JP3322307B2

JP3322307B2 - 送信機

Info

Publication number: JP3322307B2
Application number: JP22101299A
Authority: JP
Inventors: 俊一中島
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-08-04
Filing date: 1999-08-04
Publication date: 2002-09-09
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: GB0018644D0; GB2358555A; US6798845B1; AU4895600A; AU769962B2; JP2001044857A; GB2358555B

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は送信電力を可変に制
御する機能を有する送信機に関し、特に送信電力制御に
基づいて搬送波のレベルを制御してキャリアリークの影
響を低減する機能を有する送信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】スペクトラム拡散方式（以下、ＣＤＭＡ
方式と呼ぶ）を用いた移動体通信では、複数の移動体端
末が同一周波数帯を共有し、それぞれの移動体端末は送
信データを拡散符号によって拡散し基地局へ向けて送信
している。移動体端末には互いに直交性を有する異なる
拡散符号がそれぞれ割り当てられている。基地局は、移
動体端末が拡散に使用したものと同一の拡散符号を用い
て逆拡散することで、特定の移動体端末からの受信デー
タを抽出することができる。特定の移動体端末にとっ
て、同一周波数帯を共有している他の移動体端末の送信
電波は全てノイズとなる。

【０００３】したがって、ＣＤＭＡ方式を用いた移動体
通信では、全ての移動体端末の送信電力を所定のエラー
レートを確保できる必要最小限のレベルに抑制する制御
（以下、送信電力制御と呼ぶ）を行うことで他の移動体
端末に対するノイズレベルを下げ、同一周波数帯を共有
できる移動体端末数をできるだけ多く確保できるように
して、無線周波数の有効利用とシステムの機器コスト等
の削減を図っている。したがって、ＣＤＭＡ方式を用い
た移動体通信システムには、正確な送信電力制御が要求
される。

【０００４】また、ＣＤＭＡ方式では、拡散された広い
周波数帯域の信号を送信するので、送信電力制御は、広
いダイナミックレンジを持つ送信機が必要である。特に
移動体端末の送信機においては小型、軽量、低消費電力
で、これらを実現する必要がある。

【０００５】しかし、送信機においては、変調に用いる
搬送波が変調器出力に直接的に乗ってしまうキャリアリ
ークと呼ばれる現象が発生する。送信機の出力が大きい
場合には、変調器出力信号のレベルに対してキャリアリ
ークのレベルが無視できるのでキャリアリークによる影
響は問題とならないが、送信機の出力が小さい場合には
キャリアリークによる影響が無視できない。

【０００６】従来のキャリアリークを抑制する回路とし
ては、特開平８−２０４７７２号公報に記載されている
ような搬送波信号の位相を１８０°反転し変調器出力と
合成する回路や、特許第２８５２２２９４号公報に記載
されているような変調器出力レベルを監視し、レベルが
低い時には搬送波出力を抑制するフィードバック回路な
どがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開平８−２０４７７
２号公報に記載されている回路では、スペクトラムアナ
ライザで観測しながら、合成する信号の位相とレベルを
調整する必要があり、大量生産される移動体端末に用い
るには適していない。また、特許第２８５２２９４号公
報に記載されている回路では、変調器出力を検波回路に
向けて方向性結合器で分配する必要があり、方向性結合
器の損失による減衰や、回路規模の面で、小型、軽量、
低消費電力を要求される移動体端末に最適ではなかっ
た。また、変調器出力レベルを監視して、搬送波出力を
制御するので、送信電力の変化が急激な場合には、搬送
波の制御が遅延することがあった。

