JP2006157796A - 携帯電話機、方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 各種環境条件の変化に応じて送信電力を制御する制御機構を備える携帯電話機を提供する。
【解決手段】 割り当てられたチャネルの送信周波数で送信を行う携帯電話機１００は、受信部３０及び送信部４０の間の位置する温度センサ９０が検知する温度を取得してその温度に近い２つの温度サンプルを特定する温度特定部６３と、送信周波数が属する周波数ブロックを特定する周波数設定部６５と、補正テーブル６９を参照して２つの温度サンプルと周波数ブロックとから２つの温度サンプルを特定し、線形補間演算により検知温度に対応する補正値を求め、補正値に基づいてドライバアンプ４１の送信電力を制御する電力設定部６７とを備える。
【選択図】 図１

Description

携帯電話機の送信回路における送信電力を補正する技術に関する。

携帯電話機の送信電力は、環境条件の変化に応じて変動する。よって携帯電話機は送信電力を一定に保つための機構を備える必要がある。
例えば特許文献１には、周波数に応じて送信電力を補正する技術が記載されている。
特開平７−２３５９０２号公報

しかしながら携帯電話機は、周波数変化のみでなく、その他の要因によっても送信電力が変動する。従って特許文献１のように周波数変化に応じて送信電力を制御するだけでは、送信電力を安定させることが困難であった。

そこで本発明は、各種環境条件の変化に応じて送信電力を制御する制御機構を備える携帯電話機を提供することを目的とする。
そのための構成として、携帯電話機は、割り当てられたチャネルの送信周波数で送信を行う携帯電話機であって、温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段により検知された温度と前記送信周波数とに応じて送信電力を補正するための補正値を特定する補正値特定手段と、前記補正値特定手段により特定された補正値に基づいて送信電力を制御する制御手段とを備える。

この構成によれば、検知された温度と送信周波数とに応じた補正値で送信電力を制御することができる。
また前記補正値特定手段は、所定の温度範囲と所定の周波数範囲と補正値とを対応付けて記憶する補正値記憶手段と、前記補正値記憶手段より、前記検知された温度が属する温度範囲と前記送信周波数が属する周波数範囲とに対応する補正値を読み出す読出し手段とを備え、読み出された補正値を、送信電力を補正するための補正値と特定するよう構成してもよい。

また前記補正値特定手段は、所定の周波数範囲毎に、所定の温度と所定の補正値とを対応付けた組を２以上記憶するサンプル記憶手段と、前記サンプル記憶手段から前記送信周波数が属する周波数範囲における前記検知された温度により近い２つの温度と補正値の組を読出し、当該２つの温度と補正値とから線形補間演算によって前記検知された温度に対応する補正値を算出する補間手段とを備え、前記算出された補正値を、送信電力を補正するための補正値と特定するよう構成してもよい。

この構成によれば、全ての周波数と温度とに対応付けて多くの補正値を記憶しておく必要がなく、いくつかの離散値を記憶しておくだけで、それら離散値を使った補間演算によって補正値を算出することができるため、メモリ容量を節約することができる。
また、前記補正値特定手段は、所定の周波数と所定の温度と所定の補正値とを対応付けた組を２以上記憶するサンプル記憶手段と、前記サンプル記憶手段に記憶された２以上の組の各値を利用した補間演算により、前記検知された温度と前記送信周波数とに対応する補正値を算出する補間手段とを備え、算出された補正値を、送信電力を補正するための補正値と特定するよう構成してもよい。

また、前記補間手段は、前記サンプル記憶手段に記憶された２以上の組の中から、前記検知された温度と前記送信周波数とに値がより近い２つの組を選択する選択手段と、前記選択された２つの組の各値を利用して線形補間演算を行うことにより、前記検知された温度と前記送信周波数とに対応する補正値を算出する線形補間演算手段とを備えてもよい。
この構成によれば、全ての周波数と温度とに対応付けて多くの補正値を記憶しておく必要がなく、いくつかの離散値を記憶しておくだけで、それら離散値を使った補間演算によって補正値を算出することができるため、メモリ容量を節約することができる。

