CN1154241C - 移动通信终端装置 - Google Patents

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Abstract

通常，当发送功率放大器接通时，供给发送本机振荡器的电池电压会瞬间下降而使载波产生相位误差，从而使调制精度降低。本发明的移动通信终端装置包括检测电压下降时的电池电压的电压检测器、存储与因电池电压的下降而产生的载波的相位误差特性相反的校正相位信息的校正相位存储部、通过使用电压下降时的电池电压选择校正相位信息并输出给基带调制器从而改变基带信号的相位信息的校正相位输出部、和与该校正相位输出部输出的基带信号对应调制载波从而抵消载波包含的相位误差的调制器。

Description

移动通信终端装置
技术领域
本发明涉及使用电池作为电源的移动通信终端装置。
背景技术
最近，由于蜂窝电话等移动通信终端装置中的内部电路的低电压工作，因而其所需要的电池电压日趋下降。此外，从电池容量和重量方面考虑，一般都优选地使用锂离子电池。图16是表示现有的移动通信终端装置的发送部的结构的方框图，图17是说明输入信号和调制频率的关系的说明图，图18是说明从基带调制器输出的基带信号的输出相位的说明图，图19是说明载波包含的相位误差的说明图，图20是说明从正交调制器输出的发送信号的输出相位的说明图，图21是表示GSM方式的数字便携式电话的发送功率控制电平和发送输出的关系的图。
在图16中，8是话筒，9是控制部，10是基带调制器，11是调制相位生成部，12是相位加法器，13是相位变换器，14是D/A变换器。基带调制器10由调制相位生成部11、相位加法器12、相位变换器13和D/A变换器14构成。15是用于对与基带信号对应的载波进行调制、并输出发送信号的正交调制器，16是接受电池电压的供给并生成载波的发送本机振荡器，17是向各电路供给电压的电池，18是将从电池17输出的电池电压调整成一定的电压并向发送本机振荡器16输出的稳压器，19是将发送信号放大到规定的发送输出的发送功率放大器，20是控制发送功率放大器19的通/断的发送通/断控制部，21是将由发送功率放大器19放大的发送信号发送出去的天线。
用于驱动图16所示的移动通信终端装置的电源由2个系统供给。一个是由电池17直接向发送功率放大器19提供给电源的系统，另一个是经稳压器18将被调整为大致恒定的电压提供给发送本机振荡器16的系统。为了使象发送功率放大器19那样功耗特别大的电路有效地工作，有必要直接与电池17连接以便提供电源，对于其它象发送本机振荡器16那样功耗不大而必需要稳定的电源供给功率的电路，经过稳压器18来供给电源。
发送本机振荡器16是产生作为载波使用的规定频率的高频信号的电路，由发送本机振荡器16生成的载波的频率和相位由正交调制器15与基带信号对应进行调制。因此，向生成载波的发送本机振荡器16提供稳定的电压对保证通信质量特别重要。
其次，说明其工作过程。从话筒8输入的模拟声音信号在控制部9内变换成数字声音信号(1/0信号)。然后，经声音编码处理了的数字声音信号被安排成TDMA(时分多址)传输格式后向基带调制器10的调制相位生成部11输出。通过高斯滤波器(Gaussian filter)后的数字声音信号(1/0信号)的频率如图17所示。该频率与单位时间的相位变化量(微相位)等效，该微相位由图17的斜线表示。
调制相位生成部11生成与输入的发送数据对应的微相位，并向相位加法器12输出。从调制相位生成部11输出的微相位通过积分(在相位加法器12中相加)变成图18所示的相位信息。从相位加法器12输出的相位信息经相位变换器13变换成同相成分I和正交成分Q的I、Q数字调制信号并向D/A变换器14输出。D/A变换器14将从相位变换器13输出的I、Q数字调制信号变换成I、Q模拟调制信号后，作为基带信号输出给正交调制器15。
