JP5282685B2 - TDD transceiver - Google Patents
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Description
本発明は、TDD方式送受信装置に関する。本発明は、例えば、移動無線通信基地局においてTDD(Time Division Duplex)方式を用いる無線装置等の送受信部に適用することができるTDD方式送受信装置に関する。 The present invention relates to a TDD transmission / reception apparatus. The present invention relates to a TDD transmission / reception apparatus that can be applied to a transmission / reception unit such as a wireless apparatus using a TDD (Time Division Duplex) system in a mobile radio communication base station.
TDD方式は、周波数有効利用の観点で有用な無線通信方式の一つで、送信と受信とに共通の周波数帯域を使用し、一つの周波数帯域内で時分割により送信と受信とを切替える。WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)やLTE(Long Term Evolution)の一部でこの方式が採用されている。 The TDD scheme is one of wireless communication schemes that are useful from the viewpoint of effective use of frequency, and uses a common frequency band for transmission and reception, and switches between transmission and reception by time division within one frequency band. This method is adopted in part of WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) and LTE (Long Term Evolution).
TDD方式送受信装置は、同一の周波数帯域の送信系と受信系とを一つの送受信装置内に構築する必要があり、送信時における受信系への送信信号電力の回り込みや受信時における送信系雑音の受信系への回り込みを防止する等、TDD方式特有の技術上の課題を有する。 The TDD transmission / reception apparatus needs to construct a transmission system and a reception system in the same frequency band in one transmission / reception apparatus. The transmission signal power wraps around the reception system during transmission and the transmission system noise during reception There is a technical problem peculiar to the TDD system, such as preventing sneaking into the receiving system.
従来のTDD方式送受信装置の一例として、移動無線基地局(BS)の送受信部(TRX)の構成例を図9に示す。まず、送信系について説明すると、送信信号のデジタルIQ信号がベースバンド部(BB)1から出力され、該デジタルIQ信号は、デジタルアナログ変換部(DAC)2でアナログ信号に変換される。該アナログ信号は、直交変調部(QMOD)3で直交変調され、無線周波数帯信号として出力される。 As an example of a conventional TDD transmission / reception apparatus, a configuration example of a transmission / reception unit (TRX) of a mobile radio base station (BS) is shown in FIG. First, a transmission system will be described. A digital IQ signal of a transmission signal is output from a baseband unit (BB) 1, and the digital IQ signal is converted into an analog signal by a digital / analog conversion unit (DAC) 2. The analog signal is quadrature modulated by a quadrature modulation unit (QMOD) 3 and output as a radio frequency band signal.
該無線周波数帯信号は、前置増幅器(PreAMP)4で前置増幅され、送信出力増幅器(以下、電力増幅器(PA)という)6で高出力信号に増幅され、送受信信号結合部(以下、サーキュレータ(CIR)という)7に入力される。サーキュレータ(CIR)7の出力信号は、フロントエンド部(FE)8により不要波成分の除去等が施され、アンテナ(ANT)から送信波として出力される。 The radio frequency band signal is preamplified by a preamplifier (PreAMP) 4, amplified to a high output signal by a transmission output amplifier (hereinafter referred to as a power amplifier (PA)) 6, and transmitted / received signal combining unit (hereinafter referred to as a circulator). (Referred to as (CIR)). The output signal of the circulator (CIR) 7 is subjected to removal of unnecessary wave components and the like by the front end unit (FE) 8 and output as a transmission wave from the antenna (ANT).
電力増幅器(PA)6の出力信号はカップリングされ、フィードバックコンバータ(FB−CONV)9により中間周波数帯に変換され、アナログデジタル変換部(ADC)10によりデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換されたフィードバック信号は、ベースバンド部(BB)1に戻され、デジタルプリディストータ(DPD)11の処理信号として用いられると同時に、送信出力レベルの値の導出に用いられる。 The output signal of the power amplifier (PA) 6 is coupled, converted to an intermediate frequency band by a feedback converter (FB-CONV) 9, and converted to a digital signal by an analog / digital converter (ADC) 10. The feedback signal converted into the digital signal is returned to the baseband unit (BB) 1 and used as a processing signal of the digital predistorter (DPD) 11 and at the same time used to derive the value of the transmission output level.
