專利名稱：無線通信裝置及其中的發(fā)射功率控制的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及諸如移動通信設備的用來在便攜式電話中進行移動通信的無線通信裝置，而且本發(fā)明還涉及在這種無線通信裝置中發(fā)射功率控制的方法。
一般來說，象便攜式電話單元那樣的移動通信設備配備有當信息被發(fā)送時能夠根據基站和移動站之間的距離來控制自身單元的發(fā)射功率的功能。在用來多路復用多個通信信道的多址類型的通信系統(tǒng)中，為了提高頻率利用效率并降低發(fā)生在通信信道之間的干擾，必須需要用于使到達基站的信號的功率保持在恒定值的發(fā)射功率控制。
更具體地說，采用擴頻通信技術的CDMA(碼分多址)型移動通信設備中，由于單頻帶被多個用戶公用，因此存在著很大可能性出現下面情況具有低發(fā)射功率的信號被具有高發(fā)射功率的信號所掩蓋，即所謂的“遠/近問題”。于是，將發(fā)生如下的問題，那就是，從另一個站發(fā)射的信號可能起干擾信號波的作用，導致線路品質變差。為了解決這樣的問題，傳統(tǒng)上，各種類型的發(fā)射功率控制技術已經得到研究。尤其是，利用閉合環(huán)路技術的發(fā)射功率控制系統(tǒng)以能夠追蹤這樣的瞬時變化的干擾信號的發(fā)射功率控制系統(tǒng)而聞名。更具體地說，在CDMA系統(tǒng)中，需要具有高線性和寬動態(tài)范圍(例如70至80分貝)的發(fā)射功率控制。進而，在寬帶的CDMA(W-CDMA)中，當具有高功率的信號被發(fā)射時還需要更高的發(fā)射功率精度，因此，進一步需要更高的發(fā)射功率控制操作精度。這種寬帶的CDMA系統(tǒng)已經被認為是下一代的移動通信系統(tǒng)。


圖19是用來顯示利用閉合環(huán)路技術的傳統(tǒng)發(fā)射功率控制方法的實例的流程圖。這種發(fā)射功率控制方法可以通過根據TIA(電信工業(yè)協會)的IS-95規(guī)則執(zhí)行的開放/閉合環(huán)路控制而應用在發(fā)射功率控制和其它控制之中。
在建立在基站和移動站之間的通信中，移動站根據從基站發(fā)送的接收信號波(所期望的信號波)的接收功率來確定發(fā)射功率控制位(S101)，將這個發(fā)射功率控制位插入到發(fā)射信號之中，然后將所得的發(fā)射信號發(fā)射到基站?；窘邮諒囊苿诱景l(fā)射的信號，從接收信號中提取發(fā)射功率控制位(S105)，然后按照這個發(fā)射功率控制位的指令控制自身站點的可變功率放大器(S106)。
類似地，基站根據從移動站發(fā)送的接收信號波的接收功率確定發(fā)射功率控制位(S104)，將這個發(fā)射功率控制位插入到發(fā)射信號之中，然后將所得的發(fā)射信號發(fā)射到移動站。移動站接收從基站發(fā)射的信號，從接收信號中提取發(fā)射功率控制位(S102)，然后按照這個發(fā)射功率控制位的指令控制自身站點的可變功率放大器(S103)。
由于實現了這樣的發(fā)射功率控制，因此不管基站和移動站之間的距離為多少都有可能保持基站和移動站中的接收功率大體為恒定的。
例如，在1996年公開的日本專利申請平成8-32513號所描述的“發(fā)射功率控制方法以及應用該控制方法的擴頻通信裝置”(“TRANSMISSIONPOWER CONTROL METHOD AND SPREAD SPECTRUMCOMMUNICATION APPARATUS WITH USING CONTROL METHODTHEREOF”)中，發(fā)射功率是根據與具有連續(xù)接收的相同位值的發(fā)射功率位的總數相對應的發(fā)射功率控制量來控制的。結果，為了跟隨上通信路徑中快速的變化，發(fā)射功率的增加或降低的步長隨著已經經過的連續(xù)接收時間而增加。
在上面所述的傳統(tǒng)發(fā)射功率控制方法中，由于發(fā)射功率控制操作是通過單個發(fā)射功率控制系統(tǒng)(可變功率放大器)來實現的，因此需要高精度的可變功率放大器，以便實現尤其具有高線性和寬動態(tài)范圍的這種發(fā)射功率控制操作。這種發(fā)射功率控制操作也是CDMA系統(tǒng)所需要的。此外，可變功率放大器必須以高精度實現。
然而，當使用這樣的高精度可變功率放大器來以高精度控制可變功率放大器時，如下的問題就發(fā)生了。那就是，電路的尺寸增加了，功率消耗也增加了，并且整個裝置會變得更加昂貴。此外，只使用一個可變功率放大器來實現寬范圍增益控制而同時保持高精度在實用上變得很困難。進而，在移動站是便攜式電話的情況下，在發(fā)射功率得到高精度的控制的同時，要求通過降低電路規(guī)模(就是說，使電路更簡單和小型化)使功率消耗得到抑制。結果是，考慮到功率消耗、便攜性、和設備價格，通過使用傳統(tǒng)發(fā)射功率控制方法在寬范圍上來實現高精度發(fā)射功率控制存在著各種各樣的困難。
