CN1747333A - 一种延长工作时间的手持设备及实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种延长工作时间的手持设备，该手持设备包括射频处理模块、天线模块及功放处理模块，其中，功放处理模块中的功放模块在没有射频信号通过时为空闲状态；所述功放处理模块分别与射频处理模块及天线模块连接，用于在天线模块的输出功率不大于本手持设备能够输入天线模块的最大功率时，将射频信号直接发送到天线模块；以及在天线模块的输出功率大于本手持设备能够输入天线模块的最大功率时，将射频信号通过自身的功放模块进行功率放大，之后再发送到天线模块。本发明同时还公开了一种手持设备工作时间延长的实现方法。本发明方案实现了对功放模块所耗能量的节约，大大延长了手持设备的工作时间，提高了整机的工作效率。

Description

一种延长工作时间的手持设备及实现方法
技术领域
本发明涉及射频发射技术领域，更确切地说是涉及一种延长工作时间的手持设备及实现方法。
背景技术
目前的码分多址(CDMA)以及宽带码分多址(WCDMA)手持设备都是通过射频发射通道发射射频信号。
图1所示为射频发射通道的一种典型电路结构。其射频信号在通过天线发送出去之前，首先要经过该射频发射通道的处理，该处理具体为：从基带输入基带信号；在发射调制芯片中利用射频调制模块对基带信号进行调制，之后由可调增益放大器在基带控制模块发出的增益控制信号的控制下，输出不同射频功率的射频信号；发射滤波器对射频信号进行滤波，除去部分杂波信号；之后由功放对滤波后的射频信号进行放大；放大后的信号再经过双工器发送到天线。在上述处理之后，天线即可对处理后的射频信号进行无线传递。其中，功放只需要实现固定增益放大功能即可。
CDMA及WCDMA要求手持设备的发射功率尽可能地小，但是如果手持设备离基站较远，则手持设备必须发射较大功率的射频信号。具体发射多大功率的信号则由图1所示电路结构中的基带控制模块实现。比如，如果手持设备当前离基站较近，则基带控制模块通过增益控制信号要求可调增益放大器输出较小功率的射频信号；如果手持设备当前离基站较远，则基带控制模块通过增益控制信号要求可调增益放大器输出较大功率的射频信号。在通过可调增益放大器对射频信号进行调节后，通过上述功放的固定增益放大，即可输出不同频率的射频信号了。
将上述处理过程中发射调制芯片得到的射频信号的功率称为P1，天线需要发射出去的射频信号的功率称为P0。目前业界对这两个功率的要求并不相同。比如，在WCDMA CLASSIII的终端设备中，天线输出口的功率在协议上要求的是P0＝-50dBm～24dBm，而大多数发射调制芯片能够实现的最大功率P1往往是4dBm，当然也可能更大一些。但实际上，发射调制芯片所提供的发射功率在很多情况下还是能够直接满足天线的输出功率的。下面以图2所示的天线口输出功率与终端中发射调制芯片输出功率的关系示意图对这一情况进行说明。
图2中的x轴表示目前协议要求的手持设备天线口的输出功率，y轴表示手持设备中天线的实际输出功率小于x值的统计率。从图2可以看出，手持设备在50％的工作时间内，其输出功率都要小于0dBm。而发射调制芯片的最大输出功率P1往往是4dBm，在这些工作时间里，发射调制芯片所提供的发射功率已经能够满足天线口的信号输出功率，因此不需要再通过功放进行信号处理了。
而实际上，由于存在一个具有固定增益放大功能的功放，即使通过基带控制模块能够将发射调制芯片的发射功率调制为与天线口的信号输出功率相同，也不能这么处理，而是将该发射功率设置为一个较低的功率值，之后再由功放对该功率值进行放大处理。对于功放来说，不管在什么情况下，都要进行信号处理，也即处于信号放大状态，依然要保持60mA～90mA的静态电流，显然这造成了能量损失，降低了终端的整机效率，也缩短了终端的通话时间。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种延长工作时间的手持设备。本发明的另一个目的在于提供一种手持设备工作时间延长的实现方法。本发明的一种延长工作时间的手持设备，所述手持设备包括：
