專利名稱：低功耗和小電路規(guī)模的發(fā)射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于移動通信系統(tǒng)的基地站的發(fā)射裝置。
所描述的這類發(fā)射裝置是在移動通信系統(tǒng)的基地站中，用于因響應(yīng)于多個發(fā)射數(shù)據(jù)信號而發(fā)射一個發(fā)射信號。
通常類型的無線電發(fā)射裝置可以具有能夠同時發(fā)射多個射頻頻率和用多個功率放大電路并行放大的結(jié)構(gòu)。采用這種結(jié)構(gòu)，即使至少在其中的一個功率放大電路中出現(xiàn)故障，也不致降低發(fā)射功率。采用這樣的方式，就避免了服務(wù)區(qū)的縮小。例如，在尚未審查的日本專利公報(JP-A)No.37651/1994中就公開了這樣一種無線電發(fā)射裝置。
然而，如在后面將予描述的，該無線電發(fā)射裝置的缺陷在于其大的電路規(guī)模和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以及不可避免的裝置的大功耗。
因而本發(fā)明的一項目的是要提供一種用于移動通信系統(tǒng)的基地站的發(fā)射裝置，它能以低功耗運(yùn)行并具有小的電路規(guī)模。
本發(fā)明的其它目的在隨后的描述中也會明顯可見。
能夠適用本發(fā)明的一種發(fā)射裝置是供在移動通信系統(tǒng)的基地站中使用并有總共N個輸入端，用以分別接收多個發(fā)射數(shù)據(jù)信號，其中N表示大于一的一個整數(shù)。該裝置響應(yīng)于多個發(fā)射數(shù)據(jù)信號而發(fā)射一個發(fā)射信號。
按照本發(fā)明，該裝置包含有包括總共N個分別與輸入端相連的基帶信號產(chǎn)生部和一基帶信號組合部的一基帶處理電路；用于產(chǎn)生一載波信號的一載波振蕩電路；一調(diào)制電路；包括一分配電路、總共M個功率放大電路和一組合電路的一放大器，其中M表示另一大于一的整數(shù)；以及一控制部。每一基帶信號產(chǎn)生部產(chǎn)生一個由經(jīng)受對發(fā)射數(shù)據(jù)信號進(jìn)行預(yù)處理后所給出的處理信號作為基帶信號。基帶信號組合部與基帶信號產(chǎn)生部相連將基帶信號組合成一個組合信號。調(diào)制電路連接載波振蕩電路和基帶信號組合部，以響應(yīng)于組合信號而調(diào)制載波信號從而產(chǎn)生一調(diào)制信號。分配電路連接調(diào)制電路和功率放大電路，用以將調(diào)制信號分配成分布調(diào)制信號，并向功率放大電路分別傳送分布調(diào)制信號。每一功率放大電路放大分布調(diào)制信號，并產(chǎn)生一放大信號。當(dāng)在各個功率放大電路中出現(xiàn)故障時，各個功率放大電路產(chǎn)生一報警信號。組合電路與功率放大電路相連，用以組合放大信號，以產(chǎn)生一作為發(fā)射信號的組合信號。控制部連接功率放大電路和基帶信號產(chǎn)生部，用以對來自各個功率放大電路的報警信號作出響應(yīng)，控制基帶信號產(chǎn)生部提高組合信號的強(qiáng)度以補(bǔ)償因在各個功率放大電路中出現(xiàn)故障而降低的發(fā)射信號的功率。
能夠適用本發(fā)明的一種發(fā)射裝置是供在移動通信系統(tǒng)的基地站中用于發(fā)射一發(fā)射信號。
按照本發(fā)明，該裝置包含有第一至第Q基帶處理電路，其中的每一個包括總共N個基帶信號產(chǎn)生部和一個基帶信號組合部，其中Q代表一個大于一的整數(shù)而N則代表另一個大于一的整數(shù)；用于分別產(chǎn)生相互不同載波頻率的第一至第Q載波信號的第一至第Q載波振蕩電路；第一至第Q調(diào)制電路；一個調(diào)制信號組合電路；包括一個分配電路、總共M個功率放大電路和一個組合電路的一個放大器，其中M代表另外又一個大于一的整數(shù)；以及一個控制部。各個第一至第Q基帶處理電路的每一基帶信號產(chǎn)生部產(chǎn)生一個由經(jīng)受對發(fā)射數(shù)據(jù)信號進(jìn)行預(yù)定處理后所給出的處理信號作為基帶信號。各個第一至第Q基帶處理電路中的基帶信號組合部將各個第一至第Q基帶處理電路中的基帶信號產(chǎn)生部的基帶信號組合成一個組合基帶信號。第一至第Q調(diào)制電路響應(yīng)于第一至第Q基帶處理電路中的基帶信號組合部的組合基帶信號調(diào)制第一至第Q載波信號，分別產(chǎn)生第一至第Q調(diào)制信號。調(diào)制信號組合電路將第一至第Q調(diào)制信號組合成一個組合調(diào)制信號。放大器的分配電路將組合調(diào)制信號分配成分布調(diào)制信號，并分別向放大器中的第一至第M功率放大電路傳送分布調(diào)制信號。各個功率放大電路放大分布調(diào)制信號產(chǎn)生一個放大信號。當(dāng)在各個功率放大電路中出現(xiàn)故障時，各個功率放大電路產(chǎn)生一報警信號。放大器的組合電路將第一至第M功率放大電路的放大信號組合起來產(chǎn)生發(fā)射信號?？刂撇扛鶕?jù)來自各個功率放大電路的報警信號控制第一至第Q各個基帶處理電路中的基帶信號產(chǎn)生部提高第一至第Q各個基帶處理電路中組合基帶信號的強(qiáng)度以補(bǔ)償因在各個功率放大電路中出現(xiàn)故障而降低的發(fā)射信號的功率。


圖1為一常規(guī)無線電發(fā)射裝置的方框圖；圖2為本發(fā)明第一實施例發(fā)射裝置的方框圖；圖3為對圖2所繪示發(fā)射裝置中控制部的運(yùn)行進(jìn)行描述的流程圖；以及圖4為本發(fā)明第二實施例發(fā)射裝置的方框圖。
