JP3618055B2 - 携帯移動端末および送信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
（目次）
発明の属する技術分野
従来の技術（図１１）
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
発明の実施の形態
（Ａ）本発明の一実施形態の説明（図１〜図８）
（Ｂ）変形例の説明（図９，図１０）
（Ｃ）その他
発明の効果
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯移動端末および送信装置に関し、特に、送信電力を可変にできることが要求される通信システムに用いて好適な、携帯移動端末および送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話サービス等をはじめとする移動体通信（多重無線通信）サービスでは、基地局において移動機（携帯移動端末）からの受信電力（受信強度）をその移動機の遠近に関わらず同じ電力にしなければならない場合がある。例えば、各移動機がそれぞれ異なるコードを用いてスペクトラム拡散方式により信号を拡散変調して送信することで同一周波数帯を複数の移動機（加入者）で共有することのできる、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ） システムでは、上記のような条件が必須となる。
【０００３】
これは、一般に、「遠近問題」と呼ばれるもので、ＣＤＭＡシステムでは、或る基地局（受信機）にとって別の移動機からの送信信号（つまり、非希望波）は干渉成分であり、例えば、非希望波を出す移動機が基地局の至近距離に存在するとその非希望波によって著しいレベルの干渉が発生してしまうことから、移動機の送信電力を細かく制御できるようにして、基地局での各移動機からの信号受信強度を同一にする必要があるのである。
【０００４】
このため、移動機には、送信電力をできるだけ広い範囲で可変にでき、しかも、多段階（例えば１ｄＢ〜数ｄＢ毎）に制御できることが要求される。
このような機能を実現しようとすると、例えば図１１に示すような構成が考えられる。即ち、この図１１に示すように、移動機には、送信系（送信装置）１′として、主に、発振器３，変調部４，利得可変型増幅器（利得可変回路）５，周波数変換部（アップコンバータ）５Ｃ，電力増幅器６，方向性結合器７，アンテナ共用器８，送受信アンテナ９，周波数変換部（ダウンコンバータ）１０Ａ，直流電圧変換部（ＲＳＳＩ）１２，メモリ１４′を内蔵した制御部１３′，ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ１５等が設けられる。なお、２は受信系で、通常は、アンテナ共用器８により送受信アンテナ９を送信系１′と共用する構造になっている。
【０００５】
ここで、発振器３は、キャリア信号を発生するものであり、変調部（変調手段）４は、例えば、この発振器３からのキャリア信号を用いて送信信号（ベースバンド信号Ｉ，Ｑ）を直交変調（ＱＰＳＫ等：１次変調）したのち所定の拡散コードで拡散変調（２次変調）するものであり、利得可変回路５は、変調部４で変調処理を施された送信信号の利得を可変にしうるもので、Ｄ／Ａコンバータ１５を介して制御部１３′によってその利得が制御されるようになっている。
【０００６】
また、アップコンバータ５Ｃは、利得可変回路５による利得可変後の送信信号〔中間周波（ＩＦ）信号〕と発振器５２からの信号とをミキサ５１にてミキシングすることにより、送信信号を高周波（ＲＦ）信号に周波数変換（アップコンバート）するものである。
電力増幅器（増幅手段）６は、このアップコンバータ５Ｃからの送信信号（ＲＦ信号）を線形増幅するものであり、増幅後の送信信号は、方向性結合器７及びアンテナ共用器８を通じて送受信アンテナ９から基地局（図示省略）へ向けて送信される。
【０００７】
さらに、方向性結合器７は、電力増幅器６で線形増幅された送信信号（送信電力）の一部を取り出すもので、取り出された送信信号（ＲＦ信号）はダウンコンバータ１０Ａに供給されるようになっている。ダウンコンバータ１０Ａは、この方向性結合器７で取り出された送信信号（ＲＦ信号）を発振器１１からの信号とミキサ１０にてミキシングすることにより中間周波数（ＩＦ）帯の信号に周波数変換（ダウンコンバート）するものであり、ＲＳＳＩ１２は、ミキサ１０によるダウンコバート後の送信信号をその電力（つまり、送信系１′の現在の送信電力）に応じた直流電圧値（ＲＳＳＩ信号）に変換するものである。
【０００８】
つまり、上記の方向性結合器７，ミキサ１０，発振器１１及びＲＳＳＩ１２からなる部分は、電力増幅器６による増幅後の送信信号の送信電力を検出（モニタ）する送信電力検出部１８として機能している。
そして、制御部１３′は、上記のＲＳＳＩ信号（送信系１′の現在の送信電力）が、受信系２で検出される基地局（外部）からの送信電力制御信号に応じた電力値になるよう利得可変回路５の利得を制御するための利得制御信号を生成するもので、例えば、内蔵のメモリ１４′に予め記憶されている、ＲＳＳＩ信号及び送信電力制御信号に対する利得制御信号（制御電圧値）を対応付けたデータを参照して、該当する制御電圧値を例えばｎビット（ｎは自然数）のディジタルデータとして出力する。
【０００９】
Ｄ／Ａコンバータ１５は、この制御部１３′から出力される制御電圧値（ｎビットのディジタルデータ）をアナログデータに変換して利得可変回路５に供給するものである。
つまり、上記の制御部１３′及びＤ／Ａコンバータ１５は、送信電力検出部１８（方向性結合器７，ミキサ１０，発振器１１及びＲＳＳＩ１２）とともに、現在の送信電力が基地局からの送信電力制御信号に応じた電力値になるよう利得可変回路５の利得を調整して現在の送信電力を帰還制御する帰還制御系１６を形成しているのである。
【００１０】
上述のごとく構成された送信系１′では、発振器３から出力されるキャリア信号が変調部４に供給され、変調部４にてベースバンド信号Ｉ，Ｑにより直交変調されたのち拡散変調される。この変調部４の出力は、利得可変回路５，アップコンバータ５Ｃを介して電力増幅器６に供給されて線形増幅されたのち、送受信アンテナ９を通じて基地局へ向けて送信される。
【００１１】
一方、このとき帰還制御系１６では、方向性結合器７にて現在の送信電力が取り出され、制御部１３′によって、その送信電力が受信系２で検出された基地局からの送信電力制御信号に応じた電力値になるよう利得可変回路５の利得が制御される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような移動機（送信系１′）では、利得可変回路５の安定な利得可変範囲が一般的に３０ｄＢ〜４０ｄＢ程度であるため、要求される利得可変範囲が比較的狭いもの（例えば、ＰＤＣシステムで２０ｄＢ程度）については対応することができるが、要求される利得可変範囲が非常に広いもの（特に、ＣＤＭＡ方式の場合は７０ｄＢ程度が要求される）については対応することができない。また、７０ｄＢ程度以上の安定な利得可変範囲をもった単体の利得可変増幅器の実現も現状の技術では非常に困難である。
【００１３】
さらに、ＣＤＭＡシステムのように「遠近問題」に伴って、送信電力を広範囲にわたって細かく（多段階に）制御できることが要求されるシステムでは、利得変化に対する送信信号の位相変化量をできるだけ小さく（一般に５°／ｄＢ以内に）する必要がある。ところが、１台の利得可変回路５の利得変化に対する位相の変化量は回路構成にもよるが、最大で１０°／ｄＢ程度にもなることがあり、この場合には基地局で信号を正常に復調できなくなる可能性がある。
【００１４】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、送信電力を広範囲にわたって多段階に制御でき、しかも、そのときの送信信号の位相変化を最小限に抑制することのできる、携帯移動端末および送信装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の携帯移動端末（請求項１）は、スペクトラム拡散方式を用いて送信信号を変調する変調部と、この変調部による変調後の送信信号を所要の送信電力に増幅する増幅部と、これらの変調部と増幅部との間に介装されて変調部による変調後の送信信号を高周波数信号に周波数変換する周波数変換部と、上記の変調部と増幅部との間において相互に直列接続されて変調部による変調後の送信信号の利得を可変にしうるとともに全体の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうるようにそれぞれの利得対位相特性が設定された複数の利得可変器と、基地局からの送信電力制御信号に応じて各利得可変器の利得を制御する制御部とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１６】
