TWI528171B - 功率控制方法、以及使用該功率控制方法之行動裝置和功率控制系統 - Google Patents

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Description

功率控制方法、以及使用該功率控制方法之行動裝置和功率控制系統
本發明係有關於功率控制，尤指功率控制方法、以及使用該功率控制方法之行動裝置和功率控制系統。
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切換點，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，本發明揭露了一種功率控制方法，適用於一行動裝置，包括：從一無線通訊網路接收傳送功率控制資訊；根據上述傳送功率控制資訊決定一放大器之一輸出功率範圍；當上述輸出功率範圍小於一功率範圍門檻值時，決定一低增益切換範圍作為上述放大器之一放大器增益切換範圍，其中，上述低增益切換範圍包括一第一上界和一第一下界；當上述輸出功率範圍超出上述功率範圍門檻值時，決定一高增益切換範圍作為上述放大器之上述放大器增益切換範圍，其中，上述高增益切換範圍包括一第二上界和一第二下界，上述第二上界小於上述第一上界，且上述第二下界小於上述第一下界；當一上行訊號之一傳送功率在上述放大器增益切換範圍之內時，使用一第一增益模式放大上述上行訊號；以及當上述上行訊號之上述傳送功率在上述放大器增益切換範圍之外時，使用一第二增益模式放大上述上行訊號。
本發明更揭露了一種功率控制方法，適用於一行動裝置，包括：從一記憶體裝置接收內部資訊；根據上述內部資訊決定一放大器之一輸出功率範圍；當上述輸出功率範圍小於一功率範圍門檻值時，決定一低增益切換範圍作為上述放大 器之一放大器增益切換範圍，其中，上述低增益切換範圍包括一第一上界和一第一下界；當上述輸出功率範圍超出上述功率範圍門檻值時，決定一高增益切換範圍作為上述放大器之上述放大器增益切換範圍，其中，上述高增益切換範圍包括一第二上界和一第二下界，上述第二上界小於上述第一上界，且上述第二下界小於上述第一下界；當一上行訊號之一傳送功率在上述放大器增益切換範圍之內時，使用一第一增益模式放大上述上行訊號；以及當上述上行訊號之上述傳送功率在上述放大器增益切換範圍之外時，使用一第二增益模式放大上述上行訊號。
本發明更揭露了一種行動裝置，能夠調整一增益切換範圍，包括一放大器、一控制器、以及一外部資訊電路。該放大器以一增益模式放大一上行訊號。該控制器從一無線通訊網路接收傳送功率控制資訊。該外部資訊電路根據上述傳送功率控制資訊決定一放大器之一輸出功率範圍。當上述輸出功率範圍小於一功率範圍門檻值時，上述控制器更決定一低增益切換範圍作為上述放大器之一放大器增益切換範圍，其中，上述低增益切換範圍包括一第一上界和一第一下界。當上述輸出功率範圍超出上述功率範圍門檻值時，上述控制器更決定一高增益切換範圍作為上述放大器之上述放大器增益切換範圍，其中，上述高增益切換範圍包括一第二上界和一第二下界，上述第二上界小於上述第一上界，且上述第二下界小於上述第一下界。當一上行訊號之一傳送功率在上述放大器增益切換範圍之內時，上述控制器更選擇一第一增益模式做為上述放 大器之上述增益模式。當上述上行訊號之上述傳送功率在上述放大器增益切換範圍之外時，上述控制器更選擇一第二增益模式做為上述放大器之上述增益模式。
本發明更揭露了一種行動裝置，能夠調整一增益切換範圍，包括一放大器、一記憶體、一內部資訊電路、以及一控制器。該放大器以一增益模式放大一上行訊號。該記憶體儲存內部資訊。該內部資訊電路從上述記憶體接收內部資訊，且根據上述內部資訊決定一放大器之一輸出功率範圍。該控制器當上述輸出功率範圍小於一功率範圍門檻值時，決定一低增益切換範圍作為上述放大器之一放大器增益切換範圍，其中，上述低增益切換範圍包括一第一上界和一第一下界；當上述輸出功率範圍超出上述功率範圍門檻值時，決定一高增益切換範圍作為上述放大器之上述放大器增益切換範圍，其中，上述高增益切換範圍包括一第二上界和一第二下界，上述第二上界小於上述第一上界，且上述第二下界小於上述第一下界，當一上行訊號之一傳送功率在上述放大器增益切換範圍之內時，選擇一第一增益模式做為上述放大器之上述增益模式，以及當上述上行訊號之上述傳送功率在上述放大器增益切換範圍之外時，選擇一第二增益模式做為上述放大器之上述增益模式。
本發明更揭露了一種功率控制系統，包括第一和第二無線通訊網路和一行動裝置。該第一和第二無線通訊網路分別廣播第一和第二傳送功率控制資訊。該一行動裝置，從上述第一和第二無線通訊網路中決定一有效網路，接收由上述有 效網路廣播之上述第一和第二傳送功率控制資訊之一者，根據上述接收之上述第一和第二傳送功率控制資訊之一者決定一放大器之一輸出功率範圍，當上述輸出功率範圍小於一功率範圍門檻值時，決定一低增益切換範圍作為上述放大器之一放大器增益切換範圍，其中，上述低增益切換範圍包括一第一上界和一第一下界，當上述輸出功率範圍超出上述功率範圍門檻值時，決定一高增益切換範圍作為上述放大器之上述放大器增益切換範圍，其中，上述高增益切換範圍包括一第二上界和一第二下界，上述第二上界小於上述第一上界，且上述第二下界小於上述第一下界，當一上行訊號之一傳送功率在上述放大器增益切換範圍之內時，以一第一增益模式放大上述上行訊號；以及當上述上行訊號之上述傳送功率在上述放大器增益切換範圍之外時，以一第二增益模式放大上述上行訊號。
