JP3900433B2

JP3900433B2 - 通信端末

Info

Publication number: JP3900433B2
Application number: JP2004041967A
Authority: JP
Inventors: 敦哉森
Original assignee: Sony Ericsson Mobile Communications Japan Inc
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2024-02-18
Also published as: US20050192043A1; CN1758545A; JP2005236572A; CN1758545B; KR20060042039A; EP1566892A1; EP1566892B1; US7454226B2

Description

本発明は、例えばＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）通信方式などに採用されているいわゆる送信電力制御を行う通信端末に関する。

例えばＣＤＭＡ通信方式においては、携帯電話端末と基地局との間の信号送受信時に、送信電力を必要最小限に抑えると共に、基地局側での受信電波の強度を一定レベルにするためのいわゆる適応送信電力制御が行われている。特に最近の携帯電話端末は、ＣＤＭＡ通信方式において精度の高い送信電力制御を行うために、ＡＰＣ（Auto Power Control）回路を備えており、送信パワーアンプから出力された送信出力を検波回路により電圧値（検波出力値）に変換し、その検波出力値が送信電力の期待値よりも低下する時には送信電力値を上げるように制御し、逆に、検波出力値が送信電力の期待値よりも上昇するときには送信電力値を下げるような制御を行うことにより、送信電力が所望の期待値になるように制御している。

なお、特開平１０−１７３５４８号の公開特許公報（特許文献１）には、例えば工場出荷時等において、送信回路に設けられているトランジスタＩＣのＡＧＣ（Automatic Gain Control）の制御電圧とＡＰＣ制御の検波出力との対応関係を求め、それらＡＧＣの制御電圧とＡＰＣ制御の検波出力との対応関係から、ＡＧＣの制御電圧の閾値とＡＰＣ制御の検波出力の閾値をそれぞれ決定し、それらの閾値をメモリ内に記憶させておくようにし、実際の通信時において、検波出力値及びＡＧＣ制御電圧値と、メモリ内に記憶されている閾値とに基づいて、ＡＰＣ制御が異常動作しているか否かを判定し、異常動作していると認識したときには送信を停止することにより、回路の破壊等を防止する技術が開示されている。

特開平１０−１７３５４８号公報（第１図）

ところで、上述のようなＡＰＣ制御においては、例えば検波出力値が異常な値になった場合、通信が出来なくなったり、回路が破壊されてしまう恐れがあることが知られている。すなわち、増幅器の故障などの回路の異常により検波出力値が例えば常に低い値を示した場合、ＡＰＣ制御では送信電力を上げ続けてしまうことになり、その結果、送信パワーアンプに対して過入力が入り、最悪の場合、回路が破壊されてしまうことになる。逆に、基板のショートなどの回路の異常により検波出力値が常に大きな値を示した場合、ＡＰＣ制御では送信電力を下げ続けてしまうことになり、その結果、最終的には通信が途絶えてしまうことになる。

ここで、上述の特許文献１に示した公開特許公報記載の技術によれば、実際の通信時のＡＧＣ制御電圧値及び検波出力値と、メモリ内に記憶されている閾値とに基づいて、ＡＰＣ制御の異常動作を判定し、異常動作と認識したときに送信を停止することにより、回路の破壊等を防止できることになる。

しかしながら、当該特許文献１に示した公開特許公報記載の技術の場合には、工場出荷時などに、各携帯電話端末毎に、ＡＧＣの制御電圧とＡＰＣ制御の検波出力との対応関係を求め、それら対応関係を基に、ＡＧＣの制御電圧の閾値とＡＰＣ制御の検波出力の閾値をそれぞれ決定しなければならない。すなわち、それら閾値は、各携帯電話端末毎の回路特性に応じた異なる値となる。このため、工場出荷時には、各携帯電話端末毎にそれら閾値を求め、当該求めた閾値をメモリ等に記憶させる作業を行わなければならず、その結果として、生産性が著しく低くなり、また製造コストも上昇することになるため、好ましくない。

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、送信電力制御のためのＡＰＣ制御の異常を検出して回路の破壊等を防止可能にすると共に、工場出荷時における閾値の調整などの工程を不要とし、生産性の向上と製造コストの低減を可能とする、通信端末を提供することを目的とする。

