ES2274778T3 - Un dispositivo de comunicaciones portatil de bandas multiples y un metodo para derterminar un consumo de carga del mismo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de comunicaciones portátil (1) de bandas múltiples, que comprende un amplificador de potencia (216), una batería (270) para suministrar potencia al amplificador de potencia, y un controlador (24), estando el controlador dispuesto para controlar un nivel de potencia de salida del dispositivo de comunicaciones mediante la generación de una señal de control digital (valor de DAC) para el amplificador de potencia, caracterizado porque el controlador está dispuesto para vigilar la señal de control digital (valor de DAC) y, en respuesta, determinar un consumo (Consumo de Carga, Consumo de Corriente) de energía eléctrica de la batería (270).
Description
Un dispositivo de comunicaciones portátil de
bandas múltiples y un método para determinar un consumo de carga del
mismo.
La presente invención se refiere a dispositivos
de comunicaciones portátiles de bandas múltiples que tienen un
amplificador de potencia, una batería para suministrar potencia al
amplificador de potencia y un controlador que está dispuesto para
controlar un nivel de potencia de salida del dispositivo de
comunicaciones para generar una señal de control digital para el
amplificador de potencia. Más concretamente, la invención está
dirigida a proporcionar dispositivos de comunicaciones de bandas
múltiples portátiles con funcionalidad mejorada para determinación
del consumo de carga que han de ser usados para estimar la capacidad
que resta de la batería. La invención también se refiera a un
método para tal determinación de consumo de carga.
Los usuarios de dispositivos de comunicaciones
portátiles activados por batería son dependientes de un dispositivo
plenamente funcional. Más concretamente, los usuarios necesitan
conocer exactamente durante cuánto tiempo permanecerán funcionando
sus dispositivos, hasta que la energía almacenada en la batería haya
sido consumida y la batería tenga que ser recargada. Esto es
particularmente cierto para usuarios de teléfonos móviles o
portátiles. Por tanto, durante el resto de este documento se usa un
teléfono móvil, en un sentido no limitativo, para poner como
ejemplo del dispositivo de comunicaciones portátil del invento y
método.
Con el fin de determinar una estimación precisa
del tiempo que resta de funcionamiento del teléfono móvil, el
usuario necesita un indicador de la capacidad de la batería exacta y
de buen funcionamiento o "medidor de carga". La figura 1
ilustra un teléfono móvil esquemático 1 que tiene una pantalla de
presentación 6, en la que se presenta un icono 13 como un indicador
de capacidad de la batería. Como se muestra en la figura 1, el
icono 13 de la batería indica que queda aproximadamente el 25% de la
carga inicial de la batería. El teléfono móvil 1 puede tener
instalaciones de presentación adicionales para determinar e indicar
un tiempo estimado que resta de funcionamiento, es decir, una
estimación del tiempo que queda hasta que tenga que ser recargada
la batería.
La determinación de la capacidad que resta de la
batería incluye básicamente dos mediciones de corriente separadas:
una medición para la corriente que fluye a la batería (cargando) y
una medición de la corriente consumida desde la batería
(descargando).
La corriente de carga es con frecuencia
relativamente fácil de medir. Un microprocesador (CPU) puede leer
una señal convertida de A/D, que es directamente proporcional a la
corriente que fluye a través de una pequeña resistencia. Puesto que
el microprocesador controla el proceso de carga, tendrá también
acceso a todos los datos relevantes para calcular la corriente
total que ha sido suministrada a la batería durante un cierto
período de tiempo.
Por otra parte, es mucho más difícil medir la
corriente de descarga o el consumo de corriente, particularmente
para teléfonos avanzados con funcionalidad compleja y muchos modos
de funcionamiento. Tradicionalmente, la corriente de descarga se
mide calculando el consumo de corriente esperado, cuando el teléfono
está en diferentes modos de funcionamiento. Los primeros teléfonos
móviles tenían básicamente sólo dos modos de funcionamiento: modo
de conversación y modo de espera. Para tales teléfonos móviles el
consumo de corriente en el modo de conversación y el modo de
espera, respectivamente, era medido una vez en un entorno de
laboratorio de ensayo y almacenado en memoria en el teléfono como
un valor de consumo respectivo predeterminado. En funcionamiento,
el teléfono mantendría el seguimiento del tiempo consumido en el
modo de conversación y en el modo de espera, respectivamente, y
calcularía seguidamente la cantidad total de corriente consumida
desde la batería multiplicando los respectivos tiempos funcionales
por los valores de consumo predeterminados.