また、前記補正値特定手段は、温度に対応する変数及び周波数に対応する変数に対して１つの補正値を示す変数が定まる数式を記憶する数式記憶手段と、前記検知された温度と前記送信周波数とを前記数式に代入して補正値を算出する算出手段とを備え、算出された補正値を、送信電力を補正するための補正値と特定するよう構成してもよい。
この構成によれば、周波数と温度と補正値とを対応付けて記憶しておく必要がなく、検知された温度と送信周波数とを数式に代入して計算するだけで補正値を特定することができる。数式であれば、周波数変化や温度変化に応じた送信電力の特性を精度高く表すことができ、より安定した補正を行うことができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。
（実施形態１）
図１は、本実施形態の携帯電話機の構成を示すブロック図である。
同図において携帯電話機１００は、アンテナ１０、送受信の接続経路を切替えるデュプレクサ２０、受信部３０、送信部４０、周波数シンセサイザ５０、ベースバンド（ＢＢ）処理部６０、受話器７０、送話器８０、温度センサ９０から構成される。

受信部３０は、アンテナ１０より入力される信号を増幅するローノイズアンプ３１、不要帯域の周波数成分を除去するＲＦフィルタ３３、高周波信号からＩＦ信号への変換及び復調等を行う受信ミキサ３５から構成される。
送信部４０は、ドライバアンプ４１、所望の周波数成分を抽出するＲＦフィルタ４３、信号増幅を行うパワーアンプ４５及びアイソレータ４７から構成される。

ドライバアンプ４１は、送信信号を変調する変調器、変調器の出力を周波数シンセサイザ５０が発振する信号と混合して無線周波数に変換するミキサ、ベースバンド処理部６０（電力設定部６７）からの制御信号に従って送信電力を調整するドライバアンプ等から構成される。
受信部３０と送信部４０との間には、温度センサ９０が配置されている。

温度センサ９０は、温度変化に伴い電気抵抗が変化するサーミスタを備え、配置場所の周囲温度に応じたサーミスタの抵抗値を、温度を示す信号（以下、温度信号と呼ぶ）に変換して温度特定部６３に出力する。なお、本実施形態では、温度センサ９０は、サーミスタを備えているが、温度を測定できるものであれば、サーミスタに限らず、他のもの（例えば、温度センサＩＣ等）でも良い。

ベースバンド処理部６０は、受信部３０と受話器７０、送信部４０と送話器８０との間で、受信信号及び送信信号についてのベースバンド処理を行う受信信号処理回路６１及び送信信号処理回路６２を備える。
その他、ベースバンド処理部６０は、本実施形態の特徴的な構成として、温度特定部６３、周波数設定部６５及び電力設定部６７を備える。これらの構成によって携帯電話機１００は、温度センサ９０が示す温度と送信周波数とに応じて送信電力を補正し、安定した送信電力を出力することを可能にしている。

温度特定部６３は、温度センサ９０から温度信号を取得して、各温度ブロックの境界値と比較することにより、温度信号が示す周囲温度がどの温度ブロックに属するかを特定し、電力設定部６７に伝える。本実施形態においては、温度ブロックは、−３０℃〜１０℃の低温ブロックと３０℃〜６０℃の高温ブロックの２つである。温度信号と境界値との比較は、比較器等のハードウェアを用いても良いし、予め記憶された比較用のプログラムを用いても良い。温度特定部６３は、例えば１分毎といった期間毎に、最新の温度信号を取得して温度ブロックを特定する。

なお、本実施形態においては、低温ブロックと高温ブロックの間の１０℃〜３０℃については温度ブロックを設けていない。その理由は、この常温の範囲では送信電力の歪が極めて小さいため、補正の必要がないからである。従って、温度特定部６３は、温度信号が示す周囲温度が１０℃〜３０℃に属する場合には、補正が不要であることを示す信号を電力設定部６７に出力する。

周波数設定部６５は、基地局との送受信に用いる上りチャネル及び下りチャネルに応じた周波数を周波数シンセサイザ５０に発振させるために、周波数シンセサイザ５０に周波数を伝えるとともに、上りチャネルにおける送信周波数がどの周波数ブロックに属するかを特定し、電力設定部６７に伝える。本実施形態においては、携帯電話機１００の送信周波数帯域を周波数の重複しない１６の小帯域に分割した１６個の周波数ブロックを設けている。各周波数ブロックを、周波数帯域の低いブロックから高いブロックへと順番にＦ０、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、・・・、Ｆ１４、Ｆ１５と呼ぶこととする。