本発明の通信端末は、基地局との間で無線通信を行う際に、基地局側での受信電波の強度を一定レベルにするための送信電力制御を行う通信端末であり、ハイゲインの信号増幅を行う第１のモードとローゲインの信号増幅を行う第２のモードとが切替制御され、第１のモードと第２のモードの何れか切り替えられたモードにより送信信号の増幅を行う増幅手段と、送信電力制御により送信すべき電力値に対応した予想送信電力値を生成する予想送信電力値生成手段と、アンテナから出力する送信信号の検波値を生成する検波値生成手段と、増幅手段が第１のモードに切り替えられている場合には、予想送信電力値と第１の閾値とを比較すると共に、第１の閾値より小さい第２の閾値と検波値とを比較し、予想送信電力値が第１の閾値を越え且つ検波値が第２の閾値を下回ったと判定した時に信号の送信を停止し、一方、増幅手段が第２のモードに切り替えられている場合には、予想送信電力値と第３の閾値とを比較すると共に、第３の閾値より大きい第４の閾値と検波値とを比較し、予想送信電力値が第３の閾値を下回り且つ検波値が第４の閾値を越えたと判定した時に信号の送信を停止する制御手段とを有することにより、上述した課題を解決する。

すなわち本発明によれば、予想送信電力値は、送信電力制御により送信すべき電力値から求めることができる値であり、各通信端毎の回路特性差を考慮する必要性のない情報となっている。したがって、予想送信電力値と検波値の差分との比較対象である所定値は、各通信端毎に全て同じ値に設定することができる。

本発明においては、第１のモードの場合には、予想送信電力値と第１の閾値の比較と第２の閾値と検波値の比較を行って、予想送信電力値が第１の閾値を越え且つ検波値が第１の閾値より小さい第２の閾値を下回った時、また、第２のモードの場合には、予想送信電力値と第３の閾値の比較と第４の閾値と検波値の比較を行って、予想送信電力値が第３の閾値を下回り且つ検波値が第３の閾値より大きい第４の閾値を越えたと判定した時には、信号の送信を停止することにより、送信電力制御のためのＡＰＣ制御の異常を検出して回路の破壊等を防止できると共に、例えば工場出荷時における閾値の調整などの工程を不要とし、生産性の向上と製造コストの低減が可能となっている。

以下、図面を参照しながら、本発明の通信端末の一実施の形態について説明する。本発明実施形態では、ＣＤＭＡ通信方式の携帯電話端末を例に挙げているが、ここで説明する内容はあくまで一例であり、本発明はこの例に限定されることはない。

〔送信系の回路構成〕
図１には、本実施形態の携帯電話端末の主要部である送信系の回路構成を示す。なお、本実施形態の携帯電話端末において、受信系の回路構成はＣＤＭＡ通信方式の一般の携帯電話端末と同じであるため、図１にはそれら受信系の回路構成の図示を省略しており、また本実施形態ではそれら受信系の説明についても省略している。

図１において、ＣＰＵ７から出力された送信データは、トランスミッタＩＣ６に送られる。当該トランスミッタＩＣ６は、送信データにより搬送波を変調することで送信信号を生成すると共に、その送信信号を内部の図示しないＡＧＣ回路によりゲイン調整して出力する。なお、トランスミッタＩＣ６内のＡＧＣ回路によるゲイン調整の制御は、ＣＰＵ７によりなされている。

上記トランスミッタＩＣ６での変調処理により得られた送信信号は、帯域制限フィルタであるバンドパスフィルタ５に送られ、ここで送信周波数帯域に制限される。バンドパスフィルタ５から出力された送信信号は、パワーアンプ４に送られる。

パワーアンプ４は、例えば２段の増幅器４２，４４がスイッチ４１，４３により切り替えられることにより、ハイゲインモードとローゲインモードに切り替え可能となされている。すなわち、ハイゲインモードの場合には、スイッチ４１，４３が共に被切替端子ａ側に切り替えられることにより増幅器４２，４４による２段分の増幅が行われ、一方、ローゲインモードの場合には、スイッチ４１，４３が共に被切替端子ｂ側に切り替えられることにより増幅器４４のみによる１段分の増幅が行われる。なお、これらスイッチ４１，４３の切替制御は例えばＣＰＵ７により行われ、ＣＰＵ７は、送信電力制御においてハイゲインモードとローゲインモードの何れを用いるかにより、それらスイッチ４１，４３の切替制御を行う。