【０００８】本発明は、上記したような従来技術の有す
る問題を解決するためになされたものであり、ＣＤＭＡ
方式における移動体端末用のキャリアリーク抑制回路を
提供することを目的とする。また、別の目的としてはキ
ャリアリーク抑制回路を製造容易に、小型、軽量、低消
費電力で提供することがある。またさらに、別の目的と
しては運用開始後にキャリアリーク抑制回路の特性を最
適に変更可能とすることがある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】制御信号にしたがって送
信電力を所定の値に設定する送信機であって、搬送波を
利得変更可能に増幅する局部可変増幅器と、所定の基準
電圧を発生する基準電圧発生部と、前記基準電圧に対す
る前記制御信号のレベルの大小を判定する比較部と、前
記比較部の判定結果に基づき、前記制御信号が前記基準
電圧よりも大きいときには送信出力のひずみ特性が最適
となるように前記局部可変増幅器の利得を制御し、前記
制御信号が前記基準電圧よりも小さいときには送信出力
に対するキャリアリークの影響が抑えられるように前記
局部可変増幅器の利得を制御する制御部と、を有する構
成である。

【００１０】上記のように構成した送信機は、変調器出
力が大きい場合には、送信機出力のひずみ特性を最適に
し、変調器出力が小さい場合には、キャリアリークの影
響を抑制することができる。

【００１１】なお、前記基準電圧発生部は、前記キャリ
アリークのレベルと等しい送信電力に対応する制御信号
のレベルと等しい基準電圧を発生する構成としてもよ
い。

【００１２】上記のように構成した送信機は、キャリア
リークのレベルが変調器出力よりも大きくなることがな
い。

【００１３】また、前記比較器は、前記基準電圧に対す
る前記制御信号のレベルの大小判定にヒステリシス特性
を持たせてもよい。

【００１４】上記のように構成した送信機は、前記制御
信号の電圧レベルが前記基準電圧の付近で増減を繰り返
した場合に起こる制御のバタツキを防止できる。

【００１５】またさらに、前記基準電圧発生部は、前記
基準電圧を変更可能に発生する構成としてもよい。

【００１６】上記のように構成した送信機は、初期設
定、調整、運用開始後の基準電圧やヒステリシス幅の変
更が可能である。

【００１７】一方、別の構成としては、制御信号にした
がって送信電力を所定の値に設定する送信機であって、
搬送波を利得変更可能に増幅する局部可変増幅器と、所
定の基準コードを出力する基準値レジスタと、前記基準
コードに対応する前記制御コードの大小を判定する比較
部と、前記比較部の判定結果に基づき、前記制御コード
が前記基準コードよりも大きいときには送信出力のひず
み特性が最適となるように前記局部可変増幅器の利得を
制御し、前記制御コードが前記基準コードよりも小さい
ときには送信出力に対するキャリアリークの影響が抑え
られるように前記局部可変増幅器の利得を制御する制御
部と、を有する構成である。上記のように構成した送信
機は、変調器出力が大きい場合には、送信機出力のひず
み特性を最適にし、変調器出力が小さい場合には、キャ
リアリークの影響を抑制することができる。

【００１８】なお、前記基準値レジスタは、前記キャリ
アリークのレベルと等しい送信電力に対応する制御コー
ドと等しい基準コードを出力する構成としてもよい。

【００１９】上記のように構成された送信機は、キャリ
アリークのレベルが変調器出力よりも大きくなることが
ない。

【００２０】また、前記比較部は、前記基準コードに対
する前記制御コードの値の大小判定にヒステリシス特性
を持たせた構成としてもよい。

【００２１】上記のように構成した送信機は、前記制御
コードの値が前記基準コードの値の付近で増減を繰り返
した場合に起こる制御のバタツキを防止できる。

【００２２】またさらに、前記基準値レジスタは、基準
コードを変更可能に出力する構成としてもよい。

【００２３】上記のように構成した送信機は、初期設
定、調整、運用開始後の基準コード値やヒステリシス幅
の変更が可能である。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態について、
図面を参照して詳細に説明する。（第１の実施の形態）図１は本発明の送信機の第１の実
施の形態の構成を示すブロック図である。