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
6‧‧‧異構網路
60‧‧‧WLAN
62‧‧‧WPAN
64‧‧‧無線裝置
SWLAN‧‧‧WLAN訊號
SWPAN‧‧‧WPAN訊號
8‧‧‧行動裝置
80‧‧‧數位類比轉換器
800‧‧‧電路A
802‧‧‧電路B
81‧‧‧加法器
82‧‧‧混頻器
83‧‧‧程控增益放大器
84‧‧‧濾波器和天線切換器
85‧‧‧控制電路
86‧‧‧本地震盪器
850‧‧‧控制器
852‧‧‧內部資訊電路
854‧‧‧外部資訊電路
87‧‧‧頻率合成器
88a、88b‧‧‧天線
89‧‧‧記憶體裝置
890‧‧‧外部資訊
892‧‧‧內部資訊
90‧‧‧數位類比轉換器
900‧‧‧電路A
902‧‧‧電路B
91a、91b‧‧‧混頻器
92a、92b‧‧‧程控增益放大器
93‧‧‧濾波器和天線切換器
94a、94b‧‧‧天線
95‧‧‧控制電路
950‧‧‧控制器
952‧‧‧內部資訊電路
954‧‧‧外部資訊電路
96‧‧‧本地震盪器
97‧‧‧頻率合成器
99‧‧‧記憶體裝置
990‧‧‧外部資訊
992‧‧‧內部資訊
10‧‧‧功率控制方法
S1000、S1002...S1016‧‧‧步驟
11‧‧‧功率控制方法
S1100、S1102...S1116‧‧‧步驟
第1圖係顯示十字路口的街道環境，用於顯示本發明實施例中之一種定位方法。
第2圖係為本發明實施例中一種定位例子的示意圖。
第3圖係為本發明實施例中另一種定位例子的示意圖。
第4圖係為本發明實施例中一種BLE裝置4的方塊圖。
第5圖係為本發明實施例中一種定位方法5的流程圖。
第6圖係為本發明實施例中另一種定位方法6的流程圖。
第7圖顯示不同增益切換範圍的詳細運作方式。
第8圖係顯示本發明實施例中一種行動裝置8的區塊圖。
第9圖係顯示本發明實施例中另一種行動裝置9的區塊圖。
第10圖係顯示本發明實施例中另一種功率控制方法10的流程圖。
第11圖係顯示本發明實施例中另一種功率控制方法11的流程圖。
在此必須說明的是，於下揭露內容中所提出之不同實施例或範例，係用以說明本發明所揭示之不同技術特徵，其所描述之特定範例或排列係用以簡化本發明，然非用以限定本發明。此外，在不同實施例或範例中可能重覆使用相同之參考數字與符號，此等重覆使用之參考數字與符號係用以說明本發明所揭示之內容，而非用以表示不同實施例或範例間之關係。
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1、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1、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1、S2和S3。
在增益切換範圍1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2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1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-載波)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1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2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1，增益切換範圍2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(Radio 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2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3中，避免增益切換範圍1的過度功率消耗，以及增益切換範圍2的PA線性空間過小，介於增益切換範圍1與增益切換範圍2的增益切換範圍3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[廣義來說就是通訊模式m或通訊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2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1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302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(相鄰通道Leakage功率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302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316。步驟306為選擇性步驟。在一些實施例中，切換方法3不需執行步驟306而可直接進行後續步驟316。