上記パワーアンプ４から出力された送信信号は、アイソレータ３を介し、さらにデュープレクサ２からアンテナ１へ送られる。これにより、アンテナ１からは送信波が出力されることになる。

ディスプレイドライバ１２は、ＣＰＵ７から供給された表示信号に応じてディスプレイ１３を駆動する。これにより、ディスプレイ１３上には、後述するエラー表示などの所望の表示が行われることになる。

パワーマネージメントＩＣ１０は、バッテリ１１からの電力を各部へ供給する。また、パワーマネージメントＩＣ１０は、後述するようにＣＰＵ７の制御の元、各部への電源供給を自動的に停止することも可能となされている。

また、図１において、パワーアンプ４から出力された送信信号は、本発明にかかる検波値生成手段として機能する検波ディテクタ８にも送られる。当該検波ディテクタ８は、入力された送信信号を検波し、その検波電圧を出力する。当該検波ディテクタ８からの検波電圧（以下、検波出力値とする）は、ローパスフィルタ９により高周波成分が除去された後、ＣＰＵ７に送られる。

すなわち、図１の構成においては、パワーアンプ４の出力を、検波ディテクタ８とローパスフィルタ９を介してＣＰＵ７にフィードバックするＡＰＣ回路が形成されており、上記トランスミッタＩＣ６内のＡＧＣ回路でのゲイン調整に加えて、当該ＡＰＣ回路による高精度の送信電力制御が行われている。具体的に説明すると、ＣＰＵ７は、当該携帯電話端末が自ら送信すべき送信電力値を予想送信電力値として認識しており、この予想送信電力値に対して、検波ディテクタ８の検波出力値が大きい時には送信電力値を下げるように制御し、逆に、予想送信電力値に対して検波出力値が低い時には送信出力を上げるように制御する。すなわち、ＣＰＵ７は、当該予想送信電力値と検波出力値との差に基づいて、ＡＰＣ制御を行っている。

〔異常検出時の動作〕
ここで、本発明実施形態の携帯電話端末は、図２のフローチャートに示す処理を行うことにより、送信電力制御のためのＡＰＣ制御の異常を検出して回路の破壊等を防止できるようにしている。すなわち、本実施形態の携帯電話端末のＣＰＵ７は、本発明にかかる、送信電力制御により送信すべき電力値に対応した予想送信電力値を生成する予想送信電力値生成手段としての機能と、予想送信電力値と検波出力値とを比較し、予想送信電力値と検波出力値の差分が所定値以上あるときに、信号を送信を停止する制御手段としての機能とを有している。

図２において、ステップＳ１にて信号の送信が開始されると、ＣＰＵ７は、ステップＳ２の処理として、送信電力が安定するまでの所定の時間（例えば１００ｍｓ）だけ待った後、ステップＳ３の処理へ進む。

ステップＳ３の処理に進むと、ＣＰＵ７は、パワーアンプ４がハイゲインモードであるか否か判定し、ハイゲインモードであるときにはステップＳ４へ処理を進め、そうでないときにはステップＳ１０へ処理を進める。

ステップＳ１０の処理に進むと、ＣＰＵ７は、パワーアンプ４がローゲインモードであるか否か判定し、ローゲインモードであるときにはステップＳ１１処理を進め、そうでないときにはステップＳ２へ処理を戻す。

ステップＳ４の処理に進んだ場合、ＣＰＵ７は、送信電力制御におけるハイゲインモード時の予想送信電力値と、予め用意して保持しているハイゲイン予想上限閾値ＥＵとを比較する。

