TWI487410B

TWI487410B - 通訊裝置和其功率控制方法

Info

Publication number: TWI487410B
Application number: TW101142565A
Authority: TW
Inventors: Sheng Lun Chiou; Wen Chieh Wu
Original assignee: Wistron Corp
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2015-06-01
Also published as: CN103813431A; USRE47978E1; TW201419905A; US20140135054A1; US9042936B2; CN103813431B

Description

通訊裝置和其功率控制方法

本發明係有關於一種功率控制機制，且特別有關於一種通訊裝置和其功率控制方法。

近年來，使用者已逐漸改變使用行動通訊裝置，例如智能手機與平板電腦的習慣，包含日常生活紀錄與分享、公司或業務上的聯繫、教育發展所需以及休閒娛樂功能。藉此，電信商為了滿足使用者需求，紛紛提升無線網路頻寬。

功率放大器(Power Amplifier-PA)係於行動通訊裝置之射頻發射電路中一個重要的元件，其主要的功能在於將訊號放大推出，通常都會被設計在天線的前端，也是整個射頻前端電路中最耗功耗的元件。而越來越大的無線頻寬需求，對於射頻前端電路在功率消耗問題便顯得重要。為了提升功率放大器的附加功率效率(Power Added Efficiency，以下稱為PAE)，現今功率放大器設計便由數個增益模式所組成的放大器。各增益模式之間部分重疊，配合增益模式之間切換點(PA Switch Point，以下稱為PASP)設計，功率放大器即可提供連續且穩定的線性輸出功率。由於功率放大器具有數個增益模式，增益模式間相互重疊的範圍提供設計射頻前端電路的工程師有足夠的空間來設計或決定功率放大器增益切換範圍的位置，而功率放大器增益切換範圍的決定將間接地影響行動通訊裝置的電池壽命。

基於上述目的，本發明實施例揭露了功率控制方法，適用於一通訊裝置，包括：決定一上行訊號之一輸出功率的一功率範圍大小；根據上述功率範圍大小決定一功率放大器增益切換範圍；當上述上行訊號之上述輸出功率在上述功率放大器增益切換範圍之內時，決定一第一功率放大器增益模式，用於放大上述上行訊號；以及當上述上行訊號之上述輸出功率超出上述功率放大器增益切換範圍之外時，決定一第二功率放大器增益模式，用於放大上述上行訊號。

本發明實施例更揭露了一種通訊裝置，包括一控制器以及一功率放大器。該控制器決定一上行訊號之一輸出功率的一功率範圍大小，根據上述功率範圍大小決定一功率放大器增益切換範圍，當上述上行訊號之上述輸出功率在上述功率放大器增益切換範圍之內時，決定一第一增益模式，以及當上述上行訊號之上述輸出功率超出上述功率放大器增益切換範圍之外時，決定一第二功率放大器增益模式。該功率放大器耦接上述控制器，並且使用上述所決定之第一或第二功率放大器增益模式來放大上述上行訊號。

為使本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

實施例中的各元件之配置係為說明之用，並非用以限制本發明。

第1圖係顯示本發明實施例中通訊裝置內功率放大器之增益模式的切換方法的示意圖，其中橫軸代表功率放大器的功率，且縱軸代表通訊裝置的功率。實施例中顯示功率放大器PA具有兩種增益模式，包括低增益模式10和高增益模式12。功率放大器PA能由3種增益切換範圍S1、S2和S3之其一控制而於低增益模式10和高增益模式12之間切換，並且根據所切換的低增益模式10或高增益模式12放大一上行訊號的功率以在合適的通訊通道中推出傳該上行訊號。上述通訊裝置能根據上行訊號所需輸出功率的特性而選用上述3種增益切換範圍S1、S2和S3之其一，進而控制上述功率放大器的增益模式。通訊裝置可為智能手機、平板電腦、手提電腦及其他具有無線通訊功能的電子裝置。

當射頻發射電路的設計架構已經決定後，即可決定發射電路的可能增益切換範圍。功率放大器之增益切換範圍落在功率放大器之增益模式切換點的可調範圍內，即P1到P6的範圍內，而PA增益切換範圍的位置又大致可分為上述3種增益切換範圍S1、S2和S3。

