CN1864337A - 发射器中的功率节约 - Google Patents
发射器中的功率节约 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1864337A CN1864337A CNA2004800294527A CN200480029452A CN1864337A CN 1864337 A CN1864337 A CN 1864337A CN A2004800294527 A CNA2004800294527 A CN A2004800294527A CN 200480029452 A CN200480029452 A CN 200480029452A CN 1864337 A CN1864337 A CN 1864337A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- level
- supply voltage
- time slot
- instruction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 69
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 12
- 102100033697 DNA cross-link repair 1A protein Human genes 0.000 claims abstract description 8
- 101000871548 Homo sapiens DNA cross-link repair 1A protein Proteins 0.000 claims abstract description 8
- 101100278475 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) REV3 gene Proteins 0.000 claims abstract description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 33
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- UZMWVMXNKZSFIP-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-dipyrrolidin-1-ylpyrimido[4,5-b]indol-9-yl)-1-pyrrolidin-1-ylethanone Chemical compound C1CCCN1C(=O)CN(C1=N2)C3=CC=CC=C3C1=C(N1CCCC1)N=C2N1CCCC1 UZMWVMXNKZSFIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000035777 life prolongation Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
- H03F1/0211—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
- H03F1/0211—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
- H03F1/0216—Continuous control
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
- H03F1/0211—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
- H03F1/0244—Stepped control
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
- H03G3/004—Control by varying the supply voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/02—Transmitters
- H04B1/04—Circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
- H04W52/04—TPC
- H04W52/06—TPC algorithms
- H04W52/10—Open loop power control
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
- H04W52/04—TPC
- H04W52/52—TPC using AGC [Automatic Gain Control] circuits or amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/504—Indexing scheme relating to amplifiers the supply voltage or current being continuously controlled by a controlling signal, e.g. the controlling signal of a transistor implemented as variable resistor in a supply path for, an IC-block showed amplifier
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/511—Many discrete supply voltages or currents or voltage levels can be chosen by a control signal in an IC-block amplifier circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/02—Transmitters
- H04B1/04—Circuits
- H04B2001/0408—Circuits with power amplifiers
- H04B2001/045—Circuits with power amplifiers with means for improving efficiency
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
- H04W52/04—TPC
- H04W52/30—TPC using constraints in the total amount of available transmission power
- H04W52/36—TPC using constraints in the total amount of available transmission power with a discrete range or set of values, e.g. step size, ramping or offsets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transmitters (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
一种发射器,包括功率放大器(PA),其具有电源输入端(PI)和用于提供具有输出功率(Po)的发射信号(Vo)的输出端(PAO)。电源(PS)具有电源输出端(PSO1,PSO2),用于提供具有第一电平的第一电源电压(PV1)和具有高于所述第一电平的第二电平的第二电源电压(PV2)。开关电路(SC)设置在所述电源输出端(PSO1,PSO2)和所述电源输入端(PI)之间,用于将第一电源电压(PV1)或第二电源电压(PV2)中之一提供给功率放大器(PA)。控制器(CO)响应于指示所述输出功率(Po)的第一期望电平的第一功率改变指令(PC),向所述开关电路(SC)提供控制信号以向所述电源输入端(PI)提供第一电源电压(PV1)。控制器(CO)响应于指示所述输出功率(Po)的第二期望电平的、继所述第一功率改变指令(PC)之后的第二功率改变指令(PC),向所述开关电路(SC)提供控制信号,从而根据所述第一期望电平和所述第二期望电平的值,向所述放大器电源输入端(PI)提供所述第一电源电压(PV1)或所述第二电源电压(PV2)。控制器(CO)控制所述电源(PS)以改变所述电源电压(PV,PV2)中的至少一个,以使得总是存在一个可用的具有适合于立即增大输出功率(Po)的电平的电源电压。
Description
本发明涉及一种发射器,一种发射方法,以及一种包括移动发射器和基站的系统。