Una tal solución se describe en el documento
US-A-5 248 929 y en US 545....., en
la que un microprocesador en el teléfono móvil ejecuta regularmente
una rutina de programación lógica (software) activada de manera
interrumpida (una vez cada 100 ms), durante la cual se determina el
modo funcional momentáneo. Los valores de consumo predeterminados
son leídos de la memoria y el valor de consumo de carga resultante
es añadido a un valor acumulado, que se usa a su vez para
determinar la capacidad restante de la batería y el tiempo de
funcionamiento en el modo de conversación y en el modo de
espera.
Aunque proporciona una estimación de consumo de
carga aceptable para un escenario simplificado con sólo dos modos
de funcionamiento, la solución de la técnica anterior descrita
anteriormente no ha demostrado ser aplicable a teléfonos más
avanzados que tienen una pluralidad de modos de funcionamiento. Por
ejemplo, el consumo de carga de un teléfono coetáneo de TDMA
("Time Division Multiple Access": Acceso Múltiple por División
de Tiempo) no sólo depende de si el teléfono está en modo de espera
o en modo de conversación; el consumo de carga es afectado por al
menos las condiciones en el modo de espera y en el modo de
conversación, respectivamente:
- \bullet
- Número de estaciones de base próximas
- \bullet
- Frecuencia de organización de páginas
- \bullet
- Contraluz
- \bullet
- Modo de activación/desactivación (on/off) de icono de LCD
- \bullet
- Frecuencia de actualización de situación
- \bullet
- Indicador superior
- \bullet
- Accesorio conectado/desconectado
\vskip1.000000\baselineskip
- \bullet
- Potencia de salida
- \bullet
- Contraluz
- \bullet
- Banda (900/1800/1900 MHz)
- \bullet
- HR/FR/EFR (Half Rate/Full Rate/Enhanced Full Rate: Media Frecuencia/Plena frecuencia/Plena frecuencia mejorada)
- \bullet
- Algoritmo de HF
- \bullet
- DTX/no DTX (Transmisión discontinua)
- \bullet
- DRX/no DRX (Recepción Discontinua)
- \bullet
- Accesorio conectado/desconectado
De lo anterior, la potencia de salida en modo de
conversación tiene una influencia principal en el consumo de carga
de la batería. Para un teléfono que opera en más de una banda de
frecuencia, es decir un teléfono de bandas múltiples, la potencia
de salida es diferente para bandas de frecuencia diferentes. En
conclusión, a la vista de todos los otros parámetros, que afectarán
al consumo de carga, un teléfono de bandas múltiples tendrá un
número muy grande de modos de operación diferentes. Soluciones
previamente conocidas fracasan en proporcionar la determinación de
consumo de carga exacta y todavía eficaz, y en consecuencia existe
una necesidad urgente de un modo alternativo de determinar el
consumo de carga de la batería para un teléfono de bandas
múltiples.
El objeto de la presente invención es
proporcionar un nuevo y sensiblemente mejorado modo de determinar el
consumo de carga de una batería para un dispositivo de
comunicaciones portátil de bandas múltiples, tal como un teléfono
móvil.
En general, el objeto ha sido conseguido por las
siguientes características del invento. En primer lugar, el
problema anteriormente citado de que un dispositivo de comunicación
de bandas múltiples tiene inherentemente un número muy grande de
modos de funcionamiento diferentes, por lo que se efectúa la
estimación de consumo de carga convencional tanto compleja como
inexacta, puede ser evitado haciendo uso de una instalación de
control de amplificador de potencia ya existente. Más
concretamente, siempre que voz o datos sean transmitidos desde un
teléfono de bandas múltiples, la transmisión tiene que ser realizada
a nivel de potencia de salida correcta, el cual -como se ha
descrito anteriormente- depende de la banda de frecuencia usada. La
potencia de salida correcta se obtiene mediante el controlador
regulando una señal de control analógica para un módulo de
amplificador de potencia. A este fin, el controlador calcula un
valor digital (por ejemplo hexadecimal) apropiado (valor de DAC),
que es convertido por un convertidor de D/A (de digital en
analógico) en una señal de control analógica para el amplificador
de potencia.
Ahora, de acuerdo con la invención, puesto que
el amplificador de potencia consume una mayor parte de la corriente
total impulsada desde la batería en modo de conversación, el consumo
de carga del amplificador de potencia puede ser determinado
exactamente para diferentes valores de DAC, preferiblemente por
medio de mediciones en un entorno de laboratorio de ensayo, antes
de que sea usado inicialmente el teléfono. En consecuencia, estos
valores de consumo de carga predeterminados estarán asociados con
uno respectivo de todos los valores de DAC posibles y se
almacenarán previamente en una memoria del teléfono.