在增益切換範圍S1中，當功率放大器PA使用低增益模式10而所需的PA功率超過功率P2時，功率放大器PA會切換至高增益模式12，藉以放大上行訊號的功率。當功率放大器PA使用高增益模式12而所需的PA功率小於功率P1時，功率放大器PA會切換至低增益模式10，藉以減少放大器操作的功率。和其他增益切換範圍S2和S3相比，由於增益模式切換點提早落在高增益模式12的輸出，此部份設計雖提供RF功率放大器更大的線性放大空間，卻導致PA操作時產生增加的消耗功率。增益切換範圍S1適用於無線通訊系統，該無線通訊系統可擁有較高的調變技術，例如16QAM或是64QAM、較高的傳輸速率或頻寬，例如多載波寬頻分碼多工(Wideband Code Division Multiple Access，以下稱為W-CDMA)或是先進長期演進技術(Long Term Evolution-Advanced，以下稱為LTE-A)的載波聚合(Carrier Aggregation)、子載波(Sub-Carrier)通道多工之功能，例如OFDM或多層調變器(Multi-Layer Modulator)。增益切換範圍S1適用的通訊技術可例如為3GPP的Rel-5、Rel-6、Rel-7版本(W-CDMA)、Rel-8、Rel-9版本(Long Term Evolution，以下稱為LTE)和Rel-10、Rel-11等之後的版本(LTE-A)。類似的通訊系統也包含IEEE802.11n/ac/ad等具有高速傳輸的發射機。

在增益切換範圍S2中，當功率放大器PA使用低增益模式10而所需的PA功率超過功率P6時，功率放大器PA會切換至高增益模式12，藉以放大上行訊號的功率。當功率放大器PA使用高增益模式12而所需的PA功率小於功率P5時，功率放大器PA會切換至低增益模式10，藉以減少放大器操作的功率。相較於增益切換範圍S1，增益切換範圍S2的增益模式落在低增益模式10的比例變高，使得PA操作所需的功耗減少，但此情形將使功率放大器PA的線性操作空間變小。特別在某些信號傳輸模式時易產生RF訊號失真。例如，在某些特定的實體層或第1層信號調變組合以及無線資源排序(Wireless Resource Scheduling)易產生較大的峰值對均值功率比(Peak-to-Average-Ratio，以下稱為PAPR)。增益切換範圍S2適用於無線通訊系統，具有較低的傳輸速率以及調變技術，例如BPSK或是QPSK調變技術及較少實體層通道多工技術使用。

在增益切換範圍S3中，避免增益切換範圍S1的過度功率消耗，以及增益切換範圍S2的PA線性空間過小，介於增益切換範圍S1與增益切換範圍S2的增益切換範圍S3提供發射電路設計者一個彈性且折衷的選擇。

本發明實施例可改善通訊裝置的電池壽命，提出如何有彈性且動態調整PA增益切換範圍，使得電池壽命可以延伸。

第2圖係顯示本發明實施例中一種通訊裝置2的方塊圖，包括RF電路20、控制電路22、記憶體24和匯流排[廣義的一種或多種傳輸介面]26。RF電路20、控制電路22和記憶體24可藉由匯流排26互相溝通以及傳遞資料。通訊裝置2可實現第1圖中功率放大器多個切換範圍的機制。特別是，通訊裝置2能夠根據估計功率放大器的所需功率範圍，而後在根據估計出之所需功率範圍從多個切換範圍中選擇一個適用的切換範圍讓功率放大器使用。

RF電路20用於由空氣介面中傳送上行訊號及接收下行訊號。控制電路22用於各種基頻訊號處理、通訊協定處理器[廣義來說就是Communication Modem or Communication CPU模組]，包括判定網路系統分配給通訊裝置2的無線資源以及環境周圍的訊號品質。記憶體24[主要處理OS與使用者APP的CPU模組]用於儲存程式碼以及資料，收集在通訊裝置2上使用無線模組的時間、地點、相關軟體關的使用，並針對與PA增益切換範圍或輸出功率相關的訊息進行適應性調整與分析。控制電路22與記憶體24分別提供對於外部資訊功能以及內部資訊功能的適應性PA增益切換範圍調整，使得功率放大器PA200的PA增益切換範圍可依照實際使用者狀態或是無線環境的變化進行以電池使用時間為目的的最佳化調整。

RF電路20包括功率放大器PA200和RF前端電路202。RF電路20可更包括匹配電路、各種濾波器以及線路佈線(未圖示)。針對RF電路20，在硬體架構底定後，即可在每次開機或出廠時透過RF校正的方式決定一組功率放大器增益切換範圍以獲得穩定的RF電路效能。功率放大器PA200具有二或多種增益模式，例如，高、中及低增益模式。每種增益模式都具有二或多種增益切換範圍，該增益切換範圍可由控制電路22所選擇控制。例如，低增益模式之具有兩種增益切換範圍可切換到中增益模式，其中一種增益切換範圍可以產生較大的功率放大器的線性空間，另一種增益切換範圍可以避免過度的功率消耗。在一些實施例中，功率放大器PA200能從控制電路22接收增益控制訊號，以從多種增益模式中選擇一種用來放大上行訊號之功率並傳送放大的上行訊號到接收機、基地台以及網路系統端。