发送本机振荡器16将接受稳压器18输出的电池电压而生成的载波输出给正交调制器15。正交调制器15调制与I、Q模拟调制信号对应的载波。具体地说，分别将相位相互相差90度的载波(发送本机振荡器16生成的本机振荡信号)与I、Q模拟调制信号之一相乘，然后对其进行组合而生成发送信号并输出给发送功率放大器19。
在TDMA方式的移动通信终端装置中，因必须在分配的时间(时隙)内进行发送，故控制发送功率放大器19，使其在发送时为接通，除此之外的时间为关断。这样的通/断控制由发送通/断控制部20执行。经发送功率放大器19放大到规定的发送输出值的发送信号作为发送电波经天线21输出。根据图21所示的GSM方式的数字便携式电话使用的发送功率控制电平，可以控制发送功率放大器19的发送输出。
可是，因向移动通信终端装置供给功率的电池17的功率供给能力有限，故当发生大功率需求时，向电路供给的电池电压会在瞬间(几十微秒左右)下降。具体地说，当发送通/断控制部20在发送时隙开始时使发送功率放大器19为接通时，产生对放大发送信号的功率需求，从而使电池17的输出电压瞬间下降。
当伴随着发送功率放大器19开始工作，电池17的输出电压下降时，将电池电压调整在大致恒定的电压上的稳压器18的输出电压也在瞬间下降。当稳压器的输出电压下降时，从稳压器18接受输出电压供给的发送本机振荡器16的振荡频率不稳定，生成的载波产生图19所示的相位误差。当将含有这样的相位误差的载波输出给正交调制器15并与基带信号对应对其进行调制时，如图20所示那样，经发送功率放大器19放大后从天线21发送出去的发送信号也包含相位误差，从而使通信质量恶化。
此外，当采用内阻大的锂离子电池等作为电池17、或电池17使用后本身能产生的电池电压已降低时，发送功率放大器19开始工作时产生的电压下降的幅度会更大。即，当电池17的剩余电池能量减小时，载波包含的相位误差变大，调制精度的下降也变大。因此，当剩余电池能量在规定值以下时，考虑通信质量，必需要更换电池17，因而存在不能有效地利用电池17的问题。
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于防止因伴随象发送功率放大器那样功耗大的电路工作时发生的电池电压下降而引起的调制精度的恶化。
发明的公开
本发明的移动通信终端装置包括：在接受电池电压的供给的同时生成包含因该电池电压的变化而引起的相位误差的载波的本机振荡器；检测向上述本机振荡器供给的电池电压的电压检测器；存储与上述载波的相位误差对应的校正相位信息的校正相位存储部；有选择地输出与上述电压检测器检测出的电池电压对应的上述校正相位信息的校正相位输出部；用于输出其中包括了与输入发送数据相对应的相位信息同时利用上述校正相位信息变更了其相位信息的基带信号的基带调制器；对与其相位信息已改变的基带信号相对应的上述载波进行调制的调制器。
此外，本发明的移动通信终端装置设有电压检测器，在对调制器输出的发送信号进行放大的放大器开始工作时检测稳压器的输出电压，该稳压器将供给本机振荡器的电池电压调整在大致恒定的电压上。
此外，本发明的移动通信终端装置设有校正相位输出部，它根据电池电压和电池种类识别部输出的电池种类识别信息，有选择地输出校正相位信息，该电池种类识别部在识别电池种类的同时生成电池种类识别信息。
此外，本发明的移动通信终端装置设有校正相位输出部，它根据电池电压和用于对调制器输出的发送信号进行放大的放大器的发送输出，有选择地输出校正相位信息。
此外，本发明的移动通信终端装置设有校正相位输出部，它根据电池电压和用于检测终端的温度的温度检测器输出的温度信息，有选择地输出校正相位信息。
此外，本发明的移动通信终端装置设有校正相位输出部，在用于对调制器输出的发送信号进行放大的放大器开始工作时，将校正相位信息输出给基带调制器。
此外，本发明的移动通信终端装置设有在接受电池电压的供给的同时生成包含因该电池电压的变化而引起的相位误差的载波的本机振荡器；调制上述载波以生成发送信号的调制器；根据解调上述发送信号后而得到的已解调信号来测定相位误差并计算校正相位信息的校正相位运算部；具有输出上述校正相位信息的校正相位输出部的基带解调器；用于向该调制器输出其中包括了与输入的发送数据相对应的相位信息同时利用上述校正相位信息变更了其相位信息的基带信号的基带调制器。