射频处理模块，用于对基带信号进行调制，并生成射频信号；
天线模块，用于将射频信号发射出去；
该手持设备进一步包括：
功放处理模块，包括功放模块，用于射频信号的功率放大，所述功放模块在没有射频信号通过时为空闲状态；所述功放处理模块分别与射频处理模块及天线模块连接，用于在天线模块的输出功率不大于本手持设备能够输入天线模块的最大功率时，将射频信号直接发送到天线模块；以及在天线模块的输出功率大于本手持设备能够输入天线模块的最大功率时，将射频信号通过自身的功放模块进行功率放大，之后再发送到天线模块。
所述手持设备可以进一步包括：基带控制模块；所述功放处理模块进一步包括：开关模块；其中，
基带控制模块，用于在天线模块的输出功率不大于本手持设备能够输入天线模块的最大功率时，向开关模块发送将射频信号直接发送到天线模块的控制信号；以及在天线模块的输出功率大于本手持设备能够输入天线模块的最大功率时，向开关模块发送将射频信号通过功放模块发送到天线模块的控制信号；
开关模块，用于根据基带控制模块发送来的控制信号将收到的射频信号直接发送到天线模块；或者将收到的射频信号发送到功放模块进行功率放大处理后，再发送到天线模块。
所述开关模块包括两个开关及传输线，第一开关的一端与射频处理模块连接，另一端与功放模块连接，第二开关的一端与功放模块连接，另一端与天线模块连接，且这两个开关通过传输线直接连接；
开关模块根据基带控制模块发送来的控制信号将第一开关收到的射频信号直接通过传输线及第二开关直接发送到天线模块；或者将第一开关收到的射频信号发送到功放模块，并由第二开关将功放模块处理后的射频信号发送到天线模块。
所述射频处理模块包括：
发射调制芯片，用于对基带信号进行调制及增益放大处理，并将处理得到的射频信号发送给发射滤波模块；
发射滤波模块，用于对收到的射频信号进行滤波处理，并将滤波后的射频信号发送给功放处理模块。
所述功放处理模块通过双工模块与天线模块连接。
本发明的一种手持设备工作时间延长的实现方法，手持设备通过对基带信号进行射频调制处理得到射频信号，将手持设备中的功放模块设置为：在没有射频信号通过时处于空闲状态；该方法进一步包括以下步骤：
a.手持设备判断本设备中天线模块的发射功率是否大于本设备能够输入天线模块的最大功率，如果不是，则进入步骤b，否则，进入步骤c；
b.手持设备直接将射频调制后的射频信号通过天线模块发送出去，之后结束本处理流程；
c.手持设备通过功放模块对射频调制后的射频信号进行功率放大处理，并将处理后的射频信号通过天线模块发送出去。
所述步骤a中，所述本设备能够输入天线模块的最大功率为：手持设备射频调制处理得到的射频信号的最大发射频率。
所述本设备能够输入天线模块的最大功率为：手持设备射频调制处理得到的射频信号的最大发射频率与手持设备的发射功率损耗之差。
所述手持设备包括用于滤波的发射滤波模块，所述发射功率损耗包括发射滤波模块的功率损耗；
所述手持设备和/或包括用于双工处理的双工模块，所述发射功率损耗包括双工模块的功率损耗。
所述手持设备通过开关模块控制射频信号的发送，所述发射功率损耗包括所述开关模块的功率损耗。
本发明通过在手持设备中设置能够将信号直接传输到天线模块的功放处理模块，并设置功放处理模块中的功放模块在没有射频信号通过时处于空闲状态，使得手持设备在天线模块的输出功率不大于能够输入天线模块的最大功率时，该功放处理模块可以直接将信号传输到天线模块，由于这时功放处于空闲状态，且空闲状态下功放模块所消耗的电流处于uA级，因此本发明方案在保持正常通信的前提下，节约了功放模块的能量损耗，从而大大延长了手持设备的工作时间，并提高了整机的工作效率。
附图说明
图1为目前手持设备中射频发射通道的电路结构图；
图2为图1中天线口标准输出功率与实际输出功率的比例关系示意图；
图3为本发明方案手持设备中射频发射通道的电路结构图。