控制電路22包括控制器220、通訊協定模組222和外部資訊模組224，用於所有和通訊裝置2外部環境相關的資訊或資料處理。控制電路22根據處理過的資訊或資料能估計上行訊號的輸出功率，進而藉由估計出的上行訊號輸出功率來決定PA增益切換範圍。上述外部環境相關的資訊或資料包括網路資源分配以及無線通道環境。網路系統端會將有限的無線資源，包括無線資源管理(Radio Resource Management，以下稱為RRM)、傳送功率控制(Transmit Power Control，以下稱為TPC)、服務質量(Quality of Service，以下稱為QoS)分配給各個範圍內的無線通訊裝置。控制電路22會隨分配到的無線資源而估計出不同的上行訊號的輸出功率。例如，網路系統端可分配多個載波、某個傳送功率、即時的服務品質給通訊裝置2，而通訊協定模組222可以解讀網路系統端寄送的系統訊息而獲得上述的載波、傳送功率和服務品質資訊，接著控制器220可根據所獲得的的載波、傳送功率和服務品質資訊而估計上行訊號的輸出功率以及上行訊號輸出功率的分布。在一些實施例中，通訊協定模組222可和網路系統以共同的通訊協定溝通，進而調整PA增益切換模式來改善電池壽命。另外，由於網路系統同時存在各種種類的基地台，包括大型基地台(Macrocell)、微型基地台(Microcell)、特微型基地台(Picocell)、毫微微蜂巢型基地台(Femtocell)或其他種類的基地台，以及網路系統的服務版本差異，無線通道的干擾將隨使用環境而有所不同，為此，控制電路22能藉由外部資訊模組224計算PA增益切換範圍與無線通道環境的關係而計算訊號對干擾及雜訊比(Signal to Interference and Noise Ratio，以下稱為SINR)，接著控制器220可根據計算出之SINR而估計上行訊號的輸出功率以及上行訊號輸出功率的分布。最後，控制器220能根據估計之上行訊號輸出功率的分布而決定功率放大器PA200的增益切換範圍，並能根據所決定的增益切換範圍和上行訊號的輸出功率決定一種PA增益模式，並將決定之PA增益模式以增益控制訊號的方式送到功率放大器PA200來放大上行訊號的功率。例如，當上行訊號的輸出功率超過增益切換範圍的上限切換值時，控制器220可藉由增益控制訊號將功率放大器PA200切換到比目前更上一級的增益模式。當上行訊號的輸出功率小於增益切換範圍的下限切換值時，控制器220可藉由增益控制訊號將功率放大器PA200切換到比目前更下一級的增益模式。當上行訊號的輸出功率在上述上限和下限切換值之間時，功率放大器PA200可維持目前的增益模式。通訊協定模組222和外部資訊模組224可以是數位電路[DSP]或是具有相關驅動程式的記憶體。上述上行訊號輸出功率的分布以及對應的增益切換範圍可以以查找表的方式記錄於控制電路22內部的或其他位置的記憶體中。

記憶體24包括使用者應用程式240和內部資訊程式242，用於所有和通訊裝置2內部資訊相關的資料處理。使用者應用程式240和內部資訊程式242可被一處理器或控制器(未圖示)存取以及根據程式碼加以執行。在某些實施例中，控制電路22內的控制器220可從記憶體24中存取使用者應用程式240和內部資訊程式242並且執行其程式碼，收集在通訊裝置2上使用無線模組的時間、地點、相關軟體的使用，並針對與PA增益切換範圍或輸出功率相關的訊息進行適應性調整與分析。例如，使用者可在使用者應用程式240針對某個時間、某個地點、某種網路服務或某個相關軟體輸入上傳速度、頻寬或資料流量限制，接著控制器220可根據輸入的的上傳速度、頻寬或資料流量限制而估計上行訊號的輸出功率以及上行訊號輸出功率的分布，進而根據估計之上行訊號輸出功率的分布而決定功率放大器PA200的增益切換範圍，以及根據所決定的增益切換範圍和上行訊號的輸出功率決定功率放大器PA200使用的PA增益模式。控制器220可從記憶體24中存取內部資訊程式242而針對時間、地點、相關服務及軟體進行統計分析，獲得對應的增益切換範圍。當通訊裝置2下次需要網路服務時，內部資訊程式242便可根據上述分析過的資料而直接找到對應的增益切換範圍讓控制器220使用，根據對應的增益切換範圍和上行訊號的輸出功率決定一種PA增益模式，並將決定之PA增益模式以增益控制訊號的方式送到功率放大器PA200來放大上行訊號的功率。上述上行訊號輸出功率的分布以及對應的增益切換範圍可以以查找表的方式記錄於記憶體24或其他位置的記憶體中。