【００２５】図２は図１に示した送信機の電力制御信号
と送信電力との関係を示すグラフである。

【００２６】図１を用いて、第１の実施の形態の送信機
について説明する。

【００２７】送信機は、ベースバンド信号を搬送波信号
によって変調し、さらに電力制御信号Ｖａｇｃにしたが
って可変増幅して出力する変調部１００と、搬送波を発
生し、さらに搬送波制御回路２００の指示にしたがって
可変増幅し出力する搬送波発生回路１０１と、電力制御
信号Ｖａｇｃにしたがって搬送波発生回路１０１の可変
増幅の利得を制御する搬送波制御回路２００と、基地局
からの指示を解析し、送信電力制御を行う制御情報をコ
ード発生部１０６に通知する中央処理部１０５と、中央
処理部１０５からの通知にしたがって電力制御信号を制
御コードでＤ／Ａ部１０７に出力するコード発生部１０
６と、コード発生部１０６の出力した制御コードをディ
ジタル・アナログ変換して電力制御信号Ｖａｇｃを生成
し、出力するＤ／Ａ部１０７とからなる。電力制御信号
Ｖａｇｃは、基地局からの指示にしたがって移動体端末
の送信電力レベルを制御するための制御信号であり、Ａ
ＧＣ可変増幅器１０９で利得の制御に用いられるととも
に、比較器１０３で基準電圧信号Ｖｓと比較される。

【００２８】搬送波制御回路２００は、基準電圧信号Ｖ
ｓを発生する基準電圧発生部１０２と、２つの入力の信
号電圧レベルを比較し比較結果を出力する比較器１０３
と、比較器１０３の比較結果に基づき搬送波増幅の利得
を制御する制御部１０４とからなる。

【００２９】変調部１００は、ベースバンド信号と搬送
波信号を乗算する乗算器１０８と、乗算器１０８の出力
信号を電力制御信号Ｖａｇｃの電圧レベルによって可変
増幅するＡＧＣ可変増幅器１０９とからなる。

【００３０】搬送波発生回路１０１は、搬送波周波数で
発振する局部発振器１１０と、局部発振器１１０の出力
信号を所定のレベルに増幅する局部可変増幅器１１１と
からなる。局部可変増幅器１１１の利得はＸとＹの２段
階である。利得Ｘは送信機の出力信号のひずみが最適と
なるような利得であり、利得Ｙはキャリアリークを抑制
するときの利得である。利得Ｘと利得Ｙとの関係はＸ＞
Ｙである。

【００３１】比較器１０３は、基準電圧信号Ｖｓと電力
制御信号Ｖａｇｃとの電圧レベルを比較し、Ｖａｇｃ＞
Ｖｓであるか、またはＶａｇｃ＜Ｖｓであるかを制御部
１０４に通知する機能を備えている。

【００３２】制御部１０４は、比較器１０３の比較結果
にしたがって、局部可変増幅器１１１の利得を、ＸとＹ
の２段階に制御する機能を備えている。電圧レベルがＶ
ａｇｃ＞Ｖｓの場合には利得Ｘとなるよう制御し、Ｖａ
ｇｃ＜Ｖｓの場合には利得Ｙとなるよう制御する。

【００３３】図２を用いて、Ｖｓ電圧レベルの値の選定
について説明する。電力制御信号Ｖａｇｃの電圧レベル
が取り得る値をａからｂまでとすると、ＡＧＣ可変増幅
器出力の取り得る値はｃからｄまでとなる。局部可変増
幅器１１１の利得をＸとしたときのキャリアリークのレ
ベルをｅとし、Ｙとしたときのキャリアリークのレベル
をｆとする。ＡＧＣ可変増幅器出力がｅと交わる点の電
圧レベルをＶｓとして選定する。