Además, de acuerdo con la invención, estos
valores de consumo de carga previamente almacenados son usados por
el controlador para mantener registro de un valor de consumo de
carga acumulado entre cargas subsiguientes de la batería. Esto es
posible, ya que el controlador es también responsable de la
generación de valores de DAC siempre que tiene lugar una
transmisión. Por lo tanto, el controlador tendrá siempre acceso al
valor momentáneo de DAC y puede leer un consumo de carga
correspondiente previamente almacenado para ser añadido al valor
acumulado.
La invención es particularmente bien adaptada
para un teléfono de TDMA, que utiliza diferentes impulsos de
control o "impulsos de referencia" ("strobes") para
conmutar a "on" y "off" diferentes circuitos de radio,
por ejemplo el amplificador de potencia, filtros y sintonizador, así
como otros circuitos electrónicos, por ejemplo convertidores de
A/D. Los impulsos de referencia son todos completamente controlados
por el microprocesador de tal manera que el teléfono puede enviar y
recibir en la ranura de tiempo correcta.
Más concretamente, el objeto anterior ha sido
conseguido por un dispositivo de comunicaciones portátil y por un
método de determinación del consumo de carga del mismo de acuerdo
con las reivindicaciones de patente independientes. Otros objetos,
características y ventajas de la presente invención se pondrán de
manifiesto de la siguiente descripción detallada, de los dibujos
adjuntos, así como de las reivindicaciones adjuntas.
Una realización preferida de la presente
invención se describirá ahora con más detalle, haciendo referencia
a los dibujos que se acompañan, en los cuales:
La figura 1 es una vista frontal esquemática de
un teléfono móvil que tiene un indicador gráfico de capacidad
restante de la batería;
La figura 2 es un diagrama de bloques
esquemático de los componentes principales electrónicos y eléctricos
del teléfono móvil mostrado en la figura 1;
La figura 3 ilustra esquemáticamente una
ejecución de equipo físico (hardware) de acuerdo con la primera
realización;
Las figuras 4 y 5 son gráficos de flujo que
ilustran una ejecución de programación lógica (software) de acuerdo
con la primera realización;
Las figuras 6-8 ilustran una
segunda realización de la presente invención; y
Las figuras 9-11 ilustran una
tercera realización de la invención.
Ahora se describirán con detalle algunas
realizaciones de la presente invención haciendo referencia a un
teléfono móvil 1 mostrado en la figura 1. Sin embargo, como ya se
ha mencionado, la presente invención es igualmente aplicable a
todos los otros dispositivos de comunicaciones portátiles que caigan
bajo las definiciones de las reivindicaciones independientes.
El teléfono móvil 1 es un teléfono de TDMA GSM
celular y comprende una antena 2, un indicador superior 3 para
indicar el estado de funcionamiento, un altavoz 4, botones de ajuste
de volumen 5, una pantalla de presentación gráfica 6, un conjunto
de teclas en un teclado 7 y una aleta (flip) 8, que está montada de
manera pivotante en un alojamiento de teléfono 11 por medio de una
bisagra 12. La aleta 8 tiene una abertura 9 de hablar, para recibir
energía acústica de voz del usuario del teléfono. La energía
acústica es transmitida por medio de la aleta 8, a través de un
canal de guía de sonido interno, no mostrado en el dibujo, a un
micrófono interno (no mostrado) en el alojamiento 11 del
teléfono.
La pantalla de presentación 6 comprende un
indicador de intensidad de señal 14, un indicador de operador de
teléfono, un indicador de fecha 15 y un indicador 13 de capacidad
restante de batería.
El circuito electrónico principal del teléfono
móvil se ilustra en la figura 2. Desde un punto de vista general,
el circuito comprende una antena 200, un bloque de radio 210, un
bloque 220 de codificación/descodificación de canal, un bloque 230
de codificación/descodificación de habla, un bloque de control 240,
un micrófono 250, un altavoz 260 y una batería 270. Excepto para el
bloque de control 240, todos los bloques 200, 210, 220, 230, 250,
260 y 270 tienen un diseño y una estructura que son bien conocidos y
normales para un teléfono de TDMA comúnmente disponible en el
mercado. Por lo tanto, estos bloques se describen sólo brevemente en
la descripción que sigue; la estructura detallada de los mismos es
bien conocida para los expertos.