ここで、上記の各利得可変器のうちの一部の利得可変器は上記の周波数変換部の入力側に設けられるとともに、残りの利得可変器はその周波数変換部の出力側に設けられていてもよい（請求項２）。
また、上記複数の利得可変器としては、上記の変調部からの送信信号の利得を可変にしうる第１利得可変器と、この第１利得可変器に直列接続されて前記の第１利得可変器からの送信信号の利得を可変にしうるとともにその第１利得可変器の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうる利得対位相特性を有する第２利得可変器とが設けられてもよい（請求項３）。
【００１７】
この場合、上記の周波数変換部は、上記の第１利得可変器と第２利得可変器との間に設けられていてもよい（請求項４）。
さらに、上記の制御部は、上記の各利得可変器に共通の制御信号により各利得可変器の利得を制御しうるように構成されていてもよいし（請求項５）、上記の各利得可変器に個別の制御信号により各利得可変器の利得を所定の順序で制御しうるように構成されていてもよい（請求項６）。
【００１８】
一方、本発明の送信装置（請求項７）は、送信信号を変調する変調部と、この変調部による変調後の送信信号を所要の送信電力に増幅する増幅部と、これらの変調部と増幅部との間において相互に直列接続されて変調部による変調後の送信信号の利得を可変にしうるとともに全体の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうるようにそれぞれの利得対位相特性が設定された複数の利得可変器と、これらの各利得可変器の利得を制御する制御部とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１９】
ここで、上記複数の利得可変器としては、上記の変調部からの送信信号の利得を可変にしうる第１利得可変器と、この第１利得可変器に直列接続されて第１利得可変器からの送信信号の利得を可変にしうるとともにその第１利得可変器の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうる利得対位相特性を有する第２利得可変器とが設けられてもよい（請求項８）。
【００２０】
また、上記の制御部は、上記の各利得可変器に共通の制御信号により各利得可変器の利得を制御しうるように構成されていてもよいし（請求項９）、上記の各利得可変器に個別の制御信号により各利得可変器段の利得を所定の順序で制御しうるように構成されていてもよい（請求項１０）。
さらに、上記の変調部は、スペクトラム拡散方式を用いて送信信号を変調するように構成されていてもよい（請求項１１）。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（Ａ）本発明の一実施形態の説明
図１は本発明の一実施形態としての無線通信器（携帯移動端末）の要部の構成を示すブロック図であるが、この図１に示す携帯移動端末は、多重無線通信システムの一種であるＣＤＭＡシステムに適用され、図１１に示すものに比して、送信系（送信装置）１に、利得可変型増幅器５Ａ，５Ｂ，メモリ１４を内蔵した制御部１３Ａ，レベルシフト回路（ＬＳ）１７が設けられている点が異なる。なお、この図１において、図１１中に示す符号と同一符号を付したものはそれぞれ図１１により前述したものと同一もしくは同様のものである。
【００２２】
ここで、利得可変型増幅器（利得可変器）５Ａ，５Ｂは、それぞれ電力増幅器（増幅部）６の入力側において相互に直列接続されて変調部４による変調（例えば、直交変調およびスペクトラム拡散変調）後の送信信号の利得を可変にしうるもので、本実施形態では、利得可変型増幅器５Ａが変調部４からの送信信号の利得を可変にしうる第１利得可変器として機能し、利得可変型増幅器５Ｂがこの第１利得可変器５Ａに直列接続されてこの第１利得可変器５Ａからの送信信号の利得を可変にしうる第２利得可変器として機能する。
【００２３】
なお、これらの利得可変型増幅器５Ａ，５Ｂの実装位置（ＩＦ段，ＲＦ段等）については特に規定しないが、２台ともＲＦ帯用の増幅器５Ａ，５ＢとしてＲＦ段に設けると後段に位置する増幅器５Ｂへの入力レベルが高くなりすぎて増幅器５Ｂが飽和してしまう可能性があるので、本実施形態では、図１に示すように、利得可変型増幅器５ＡをＩＦ帯用のものとしてＩＦ段（アップコンバータ５Ｃの入力側）に設け、利得可変型増幅器５ＢをＲＦ帯用のものとしてＲＦ段（アップコンバータ５Ｃの出力側）に設けている（つまり、アップコンバータ５Ｃを利得可変型増幅器５Ａと利得可変型増幅器５Ｂとの間に設けている）。
【００２４】
そして、帰還制御系１６において、制御部１３Ａが、これらの利得可変型増幅器（以下、単に「可変増幅器」という）５Ａ，５Ｂの利得を基地局（図示省略）からの指示（送信電力制御信号）に応じて制御するもので、この場合も、送信電力検出部１８（方向性結合器７，ミキサ１０，発振器１１及びＲＳＳＩ１２）で検出（モニタ）された現在の送信電力（電力増幅器６による増幅後の送信電力）が、希望の電力値（受信系２で検出された基地局からの送信電力制御信号に応じた電力値）になるようにそれぞれの利得を制御する。
【００２５】
このように、２台の可変増幅器５Ａ，５Ｂを設けてそれぞれの利得を制御するることで、１台当たりの可変増幅器５Ａ，５Ｂの利得可変量（範囲）を小さくすることができ、利得可変量の小さい（例えば、４０ｄＢ程度）既存の可変増幅器５Ａ，５Ｂを用いた極めて簡素な構成で、ＣＤＭＡシステムで要求される広範囲（例えば、７０ｄＢ程度以上）の送信電力制御を行なうことが可能になる。
【００２６】
具体的に、制御部１３Ａは、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ（記憶部）１４に予め格納（記憶）されている、図４に示すようなデータ〔ＲＳＳＩ信号（現在の送信電力値）及び基地局からの送信電力制御信号と出力すべき制御電圧値（利得制御信号）との対応テーブル〕１９を参照して、可変増幅器５Ａ，５Ｂへ出力すべき制御電圧値（ｎビットのディジタルデータ）を決定して出力する。
【００２７】
例えば、現在の送信電力値（ＲＳＳＩ信号）がＰ１のときに基地局から１ｄＢだけ送信電力を上げろ（下げろ）という指示〔送信電力制御信号＝１ｄＢｕｐ（ｄｏｗｎ）〕が受信系２を通じて受信されると、制御部１３Ａは、対応テーブル１９の符号２０（２１）で示す部分のディジタルデータを制御電圧値（以下、ディジタル電圧値ということもある）として出力する。
【００２８】
このディジタル電圧値は、Ｄ／Ａコンバータ１５でアナログ電圧値に変換されて各可変増幅器５Ａ，５Ｂに供給される。ただし、本実施形態では、一方の可変増幅器５Ａには、レベルシフト回路１７によるレベルシフト後のアナログ電圧値が供給される。なお、このレベルシフト回路１７の機能（レベルシフト処理）の詳細については後述する。
【００２９】
ところで、このように送信電力を制御する場合には、前述したように、利得可変時の送信信号の位相回り（変化）を小さくする必要がある。ここで、２台の可変増幅器５Ａ，５Ｂを上述のように１個のＤ／Ａコンバータ１５を介して制御する場合、可変増幅器５Ａ，５Ｂの利得対位相特性（利得に対する位相の傾斜）が同じもしくは略同じだと、全体で利得変化に対する位相変化量が大きくなってしまう。
【００３０】
そこで、本実施形態では、例えば、可変増幅器５Ａとして図２（Ａ）に示すような右下がり（負傾斜）の利得対位相特性５０Ａを有するものを用い、可変増幅器５Ｂとして図２（Ｂ）に示すような右上がり（正傾斜）の利得対位相特性５０Ｂを有するものを用いる。これにより、各可変増幅器５Ａ，５Ｂ全体の（合成）利得対位相特性が図２（Ｃ）に示すようになり、利得変化に対する位相の変化量を小さくすることができる。
【００３１】
例えば、図２（Ａ），図２（Ｂ）中に示すように、可変増幅器５Ａ，５Ｂの利得変化に対する位相の変化量（傾き）の最大値がそれぞれ−８．２°／ｄＢ，５．３°／ｄＢとなっている場合、可変増幅器５Ａのみで利得を制御すると位相の変化量は最大で８．２°／ｄＢとなるが、上述のごとく２台の可変増幅器５Ａ，５Ｂを直列に接続することにより、それぞれ利得変化に対する位相の変化量が相互に打ち消し合い、結果的に、全体の利得変化に対する位相の変化量は最大で２．９°／ｄＢ程度に抑えることができる。