本發(fā)明已經被構想出來解決上述問題，因此，本發(fā)明的目的是提供可在低功率消耗下操作的小型無線通信裝置和應用在這種無線通信裝置之中的發(fā)射功率控制方法，同時實現了具有簡單結構和可在低功率消耗下操作的發(fā)射功率控制裝置，和提高了發(fā)射功率控制操作的精度。
為了達到上述目的，根據本發(fā)明的無線通信裝置包括能夠控制給通信對方站(counter station)的發(fā)射功率的發(fā)射功率控制功能，其包括多個用來放大發(fā)射功率的可變功率放大裝置、和用來在整個控制范圍上以串行控制方式或并行控制方式控制這組多個可變功率放大裝置從而進行可變放大控制操作的可變功率放大控制裝置。
最好是，可變功率放大控制裝置將存儲在其中的自身發(fā)射功率與一預定閾值相比較，然后，根據比較結果在整個控制范圍上對該多大可變功率放大裝置實施串行控制方式。
最好是，可變功率放大控制裝置包括用來提取從通信對方站發(fā)射的發(fā)射功率控制位的控制位提取裝置；用來根據發(fā)射功率控制位更新存儲在其中的自身發(fā)射功率的發(fā)射功率存儲裝置；用來將存儲在其中的自身發(fā)射功率與預定閾值進行比較的比較裝置；和控制輸出裝置，用來根據比較結果將控制信號發(fā)送給可變功率放大裝置，以便在整個控制范圍上對該多個可變功率放大裝置實施串行控制方式。
或者是，可變功率放大控制裝置包括用來提取從通信對方站發(fā)射的發(fā)射功率控制位的控制位提取裝置；用來根據發(fā)射功率控制位更新存儲在其中的自身發(fā)射功率的發(fā)射功率存儲裝置；和控制輸出裝置，用來根據存儲在其中的自身發(fā)射功率將控制信號發(fā)送給該多個可變功率放大裝置，以便在整個控制范圍上對該多個可變功率放大裝置實施串行控制方式。
進一步，作為這種可變功率放大裝置，最好提供相互串聯的兩個可變功率放大器，并且可變功率放大控制裝置在整個控制范圍內以串行控制方式或并行控制方式對這兩個可變功率放大器進行可變放大控制操作。
此外，可變放大器還可以進一步應用在該組可變功率放大裝置的前級，可變功率放大控制裝置進一步在可變功率放大裝置間以串行方式或并行方式對該可變放大器進行可變放大控制操作。
根據本發(fā)明的、用來控制給通信對方站的發(fā)射功率的、應用在無線通信裝置中的發(fā)射功率控制方法，包括用來在整個控制范圍上以串行方式或并行方式控制多個可變功率放大裝置，以便進行可變放大控制操作的可變功率放大控制步驟。
最好是，在可變功率放大控制步驟中，將存儲在其中的自身發(fā)射功率與一預定閾值相比較，然后，根據比較的結果在整個控制范圍上實施對該多個可變功率放大裝置的串行控制方式。
此外，所述可變功率放大控制步驟可以包括用來提取從通信對方站發(fā)射的發(fā)射功率控制位的控制位提取步驟；用來根據發(fā)射功率控制位更新存儲在其中的自身發(fā)射功率的發(fā)射功率存儲步驟；用來將存儲其中的自身發(fā)射功率與一預定閾值進行比較的比較步驟；和控制輸出步驟，用來根據比較的結果將控制信號發(fā)送給該多個可變功率放大裝置，以便在整個控制范圍上對該多個可變功率放大裝置實施串行控制方式。
或者是，所述可變功率放大控制步驟可以包括用來提取從通信對方站發(fā)射的發(fā)射功率控制位的控制位提取步驟；用來根據發(fā)射功率控制位更新存儲在其中的自射發(fā)射功率的發(fā)射功率存儲步驟；和控制輸出步驟，用來根據比較的結果將控制信號發(fā)送給該多個可變功率放大裝置，以便在整個控制范圍上對該多個可變功率放大裝置實施串行控制方式。
進一步，最好是，在可變功率放大控制步驟中，在可變功率放大裝置間以串行控制方式或并行控制方式對配置在該多個可變功率放大裝置的前級上的可變放大器進行可變放大控制操作。
根據本發(fā)明的無線通信裝置以及這種無線通信裝置的發(fā)射功率控制方法，在整個控制范圍上以串行控制方式或并行控制方式來控制多個可變功率放大裝置，以便進行可變放大控制操作。在這種情況中，對于多個可變功率放大裝置，最好控制發(fā)生在每個可變功率放大裝置的可變范圍的兩個邊緣部分中的漲落，使之通過串行控制方式或并行控制方式被吸收掉。結果，與一般的控制一個可變功率放大裝置的控制情況相比，在控制范圍內的線性能夠得到改善，和帶有簡單結構的和在寬范圍上的高精度發(fā)射功率控制能夠得以實現。此外，由于以串行方式或并行方式來控制這些多個可變功率放大裝置，因此在無線通信裝置中發(fā)射信號的載波-噪聲比(C/N)能夠得到改善，并且能夠使通信裝置變得簡單和小型化。結果是，在保持發(fā)射控制的控制精度的同時，電路大小能夠得到減小。尤其是，當串行或并行控制方式被應用在移動站之中時，由于能將電路做得簡單和小型化，因此，可攜帶性能夠得到改善，和功率消耗能夠得到抑制。
此外，在多個可變功率放大裝置間以串行控制方式或并行控制方式對配置在該多個可變功率放大裝置的前級上的可變放大器進一步進行可變放大控制操作。并且，在這種情況中，在上述的控制范圍內的線性能夠得到改善，并且由于對可變放大器還提供了串行控制方式或并行控制方式，因此其C/N比能夠進一步得到改善。
