JP4048589B2 - Transmission power control system for mobile phones - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤＭＡ方式携帯電話機の送信電力制御方式に関する。本発明の携帯電話機の送信電力制御方式は、携帯電話機の電力増幅器を多段接続として、増幅器が常に最大効率になるよう電力増幅器に印加する電源電圧を予めテーブルに収めておき、増幅器に印加する電圧をテーブルより読み出して制御するようにした携帯電話機のシステムである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ方式の携帯電話では複数の端末が同じ周波数を用いて通信を行い、拡散符号を変えることで多重化通信を行なっている。この場合、各携帯電話機の端末から基地局への通信においては、特定の端末からの電波の電カが他の端末からの電カよりも強いと、電力の弱い方の電波の信号がマスクされてしまい受信できなくなることがあるので、基地局において受信される各端末から電波の電力が等しくなるように、各端末の送信電力を制御するようにている。このために、各端末での送信電力制御は０．５からｌｄＢのｓｔｅｐで、約８０ｄＢの制御範囲が要求されている。この値は、従来の携帯電話のＰＤＣ方式における、出力電力制御が４ｄＢのｓｔｅｐで６段階（２８ｄＢ，２４ｄＢ，２０ｄＢ，１６ｄＢ，１２ｄＢ，８ｄＢの６段階で２０ｄＢ）であるのに比べると、ＣＤＭＡ方式では要求されるダイナミックレンジの制御範囲が大幅になっていることがわかる。
【０００３】
また、ＰＤＣ方式では最大出力（＋２８ｄＢｍ）での通話がほとんどであるのに対し、ＣＤＭＡ方式では最大出力（＋２３ｄＢｍ）の１０ｄＢ下（＋１３ｄＢｍ）程度にて無線路の回線が接続されるので、ＣＤＭＡ方式では、その使用勝手から中電力での効率も十分考慮する必要がある。従来のＰＤＣ方式の携帯電話における電力制御は、送信電力制御信号に基づいて、予め決まっている制御値から増幅器のＧａｔｅ電圧のみを可変させ、出力する増幅器が一般的であるが、ＣＤＭＡ方式の広範囲の電力制御には不充分であった。このため、ＣＤＭＡ方式では、図６に示すように、増幅器Ａｍｐ１とＡｍｐ２とを多段結合した電力増幅器の一方の増幅器Ａｍｐ２をスイッチＳＷ１，ＳＷ２によりバイパスさせることにより、電力の制御を行なうような方法も使用されている。このようなバイパス方式の増幅器においては、増幅器Ａｍｐ１の電力では不充分な中電力送信の時には全ての増幅器をＯＮにしなければならないため効率が良くないという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＰＤＣ方式の携帯電話における電力制御に使用されている増幅器のＧａｔｅ電圧のみを可変させ出力を調整する方法ではＣＤＭＡ方式の広範囲の電力制御には不充分であり、又、電力増幅器の一部をバイパスさせることにより電力の調整を行なうような電力制御方法は効率が良くないという問題がある。このために、従来の方法では広範囲のダイナミックレンジの電力制御を効率良く行なうことは困難であり、特に使用頻度の多い中電力での効率が充分ではなかった。本発明は、このような従来の携帯電話における電力増幅器における電力制御の問題点を改善し、ＣＤＭＡ方式で要求される広範囲のダイナミックレンジの制御に対応出来る、効率の良い電力制御装置を実現することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の携帯電話機の送信電力制御方式は、携帯電話機の送信電力増幅器を多段接続の構成とし、その出力電力を制御するために、要求される各出力電力の値に対応した最適効率になるよう動作させる電源電圧をあらかじめ定めておき、この各出力電力に対応した電源電圧のデータをテーブルに保持する電力データ保持手段、基地局との交信のための送信電力が決まると電力データ保持手段より基地局との交信のための送信電力に対応した電力増幅器の電源電圧の値を読み出して電力増幅器の電源電圧を電力データ保持手段より読み出した値に制御する電源電圧制御手段とを使用して、ＣＤＭＡ方式で要求される広範囲のダイナミックレンジの制御に対応出来る、効率の良い電力制御方式を実現したものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
【実施例】
図１は、ＣＤＭＡ方式の一般的なデジタル携帯電話機の端末の一例を示すブロック線図である。図１において、ＡＮはアンテナ、ＡＴはアンテナ共用器である。ＲＣは携帯電話機の受信部、ＢＣは送信部である。ＭＯは携帯電話機の変復調部、ＡＤは音声処理部、ＣＯＮは制御部で、電力の制御値を記憶したＲＯＭを持っている。ＳＰはスピーカー、ＭＣはマイクである。