為了提供對本發(fā)明作更好地了解，將參照圖1對有關(guān)的一個常規(guī)無線電發(fā)射裝置進(jìn)行描述。該無線電發(fā)射裝置與在本說明書的前言中所述的常規(guī)無線電發(fā)射裝置相同并公開在前面所引用的尚未審查日本專利公報(JP-A)No。3751/1994中。
該無線電發(fā)射裝置包括101-1至101-3的多個調(diào)制器，其中的每一個被加給輸入信號，一個用于組合調(diào)制器輸出的組合器102，一個帶一根發(fā)射天線104的共用放大器103，和一個用于控制調(diào)制器101-1至101-3的調(diào)制以及控制共用放大器103的增益的控制電路105。
共用放大器103包括一個第一開關(guān)電路111、一個第一衰減器112、一個第二衰減器113、一個第二開關(guān)電路114、一個分配電路115、功率放大電路116-1至116-4、和一個組合電路117。控制電路105產(chǎn)生用于調(diào)制器101-1至101-3的調(diào)制器輸出開/關(guān)控制的控制信號以及用于共用放大器103中第一開關(guān)電路111和第二開關(guān)電路114開關(guān)控制的控制信號。在諸如在116-1至116-4的各個功率放大電路中出現(xiàn)故障的緊急情況下，控制電路105得到各個功率放大電路116-1至116-4來的報警信號后反饋輸入到共用放大器103中去。
在上述無線電發(fā)射裝置中，向調(diào)制器101-1至101-3分別輸入調(diào)制信號。載波頻率f1至f3在調(diào)制器101-1至101-3中經(jīng)輸入信號調(diào)制分別產(chǎn)生調(diào)制輸出。將調(diào)制輸出送至組合器102。組合器102產(chǎn)生一組合信號，將其至傳送至共用放大器103。共用放大器103產(chǎn)生一放大器輸出送往天線104。
具體地說，組合器102的輸出被傳送至第一開關(guān)電路111。第一開關(guān)電路111將輸出選擇性地傳送給第一衰減器112和第二衰減器113中被選出的一個。將第一衰減器112的輸出和第二衰減器113的輸出中的任一個輸往第二開關(guān)電路114。第二開關(guān)電路114將所選的一個輸出輸往分配電路115。分配電路115將輸出分配成四份分別向功率放大電路116-1至116-4傳送。在一正常的發(fā)射運(yùn)行中，來自組合器102的組合信號經(jīng)第一開電路111選擇并傳送至第一衰減器112。在此情況下，第一衰減器譬如以Y1分貝衰減組合信號。功率放大電路116-1至116-4產(chǎn)生放大的輸出輸往組合電路117。組合電路117產(chǎn)生一組合發(fā)射輸出并被傳送給發(fā)射天線104。如上所述，當(dāng)在各個功率放大電路116-1至116-4中出現(xiàn)故障時，各個功率放大電路116-1至116-4產(chǎn)生報警信號。報警信號用于通知在任一功率放大電路116-1至116-4中出現(xiàn)故障。
在上述的無線電發(fā)射裝置中，共用放大器每單一頻率產(chǎn)生P瓦的輸出，并當(dāng)使用K種頻率時傳送K×P瓦的發(fā)射功率。各個功率放大電路116-1至116-4當(dāng)其增益變成等于或低于一預(yù)定水平時就產(chǎn)生報警信號。在任一功率放大電路116-1至116-4中出現(xiàn)故障且其放大輸出被關(guān)閉的情況下，組合電路117產(chǎn)生X分貝的損耗，降低了組合發(fā)射功率。此時，控制電路105控制第一開關(guān)電路111和第二開關(guān)電路114使來自組合器102的組合信號經(jīng)過第二衰減器113。第二衰減器113的Y2分貝的衰減級別小于第一衰減器112的Y1分貝的衰減級別。其結(jié)果使輸入到分配器115的功率水平提高了(Y2-Y1)分貝。在選用保持X＝Y(jié)2-Y1所表示的關(guān)系的條件下，來自組合電路117的組合發(fā)射輸出保持不變，使得按規(guī)定的水平從發(fā)射天線傳送發(fā)射功率。
然而，在上述條件下，向各個功率放大電路116-1至116-4提供的分布輸入信號水平被提高了。這就可能造成功率放大電路116-1至116-4中相互調(diào)制的失真增加。因而，為了減少向共用放大器103提供的輸入頻率數(shù)，控制電路105控制調(diào)制器10-1至101-3中的任一調(diào)制器停止調(diào)制輸出。例如，控制電路105進(jìn)行控制，使得保持著由X＝10×1og(K/R)所表示的關(guān)系，其中R代表在功率放大電路116-1至116-4中任一電路出現(xiàn)故障后所用的射頻頻率數(shù)。
有各種各樣的已知技術(shù)涉及這樣一種包括有按并列運(yùn)行排列的放大部分與具有產(chǎn)生報警功能的通信系統(tǒng)。例如，尚未審查的日本專利公報(JP-A)No.169442/1981公開了一種外差轉(zhuǎn)發(fā)器的并行運(yùn)行電路。日本專利公報(JP-B)No.48702/1991公開了一種用于有并列運(yùn)行功率放大器的電視轉(zhuǎn)發(fā)廣播裝置的自動增益控制裝置。尚未審查的日本專利公報(JP-A)No.304429/1993公開了并行運(yùn)行的放大器及其故障檢測電路。
為了在功率放大電路中出現(xiàn)故障時保持天線的輸出不變，上述無線電發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)通過利用輸入載波調(diào)制信號的組合信號的多個開關(guān)電路和衰減電路使得載波調(diào)制信號的衰減水平可變。此外，當(dāng)載波調(diào)制信號的頻率在幾百兆周左右或是更高時，為了能使衰減水平可變，作為開關(guān)電路和衰減電路，必需分別使用同軸型的開關(guān)部件和衰減器。這就造成使裝置的整個規(guī)模加大并使結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點。
