JPH07123065A - 時分割多重アクセス無線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 時分割多重アクセス制御を行う時分割多重ア
クセス無線装置に関し、送信スロット毎に安定した自動
送信電力制御を行う時分割多重アクセス無線装置を提供
することを目的とする。 【構成】 補正基準値に対応してタイムスロット毎に出
力される送信電力を検出する送信出力検出手段と、前回
送信フレームの当該タイムスロットの送信電力の検出レ
ベル信号と、前回送信フレームの当該タイムスロットの
送信電力の制御に用いた補正基準値の差を求め、該差値
で前回送信フレームで用いた補正基準値の差値が少なく
なる方向に補正し、補正後の当該補正基準値を今回送信
フレームの該当タイムスロットの補正基準値として出力
するとともに、次回送信フレームの制御に用いるために
保持する補正基準値制御手段とを備えるように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、時分割多重アクセス制
御を行う時分割多重アクセス無線装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年の移動通信において、その送信出力
レベルが装置の環境状態（温度、湿度等）や電源電圧変
動や周波数に影響されること無く、一定レベルを出力す
ることが要求されている。

【０００３】また、良好な相互通信を行うために、タイ
ムスロット（以下、単にスロットと称す）毎に最適の送
信出力レベル設定をする必要がある。以下において、図
５と図６を用いて従来技術を説明する。

【０００４】図５は従来の第１実施例の回路とそのタイ
ミングを示す図であり、(A) は構成を表し、(B) は送信
または受信のスロットを表し、(C) は送信期間を表し、
(D)は送信電力の分布を表す。

【０００５】図５(A) において、31は変調部、32は増幅
部、33は電力増幅部、34は検出部、35はアンテナであ
る。なお、36はＡ／Ｄ変換（アナログ信号からディジタ
ル信号への変換）部、37はＤ／Ｄ変換（ディジタル信号
からディジタル信号への変換）部、38は演算部、そし
て、39はＤ／Ａ変換（ディジタル信号からアナログ信号
への変換）部である。

【０００６】また、図５(B) において、T1,T2 〜T4（図
示を省略) は送信スロット、R1（図示を省略）〜R4は受
信スロットを表す。そして、T1a 〜T1n は各送信スロッ
トをクロック幅に区切った時間幅に相当する。

【０００７】図５(A) に示すように、送信される音声は
変調部31で変調（例えば位相変調）されて変調データが
つくられ、該変調データは増幅部32においてＤ／Ａ変換
部39からの送信制御信号で可変増幅されて所定レベルま
で増幅される。

【０００８】そして、電力増幅部33において、規定の高
周波送信電力への周波数変換および増幅が行われ、該高
周波送信電力は検出部34を経てアンテナ35から空間上へ
放射される。

【０００９】なお、この時、検出部34は送信される高周
波送信電力の一部を検出し、Ａ／Ｄ変換部36でディジタ
ル信号に変換した後、演算部38に加える。一方、Ｄ／Ｄ
変換部37には、アンテナ35から放射される送信電力を或
る値に設定するための設定値が加えられており、該設定
値はＤ／Ｄ変換部37で所定のフォーマットをもつディジ
タル状の設定データに変換された後、演算部38に加えら
れる。

【００１０】演算部38では、Ｄ／Ｄ変換部37からのディ
ジタル状の設定データとＡ／Ｄ変換部36の出力の二つの
データについて、クロック信号を基に比較してその差値
を求め、該差値をＤ／Ａ変換部39に加えてアナログ状の
送信制御信号に変換する。

【００１１】そして、この送信制御信号を増幅部32に加
えて、アンテナ35から一定の送信電力が放射されるよう
にする。以下において、図５(B) 〜(D) を用いて、高周
波送信電力の制御についてさらに説明する。

【００１２】図５(B) に示す送信スロットT1の送信時間
TSにおいて、アンテナ35から図(D)に示す分布の送信電
力が放射されている。今、或る送信スロットT1に対応す
る送信電力を、各クロック信号毎にT1a,T1b・・・T1n
の各期間に区切り、演算部38においてこの区切られた各
期間T1a,T1b・・・T1n における各送信電力をそれぞれ
のクロック信号で叩いて送信電力に対応する送信制御信
号をつくり、Ｄ／Ａ変換部39からアナログ状の送信制御
信号を出力する。