这种发射器可以是在WO 98/49771中公开的移动无线发射器。该现有技术公开了针对移动无线应用的电池寿命延长技术。
对于蜂窝电话和其它便携无线电收发机的用户和制造商来讲,延长电池的使用寿命是一个关键的考虑因素。使无线电收发机的输出功率依赖于所接收的信号的强度。如果可能的话,产生低于最大输出功率的功率以减少功耗并延长电池的寿命。动态地控制施加到移动无线收发机中的发射器功率放大器上的工作电压,以便在所有输出功率级别获得较高的发射器效率。在WO 98/49771中公开的发射器的一个实施例中,通过控制电路控制高效的开关调节器,以调整发射器中的功率放大器的工作电压。所述控制电路将反映发射器的实际输出功率、期望的输出功率或发射器的输出电压摆幅的多种信号中的任何一种作为它的输入。
工作电压或电源电压根据需要的平均输出功率而改变。通常,改变工作电压的时间是受限的。需要较高的电源开关频率(switchingfrequency)以在较短的时间周期内改变并设置开关调节器电压或电源电压。较高的开关频率降低了电源的效率并且增大了设计的复杂度。
本发明的一个目的是提供一种具有节电功能的发射器,其中,对电源的要求不是很严格。
本发明的第一方面提供了一种如权利要求1所述的发射器。本发明的第二方面提供了一种如权利要求16所述的发射方法。第三方面提供了一种如权利要求18所述的包括移动发射器和基站的系统。本发明的优选实施例在从属权利要求中定义。
根据本发明第一方面的发射器包括功率放大器,用于提供具有预定输出功率的发射信号。所述功率放大器具有电源输入端,以接收电源电压。一方面,电源电压应具有足够高的电平以使得功率放大器能够提供所需的输出功率。另一方面,电源电压应具有尽可能低的电平以最小化功耗,在手持电池驱动发射器中,功耗是非常重要的。
例如,在最新的移动和无线通信方案中,通过网络来设置功率放大器的平均输出功率。因此,功率放大器不必连续工作在最大输出功率。例如,在(W)-CDMA(码分多址)系统中,通常需要低于10dB的输出功率。改变输出功率以便应对通信需求。例如,在(W)-CDMA系统中,改变输出功率以便最大化蜂窝容量。基站测量接收的来自手持设备(handset)的功率,并向手持设备发送功率控制指令,以将输出功率调整到期望值。这叫做功率控制环,在ETSI 2001的UMTSTETRA标准的章节TS125.101以及ETSI 2001的UMTS TETRA标准的章节TS125.214中针对UMTS描述了功率控制环的一个例子。在UMTS兼容手持设备中,电源电压必须在50微秒内改变并稳定。还能够使用其它触发以改变输出功率并相应地调整电源电压。
根据本发明第一方面的电源具有电源输出端以提供具有第一电平的第一电源电压以及具有高于第一电平的第二电平的第二电源电压。在电源输出端和放大器的电源输入端之间设置开关电路。一个控制器具有用于接收功率改变指令的输入端。假定响应于上一个功率改变指令,将第一电源提供给功率放大器。不使用具有更高电平的第二电源。响应于下一个功率改变指令,控制器控制开关电路以向功率放大器的电源输入端提供第一电源电压或第二电源电压。可以使用两个不同的电源电压使得能够在接收到下一个功率改变指令后立即为所请求的输出功率选择更合适的电源电压电平,其中,所请求的输出功率与由功率改变指令指示的相同。不需要在短时间内改变单个电源电压的电平。
因为在许多应用中,必须能够在短时间内提供较高的输出功率,因此,一直存在更高的电源电平以被立即使用是非常重要的。使得较低的电源电平在短时间内可用没有那么重要。可以仅仅通过切断电源直到高于最佳值的输出电压的电平降到期望的较低的电平,来容易地达到较低的电源电压的电平。而且,因为切断的电源的功耗几乎为零,所以如果发射器是由电池供电的,则对于从电池消耗的功率也不是问题。
可以在例如GSM、UMTS、CDMA、IS95、CDMA2000和W-CDMA移动通信系统中,以及在所有其它需要输出功率改变的无线系统中使用功率放大器PA的自适应偏置,其中,调节电源电压PV以适合提前知道的平均输出功率。
在如权利要求2所定义的实施例中,发射器是手持设备,例如GSM电话,该GSM电话还包括接收电路以从基站接收指令。基站检测从手持设备接收的功率,并将指示手持设备应以什么输出功率进行发射的功率控制指令发送给手持设备。在良好的发射环境中,或者当靠近基站时,较低的输出功率就足够了。较低的输出功率延长了手持设备中的电池的寿命。由基站对手持设备的输出功率进行控制的优点是,基站能够监测整个系统并优化蜂窝容量。
在如权利要求3所定义的实施例中,发射器工作在基于时隙(timeslot)的传输系统中。通常,在转变周期开始之前的预定时间接收到功率控制指令,转变周期通常在时隙结束之前开始。期望在转变周期中改变发射器的输出功率,转变周期通常覆盖时隙的结束和/或相应的下一个时隙的开始。时隙也被称作发送时隙或时间片(slot)。基站将功率控制指令发送给手持发射器,该功率控制指令指示了预定的在下一个发送时隙中所需的输出功率。
一接收到功率控制指令或者最迟在下一个时隙的开始,控制电路就控制开关电路以选择最适合的电源电压。如果必须减小功率,那么最好保持较高的电源电压直到转变周期。如果必须增大功率,那么可以立即应用较高的电源电压或者在转变周期中应用。最好在该转变周期内改变放大器的电源电压,从而使得在发射器必须发送信息的时隙中出现正确的电源电压。优选地,在转变周期开始后,控制电路向开关电路提供控制信号以从两个不同的电源电压电平中选择一个适当的电源电压电平,因此在当前时隙结束前或结束后选择。所述两个可用的电源电压电平中的一个总是高于在接收到功率控制指令时提供给功率放大器的电平。将在下一个时隙中使用选择的电源电压。如果再次接收到功率控制指令,则再一次确定哪一个电平更适合在相继的时隙中使用。并且再次注意,未提供给功率放大器的电源电压具有比提供给功率放大器的电源电压更高的电平。
因此,由于总是当接收到来自基站的功率控制指令时,比提供给功率放大器的电源电压具有更高电平的电源电压已经可用,所以能够立即选择这一更高电平的电源电压,或者只要需要就可以选择。提供给功率放大器的电源电压还可被称作使用的电源电压或者选择的电源电压,而未提供给功率放大器的电源电压也可被称作未使用的电源电压或者未选择的电源电压。不需要在转变周期中控制电源以改变提供给功率放大器的电源电压的电平,相对于时隙的持续时间,所述转变周期具有相对较短的持续时间。整个时隙都可用于改变未使用的电源电压以得到比使用的电源电压更高的电平。
在现有技术中,必须在短暂的转变周期中改变电源电压。这需要昂贵的电源,其工作在较高的开关频率并且具有复杂的控制环。根据本发明的电源必须在至少与时隙一样长的时间周期内改变电源电压中之一的电平。时隙的持续时间比转变周期的持续时间长很多。因此,根据本发明的电源并不复杂并且容易设计。
总之,根据本发明优选实施例的自适应电源电压方案从多个由高效DC/DC转换器产生的可改变的电源电压中选择由功率放大器使用的电源电压。在可以改变放大器的输出功率的时刻,总有至少一个未选择的电源电压具有比提供给功率放大器的电源电压的电平更高的电平。所述未使用的电源电压的较高的电平应该比使用的电源电压的电平足够高。发射器(在本实施例中为手持设备)可以在具有基站的系统中工作。然后,在手持设备和基站之间存在控制环。在这种控制环中,已知各个功率控制指令可以指示固定的发射功率的正负改变,例如:±1dB、±2dB或±3dB。由固定的改变的量来确定放大器的电源电压的最优的较高或较低电平。较高电平的可用性使得一需要时就能够选择较高的电平。因此,不需要在短暂的转变时间内改变电源的输出电压。
例如,在UMTS中,转变周期持续50微秒并且在转变周期前108微秒发出功率控制指令,并且时隙具有667微秒的持续时间。因为一直存在未使用的较高的电源电平,所以如果已知输出功率必须增大,则总是能够在转变周期期间选择这一较高的电平。在切换到较高的电源电压后,当前不使用的较低的电源电压电平必须被增加到比当前使用的电平更高的电平。可以在持续很长时间的667微秒的时隙中对较低的电平进行增大。
不要求由基站发出的功率控制指令被用于获得功率改变指令以利用控制器控制开关电路。如果关于功率放大器的所需的功率输出改变的信息在转变周期期间变得可用,或者最好在转变周期的开始可用就足够了。如何获取该信息与本发明无关。在例如UMTS这样的传输系统中,最好可用的功率控制指令被用于获得功率改变指令。因此,如果提及接收到功率改变指令的时刻,这并不意味着只想要由基站在转变周期前108微秒发射的信号。最好功率改变指令是由基站发射的功率控制指令。但是任何指示在下一个时隙所需的功率的、并且在下一个时隙之前出现或被确定的其它信号都可以被使用。
在如权利要求4所定义的实施例中,在当前时隙中,在接收到第二功率改变指令的时刻,开始状态是:第一电源电压被提供给功率放大器并且具有较高电平的第二电源电压是可用的。第二功率改变指令指示在下一个时隙中的输出功率必须增大。控制电路控制开关电路以选择第二电源电压作为功率放大器的电源。这可以在接收到功率改变指令后立即发生或者在转变周期期间发生。在切换到第二电源电压后,控制器控制电源以增大当前不再使用的第一电源电压,从而使得其变为高于当前使用的第二电源电压的所需的大小。在继下一个功率改变指令之后的时隙开始之前,第一电源电压应该已具有所需的电平。因此,可用于改变第一电源电压的电平的时间周期比转变周期的持续时间要长很多。
