专利名称：无线通信装置及其中的发射功率控制的方法
技术领域：
本发明涉及诸如移动通信设备的用来在便携式电话中进行移动通信的无线通信装置，而且本发明还涉及在这种无线通信装置中发射功率控制的方法。
一般来说，象便携式电话单元那样的移动通信设备配备有当信息被发送时能够根据基站和移动站之间的距离来控制自身单元的发射功率的功能。在用来多路复用多个通信信道的多址类型的通信系统中，为了提高频率利用效率并降低发生在通信信道之间的干扰，必须需要用于使到达基站的信号的功率保持在恒定值的发射功率控制。
更具体地说，采用扩频通信技术的CDMA(码分多址)型移动通信设备中，由于单频带被多个用户公用，因此存在着很大可能性出现下面情况具有低发射功率的信号被具有高发射功率的信号所掩盖，即所谓的“远/近问题”。于是，将发生如下的问题，那就是，从另一个站发射的信号可能起干扰信号波的作用，导致线路品质变差。为了解决这样的问题，传统上，各种类型的发射功率控制技术已经得到研究。尤其是，利用闭合环路技术的发射功率控制系统以能够追踪这样的瞬时变化的干扰信号的发射功率控制系统而闻名。更具体地说，在CDMA系统中，需要具有高线性和宽动态范围(例如70至80分贝)的发射功率控制。进而，在宽带的CDMA(W-CDMA)中，当具有高功率的信号被发射时还需要更高的发射功率精度，因此，进一步需要更高的发射功率控制操作精度。这种宽带的CDMA系统已经被认为是下一代的移动通信系统。
图19是用来显示利用闭合环路技术的传统发射功率控制方法的实例的流程图。这种发射功率控制方法可以通过根据TIA(电信工业协会)的IS-95规则执行的开放/闭合环路控制而应用在发射功率控制和其它控制之中。
在建立在基站和移动站之间的通信中，移动站根据从基站发送的接收信号波(所期望的信号波)的接收功率来确定发射功率控制位(S101)，将这个发射功率控制位插入到发射信号之中，然后将所得的发射信号发射到基站。基站接收从移动站发射的信号，从接收信号中提取发射功率控制位(S105)，然后按照这个发射功率控制位的指令控制自身站点的可变功率放大器(S106)。
类似地，基站根据从移动站发送的接收信号波的接收功率确定发射功率控制位(S104)，将这个发射功率控制位插入到发射信号之中，然后将所得的发射信号发射到移动站。移动站接收从基站发射的信号，从接收信号中提取发射功率控制位(S102)，然后按照这个发射功率控制位的指令控制自身站点的可变功率放大器(S103)。
由于实现了这样的发射功率控制，因此不管基站和移动站之间的距离为多少都有可能保持基站和移动站中的接收功率大体为恒定的。
例如，在1996年公开的日本专利申请平成8-32513号所描述的“发射功率控制方法以及应用该控制方法的扩频通信装置”(“TRANSMISSIONPOWER CONTROL METHOD AND SPREAD SPECTRUMCOMMUNICATION APPARATUS WITH USING CONTROL METHODTHEREOF”)中，发射功率是根据与具有连续接收的相同位值的发射功率位的总数相对应的发射功率控制量来控制的。结果，为了跟随上通信路径中快速的变化，发射功率的增加或降低的步长随着已经经过的连续接收时间而增加。
在上面所述的传统发射功率控制方法中，由于发射功率控制操作是通过单个发射功率控制系统(可变功率放大器)来实现的，因此需要高精度的可变功率放大器，以便实现尤其具有高线性和宽动态范围的这种发射功率控制操作。这种发射功率控制操作也是CDMA系统所需要的。此外，可变功率放大器必须以高精度实现。
然而，当使用这样的高精度可变功率放大器来以高精度控制可变功率放大器时，如下的问题就发生了。那就是，电路的尺寸增加了，功率消耗也增加了，并且整个装置会变得更加昂贵。此外，只使用一个可变功率放大器来实现宽范围增益控制而同时保持高精度在实用上变得很困难。进而，在移动站是便携式电话的情况下，在发射功率得到高精度的控制的同时，要求通过降低电路规模(就是说，使电路更简单和小型化)使功率消耗得到抑制。结果是，考虑到功率消耗、便携性、和设备价格，通过使用传统发射功率控制方法在宽范围上来实现高精度发射功率控制存在着各种各样的困难。
本发明已经被构想出来解决上述问题，因此，本发明的目的是提供可在低功率消耗下操作的小型无线通信装置和应用在这种无线通信装置之中的发射功率控制方法，同时实现了具有简单结构和可在低功率消耗下操作的发射功率控制装置，和提高了发射功率控制操作的精度。
为了达到上述目的，根据本发明的无线通信装置包括能够控制给通信对方站(counter station)的发射功率的发射功率控制功能，其包括多个用来放大发射功率的可变功率放大装置、和用来在整个控制范围上以串行控制方式或并行控制方式控制这组多个可变功率放大装置从而进行可变放大控制操作的可变功率放大控制装置。
