JP2002536881A - ポータブル通信装置及び該装置の消費電力判定方法 - Google Patents
ポータブル通信装置及び該装置の消費電力判定方法Info
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Abstract
Description
記複数の電子回路の応答に対して制御信号を提供することによって前記複数の電
子回路の少なくともいくつかの動作を制御するように設計されたコントローラ及
びメモリ、からなるポータブル通信装置に関するものである。また、本発明は、
このようなポータブル通信装置の消費電力の判定方法に関するものである。 従来技術の背景 ポータブルバッテリ駆動通信装置のユーザは、装置の全機能にたよっている。
より具体的には、ユーザは、バッテリに蓄積された電気エネルギーが消費されか
つバッテリの充電が必要となるまで、これらの装置の機能がどれくらい維持する
かを正確に知っている必要がある。このことは、特に、移動電話のユーザにあて
はまる。本明細書の以降の記述では、本発明のポータブルマルチバンド通信装置
及び方法の例示に移動電話を使用し、これは限定を意図するものではない。
く、かつ高機能なバッテリ容量インジケータあるいは「燃料ゲージ」を必要とす
る。図1は、バッテリ容量インジケータとしてアイコン13が存在するディスプ
レイ6を有する移動電話1の概観を示している。図1に示されるように、バッテ
リアイコン13は、初期バッテリ容量に対してほぼ25%のバッテリ容量が残っ
ていることを示している。また、移動電話1は、残りの動作の推定時間、即ち、
バッテリの充電が必要となるまでの残りの推定時間を判定し、かつこれを示すた
めの表示機能を有している。
バッテリへの流入電流(充電)に対するものであり、もう1つの測定はバッテリ
の消費電流(放電)に対するものである。
PU)は、A/D変換信号を読み取ることができ、これは、小レジスタを介して
流入する電流に直接比例する。マイクロプロセッサは充電処理を制御するので、
所定時間期間中にバッテリに供給される全電流を計算するための関連データすべ
てにアクセスする。
ードを有する高性能電話に対しては、かなり難しい。伝統的には、電話が異なる
動作モードである場合に、放電電流は期待消費電流を計算することによって測定
される。初期の移動電話は、基本的には、2つの動作モード、通話モード及びス
タンバイモードだけを有している。このような移動電話に対しては、つまり、通
話モード及びスタンバイモードの消費電流それぞれは、テスト試験環境で一旦測
定され、それぞれ所定消費値として移動電話のメモリに記憶される。動作におい
ては、移動電話は通話モード及びスタンバイモードそれぞれでの使用時間を監視
し、それぞれの動作時間と所定消費値を乗算することによってバッテリの全消費
電流量を連続的に計算する。
電話のマイクロプロセッサが、動作モードが瞬時に判定される間に間欠動作ソフ
トウェアルーチン(100ms毎)を定常的に実行することが開示されている。
所定消費値はメモリから読み出され、得られる消費量値は累積値に加算される、
これは、一方で、バッテリ残量と通話モード及びスタンバイモードの動作可能時
間を判定するために使用される。
なるが、上述の従来方法は複数の動作モードを有するより高度な電話では許容可
能なものとならない。例えば、現在のTDMA(「時分割多元アクセス」)電話
の消費量はスタンバイモードあるいは通話モードのどちらかだけに依存するもの
ではなく、消費量はスタンバイモード及び通話モードそれぞれの少なくとも以下
の状態に影響される。
、即ち、音声エンコーダモード ・HF アルゴリズム ・DTX/非DTX(データ送信) ・DRX/非DRX(データ受信) ・アクセサリ接続/非接続 かなりの量の異なる動作モードが、個々の状態の様々な組み合わせから得られ
、かつ、その結果、上述のバッテリ消費電力判定以外の別の方法が緊急に必要と
されている。 本発明の要約 本発明の目的は、移動電話のようなポータブル通信装置のバッテリ消費電力を
判定する新規でかつ実質的に改善された方法を提供することである。
るいはCPU)から制御信号を与えることによって制御される電子回路からなる
任意の通信装置に対して実現される本発明によって達成され、個々の電子回路の
予め記憶された消費電力値は予め決められていても良く、かつ制御信号の発生を
カウントし、かつそのカウント結果と所定消費電力値から全消費電力を計算する
中央コントローラによって使用されても良い。
電力増幅器、フィルタ及びシンセサイザのような無線回路ばかりでなく、例えば
、D/Aコンバータのような電子回路のON/OFFを切り替える制御パルスあ
るいは「ストローブ」を使用する。ストローブは、正しいタイムスロットで電話
が送受信を行う方法で、マイクロプロセッサによって完全に制御される。
及びその装置の消費電力判定方法によって達成される。本発明の他の目的、構成
及び効果は、添付の図面及び従属請求項から得られる詳細な開示から示されるで
