CN1505432A - 功率放大系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种保持用于移动通信装置的放大后的发送电平的系统，包括：与移动通信装置的信号发生器通信的放大模块；用于按第二信号形式发送由放大模块放大后的第一信号的通信模块；和与放大模块和通信模块通信的功率调节单元。其中功率调节单元测量分别与第一和第二信号相关的第一和第二功率电平，以确定第一和第二差值。

Description

功率放大系统和方法
技术领域
本发明涉及移动终端，特别涉及控制移动终端中的功率放大的控制设备和方法。
背景技术
通常，移动通信终端是用户用来与其他用户进行通信的设备。这种移动通信终端可以包括但不限于蜂窝电话、个人数字式助理(PDA)等。当移动终端无线连接到相关服务区的移动基站时，即使在移动终端在移动中也能保持通信状态。
移动通信网络通过基站无线连接到移动终端，并在实时基础上检查移动终端的移动方向。基站持续检查移动终端有多远，以保持基站本身与移动终端之间固定的通信灵敏度。在移动终端一侧，为了保持固定的通信灵敏度，移动终端应保持用于从天线输出的无线电频率信号的固定的功率电平。
参见图1，移动终端的输出功率是通过移动终端的天线辐射到基站的无线电频率信号的功率。控制移动终端的输出功率的相关设备包括：无线电频率发生源6，用于产生对应要发送的数据信号的无线电频率信号；功率放大模块(PAM)5，用于放大由无线电频率发生源6产生的无线电频率信号的功率；耦合器4，用于检测用PAM 5放大的功率；和天线开关3，用于选择从耦合器4输出的无线电频率信号(例如，TX信号)或从天线1接收的接收信号(例如，RX信号)。
控制移动终端的输出功率的相关设备还可以包括：移动开关2，用于将天线开关3选择的频率信号加到天线(ANT)1；控制器8，产生用于控制通过ANT1辐射的无线电频率信号的功率的参考功率值；和电容器9，用于比较控制器8产生的参考功率值与从耦合器4输出的无线电频率信号的功率值，和将对应比较结果的差值加到PAM5。PAM5放大由无线电频率发生源6产生的无线电频率信号。
因此，无线电频率发生源6产生对应要发送的数据信号的无线电频率信号，和将所产生的无线电频率信号加到PAM5。PAM5将由无线电频率发生源6加的无线电频率信号放大一定的放大因子，并将放大后的无线电频率信号输出到耦合器4。用由比较器9加的差值确定一定的放大因子。该差值是无线电频率发生源6产生的无线电频率信号的功率放大率。
耦合器4用从PAM5接收到的放大功率将无线电频率信号加到比较器的不反向终端(+)和天线开关3。天线开关3根据控制器8的控制信号将从耦合器4接收到的无线电频率信号加到移动开关2，并将从天线无线接收到的接收信号加到接收单元7。
移动开关4通过天线1无线传送从天线开关3输出的无线电频率信号到基站。控制器8产生参考功率值，并将参考功率值加到比较器9的反向终端(一)。参考功率值是预先设置在控制器8中的值，PAM5产生对应参考功率值的功率。
比较器9比较从控制器8加的参考功率值和从耦合器4加的功率值，并将对应比较结果的差值作为功率控制信号(例如，APC)加到PAM5。例如，PAM5根据差值控制由无线电频率发生源6产生的无线电频率信号的功率放大因子，使加到耦合器4的无线电频率信号的功率值与参考功率值相同。
但是，控制移动终端的输出功率的相关设备存在以下问题。由于辅助装置附着在移动终端上，或者由于用户与移动终端和用户接触，因而会产生功耗。而且，移动终端的电路(移动开关、天线开关、耦合器等)也产生功耗，由于天线1与移动开关2之间不匹配使从移动终端的天线辐射的无线电频率信号的输出功率不稳定。此外，由于输出功率不稳定，使与移动通信系统相关的移动终端的通信灵敏度变差，因此，通话质量差。
为此，为了克服上述的问题需要多种方法和多个系统。
发明内容
提供按一个或多个实施例的控制移动终端的输出功率的控制设备。设备包括：功率放大模块，用于将对应数据信号的无线电频率信号的功率放大到第一功率电平；发射机，将在第一功率电平的无线电频率信号通过移动终端的天线辐射到基站；和功率补偿单元，测量第一功率电平，并通过比较第一功率电平和预设的参考功率值产生第一差值。功率放大器模块根据第一差值控制用于放大对应数据信号的无线电频率信号的功率的放大因子。