【００１３】そして、この送信制御信号を基に増幅部32
の増幅度を可変させ、電力増幅部33で一定の送信電力が
得られるように補正する。しかし、クロック信号をつく
る回路を簡単にするため、期間T1a,T1b ・・・・T1n を
或る値以上に大きくした場合、送信初期時の送信電力は
実線で示したような希望の送信電力(a) にならず、或る
一定時間TAを経て落ち着きかつ初期時にリンギング状態
を持つ点線で示す実際の送信電力(b) になる。

【００１４】なお、該リンギング状態は、増幅部32の位
相変調精度を変化（劣下）させる原因になる。上記した
ように、従来の一実施例の技術においては、(1) 送受信
のスロットを意識せずに常時ある一定レベルの送信電力
を送出するような帰還回路（図５(A)の回路部位36〜39
に相当) を付加する。(2) 前クロックで検出した送信電
力のレベルをＡ／Ｄ変換し、次クロックにおいて該Ａ／
Ｄ変換結果から送信制御信号をつくり、この送信制御信
号により送信電力を制御するようにしている。

【００１５】図６は従来の第２実施例のタイミングを示
す図であり、(A) はフレームと送受信のスロットを表
し、例えば一つの送信フレームは多スロットの４個の送
信スロットT1〜T4、一つの受信フレームは送信スロット
対応の４個の受信スロットR1〜R4よりなることを示して
いる。また、(B) は送信電力を表している。

【００１６】図６において、(A) に示すように多スロッ
トに分けて送信を行う場合には、例えば、送信スロット
T1における送信電力を見て次の送信スロットT2における
送信電力を制御し、送信スロットT2における送信電力を
見て次の送信スロットT3における送信電力を制御し、送
信スロットT3における送信電力を見て次の送信スロット
T4における送信電力を制御するようにしている。

【００１７】従って、送信電力の自動制御（ＡＰＣ）を
行う場合、前の送信スロットにおける送信電力が高い際
は次の送信スロットにおける送信電力を低く抑えるよう
に働き、逆に、前の送信スロットにおける送信電力が低
い際は次の送信スロットにおける電力を高く持ち上げる
ように働く。

【００１８】このような制御状態であれば、ＡＰＣ有り
状態で送信電力を或る所望の出力レベルに設定したいよ
うな場合には、或る所定値に落ち着かせることは出来な
い。更に、ＡＰＣ有り状態の場合、ＡＰＣ無し状態に比
較して送信電力の変化幅が大きくなることもある。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】従って、従来例の技術
においては、 (1) 第１実施例の方式では、送信開始から出力が安定す
るまで時間がかかり、送信の立ち上がりで変調精度の劣
化を生じる（特に位相変調の場合は顕著）という課題が
ある。

【００２０】(2) 第２実施例の方式では、多スロット送
信のように、元々、送信スロット間で送信電力にレベル
偏差があった場合、その送信電力のレベル偏差を拡大す
る可能性があるという課題がある。

【００２１】本発明は、送信スロットの初期において安
定に立ち上がり、かつ多スロット送信で生じる送信スロ
ット間の電力偏差を吸収し、送信スロット毎に安定した
自動送信電力制御を行う時分割多重アクセス無線装置を
提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、図１に示すごとく、タイムスロット毎に規定された
送信電力を放射する時分割多重アクセス装置において、
タイムスロット毎の送信電力を規定するための基準値を
出力する基準値設定手段１と、前記基準値に基づいてつ
くられた補正基準値でタイムスロット毎に出力する送信
電力を制御する高周波送信手段２と、タイムスロット毎
に出力される現送信電力に対応するレベル検出信号を検
出する送信出力検出手段３と、前回送信フレームの当該
タイムスロットの送信電力に基づいて前記送信出力検出
手段３が検出した検出レベル信号と、前回送信フレーム
における当該タイムスロットの送信電力の制御に用いた
補正基準値との差を求め、該差値により前回送信フレー
ムで用いた補正基準値の該差値が少なくなる方向に当該
補正基準値を補正し、補正後の当該補正基準値を今回送
信フレームの該当タイムスロットの補正基準値として出
力するとともに、次回送信フレームの制御に用いるため
に保持する補正基準値制御手段４とを備えるように構成
する。

【００２３】また、前記送信出力検出手段３が検出する
送信電力とレベル検出信号の大きさの対応関係を、前記
基準値設定手段１が出力するレベル設定信号に基づいて
タイムスロット毎に変えられるように構成する。