【００３２】
つまり、本実施形態の携帯移動端末（送信系１）は、変調部４と電力増幅器６との間において相互に直列接続されて変調部４による変調後の送信信号の利得を可変にしうるとともに全体の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうるようにそれぞれの利得対位相特性が設定された２台の可変増幅器５Ａ，５Ｂをそなえているのである。
【００３３】
このように、利得対位相特性５０Ａ，５０Ｂが相互に打ち消し合うような異なる特性をもった２台の可変増幅器５Ａ，５Ｂをそなえることで、全体の利得変化に対する位相変化を最小に抑えることができるとともに、ダイナミックレンジを広くとることができる。
次に、上記のレベルシフト回路１７について詳述する。レベルシフト回路１７は、例えば、可変増幅器５Ａの制御電圧を上げると利得が上がり、可変増幅器５Ｂの制御電圧を上げると利得が下がるような場合、単一の制御信号（制御電圧値）で可変増幅器５Ａ，５Ｂの利得を同時に上げたり下げたりするために必要になる。
【００３４】
図６は可変増幅器５Ａ，５Ｂの制御電圧値と利得の関係の一例を表す図で、この図６において、例えば実線は可変増幅器５Ａの制御電圧値と利得の関係、破線は可変増幅器５Ｂの制御電圧値と利得の関係を表している。即ち、例えばＶ１（Ｖ２）なる制御電圧値を可変増幅器５Ａ，５Ｂにそれぞれ与えると、可変増幅器５Ｂ（５Ａ）は最大利得Ｇｍａｘとなるが、可変増幅器５Ａ（５Ｂ）は最小利得Ｇｍｉｎとなる。
【００３５】
従って、Ｄ／Ａコンバータ１５から出力される制御電圧値をそのまま各可変増幅器５Ａ，５Ｂに供給したのでは、それぞれの利得が相殺されてしまうことになる。そこで、可変増幅器５Ａ，５Ｂの利得をそれぞれ最大にできるようにするには、可変増幅器５Ａ，５Ｂの制御電圧値をそれぞれＶ２，Ｖ１にしなければならない。
【００３６】
このため、レベルシフト回路１７は、例えば図７（Ａ）に示すように、オペアンプ１７１，抵抗１７２〜１７５を用いて構成されて、図７（Ｂ）に示すように、Ｖ１（＝０．５Ｖ）入力時には制御電圧値Ｖ２（＝２．０Ｖ）を出力し、制御電圧値Ｖ２（＝２．０Ｖ）入力時に制御電圧値Ｖ１（＝０．５Ｖ）を出力するような入出力電圧特性を有して構成されている。
【００３７】
これにより、図１及び図５に示すように、Ｄ／Ａコンバータ１５から出力される単一の制御電圧値で、各可変増幅器５Ａ，５Ｂの利得が同時に所望の値に制御される。つまり、本実施形態の制御部１３Ａは、各可変増幅器５Ａ，５Ｂに共通の制御信号で各可変増幅器５Ａ，５Ｂの利得をそれぞれ制御できるようになっているのである。従って、制御部１３Ａの簡素化が図られ、本携帯移動端末（送信系１）の小型化に大いに寄与している。
【００３８】
以上のように、本実施形態の携帯移動端末（送信系１）によれば、２台の可変増幅器５Ａ，５Ｂが、全体の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうる利得対位相特性５０Ａ，５０Ｂ〔図２（Ａ），図２（Ｂ）参照〕をそれぞれ有しているので、送信電力を広範囲（７０ｄＢ程度以上）にわたって多段階（１ｄＢステップ毎）に制御でき、しかも、特別な位相補償制御を行なうことなく、そのときの送信信号の位相変化を最小限（５°／ｄＢ以内）に抑制することができる。
【００３９】
特に、本実施形態では、可変増幅器５Ａ，５Ｂとして既存のものを用いることができるので、「遠近問題」に伴って、広範囲にわたる多段階の送信電力制御および低位相変化が特に要求されるＣＤＭＡシステムにも十分対応することのできる携帯移動端末（送信系１）を簡素な構成で安価に実現・提供することができる。
【００４０】
なお、上述した実施形態では、現在の送信電力の一部を方向性結合器７により取り出す（モニタする）ようにしているが、例えば図８に示すように、方向性結合器７をコンデンサＣ１に置き換えて、疎結合により送信電力の一部を取り出せるようにしてもよい。この場合は、方向性結合器７を用いる場合に比して、装置規模をより小型化することができる。ただし、送信電力のモニタ精度や安定性の点では、方向性結合器７の方が優れている。
【００４１】
（Ｂ）変形例の説明
図９は図１に示す携帯移動端末（送信系１）の変形例を示すブロック図で、この図９に示す携帯移動端末（送信系１）は、図１に示すものに比して、制御部１３Ａに代えて制御部１３Ｂが設けられ、この制御部１３Ｂが各可変増幅器５Ａ，５Ｂ毎に制御電圧値（ディジタル電圧値）を決定・出力するようになっている点が異なり、このために、本変形例では、各可変増幅器５Ａ，５Ｂ用の各ディジタル電圧値をそれぞれアナログ電圧値に変換するＤ／Ａコンバータ１５Ａ，１５Ｂが設けられている。
【００４２】
なお、図９において、既述の符号を付したものはそれぞれ既述のものと同様であるので、その詳細な説明は省略する。
ここで、本変形例の制御部１３Ｂは、例えば、最初は可変増幅器５Ａの利得可変範囲を使用して送信電力制御を行ない、この可変増幅器５Ａの利得可変範囲を超えて送信電力制御を行なう場合は、可変増幅器５Ｂの利得可変範囲も使用して送信電力制御を行なうように、各可変増幅器５Ａ，５Ｂ用の制御電圧値を生成するようになっている。
【００４３】
つまり、この制御部１３Ｂは、各可変増幅器５Ａ，５Ｂに個別の制御信号により可変増幅器５Ａ，５Ｂの利得を所定の順序で制御しうるようになっているのである。従って、本変形例の携帯移動端末（送信系１）でも、上述した実施形態と同様の作用効果が得られるほか、この場合は、送信電力制御の際に各可変増幅器５Ａ，５Ｂの利得を全て同時に制御しなくて済むので、本携帯移動端末（送信系１）のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００４４】
なお、本変形例においても、例えば図１０に示すように、方向性結合器７をコンデンサＣ１に置き換えて、疎結合により送信電力の一部を取り出せるようにしてもよい。
（Ｃ）その他
上述した実施形態及び変形例では、いずれも、本携帯移動端末（送信系１）がスペクトラム拡散変調を利用したＣＤＭＡシステムに適用されることを前提に説明したが、本発明はこれに限定されず、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ） やＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）等の他の多重無線通信システムに適用されてもよい。即ち、上記の変調部４は、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の１次変調のみを行なうように構成されてもよい。
【００４５】
また、上述した実施形態及び変形例では、送信系（送信装置）１が携帯電話などの携帯移動端末に搭載されている場合を例にして説明を行なったが、本発明はこれに限定されず、他の無線通信機器に搭載されていてもよい。
さらに、上述した実施形態及び変形例では、利得可変器として可変増幅器５Ａ，５Ｂを用いているが、本発明はこれに限定されず、固有の利得対位相特性を有する回路であれば、同様に適用することができ、上記と同様の作用効果が得られる。
【００４６】
また、上述した実施形態及び変形例では、送信系１に２台の可変増幅器（利得可変器）５Ａ，５Ｂを設けているが、本発明はこれに限定されず、少なくとも全体の利得変化に対する位相変化を相殺しうる特性を有していれば、３台以上の利得可変器を設けてもよく、この場合は、全体の利得変化に対する位相変化量を最小にしながら、利得可変範囲をより広くすることができる。
【００４７】
さらに、この場合は、一部の利得可変器をアップコンバータ５Ｃの入力側（ＩＦ段）に設け、残りの（少なくとも１台の）利得可変器をアップコンバータ５Ｃの出力側（ＲＦ段）に設ければ、前述したように利得可変器の飽和を抑制することができる。
また、上述した実施形態及び変形例では、制御部１３Ａ，１３Ｂがいずれも基地局からの指示（送信電力制御信号）に応じて各利得可変器５Ａ，５Ｂの利得を制御するようになっているが、このような制御部１３Ａ，１３Ｂによる利得制御は、基地局以外の外部装置からの指示に応じて行なってもよいし、自装置内の独自の指示に応じて行なってもよい。
【００４８】