圖1是用來表示根據本發(fā)明的一個實施例的無線通信裝置的主要單元的結構的方塊圖；圖2是用來描述根據本發(fā)明的一個實施例的發(fā)射功率控制方法的順序操作的流程圖；圖3是用來解釋在這個實施例中第一和第二可變放大器的預定控制范圍的示意圖；圖4是用來解釋與圖3所示的預定控制范圍相應的一般控制實例的示意圖；圖5顯示用來描述當第一和第二可變功率放大器以串行控制方式被控制時的控制內容的特征曲線圖；圖6是用來表示圖5所示的控制內容中載波和噪聲的特征曲線圖；圖7是用來解釋與圖5所示的控制內容相應的一般控制實例的特征曲線圖；圖8是用來表示在圖7所示的一般控制內容中載波和噪聲特性的特征曲線圖；圖9顯示用來描述當第一和第二可變功率放大器以并行控制方式被控制時的控制內容的特征曲線圖；圖10是用來表示在圖9所示的控制內容中載波和噪聲的特征曲線圖；圖11是用來解釋與圖9所示的控制內容相應的一般控制實例的特征圖；圖12是用來表示在圖11所示的一般控制內容中載波和噪聲特性的特征曲線圖；圖13是用來描述在圖9和圖10所示的控制內容中每一控制步長的詳細控制內容的特征曲線圖；圖14是用來描述在圖11和圖12所示的一般控制內容中每一個控制步長的詳細控制內容的特征曲線圖15是用來解釋在可變放大器配置在調制單元的前級上的情況下的控制內容的特征曲線圖；圖16是用來表示在圖15所示的控制內容中載波和噪聲的特征曲線圖；圖17是用來解釋與圖15的控制內容相應的一般控制實例的特征曲線圖；圖18是用來表在圖17所示的控制內容載波和噪聲相應的一般控制實例的特征曲線圖；和圖19是用來描述傳統(tǒng)發(fā)射功率控制方法的一個實例的流程圖。
現在結合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細描述。
圖1是用來顯示根據本發(fā)明的實施例的無線通信裝置的主要部分的結構的方塊圖。圖2是用來描述根據本發(fā)明的實施例的發(fā)射功率控制方法的順序操作的流程圖。
根據此實施例的無線通信裝置提供在，例如，蜂窩通信系統(tǒng)的基站，或用來構成移動站的移動通信設備中。無線通信裝置對含有傳送信息的信號進行功率放大，以便將經功率放大的信號發(fā)射給通信對應方。應該理解，本實施例所描述的發(fā)射功率控制方法適合應用于這樣一種情況，即在寬功率控制范圍上保持高線性的同時必須進行高精度的發(fā)射功率控制操作，尤其是在CDMA系統(tǒng)的移動通信設備中。然而，本實施例并不僅限于這樣的移動通信設備，它還可以適當地應用在其它需要類似發(fā)射功率控制的無線通信裝置之中。
該無線通信裝置包括用來發(fā)射/接收無線信號的天線11、和將發(fā)射信號與接收信號彼此分開、并共同使用天線11作為無線發(fā)射/接收設備的天線共享(共用)設備(雙工器)12。這個無線通信裝置的信號接收系統(tǒng)是由無線接收單元23、解調單元20、A/D(模/數)轉換器(ADC)21和基帶信號處理單元19配置而成的。無線接收單元23將接收信號的頻率轉換成中頻帶(IF帶)。解調單元20將接收信號轉換成基帶信號。A/D轉換器21將模擬信號轉換成數字信號?；鶐盘柼幚韱卧?9對所接收的基帶信號實施信號處理操作和解碼操作。
此外，無線通信裝置的信號發(fā)射系統(tǒng)還包括第一可變功率放大器13和第二可變功率放大器14、以及無線發(fā)射單元22。在第一可變功率放大器13和第二可變功率放大器14中，以串行控制方式或并行控制方式進行可變功率放大控制操作(這將在后面作詳細討論)。無線發(fā)射單元22進行頻率轉換，轉換成射頻頻帶(RF頻帶)并進行功率放大。此外，無線發(fā)射單元22的前級包括用來將發(fā)射信號頻率轉換成IF頻帶的調制單元15。在這個調制單元15的前級，配備了用來可變地放大未經調制的發(fā)射信號的可變放大器16，和上面所述的用來對待發(fā)射的基帶信號進行信號處理操作和解碼操作的基帶信號處理單元19。
然后，作為發(fā)射功率控制系統(tǒng)，這個無線通信裝置配備有基帶信號處理單元19；對應于多個可變功率放大控制裝置的第一可變放大器13和第二可變放大器14；和可變放大器16。上述的基帶信號處理單元19根據從通信對方站(基站或移動站，圖中未示出)發(fā)送的接收信號確定發(fā)射功率控制位，然后將這個發(fā)射功率控制位插入到發(fā)射信號之中。這個發(fā)射功率控制系統(tǒng)進一步配備有可變功率放大控制單元18；和用來將從可變功率放大控制單元18中輸出的數字信號轉換成模擬信號的數字-模擬轉換器(DAC)17。這個可變功率放大控制單元18對應于可變功率放大控制裝置，并且控制第一可變功率放大器13、第二可變功率放大器14和可變放大器16的增益。正如在本申請的權利要求書所涵蓋的范圍中所陳述的，上述的可變功率放大控制單元18具有提取裝置、發(fā)射功率存儲裝置、比較裝置和控制輸出裝置。