【０００７】
基地局からの電波はアンテナＡＮにより受信され、アンテナ共用器ＡＴを介して受信部ＲＣに加えられ高周波信号の処理が行われ、変復調部ＭＯにより復調され音声処理部ＡＤにより音声信号に変換されスピーカーＳＰに送られる。又、携帯電話機より、基地局に信号を送る場合には、マイクＭＣに加えられた音声情報が、音声処理部ＡＤにより電気信号に変換され、変復調部ＭＯにより変調されて送信部ＢＣに加えられる。送信部ＢＣにおいては、変復調部ＭＯの送信信号を電力増幅して、アンテナ共用器ＡＴを介してアンテナＡＮより基地局に向けて送信される。ＣＤＭＡ通信方式では、送信電力は、ＲＳＳＩ受信電力値に対して７３ｄＢ補正した電力を初期値とすることが決められている。例えば、ＲＳＳＩが−８０ｄＢｍであった場合、初期送信電力は、−（−８０）−７３＝＋７ｄＢｍ となる。
【０００８】
基地局との交信が開始された後の送信電力制御は、基地局から適正な値の指示を受け、０．５ｄＢのｓｔｅｐで出力電力を上下に変更して、基地局において受信される端末から電波の電力が一定の値になるように、±２４ｄＢの電力範囲で電力を制御する。このため、携帯電話機の送信電力は、基地局との交信の開始時には、受信電力を基に決まり、交信中は、基地地局からの指示値により現在必要な送信出力を知ることが出来る。本発明では、携帯電話機の送信電力増幅器を常に最適の効率で動作させるため、現在必要な送信電力の値に対する、電力増幅器の各段に適正な電源を制御部ＣＯＮのＲＯＭにテーブルとして設定して置くことにより効率の良い電力制御を行なうよにしたものである。
【０００９】
図２は、図１の携帯電話機の送信電力制御方式を適用した携帯電話機の送信部の電力増幅器の構成を示す電気的接続図である。図２において、ＩＮは増幅される送信信号の入力端子、ＯＵＴは増幅された送信信号の出力端子である。ＡＰ１，ＡＰ２は電力増幅器、ＤＣ１，ＤＣ２はＤＣ−ＤＣコンバータである。Ｅは定電圧源、ＧＴは電力増幅器ＡＰ１，ＡＰ２のゲート電源である。ＣＮＳは、ＤＣ−ＤＣコンバータのＤＣ１，ＤＣ２に対する電力制御信号の入力端子である。入力端子ＩＮは電力増幅器ＡＰ１の入力に接続されている。電力増幅器ＡＰ１の出力は電力増幅器ＡＰ２の入力に接続され電力増幅器ＡＰ２の出力は出力端子ＯＵＴに接続されている。定電圧源Ｅは、ＤＣ−ＤＣコンバータのＤＣ１，ＤＣ２の入力に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータＤＣ１の出力は電力増幅器ＡＰ１に加えられ、ＤＣ−ＤＣコンバータＤＣ２の出力は電力増幅器ＡＰ２に加えられている。又、電力増幅器ＡＰ１と電力増幅器ＡＰ２はゲート電源ＧＴに接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータのＤＣ１，ＤＣ２はその出力電圧の値が電力制御信号の入力端子ＣＮＳの信号により制御される。
【００１０】
このように構成された電力増幅器の動作を説明すると次の通りである。ＣＤＭＡ通信方式では、送信電力は、ＲＳＳＩ受信電力値に対して、７３ｄＢ補正したし電力を初期値とすることに定められている。例えば、ＲＳＳＩが−８０ｄＢｍであった場合、初期送信電力は、−（−８０）−７３＝＋７ｄＢｍ となる。この後の送信電力制御は、基地局から適正な値の指示を受け、０．５ｄＢｍｓｔｅｐで出力電力が上下し、その電力範囲は、±２４ｄＢである。このため、受信電力を基に、基地地局からの指示値により現在移動機が必要な送信出力を知ることが可能である。本発明では、送信部の電力増幅器を常に最適の効率で動作させるため、現在必要な送信電力の値から増幅器の各段に適正な電源を供給するように、あらかじめ各送信電力の値に応じた増幅器ＡＰ１，ＡＰ２の各段の適正な電源電圧の値を計算しておき、この値を制御部のＲＯＭにテーブルとして設定されている。
【００１１】
基地局との交信のための送信電力が決まると、図１の回路の制御部ＣＯＮのＲＯＭのテーブルより基地局との交信のための送信電力に対応した電力増幅器の電源電圧の値を読み出して、電力増幅器ＡＰ１，ＡＰ２の電源電圧をＲＯＭのテーブルより読み出した値に制御することにより、常に効率の良い送信を行なうことが出来る。
例えば、増幅器ＡＰ１，ＡＰ２の利得を１０ｄＢとすると、電源電圧Ｖｄｄに対して最適効率の得られる出力電力が増幅器ごとに求められる。
入力＝＋５ｄＢｍの場合、 増幅器ＡＰ１の出力＝＋１５ｄＢｍ
増幅器ＡＰ２の出力＝＋２５ｄＢｍ（最大出力）
入力＝０ｄＢｍの場合、 増幅器ＡＰ１の出力＝＋１０ｄＢｍ
増幅器ＡＰ２の出力＝＋２０ｄＢｍ
入力＝−３０ｄＢｍの場合、増幅器ＡＰ１の出力＝−２０ｄＢｍ