第3圖係顯示本發明實施例中一種功率放大器之增益模式的切換方法3的流程圖，使用第2圖之通訊裝置2。

在通訊裝置2初始切換方法3後，通訊裝置2能夠依據使用者習慣或需求來使用內部資訊功能或外部資訊功能來決定增益切換範圍。針對內部資訊功能來說，控制器220能檢查內部資訊功能選項是否已經啟動(S300)。如果尚未啟動，則控制器220持續或定時繼續檢查內部資訊功能選項的狀態(S300)。

如果已經啟動，控制器220便能根據內部資訊所產生的上行訊號，進而決定代表上行訊號輸出功率分布的一種PA參數(S302)。上述內部資訊可由控制器220執行記憶體內部的使用者應用程式240和內部資訊程式242產生。例如，使用者應用程式240可以用於接收使用者輸入的內部資訊，例如上傳速度、頻寬或資料流量限制，控制器220能根據輸入的內部資訊同時產生一或多個數位輸出資料，並將所有產生的數位輸出資料相加以估計第一PA參數。第一PA參數可以是所有數位輸出資料的功率相加值，並且轉為dBm的數值或以數位量化的單位表示。在一段時間之後，控制器220可以獲得代表上行訊號輸出功率分布的第一PA參數分布，如第4圖所示，係顯示本發明實施例中功率放大器之PA參數分布的示意圖，包括負載1及負載2兩種上行訊號負載以dBm表示，並且PA參數分布直接對應到上行訊號所需功率的分布。每種負載都包括PA-參數範圍、平均值、PA+參數範圍以及前端功率損耗(FE Loss)。PA-參數範圍為PA參數的下限值到所有PA參數平均值的範圍，而PA+參數範圍為PA參數的上限值到所有PA參數平均值的範圍。前端功率損耗係上行訊號經過RF電路20，包括RF前端電路202所產生的功率損耗。

在產生如第4圖所示之PA參數分布表示後，控制器220能根據PA參數的分布而決定第一增益切換範圍(S304)。例如，當第一PA參數的分布如第4圖的負載1 時，因為PA參數分布跨越的是小範圍PA2~PA3，控制器220可以選擇第1圖中的增益切換範圍S2作為第一增益切換範圍，使功率放大器PA200有比其他增益切換範圍有較多的時間以低增益模式放大上行訊號。當第一PA參數的分布如第4圖的負載2時，因為PA參數分布跨越的是大範圍PA1~PA3，控制器220可以選擇第1圖中的增益切換範圍S1作為第一增益切換範圍，使功率放大器PA200有比其他增益切換範圍有較多的時間以高增益模式放大上行訊號。在其他實施例中，控制器220能根據PA+參數的分布而決定第一增益切換範圍。PA+參數的分布範圍越小，控制器220決定的第一增益切換範圍會有越多時間在較低的增益模式之下。PA+參數的分布範圍越大，控制器220決定的第一增益切換範圍會有越多時間在較高的增益模式之下。

回到第3圖，控制器220接著判斷剛決定的第一增益切換範圍是否和上次的第一增益切換範圍不同(S305)。如果相同，則切換方法3回到步驟S302重新計算PA參數。如果不同，切換方法3可繼續評估此PA增益模式範圍是否影響目前的RF效能(S306)。控制器220能計算放大後上行訊號的相鄰頻道功率泄漏比(Adjacent Channel Leakage Power Rate，以下稱為ACLR)、誤差向量振幅值(Error Vector Magnitude，以下稱為EVM)、輸出功率、SNR或QoS參數用以評估目前的RF效能。當使用決定之第一增益切換範圍的RF效能導致通訊連線不穩定或是QoS不符合標準時，控制器220將保留上次的第一增益切換範圍並回到步驟S302重新計算PA參數。當使用決定之第一增益切換範圍產生適當的RF效能時，則切換方法3繼續步驟S316。步驟S306為選擇性步驟。在一些實施例中，切換方法3不需執行步驟S306而可直接進行後續步驟S316。