【００２４】

【作用】本発明は図１に示すように、第１発明において
は、現送信フレームの送信のために、前回送信フレーム
での補正基準値を補正した新しい補正基準値を用いてい
るので、運用開始後に各タイムスロットの送信電力を規
定値に収束させるのに要する送信フレーム繰り返し数を
少なくできる。

【００２５】そして、一旦収束した後の送信フレームは
常に最適の補正基準値に補正されており、且つ殆ど変化
しないので、送信フレーム毎、かつタイムスロット毎に
最初から制御する従来技術に比べて、タイムスロットの
始めから規定の送信電力で送信できる。

【００２６】また、第２発明においては、同一の送信電
力に対する検出レベル信号値をレベル設定信号により適
宜変更することにより、各タイムスロットの送信電力を
規定値に対して同じ値だけ増減させることが可能にな
り、温度変化等により各タイムスロット毎に現れる送信
電力の規定値からの偏差を、基準値を設定しなおすこと
無しにレベル設定信号のレベル変更という簡単な操作で
除去出来る。

【００２７】

【実施例】以下、図２〜図４により本発明の実施例を説
明する。なお、図２および図４において、〜で示す
信号は各回路部位における信号である。

【００２８】図２は本発明の一実施例回路の構成を示す
図であり、例えば移動無線装置の構成を示している。図
中、11はアンテナであり、高周波の送信電力を空間上
に放射したり、或いは空間からの高周波信号を受け取る
もの、12は送受切替スイッチであり、時分割多重アクセ
ス通信において、送受信で同一周波数帯を使用するため
時間的に送受信を切り換えるものである。

【００２９】13は高周波信号を中間周波信号に変換する
高周波受信部であり、14は中間周波信号をベースバンド
信号に変換する中間周波受信部であり、15は音声やデー
タ等を変復調するベースバンド処理部である。

【００３０】16は基準値設定手段１に対応する音声処理
・制御部16であり、音声に処理を施し、マイコン25への
基準値（スロット毎の送信電力を設定する）を設定し、
さらに装置内の各回路へのタイミング信号（例えば、ス
ロット切替信号等）を出力するものである。

【００３１】17は送受信用の第１局部発振器（第１ロー
カル）であり、18は受信用の第２ローカルであり、19は
送信用の第３のローカルであり、20は変調されたベース
バンド信号を中間周波信号に変換する中間周波送信部で
ある。

【００３２】なお、21は高周波送信手段２に対応する高
周波送信部であり、中間周波信号を高周波の送信電力
に変換するものであり、22は前記送信電力の一部を分
岐するための方向性結合器である。

【００３３】また、23は送信出力検出手段３に対応する
送信出力検出部であり、アンテナ11から放射される送信
電力のレベルを検出し、該検出結果にレベル設定信号
によるオフセットを加えた検出レベル信号へ変換する
ものである。そして、24はアナログ状の検出レベル信号
をディジタル状のデータに変換するＡ／Ｄ変換部で
ある。

【００３４】さらに、25は補正基準値制御手段４に対応
するマイコンであり、フレーム毎に書き改められた補正
基準値によりそれぞれの送信電力を制御し、各送信
スロット毎に所望の送信電力が送出されるように働く
ものである。

【００３５】即ち、マイコン25は、音声処理部・制御部
16からの各基準値をそれぞれのスロットの送信電力の
補正基準値として予め格納しておき、この補正基準値
とＡ／Ｄ変換部24からのデータとを比較してその差
を求め、差値が所定値以上であれば前回格納のマイコン
25の補正基準値に修正を加えて再格納する。

【００３６】そして、この書き改めの補正基準値をＤ
／Ａ変換部26に加えて新しい送信制御信号をつくり、該
送信制御信号により高周波送信部21の送信電力の制御
を行うものである。

【００３７】そして、26はマイコン25から出力されるデ
ィジタル信号をアナログ状の送信制御信号に変換するＤ
／Ａ変換部である。以下、図２を用いて、音声の送受信
および送信制御の動作を、信号の流れに沿って説明す
る。

【００３８】音声を送信する場合、音声処理・制御部16
は音声に対しディジタル信号処理を施し、送信データの
生成および、各回路のタイミング設定する制御信号とマ
イコン25による送信電力の補正のための基準値をつく
る。

【００３９】先ず、この送信データはベースバンド処理
部15で変調等が行われ、中間周波送信部20で第３ローカ
ル19の出力により中間周波信号まで上げられ、高周波送
信部21で第１ローカル17の出力により高周波信号まで上
げられ、高周波信号である送信電力がつくられる。