在圖1所示的無線通信裝置應用到移動站之中的情況下，基帶信號處理單元19根據從基站發(fā)射的接收信號確定發(fā)射功率控制位，然后將這個確定的發(fā)射功率控制位插入發(fā)射信號之中。發(fā)射信號由可變放大器16來放大，此后，經放大的發(fā)射信號的頻率由調制單元15轉換成IF頻帶。進而，這個IF頻帶的發(fā)射信號由無線發(fā)射單元22轉換成RF頻帶。在經頻帶轉換的發(fā)射信號由第一可變放大器13和第二可變放大器14進行功率放大之后，經功率放大的發(fā)射信號經過天線共享設備12從天線11發(fā)射到基站。
另一方面，從基站發(fā)射的信號由天線11來接收，然后，這個接收信號通過天線共享設備12進入到無線接收單元23中。于是，這個接收信號的頻率由無線接收單元23轉換成IF頻帶，并且這個經頻率轉換的接收信號由解調單元20轉換成基帶信號。此后，這個基帶信號由A/D轉換器21轉換成數字信號，然后這個數字信號進入到基帶信號處理單元19之中。
基帶信號處理單元19從源自A/D轉換器21的數字信號中提取發(fā)射功率控制位。然后，可變功率放大控制單元18根據這個發(fā)射功率控制位的值更新存儲在自身站中的發(fā)射功率的值，并將這個更新的發(fā)射功率與一預定值進行比較。根據這個比較結果，可變功率放大控制單元18將控制信號發(fā)送到第一可變功率放大器13、第二可變功率放大器14和可變放大器16之中以便控制其放大增益。結果是，從天線11輸出的發(fā)射功率被控制在一個預先選擇的值。
下一步，結合圖2對根據本實施例的發(fā)射功率控制方法的順序操作進行詳細說明。在圖1和圖2中，在基站和移動站之間建立通信的情況下，移動站接收基站的發(fā)射電磁波，并根據這個接收電磁波的接收功率確定發(fā)射功率控制位(步驟S21)。然后，移動站將這個發(fā)射功率控制位插入到發(fā)射信號之中，并且將這個所得的發(fā)射信號發(fā)送給基站。另一方面，基站接收從移動站發(fā)送的發(fā)射電磁波，然后從這個接收信號中提取發(fā)射功率控制位(步驟S32)。移動站根據這個提取的發(fā)射功率控制位的值更新存儲在自身站中的發(fā)射功率的數值(步驟S33)。接下來，基站將這個更新了的發(fā)射功率值與一預選的閾值進行比較(步驟S34)。根據這個比較結果，基站控制第一和第二可變功率放大器13和14、以及可變放大器16(步驟S35)。
在這個步驟S35中，基站根據發(fā)射功率的值控制第一和第二可變功率放大器13和14、以及可變放大器16。在這種情況中，一般來說，在可變范圍的兩個邊緣部分上可變功率放大器的線性會變差?？紤]到這種線性變差，使用第一和第二可變功率放大器13和14的可變范圍的兩個邊緣部分以便調整其特性，例如，調整吸收漲落的特性，使得關于整個可變功率放大裝置的功率控制特征并不呈現非線性特征。具體來說，在整個控制范圍通過使用預定閾值被細分成多個控制范圍時，第一和第二可變功率放大器13和14的任何一個，或者這些第一和第二可變功率放大器兩者在這些細分控制范圍的每一個內工作，并且這些可變功率放大器以串行方式或并行方式進行控制，以使發(fā)射功率得到調整。另外，對可變放大器16進行控制以便增加未經調制的基帶信號的值。結果，與使用控制一個可變功率放大器的控制方法的傳統(tǒng)情況相比，由于在控制范圍之內的線性得到改善，因此發(fā)射功率控制的精度能得到提高。
圖3是用來解釋根據本實施例的第一和第二可變功率放大器13和14的預定控制范圍的示意圖。圖4是用來解釋與圖3相對應的一般控制實例的示意圖。
在這種情況中，如圖3的部分(a)所示，它示出了整個可變功率放大的預定控制范圍＝95[dB]這樣一個實例。這個范圍被設置成預定發(fā)射功率控制范圍＝75[dB]、溫度漲落吸收范圍＝+5和-5[dB]、分量/頻率漲落吸收范圍＝±5[dB]，和進一步，第一可變功率放大器13與第二可變功率放大器14的控制比＝2∶3。
如圖3的部分(b)和部分(c)所示，對各個范圍[dB]進行了再細分，并且可變功率控制操作是由可變功率放大器的每一個來執(zhí)行的。就是說，發(fā)射功率控制操作是由第一可變功率放大器13在功率控制范圍＝38[dB](溫度漲落吸收范圍＝±2[dB]；發(fā)射功率控制范圍＝30[dB]，和分量頻率漲落吸收范圍＝±2[dB])這樣一種條件下進行的。并且，發(fā)射功率控制操作是由第二可變功率放大器14在功率控制范圍＝57[dB](溫度漲落吸收范圍＝±3[dB]；發(fā)射功率控制范圍＝45[dB]；和分量/頻率漲落吸收范圍＝±3[dB])這樣一種條件下進行的。
相比而言，在圖4所示的一般控制實例中，對于等于95[dB]的圖4的部分(a)所示的整個可變功率放大的預定控制范圍來說，第一可變功率放大器的功率控制操作是在溫度漲落吸收范圍＝±5[dB]、和頻率漲落吸收范圍＝±5[dB]這樣一種條件下進行的，如圖4的第二部分(b)所示。而且，如圖4的部分(c)所示，第二可變功率放大器的發(fā)射功率控制操作是在發(fā)射功率控制范圍＝75[dB]這樣一種條件下進行的。