對外部資訊功能來說，控制器220能檢查外部資訊功能選項是否已經啟動(S308)。如果尚未啟動，則控制器220持續或定時繼續檢查外部資訊功能選項的狀態(S308)。

如果已經啟動，控制器220便能根據外部資訊產生上行訊號，進而決定代表上行訊號輸出功率分布的一種PA參數(S310)。上述外部資訊可由控制器220、通訊協定模組222和外部資訊模組224產生。例如，通訊協定模組222能接收網路系統端寄送的系統訊息而獲得載波數量、傳送功率和服務品質資訊，外部資訊模組224能根據接收到之下行訊號而計算無線通道環境的SINR，接著控制器220可根據載波、傳送功率、服務品質資訊、SINR等所有外部資訊而估計而同時產生一或多個數位輸出資料，並將所有產生的數位輸出資料相加以估計第二PA參數。第二PA參數可以是所有數位輸出資料的功率相加值，並且轉為dBm的數值或以數位量化的單位表示。在一段時間之後，控制器220可以獲得代表上行訊號輸出功率分布的第二PA參數分布，如第4圖所示，包括負載1及負載2兩種上行訊號負載以dBm表示，並且PA參數分布直接對應到上行訊號所需功率的分布。每種負載都包括PA-參數範圍、平均值、PA+參數範圍以及前端功率損耗。PA-參數範圍為PA參數的下限值到所有PA參數平均值的範圍，而PA+參數範圍為PA參數的上限值到所有PA參數平均值的範圍。前端功率損耗係上行訊號經過RF電路20，包括RF前端電路202所產生的功率損耗。

在產生如第4圖所示之PA參數分布表示後，控制器220能根據PA參數的分布而決定第二增益切換範圍(S312)。例如，當第二PA參數的分布如第4圖的負載1時，因為PA參數分布跨越的是小範圍PA2~PA3，控制器220可以選擇第1圖中的增益切換範圍S2作為第二增益切換範圍，使功率放大器PA200有比其他增益切換範圍有較多的時間以低增益模式放大上行訊號。當第二PA參數的分布如第4圖的負載2時，因為PA參數分布跨越的是大範圍PA1~PA3，控制器220可以選擇第1圖中的增益切換範圍S1作為第一增益切換範圍，使功率放大器PA200有比其他增益切換範圍有較多的時間以高增益模式放大上行訊號。在其他實施例中，控制器220能根據PA+參數的分布而決定第二增益切換範圍。PA+參數的分布範圍越小，控制器220決定的第二增益切換範圍會有越多時間在較低的增益模式之下。PA+參數的分布範圍越大，控制器220決定的第二增益切換範圍會有越多時間在較高的增益模式之下。

控制器220接著判斷剛決定的第二增益切換範圍是否和上次的第二增益切換範圍不同(S313)。如果相同，則切換方法3回到步驟S310重新計算PA參數。如果不同，切換方法3可繼續評估此PA增益模式範圍是否影響目前的RF效能(S314)。步驟S314為選擇性步驟。在一些實施例中，切換方法3不需執行步驟S314而可直接進行後續步驟S316。控制器220能計算放大後上行訊號的ACLR、EVM、輸出功率、SNR或QoS參數用以評估目前的RF效能。當使用決定之第二增益切換範圍導致降低的RF效能影響通訊的穩定度或是QoS的變動時，控制器220將保留第二增益切換範圍並回到步驟S310重新計算PA參數。當使用決定之第二增益切換範圍產生適當的RF效能時，則切換方法3繼續步驟S316。