【００３４】図３および図４を用いて、本実施形態の搬
送波制御回路の動作について説明する。

【００３５】図３は図１に示した送信機の電力制御信号
と局部可変増幅器の利得との関係を示すグラフである。

【００３６】図４は局部可変増幅器の利得制御にヒステ
リシスを持たせた場合の、搬送波制御回路の電力制御信
号と、局部可変増幅器の利得との関係を示すグラフであ
る。図３に示すように、電力制御信号Ｖａｇｃの電圧レ
ベルがＶａｇｃ＞Ｖｓの場合、比較器１０３からＶａｇ
ｃ＞Ｖｓを通知された制御部１０４は、送信機出力のひ
ずみが最適である利得Ｘになるように局部可変増幅器１
１１を制御する。このとき、ＡＧＣ可変増幅器から出力
される送信機の出力信号は十分に大きいため、キャリア
リークは無視できるレベルである。一方、Ｖａｇｃ＜Ｖ
ｓの場合、キャリアリークの影響を抑制する必要がある
ので、比較器１０３からＶａｇｃ＜Ｖｓを通知された制
御部１０４は、利得Ｙとなるよう局部可変増幅器１１１
を制御する。

【００３７】したがって、送信電力制御によって送信機
出力のレベルが変化する移動体端末の送信機に、本実施
形態の搬送波制御回路を用いることによって、送信機出
力が大きい場合にはひずみが最適となり、小さい場合に
はキャリアリークの影響が抑制された送信機出力を得る
ことができ、移動体通信システムのチャネル容量が多く
確保できる。また、電力制御信号Ｖａｇｃを用いて搬送
波の制御を行うので、ＡＧＣ可変増幅器１０９の出力を
分配し、検波する必要が無く、小型、低消費電力で実現
できる。またさらに、電力制御信号Ｖａｇｃを用いて搬
送波の制御と送信電力制御を同時に行うので、搬送波の
制御は、送信電力制御に対して遅延がなく、適切なタイ
ミングでキャリアリークが抑制できる。

【００３８】なお、図４に示すように、基準電圧信号Ｖ
ｓに対する電力制御信号Ｖａｇｃの電圧レベルの大小判
断にヒステリシス特性を持たせてもよい。この場合、基
準電圧発生部１０２は、ヒステリシス特性を考慮した第
１の基準電圧信号Ｖｓｕと第２の基準電圧信号Ｖｓｄ
（Ｖｓｕ＞Ｖｓ＞Ｖｓｄ＞０）の２つの基準値を発生
し、比較器１０３に伝達する。比較器１０３はＶａｇｃ
とＶｓｕとの大小関係の判定およびＶａｇｃとＶｓｄと
の大小関係の判定を制御部１０４に通知する。制御部１
０４はＶａｇｃがＶｓｄを下回った場合に、利得Ｘから
利得Ｙに変化させ、ＶａｇｃがＶｓｕを上回った場合
に、利得Ｙから利得Ｘに変化させる構成としてもよい。

【００３９】このようにすると、Ｖａｇｃの電圧レベル
がＶｓの電圧レベル付近で小さな増減を繰り返した場合
の制御のバタツキを防止することができる。

【００４０】またさらに、基準電圧信号Ｖｓの電圧レベ
ルを変更可能としてもよい。それによって、初期設定や
調整が容易となり製造工程を短縮できる。（第２の実施の形態）次に、本発明の第２の実施の形態
について図面を用いて説明する。

【００４１】図５は本発明の送信機の第２の実施の形態
の構成を示すブロック図である。

【００４２】本実施形態の送信機は、搬送波制御回路構
成が第１の実施の形態と異なっている。その他の構成は
第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略す
る。本実施形態の搬送波制御回路４００は、基準コード
Ｃｓを蓄積し出力する基準値レジスタ３０１と、２つの
入力コードを比較し比較結果を出力するコード比較部３
０２と、コード比較部３０２の比較結果に基づき搬送波
増幅の利得を制御する制御部１０４とからなる。

【００４３】基準値レジスタ３０１は、基準電圧信号Ｖ
ｓに相当する基準コードＣｓを蓄積し、出力する。

【００４４】コード比較部３０２は、基準コードＣｓと
電力制御信号をディジタル・アナログ変換する前のコー
ドＣａｇｃとを比較し、Ｃａｇｃ＞Ｃｓであるか、また
はＣａｇｃ＜Ｃｓであるかを制御部１０４に通知する機
能を備えている。