而且，即使當(dāng)所有的功率放大器都能正常工作時，也必需保持各調(diào)制器有高輸出功率，以防備功率放大電路出現(xiàn)故障。具體地說，即使處于正常狀態(tài)，調(diào)制器的輸出應(yīng)該增加(Y1分貝+經(jīng)第一開關(guān)電路的衰減+經(jīng)第二開關(guān)電路的衰減〕分貝。這就帶來了有關(guān)調(diào)制器功耗的相應(yīng)增加。結(jié)果是，裝置的功耗不可避免地變大。
本發(fā)明提供一種用于移動通信系統(tǒng)的基地站中的發(fā)射裝置，它能以低功耗工作并有小的電路規(guī)模。
轉(zhuǎn)至圖2，將對本發(fā)明第一實施例的一個發(fā)射裝置進(jìn)行描述。該發(fā)射裝置供在一個包含與基地站(BS)通信的移動站(未示出)在內(nèi)的移動通信系統(tǒng)中的基地站(BS)中使用的。發(fā)射裝置有第一至第N輸入端106-1至106-N，用于分別接收各發(fā)射數(shù)據(jù)信號，其中N代表大于一的一個整數(shù)。發(fā)射裝置通過發(fā)射天線10響應(yīng)于發(fā)射數(shù)據(jù)信號向移動站發(fā)射一個發(fā)射信號。
發(fā)射裝置包括一個基帶處理電路1，和一個基帶信號組合部3，其中的基帶處理電路1具有與輸入端106-1至106-N分別相連的一第一至第N基帶信號產(chǎn)生部2-1至2-N。發(fā)射裝置還包括用于產(chǎn)生具有射頻通道頻率、例如800兆赫的載波信號的一個載波振蕩電路5，一個調(diào)制電路4，一個放大器6，和一個控制部11。放大器6包括一個分配電路7，第一至第M功率放大電路8-1至8-M，以及一個組合電路9，其中M代表另一個大于一的整數(shù)。
每個基帶信號產(chǎn)生部2(略去尾標(biāo))產(chǎn)生一個經(jīng)受對發(fā)射數(shù)據(jù)信號進(jìn)行預(yù)定處理后所給出的處理信號作為基帶信號。預(yù)定處理一般就是一次編碼處理。所謂編碼處理就是，每一基帶信號產(chǎn)生部2產(chǎn)生一個經(jīng)對發(fā)射數(shù)據(jù)信號編碼后給出的編碼信號作為基帶信號。編碼處理還包括補(bǔ)充交插的誤差修正碼、按通信要求補(bǔ)充的圖形、以及適合于調(diào)制電路4的調(diào)制系統(tǒng)的信號處理。另一種方法是，預(yù)定的處理是一次擴(kuò)展譜處理。在此情況下，每一基帶信號產(chǎn)生部2產(chǎn)生一個經(jīng)受對發(fā)射數(shù)據(jù)信號進(jìn)行作為預(yù)定處理的擴(kuò)展譜處理所給出的處理信號作為基帶信號。也就是，基帶信號產(chǎn)生部2在擴(kuò)展碼的基礎(chǔ)上、分別、互有差別地對發(fā)射數(shù)據(jù)信號進(jìn)行擴(kuò)展譜處理。
與基帶信號產(chǎn)生部2相連，基帶信號組合部3將基帶信號組合成組合基帶信號。
調(diào)制電路4與載波振蕩電路5和基帶信號組合部3相連，并且響應(yīng)于組合基帶信號對載波信號進(jìn)行調(diào)制以產(chǎn)生調(diào)制信號。
分配電路7與調(diào)制電路4和功率放大電路8(略去尾標(biāo))相連，并且將調(diào)制信號分配成分布調(diào)制信號，將分布調(diào)制信號分別向功率放大電路8傳送。
各個功率放大電路8放大分布調(diào)制信號以產(chǎn)生一放大信號。當(dāng)在各個功率放大電路8中出現(xiàn)故障時，各個功率放大電路8還產(chǎn)生一報警信號。當(dāng)向各個功率放大電路8提供的分布調(diào)制信號功率與另一由其提供的放大信號功率作出比較后的結(jié)果，如果其增益等于或低于一預(yù)定值時，則各個功率放大電路8測出故障產(chǎn)生報警信號。例如，因測出增益下降而產(chǎn)生報警信號的增益預(yù)定值被選定為等于或低于各個功率放大電路8處于正常狀態(tài)的增益的50％。
與功率放大電路8相連，組合電路9組合放大信號以產(chǎn)生發(fā)射信號。
控制部11與功率放大電路8和基帶信號產(chǎn)生部2相連?？刂撇?1響應(yīng)于來自各個功率放大電路8的報警信號控制基帶信號產(chǎn)生部2提高組合基帶信號的強(qiáng)度(或幅度)，以補(bǔ)償因在各功率放大電路8中出現(xiàn)故障而降低的發(fā)射信號功率。為此目的，控制部11向各基帶信號產(chǎn)生部2傳送一控制信號，用以控制基帶信號的幅度。
控制部11包括一個下降功率計算部件11a和一個控制部件11b。下降功率計算部件11a與功率放大電路8相連，并響應(yīng)于來自各功率放大電路8的報警信號，計算因在各功率放大電路8中出現(xiàn)故障而造成的發(fā)射信號功率的下降。控制部件11b與下降功率計算部件11a及基帶信號產(chǎn)生部2相連，并控制基帶信號產(chǎn)生部2提高組合基帶信號的強(qiáng)度以補(bǔ)償下降的功率。
下降功率計算部件11a包括進(jìn)行圖3中步驟S1和S2(以后描述)的一個檢測部分。檢測部分(S1和S2)與功率放大電路8相連，并響應(yīng)于來自各功率放大電路8的報警信號，檢測功率放大電路8中出現(xiàn)故障的差錯功率放大電路的數(shù)目m。