【００４０】この送信電力は、方向性結合器22と送受
切替スイッチ12を介してアンテナ11に渡され、アンテナ
11から空間上に放射される。一方、音声受信の場合、ア
ンテナ11で空間からの高周波信号を受け取り、送受切替
スイッチ12を介して高周波受信部13で受信する。

【００４１】受信された高周波信号は、高周波受信部13
で第１ローカル17の出力により中間周波まで下げられ、
中間周波受信部14で第２ローカル18の出力によりベース
バンド信号まで下げられ、ベースバンド処理部15で復調
等の処理が加えられる。

【００４２】音声処理・制御部16は、ベースバンド処理
部15からのデータに受信処理を施して受信データをつく
り、音声を受信する。次に、送信電力の送信制御につ
いて説明する。図３は本発明の一実施例回路のデータラ
ッチタイミングを示す図である。

【００４３】図３において、(A) は送受信フレームを示
し、(B) はデータ取込を示し、(C)には(B) の詳細を示
す。以下、図３の説明のため図２を併用する。図３(A)
および(B) に示すように、予め送信前に送信フレームの
各スロット１〜ｎの送信電力の補正基準値の設定の
ために、音声処理・制御部16が設定し出力する各スロッ
ト毎の基準値を１送信フレームだけマイコン25に取込
み、１送信フレーム間の送信電力の補正基準値とし
て保持し、該補正基準値を基に高周波送信部21から送
信電力を出力する。

【００４４】同時に、送信フレーム期間において、マイ
コン25はＡ／Ｄ変換部24から入力される送信電力対応
のデータをスロット１〜ｎ毎に取込んでラッチする。
一方、受信フレーム期間では、マイコン25は音声処理・
制御部16からの基準値とＡ／Ｄ変換部24からのデータラ
ッチ後、各スロット毎にマイコン25が保持する前フレー
ムの補正基準値とＡ／Ｄ変換部24から出力されるデー
タを比較し差を求め、この差値が所定値以上であれば
補正基準値を変更すべきであると認識し、前フレーム
の補正基準値に加算して新しい補正基準値に書き改
めた後再び保持し、この新しい補正基準値により次フ
レームの送信電力の制御する。

【００４５】以下、これを繰り返して各スロットの送信
出力のレベルを基準値に収束させていく。なお、音声処
理・制御部16から送信出力検出部23に加わるレベル設定
信号（整流回路、直流増幅回路のバイアス等）を変更さ
せ、送信電力対応の検出レベル信号をシフトさせる
と、送信電力のレベルもまた変更出来る。以下におい
て、図4 により説明する。

【００４６】図４は本発明の一実施例の送信出力検出部
等の構成を示す図であり、主に送信出力検出部23の動作
を記載している。なお、図４(A) は構成を示し、図４
(B) は送信電力を示し、図４(C) はスロット( 送信) の
補正基準値を示す。また、図４に示す記号〜は、図
２に示す各回路部位の記号〜と同じである。

【００４７】図４(A) において、中間周波送信部20から
高周波送信部21と方向性結合器22を経て送受切替スイッ
チ12に送られる送信電力の一部は、方向性結合器22で
検出されて送信出力検出部23に入力され、コンデンサＣ
23a とダイオードＤ23a で整流され、送信電力対応の
直流レベルとしてコンデンサＣ23b に保持される。

【００４８】一方、音声処理・制御部16から送出される
送信レベルを所望値に設定するためのレベル設定信号
は、送信出力検出部23に入力され、ダイオードＤ23a,Ｄ
23bおよびＲ23a,Ｒ23b,Ｒ23c 等で分圧・整流され、該
結果がコンデンサＣ23b に保持される。

【００４９】従って、コンデンサＣ23b の両端には、送
信出力対応の直流レベルに、レベル設定信号対応の
直流レベルだけオフセットが加えられた電圧値Ｖｋが蓄
積され、該蓄積電圧Ｖｋはローパスフイルタ23a でろ波
されて直流電圧になり、該直流電圧はＡ／Ｄ変換部24へ
の検出レベル信号として出力される。

【００５０】ここで、マイコン25内の補正基準値を変
えずに、検出レベル信号が例えば2.5Vとなるように送
信電力が収束すると仮定した場合には、図４(B) に示
すように音声処理・制御部16からのレベル設定信号を
単に例えば1.0V、2.0V、3.5Vというように変更させて高
周波送信部21を制御する機能を送信出力検出部23が有し
ているから、高周波送信部21にて収束する送信電力
は、例えば、レベル設定信号が1.0Vの際は＋23dBm 、
レベル設定信号が2.0Vの際は＋22dBm 、レベル設定信
号が3.5Vの際は＋20.5dBm に変更することが出来る。