具体实施方式
本发明方案主要是对手持设备中射频发射通道的电路结构进行改进，使得发射调制芯片能够输出的射频功率在不通过功率放大即可满足天线的发射需要时，可以直接将射频信号发送到天线模块，而不经过功率放大处理。下面结合附图及具体实施例对本发明方案作进一步详细的说明。
本发明方案中射频发射通道的电路结构如图3所示，包括射频处理模块301、功放处理模块302、天线模块303。
射频处理模块301中包括发射调制芯片306，用于对基带信号进行调制及增益放大处理。射频处理模块301还可以包括发射滤波模块307，用于对发射调制芯片306处理后的信号进行滤波处理，并将处理后的信号发送给功放处理模块302。
功放处理模块302分别与射频处理模块301及天线模块303连接，用于在天线模块303的输出功率不大于本手持设备能够输入天线模块303的最大功率时，将射频信号直接发送到天线模块303，并在天线模块303的输出功率大于本手持设备能够输入天线模块303的最大功率时，将射频信号进行功率放大，之后再发送到天线模块303。还需要将功放处理模块302中的功放模块308设置为：在没有射频信号经过时处于空闲状态，这是因为功放模块在空闲状态下只需uA级的电流，因此通过这种设置可以降低功放模块308所要消耗的能量。
该功放处理模块302具体可以由功放模块308以及开关模块完成其功能。开关模块包括两个开关309、310及传输线311，开关309的一端与射频处理模块301连接，另一端与功放模块308连接，开关310的一端与功放模块308连接，另一端与天线模块303连接，并且这两个开关还通过传输线311直接连接。如果天线模块303的输出功率不大于本手持设备能够输入天线模块303的最大功率，则开关模块将射频信号直接发送到天线模块303，也就是说，开关309将信号直接通过传输线311发送到开关310，再由开关310将信号发送到天线模块303；否则，开关模块中的开关309将该信号先发送到功放模块308，再由功放模块308将功率放大后的信号发送到开关310，由开关310将信号发送到天线模块303。
为实现对功放处理模块的控制，可以在上述电路中设置基带控制模块304。基带控制模块304对天线模块303需要输出的功率以及本手持设备能够输入天线模块303的最大功率进行判断，如果前者大于后者，则需要通过功放处理模块302中的功放对信号进行功率放大，因此向功放处理模块302发送控制信号，以控制开关309将射频信号发送到功放模块308，并由开关310将功放模块308放大后的射频信号发送到天线模块303；否则，可以直接将射频信号发送到天线模块303，因此向功放处理模块302发送控制信号，以控制开关309将射频信号直接通过传输线发送到开关310。
当然，上述电路中还可以设置双工模块305，则功放处理模块302通过双工模块305将射频信号发送到天线模块303。
其中，基带控制模块304对两个功率进行判断时，如果该电路中可能造成的功率损耗可以忽略，则可以将射频处理模块301中发射调制芯片306输出的最大功率作为手持设备能够输入天线模块303的最大功率。当然，如果电路中的功率损耗不能忽略，则应该将射频处理模块301中发射调制芯片306输出的最大功率与功率损耗之差作为输入天线模块303的最大功率。
该功率损耗可能是由发射滤波模块带来的，也可能是由功放处理模块中的开关模块带来的，还可能是由双工模块带来的，当然，也可能是所有这些模块所带来的。该功率损耗是可以预先估计的，也就是说，可以预设一个功率损耗，该功率损耗具体是根据手持设备中可能会带来的损耗设定。这样，假设功率损耗为L1，天线模块的输出功率为P0，发射调制芯片的最大输出功率为P1，则该判断即为判断P0是否小于或等于(P1-L1)。
以上所述仅为本发明方案的较佳实施例，并不用以限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种延长工作时间的手持设备，所述手持设备包括：