ここで、本実施形態において、ハイゲイン予想上限閾値ＥＵは、予め用意されてメモリ等に記憶されている値であるが、その比較対象となる値は、ハイゲインモード時における送信電力制御の予想送信電力値となっている。すなわち、本実施形態の場合のハイゲイン予想上限閾値ＥＵは、送信電力制御の予想送信電力値についての閾値であるため、前述した特許文献１の公開特許公報に記載されたＡＧＣの制御電圧とＡＰＣ制御の検波出力との対応関係から決定される閾値のように、工場出荷時等に各携帯電話端末毎に個々に求めなければならない性質の情報（つまり各携帯電話端末毎の回路特性に応じた情報）ではなく、各携帯電話端末毎の回路特性差を考慮する必要性のない情報となっている。したがって、ハイゲイン予想上限閾値ＥＵは、各携帯電話端末において全て同じ値に設定することができ、その結果、各携帯電話端末の生産性を向上させることができ、またコストの上昇も抑えることが可能となる。

ステップＳ４において、ＣＰＵ７は、予想送信電力値がハイゲイン予想上限閾値ＥＵよりも大きいと判定した場合、ステップＳ５へ処理を進め、一方、予想送信電力値がハイゲイン予想上限閾値ＥＵ以下であると判定した場合、ステップＳ１０へ処理を進める。

ステップＳ５の処理に進むと、ＣＰＵ７は、検波出力値と、予め用意して保持しているハイゲイン検波下限閾値ＤＬとを比較する。なお、本実施形態の場合、このハイゲイン検波下限閾値ＤＬについても、各携帯電話端末で全て同じ値に設定することができる。また、ハイゲイン予想上限閾値ＥＵとハイゲイン検波下限閾値ＤＬとの関係は、ＥＵ＞ＤＬであり、ＥＵとＤＬとの差は６〜７ｄＢ程度となされている。

ステップＳ５において、ＣＰＵ７は、検波出力値がハイゲイン検波下限閾値ＤＬよりも小さいと判定した場合、ステップＳ６へ処理を進め、一方、検波出力値がハイゲイン検波下限閾値ＤＬ以上であると判定した場合、ステップＳ１０へ処理を進める。

ステップＳ６の処理に進むと、ＣＰＵ７は、何らかの突発的な異常によりステップＳ３〜ステップＳ５にて全てイエスと判定されてしまった場合を除外するために、ステップＳ３〜ステップＳ５にて全てイエスと判定された状態が３回連続したか否か判定する。ステップＳ６にて、ＣＰＵ７は、３回連続したと判定した場合、ステップＳ７へ処理を進め、一方、３回連続しなかったと判定した場合、ステップＳ１０へ処理を進める。

すなわち本実施形態において、ステップＳ２及びステップＳ３からステップＳ６までのループでは、ハイゲインモードのときに、予想送信電力値がハイゲイン予想上限閾値ＥＵよりも大きく、且つ、検波出力値がハイゲイン検波下限閾値ＤＬよりも小さい状態、言い換えると、予想送信電力値と検波出力値の差分がハイゲイン予想上限閾値ＥＵとハイゲイン検波下限閾値ＤＬとの間の差分よりも大きくなった状態が、１００ｍｓ毎に３回連続して検出されたか否かを検出している。

ステップＳ７の処理に進むと、ＣＰＵ７は、トランスミッタＩＣ６への送信データの出力を停止することで信号送信を停止し、次いで、ステップＳ８にて回路の異常が発生していると認識し、ディスプレイ１３上に回路異常（例えばパワーアンプの故障）によるエラーが発生している旨の表示を行わせた後、パワーマネージメントＩＣ１０を制御して自動的に電源をオフさせる。

また、ステップＳ１０にてローゲインモードであると判定されてステップＳ１１の処理に進むと、ＣＰＵ７は、送信電力制御におけるローゲインモード時の予想送信電力値と、予め用意して保持しているローゲイン予想下限閾値ＥＬとを比較する。なお、本実施形態の場合、このローゲイン予想下限閾値ＥＬについても、ハイゲイン予想上限閾値ＥＵの場合と同様に、各携帯電話端末で全て同じ値に設定することができる。

ステップＳ１１において、ＣＰＵ７は、予想送信電力値がローゲイン予想下限閾値ＥＬよりも小さいと判定した場合、ステップＳ１２へ処理を進め、一方、予想送信電力値がローゲイン予想下限閾値ＥＬ以上であると判定した場合にはステップＳ２へ処理を戻す。

