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Title:
TRANSMISSION DEVICE AND TRANSMISSION POWER CONTROL METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/084851
Kind Code:
A1
Abstract:
It is possible to provide a transmission device and a transmission power control method which can accurately control the transmission power while maintaining a high-speed feedback control. A polar modulation transmission device (100) includes: an LPF (108) for shaping a waveform of an output power of a PA (103); and an ADC (109) which performs sampling of the filtering signal in the compressed mode and sampling of the filtering signal in the non-compressed mode with the same phase as the filtering signal in the compressed mode, so as to obtain power data. Thus, the sampling signals before and after the mode switching have the same phase and it is possible to acquire the sampling signal of the same condition from the filtering signal waveform before and after the mode switching. In the feedback control based on the sampling signal, even if the filtering signal has a residual fluctuation component, its affect can be ignored and it is possible to accurately estimate and control the transmission power while maintaining the high speed.

Inventors:
MATSUOKA AKIHIKO
URUSHIHARA TOMOYA
LEE WAYNE
DO GARY
Application Number:
PCT/JP2008/050271
Publication Date:
July 17, 2008
Filing Date:
January 11, 2008
Export Citation:
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Assignee:
MATSUSHITA ELECTRIC IND CO LTD (JP)
MATSUOKA AKIHIKO
URUSHIHARA TOMOYA
LEE WAYNE
DO GARY
International Classes:
H03G3/30; H03F3/24
Foreign References:
JP2005295523A2005-10-20
JP2001136081A2001-05-18
JPH11284510A1999-10-15
JP2006186690A2006-07-13
Attorney, Agent or Firm:
WASHIDA, Kimihito (Shintoshicenter Bldg. 24-1, Tsurumaki1-chome, Tama-sh, Tokyo 34, JP)
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Claims:
 パワーアンプを、コンプレスドモードで動作させるモードと、非コンプレスドモードで動作させるモードとを有する送信装置であって、
 前記パワーアンプの出力を波形整形するフィルタと、
 コンプレスドモード時のフィルタリング信号をサンプリングすると共に、非コンプレスドモード時のフィルタリング信号を前記コンプレスドモード時のフィルタリング信号と同位相でサンプリングすることで、各モードの出力パワーデータを得るアナログディジタル変換部と、
 前記アナログディジタル変換部により得られた前記各モードの出力パワーデータに基づいて、モード変更時の前記パワーアンプの出力パワーを制御する送信パワー制御部と、
 を具備する送信装置。
 前記送信装置は、拡散コードにより拡散された拡散変調信号を送信するものであり、
 前記アナログディジタル変換部は、コンプレスドモード時のフィルタリング信号と非コンプレスドモード時のフィルタリング信号を、互いに同位相から始めて、前記拡散コードのパターンに起因する前記拡散変調信号の基本周波数に等しいサンプリング周波数でサンプリングする
 請求項1に記載の送信装置。
 前記送信装置は、拡散符号により拡散された拡散変調信号を送信するものであり、
 前記アナログディジタル変換部は、コンプレスドモード時のフィルタリング信号と非コンプレスドモード時のフィルタリング信号を、互いに同位相から始めて、前記拡散コードのパターンに起因する前記拡散変調信号の基本周波数の整数倍のサンプリング周波数でサンプリングする
 請求項1に記載の送信装置。
 前記アナログディジタル変換部は、960kHzのサンプリング周波数でサンプリングする
 請求項1に記載の送信装置。
 前記送信装置は、拡散符号により拡散された拡散変調信号を送信するものであり、
 前記アナログディジタル変換部における各モードに対する初回のサンプリングタイミングは、互いに前記拡散コードのパターンに起因する前記拡散変調信号の基本周期の整数倍だけ間隔を有する
 請求項1に記載の送信装置。
 前記送信装置は、拡散符号により拡散された拡散変調信号を送信するものであり、
 前記アナログディジタル変換部は、前記拡散コードのパターンに起因する前記拡散変調信号の基本周期を、整数倍した周期で現れるピークの出現候補タイミングを避けたタイミングでサンプリングを行う
 請求項1に記載の送信装置。
 HSDPA信号を送信する
 請求項1に記載の送信装置。
 請求項1に記載の送信装置を備えた、ポーラ変調送信装置。
 パワーアンプを、コンプレスドモードで動作させるモードと、非コンプレスドモードで動作させるモードとを有する送信装置における送信パワー制御方法であって、
 前記パワーアンプの出力を波形整形するフィルタリングステップと、
 現在のモードでのフィルタリング信号をサンプリングすることで前記現在のモードでの出力パワーデータを得る第1のサンプリングステップと、
 現在のモードから他方のモードに切り替えるモード切り替えステップと、
 前記他方のモードでのフィルタリング信号を、前記現在のモードでのフィルタリング信号と同位相でサンプリングすることで前記他方のモードでの出力パワーデータを得る第2のサンプリングステップと、
 前記現在のモード及び前記他方のモードの出力パワーデータに基づいて、モード変更時の前記パワーアンプの出力パワーを制御する送信パワー制御ステップと、
 を具備する送信パワー制御方法。
 前記送信装置は、拡散コードにより拡散された拡散変調信号を送信するものであり、
 前記第1及び第2のサンプリングステップのサンプリングは、互いに同位相から始まり、且つ、前記拡散コードのパターンに起因する前記拡散変調信号の基本周波数に等しいサンプリング周波数である、請求項9に記載の送信パワー制御方法。
 前記送信装置は、拡散コードにより拡散された拡散変調信号を送信するものであり、
 前記第1及び第2のサンプリングステップのサンプリングは、互いに同位相から始まり、且つ、前記拡散コードのパターンに起因する前記拡散変調信号の基本周波数の整数倍のサンプリング周波数である、請求項9に記載の送信パワー制御方法。
 前記第1及び第2のサンプリングステップのサンプリング周波数は、960kHzのサンプリング周波数である、
 請求項9に記載の送信パワー制御方法。
 前記第1及び第2のサンプリングステップの初回のサンプリングタイミングは、互いに前記拡散コードのパターンに起因する前記拡散変調信号の基本周期の整数倍だけ間隔を有する、
 請求項9に記載の送信パワー制御方法。
 前記送信装置は、拡散符号により拡散された拡散変調信号を送信するものであり、
 前記第1及び第2のサンプリングステップのサンプリングは、前記拡散コードのパターンに起因する前記拡散変調信号の基本周期を、整数倍した周期で現れるピークの出現候補タイミングを避けたタイミングで実行される、
 請求項9に記載の送信パワー制御方法。
 
Description:
送信装置及び送信パワー制御方

 本発明は、パワーアンプ(以下、PAと呼ぶ) を用いた送信装置及び送信パワー制御方法に 関する。

 図1は、ポーラ変調方式を用いた典型的な 送信装置の例を示す。送信装置は、ポーラ信 号生成回路1と、振幅制御回路2と、位相変調 号生成回路3と、PA4とを有する。この送信装 置においては、ポーラ信号生成回路1が、入 信号(つまり送信変調信号)から送信変調信号 の振幅及び位相に関する信号を生成する。振 幅制御回路2は、振幅成分信号に基づいてPA4 供給される電源電圧を制御し、位相変調信 生成回路3は、位相成分信号に基づいてPA4に 力される位相変調信号を生成する。

 実際上、この送信装置は、PA4をコンプレ ドモード(compressed mode)と非コンプレスドモ ド(uncompressed mode)とで切り換えることで、 信パワーのダイナミックレンジを確保する なお、コンプレスドモードは飽和動作モー と、非コンプレスドモードは非飽和動作モ ドと、言い換えることもできる。

 この送信装置は、高い送信パワーが要求 れる場合には、PA4をコンプレスドモードで 作させる。一方、送信装置は、低い送信パ ーが要求される場合には、PA4を非コンプレ ドモードで動作させる。具体的には、コン レスドモード時、送信装置は、振幅成分信 に応じて、PA4への電源電圧を変化させるこ で、振幅変調を実行する。このコンプレス モードは、本質的に出力パワー変動(ドリフ ト)が非常に少ない。一方、送信装置は、非 ンプレスドモードでは、コンプレスドモー よりも出力パワー変動(ドリフト)が大きい状 態でPA4を動作させる。

