JP2006515976A - 移動通信端末装置に対する電力調節方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、経時変化する電池電圧を有する電池と電力増幅器とを含む移動通信端末装置に対する電力調節のための方法に関するものであり、信号の送出前に制御および検査ユニットにより電池電圧が決定され、予め定められた上側しきい電圧Ｕ＿ｎｅｎｎ^*と比較され，電池電圧が上側しきい電圧Ｕ＿ｎｅｎｎ^*の上側に位置しているときは、予め定められた送信電力を有する信号が、予め定められた送信電力と相関する電圧落ち込みΔＵ１を発生させながら送出され、電池電圧が上側しきい電圧Ｕ＿ｎｅｎｎ^*よりも小さいかそれに等しいときは、減ぜられた送信電力を有する信号が、予め定められた送信電力と相関する電圧落ち込みΔＵ２を発生させながら送出され、その際、減ぜられた送信電力は、減ぜられた送信電力と相関する電圧落ち込みΔＵ２を差し引いた電池電圧が予め定められた下側しきい電圧Ｕ＿Ｂｕｒｓｔよりも大きいかそれに等しいように選ばれる。

Description

本発明は、移動通信端末装置に対する電力調節のための方法、適切な回路およびこのような回路を有する移動通信端末装置に関するものである。移動通信端末装置、特にＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）標準による移動電話はＧＳＭ標準ＴＳ４５００５の要求を満足しなければならない。移動通信端末装置は一般に電池により働く。この仕様にはＡｎｎｅｘ Ｄ 2.2ボルトで、どの特性がどの電池形式において満足すべきかが記載されている。電池は完全に充電された状態で最大の電池電圧Ｕ＿ｎｅｎｎを有する。上記の仕様においてはなかんずく、たとえばＵ＿ｎｅｎｎ^*＝０.８５または０.９・Ｕ＿ｎｅｎｎのような規定された電圧値までの電池電圧の低下の際に特定の送信電力または性能が保証されなければならないと規定される。すなわちたとえば、特定の値Ｐ＿ｒｅｄｕｃ＿ｓｐｅｃに達する送信電力を有する信号が送出され得なければならない。

さらに、上記の標準には、この規定された電圧値以下、すなわちたとえば０.８５または０.９・Ｕ＿ｎｅｎｎ以下、での作動の際に隣接チャネルが乱されないことが保証されていなければならないと規定する。

これまで移動電話およびＧＳＭモジュールでは仕様の非常に厳しい解釈の際に、たとえばＵ＿ｎｅｎｎ^*＝０.８５または０.９・Ｕ＿ｎｅｎｎのような規定された電圧値以下でも送信電力が少なくとも値Ｐ＿ｒｅｄｕｃ＿ｓｐｅｃに達し得るように運用される。送信電力が得られないならば、移動通信端末装置は自動的にスイッチオフされた。しかしこのことは仕様ＴＳ４５００５に関しては必要でない。

公知の運用の仕方の大きな欠点は、電池がその容量に関して最適に利用されないことにある。それどころか移動通信端末装置は既に電池の消耗のずっと前にスイッチオフされる。移動電話の場合にはそれにより通話時間も著しく制限されている。

本発明の課題は、移動通信端末装置の電池の容量を一層良く使い切ることができる可能性を提供することである。

この課題は、請求項１による本発明による方法、請求項５による回路ならびに請求項７による移動通信端末装置により解決される。他の好ましい実施形態は対応する従属請求項にあげられている。

請求項１によれば、経時変化する電池電圧を有する電池と電力増幅器とを含む移動通信端末装置に対する電力調節のための方法において、
・信号の送出前に制御および検査ユニットにより電池電圧が決定され、予め定められた上側しきい電圧Ｕ＿ｎｅｎｎ^*と比較され，
・電池電圧が上側しきい電圧Ｕ＿ｎｅｎｎ^*の上側に位置しているときは、予め定められた送信電力を有する信号が、予め定められた送信電力と相関する電圧落ち込みΔＵ１を発生させながら送出され、
・電池電圧が上側しきい電圧Ｕ＿ｎｅｎｎ^*よりも小さいかそれに等しいときは、制御ユニットにより決定される減ぜられた送信電力を有する信号が、減ぜられた送信電力と相関する電圧落ち込みΔＵ２を発生させながら送出され、その際、減ぜられた送信電力は、減ぜられた送信電力と相関する電圧落ち込みΔＵ２を差し引いた電池電圧が予め定められた下側しきい電圧Ｕ＿Ｂｕｒｓｔよりも大きいかそれに等しいように選ばれる
ことを特徴とする方法が提案される。