次に受信系について説明すると、アンテナ(ANT)から入力された信号は、フロントエンド部(FE)8により帯域外の不要波成分が除去された後、サーキュレータ(CIR)7で受信信号が送信信号と分離され、受信スイッチ(RX RFSW)13に入力される。この受信スイッチ(RX RFSW)13は、低雑音増幅器(LNA)14等の受信入力増幅器に送信信号の過出力レベルが回り込んで入力されるのを防ぐために設けられたスイッチである。 Next, the reception system will be described. The signal input from the antenna (ANT) is subjected to removal of unnecessary wave components outside the band by the front end unit (FE) 8, and then the reception signal is transmitted by the circulator (CIR) 7. And input to the reception switch (RX RFSW) 13. The reception switch (RX RFSW) 13 is a switch provided to prevent an excessive output level of a transmission signal from being circulated and input to a reception input amplifier such as a low noise amplifier (LNA) 14.
受信スイッチ(RX RFSW)13から出力される信号は、低雑音増幅器(LNA)14等の受信入力増幅器に入力され、低雑音増幅された後、受信コンバータ(RX−CONV)15へ入力される。受信信号は、受信コンバータ(RX−CONV)15により中間周波数帯に変換され、アナログデジタル変換部(ADC)16によりデジタル信号に変換され、ベースバンド部(BB)1へ入力され、復調処理が施される。 A signal output from the reception switch (RX RFSW) 13 is input to a reception input amplifier such as a low noise amplifier (LNA) 14, amplified by low noise, and then input to a reception converter (RX-CONV) 15. The reception signal is converted into an intermediate frequency band by a reception converter (RX-CONV) 15, converted into a digital signal by an analog / digital conversion unit (ADC) 16, and input to the baseband unit (BB) 1 for demodulation processing. Is done.
従来のTDD方式送受信装置では、ベースバンド部(BB)1内のアラーム判定部(ALM)12により過出力が検出されたとき、受信スイッチ(RX RFSW)13を遮断し、送信系の回り込み信号が低雑音増幅器(LNA)14に入力されないようにする処理を施している。 In the conventional TDD transmission / reception apparatus, when an overpower is detected by the alarm determination unit (ALM) 12 in the baseband unit (BB) 1, the reception switch (RX RFSW) 13 is cut off, and a sneak signal of the transmission system is generated. Processing is performed so as not to input to the low noise amplifier (LNA) 14.
また、従来のTDD方式の無線送受信装置として、アンテナなどからの送信信号の異常レベルの反射信号による低雑音増幅器への影響を防止する手段と、異常レベルの反射信号の発生を検出し、異常検出信号を生成する手段とを設け、送受信状態の異常を検出して無駄な動作をなくすようにしたTDD方式の無線送受信装置等が、例えば下記の特許文献1等によって知られている。
In addition, as a conventional TDD radio transmission / reception device, means for preventing the influence of a reflection signal of an abnormal level of a transmission signal from an antenna or the like on a low noise amplifier, detection of the occurrence of a reflection signal of an abnormal level, and detection of an abnormality A TDD wireless transmission / reception apparatus that includes a means for generating a signal and detects an abnormal transmission / reception state to eliminate useless operation is known, for example, from
従来のTDD方式送受信装置では、電力増幅器(PA)6の出力信号をカップリングにより抽出し、フィードバックコンバータ(FB−CONV)9及びアナログデジタル変換部(ADC)10を介してそのフィードバック信号をベースバンド部(BB)1に入力し、ベースバンド部(BB)1で送信出力レベルの値を導出する。 In the conventional TDD transmission / reception apparatus, the output signal of the power amplifier (PA) 6 is extracted by coupling, and the feedback signal is baseband via the feedback converter (FB-CONV) 9 and the analog-digital converter (ADC) 10. Unit (BB) 1 and the baseband unit (BB) 1 derives the value of the transmission output level.
そして、送信出力レベルの値をアラーム判定部(ALM)12で判定して、過出力(異常な高出力)と判定された後、受信スイッチ(RX RFSW)13を遮断していた。その結果、電力増幅器(PA)6から過出力レベルが出力された後、それがアラーム判定部(ALM)12で判定されて受信スイッチ(RX RFSW)13が遮断されるまでに、可成の時間が掛かり、その間、受信系の低雑音増幅器(LNA)14等の受信入力増幅器に高電力の信号が印加されていた。そのため、低雑音増幅器(LNA)14等の受信入力増幅器に高電力耐力性を有するものを使用しなければならなかった。 Then, the value of the transmission output level is determined by the alarm determination unit (ALM) 12, and after it is determined that the output is excessive (abnormally high output), the reception switch (RX RFSW) 13 is shut off. As a result, after an overpower level is output from the power amplifier (PA) 6, it is possible time until it is determined by the alarm determination unit (ALM) 12 and the reception switch (RX RFSW) 13 is cut off. In the meantime, a high-power signal was applied to the receiving input amplifier such as the low noise amplifier (LNA) 14 of the receiving system. For this reason, a receiving input amplifier such as a low noise amplifier (LNA) 14 having high power tolerance must be used.