最好是，可变功率放大控制装置将存储在其中的自身发射功率与一预定阈值相比较，然后，根据比较结果在整个控制范围上对该多大可变功率放大装置实施串行控制方式。
最好是，可变功率放大控制装置包括用来提取从通信对方站发射的发射功率控制位的控制位提取装置；用来根据发射功率控制位更新存储在其中的自身发射功率的发射功率存储装置；用来将存储在其中的自身发射功率与预定阈值进行比较的比较装置；和控制输出装置，用来根据比较结果将控制信号发送给可变功率放大装置，以便在整个控制范围上对该多个可变功率放大装置实施串行控制方式。
或者是，可变功率放大控制装置包括用来提取从通信对方站发射的发射功率控制位的控制位提取装置；用来根据发射功率控制位更新存储在其中的自身发射功率的发射功率存储装置；和控制输出装置，用来根据存储在其中的自身发射功率将控制信号发送给该多个可变功率放大装置，以便在整个控制范围上对该多个可变功率放大装置实施串行控制方式。
进一步，作为这种可变功率放大装置，最好提供相互串联的两个可变功率放大器，并且可变功率放大控制装置在整个控制范围内以串行控制方式或并行控制方式对这两个可变功率放大器进行可变放大控制操作。
此外，可变放大器还可以进一步应用在该组可变功率放大装置的前级，可变功率放大控制装置进一步在可变功率放大装置间以串行方式或并行方式对该可变放大器进行可变放大控制操作。
根据本发明的、用来控制给通信对方站的发射功率的、应用在无线通信装置中的发射功率控制方法，包括用来在整个控制范围上以串行方式或并行方式控制多个可变功率放大装置，以便进行可变放大控制操作的可变功率放大控制步骤。
最好是，在可变功率放大控制步骤中，将存储在其中的自身发射功率与一预定阈值相比较，然后，根据比较的结果在整个控制范围上实施对该多个可变功率放大装置的串行控制方式。
此外，所述可变功率放大控制步骤可以包括用来提取从通信对方站发射的发射功率控制位的控制位提取步骤；用来根据发射功率控制位更新存储在其中的自身发射功率的发射功率存储步骤；用来将存储其中的自身发射功率与一预定阈值进行比较的比较步骤；和控制输出步骤，用来根据比较的结果将控制信号发送给该多个可变功率放大装置，以便在整个控制范围上对该多个可变功率放大装置实施串行控制方式。
或者是，所述可变功率放大控制步骤可以包括用来提取从通信对方站发射的发射功率控制位的控制位提取步骤；用来根据发射功率控制位更新存储在其中的自射发射功率的发射功率存储步骤；和控制输出步骤，用来根据比较的结果将控制信号发送给该多个可变功率放大装置，以便在整个控制范围上对该多个可变功率放大装置实施串行控制方式。
进一步，最好是，在可变功率放大控制步骤中，在可变功率放大装置间以串行控制方式或并行控制方式对配置在该多个可变功率放大装置的前级上的可变放大器进行可变放大控制操作。
根据本发明的无线通信装置以及这种无线通信装置的发射功率控制方法，在整个控制范围上以串行控制方式或并行控制方式来控制多个可变功率放大装置，以便进行可变放大控制操作。在这种情况中，对于多个可变功率放大装置，最好控制发生在每个可变功率放大装置的可变范围的两个边缘部分中的涨落，使之通过串行控制方式或并行控制方式被吸收掉。结果，与一般的控制一个可变功率放大装置的控制情况相比，在控制范围内的线性能够得到改善，和带有简单结构的和在宽范围上的高精度发射功率控制能够得以实现。此外，由于以串行方式或并行方式来控制这些多个可变功率放大装置，因此在无线通信装置中发射信号的载波-噪声比(C/N)能够得到改善，并且能够使通信装置变得简单和小型化。结果是，在保持发射控制的控制精度的同时，电路大小能够得到减小。尤其是，当串行或并行控制方式被应用在移动站之中时，由于能将电路做得简单和小型化，因此，可携带性能够得到改善，和功率消耗能够得到抑制。
此外，在多个可变功率放大装置间以串行控制方式或并行控制方式对配置在该多个可变功率放大装置的前级上的可变放大器进一步进行可变放大控制操作。并且，在这种情况中，在上述的控制范围内的线性能够得到改善，并且由于对可变放大器还提供了串行控制方式或并行控制方式，因此其C/N比能够进一步得到改善。