ステップＳ１２の処理に進むと、ＣＰＵ７は、検波出力値と、予め用意して保持しているローゲイン検波上限閾値ＤＵとを比較する。なお、本実施形態の場合、このローゲイン検波閾値ＤＵについても、各携帯電話端末で全て同じ値に設定することができる。また、ローゲイン予想下限閾値ＥＬとローゲイン検波上限閾値ＤＵとの関係は、ＥＬ＜ＤＵであり、ＥＬとＤＵとの差は６〜７ｄＢ程度となされている。

ステップＳ１２において、ＣＰＵ７は、検波出力値がローゲイン検波上限閾値ＤＵよりも大きいと判定した場合、ステップＳ１３へ処理を進め、一方、検波出力値がハイゲイン検波下限閾値ＤＬ以下であると判定された場合にはステップＳ２へ処理を戻す。

ステップＳ１３の処理に進むと、ＣＰＵ７は、何らかの突発的な異常によりステップＳ１１〜ステップＳ１２にて全てイエスと判定されてしまった場合を除外するために、ステップＳ１１〜ステップＳ１２にて全てイエスと判定された状態が３回連続したか否か判定する。ステップＳ１３にて、ＣＰＵ７は、３回連続したと判定した場合、ステップＳ１４へ処理を進め、一方、３回連続しなかったと判定した場合にはステップＳ２へ処理を戻す。

すなわち本実施形態において、ステップＳ２及びステップＳ１０からステップＳ１３までのループでは、ローゲインモードのときに、予想送信電力値がハイゲイン予想下限閾値ＥＬよりも小さく、且つ、検波出力値がハイゲイン検波上限閾値ＤＵよりも大きい状態、言い換えると、予想送信電力値と検波出力値の差分がローゲイン予想下限閾値ＥＬとローゲイン検波上限閾値ＤＵとの間の差分よりも大きくなった状態が、１００ｍｓ毎に３回連続して検出されたか否かを検出している。

ステップＳ１４の処理に進むと、ＣＰＵ７は、トランスミッタＩＣ６への送信データの出力を停止することで信号送信を停止し、次いで、ステップＳ１５にて回路の異常が発生していると認識し、ディスプレイ１３上に回路異常（例えば基板のショート）によるエラーが発生している旨の表示を行わせた後、パワーマネージメントＩＣ１０を制御して自動的に電源をオフさせる。

〔まとめ〕
以上説明したように、本実施形態の携帯電話端末によれば、送信電力制御の予想送信電力値と検波出力値をそれぞれ所定の閾値と比較することで、回路の異常を認識することが可能であり、また、回路の異常を認識した時には電源をオフすることにより、携帯電話端末の破壊等の二次被害を防止することができる。また、本実施形態において、閾値との比較対象は予想送信電力値と検波出力値であり、各携帯電話端末毎の回路特性差を考慮する必要性のない情報となっているため、各携帯電話端末において全て同じ値に設定することができる。このため、例えば工場出荷時などに、各携帯電話端末毎に個々に閾値を調整する必要がなく、その結果、携帯電話端末の生産性を向上させることができ、またコストの上昇を抑えること、メモリの節約などが可能となる。また、本実施形態の場合、上述したＣＰＵの動作は、単に比較と電源制御等のシンプルな処理であるため、ＣＰＵへの負荷増大を防ぐこともできる。

なお、上述した実施形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんである。

例えば、図２のステップＳ９やステップＳ１６では、携帯電話端末の全ての電源をオフする例を挙げているが、送信系についてのみ電源供給を停止し、他の部分の電源供給については維持するようにしても良い。この場合、信号の送信にかかわらない機能については引き続き使用可能となる。

本発明は、携帯電話端末だけでなく、少なくとも送信電力制御を行う送信部を備えたものであれば、例えば通信機能を備えたＰＤＡ（Personal Digital Assistant）やパーソナルコンピュータなどの全ての機器にも適用可能である。

本発明実施形態の携帯電話端末の主要部の概略構成を示すブロック図である。本発明実施形態の携帯電話端末が、送信電力制御のためのＡＰＣ制御の異常を検出して回路の破壊等を防止する際の動作フローチャートである。