増幅器ＡＰ２の出力＝−１０ｄＢｍ
このようにして、電力増幅器が扱う最終の出力電力により、予め設けられたテーブルを参照することで、それぞれの増幅器に最適の電源電圧を供給することが出来る。
【００１２】
尚、図２の実施例では、電力増幅器ＡＰ１と電力増幅器ＡＰ２の電源電圧を共に変える例について説明したが、要求される送信電力の値によっては、電力増幅器ＡＰ１と電力増幅器ＡＰ２のいずれか一方の電源電圧を変えるようにすることも出来る。図４は、電力増幅器の、入力電圧に対する出力電圧の関係を示した図である。図４において、横軸は入力電力（ｄＢｍ）を、縦軸は出力電力（ｄＢｍ）を示し、点線は電力増幅器の線形動作ラインを示している。ＶｄｄＡ，ＶｄｄＢ，ＶｄｄＣは各段の増幅器に与える電源電圧の値を示し、ａ，ｂ，ｃは増幅器の飽和点を示している。各電源電圧の間の関係は、ＶｄｄＡ＜ＶｄｄＢ＜ＶｄｄＣである。各段の増幅器に与える電源電圧Ｖｄｄの高低により、増幅器飽和点ａ，ｂ，ｃは変化する。
【００１３】
図５は、電力増幅器の電源電圧の値を変化させた場合の効率を示した図である。図５において、横軸は入力電力（ｄＢｍ）を、縦軸は効率（％）を示している。ＶｄｄＡ，ＶｄｄＢ，ＶｄｄＣは増幅器に与える電源電圧の値を示している。各電源電圧の間の関係は、ＶｄｄＡ＜ＶｄｄＢ＜ＶｄｄＣである。図５のデータは、増幅器に与える電源電圧が小さくなるにつれて、効率の良い入力電力、即ち増幅器の動作点も下がって来ることを示している。図４と図５より言えるのは、Ｖｄｄが低い程消費する電流も少なく済み、予め出力電力が分かっているなら、飽和点を越えない動作範囲で供給する電圧を制御するようにシステムを構築することが効率の良い電力増幅器を実現出来ることである。このために、予め予想される電力増幅器の各段階出力電力に対して、それぞれ最適の増幅器の電源電圧を計算し、この電力増幅器の各出力電力と電源電圧の対応リストをテーブルとして作成して、これを制御部のＲＯＭに記憶させておく。送信時に送信電力が決まると、この電力の対応した各電力増幅器の電源電圧をＲＯＭのテーブルより読み出して、この値を基に各段に適正な電圧を供給することにより、常に効率の良い電力増幅を行うことが出来る。
【００１４】
図３は、図１の携帯電話機の送信電力制御方式を適用した携帯電話機の送信部の電力増幅器の他の実施例を示す構成を示す電気的接続図である。図３において、ＩＮは増幅される送信信号の入力端子、ＯＵＴは増幅された送信信号の出力端子である。ＡＰ１，ＡＰ２は電力増幅器、ＤＣ１，ＤＣ２，ＤＣ３はＤＣ−ＤＣコンバータである。Ｅは定電圧源、ＧＴは電力増幅器ＡＰ１，ＡＰ２のゲート電源である。ＣＮＳは、ＤＣ−ＤＣコンバータのＤＣ１，ＤＣ２，ＤＣ３に対する電力制御信号の入力端子である。入力端子ＩＮは電力増幅器ＡＰ１の入力に接続されている。電力増幅器ＡＰ１の出力は電力増幅器ＡＰ２の入力に接続され電力増幅器ＡＰ２の出力は出力端子ＯＵＴに接続されている。定電圧源Ｅは、ＤＣ−ＤＣコンバータのＤＣ１，ＤＣ２の入力に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータＤＣ１の出力は電力増幅器ＡＰ１に加えられ、ＤＣ−ＤＣコンバータＤＣ２の出力は電力増幅器ＡＰ２に加えられている。又、電力増幅器ＡＰ１と電力増幅器ＡＰ２は、ＤＣ−ＤＣコンバータのＤＣ３を介してゲート電源ＧＴに接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータのＤＣ１，ＤＣ２，ＤＣ３はその出力電圧の値が電力制御信号の入力端子ＣＮＳの信号により制御される。
【００１５】
このように構成された電力増幅器の動作を説明すると次の通りである。図２の実施例と、図３の実施例との相違点は、図２の実施例の回路では、電力増幅器ＡＰ１と電力増幅器ＡＰ２は、直接ゲート電源ＧＴに接続されていたが、図３の実施例の回路では、電力増幅器ＡＰ１と電力増幅器ＡＰ２は、ＤＣ−ＤＣコンバータのＤＣ３を介してゲート電源ＧＴに接続されている点である。このような構成の相違により、図３の実施例では、次のような付加的な効果が得られる。電力増幅器ＡＰ１と電力増幅器ＡＰ２が、直接ゲート電源ＧＴに接続されている図２の回路では、そのゲート電源ＧＴの電圧は固定であるため、電力増幅器ＡＰ１と電力増幅器ＡＰ２の電力は、その電源電圧の変更だけにより行われていたが、、図３の実施例の回路では、電力増幅器ＡＰ１と電力増幅器ＡＰ２のゲート電源ＧＴの電圧も、ＤＣ−ＤＣコンバータのＤＣ３により変化することが出来るので、ゲート電源の電圧を変えることによっても、電力増幅器ＡＰ１と電力増幅器ＡＰ２の電力の変更を行なうことが出来る。このため、図３の実施例の回路では図２の回路にくらべてより広範囲の出力電力の変更を効率良く行なうことが可能になる。