El bloque 230 de codificación/descodificación de
habla comprende un codificador de habla 232, una entrada del cual
está conectada a una salida del micrófono 250 y una salida del cual
está conectada a una entrada de un codificador de canal 222 en el
bloque 220. Una salida del codificador de canal 222 está conectada a
una entrada de un transmisor 214, que es parte del bloque de radio
210. Una salida del transmisor 214 está conectada a la antena 200.
Por lo tanto, de un modo bien conocido, el micrófono 250 recibe una
entrada audible hablada de un usuario y la convierte en una señal
eléctrica correspondiente, que es suministrada al codificador de
habla 232. El codificador de habla 232 aplica ya sea codificación de
habla de HR, FR ó de EFR a la señal y suministra el resultado al
codificador de canal 222, el cual realiza la codificación de canal
de acuerdo con la norma de TDMA GSM. La salida del codificador de
canal 222 es alimentada al transmisor 214, que comprende varios
circuitos electrónicos, tales como amplificadores, filtros y
mezcladores. Un amplificador de potencia 216 controla el nivel de
potencia de salida del transmisor 214. A su vez, el amplificador de
potencia 216 es controlado por una señal de control analógica Pwr
Ctrl, que es suministrada por el bloque de control 240 como una
señal digital (valor de DAC) y es convertida en la señal analógica
de Pwr Ctrl por un convertidor 218 de D/A (Digital en Analógico),
como se describirá con más detalle en lo que sigue. La salida del
transmisor 214 es una señal de TDMA de alta frecuencia en cualquier
banda de frecuencia disponible (tal como 900 ó 1800 MHz), y esta
señal es suministrada a la antena 200 y emitida al espacio abierto
como ondas electromagnéticas que se propagan desde la antena
200.
Correspondientemente, una señal de TDMA entrante
es recibida en la antena 200 y tratada por el receptor 212 en el
bloque de radio 210. Básicamente, la operación del receptor 212 es
la inversa de la del transmisor 212. Una salida del receptor 212 es
descodificada en el descodificador de canal 224 en el bloque 220 y
es además descodificada por un descodificador de habla 234 en el
bloque 230. La salida del mismo es suministrada al altavoz 260, que
convierte la señal eléctrica en ondas sonoras acústicas para ser
emitidas al usuario.
La batería 270 está dispuesta para suministrar
potencia a los diversos circuitos electrónicos en módulos 210, 220,
230 y 240. Preferiblemente, la batería 270 es cualquier batería
recargable disponible comercialmente, tal como una batería de iones
de Li, de NiMH ó NiCd.
El bloque de control 240 comprende un
microprocesador o CPU (Central Proccessing Unit: Unidad Central de
Tratamiento) 242, que está conectada bidireccionalmente a una
memoria 244. Entre otras funciones, la CPU 242 controla los
diversos componentes en los bloques 210, 220 y 230, así como un
convertidor de A/D 248, por medio de señales de control indicadas
como flechas unidireccionales en la figura 2. Más concretamente, los
componentes del bloque de radio 210, que consumen una mayor parte
de la energía eléctrica consumida desde la batería 270, están
controlados por la CPU 242 y un generador de temporización asociado
246 por medio de respectivas señales de control por impulsos o
"impulsos de referencia" ("strobes"). En consecuencia, un
impulso de referencia "TX str" es suministrado por el
generador de temporización 246, bajo control de la CPU 242, al
transmisor 214. Similarmente, un impulso de referencia "RX
str" controla el receptor 212. Un impulso de referencia separado
controla el convertidor de A/D 248.
Hasta este punto, la estructura del bloque de
control 240, así como el funcionamiento del mismo por medio de
diferentes impulsos de referencia, son esencialmente idénticos a los
de un teléfono de TDMA GSM estándar.
De acuerdo con la primera realización, el bloque
de control 240 está provisto de un detector 247 de impulso de
referencia, que está dispuesto para detectar la aparición de
impulsos de referencia (es decir impulsos de control que tiene la
finalidad de conmutar circuitos concretos a "on" y "off")
presentados por el generador de temporización 246 en líneas de
control individuales, que se extienden entre el generador de
temporización 246 y el transmisor 214 y el receptor 212,
respectivamente, del bloque de radio 210. Simultáneamente, el
detector 247 de impulso de referencia está dispuesto para leer un
valor momentáneo de la señal de control digital (valor de DAC)
suministrada al convertidor 218 de D/A para controlar el nivel de
potencia de salida del amplificador de potencia 216. Además, el
detector 247 de impulso de referencia está dispuesto para contar el
número de impulsos de referencia TX que han sido generados para
diferentes niveles de potencia de salida (diferentes valores de
DAC). Como se describirá con más detalle en lo que sigue, estos
serán usados por la CPU 242 para determinar un consumo de carga de
la batería
270.
270.
Antes de proporcionar una descripción detallada
de las funciones del detector 247 de impulso de referencia y la CPU
242 para determinar el valor de consumo de carga anteriormente
citado, se describirá a continuación el concepto inventivo de usar
señales de control o impulsos de referencia con el fin de determinar
el consumo de carga.