しかし、使用周波数の追加や低コスト化への対応に際して、必ずしも充分な高電力耐力性のデバイスが容易に入手可能であるとは限らず、また、低雑音増幅器(LNA)14の高電力耐力性が維持されている時間内に受信スイッチ(RX RFSW)13の遮断への切替えが完了せず、低雑音増幅器(LNA)14の破壊又は特性劣化が生ずる可能性があった。 However, a device having a sufficiently high power tolerance is not always readily available when adding a frequency to be used or cost reduction, and the high power tolerance of the low noise amplifier (LNA) 14 is not always available. Therefore, the switching to the cutoff of the reception switch (RX RFSW) 13 is not completed within the time period in which the low noise amplifier (LNA) 14 is broken, or the characteristic deterioration may occur.
また、送信系の回路の故障などにより想定外の周波数で発振が起きた場合、フィードバックコンバータ(FB−CONV)9の周波数特性により、或いはアナログデジタル変換部(ADC)10が動作可能な周波数レンジ外となることにより、送信系の出力レベルの検出が適正に行われなくなる。そのため、フロントエンド部(FE)8により外部に不要な電波を送出することは防げたとしても、受信系の回路に対する保護が不充分で、受信系の回路の故障を引き起こす恐れがあった。本発明は、送信系の過出力信号の受信系回路への回り込に対する保護がより確実・適確に行われるTDD方式送受信装置を提供する。 In addition, when oscillation occurs at an unexpected frequency due to a failure in a transmission system circuit or the like, the frequency characteristics of the feedback converter (FB-CONV) 9 or out of the frequency range in which the analog-digital converter (ADC) 10 can operate. As a result, the output level of the transmission system is not properly detected. For this reason, even though it is possible to prevent unnecessary radio waves from being transmitted to the outside by the front end unit (FE) 8, there is a risk that the protection of the reception system circuit is insufficient and a failure of the reception system circuit may occur. The present invention provides a TDD transmission / reception apparatus in which protection against wraparound of an excessive output signal of a transmission system to a reception system circuit is more reliably and accurately performed.
本発明のTDD方式送受信装置は、送信出力増幅器により電力増幅した送信信号を、送受信信号結合部を介してアンテナから送信し、該アンテナにより受信された受信信号を、前記送受信信号結合部を介して受信入力増幅器に入力するTDD方式送受信装置であって、前記送信出力増幅器の前段の前置増幅器の出力電流又は出力電圧を監視し、該出力電流又は出力電圧が予め規定した過出力電流値又は過出力電圧値を超えたか否かを判定する過出力判定手段と、前記送受信信号結合部と前記受信入力増幅器との間に設けられ、前記過出力判定手段による前記送信出力増幅器に対する前記前置増幅器の過出力判定信号によって、前記受信信号を前記受信入力増幅器へ入力する信号経路を遮断する受信スイッチとを備えている。 TDD scheme transceiver of the present invention, the transmission signal power-amplified by the transmission power amplifier, and transmitted from the antenna via the transmission and reception signal coupling unit, the signal received by the antenna, via the transceiver signal coupling unit a T DD scheme transceiver to be input to the receiver input amplifier, the transmitter output current or output voltage of the preamplifier of the preceding monitors the output amplifier, over the output current output current or output voltage is predefined value or and over power determining means for determining whether or not exceeded over the output voltage value, the transmitting and receiving signal coupling unit provided between the reception input amplifier, the relative said that by the excessive output determining means and said transmission output amplifier the over power determination signal of the preamplifier, and a reception switch for interrupting a signal route for inputting the received signal to the receiving input amplifier.
また、前記送受信信号結合部と前記アンテナとの間に設けられたフロントエンド部における送信信号の出力電流又は出力電圧を監視し、該出力電流又は出力電圧が予め規定した過出力電流値又は過出力電圧値を超えたことを判定する過出力判定手段と、前記送受信信号結合部と前記受信入力増幅器との間に設けられ、前記過出力判定手段により前記送信出力増幅器の過出力が検出されたときに出力される信号により、前記受信信号を前記受信入力増幅器へ入力する信号路を遮断する受信スイッチと、を備えたものである。 In addition, the output current or output voltage of the transmission signal at the front end unit provided between the transmission / reception signal coupling unit and the antenna is monitored, and the output current or output voltage is defined as an over-output current value or over-output that is defined in advance. An overpower determining means for determining that the voltage value has been exceeded, and provided between the transmission / reception signal coupling unit and the reception input amplifier, and when the overoutput of the transmission output amplifier is detected by the overpower determination means And a reception switch that cuts off a signal path for inputting the reception signal to the reception input amplifier.