附图的简单说明
图1是表示本发明的实施形态1的移动通信终端装置的方框图。图2是表示本发明的实施形态1的移动通信终端装置的校正相位输出部的方框图。图3是表示存储与电压下降时的电池电压对应的校正相位信息的表的图。图4是说明校正相位的说明图。图5是说明基带信号的输出相位的说明图。图6是说明相位校正后的发送信号的输出相位的说明图。
图7是表示本发明的实施形态2的移动通信终端装置的校正相位输出部的方框图。图8是表示存储与电压下降时的电池电压和电池种类对应的校正相位信息的表的图。图9是表示镍镉电池的内部电路的方框图。图10是表示锂离子电池的内部电路的方框图。
图11是表示本发明的实施形态3的移动通信终端装置的校正相位输出部的方框图。图12是表示存储与电压下降时的电池电压和发送功率放大器的发送功率控制电平对应的校正相位信息的表的图。
图13是表示本发明的实施形态4的移动通信终端装置的校正相位输出部的方框图。图14是表示存储与电压下降时的电池电压和终端的温度对应的校正相位信息的表的图。
图15是表示本发明的实施形态5的移动通信终端装置的基带解调器的方框图。
图16是表示现有的移动通信终端装置结构的方框图。图17是说明输入信号和调制频率的关系的说明图。图18是说明从基带调制器输出的基带信号的输出相位的说明图。图19说明载波包含的相位误差的说明图。图20是说明从正交调制器输出的发送信号的输出相位的说明图。图21是表示GSM方式的数字便携式电话的发送功率控制电平和发送输出的关系的图。
实施本发明的最佳形态
实施形态1
图1是表示本发明的实施形态1的移动通信终端装置的方框图。在图1中，1是检测稳压器18的输出电压的电压检测器，2是存储具有与伴随电压下降载波包含的相位误差相反特性的校正相位信息的校正相位存储部，3是与电压检测器1检测的电压下降时的电池电压对应而有选择地向相位加法器12输出校正相位信息的校正相位输出部。再有，在图1中，因与图16所示的符号相同的符号表示同一或相当的部分，故省略其说明。
图2是表示本发明的实施形态1的移动通信终端装置的校正相位输出部的方框图。1a是装在电压检测器1中的A/D变换器，3a是由校正相位存储部2选择的校正相位信息。
图3是表示存储与电压下降时的电池电压对应的校正相位信息的表的图。该表存储在校正相位存储部2中。存储的校正相位信息具有与伴随电压下降时载波包含的相位误差相反的特性。此外，只存储发生电压下降的时间段的那部分校正相位信息。
本发明使用与伴随电压下降时载波产生的相位误差的特性相反的校正相位信息去改变基带信号的相位信息。通过将该基带信号输出给正交调制器，可以利用基带信号包含的校正相位信息去抵消载波包含的相位误差。
载波产生的相位误差是因供给发送本机振荡器1 6的电池电压的下降引起的。因此，为了选择和载波产生的相位误差的特性相反的校正相位信息，有必要精确地检测出电压下降时的电池电压。这是因为有必要通过检测电压下降时的电池电压去推算载波包含的相位误差的大小，从而选择与该相位误差的特性相反的校正相位信息。因此，本发明的移动通信终端装置在设置电压检测器1精确地检测出电压下降时的电池电压的同时，与该电池电压对应选择校正相位信息。
参照图1、图2说明实施形态1的移动通信终端装置。电压检测器1构成为与发送通/断控制部20连接，输入发送接通信号，该发送接通信号是发送通/断控制部20使发送功率放大器19为接通状态的信号。电压检测器1接收该发送接通信号后检测电池电压，利用内部的A/D变换器1a将模拟电压信息变换成数字电压信息。电压检测器1因检测出发送功率放大器19开始工作时的电压，所以能够正确地求出电压下降时的最低电压。
校正相位输出部3和电压检测部1同样，构成为与发送通/断控制部20连接，从发送通/断控制部20输入发送接通信号。该校正相位输出部3与电压检测器1检测出的电池电压对应，从校正相位存储部2的表中选择校正相位信息。校正相位输出部3接收发送接通信号，与基带部工作时钟同步，一位数据一位数据地将校正相位信息P1、P2、...Pm输出给相位加法器12。