根據圖3所示的發(fā)射功率控制方法，可變功率放大的預定控制范圍由多個可變功率放大器進行再細分，這些細分的可變范圍的每一個的兩個邊緣部分都被用來調整諸如漲落吸收，并且發(fā)射功率控制是在較高線性的范圍之內進行。結果，與圖4所示的一般控制實例相比，能夠在控制范圍之內保持較高線性的特征。此外，即使當可變功率放大器的結構比較簡單時，由于能夠保持功率控制操作的精度，因此能使無線通信變得簡單和價廉，并且進一步，其功率消耗也能得到抑制。
作為根據本實施例的發(fā)射功率控制操作的具體實例，有如下三方面的內容(1)、(2)和(3)，以下將逐條進行說明。
(i)第一可變功率放大器13和第二可變功率放大器14是以串行可變功率放大控制方式進行控制的。換句話說，對第一和第二可變功率放大器13和14順序進行可變功率放大控制操作。
(ii)第一可變功率放大器13和第二可變功率放大器14以并行可變功率放大控制方式進行控制。換句話說，對第一和第二可變功率放大器13和14同時進行可變功率放大控制操作。
(iii)對第一可變功率放大器13和第二可變功率放大器14的情況，另外由可變放大器16提供可變放大，第一和第二功率放大器13和14以串行或并行可變功率放大控制方式控制。
(1)(第一/第二可變功率放大器13/14的串行可變功率放大控制操作)在第一和第二可變功率放大器13和14是有源元件的情況下，對于這個有源元件的輸出噪聲，輸入噪聲越小，這個輸出噪聲可能越容易受到噪聲指數(noise figure)(NF)的反向(adversely)影響。因此，當第一和第二可變功率放大器13和14以串行控制方式得到控制時，進入到各個元件(第一和第二可變功率放大器13和14)之中的發(fā)射功率的數值增加。與用來控制單個可變功率放大器的傳統(tǒng)方法相比，其中的載波-噪聲比(C/N)得到提高。
圖5和圖6是用來解釋當第一可變功率放大器13和第二可變功率放大器14兩者以串行控制方式得到控制時所獲得的內容的示意圖。圖7和圖8是用來解釋與圖5和圖6的控制操作相應的一般控制實例的示意圖。
在這種情況中，下面的條件作為例子來說明與上面所述的圖3的整個可變功率放大的預選控制范圍＝95[dB](預定發(fā)射功率控制范圍＝75[dB]、溫度漲落吸收范圍＝±5[dB]和分量/頻率漲落吸收范圍＝±5[dB])相對照，預定發(fā)射功率控制范圍＝75[dB]，并且進一步，第一可變功率放大器13與第二可變功率放大器14的控制比為2∶3。圖5的部分(a)是用來解釋與圖3的部分(a)相對應的整個可變功率放大控制操作的控制內容的示意圖，圖5的部分(b)是用來解釋與圖3的部分(b)相對應的第一可變功率放大器13的控制內容的示意圖，圖5的部分(c)是用來解釋與圖3的部分(c)相對應的第二可變功率放大器14的控制內容的示意圖。此外，圖6的部分(a)和部分(b)分別表示了圖5的控制內容中載波/噪聲特性(電平圖-發(fā)射功率(dBm))。部分(a)對應于載波，和部分(b)對應于噪聲。
此外，圖7和圖8是用來解釋一般控制實例的控制內容的示意圖，它們分別與圖5和圖6的控制內容相對應。在圖7所示的控制內容中，正如圖8中所顯示的，在第一可變功率放大器中，輸入噪聲降低，由于噪聲指數的反向影響，噪聲增大。因此，其C/N比將會變壞。反之，在圖5的控制內容中，正如圖7中所顯示的，其C/N比在整個控制范圍之內都能保持在較好的條件之下，而不會受到噪聲指數的反向影響。
(2)(第一/第二可變功率放大器13/14的并行可變功率放大控制操作)在第一可變功率放大器13和第二可變功率放大器14以并行控制方式得到控制的情況，當第一/第二可變功率放大器之一被選為高精度可變放大器時，其它放大器可被選為低精度的可變功率放大器。換句話來說，通過使用其它低精度可變功率放大器以粗調方式進行發(fā)射功率控制操作，并且通過使用一個高精度可變功率放大器以細調方式進行發(fā)射功率控制操作。因此，由于可變功率放大器的允許精度降低和其中的結構可以做得簡單，所以可以簡化無線通信裝置，進而這種無線通信裝置可以變得小型化和低成本。
圖9和圖10是用來解釋當第一可變功率放大器13和第二可變功率放大器14以并行控制方式得到控制時所獲得內容的示意圖。圖11和圖12是用來解釋與圖9和圖10的控制操作相對應的一般控制實例的示意圖。
在這種情況中，下面的條件作為例子來說明與上面所述的圖3的整個可變功率放大的預選控制范圍＝95[dB](預定發(fā)射功率控制范圍＝75[dB]、溫度漲落吸收范圍＝±5[dB]和分量/頻率漲落吸收范圍＝±5[dB])相對照，預定發(fā)射功率控制范圍＝75[dB]，并且進一步，第一可變功率放大器13與第二可變功率放大器14的控制比等于2∶3。圖9的部分(a)是用來解釋與圖3的部分(a)相對應的整個可變功率放大控制操作的控制內容的示意圖，圖9的部分(b)是用來解釋與圖3的部分(b)相對應的第一可變功率放大器13的控制內容的示意圖，和圖9的部分(c)是用來解釋與圖3的部分(c)相對應的第二可變功率放大器14的控制內容的示意圖。此外，圖10的部分(a)和部分(b)表示了圖9的控制內容中載波/噪聲特性。部分(a)對應于載波，和部分(b)對應于噪聲。