また、前記送信出力増幅器の前段の前置増幅器の出力電流又は出力電圧を監視し、該出力電流又は出力電圧が予め規定した過出力電流値又は過出力電圧値を超えたことを判定する過出力判定手段と、前記送受信信号結合部と前記受信入力増幅器との間に設けられ、前記過出力判定手段により前記送信出力増幅器の過出力が検出されたときに出力される信号により、前記受信信号を前記低雑音増幅器へ入力する信号路を遮断する受信スイッチと、を備えたものである。 In addition, the output current or output voltage of the preamplifier in front of the transmission output amplifier is monitored, and it is determined that the output current or output voltage has exceeded a predetermined overoutput current value or overoutput voltage value. The reception signal is provided by a determination unit, and a signal that is provided between the transmission / reception signal coupling unit and the reception input amplifier, and that is output when an excessive output of the transmission output amplifier is detected by the excessive output determination unit. And a receiving switch for cutting off a signal path input to the low noise amplifier.
TDD方式送受信装置において、送信系から過出力レベルの送信信号が出力されたとき、短時間で送信系の過出力を検出し、送信系の過出力信号の受信系回路への回り込みに対する受信系回路の保護を敏速にかつ確実・適確に行うことができ、受信系回路の破壊又は特性劣化を防ぐことができる。 In a TDD transmission / reception apparatus, when a transmission signal with an overpower level is output from the transmission system, the transmission system detects the overpower of the transmission system in a short time, and the reception system circuit with respect to the wraparound of the transmission system overpower signal to the reception system circuit Can be promptly and reliably and accurately performed, and destruction or deterioration of characteristics of the receiving system circuit can be prevented.
図1にこのTDD方式送受信装置の過出力保護機能の説明図を示す。該過出力保護機能は第1の手段(1)として、送信出力増幅器(以下、電力増幅器(PA)という)6に用いられる増幅素子(例えば、FET:Field Effect Transistor)の出力電流(例えばドレイン電流)又は出力電圧を監視し、該出力電流又は出力電圧が該増幅素子の規定最大電流値又は規定最大電圧値に達した場合、電力増幅器(PA)6が過大出力状態であると判断し、受信スイッチ(RX RFSW)13を遮断する構成を備える。この構成により、通常動作時の周波数帯だけでなく、回路故障による発振等で想定外の周波数の送信出力信号が発生した場合でも過出力検出が可能となり、それに伴う受信系への大電力信号の回り込みを短時間で抑制することができる。 FIG. 1 is an explanatory diagram of the over-output protection function of the TDD transmission / reception apparatus. The over-output protection function is a first means (1) as an output current (for example, drain current) of an amplification element (for example, FET: Field Effect Transistor) used in a transmission output amplifier (hereinafter referred to as a power amplifier (PA)) 6. ) Or the output voltage is monitored, and when the output current or output voltage reaches the specified maximum current value or the specified maximum voltage value of the amplifying element, it is determined that the power amplifier (PA) 6 is in an excessive output state, and reception is performed. The switch (RX RFSW) 13 is configured to be cut off. With this configuration, not only the frequency band during normal operation but also the transmission output signal of an unexpected frequency due to oscillation due to a circuit failure, etc., it becomes possible to detect over output, and the accompanying high power signal to the receiving system The wraparound can be suppressed in a short time.
また、電力増幅器(PA)6の過出力警報(Over Power Alarm)により、受信スイッチ(RX RFSW)13を遮断する構成を備えることができる。この構成により、ベースバンド部(BB)1の信号処理に異常を来たした場合でも、過出力検出が可能となり、それに伴う受信系への大電力の回り込みを短時間で抑制することができる。 Moreover, the structure which interrupts | blocks the receiving switch (RX RFSW) 13 by the over output alarm (Over Power Alarm) of the power amplifier (PA) 6 can be provided. With this configuration, even when an abnormality occurs in the signal processing of the baseband unit (BB) 1, it is possible to detect overpower, and to suppress a large power wraparound to the receiving system in a short time.