下降功率計算部件11a還包括進(jìn)行圖3中步驟S3(以后描述)的一個計算部分。計算部分(S3)與檢測部分(S1和S2)相連，并響應(yīng)于差錯功率放大電路數(shù)M計算下降的功率。
控制部件11b包括一個進(jìn)行圖3中步驟S4(以后描述)的計算部分。計算部分(S4)與下降功率計算部件11a相連，并根據(jù)用10×log(n×p)＝10×log(N×p)-L表示下降功率的關(guān)系式計算在N個基帶產(chǎn)生部2中應(yīng)該關(guān)斷的基帶產(chǎn)生部的數(shù)目n，其中下降的功率用L(分貝)表示，而當(dāng)各功率放大電路8均正常運(yùn)行未出現(xiàn)故障時，各功率放大電路產(chǎn)生放大信號P瓦。
控制部件11b還包括進(jìn)行圖3中步驟S5(以后描述)的一個關(guān)斷部分。關(guān)斷部分(S5)與計算部分(S4)相連，并且將N個基帶信號產(chǎn)生部2中的n個基帶產(chǎn)生部關(guān)斷。
控制部件11b另外還包括進(jìn)行圖3中步驟S6(以后描述)的一個提高部分。提高部分(S6)與關(guān)斷部分(S5)相連，并提高其余(N-n)個基帶信號產(chǎn)生部的輸出強(qiáng)度，使組合基帶信號強(qiáng)度提高L分貝。
為此，為了將調(diào)制電路的調(diào)制信號的增量抑制在一個范圍以內(nèi)，控制部11限制有效工作的基帶信號產(chǎn)生部11的數(shù)目，使得正常工作未出現(xiàn)故障的功率放大電路間的相互調(diào)制失真不致惡化。
各基帶信號產(chǎn)生部2具有根據(jù)由控制部11提供的控制信號改變基帶信號幅度和關(guān)斷基帶信號產(chǎn)生的功能。這種為各發(fā)射數(shù)據(jù)信號改變基帶信號幅度的功能使得有可能改變向放大器6提供的各發(fā)射數(shù)據(jù)信號的輸入功率。
當(dāng)處于正常狀態(tài)的放大器6的增益恒定時，由發(fā)射天線10傳送的各發(fā)射數(shù)據(jù)信號的輸出功率能被改變。例如，當(dāng)基帶信號產(chǎn)生部2-1的輸出在功率級別方面提高達(dá)兩倍時，向放大器6提供的輸入增加3分貝。其結(jié)果是，在發(fā)射天線10的輸出處，經(jīng)基帶信號產(chǎn)生部2-1的輸出調(diào)制后的輸出功率將增加3分貝。
基帶信號產(chǎn)生部2是由DSP(數(shù)字信號數(shù)處理器)或ASIC(專用集成電路)之類的數(shù)字信號處理實現(xiàn)的。另一方面，基帶信號組合部3也是由DSP或ASIC之類的數(shù)字信號處理實現(xiàn)的。當(dāng)調(diào)制電路4采用直角調(diào)制作為調(diào)制系統(tǒng)時，基帶信號組合部3向調(diào)制電路4傳送具有I分量和Q分量的組合基帶信號。
放大器6為每一發(fā)射數(shù)據(jù)信號輸出P瓦，當(dāng)使用總數(shù)為N的發(fā)射數(shù)據(jù)信號時，共輸出P×N瓦。放大器6以優(yōu)越的線性度將輸出的失真抑制到預(yù)定的水平或是更低，并有低功耗。具體地說，放大器具有使M個功率放大電路并列運(yùn)行的結(jié)構(gòu)，并具有使通過各電路的調(diào)制信號的相位特性與一預(yù)定范圍內(nèi)的一特定值一致的功能。具有上述功能的功率放大電路8，分配電路7，以及組合電路9，就有可能產(chǎn)生具有低損耗的發(fā)射信號，使能實現(xiàn)低功耗。分配電路7或者組合電路9能夠通過譬如一個威爾金森(Wilkinson)分配電路或是一個威爾金森組合電路得到實現(xiàn)。
在用于移動通信系統(tǒng)的發(fā)射裝置中，假設(shè)為，妝功率放大電路8正常工作時，為了保持每一發(fā)射數(shù)據(jù)信號P瓦的發(fā)射功率，各基帶信號產(chǎn)生部2有輸出功率P瓦，放大器6有一增益G(分貝)，而調(diào)制電路4有一增益g(分貝)。此中保持了由G＝10×log(P/P)-g所表示的關(guān)系。
轉(zhuǎn)到圖3，將對圖2的控制部11的運(yùn)行進(jìn)行描述。首先，控制部11判斷功率放大電路8-1至8-M是否正常(步驟S1)。若結(jié)果表明它們正常，則運(yùn)行轉(zhuǎn)至判斷步驟(步驟S1)的上流，繼續(xù)監(jiān)視功率放大電路8-1至8-M。
另一方面，除去它們是正常之外，則表示在任一功率放大電路8-1至8-M中出現(xiàn)了差錯。然后，測出功率放大電路8-1至8-M中差錯電路的數(shù)目M(步驟S2)。此后，計算放大器6中增益衰減度L分貝，此衰減度由差錯功率放大電路數(shù)m唯一確定(步驟S3)。
隨后，控制部11計算作為由放大器6的增益衰減度L分貝唯一確定的、應(yīng)予關(guān)斷輸出的基帶信號產(chǎn)生部的數(shù)目n(步驟S4)。然后，關(guān)斷n個基帶信號產(chǎn)生部的輸出(步驟S5)。
應(yīng)予關(guān)斷輸出的基帶信號產(chǎn)生部的數(shù)目n能夠利用由10×log(n×p)＝10×lgo(N×P)-L所表示的關(guān)系計算出來。在關(guān)斷n個基帶信號產(chǎn)生部的輸出的控制運(yùn)行中(步驟S5)，未被提供任何發(fā)射數(shù)據(jù)信號的特定的一個基帶信號產(chǎn)生部優(yōu)先關(guān)斷。設(shè)想未向其提供任何發(fā)射數(shù)據(jù)信號的基帶信號產(chǎn)生部的數(shù)目小于n。在此場合，控制操作是按照從已結(jié)束發(fā)射數(shù)據(jù)信號輸入的那些基帶信號產(chǎn)生部起陸續(xù)關(guān)斷其輸出的方式進(jìn)行的。上述的控制操作用來防止發(fā)射數(shù)據(jù)信號在使用中被強(qiáng)制中斷。