 従来の送信装置においては、送信電力制 時に、コンプレスドモード(Cモード)と非コ プレスドモード(Uモード)とを切り換える場 、各モードの特性の差(温度による変動、経 年変化による変動、負荷変動など)が原因と って、最大で5dBを超える、送信パワーの変 が生じる可能性がある。

 これを、図2を用いて簡単に説明する。図 2には、コンプレスドモードでの出力パワー 比較的正確だが、非コンプレスドモードで 出力パワーは、(温度による変動、経年変化 よる変動、負荷変動など)の変動が原因とな って変化する様子が示されている。

 図2のように、非コンプレスドモードの出 力パワーは、種々の要因で変動し易いので、 コンプレスドモードと非コンプレスドモード とを切り換える場合に、出力パワーが不連続 となる可能性が高く、この結果、大きな送信 パワーの変動が生じる可能性が高い。

 ところで、送信パワー制御を正確に行う 法として、実際のパワーアンプの出力パワ を測定し、この測定値が設定目標値に等し なるように出力パワーをフィードバック制 する方法がある。

 一般に、このフィードバック制御では、 ーパスフィルタを用いて、パワーアンプの 力から、送信データに起因する変調変動成 を取り除く方法が採られる。そして、変調 動成分を取り除いた後のいわゆる平均送信 ワーと、設定目標値との誤差に基づいて送 パワーを調整する。

 ここで、ローパスフィルタの時定数を大 な値に設定するほど、変調成分などの変動 分をより多く除去することができるので、 り精度の高い送信パワー制御を行うことが きると考えられる。

 しかしながら、ローパスフィルタの時定 を大きな値に設定するほど、当然、ローパ フィルタの応答性は悪くなるので、フィー バック制御の追従性もこれに伴って悪くな 。無線通信規格によっては非常に短い期間 送信パワー制御を完了することが要求され ものもあるので、実際上ローパスフィルタ 時定数をあまり大きく設定することはでき い。

 従って、従来のこの種の送信装置では、 調変動成分がある程度残留した測定結果に づいて送信パワーを制御せざるを得ず、こ 分だけ、送信パワー制御の精度が低下する

 一方で、通信規格によって、送信パワー 誤差に対する制限も課されている。例えば 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 25.101では 送信パワーの誤差が、図3~図5に示す要件を たすことが要求されている。

 詳細に説明する。UMTS及びW-CDMA規格を広め るための規格母体である3GPPは、基地局から TPCコマンドによって移動端末が離散的なス ップ(例えば+/- 1 dB, +/- 2dB, +/- 3 dB,…… )で出力パワーを増減することを要求してい 。UMTS規格も、これらのパワー増減ステップ をある特定の許容範囲内で実行するように指 定している。

 例えば、図3のテーブルに示すように、出 力パワーを+/- 1 dBステップ(増減)させるTPCコ マンドの場合には、その結果である出力パワ ーが、目標出力パワーの+/- 0.5 dB以内に収ま ることが要求されている。そこで例えば、移 動端末の送信装置が出力パワー0 dBmで動作し ており、"1"のTPCコマンドが受信されたとする と、移動端末の送信装置は+ 0.5 dBmと1.5 dBm 範囲以内に送信パワーが収まるように調整 なければならない。より大きなステップサ ズである2 dBと3 dBのステップサイズの場合 は、+/- 1 dBと +/- 1.5 dBといったより広い 容範囲が許される。

 図5のテーブルに示すように、3GPP UMTS規 でも、パワーコマンドグループに対して累 的な許容範囲が定められている。例えばそ ぞれが同様に1dBのステップサイズからなる10 個のTPCコマンドについては、出力パワーレベ ルが目標出力パワーレベルの+/- 2 dB以内と ることが要求されている。

 図3のテーブルの一覧及び図4から、1つのT PCコマンドに対して最も厳しいステップサイ は、+/- 1 dBを示すTPCコマンド(+/- 0.5 dBの 容が要求される)に対応するものであること 分かる。

 以上のことから、この種の送信装置には フィードバック制御の高速性を維持しつつ 、高精度に送信パワーを制御することが期 されている。

 本発明の目的は、フィードバック制御の 速性を維持しつつ、高精度に送信パワーを 御することができる送信装置及び送信パワ 制御方法を提供することである。

 本発明の送信装置は、パワーアンプを、 ンプレスドモードで動作させるモードと、 コンプレスドモードで動作させるモードと 有する送信装置であって、前記パワーアン の出力を波形整形するフィルタと、コンプ スドモード時のフィルタリング信号をサン リングすると共に、非コンプレスドモード フィルタリング信号を前記コンプレスドモ ド時のフィルタリング信号と同位相でサン リングすることで、各モードの出力パワー ータを得るアナログディジタル変換部(analog  digital converter)と、前記アナログディジタル 変換部により得られた前記各モードの出力パ ワーデータに基づいて、モード変更時の前記 パワーアンプの出力パワーを制御する送信パ ワー制御部と、を具備する構成を採る。

 本発明によれば、フィードバック制御の 速性を維持しつつ、高精度に送信パワーを 御することができる送信装置及び送信パワ 制御方法を提供することができる。

従来の送信装置の構成例を示すブロッ 図 モード切換による送信パワーの変動(出 力パワーの不連続)の説明に供する図 3GPP UMTS規格における、各出力パワース テップサイズコマンドに対するパワー制御許 容値を示す図 許容ステップサイズをまとめた図 3GPP UMTS規格における、各グループのパ ワーコマンドに対する累積的なパワー制御許 容値を示す図 本発明の実施の形態1に係るポーラ変調 送信装置の構成を示すブロック図 送信パワー制御部に設けられているス ーリング係数セットの様子を示す図 ポーラ変調送信装置の動作の説明に供 る、パワー設定フロー図 図8および図12のパワー設定フローをHSDP A通信へ適用した場合の説明に供する図 検出回路の出力波形を示す図 LPFの出力波形を示す図 ポーラ変調送信装置の動作の説明に供 する、パワー設定フロー図 実施の形態2に係るパワー設定処理の 明に供する図 実施の形態3に係るポーラ変調送信装 の構成を示すブロック図 ADC出力パワーの平均値が変動すること の説明に供する図 振幅成分信号の出力パワーの平均値が 変動することの説明に供する図 平均化部の構成例としてのFIRフィルタ を示す接続図 平均化部の構成例としてのIIRフィルタ を示す接続図 各シンボルの特定の区間におけるPAの 力パワーの平均値の変動の様子を、1フレー ム分にわたって示した図 各シンボルの特定の区間における振幅 成分信号の出力パワーの平均値の変動の様子 を、1フレーム分にわたって示した図 LPFの出力波形の平均値の変動と、振幅 成分信号の平均値の変動との間に相関関係が あることの説明に供する図 LPFの出力波形の平均値の変動と、振幅 成分信号の平均値の変動との間の相関計数の 算出方法の説明に供するフローチャート図 現時点のモードがコンプレスドモード である場合のポーラ変調送信装置の動作の説 明に供するフローチャート図 現時点のモードが非コンプレスドモー ドである場合のポーラ変調送信装置の動作の 説明に供するフローチャート図 図23及び図24のフローチャートで用い パラメータの説明に供する図

 (実施の形態1)
 (1)全体構成
 図6に、本発明の実施の形態1に係るポーラ 調送信装置(polar modulation transmitter)の構成を 示す。ポーラ変調送信装置100は、拡散部(sprea ding section)110と、ポーラ信号生成回路(polar si gnal generation circuit)101と、位相変調信号生成 路(phase modulated signal generation circuit)102と パワーアンプ(PA)103と、振幅制御回路(amplitude  control circuit)104と、可変利得増幅器(VGA)及び 又は減衰器によって構成された可変増幅器(va riable amplifier)105と、パワーアライメントルー プ120と、サンプリング制御部111とを有してい る。