此外，圖11和圖12是用來解釋一般控制實例的控制內容的示意圖，它們分別與圖9和圖10的控制內容相對應。在圖11所示的控制內容中，在第二可變功率放大器中的整個控制范圍都要求高精度的發(fā)射功率控制操作。在圖9的控制內容中，在第一和第二可變功率放大器以并行方式得到控制的情況，發(fā)射功率的粗調控制操作和細調控制操作共同被執(zhí)行。結果，可變功率放大器的允許精度可以被降低，并且在無線通信裝置可以做得簡單和小型化的同時，仍能實施高精度發(fā)射功率控制操作。
現在，在圖9至圖12所示的控制內容中每一控制步長的詳細控制內容都表示在圖13和圖14之中。圖13是用來解釋與圖9和圖10的控制內容相對應的每一控制步長的控制內容的示意圖。圖14是用來解釋與圖11和圖12的控制內容相對應的、在一般控制實例中的每一控制步長的控制內容的示意圖。
在圖13和圖14中，表示了如下的情況預定功率增/減量“ΔGtyp”＝1[dB]、功率增/減量的允許最小值“ΔGmin”＝0.6[dB]、功率增/減量的允許最大值“ΔGmax”＝1.4[dB]、D/A轉換器(DAC)17的控制電壓寬度DACV＝1.5[V]、D/A轉換器17的位數DACN＝512、D/A轉換器17的每一步長的控制電壓。寬度DACIV＝DACV/DACN＝1.5/512[V]。此外，圖13和圖14還表示如下的情況第一和第二可變功率放大器13/14的預定控制靈敏度為“Styp”、控制靈敏度的允許最小值為“Smin”、控制靈敏度的允許最大值為“Smax”、每一控制步長的DAC步長數為“DS”，和這些與第一/第二可變功率放大器13/14相對應的項分別用尾標“GCA1”和“GCA2”來表示。
在這種情況中，舉例來說，當進行每一控制步長1[dB]的可變功率控制操作時，在數值為4的DAC步長數輸入到第一可變功率放大器，和數值為5的DAC步長數輸入到第二可變功率放大器的情況，第一和第二可變功率放大器以并行的方式得到控制。因此，當對各個可變功率放大器并不要求如此高的控制靈敏度時，每一控制步長的功率增/減量的精度能得到進一步提高。
(3)(可變放大器16的可變放大還提供給第一/第二可變功率放大器13/14)如前所述，對于有源元件的輸出噪聲，其中輸入噪聲越小，其輸出噪聲越容易受噪聲指數(NF)的反向影響。因此，將可變放大器16設在調制單元15的前級上，以便增大未經調制的基帶信號的值，使得載波-噪聲比(C/N)能進一步得到提高。
圖15和圖16是用來解釋在可變放大器16設在調制單元15的前級這種情況下所得的控制內容的示意圖。圖17和圖18是用來解釋與圖15和圖16的控制操作相對應的一般控制實例的示意圖。
在這種情況中，下面的條件作為例子來說明與上面所述的圖3的整個可變功率放大的預選控制范圍＝95[dB](預定發(fā)射功率控制范圍＝75[dB]、溫度漲落吸收范圍＝+5和-5[dB]、和分量/頻率漲落吸收范圍＝+5和-5[dB])相對照，預定發(fā)射功率控制范圍＝75[dB]、第一可變功率放大器13的控制內容＝0[dB]、第二可變功率放大器14的控制內容＝65[dB]、和可變放大器16的控制內容＝10[dB]，并且進一步，這些放大器以串行控制方式控制。
圖15的第一部分(a)是用來解釋與圖3的部分(a)相對應的整個可變功率放大控制操作的控制內容的示意圖，圖15的部分(b)是用來解釋與圖3的部分(b)相對應的第一可變功率放大器13的控制內容的示意圖，圖15的部分(c)是用來解釋與圖3的部分(c)相對應的第二可變功率放大器14的控制內容的示意圖，并且，圖15的部分(d)是用來解釋可變放大器16的控制內容的示意圖，其中可變放大器16的控制內容在閾值“A”和閾值“B”之間被控制在從0[dB]直至10[dB]。圖16的部分(a)和部分(b)表示第一和第二可變放大器13和14中的發(fā)射功率[dBm]和電平，其中部分(a)對應于載波、和部分(b)對于噪聲。
此外，圖17和圖18是用來解釋一般控制實例的控制內容的示意圖，它們分別對應于圖15和圖16的控制內容。在這種情況中，可變放大器16的控制沒有起作用。在圖17所示的控制內容中，在調制過程中，輸入噪聲減小，由于噪聲指數的反向影響，其噪聲增加。結果，其C/N比將會變壞。反之，在圖15的控制內容中，正如圖16所示的，其C/N比在整個控制范圍上能夠保持較好的狀況而不會受噪聲指數的反向影響。
應該理解，當對于第一和第二可變功率放大器13和14，可變放大器16以并行方式進行控制，并且使用多個以并行方式控制的可變放大器16時，由于與第一和第二可變功率放大器13和14相類似，可變放大器16的允許精度可以降低，因此無線通信裝置可以做得簡單和小型化。
