DE602004001684T2

DE602004001684T2 - Verfahren und system zur leistungsersparnis in einem sender und sender

Info

Publication number: DE602004001684T2
Application number: DE602004001684T
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Grillo; W. Pepijn VAN DE VEN; G. Pieter BLANKEN; M. Dominicus LEENAERTS; A. Franciscus SCHOOFS
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: NXP BV
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2024-03-23
Also published as: US7483681B2; CN1765063B; US20060246857A1; KR20050119144A; US7392023B2; EP1611697B1; ATE334514T1; US20080139129A1; WO2004086651A1; EP1611697A1; CN1765063A; JP2006524456A; DE602004001684D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Sender, ein Sendeverfahren und ein System, welches einen mobilen Sender und eine Basisstation umfasst.
Ein derartiger Sender kann ein mobiler, drahtloser Sender sein, wie in WO 98/49771 offenbart. Dieser Stand der Technik offenbart ein Verfahren zum Ausdehnen der Batteriedauer für mobile, drahtlose Anwendungen.
Ein Ausdehnen der Batteriedauer ist eine Schlüsselangelegenheit für Benutzer und Hersteller von Mobilfunktelefonen und anderen tragbaren Sendeempfängern. Die Ausgangsleistung des Sendeempfängers wird von der Stärke eines empfangenen Signals abhängig gemacht. Falls möglich, wird eine geringere als eine maximale Ausgangsleistung erzeugt, um den Stromverbrauch zu vermindern und die Batteriedauer auszudehnen. Eine Betriebsspannung, welche an einen Leistungsverstärker des Senders in dem mobilen, drahtlosen Sendeempfänger angelegt wird, wird dynamisch gesteuert, um so eine hohe Effizienz des Senders bei allen Ausgangsleistungspegeln zu erhalten. Bei einer Ausführungsform wird ein sehr effizienter Umschaltregler von einer Steuerungsschaltung gesteuert, um die Betriebsspannung für den Leistungsverstärker in dem Sender einzustellen. Die Steuerungsschaltung weist als ihren Eingang ein beliebiges verschiedener Signale auf, welche die tatsächliche Ausgangsleistung des Senders, die erwünschte Ausgangsleistung oder den Ausgangsspannungshub des Senders wiedergeben.
Die Betriebsspannung oder die Stromversorgungsspannung wird gemäß der erforderlichen, durchschnittlichen Ausgangsleistung variiert. Gewöhnlich ist die Zeit zum Variieren der Betriebsspannung begrenzt. Eine hohe Schaltfrequenz der Stromversorgung ist erforderlich, um die Schaltspannung des Reglers oder die Stromversorgungsspannung innerhalb einer kurzen Zeitdauer zu verändern und auszuregeln. Diese hohe Schaltfrequenz vermindert die Effizienz der Stromversorgung und erhöht die Komplexität des Entwurfs. GB 2286315 beschreibt einen Sendeverstärker, welcher einen Schalter umfasst, welcher eine Auswahl von zwei Werten der Gatter-Steuerungsspannung gestattet. Die Ausgangsleistung des Verstärkers wird gemäß Leistungspegelbefehlen von der Basisstation gesteuert.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen Sender mit Leistungsersparnis bereitzustellen, bei welchem die an die Stromversorgung gestellten Anforderungen weniger streng sind.
Ein erster Gesichtspunkt der Erfindung stellt einen Sender nach Anspruch 1 bereit. Ein zweiter Gesichtspunkt der Erfindung stellt ein Sendeverfahren nach Anspruch 8 bereit. Ein dritter Gesichtspunkt stellt ein System bereit, welches einen mobilen Sender und eine Basisstation nach Anspruch 10 umfasst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Der Sender gemäß der Erfindung umfasst einen Leistungsverstärker, welcher ein Übertragungssignal mit einer vorbestimmten Ausgangsleistung liefert. Der Leistungsverstärker weist einen Verstärker-Stromversorgungseingang auf, um eine Stromversorgungsspannung zu empfangen.