一般に、電池容量の減少と共に電池の電圧が減少することが知られている。移動通信端末装置のなかの電力増幅器は装置のなかで最大の電力消費者である。信号の送出の際には電流の流れが生じ、それによって電池の内部抵抗を介して常に電圧落ち込みが生ずる。一連の信号の送出の際には時間的な電流経過はパルス状であり、それによって電圧落ち込みもパルス状に生ずる。電圧落ち込みは最後に移動通信端末装置のスイッチオフ時点を決定する。電圧落ち込みは相応の送信電力と相関付けられている。前記の仕様ＴＳ４５００５によると、電圧落ち込みΔＵ１はたとえばＵ＿ｎｅｎｎ^*＝０.８５または０.９・Ｕ＿ｎｅｎｎのような電池電圧の特定の電圧値に低下するまで一定でなければならない。この規定された電圧値Ｕ＿ｎｅｎｎ^*以下ではこれまで電力増幅器の電力制限により送信電力がＰ ＿ｒｅｄｕｃ＿ｓｐｅｃに減ぜられ、このことは電圧落ち込みΔＵ２への電圧落ち込みの減少を伴う。しかしこの電圧落ち込みΔＵ２は次いで一定にとどまる。次いで電圧落ち込みΔＵ２を差し引いた電池電圧が予め定められたスイッチオフ電圧を下回ると、移動通信端末装置がスイッチオフされる。本発明による方法はいま、たとえばＵ＿ｎｅｎｎ^*＝０.８５または０.９・Ｕ＿ｎｅｎｎのような規定された電圧値までは仕様により要求される最大の送信電力を供給するように行われる。しかし、この規定された電圧値以下ではこれまでの方法と対照的に、移動通信端末装置は送信電力を減じて電池がほとんど完全放電状態に至るまで作動させられる。なぜならば、規定された電圧値Ｕ＿ｎｅｎｎ^*の下側では一定の電圧落ち込みΔＵ２、すなわち一定の送信電力が供給されないからである。しかし本発明によれば、減ぜられた信号電力と相関する電圧落ち込みΔＵ２を差し引いた電池電圧が予め定められた下側しきい電圧Ｕ＿Ｂｕｒｓｔよりも大きいかそれに等しいことが保証される。こうして、すべての供給すべき回路構成要素が十分に給電され、またこうして機能可能な状態にとどまることが保証されている。その際に重要な回路構成要素は電圧調節器および電力増幅器である。

本発明による方法の好ましい実施形態では、電圧落ち込みΔＵ２が予め定められたしきい電圧落ち込みに等しいかそれよりも小さいときに、移動通信端末装置がスイッチオフされる。

その際に、特定の電圧落ち込みと相関する送信電力が、予め定められた例えば基地局から要求される最小の送信電力が達成されるまでは減ぜられることは特に好ましい。その後に初めて移動通信端末装置がスイッチオフされる。

電池電圧が上側しきい電圧Ｕ＿ｎｅｎｎ^*よりも小さいかそれに等しいときは、送信電力が電池電圧に関係して、減ぜられた信号電力と相関する電圧落ち込みΔＵ２を差し引いた電池電圧が予め定められた下側しきい電圧Ｕ＿Ｂｕｒｓｔに等しいように減ぜられる。電池の放電時間についての送信電力の減少は連続的である。

本発明による方法により顕著な利点が生ずる。すなわち存在する電池容量が本質的に一層良く利用され得る。さらに移動電話の場合には通話可能時間が顕著に長くなる。同時に本発明による方法によって、仕様ＴＳ４５００５に記載されている技術的パラメータが極端な条件のもとでも守られる。電池電圧の規定された電圧値Ｕ＿ｎｅｎｎ^*の下側の送信電力の本発明により行われる減少は仕様に合致している。