【００１６】
尚、図３の実施例のでは、電力増幅器ＡＰ１と電力増幅器ＡＰ２のゲート電源ＧＴの電圧を共に変える例について説明したが、要求される送信電力の値によっては、電力増幅器ＡＰ１と電力増幅器ＡＰ２のいずれか一方のゲート電源ＧＴの電圧を変えるようにすることも出来る。このようにして、本発明の携帯電話機の送信電力制御方式では、送信時に最も電流消費が多い送信部の電力増幅器に対し、常に最適の電力制御を行うことで、従来の方式では実施できていない低出力時においても効率よく動作させることができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明の携帯電話機の送信電力制御方式は、携帯電話機の送信電力増幅器を多段接続の構成とし、その出力電力を制御するために、要求される各出力電力の値に対応した最適効率になるよう動作させる電源電圧をあらかじめ定めておき、この各出力電力に対応した電源電圧のデータをテーブルにとして保持する電力データ保持手段、基地局との交信のための送信電力が決まると電力データ保持手段より基地局との交信のための送信電力に対応した電力増幅器の電源電圧の値を読み出して電力増幅器の電源電圧を電力データ保持手段より読み出した値に制御する電源電圧制御手段とを使用して、ＣＤＭＡ方式で要求される広範囲のダイナミックレンジの制御に対応出来る、効率の良い電力制御装置を実現出来る。
【００１８】
このため、本発明の携帯電話機の送信電力制御方式を適用した携帯電話機では、送信時に最も電流消費が多い送信部の電力増幅器に対し、常に最適の電力制御を行うことで、従来の方式では実施できていない低出力時においても効率よく動作させることができる。このことは、最大出力を送信する機会が少ないＣＤＭＡ方式にとっては極めて有利であり、本発明により、低出力時にも効率を良くできることで、従来の方式を採用する携帯電話機と比較し極めて消費電流を少なくすることが出来るので、バッテリーの動作時間が長くなり、この結果連続通話時間をより長くすることができので使い勝手の良い携帯電話機となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の携帯電話機の送信電力制御方式を適用した、ＣＤＭＡ方式の一般的なデジタル携帯電話機の端末の一例を示すブロック線図である。
【図２】図１の携帯電話機の送信電力制御方式を適用した携帯電話機の送信部の電力増幅器の構成を示す電気的接続図である。
【図３】図１の携帯電話機の送信電力制御方式を適用した携帯電話機の送信部の電力増幅器の他の実施例を示す構成を示す電気的接続図である。
【図４】電力増幅器の、入力電圧に対する出力電圧の関係を示した図である。
【図５】電力増幅器の電源電圧の値を変化させた場合の効率を示した図である。
【図６】従来の携帯電話機の電力増幅器の一例を示す図である。
【符号の説明】
ＡＮ・・・アンテナ，ＡＴ・・・アンテナ共用器，ＲＣ・・・携帯電話機の受信部，ＢＣ・・・送信部，ＭＯ・・・携帯電話機の変復調部，ＡＤ・・・音声処理部，ＣＯＮ・・・制御部，ＲＯＭ・・・メモリー，ＳＰ・・・スピーカー，ＭＣ・・・マイク，ＩＮ・・・増幅される送信信号の入力端子，ＯＵＴ・・・増幅された送信信号の出力端子，ＡＰ１，ＡＰ２・・・電力増幅器，ＤＣ１，ＤＣ２，ＤＣ３・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ，Ｅ・・・定電圧源，ＧＴ・・・電力増幅器ＡＰ１，ＡＰ２のゲート電源，ＣＮＳ・・・ＤＣ−ＤＣコンバータに対する電力制御信号の入力端子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission power control system for a CDMA mobile phone. The mobile phone transmission power control system according to the present invention has a power amplifier for a mobile phone connected in multiple stages, and a power supply voltage to be applied to the power amplifier is previously stored in a table so that the amplifier is always at maximum efficiency. Is a mobile phone system that reads out and controls from the table.