相位加法器12通过将图4所示的校正相位信息与基带信号相加，使基带信号包含与图19所示的相位误差的特性相反的校正相位信息。该相位加法器12例如由寄存器构成，因与上述时钟同步工作，故能够在每一个时钟周期改变基带信号的相位信息。
使用图4所示的校正相位信息改变了相位信息的基带信号如图5所示那样变成包含校正相位信息的信号。该基带信号通过相位变换器13、D/A变换器14输出给正交调制器15，在正交调制器15中，当使包含图19所示的相位误差的载波和包含图4所示的校正相位信息的基带信号(图5)相乘进行调制时，载波的相位误差被基带信号的校正相位信息抵消，如图6所示，将除去了载波相位误差的发送信号输出给发送功率放大器19。因此，能够防止调制精度的恶化，能够提高通信质量。
再有，本发明实施形态1的移动通信终端装置使用稳压器18的输出电压选择校正相位信息，但也可以使用供给发送功率放大器19的电压来选择校正相位信息。
此外，在校正相位存储部的表中存储与载波包含的相位误差相同大小的相位信息，即使由相位加法器进行使该相位信息具有和载波的相位误差相反特性的处理，也可以使基带信号包含和相位误差的特性相反的校正相位信息。总之，只要使从基带调制器向正交调制器输出的基带信号包含与载波相位误差的特性相反的校正相位信息即可。
此外，存储了图3所示的电池电压和校正相位信息的表也可以在实测结果基础上作成。例如，也可以使用可设定输出电压的模拟电源装置去代替电池，通过利用外部检测器检测从天线21输出的发送信号的相位误差，作成电池电压和校正相位信息的表。
如上所述，本发明实施形态1的移动通信终端装置在与电压下降时的电池电压对应地选择与相位误差的特性相反的校正相位信息，同时向相位加法器12输出该校正相位信息。利用该校正相位信息改变基带信号的相位信息，在正交调制器15中用基带信号包含的校正相位信息去抵消载波的相位误差。因此，具有能够改善调制精度而提高通信质量的效果。
此外，本发明实施形态1的移动通信终端装置因与电压下降时的电压对应地选择能抵消载波包含的相位误差的校正相位信息，故即使电池剩余量不足也能够保证稳定的调制精度和通信质量。因此，具有能够延长电池的使用时间的效果。
进而，本发明虽然就抵消因电压下降产生的载波相位误差的情况进行了说明，但也可以抵消因瞬间电压上升而产生的载波相位误差。即，在校正相位存储部2中预先存储与电压上升时产生的相位误差的特性相反的校正相位信息，通过使基带信号包含校正相位输出部3使用电压检测器1检测出的电压上升时的电池电压选择的校正相位信息，可以在正交调制器15中抵消载波的相位误差，能够防止调制精度的恶化。这样，本发明对防止不管是电压下降还是电压上升的瞬间电压变动引起的调制精度的恶化很有效。
实施形态2
图7是表示本发明的实施形态2的移动通信终端装置的校正相位输出部的方框图。4是识别电池的种类并输出电池种类识别信息的电池种类识别部。再有，在图7中，因和图1所示的符号相同的符号表示同一或相当的部分，故省略其说明。图8是表示存储与电压下降时的电池电压和电池种类对应的校正相位信息的表的图。该表存储在校正相位存储部2中。图9是表示镍镉电池的内部电路的方框图。图10是表示锂离子电池的内部电路的方框图。
实施形态1的移动通信终端装置是使用电压下降时的电池电压选择校正相位信息的。但是，当象镍镉电池或锂离子电池那样因电池的种类不同因而内阻等电池特性不同时，发送功率放大器19变成接通时的电压下降幅度有时也不同。例如，因锂离子电池与镍镉电池相比输出阻抗值大，故发送功率放大器19变成接通时的电压下降幅度也比镍镉电池大。因此，为了适当地选择校正相位信息，也有必要考虑作为电源使用的电池的种类。因此，本发明实施形态2的移动通信终端装置根据电压下降时的电池电压和电池17的种类选择适当的校正相位信息。