【００５１】一方、レベル設定信号を変えずにマイコ
ン25内に格納している補正基準値を変更することによ
っても、収束するレベルを変えることが可能である。
（この場合、送信中であっても補正基準値を変更すれ
ば、送信電力を送信スロット毎に変更することが出来
る。)即ち、図４(C) に示すごとく、例えば送信出力
が＋10dBm のときのＡ／Ｄ変換部24からのデータが00
101 の時、スロットT1におけるマイコン25内の補正基準
値も00101 になるように、音声処理・制御部16を設定
する。

【００５２】このようにすれば、マイコン25内の補正基
準値を送信スロット毎に変更することにより、送信ス
ロット毎に個別の送信出力に収束させることが出来
る。なお、マイコン25において、送信出力に基づくデ
ータと予め格納された補正基準値を比較する際、そ
の差分が一定値（限度値）以上である場合は前フレーム
の補正基準値をそのまま次フレームの補正基準値と
することにより、瞬断等による一時的な出力レベルの乱
れに対する収束時間をより速くすることも出来る。

【００５３】なお、送信出力検出部23が送信電力をサ
ンプリングし検出レベル信号をつくる際、何回かのサ
ンプリングの平均値をとり、それらを演算処理すること
により制御精度を向上させることもまた可能である。

【００５４】一般的には、送信出力検出部23の以降にも
アイソレータ、スイッチ、アンテナコネクタ等の部品が
使用され、この部分の温度特性を予め測定し、サーミス
タ等の温度可変部品を用いて送信出力検出部23のレベル
設定信号を補正することにより、精密な送信出力の
レベルを保証することも出来る。

【００５５】同様に、アンテナダイバーシチ送信の場
合、予め測定した複数のアンテナ11間の偏差を送信出力
検出部23のレベル設定信号に使用し、複数のアンテナ11
により補正をかけることで偏差を吸収することも出来
る。

【００５６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、時分割多重アクセス方式の無線通信を行う際、
その送信出力レベルが装置の環境状態（温度、湿度
等）、電源電圧変動、周波数特性において一定出力を送
出することが出来、かつ各スロット毎に送信電力を可変
に設定可能となり、より効率的な送信が出来るという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理構成を示す図

【図２】 本発明の一実施例回路の構成を示す図

【図３】 本発明の一実施例回路のデータラッチタイミ
ングを示す図

【図４】 本発明の一実施例の送信出力検出部等の構成
を示す図

【図５】 従来の第１実施例の回路とそのタイミングを
示す図

【図６】 従来の第２実施例のタイミングを示す図

【符号の説明】

１ 基準値設定手段 ２ 高周波送信手段 ３ 送信出力検出手段 ４ 補正基準値制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タイムスロット毎に規定された送信電力
   を放射する時分割多重アクセス装置において、 タイムスロット毎の送信電力を規定するための基準値を
   出力する基準値設定手段(1) と、 前記基準値に基づいてつくられた補正基準値でタイムス
   ロット毎に出力する送信電力を制御する高周波送信手段
   (2) と、 タイムスロット毎に出力される現送信電力に対応するレ
   ベル検出信号を検出する送信出力検出手段(3) と、 前回送信フレームの当該タイムスロットの送信電力に基
   づいて前記送信出力検出手段(3) が検出した検出レベル
   信号と、前回送信フレームにおける当該タイムスロット
   の送信電力の制御に用いた補正基準値との差を求め、該
   差値により前回送信フレームで用いた補正基準値の該差
   値が少なくなる方向に当該補正基準値を補正し、補正後
   の当該補正基準値を今回送信フレームの該当タイムスロ
   ットの補正基準値として出力するとともに、次回送信フ
   レームの制御に用いるために保持する補正基準値制御手
   段(4) と、 を備えることを特徴とする時分割多重アクセス無線装
   置。
2. 【請求項２】 前記送信出力検出手段(3) が検出する送
   信電力とレベル検出信号の大きさの対応関係を、前記基
   準値設定手段(1) が出力するレベル設定信号に基づいて
   タイムスロット毎に変えられるようにしたことを特徴と
   する請求項１記載の時分割多重アクセス無線装置。