、基
地局BSから送信された電波の受信電界強度が検出さ
れ、その検出信号は制御回路24に供給される。
【0018】制御回路24は、例えばマイクロコンピュ
ータを主制御部として備えたもので、無線回線の接続制
御や通話制御等の通常の制御機能に加えて送信電力制御
手段を有している。この送信電力制御手段は、無線回線
の接続時や通話中に基地局から送信電力指定情報が伝送
された場合に、この情報に応じて送信電力を可変制御す
るための制御信号を生成し、この制御信号を後述する送
信電力制御回路16に供給する。なお、上記制御信号は
図示しないD/A変換器によりアナログ信号に変換され
たのち送信電力制御回路16に供給される。
【0019】ところで、上記送信電力制御回路16は次
のように構成される。図2はその構成を示す回路ブロッ
ク図である。なお、同図において前記図4と同一部分に
は同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【0020】同図において、比較増幅器6の後段には完
全積分形フィルタ9が設けられている。図3はこの完全
積分形フィルタ9の構成を示す回路図である。すなわ
ち、この完全積分形フィルタ9は演算増幅器9aと、第
1の抵抗器9bと、第2の抵抗器9cと、コンデンサ9
dとからなっている。そして図示の如く、第1の抵抗器
9bが演算増幅器9aの反転入力端子の前段に設けら
れ、また演算増幅器9aの出力端子と上記反転入力端子
との間には上記コンデンサ9dおよび第2の抵抗器9c
からなる直列回路が設けられている。また、演算増幅器
9aの非反転入力端子は接地されている。
【0021】このような構成の完全積分形フィルタ9に
おいて、いま仮に反転入力端子に印加される電圧をVin
とし、出力側に現れる電圧をVout とすると、この完全
積分形フィルタ9の伝達関数H(s)は、 H(s)=Vout /Vin=(sCR2 +1)/sCR1 …(1)
【0022】となる。ただし、R1 ,R2 はそれぞれ第
1の抵抗器9bおよび第2の抵抗器9cの抵抗値(R1
>R2 )、Cは上記コンデンサ9dの容量値、sは複素
角周波数である。ここで上記(1)式より複素角周波数
s→0とすると伝達関数H(s)→∞となり、直流的な
利得は非常に大きくなる。一方、複素角周波数sの値が
大きくなるに従って、すなわち周波数が高くなるに従っ
て伝達関数H(s)の振幅は−6dB/OCT の減衰を示
す。この減衰は、ほぼs=1/CR2 付近まで続き、こ
れより高い周波数では入力電圧VinのR2 /R1倍の値
に収束する。
【0023】このような特性のループフィルタを設けた
帰還ループであるから、上記比較増幅器6の利得を高く
とらなくても、帰還ループの直流的な一巡ループ利得を
十分大きくとることができる。従って、例えば比較増幅
器6に供給される基準電圧が異なる値に切換えられて
も、上記比較増幅器6から出力される減衰量制御信号は
飽和せずに完全積分形フィルタ9に供給される。
【0024】このように本実施例であれば、帰還ループ
のループフィルタとして直流的なループ利得を十分に大
きくとれる完全積分形フィルタ9を用いているので、比
較増幅器6の利得を大きくとる必要がなく、このため、
過渡応答時においては比較増幅器6から出力される減衰
量制御信号が電源電圧付近で飽和して、これにより回路
の応答時間が長くなる不具合は防止される。さらに、上
述の如く回路の一巡ループ利得を十分に大きくとれるた
め、前記電力増幅器2における周波数・温度・電源電圧
等の変動に対する利得変動を十分に抑えることができ、
この結果送信電力レベルと目標値との誤差を極力少なく
することができる。
【0025】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば上記実施例では可変減衰器1を用い
た回路を例にとって説明したが、これを例えば可変利得
増幅器を使用した回路に対しても適用可能である。その
他、送信電力を制御する利得制御回路の回路構成や、適
用される無線通信システム等についても、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論で
ある。
【0026】
【発明の効果】比較増幅器の利得を大きく変えることな
く帰還ループのループ利得を十分に大きくとれるので、
制御信号の飽和により回路の応答時間が遅れる不具合は
防止されると共に、電力増幅器2の利得変動による送信