在如权利要求5所定义的实施例中,再一次,在当前时隙中,在接收到第二功率改变指令的时刻,开始状态是:第一电源电压被提供给功率放大器,并且高于最优电平的未使用的第二电源电压是可用的。第二功率改变指令指示在下一个时隙中输出功率必须减小。尽管第一电源电压的电平高于最优电平,但是控制电路控制开关电路仍然选择第一电源电压作为功率放大器的电源电压。控制器控制电源以减小未使用的第二电源电压的电平,从而使得其变为低于第一电源电压的所需的大小。
在如权利要求6所定义的实施例中,一旦第二电源电压具有所需的低于第一电源电压的电平的电平,控制器就立即切换到第二电源电压。第一电源电压现在自动地具有高于第二电源电压的预定电平,并且系统已为下一个功率改变指令准备好。优选地,第二电源电压的电平在一个时隙内已达到所需的较低的电平。
在如权利要求7所定义的实施例中,如果下一个功率改变指令指示仍旧需要由前一个功率改变指令指示的较低的输出功率,则控制器切换到第二电源。功率放大器的电源电压仅在一个时隙内高于最优值。在本系统中这是无关紧要的,因为在如此短的时间周期内高于最优电源电压仅会导致很少量的多余功率从电池丧失。
在如权利要求8所定义的实施例中,如果下一个功率改变指令指示需要甚至比由前一个功率改变指令指示的功率更低的功率,则控制器切换到第二电源。功率放大器的电源电压仅在一个时隙内高于最优值。在本系统中这是无关紧要的,因为在如此短的时间周期内高于最优电源电压仅会导致很少量的多余功率从电池丧失。
在如权利要求9所定义的实施例中,再一次,在当前时隙中,在接收到第二功率改变指令的时刻,开始状态是:第一电源电压被提供给功率放大器并且具有较高电平的未使用的第二电源电压是可用的。第二功率改变指令指示输出功率在下一个时隙中必须减小。控制电路控制开关电路以选择高于最优值的第二电源电压作为功率放大器的电源。控制器控制电源以减小第二电源电压的电平从而使得其变为低于第一电源电压的所需的大小,然而第一电源电压的电平基本保持不变。例如通过切断电源来实现第二电源电压的电平的减小。第二电源电压上的负载将使连接到提供第二电源电压的电源输出的电容器放电。如果电容器的电压已降到所需的值,则再次启动电源。通常,负载主要由通过功率放大器得到的电流所确定,并且最好选择电容器的值以获得与一个时隙内的一次输出功率电平下降相对应的电压降或更少的电压降。
在如权利要求10所定义的实施例中,再一次,在当前时隙中,在接收到第二功率改变指令的时刻,开始状态是:第一电源电压被提供给功率放大器并且具有较高电平的未使用的第二电源电压是可用的。第二功率改变指令指示输出功率在下一个时隙中必须减小。控制电路控制开关电路仍然选择高于最优值的第一电源电压作为功率放大器的电源。控制器控制电源以使得第一电源电压的电平减小。
在如权利要求11所定义的实施例中,保持未使用的第二电源电压的电平基本不变。仅仅必须控制一个电源电压的电平。
在如权利要求12所定义的实施例中,电源提供三个电源电压。其中的一个电源电压被提供给功率放大器。控制另外两个电源电压的电平,从而使得其中的一个具有高于提供给功率放大器的电源电压的电平的电平,而其中的另一个具有低于提供给功率放大器的电源电压的电平的电平。在需要的时刻,如果输出功率必须增大,则开关电路选择具有较高电平的电源电压,如果输出功率必须减小,则开关电路选择具有较低电平的电源电压。因此在所需的时刻基本上能够立即切换到所需的电源电压的较高电平或较低电平。所需的时刻通常是下一个转变周期的开始或转变周期内的任意时刻。该方案具有以下优点,即,不需要在从知道应该改变输出功率的时刻到下一个转变周期的开始的较短的时间周期内改变电源电压的电平。而且如果输出功率减小,则基本上能够立即选择较低的电源电压以获得最优的功耗。
当选择了在前一个时隙中未使用的电源电压之一后,调整其它的未选择的电源电压中之一的电平,或者调整其它两个未选择的电源电压的电平,从而使得在下一个转变周期的开始,这些电源电压中的一个再次具有高于所选择的电源电压的电平的电平,并且另一个具有低于所选择的电源电压的电平的电平。因此,在未选择的电源电压中,一个具有或者使得其具有比所选择的电源电压的电平更低的电平,另一个具有或者使得其具有比所选择的电源电压的电平更高的电平。因此,在下一个转变周期的开始,总是能够直接切换到正确的电源电压。如果达到了可能的电源电压的最大或最小值,则当然不能向未选择的电源电压之一提供低于最小值的电平或高于最大值的电平,除非提供了专门的功率转换器布局。
在如权利要求14所定义的实施例中,当输出功率必须被改变时,控制器控制未选择的电源电压中的、与所选择的电源电压具有最大差值的一个电源电压的电平。该方案具有以下优点,即,一次仅有一个电源电压必须变化。
在如权利要求15所定义的实施例中,当输出功率必须被改变时,控制器控制两个未选择的电源电压的电平。距选择的电源电压的电平最近的未选择的电源电压的电平穿过选择的电源电压的电平。因此,如果具有最近电平的未选择的电源电压具有低于所选择的电源电压的电平的电平,则将使得该未选择的电源的电平高于所选择的输出电压的电平。另一个未选择的输出电压的电平必须增大到象在之前的时隙中一样,与所选择的输出电压电平具有相同差值。虽然两个电平都必须改变,但是输出电压电平的变化的最大量变得更小了。
通过参考以下描述的实施例,本发明的这些以及其它方面将更加显而易见。
在附图中:
图1显示了节电发射器的框图;
图2显示了手持设备和基站;
图3显示了发射器的输出功率的变化的例子;
图4显示了根据本发明的其中存在两个电源电压的实施例;
图5显示了控制图4所示的实施例的电源电压的选择的算法;
图6显示了根据本发明的其中存在两个电源电压的实施例;
图7显示了控制图6所示的实施例的电源电压的选择的算法;
图8显示了根据本发明的其中存在两个电源电压的实施例;
图9显示了控制图8所示的实施例的电源电压的选择的算法;
图10显示了根据本发明的其中存在三个电源电压的实施例;以及
图11显示了根据本发明的其中存在三个电源电压的另一个实施例。
不同的附图中的相同的参考符号指示相同的信号或执行相同功能的对象。
图1显示了节电发射器的框图。功率放大器PA接收输入信号Vi并且在电源输入端PI接收电源电压PV,并且在输出端PAO提供发射信号Vo。电源PS具有电源输出端PS01、PS02、PS03,以分别将电源电压PV1、PV2、PV3提供给开关电路SC。开关电路SC具有开关S,开关S用于分别在节点a,b,c,在电源电压PV1、PV2、PV3之间进行选择。
控制器CO接收功率改变指令PC以控制开关S的位置以及电源电压PV1、PV2、PV3的电平。可以由接收电路RC提供功率改变指令PC,所述接收电路RC从图2所示的基站(BS)接受功率控制指令PCB。
经由电感L将通过开关S选择的电源电压提供给电源输入端PI。在电源输入端PI和大地之间设置电容器C。包括电感L和电容器C的可选的滤波器具有两个功能。首先,电源电压PV1、PV2、PV3的纹波被过滤,其次,在开关S未连接到节点a,b,c中的任何一个的时间间隔内向功率放大器提供能量。
通常,发射器以如下方式工作。在发射器的特定输出功率,通过用开关S选择电源电压PV1、PV2、PV3中的最合适的一个从而使得电源电压PV具有最优值。如果必须调整发射器的输出功率,则控制开关以选择电源电压PV1、PV2、PV3中的最适合新的输出功率的另一个电压。现在,可以改变未选择的电源电压的电平,从而使得当下一次必须调整发射器的输出功率时,合适的电源电压或电压PV1、PV2、PV3是可用的。将参照附图4至8对其进行详细说明。当然能够使用多于三个电源电压。
图2显示了手持设备和基站。发射器是手持设备HH,例如GSM电话,其与基站BS进行通信。手持设备HH的功率放大器PA产生具有输出功率Po的发射信号Vo。
图3显示了发射器的输出功率Po的改变的例子。在功率控制环中,基站BS从手持设备HH接收发射信号Vo,并测量该信号的接收功率。如果需要,基站BS向手持设备HH发送功率控制指令PCB,以将手持设备HH的输出功率Po调整到适当的电平。图3显示了UMTS手持设备HH的功率控制环的时间的例子。
在例如UMTS这样的现代通信系统中,使用时隙。如果考虑三个连续的时隙n-1,n,n+1,则在时隙n-1,n,n+1中的每一个中,发射信号的输出功率Pox、Poy具有固定的值。每个时隙n-1,n,n+1持续时隙周期Ts1。在时隙n-1,n的结束及相应的后继时隙n,n+1的开始有转变周期Tsw可用,以改变输出功率Pox、Poy的电平。在图3中,转变周期Tsw与时隙n-1,n的结束及相应的后继时隙n,n+1的开始重叠。在其它标准中,Tsw可以处于不同的时间,例如,转变周期Tsw可以完全处于时隙n-1,n,n+1的结束或完全处于时隙n-1,n,n+1的开始。时隙n-1持续到时刻t2,时隙n从时刻t2持续到时刻t5,时隙n+1从时刻t5开始。在时隙n-1的结束和时隙n的开始的转变周期Tsw从时刻t1持续到时刻t3,在时隙n的结束和时隙n+1的开始的转变周期Tsw从时刻t4持续到时刻t6。