そして、本発明は上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の携帯移動端末（請求項１）によれば、スペクトラム拡散方式を用いた変調後の送信信号の利得を可変にしうるとともに全体の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうるようにそれぞれの利得対位相特性が設定された複数の利得可変器をそなえているので、制御部が基地局からの指示に応じて各利得可変器の利得を制御することにより、送信電力を広範囲にわたって多段階に制御でき、しかも、特別な位相補償制御を行なうことなく、そのときの送信信号の位相変化を最小限に抑制することができる。従って、ＣＤＭＡシステムに要求される条件（広範囲にわたる多段階の送信電力制御および低位相変化）を十分に満足する端末を実現・提供することができる。
【００５０】
ここで、全ての利得可変器を周波数変換部の出力側に設けると後段に位置する利得可変器ほど飽和しやすくなるが、各利得可変器のうちの一部の利得可変器を、送信信号を高周波信号に周波数変換する周波数変換部の入力側に設けるとともに、残りの利得可変器をその周波数変換部の出力側に設ければ、このような現象を抑制することができる（請求項２）。
【００５１】
また、上記複数の利得可変器として、変調部からの送信信号の利得を可変にしうる第１利得可変器と、この第１利得可変器に直列接続されて第１利得可変器からの送信信号の利得を可変にしうるとともにその第１利得可変器の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうる利得対位相特性を有する第２利得可変器とを設ければ、極めて簡素な構成で、本携帯移動端末を実現することができる（請求項３）。
【００５２】
この場合も、これらの各利得可変器を全て周波数変換部の出力側に設けると、後段に位置する第２利得可変器が飽和してしまう可能性があるが、第１利得可変器を周波数変換部の入力側に設け、第２利得可変器を周波数変換部の出力側に設ければ（つまり、周波数変換部を第１利得可変器と第２利得可変器との間に設ければ）、このような現象を抑制することができる（請求項４）。
【００５３】
また、上記の制御部を、上記の各利得可変器に共通の制御信号により各利得可変器の利得を制御しうるように構成すれば、制御部の簡素化を図ることができるので、本携帯移動端末の小型化に大いに寄与する（請求項５）。一方、上記の制御部を、上記の各利得可変器に個別の制御信号により各利得可変器の利得を所定の順序で制御しうるように構成すれば、送信電力制御の際に各利得可変器の利得を全て同時に制御しなくて済むので、本携帯移動端末の信号対雑音比を向上させることができる（請求項６）。
【００５４】
次に、本発明の送信装置（請求項７）によれば、変調部による変調後の送信信号の利得を可変にしうるとともに全体の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうるようにそれぞれの利得対位相特性が設定された複数の利得可変器をそなえているので、制御部が各利得可変器の利得を制御することにより、送信電力を広範囲にわたって多段階に制御でき、しかも、特別な位相補償制御を行なうことなく、そのときの送信信号の位相変化を最小限に抑制することができる。
【００５５】
そして、この場合も、上記複数の利得可変器として、変調部からの送信信号の利得を可変にしうる第１利得可変器と、この第１利得可変器に直列接続されて第１利得可変器からの送信信号の利得を可変にしうるとともにその第１利得可変器の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうる利得対位相特性を有する第２利得可変器とを設ければ、極めて簡素な構成で、本送信装置を実現することができる（請求項８）。
【００５６】
また、上記の制御部を、上記の各利得可変器に共通の制御信号により各利得可変器の利得を制御しうるように構成すれば、制御部の簡素化を図ることができるので、本送信装置の小型化に大いに寄与する（請求項９）。一方、上記の制御部を、上記の各利得可変器に個別の制御信号により各利得可変器の利得を所定の順序で制御しうるように構成すれば、送信電力制御の際に各利得可変器の利得を全て同時に制御しなくて済むので、本送信装置の信号対雑音比を向上させることができる（請求項１０）。
【００５７】
さらに、上記の変調部を、スペクトラム拡散方式を用いて送信信号を変調するように構成すれば、広範囲にわたる多段階の送信電力制御および低位相変化が特に要求されるＣＤＭＡシステムにも十分対応することのできる送信装置を実現できる（請求項１１）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての携帯移動端末の要部の構成を示すブロック図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ本実施形態における利得可変型増幅器の利得対位相特性例を表す図であり、（Ｃ）は（Ａ）及び（Ｂ）に示す利得対位相特性の合成特性を表す図である。
【図３】本実施形態の制御部に着目した構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態の制御部内のメモリに格納されるデータ（対応テーブル）を説明するための図である。
【図５】本実施形態の送信系の要部に着目した構成を示すブロック図である。
【図６】本実施形態の利得可変型増幅器の制御電圧値と利得の関係の一例を表す図である。
【図７】（Ａ）は本実施形態のレベルシフト回路の構成例を示すブロック図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すレベルシフト回路の入出力電圧特性例を表す図である。
【図８】図１に示す携帯移動端末（送信系）の他の構成を示すブロック図である。
【図９】図１に示す携帯移動端末（送信系）の変形例を示すブロック図である。
【図１０】図９に示す携帯移動端末（送信系）の他の構成を示すブロック図である。
【図１１】携帯移動端末（送信系）の要部の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 送信系（送信装置）
２ 受信系
３，１１，５２ 発振器
４ 変調部
５Ａ 利得可変型増幅器（第１利得可変器）
５Ｂ 利得可変型増幅器（第２利得可変器）
５Ｃ アップコンバータ（周波数変換部）
６ 電力増幅器（増幅部）
７ 方向性結合器
８ アンテナ共用器
９ 送受信アンテナ
１０，５１ ミキサ
１０Ａ ダウンコンバータ（周波数変換部）
１２ 直流電圧変換部（ＲＳＳＩ）
１３Ａ，１３Ｂ 制御部
１４ メモリ
１５，１５Ａ，１５Ｂ ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ
１６ 帰還制御系
１７ レベルシフト回路
１８ 送信電力検出部
１９ データ（対応テーブル）
５０Ａ，５０Ｂ 利得対位相特性
１７１ オペアンプ
１７２〜１７５ 抵抗
Ｃ１ コンデンサ
（目次）
発明の属する技術分野
従来の技術（図１１）
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
発明の実施の形態
（Ａ）本発明の一実施形態の説明（図１〜図８）
（Ｂ）変形例の説明（図９，図１０）
（Ｃ）その他
発明の効果
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯移動端末および送信装置に関し、特に、送信電力を可変にできることが要求される通信システムに用いて好適な、携帯移動端末および送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話サービス等をはじめとする移動体通信（多重無線通信）サービスでは、基地局において移動機（携帯移動端末）からの受信電力（受信強度）をその移動機の遠近に関わらず同じ電力にしなければならない場合がある。例えば、各移動機がそれぞれ異なるコードを用いてスペクトラム拡散方式により信号を拡散変調して送信することで同一周波数帯を複数の移動機（加入者）で共有することのできる、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ） システムでは、上記のような条件が必須となる。
【０００３】
これは、一般に、「遠近問題」と呼ばれるもので、ＣＤＭＡシステムでは、或る基地局（受信機）にとって別の移動機からの送信信号（つまり、非希望波）は干渉成分であり、例えば、非希望波を出す移動機が基地局の至近距離に存在するとその非希望波によって著しいレベルの干渉が発生してしまうことから、移動機の送信電力を細かく制御できるようにして、基地局での各移動機からの信号受信強度を同一にする必要があるのである。