 パワーアライメントループ120は、PA103の 力パワーを検出する検出回路(detector)106と、 信電力(パワー)制御部107と、LPF108と、ADC109 を有する。

 拡散部110は、拡散符号により入力信号(直 交変調信号)を拡散して、ポーラ信号生成回 101に出力する。例えば、HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)信号を生成する場合、拡散部110 、DPDCH信号,DPCCH信号,HS-DPCCH信号,E-DPCCH信号,及 びE-DPCCH信号に、それぞれ拡散符号Cd,Cc,Chs,Ced, 及びCecを乗算し、ゲインファクタBeta ratio c( Bc),Beta ratio d(Bd),Beta ratio hs(Bhs),Beta ratio ed( Bed),及びBeta ratio ec(Bec)を調整することでHSUPA 信号を生成し、生成したHSUPA信号をポーラ信 生成回路101に出力する。

 ポーラ信号生成回路101は、入力信号から 幅成分信号と位相成分信号とを生成する。 体的には、ポーラ信号生成回路101は、拡散 110からの入力信号に従って動作し、入力信 の振幅情報を含んでいるエンベロープ成分 号(振幅成分信号)、及び、入力信号の位相 報を含んでいる定エンベロープ成分信号(位 成分信号)を生成する。エンベロープ成分信 号は、振幅パスに沿って振幅制御回路104に入 力され、定振幅の位相成分信号は位相変調信 号生成回路102に入力される。

 位相変調信号生成回路102は、位相成分信 からRF位相変調信号を生成する。可変増幅 路105は、PAL120によって得られた位相パスス ーリング係数(Phase-path magnitude scaling)S10に基 づいて、RF位相変調信号を増幅又は減衰させ これによりスケーリングされたRF位相変調 号をPA103のRF信号入力端子に供給する。

 振幅制御回路104は、送信パワー制御部107 らの振幅パススケーリング係数(AM-path envelo pe scaling)S11を振幅成分信号に乗じることで、 PA103の電源電圧を形成して、それをPA103の電 入力端子に供給する。

 検出回路106は、例えば、PINダイオードま は他の半導体検出器で構成され、PA103の出 パワーを検出する。

 LPF108は、例えばRC回路によって構成され PA103の出力パワーの検出結果を積分すること で、PA103の出力パワーの平均値を得る。

 ADC109は、サンプリング制御部111の制御に って、LPF108の出力結果をサンプリングする このサンプリングの制御については後述す 。

 送信パワー制御部107は、検出回路106の出 をLPF108及びADC109を介して入力する。また、 信パワー制御部107は、送信電力制御信号(送 信電力制御コマンド)を入力する。

 送信パワー制御部107は、送信電力制御信 及びPA103の出力パワーの平均値に基づいて ポーラ変調送信装置100の送信電力の設定送 電力を決定し、ポーラ変調送信装置100の送 電力を制御する。

 設定送信電力決定後、送信パワー制御部1 07は、振幅制御回路104に振幅パススケーリン 係数を、可変増幅回路105に位相パススケー ング係数を送出することにより、PA103の電 電圧及びPA103の入力信号(RF位相変調信号)レ ルを制御する。

 送信パワー制御部107は、送信電力制御信 をアドレスとしてテーブル参照して得たス ーリング係数の元の値と、PA103の出力パワ の平均値より求めたスケーリング係数の修 値とを合計することで、最終的なスケーリ グ係数S10、S11を算出する。

 すなわち、本実施の形態の送信パワー制 部107は、TPCコマンドとスケーリング係数と 対応図けれられたテーブル(以下これをパワ ーテーブルと呼ぶ)を有する。

 図7に、送信パワー制御部107に設けられて いるパワーテーブルのスケーリング係数セッ トの様子を示す。コンプレスドモードでは、 ポーラ変調送信装置100の出力パワーは、PA103 コレクタ(またはドレイン)ノードに与えら る振幅変調された電源電圧によって制御さ る一方、定振幅の位相変調RF信号のパワーは 一定に保たれる。非コンプレスドモードでは 、PA103の出力パワーは、振幅パスのエンベロ プに乗じるスケーリング係数を一定に維持 ながら、位相パスでの駆動信号に乗じるス ーリング係数を変化させることでパワーを 御する。但し、どちらの動作モードにおい も、パワー制御に用いない方のスケーリン 係数(コンプレスドモードの場合には、位相 変調RF信号に乗じる位相パススケーリング係 のことであり、非コンプレスドモードの場 には、振幅パスのエンベロープに乗じる振 パススケーリング係数のことである)は必ず しも一定に維持する必要はなく、パワーアン プの出力の歪特性や雑音特性の改善、あるい は出力パワーの補正を行うために調整するこ とにしてもよい。

 実際上、図7に示したように、送信パワー 制御部107は、コンプレスドモード用のスケー リング係数セットと、非コンプレスドモード 用のスケーリング係数セットとを有する。本 実施の形態の場合、コンプレスドモード用の スケーリング係数セットと非コンプレスドモ ード用のスケーリング係数セットは、モード 遷移領域において、オーバーラップ領域が設 けられている。

 オーバーラップ領域は、コンプレスドモ ド又は非コンプレスドモードのいずれのモ ドを選択した場合でも、必要とされる出力 ワーを生成することが可能な範囲である。 体的に説明すると、実際には、図7中の実線 で示すような、振幅パススケーリング係数と 位相パススケーリング係数を有すれば、コン プレスドモードと非コンプレスドモードを実 現できるが、本実施の形態の場合には、実線 で示すスケーリング係数セットに加えて、点 線で示すスケーリング係数セットを有するこ とで、コンプレスドモードの領域及び非コン プレスドモードの領域を拡張して、PA103をコ プレスドモード及び非コンプレスドモード いずれのモードでも動作させることができ オーバーラップ領域を設けている。

 較正領域は、モード遷移時に送信パワー 不連続が生じる可能性があり、較正を必要 る可能性がある出力パワー範囲である。本 施の形態では、この較正領域において、送 パワーに不連続を生じさせないスケーリン 係数S10、S11を選択して、PA103のモード切換 行う。

 このように、送信パワー制御部107によっ 算出されたスケーリング係数に応じて、PA10 3がコンプレスドモードで動作するか、又は コンプレスドモードで動作するかが決まる

 スケーリング係数の算出方法の一例につ て以下に説明する。パワーテーブル内のス ーリング係数が表1のようになっているとす る。

 

 ここで、非コンプレスドモードで動作中 ポーラ変調送信装置100が、「位相パススケ リング係数を100でPA103を-10dBmで出力」して る時、送信パワー制御部107が動作し、「コ プレスドモード動作での出力パワーレベル のレベル差が0.3dBmなので、PA103の出力パワー を上げる」と判断した場合について、位相パ ススケーリング係数の算出方法を説明する。

 表1から、非コンプレスドモード動作時の 位相パススケーリング係数「100」からの変化 分として、出力パワーレベルの増加分「+0.3dB m」に相当する位相パススケーリング係数の 加分「+3」を加算し、位相パススケーリング 係数を「103」とする。

 なお、PA103の出力を「+1dBm」だけ上げる場 合には、上記したような算出を行わなくても よく、スケーリング係数「100」が格納された 「アドレス002」に隣接する「アドレス003」を 直接参照してもよい。

 本実施の形態の場合、パワーアライメン ループ120の検出回路106、LPF108及びADC109は、 要な場合のみ動作するようになっている。 体的には、送信パワー制御部107が入力され TPCコマンドに基づいて、オンオフ制御信号S 20を検出回路106、LPF108、及びADC109に送出する 例えば、図4に示したように、TPCコマンドが 1 dBや2 dB, 3 dBといったように許容値が厳し い目標ステップサイズを示すものであった場 合には、オンオフ制御信号S20としてオン制御 信号を出力する。これに対して、TPCコマンド が4 dB以上といったように許容値が厳しくな 目標ステップサイズを示すものであった場 には、オンオフ制御信号S20としてオフ制御 号を出力する。このようにすることで、パ ーアライメントループ120を実質的に必要な 合のみ動作させることができるので、消費 力を低減できる。