現在返回到圖2，類似地，基站接收從移動站發(fā)送的發(fā)射電磁波，并根據這個接收電磁波的接收功率確定發(fā)送功率控制位(步驟S31)。然后，基站將這個發(fā)射功率控制位插入到發(fā)射信號之中，之后，將所得的發(fā)射信號發(fā)射給移動站。另一方面，移動站接收從基站發(fā)送的發(fā)射電磁波，然后，從這個接收信號中提取發(fā)射功率控制位(步驟S22)。基站根據這個提取的發(fā)射功率控制位的值更新存儲在自身站中的發(fā)射功率的數值(步驟S23)。接下來，移動站將這個更新的發(fā)射功率值與一預選的閾值進行比較(步驟S24)。根據這個比較的結果，基站控制第一和第二可變功率放大器13和14，以及可變放大器16(步驟S25)。
在這個類似于上面步驟S35的步驟S25中，由于移動站根據發(fā)射功率的數值控制第一和第二可變功率放大器13和14，以及可變放大器16，所以在控制范圍內其線性能夠得到改善。于是，在發(fā)射功率控制操作中的精度也得到提高。此外，如前所述，由于可以通過以串行控制方式、或并行控制方式來控制可變功率放大器使可變功率放大器的結構變得簡單，因此，在移動站中C/N比能夠得到提高，并且無線通信裝置也能夠做得簡單、小型化和低成本，這與基站的情況類似。另外，這種通信裝置的電路尺寸也可以減小，并且其中的電路結構可以做得簡單和小型化。因此，這種通信裝置的可便攜性能夠得到改善和其中的功耗也能得到抑制。
如前所述，根據本實施例的無線通信裝置，由于在可變功率控制范圍內的線性得到改善，以及在發(fā)射功率控制操作中的精度得到提高，因此，有可能在寬的動態(tài)范圍上實現具有高線性的高精度發(fā)射功率控制操作。此外，由于第一/第二可變功率放大器13/14和可變放大器16以串行控制方式或并行控制方式得到控制，因此，其載波-噪聲比(C/N)能夠得到改善，并且進一步，無線通信裝置能夠做得簡單和小型化。當這種無線通信裝置應用在移動站中時，由于該裝置能夠做得小型化，因此，其可便攜帶性能夠得到改善，和進一步，其功耗也能降低。
應該理解到，在上面所述的實施例中已經使用了兩組可變功率放大器和一組可變放大器，但是，本發(fā)明并不僅限于此?？晒┻x擇的是，可以使用多于三組的可變功率放大器，和可以使用多于二組的可變放大器。或者，在可以另外提供多于二組的可變功率放大器和最好多于一組的可變放大器的情況，這些放大器相互之間可以以并行控制方式、或串行控制方式、甚至以串行/并行兩種控制方式任意組合在一起。
如前所述，根據本發(fā)明，多個可變功率放大裝置在整個控制范圍上以串行控制方式或并行控制方式得到控制，并且通過可變放大控制方式來控制。因此，有可能實現具有簡單結構和在低功耗下工作的發(fā)射功率控制裝置。還有可能提供在低功耗下工作的小型無線通信裝置，和提供用于這種無線通信裝置的發(fā)射功率控制方法，并提高發(fā)射功率控制操作的精度。
此外，根據存儲在其中的自身發(fā)射功率與預定閾值之間的比較結果，在整個控制范圍上對多個可變功率放大裝置實施串行控制方式，或在整個控制范圍上對多個可變功率放大裝置實施并行控制方式。結果是，與單一可變功率放大裝置被控制的情況的一般控制操作相比，在控制范圍之內的線性能夠得到改善，無線通信裝置中發(fā)射信號的載波-噪聲比能夠得到提高，和無線通信裝置能夠做得簡單、小型化，并且能夠在低功耗下工作。
此外，當可變放大器進一步設置在多個可變功率放大裝置的前級上時，對這個可變放大器在多個可變功率放大裝置間進一步進行串行或并行可變放大控制操作。因此，其載波-噪聲比能進一步得到提高。
權利要求
1.一種具有能夠控制給通信相應站的發(fā)射功率的發(fā)射功率控制功能的無線通信裝置，包括多個用來放大發(fā)射功率的可變功率放大裝置；和可變功率放大控制裝置，用來在整個控制范圍上以串行控制方式或并行控制方式來控制所述多個可變功率放大裝置，從而進行可變放大控制操作。
2.如權利要求1所述的無線通信裝置，其中所述可變功率放大控制裝置將存儲在其中的自身發(fā)射功率與一預定閾值相比較，然后根據所述的比較結果在整個控制范圍上對所述多個可變功率放大裝置實施串行控制方式。
3.如權利要求1所述的無線通信裝置，其中所述可變功率放大控制裝置包括用來提取從通信對方站發(fā)射的發(fā)射功率控制位的控制位提取裝置；用來根據所述發(fā)射功率控制位更新存儲在其中的自身發(fā)射功率的發(fā)射功率存儲裝置；用來將所述存儲在其中的自身發(fā)射功率與一預定閾值進行比較的比較裝置；和控制輸出裝置，用來根據所述比較結果將控制信號發(fā)送到所述多個可變功率放大裝置中，以便在整個控制范圍上對所述多個可變功率放大裝置實施串行控制方式。
4.如權利要求1所述的無線通信裝置，其中所述可變功率放大控制裝置包括用來提取從通信對方站發(fā)射的發(fā)射功率控制位的控制位提取裝置；用來根據所述發(fā)射功率控制位更新存儲在其中的自身發(fā)射功率的發(fā)射功率存儲裝置；和控制輸出裝置，用來根據所述存儲在其中的自身發(fā)射功率將控制信號發(fā)送到所述多個可變功率放大裝置中，以便在整個控制范圍上對所述多個可變功率放大裝置實施串行控制方式。