Como ya se ha mencionado, un teléfono de TDMA
utiliza numerosos impulsos de control o impulsos de referencia, que
se usan para conmutar a "on" y "off", entre otros, varios
circuitos de radio. Los impulsos de referencia son todos
controlados completamente por la CPU 242 de tal manera que el
teléfono es capaz de enviar y recibir en la ranura de tiempo
correcta de TDMA. Por ejemplo, el impulso de referencia TX es
activado al menos una vez durante cada fotograma o cuadro de TDMA
con el fin de conmutar a "on" el transmisor 214 y los
componentes asociados con el mismo, tales como el amplificador de
potencia 216. El transmisor es activado por el impulso de
referencia TX justo antes de la ranura de tiempo correcta y es
después desactivado inmediatamente después de la ranura de tiempo,
conmutando el impulso de referencia TX desde, por ejemplo, un valor
lógico elevado a un valor lógico bajo. En el modo de conversación
normal, es decir para una llamada de voz, el impulso de referencia
TX es generado exactamente una vez cada cuadro de TDMA por la CPU
242 y el generador de temporización 246, durante tanto tiempo como
dure la llamada telefónica en curso. En caso de una llamada de
datos, por otra parte, el número de impulsos de referencia TX puede
ser dos o más (ranura múltiple) en cada cuadro de TDMA.
Simultáneamente, como se ha descrito anteriormente, la CPU 242
determina un cierto valor digital (hexadecimal) del valor de DAC de
la señal de control digital, que es convertido en la señal de
control analógica Pwr Ctrl usada para regular el amplificador de
potencia 216 con el fin de obtener un nivel de potencia de salida
correcto del transmisor 214.
Ahora, puesto que el impulso de referencia TX
activa/desactiva un conjunto bien definido de circuitos electrónicos
en el transmisor 214 y el amplificador de potencia 216, y puesto
que el consumo de carga individual de cada uno de los circuitos es
bien conocido y/o puede ser exactamente medido una vez por todas,
con respecto a todos los valores posibles de DAC, en un entorno de
laboratorio de ensayo, los diferentes valores de DAC están
asociados, de acuerdo con la invención, con respectivos valores de
consumo de corriente concretos predeterminados, que representan la
corriente consumida por todos los circuitos pertinentes de
transmisor y amplificador de potencia tras la activación por
impulso de referencia TX.
En consecuencia, manteniendo seguimiento del
número de veces que ha ocurrido el impulso de referencia TX para
diferentes valores de DAC, el consumo total de corriente, causado
por impulsos de referencia TX durante un periodo de tiempo dado,
puede ser fácilmente calculado multiplicando los resultados del
recuento por los valores de consumo de corriente predeterminados
por cada impulso de referencia TX.
Como una ventaja importante, el esquema del
invento descrito anteriormente será completamente independiente de
si el teléfono ha sido usado para una llamada de voz (que implica
exactamente un impulso de referencia TX por cuadro de TDMA) o una
llamada de datos (ranura múltiple; que implica posiblemente más que
un impulso de referencia TX por cada cuadro de TDMA). El detector
247 mantendrá simplemente seguimiento de todos los impulsos de
referencia TX, independientemente de en qué cuadros aparecerán.
En adición a lo anterior, también pueden ser
vigilados el impulso de referencia RX y otros impulsos de
referencia, tales como un impulso de referencia de A/D para
controlar el convertidor de A/D 248.
Volviendo a la descripción detallada de la
primera realización, el detector de impulso de referencia 247
comprende un registro 300 de contador de impulsos mostrado en la
figura 3. Puesto que el consumo de corriente durante un impulso de
referencia TX depende del nivel de potencia momentáneo de la
transmisión (según es fijado por el valor de DAC), el registro 300
de contador de impulsos comprende una pluralidad, o n+1, de células
de memoria TxStrobe[00], TxStrobe[01]
TxStrobe[02]....TxStrobe [n]. Cada célula de memoria
corresponde a un valor respectivo de DAC.
Inicialmente, se borran todas las células de
memoria, es decir, se ponen a 0. Entonces, cada vez que es generado
un impulso de referencia TX por el generador de temporización 246,
el detector de impulso de referencia 247 aumentará el contenido de
memoria en célula de memoria TxStrobe[i], donde i corresponde
al nivel de potencia de transmisión momentánea como fijado por el
valor de DAC.
Como ya se ha mencionado, un valor de consumo de
corriente está asociado con cada célula de memoria en el registro
300 de contador de impulsos. Estos valores de consumo de corriente,
que representan la cantidad respectiva de corriente consumida por
circuitos electrónicos pertinentes tras la activación por el impulso
de referencia TX para un valor particular de DAC, son almacenados
en un registro 310 de consumo de corriente. De manera similar al
registro 300 de contador de impulsos, el registro 310 de consumo de
corriente puede estar situado dentro del detector 247 de impulsos
de referencia, preferiblemente ejecutado como una memoria EEPROM o,
alternativamente, el registro puede ser almacenado en la memoria
convencional 244.