【００４５】制御部１０４は、コード比較部３０２の比
較結果にしたがって、局部可変増幅器１１１の利得を、
ＸとＹの２段階に制御する。コード値がＣａｇｃ＞Ｃｓ
の場合には利得Ｘとなるよう制御し、Ｃａｇｃ＜Ｃｓの
場合には利得Ｙとなるよう制御する。

【００４６】本実施形態の送信機は、第１の実施の形態
の送信機と同様の作用および効果を生じる。

【００４７】なお、図６のように基準値レジスタ３０１
に蓄積する基準コードを、中央処理部１０５から設定
し、変更することを可能としてもよい。それによって、
初期設定や調整が容易となり製造工程を短縮できる。ま
た、運用開始後の変更が容易となり、運用状態に合わせ
た最適化ができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように構成された本発明
は、以下のような効果を有する。

【００４９】送信電力制御を行う送信機に、変調器出力
レベルとキャリアリークレベルが等しくなる制御信号の
電圧レベルである基準電圧を発生する基準電圧発生部
と、基準電圧発生部からの基準電圧と制御信号の電圧レ
ベルを比較する比較器と、比較器の判定結果に基づき、
搬送波増幅の利得を制御する制御部とを有する搬送波制
御回路を提供できる。したがって、送信電力制御によっ
て送信機出力のレベルを変化させる移動体端末の送信機
に、本構成の搬送波制御回路を用いると、送信機出力が
大きい場合にはひずみが最適となり、小さい場合にはキ
ャリアリークの影響が抑制された送信機出力を得ること
ができ、移動体通信システムのチャネル容量が多く確保
できる。また、制御信号を用いて搬送波の制御を行うの
で、変調器出力を分配して検波する必要が無く、小型、
低消費電力で実現できる。またさらに、制御信号を用い
て搬送波制御と送信電力制御を同時に行うので、搬送波
の制御は送信電力制御に対して遅延がなく、適切なタイ
ミングでのキャリアリーク抑制ができる。

【００５０】このとき、電圧レベルの比較にヒステリシ
スを持たせてもよく、これによって制御信号の電圧レベ
ルが基準電圧信号の電圧レベル付近で、小さな増減を繰
り返した場合に起こる制御のバタツキを防止でき、安定
した変調器出力を得ることができる。

【００５１】さらに、基準電圧発生部の発生する基準電
圧を変更可能としてもよく、これによって、初期設定、
回路部品の特性のばらつき等に基準値を適合させる調
整、運用開始後の基準コード値やヒステリシス幅の変更
等が可能となる。したがって、製造工程の短縮や運用開
始後の最適化ができる。

【００５２】また、別の回路構成としては、送信電力制
御を行う送信機に、基準コードを蓄積し出力する基準値
レジスタと、基準値レジスタ出力の基準コードと制御コ
ードの値の大小判定を行う比較部と、比較部の判定結果
に基づき搬送波増幅の利得を制御する制御部とを有する
搬送波制御回路を提供できる。したがって、送信電力制
御によって送信機出力のレベルが変化する移動体端末の
送信機に、本構成の搬送波制御回路を用いると、送信機
出力が大きい場合にはひずみが最適となり、小さい場合
にはキャリアリークの影響が抑制された送信機出力を得
ることができ、移動体通信システムのチャネル容量が多
く確保できる。また、制御コードを用いて搬送波の制御
を行うので、変調器出力を分配して検波する必要が無
く、小型、低消費電力で実現できる。またさらに、制御
コードを用いて搬送波制御と送信電力制御を同時に行う
ので、搬送波の制御は送信電力制御に対して遅延がな
く、適切なタイミングでのキャリアリーク抑制ができ
る。