また、第2の手段(2)として、前置増幅器(PreAMP)4の出力側に設けた検波部で前置増幅器(PreAMP)4の出力電力をモニタし、該出力電力が規定値以上となり、過出力となったとき、前置増幅器(PreAMP)4の出力側に設けた送信スイッチ(TX RFSW)5と受信スイッチ(RX RFSW)13を遮断する構成を備える。 Further, as the second means (2), the output power of the preamplifier (PreAMP) 4 is monitored by a detector provided on the output side of the preamplifier (PreAMP) 4, and the output power becomes a specified value or more. When the output is excessive, the transmission switch (TX RFSW) 5 and the reception switch (RX RFSW) 13 provided on the output side of the preamplifier (PreAMP) 4 are cut off.
この構成により、前置増幅器(PreAMP)4及びベースバンド部(BB)1の信号処理に異常を来たした場合に過出力検出が可能となり、送信スイッチ(TX RFSW)5を遮断することにより、電力増幅器(PA)6への過大信号の入力を防ぎ、また、受信スイッチ(RX RFSW)13を遮断することにより、それに伴う受信系への大電力の回り込みを短時間で抑制することができる。 With this configuration, it becomes possible to detect overpower when abnormality occurs in the signal processing of the preamplifier (PreAMP) 4 and the baseband unit (BB) 1, and by shutting off the transmission switch (TX RFSW) 5, By preventing an excessive signal from being input to the power amplifier (PA) 6 and cutting off the reception switch (RX RFSW) 13, it is possible to suppress a large amount of power from entering the reception system in a short time.
また、第3の手段(3)として、受信系に設けられる受信入力増幅器(以下、低雑音増幅器(LNA)という)14に用いられる増幅素子(例えばFET)のゲートバイアス電圧を、送信と受信の切替えタイミングに合わせて切替え、そのときの出力電流又は出力電圧(例えばドレイン電流又は電圧)の変化を確認する構成を備える。この構成により、受信系に大電力信号が回り込んでしまった場合でも、受信系の低雑音増幅器(LNA)14動作の正常性を逐次確認し、動作不良を監視することができる。 As a third means (3), the gate bias voltage of an amplifying element (for example, FET) used in a receiving input amplifier (hereinafter referred to as a low noise amplifier (LNA)) 14 provided in the receiving system is used for transmission and reception. A configuration is provided in which switching is performed in accordance with the switching timing, and a change in output current or output voltage (for example, drain current or voltage) at that time is confirmed. With this configuration, even when a high-power signal wraps around the reception system, the normality of the operation of the low-noise amplifier (LNA) 14 in the reception system can be sequentially confirmed, and malfunctions can be monitored.
図2に、電力増幅器(PA)6のFETのドレイン電流の監視による過出力保護機能の説明図を示す。電力増幅器(PA)6のFETのドレイン電流の監視手段として、給電部(PS:Power Supply)20に、過出力制限値(Overload Limit)が設定されている。なお、以下の説明において、出力電流と出力電圧とに格別な差異は無いため、主に出力電流について説明するが、出力電圧についても同様に適用することができる。 FIG. 2 is an explanatory diagram of an overoutput protection function by monitoring the drain current of the FET of the power amplifier (PA) 6. As a means for monitoring the drain current of the FET of the power amplifier (PA) 6, an overload limit value (Overload Limit) is set in the power supply unit (PS: Power Supply) 20. In the following description, since there is no particular difference between the output current and the output voltage, the output current will be mainly described, but the same applies to the output voltage.
該過出力制限値は、電力増幅器(PA)6のFETのドレイン電流の通常動作時の最大電流(Maximum Current)の例えば1.05倍に設定され、該過出力制限値を越えるドレイン電流が流れたとき、過出力警報(Over Power Alarm)を発し、送信信号の送出を停止させる。 The overpower limit value is set to, for example, 1.05 times the maximum current (Maximum Current) during normal operation of the drain current of the FET of the power amplifier (PA) 6, and the drain current exceeding the overpower limit value flows. When this happens, an over power alarm is issued and transmission of the transmission signal is stopped.
このTDD方式送受信装置の過出力保護機能は、上述の過出力制限値より低い値として、電力増幅器(PA)6のFETの出力信号が過出力と想定される過出力電流値を規定する。そして、この過出力電流値への到達を契機として受信スイッチ(RX RFSW)13を遮断する。この過出力電流値として、電力増幅器(PA)6のFETのドレイン電流の通常動作時の最大電流(Maximum Current)値とすることができる。 The over output protection function of the TDD transmission / reception apparatus defines an over output current value that is assumed to be an over output of the output signal of the FET of the power amplifier (PA) 6 as a value lower than the above-described over output limit value. Then, the reception switch (RX RFSW) 13 is cut off when this over-output current value is reached. As this over-output current value, the drain current of the FET of the power amplifier (PA) 6 can be the maximum current value during normal operation.
