CN1340927A - 移动终端发射信号的放大控制方法和设备 - Google Patents

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Abstract

无线电通讯终端发射信号的放大控制方法,包括一个功率放大器(1),功率(Pout)是所述放大器(1)输出处的功率,电压(Vc)是所述放大器(1)的电压;以及一个电压(Vbat)供电电池(10),所述方法包括步骤,检测(3)放大器(1)的输出功率(Pout)并且将该功率(Pout)转换成检测电压(Vdet),将所述检测电压(Vdet)与设定电压(Vref)相比较,根据比较结果来改变功率放大器(1)的输出功率(Pout),其特征在于检测电压(Vdet)或设定电压(Vref)二者中的至少一个依赖于供电电池(10)的电压(Vbat)而被提供,并且它是在放大器(1)输出的检测电压(Vdet)与设定电压(Vref)比较步骤之前。

Description

移动终端发射信号的放大控制方法和设备
技术领域
发明涉及无线终端，例如便携无线电话，并且特别是涉及到一种能够减小所述终端供电电池能量消耗的移动终端发射信号的放大控制方法和设备。
背景技术
便携式电话类型的移动终端都带有一个能够在通讯时发射一个具有足够功率信号的功率放大器。
我们知道，为了发射和接收呼叫，每一个电话必须经常性地被连接到一个接线端上。电话离接线端越远，所需要的发射功率必须越大。
根据GSM网络规范(Global System for Mobile communications全球移动通讯系统)，一个终端在该网络上运行所必须能够发射的最大功率必须是33dBm。该最大功率在极端的情况下可以降低到30.5dBm，也就是说在电池电压下降时。
因此，如果电话距离它所连接的接线端太远，这就需要电话的最大功率以保证其正确运行。
然而，发射功率越是大，终端的放大越大，因而终端也需要更大的电池。这导致了大的电池的能量消耗，因而电话的持续时间就显著减小。
发明内容
在本文中，本发明的目的在于通过使用一种能够放大移动终端信号并且减小所述终端电池能量消耗的方法和设备来克服该缺陷。
为此，根据发明，无线电通讯终端发射信号的放大控制方法包括一个功率放大器(1)和一个电压(Vbat)供电电池(10)，所述方法包括下列步骤：
-检测(3)放大器(1)的输出功率(Pout)并且将该功率(Pout)转换成检测电压(Vdet)，
-将所述检测电压(Vdet)与设定电压(Vref)相比较；
-根据比较结果来改变功率放大器(1)的输入电压(Vc)，
其特征在于检测电压(Vdet)或设定电压(Vref)二者中的至少一个依赖于供电电池(10)的电压(Vbat)而被提供，并且它是在检测电压(Vdet)与设定电压(Vref)比较步骤之前。
根据第一个实现形式，检测电压被增加从依赖于供电电池电压的校正值。
根据第二个实现形式，设定电压被减小从依赖于供电电池电压的校正值。
更好地，校正值是一个(Vbat-Vnom)的倍值，这里(Vbat)是供电电池电压，而(Vnom)是其标称电压。
最好地，检测电压(Vdet)或设定电压(Vref)二者中的至少一个仅是在放大器(1)的输出功率(Pout)接近30dBm范围时依赖于供电电池(10)的电压(Vbat)。
发明还涉及一种终端发射信号的放大控制设备，包括一个功率放大器，所述检测放大器输出功率以及将该功率转换成检测电压的装置，检测电压与设定电压的比较装置，放大器输入电压控制装置以及一个电压供电电池，其特征在于它包括用于提供依赖于供电电池(10)电压(Vbat)的检测电压(Vdef)或设定电压(Vref)的装置，并且这是在检测电压(Vdet)与设定电压(Vref)的比较步骤之前。
根据第一个实现形式，考虑供电电池电压的装置包括一个安置在检测和放大器功率转换装置与比较装置之间的减法器。
更好地，设备还包括能够仅是在放大器输出功率(Pout)的范围接近30dBm时提供依赖于供电电池(10)的电压(Vbat)的检测电压(Vdet)或设定电压(Vref)二者之一的锁定装置，所述的锁定装置最好包括一个场效应晶体管。
根据第二个实现形式，用于提供依赖于供电电池(10)的电压(Vbat)的检测电压(Vdet)或设定电压(Vref)二者之一的装置包括仅是在放大器输出功率(Pout)范围接近30dBm时的软件装置。
另外，还提供了包括根据发明的放大控制设备的无线通讯终端。
发明将会根据一个所示出的受限制的实施例并参照附图来被更好地理解，在图中：
-图1是一个根据背景技术使得移动终端发射信号的放大控制方法投入应用的机构的示意简图；
-图2是能够将根据发明的方法投入应用的设备的第一个实现方式的示意简图；
-图3是能够将根据发明的方法投入应用的设备的第二个实现方式的示意简图；
图1简要地示出了一个根据背景技术能够将移动终端，例如一个便携电话，发射信号的放大控制方法投入应用的设备。
信号放大通过一个由恒定输入功率(Pin)来供电功率放大器(1)来进行，它来自一个预放大器(未示出)，并且通过移动终端天线2发射输出功率(Pout)。
机构还包括功率放大器1输出功率检测和转换装置3。检测装置3检测功率放大器1的输出功率(Pout)，然后将其转换成对应于检测和转换装置3的输出处检测电压的一个电压(Vdet)。