Beispielsweise wird bei Mobil- und Drahtlos-Kommunikationsschemata nach dem Stand der Technik die durchschnittliche Ausgangsleistung des Leistungsverstärkers durch das Netz eingestellt. Als eine Konsequenz muss der Leistungsverstärker nicht kontinuierlich bei maximaler Ausgangsleistung arbeiten. Beispielsweise ist bei (W)-CDMA (Code Division Multiplex Access)-Systemen gewöhnlich eine 10 dB niedrigere Ausgangsleistung erforderlich. Die Ausgangsleistung wird variiert, um mit den Kommunikationsanforderungen fertig zu werden. Beispielsweise wird bei (W)-CDMA-Systemen die Ausgangsleistung variiert, um die Zellkapazität zu maximieren. Die Basisstation misst die empfangene Leistung von dem Handapparat und sendet Befehle an den Handapparat, um die Ausgangsleistung auf einen erwünschten Wert einzustellen. Dies wird Leistungsregelkreis genannt, wobei ein Beispiel für UMTS in ETSI 2001, UMTS TETRA standard, Kapitel TS125.101, Seiten 11 bis 13, und in ETSI 2001, UMTS TETRA standard, Kapitel TS 125.214, Seiten 10 bis 20, beschrieben wird. Bei einem UMTS-kompatibeln Handapparat muss sich die Stromversorgungsspannung innerhalb 50 Mikrosekunden verändern und ausregeln. Es ist auch möglich, andere Auslöser zu verwenden, um die Ausgangsleistung zu verändern und die Stromversorgungsspannung dementsprechend anzupassen.
Die Stromversorgung weist Stromversorgungsausgänge auf, um eine erste Stromversorgungsspannung und eine zweite Stromversorgungsspannung zu liefern. Ein Schaltkreis ist zwischen den Stromversorgungsausgängen und dem Verstärker-Stromversorgungseingang eingerichtet. Eine Steuerung weist einen Eingang zum Empfangen eines Leistungsänderungsbefehls auf. Die Steuerung steuert den Schaltkreis, um die erste Stromversorgungsspannung an den Verstärker-Stromversorgungseingang zu liefern, und steuert die Stromversorgung, um einen Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung gemäß dem Leistungsänderungsbefehl zu variieren. Der Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung ist niedriger als ein Pegel der ersten Stromversorgungsspannung, falls der Leistungsänderungsbefehl angibt, dass sich die Ausgangsleistung vermindern muss. Der Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung ist höher als ein Pegel der ersten Stromversorgungsspannung, falls der Leistungsänderungsbefehl angibt, dass sich die Ausgangsleistung erhöhen muss.
Wenn der Leistungsverstärker den veränderten Ausgangsleistungspegel liefern muss, wurde die zweite Stromversorgung auf den geeigneten Wert verändert, und die Steuerung steuert den Schaltkreis, um die zweite Stromversorgungsspannung an den Verstärker-Stromversorgungseingang zu liefern. Wenn ein nächster Befehl empfangen wird, um die Ausgangsleistung anzupassen, wird zuerst die erste Stromversorgungsspannung auf den geeigneten Wert variiert und dann ausgewählt.