射频处理模块，用于对基带信号进行调制，并生成射频信号；
天线模块，用于将射频信号发射出去；
其特征在于，该手持设备进一步包括：
功放处理模块，包括功放模块，用于射频信号的功率放大，所述功放模块在没有射频信号通过时为空闲状态；所述功放处理模块分别与射频处理模块及天线模块连接，用于在天线模块的输出功率不大于本手持设备能够输入天线模块的最大功率时，将射频信号直接发送到天线模块；以及在天线模块的输出功率大于本手持设备能够输入天线模块的最大功率时，将射频信号通过自身的功放模块进行功率放大，之后再发送到天线模块。
2、根据权利要求1所述的手持设备，其特征在于，所述手持设备进一步包括：基带控制模块；所述功放处理模块进一步包括：开关模块；其中，
基带控制模块，用于在天线模块的输出功率不大于本手持设备能够输入天线模块的最大功率时，向开关模块发送将射频信号直接发送到天线模块的控制信号；以及在天线模块的输出功率大于本手持设备能够输入天线模块的最大功率时，向开关模块发送将射频信号通过功放模块发送到天线模块的控制信号；
开关模块，用于根据基带控制模块发送来的控制信号将收到的射频信号直接发送到天线模块；或者将收到的射频信号发送到功放模块进行功率放大处理后，再发送到天线模块。
3、根据权利要求2所述的手持设备，其特征在于，所述开关模块包括两个开关及传输线，第一开关的一端与射频处理模块连接，另一端与功放模块连接，第二开关的一端与功放模块连接，另一端与天线模块连接，且这两个开关通过传输线直接连接；
开关模块根据基带控制模块发送来的控制信号将第一开关收到的射频信号直接通过传输线及第二开关直接发送到天线模块；或者将第一开关收到的射频信号发送到功放模块，并由第二开关将功放模块处理后的射频信号发送到天线模块。
4、根据权利要求2所述的手持设备，其特征在于，所述射频处理模块包括：
发射调制芯片，用于对基带信号进行调制及增益放大处理，并将处理得到的射频信号发送给发射滤波模块；
发射滤波模块，用于对收到的射频信号进行滤波处理，并将滤波后的射频信号发送给功放处理模块。
5、根据权利要求1、2或4所述的手持设备，其特征在于，所述功放处理模块通过双工模块与天线模块连接。
6、一种手持设备工作时间延长的实现方法，手持设备通过对基带信号进行射频调制处理得到射频信号，其特征在于，将手持设备中的功放模块设置为：在没有射频信号通过时处于空闲状态；该方法进一步包括以下步骤：
a.手持设备判断本设备中天线模块的发射功率是否大于本设备能够输入天线模块的最大功率，如果不是，则进入步骤b，否则，进入步骤c；
b.手持设备直接将射频调制后的射频信号通过天线模块发送出去，之后结束本处理流程；
c.手持设备通过功放模块对射频调制后的射频信号进行功率放大处理，并将处理后的射频信号通过天线模块发送出去。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述步骤a中，所述本设备能够输入天线模块的最大功率为：手持设备射频调制处理得到的射频信号的最大发射频率。
8、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述本设备能够输入天线模块的最大功率为：手持设备射频调制处理得到的射频信号的最大发射频率与手持设备的发射功率损耗之差。
9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述手持设备包括用于滤波的发射滤波模块，所述发射功率损耗包括发射滤波模块的功率损耗；
所述手持设备和/或包括用于双工处理的双工模块，所述发射功率损耗包括双工模块的功率损耗。
10、根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述手持设备通过开关模块控制射频信号的发送，所述发射功率损耗包括所述开关模块的功率损耗。
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