電力増幅器(PA)6のFETの出力電流の変化を監視することにより、前置増幅器(PreAMP)4又は電力増幅器(PA)6の異常発振等によって帯域外の過大信号が出力されても過出力電流として検出され、直ちに過出力を検出することができる。 By monitoring the change in the output current of the FET of the power amplifier (PA) 6, even if an excessive signal outside the band is output due to abnormal oscillation of the preamplifier (PreAMP) 4 or the power amplifier (PA) 6, etc. It is detected as a current, and an overpower can be detected immediately.
図3に電力増幅器(PA)6のドレイン電流を監視による過出力保護の処理フローを示す。給電部(PS)において、過出力電流値として設定した通常動作時の最大電流(Maximum Current)の上限設定値を超えたことを検出すると(3−1)、受信スイッチ(RX RFSW)13の遮断(OFF)信号を生成する(3−2)。該遮断(OFF)信号を受信スイッチ(RX RFSW)13に送出し、受信スイッチ(RX RFSW)13を遮断(OFF)し、過出力信号の受信系への回り込みを防止する(3−3)。 FIG. 3 shows a process flow of over output protection by monitoring the drain current of the power amplifier (PA) 6. When the power supply unit (PS) detects that the upper limit set value of the maximum current (Maximum Current) set during the normal operation set as the over-output current value is exceeded (3-1), the reception switch (RX RFSW) 13 is turned off. An (OFF) signal is generated (3-2). The cutoff (OFF) signal is sent to the reception switch (RX RFSW) 13, and the reception switch (RX RFSW) 13 is cut off (OFF) to prevent the over-output signal from entering the reception system (3-3).
図4に、電力増幅器(PA)6の出力電力の監視による過出力保護機能の説明図を示す。従来例では、過出力検出の機能をベースバンド部(BB)1のデジタルプリディストータ(DPD)11に搭載していたが、過出力検出の機能をベースバンド部(BB)1とは別の回路構成とし、ベースバンド部(BB)1と独立した例えばフロントエンド部(FE)8の出力側に検波部(DET)41及び過出力判定部42を設ける。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an overoutput protection function by monitoring the output power of the power amplifier (PA) 6. In the conventional example, the overpower detection function is mounted on the digital predistorter (DPD) 11 of the baseband unit (BB) 1. However, the overpower detection function is different from that of the baseband unit (BB) 1. For example, a detection unit (DET) 41 and an overpower
フロントエンド部(FE)8から出力される送信信号の過出力を、検波部(DET)41及び過出力判定部42により検出及び判定する。そして、過出力判定部42から受信スイッチ(RX RFSW)13の制御信号を供給し、過出力時に受信スイッチ(RX RFSW)13を遮断状態に切替える。この構成により、ベースバンド部(BB)1が誤動作した場合でも、受信系に対する保護動作が確実に行われる。
The excessive output of the transmission signal output from the front end unit (FE) 8 is detected and determined by the detection unit (DET) 41 and the excessive
図5に電力増幅器(PA)6の出力電力の監視による過出力保護機能の処理フローを示す。検波部(DET)41によりフロントエンド部(FE)8の出力電力を検出する(5−1)。検波部(DET)41の出力電力検出結果を基に、過出力判定部42により過出力を判定し、過出力時に受信スイッチ(RX RFSW)13の遮断(OFF)信号を生成する(5−2)。該遮断(OFF)信号を受信スイッチ(RX RFSW)13に送出して受信スイッチ(RX RFSW)13を遮断(OFF)し、過出力信号の受信系への回り込みを防止する(5−3)。
FIG. 5 shows a processing flow of the over-output protection function by monitoring the output power of the power amplifier (PA) 6. The detection unit (DET) 41 detects the output power of the front end unit (FE) 8 (5-1). Based on the output power detection result of the detection unit (DET) 41, the
図6に、前置増幅器(PreAMP)4の出力電力の監視による過出力保護機能の構成例を示す。前置増幅器(PreAMP)4の出力側に検波部(DET)61を設け、該検波部(DET)61により前置増幅器(PreAMP)4の出力電力をモニタする。 FIG. 6 shows a configuration example of the over-output protection function by monitoring the output power of the preamplifier (PreAMP) 4. A detector (DET) 61 is provided on the output side of the preamplifier (PreAMP) 4, and the output power of the preamplifier (PreAMP) 4 is monitored by the detector (DET) 61.