あろう。 図面の詳細説明 本発明の実施形態は、図1に示される移動電話1を参照して詳細に説明する。
しかしながら、上述したように、本発明は、独立請求項の定義に含まれるすべて
のポータブル通信装置に同等に適用可能である。
示すトップインジケータ3、スピーカ4、ボリューム調整ボタン5、グラフィカ
ルディスプレイ6、キー群を有するキーパッド7、ヒンジ12によって電話ハウ
ジング11に回動可能に搭載されているフリップ8を構成している。フリップ8
は、電話ユーザの音声音響エネルギーを受信するための発話口9を有している。
音響エネルギーは、不図示の内部音声案内チャネルを介して、フリップ8を通し
て電話ハウジング11の内部マイク(不図示)に送信される。
、日時インジケータ15及びバッテリ残量インジケータ13を有している。
ンテナ200、無線ブロック210、チャネル符号化/復号化ブロック220、
音声符号化/復号化ブロック230、制御ブロック240、マイク250、スピ
ーカ260及びバッテリ270を有している。制御ブロック240以外のすべて
のブロック200、210、220、230、250、260及び270は市場
において共通して利用可能なTDMA電話の周知でかつ典型的な設計及び構造を
有している。それゆえ、これらのブロックの詳細アーキテクチャは当業者には良
く知られているので、以下では、簡単な説明にとどめる。
力はマイク250の出力に接続され、その出力はブロック220のチャネルエン
コーダ222の入力に接続されている。チャネルエンコーダ222の出力は、送
信機212の入力に接続され、これは、無線ブロック210の一部となっている
。送信機212の出力は、アンテナ200に接続されている。本明細書では、周
知の方法で、マイク250は、ユーザからの可聴音声入力を受信して、それを対
応する電気信号に変換し、これは音声エンコーダ232に入力される。音声エン
コーダ232は、HR、FRあるいはEFR音声符号化のいずれかをその信号に
適用し、その結果をチャネルエンコーダ222に供給し、GSM TDMA規格
に従ってチャネル符号化を実行する。チャネルエンコーダ222の出力は、送信
機212に入力され、この送信機212は、電力増幅器、フィルタ及びミキサの
ような様々な電子回路を有している。送信機212の出力は、例えば、900M
Hzバンドの高周波数TDMA信号であり、これは、アンテナ200に送信され
、アンテナ200から伝播する電磁波として空中に放出される。
ク210の受信機214によって処理される。基本的には、受信機214の動作
は、送信機212の動作の逆である。受信機214の出力は、ブロック220の
チャネルデコーダ224で復号され、更に、ブロック230の音声デコーダ23
4によって復号される。その出力は、スピーカ260に入力され、そこで、電気
信号をユーザへ放出されるべき音響音波に変換する。
子回路へ電力を供給するように設計されている。好ましくは、バッテリ270は
、リチウムイオンあるいはニッカドバッテリのような、繰り返し利用可能な任意
の充電可能バッテリである。
ト)242を有し、これは、メモリ244と双方向接続されている。他の機能間
では、CPU242は、図2で片方向矢印で示される制御信号によって、ブロッ
ク210、220及び230、加えて、A/Dコンバータ248の様々な構成要
素を制御する。より具体的には、バッテリ270の全電気エネルギーのほとんど
を消費する無線ブロック210の構成要素は、CPU242とそれぞれのパルス
制御信号あるいは「ストローブ」による付随タイミングジェネレータ246によ
って制御される。その結果、CPU242の制御の下、「TX str」ストロ
ーブがタイミングジェネレータ246によって送信機212に供給される。同様
にして、「RX str」ストローブは受信機214を制御し、一方で、「Sy
nth str」ストローブはシンセサイザ216を制御する。それぞれのスト
ローブはA/Dコンバータ248を制御する。
によるその動作は、実質的には標準GSM TDMA電話と同じである。
れ、これは、個々の制御線上のタイミングジェネレータ246によって提供され
るストローブ(特定回路のON及びOFFを切り替えるための制御パルス)の発
生を検出するように設計され、この制御線は、タイミングジェネレータ246、
無線ブロック210の送信機212、受信機214及びシンセサイザ216間に
配線されている。ストローブ検出器247の目的は、TXストローブ数、RXス
トローブ数及びSynthストローブ数をカウントすることである。以下に詳述
するように、カウント値は、バッテリ270の全消費電力を判定するために使用
される。
能の詳細を説明する前に、消費電力を判定するための制御パルスあるいはストロ
ーブを使用する本発明の概念を説明する。
使用し、これらは様々な無線回路のON/OFFの切替のために使用される。ス
トローブは、TDMA電話が正しいTDMAタイムスロットで送受信可能な方法
で、CPU242によって完全に制御される。例えば、TXストローブは送信機