【０００４】
このため、移動機には、送信電力をできるだけ広い範囲で可変にでき、しかも、多段階（例えば１ｄＢ〜数ｄＢ毎）に制御できることが要求される。
このような機能を実現しようとすると、例えば図１１に示すような構成が考えられる。即ち、この図１１に示すように、移動機には、送信系（送信装置）１′として、主に、発振器３，変調部４，利得可変型増幅器（利得可変回路）５，周波数変換部（アップコンバータ）５Ｃ，電力増幅器６，方向性結合器７，アンテナ共用器８，送受信アンテナ９，周波数変換部（ダウンコンバータ）１０Ａ，直流電圧変換部（ＲＳＳＩ）１２，メモリ１４′を内蔵した制御部１３′，ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ１５等が設けられる。なお、２は受信系で、通常は、アンテナ共用器８により送受信アンテナ９を送信系１′と共用する構造になっている。
【０００５】
ここで、発振器３は、キャリア信号を発生するものであり、変調部（変調手段）４は、例えば、この発振器３からのキャリア信号を用いて送信信号（ベースバンド信号Ｉ，Ｑ）を直交変調（ＱＰＳＫ等：１次変調）したのち所定の拡散コードで拡散変調（２次変調）するものであり、利得可変回路５は、変調部４で変調処理を施された送信信号の利得を可変にしうるもので、Ｄ／Ａコンバータ１５を介して制御部１３′によってその利得が制御されるようになっている。
【０００６】
また、アップコンバータ５Ｃは、利得可変回路５による利得可変後の送信信号〔中間周波（ＩＦ）信号〕と発振器５２からの信号とをミキサ５１にてミキシングすることにより、送信信号を高周波（ＲＦ）信号に周波数変換（アップコンバート）するものである。
電力増幅器（増幅手段）６は、このアップコンバータ５Ｃからの送信信号（ＲＦ信号）を線形増幅するものであり、増幅後の送信信号は、方向性結合器７及びアンテナ共用器８を通じて送受信アンテナ９から基地局（図示省略）へ向けて送信される。
【０００７】
さらに、方向性結合器７は、電力増幅器６で線形増幅された送信信号（送信電力）の一部を取り出すもので、取り出された送信信号（ＲＦ信号）はダウンコンバータ１０Ａに供給されるようになっている。ダウンコンバータ１０Ａは、この方向性結合器７で取り出された送信信号（ＲＦ信号）を発振器１１からの信号とミキサ１０にてミキシングすることにより中間周波数（ＩＦ）帯の信号に周波数変換（ダウンコンバート）するものであり、ＲＳＳＩ１２は、ミキサ１０によるダウンコバート後の送信信号をその電力（つまり、送信系１′の現在の送信電力）に応じた直流電圧値（ＲＳＳＩ信号）に変換するものである。
【０００８】
つまり、上記の方向性結合器７，ミキサ１０，発振器１１及びＲＳＳＩ１２からなる部分は、電力増幅器６による増幅後の送信信号の送信電力を検出（モニタ）する送信電力検出部１８として機能している。
そして、制御部１３′は、上記のＲＳＳＩ信号（送信系１′の現在の送信電力）が、受信系２で検出される基地局（外部）からの送信電力制御信号に応じた電力値になるよう利得可変回路５の利得を制御するための利得制御信号を生成するもので、例えば、内蔵のメモリ１４′に予め記憶されている、ＲＳＳＩ信号及び送信電力制御信号に対する利得制御信号（制御電圧値）を対応付けたデータを参照して、該当する制御電圧値を例えばｎビット（ｎは自然数）のディジタルデータとして出力する。
【０００９】
Ｄ／Ａコンバータ１５は、この制御部１３′から出力される制御電圧値（ｎビットのディジタルデータ）をアナログデータに変換して利得可変回路５に供給するものである。
つまり、上記の制御部１３′及びＤ／Ａコンバータ１５は、送信電力検出部１８（方向性結合器７，ミキサ１０，発振器１１及びＲＳＳＩ１２）とともに、現在の送信電力が基地局からの送信電力制御信号に応じた電力値になるよう利得可変回路５の利得を調整して現在の送信電力を帰還制御する帰還制御系１６を形成しているのである。
【００１０】
上述のごとく構成された送信系１′では、発振器３から出力されるキャリア信号が変調部４に供給され、変調部４にてベースバンド信号Ｉ，Ｑにより直交変調されたのち拡散変調される。この変調部４の出力は、利得可変回路５，アップコンバータ５Ｃを介して電力増幅器６に供給されて線形増幅されたのち、送受信アンテナ９を通じて基地局へ向けて送信される。
【００１１】
一方、このとき帰還制御系１６では、方向性結合器７にて現在の送信電力が取り出され、制御部１３′によって、その送信電力が受信系２で検出された基地局からの送信電力制御信号に応じた電力値になるよう利得可変回路５の利得が制御される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような移動機（送信系１′）では、利得可変回路５の安定な利得可変範囲が一般的に３０ｄＢ〜４０ｄＢ程度であるため、要求される利得可変範囲が比較的狭いもの（例えば、ＰＤＣシステムで２０ｄＢ程度）については対応することができるが、要求される利得可変範囲が非常に広いもの（特に、ＣＤＭＡ方式の場合は７０ｄＢ程度が要求される）については対応することができない。また、７０ｄＢ程度以上の安定な利得可変範囲をもった単体の利得可変増幅器の実現も現状の技術では非常に困難である。
【００１３】
さらに、ＣＤＭＡシステムのように「遠近問題」に伴って、送信電力を広範囲にわたって細かく（多段階に）制御できることが要求されるシステムでは、利得変化に対する送信信号の位相変化量をできるだけ小さく（一般に５°／ｄＢ以内に）する必要がある。ところが、１台の利得可変回路５の利得変化に対する位相の変化量は回路構成にもよるが、最大で１０°／ｄＢ程度にもなることがあり、この場合には基地局で信号を正常に復調できなくなる可能性がある。
【００１４】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、送信電力を広範囲にわたって多段階に制御でき、しかも、そのときの送信信号の位相変化を最小限に抑制することのできる、携帯移動端末および送信装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の携帯移動端末（請求項１）は、スペクトラム拡散方式を用いて送信信号を変調する変調部と、この変調部による変調後の送信信号を所要の送信電力に増幅する増幅部と、これらの変調部と増幅部との間に介装されて変調部による変調後の送信信号を高周波数信号に周波数変換する周波数変換部と、上記の変調部と増幅部との間において相互に直列接続されて変調部による変調後の送信信号の利得を可変にしうるとともに全体の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうるようにそれぞれの利得対位相特性が設定された複数の利得可変器と、基地局からの送信電力制御信号に応じて各利得可変器の利得を制御する制御部とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１６】
ここで、上記の各利得可変器のうちの一部の利得可変器は上記の周波数変換部の入力側に設けられるとともに、残りの利得可変器はその周波数変換部の出力側に設けられていてもよい（請求項２）。
また、上記複数の利得可変器としては、上記の変調部からの送信信号の利得を可変にしうる第１利得可変器と、この第１利得可変器に直列接続されて前記の第１利得可変器からの送信信号の利得を可変にしうるとともにその第１利得可変器の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうる利得対位相特性を有する第２利得可変器とが設けられてもよい（請求項３）。
【００１７】
この場合、上記の周波数変換部は、上記の第１利得可変器と第２利得可変器との間に設けられていてもよい（請求項４）。
さらに、上記の制御部は、上記の各利得可変器に共通の制御信号により各利得可変器の利得を制御しうるように構成されていてもよいし（請求項５）、上記の各利得可変器に個別の制御信号により各利得可変器の利得を所定の順序で制御しうるように構成されていてもよい（請求項６）。
【００１８】
一方、本発明の送信装置（請求項７）は、送信信号を変調する変調部と、この変調部による変調後の送信信号を所要の送信電力に増幅する増幅部と、これらの変調部と増幅部との間において相互に直列接続されて変調部による変調後の送信信号の利得を可変にしうるとともに全体の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうるようにそれぞれの利得対位相特性が設定された複数の利得可変器と、これらの各利得可変器の利得を制御する制御部とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１９】