因為切換方法3可以使用內部資訊功能或外部資訊功能來決定增益切換範圍，所以換產生4種可能的狀況，即內部資訊功能開啟，外部資訊功能關閉；內部資訊功能關閉，外部資訊功能開啟；內部和外部資訊功能皆開啟；以及內部和外部資訊功能皆開啟關閉。當內部和外部資訊功能皆開啟時，可能會產生內部和外部資訊功能產生之增益切換範圍有所衝突的情形，這時就要使用步驟S316-S320來決定要使用的增益切換範圍。因此在步驟S316中，控制器220能比較第一和第二增益切換範圍。當兩者相同時，控制器220能使用相同的增益切換範圍和上行訊號的所需功率決定功率放大器PA200的PA增益模式(S324)，並且結束切換方法3(S326)。當第一和第二增益切換範圍不同時，控制器220能從第一和第二增益切換範圍中選擇其一作為要使用的增益切換範圍(S318)。在某些實施例中，控制器220能將內部資訊功能或外部資訊功能分別設為第一和第二權限，第一和第二權限具有不同的權限高低，並根據第一和第二權限的權限高低而決定要使用第一或第二增益切換範圍作為要使用增益切換範圍。例如，控制器220能將內部資訊功能設有比外部資訊功能更高的權限，當第一或第二增益切換範圍不同時，控制器220便會使用對應內部資訊功能的第一增益切換範圍作為最後要使用的增益切換範圍。在其他實施例中，控制器220能將PA參數的分布範圍(第一或第二輸出功率範圍大小)中之一較小PA參數的分布範圍(輸出功率範圍大小)對應到之增益切換範圍作為最後要使用的增益切換範圍，使得通訊裝置2的電池壽命得以增加。在另外一些實施例中，控制器220能將PA參數的分布範圍(第一或第二輸出功率範圍大小)中之一較大PA參數的分布範圍(輸出功率範圍大小)對應到之增益切換範圍作為最後要使用的增益切換範圍，使得通訊裝置2的上行訊號品質增加。接著控制器220能使用最後要使用的增益切換範圍和上行訊號的所需功率決定功率放大器PA200的PA增益模式(S324)，並且結束切換方法3(S326)。

切換方法3在任兩組增益模式間使用多個增益切換範圍，使通訊裝置2可選擇合適增益切換範圍讓功率放大器使用，同時兼顧電池壽命增加以及上行訊號的品質。

第5圖係顯示本發明實施例中另一種功率放大器之增益模式的切換方法5的流程圖，使用第2圖之通訊裝置2。

在通訊裝置2初始切換方法5後，通訊裝置2能夠依據傳輸資訊而產生上行訊號(S500)。上述傳輸資訊可包括內部資訊或外部資訊。內部資訊可以是上傳速度、頻寬或資料流量限制及其他關於通訊裝置2內部設定的資訊。外部資訊可以是載波數量、傳送功率、服務品質資訊、訊號品質資訊及其他關於通訊裝置2外部環境的資訊。接著，通訊裝置2能經由統計分析一段時間之內的上行訊號輸出功率而決定上行訊號之所需輸出功率的功率範圍大小(S502)，並根據功率範圍大小來決定增益切換範圍(S504)。以第4圖和第1圖為例，當所需輸出功率的功率範圍大小是第4圖負載1時，通訊裝置2可選擇第1圖的增益切換範圍S2作為增益切換範圍；當所需輸出功率的功率範圍大小是第4圖負載2時，通訊裝置2可選擇第1圖的增益切換範圍S1作為增益切換範圍。通訊裝置2能判斷上行訊號之輸出功率是否在增益切換範圍之內，即在所決定之增益切換範圍之上限值和下限值之間。以第1圖為例，當選擇增益切換範圍S2時，上行訊號之輸出功率是否在P5和P6間。如果如此，則通訊裝置2能夠使用第一增益模式放大上行訊號(S508)。如果上行訊號之輸出功率超出增益切換範圍之外，即在第1圖選擇增益切換範圍S2的例子中，上行訊號之輸出功率小於P5或大於P6時，則通訊裝置2能夠使用第二增益模式放大上行訊號(S510)。第一增益模式和第二增益模式不同，第一增益模式是切換方法5初始時的預設值或是上次執行切換方法5時最後使用的值。當上行訊號之輸出功率小於P5時，第二增益模式是比第一增益模式低的增益模式，當上行訊號之輸出功率大於P6時，第二增益模式是比第一增益模式高的增益模式。

切換方法5在任兩組增益模式間使用多個增益切換範圍，使通訊裝置2可選擇合適增益切換範圍讓功率放大器使用，同時兼顧電池壽命增加以及上行訊號的品質。

本發明描述之各種邏輯區塊、模組、以及電路可以使用通用處理器、數位訊號處理器(Digital Signal Processor，DSP)、特定應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或其他可程控邏輯元件、離散式邏輯電路或電晶體邏輯閘、離散式硬體元件、或用於執行本發明所描述之執行的功能之其任意組合。通用處理器可以為微處理器，或者，該處理器可以為任意商用處理器、控制器、微處理器、或狀態機。

本發明描述之各種邏輯區塊、模組、以及電路的操作以及功能可以利用電路硬體或嵌入式軟體碼加以實現，該嵌入式軟體碼可以由一處理器存取以及執行。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