发射机包括：耦合器，用于检测第一功率电平；天线开关，用于选择通过耦合器输出的无线电频率信号；移动开关，用于加由天线开关选择的用于无线电发射的无线电频率信号；和天线，将从移动开关输出的无线电频率信号辐射到基站。
功率补偿单元包括：反馈单元，用于测量与从天线辐射的无线电频率信号的输出功率相关的第二功率电平；控制器，用于产生预设参考功率值，以保持从天线辐射的无线电频率信号的固定功率电平；和比较单元，用于比较第二功率电平和由控制器产生的参考功率值。
按照一个实施例，提供一个用于保持移动通信装置的放大后的发送电平的系统。系统包括：放大模块，与移动通信装置的信号发生器通信；通信模块，用于按第二信号形式发送用放大模块放大后的第一信号；和功率调节单元，与放大模块和通信模块通信，其中，功率调节单元测量分别与第一和第二信号相关的第一和第二功率电平，以确定第一和第二差值，并根据第一和第二差值调节放大模块的放大因子。
第一差值用于产生供给放大模块的第一自动功率控制信号(APC)，用于调节放大因子。第二差值用于产生供给放大模块的第二自动功率控制信号(APC)，用于调节放大因子。通过比较第一功率电平与预定值确定第一差值。通过比较第二功率电平与预定值确定第二差值。
在一个实施例中，通信模块还包括耦合器，用于测量与第一信号相关的第一功率电平。通信模块还包括天线，从天线发射第二信号。通信模块还包括天线开关和移动开关，用于将第一信号转换到天线。通信模块还包括用于接收从天线进来的信号的接收单元。
功率调节单元包括比较单元，用于比较第一和第二功率电平与预定值，以确定第一和第二差值。功率调节单元还包括反馈单元，用于测量与第二信号相关的第二功率电平。当与放大模块通信中用天线发送时第二信号是第一信号。功率调节单元还包括提供预定值的控制器。
功率调节单元还包括提供预定值的控制器。第一和第二APC信号提供给放大模块以控制放大因子的调节。如果第一和第二差值中的至少一个差值低于第一阈值，那么放大因子增大。如果第一和第二差值中的至少一个差值大于第一阈值，那么放大因子减小。
按另一实施例，提供一种保持用于移动通信装置的放大后的发送电平的方法，方法包括：比较用放大模块产生的与第一信号有关的第一功率电平与第一阈值，以确定第一差值；比较与放大模块通信中由天线产生的第二信号有关的第二功率电平与第二阈值，以确定第二差值；和根据第一和第二差值调节放大模块的放大因子。
方法还包括根据第一和第二差值产生第一和第二自动功率控制(APC)信号；和向放大模块提供第一和第二自动功率控制(APC)信号。根据第一和第二自动功率控制(APC)信号调节放大因子。也就是说，如果指示第一功率电平的第一差值小于预定的功率电平，那么放大因子增大。或者，如果指示第二功率电平的第二差值小于预定的功率电平，那么放大因子增大。
某些实施例中，如果指示第一功率电平的第一差值大于预定的功率电平，那么放大因子减小。或者，如果指示第二功率电平的第二差值小于预定的功率电平，那么放大因子减小。
用不同附图中的相同的数字来指示按照本发明系统的一个或多个实施例的相同的、等效的、或类似的特征、元件，或技术方案。
通过以下结合附图对本发明的详细描述，本发明的所述的和其他的目的、特征、技术方案和优点将变得更清楚。
附图说明
所提供的附图用于更好理解本发明，附图包括在说明书中并构成说明书的一部分，附图显示出本发明的多个实施例，附图与说明书一起用于说明本发明的原理。附图中：
图1是现有的移动终端的输出功率控制装置的框图；
图2是按本发明的移动终端的输出功率控制装置的框图；
图3是显示图2中的反馈单元的位置的图。
具体实施方式
提供按本发明一个或多个实施例的控制移动终端的输出功率的控制方法和系统，以提高移动终端与移动通信系统之间的通信灵敏度和通话质量。检测从移动终端的天线辐射的无线电频率信号的功率。然后，根据检测到的功率值将移动终端的输出功率控制到固定和稳定值。