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2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1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310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314為選擇性步驟。在一些實施例中，切換方法3不需執行步驟314而可直接進行後續步驟316。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310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316。
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316-S320來決定要使用的增益切換範圍。因此在步驟316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2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1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2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2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。
第6圖係顯示本發明實施例中一種異構(heterogeneous)網路6的示意圖，包括無線區域網路(Wireless Local Area Network，WLAN)60和無線個人網絡(Wireless Personal Area Network，WPAN)62。無線裝置64(行動裝置)可在網路60和62之間漫遊並分別以射頻訊號SWLAN或SWPAN與網路60或62溝通。
異構網路6可以是一種包括WLAN60和WPLAN62之軟體定義網路。WLAN60覆蓋本地範圍例如住家、學校、實驗室、辦公室大樓或零售店，而WPLAN62覆蓋裝置間之資料傳送，例如電腦、電話、和配備無線通訊能力之個人電子裝置。由於WLAN60和WPLAN62之無線覆蓋範圍的範圍大為不同，無線裝置64可使用不同傳送功率範圍與WLAN60和WPLAN62溝通。因此無線裝置64可根據傳送功率控制資訊動態以及主 動採用增益切換點或增益切換範圍以產生輸出訊號SWLAN或SWPAN。傳送功率控制資訊可為連線網路之無線覆蓋範圍或連線網路之最大允許傳送功率。另外傳送功率控制資訊可包括，但不受限於無線資源管理(Radio Resource Management，RRM)，傳送功率控制(Transmit Power Control，TPC)、服務品質(Quality of Service，QoS)或無線通訊網路之網路種類。
例如當無線裝置64移入WLAN60並與WLAN60建立無線連線時，無線裝置64可根據WLAN60的網路種類辨識無線覆蓋範圍，根據WLAN60之網路種類的無線覆蓋範圍決定高增益切換範圍，並使用高增益切換範圍決定之功率增益產生輸出訊號SWLAN；當無線裝置64從WLAN60切換至WPAN62時，無線裝置64可與WPAN62建立另一條無線連線，根據WPAN62之網路種類辨識無線覆蓋範圍，根據WPAN62之網路種類的的無線覆蓋範圍決定低增益切換範圍，並使用低增益切換範圍所決定之功率增益產生輸出訊號SWPAN。因為WLAN60相較於WPAN62具有較大無線覆蓋範圍，而高增益切換範圍相較於低增益切換範圍可覆蓋較低功率範圍，所以無線裝置64可藉由使用高增益切換範圍相較於低增益切換範圍提早切換至較高增益。第7圖顯示不同增益切換範圍的詳細運作方式。藉由根據不同網路種類的無線覆蓋範圍選擇增益切換範圍，無線裝置64在具有較小無線覆蓋範圍之通訊網路中可使用較小傳送功率來傳送RF訊號，並且在具有較大無線覆蓋範圍之通訊網路中可使用較大傳送功率來傳送RF訊號，藉以減低功率消耗並延長電池壽命，同時提供充足的傳送功率用以在 通訊網路中傳送RF訊號。