然后所述的检测输出电压(Vdet)以公知的方式被发送到比较器4。
所述比较器4包括两个可变电阻5a，5b，电阻分别可以是一个可变电容器6，以及一个运算放大器7，其输入之一7a被接地。
因此比较器4的两个输入由映射功率放大器1输出功率(Pout)的检测电压(Vdet)，以及以公知的方式来自一个数/模转换器8的设定或参考电压(Vref)来构成。
根据由比较器4所执行的(Vdet)和(Vref)之间的比较结果，比较器将输出一个输出电压(Vs)，它被发送到控制装置9。
所述的控制装置9由一个控制电路构成，它用于在功率放大器输入处根据来自比较器4的输出电压(Vs)来调节控制电压(Vc)。
为保证其运行，功率放大器1同样由提供一个电压(Vbat)的供电电池10来供电。
因此，根据要实现的信号放大，放大器1或多或少地请求供电电池10。特别是在移动终端处于远离它所连接的固定接线端时，发射功率(Pout)必须是最大，也就是说根据GSM标准的建议是33dBm。
该由固定接线端所需要的最大功率造成供电电池10能量的大量消耗，这导致移动终端持续时间的大幅下降。
图2简要地示出了能够使得根据发明的方法投入应用的移动终端发射信号放大控制设备的第一个实现形式。
图2中与图1中相同的部件具有相同的标号。
因而我们能够发现功率放大器1，检测和转换装置3，比较器4控制电路9，以及供电电池10。
与背景技术设备的基本不同是在功率放大器1的输出功率(Pout)的检测/转换级上。
实际上，根据发明的设备包括用于在功率放大器输出功率检测/转换时考虑供电电池10电压(Vbat)的装置11。
所述的装置11包括一个减法模块12，以及由例如一个场效应晶体管13构成的锁定装置。由于锁定装置的作用，在某一个功率Pout阈值之下时，场效应晶体管将不导通并且锁住减法器的效应。
减法模块12以及场效应晶体管13二者都被连接到功率放大器1输出电压检测装置3和比较器4输入之间的电路上。
减法模块12被配置得输出如下的输出电压(V’det)：
(V’det)＝(Vdet)-K(Vbat-Vnom)
这里：
(Vdet)是直接在检测装置3输出处的检测电压
K是一个正的乘法系数；
(Vnom)是供电电池10的标称电压。
因此，供电电池电压(Vbat)越小，(Vbat)-(Vnom)的差越大。
考虑供电电池的电压(Vbat)能够减小检测和转换装置13输出处的检测电压与设定电压(Vref)之间的差。
因此，电压(V’det)和(Vref)越接近，(Pin)和(Pout)之间的功率放大越小，并且越少需要供电电池10。
电池10的需要越小，其持续时间就会增加。
根据GSM标准建议，小于该需求(33dBm)的最大功率发射在某些情况下是可能的，特别是在电池电压(Vbat)减弱时。
场效应晶体管13只对于某些输出功率(Pout)范围使设备提供操作。
实际上，场效应晶体管13只是对于高输出功率(Pout)，例如从30dBm开始，的值才导通(因而考虑电池电压(Vbat))。
由于该配置，放大器1的输出功率(Pout)在晶体管13被导通时，也就是说当需要的输出功率(Pout)达到某一水平时，才依赖于电池10的电压(Vbat)。
因此，对于低的输出功率(Pout)，晶体管13不导通：因而供电电池10的电压(Vbat)不被考虑，并且设备根据现有技术的方法工作。
图3简要地示出了能够使得根据发明的方法投入应用的移动终端发射信号放大控制设备的第二个实现形式。
再一次地，与图1和2相同的那些部件具有相同的标号。
在图3的情况下，当建立设定电压(Vref)时考虑供电电池电压(Vbat)。
所述的供电电池电压(Vbat)通过一个数/模转换器14，而软件装置15，其本身是公知的，将借助于一个算法，根据在放大器1的输出功率(Pout)和供电电池电压(Vbat)，建立一个设定电压(Vref)。
在该实现形式中检测电压(Vdet)保持不变。
为了简化，软件装置15的算法可以例如如下类型：
如果(Pout)＞(Plim)，
则(Vref)’＝(Vref)+K’(Vbat-Vnom)
这里：
(Plim)是放大器1输出功率(Pout)的极限值，由设计者所选择，
(Vref)是当电池电压(Vbat)不被考虑时(因而当(Pout)＜(Plim)时)的设定电压，
K’是正的乘法系数；
(Vnom)是供电电池10的标称电压。
在软件装置15的输出处有另一个数/模转换器16，以便获得电压(Vref)或(Vref)’，所述的软件装置15实际上不是在这些电压上工作但是能够控制它们。
因此，从放大器1的输出功率(Pout)的一个极限值(Plim)开始，设定电压(Vref)取一个依赖于电池电压(Vbat)的值(Vref)’。
系数K’被选择正值，修正电压(Vref)’小于(Vref)，如同在第一个实现形式中一样，这可以减小检测电压(Vdet)和设定电压(Vref)’之间的差。
该差被减小，在输入功率(Pin)和输出功率(Pout)之间的放大更小。
因此就减小了对供电电池的需求，增加了其持续时间。
因而，对于大功率(例如从30dBm开始)，设备考虑供电电池10的电压(Vbat)，以便限制功率放大，使得供电电池10能量更加经济。
根据发明的设备和方法的另一个优点是能够在移动终端处于，例如其所连接的固定接线端较近时，避免功率放大器1饱和。