ここで、上記複数の利得可変器としては、上記の変調部からの送信信号の利得を可変にしうる第１利得可変器と、この第１利得可変器に直列接続されて第１利得可変器からの送信信号の利得を可変にしうるとともにその第１利得可変器の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうる利得対位相特性を有する第２利得可変器とが設けられてもよい（請求項８）。
【００２０】
また、上記の制御部は、上記の各利得可変器に共通の制御信号により各利得可変器の利得を制御しうるように構成されていてもよいし（請求項９）、上記の各利得可変器に個別の制御信号により各利得可変器段の利得を所定の順序で制御しうるように構成されていてもよい（請求項１０）。
さらに、上記の変調部は、スペクトラム拡散方式を用いて送信信号を変調するように構成されていてもよい（請求項１１）。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（Ａ）本発明の一実施形態の説明
図１は本発明の一実施形態としての無線通信器（携帯移動端末）の要部の構成を示すブロック図であるが、この図１に示す携帯移動端末は、多重無線通信システムの一種であるＣＤＭＡシステムに適用され、図１１に示すものに比して、送信系（送信装置）１に、利得可変型増幅器５Ａ，５Ｂ，メモリ１４を内蔵した制御部１３Ａ，レベルシフト回路（ＬＳ）１７が設けられている点が異なる。なお、この図１において、図１１中に示す符号と同一符号を付したものはそれぞれ図１１により前述したものと同一もしくは同様のものである。
【００２２】
ここで、利得可変型増幅器（利得可変器）５Ａ，５Ｂは、それぞれ電力増幅器（増幅部）６の入力側において相互に直列接続されて変調部４による変調（例えば、直交変調およびスペクトラム拡散変調）後の送信信号の利得を可変にしうるもので、本実施形態では、利得可変型増幅器５Ａが変調部４からの送信信号の利得を可変にしうる第１利得可変器として機能し、利得可変型増幅器５Ｂがこの第１利得可変器５Ａに直列接続されてこの第１利得可変器５Ａからの送信信号の利得を可変にしうる第２利得可変器として機能する。
【００２３】
なお、これらの利得可変型増幅器５Ａ，５Ｂの実装位置（ＩＦ段，ＲＦ段等）については特に規定しないが、２台ともＲＦ帯用の増幅器５Ａ，５ＢとしてＲＦ段に設けると後段に位置する増幅器５Ｂへの入力レベルが高くなりすぎて増幅器５Ｂが飽和してしまう可能性があるので、本実施形態では、図１に示すように、利得可変型増幅器５ＡをＩＦ帯用のものとしてＩＦ段（アップコンバータ５Ｃの入力側）に設け、利得可変型増幅器５ＢをＲＦ帯用のものとしてＲＦ段（アップコンバータ５Ｃの出力側）に設けている（つまり、アップコンバータ５Ｃを利得可変型増幅器５Ａと利得可変型増幅器５Ｂとの間に設けている）。
【００２４】
そして、帰還制御系１６において、制御部１３Ａが、これらの利得可変型増幅器（以下、単に「可変増幅器」という）５Ａ，５Ｂの利得を基地局（図示省略）からの指示（送信電力制御信号）に応じて制御するもので、この場合も、送信電力検出部１８（方向性結合器７，ミキサ１０，発振器１１及びＲＳＳＩ１２）で検出（モニタ）された現在の送信電力（電力増幅器６による増幅後の送信電力）が、希望の電力値（受信系２で検出された基地局からの送信電力制御信号に応じた電力値）になるようにそれぞれの利得を制御する。
【００２５】
このように、２台の可変増幅器５Ａ，５Ｂを設けてそれぞれの利得を制御するることで、１台当たりの可変増幅器５Ａ，５Ｂの利得可変量（範囲）を小さくすることができ、利得可変量の小さい（例えば、４０ｄＢ程度）既存の可変増幅器５Ａ，５Ｂを用いた極めて簡素な構成で、ＣＤＭＡシステムで要求される広範囲（例えば、７０ｄＢ程度以上）の送信電力制御を行なうことが可能になる。
【００２６】
具体的に、制御部１３Ａは、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ（記憶部）１４に予め格納（記憶）されている、図４に示すようなデータ〔ＲＳＳＩ信号（現在の送信電力値）及び基地局からの送信電力制御信号と出力すべき制御電圧値（利得制御信号）との対応テーブル〕１９を参照して、可変増幅器５Ａ，５Ｂへ出力すべき制御電圧値（ｎビットのディジタルデータ）を決定して出力する。
【００２７】
例えば、現在の送信電力値（ＲＳＳＩ信号）がＰ１のときに基地局から１ｄＢだけ送信電力を上げろ（下げろ）という指示〔送信電力制御信号＝１ｄＢｕｐ（ｄｏｗｎ）〕が受信系２を通じて受信されると、制御部１３Ａは、対応テーブル１９の符号２０（２１）で示す部分のディジタルデータを制御電圧値（以下、ディジタル電圧値ということもある）として出力する。
【００２８】
このディジタル電圧値は、Ｄ／Ａコンバータ１５でアナログ電圧値に変換されて各可変増幅器５Ａ，５Ｂに供給される。ただし、本実施形態では、一方の可変増幅器５Ａには、レベルシフト回路１７によるレベルシフト後のアナログ電圧値が供給される。なお、このレベルシフト回路１７の機能（レベルシフト処理）の詳細については後述する。
【００２９】
ところで、このように送信電力を制御する場合には、前述したように、利得可変時の送信信号の位相回り（変化）を小さくする必要がある。ここで、２台の可変増幅器５Ａ，５Ｂを上述のように１個のＤ／Ａコンバータ１５を介して制御する場合、可変増幅器５Ａ，５Ｂの利得対位相特性（利得に対する位相の傾斜）が同じもしくは略同じだと、全体で利得変化に対する位相変化量が大きくなってしまう。
【００３０】
そこで、本実施形態では、例えば、可変増幅器５Ａとして図２（Ａ）に示すような右下がり（負傾斜）の利得対位相特性５０Ａを有するものを用い、可変増幅器５Ｂとして図２（Ｂ）に示すような右上がり（正傾斜）の利得対位相特性５０Ｂを有するものを用いる。これにより、各可変増幅器５Ａ，５Ｂ全体の（合成）利得対位相特性が図２（Ｃ）に示すようになり、利得変化に対する位相の変化量を小さくすることができる。
【００３１】
例えば、図２（Ａ），図２（Ｂ）中に示すように、可変増幅器５Ａ，５Ｂの利得変化に対する位相の変化量（傾き）の最大値がそれぞれ−８．２°／ｄＢ，５．３°／ｄＢとなっている場合、可変増幅器５Ａのみで利得を制御すると位相の変化量は最大で８．２°／ｄＢとなるが、上述のごとく２台の可変増幅器５Ａ，５Ｂを直列に接続することにより、それぞれ利得変化に対する位相の変化量が相互に打ち消し合い、結果的に、全体の利得変化に対する位相の変化量は最大で２．９°／ｄＢ程度に抑えることができる。
【００３２】
つまり、本実施形態の携帯移動端末（送信系１）は、変調部４と電力増幅器６との間において相互に直列接続されて変調部４による変調後の送信信号の利得を可変にしうるとともに全体の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうるようにそれぞれの利得対位相特性が設定された２台の可変増幅器５Ａ，５Ｂをそなえているのである。
【００３３】
このように、利得対位相特性５０Ａ，５０Ｂが相互に打ち消し合うような異なる特性をもった２台の可変増幅器５Ａ，５Ｂをそなえることで、全体の利得変化に対する位相変化を最小に抑えることができるとともに、ダイナミックレンジを広くとることができる。
次に、上記のレベルシフト回路１７について詳述する。レベルシフト回路１７は、例えば、可変増幅器５Ａの制御電圧を上げると利得が上がり、可変増幅器５Ｂの制御電圧を上げると利得が下がるような場合、単一の制御信号（制御電圧値）で可変増幅器５Ａ，５Ｂの利得を同時に上げたり下げたりするために必要になる。
【００３４】
図６は可変増幅器５Ａ，５Ｂの制御電圧値と利得の関係の一例を表す図で、この図６において、例えば実線は可変増幅器５Ａの制御電圧値と利得の関係、破線は可変増幅器５Ｂの制御電圧値と利得の関係を表している。即ち、例えばＶ１（Ｖ２）なる制御電圧値を可変増幅器５Ａ，５Ｂにそれぞれ与えると、可変増幅器５Ｂ（５Ａ）は最大利得Ｇｍａｘとなるが、可変増幅器５Ａ（５Ｂ）は最小利得Ｇｍｉｎとなる。
【００３５】
従って、Ｄ／Ａコンバータ１５から出力される制御電圧値をそのまま各可変増幅器５Ａ，５Ｂに供給したのでは、それぞれの利得が相殺されてしまうことになる。そこで、可変増幅器５Ａ，５Ｂの利得をそれぞれ最大にできるようにするには、可変増幅器５Ａ，５Ｂの制御電圧値をそれぞれＶ２，Ｖ１にしなければならない。