於其他例子中，無線裝置64可根據最大允許傳送功率決定增益切換範圍。在無線裝置64與無線通訊網路例如WLAN60建立無線連線後，無線裝置64可從無線通訊網路接收最大允許傳送功率，例如傳送功率控制(Transmit Power Control，TPC)指令。WLAN60分派最大允許傳送功率給無線裝置64以避免不同無線通訊網路或不同無線裝置間之存在太多不想要的訊號干擾。因此無線裝置64可根據最大允許傳送功率決定增益切換範圍。特別是，當最大允許傳送功率較大時，無線裝置64可使用高增益切換範圍控制WLAN訊號SWLAN之功率增益；當最大允許傳送功率較低時，無線裝置64可使用低增益切換範圍控制WLAN訊號SWLAN之功率增益。依照上述內容，相較於低增益切換範圍高增益切換範圍可覆蓋較低功率範圍。因此當最大允許傳送功率較大時，相較於使用低增益切換範圍無線裝置64可使用高增益切換範圍提早切換至較高增益以提供較大傳送功率給WLAN訊號SWLAN。反之當最大允許傳送功率較低時，相較於使用高增益切換範圍無線裝置64可使用低增益切換範圍較慢切換至較高增益以提供較低傳送功率給WLAN訊號SWLAN。不同增益切換範圍的運作細節請參考第7圖。藉由根據最大允許傳送功率選擇增益切換範圍，無線裝置64可針對較小最大允許傳送功率使用較小傳送功率傳送RF訊號，並且針對較大最大允許傳送功率使用較大傳送功率傳送RF訊號，藉以減低功率消耗並延長電池壽命，同時提供充足的傳送功率來達到最大允許傳送功率。
簡言之，無線裝置64根據傳送功率控制資訊適應性改變增益切換範圍藉以產生傳送到異構網路6之RF訊號，進而減低功率消耗並延長電池壽命，同時提供充足的傳送功率以達到異構網路6之功率需求。
第6圖係顯示本發明實施例中功率放大器之功率增益和所需傳送功率關係的示意圖，包括高增益切換範圍SW1、中增益切換範圍SW2、和低增益切換範圍SW3，每個增益切換範圍包括3個增益模式，即增益G1、G2、和G3。因此第6圖之無線裝置64可從高增益切換範圍SW1、中增益切換範圍SW2、和低增益切換範圍SW3中選擇一個增益切換範圍。
當選擇高增益切換範圍SW1時，且當傳送功率小於5dBm時無線裝置64可使用增益G1產生RF訊號，當傳送功率介於5到12dBm之間時無線裝置64可使用增益G2產生RF訊號，當傳送功率超出12dBm時無線裝置64可使用增益G3產生RF訊號。當選擇中增益切換範圍SW2時，且當傳送功率小於6dBm時無線裝置64可使用增益G1產生RF訊號，當傳送功率介於6到13dBm之間時無線裝置64可使用增益G2產生RF訊號，當傳送功率超出13dBm時無線裝置64可使用增益G3產生RF訊號。當選擇低增益切換範圍SW3時，且當傳送功率小於7dBm時無線裝置64可使用增益G1產生RF訊號，當傳送功率介於7到14dBm之間時無線裝置64可使用增益G2產生RF訊號，當傳送功率超出14dBm時無線裝置64可使用增益G3產生RF訊號。
由第7圖可看到相較於中增益切換範圍SW2和低 增益切換範圍SW3，高增益切換範圍SW1較早切換到較高增益，因此若採用高增益切換範圍SW1而不是採用中增益切換範圍SW2和低增益切換範圍SW3，無線裝置64會消耗較多功率來傳送RF訊號。例如當無線裝置64需要13.5dBm傳送功率(Tx功率)以傳送RF訊號時，若採用低增益切換範圍SW3無線裝置64會選擇增益G2來產生RF訊號，以及若採用中增益切換範圍SW2或高增益切換範圍SW1則無線裝置64會選擇增益G3d。在某些實施例中，不同增益由不同數量的放大器或電晶體實現，且通常較高增益由較多數量的放大器或電晶體實現，例如增益G1以1個放大器實現，增益G2以2個放大器實現，且增益G3以3個放大器實現。較高增益由啟動更多數量的放大器或電晶體提供，因此在本發明實施例中當採用中增益切換範圍SW2或高增益切換範圍SW1時，無線裝置64會消耗更大量的功率來產生RF訊號。
第8圖係顯示本發明實施例中一種行動裝置8的區塊圖，包括數位類比轉換器(DAC)80、加法器81、混頻器82、程控增益放大器(Programmable Gain Amplifier，PGA)83、濾波器和天線切換器84、控制電路85、本地震盪器(LO)86、頻率合成器87、天線88a和88b以及記憶體裝置89。行動裝置8可作為第6圖之無線裝置64。
行動裝置8可通過二或更多個連續通訊通道傳送二或更多個RF訊號至通訊網路。該二或更多個連續通道之頻率互相連續，使共同PGA83可從DAC80中電路A800、電路B802、以及其他電路(未圖式)放大二或更多個類比訊號藉以產 生二或更多個頻率-相鄰的RF訊號用於訊號傳送。
由於二或更多個RF訊號由共同PGA83放大，且每個RF訊號可對應特定外部資訊(傳送功率控制資訊)和/或特定內部資訊，行動裝置8可對二或更多個RF訊號根據外部資訊和/或內部資訊來動態決定放大器增益切換範圍，並使用增益切換範圍決定增益，藉以產生並通過二或更多個連續通道傳送二或更多個RF訊號至通訊網路。
無線通訊網路會傳送外部資訊，且外部資訊可包括但不受限於無線資源管理(Radio Resource Management，RRM)、傳送功率控制(Transmit Power Control，TPC)、服務品質(Quality of Service，QoS)或無線通訊網路之網路種類。內部資訊可包括但不受限於依附狀態、應用程式屬性、傳送資料的傳送行為、使用者行為傳送資料以及運作模式例如傳送資料模式、控制資料模式、啟動模式、待機模式、平日模式、假期模式、省電模式、效能導向模式、以及平衡模式。依附狀態可以是行動裝置8的依附狀態或分離狀態，表示行動裝置8在待機模式下被掛上或在啟動模式下被拿起。應用程式屬性可為資料率或應用程式的服務種類。傳送資料的傳送行為可為資料種類的資料率，例如傳送資料和控制資料。使用者行為可包括行動裝置8之用戶在不同期間，例如平日、週末、假期、白天或晚上使用的應用程式或通訊網路。