 以上説明したように、本実施の形態のポ ラ変調送信装置100は、パワーアライメント ープ120によってPA103の出力パワーを測定し がら、振幅パススケーリングS11及び位相パ スケーリング係数S10を選択することにより 送信パワー変更時におけるPA103の出力パワー の不連続(特にモード遷移時の不連続)を抑制 きる。

 (2)サンプリング制御
 上記したように送信パワー制御を正確に行 ために、実際のPA103の出力パワーを測定し この測定値が設定目標値に等しくなるよう 出力パワーをフィードバック制御する方法 採られる。

 LPF108は、検出回路106によって得られるPA10 3の出力パワーの検出値の変動を抑えるため 設けられている。

 ところで、LPF108のカットオフ周波数を高 設定し過ぎると、変動を十分に抑えること できない。逆に、カットオフ周波数を低く 定し過ぎると、パワーの調整後にLPF108の出 が安定するまでに時間を要するので、例え 3GPPの規格で定められた時間内にパワー制御 を終えることが困難になる。因みに、3GPPの 格では、パワー制御を、シンボル境界から± 25μsec内で収めることが要求される。この要 を満たすためには、LPF108の時定数は数μsec程 度以下である必要がある。実際上、LPF108の時 定数は、変調信号の瞬時エンベロープ変動を キャンセルできる程度に設定されていればよ い。カットオフ周波数は数十kHz~数百kHzの範 が好ましいと考えられる。本実施の形態で 、一例としてカットオフ周波数は300kHzとす 。

 そのため、LPF108の出力には、LPF108では取 きれない変動成分が残留する。この変動成 は、拡散部110にて用いられる拡散符号のパ ーンに起因する拡散変調信号の基本周期(拡 散符号のチップ速度)に依るものである。

 そこでサンプリング制御部111は、変動成 が残留している状況においても、平均送信 ワーと、設定目標値との誤差を正確に求め ことができるように、ADC109のサンプリング 制御する。

 具体的には、サンプリング制御部111は、 散部110にて用いられる拡散符号のパターン 起因する拡散変調信号の基本周期に関する 報(以下、基本周期情報と呼ぶことがある) 取得する。サンプリング制御部111は、拡散 号のパターンに起因する拡散変調信号の基 周期に応じたサンプリング周期情報を生成 る。さらに、サンプリング制御部111は、基 周期情報に基づいて、LPF108の出力に周期的 現れるピークの出現候補タイミングを特定 、当該ピーク出現候補タイミング以外のタ ミングをサンプリング開始タイミングとし 取得する。そして、サンプリング制御部111 、生成されたサンプリング周期情報および ンプリング開始タイミングを含むサンプリ グ制御信号をADC109に出力する。

 ADC109は、サンプリング制御部111からのサ プリング制御信号に応じた、サンプリング 始タイミングおよびサンプリング周期で、L PF108の出力をサンプリングし、サンプル信号 送信パワー制御部107に出力する。

 (3)ポーラ変調送信装置100の動作
 次に、上記構成を有するポーラ変調送信装 100の動作について図6乃至図12を参照して説 する。

 図8に示すパワー設定フローに沿って、現 時点のモードがコンプレスドモードである場 合について説明する。

 まず基地局(図示せず)から送信されてき 送信電力制御信号(例えば、TPC)により指定さ れる、電力調整値δPを取得する(ステップS201) と、電力調整値δPが0以上か否か、すなわち 信電力制御信号が送信電力のUP若しくはKEEP 示しているか又はDOWNを示しているのか判定 れる(ステップS202)。

 電力調整値δPが0未満である場合(ステッ S202:NO)には、送信電力制御信号により送信電 力のDOWNを指示されていると判断され、送信 力をDOWNした結果モードが非コンプレスドモ ドに変化するか否かが判定される(ステップ S203)。

 モードの切り替えがある場合(ステップS20 3:YES)には、ステップS204で検出回路106が作動 態になり、検出回路106の出力であるPA103の出 力パワーの検出結果がLPF108にて波形整形され て出力される。

 ここで検出回路106の出力は、図10に示す うに、その電圧が0[V]付近の値と、それに比 て大きな値(同図では、0.35[V]付近)とで、周 的に変動していることが分かる。この検出 路106の出力電圧変動の周期性は、直交変調 号の拡散に用いられる拡散符号のパターン 基づく拡散変調信号の基本周期に起因する のである。同図においては、検出回路106の 力電圧変動が、8チップ周期(つまり、8チッ の期間0[V]付近の値でその次の8チップの期 では0.35[V]付近の値)、又は、その半分の4チ プ周期として現れている。また、8チップでH IGH、又は8チップでLOWが続く状況は、シンボ 間の境界付近で起こりうる。

 この検出回路106の出力が波形整形されたL PF108の出力が図11に示されている。LPF108には その出力電圧が所定の範囲(以下、「収束目 範囲」と呼ぶことがある)内に収まることが 要求されている。図11Aに示すようにLPF108の出 力には、5dBの範囲(ここでは、収束目標範囲 対応)に収まっている部分、つまり後段の送 パワー制御部107における利用対象部分の他 、収束目標範囲を超えた10dB以上のピークが 現れている。

 この送信パワー制御部107における利用対 部分は、図11Aのように周期性(つまり、所定 の周波数)を有している。この周期性は、直 変調信号の拡散に用いられる拡散符号のパ ーンに起因する拡散変調信号の基本周期そ ものに対応する。

 また、LPF108の出力に現れるピークは、図1 1Bに示すように規則性を持って現れる。この ークの出現候補タイミングは、上記直交変 信号の拡散に用いられる拡散符号のパター に起因する拡散変調信号の基本周期から特 することができる。具体的には、ピークの 現候補タイミングは、送信シンボル間の境 の直後で、且つ、基本周期を整数倍した周 で現れる。

 図8のフローに戻って、ステップS205~ステ プS209でADC109による、LPF108の出力のサンプリ ングが行われる。

 ここで送信パワー制御部107における利用 象サンプルは、LPF108の出力のうち、所定範 に収まっている部分であるため、ADC109は、 ークを避けてサンプリングする必要がある そこで、サンプリング制御部111は、拡散符 のパターンに起因する拡散変調信号の基本 期に応じたサンプリング周期情報を生成す と共に、特定されたピークの出現候補タイ ング以外のタイミングをサンプリング開始 イミングとして取得し、サンプリング周期 報およびサンプリング開始タイミングを含 サンプリング制御信号により、ADC109のサン リングを制御する。実際上、ADC109の作動開 タイミングはシンボル境界と一致するが、A DC109が安定的に動作できる状態になるには一 の時間を要する。そのため、サンプリング 始タイミングは、シンボル境界のタイミン で作動してADC109が安定動作可能なタイミン であり、且つ、上記ピークの出現候補タイ ング以外のタイミングである。

 ADC109は、サンプリング制御信号に含まれる サンプリング開始タイミングからサンプリ グを開始し、サンプリング周期情報に応じ 周期で所定のサンプリング回数nに達するま で、サンプルタイミングの電圧値P Cur,k を測定する。こうしてADC109は、ピークを避け てサンプリングすることができる。

 測定された電圧値P Cur,k は、送信パワー制御部107により平均化され、 平均値P Cur が求められる(ステップS210)。

 ステップS211では、非コンプレスドモード へのモード変更が実行される。すなわち、ス テップS205~ステップS209において実行されるサ ンプリングは、変更前のモードであるコンプ レスドモードで行われていることになる。

 モード変更が実行されると、送信パワー 御部107は、ステップS212でターゲット電圧に なるようなスケーリングセットを振幅制御回 路104及び可変利得増幅器105に送出する。

 しかしながら、ターゲット電圧P Tar_Set と実際に得られる電圧P Tar との間には誤差が生じる可能性があるため、 ステップS213以降でターゲット電圧の調整が われる。