【００５３】このとき、コード値の比較にヒステリシス
を持たせてもよく、これによって制御コードの値が基準
コードの値の付近で、小さな増減を繰り返した場合に起
こる制御のバタツキを防止でき、安定した変調器出力を
得ることができる。

【００５４】さらに、基準値レジスタの発生する基準コ
ードを変更可能としてもよく、これによって、初期設
定、回路部品の特性のばらつき等に基準値を適合させる
調整、運用開始後の基準コード値やヒステリシス幅の変
更等が可能となる。したがって、製造工程を短縮や運用
開始後の最適化ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の送信機の第１の実施の形態の構成を示
すブロック図である。

【図２】図１に示した送信機の電力制御信号と送信電力
との関係を示すグラフである。

【図３】図１に示した送信機の電力制御信号と局部可変
増幅器の利得との関係を示すグラフである。

【図４】局部可変増幅器の利得制御にヒステリシスを持
たせた場合の、搬送波制御回路の電力制御信号と、局部
可変増幅器の利得との関係を示すグラフである。

【図５】本発明の送信機の第２の実施の形態の構成を示
すブロック図である。

【図６】第２の実施の形態の基準値レジスタ３０１に蓄
積する基準コード値を中央処理部１０５から変更可能と
した場合のブロック図である。

【符号の説明】

１００変調部１０１搬送波発生回路１０２基準電圧発生部１０３比較器１０４制御部１０５中央処理部１０６コード発生部１０７Ｄ／Ａ部１０８乗算器１０９ＡＧＣ可変増幅器１１０局部発振器１１１局部可変増幅器２００搬送波制御回路３０１基準値レジスタ３０２コード比較部４００搬送波制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 1/04 H04J 13/00 H04L 27/01

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】制御信号にしたがって送信電力を所定の
値に設定する送信機であって、搬送波を利得変更可能に増幅する局部可変増幅器と、所定の基準電圧を発生する基準電圧発生部と、前記基準電圧に対する前記制御信号のレベルの大小を判
定する比較部と、前記比較部の判定結果に基づき、前記制御信号が前記基
準電圧よりも大きいときには送信出力のひずみ特性が最
適となるように前記局部可変増幅器の利得を制御し、前
記制御信号が前記基準電圧よりも小さいときには送信出
力に対するキャリアリークの影響が抑えられるように前
記局部可変増幅器の利得を制御する制御部と、を有する
送信機。
【請求項２】前記基準電圧発生部は、前記キャリアリークのレベルと等しい送信電力に対応す
る制御信号のレベルと等しい基準電圧を発生する請求項
１記載の送信機。
【請求項３】前記比較器は、前記基準電圧に対する前記制御信号のレベルの大小判定
にヒステリシス特性を持たせた請求項１記載の送信機。
【請求項４】前記基準電圧発生部は、前記基準電圧を変更可能に発生する請求項１記載の送信
機。
【請求項５】制御信号にしたがって送信電力を所定の
値に設定する送信機であって、搬送波を利得変更可能に増幅する局部可変増幅器と、所定の基準コードを出力する基準値レジスタと、前記基準コードに対する前記制御コードの大小を判定す
る比較部と、前記比較部の判定結果に基づき、前記制御コードが前記
基準コードよりも大きいときには送信出力のひずみ特性
が最適となるように前記局部可変増幅器の利得を制御
し、前記制御コードが前記基準コードよりも小さいとき
には送信出力に対するキャリアリークの影響が抑えられ
るように前記局部可変増幅器の利得を制御する制御部
と、を有する送信機。
【請求項６】前記基準値レジスタは、前記キャリアリークのレベルと等しい送信電力に対応す
る制御コードと等しい基準コードを出力する請求項５記
載の送信機。
【請求項７】前記比較部は、前記基準コードに対する前記制御コードの値の大小判定
にヒステリシス特性を持たせた請求項５記載の送信機。
【請求項８】前記基準値レジスタは、基準コードを変更可能に出力する請求項５記載の送信
機。