212及びそれの構成要素、例えば、電力増幅器(PA)をONにするために各
TDMAフレームに対して少なくとも一度は印加される。正しいタイムスロット
の直前に、TXストローブによって送信機は起動され、そのタイムスロットの直
後にTXストローブが例えばハイ論理値からロー論理値に切り替えられることに
よって送信機は停止される。通常の通話モードでは、即ち、ボイスコールに対し
ては、電話発呼が継続している間、CPU242及びタイミングジェネレータ2
46によって各TDMAフレーム毎にTXストローブが正確に一度生成される。
一方、データコール(DTX)の場合では、TXストローブのいくつかは、各T
DMAフレーム毎に2つ以上の(マルチスロット)であっても良い。
し、かつこれらの電子回路それぞれの消費電力は周知であり、かつ/あるいはテ
スト試験環境で一度にかつすべてに対して正確に測定することができるので、本
発明に従って、TXストローブは、1つのTXストローブによる起動に対するす
べての関連送信回路によって消費される電流を示す所定特定消費電流値に関連づ
けられている。
時間期間中のTXストローブによって生じる全消費電力は、TXストローブ当り
の所定消費電力値とカウント値とを乗算することによって容易に計算することが
できる。
にただ1つのTXストローブを含む)ボイスコールあるいは(マルチスロット、
TDMAフレーム当り1つ以上のTXストローブを含むことが可能な)データコ
ールに対して使用されるかどうかに全く依存しないことである。検出器247は
、どのようなフレームが発生するかに関係なく、すべてのTXストローブを単に
監視し続ける。
。また、他の制御パルスあるいはストローブ、例えば、A/Dコンバータ248
を制御するためのA/Dストローブにも適用することが可能である。
パルスカウンタレジスタ300を構成している。TXストローブ中の消費電力は
送信の瞬間電力レベルに依存し、パルスカウンタレジスタ300は複数個、ある
いはn個のメモリセルTxStrobe[0]、TxStrobe[1]、Tx
Strobe[2]、・・・、TxStrobe[n−1]からなる。また、パ
ルスカウンタレジスタ300は、制御パルス(Rx str)を受信機214へ
印加するための1つのメモリセルRxStrobeと制御パルス(Synth
str)をシンセサイザ216へ印加するための1つのセルSynthStro
beを構成している。
各期間のTxStrobeがタイミングジェネレータ246によって生成され、
ストローブ検出器247はメモリセルTxStrobe[i]のメモリ内容をイ
ンクリメントする、ここで、iは瞬間送信電力レベルに対応する。これに対応し
て、メモリセルRxStrobeのメモリ内容は、RXストローブを検出する場
合にインクリメントされ、メモリセルSynthStrobeのメモリ内容はS
ynthストローブに続いてインクリメントされる。
タレジスタ300の各メモリセルのほとんどに関連づけられている。これらの消
費電流値は、注目のストローブのタイプによって起動される関連電子回路による
消費電流値を表しており、これは、付随電流レジスタ310に記憶される。付随
電流レジスタ310は、ストローブ検出器247内に配置されても良く、好まし
くは、EEPROMメモリとして実現されても良く、あるいは、付随電流レジス
タ310は従来メモリ244に記憶されても良い。
よって、バッテリ270の全消費電力を判定するアルゴリズムを示している。本
実施形態に従えば、このアルゴリズムはメモリ244に記憶されているソフトウ
ェアルーチンとして実現され、CPU242によって実行される。初期化におい
ては、ステップ400で、Total_Current変数がクリアされる(0
に設定される)。次に、TXストローブに関連するパルスカウンタレジスタ30
0のすべてのメモリセルを走査するために、ステップ410、412及び414
からなるループがn回実行される。ステップ410で、セルTxStrobe[
i]のメモリ内容が読み出され、ここで、iは0からn−1の間を繰り返される
。ステップS412で、レジスタTxCurrent[i]の対応する内容が読
み出され、これは、電力レベルiのTXストローブに付随する所定消費電力値を
示す。続いて、ステップ414で、変数Total_Currentが、TxC
urrent[i]とTxStrobe[i]との乗算結果によってインクリメ
ントされる。iがn−1未満である場合、iは1インクリメントされ、制御はス
テップ410に戻る。そうでない場合は、制御はステップ420に進み、ステッ
プ422でのレジスタRxCurrentの読出に続いて、そこで、レジスタR
xStrobeのメモリ内容が読み出される。ステップ424では、Total
_CurrentがRxCurrentにRxStrobeを乗算した値分イン
クリメントされる。
34で実行される、即ち、レジスタSynthStrobe及びSynthCu
rrentが読み出され、それらの乗算結果がTotal_Currentに加