 ステップS213~ステップS217では、ADC109は、Sett ing時間後にサンプリングを開始し、サンプリ ング周期情報に応じた周期で所定のサンプル リング回数nに達するまで、サンプルタイミ グの電圧値P Tar,k を測定する。

 測定された電圧値P Tar,k は、送信パワー制御部107により平均化され、 平均値P Tar が求められる(ステップS218)。

 ステップS219では、送信パワー制御部107は、 ターゲット電圧P’ Tar_Set =P Tar_Set +(P Cur +δP-P Tar )になるようなスケーリングセットを振幅制 回路104及び可変利得増幅器105に送出する。 れにより送信電力の調整が終了し、ステッ 220で検出回路106が非作動状態になる。

 図12は、現時点のモードが非コンプレス モードである場合のパワー設定フローであ 。この場合には、ステップS302の判定基準が 8の場合と逆(つまり、電力調整値δPが0以下 否か)になっている点、および、ステップS31 1のモード変更が非コンプレスドモードから ンプレスドモードである点以外は、図8と同 である。

 次に、図8および図12に示すパワー設定フ ーの適用例としてHSDPA通信へ適用した場合 ついて図9を参照して説明する。同図には、 力調整基準時である3.2msecの以前にモード変 更があるとステップS203で判定された場合が されている。

 まず、HSDPA通信においては、送信電力制御 号を受け取り、当該送信電力制御信号に基 き電力調整基準時から一定時間(前後25μsec) 期間(以下、「電力調整許容期間」と呼ぶこ がある)に電力調整を行う厳しい要求がある 。また、送信電力の設定誤差を設定目標P’ Tar_Set から0.5dB内(1dBパワー変化時)に収めることが 求されている。同図では、3.2msecのシンボル 界が電力調整基準時となっているので、3.17 5msecから3.225msecまでに電力調整を完了する必 がある。

 同図に示すように、電力調整基準時(「電 力調整許容期間」の中心)からモード切り替 実行時(同図中のモード切替タイミング)まで の期間(以下、「第1電力調整期間」と呼ぶこ がある、)に、ADC109により、ピークを避けて 1回目のサンプリング処理(ステップS205~ステ プS209に対応)が実行される(図10の1ST ADC read 対応)。

 また、モード切り替え実行時以降の電力 整許容期間(以下、「第2電力調整期間」と ぶことがある)において、1回目の電力調整後 におけるLPF108の出力に対して、ADC109により、 2回目のサンプリング処理(ステップS213~ステ プS217に対応)が実行される(図10の2ST ADC read 対応)。

 ここで、ADC109は、切り替え前のモード時 フィルタリング信号をサンプリングすると に、切り替え後のモード時のフィルタリン 信号を切り替え前のモード時のフィルタリ グ信号と同位相でサンプリングする。すな ち、「第1電力調整期間」、つまりモード切 り替え実行前のサンプリング信号と、「第2 力調整期間」、つまりモード切り替え実行 のサンプリング信号とは、同位相でサンプ ングされる。こうすることにより、モード り替え前後ではフィルタリング信号の変動 波数は変化しないので、同位相でサンプリ グすることにより、フィルタリング信号波 からモード切り替え前後で同条件のサンプ ング信号を取得することができる。

 また、ADC109は、第1電力調整期間および第 2電力調整期間のそれぞれにおいて、上述の4 ップ周期に相当する960kHzのサンプリング周 数でサンプリングする。こうすることによ 、フィルタリング信号波形における周波数 拡散符号のパターンに起因する拡散変調信 の基本周波数(基本周期)に依存しているた 、同図に示すように例えば基本周波数の2倍 周波数である960kHzでサンプリングすること より、後に求めるサンプルの平均値を基準 して振幅方向で同じ条件のサンプルを取得 ることができる。なお、サンプリング周波 は、960kHzに限られず、拡散符号のパターン 起因する拡散変調信号の基本周波数の整数 (言い換えれば、サンプリング周期が拡散符 号のパターンに起因する拡散変調信号の基本 周期の整数分の1倍)であればよい。

 また、ADC109における各モードに対する初 のサンプリングタイミングは、互いに、拡 コードのパターンに起因する拡散変調信号 基本周期の整数倍だけ間隔を有する。こう ることにより、モード切り替え前後の初回 サンプリング信号の位相を確実に同位相と ることができる。

 そして第1電力調整期間にて測定された電圧 値P Cur,k は、送信パワー制御部107により平均化され、 平均値P Cur (図9の1回目の平均パワーに対応)が求められ 。

 次にMode change timingにてモード変更が実行 れ(ステップS211又はステップS311に対応)、Sett ing timeに送信パワー制御部107が、ターゲット 電圧P Tar_Set =P Cur +δPになるようなスケーリングセットを振幅 御回路104及び可変利得増幅器105に送出する とにより、送信電力調整が行われる。

 そして第2電力調整期間にて測定された電圧 値P Tar,k は、送信パワー制御部107により平均化され、 平均値P Tar (図9の2回目の平均パワーに対応)が求められ 。

 そして送信パワー制御部107が、ターゲット 圧P’=P Tar_Set +(P Cur +δP-P Tar )になるようなスケーリングセットを振幅制 回路104及び可変利得増幅器105に送出するこ により、送信電力調整が行われる。これに り送信電力の調整が終了する。こうして、 ード切り替え実行の直前直後におけるサン リング信号という、現在の状況が最も反映 れた情報に基づいた送信電力制御を行うこ ができるので、送信電力パワー制御の精度 向上することができる。

 このように本実施の形態によれば、ポー 変調送信装置100に、PA103の出力パワーを検 する検出回路106と、検出回路106による検出 果を波形整形するLPF108と、コンプレスドモ ド時のフィルタリング信号をサンプリング ると共に、非コンプレスドモード時フィル リング信号を前記コンプレスドモード時の ィルタリング信号と同位相でサンプリング ることで、各モードの出力パワーデータを るADC109と、ADC109により得られた前記各モー の出力パワーデータに基づいて、モード変 時のPA103の出力パワーを制御する送信パワー 制御部107とを設けた。

 こうすることにより、モード切り替えに るパワー出力変動の影響を受ける前後のサ プリング信号を取得することができ、この ード切り替え前後のサンプリング信号に基 いてモード変更時のPA103の出力パワーを調 するため、適切に送信パワーを制御するこ ができるので、送信電力パワー制御を高精 に行うことができる。また、モード切り替 の前後のサンプリング信号の位相を互いに 位相とするので、フィルタリング信号波形 らモード切り替え前後で同条件のサンプリ グ信号を取得することができる。このよう モード切り替え前後のサンプリング信号に づくフィードバック制御では、フィルタリ グ信号に変動成分が残留していてもその影 を無視できるため、ローパスフィルタの時 数を大きく設定する必要がないので、高速 を維持しつつ、高精度に送信パワーを推定 よび制御することができる。

 また、ポーラ変調送信装置100は、拡散コ ドにより拡散された拡散変調信号を送信す ものであり、ADC109は、コンプレスドモード のフィルタリング信号と非コンプレスドモ ド時のフィルタリング信号を、互いに同位 から始めて、前記拡散コードのパターンに 因する前記拡散変調信号の基本周波数に等 いサンプリング周波数でサンプリングする

 こうすることにより、フィルタリング信 波形における周波数が拡散符号のパターン 起因する拡散変調信号の基本周波数(基本周 期)に依存しているため、基本周波数に等し サンプリング周波数でサンプリングするこ により、各モードにおいてサンプリング信 の平均値を基準として振幅方向で同じ条件 サンプルを取得することができる。このよ なモード切り替え前後のサンプリング信号 基づくフィードバック制御では、フィルタ ング信号に変動成分が残留していてもその 響を無視できるため、ローパスフィルタの 定数を大きく設定する必要がないので、高 性を維持しつつ、高精度に送信パワーを推 および制御することができる。なお、サン リング周波数は、基本周波数の整数倍でも い。特に、HSDPA通信の場合、拡散符号のチッ プ速度との関係から、フィルタリング信号の 変動特性としては周波数が480kHz、960kHz、及び ∞(変動無し)の3種類がある。これらすべてに 対応できるADCのサンプリング周波数は、960kHz である。従って、HSDPA通信の場合には、サン リング周波数は、960kHzが好ましい。