参见图2，本发明的控制移动终端的输出功率的控制装置包括：无线电频率发生源240，用于产生对应要发送的数据信号的无线电频率信号；功率放大器模块230，用于放大由无线电频率发生源240产生的无线电频率信号的功率；和发射机220，用放大后的功率将无线电频率信号辐射到基站(没画)。
某些实施例中，装置还包括功率补偿单元210，用于检测从天线221辐射的无线电频率信号的功率，和补偿检测到的值与预设参考功率值之间的差值。功率放大器模块230根据差值增大或减小对应数据信号的无线电频率信号的功率放大因子。
例如，如果从天线221辐射的无线电频率信号的功率值大于预设的参考功率值，那么，功率放大器模块230减小用于放大对应数据信号的无线电频率信号的功率的放大因子。如果从天线221辐射的无线电频率信号功率值小于预设的参考功率值，那么，功率放大器模块230增大用于放大对应数据信号的无线电频率信号的功率的放大因子。
按一个或多个实施例，发射机220包括：耦合器224，用于检测用功率放大器模块230放大后的功率；和天线开关223，用于选择通过耦合器224输出的无线电频率信号(例如，TX信号)。天线开关223还可以将从天线221接收到的接收信号(例如，RX信号)加到接收单元250。
发射机220还包括移动开关222，用于将天线开关223选择的无线电频率信号加到无线电发射的天线221和将从移动开关222输出的无线电频率信号辐射到基站的天线(ANT)221。一个实施例中，功率补偿单元210可包括反馈单元221，用于检测从天线221辐射的无线电频率信号的输出功率。
控制器212还包括产生预设参考功率值，以使从天线221辐射的无线电频率信号保持固定的功率电平。比较单元213还可以包括比较反馈单元211检测到的功率值与控制器212产生的参考功率值。比较单元213按自动功率控制(APC)信号形式产生差值(对应补偿结果)，和输出产生的APC信号到功率放大器模块230。
功率放大器模块230根据APC信号控制用于放大从无线电频率发生源240输出的无线电频率信号的功率的放大因子，以增大或减小加到耦合器224的无线电频率信号的功率。
参见图3，反馈单元211整体形成在邻近移动终端的天线221的部分。无线电频率发生源240产生对应要输出的数据信号(例如，音频信号)的无线电频率信号，和输出无线电频率信号到功率放大器模块230。
因此，在一个实施例中，功率放大器模块230将从无线电频率发生源240输出的无线电频率信号的功率放大到一定的放大因子。功率放大器模块230然后用放大后的功率输出无线电频率信号到耦合器224。如果耦合器224检测到的无线电频率信号功率值大于预设的参考值，那么减小一定的放大因子。但是，如果耦合器224检测到的无线电频率信号功率值小于预设的参考值，那么增大一定的放大因子。
在某些实施例中，耦合器224检测从功率放大器模块230输出的无线电频率信号的功率，和按照控制器212的控制信号将检测到的功率值加到比较单元213。耦合器224可以将检测到的功率转换成电压，并将转换后的电压输出到比较单元213。
控制器212产生参考功率值并将其加到比较单元213。在一个实施例中，控制器212将对应参考功率值的参考电压值输出到比较单元213。控制器212中可设置参考功率值，以从移动终端的功率放大器模块230产生正则功率。
预设参考功率值例如是控制功率放大器模块230的功率放大因子的值，以使功率放大器模块230产生的功率值能够与天线221辐射的无线电频率信号的输出功率值相同
优选比较单元213比较耦合器224检测到的功率值与从控制器212输出的参考功率值，并将作为第一APC信号的差值(即比较结果)输出到功率放大器模块230。
例如，如果耦合器224检测到的功率值大于从控制器212输出的参考功率值，那么，比较单元213输出APC信号，用于减小功率放大器模块230的功率放大因子。如果耦合器224检测到的功率值小于从控制器212输出的参考功率值，那么，比较单元213输出APC信号，用于增大功率放大器模块230的功率放大因子。
功率放大器模块230根据第一APC信号控制放大从无线电频率发生源240输出的无线电频率信号功率的放大因子，使从无线电频率发生源240输出的功率值与参考功率值相同。