[0002]
[Prior art]
In a CDMA mobile phone, a plurality of terminals communicate using the same frequency, and multiplex communication is performed by changing a spreading code. In this case, in the communication from the terminal of each mobile phone to the base station, if the power of the radio wave from a specific terminal is stronger than the power of the other terminal, the signal of the radio wave with the lower power is masked. Therefore, the transmission power of each terminal is controlled so that the power of radio waves from each terminal received at the base station becomes equal. For this reason, transmission power control at each terminal requires a step of 0.5 to 1 dB and a control range of about 80 dB. Compared with the conventional mobile phone PDC system, the output power control is 6 steps at 4 dB step (20 dB at 6 steps of 28 dB, 24 dB, 20 dB, 16 dB, 12 dB, and 8 dB). Then, it can be seen that the control range of the required dynamic range is large.
[0003]
In addition, in the PDC system, most calls are made at the maximum output (+28 dBm), whereas in the CDMA system, the radio channel is connected at about 10 dB (+13 dBm) below the maximum output (+23 dBm). Then, it is necessary to fully consider the efficiency at medium power because of its ease of use. Conventional power control in a PDC mobile phone is generally an amplifier that outputs only the gate voltage of the amplifier from a predetermined control value based on a transmission power control signal. was Tsu insufficient Dare to power control. Therefore, in the CDMA system, as shown in FIG. 6, there is a method in which one amplifier Amp2 of a power amplifier in which amplifiers Amp1 and Amp2 are coupled in multiple stages is bypassed by switches SW1 and SW2 to control power. in use. In such a bypass type amplifier, there is a problem that the efficiency is not good because all amplifiers must be turned on at the time of medium power transmission where the power of the amplifier Amp1 is insufficient.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The method of adjusting only the output by changing only the gate voltage of the amplifier used for power control in the conventional PDC system mobile phone is not sufficient for wide-area power control of the CDMA system, and part of the power amplifier. There is a problem that the power control method that adjusts the power by bypassing the power is not efficient. For this reason, it is difficult for the conventional method to efficiently control the power of a wide dynamic range, and the efficiency at medium power, which is frequently used, is not sufficient. The present invention improves the problem of power control in the power amplifier in such a conventional cellular phone, and realizes an efficient power control apparatus that can cope with a wide dynamic range control required in the CDMA system. It is in.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The transmission power control method for a mobile phone according to the present invention is configured so that the transmission power amplifier of the mobile phone is configured in a multi-stage connection, and in order to control the output power, the optimal efficiency corresponding to each required output power value is obtained. is determined in advance the power supply voltage for operating previously, power data holding means that holds the data in the table of the power supply voltage corresponding to the output power, from the power data holding means when the transmission power is determined for communication with the base station Using the power supply voltage control means for reading the value of the power supply voltage of the power amplifier corresponding to the transmission power for communication with the base station and controlling the power supply voltage of the power amplifier to the value read from the power data holding means, This realizes an efficient power control system that can cope with a wide dynamic range control required by the CDMA system.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【Example】
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a terminal of a typical CDMA digital mobile phone. In FIG. 1, AN is an antenna, and AT is an antenna duplexer. RC is a receiver of the mobile phone, and BC is a transmitter. MO is a modulation / demodulation unit of a mobile phone, AD is a voice processing unit, CON is a control unit, and has a ROM storing power control values. SP is a speaker and MC is a microphone.
[0007]
The radio wave from the base station is received by the antenna AN, added to the receiving unit RC via the antenna duplexer AT, processed by the high frequency signal, demodulated by the modem unit MO, converted into a voice signal by the voice processing unit AD, and the speaker. Sent to SP. Further, when sending from the portable telephone set, a signal to the base station, the voice information added to the microphone MC is converted into an electric signal by the audio processing unit AD, it is added to the transmission section BC is modulated by the modem part MO . In the transmission unit BC, the transmission signal of the modulation / demodulation unit MO is amplified and transmitted from the antenna AN to the base station via the antenna duplexer AT. In the CDMA communication system, the transmission power is determined to have an initial value that is 73 dB corrected with respect to the RSSI reception power value. For example, when RSSI is −80 dBm, the initial transmission power is − (− 80) −73 = + 7 dBm.