在时刻t1前,手持设备提供具有输出功率Pox的发射信号Vo。在时刻t1,转变周期Tsw开始。在从时刻t1持续到时刻t3的转变周期Tsw内,输出功率必须从Pox改变到Poy。因此,在下一个时隙n中,从时刻t3开始,输出功率为Poy。在时隙n结束前,在时刻t4,转变周期Tsw再次开始。输出功率从Poy向Pox改变,从而在时隙n+1内的时刻t6,输出功率再次变为Pox。必须在转变周期Tsw开始之前,由基站BS发出功率控制指令PCB,如同示意性地由箭头在时刻tc和tc’所指出的一样。
图4显示了根据本发明的其中存在两个电源电压的实施例。由电源PS提供的两个电源电压PV1和PV2的电平分别由标记有小圆圈的实线和标记有叉号的实线来指示。适合所需的输出功率Po的电源电压PV的最优电平由波形OV指示。提供给功率放大器PA的电源输入端PI的电源电压PV的实际电平由标记有小方框的实线指示。时隙Ts1出现在时刻t0至t12中连续的两个时刻之间。未指示转变周期Tsw,但是通常在时刻t0至t12中的每一个时刻附近出现。
下面将参照图5所示的流程图说明控制电源电压PV1和PV2的选择的算法。
在时刻t0,在步骤S1,电源电压PV1的电平、最优电平和实际电平PV都等于L1。为了清楚,在图4中所示的波形具有稍微不同的电平。电源电压PV2的电平为L2,并且因此高于电源电压PV1的电平。电源电压PV1被作为电源电压PV提供给功率放大器PA。因此,未使用的电源电压的电平PNU高于电源电压PV的电平。
在步骤S2,接收到指示所述电源电压PV是否必须被增大、减小或保持不变的信息。在步骤S3,算法进行等待直到转变周期Tsw开始。在步骤S4,算法根据是否需要增大、减小或是使电源电压PV保持不变来确定将选择的分支。
在时刻t1,如果已知输出功率Po必须增大一级,则选择分支UP。在步骤S5,控制器CO控制开关电路SC以选择未使用的电源电压PV2,其具有将作为电源电压PV提供给功率放大器PA的适当的电平L2。在步骤S6检查提供给功率放大器PA的电源电压PV是否具有能够由电源PS提供的最高的电平;如果具有所述最高的电平,则不执行步骤S7,并且算法进入步骤S2。因此,在电源PS提供最高的可能的电压的限定状态中,会出现一种情况,其中,没有可用的具有比所选择的电压的电平更高的电平的电源电压。在步骤S7,控制器CO控制电源PS以将当前未使用的电源电压PV1的电平增大到电平L3。这在图5中由PNU:=PNU+2指示,其意味着将未使用的电源的电平增大两个级别。因此,再次存在两个可用的电源电压PV1和PV2,其中,一个电源电压(PV1)具有高于另一个(PV2)的电平。然后,算法进入步骤S2。
在时刻t2,已知输出功率Po必须再次增大一级。控制器CO控制开关电路SC以选择较高的电源电压PV1,其具有将作为电源电压PV提供给功率放大器PA的适当的电平L3。控制器CO控制电源PS以将电源电压PV2的电平增大到电平L4。再次存在两个可用的电源电压PV1和PV2,其中,一个电源电压(PV2)具有高于另一个(PV1)的电平。
如在时刻T3所示,如果在步骤S4检测到输出功率Po不应改变,则算法进入分支EQ并且所有的波形保持在相同的电平。在步骤S8检查电源电压PV是否等于所需的电平OV。如果等于(例如在时刻t3),则算法进入步骤S2,否则(例如在时刻t9)步骤S9选择所述两个电源电压PV1、PV2中的另外一个。
在时刻t4,已知输出功率Po必须再次增大一级。控制器CO控制开关电路SC以选择电源电压PV2,其具有将作为电源电压PV提供给功率放大器PA的适当的电平L4。控制器CO控制电源PS以将电源电压PV1的电平增大到电平L5。因此,再次存在两个可用的电源电压PV1和PV2,其中,一个电源电压(PV1)具有高于另一个(PV2)的电平。
在时刻t5,已知输出功率Po不应改变,所有的波形保持在相同的电平。
如在时刻T6所示,如果在步骤S4检测到输出功率Po必须减小一个级别,则算法进入分支DO。在步骤S10,检查所述未使用的电源电压PNU是否具有高于使用的电源电压PV的电平。如果判断是肯定的,则虽然电源电压PV2的电平L4比最优值高一个级别,但是控制器CO仍控制开关电路SC再次选择电源电压PV2以提供给功率放大器PA,并且算法进入步骤S12。如果判断是否定的,则在步骤S11选择未使用的电源电压,并且算法进入步骤S12。在步骤S12检查提供给功率放大器PA的电源电压PV是否具有能够由电源PS提供的最低的电平。如果具有所述最低的电平,则不执行步骤S13,并且算法进入步骤S2。因此,在电源PS提供可能达到的最低的电压的限定状态中,会出现一种情况,其中,没有可用的具有比所选择的电压的电平更低的电平的电源电压。在步骤S13,控制器CO控制电源PS以将当前未使用的电源电压PV1减小到低于电源电压PV2的电平L4的电平L3。这在图5中由PNU:=PNU-2指示,其意味着将未使用的电源的电平减小两个级别。算法进入步骤S2。
在时刻t7,已知输出功率Po必须再次减小一个级别。虽然电源电压PV1的电平L3比最优值高一个级别,但是控制器CO仍控制开关电路SC选择电源电压PV1以提供给功率放大器PA。控制器CO控制电源PS以将电源电压PV2减小到低于电源电压PV1的电平L3的电平L2。
在时刻t8,已知输出功率Po必须再次减小一个级别。虽然电源电压PV2的电平L2比最优值高一个级别,但是控制器CO仍控制开关电路SC选择电源电压PV2以提供给功率放大器PA。控制器CO控制电源PS以将电源电压PV1减小到低于电源电压PV2的电平L2的电平L1。
在时刻t9,已知输出Po必须保持稳定。现在,电源电压PV1的电平L1正好用于将提供的输出功率Po。控制器CO控制开关电路SC以选择电源电压PV1,以提供给功率放大器PA。电源电压PV2保持在高于电源电压PV1的电平L1的电平L2。
在时刻t10,已知输出功率Po必须增大一级。控制器CO控制开关电路SC以选择电源电压PV2,其具有将作为电源电压PV提供给功率放大器PA的适当的电平L2。控制器CO控制电源PS以将电源电压PV1的电平增大到电平L3。因此,再次存在两个可用的电源电压PV1和PV2,其中,一个电源电压(PV1)具有高于另一个(PV2)的电平。
在时刻t11,已知输出功率Po必须减小一个级别。虽然电源电压PV2的电平L2比最优值高一个级别,但是控制器CO仍控制开关电路SC再次选择电源电压PV2以提供给功率放大器PA。控制器CO控制电源PS以将电源电压PV1减小到低于电源电压PV2的电平L2的电平L1。
在时刻t12,已知输出Po必须保持稳定。现在,电源电压PV1的电平L1正好用于将提供的输出功率Po。控制器CO控制开关电路SC以选择电源电压PV1,以提供给功率放大器PA。电源电压PV2保持在高于电源电压PV1的电平L1的电平L2。
因此,在时刻t0至t12中的每个时刻都存在两个电源电压电平,其中总有一个具有高于将由功率放大器PA提供的输出功率Po所需的电平的电平。因而,如果需要较高的输出功率Po,则总是能够立即选择较高的电源电压。如果输出功率Po必须减小,则通常不能够立即选择最优的低电源电压。但是在输出功率Po必须减小的时间周期中,这只会导致极少的额外的功耗。
图6显示了根据本发明的其中存在两个电源电压的实施例。由电源PS提供的两个电源电压PV1和PV2的电平分别由标记有小圆圈的实线和标记有叉号的实线来指示。适合所需的输出功率Po的电源电压PV的最优电平由波形OV指示(参见图4和5)。提供给功率放大器PA的电源输入端PI的电源电压PV的实际电平由标记有小方框的实线指示。时隙Ts1出现在时刻t20至t32中连续的两个时刻之间。未指示转变周期Tsw,但是通常在时刻t20至t32中的每一个时刻附近出现。
下面将参照图7所示的流程图说明控制电源电压PV1和PV2的选择的算法。图7中的步骤S21至S27与图5中的步骤S1至S7相同。因此,如果在步骤S24中检测到电源电压PV应增大,则应执行相同的分支UP并且应用相同的算法。如果在步骤S24中检测到电源电压PV应保持稳定,则执行分支EQ,这意味着算法进入步骤S22。如果在步骤S24中检测到电源电压PV应减小,则在步骤S28,选择当前未使用的电源电压PV1或PV2作为电源电压PV。在步骤S29,将该使用中的电源电压PV的电平减小或使得其减小两个级别:PV:=PV-2,并且算法进入步骤S22。
在图6所示的电源电压PV的期望电平的序列的例子中,从时刻t20至t26的波形与图4中从时刻t0至t6的波形相同,因此不再进行说明。