DAC80包括電路A800、電路B802、以及其他電路(未圖式)，並從基頻電路(未圖式)接收用於不同應用程式或資料種類之基頻資料藉以於相鄰頻帶上輸出二或更多個類比 訊號。實作上電路A800和電路B802將用於不同應用程式或不同資料種類之資料轉換至類比訊號。
加法器81結合二或更多個類比訊號藉以輸出結合訊號，該結合訊號具有不同頻帶上之二或更多個類比訊號，接著混頻器82藉由頻率合成器87所產生之中央載波頻率上轉換結合訊號，頻率合成器87藉由LO86輸出之震盪訊號產生中央載波頻率。PGA83使用控制電路85之增益訊號SG選擇之增益放大上轉換訊號。
控制電路85包括控制器850、內部資訊電路852、和外部資訊電路854，且可根據儲存於記憶體裝置89之外部資訊890和內部資訊892決定PGA83之放大器增益。
內部資訊電路852可根據行動裝置之內部資訊892決定PGA83之輸出功率範圍。內部資訊892可包括但不受限於傳送資料之傳送行為、依附狀態、應用程式屬性、使用者行為、傳送資料模式、以及運作模式例如控制資料模式、啟動(active)模式、待機(inactive)模式、平日模式、假期模式、省電模式、效能導向模式、以及平衡模式。
在一個實施例中，內部資訊892可為傳送資料之傳送行為，其中傳送資料可以是傳送資料或控制資料，且傳送資料之傳送行為可包括高吞吐量，而控制資料之傳送行為可包括低吞吐量。在一個例子中，行動裝置8可藉由電路A800產生傳送資料A並藉由電路B802產生傳送資料B，且內部資訊電路852可決定行動裝置之內部資訊892為效能導向模式，並根據效能導向模式決定PGA83之輸出功率範圍。效能導向模 式係為一種功率模式，其中PGA83需要大傳送功率來產生RF訊號。在另一個例子中，行動裝置8可透過電路A800產生傳送資料A並透過電路B802產生控制資料B，並且內部資訊電路852可決定行動裝置之內部資訊892為平衡模式，並根據平衡模式決定PGA83之輸出功率範圍。平衡模式係為一種功率模式，其中PGA83需要中等傳送功率來產生RF訊號。在另一個例子中，行動裝置8可藉由電路A800產生控制資料A並可藉由電路B802傳送資料B，且內部資訊電路852可決定行動裝置之內部資訊892為平衡模式，並根據平衡模式決定PGA83之輸出功率範圍。在另一個例子中行動裝置8可藉由電路A產生控制資料A800以及藉由電路B802產生控制資料B，且內部資訊電路852可決定行動裝置之內部資訊892為省電模式，並根據省電模式決定PGA83之輸出功率範圍。省電模式係為一種功率模式，其中PGA83需要小傳送功率來產生RF訊號。
當內部資訊電路852決定內部資訊892為效能導向模式時會需要大傳送功率，因此控制器850可決定高增益切換範圍為PGA83之放大器增益切換範圍。當內部資訊電路852決定內部資訊892為省電模式時會需要小傳送功率，因此控制器850可決定低增益切換範圍為PGA83之放大器增益切換範圍。當內部資訊電路852決定內部資訊892為平衡模式時會需要中等傳送功率，因此控制器850可決定中增益切換範圍為PGA83之放大器增益切換範圍。高增益切換範圍、中增益切換範圍、和低增益切換範圍可分別為第7圖中之高增益切換範圍SW1、中增益切換範圍SW2、和低增益切換範圍SW3。低增益 切換範圍包括第一上界和第一下界，中增益切換範圍包括第二上界和第二下界，且高增益切換範圍包括第三上界和第三下界。第三上界小於第二上界，第二上界小於第一上界；以及第三下界小於第二下界，且第二下界小於第一下界。
控制器850可接著選擇一增益模式，用於設定PGA83之增益。例如當RF訊號之所需傳送功率在放大器增益切換範圍之內時，控制器850可選擇第一增益模式作為PGA83之增益；以及當RF訊號之所需傳送功率在放大器增益切換範圍之外時，選擇第二增益模式作為PGA83之增益。請參考第7圖，當使用高增益切換範圍SW1且所需傳送功率為8dBm時，控制器850可決定所需傳送功率在高增益切換範圍SW1之內並選擇增益G2作為PGA83之增益；而當所需傳送功率為13.5dBm時，控制器850可決定所需傳送功率在高增益切換範圍SW1之外，並選擇增益G3作為PGA83之增益。控制器850可設定PGA83之增益透過增益訊號SG。
接著請參考第8圖，在PGA83使用所選擇之放大器增益產生RF訊號後，濾波器和天線切換器84可從複數組天線88a到88b中選擇二或更多個天線並透過所選擇之天線傳送RF訊號。
在某些實施例中，外部資訊電路852可根據外部資訊892(傳送功率控制資訊)決定PGA83之輸出功率範圍，且控制器850可根據輸出功率範圍決定放大器增益切換範圍。例如行動裝置8可藉由電路A800產生要傳送至WLAN網路(未圖式)之第一資料並藉由電路B802產生要傳送至WPLN網路 (未圖式)第二資料。外部資訊電路852可從記憶體裝置89內之外部資訊890決定WLAN和WPAN網路之無線覆蓋範圍。由於WLAN覆蓋較大的無線覆蓋範圍且WPAN覆蓋較小的無線覆蓋範圍，外部資訊電路852可針對第一資料決定較大輸出功率範圍並針對第二資料決定較小輸出功率範圍。