電力設定部６７は、温度特定部６３に特定された温度ブロックと周波数設定部６５に特定された周波数ブロックを取得し、補正値テーブル６９を参照して温度ブロック及び周波数ブロックに対応する補正値を特定し、その補正値に応じた制御信号をドライバアンプ４１に伝えることによりドライバアンプ４１が出力すべき送信電力を制御する。
補正値テーブル６９は、各温度ブロックと各周波数ブロックとの組合せに対応して補正値を記憶する。

図２（ａ）は、補正値テーブル６９のデータ構成を示す。
図２（ａ）において、補正値テーブル６９は、縦に温度ブロック、横に周波数ブロックを取っている。温度ブロックの行と周波数ブロックの列とが交わる欄の値が、その温度ブロックと周波数ブロックとの組合せに対応する補正値である。
例えば、低温ブロックと周波数ブロックＦ１３との組合せに対応する補正値は、ＣＬ１３である。また高温ブロックと周波数ブロックＦ１４との組合せに対応する補正値は、ＣＨ１４である。

図２（ａ）においては、説明のために、ＣＬ１３、ＣＨ１４というように補正値を記号で示しているが、実際には補正値を示す数値データが記録されている。
図２（ｂ）は、補正値テーブル６９に記憶される数値データの一例を示す。
例えば、低温ブロックと周波数ブロックＦ１３との組合せに対応する補正値は、２３．２ｄＢｍである。また高温ブロックと周波数ブロックＦ１４との組合せに対応する補正値は、２３．８ｄＢｍである。

つまりこの例の場合、電力設定部６７は、温度特定部６３に特定された温度ブロックが低温ブロックであり、周波数設定部６５に特定された周波数ブロックがＦ１３であるとき、図２（ｂ）の補正テーブル６９を参照して補正値を２３．２ｄＢｍと特定し、その補正値に応じた制御信号をドライバアンプ４１に伝える。ドライバアンプ４１は、その制御信号を受けると、送信電力が２３．２ｄＢｍになるように調整して出力する。

また温度ブロックが高温ブロックで周波数ブロックがＦ１４である場合には、電力設定部６７は、送信電力が２３．８ｄＢｍになるようにドライバアンプ４１に制御信号を出力する。
この図２（ｂ）の補正値の例の場合、低温ブロックも高温ブロックも周波数ブロックの帯域が低い部分では同じ補正値であるが、低温ブロックでは周波数ブロックの帯域が高くなるほど補正値が低くなり、高温ブロックでは周波数ブロックの帯域が高くなるほど補正値が高くなる。

図２（ｂ）の補正値をこのようにしているのは、送信電力は、温度ブロックによって、周波数に応じた電力変化が図３（ａ）（ｂ）に示すように異なっているからである。
図３（ａ）は、低温ブロックにおける送信電力の特性を示す。
図３（ａ）に示すように、受信部３０及び送信部４０の付近の温度が低温の場合、狙い値を２３．５ｄＢｍとしてドライバアンプ４１の送信電力を制御すると、周波数の低い部分では問題ないが、高い部分では、周波数が高くなるにつれてアイソレータ４７及びデュプレクサ２０での通過帯域損失減衰量が変化することによって送信電力が高くなる。

そこで図２（ａ）に示すように、低温ブロックでは、周波数が低い部分では補正値を狙い値の２３．５ｄＢｍのままとし、周波数が高い部分について、周波数が高くなるほど補正値を低くしている。
図３（ｂ）は、高温ブロックにおける送信電力の特性を示す。
図３（ｂ）に示すように、温度が高温の場合、狙い値を２３．５ｄＢｍとしてドライバアンプ４１の送信電力を制御すると、周波数が低い部分では問題ないが、周波数が高い部分では、周波数が高くなるにつれて送信電力が低くなる。

そこで図２（ｂ）に示すように、高温ブロックでは、周波数が低い部分では補正値を狙い値の２３．５ｄＢｍのままとし、周波数が高い部分について、周波数が高くなるほど補正値を高くしている。
次に、動作を説明する。
図４は、動作を示すフローチャートである。