在關(guān)斷n個基帶信號產(chǎn)生部的輸出步驟(步驟S5)之后，除去在前面步驟被關(guān)斷的基帶信號產(chǎn)生部之外，總數(shù)為(N-n)的其余基帶信號產(chǎn)生部的輸出被提高L分貝(步驟S6)。通過這種操作，使得由(N-n)個基帶信號產(chǎn)生部產(chǎn)生的輸出信號的發(fā)射功率保持在P瓦不變，它是在m個功率放大電路中出現(xiàn)故障之前由發(fā)射天線10傳送的輸出功率。
如上所述，在圖1繪示的移動通信系統(tǒng)所用的發(fā)射裝置中，通過提高L分貝的基帶信號產(chǎn)生部的輸出，就有可能補(bǔ)償當(dāng)m個功率放大電路失效時因放大器6的增益衰減而造成的L分貝發(fā)射功率的下降。
當(dāng)四個功率放大電路8-1至8-4在上述用于移動通信系統(tǒng)的發(fā)射裝置中處于正常狀態(tài)時，十六個基帶信號產(chǎn)生部2-1至2-16各有0.1瓦的輸出功率，放大器6有10分貝的增益，而調(diào)制電路4則有0分貝的增益，這樣保持住每一發(fā)射數(shù)據(jù)信號有發(fā)射功率1瓦。在這種場合，控制部11判斷功率放大電路8-1至8-4是否正常，在功率放大電路8-1至8-4中的任一個出現(xiàn)差錯的情況下，測出功率放大電路8-1至8-4的差錯電路數(shù)。
這里假設(shè)功率放大電路8-1失效。然后，計算出由單個功率放大器電路中的故障造成的L分貝的放大器6的增益衰減(這里，L分貝＝3分貝〕?？刂撇?1計算出作為由放大器6的L分貝增益衰減唯一確定的應(yīng)關(guān)斷其輸出的基帶信號產(chǎn)生部數(shù)目n。然后關(guān)斷這些基帶信號產(chǎn)生部的輸出。這樣，由于單個功率放大電路8-1中的故障引起放大器6中3分貝增益衰減。而在另一方面，基帶信號產(chǎn)生部2-1至2-16的數(shù)目等于十六。在此場合，在n個基帶信號產(chǎn)生部中，應(yīng)關(guān)斷其輸出的是八個。
在關(guān)斷八個基帶信號產(chǎn)生部的輸出的控制操作中，特別要優(yōu)先關(guān)斷那些未獲提供任何發(fā)射數(shù)據(jù)信號的基帶信號產(chǎn)生部。設(shè)想未向其提供任何發(fā)射數(shù)據(jù)信號的基帶信號產(chǎn)生部的數(shù)目小于八。在這種場合，控制操作是按照從已經(jīng)結(jié)束發(fā)射數(shù)據(jù)信號輸入的那些基帶信號產(chǎn)生部起陸續(xù)關(guān)斷其輸出的方式進(jìn)行的。上述操作連續(xù)地進(jìn)行直至被關(guān)斷基帶信號輸出的基帶信號產(chǎn)生部的數(shù)目被數(shù)至八為止。
在關(guān)斷八個基帶信號產(chǎn)生部的輸出之后，控制部11使已關(guān)斷的基帶信號產(chǎn)生部以外的(N-n)個基帶信號產(chǎn)生部的輸出提高L分貝。這里，有八個(16-8)基帶信號產(chǎn)生部是可運(yùn)行的。這八個基帶信號產(chǎn)生部的輸出被提高3分貝，相應(yīng)于0.2瓦。
經(jīng)過這樣的操作，由八個基帶信號產(chǎn)生部產(chǎn)生的輸出信號發(fā)射功率保持在1瓦不變，它是在單個功率放大器電路8A中出現(xiàn)故障以前由發(fā)射天線10傳送的輸出功率。這就意味著提高3分貝的基帶信號產(chǎn)生部輸出能夠補(bǔ)償當(dāng)單個功率放大器電路8A失效時由放大器6中增益衰減所引起的3分貝發(fā)射功率的下降。
轉(zhuǎn)至圖4，將對本發(fā)明第二實施例的一件發(fā)射裝置進(jìn)行說明。該發(fā)射裝置與圖2中繪示的發(fā)射裝置類似，也是在移動通信系統(tǒng)的基地站(BS)中用于通過發(fā)射天線10向移動站(未示出)進(jìn)行發(fā)射信號的發(fā)射。
該發(fā)射裝置包括第一至第Q基帶處理電路1-1至1-Q，其中Q代表大于-的一個整數(shù)。每個第一至第Q基帶處理電路1-1至1-Q與圖2中繪示的發(fā)射裝置的基帶處理電路1在結(jié)構(gòu)上相似。也就是說，每個第一至第Q基帶處理電路1-1至1-Q包括基帶信號產(chǎn)生部2-1至2-N(圖2)和一個基帶信號組合部3(圖2)，其中N代表另一大于-的整數(shù)。
該發(fā)射裝置還包括第一至第Q載波振蕩電路5-1至5-Q，它們分別產(chǎn)生各不相同的載波頻率f1和fQ的和第一至第Q載波信號。發(fā)射裝置另外還包括第一至第Q調(diào)制電路4-1至4-Q、一個調(diào)制信號組合電路13、一個放大器6、以及一個控制部11′。
放大器6與圖2中繪示的發(fā)射裝置的放大器6在結(jié)構(gòu)上相似。也就是說，放大器6包括一個分配電路7(圖2)、第一至第M功率放大電路8-1至8-M(圖2)、以及一個組合電路9，其中M代表另外又一個大于一的整數(shù)。
每個第一至第Q基帶處理電路1-1至1-Q的每個基帶信號產(chǎn)生部2-1至2-N，如在上述圖2中所述的那樣，產(chǎn)生一個經(jīng)對發(fā)射數(shù)據(jù)信號的預(yù)定處理后所給出的處理信號作為基帶信號。預(yù)定處理一般是按上述方式為發(fā)射數(shù)據(jù)信號編碼產(chǎn)生作為基帶信號的編碼信號的一次編碼處理。
每個第一至第Q基帶處理電路1-1至1-Q的基帶信號組合部3將每個第一至第Q基帶處理電路1-1至1-Q的基帶信號產(chǎn)生部2-1至2-N的基帶信號組合成一個組合基帶信號。