La figura 4 ilustra un algoritmo para vigilar en
tiempo real impulsos de referencia TX de acuerdo con la primera
realización. En esta realización el algoritmo es ejecutado por el
detector 247 de impulsos de referencia. Tras la inicialización, son
borradas (puestas a 0) todas las células de memoria TX strobe[] en
un primer paso 400. A continuación, se ejecuta de manera continua
un bucle que comprenden los pasos 410, 420 y 430. Un paso 410
vigila si ha sido detectado un impulso de referencia TX. Si no se
detecta impulso de referencia, el control es inmediatamente
transferido de nuevo al comienzo del paso 410. Por otra parte, si la
respuesta es afirmativa, se determina un valor momentáneo de DAC en
el paso 420. A continuación, en el paso 430, se incrementa el
contenido de la célula de memoria TxStrobe [valor de DAC]. Después
de esto, el control es transferido de nuevo al comienzo del paso
410, con lo que se forma un bucle sinfín. De este modo el bloque de
control 240 vigila continuamente la aparición de impulsos de
referencia TX y lee los valores momentáneos de DAC asociados de
manera que mantiene seguimiento del consumo de corriente momentáneo
causado por ello.
La figura 5 ilustra un algoritmo ejecutado por
el bloque de control 240 con el fin de determinar un valor de
consumo de carga acumulado y usar este para determinar la carga
restante de la batería. Como se muestra en el paso 500, un valor de
consumo de corriente acumulado se calcula multiplicando todas las
células de memoria TxStrobe[00...n] en el registro 300 de
contador de impulsos por las correspondientes células de memoria
TxCurrent[00....n] del registro 300 de consumo de corriente.
Sumando los resultados de estas multiplicaciones y finalmente
multiplicando por una duración predeterminada t_{TxStrobe} de una
ráfaga de transmisión, se obtiene un valor de consumo de carga
acumulada total en el paso 500. Este valor se usa en el paso 510
para determinar la carga de batería restante, preferiblemente
restando el valor de consumo de carga acumulado obtenido en el paso
500 de un valor previo de capacidad restante de la batería. A
continuación, en el paso 520, se actualiza el icono 13 de batería
con la pantalla de presentación 6 para reflejar la estimación
actualizada de carga restante de la batería.
Una segunda realización se ilustra en las
figuras 6-8. Como se muestra en la figura 6, la
segunda realización utiliza sólo un contador único (Contador de
Corriente) en lugar de una serie de contadores, con lo que se
ahorra memoria. Se usa todavía un registro 610 de consumo de
corriente, que contiene valores de consumo de corriente
predeterminados.
Un algoritmo para vigilancia en tiempo real de
impulsos de referencia TX de acuerdo con la segunda realización se
muestra en la figura 7. El contador de corriente es repuesto o
inicializado en el paso 700. En el paso 710 se vigila si ha sido
detectado un impulso de referencia TX. Si la respuesta es
afirmativa, el control es transferido al paso 720, donde se
determina el valor momentáneo de DAC. En el paso 730 el contador de
corriente es incrementado en el contenido de la célula de memoria
TxCurrent[valor de DAC] de registro 610 de consumo de
corriente, de acuerdo con el valor momentáneo de DAC determinado en
el paso 720. A la terminación del paso 730, el control es
transferido de nuevo al comienzo del paso 710.
La figura 8 ilustra un algoritmo para actualizar
el indicador de batería de acuerdo con la segunda realización. En
el paso 800 se calcula un valor acumulado de consumo de carga
simplemente multiplicando la duración t_{TxStrobe} de ráfaga de
transmisión por el valor del contador de corriente. En pasos
subsiguientes 810 y 820, se determina la carga restante de la
batería y se actualiza el icono 13 de batería en la pantalla de
presentación 6, de manera similar a los pasos 510 y 520 de la
figura 5. En comparación con la primera realización, la segunda
realización, representada en las figuras 6-8 es más
eficaz en cuanto a memoria y también evita multiplicación por
registros completos, con lo que se ahorra eficacia de potencia de
CPU.
Una tercera realización de la invención se
muestra en las figuras 9-11. Para la tercera
realización, ha sido mejorada más la eficacia de la memoria. El
tamaño del registro 910 de consumo de corriente ha sido reducido en
comparación con las realizaciones primera y segunda. Esto no causará
esencialmente, o al menos muy poca, pérdida de exactitud usando
interpolación para obtener un valor de consumo de corriente actual.