Folglich ist es aufgrund der Verfügbarkeit sowohl der ersten als auch der zweiten Stromversorgungsspannung möglich, den Pegel der Stromversorgungsspannung, welche von dem Leistungsverstärker nicht verwendet wird, anzupassen, bevor diese Stromversorgungsspannung tatsächlich an den Leistungsverstärker geliefert wird. Folglich kann die Zeitdauer, während welcher die Stromversorgung den Pegel der Stromversorgungsspannung variieren muss, länger sein als beim Stand der Technik. Beim Stand der Technik ist nur eine einzelne Stromversorgungsspannung vorhanden, für welche der Pegel innerhalb des kurzen Zeitrahmens verändert werden muss. Dies trifft besonders zu, wenn sich die Ausgangsleistung von einem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt an vermindern muss. Es ist nicht gestattet, die Stromversorgungsspannung vor diesem bestimmten, zukünftigen Zeitpunkt zu vermindern. Von dem bestimmten, zukünftigen Zeitpunkt an ist nur eine kurze Zeitdauer verfügbar, um den Pegel der Stromversorgungsspannung zu vermindern. Bei dem Sender gemäß der Erfindung ist es möglich, die Stromversorgungsspannung, welche nicht verwendet wird, vor diesem bestimmten, zukünftigen Zeitpunkt zu vermindern, und während der kurzen verfügbaren Zeitdauer auf diesen korrekten Spannungspegel umzuschalten.
Bei einer Ausführungsform nach Anspruch 2 ist der Sender eine tragbare Vorrichtung, wie beispielsweise ein GSM-Telefon, welche weiterhin eine Empfangsschaltung umfasst, um Befehle von einer Basisstation zu empfangen. Die Basisstation erkennt die Leistung, welche von der tragbaren Vorrichtung empfangen wurde, und überträgt Codes, welche der tragbaren Vorrichtung angeben, bei welcher Ausgangsleistung die tragbare Vorrichtung übertragen soll. Bei günstigen Übertragungssituationen oder nahe der Basisstation genügt eine niedrigere Ausgangsleistung. Die Steuerung der Ausgangsleistung der tragbaren Vorrichtung durch die Basisstation weist den Vorteil auf, dass die Basisstation in der Lage ist, das vollständige System zu überwachen. Es ist sogar möglich, die Zellkapazität zu optimieren.
Bei einer Ausführungsform nach Anspruch 3 arbeitet der Sender in einem Übertragungssystem auf der Grundlage von Zeitschlitzen. Es wird erwartet, dass die Ausgangsleistung des Senders während Übergangsperioden verändert wird, welche das Ende und/oder den Beginn von zwei aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen abdecken. Die Basisstation überträgt Leistungsänderungsbefehle an den tragbaren Sender, welche angeben, welche vorbestimmte Ausgangsleistung während des nächsten Übertragungsschlitzes erforderlich ist. Die Steuerungsschaltung steuert die Stromversorgung, um die Stromversorgungsspannung, welche nicht an den Leistungsverstärker des Senders geliefert wird, vorzugsweise so bald ein Leistungsänderungsbefehl empfangen wird zu verändern. Gewöhnlich wird der Leistungsänderungsbefehl früh genug vor der Übergangsperiode empfangen, welche vor dem Ende des Zeitschlitzes beginnt. Nach dem Beginn der Übergangsperiode, folglich vor oder nach dem Ende des aktuellen Zeitschlitzes, wenn die bis jetzt nicht verwendete Stromversorgung den erforderlichen Pegel aufweist, um die erforderliche, vorbestimmte Ausgangsleistung anzupassen, steuert die Steuerungsschaltung den Schaltkreis, um auf diese bis jetzt nicht verwendete Stromversorgungsspannung umzuschalten, welche jetzt den korrekten Pegel aufweist. Diese Stromversorgungsspannung wird während des nächsten Zeitschlitzes verwendet. Falls erneut ein Leistungsänderungsbefehlempfangen wird, wird der Pegel der jetzt nicht verwendeten Stromversorgungsspannung verändert, und diese veränderte Stromversorgungsspannung wird nach dem Beginn der nächsten Übergangsperiode an den Leistungsverstärker geschaltet.
Folglich muss die Stromversorgung den Pegel einer der Stromversorgungsspannungen in einer Zeitdauer verändern, welche viel länger als die Übergangsperiode ist. Folglich wird die Stromversorgung weniger komplex und leichter zu entwerfen.