當內部資訊電路852決定第一資料具有較大輸出功率範圍時，控制器850可決定高增益切換範圍作為PGA83之放大器增益切換範圍。當內部資訊電路852決定第二資料具有較小輸出功率範圍時，控制器850可決定低增益切換範圍作為PGA83之放大器增益切換範圍。控制器850接著可根據前述實施例選擇用於設定PGA83增益之增益模式。
在某些實施例中，內部資訊電路852可根據內部資訊892決定PGA83之輸出功率範圍，並且外部資訊電路852可根據外部資訊890決定PGA83之輸出功率範圍，且控制器850可接著根據內部資訊電路852和外部資訊電路854兩者決定之輸出功率範圍決定PGA83之增益切換範圍，並根據前述實施例選擇設定PGA83之增益的增益模式。大致上當內部資訊電路852和外部資訊電路854之輸出功率範圍所決定之結合輸出功率範圍較窄時，例如小於功率範圍門檻值時，控制器850可設定較低增益切換範圍作為PGA83之放大器增益切換範圍，而當內部資訊電路852和外部資訊電路854之輸出功率範圍所決定之結合輸出功率範圍較寬時，例如超出功率範圍門檻值時，控制器850可設定較高增益切換範圍作為PGA83之放大器增益切換範圍。
控制電路85中之內部資訊電路852和/或外部資訊電路854可由儲存在記憶體裝置89的軟體碼實現，並由控制器850載入該軟體碼加以執行，或由硬體電路執行前述段落描述之動作。
行動裝置8針對二或更多個RF訊號使用外部資訊和/或內部資訊以決定輸出功率範圍，根據輸出功率範圍決定功率放大器之放大器增益切換範圍，並選擇用於功率放大器之增益藉以放大二或更多個RF訊號並通過二或更多個相鄰通訊通道傳送放大的二或更多個RF訊號。行動裝置8之適應性改變放大器增益切換範圍，減低功率消耗並延長電池壽命，同時提供充足的傳送功率以達到針對二或更多個RF訊號之功率需求。
第9圖係顯示本發明實施例中另一種行動裝置9的區塊圖，包括基頻電路90、混頻器91a、91b、PGA92a、92b、濾波器和天線切換器93、天線94a、94b、控制電路95、本地震盪器(Local Oscillator，LO)96、頻率合成器97、和記憶體裝置99。行動裝置8可作為第6圖之無線裝置64。行動裝置9可作為第6圖之無線裝置64。
行動裝置8可通過二或更多個非連續通訊通道傳送二或更多個RF訊號至一或更多通訊網路。二或更多個連續通道互相為頻率非連續通道，使PGA92a和92b可各自分別放大來自DAC90中電路A900和電路B902之二或更多個類比訊號，藉以產生二或更多個頻率非連續RF訊號用於訊號傳送。
除了控制電路95和記憶體裝置99可分開並獨立 根據二或更多個RF訊號之外部資訊和/或內部資訊決定PGA92a和92b之放大器增益切換範圍和增益之外，控制電路95和記憶體裝置99的設定以及運作和第8圖之控制電路85和記憶體裝置89完全相同，藉以減低功率消耗並延長電池壽命，同時對二或更多個頻率非連續RF訊號提供充足的傳送功率而達到功率需求。
第10圖係顯示本發明實施例中一種功率控制方法10的流程圖，使用第8圖或第9圖之行動裝置。在開機後或當功率控制應用程式在行動裝置上初始時功率控制方法10可初始化(S1000)。
下一步，功率控制方法10可藉由行動裝置持續並定期監控從無線通訊網路發送的下行訊號，藉以接收輸入RF訊號內之傳送功率控制資訊(S1002)。傳送功率控制資訊可包括但不受限於無線資源管理(Radio Resource Management，RRM)、傳送功率控制(Transmit Power Control，TPC)、服務品質(Quality of Service，QoS)或無線通訊網路之網路種類。
接著功率控制方法10可根據傳送功率控制資訊決定PA的輸出功率範圍(S1004)，並決定輸出功率範圍是否小於功率範圍門檻值(S1006)。當輸出功率範圍小於功率範圍門檻值時，功率控制方法10可決定輸出功率範圍很窄並將低增益切換範圍設為行動裝置中功率放大器PA之增益切換範圍(S1010)，而當輸出功率範圍超出功率範圍門檻值時，功率控制方法10可決定輸出功率範圍很寬並將高增益切換範圍設為行動裝置中功率放大器PA之增益切換範圍(S1012)。第7圖實 施例包括低增益切換範圍和高增益切換範圍可的定義。
然後功率控制方法10可根據增益切換範圍決定功率放大器PA之增益，特別是藉由決定上行訊號之所需輸出功率是否在功率放大器PA之增益切換範圍之內(S1012)，當所需輸出功率在增益切換範圍之內時，使用第一增益模式放大上行訊號(S1014)，並且當所需輸出功率在增益切換範圍之外時，使用第二增益模式放大上行訊號(S1014)。功率控制方法10接著便完成並結束(S1016)。
第11圖係顯示本發明實施例中另一種功率控制方法11的流程圖，使用第8圖或第9圖之行動裝置。步驟S1100、和步驟S1106到S1116可和步驟S1000、步驟S1006到S1016完全相同，在前述段落中有詳細解釋在此不另外重述。步驟S1102和S1104以及第10圖步驟S1002和S1004的不同之處在於功率控制方法11可從記憶體裝置接收內部資訊，該從記憶體裝置可為行動裝置內之本地記憶體裝置(S1102)，接著根據內部資訊決定功率放大器PA之輸出功率範圍(S1104)。內部資訊可以是但不受限於傳送資料之傳送行為、依附狀態、應用程式屬性、使用者行為、傳送資料模式、和運作模式，例如控制資料模式、啟動模式、待機模式、平日模式、假期模式、省電模式、效能導向模式、和平衡模式。內部資訊在前述段落中有詳細解釋。