 ポーラ変調送信装置100は、拡散符号によ 拡散された拡散変調信号を送信するもので り、ADC109における各モードに対する初回の ンプリングタイミングは、互いに拡散コー のパターンに起因する拡散変調信号の基本 期の整数倍だけ間隔を有する。

 こうすることにより、モード切り替え前 の初回のサンプリング信号の位相を確実に 位相とすることができる。

 (実施の形態2)
 実施の形態1に係るポーラ変調送信装置100で は、第1電力調整期間でサンプリングされた ンプリング信号と、第2電力調整期間でサン リングされたサンプリング信号とに基づい 、送信電力のターゲット電圧の調整を行う 合を例に採り説明を行った。すなわち、実 の形態1では、ターゲット電圧の調整が1段 で行われている。

 これに対して、本実施の形態では、第1電 力調整期間と第2電力調整期間との間に、タ ゲット電圧の粗い調整を行うための「第3電 調整期間」を設ける。

 従って、モードの切り替えがあると判定 れた場合、図13に示すように、第1電力調整 間でローパスフィルタ108の出力がサンプリ グされ、Setting時間でモード切り替えが行わ れた後、第3電力調整期間でローパスフィル 108の出力のサンプリングが行われる。

 次にモード切り替え後の第1のターゲット電 圧(P Tar_Set =P Cur +δP)と、第3電力調整期間におけるサンプルの 電力平均値(P Cur )との差が求められる。この差に基づいて第1 ターゲット電圧を調整(上記した粗い調整に 対応)することにより、第2のターゲット電圧 求められる。

 ここで、第3電力調整期間でも、第1電力 整期間及び第2電力調整期間の場合と同様に ADC109により、他の電力調整期間と同じ位相 らサンプリングが開始され、基本周波数の 数倍のサンプリング周波数でサンプリング れる。

 ただし、第3電力調整期間でサンプリングさ れるサンプル数は、第1電力調整期間及び第2 力調整期間でのサンプル数に比べて少なく 定される。従って第3電力調整期間における サンプルの電力平均値(P Cur )の精度は、他の電力調整期間に比べて落ち 可能性もあるが、それでもターゲット電圧 粗い調整には十分の精度が得られる。

 次に、第2の電力調整期間でローパスフィル タ108の出力がサンプリングされる。第2のタ ゲット電圧と、第2電力調整期間におけるサ プルの電力平均値(P Cur )との差が求められる。この差に基づいて第2 ターゲット電圧を調整(本調整)することに り、最終的なターゲット電圧が求められる

 このように本実施の形態によれば、第1電 力調整期間と第2電力調整期間の間に、両電 調整期間のサンプル数よりも少ない第3電力 整期間を設けた。

 こうすることで、ターゲット電圧の本調 の前段に、粗い調整を行うことができる。 の結果、ターゲット電圧の本調整の精度を 上することができる。また、特に3GPPでは、 短時間で電力制御を完了しなければならず、 その厳しい時間的制限を満たしつつ、電力制 御精度を向上することができる。

 なお、第3電力調整期間のサンプリング数 を第1、第2電力調整期間よりも少なく設定し が、本実施の形態はこれに限定されるもの はない。検出回路106の応答時間が、システ の運用上、問題にならない場合には、第3電 力調整期間についても第1、第2電力調整期間 同じサンプリング数に設定することができ 。この場合には、ターゲット電圧に対する 整精度を改善することが期待できる。

 (実施の形態3)
 図14に本発明の実施の形態3に係るポーラ変 送信装置200の構成を示す。なお、図6と同じ 構成には同一の符号を付し、その説明を省略 する。

 図6のポーラ変調送信装置200は、送信パワ ー制御部220を有するパワーアライメントルー プ210と、平均化部230とを有する。

 平均化部230は、ポーラ信号生成回路101か 出力された振幅成分信号を平均化する。平 化部230は、ポーラ信号生成回路101の出力で る振幅成分信号の出力パワーの平均値を、 定時間において検出する。

 送信パワー制御部220は、平均化部230から 幅成分信号の平均値の検出結果を入力する

 送信パワー制御部220は、PA103の出力パワ の平均値の変動量と、振幅成分信号の出力 ワーの平均値の変動量とに基づいて、PA103の 出力パワーの平均値から拡散変調による残留 変動成分を除去したパワー推定値を求める。 そして、送信パワー制御部220は、送信パワー 制御信号と、拡散変調による残留変動成分を 排除したパワー推定値PA103の出力パワーの平 値の変動量、及び振幅成分信号の出力パワ の平均値の変動量とに基づいて、ポーラ変 送信装置200の送信パワー電力の設定目標送 電力値を決定し、送信パワー電力を制御す 。

 PA103の出力パワーの平均値と振幅成分信 の出力パワーの平均値との関係、及び、PA103 の出力パワーの平均値から拡散変調による残 留変動成分を除去したパワー推定値の求め方 については後述する。

 送信パワーの設定目標値を送信電力決定 、送信パワー制御部230は、振幅制御回路104 振幅パススケーリング係数S11を、可変増幅 路105及びに位相パススケーリング係数S10を 出することにより、PA103の電源電圧及びPA103 の入力信号(RFRF位相変調信号)レベルを制御す る。

 送信パワー制御部107は、送信パワー制御 号(例えばTPCコマンド)をアドレスとしてテ ブル参照して得たスケーリング係数の元の と、拡散変調による残留変動成分を除去し パワー推定値より求めたスケーリング係数 修正値とを用いて、最終的なスケーリング 数S10、S11を算出する。

 本実施の形態のポーラ変調送信装置200は PA103の出力パワーの平均値の変動量と、振 成分信号の出力パワーの平均値の変動量と 基づいて、PA103の出力パワーの平均値から拡 散変調による残留変動成分を除去したパワー 推定値を求め、このパワー推定値と送信パワ ー制御信号とに基づいて、送信パワーの設定 目標値を決定し、送信パワーを制御すること により、残留変動成分の影響を除去して送信 パワーを制御することができるため、送信パ ワー制御の精度を向上することができる。

 次に、残留変動成分の除去の仕方につい 、詳しく説明する。

 先ず、PA103の出力パワーの平均値と、振 成分信号の出力パワーの平均値との関係に いて、図15と図16を参照しながら説明する。

 図15は、LPF108の出力波形(図中の実線)と、 ADC109のサンプリングタイミング(図中の縦の 線)と、所定期間でのサンプリング値の平均 (図中の横の点線)との関係を示したもので る。図16は、振幅成分信号(AMパス信号)のパ ー波形及び短時間における平均値を示した のである。図15及び図16は、ともに送信パワ の変更及びデバイス特性による影響がない 合の波形を示している。

 因みに、検出回路106の出力は、検出回路1 06の回路構成によってスケールの違いや雑音 影響などは生じるが、図9の実線で示した振 幅信号成分信号(AMパス信号)の波形パターン ほぼ同様となる。具体的には、検出回路106 出力電圧は、0[V]付近と、0.35[V]付近とて、周 期的に変動する。この検出回路106の出力電圧 変動の周期性は、拡散部110で用いられる拡散 符号のパターンに基づく拡散変調信号の基本 周期に起因するものである。例えば拡散符号 の基本周期が8チップ周期の場合には、検出 路106の出力電圧変動の周期は、8チップ周期( 4チップの期間は0[V]付近、次の4チップの期間 は0.35[V])、又はその半分の4チップ周期となる 。また、例えば拡散符号の基本周期が4チッ 周期の場合には、検出回路106の出力電圧変 の周期は、4チップ周期(2チップの期間は0[V] 近、次の2チップの期間は0.35[V])、又はその 分の2チップ周期となる。