在时刻t26,已知输出功率Po必须减小一个级别。虽然电源电压PV1的电平L5比最优值高两个级别,而电源电压PV2的电平L4仅比最优值高一个级别,但是控制器CO控制开关电路SC选择电源电压PV1以提供给功率放大器PA。控制器CO控制电源PS以将电源电压PV1减小到低于电源电压PV2的电平L4的电平L3。该方法具有以下优点,即,能够简单地切断电源PS直到达到电平L3。提供电源电压PV1的电源输出端PS01上的功率放大器PA的负载将使连接到电源输出PS01的电容器C放电。这是一种容易的降低电源电压PV1的方法,并且基本上不消耗功率。因此,尽管电源电压PV在一定时间内高于最优值,但是功耗并不比所需的高。
在时刻t27,已知输出功率Po必须减小一个级别。虽然电源电压PV2的电平L4比最优值高两个级别,而电源电压PV1的电平L3仅比最优值高一个级别,但是控制器CO控制开关电路SC选择电源电压PV2以提供给功率放大器PA。控制器CO控制电源PS以将电源电压PV2减小到低于电源电压PV1的电平L3的电平L2。该方法具有以下优点,即,能够简单地切断电源PS直到达到电平L2。提供电源电压PV2的电源输出端PS02上的功率放大器PA的负载将使连接到电源输出PS02的电容器放电。这是一种容易的降低电源电压PV2的方法,并且基本上不消耗功率。因此,尽管电源电压PV在一定时间内高于最优值,但是功耗并不比所需的高。
在时刻t28,已知输出功率Po必须减小一个级别。虽然电源电压PV1的电平L3比最优值高两个级别,而电源电压PV2的电平L2仅比最优值高一个级别,但是控制器CO控制开关电路SC选择电源电压PV1以提供给功率放大器PA。控制器CO控制电源PS以将电源电压PV1减小到低于电源电压PV2的电平L2的电平L1。
在时刻t29,已知输出Po必须保持稳定。现在,电源电压PV1的电平L1正好用于将提供的输出功率Po。控制器CO控制开关电路SC以选择电源电压PV1,以提供给功率放大器PA。电源电压PV2保持在高于电源电压PV1的电平L1的电平L2。
在时刻t30,已知输出功率Po必须增大一级。控制器CO控制开关电路SC以选择电源电压PV2,其具有将作为电源电压PV提供给功率放大器PA的适当的电平L2。控制器CO控制电源PS以将电源电压PV1的电平增大到电平L3。因此,再次存在两个可用的电源电压PV1和PV2,其中,一个电源电压(PV1)具有高于另一个(PV2)的电平。
在时刻t31出现与时刻t28相同的状况,因此执行相同的动作。
因此,在时刻t20至t32中的每个时刻都存在两个电源电压电平,其中总有一个具有能够供应功率放大器PA的足够高的电平,从而能够提供所需的输出功率Po。因而,如果需要较高的输出功率Po,则总是能够立即选择较高的电源电压。如果输出功率Po必须减小,则通常不能够立即选择最优的低电源电压。但是在输出功率Po必须减小的时间周期中,由于使用已存储在电容器中的能量,因此基本不会导致额外的功耗。
图8显示了根据本发明的其中存在两个电源电压的实施例。由电源PS提供的两个电源电压PV1和PV2的电平分别由标记有小圆圈的实线和标记有叉号的实线来指示。适合所需的输出功率Po的电源电压PV的最优电平由波形OV指示。提供给功率放大器PA的电源输入端PI的电源电压PV的实际电平由标记有小方框的实线指示。时隙Ts1出现在时刻t40至t52中连续的两个时刻之间。未指示转变周期Tsw,但是通常在时刻t40至t52中的每一个时刻附近出现。
下面将参照图9所示的流程图说明控制电源电压PV1和PV2的选择的算法。图9中的步骤S31至S37与图5中的步骤S1至S7相同。如果在步骤S34中检测到电源电压PV应保持稳定,则执行分支EQ,这意味着算法进入步骤S22。如果在步骤S34中检测到电源电压PV应减小,则在步骤S40,将使用中的电源电压PV的电平减小一个级别:PV:=PV-1,并且算法进入步骤S32。如果在步骤S34中检测到电源电压PV应增大,则应执行分支UP。步骤S35、S36、S37分别与图5中的步骤S5、S6、S7相同。在步骤S37中,将未使用的电源电压PNU增大两个级别,之后,在步骤S38中,检查使用的电源电压PV的电平是否等于所期望的电平OV。如果等于,则算法进入步骤S32。如果不等于,则在步骤S39,将使用的电源电压PV减小,或者使得其减小到最适合于将提供的输出功率Po的期望的电平OV。
在图8所示的电源电压PV的期望电平的序列的例子中,从时刻t40至t46的波形与图4中从时刻t0至t6的波形相同,因此不再进行说明。
在时刻t46,已知输出功率Po必须减小一个级别。虽然电源电压PV2的电平L4比最优值高一个级别,但是控制器CO控制开关电路SC选择电源电压PV2以提供给功率放大器PA。控制器CO控制电源PS以使得电源电压PV2降到电平L3并将电源电压PV1保持在电平L5。可以再次通过使连接到电源输出PS02的电容器放电来实现电压PV2的下降。
在时刻t47,已知输出功率Po必须再次减小一个级别。虽然电源电压PV2的电平L3比最优值高一个级别,但是控制器CO仍控制开关电路SC选择电源电压PV2以提供给功率放大器PA。控制器CO控制电源PS以使得电源电压PV2降到电平L2并将电源电压PV1保持在电平L5。
在时刻t48,已知输出功率Po必须再次减小一个级别。虽然电源电压PV2的电平L2比最优值高一个级别,但是控制器CO仍控制开关电路SC选择电源电压PV2以提供给功率放大器PA。控制器CO控制电源PS以使得电源电压PV2降到电平L1并将电源电压PV1保持在电平L5。
在时刻t49,已知输出Po必须保持稳定。现在,电源电压PV2的电平L1正好用于将提供的输出功率Po。控制器CO控制开关电路SC以选择电源电压PV2,以提供给功率放大器PA。电源电压PV1保持在高于电源电压PV2的电平L1的电平L5。
在时刻t50,已知输出功率Po必须增大一级。控制器CO控制开关电路SC以选择电源电压PV1,虽然其电平L5比最优值高得多。控制器CO控制电源PS以使得电源电压PV1降到电平L2,并使得电源电压PV2增大到电源电压PV1的电平L2之上的电平L3。
在时刻t51出现与时刻t48类似的状况,因此执行类似的动作。
图10显示了根据本发明的其中存在三个电源电压的实施例。在该实施例中,控制器CO控制开关电路SC选择电源电压PV1、PV2和PV3之一,以作为电源电压PV提供给功率放大器PA。控制器CO控制电源PS,从而使得两个未选择的电源电压中总有一个具有低于所选择的电源电压的电平,而另一个未选择的电源电压具有高于所选择的电源电压的电平。
显示了三个连续的时隙n-1,n和n+1。作为例子,转变周期Tsw出现在每个时隙n-1,n,n+1的结束部分。在时刻t100之前,在时隙n-1中,控制器CO控制开关电路SC以选择电源电压PV1,将其作为电源电压PV提供给功率放大器PA。电源电压PV2具有高于电源电压PV1的电平的预定电平,电源电压PV3具有低于电源电压PV1的电平的预定电平。
功率放大器PA的输出功率在时隙n中应具有比在时隙n-1中更高的电平。在转变周期Tsw中,最好在时刻t100,控制器CO控制开关S选择电源电压PV2作为功率放大器PA的电源电压PV。在时隙n中,在转变周期Tsw之外,将当前未选择的电源电压PV1保持不变,并将未选择的电源电压PV3改变到高于当前选择的电源电压PV2的预定电平。在时隙n结束前,当下一个转变周期Tsw在时刻T200开始时,再次存在可用的分别比所选择的电源电压PV2更高和更低的电源电压PV3、PV1。如果必须再次增大发射器的输出功率,则在转变周期Tsw中,最好在时刻t200,选择改变后的电源电压PV3。在时隙n中,在转变周期Tsw之外,将电源电压PV2保持不变,而将电源电压PV1改变到高于当前选择的电源电压PV3的预定电平。在时隙n+1结束前,再次存在可用的较高和较低的电源电压PV1、PV2,以供选择。
在多数无线和通信标准中,功率放大器PA可能必须在周期性出现的转变周期Tsw内改变其输出功率。通常,这些标准规定将在两个连续的时隙n-1和n中提供的平均输出功率Po只能改变预定的大小,例如:±1dB、±2dB或±3dB。因此,每当功率放大器PA的输出功率Po的实际值必须改变时,仅考虑两种可能性。因此,在下一个时隙n中,功率放大器PA的电源电压PV必须不变,或者必须增大或减小固定的量。如果在任何时刻,除了所选择的提供给功率放大器PA的电源电压外,都还有一个具有所需的较高电平的电源电压和一个具有所需的较低电平的电源电压可用,则在下一个时隙n之前的转变周期Tsw内能够选择所需的电源电压PV。因此,即使知道需要另一个输出功率Po的时刻出现在转变周期Tsw的开始t200,也能够在不必在短暂的转变周期Tsw内改变电源电压PV1、PV2、PV3的电平的情况下,切换到所需的电源电压。
能够使用比三个电源电压PV1、PV2、PV3更多的电源电压,例如,可以使用五个电源电压。在四个未选择的电源电压中,有两个具有高于所选择的电源电压的电平的不同的电平,还有两个具有低于所选择的电源电压的电平的不同的电平。这是有利的,因为控制环能够指定不同的功率改变级别,例如,+/-1dB或+/-2dB的功率改变。由于用于这些可能的输出功率的基本上最优的电源电压是可用的,所以能够在短暂的时间周期内切换到正确的电源电压。如果产生七个不同的电源电压,则能够立即实现切换到这些电源电压中的、适合七个可能的输出功率中之一的电源电压。