图1是用来表示根据本发明的一个实施例的无线通信装置的主要单元的结构的方块图；图2是用来描述根据本发明的一个实施例的发射功率控制方法的顺序操作的流程图；图3是用来解释在这个实施例中第一和第二可变放大器的预定控制范围的示意图；图4是用来解释与图3所示的预定控制范围相应的一般控制实例的示意图；图5显示用来描述当第一和第二可变功率放大器以串行控制方式被控制时的控制内容的特征曲线图；图6是用来表示图5所示的控制内容中载波和噪声的特征曲线图；图7是用来解释与图5所示的控制内容相应的一般控制实例的特征曲线图；图8是用来表示在图7所示的一般控制内容中载波和噪声特性的特征曲线图；图9显示用来描述当第一和第二可变功率放大器以并行控制方式被控制时的控制内容的特征曲线图；图10是用来表示在图9所示的控制内容中载波和噪声的特征曲线图；图11是用来解释与图9所示的控制内容相应的一般控制实例的特征图；图12是用来表示在图11所示的一般控制内容中载波和噪声特性的特征曲线图；图13是用来描述在图9和图10所示的控制内容中每一控制步长的详细控制内容的特征曲线图；图14是用来描述在图11和图12所示的一般控制内容中每一个控制步长的详细控制内容的特征曲线图15是用来解释在可变放大器配置在调制单元的前级上的情况下的控制内容的特征曲线图；图16是用来表示在图15所示的控制内容中载波和噪声的特征曲线图；图17是用来解释与图15的控制内容相应的一般控制实例的特征曲线图；图18是用来表在图17所示的控制内容载波和噪声相应的一般控制实例的特征曲线图；和图19是用来描述传统发射功率控制方法的一个实例的流程图。
现在结合附图对本发明的实施例作详细描述。
图1是用来显示根据本发明的实施例的无线通信装置的主要部分的结构的方块图。图2是用来描述根据本发明的实施例的发射功率控制方法的顺序操作的流程图。
根据此实施例的无线通信装置提供在，例如，蜂窝通信系统的基站，或用来构成移动站的移动通信设备中。无线通信装置对含有传送信息的信号进行功率放大，以便将经功率放大的信号发射给通信对应方。应该理解，本实施例所描述的发射功率控制方法适合应用于这样一种情况，即在宽功率控制范围上保持高线性的同时必须进行高精度的发射功率控制操作，尤其是在CDMA系统的移动通信设备中。然而，本实施例并不仅限于这样的移动通信设备，它还可以适当地应用在其它需要类似发射功率控制的无线通信装置之中。
该无线通信装置包括用来发射/接收无线信号的天线11、和将发射信号与接收信号彼此分开、并共同使用天线11作为无线发射/接收设备的天线共享(共用)设备(双工器)12。这个无线通信装置的信号接收系统是由无线接收单元23、解调单元20、A/D(模/数)转换器(ADC)21和基带信号处理单元19配置而成的。无线接收单元23将接收信号的频率转换成中频带(IF带)。解调单元20将接收信号转换成基带信号。A/D转换器21将模拟信号转换成数字信号。基带信号处理单元19对所接收的基带信号实施信号处理操作和解码操作。
此外，无线通信装置的信号发射系统还包括第一可变功率放大器13和第二可变功率放大器14、以及无线发射单元22。在第一可变功率放大器13和第二可变功率放大器14中，以串行控制方式或并行控制方式进行可变功率放大控制操作(这将在后面作详细讨论)。无线发射单元22进行频率转换，转换成射频频带(RF频带)并进行功率放大。此外，无线发射单元22的前级包括用来将发射信号频率转换成IF频带的调制单元15。在这个调制单元15的前级，配备了用来可变地放大未经调制的发射信号的可变放大器16，和上面所述的用来对待发射的基带信号进行信号处理操作和解码操作的基带信号处理单元19。
然后，作为发射功率控制系统，这个无线通信装置配备有基带信号处理单元19；对应于多个可变功率放大控制装置的第一可变放大器13和第二可变放大器14；和可变放大器16。上述的基带信号处理单元19根据从通信对方站(基站或移动站，图中未示出)发送的接收信号确定发射功率控制位，然后将这个发射功率控制位插入到发射信号之中。这个发射功率控制系统进一步配备有可变功率放大控制单元18；和用来将从可变功率放大控制单元18中输出的数字信号转换成模拟信号的数字-模拟转换器(DAC)17。这个可变功率放大控制单元18对应于可变功率放大控制装置，并且控制第一可变功率放大器13、第二可变功率放大器14和可变放大器16的增益。正如在本申请的权利要求书所涵盖的范围中所陈述的，上述的可变功率放大控制单元18具有提取装置、发射功率存储装置、比较装置和控制输出装置。
在图1所示的无线通信装置应用到移动站之中的情况下，基带信号处理单元19根据从基站发射的接收信号确定发射功率控制位，然后将这个确定的发射功率控制位插入发射信号之中。发射信号由可变放大器16来放大，此后，经放大的发射信号的频率由调制单元15转换成IF频带。进而，这个IF频带的发射信号由无线发射单元22转换成RF频带。在经频带转换的发射信号由第一可变放大器13和第二可变放大器14进行功率放大之后，经功率放大的发射信号经过天线共享设备12从天线11发射到基站。