其次，参照图7说明实施形态2的移动通信终端装置。电池种类识别部4输出的电池种类信息，例如，当电池17是图9所示的镍镉电池时，由0表示；当是图10所示的锂离子电池时，由1表示。校正相位输出部3构成为与电压检测器1、电池种类识别部4、发送通/断控制部20连接，输入电压下降时的电池电压、电池种类识别信息和发送接通信号。这里，电池的种类也可以是3种以上，这时，只要具有存储与各电池种类对应的校正相位信息的表即可。
该校正相位输出部3伴随发送功率放大器19开始工作，使用电池电压和电池种类识别信息从校正相位存储部2的表中选择校正相位信息。选择的校正相位信息与基带部工作时钟同步输出到相位加法器12。
再有，图8所示的与电池电压和电池种类对应的校正相位信息的表也可以在实测结果基础上作成。例如，也可以使用可设定输出电压和输出阻抗值的模拟电源装置去代替电池，利用外部检测器检测从天线21来的发送信号的相位误差，根据该结果计算电池电压和电池种类识别信息及这时的校正相位信息，作成和修正图8所示的表。
如上所述，本发明实施形态2的移动通信终端装置根据电压下降时的电池电压和电池种类识别部识别的电池种类信息选择校正相位信息。因此，可以不管作为电源使用的电池种类而选择最合适的校正相位信息。
实施形态3
图11是表示本发明的实施形态3的移动通信终端装置的校正相位输出部的方框图。9是向校正相位输出部3输出发送功率放大器19的发送功率控制电平的控制部。再有，在图11中，因和图1所示的符号相同的符号表示同一或相当的部分，故省略其说明。图12是表示存储与电压下降时的电池电压和发送功率控制电平对应的校正相位信息的表的图。该表存储在校正相位存储部2中。
实施形态1的移动通信终端装置是使用电压下降时的电池电压选择校正相位信息的。但是，象发送功率放大器19那样的耗电大的电路对功率的需求是电池电压下降的直接原因。因此，为了选择适当的校正相位信息，有必要考虑发送功率控制电平。因此，本发明实施形态3的移动通信终端装置使用电压下降时的电池电压和发送功率控制电平选择最合适的校正相位信息。
其次，参照图11说明实施形态3的移动通信终端装置。校正相位输出部3构成为与电压检测器1、控制部9和发送通/断控制部20连接，输入电压下降时的电池电压、发送功率控制电平和发送接通信号。该校正相位输出部3伴随发送功率放大器19开始工作，根据电池电压和发送功率控制电平，从校正相位存储部2的表中选择校正相位信息。选择的校正相位信息与基带部工作时钟同步输出到相位加法器12。
如上所述，本发明实施形态3的移动通信终端装置由于使用电压检测器检测出的电压下降时的电池电压和控制部输出的发送功率控制电平选择校正相位信息，因此可以不管发送功率放大器的输出而选择最合适的校正相位信息。
实施形态4
图13是表示本发明的实施形态4的移动通信终端装置的校正相位输出部的方框图。5是检测终端的温度并向校正相位输出部3输出温度信息的温度检测器。再有，在图13中，因和图1所示的符号相同的符号表示同一或相当的部分，故省略其说明。图14是表示存储与电压下降时的电池电压和温度信息对应的校正相位信息的表的图。该表存储在校正相位存储部2中。
实施形态1的移动通信终端装置是使用电压下降时的电池电压选择校正相位信息的。但是，即使电压下降时向发送本机振荡器16供给的电池电压相同，也要考虑因终端温度引起的相位误差的变化。因此，本发明实施形态4的移动通信终端装置使用电压下降时的电池电压和温度信息选择最合适的校正相位信息。
其次，参照图13说明实施形态4的移动通信终端装置。温度检测器5利用热敏电阻5a和电阻5b对稳压器的输出Vcc进行分压，进而利用A/D变换器5c进行A/D变换并生成数字温度信息(温度信息)。温度检测器5向校正相位输出部3输出该温度信息。校正相位输出部3构成为与电压检测器1、温度检测器5和发送通/断控制部20连接，输入电压下降时的电池电压、温度信息和发送接通信号。
该校正相位输出部3伴随发送功率放大器19开始工作，根据电池电压和温度信息，从校正相位存储部2的表中选择校正相位信息。选择的校正相位信息与基带部工作时钟同步输出到相位加法器12。
如上所述，本发明实施形态4的移动通信终端装置由于使用电压检测器检测出的电压下降时的电池电压和温度检测器检测出的温度信息选择校正相位信息，因此即使使用具有温度特性的部件，也可以不管终端的温度而选择最合适的校正相位信息。