因此,该根据本发明的实施例不依赖于何时接收到指示输出功率Po必须改变的指令PCB,只要该指令PCB在下一个转变周期Tsw开始前可用就行,可以通过控制开关S,及时地选择下一个时隙n+1中最适合的电源电压PV1、PV2、PV3。这是重要的,因为在大多数通信系统中,是由基站BS来命令用户设备(发射器,或手持设备)HH改变其输出功率Po的。该指令PCB被发送到用户设备HH,其必须接收并解码该指令以获得用于控制用户设备HH的功率状态的指令PC。用户设备HH会引入未知的延迟,该延迟从基站BS发送指令PCB开始直到解码出指令PC。在根据本发明的实施例中,这些延迟不会影响可用于改变未选择的电源电压的电平的时间。
如果功率放大器PA工作在最小或最大可用电源电压,则会出现特殊情况。如果功率放大器的电源电压PV具有最小值,则选择的电源电压具有最小值,并且至少有一个未选择的电源电压具有高于最小值预定大小的值。其它未选择的电源电压的电平并不重要,该电平可以是最低的电平,或者是预定的较高的电平,甚至是更高的电平。对于最高电平,可以采用相同的方式来选择电平。
图11显示了根据本发明的其中存在三个电源电压的另一个实施例。在该实施例中,电源PS提供三个电源电压PV1、PV2和PV3。显示了三个连续的时隙n-1,n和n+1。作为例子,转变周期Tsw出现在时隙n-1,n和n+1的开始。
在时隙n-1中,控制器CO控制开关S以将电源电压PV1作为电源电压PV提供给功率放大器PA。未选择的电源电压PV2具有高于选择的电源电压PV1的预定电平。未选择的电源电压PV3具有低于选择的电源电压PV1的预定电平。
功率放大器PA的输出功率Po在时隙n中应具有比在时隙n-1中更高的电平。在开始于时刻t101的转变周期Tsw中,最好基本上在时刻t101,控制器CO控制开关S选择电源电压PV2作为功率放大器PA的电源电压PV。在时隙n中,改变当前未选择的电源电压PV1,以获得高于选择的电源电压PV2的电平的预定电平。增大未选择的电源电压PV3的电平以获得低于所选择的电源电压PV2的电平的预定电平。在时隙n结束前,在时刻T201,再次存在可用的分别比所选择的电源电压PV2更高和更低的电源电压PV1、PV3。如果必须在开始于时刻t201的转变周期Tsw中再次增大发射器的输出功率,则最好基本在时刻t201,选择改变后的电源电压PV1。在时隙n+1中,在转变周期Tsw之外,将电源电压PV1保持不变,而改变两个未选择的电源电压PV2、PV3,以获得比所选择的电源电压PV1的电平更高和更低的预定电平。在时隙n+1结束前,再次存在可用的较高和较低的电源电压PV2、PV3,以供选择。
改变具有最靠近所选择的电源电压的电平的未选择的电源电压,以穿过选择的电源电压的电平。两个未选择的电源电压都被改变的方案具有以下优点,即,最大变化量比如果仅改变一个未选择的电源电压时要小。
总之,在本发明的优选实施例中,发射器包括功率放大器PA,其具有电源输入端PI和用于提供具有输出功率Po的发射信号Vo的输出端PAO。电源PS具有电源输出端PSO1、PSO2,用于提供具有第一电平的第一电源电压PV1和具有高于所述第一电平的第二电平的第二电源电压PV2。开关电路SC被设置在所述电源输出端PSO1、PSO2和所述电源输入端PI之间,以将从第一电源电压PV1和第二电源电压PV2中选择一个电源电压提供给功率放大器PA。响应于指示输出功率Po的第一期望电平的第一功率改变指令PC,控制器CO向开关电路SC提供控制信号以向所述电源输入端PI提供第一电源电压PV1。响应于指示所述输出功率Po的第二期望电平的、继所述第一功率改变指令PC之后的第二功率改变指令PC,控制器CO向开关电路SC提供控制信号,从而根据所述第一期望电平和所述第二期望电平的值,向所述放大器电源输入端PI提供第一电源电压PV1或所述第二电源电压PV2。如果需要,则控制器CO控制电源PS改变电源电压PV1、PV2中的至少一个的电平,从而使得总是具有一个可用的电源电压,其具有适合于增大输出功率Po的电平,如果需要,基本上可以立即增大。
应该注意,上述实施例用于说明本发明,而不是限制本发明,并且本领域的技术人员能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下,设计许多可选实施例。
在权利要求中,括号中的任何参考符号都不应解释为限制权利要求。使用动词“包括”及其变化形式并不排除存在除权利要求中所述的部件或步骤以外的其它部件或步骤。部件前的冠词“一个”并不排除存在多个这种部件。本发明可以通过包括多个不同部件的硬件来实现,也可以通过适当编程的计算机来实现。在列举了多个模块的装置权利要求中,这些模块中的多个可以由一个同样的硬件对象来实现。在彼此不同的从属权利要求中陈述特定的方法并不表示不能利用这些方法的组合。
Claims (19)
1.一种发射器,包括:
功率放大器(PA),其具有电源输入端(PI)和用于提供具有输出功率(Po)的发射信号(Vo)的输出端(PAO),
电源(PS),其具有电源输出端(PSO1,PSO2),用于提供具有第一电平的第一电源电压(PV1)和具有高于所述第一电平的算二电平的第二电源电压(PV2),
开关电路(SC),其设置在所述电源输出端(PSO1,PSO2)和所述电源输入端(PI)之间,以及
控制器(CO),用于响应于指示所述输出功率(Po)的第一期望电平的第一功率改变指令(PC),向所述开关电路(SC)提供控制信号以向所述电源输入端(PI)提供所述第一电源电压(PV1),所述控制器(CO)还用于响应于指示所述输出功率(Po)的第二期望电平的、继所述第一功率改变指令(PC)之后的第二功率改变指令(PC),向所述开关电路(SC)提供控制信号,从而根据所述第一期望电平和所述第二期望电平的值,向所述放大器电源输入端(PI)提供所述第一电源电压(PV1)或所述第二电源电压(PV2)。
2.如权利要求1所述的发射器,其中,所述发射器是手持设备(HH)并且还包括接收电路(RC),所述接收电路(RC)用于从基站(BS)接收功率控制指令(PCB),以提供所述第一功率改变指令(PC)和所述第二功率改变指令(PC)。
3.如权利要求1所述的发射器,用于工作在基于时隙(n-1,n,n+1)的传输系统中,并且其中,所述第一功率改变指令(PC)指示在出现所述第一功率改变指令(PC)的时刻之后开始的时隙(n)中所需的输出功率(Po)的值,并且其中所述第二功率改变指令(PC)指示在继上述的时隙(n)之后的、在出现所述第二功率改变指令(PC)的时刻之后开始的下一个时隙(n+1)中所需的输出功率(Po)的值。
4.如权利要求3所述的发射器,其中所述控制器(CO)用于
向所述开关电路(SC)提供所述控制信号,从而基本上在所述第二功率改变指令(PC)指示所述输出功率(Po)必须增大时,或者最晚在下一个时隙(n+1)开始时,向所述功率放大器(PA)提供所述第二电源电压(PV2),以及
控制所述电源(PS),从而在继所述下一个时隙(n+1)之后的时隙(n+2)开始之前将所述第一电平增大到所述第二电平之上。
5.如权利要求3所述的发射器,其中,所述控制器(CO)用于向所述开关电路(SC)提供所述控制信号,从而如果所述第二功率改变指令(PC)指示所述输出功率(Po)必须减小,则基本上在所述下一个时隙(n+1)开始时,向所述功率放大器(PA)提供所述第一电源电压(PV1),所述控制器(CO)还用于控制所述电源(PS)以将所述第二电平减小到低于所述第一电平。
6.如权利要求5所述的发射器,其中,所述控制器(CO)用于向所述开关电路(SC)提供所述控制信号,从而在所述第二电平减小到所述第一电平之下后提供所述第二电源电压(PV2)。
7.如权利要求5所述的发射器,其中,所述控制器(CO)用于向所述开关电路(SC)提供所述控制信号,从而基本上当在所述下一个时隙(n+1)中接收到第三功率改变指令(PC)时,或者在继所述下一个时隙(n+1)之后的时隙(n+2)的开始,如果所述第三功率改变指令(PC)指示仍然需要由所述第二功率改变指令(PC)指示的较低的输出功率(Po),则提供所述第二电源电压(PV2)。
8.如权利要求5所述的发射器,其中,所述控制器(CO)用于向所述开关电路(SC)提供所述控制信号,从而基本上当在所述下一个时隙(n+1)中接收到第三功率改变指令(PC)时,或者在继所述下一个时隙(n+1)之后的时隙(n+2)的开始,如果所述第三功率改变指令(PC)指示需要比由所述第二功率改变指令(PC)指示的更低的输出功率(Po),则提供所述第二电源电压(PV2)。
9.如权利要求3所述的发射器,其中,所述控制器(CO)用于向所述开关电路(SC)提供所述控制信号,从而如果所述第二功率改变指令(PC)指示所述输出功率(Po)必须减小,则基本上在接收到所述第二功率改变指令(PC)时,或者在所述下一个时隙(n+1)的开始,向所述功率放大器(PA)提供所述第二电源电压(PV2),所述控制器(CO)还用于控制所述电源(PS)以使得所述第二电平下降,同时保持所述第一电平不变。