另一方面，从基站发射的信号由天线11来接收，然后，这个接收信号通过天线共享设备12进入到无线接收单元23中。于是，这个接收信号的频率由无线接收单元23转换成IF频带，并且这个经频率转换的接收信号由解调单元20转换成基带信号。此后，这个基带信号由A/D转换器21转换成数字信号，然后这个数字信号进入到基带信号处理单元19之中。
基带信号处理单元19从源自A/D转换器21的数字信号中提取发射功率控制位。然后，可变功率放大控制单元18根据这个发射功率控制位的值更新存储在自身站中的发射功率的值，并将这个更新的发射功率与一预定值进行比较。根据这个比较结果，可变功率放大控制单元18将控制信号发送到第一可变功率放大器13、第二可变功率放大器14和可变放大器16之中以便控制其放大增益。结果是，从天线11输出的发射功率被控制在一个预先选择的值。
下一步，结合图2对根据本实施例的发射功率控制方法的顺序操作进行详细说明。在图1和图2中，在基站和移动站之间建立通信的情况下，移动站接收基站的发射电磁波，并根据这个接收电磁波的接收功率确定发射功率控制位(步骤S21)。然后，移动站将这个发射功率控制位插入到发射信号之中，并且将这个所得的发射信号发送给基站。另一方面，基站接收从移动站发送的发射电磁波，然后从这个接收信号中提取发射功率控制位(步骤S32)。移动站根据这个提取的发射功率控制位的值更新存储在自身站中的发射功率的数值(步骤S33)。接下来，基站将这个更新了的发射功率值与一预选的阈值进行比较(步骤S34)。根据这个比较结果，基站控制第一和第二可变功率放大器13和14、以及可变放大器16(步骤S35)。
在这个步骤S35中，基站根据发射功率的值控制第一和第二可变功率放大器13和14、以及可变放大器16。在这种情况中，一般来说，在可变范围的两个边缘部分上可变功率放大器的线性会变差。考虑到这种线性变差，使用第一和第二可变功率放大器13和14的可变范围的两个边缘部分以便调整其特性，例如，调整吸收涨落的特性，使得关于整个可变功率放大装置的功率控制特征并不呈现非线性特征。具体来说，在整个控制范围通过使用预定阈值被细分成多个控制范围时，第一和第二可变功率放大器13和14的任何一个，或者这些第一和第二可变功率放大器两者在这些细分控制范围的每一个内工作，并且这些可变功率放大器以串行方式或并行方式进行控制，以使发射功率得到调整。另外，对可变放大器16进行控制以便增加未经调制的基带信号的值。结果，与使用控制一个可变功率放大器的控制方法的传统情况相比，由于在控制范围之内的线性得到改善，因此发射功率控制的精度能得到提高。
图3是用来解释根据本实施例的第一和第二可变功率放大器13和14的预定控制范围的示意图。图4是用来解释与图3相对应的一般控制实例的示意图。
在这种情况中，如图3的部分(a)所示，它示出了整个可变功率放大的预定控制范围＝95[dB]这样一个实例。这个范围被设置成预定发射功率控制范围＝75[dB]、温度涨落吸收范围＝+5和-5[dB]、分量/频率涨落吸收范围＝±5[dB]，和进一步，第一可变功率放大器13与第二可变功率放大器14的控制比＝2∶3。
如图3的部分(b)和部分(c)所示，对各个范围[dB]进行了再细分，并且可变功率控制操作是由可变功率放大器的每一个来执行的。就是说，发射功率控制操作是由第一可变功率放大器13在功率控制范围＝38[dB](温度涨落吸收范围＝±2[dB]；发射功率控制范围＝30[dB]，和分量频率涨落吸收范围＝±2[dB])这样一种条件下进行的。并且，发射功率控制操作是由第二可变功率放大器14在功率控制范围＝57[dB](温度涨落吸收范围＝±3[dB]；发射功率控制范围＝45[dB]；和分量/频率涨落吸收范围＝±3[dB])这样一种条件下进行的。
相比而言，在图4所示的一般控制实例中，对于等于95[dB]的图4的部分(a)所示的整个可变功率放大的预定控制范围来说，第一可变功率放大器的功率控制操作是在温度涨落吸收范围＝±5[dB]、和频率涨落吸收范围＝±5[dB]这样一种条件下进行的，如图4的第二部分(b)所示。而且，如图4的部分(c)所示，第二可变功率放大器的发射功率控制操作是在发射功率控制范围＝75[dB]这样一种条件下进行的。
根据图3所示的发射功率控制方法，可变功率放大的预定控制范围由多个可变功率放大器进行再细分，这些细分的可变范围的每一个的两个边缘部分都被用来调整诸如涨落吸收，并且发射功率控制是在较高线性的范围之内进行。结果，与图4所示的一般控制实例相比，能够在控制范围之内保持较高线性的特征。此外，即使当可变功率放大器的结构比较简单时，由于能够保持功率控制操作的精度，因此能使无线通信变得简单和价廉，并且进一步，其功率消耗也能得到抑制。