而且，功率放大器模块230能用对应参考功率值的功率输出无线电频率信号到耦合器224。耦合器224将从功率放大器模块230输出的无线电频率信号加到天线开关223。加到耦合器224的无线电频率信号的功率值与预设参考功率值相同。
天线开关223按照控制器212的控制信号将通过耦合器224输入的无线电频率信号通过移动开关222加到天线221。此外，天线开关223将从天线221接收到的接收信号通过移动开关222输出到接收单元250。接收单元是处理从基站接收到的信号的处理装置。
在某些实施例中，无线电频率信号用从天线221输出的放大器功率辐射到基站。之后，反馈单元211按照控制器212的控制信号检测从天线221辐射的无线电频率信号的功率。反馈单元211可以将检测到的功率转换成电压，和将电压输出到例如比较单元213。
比较单元213比较由反馈单元211加的功率值与控制器212产生的参考功率值，和将对应比较结果的作为第二APC信号的差值输出到功率放大器模块230。如果从反馈单元211加的功率值与参考功率值相同，比较单元213不产生第二APC信号。
如果由于用户与移动终端的接触、或者由于附加装置附加到移动电话、或者与天线不匹配而使从功率放大器模块230输出的无线电频率信号的功率损失，那么应补偿损失的功率，以使从功率放大器模块230输出的无线电频率信号的功率用固定电平通过天线221辐射到基站。
在某些实施例中，根据第二APC信号控制功率放大器模块的功率的放大因子，使从天线辐射的无线电频率信号的功率值与参考功率值相同。
例如，如果从天线221辐射的无线电频率信号的功率值大于参考功率值，那么功率放大器模块230减小功率放大因子，使从天线221辐射的无线电频率信号的功率值与参考功率值相同。如果从天线221辐射的无线电频率信号的功率值小于参考功率值，那么功率放大器模块230增大功率放大因子。
因此，本发明通过控制从移动终端的天线221输出的无线电频率信号的功率电平，使其保持在固定电平，以补偿移动终端中的功率损失。此外，用预设的参考功率值准确而精密地调节从移动终端的天线221辐射的无线电频率信号的功率电平，以保持移动终端的固定的通信灵敏度。
因此，通过调节放大功率能提高移动终端的通话质量。有利于检测从移动终端的天线221辐射的无线电频率信号的功率，和有利于根据检测到的功率值将从天线221辐射的无线电频率信号的功率控制在固定和稳定的电平。因此无论是否有由于用户接触而产生功率损失或者由于移动终端的移动开关与天线(ANT)不匹配而使功率损失，移动终端的通信灵敏度都能保持在固定电平。
此外，保持移动终端的通信灵敏度时，从移动终端的天线221辐射的无线电频率信号的功率是稳定的。结果，也提高了移动终端的通话质量。
上述的多个实施例已经考虑到全部的技术方案，它们只是用于说明本发明而不是对本发明的限制。因此，在不脱离本文所述的主要特征的前提下，可以用支持本发明的各种技术方案的其他典型的实施例、系统结构、平台和装置。所公开的实施例的特征的这些配合和各种其他的配合和组合都落入本发明的范围内。本发明的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (32)

1.控制移动终端的输出功率的控制设备，包括：
功率放大器模块，用于将对应数据信号的无线电频率信号功率放大到第一功率电平；
发射机，在第一功率电平通过移动终端的天线将无线电频率信号辐射到基站；和
功率补偿单元，用于测量第一功率电平，和通过比较第一功率电平与预设参考功率值来产生第一差值，
其中，功率器模块根据第一差值控制放大对应数据信号的无线电频率信号的功率的放大因子。
2.按照权利要求1的设备，其中，发射机包括：
耦合器，用于检测第一功率电平；
天线开关，用于选择通过耦合器输出的无线电频率信号；
移动开关，用于加由进行无线电发送的天线开关选择的无线电频率信号；和
天线，将从移动开关输出的无线电频率信号辐射到基站。
3.按照权利要求2的设备，其中，功率补偿单元包括：
反馈单元，用于测量与从天线辐射的无线电频率信号的输出功率相关的第二功率电平；
控制器，用于产生预设参考功率电平，以保持从天线辐射的无线电频率信号的功率电平固定；和
比较单元，用于比较第二功率电平和由控制器产生的参考功率电平。