 図15から分かるように、LPF108の出力信号 は4dB幅程度の変動が残っており、図15中の3.6 6msec(シンボル境界)付近では10dB以上の変動が っている。この変動はパワー制御の精度を 化させることになるため、本実施の形態で 、これらの変動成分を除去するようになっ いる。

 本実施の形態の送信パワー制御部220は、 15の中の3.66msec(シンボル境界)付近の変動の きいタイミングを避けた時間位置のサンプ ング値を平均化するようになっている。実 には、シンボル境界からセットリング期間( LPF108の出力が安定するまでの期間)が経過す までは平均化を行わず、セットリング期間 経過した後のLPF出力を用いて平均化を行う うになっている。

 また、ADC109のサンプリング周期は、上記 4dB程度の変動の周期と合うように設定され いる。送信パワー制御部220では、シンボル 界を除いた位置の数サンプルのADC値を平均 することにより、シンボル境界付近の大き 変動及び4dB幅の変動の影響は除去すること できる。

 しかしながら、さらに低い周波数の変動 分は除去することができない。図15におい 、縦の点線は、4dB程度の変動の周期の整数 (960kHz)でのサンプリングタイミングを示し、 横の点線は4サンプルの平均値を示す。平均 区間1の平均値L1と、平均化区間2の平均値L2 、平均化区間3の平均値L3とが、3つとも異な ていることから、変動成分が除去できてい いことが分かる。この微小な変動成分を残 変動成分と呼ぶことにする。

 発明者らは、この残留変動成分を除去す ために、振幅成分信号に注目した。図16は 幅成分信号(AMパス信号)を示し、横軸は時間 縦軸は振幅成分の瞬時パワーを示す。この 幅成分信号に上記の残留変動成分が含まれ いるかを明確にするために、図15の平均化 間1,2,3に対応する平均化区間1,2,3の振幅成分 号を平均化した値をそれぞれ横の点線で示 。

 ここで、振幅成分信号の平均化にはどの うな回路を用いてもよく、例えばFIRフィル 、IIRフィルタ、又は、必要な区間のみ加算 行う加算器等を用いればよい。例えば、平 化部230として、図17に示すようなFIRフィル 又は図18に示すようなIIRフィルタを用いれば よい。図17は、タップ数が256で、タップ係数p (0)~p(255)がすべて1のFIRフィルタを用いた例で る。

 ここでタップ数は、図15で説明したADC109 4サンプルの区間と対応するように、振幅成 信号のサンプリング周波数、ADC109のサンプ ング周期、およびADC109の平均化サンプル数 ら求めればよい。一例として、振幅成分信 のサンプリング周波数を61.44MHz、ADC109のサ プリング周期を960kHz、ADC109の平均化サンプ 数を4とすると、FIRフィルタのタップ数は、 式で求められる。

 (FIRのタップ数)=(ADCの平均化サンプル数)×( 幅成分信号のサンプリング周波数)/(ADCのサ プリング周期)
           =4×61.44MHz / 960kHz = 256

 また、振幅成分信号のサンプリング周波 が61.44MHzなので、FIRフィルタのタップ数を25 6とした場合、FIRフィルタのクロック周波数CL Kは、61.44MHzに設定すればよい。

 ところで、FIRフィルタの乗算器は基板上 設置面積を大きく占めるため、タップ数の 減は当業者にとって共通の課題である。し しながら、本実施の形態では、乗算器で掛 るフィルタ係数を全て1にしてもよく、FIRフ ィルタは加算器で構成できる。そのため、タ ップ数が増加しても、設置面積が大幅に増加 することはない。

 図18は、図17のFIRフィルタに代えて、IIRフ ィルタを用いた場合の構成例である。図18に いて、例えば、クロック周波数CLKは図17の 合と同様に振幅成分信号のサンプリング周 数と同じ61.44MHzに設定し、フィードフォワー ドの係数a0~a255は1に設定し、フィードバック 係数b1~b255は255/256に設定すればよい。ただ 、この設定値は、一例であって、これに限 たものではない。

 図16からも分かるように、平均化区間1,2,3 の平均値は、平均化区間1,2,3の間で微小に変 している。この図はデバイスのばらつきな の影響がない場合の波形であるため、平均 の変動は、振幅成分信号そのものに含まれ 変動成分に起因する。この変動成分は、拡 パターンや、拡散符号のゲインファクタに って、拡散変調後の振幅成分信号に広帯域 変動成分が含まれ、短時間の平均化では低 周波数成分の変動を除去できない。これに り、デバイスの特性の影響がない場合にお ても、図15に示すように、所定時間内にお るPA103の出力パワーのLPF後の平均値が、平均 区間によって変動する。

 上記のLPF後の平均値に含まれる残留変動 分と、振幅成分信号に含まれる残留変動成 との相関について以下で述べる。上記では る特定のシンボルにおける特性に注目した 、ここでは、他のシンボルでの特性も含め 1フレーム分の特性に注目し、LPF後の平均値 に含まれる残留変動成分と、振幅成分信号に 含まれる残留変動成分との比較を行った。

 図19は、各シンボルにおけるLPF出力の1回 のADCサンプリング区間(例えば図15の平均化 間1)における平均値L1と、2回目のADCサンプ ング区間(例えば図15の平均化区間2)における 平均値L2との間の残留変動成分を1フレームに わたって抽出したもので、横軸は1フレーム でのシンボルの位置、縦軸は残留変動成分 大きさを示す。

 図20は、各シンボルにおける振幅成分信 の1回目の平均区間(例えば図9の平均化区間1) の平均値と、2回目の平均区間(例えば図9の平 均化区間2)の平均値との間の残留変動成分を1 フレームにわたって抽出したもので、横軸は 1フレーム中でのシンボルの位置、縦軸は残 変動成分の大きさを示す。

 これらの図において、同一のシンボル位 における、LPF後の平均値に含まれる残留変 成分と、振幅成分信号に含まれる残留変動 分が同じような特性になっていることから これらの間に相関関係が成り立つと予想さ る。

 図21は、各シンボルにおける振幅成分信 に含まれる残留変動成分を横軸に、LPF後の 均値に含まれる残留変動成分を縦軸に、1フ ーム分プロットした図である。ここで、そ ぞれの残留変動成分の間に相関関係がない 合、プロットの分布はランダムになるが、 21において、ある傾きを持った直線の近く 分布していることから、2つの残留変動成分 間には相関関係があるとみなすことができ 。

 ここで、相関係数をCとすると、相関係数 Cは、図21の分布を直線近似した直線の傾きを 、次式で求めることによって得ることができ る。

 相関係数C=(LPF後の平均値に含まれる残留変 成分の変化量)/(振幅成分信号に含まれる残 変動成分の変化量)
 よって、この相関係数Cをシミュレーション や既知信号区間などを用いてあらかじめ求め ておけば、振幅成分信号から残留変動成分( 均化部230によって得られた平均値の差)を求 、それに相関係数Cを乗算することにより、 LPF後の平均値に含まれる残留変動成分を推定 することが可能になる。

 したがって、上記のLPF後の平均値に含ま る残留変動成分の推定値をPA103の出力パワ の平均値の変動量から減算することで、残 変動成分による影響を除去したパワー推定 を求めることができる。

 つまり、送信パワー制御部220は、送信パ ー制御信号をアドレスとしてテーブル参照 て得たスケーリング係数の元の値と、振幅 分信号の出力パワーの平均値の変動量に相 関数Cを乗算した値をPA103の出力パワーの平 値の変動量から減算し得られた結果(すなわ ち拡散変調による残留変動成分を除去したパ ワー推定値)から求めたスケーリング係数の 正値とを用いて、最終的なスケーリング係 S10,S11を算出する。

 図22は、相関係数Cの算出方法の一例を示 フロー図である。

 ステップS401~S406では、所定時間内にポーラ 号生成回路101から出力される振幅成分信号( AMパス)の出力パワーの平均値P AM1_avg が算出され、ステップS407でlog(P AM1_avg )=P AM1 の式が用いられて、出力パワーの単位がdBに 換される。なお、上述の例の場合、図22に けるパラメータm=「256」に設定されており、 パラメータn=「4」に設定されている。