作为根据本实施例的发射功率控制操作的具体实例，有如下三方面的内容(1)、(2)和(3)，以下将逐条进行说明。
(i)第一可变功率放大器13和第二可变功率放大器14是以串行可变功率放大控制方式进行控制的。换句话说，对第一和第二可变功率放大器13和14顺序进行可变功率放大控制操作。
(ii)第一可变功率放大器13和第二可变功率放大器14以并行可变功率放大控制方式进行控制。换句话说，对第一和第二可变功率放大器13和14同时进行可变功率放大控制操作。
(iii)对第一可变功率放大器13和第二可变功率放大器14的情况，另外由可变放大器16提供可变放大，第一和第二功率放大器13和14以串行或并行可变功率放大控制方式控制。
(1)(第一/第二可变功率放大器13/14的串行可变功率放大控制操作)在第一和第二可变功率放大器13和14是有源元件的情况下，对于这个有源元件的输出噪声，输入噪声越小，这个输出噪声可能越容易受到噪声指数(noise figure)(NF)的反向(adversely)影响。因此，当第一和第二可变功率放大器13和14以串行控制方式得到控制时，进入到各个元件(第一和第二可变功率放大器13和14)之中的发射功率的数值增加。与用来控制单个可变功率放大器的传统方法相比，其中的载波-噪声比(C/N)得到提高。
图5和图6是用来解释当第一可变功率放大器13和第二可变功率放大器14两者以串行控制方式得到控制时所获得的内容的示意图。图7和图8是用来解释与图5和图6的控制操作相应的一般控制实例的示意图。
在这种情况中，下面的条件作为例子来说明与上面所述的图3的整个可变功率放大的预选控制范围＝95[dB](预定发射功率控制范围＝75[dB]、温度涨落吸收范围＝±5[dB]和分量/频率涨落吸收范围＝±5[dB])相对照，预定发射功率控制范围＝75[dB]，并且进一步，第一可变功率放大器13与第二可变功率放大器14的控制比为2∶3。图5的部分(a)是用来解释与图3的部分(a)相对应的整个可变功率放大控制操作的控制内容的示意图，图5的部分(b)是用来解释与图3的部分(b)相对应的第一可变功率放大器13的控制内容的示意图，图5的部分(c)是用来解释与图3的部分(c)相对应的第二可变功率放大器14的控制内容的示意图。此外，图6的部分(a)和部分(b)分别表示了图5的控制内容中载波/噪声特性(电平图-发射功率(dBm))。部分(a)对应于载波，和部分(b)对应于噪声。
此外，图7和图8是用来解释一般控制实例的控制内容的示意图，它们分别与图5和图6的控制内容相对应。在图7所示的控制内容中，正如图8中所显示的，在第一可变功率放大器中，输入噪声降低，由于噪声指数的反向影响，噪声增大。因此，其C/N比将会变坏。反之，在图5的控制内容中，正如图7中所显示的，其C/N比在整个控制范围之内都能保持在较好的条件之下，而不会受到噪声指数的反向影响。
(2)(第一/第二可变功率放大器13/14的并行可变功率放大控制操作)在第一可变功率放大器13和第二可变功率放大器14以并行控制方式得到控制的情况，当第一/第二可变功率放大器之一被选为高精度可变放大器时，其它放大器可被选为低精度的可变功率放大器。换句话来说，通过使用其它低精度可变功率放大器以粗调方式进行发射功率控制操作，并且通过使用一个高精度可变功率放大器以细调方式进行发射功率控制操作。因此，由于可变功率放大器的允许精度降低和其中的结构可以做得简单，所以可以简化无线通信装置，进而这种无线通信装置可以变得小型化和低成本。
图9和图10是用来解释当第一可变功率放大器13和第二可变功率放大器14以并行控制方式得到控制时所获得内容的示意图。图11和图12是用来解释与图9和图10的控制操作相对应的一般控制实例的示意图。
在这种情况中，下面的条件作为例子来说明与上面所述的图3的整个可变功率放大的预选控制范围＝95[dB](预定发射功率控制范围＝75[dB]、温度涨落吸收范围＝±5[dB]和分量/频率涨落吸收范围＝±5[dB])相对照，预定发射功率控制范围＝75[dB]，并且进一步，第一可变功率放大器13与第二可变功率放大器14的控制比等于2∶3。图9的部分(a)是用来解释与图3的部分(a)相对应的整个可变功率放大控制操作的控制内容的示意图，图9的部分(b)是用来解释与图3的部分(b)相对应的第一可变功率放大器13的控制内容的示意图，和图9的部分(c)是用来解释与图3的部分(c)相对应的第二可变功率放大器14的控制内容的示意图。此外，图10的部分(a)和部分(b)表示了图9的控制内容中载波/噪声特性。部分(a)对应于载波，和部分(b)对应于噪声。