En similitud con la segunda realización, la tercera realización usa
un único contador de corriente, pero el registro 910 de consumo de
corriente ha sido reducido de tamaño sólo mediante el almacenamiento
de un valor de consumo de corriente por cada octavo de valor de
DAC. El registro 910 de consumo de corriente es indexado calculando
el módulo 8 de valor de idx-DAC. Son leídas dos
células de memoria adyacentes TxCurrent[idx] y
TxCurrent[idx+1] y estos valores se usan para interpolar un
valor actual de consumo de corriente, como se muestra en el diagrama
de flujo de la figura 10.
Los pasos 1000, 1010 y 1020 son esencialmente
idénticos a los pasos correspondientes de las figuras 4 y 7. En el
paso 1000, como ya se ha mencionado, el valor de índice idx se
calcula como módulo 8 de valor de DAC. A continuación, en el paso
1040, se obtiene un valor momentáneo de consumo de corriente
mediante interpolación lineal entre los valores
TxCurrent[idx] y TxCurrent[idx+1 +] y el resultado de
ello se añade al contador de corriente. A continuación el control
se transfiere de nuevo al comienzo del paso 1010.
El algoritmo mostrado en la figura 11 para
actualizar el indicador de batería es esencialmente idéntico a los
correspondientes algoritmos mostrados en las figuras 5 y 8 para las
realizaciones primera y segunda, respectivamente.
Todavía de acuerdo con otra realización, los
registros de consumo de corriente de las realizaciones primera,
segunda y tercera pueden ser sustituidos por uno polinomial, que
describe el consumo de corriente como una función de valor de DAC,
para eficacia de memoria más mejorada.
Los procedimientos anteriores, que han sido
descritos en relación con el impulso de referencia TX, pueden ser
extendidos a otros impulsos de referencia y circuitos, tales como el
convertidores 248 de A/D, el codificador de canal 222, el
descodificador de canal 224, el codificador de habla 232 y el
descodificador de habla 234. Los impulsos de referencia TX
descritos anteriormente tienen todos una longitud fija en el tiempo
y, en consecuencia, pueden ser alternativamente almacenados
directamente en la forma de valores de consumo de carga (expresados
en mAh). Sin embargo, para impulsos de referencia que sean de
longitud variable, los valores de consumo predeterminados pueden
ser almacenados como valores de consumo de corriente (en mA), y la
duración individual de tales impulsos de referencia de longitud
variable serán determinados por la CPU 242 o el detector 247 de
impulsos de referencia. Por ejemplo, tal longitud variable de
impulso de referencia puede ser determinada añadiendo una señal con
una frecuencia bien conocida en un registro durante la duración del
impulso de referencia individual. Tras la ejecución de los
procedimientos para determinar el consumo total de carga mostrados
en las figuras 8 y 11, el contenido de tal registro representa
directamente el tiempo total durante el cual ha sido activo el
impulso de referencia particular. Multiplicando simplemente este
tiempo por el valor de consumo de corriente asociado, se puede
determinar el consumo de carga relacionado con el impulso de
referencia. De acuerdo con una realización alternativa, se obtiene
un valor de consumo de potencia multiplicando el consumo de carga
total calculado por un valor del voltaje del terminal de la
batería.
La invención ha sido descrita anteriormente con
referencia a unas pocas realizaciones. Sin embargo, la presente
invención no está limitada en absoluto por la descripción anterior;
el alcance de la invención se define del mejor modo por las
reivindicaciones independientes adjuntas. Son igualmente posibles
dentro del alcance de la invención otras realizaciones además de
las particularmente descritas anteriormente. Por ejemplo, incluso
si, de acuerdo con las realizaciones anteriores, la determinación
del consumo de carga total se realiza tanto en equipo físico
(detector 247 de impulso de referencia) como en programación lógica
(rutina ejecutada por la CPU 242), el esquema puede ser ejecutado
solamente en equipo físico (hardware), solamente en programación
lógica (software) o parcialmente en programación lógica o en equipo
físico. Además, la invención es aplicable también a otros teléfonos
distintos de teléfonos de TDMA, tales como teléfonos de
W-CDMA.
Claims (10)
1. Dispositivo de comunicaciones portátil (1) de
bandas múltiples, que comprende un amplificador de potencia (216),
una batería (270) para suministrar potencia al amplificador de
potencia, y un controlador (24), estando el controlador dispuesto
para controlar un nivel de potencia de salida del dispositivo de
comunicaciones mediante la generación de una señal de control
digital (valor de DAC) para el amplificador de potencia,
caracterizado porque
el controlador está dispuesto para vigilar la
señal de control digital (valor de DAC) y, en respuesta, determinar
un consumo (Consumo de Carga, Consumo de Corriente) de energía
eléctrica de la batería (270).