Bei einer Ausführungsform nach Anspruch 4 wird die nicht verwendete Stromversorgungsspannung so bald wie möglich nach Empfangen des Befehls verändert. Dies weist den Vorteil auf, dass, falls die Stromversorgungsspannung des Leistungsver stärkers während der zuerst auftretenden Übertragungszeitdauer umgeschaltet wird, die Zeit, welche zum Verändern der Stromversorgungsspannung verfügbar ist, so groß wie möglich wird. Falls dies sowohl für ein Vermindern als auch für ein Erhöhen der Ausgangsleistung vorgenommen wird, wird der Stromverbrauch des Leistungsverstärkers immer optimal ausgewählt, um die erforderliche Ausgangsleistung anzupassen.
Ersatzweise könnte es jedoch vorteilhaft sein, die Stromversorgungsspannung, welche an den Leistungsverstärker geliefert wird, für eine Anzahl Zeitschlitze konstant zu halten, falls angegeben wird, dass sich die Ausgangsleistung vermindern soll. Dies ist in Bezug auf die Effizienz nicht optimal, es kann jedoch annehmbar sein, falls es während eines geringfügigen Teils der betrachteten Zeitrahmen auftritt. Es sind nur zwei Stromversorgungsspannungen erforderlich. Ein Algorithmus, welcher eine Ausführungsform gemäß der Erfindung auf der Grundlage dieses Ansatzes definiert, wird in dem nun Nachfolgenden erklärt.
Die Stromversorgungsspannung, welche an den Leistungsverstärker geliefert wird, wird konstant gehalten, solange kein Leistungsänderungsbefehlempfangen wird.
Falls der Leistungsänderungsbefehl angibt, dass sich die Ausgangsleistung vermindern muss, wird geprüft, ob die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung niedriger als die ausgewählte Stromversorgungsspannung ist und ob die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung hoch genug ist, so dass der Leistungsverstärker in der Lage ist, die angeforderte Ausgangsleistung während des nächsten Zeitschlitzes zu liefern. Falls die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung diesen Anforderungen entspricht, wird sie ausgewählt. Falls die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung diesen Anforderungen nicht entspricht, wird die gegenwärtig ausgewählte Ausgangsspannung noch in dem nächsten Zeitschlitz verwendet. Jedoch wird die Stromversorgung zuminderst vorübergehend gesteuert, um dem Stromversorgungskondensator zu gestatten, dass er durch den Strom entladen wird, welcher von dem Leistungsverstärker verbraucht wird, bis der erforderliche, niedrigere Pegel erreicht ist.
Falls der Leistungsänderungsbefehl angibt, dass sich die Ausgangsleistung erhöhen muss, wird geprüft, ob die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung höher als die ausgewählte Stromversorgungsspannung ist und ob die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung hoch genug ist, so dass der Leistungsverstärker in der Lage ist, die angeforderte Ausgangsleistung während des nächsten Zeitschlitzes zu liefern. Falls die nicht ausgewählte Stromversorgung diesen Anforderungen entspricht, wird sie bei der nächsten Übergangsperiode ausgewählt. Falls die jetzt ausgewählte Stromversorgungsspannung einen Wert aufweist, welcher zu hoch ist, um in der Lage zu sein, die angeforderte Leistung zu liefern, kann der ausgewählten Stromversorgungsspannung erneut gestattet werden, sich zu vermindern, bis der erforderliche Minimalwert, welcher zu der Ausgangsleistung passt, optimal erreicht ist. Falls die nicht ausgewählte Stromversorgung diesen Anforderungen nicht entspricht, wird ihr Pegel sofort erhöht, wenn der Leistungsänderungsbefehlempfangen wird, und wird dann bei der nächsten Übergangsperiode ausgewählt, um als die Stromversorgungsspannung für den Leistungsverstärker verwendet zu werden.