此外，图11和图12是用来解释一般控制实例的控制内容的示意图，它们分别与图9和图10的控制内容相对应。在图11所示的控制内容中，在第二可变功率放大器中的整个控制范围都要求高精度的发射功率控制操作。在图9的控制内容中，在第一和第二可变功率放大器以并行方式得到控制的情况，发射功率的粗调控制操作和细调控制操作共同被执行。结果，可变功率放大器的允许精度可以被降低，并且在无线通信装置可以做得简单和小型化的同时，仍能实施高精度发射功率控制操作。
现在，在图9至图12所示的控制内容中每一控制步长的详细控制内容都表示在图13和图14之中。图13是用来解释与图9和图10的控制内容相对应的每一控制步长的控制内容的示意图。图14是用来解释与图11和图12的控制内容相对应的、在一般控制实例中的每一控制步长的控制内容的示意图。
在图13和图14中，表示了如下的情况预定功率增/减量“ΔGtyp”＝1[dB]、功率增/减量的允许最小值“ΔGmin”＝0.6[dB]、功率增/减量的允许最大值“ΔGmax”＝1.4[dB]、D/A转换器(DAC)17的控制电压宽度DACV＝1.5[V]、D/A转换器17的位数DACN＝512、D/A转换器17的每一步长的控制电压。宽度DACIV＝DACV/DACN＝1.5/512[V]。此外，图13和图14还表示如下的情况第一和第二可变功率放大器13/14的预定控制灵敏度为“Styp”、控制灵敏度的允许最小值为“Smin”、控制灵敏度的允许最大值为“Smax”、每一控制步长的DAC步长数为“DS”，和这些与第一/第二可变功率放大器13/14相对应的项分别用尾标“GCA1”和“GCA2”来表示。
在这种情况中，举例来说，当进行每一控制步长1[dB]的可变功率控制操作时，在数值为4的DAC步长数输入到第一可变功率放大器，和数值为5的DAC步长数输入到第二可变功率放大器的情况，第一和第二可变功率放大器以并行的方式得到控制。因此，当对各个可变功率放大器并不要求如此高的控制灵敏度时，每一控制步长的功率增/减量的精度能得到进一步提高。
(3)(可变放大器16的可变放大还提供给第一/第二可变功率放大器13/14)如前所述，对于有源元件的输出噪声，其中输入噪声越小，其输出噪声越容易受噪声指数(NF)的反向影响。因此，将可变放大器16设在调制单元15的前级上，以便增大未经调制的基带信号的值，使得载波-噪声比(C/N)能进一步得到提高。
图15和图16是用来解释在可变放大器16设在调制单元15的前级这种情况下所得的控制内容的示意图。图17和图18是用来解释与图15和图16的控制操作相对应的一般控制实例的示意图。
在这种情况中，下面的条件作为例子来说明与上面所述的图3的整个可变功率放大的预选控制范围＝95[dB](预定发射功率控制范围＝75[dB]、温度涨落吸收范围＝+5和-5[dB]、和分量/频率涨落吸收范围＝+5和-5[dB])相对照，预定发射功率控制范围＝75[dB]、第一可变功率放大器13的控制内容＝0[dB]、第二可变功率放大器14的控制内容＝65[dB]、和可变放大器16的控制内容＝10[dB]，并且进一步，这些放大器以串行控制方式控制。
图15的第一部分(a)是用来解释与图3的部分(a)相对应的整个可变功率放大控制操作的控制内容的示意图，图15的部分(b)是用来解释与图3的部分(b)相对应的第一可变功率放大器13的控制内容的示意图，图15的部分(c)是用来解释与图3的部分(c)相对应的第二可变功率放大器14的控制内容的示意图，并且，图15的部分(d)是用来解释可变放大器16的控制内容的示意图，其中可变放大器16的控制内容在阈值“A”和阈值“B”之间被控制在从0[dB]直至10[dB]。图16的部分(a)和部分(b)表示第一和第二可变放大器13和14中的发射功率[dBm]和电平，其中部分(a)对应于载波、和部分(b)对于噪声。
此外，图17和图18是用来解释一般控制实例的控制内容的示意图，它们分别对应于图15和图16的控制内容。在这种情况中，可变放大器16的控制没有起作用。在图17所示的控制内容中，在调制过程中，输入噪声减小，由于噪声指数的反向影响，其噪声增加。结果，其C/N比将会变坏。反之，在图15的控制内容中，正如图16所示的，其C/N比在整个控制范围上能够保持较好的状况而不会受噪声指数的反向影响。
应该理解，当对于第一和第二可变功率放大器13和14，可变放大器16以并行方式进行控制，并且使用多个以并行方式控制的可变放大器16时，由于与第一和第二可变功率放大器13和14相类似，可变放大器16的允许精度可以降低，因此无线通信装置可以做得简单和小型化。