实施形态5
图15是表示本发明的实施形态5的移动通信终端装置的基带解调器的方框图，示出图1的基带解调器6的详细结构。在图15中，6是基带解调器，7是校正相位输出部。基带解调器6由A/D变换器6a、包含根据将发送信号解调了的解调信号测定相位误差并计算校正相位信息的校正相位运算部的解调器6b和输出校正相位信息的校正相位输出部7构成。此外，在图1中，22是天线开关，23是正交解调器，24是接收本机振荡器，25是扬声器。
本发明的移动通信终端装置因采用每一个时隙进行发送的TDMA方式，故发送和接收不同时进行。因此，将从天线发送的发送信号返回到基带解调器进行解调，可以根据该解调结果测定相位误差。因此，实施形态5的移动通信终端装置计算出可以抵消由解调信号测定的相位误差的校正相位信息，并将计算的校正相位信息输出给相位加法器。
其次，参照图15和图1说明实施形态5的移动通信终端装置。利用图1所示的发送功率放大器19放大后的发送信号经天线开关22输入正交解调器23。接收本机振荡器24将接收载波供给该正交解调器23，对输入的发送信号进行解调。从该正交解调器23输出的模拟I、Q信号输出给基带解调器6，利用A/D变换器6a变换成数字I、Q信号。从A/D变换器6a输出的数字I、Q信号在解调器6b中变成1/0接收数据，通过根据该1/0接收数据算出理想相位变化并使其与接收I、Q信号比较来测定相位误差。
这样的相位误差的测定和校正相位信息的运算可以利用基带解调器6b内的数字信号处理器(DSP)等进行。计算的校正相位信息P1、P2、Pm从校正相位输出部7输出给相位加法器12。校正相位输出部7将发送通/断控制部20来的发送开始信号作为触发信号与基带部工作时钟同步，一个数据一个数据地向相位加法器12输出校正相位信息P1、P2、Pm，所以，能够几乎实时地改变基带信号的相位信息。

Claims (7)

1、一种移动通信终端装置，其特征在于：包括在接受电池电压的供给的同时生成包含因该电池电压的变化而引起的相位误差的载波的本机振荡器；检测向上述本机振荡器供给的电池电压的电压检测器；存储与上述载波的相位误差对应的校正相位信息的校正相位存储部；有选择地输出与上述电压检测器检测出的电池电压对应的上述校正相位信息的校正相位输出部；用于输出其中包括了与输入发送数据相对应的相位信息同时利用上述校正相位信息变更了其相位信息的基带信号的基带调制器；对与其相位信息已改变的基带信号相对应的上述载波进行调制的调制器。
2、如权利要求1所述的移动通信终端装置，其特征在于：电压检测器在对调制器输出的发送信号进行放大的放大器开始工作时检测稳压器的输出电压，该稳压器将供给本机振荡器的电池电压调整在大致恒定的电压上。
3、如权利要求1所述的移动通信终端装置，其特征在于：校正相位输出部根据电池电压和电池种类识别部输出的电池种类识别信息，有选择地输出校正相位信息，该电池种类识别部在识别电池种类的同时生成电池种类识别信息。
4、如权利要求1所述的移动通信终端装置，其特征在于：校正相位输出部根据电池电压和用于对调制器输出的发送信号进行放大的放大器的发送输出，有选择地输出校正相位信息。
5、如权利要求1所述的移动通信终端装置，其特征在于：校正相位输出部根据电池电压和用于检测终端的温度的温度检测器输出的温度信息，有选择地输出校正相位信息。
6、如权利要求1所述的移动通信终端装置，其特征在于：校正相位输出部在用于对调制器输出的发送信号进行放大的放大器开始工作时，将校正相位信息输出给基带调制器。
7、如权利要求1所述的移动通信终端装置，其特征在于，还具有：
用于对所述调制器输出的发送信号进行解调的解调器；和
基带解调器，包括：根据该解调器输出的解调信号来测定相位误差并计算校正相位信息的校正相位运算部；和将上述校正相位信息向上述基带调制器输出的校正相位输出部。
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