2‧‧‧通訊裝置

20‧‧‧RF電路

200‧‧‧PA

202‧‧‧RF前端電路

22‧‧‧控制電路

220‧‧‧控制器

222‧‧‧通訊協定模組

224‧‧‧外部資訊模組

24‧‧‧記憶體

240‧‧‧使用者應用程式

242‧‧‧內部資訊程式

26‧‧‧匯流排

S300、S302...S326‧‧‧步驟

S500、S502...S510‧‧‧步驟

第1圖係顯示本發明實施例中功率放大器之增益模式的切換方法的示意圖。

第2圖係顯示本發明實施例中一種通訊裝置2的方塊圖。

第3圖係顯示本發明實施例中一種功率放大器之增益模式的切換方法3的流程圖。

第4圖係顯示本發明實施例中功率放大器之所需功率範圍的示意圖。

第5圖係顯示本發明實施例中另一種功率放大器之增益模式的切換方法5的流程圖。

S300、S302...S326‧‧‧步驟

Claims

一種功率控制方法，適用於一通訊裝置，包括：決定一上行訊號之一輸出功率的一功率範圍大小；根據上述功率範圍大小決定一增益切換範圍；當上述上行訊號之上述輸出功率在上述增益切換範圍之內時，決定一第一增益模式，用於放大上述上行訊號；當上述上行訊號之上述輸出功率超出上述增益切換範圍之外時，決定一第二增益模式，用於放大上述上行訊號；以及設定一內部資訊；其中上述根據上述上行訊號決定上述輸出功率步驟包括根據上述內部資訊決定上述上行訊號之上述輸出功率之上述功率範圍大小。
如申請專利範圍第1項所述之功率控制方法，更包括：從空氣介面中接收一下行訊號；以及根據上述下行訊號判斷一外部資訊；其中上述根據上述上行訊號決定上述輸出功率步驟包括根據上述外部資訊決定上述上行訊號之上述輸出功率。
如申請專利範圍第1項所述之功率控制方法，其中，上述當上述上行訊號之上述輸出功率超出上述增益切換範圍之外時之決定步驟更包括：當使用上述第一增益模式時，決定上述上行訊號之一第一訊號品質；當使用上述第二增益模式時，決定上述上行訊號之一第二訊號品質；以及當上述第二訊號品質小於或等於上述第一訊號品質時，使用上述第一增益模式放大上述上行訊號。
如申請專利範圍第1項所述之功率控制方法，其中，上述根據上述上行訊號決定上述輸出功率之步驟包括根據可用的數位調變種類或無線網路資源對上述上行訊號進行處理而決定上述輸出功率。
如申請專利範圍第1項所述之功率控制方法，其中：上述功率範圍大小係由一上限功率以及一平均功率所定義之一高功率範圍大小；以及上述根據上述功率範圍大小決定步驟包括根據上述高功率範圍大小決定上述增益切換範圍。
如申請專利範圍第1項所述之功率控制方法，更包括：從空氣介面中接收一下行訊號以判斷一外部資訊；以及設定一內部資訊；其中，上述外部資訊以及上述內部資訊分別對應第一和第二權限；上述根據上述上行訊號決定上述功率範圍大小步驟包括根據上述外部資訊決定上述上行訊號之一第一輸出功率的一第一功率範圍大小，以及根據上述內部資訊決定上述上行訊號之一第二輸出功率的一第二功率範圍大小；上述決定上述增益切換範圍包括根據上述第一功率範圍大小決定一第一增益切換範圍；根據上述第二功率範圍大小決定一第二增益切換範圍；以及根據上述第一和第二權限的權限高低而決定要使用上述第一或第二增益切換範圍作為上述增益切換範圍。
如申請專利範圍第1項所述之功率控制方法，更包括：從空氣介面中接收一下行訊號以判斷一外部資訊；以及設定一內部資訊；其中，上述根據上述上行訊號決定上述功率範圍大小步驟包括根據上述外部資訊決定上述上行訊號之一第一輸出功率的一第一功率範圍大小，以及根據上述內部資訊決定上述上行訊號之一第二輸出功率的一第二功率範圍大小；上述決定上述增益切換範圍包括根據上述第一功率範圍大小決定一第一增益切換範圍；根據上述第二功率範圍大小決定一第二增益切換範圍；以及將上述第一或第二輸出功率範圍大小中之一較小輸出功率範圍大小對應到之增益切換範圍作為上述增益切換範圍。