现在返回到图2，类似地，基站接收从移动站发送的发射电磁波，并根据这个接收电磁波的接收功率确定发送功率控制位(步骤S31)。然后，基站将这个发射功率控制位插入到发射信号之中，之后，将所得的发射信号发射给移动站。另一方面，移动站接收从基站发送的发射电磁波，然后，从这个接收信号中提取发射功率控制位(步骤S22)。基站根据这个提取的发射功率控制位的值更新存储在自身站中的发射功率的数值(步骤S23)。接下来，移动站将这个更新的发射功率值与一预选的阈值进行比较(步骤S24)。根据这个比较的结果，基站控制第一和第二可变功率放大器13和14，以及可变放大器16(步骤S25)。
在这个类似于上面步骤S35的步骤S25中，由于移动站根据发射功率的数值控制第一和第二可变功率放大器13和14，以及可变放大器16，所以在控制范围内其线性能够得到改善。于是，在发射功率控制操作中的精度也得到提高。此外，如前所述，由于可以通过以串行控制方式、或并行控制方式来控制可变功率放大器使可变功率放大器的结构变得简单，因此，在移动站中C/N比能够得到提高，并且无线通信装置也能够做得简单、小型化和低成本，这与基站的情况类似。另外，这种通信装置的电路尺寸也可以减小，并且其中的电路结构可以做得简单和小型化。因此，这种通信装置的可便携性能够得到改善和其中的功耗也能得到抑制。
如前所述，根据本实施例的无线通信装置，由于在可变功率控制范围内的线性得到改善，以及在发射功率控制操作中的精度得到提高，因此，有可能在宽的动态范围上实现具有高线性的高精度发射功率控制操作。此外，由于第一/第二可变功率放大器13/14和可变放大器16以串行控制方式或并行控制方式得到控制，因此，其载波-噪声比(C/N)能够得到改善，并且进一步，无线通信装置能够做得简单和小型化。当这种无线通信装置应用在移动站中时，由于该装置能够做得小型化，因此，其可便携带性能够得到改善，和进一步，其功耗也能降低。
应该理解到，在上面所述的实施例中已经使用了两组可变功率放大器和一组可变放大器，但是，本发明并不仅限于此。可供选择的是，可以使用多于三组的可变功率放大器，和可以使用多于二组的可变放大器。或者，在可以另外提供多于二组的可变功率放大器和最好多于一组的可变放大器的情况，这些放大器相互之间可以以并行控制方式、或串行控制方式、甚至以串行/并行两种控制方式任意组合在一起。
如前所述，根据本发明，多个可变功率放大装置在整个控制范围上以串行控制方式或并行控制方式得到控制，并且通过可变放大控制方式来控制。因此，有可能实现具有简单结构和在低功耗下工作的发射功率控制装置。还有可能提供在低功耗下工作的小型无线通信装置，和提供用于这种无线通信装置的发射功率控制方法，并提高发射功率控制操作的精度。
此外，根据存储在其中的自身发射功率与预定阈值之间的比较结果，在整个控制范围上对多个可变功率放大装置实施串行控制方式，或在整个控制范围上对多个可变功率放大装置实施并行控制方式。结果是，与单一可变功率放大装置被控制的情况的一般控制操作相比，在控制范围之内的线性能够得到改善，无线通信装置中发射信号的载波-噪声比能够得到提高，和无线通信装置能够做得简单、小型化，并且能够在低功耗下工作。
此外，当可变放大器进一步设置在多个可变功率放大装置的前级上时，对这个可变放大器在多个可变功率放大装置间进一步进行串行或并行可变放大控制操作。因此，其载波-噪声比能进一步得到提高。
权利要求
1.一种具有能够控制给通信相应站的发射功率的发射功率控制功能的无线通信装置，包括多个用来放大发射功率的可变功率放大装置；和可变功率放大控制装置，用来在整个控制范围上以串行控制方式或并行控制方式来控制所述多个可变功率放大装置，从而进行可变放大控制操作。
2.如权利要求1所述的无线通信装置，其中所述可变功率放大控制装置将存储在其中的自身发射功率与一预定阈值相比较，然后根据所述的比较结果在整个控制范围上对所述多个可变功率放大装置实施串行控制方式。
3.如权利要求1所述的无线通信装置，其中所述可变功率放大控制装置包括用来提取从通信对方站发射的发射功率控制位的控制位提取装置；用来根据所述发射功率控制位更新存储在其中的自身发射功率的发射功率存储装置；用来将所述存储在其中的自身发射功率与一预定阈值进行比较的比较装置；和控制输出装置，用来根据所述比较结果将控制信号发送到所述多个可变功率放大装置中，以便在整个控制范围上对所述多个可变功率放大装置实施串行控制方式。
4.如权利要求1所述的无线通信装置，其中所述可变功率放大控制装置包括用来提取从通信对方站发射的发射功率控制位的控制位提取装置；用来根据所述发射功率控制位更新存储在其中的自身发射功率的发射功率存储装置；和控制输出装置，用来根据所述存储在其中的自身发射功率将控制信号发送到所述多个可变功率放大装置中，以便在整个控制范围上对所述多个可变功率放大装置实施串行控制方式。