【００３６】
このため、レベルシフト回路１７は、例えば図７（Ａ）に示すように、オペアンプ１７１，抵抗１７２〜１７５を用いて構成されて、図７（Ｂ）に示すように、Ｖ１（＝０．５Ｖ）入力時には制御電圧値Ｖ２（＝２．０Ｖ）を出力し、制御電圧値Ｖ２（＝２．０Ｖ）入力時に制御電圧値Ｖ１（＝０．５Ｖ）を出力するような入出力電圧特性を有して構成されている。
【００３７】
これにより、図１及び図５に示すように、Ｄ／Ａコンバータ１５から出力される単一の制御電圧値で、各可変増幅器５Ａ，５Ｂの利得が同時に所望の値に制御される。つまり、本実施形態の制御部１３Ａは、各可変増幅器５Ａ，５Ｂに共通の制御信号で各可変増幅器５Ａ，５Ｂの利得をそれぞれ制御できるようになっているのである。従って、制御部１３Ａの簡素化が図られ、本携帯移動端末（送信系１）の小型化に大いに寄与している。
【００３８】
以上のように、本実施形態の携帯移動端末（送信系１）によれば、２台の可変増幅器５Ａ，５Ｂが、全体の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうる利得対位相特性５０Ａ，５０Ｂ〔図２（Ａ），図２（Ｂ）参照〕をそれぞれ有しているので、送信電力を広範囲（７０ｄＢ程度以上）にわたって多段階（１ｄＢステップ毎）に制御でき、しかも、特別な位相補償制御を行なうことなく、そのときの送信信号の位相変化を最小限（５°／ｄＢ以内）に抑制することができる。
【００３９】
特に、本実施形態では、可変増幅器５Ａ，５Ｂとして既存のものを用いることができるので、「遠近問題」に伴って、広範囲にわたる多段階の送信電力制御および低位相変化が特に要求されるＣＤＭＡシステムにも十分対応することのできる携帯移動端末（送信系１）を簡素な構成で安価に実現・提供することができる。
【００４０】
なお、上述した実施形態では、現在の送信電力の一部を方向性結合器７により取り出す（モニタする）ようにしているが、例えば図８に示すように、方向性結合器７をコンデンサＣ１に置き換えて、疎結合により送信電力の一部を取り出せるようにしてもよい。この場合は、方向性結合器７を用いる場合に比して、装置規模をより小型化することができる。ただし、送信電力のモニタ精度や安定性の点では、方向性結合器７の方が優れている。
【００４１】
（Ｂ）変形例の説明
図９は図１に示す携帯移動端末（送信系１）の変形例を示すブロック図で、この図９に示す携帯移動端末（送信系１）は、図１に示すものに比して、制御部１３Ａに代えて制御部１３Ｂが設けられ、この制御部１３Ｂが各可変増幅器５Ａ，５Ｂ毎に制御電圧値（ディジタル電圧値）を決定・出力するようになっている点が異なり、このために、本変形例では、各可変増幅器５Ａ，５Ｂ用の各ディジタル電圧値をそれぞれアナログ電圧値に変換するＤ／Ａコンバータ１５Ａ，１５Ｂが設けられている。
【００４２】
なお、図９において、既述の符号を付したものはそれぞれ既述のものと同様であるので、その詳細な説明は省略する。
ここで、本変形例の制御部１３Ｂは、例えば、最初は可変増幅器５Ａの利得可変範囲を使用して送信電力制御を行ない、この可変増幅器５Ａの利得可変範囲を超えて送信電力制御を行なう場合は、可変増幅器５Ｂの利得可変範囲も使用して送信電力制御を行なうように、各可変増幅器５Ａ，５Ｂ用の制御電圧値を生成するようになっている。
【００４３】
つまり、この制御部１３Ｂは、各可変増幅器５Ａ，５Ｂに個別の制御信号により可変増幅器５Ａ，５Ｂの利得を所定の順序で制御しうるようになっているのである。従って、本変形例の携帯移動端末（送信系１）でも、上述した実施形態と同様の作用効果が得られるほか、この場合は、送信電力制御の際に各可変増幅器５Ａ，５Ｂの利得を全て同時に制御しなくて済むので、本携帯移動端末（送信系１）のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００４４】
なお、本変形例においても、例えば図１０に示すように、方向性結合器７をコンデンサＣ１に置き換えて、疎結合により送信電力の一部を取り出せるようにしてもよい。
（Ｃ）その他
上述した実施形態及び変形例では、いずれも、本携帯移動端末（送信系１）がスペクトラム拡散変調を利用したＣＤＭＡシステムに適用されることを前提に説明したが、本発明はこれに限定されず、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ） やＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）等の他の多重無線通信システムに適用されてもよい。即ち、上記の変調部４は、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の１次変調のみを行なうように構成されてもよい。
【００４５】
また、上述した実施形態及び変形例では、送信系（送信装置）１が携帯電話などの携帯移動端末に搭載されている場合を例にして説明を行なったが、本発明はこれに限定されず、他の無線通信機器に搭載されていてもよい。
さらに、上述した実施形態及び変形例では、利得可変器として可変増幅器５Ａ，５Ｂを用いているが、本発明はこれに限定されず、固有の利得対位相特性を有する回路であれば、同様に適用することができ、上記と同様の作用効果が得られる。
【００４６】
また、上述した実施形態及び変形例では、送信系１に２台の可変増幅器（利得可変器）５Ａ，５Ｂを設けているが、本発明はこれに限定されず、少なくとも全体の利得変化に対する位相変化を相殺しうる特性を有していれば、３台以上の利得可変器を設けてもよく、この場合は、全体の利得変化に対する位相変化量を最小にしながら、利得可変範囲をより広くすることができる。
【００４７】
さらに、この場合は、一部の利得可変器をアップコンバータ５Ｃの入力側（ＩＦ段）に設け、残りの（少なくとも１台の）利得可変器をアップコンバータ５Ｃの出力側（ＲＦ段）に設ければ、前述したように利得可変器の飽和を抑制することができる。
また、上述した実施形態及び変形例では、制御部１３Ａ，１３Ｂがいずれも基地局からの指示（送信電力制御信号）に応じて各利得可変器５Ａ，５Ｂの利得を制御するようになっているが、このような制御部１３Ａ，１３Ｂによる利得制御は、基地局以外の外部装置からの指示に応じて行なってもよいし、自装置内の独自の指示に応じて行なってもよい。
【００４８】
そして、本発明は上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の携帯移動端末（請求項１）によれば、スペクトラム拡散方式を用いた変調後の送信信号の利得を可変にしうるとともに全体の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうるようにそれぞれの利得対位相特性が設定された複数の利得可変器をそなえているので、制御部が基地局からの指示に応じて各利得可変器の利得を制御することにより、送信電力を広範囲にわたって多段階に制御でき、しかも、特別な位相補償制御を行なうことなく、そのときの送信信号の位相変化を最小限に抑制することができる。従って、ＣＤＭＡシステムに要求される条件（広範囲にわたる多段階の送信電力制御および低位相変化）を十分に満足する端末を実現・提供することができる。
【００５０】
ここで、全ての利得可変器を周波数変換部の出力側に設けると後段に位置する利得可変器ほど飽和しやすくなるが、各利得可変器のうちの一部の利得可変器を、送信信号を高周波信号に周波数変換する周波数変換部の入力側に設けるとともに、残りの利得可変器をその周波数変換部の出力側に設ければ、このような現象を抑制することができる（請求項２）。
【００５１】
また、上記複数の利得可変器として、変調部からの送信信号の利得を可変にしうる第１利得可変器と、この第１利得可変器に直列接続されて第１利得可変器からの送信信号の利得を可変にしうるとともにその第１利得可変器の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうる利得対位相特性を有する第２利得可変器とを設ければ、極めて簡素な構成で、本携帯移動端末を実現することができる（請求項３）。
【００５２】
この場合も、これらの各利得可変器を全て周波数変換部の出力側に設けると、後段に位置する第２利得可変器が飽和してしまう可能性があるが、第１利得可変器を周波数変換部の入力側に設け、第２利得可変器を周波数変換部の出力側に設ければ（つまり、周波数変換部を第１利得可変器と第２利得可変器との間に設ければ）、このような現象を抑制することができる（請求項４）。