Claims (13)

1、无线电通讯终端发射信号的放大控制方法，包括一个功率放大器(1)和一个电压(Vbat)供电电池(10)，所述方法包括下列步骤：
-检测(3)放大器(1)的输出功率(Pout)并且将该功率(Pout)转换成检测电压(Vdet)，
-将所述检测电压(Vdet)与设定电压(Vref)相比较，
-根据比较结果来改变功率放大器(1)的输出功率(Pout)，
其特征在于检测电压(Vdet)或设定电压(Vref)二者中的至少一个依赖于供电电池(10)的电压(Vbat)而被提供，并且它是在检测电压(Vdet)与设定电压(Vref)比较步骤之前。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于检测电压(Vdet)被增加依赖于供电电池(10)电压(Vbat)的校正值。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于设定电压(Vref)被减小依赖于供电电池(10)电压(Vbat)的校正值。
4、根据权利要求2或3之一所述的方法，其特征在于校正值是一个(Vbat-Vnom)的倍值，这里(Vnom)是供电电池(10)的标称电压。
5、根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于检测电压(Vdet)或设定电压(Vref)二者中的至少一个仅是在放大器(1)的输出功率(Pout)的限制范围中时依赖于供电电池(10)的电压(Vbat)。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于检测电压(Vdet)或设定电压(Vref)二者中的至少一个仅是在放大器(1)的输出功率(Pout)接近30dBm的范围时依赖于供电电池(10)的电压(Vbat)。
7、一种终端发射信号的放大控制设备，包括一个功率放大器(1)，检测所述放大器(1)输出功率(Pout)以及将该功率(Pout)转换成检测电压(Vdet)的装置(3)，检测电压(Vdet)与设定电压(Vref)的比较装置(4)，放大器(1)输入电压(Vc)控制装置(9)以及一个电压(Vbat)供电电池(10)，
其特征在于它包括用于提供依赖于供电电池(10)电压(Vbat)的检测电压(Vdef)或设定电压(Vref)的装置(11)，并且这种依赖是在检测电压(Vdet)与设定电压(Vref)的比较步骤之前。
8、根据权利要求7所述的设备，其特征在于为提供依赖于供电电池(10)的电压(Vbat)检测电压(Vdet)或设定电压(Vref)二者之一的装置(11)包括一个安置在功率(Pout)检测和转换装置(3)与比较装置(4)之间的减法器(12)。
9、根据权利要求7或8之一所述的设备，其特征在于它还包括锁定装置(13)，能够仅是在放大器(1)输出功率(Pout)接近30dBm的范围时提供依赖于供电电池(10)的电压(Vbat)的检测电压(Vdet)或设定电压(Vref)二者之一。
10、根据上述任一权利要求所述的设备，其特征在于所述的锁定装置包括一个场效应晶体管(13)。
11、根据权利要求7所述的设备，其特征在于用于提供依赖于供电电池(10)的电压(Vbat)的检测电压(Vdet)或设定电压(Vref)二者之一的装置(11)包括软件装置(15)。
12、根据上述任一权利要求所述的设备，其特征在于软件装置(15)能够仅是在放大器输出功率(Pout)接近30dBm范围时提供依赖于供电电池(10)的电压(Vbat)的检测电压(Vdet)或设定电压(Vref)的二者之一。
13、无线通讯终端，其特征在于它包括根据权利要求7到12之一所述的设备。
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