該検波部(DET)61により検出される出力電力を過出力判定部(COMP)62により所定の閾値と比較し、該出力電力が該閾値を超えて過出力と判定されたとき、前置増幅器(PreAMP)4の出力側に設けた送信スイッチ(TX RFSW)5を遮断する制御信号を送出し、送信スイッチ(TX RFSW)5により前置増幅器(PreAMP)4以降の出力信号の送出を遮断する。 The output power detected by the detection unit (DET) 61 is compared with a predetermined threshold value by an overpower determination unit (COMP) 62, and when the output power exceeds the threshold value and is determined to be an excessive output, a preamplifier A control signal for cutting off the transmission switch (TX RFSW) 5 provided on the output side of the (PreAMP) 4 is transmitted, and transmission of the output signal after the preamplifier (PreAMP) 4 is blocked by the transmission switch (TX RFSW) 5. .
図6の実施例は送信系の中間段の回路における過出力によるものであり、最終段の電力増幅器(PA)6の故障による出力遮断と区別するために、ベースバンド部(BB)1に対して、前置増幅器(PreAMP)4での過出力発生による出力遮断を示す信号を送出する。またこの信号を、受信スイッチ(RX RFSW)13を遮断する遮断信号として利用することができる。 The embodiment of FIG. 6 is due to an excessive output in the intermediate stage circuit of the transmission system. In order to distinguish it from the output cutoff due to the failure of the power amplifier (PA) 6 in the final stage, the baseband part (BB) 1 is The preamplifier (PreAMP) 4 sends a signal indicating output interruption due to the occurrence of excessive output. Further, this signal can be used as a cutoff signal for shutting off the reception switch (RX RFSW) 13.
図7に前置増幅器(PreAMP)4の出力電力の監視による過出力保護の処理フローを示す。検波部(DET)61において前置増幅器(PreAMP)4の出力電力を検出する(7−1)。過出力判定部(COMP)62で検波部(DET)61による出力電力検出結果を基に過出力を判定し、過出力時に送信スイッチ(TX RFSW)5の遮断(OFF)信号を生成する(7−2)。 FIG. 7 shows a process flow of over output protection by monitoring the output power of the preamplifier (PreAMP) 4. The detector (DET) 61 detects the output power of the preamplifier (PreAMP) 4 (7-1). The overpower determination unit (COMP) 62 determines overpower based on the output power detection result by the detection unit (DET) 61, and generates a cutoff (OFF) signal of the transmission switch (TX RFSW) 5 at the time of overpowering (7 -2).
遮断(OFF)信号の送出により送信スイッチ(TX RFSW)5を遮断(OFF)し、電力増幅器(PA)6への入力信号を遮断する(7−3)。それと同時にベースバンド部(BB)1へ前置増幅器(PreAMP)4での過出力を示す信号を通知し、かつ受信スイッチ(RX RFSW)13を遮断(OFF)して、過出力信号の受信系への回り込み防止する(7−4)。 The transmission switch (TX RFSW) 5 is cut off (OFF) by sending a cut off (OFF) signal, and the input signal to the power amplifier (PA) 6 is cut off (7-3). At the same time, the baseband unit (BB) 1 is notified of a signal indicating an overpower at the preamplifier (PreAMP) 4 and the reception switch (RX RFSW) 13 is cut off (OFF) to receive the overpower signal. (7-4).