如申請專利範圍第1項所述之功率控制方法，更包括：從空氣介面中接收一下行訊號以判斷一外部資訊；以及設定一內部資訊；其中，上述根據上述上行訊號決定上述功率範圍大小步驟包括根據上述外部資訊決定上述上行訊號之一第一輸出功率的一第一功率範圍大小，以及根據上述內部資訊決定上述上行訊號之一第二輸出功率的一第二功率範圍大小；上述決定上述增益切換範圍包括根據上述第一功率範圍大小決定一第一增益切換範圍；根據上述第二功率範圍大小決定一第二增益切換範圍；以及將上述第一或第二輸出功率範圍大小中之一較大輸出功率範圍大小對應到之增益切換範圍作為上述增益切換範圍。
一種通訊裝置，包括：一控制器，決定一上行訊號之一輸出功率的一功率範圍大小，根據上述功率範圍大小決定一增益切換範圍，當上述上行訊號之上述輸出功率在上述增益切換範圍之內時，決定一第一增益模式，以及當上述上行訊號之上述輸出功率超出上述增益切換範圍之外時，決定一第二增益模式；以及一功率放大器，耦接上述控制器，使用上述所決定之第一或第二增益模式來放大上述上行訊號；其中，上述控制器更設定一內部資訊，以及根據上述內部資訊決定上述上行訊號之上述輸出功率之上述功率範圍大小。
如申請專利範圍第9項所述之通訊裝置，更包括：一接收器，耦接上述控制器，從空氣介面中接收一下行訊號；其中上述控制器更根據上述下行訊號判斷一外部資訊，以及根據上述外部資訊決定上述上行訊號之上述輸出功率。
如申請專利範圍第9項所述之通訊裝置，其中，上述控制器當使用上述第一增益模式時，決定上述上行訊號之一第一訊號品質，當使用上述第二增益模式時，決定上述上行訊號之一第二訊號品質，以及當上述第二訊號品質小於或等於上述第一訊號品質時，上述功率放大器使用上述第一增益模式放大上述上行訊號。
如申請專利範圍第9項所述之通訊裝置，其中，上述控制器根據可用的數位調變種類或無線網路資源對上述上行訊號進行處理而決定上述輸出功率。
如申請專利範圍第9項所述之通訊裝置，其中，上述功率範圍大小係由一上限功率以及一平均功率所定義之一高功率範圍大小，以及上述控制器根據上述高功率範圍大小決定上述增益切換範圍。
如申請專利範圍第9項所述之通訊裝置，更包括：一接收器，耦接上述控制器，從空氣介面中接收一下行訊號以判斷一外部資訊；其中上述控制器設定一內部資訊；上述外部資訊以及上述內部資訊分別對應第一和第二權限；以及上述控制器根據上述外部資訊決定上述上行訊號之一第一輸出功率的一第一功率範圍大小，以及根據上述內部資訊決定上述上行訊號之一第二輸出功率的一第二功率範圍大小，根據上述第一功率範圍大小決定一第一增益切換範圍，根據上述第二功率範圍大小決定一第二增益切換範圍，以及根據上述第一和第二權限的權限高低而決定要使用上述第一或第二增益切換範圍作為上述增益切換範圍。
如申請專利範圍第9項所述之通訊裝置，更包括：一接收器，耦接上述控制器，從空氣介面中接收一下行訊號以判斷一外部資訊；其中上述控制器設定一內部資訊；上述控制器根據上述外部資訊決定上述上行訊號之一第一輸出功率的一第一功率範圍大小，根據上述內部資訊決定上述上行訊號之一第二輸出功率的一第二功率範圍大小，根據上述第一功率範圍大小決定一第一增益切換範圍，根據上述第二功率範圍大小決定一第二增益切換範圍，以及將上述第一或第二輸出功率範圍大小中之一較小輸出功率範圍大小對應到之增益切換範圍作為上述增益切換範圍。
如申請專利範圍第9項所述之通訊裝置，更包括：一接收器，耦接上述控制器，從空氣介面中接收一下行訊號以判斷一外部資訊；其中上述控制器設定一內部資訊；上述控制器根據上述外部資訊決定上述上行訊號之一第一輸出功率的一第一功率範圍大小，根據上述內部資訊決定上述上行訊號之一第二輸出功率的一第二功率範圍大小，根據上述第一功率範圍大小決定一第一增益切換範圍，根據上述第二功率範圍大小決定一第二增益切換範圍，以及將上述第一或第二輸出功率範圍大小中之一較大輸出功率範圍大小對應到之增益切換範圍作為上述增益切換範圍。