[0008]
The transmission power control after the communication with the base station is started is received from the terminal that receives an instruction of an appropriate value from the base station, changes the output power up and down at a step of 0.5 dB, and is received at the base station. The power is controlled in a power range of ± 24 dB so that the power of the radio wave becomes a constant value. For this reason, the transmission power of the mobile phone is determined based on the reception power at the start of communication with the base station, and during transmission, the currently required transmission output can be known from the instruction value from the base station. In the present invention, in order to always operate the transmission power amplifier of the cellular phone with optimum efficiency, an appropriate power source is set as a table in the ROM of the control unit CON for each stage of the power amplifier for the currently required transmission power value. By placing it, efficient power control is performed.
[0009]
FIG. 2 is an electrical connection diagram illustrating a configuration of a power amplifier of a transmission unit of the mobile phone to which the transmission power control method of the mobile phone of FIG. 1 is applied. In FIG. 2, IN is an input terminal for the amplified transmission signal, and OUT is an output terminal for the amplified transmission signal. AP1 and AP2 are power amplifiers, and DC1 and DC2 are DC-DC converters. E is a constant voltage source, and GT is a gate power supply for the power amplifiers AP1 and AP2. CNS is an input terminal for a power control signal for DC1 and DC2 of the DC-DC converter. The input terminal IN is connected to the input of the power amplifier AP1. The output of the power amplifier AP1 is connected to the input of the power amplifier AP2, and the output of the power amplifier AP2 is connected to the output terminal OUT. The constant voltage source E is connected to the inputs of DC1 and DC2 of the DC-DC converter. The output of the DC-DC converter DC1 is applied to the power amplifier AP1, and the output of the DC-DC converter DC2 is applied to the power amplifier AP2. The power amplifier AP1 and the power amplifier AP2 are connected to the gate power supply GT. The values of the output voltages of DC1 and DC2 of the DC-DC converter are controlled by the signal at the input terminal CNS of the power control signal.
[0010]
The operation of the power amplifier configured as described above will be described as follows. In the CDMA communication system, the transmission power is determined to be 73 dB corrected with respect to the RSSI reception power value and to use the power as an initial value. For example, when RSSI is −80 dBm, the initial transmission power is − (− 80) −73 = + 7 dBm. In the subsequent transmission power control, an instruction of an appropriate value is received from the base station, the output power increases and decreases at 0.5 dBm step, and the power range is ± 24 dB. For this reason, based on the received power, it is possible to know the transmission output currently required by the mobile device from the instruction value from the base station. In the present invention, in order to always operate the power amplifier of the transmission unit with the optimum efficiency, in accordance with each transmission power value in advance so as to supply appropriate power to each stage of the amplifier from the currently required transmission power value. An appropriate power supply voltage value for each stage of the amplifiers AP1 and AP2 is calculated, and this value is set as a table in the ROM of the control unit.
[0011]
When the transmission power for communication with the base station is determined, and it reads the value of the supply voltage of the power amplifier corresponding to the transmission power for communication with the base station from the ROM table in the control unit CON of the circuit of Figure 1 by controlling the supply voltage of the power amplifier AP1, AP2 to a value read out from the table ROM, a constantly performing efficient transmission.
For example, when the gain of the amplifier AP1, AP2 shall be the 10 dB, the output power capable of obtaining the optimum efficiency for the power supply voltage Vdd is obtained for each amplifier.
When input = + 5 dBm, output of amplifier AP1 = + 15 dBm
Output of amplifier AP2 = + 25 dBm (maximum output)
When input = 0 dBm, output of amplifier AP1 = + 10 dBm
Output of amplifier AP2 = + 20 dBm
When input = −30 dBm, output of amplifier AP1 = −20 dBm
Output of amplifier AP2 = −10 dBm
In this way, by referring to the table provided in advance according to the final output power handled by the power amplifier, the optimum power supply voltage can be supplied to each amplifier.
[0012]
In the embodiment of FIG. 2, the example in which both the power supply voltages of the power amplifier AP1 and the power amplifier AP2 are changed has been described. However, either the power amplifier AP1 or the power amplifier AP2 depends on the required transmission power value. It is also possible to change the power supply voltage. FIG. 4 is a diagram showing the relationship of the output voltage with respect to the input voltage of the power amplifier. In FIG. 4, the horizontal axis represents input power (dBm), the vertical axis represents output power (dBm), and the dotted line represents a linear operation line of the power amplifier. VddA, VddB, and VddC indicate the values of the power supply voltage applied to the amplifiers at the respective stages, and a, b, and c indicate the saturation points of the amplifiers. The relationship between the power supply voltages is VddA <VddB <VddC. The high and low power supply voltage Vdd applied to the amplifier in each stage, the amplifier saturation point a, b, c varies.