5.如权利要求1所述的无线通信装置，其中所述多个可变功率放大装置包括两个彼此串联的可变功率放大器，和所述可变功率放大控制装置在整个控制范围上以串行控制方式或并行控制方式对所述两个可变功率放大器进行可变放大控制操作。
6.如权利要求1所述的无线通信装置，进一步包括位于所述多个可变功率放大装置的前级的可变放大器；其中所述可变功率放大控制装置进一步在所述可变功率放大装置间以串行方式或并行方式对所述可变放大器进行可变放大控制操作。
7.如权利要求2所述的无线通信装置，进一步包括位于所述多个可变功率放大装置的前级的可变放大器；其中所述可变功率放大控制装置进一步在所述可变功率放大装置间以串行方式或并行方式对所述可变放大器进行可变放大控制操作。
8.如权利要求3所述的无线通信装置，进一步包括位于所述多个可变功率放大装置的前级的可变放大器；其中所述可变功率放大控制装置进一步在所述可变功率放大装置间以串行方式或并行方式对所述可变放大器进行可变放大控制操作。
9.如权利要求4所述的无线通信装置，进一步包括位于所述多个可变功率放大装置的前级的可变放大器；其中所述可变功率放大控制装置进一步在所述可变功率放大装置间以串行方式或并行方式对所述可变放大器进行可变放大控制操作。
10.如权利要求5所述的无线通信装置，进一步包括位于所述多个可变功率放大装置的前级的可变放大器；其中所述可变功率放大控制装置进一步在所述可变功率放大装置间以串行方式或并行方式对所述可变放大器进行可变放大控制操作。
11.一种在无线通信装置中使用的、用来控制给通信对方站的发射功率的发射功率控制方法，包括用来在整个控制范围上以串行方式或并行方式控制多个可变功率放大装置，以便实施可变放大控制操作的可变功率放大控制步骤。
12.如权利要求11所述的发射功率控制方法，其中在所述可变功率放大控制步骤中，将存储在其中的自身发射功率与一预定阈值相比较，然后，根据所述比较结果在整个控制范围上对所述多个可变功率放大装置实施串行控制方式。
13.如权利要求11所述的发射功率控制方法，其中所述可变功率放大控制步骤包括用来提取从通信对方站发射的发射功率控制位的控制位提取步骤；用来根据所述发射功率控制位更新存储在其中的自身发射功率的发射功率存储步骤；用来将所述存储在其中的自身发射功率与一预定阈值相比较的比较步骤；和控制输出步骤，用来根据所述比较结果将控制信号发送给所述多个可变功率放大装置，以便在整个控制范围上对所述多个可变功率放大装置实施串行控制方式。
14.如权利要求11所述的发射功率控制方法，其中所述可变功率放大控制步骤包括用来提取从通信对方站发射的发射功率控制位的控制位提取步骤；用来根据所述发射功率控制位更新存储在其中的自身发射功率的发射功率存储步骤；和控制输出步骤，用来根据所述比较结果将控制信号发送给所述多个可变功率放大装置，以便在整个控制范围上对所述多个可变功率放大装置实施串行控制方式。
15.如权利要求11所述的发射功率控制方法，其中在所述可变功率放大控制步骤中，在所述可变功率放大装置间以串行控制方式或并行控制方式对设置在所述多个可变功率放大装置的前级的可变放大器进行可变放大控制操作。
16.如权利要求12所述的发射功率控制方法，其中在所述可变功率放大控制步骤中，在所述可变功率放大装置间以串行控制方式或并行控制方式对配置在所述多个可变功率放大装置的前级的可变放大器进行可变放大控制操作。
17.如权利要求13所述的发射功率控制方法，其中在所述可变功率放大控制步骤中，在所述可变功率放大装置间以串行控制方式或并行控制方式对设置在所述多个可变功率放大装置的前级的可变放大器进行可变放大控制操作。
18.如权利要求14所述的发射功率控制方法，其中在该可变功率放大控制步骤，在所述可变功率放大装置间以串行控制方式或并行控制方式对设置在所述多个可变功率放大装置的前级的可变放大器进行可变放大控制操作。
全文摘要
一种无线通信装置,设有包含在无线发射单元22中的第一可变功率放大器13和第二可变功率放大器14,并且在调制单元15的前级设置可变放大器16。由可变功率放大控制单元18从来自通信对方站的接收信号中提取发射功率控制位并根据其数值更新存储在本站中的发射功率的值,并且将更新的发射功率值与预定阈值进行比较。根据这个比较结果,第一和第二可变功率放大器13和14、以及可变放大器16以串行控制方式或并行控制方式得到控制,以便进行可变功率放大,使自身发射功率得到调整。
文档编号H04B1/04GK1258967SQ9912705
公开日2000年7月5日 申请日期1999年12月24日 优先权日1998年12月25日
发明者市川泰史 申请人:松下电器产业株式会社