 同様に、ステップS408~S413では、ポーラ信号 成回路101から出力される振幅成分信号の出 パワーの平均値P AM2_avg が算出され、ステップS414でlog(P AM2_avg )=P AM2 の式が用いられて、出力パワーの単位が対数 に変換される。ステップS415では、P AM2 からP AM1 が減算されてポーラ信号生成回路101から出力 される振幅成分信号の残留変動成分F AM が算出される。

 ステップS421~S426では、所定時間内のADC109の 力結果の平均値P ADC1 を測定し、同様に、ステップS427~S432では、所 定時間内のADC109の出力結果の平均値P ADC2 を測定する。ステップS433で、P ADC2 からP ADC1 が減算されて残留変動成分F ADC が算出される。なお、LPF108及びADC109において 、出力パワーの単位が対数に変換されている ため、P ADC2 及びP ADC1 に対してはステップS407及びステップS414に対 するステップを設けず、ステップS433におい て、P ADC2 からP ADC1 を減算することにより残留変動成分F ADC を算出している。

 最後に、ステップS434において、残留変動成 分F ADC を残留変動成分F AM で割ることにより、相関係数Cが算出される

 相関係数Cは、HSUPA信号を構成するDPDCH信 ,DPCCH信号,及びHS-DPCCH信号に拡散符号が乗算 れる際のゲインファクタBeta ratio c(Bc),Beta r atio d(Bd),Beta ratio hs(Bhs)の全てのBeta ratioの み合わせに対し、共通の係数を1つだけ用意 るようにしてもよいし、ゲインファクタの み合わせに応じた複数の相関係数Cを用意す るようにしてもよい。また、複数のシンボル や、複数のゲインファクタの組み合わせや、 各シンボル内の平均化区間などの条件を変え て、さまざまな条件化で相関係数Cを算出し その平均値を相関係数Cとして用いるものと てもよい。

 送信パワー制御部220は、送信パワー制御 マンド、PA103の出力パワーの平均値の変動 、及び振幅成分信号の出力パワーの平均値 変動量に基づいて、ポーラ変調送信装置200 送信パワーを制御する。

 次に、上記のように構成されたポーラ変 送信装置200の動作について、図23を参照し 説明する。

 図23は、現時点のモードがコンプレスド ードである場合のポーラ変調送信装置200の 作の説明に供するフローチャート図である ポーラ変調送信装置200は、ステップS501で図 せぬ通信相手から指示されたパワーの変化 δPを検出し、ステップS502で変化量δPが0以 か否か判定し、変化量δPが0以上であれば(ス テップS502:YES)、そのままコンプレスドモード を行うことができると判断し、ステップS540 移ってδPだけパワーを変化させる。これに して、ステップS502で変化量δPが0未満であれ ば(ステップS502:NO)、非コンプレスドモードに モードチェンジするか否か判定し(ステップS5 03)、モードチェンジしないと判定した場合に は(ステップS503:NO)、ステップS540に移ってδP けパワーを変化させる。

 一方、ステップS503で非コンプレスドモー ドにモードチェンジすると判定した場合には (ステップS503:YES)、送信パワー制御部220は、 ワーアライメントループ120によるフィード ック制御が必要であると判断し、ステップS5 04に移る。ポーラ変調送信装置200は、ステッ S504で測定系の電源をONし、ステップS505及び ステップS521に移る。

 ステップS505~S510でコンプレスドモードでのP A103の出力パワーの平均値P cur を測定し、ステップS511でモードをコンプレ ドモードから非コンプレスドモードにモー チェンジし、ステップS512でδPだけパワーを 化させる。

 そして、ステップS513~S518で非コンプレスド ードでのPA103の出力パワーの平均値P tar を測定する。

 一方、ステップS521~S527でコンプレスドモー の期間にポーラ信号生成回路101から出力さ る振幅成分信号の出力パワーの平均値P AM_cur を測定する。そして、ステップS511でモード コンプレスドモードから非コンプレスドモ ドにモードチェンジし、ステップS512でδPだ パワーを変化させる。その後、ステップS528 ~S534で非コンプレスドモードの期間にポーラ 号生成回路101から出力される振幅成分信号 出力パワーの平均値P AM_tar を測定する。

 ステップS519では、P cur ,P tar ,P AM_cur ,P AM_tar ,及び相関係数Cを用いて、送信パワー制御部2 20が誤差修正を行ってP' tar_set を算出する。誤差修正が終了すると、ステッ プS520で測定系の電源をOFFする。

 図24は、現時点のモードが非コンプレス モードである場合のポーラ変調送信装置200 動作の説明に供するフローチャート図であ 。図24において、図23と同一のステップにつ ては同一の符番を付してその説明を省略す 。図24は、図23のステップS502に替え、ステ プS541で変化量δPが0以下か否か判定し、図23 ステップS511に替え、ステップS542でモード 非コンプレスドモードからコンプレスドモ ドにモードチェンジする。

 なお、各実施の形態において、送信パワ の変更は、あるチャネルに注目するとスロ ト単位で行われるが、チャネル間のスロッ タイミングの関係によってはシンボル単位 行われるので、シンボル境界とは送信パワ の変更が起こりうるタイミングを意味する

 ここで実施の形態1のように、LPF出力のみ からパワー制御を行う場合、厳しいβ条件で 、LPFの出力に残留変動成分が残存しており パワー制御の精度が劣化してしまう可能性 ある。しかし、本実施の形態の構成によれ 、β条件に関わらず残留変動成分を求めて 去できるので、パワー制御の精度劣化が生 ない。ここでは、β条件を例に説明したが、 本実施の形態の構成は、残留変動成分が変調 条件によって変化する場合に広く有効である 。

 以上のように、本実施の形態によれば、 幅成分信号のパワーの平均値を検出する平 化部230を設け、PA103の出力パワーの平均値 変動量と、振幅成分信号のパワーの平均値 変動量とに基づいて、送信パワーを制御す ようにしたことにより、PA103の出力パワーの 平均値に残留変動成分が含まれる場合でも、 当該残留変動成分の影響を除去して送信パワ ーを制御することができるので、送信パワー 制御の精度を向上することができる。つまり 、残留変動成分に起因するパワーの推定精度 の劣化を抑制できるので、例えば送信パワー の誤差を+/- 0.5 dBに収めなければならないと いった厳しい要求も満たすことができるよう になる。

 また、送信パワー制御部220は、PA103の出 パワーの平均値に含まれる残留変動成分と 振幅成分信号の出力パワーの平均値に含ま る残留変動成分との比を示す相関係数Cが予 設定されており、振幅成分信号の出力パワ の平均値に相関係数Cを乗ずることで、残留 変動成分を求める。そして、PA103の出力パワ の平均値から、求められた残留変動成分を 算することでパワー推定値を求め、このパ ー推定値に基づいて送信パワーを制御する で、PA103の出力パワーの平均値に含まれる 留変動成分の影響を排除して、送信パワー 御の精度を確実に向上することができる。

 また、PA103の出力パワーの平均値を検出 るLPF108及び振幅成分信号の出力パワーの平 値を検出する平均化部230に、時定数が等し ローパスフィルタ又は積分器を用いるよう することで、PA103の出力パワーの平均値に含 まれる残留変動成分と、振幅成分信号の出力 パワーの平均値に含まれる残留変動成分とを 確実に合わせることができる。

 これは、PA103の出力パワーの平均値を検 するLPF108の時定数と、平均化部230に用いる ーパスフィルタ又は積分器の時定数が、検 する信号のカットオフ周波数を決定するた であり、これらの時定数が異なると残留変 成分の推定精度が劣化するためである。因 に、時定数の許容範囲は、デバイスの設計 度や温度ばらつきの範囲などにより異なる 、±10%程度に収めることが好ましい。

 2007年1月12日出願の米国仮出願60/880,053に まれる開示内容は、すべて本願に援用され 。

 本発明の送信装置及び送信パワー制御方 は、フィードバック制御の高速性を維持し つ、高精度に送信パワーを制御することが きるものとして有用である。