5.如權利要求1所述的無線通信裝置，其中所述多個可變功率放大裝置包括兩個彼此串聯的可變功率放大器，和所述可變功率放大控制裝置在整個控制范圍上以串行控制方式或并行控制方式對所述兩個可變功率放大器進行可變放大控制操作。
6.如權利要求1所述的無線通信裝置，進一步包括位于所述多個可變功率放大裝置的前級的可變放大器；其中所述可變功率放大控制裝置進一步在所述可變功率放大裝置間以串行方式或并行方式對所述可變放大器進行可變放大控制操作。
7.如權利要求2所述的無線通信裝置，進一步包括位于所述多個可變功率放大裝置的前級的可變放大器；其中所述可變功率放大控制裝置進一步在所述可變功率放大裝置間以串行方式或并行方式對所述可變放大器進行可變放大控制操作。
8.如權利要求3所述的無線通信裝置，進一步包括位于所述多個可變功率放大裝置的前級的可變放大器；其中所述可變功率放大控制裝置進一步在所述可變功率放大裝置間以串行方式或并行方式對所述可變放大器進行可變放大控制操作。
9.如權利要求4所述的無線通信裝置，進一步包括位于所述多個可變功率放大裝置的前級的可變放大器；其中所述可變功率放大控制裝置進一步在所述可變功率放大裝置間以串行方式或并行方式對所述可變放大器進行可變放大控制操作。
10.如權利要求5所述的無線通信裝置，進一步包括位于所述多個可變功率放大裝置的前級的可變放大器；其中所述可變功率放大控制裝置進一步在所述可變功率放大裝置間以串行方式或并行方式對所述可變放大器進行可變放大控制操作。
11.一種在無線通信裝置中使用的、用來控制給通信對方站的發(fā)射功率的發(fā)射功率控制方法，包括用來在整個控制范圍上以串行方式或并行方式控制多個可變功率放大裝置，以便實施可變放大控制操作的可變功率放大控制步驟。
12.如權利要求11所述的發(fā)射功率控制方法，其中在所述可變功率放大控制步驟中，將存儲在其中的自身發(fā)射功率與一預定閾值相比較，然后，根據所述比較結果在整個控制范圍上對所述多個可變功率放大裝置實施串行控制方式。
13.如權利要求11所述的發(fā)射功率控制方法，其中所述可變功率放大控制步驟包括用來提取從通信對方站發(fā)射的發(fā)射功率控制位的控制位提取步驟；用來根據所述發(fā)射功率控制位更新存儲在其中的自身發(fā)射功率的發(fā)射功率存儲步驟；用來將所述存儲在其中的自身發(fā)射功率與一預定閾值相比較的比較步驟；和控制輸出步驟，用來根據所述比較結果將控制信號發(fā)送給所述多個可變功率放大裝置，以便在整個控制范圍上對所述多個可變功率放大裝置實施串行控制方式。
14.如權利要求11所述的發(fā)射功率控制方法，其中所述可變功率放大控制步驟包括用來提取從通信對方站發(fā)射的發(fā)射功率控制位的控制位提取步驟；用來根據所述發(fā)射功率控制位更新存儲在其中的自身發(fā)射功率的發(fā)射功率存儲步驟；和控制輸出步驟，用來根據所述比較結果將控制信號發(fā)送給所述多個可變功率放大裝置，以便在整個控制范圍上對所述多個可變功率放大裝置實施串行控制方式。
15.如權利要求11所述的發(fā)射功率控制方法，其中在所述可變功率放大控制步驟中，在所述可變功率放大裝置間以串行控制方式或并行控制方式對設置在所述多個可變功率放大裝置的前級的可變放大器進行可變放大控制操作。
16.如權利要求12所述的發(fā)射功率控制方法，其中在所述可變功率放大控制步驟中，在所述可變功率放大裝置間以串行控制方式或并行控制方式對配置在所述多個可變功率放大裝置的前級的可變放大器進行可變放大控制操作。
17.如權利要求13所述的發(fā)射功率控制方法，其中在所述可變功率放大控制步驟中，在所述可變功率放大裝置間以串行控制方式或并行控制方式對設置在所述多個可變功率放大裝置的前級的可變放大器進行可變放大控制操作。
18.如權利要求14所述的發(fā)射功率控制方法，其中在該可變功率放大控制步驟，在所述可變功率放大裝置間以串行控制方式或并行控制方式對設置在所述多個可變功率放大裝置的前級的可變放大器進行可變放大控制操作。
全文摘要
一種無線通信裝置,設有包含在無線發(fā)射單元22中的第一可變功率放大器13和第二可變功率放大器14,并且在調制單元15的前級設置可變放大器16。由可變功率放大控制單元18從來自通信對方站的接收信號中提取發(fā)射功率控制位并根據其數值更新存儲在本站中的發(fā)射功率的值,并且將更新的發(fā)射功率值與預定閾值進行比較。根據這個比較結果,第一和第二可變功率放大器13和14、以及可變放大器16以串行控制方式或并行控制方式得到控制,以便進行可變功率放大,使自身發(fā)射功率得到調整。
文檔編號H04B1/04GK1258967SQ9912705
公開日2000年7月5日 申請日期1999年12月24日 優(yōu)先權日1998年12月25日
發(fā)明者市川泰史 申請人:松下電器產業(yè)株式會社