Bei einer Ausführungsform nach Anspruch 5 liefert die Stromversorgung drei Stromversorgungsspannungen. Eine der Stromversorgungsspannungen wird an den Leistungsverstärker geliefert. Die Pegel der beiden anderen Stromversorgungsspannungen werden derartig gesteuert, dass eine einen höheren Pegel aufweist als der Pegel der Stromversorgungsspannung, welche an den Leistungsverstärker geliefert wird, während die andere einen niedrigeren Pegel aufweist als der Pegel der Stromversorgungsspannung, welche an den Leistungsverstärker geliefert wird. Zu dem erforderlichen Zeitpunkt wählt der Schaltkreis die Stromversorgungsspannung mit dem höheren Pegel aus, falls sich die Ausgangsleistung erhöhen muss, oder der Schaltkreis wählt die niedrigere Stromversorgungsspannung aus, falls sich die Ausgangsleistung vermindern muss. Folglich ist es möglich, sofort zu dem erforderlichen Zeitpunkt auf den erforderlichen Pegel der Stromversorgungsspannung umzuschalten. Der erforderliche Zeitpunkt ist gewöhnlich der Beginn einer nächsten Übergangsperiode. Dies weist den Vorteil auf, dass es nicht erforderlich ist, den Pegel der Stromversorgungsspannung innerhalb einer kurzen Zeitspanne zu verändern, welche von dem Zeitpunkt, an welchem es bekannt ist, dass die Ausgangsleistung verändert werden soll, und dem Beginn der nächsten Übergangsperiode andauert.
Nach Auswählen einer der Stromversorgungsspannungen, welche in dem vorhergehenden Zeitschlitz nicht verwendet wurden, wird der Pegel einer der anderen, nicht ausgewählten Stromversorgungsspannungen angepasst, oder die Pegel beider anderen, nicht ausgewählten Stromversorgungsspannungen werden derartig angepasst, dass eine dieser Stromversorgungsspannungen erneut einen Pegel über dem Pegel der ausgewählten Stromversorgungsspannung und die andere einen Pegel aufweist, welcher unter dem Pegel der ausgewählten Stromversorgungsspannung liegt. Folglich weist eine der nicht ausgewählten Stromversorgungsspannungen einen niedrigeren Pegel auf oder wird dazu ge bracht, ihn aufzuweisen, und weist eine einen höheren Pegel als die ausgewählte Stromversorgungsspannung auf oder wird dazu gebracht, ihn aufzuweisen. Folglich ist es möglich, unmittelbar auf die korrekte Stromversorgungsspannung umzuschalten. Falls der Maximal- oder Minimalwert der möglichen Stromversorgungsspannungen erreicht ist, ist es natürlich nicht möglich, eine der nicht ausgewählten Stromversorgungsspannungen mit einem Pegel zu liefern, welcher niedriger als der Minimalwert oder höher als der Maximalwert ist, außer es wird eine spezielle Leistungswandlertopologie bereitgestellt.
Bei einer Ausführungsform nach Anspruch 6 arbeitet der Sender in einem Übertragungssystem auf der Grundlage von Zeitschlitzen. Die Steuerung steuert in einem Zeitschlitz, in welchem die Ausgangsleistung verändert werden muss, den Pegel der einen von den nicht ausgewählten Stromversorgungsspannungen, welche den größten Unterschied zu dem Pegel der ausgewählten Stromversorgungsspannung aufweist. Dies weist den Vorteil auf, dass zu einem Zeitpunkt nur eine einzelne Stromversorgungsspannung variiert werden muss.