功率控制方法10和11可在行動裝置上分開或一起使用以根據傳送功率控制資訊和/或內部資訊適應性改變並動態決定功率放大器之增益切換範圍，並為功率放大器選擇增 益以放大並傳送上行訊號。適應性改變和動態放大器增益切換範圍of功率控制方法10和11減低功率消耗並延長電池壽命，同時提供充足的傳送功率以達到二或更多個RF訊號之功率需求。
本申請案對應於美國優先權申請號62/106,948，送件日期為2015年01月23日。其完整內容已整合於此。
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。
10‧‧‧功率控制方法
S1000、S1002、...、S1016‧‧‧步驟

Claims (20)

  1. 一種功率控制方法，適用於一行動裝置，包括：從一無線通訊網路接收傳送功率控制資訊；根據上述傳送功率控制資訊決定一放大器之一輸出功率範圍；當上述輸出功率範圍小於一功率範圍門檻值時，決定一低增益切換範圍作為上述放大器之一放大器增益切換範圍，其中，上述低增益切換範圍包括一第一上界和一第一下界；當上述輸出功率範圍超出上述功率範圍門檻值時，決定一高增益切換範圍作為上述放大器之上述放大器增益切換範圍，其中，上述高增益切換範圍包括一第二上界和一第二下界，上述第二上界小於上述第一上界，且上述第二下界小於上述第一下界；當一上行訊號之一傳送功率在上述放大器增益切換範圍之內時，使用一第一增益模式放大上述上行訊號；以及當上述上行訊號之上述傳送功率在上述放大器增益切換範圍之外時，使用一第二增益模式放大上述上行訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之功率控制方法，其中，上述傳送功率控制資訊包括無線資源管理(Radio Resource Management，RRM)，傳送功率控制(Transmit Power Control，TPC)、服務品質(Quality of Service，QoS)、以及上述無線通訊網路之一網路種類。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之功率控制方法，其中，上述從上述無線通訊網路接收傳送功率控制資訊的步驟包括：從 上述無線通訊網路定期接收傳送功率控制資訊。
  4. 一種功率控制方法，適用於一行動裝置，包括：從一記憶體裝置接收內部資訊；根據上述內部資訊決定一放大器之一輸出功率範圍；當上述輸出功率範圍小於一功率範圍門檻值時，決定一低增益切換範圍作為上述放大器之一放大器增益切換範圍，其中，上述低增益切換範圍包括一第一上界和一第一下界；當上述輸出功率範圍超出上述功率範圍門檻值時，決定一高增益切換範圍作為上述放大器之上述放大器增益切換範圍，其中，上述高增益切換範圍包括一第二上界和一第二下界，上述第二上界小於上述第一上界，且上述第二下界小於上述第一下界；當一上行訊號之一傳送功率在上述放大器增益切換範圍之內時，使用一第一增益模式放大上述上行訊號；以及當上述上行訊號之上述傳送功率在上述放大器增益切換範圍之外時，使用一第二增益模式放大上述上行訊號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之功率控制方法，其中，上述根據上述內部資訊決定上述放大器之上述輸出功率範圍之步驟包括：根據上述行動裝置之一依附狀態決定上述行動裝置之上述內部資訊。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之功率控制方法，其中，上述根據上述內部資訊決定上述放大器之上述輸出功率範圍之步驟包括：根據上述行動裝置上初始之一應用程式決定上述行動裝置之上述內部資訊。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之功率控制方法，其中，上述根據上述內部資訊決定上述放大器之上述輸出功率範圍之步驟包括：根據傳送資料之一傳送行為決定上述行動裝置之上述內部資訊。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之功率控制方法，其中，上述根據上述內部資訊決定上述放大器之上述輸出功率範圍之步驟包括：根據一預定期間中之一歷史使用者行為決定上述行動裝置之上述內部資訊。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之功率控制方法，其中，上述預定期間包括一平日、一週末、一假期、白天和晚間其中之一者。