第一至第Q調(diào)制電路4-1至4-Q響應(yīng)于第一至第Q基帶處理電路1-1至1-Q的基帶信號組合部3的組合基帶信號調(diào)制第一至第Q載波信號，以分別產(chǎn)生第一至第Q調(diào)制信號。
調(diào)制信號組合電路13將第一至第Q調(diào)制信號組合成一個組合調(diào)制信號。
放大器6的分配電路7將組合調(diào)制信號分配成分布調(diào)制信號，向放大器6的第一至第M功率放大電路8-1至8-M分別傳送分布調(diào)制信號。
各個功率放大電路8-1至8-M放大分布調(diào)制信號以產(chǎn)生放大信號。當(dāng)在各個功率放大電路8-1至8-M中出現(xiàn)故障時，各個功率放大電路8-1至8-M按照前述方式產(chǎn)生一報警信號。
放大器6的組合電路9將第一至第M功率放大電路8-1至8-M的放大的信號組合產(chǎn)生發(fā)射信號。
控制部11′響應(yīng)于來自各個功率放大電路8-1至8-M的報警信號控制各個第一至第Q基帶處理電路1-1至1-Q的基帶信號產(chǎn)生部2-1至2-N，以提高各個第一至第Q基帶處理電路1-1至1-Q的組合基帶信號強(qiáng)度以便補(bǔ)償因在各個功率放大電路8-1至8-M中出現(xiàn)故障而引起的發(fā)射信號的功率下降。
控制部11′包括一個下降功率計算部件11a和一個控制部件11b′。下降功率計算部件11a與功率放大電路8-1至8-M相連，并響應(yīng)于來自各個功率放大電路8-1至8-M的報警信號，計算出由于在各個功率放大電路8-1至8-M中出現(xiàn)故障而下降的發(fā)射信號功率?？刂撇考?1b′與下降功率計算部件11a和各個第一至第Q基帶處理電路1-1至1-Q的基帶信號產(chǎn)生部2-1至2-N相連，并控制各個第一至第Q基帶處理電路1-1至1-Q的基帶信號產(chǎn)生部2-1至2N，以提高各個第一至第Q基帶處理電路1-1至1-Q的組合的基帶信號強(qiáng)度，用以補(bǔ)償下降的功率。
下降功率計算部件11a包括進(jìn)行前述圖3步驟S2的一個檢測部分。為此目的，檢測部分(S1和S2)與功率放大電路8-1至8-M相連，并響應(yīng)于來自各個功率放大電路8-1至8-M的報警信號測出在功率放大電路8-1至8-M當(dāng)中出現(xiàn)故障的差錯功率放大電路的數(shù)目m。
下降功率計算部件11a還包括進(jìn)行圖3的步驟S3的一個計算部分。為此目的，計算部分(S3)與檢測部分(S1和S2)相連，并響應(yīng)于差錯功率放大電路的數(shù)目m計算下降功率。
控制部件11b′包括進(jìn)行圖3的步驟S4的一個計算部分，為此目的，計算部分(S4)與下降功率計算部分11a相連，并根據(jù)利用10×log(n×P)＝10×log(N×P)-L的表示關(guān)系得到的下降功率計算在各個第一至第Q基帶處理電路1-1至1-Q的N個基帶信號產(chǎn)生部2-1至2-N當(dāng)中應(yīng)該關(guān)斷的基帶信號產(chǎn)生部數(shù)目n，其中下降功率用L分貝表示，而其中當(dāng)各個功率放大電路8-1至8-M正常工作未出現(xiàn)故障時各個功率放大電路8-1至8-M產(chǎn)生P瓦的放大信號。
控制部件11b′還包括進(jìn)行圖3的步驟S5的一個關(guān)斷部分。為此目的，關(guān)斷部分(S5)與計算部分(S4)相連，并關(guān)斷各個第一至第Q基帶處理電路1-1至1-Q的N個基帶信號產(chǎn)生部2-1至2-N當(dāng)中的n個基帶信號產(chǎn)生部。
控制部件11b′另外還包括進(jìn)行圖3步驟S6的一個提高部分。為此目的，提高部分(S6)與關(guān)斷部分(S5)相連，并提高各個第一至第Q基帶處理電路1-1至1-Q中其余各個(N-n)個基帶信號產(chǎn)生部的輸出強(qiáng)度，使各個第一至第Q基帶處理電路1-1至1-Q的組合基帶信號強(qiáng)度提高L分貝。
在此狀況下，為了將調(diào)制信號組合電路13的組合調(diào)制信號的增長抑制在一定的范圍以內(nèi)，控制部件11b′限制基帶信號產(chǎn)生部2-1至2-N中有效工作的數(shù)目，以便使得功率放大電路間的互調(diào)失真正常運(yùn)行不致惡化出現(xiàn)故障。
在圖4的發(fā)射裝置中，載波振蕩電路5-1至5-Q具有不同載波頻率f1至fQ的振蕩功能。這樣，就用多種頻率作為通道頻率。
在本發(fā)明的上述發(fā)射裝置中，放大器包含有并行放大的多個功率放大電路。受控制部的控制，操縱基帶處理電路，使得即使在至少有一個功率放大電路中出現(xiàn)故障，發(fā)射信號的發(fā)射功率也不致下降。這樣，就避免了服務(wù)區(qū)的縮小。
更具體地說，在至少有一個功率放大電路出現(xiàn)故障的情況下，放大器的增益下降。增益下降意味著發(fā)射功率下降，它導(dǎo)致服務(wù)區(qū)的縮小。為了避免以上的情況，控制部控制基帶處理電路，增加向放大器提供的輸入功率。具體地說，由于向放大器提供的輸入功率正比于基帶處理電路的基帶信號產(chǎn)生部的輸出功率，因而有可能通過提高基帶信號產(chǎn)生部的輸出功率避免服務(wù)區(qū)的縮小。
然而，增加輸入功率可能使功率放大電路的互調(diào)失真特性惡化。這就造成通信質(zhì)量變壞。按照上述觀點，為了防止互調(diào)失真的增加和避免服務(wù)區(qū)的縮小，控制部可控制地限制基帶處理電路中有效工作的基帶信號產(chǎn)生部的數(shù)目。在此狀況下，將向功率放大電路提供的調(diào)制信號功率總量保持在一個不高于預(yù)定強(qiáng)度的水平。這樣，通過限制基帶信號產(chǎn)生部的數(shù)目，提高了每一個基帶信號產(chǎn)生部的輸出功率，并使向功率放大器增加提供的輸入減小。其結(jié)果是，使功率放大電路的互調(diào)失真特性避免了惡化。