温度センサ９０が周囲温度を検出して温度特定部６３に通知すると（ステップＳ３１）、温度特定部６３は、通知された温度が低温ブロックに属するものか、高温ブロックに属するものかを特定し、特定した結果を電力設定部６７に通知する。
一方、周波数設定部６５は、上りチャネルの送信周波数を取得し（ステップＳ３３）、それがどの周波数ブロックに属するものかを特定して、結果を電力設定部６７に通知する（ステップＳ３４）。

温度特定部６３及び周波数設定部６５から温度ブロック及び周波数ブロックを通知された電力設定部６７は、補正テーブル６９を参照して温度ブロック及び周波数ブロックに対応する補正値を特定し（ステップＳ３５）、補正値に応じた制御信号をドライバアンプ４１に出力し、送信電力を調整させる（ステップＳ３６）。
（実施形態２）
次に、実施形態２について説明する。

実施形態２は、実施形態１と比べて補正テーブルの内容が異なっており、そのためにその周辺の構成要素の処理内容が実施形態１と異なっている。以下、同じ構成要素については説明を省略して異なる構成要素についてのみ説明する。なお、各構成要素の符号は、簡略のため図１と同じ符号を使う。
図５（ａ）は、補正テーブル６９のデータ構成を示す。

図５（ａ）において、補正テーブル６９は、縦に４つの温度のサンプル、横に１６個の周波数ブロックを取っている。本実施形態においては、４つの温度は、−３０℃、１０℃、３０℃及び６０℃である。温度のサンプルの行と周波数ブロックの列とが交わる欄の値が、その温度サンプルと周波数ブロックとの組合せに対応する補正値サンプルである。
例えば、温度サンプルＴ１と周波数ブロックＦ１３との組合せに対応する補正値サンプルは、Ｃ１１３である。また温度サンプルＴ２と周波数ブロックＦ１３との組合せに対応する補正値サンプルは、Ｃ２１３である。

図５（ｂ）は、補正テーブル６９に記憶される数値データの一例を示す。
例えば、温度サンプルＴ１と周波数ブロックＦ１３との組合せに対応する補正値サンプルは、−０．７である。また温度サンプルＴ２と周波数ブロックＦ１３との組合せに対応する補正値サンプルは、０である。この補正値サンプルは、実施形態１のように送信電力の目標値そのものではない。目標値と基準の狙い値との差を表したものである。ドライバアンプ４１は、この差を示す制御信号を電力設定部６７より受けて送信電力を制御する。

温度特定部６３は、温度センサ９０により検出された温度信号を取得して、上述の４つの温度サンプルの値との高低を比較することにより、温度信号の温度がどの２つの温度サンプルの間に位置するかを特定し、その２つの温度サンプルと温度センサ９０により検出された温度信号とを電力設定部６７に伝える。例えば、検出された温度信号が−２０℃を示すとき、その温度の高さは、−３０℃と１０℃の温度サンプルの間に位置するので、温度特定部６３は、２つの温度サンプルとして−３０℃と１０℃、温度信号として−２０℃を電力設定部６７に伝える。温度特定部６３は、例えば１分毎といった期間毎に、最新の温度信号を取得して、２つの温度サンプルを特定する。

周波数設定部６５は、実施形態１と同じ構成であり、周波数シンセサイザ５０への発振周波数の通知と送信周波数についての周波数ブロックの特定とを行う。
電力設定部６７は、温度特定部６３より伝えられる２つの温度サンプル、温度信号、及び周波数設定部６５から伝えられる周波数ブロックを取得すると、まず初めに、補正テーブル６９を参照して、周波数ブロックと２つの温度サンプルそれぞれとに対応する２つの補正値サンプルを特定する。次に電力設定部６７は、２つの温度サンプルと、それら２つの温度サンプルにそれぞれ対応する２つの補正値サンプルとから、線形補間演算により温度センサ９０により検知された温度信号に対応する補正値を算出する。そして算出した補正値に応じた制御信号をドライバアンプ４１に伝えることによりドライバアンプ４１が出力すべき送信電力を制御する。