算される。ここで、ステップ434の終了に続いて、変数Total_Curr
entはバッテリ270の全消費電力の計算値を保持する。
リ電流の初期値あるいは直前値からTotal_Current値を減算するこ
とによって、ステップ440で、バッテリ残量が判定できる。次に、バッテリ残
量の計算変動量を反映するために、バッテリアイコン13(図1)が移動電話1
のディスプレイ6上で更新される。
ローブ)に関連して説明される上述の処理は、他のストローブや、例えば、A/
Dコンバータ248、チャネルエンコーダ222、チャネルデコーダ224、音
声エンコーダ232及び音声デコーダ234のような回路に拡張できる。上述の
ストローブのすべては、ある時点では固定長であり、上述したように、(mAh
で表される)消費電流値の形式で連続的に記憶することができる。しかしながら
、可変長のストローブに対しては、所定消費電流値が(mAの)充電電流値とし
て記憶されても良く、このような可変長ストローブのそれぞれの期間は、CPU
242あるいはストローブ検出器247によって判定される。例えば、このよう
な可変長ストローブは、個々のストローブの期間中にレジスタ内の周知の周波数
に信号を加算することによって判定することができる。図4に示される全消費電
力を判定する処理の実行においては、このようなレジスタの内容は、特定ストロ
ーブが動作している間の時間全体を直接表している。この時間と関連する消費容
量値を単に乗算することによって、ストローブに関連する消費電力は判定するこ
とができる。
上述の記載に限定されるものではなく、本発明の範囲は添付の独立請求項によっ
て最良に定義される。上述の特定実施形態以外の他の実施形態が、本発明の範囲
内で等価的に実現可能である。例えば、実施形態に従えば、全消費電力の判定が
ハードウェア(ストローブ検出器247)及びソフトウェア(CPU242で実
行されるルーチン)の両方で判定されるとしても、本方法は、ハードウェアで単
独で実現されも良く、あるいはソフトウェアで単独で実現されても良く、あるい
は一部がソフトウェアかつ一部がハードウェアで実現されても良い。
。
Claims (7)
- 【請求項1】 複数の電子回路(212、214、216)、該電子回路に
電力を供給するバッテリ(270)と、該電子回路に応答可能な制御信号(TX
str、RX str、Synth str)を提供することによって該電子
回路の少なくともいくつかの動作を制御するように設計されているコントローラ
(240)とメモリ(244、310)を有するポータブル通信装置(1)であ
って、 それぞれの制御信号(TX str、RX str、Synth str)に
応答して前記電子回路(212、214、216)によって消費される電気エネ
ルギー量に関連する所定消費値セット(TxCurrent、RxCurren
t、SynthCurrent)が与えられるメモリ310と、 前記制御信号をカウントし、かつ前記所定消費値セットを使用することによっ
て、前記バッテリ(270)の電気エネルギー消費を表す値(Total_Cu
rrent)を判定する手段(247、300)と を備えることを特徴とするポータブル通信装置。 - 【請求項2】 当該ポータブル通信装置は、移動体電話(1)であり、好ま
しくはTDMA電話である ことを特徴とする請求項1に記載のポータブル通信装置。 - 【請求項3】 前記電子回路は、無線送信機(212)を構成する ことを特徴とする請求項1あるいは請求項2に記載のポータブル通信装置。
- 【請求項4】 前記電子回路は、無線受信機(214)を構成する ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の通信装置。
- 【請求項5】 前記電子回路は、シンセサイザ(216)を構成する ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の通信装置。
- 【請求項6】 コントローラ(240)と電子回路(212、214、21
6)を有し、該電子回路の少なくともいくつかが該コントローラからの制御信号
(TX str、RX str、Synth str)に応答可能なポータブル
バッテリ駆動通信装置(1)の消費電力判定方法であって、 前記制御信号(TX str、RX str、Synth str)に対する
発生(TxStrobe、RxStrobe、SynthStrobe)数を判
定し、 それぞれの制御信号に応答して前記電子回路(212、214、216)によ
って消費される電力に関連する所定消費値(TxCurrent、RxCurr
ent、SynthCurrent)を読み出し、 前記所定消費値及び前記発生数から前記装置(1)の消費電力(Total_
Current)を判定する ことを特徴とする消費電力判定方法。 - 【請求項7】 移動電話(1)に適用される ことを特徴とする請求項6に記載の方法。
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