如上所述，在本發(fā)明的發(fā)射裝置中，在至少有一個功率放大電路出現(xiàn)故障時，由控制部控制的基帶處理電路向包括多個并行放大排列功率放大電路的放大器可操縱地增加提供輸入功率。采用這樣的結(jié)構(gòu)，即使在至少有一個功率放大電路中出現(xiàn)故障時，發(fā)射信號的發(fā)射功率也不致降低。這樣，就避免了服務(wù)區(qū)的縮小。它能夠以小規(guī)模的電路結(jié)構(gòu)和低功耗運(yùn)行。此外，本發(fā)明不僅適用于采用擴(kuò)展譜通信系統(tǒng)的發(fā)射裝置，在此系統(tǒng)中通過使用單一的頻率發(fā)射多個發(fā)射數(shù)據(jù)信號；而且還適用于同時發(fā)射多種頻率的射頻發(fā)射裝置。
權(quán)利要求
1.一種用于移動通信系統(tǒng)的基地站中的發(fā)射裝置，它有用以分別接收發(fā)射數(shù)據(jù)信號的總數(shù)為N個的輸入端，其中N代表大于一的一個整數(shù)，所述裝置按照發(fā)射數(shù)據(jù)信號進(jìn)行發(fā)射信號的發(fā)射，其特征在于，它包括一個基帶處理電路，該電路包含總數(shù)為N的與所述輸入端分別相連的基帶信號產(chǎn)生部，以及一個基帶信號組合部；一個用以產(chǎn)生載波信號的載波振蕩電路；一個調(diào)制電路；一個放大器，該放大器包含有一個分配電路、總數(shù)為M個的功率放大電路、以及一個組合電路，其中M代表大于一的另一個整數(shù)；以及一個控制部；所述基帶信號產(chǎn)生部產(chǎn)生一個對所述發(fā)射數(shù)據(jù)信號經(jīng)受一次預(yù)定處理后所給出的處理信號作為基帶信號；所述基帶信號組合部與所述基帶信號產(chǎn)生部相連，用以將基帶信號組合成一個組合基帶信號；所述調(diào)制電路連接所述載波振蕩電路和所述基帶信號組合部，用以響應(yīng)于所述的組合基帶信號調(diào)制所述的載波信號，以便產(chǎn)生一調(diào)制信號；所述分配電路連接所述調(diào)制電路和所述功率放大電路，用以將所述調(diào)制信號分配成分布調(diào)制信號，以便將所述分布調(diào)制信號分別向所述功率放大電路傳送；每個所述功率放大電路放大所述分布調(diào)制信號，以產(chǎn)生一放大的信號，當(dāng)在每個所述功率放大電路中出現(xiàn)故障時，每個所述功率放大電路產(chǎn)生一報警信號；所述組合電路與所述功率放大電路相連，用以組合放大信號，以便產(chǎn)生所述的發(fā)射信號；所述控制部連接所述功率放大電路和所述基帶信號產(chǎn)生部，用以響應(yīng)于來自每個所述功率放大電路的報警信號控制所述基帶信號產(chǎn)生部，以提高所述組合的基帶信號強(qiáng)度，以便使其補(bǔ)償因在每個所述功率放大電路中出現(xiàn)所述故障而造成的所述發(fā)射信號的功率下降。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種發(fā)射裝置，其特征在于，所述控制部包括與所述功率放大電路相連的下降功率計算裝置，用以響應(yīng)于來自各個所述功率放大電路的報警信號，計算因在各個所述功率放大電路中出現(xiàn)所述故障而造成的所述發(fā)射信號的功率下降作為下降功率；以及連接所述下降功率計算裝置和所述基帶信號產(chǎn)生部的控制裝置，用以控制所述基帶信號產(chǎn)生部以提高所述組合基帶信號強(qiáng)度，以便使其補(bǔ)償所述下降的功率。
3.按照權(quán)利要求2所述的一種發(fā)射裝置，其特征在于，所述下降功率計算裝置包括與所述功率放大電路相連的檢測裝置，用以響應(yīng)于來自各個所述功率放大電路的報警信號測出在所述功率放大電路中出現(xiàn)所述故障的差錯功率放大電路的數(shù)目m；以及與所述檢測裝置相連的計算裝置，用以根據(jù)所述差錯功率放大電路的數(shù)目m計算所述下降的功率。
4.按照權(quán)利要求2所述的一種發(fā)射裝置，其特征在于，所述控制裝置包括與所述下降功率計算裝置相連的計算裝置，用以根據(jù)使用由10×log(n×p)＝10×log(N×p)-L所表示的關(guān)系得到的所述下降功率，計算出在N個基帶信號產(chǎn)生部中應(yīng)該關(guān)斷的基帶信號產(chǎn)生部的數(shù)目，其中所述下降功率用L分貝表示，而其中當(dāng)各個所述功率放大電路正常運(yùn)行未出現(xiàn)所述故障時，每個所述功率放大電路產(chǎn)生P瓦放大的信號；與所述計算裝置相連的關(guān)斷裝置，用以在所述N個基帶信號產(chǎn)生部中關(guān)斷n個基帶信號產(chǎn)生部；以及與所述關(guān)斷裝置相連的提高裝置，用以提高其余(N-n)個基帶信號產(chǎn)生部的各個輸出強(qiáng)度，以便使所述的組合基帶信號強(qiáng)度提高L分貝。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種發(fā)射裝置，其特征在于，所述各個所述基帶信號產(chǎn)生部產(chǎn)生一個對所述發(fā)射數(shù)據(jù)信號經(jīng)受作為所述預(yù)定處理的一次編碼處理后給出的所述處理信號作為所述基帶信號。
6.按照權(quán)利要求1所述的一種發(fā)射裝置，其特征在于，各個所述基帶信號產(chǎn)生部產(chǎn)生一個對所述發(fā)射數(shù)據(jù)信號經(jīng)受作為所述預(yù)定處理的一次擴(kuò)展譜處理后所給出的所述處理信號作為所述的基帶信號。