【００５３】
また、上記の制御部を、上記の各利得可変器に共通の制御信号により各利得可変器の利得を制御しうるように構成すれば、制御部の簡素化を図ることができるので、本携帯移動端末の小型化に大いに寄与する（請求項５）。一方、上記の制御部を、上記の各利得可変器に個別の制御信号により各利得可変器の利得を所定の順序で制御しうるように構成すれば、送信電力制御の際に各利得可変器の利得を全て同時に制御しなくて済むので、本携帯移動端末の信号対雑音比を向上させることができる（請求項６）。
【００５４】
次に、本発明の送信装置（請求項７）によれば、変調部による変調後の送信信号の利得を可変にしうるとともに全体の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうるようにそれぞれの利得対位相特性が設定された複数の利得可変器をそなえているので、制御部が各利得可変器の利得を制御することにより、送信電力を広範囲にわたって多段階に制御でき、しかも、特別な位相補償制御を行なうことなく、そのときの送信信号の位相変化を最小限に抑制することができる。
【００５５】
そして、この場合も、上記複数の利得可変器として、変調部からの送信信号の利得を可変にしうる第１利得可変器と、この第１利得可変器に直列接続されて第１利得可変器からの送信信号の利得を可変にしうるとともにその第１利得可変器の利得変化に対する送信信号の位相変化量を相殺しうる利得対位相特性を有する第２利得可変器とを設ければ、極めて簡素な構成で、本送信装置を実現することができる（請求項８）。
【００５６】
また、上記の制御部を、上記の各利得可変器に共通の制御信号により各利得可変器の利得を制御しうるように構成すれば、制御部の簡素化を図ることができるので、本送信装置の小型化に大いに寄与する（請求項９）。一方、上記の制御部を、上記の各利得可変器に個別の制御信号により各利得可変器の利得を所定の順序で制御しうるように構成すれば、送信電力制御の際に各利得可変器の利得を全て同時に制御しなくて済むので、本送信装置の信号対雑音比を向上させることができる（請求項１０）。
【００５７】
さらに、上記の変調部を、スペクトラム拡散方式を用いて送信信号を変調するように構成すれば、広範囲にわたる多段階の送信電力制御および低位相変化が特に要求されるＣＤＭＡシステムにも十分対応することのできる送信装置を実現できる（請求項１１）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての携帯移動端末の要部の構成を示すブロック図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ本実施形態における利得可変型増幅器の利得対位相特性例を表す図であり、（Ｃ）は（Ａ）及び（Ｂ）に示す利得対位相特性の合成特性を表す図である。
【図３】本実施形態の制御部に着目した構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態の制御部内のメモリに格納されるデータ（対応テーブル）を説明するための図である。
【図５】本実施形態の送信系の要部に着目した構成を示すブロック図である。
【図６】本実施形態の利得可変型増幅器の制御電圧値と利得の関係の一例を表す図である。
【図７】（Ａ）は本実施形態のレベルシフト回路の構成例を示すブロック図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すレベルシフト回路の入出力電圧特性例を表す図である。
【図８】図１に示す携帯移動端末（送信系）の他の構成を示すブロック図である。
【図９】図１に示す携帯移動端末（送信系）の変形例を示すブロック図である。
【図１０】図９に示す携帯移動端末（送信系）の他の構成を示すブロック図である。
【図１１】携帯移動端末（送信系）の要部の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 送信系（送信装置）
２ 受信系
３，１１，５２ 発振器
４ 変調部
５Ａ 利得可変型増幅器（第１利得可変器）
５Ｂ 利得可変型増幅器（第２利得可変器）
５Ｃ アップコンバータ（周波数変換部）
６ 電力増幅器（増幅部）
７ 方向性結合器
８ アンテナ共用器
９ 送受信アンテナ
１０，５１ ミキサ
１０Ａ ダウンコンバータ（周波数変換部）
１２ 直流電圧変換部（ＲＳＳＩ）
１３Ａ，１３Ｂ 制御部
１４ メモリ
１５，１５Ａ，１５Ｂ ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ
１６ 帰還制御系
１７ レベルシフト回路
１８ 送信電力検出部
１９ データ（対応テーブル）
５０Ａ，５０Ｂ 利得対位相特性
１７１ オペアンプ
１７２〜１７５ 抵抗
Ｃ１ コンデンサ
Claims (11)
- スペクトラム拡散方式を用いて送信信号を変調する変調部と、
該変調部による変調後の送信信号を所要の送信電力に増幅する増幅部と、
該変調部と該増幅部との間に介装されて該変調部による変調後の送信信号を高周波数信号に周波数変換する周波数変換部と、
該変調部と該増幅部との間において相互に直列接続されて該変調部による変調後の送信信号の利得を可変にしうるとともに、全体の利得変化に対する該送信信号の位相変化量を相殺しうるようにそれぞれの利得対位相特性が設定された複数の利得可変器と、
基地局からの送信電力制御信号に応じて該利得可変器の利得を制御する制御部とをそなえて構成されたことを特徴とする、携帯移動端末。 - 上記の各利得可変器のうちの一部の利得可変器が該周波数変換部の入力側に設けられるとともに、残りの利得可変器が該周波数変換部の出力側に設けられていることを特徴とする、請求項１記載の携帯移動端末。
- 該複数の利得可変器として、
該変調部からの送信信号の利得を可変にしうる第１利得可変器と、
該第１利得可変器に直列接続されて該第１利得可変器からの送信信号の利得を可変にしうるとともに、該第１利得可変器の利得変化に対する該送信信号の位相変化量を相殺しうる利得対位相特性を有する第２利得可変器とが設けられたことを特徴とする、請求項１記載の携帯移動端末。 - 該周波数変換部が、該第１利得可変器と該第２利得可変器との間に設けられていることを特徴とする、請求項３記載の携帯移動端末。
- 該制御部が、
上記の各利得可変器に共通の制御信号により各利得可変器の利得を制御しうるように構成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の携帯移動端末。 - 該制御部が、
上記の各利得可変器に個別の制御信号により各利得可変器の利得を所定の順序で制御しうるように構成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の携帯移動端末。 - 送信信号を変調する変調部と、
該変調部による変調後の送信信号を所要の送信電力に増幅する増幅部と、
該変調部と該増幅部との間において相互に直列接続されて該変調部による変調後の送信信号の利得を可変にしうるとともに、全体の利得変化に対する該送信信号の位相変化量を相殺しうるようにそれぞれの利得対位相特性が設定された複数の利得可変器と、
該利得可変器の利得を制御する制御部とをそなえて構成されたことを特徴とする、送信装置。 - 該複数の利得可変器として、
該変調部からの送信信号の利得を可変にしうる第１利得可変器と、
該第１利得可変器に直列接続されて該第１利得可変器からの送信信号の利得を可変にしうるとともに、該第１利得可変器の利得変化に対する該送信信号の位相変化量を相殺しうる利得対位相特性を有する第２利得可変器とが設けられたことを特徴とする、請求項７記載の送信装置。 - 該制御部が、
上記の各利得可変器に共通の制御信号により各利得可変器の利得を制御しうるように構成されていることを特徴とする、請求項７又は請求項８に記載の送信装置。 - 該制御部が、
上記の各利得可変器に個別の制御信号により各利得可変器の利得を所定の順序で制御しうるように構成されていることを特徴とする、請求項７又は請求項８に記載の送信装置。 - 該変調部が、スペクトラム拡散方式を用いて該送信信号を変調するように構成されていることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の送信装置。
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