4.保持用于移动通信装置的放大后的发送电平的保持系统，包括：
放大模块，与移动通信装置的信号发生器通信；
通信模块，用于按第二信号形式发送由放大模块放大的第一信号；和
功率调节单元，与放大模块和通信模块通信，其中，功率调节单元测量分别与第一和第二信号相关的第一和第二功率电平，以确定第一和第二差值，和其中根据第一和第二差值调节放大模块的放大因子。
5.按照权利要求4的系统，其中，第一差值用于产生供给放大模块的第一自动功率控制(APC)信号，用于调节放大因子。
6.按照权利要求5的系统，其中，第二差值用于产生供给放大模块的第二自动功率控制(APC)信号，用于调节放大因子。
7.按照权利要求4的系统，其中，通过比较第一功率电平与预定值确定第一差值。
8.按照权利要求4的系统，其中，通过比较第二功率电平与预定值确定第二差值。
9.按照权利要求4的系统，其中，通信模块还包括：
耦合器，用于测量与第一信号相关的第一功率电平。
10.按照权利要求9的系统，其中，通信模块还包括天线，从天线发送第二信号。
11.按照权利要求10的系统，其中，通信模块还包括：
天线开关和移动开关，用于将第一信号转换到天线。
12.按照权利要求11的系统，其中，通信模块还包括接收单元，用于接收从天线进入的信号。
13.按照权利要求4的系统，其中，功率调节单元包括比较单元，用于比较第一和第二功率电平与预定值，以确定第一和第二差值。
14.按照权利要求4的系统，其中，功率调节单元还包括反馈单元，用于测量与第二信号相关的第二功率电平。
15.按照权利要求13的系统，其中，当用与放大模块通信的天线发送时第二信号是第一信号。
16.按照权利要求7的系统，其中，功率调节单元还包括控制器，用于提供预定的值。
17.按照权利要求8的系统，其中，功率调节单元还包括控制器，用于提供预定的值。
18.按照权利要求6的系统，其中，向放大模块提供第一和第二APC信号，以控制放大因子的调节。
19.按照权利要求4的系统，其中，如果第一和第二差值中的至少一个差值小于第一阈值，那么，放大因子增大。
20.按照权利要求4的系统，其中，如果第一和第二差值中的至少一个差值大于第一阈值，那么，放大因子减小。
21.保持用于移动通信装置的放大后的发送电平的方法，包括：
比较与放大模块产生的第一信号相关的第一功率电平与第一阈值，以确定第一差值；
比较与放大模块通信的天线产生的第二信号相关的第二功率电平与第二阈值，以确定第二差值；和
根据第一和第二差值调节放大模块的放大因子。
22.按权利要求21的方法，还包括：
根据各个第一和第二差值产生第一和第二自动功率控制(APC)信号；和向放大模块提供第一和第二APC信号。
23.按权利要求22的方法，其中，根据第一和第二APC信号调节放大因子。
24.按权利要求21的方法，其中，如果指示第一功率电平的第一差值小于预定功率电平，那么放大因子增大。
25.按权利要求21的方法，其中，如果指示第二功率电平的第二差值小于预定功率电平，那么放大因子增大。
26.按权利要求21的方法，其中，移动通信装置包括：
放大模块，与移动通信装置的信号发生器通信；
通信模块，用于按第二信号形式发送放大模块放大后的第一信号；和
功率调节单元，与放大模块和通信模块通信，其中，功率调节单元测量分别与第一和第二信号相关的第一和第二功率电平，以确定第一和第二差值。
27.按权利要求26的方法，其中，用第一差值产生供给放大模块的第一自动功率控制(APC)信号，用于调节放大因子。
28.按权利要求27的方法，其中，用第二差值产生供给放大模块的第二自动功率控制(APC)信号，用于调节放大因子。
29.按权利要求26的方法，其中，通信模块还包括：
耦合器，用于测量与第一信号相关的第一功率电平。
30.按权利要求29的方法，其中，通信模块还包括天线开关和移动开关，用于将第一信号转换到天线。
31.按权利要求21的方法，其中，如果指示第一功率电平的第一差值大于预定功率电平，那么放大因子减小。
32.按权利要求21的方法，其中，如果指示第二功率电平的第二差值大于预定功率电平，那么放大因子将小。
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