7.一種用于移動通信系統(tǒng)的基地站中進(jìn)行發(fā)射信號的發(fā)射的發(fā)射裝置，其特征在于，它包括第一至第Q基帶處理電路，其中的每個電路包括總數(shù)為N個基帶信號產(chǎn)生部，以及一個基帶信號組合部，其中的Q代表大于一的一個整數(shù)，而其中的N則代表大于一的另一個整數(shù)；第一至第Q載波振蕩電路，用以分別產(chǎn)生各不相同載波頻率的第一至第Q載波信號；第一至第Q調(diào)制電路；一個調(diào)制信號組合電路；一個放大器，該放大器包括一個分配電路、總數(shù)為M個的功率放大電路、以及一個組合電路，其中的M代表大于一的另外又一個整數(shù)；以及一個控制部；各個所述第一至所述第Q基帶處理電路的各個所述基帶信號產(chǎn)生部產(chǎn)生一個對一發(fā)射數(shù)據(jù)信號經(jīng)受一次預(yù)定處理后所給出的處理信號作為基帶信號；各個所述第一至所述第Q基帶處理電路的所述基帶信號組合部將各個所述第一至所述第Q基帶處理電路的基帶信號產(chǎn)生部的基帶信號組合成一個組合基帶信號；所述第一至所述第Q調(diào)制電路響應(yīng)于所述第一至所述第Q基帶處理電路的基帶信號組合部的組合基帶信號將所述第一至所述第Q載波信號分別調(diào)制產(chǎn)生第一至第Q調(diào)制信號；所述調(diào)制信號組合電路將所述第一至所述第Q調(diào)制信號組合成組合調(diào)制信號；所述放大器的分配電路將所述組合調(diào)制信號分配成分布調(diào)制信號，并向所述放大器的第一至第M功率放大電路分別傳送所述分布調(diào)制信號；各個所述功率放大電路放大所述分布調(diào)制信號產(chǎn)生一放大信號，當(dāng)各個所述功率放大電路中出現(xiàn)故障時，各個所述功率放大電路產(chǎn)生一報警信號。所述放大器的組合電路將所述第一至所述第M功率放大電路的放大信號組合產(chǎn)生所述發(fā)射信號；所述控制部根據(jù)來自各個所述功率放大電路的報警信號控制各個所述第一至所述第Q基帶處理電路的基帶信號產(chǎn)生部提高各個所述第一至所述第Q基帶處理電路的所述組合基帶信號強(qiáng)度，以補(bǔ)償因在各個所述功率放大電路中出現(xiàn)所述故障而造成的所述發(fā)射信號的功率下降。
8.按照權(quán)利要求7所述的一種發(fā)射裝置，其特征在于，所述控制部包括與所述功率放大電路相連的下降功率計算裝置，用以響應(yīng)于來自各個所述功率放大電路的報警信號計算因在各個所述功率放大電路中出現(xiàn)所述故障而造成的所述發(fā)射信號的功率下降作為下降功率；以及與所述下降功率計算裝置和各個所述第一至所述第Q基帶處理電路的基帶信號產(chǎn)生部相連的控制裝置，用以控制各個所述第一至所述第Q基帶處理電路的基帶信號產(chǎn)生部，提高各個所述第一至第所述第Q基帶處理電路的所述組合基帶信號強(qiáng)度，以便補(bǔ)償所述下降的功率。
9.按照權(quán)利要求8所述的一種發(fā)射裝置，其特征在于，所述下降功率計算裝置包括與所述功率放大電路相連的檢測裝置，用以響應(yīng)于來自各個所述功率放大電路的報警信號測出在所述功率放大電路中出現(xiàn)所述故障的差錯功率放大電路的數(shù)目m；以及與所述檢測裝置相連的計算裝置，用以根據(jù)所述差錯功率放大電路的數(shù)目m計算所述下降的功率。
10.按照權(quán)利要求8所述的一種發(fā)射裝置，其特征在于，所述控制裝置包括與所述下降功率計算裝置相連的計算裝置，用以根據(jù)使用10×log(n×p)＝10×log(N×p)-L所表示的關(guān)系得到的所述下降功率，計算出在各個所述第一至所述第Q基帶處理電路的N個基帶信號產(chǎn)生部中應(yīng)予關(guān)斷的基帶信號產(chǎn)生部的數(shù)目n，其中所述下降功率用L分貝表示，而其中當(dāng)各個所述功率放大電路正常工作未出現(xiàn)所述故障時，各個所述功率放大電路產(chǎn)生P瓦放大的信號；與所述計算裝置相連的關(guān)斷裝置，用以在各個所述第一至第Q基帶處理電路的N個基帶信號產(chǎn)生部中關(guān)斷n個基帶信號產(chǎn)生部；以及所述關(guān)斷裝置相連的提高裝置，用以提高各個所述第一至第Q基帶處理電路的(N-n)個剩余基帶信號產(chǎn)生部的各個輸出，使各個所述第一至所述第Q基帶處理電路的組合基帶信號強(qiáng)度提高L分貝。
11.按照權(quán)利要求7所述的一種發(fā)射裝置，其特征在于，所述各個所述基帶信號產(chǎn)生部產(chǎn)生一個對所述發(fā)射數(shù)據(jù)信號經(jīng)受作為所述預(yù)定處理的一次編碼處理后給出的所述處理信號作為所述基帶信號。
全文摘要
移動通信系統(tǒng)的基地站中所用的發(fā)射裝置,由n個基帶信號產(chǎn)生部對發(fā)射數(shù)據(jù)信號作預(yù)處理各產(chǎn)生一基帶信號,經(jīng)基帶信號組合部將它們組合在一起,由調(diào)制電路按此組合的基帶信號將載波振蕩電路的載波信號進(jìn)行調(diào)制,再經(jīng)分配電路分配后分別向預(yù)選的m個功率放大電路傳送并予放大。組合電路將所有放大信號組合成發(fā)射信號。當(dāng)出現(xiàn)故障時,控制部根據(jù)各功率放大電路的報警信號通過控制提高組合基帶信號強(qiáng)度,被償因故障降低的發(fā)射功率。
文檔編號H03G3/30GK1175872SQ9711512
公開日1998年3月11日 申請日期1997年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月23日
發(fā)明者松木 申請人:日本電氣株式會社