10.如权利要求3所述的发射器,其中所述控制器(CO)用于向所述开关电路(SC)提供所述控制信号,从而基本上在所述第二功率改变指令(PC)指示所述输出功率(Po)必须减小时,向所述功率放大器(PA)提供所述第一电源电压(PV1),所述控制器(CO)还用于控制所述电源(PS)以使得所述第一电平下降。
11.如权利要求10所述的发射器,其中,所述控制器(CO)用于控制所述电源(PS)以保持所述未使用的第二电源电压的电平基本不变。
12.如权利要求1所述的发射器,其中,所述电源(PS)用于提供具有第三电平的第三电源电压(PV3),并且其中,所述控制器(CO)用于动态地控制所述电源(PS)以提供高于所述第一电平的所述第二电平以及低于所述第一电平的所述第三电平。
13.如权利要求12所述的发射器,其中所述控制器(CO)用于控制所述开关电路(SC),从而根据所述第二功率改变指令(PC)是指示所述输出功率(Po)必须不变、必须增大、还是必须减小,相应地向所述放大器电源输入端(PI)提供所述第一电源电压(PV1)、所述第二电源电压(PV2)或所述第三电源电压(PV3)。
14.如权利要求12所述的发射器,其中,所述控制器(CO)用于
—控制所述开关电路(SC),从而如果所述输出功率(Po)必须被改变,则向所述放大器电源输入端(PI)提供所述第二电源电压(PV2)或所述第三电源电压(PV3),以及
—控制所述电源(PS),从而根据所述第二电平或所述第三电平是否与提供给所述放大器电源输入端(PI)的电源电压(PV)的电平具有最大的差值来仅调整所述第二电平或所述第三电平。
15.如权利要求12所述的发射器,所述控制器(CO)用于
控制所述开关电路(SC),从而如果所述输出功率(Po)必须被改变,则向所述放大器电源输入端(PI)提供所述第二电源电压(PV2)或所述第三电源电压(PV3),以及
控制所述电源(PS),从而
(i)如果所述第二电源电压(PV2)被提供给所述放大器电源输入端(PI),则调整所述第一电平和所述第三电平,其中,控制所述第一电平超过所述第二电平,或者
(ii)如果所述第三电源电压(PV3)被提供给放大器电源输入端(PI),则调整所述第一电平和所述第二电平,其中,控制所述第一电平超过所述第三电平。
16.一种发射器中的方法,所述发射器包括功率放大器(PA)以及电源(PS),所述功率放大器(PA)具有电源输入端(PI)和用于提供具有输出功率(Po)的发射信号(Vo)的输出端(PAO),所述电源(PS)具有电源输出端(PSO1,PSO2),用于提供具有第一电平的第一电源电压(PV1)和具有高于所述第一电平的第二电平的第二电源电压(PV2),所述方法包括:
响应于指示所述输出功率(Po)的第一期望电平的第一功率改变指令(PC),控制(CO,SC)将第一电源电压(PV1)提供给所述电源输入端(PI),以及
响应于指示所述输出功率(Po)的第二期望电平的、继所述第一功率改变指令(PC)之后的第二功率改变指令(PC),根据所述第一期望电平和所述第二期望电平的值,控制(CO,SC)将所述第一电源电压(PV1)或所述第二电源电压(PV2)提供给所述放大器电源输入端(PI)。
17.如权利要求16所述的方法,其中,所述发射器用于工作在基于时隙(n-1,n,n+1)的传输系统中,并且其中,所述第一功率改变指令(PC)指示在出现所述第一功率改变指令(PC)的时刻之后开始的时隙(n)中所需的输出功率(Po)的值,并且其中所述第二功率改变指令(PC)指示在继上述的时隙(n)之后的、在出现所述第二功率改变指令(PC)的时刻之后开始的下一个时隙(n+1)中所需的输出功率(Po)的值。
18.一种包括基站和发射器的系统,该发射器包括:
功率放大器(PA),其具有电源输入端(PI)和用于提供具有输出功率(Po)的发射信号(Vo)的输出端(PAO),
电源(PS),其具有电源输出端(PSO1,PSO2),用于提供具有第一电平的第一电源电压(PV1)和具有高于所述第一电平的第二电平的第二电源电压(PV2),
开关电路(SC),其设置在所述电源输出端(PSO1,PSO2)和所述电源输入端(PI)之间,以及
控制器(CO),用于响应于指示所述输出功率(Po)的第一期望电平的第一功率改变指令(PC),向所述开关电路(SC)提供控制信号以向所述电源输入端(PI)提供所述第一电源电压(PV1),并且用于响应于指示所述输出功率(Po)的第二期望电平的、继所述第一功率改变指令(PC)之后的第二功率改变指令(PC),向所述开关电路(SC)提供所述控制信号,以根据所述第一期望电平和所述第二期望电平的值,向所述放大器电源输入端(PI)提供所述第一电源电压(PV1)或所述第二电源电压(PV2)。
19.如权利要求18所述的系统,其中,所述发射器用于工作在基于时隙(n-1,n,n+1)的传输系统中,并且其中,所述第一功率改变指令(PC)指示在从出现所述第一功率改变指令(PC)的时刻之后开始的时隙(n)中所需的输出功率(Po)的值,并且其中所述第二功率改变指令(PC)指示在继上述的时隙(n)之后的、在出现所述第二功率改变指令(PC)的时刻之后开始的下一个时隙(n+1)中所需的输出功率(Po)的值。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP03103751.8 | 2003-10-10 | ||
EP03103751 | 2003-10-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1864337A true CN1864337A (zh) | 2006-11-15 |
Family
ID=34429467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNA2004800294527A Pending CN1864337A (zh) | 2003-10-10 | 2004-10-01 | 发射器中的功率节约 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7457595B2 (zh) |
EP (1) | EP1673873A1 (zh) |
JP (1) | JP2007508734A (zh) |
KR (1) | KR20060122818A (zh) |
CN (1) | CN1864337A (zh) |
WO (1) | WO2005036764A1 (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7623896B2 (en) * | 2004-02-04 | 2009-11-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Wireless communication circuit and wireless communication apparatus using the same |
WO2010017106A1 (en) * | 2008-08-01 | 2010-02-11 | Arris Group, Inc. | Adaptive power control catv system |
US8417199B2 (en) * | 2010-07-23 | 2013-04-09 | Motorola Solutions, Inc. | Method and apparatus for improving efficiency in a power supply modulated system |
US8483633B2 (en) | 2010-07-23 | 2013-07-09 | Motorola Solutions, Inc. | Method and apparatus for alarming in a power supply modulated system |
US8269558B1 (en) | 2011-03-01 | 2012-09-18 | National Semiconductor Corporation | Power supply controller for a multi-gain step RF power amplifier |
GB2493529A (en) | 2011-08-09 | 2013-02-13 | Nujira Ltd | A voltage-selecting tracking power supply with an asynchronous delta-sigma controller |
US9066305B2 (en) * | 2011-12-06 | 2015-06-23 | Htc Corporation | Mobile communication device capable of controlling ouput power and method thereof |