例えば図５（ｂ）の例において、検知された温度が−２０℃で、送信周波数が属する周波数ブロックがＦ１３である場合、温度サンプルはそれぞれ−３０℃と１０℃であり、それぞれに対応する補正値サンプルは−０．７と０である。このときの補正値を線形補間演算により求めると、−０．７と０の中間値である−０．３５となる。従って電力設定部６７は、送信電力が０．３５ｄＢｍだけ下がるようにドライバアンプ４１に制御信号を伝える。

図６は、動作を示すフローチャートである。
温度センサ９０が周囲温度を検知して温度特定部６３に通知すると（ステップＳ６１）、温度特定部６３は、通知された温度に近い２つの温度サンプルを特定し、検知した温度と２つの温度サンプルを電力設定部６７に伝える（ステップＳ６２）。
一方、周波数設定部６５は、上りチャネルの送信周波数を取得し（ステップＳ６３）、それがどの周波数ブロックに属するものかを特定して、結果を電力設定部６７に通知する（ステップＳ６４）。

電力設定部６７は、補正テーブル６９を参照して周波数ブロックと２つの温度サンプルそれぞれとに対応する補正値サンプルを特定し（ステップＳ６５）、２つの温度サンプル及び２つの補正値サンプルから線形補間演算により、検知された温度に対応する補正値を算出する（ステップＳ６６）。
最後に、電力設定部６７は、算出した補正値に応じた制御信号をドライバアンプ４１に出力し、送信電力を調整させる（ステップＳ６７）。

このように実施形態２において、携帯電話機は、各周波数ブロック毎に温度サンプルに対応する補正値サンプルを記憶し、線形補間演算によって検知温度に対応する補正値を求めている。この構成により、全ての周波数及び温度について補正値を記憶しておく必要がなく、少ない記憶量で全ての検知温度に対応する補正値を求めることができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限らず、例えば以下のように構成してもよい。
（１）図２の補正テーブル６９は、周波数ブロック毎、温度ブロック毎に対応させて補正値を持つ構成であるが、周波数ブロック毎ではなく周波数毎でもよいし、温度ブロック毎ではなく温度毎に補正値を持つよう構成してもよい。
（２）周波数ブロックは、図２のように送信周波数帯域が１６に分割されて成るが、分割数は１６に限らない。温度ブロックについても同様である。
（３）図５は、周波数ブロック毎に温度と補正値とを対応させて記憶しているが、周波数ブロック毎ではなく、周波数について温度と補正値とを対応させて記憶してもよい。そして検知された温度と送信周波数と、周波数と温度の値がより近い２つの組を選択し、その２つの組の各値を利用して線形補間演算により検知された温度と送信周波数とに対応する補正値を算出するよう構成してもよい。

ここでより値がより近い２つの組を選択して、その２つの各値を用いて線形補間演算を行っているが、値がより近い２つ以上の組を選択してそれら２つ以上の組の各値から補正値を算出するよう構成してもよい。
（４）図２及び図５のテーブルの代わりに、温度の変数及び周波数の変数に対して１つの補正値が定まる数式を記憶し、検知された温度と送信周波数とをその数式に代入して補正値を求めるよう構成してもよい。

移動体通信端末に有用であり、特に国際ローミングサービスを利用する場合等、気候条件やチャネル周波数の異なる幅広い地域で用いられる携帯電話機に有用である。

実施形態１の携帯電話機の構成を示すブロック図である。 （ａ）は、実施形態１における補正テーブル６９のデータ構成を示し、（ｂ）は、補正テーブル６９に記憶される数値データの一例を示す。 （ａ）は、実施形態１における、低温ブロックの送信電力の特性を示し、（ｂ）は、高温ブロックの送信電力の特性を示す。 実施形態１の動作を示すフローチャートである。 （ａ）は、実施形態２における、補正テーブル６９のデータ構成を示し、（ｂ）は、補正テーブル６９に記憶される数値データの一例を示す。 実施形態２の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ アンテナ
２０ デュプレクサ
３０ 受信部
３１ ローノイズアンプ
３３ ＲＦフィルタ
３５ 受信ミキサ
４０ 送信部
４１ ドライバアンプ
４３ ＲＦフィルタ
４５ パワーアンプ
４７ アイソレータ
５０ 周波数シンセサイザ
６０ ベースバンド処理部
６１ 受信信号処理回路
６２ 送信信号処理回路
６３ 温度特定部
６５ 周波数設定部
６７ 電力設定部
６９ 補正テーブル
７０ 受話器
８０ 送話器
９０ 温度センサ
１００ 携帯電話機