[0013]
FIG. 5 is a diagram showing the efficiency when the value of the power supply voltage of the power amplifier is changed. In FIG. 5, the horizontal axis represents input power (dBm), and the vertical axis represents efficiency (%). VddA, VddB, and VddC indicate power supply voltage values applied to the amplifier. The relationship between the power supply voltages is VddA <VddB <VddC. The data in FIG. 5 shows that as the power supply voltage applied to the amplifier decreases, the efficient input power, that is, the operating point of the amplifier also decreases. 4 and 5, it can be said that the lower the Vdd is, the less current is consumed, and if the output power is known in advance, the system is constructed to control the voltage supplied in the operating range not exceeding the saturation point. This is to realize an efficient power amplifier. For this purpose, the power supply voltage of the optimum amplifier is calculated for each stage output power of the power amplifier predicted in advance, and a correspondence list of each output power and power supply voltage of this power amplifier is created as a table. This is stored in the ROM of the control unit. When transmission power is determined at the time of transmission, the power supply voltage of each power amplifier corresponding to this power is read from the ROM table, and an appropriate voltage is supplied to each stage based on this value. the line TURMERIC and can be.
[0014]
FIG. 3 is an electrical connection diagram showing a configuration showing another embodiment of the power amplifier of the transmitting unit of the mobile phone to which the transmission power control method of the mobile phone of FIG. 1 is applied. In FIG. 3, IN is an input terminal for the amplified transmission signal, and OUT is an output terminal for the amplified transmission signal. AP1 and AP2 are power amplifiers, and DC1, DC2 and DC3 are DC-DC converters. E is a constant voltage source, and GT is a gate power supply for the power amplifiers AP1 and AP2. CNS is an input terminal for a power control signal to DC1, DC2, and DC3 of the DC-DC converter. The input terminal IN is connected to the input of the power amplifier AP1. The output of the power amplifier AP1 is connected to the input of the power amplifier AP2, and the output of the power amplifier AP2 is connected to the output terminal OUT. The constant voltage source E is connected to the inputs of DC1 and DC2 of the DC-DC converter. The output of the DC-DC converter DC1 is applied to the power amplifier AP1, and the output of the DC-DC converter DC2 is applied to the power amplifier AP2. The power amplifier AP1 and the power amplifier AP2 are connected to the gate power supply GT via the DC3 of the DC-DC converter. The output voltage values of DC1, DC2, and DC3 of the DC-DC converter are controlled by the signal of the input terminal CNS of the power control signal.
[0015]
The operation of the power amplifier configured as described above will be described as follows. The difference between the embodiment of FIG. 2 and the embodiment of FIG. 3 is that the power amplifier AP1 and the power amplifier AP2 are directly connected to the gate power supply GT in the circuit of the embodiment of FIG. In the circuit of the embodiment, the power amplifier AP1 and the power amplifier AP2 are connected to the gate power supply GT through the DC3 of the DC-DC converter. Due to such a difference in configuration, the embodiment of FIG. 3 provides the following additional effects. In the circuit of FIG. 2 in which the power amplifier AP1 and the power amplifier AP2 are directly connected to the gate power supply GT, since the voltage of the gate power supply GT is fixed, the power of the power amplifier AP1 and the power amplifier AP2 is the power supply voltage. However, in the circuit of the embodiment of FIG. 3, the voltage of the gate power supply GT of the power amplifier AP1 and the power amplifier AP2 can also be changed by the DC3 of the DC-DC converter. The power of the power amplifier AP1 and the power amplifier AP2 can also be changed by changing the power supply voltage. Therefore, in the circuit of the embodiment of FIG. 3, it is possible to change the output power over a wider range more efficiently than the circuit of FIG.
[0016]
In the embodiment of FIG. 3, the example in which both the voltages of the gate power supply GT of the power amplifier AP1 and the power amplifier AP2 are changed has been described, but depending on the required transmission power value, the power amplifier AP1 and the power amplifier AP2 It is also possible to change the voltage of either one of the gate power supplies GT. As described above, the transmission power control method of the mobile phone according to the present invention cannot always be implemented by the conventional method by always performing optimal power control on the power amplifier of the transmission unit that consumes the most current during transmission. It can be operated efficiently even at low output.
[0017]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, the mobile phone transmission power control system of the present invention has a multi-stage configuration of the mobile phone transmission power amplifier, and each output power required for controlling the output power is controlled. Power data holding means for holding power supply voltage data corresponding to each output power as a table in advance and transmitting for communication with the base station When power is determined, the power data holding means reads the power amplifier power supply voltage value corresponding to the transmission power for communication with the base station, and controls the power amplifier power supply voltage to the value read from the power data holding means By using voltage control means, it is possible to realize an efficient power control device that can handle a wide dynamic range control required by the CDMA system.
[0018]
For this reason, in the cellular phone to which the transmission power control method of the cellular phone of the present invention is applied, the conventional method is implemented by always performing the optimum power control on the power amplifier of the transmitting unit that consumes the most current during transmission. It is possible to operate efficiently even when the output is low. This is extremely advantageous for a CDMA system with few opportunities to transmit the maximum output, and the present invention can improve the efficiency even at a low output, so that it consumes much less current than a mobile phone adopting a conventional system. Since it can be reduced, the battery operating time becomes longer, and as a result, the continuous call time can be made longer, so that the mobile phone is easy to use.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a CDMA general digital mobile phone terminal to which a mobile phone transmission power control method of the present invention is applied.