US9119162B2 (en) * | 2013-02-19 | 2015-08-25 | Qualcomm Incorporated | Parallel arrangement of asynchronous buck converters for advanced power capability |
US9838058B2 (en) * | 2015-02-15 | 2017-12-05 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplification system with variable supply voltage |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2088813C (en) * | 1992-03-02 | 2004-02-03 | Willem G. Durtler | Automatic level control circuit for dual mode analog/digital cellular telephone |
US5404586A (en) | 1992-09-29 | 1995-04-04 | Fujitsu Ltd. | Transmitter having automatic power controller |
JPH08307159A (ja) | 1995-04-27 | 1996-11-22 | Sony Corp | 高周波増幅回路、送信装置、及び受信装置 |
JPH10215130A (ja) * | 1997-01-30 | 1998-08-11 | Mitsubishi Electric Corp | 増幅装置及び送信出力制御装置 |
US6148220A (en) | 1997-04-25 | 2000-11-14 | Triquint Semiconductor, Inc. | Battery life extending technique for mobile wireless applications |
US6275478B1 (en) * | 1998-07-10 | 2001-08-14 | Qualcomm Incorporated | Methods and apparatuses for fast power control of signals transmitted on a multiple access channel |
JP2001217663A (ja) * | 2000-02-02 | 2001-08-10 | Nec Saitama Ltd | 送信回路 |
US6734724B1 (en) * | 2000-10-06 | 2004-05-11 | Tropian, Inc. | Power control and modulation of switched-mode power amplifiers with one or more stages |
US6781452B2 (en) * | 2001-08-29 | 2004-08-24 | Tropian, Inc. | Power supply processing for power amplifiers |
US7151947B2 (en) * | 2002-05-08 | 2006-12-19 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for controlling transmission power associated with a transmitting unit |
-
2004
- 2004-10-01 EP EP04770144A patent/EP1673873A1/en not_active Withdrawn
- 2004-10-01 JP JP2006530960A patent/JP2007508734A/ja active Pending
- 2004-10-01 KR KR1020067006724A patent/KR20060122818A/ko not_active Application Discontinuation
- 2004-10-01 CN CNA2004800294527A patent/CN1864337A/zh active Pending
- 2004-10-01 US US10/574,763 patent/US7457595B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-10-01 WO PCT/IB2004/051939 patent/WO2005036764A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20060122818A (ko) | 2006-11-30 |
US7457595B2 (en) | 2008-11-25 |
US20070015475A1 (en) | 2007-01-18 |
JP2007508734A (ja) | 2007-04-05 |
WO2005036764A1 (en) | 2005-04-21 |
EP1673873A1 (en) | 2006-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7483681B2 (en) | Power saving in a transmitter | |
CN1127806C (zh) | 能够降低相位误差的突发型传输输出功率控制装置 | |
CN1311704C (zh) | 移动终端的省电方法 | |
CN102549958B (zh) | 无线装置及用于无线装置的能量管理的方法 | |
CN1042883C (zh) | 电源电路和使用该电源电路的无线电通信机 | |
CN1918777A (zh) | 开关电源装置和移动设备 | |
CN1759532A (zh) | 高效放大 | |
CN1770648A (zh) | 无线通信终端 | |
CN1943121A (zh) | 发送装置及无线通信设备 | |
CN1870795A (zh) | 管理手持多标准通信系统内的功耗的方法和设备 | |
CN1992950A (zh) | 减少其功耗的多模式移动通信终端及其方法 | |
CN1729637A (zh) | 发射机以及对发射机输出的信号的功率进行校准的方法 | |
CN1864337A (zh) | 发射器中的功率节约 | |
US8289011B2 (en) | Switched mode power supply for a transmitter | |
CN1233112A (zh) | 数字-模拟变换器和数字-模拟变换方法 | |
US20050101263A1 (en) | Power control in a mobile communication system | |
CN1496014A (zh) | 接收装置与增益控制方法 | |
KR102458712B1 (ko) | 무선 조광 장치, 이 장치를 위한 직류 전원 공급 방법 및 이 장치를 포함하는 무선 조광 시스템 | |
CN1199363C (zh) | 自动增益控制方法和装置及具有该功能的无线电通信装置 | |
CN1428062A (zh) | 无线通信系统中远端单元所作搜索优先化 | |
CN105376070A (zh) | 电源芯片自适应供应以太网包交换芯片运行电压的方法及系统 | |
CN1248123A (zh) | 具有机内无线通讯装置的便携式信息终端 | |
CN110472717B (zh) | 具有微能量收集、数字编码和射频发射的单片集成电路 | |
CN1681339A (zh) | 包括至少一个光源的无线通信装置 | |
CN1574665A (zh) | 前端模块 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: NXP CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V. Effective date: 20071019 |
|
C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20071019 Address after: Holland Ian Deho Finn Applicant after: Koninkl Philips Electronics NV Address before: Holland Ian Deho Finn Applicant before: Koninklijke Philips Electronics N.V. |
|
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20061115 |