さらに本発明は、移動通信端末装置に対する電力調節のための回路を含む。その本発明による回路は、少なくとも下記の要素：
・経時変化する電池電圧を有する電池と、
・信号を無線で受信および送信するための受信および送信ユニットと、
・送信すべき信号の送信電力を設定するための電力増幅器と、
・ベースバンドコントローラと、
・制御および検査ユニットと
を含み、制御および検査ユニットが電池電圧を問い合わせるため電池と、必要な最小の送信電力を問い合わせるため受信および送信ユニットと、また制御および検査ユニットにより決定可能な送信電力を設定するため電力増幅器と接続されている。

本発明による回路の好ましい実施形態では、制御および検査ユニットがベースバンドコントローラのなかに組み込まれている。制御および検査ユニットを電力増幅器または受信及び送信ユニットのなかに組み込むことも考えられる。組み込みがいわゆるベースバンドコントローラにおいて行われることは有利である。なぜならば、ベースバンドコントローラには電力増幅器の制御量または調節量を計算するためのすべての情報が存在しているからである。

最後に本発明は移動通信端末装置にも関するものであり、その際に本発明による回路がそのなかに組み込まれている。

本発明の他の利点は以下に図面により一層詳細に説明される。

図１ａは従来技術による移動通信端末装置の作動の際に見られるような、電池電圧の経過を時間の関数として示したものである。最大電圧Ｕ＿ｎｅｎｎから出発して電池電圧は、たとえばセクション１におけるようにたとい信号が送られない場合でも、時間と共に低下する。信号が送られるようになると、冒頭に説明したように、電圧落ち込みΔＵ１が生ずる。この電圧落ち込みΔＵ１は特定の送信電力Ｐと結び付けられている。電池電圧がたとえばＵ＿ｎｅｎｎ・ｘ（係数ｘは０.８５または０.９）として生ずる規定された電圧値Ｕ＿ ｎｅｎｎ^*に達すると、送信電力ＰがＰ＿ｒｅｄｕｃ＿ｓｐｅｃに減ぜられ、このことは減ぜられた電圧落ち込みΔＵ２を伴う。その後に電圧落ち込みΔＵ２は一定にとどまる。送信中の作動電圧、すなわち電池電圧から電圧落ち込みΔＵ２を差し引いた電圧が予め定められたスイッチオフ電圧Ｕ＿Ａｂｓｃｈａｌｔを下回ると、移動通信端末装置がスイッチオフされる。

それに対し図１ｂにおける移動通信端末装置は、本発明による方法の実施形態の応用のもとに等しい送信周波数において本質的により遅くスイッチオフする。予め規定された電圧値 Ｕ＿ｎｅｎｎ^*の下側では、信号の送出の際にそれぞれ生ずる電圧落ち込みΔＵ２は単に一度だけ特定の値に減ぜられ次いですべての後続の送信作用の際に一定に保たれるのではなく、減ぜられる送信電力は、減ぜられた送信電力と相関する電圧落ち込みΔＵ２を差し引いた電池電圧が予め定められた下側しきい電圧Ｕ＿Ｂｕｒｓｔよりも大きいかそれに等しいように選ばれる。すなわち、減ぜられた送信電力と相関する電圧落ち込みΔＵ２は逐次減ぜられる。この過程は連続的に進行する。減ぜられた送信電力と相関する電圧落ち込みΔＵ２が、たとえば基地局により、基地局が最小電力を必要とするときに、間接的に予め定められる特定の予め定められたしきい電圧落ち込み値まで減ぜられることは好ましい。下側しきい電圧Ｕ＿Ｂｕｒｓｔは移動通信端末装置において供給すべきすべての回路要素により予め定められる。移動通信端末装置が、電圧落ち込みΔＵ２が予め定められたしきい電圧落ち込み以下に低下するときに初めてスイッチオフすることは好ましい。特定のしきい送信電力と結び付けられているこのしきい電圧落ち込みはたとえば、規定されたしきい送信電力を最小送信電力の意味で必要とする基地局により予め定められ得る。

図１ａおよび１ｂの両経過の比較により認められるように、本発明による方法の実施形態による電力調節を有する移動通信端末装置は本質的により長く送信することができる。電池の容量が一層良く利用される。