符号の説明

１アンテナ、２デュープレクサ、３アイソレータ、４パワーアンプ、５バンドパスフィルタ、６トランスミッタＩＣ、７ＣＰＵ、８検波ディテクタ、９ローパスフィルタ、１０パワーマネージメントＩＣ、１１バッテリ、１２ディスプレイドライバ、１３ディスプレイ、４１，４２スイッチ、４２，４４増幅器

Claims

基地局との間で無線通信を行う際に、基地局側での受信電波の強度を一定レベルにするための送信電力制御を行う通信端末において、
ハイゲインの信号増幅を行う第１のモードとローゲインの信号増幅を行う第２のモードとが切替制御され、第１のモードと第２のモードの何れか切り替えられたモードにより送信信号の増幅を行う増幅手段と、
送信電力制御により送信すべき電力値に対応した予想送信電力値を生成する予想送信電力値生成手段と、
アンテナから出力する送信信号の検波値を生成する検波値生成手段と、
上記増幅手段が上記第１のモードに切り替えられている場合には、上記予想送信電力値と第１の閾値とを比較すると共に、上記第１の閾値より小さい第２の閾値と上記検波値とを比較し、上記予想送信電力値が第１の閾値を越え且つ上記検波値が上記第２の閾値を下回ったと判定した時に信号の送信を停止し、一方、上記増幅手段が上記第２のモードに切り替えられている場合には、上記予想送信電力値と第３の閾値とを比較すると共に、上記第３の閾値より大きい第４の閾値と上記検波値とを比較し、上記予想送信電力値が第３の閾値を下回り且つ上記検波値が上記第４の閾値を越えたと判定した時に信号の送信を停止する制御手段とを有する
ことを特徴とする通信端末。
表示を行うためのディスプレイを備え、
上記制御手段は、上記増幅手段が上記第１のモードに切り替えられている場合に、上記予想送信電力値が第１の閾値を越え且つ上記検波値が第２の閾値を下回ったと判定した時と、上記増幅手段が上記第２のモードに切り替えられている場合に、上記予想送信電力値が第３の閾値を下回り且つ上記検波値が第４の閾値を越えたと判定した時には、回路異常が発生していることを上記ディスプレイに表示させることを特徴とする請求項１記載の通信端末。
上記増幅手段は、二つの増幅器の両方を用いた増幅と一方の増幅器のみを用いた増幅とを切替可能となされ、上記第１のモードの時には上記二つの増幅器により送信信号の増幅を行い、上記第２のモードの時には一つの増幅器により送信信号の増幅を行い、
上記制御手段は、上記増幅手段が上記第１のモードに切り替えられている場合に、上記予想送信電力値が第１の閾値を越え且つ上記検波値が第２の閾値を下回ったと判定した時には、上記増幅手段の故障による回路異常が発生していることを上記ディスプレイに表示させ、上記増幅手段が上記第２のモードに切り替えられている場合に、上記予想送信電力値が第３の閾値を下回り且つ上記検波値が第４の閾値を越えたと判定した時には、回路基板のショートによる回路異常が発生していることを上記ディスプレイに表示させることを特徴とする請求項２記載の通信端末。
上記第１の閾値は予想送信電力値に対する上限閾値であり、上記第２の閾値は検波値に対する下限閾値であり、上記第３の閾値は予想送信電力に対する下限閾値であり、上記第４の閾値は検波値に対する上限閾値であることを特徴とする請求項２記載の通信端末。
各部に電源を供給する電源手段を有し、
上記制御手段は、上記信号の送信を停止した後、上記電源手段を制御して各部への電源供給を停止させることを特徴とする請求項１記載の通信端末。
上記制御手段は、上記増幅手段が上記第１のモードに切り替えられている場合に、上記予想送信電力値が第１の閾値を越え且つ上記検波値が第２の閾値を下回ったと判定した状態が一定時間毎に所定回数連続したときに上記信号の送信を停止し、上記増幅手段が上記第２のモードに切り替えられている場合に、上記予想送信電力値が第３の閾値を下回り且つ上記検波値が第４の閾値を越えたと判定した状態が一定時間毎に所定回数連続したときに上記信号の送信を停止することを特徴とする請求項１記載の通信端末。
第１の閾値乃至第４の閾値を予め保持したメモリを備えていることを特徴とする請求項１記載の通信端末。