2 is an electrical connection diagram illustrating a configuration of a power amplifier of a transmission unit of a mobile phone to which the transmission power control method of the mobile phone of FIG. 1 is applied.
3 is an electrical connection diagram illustrating a configuration of another embodiment of a power amplifier of a transmission unit of a mobile phone to which the transmission power control method of the mobile phone of FIG. 1 is applied.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between an output voltage and an input voltage of a power amplifier.
FIG. 5 is a graph showing the efficiency when the value of the power supply voltage of the power amplifier is changed.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a power amplifier of a conventional mobile phone.
[Explanation of symbols]
AN ... antenna, AT ... antenna duplexer, RC ... receiver of mobile phone, BC ... transmitter, MO ... modulator / demodulator of mobile phone, AD ... voice processor, CON ... Control unit, ROM ... Memory, SP ... Speaker, MC ... Microphone, IN ... Input terminal for amplified transmission signal, OUT ... Output terminal for amplified transmission signal, AP1, AP2 ... power amplifier, DC1, DC2, DC3 ... DC-DC converter, E ... constant voltage source, GT ... gate power supply of power amplifiers AP1, AP2, CNS ... DC-DC Input terminal for power control signal to converter
Claims (4)
前記送信電力増幅器の出力電力を制御する電源電圧とゲート電圧を飽和点を超えない範囲で、要求される各出力電力の値に対応した最適効率での動作を実現するようにあらかじめ定めておき、
この各出力電力に対応した送信電力増幅器の電源電圧とゲート電圧を個別に制御するためのデータを電力データ保持手段にテーブルとして保持し、
受信信号の強度に基づき基地局との交信のための送信電力の初期値を決定すると共に、交信開始後においては前記基地局から送信されるデータに基づいて前記送信電力を決定するように切り替え、
当該決定された送信電力に対応する電力増幅器の電源電圧とゲート電圧の値を電力データ保持手段から読み出して電力増幅器の電源電圧とゲート電圧を電力データ保持手段より読み出した値に制御するようにした携帯電話機の送信電力制御方式。The mobile phone transmission power amplifier has a multi-stage connection configuration.
Said power supply voltage and a gate voltage for controlling the output power of the transmission power amplifier in a range not exceeding the saturation point, advance to predetermined so as to achieve operation at a value in the optimum efficiency corresponding to the output power required,
The data for individually controlling the power supply voltage and gate voltage of the transmission power amplifier corresponding to each output power is held as a table in the power data holding means,
Determine the initial value of the transmission power for communication with the base station based on the strength of the received signal, and switch to determine the transmission power based on the data transmitted from the base station after the start of communication,
The power amplifier power supply voltage and gate voltage values corresponding to the determined transmission power are read from the power data holding means, and the power amplifier power supply voltage and gate voltage are controlled to the values read from the power data holding means. Transmission power control method for mobile phones.
前記送信電力増幅器の出力電力を制御する電源電圧とゲート電圧を飽和点を超えない範囲で、要求される各出力電力の値に対応した最適効率での動作を実現するようにあらかじめ定めておき、
この各出力電力に対応した送信電力増幅器の電源電圧とゲート電圧を個別に制御するためのデータを電力データ保持手段にテーブルとして保持し、
受信信号の強度に基づき基地局との交信のための送信電力の初期値を決定すると共に、交信開始後においては前記基地局から送信されるデータに基づいて前記送信電力を決定するように切り替え、
当該当該決定された送信電力に対応する電力増幅器の電源電圧とゲート電圧の値を電力データ保持手段から読み出して電力増幅器の電源電圧とゲート電圧のいずれか一方を電力データ保持手段より読み出した値に制御するようにした携帯電話機の送信電力制御方式。The mobile phone transmission power amplifier has a multi-stage connection configuration.
Said power supply voltage and a gate voltage for controlling the output power of the transmission power amplifier in a range not exceeding the saturation point, advance to predetermined so as to achieve operation at a value in the optimum efficiency corresponding to the output power required,
The data for individually controlling the power supply voltage and gate voltage of the transmission power amplifier corresponding to each output power is held as a table in the power data holding means,
Determine the initial value of the transmission power for communication with the base station based on the strength of the received signal, and switch to determine the transmission power based on the data transmitted from the base station after the start of communication,
The power supply voltage and gate voltage values of the power amplifier corresponding to the determined transmission power are read from the power data holding means, and either the power amplifier power supply voltage or the gate voltage is read from the power data holding means. A mobile phone transmission power control method that is controlled.
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