Bei einer Ausführungsform nach Anspruch 7 arbeitet der Sender wieder in einem Übertragungssystem auf der Grundlage von Zeitschlitzen. Die Steuerung steuert in einem Zeitschlitz, in welchem die Ausgangsleistung verändert werden muss, den Pegel beider nicht ausgewählter Stromversorgungsspannungen. Der Pegel der nicht ausgewählten Stromversorgungsspannung, welche dem Pegel der ausgewählten Stromversorgungsspannung am nächsten ist, überschreitet den Pegel der ausgewählten Stromversorgungsspannung. Falls folglich die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung, welche den am nächsten liegenden Pegel aufweist, einen Pegel unter dem Pegel der ausgewählten Stromversorgungsspannung aufweist, wird der Pegel dieser nicht ausgewählten Stromversorgung größer als der Pegel der ausgewählten Ausgangsspannung gemacht. Der Pegel der anderen nicht ausgewählten Ausgangsspannung muss erhöht werden, um den gleichen Differenzwert zu dem ausgewählten Ausgangsspannungspegel aufzuweisen wie in dem früheren Zeitschlitz. Obwohl jetzt zwei Pegel variieren müssen, wird der maximale Variationsbetrag der Ausgangsspannungspegel kleiner.
Diese und andere Gesichtspunkte der Erfindung werden aus den hier nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen offenkundig und unter Bezugnahme auf sie erklärt.
In den Zeichnungen zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines Senders mit Leistungsersparnis,
2 eine tragbare Vorrichtung und eine Basisstation,
3 ein Beispiel einer Veränderung der Ausgangsleistung des Senders,
4 eine Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei eine einzelne Stromversorgungsspannung variiert wird,
5 eine Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei zwei Stromversorgungsspannungen variiert werden,
6 eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei zwei Stromversorgungsspannungen variiert werden,
7 eine Variation der Spannungen bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung, und
8 eine Variation der Spannungen bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung.
Die gleichen Bezugszeichen in unterschiedlichen Figuren bezeichnen die gleichen Signale oder die gleichen Elemente, welche die gleiche Funktion durchführen.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Senders mit Leistungsersparnis. Der Leistungsverstärker PA empfängt ein Eingangssignal Vi und eine Stromversorgungsspannung PV an einem Stromversorgungseingang PI und liefert ein Übertragungssignal Vo. Die Stromversorgung PS weist Stromversorgungsausgänge PSO1, PSO2, PSO3 auf, um Stromversorgungsspannungen PV1, PV2 bzw. PV3 an den Schaltkreis SC zu liefern. Der Schaltkreis SC weist einen Schalter S auf, welcher zwischen den Stromversorgungsspannungen PV1, PV2, PV3 an den Knoten a, b bzw. c auswählt.
Die Steuerung CO empfängt einen Leistungsänderungsbefehl PC, um die Position des Schalters S und die Pegel der Stromversorgungsspannungen PV1, PV2, PV3 zu steuern. Der Leistungsänderungsbefehl PC kann von einer Empfangsschaltung RC geliefert werden, welche ein Leistungssteuerungssignal PCB von der Basisstation empfängt.
Die Stromversorgungsspannung, welche von dem Schalter S ausgewählt wird, wird über eine Spule L an den Stromversorgungseingang PI geliefert. Ein Kondensator C ist zwischen dem Stromversorgungseingang PI und Masse angeordnet. Der optionale Filter, welcher die Spule L und den Kondensator C umfasst, weist zwei Funktionen auf. Erstens wird die Welligkeit der Stromversorgungsspannungen PVI, PV2, PV3 gefiltert, und zweitens liefert er während eines Zeitintervalls, in welchem der Schalter S mit keinem der Knoten a, b, c verbunden ist, Energie an den Leistungsverstärker.