図２は本発明による回路の実施形態の概要図を示す。電池１が示されている。電池１は接続ａを介して制御および検査ユニット２と接続されている。この制御および検査ユニット２は再び接続ｂを介して送信および受信ユニット３と、また接続ｃを介して電力増幅器４と接続されている。電池１との制御および検査ユニット２との接続ａを介して、制御および検査ユニット２はそれぞれ現在利用し得る電池電圧に関する情報を受け取る。接続ｂを介して制御および検査ユニット２は、たとえば基地局から要求される最小またはしきい送信電力に関する情報を受け取る。制御および検査ユニット２のなかで本発明により、どの送信電力が、それと相関する電圧落ち込みと結び付けられて、電力増幅器４において実現されるべきかが決定される。この情報または制御指令は接続ｃを介して電力増幅器４に伝達され、電力増幅器４がこの制御指令に相応して相応の送信電力を実現する。さらにもう１つのベースバンドコントローラが設けられており、そのなかに好ましくは制御および検査ユニット２が組み込まれている。上記の要素とならんでさらに、到来する信号に対する受信増幅器５、いわゆる低雑音増幅器も存在している。

ａは従来技術による作動基準による移動通信端末装置の電池の電池電圧の経過を時間の関数として示した図、ｂは本発明による方法の一実施形態による移動通信端末装置の電池の電池電圧の経過を時間の関数として示す図である。 本発明による回路の一実施形態の概要図である。

符号の説明

１ 電池
２ 制御および検査ユニット
３ 受信および送信ユニット
４ 電力増幅器
５ 受信増幅器
ａ、ｂ、ｃ 接続
Ｕ＿ｎｅｎｎ^* 上側しきい電圧
Ｕ＿Ｂｕｒｓｔ 下側しきい電圧
Ｕ＿ｎｅｎｎ 最大電圧

Claims (7)

1. 経時変化する電池電圧を有する電池（１）と電力増幅器（４）とを含む移動通信端末装置に対する電力調節のための方法において、
   ・信号の送出前に制御および検査ユニット（２）により電池電圧が決定され、予め定められた上側しきい電圧Ｕ＿ｎｅｎｎ^*と比較され，
   ・電池電圧が上側しきい電圧Ｕ＿ｎｅｎｎ^*の上側に位置しているときは、予め定められた送信電力を有する信号が、予め定められた送信電力と相関する電圧落ち込みΔＵ１を発生させながら送出され、
   ・電池電圧が上側しきい電圧Ｕ＿ｎｅｎｎ^*よりも小さいかそれに等しいときは、減ぜられた送信電力を有する信号が、減ぜられた送信電力と相関する電圧落ち込みΔＵ２を発生させながら送出され、その際、減ぜられた送信電力は、減ぜられた送信電力と相関する電圧落ち込みΔＵ２を差し引いた電池電圧が予め定められた下側しきい電圧Ｕ＿Ｂｕｒｓｔよりも大きいかそれに等しいように選ばれる
   ことを特徴とする移動通信端末装置に対する電力調節方法。
2. 電圧落ち込みΔＵ２が予め定められたしきい電圧落ち込みに等しいかそれよりも小さいときは、移動通信端末装置がスイッチオフされることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. しきい電圧落ち込み及び従ってそれと相関するしきい送信電力が基地局により予め定められることを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 下側しきい電圧Ｕ＿Ｂｕｒｓｔが制御および検査ユニット（２）により予め定められることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の方法。
5. 移動通信端末装置に対する電力調節のための回路において、少なくとも下記の要素：
   ・経時変化する電池電圧を有する電池（１）と、
   ・信号を無線で受信および送信するための受信および送信ユニット（３）と、
   ・送信すべき信号の送信電力を設定するための電力増幅器（４）と、
   ・ベースバンドコントローラと、
   ・制御および検査ユニット（２）と
   を含み、その際制御および検査ユニット（２）が電池電圧を問い合わせるため電池（１）と、必要な最小の送信電力を問い合わせるため受信および送信ユニット（３）と、また制御および検査ユニットにより決定可能な送信電力を設定するため電力増幅器（４）と接続されていることを特徴とする移動通信端末装置に対する電力調節回路。
6. 制御および検査ユニット（２）がベースバンドコントローラまたは受信及び送信ユニット（３）のなかに組み込まれていることを特徴とする請求項５記載の回路。
7. 請求項５または６による組み込まれた回路を有する移動通信端末装置。

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