図8は、低雑音増幅器の診断機能の説明図であり、低雑音増幅器(LNA)14の監視機能の説明図で、低雑音増幅器(LNA)14の増幅素子のゲート電圧のバイアスを、TDD方式の送信と受信との切替タイミングに従って切替えて、低雑音増幅器14の増幅素子のドレイン電流又はドレイン電圧の変化を監視する。
FIG. 8 is an explanatory diagram of the diagnostic function of the low noise amplifier , and is an explanatory diagram of the monitoring function of the low noise amplifier (LNA) 14. The bias of the gate voltage of the amplifying element of the low noise amplifier (LNA) 14 is expressed by the TDD method. switch Therefore the switching timing of the transmission of the reception, monitoring a change in the drain current and the drain voltage of the amplifying element of the
即ち、TDD方式における送信と受信の切替えを制御するTDD切替制御部(TDDSW CONT)81の切替制御信号を、アナログスイッチ82に入力し、該切替制御信号により、アナログスイッチ82から出力する低雑音増幅器(LNA)14のゲート電圧のバイアスを切替える。
That is, a low-noise amplifier that inputs a switching control signal of a TDD switching control unit (TDDSW CONT) 81 that controls switching between transmission and reception in the TDD system to the
アナログスイッチ82には、異なるゲートバイアス電圧、例えば、低雑音増幅器(LNA)14の通常動作時のゲートバイアス電圧(On bias)83と、低雑音増幅器(LNA)14を不動作とするゲートバイアス電圧(Off bias)84とを入力し、アナログスイッチ82は、上記切替制御信号によりその何れか一方のゲートバイアス電圧を、低雑音増幅器(LNA)14のゲートに印加する。そして、低雑音増幅器(LNA)14の出力電圧であるドレイン電圧を、オペアンプ85等を用いた増幅素子出力監視手段により監視する。
The
図8の(a),(b)は、正常時と異常時との動作説明図であり、TDDSWはTDD方式の送信と受信との切替制御信号、OPAMP出力は、低雑音増幅器(LNA)14の出力信号を監視するオペアンプ出力を示す。図8(a)に示すように、時分割複信(TDD)の切替タイミングに同期して、低雑音増幅器14のドレイン電圧が所定の範囲の変化が生じている場合は、正常と判定する。又図8の(b)に示すように、時分割複信(TDD)の切替タイミングに同期した変化が生じない場合は、低雑音増幅器(LNA)14の動作不良と判定する。これにより、低雑音増幅器(LNA)14の障害発生の検出が可能となる。
FIGS. 8A and 8B are explanatory diagrams of operations during normal operation and abnormal operation. TDDSW is a switching control signal between TDD transmission and reception, and OPAMP output is a low noise amplifier (LNA) 14. The operational amplifier output for monitoring the output signal is shown. As shown in FIG. 8A, when the drain voltage of the
又図8の(a),(b)のOPAMP出力は、低雑音増幅器(LNA)14の出力信号outputを検出する為の演算増幅器(OPAMP)の出力を示し、前述のように、送受信切替制御信号に同期した所定のレベルの変化を検出可能の場合は正常と判定し、点線楕円の不一致検出として示すように、所定のレベル変化がない場合は、低雑音増幅器(LNA)14の故障発生と判定する。8A and 8B show the output of the operational amplifier (OPAMP) for detecting the output signal output of the low noise amplifier (LNA) 14, and as described above, the transmission / reception switching control is performed. When it is possible to detect a change in a predetermined level synchronized with the signal, it is determined to be normal, and as indicated by the detection of a mismatch between dotted ellipses, if there is no change in the predetermined level, a failure of the low-noise amplifier (LNA) 14 has occurred. judge.
1 ベースバンド部
2 デジタルアナログ変換部
3 直交変調部
4 前置増幅器
5 送信スイッチ
6 送信出力増幅器(電力増幅器)
7 送受信信号結合部(サーキュレータ)
8 フロントエンド部
9 フィードバックコンバータ
10 アナログデジタル変換部
11 デジタルプリディストータ
13 受信スイッチ
14 低雑音増幅器
15 受信コンバータ
16 アナログデジタル変換部
DESCRIPTION OF
7 Transmission / reception signal coupling part (circulator)
8 Front-
Claims (3)
前記送信出力増幅器の前段の前置増幅器の出力電流又は出力電圧を監視し、該出力電流又は出力電圧が予め規定した過出力電流値又は過出力電圧値を超えたか否かを判定する過出力判定手段と、
前記送受信信号結合部と前記受信入力増幅器との間に設けられ、前記過出力判定手段による前記送信出力増幅器に対する前記前置増幅器の過出力判定信号によって、前記受信信号を前記受信入力増幅器へ入力する信号経路を遮断する受信スイッチと
を備えたことを特徴とするTDD方式送受信装置。 T DD scheme a transmission signal power-amplified by the transmission power amplifier, and transmitted from the antenna via the transmission and reception signal coupling unit, the signal received by the antenna, and inputs the received input amplifier via the transceiver signal coupling unit In the transmitting / receiving device,
An overoutput that monitors the output current or output voltage of the preamplifier in front of the transmission output amplifier and determines whether the output current or output voltage exceeds a predefined overoutput current value or overoutput voltage value A determination means;
Provided between the reception input amplifier and the transmitting and receiving signal coupling unit, wherein the over power determination signal of the preamplifier for by that said transmission output amplifier over-output determining unit, the received signal to the receiving input amplifier TDD scheme reception apparatus characterized by comprising a reception switch for interrupting an input signal route.
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