Claims (10)

1. 割り当てられたチャネルの送信周波数で送信を行う携帯電話機であって、
   温度を検知する温度検知手段と、
   前記温度検知手段により検知された温度と前記送信周波数とに応じて送信電力を補正するための補正値を特定する補正値特定手段と、
   前記補正値特定手段により特定された補正値に基づいて送信電力を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする携帯電話機。
2. 前記補正値特定手段は、
   所定の温度範囲と所定の周波数範囲と補正値とを対応付けて記憶する補正値記憶手段と、
   前記補正値記憶手段より、前記検知された温度が属する温度範囲と前記送信周波数が属する周波数範囲とに対応する補正値を読み出す読出し手段とを備え、
   読み出された補正値を、送信電力を補正するための補正値と特定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の携帯電話機。
3. 前記補正値特定手段は、
   所定の周波数範囲毎に、所定の温度と所定の補正値とを対応付けた組を２以上記憶するサンプル記憶手段と、
   前記サンプル記憶手段から前記送信周波数が属する周波数範囲における前記検知された温度により近い２つの温度と補正値の組を読出し、当該２つの温度と補正値とから線形補間演算によって前記検知された温度に対応する補正値を算出する補間手段とを備え、
   前記算出された補正値を、送信電力を補正するための補正値と特定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の携帯電話機。
4. 前記補正値特定手段は、
   所定の周波数と所定の温度と所定の補正値とを対応付けた組を２以上記憶するサンプル記憶手段と、
   前記サンプル記憶手段に記憶された２以上の組の各値を利用した補間演算により、前記検知された温度と前記送信周波数とに対応する補正値を算出する補間手段とを備え、
   算出された補正値を、送信電力を補正するための補正値と特定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の携帯電話機。
5. 前記補間手段は、
   前記サンプル記憶手段に記憶された２以上の組の中から、前記検知された温度と前記送信周波数とに値がより近い２つの組を選択する選択手段と、
   前記選択された２つの組の各値を利用して線形補間演算を行うことにより、前記検知された温度と前記送信周波数とに対応する補正値を算出する線形補間演算手段と
   を備えることを特徴とする請求項４に記載の携帯電話機。
6. 前記補正値特定手段は、
   温度に対応する変数及び周波数に対応する変数に対して１つの補正値を示す変数が定まる数式を記憶する数式記憶手段と、
   前記検知された温度と前記送信周波数とを前記数式に代入して補正値を算出する算出手段とを備え、
   算出された補正値を、送信電力を補正するための補正値と特定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の携帯電話機。
7. 前記温度検知手段は、
   送信回路と受信回路との中間位置に配置され、
   当該位置の温度を検知する
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の携帯電話機。
8. 前記温度検知手段は、
   サーミスタを備える
   ことを特徴とする請求項７に記載の携帯電話機。
9. 割り当てられたチャネルの送信周波数で送信を行う携帯電話機に用いられる方法であって、
   温度センサにより検出される温度を特定する温度特定ステップと、
   前記温度特定ステップにより特定された温度と前記送信周波数とに応じて送信電力を補正するための補正値を特定する補正値特定ステップと、
   前記補正値特定ステップにより特定された補正値に基づいて送信電力を制御する信号を出力する制御ステップと
   を備えることを特徴とする方法。
10. 割り当てられたチャネルの送信周波数で送信を行う携帯電話機に備わるコンピュータが実行するコンピュータ読み取り可能なプログラムであって、
    温度センサにより検出される温度を特定する温度特定ステップと、
    前記温度特定ステップにより特定された温度と前記送信周波数とに応じて送信電力を補正するための補正値を特定する補正値特定ステップと、
    前記補正値特定ステップにより特定された補正値に基づいて送信電力を制御する信号を出力する制御ステップと
    を備えることを特徴とするプログラム。

Images