2. Un dispositivo de comunicaciones portátil de
bandas múltiples de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende
además un convertidor (218) de D/A (digital en analógico) conectado
funcionalmente al amplificador de potencia (216), estando el
convertidor de D/A dispuesto para recibir, en una entrada del mismo,
la señal de control digital (valor de DAC), convertir la señal de
control digital en una señal de control analógica (Pwr Ctrl) y
someter, en una salida del convertidor de D/A, la señal de control
analógica al amplificador de potencia.
3. Un dispositivo de comunicaciones portátil de
bandas múltiples de acuerdo con la reivindicación 1 o la 2, que
comprende además una memoria (244) funcionalmente conectada al
controlador (240), en el que la memoria está destinada a almacenar
un conjunto de valores de consumo predeterminados (TxCurrent)
asociados con valores diferentes (00...n) de la señal de control
digital (valor de DAC).
4. Dispositivo de comunicaciones portátil de
bandas múltiples de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende
además un transmisor de radio (214) cuya operación es controlada por
medio de una señal de control impulso de referencia (TX str)
presentada por el controlador (240), en el que el controlador está
dispuesto para:
detectar la señal de control impulso de
referencia (TX str) para el transmisor de radio,
determinar un valor (00...n) de la señal de
control digital (valor de DAC),
formar un índice (idx) del valor determinado de
la señal de control digital,
usar el índice para leer un valor de consumo
(TxCurrent[idx]) en el conjunto predeterminado (TxCurrent)
desde la memoria (244), y
actualizar el valor de consumo acumulada
(Recuento de Corriente) para reflejar el valor de consumo así
leído.
5. Dispositivo de comunicaciones portátil de
bandas múltiples de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende
además un transmisor de radio (214) cuyo funcionamiento es
controlado por medio de una señal de control impulso de referencia
(TX str) presentada por el controlador (240), teniendo la memoria
(244) un conjunto de contadores (TxStrobe) para valores diferentes
(00...n) de la señal de control digital (valor de DAC), en el que el
controlador está dispuesto para:
detectar el impulso de referencia (TX str) de
señal de control para el transmisor de radio,
determinar un valor (00...n) de la señal de
control digital (valor de DAC), incrementar, en dicho conjunto de
contadores, el contador que representa el valor determinado de la
señal de control digital, y
calcular a continuación el consumo (Consumo de
Carga) de energía eléctrica desde la batería (270 a partir del
contenido de dicho conjunto de contadores (TxStrobe) y del conjunto
de valores de consumo predeterminados (TxCurrent).
6. Un dispositivo de comunicaciones portátil de
bandas múltiples de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
3-5, en el que el conjunto de valores de consumo
predeterminados (TxCurrent) está representado por una funcional
polinomial.
7. Un dispositivo de comunicaciones portátil de
bandas múltiples de acuerdo con cualquier reivindicación precedente,
comprendiendo además el dispositivo una pantalla de presentación
gráfica (6), en el que el controlador (240) está dispuesto para
calcular una capacidad restante estimada de la batería restando el
consumo determinado (Consumo de Carga, Recuento de Corriente) de
energía eléctrica a partir de un valor previo de capacidad restante
de batería, y en el que el controlador está dispuesto para indicar
visualmente la capacidad (13) restante calculada, estimada, de la
batería en la pantalla de presentación gráfica.
8. Un dispositivo de comunicaciones portátil de
bandas múltiples de acuerdo con cualquier reivindicación precedente,
en el que el dispositivo es un teléfono móvil (1), tal como un
teléfono de TDMA, o un teléfono de W-CDMA.
9. Un método de determinar un consumo de carga
para un dispositivo de comunicaciones portátil (1) activado por
batería, comprendiendo dicho dispositivo un transmisor de radio
(214), un amplificador de potencia (216) funcionalmente conectado
al transmisor de radio y un controlador (240) funcionalmente
conectado al amplificador de potencia, en el que un nivel de
potencia de salida del transmisor de radio es controlado por el
amplificador de potencia por medio de una señal de control digital
(valor de DAC) desde el controlador, y en el que el transmisor de
radio responde además a una señal de control impulso de referencia
(TX str), caracterizado por los pasos de
almacenar un conjunto de valores de consumo
predeterminados (TxCurrent) que proporciona una asociación entre
diferentes cantidades de consumo de carga eléctrica y respectivos
valores de señal de control digital (valor de DAC),
detectar la señal de control impulso de
referencia (Tx str),
determinar un valor (00...n) de la señal de
control digital (valor de DAC),
seleccionar de dicho conjunto de valores de
consumo predeterminados (TxCurrent), un valor que corresponda al
valor determinado (00...n) de la señal de control digital (valor de
DAC), y
actualizar un valor de consumo de carga
acumulado (Recuento de Corriente) para reflejar el valor
seleccionado.
10. Un método de acuerdo con la reivindicación
9, aplicado a un teléfono móvil (19).
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