電力への影響も軽減され、これにより応答特性が良好で
かつ安定した送信電力を発生することのできる無線通信
装置の送信電力制御回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わる送信電力制御回路を
有した無線通信装置の構成を示す回路ブロック図。
【図2】図1に示した装置における送信電力制御回路の
構成を示す回路ブロック図。
【図3】図2に示した回路における完全積分形フィルタ
の内部構成を示す回路ブロック図。
【図4】従来における送信電力制御回路の一例を示す回
路ブロック図。
【図5】図4に示した回路における比較増幅器の入出力
信号波形を表す図。
【図6】移動無線通信システムの一例を示す回路ブロッ
ク図。
【符号の説明】
1…可変減衰器、2…電力増幅器、3…方向性結合器、
4…検波器、5…平滑回路、6…比較増幅器、7…基準
電圧発生器、8…ローパスフィルタ、9…完全積分形フ
ィルタ、9a…演算増幅器、9b…第1の抵抗器、9c
…第2の抵抗器、9d…コンデンサ、11…送話器、1
2…音声符号器(SPCOD)、13…誤り訂正符号器
(CHCOD)、14…ディジタル変調器(MOD)、
15…ミキサ、16…送信電力制御回路(PA)、17
…高周波スイッチ回路(SW)、18…アンテナ、19
…受信機(RX)、20…ディジタル復調器(DEMO
D)、21…誤り訂正復号器(CHDEC)、22…音
声復号器(SPDEC)、23…受話器、24…制御回
路、25…周波数シンセサイザ(SYN)、26…受信
電界強度検出回路(RSSI)、27…発信要求スイッ
チ、28…バッテリ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信信号の送信電力を可変して送出する
    可変利得回路と、この可変利得回路から出力された送信
    信号のレベルを検出して比較増幅器で基準レベルと比較
    し、その差を零に近づけるための利得制御信号を生成し
    て上記可変利得回路に帰還供給する利得制御回路とを備
    えた無線通信装置の送信電力制御回路において、 前記利得制御回路中に、前記利得制御信号の周波数が低
    くなるに従って伝達利得が予め設定された値から増加し
    て直流状態で所定値以上になる伝達関数を有する完全積
    分形のループフィルタを設けたことを特徴とする無線通
    信装置の送信電力制御回路。
  2. 【請求項2】 完全積分形フィルタは、演算増幅器と、
    この演算増幅器の反転入力端子と前記レベル制御信号の
    入力端子との間に設けられる第1の抵抗器と、前記演算
    増幅器の出力端子と前記反転入力端子との間に設けられ
    るコンデンサおよび第2の抵抗器を含む直列回路と、前
    記演算増幅器の非反転入力端子を所定の電位に設定する
    電位設定回路とからなることを特徴とする請求項1に記
    載の無線通信装置の送信電力制御回路。
JP25815891A 1991-10-04 1991-10-04 無線通信装置の送信電力制御回路 Pending JPH05102767A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5854971A (en) * 1995-03-31 1998-12-29 Hitachi, Ltd. Output-controlled power amplifier, radio communication terminal and radio communication base station
US7961011B2 (en) 2007-05-30 2011-06-14 Yamaha Corporation Amplifier
KR101054573B1 (ko) * 2007-05-30 2011-08-04 야마하 가부시키가이샤 증폭기
JP2012109930A (ja) * 2010-10-27 2012-06-07 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 信号レベル調整装置及び高周波機器
CN111294910A (zh) * 2020-02-06 2020-06-16 青岛合启立智能科技有限公司 LoRa功率检测方法、装置及发射电路

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