  10. 一種行動裝置，能夠調整一增益切換範圍，包括：一放大器，以一增益模式放大一上行訊號；一控制器，從一無線通訊網路接收傳送功率控制資訊；以及一外部資訊電路，根據上述傳送功率控制資訊決定一放大器之一輸出功率範圍；其中，當上述輸出功率範圍小於一功率範圍門檻值時，上述控制器更決定一低增益切換範圍作為上述放大器之一放大器增益切換範圍，其中，上述低增益切換範圍包括一第一上界和一第一下界；當上述輸出功率範圍超出上述功率範圍門檻值時，上述控制器更決定一高增益切換範圍作為上述放大器之上述放大器增益切換範圍，其中，上述高增益切換範圍包括一第二 上界和一第二下界，上述第二上界小於上述第一上界，且上述第二下界小於上述第一下界；當一上行訊號之一傳送功率在上述放大器增益切換範圍之內時，上述控制器更選擇一第一增益模式做為上述放大器之上述增益模式；以及當上述上行訊號之上述傳送功率在上述放大器增益切換範圍之外時，上述控制器更選擇一第二增益模式做為上述放大器之上述增益模式。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之行動裝置，其中，上述傳送功率控制資訊包括藉由上述無線通訊網路分派給上述行動裝置傳送上述上行訊號之一允許傳送功率。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之行動裝置，其中，上述傳送功率控制資訊包括上述無線通訊網路之一種類。
  13. 一種行動裝置，能夠調整一增益切換範圍，包括：一放大器，以一增益模式放大一上行訊號；一記憶體，儲存內部資訊；一內部資訊電路，從上述記憶體接收內部資訊，且根據上述內部資訊決定一放大器之一輸出功率範圍；以及一控制器，當上述輸出功率範圍小於一功率範圍門檻值時，決定一低增益切換範圍作為上述放大器之一放大器增益切換範圍，其中，上述低增益切換範圍包括一第一上界和一第一下界；當上述輸出功率範圍超出上述功率範圍門檻值時，決定一高增益切換範圍作為上述放大器之上述放大器增益切換範圍，其中，上述高增益切換範圍包括一第 二上界和一第二下界，上述第二上界小於上述第一上界，且上述第二下界小於上述第一下界，當一上行訊號之一傳送功率在上述放大器增益切換範圍之內時，選擇一第一增益模式做為上述放大器之上述增益模式，以及當上述上行訊號之上述傳送功率在上述放大器增益切換範圍之外時，選擇一第二增益模式做為上述放大器之上述增益模式。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之行動裝置，其中，上述內部資訊電路根據上述行動裝置之一依附狀態決定上述行動裝置之上述內部資訊。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之行動裝置，其中，上述內部資訊電路根據上述行動裝置上初始之一應用程式決定上述行動裝置之上述內部資訊。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之行動裝置，其中，上述內部資訊電路根據傳送資料之一傳送行為決定上述行動裝置之上述內部資訊。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之行動裝置，其中，上述內部資訊電路根據一預定期間中之一歷史使用者行為決定上述行動裝置之上述內部資訊。
  18. 一種功率控制系統，包括：第一和第二無線通訊網路，分別廣播第一和第二傳送功率控制資訊；以及一行動裝置，從上述第一和第二無線通訊網路中決定一有效網路，接收由上述有效網路廣播之上述第一和第二傳送功率控制資訊之一者，根據上述接收之上述第一和第二傳 送功率控制資訊之一者決定一放大器之一輸出功率範圍，當上述輸出功率範圍小於一功率範圍門檻值時，決定一低增益切換範圍作為上述放大器之一放大器增益切換範圍，其中，上述低增益切換範圍包括一第一上界和一第一下界，當上述輸出功率範圍超出上述功率範圍門檻值時，決定一高增益切換範圍作為上述放大器之上述放大器增益切換範圍，其中，上述高增益切換範圍包括一第二上界和一第二下界，上述第二上界小於上述第一上界，且上述第二下界小於上述第一下界，當一上行訊號之一傳送功率在上述放大器增益切換範圍之內時，以一第一增益模式放大上述上行訊號；以及當上述上行訊號之上述傳送功率在上述放大器增益切換範圍之外時，以一第二增益模式放大上述上行訊號。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之功率控制系統，其中，上述第一傳送功率控制資訊包括無線資源管理(Radio Resource Management，RRM)，傳送功率控制(Transmit Power Control，TPC)、服務品質(Quality of Service，QoS)、以及上述第一無線通訊網路之一網路種類，並且上述第二傳送功率控制資訊包括無線資源管理(Radio Resource Management，RRM)，傳送功率控制(Transmit Power Control，TPC)、服務品質(Quality of Service，QoS)、以及上述第二無線通訊網路之一網路種類。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之功率控制系統，其中，上述行動裝置定期接收藉由上述有效網路廣播之上述第一和第 二傳送功率控制資訊之一者。
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