Im Allgemeinen arbeitet der Sender wie indem nun Folgenden erklärt wird. Bei einer bestimmten Ausgangsleistung des Senders weist die Stromversorgungsspannung PV durch Auswählen der am besten geeigneten der Stromversorgungsspannungen PV1, PV2, PV3 mit dem Schalter S den optimalen Wert auf. Falls die Ausgangsleistung des Senders angepasst werden muss, wird der Schalter gesteuert, um eine andere der Stromversorgungsspannungen PV1, PV2, PV3 auszuwählen, welche am besten zu der neuen Ausgangsleistung passt. Nun können die Pegel der Stromversorgungsspannungen (oder der Spannung, falls nur zwei statt der drei Stromversorgungsspannungen PV1, PV2, PV3 verwendet werden), welche nicht ausgewählt wurden, derartig verändert werden, dass, wenn ein nächstes Mal die Ausgangsleistung des Senders angepasst werden muss, die geeignete Stromversorgungsspannung oder geeigneten Spannungen PV1, PV2, PV3 verfügbar sind. Dies wird hinsichtlich der 4 bis 6 ausführlicher erklärt. Es ist natürlich möglich, mehr als drei Stromversorgungsspannungen zu verwenden.
2 zeigt eine tragbare Vorrichtung und eine Basisstation. Der Sender ist eine tragbare Vorrichtung HH, beispielsweise ein GSM-Telefon, welches mit der Basisstation BS kommuniziert. Der Leistungsverstärker PA der tragbaren Vorrichtung HH erzeugt das Übertragungssignal Vo mit einer Ausgangsleistung Pa.
3 zeigt ein Beispiel einer Veränderung der Ausgangsleistung Po des Senders. In dem Leistungsregelkreis empfängt die Basisstation BS das Übertragungssignal Vo von der tragbaren Vorrichtung HH und misst die empfangene Leistung dieses Signals. Falls erforderlich, sendet die Basisstation BS das Leistungssteuerungssignal PCB an die tragbare Vorrichtung HH, um die Ausgangsleistung Po der tragbaren Vorrichtung HH auf einen geeigneten Pegel einzustellen. 3 zeigt ein Beispiel des Zeitverhaltens des Leistungsregelkreises für einen UMTS-Handapparat HH.
Bei modernen Kommunikationssystemen, wie beispielsweise dem UMTS-System, werden Zeitschlitze verwendet. Falls drei aufeinanderfolgende Zeitschlitze n-1, n, n+1 betrachtet werden, weist während jedem der Zeitschlitze n-1, n, n+1 die Ausgangsleistung Pox, Poy des Übertragungssignals einen Festwert auf. Jeder Zeitschlitz n-1, n, n+1 dauert eine Zeitschlitzdauer Tsl. Eine Übergangsperiode Tsw ist an dem Ende und/oder an dem Beginn der aufeinanderfolgenden Zeitschlitze n-1, n, n+1 verfügbar, um den Pegel der Ausgangsleistung Pox, Poy zu verändern. In 3 überlappt die Übergangsperiode Tsw das Ende und den Beginn von zwei aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen. Bei anderen Normen kann die Übergangsperiode Tsw unterschiedlich angeordnet sein, beispielsweise kann die Übergangsperiode Tsw vollständig an dem Ende eines Zeitschlitzes n-1, n, n+1 oder vollständig an dem Beginn eines Zeitschlitzes n-1, n, n+1 angeordnet sein. Der Zeitschlitz n-1 dauert bis zum Zeitpunkt t2, der Zeitschlitz n dauert von Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t5, der Zeitschlitz n+1 beginnt zum Zeitpunkt t5. Die Übergangsperiode Tsw an dem Ende des Zeitschlitzes n-1 und an dem Beginn des Zeitschlitzes n dauert von dem Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t3, die Übergangsperiode Tsw an dem Ende des Zeitschlitzes n und an dem Beginn des Zeitschlitzes n+1 dauert vom Zeitpunkt t4 bis zum Zeitpunkt t6.
Vor Zeitpunkt t1 liefert der Handapparat ein Übertragungssignal Vo mit einer Ausgangsleistung Pox. Zum Zeitpunkt t1 beginnt die Übergangsperiode Tsw. Während der Übergangsperiode Tsw, welche vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t3 dauert, muss sich die Ausgangsleistung von Pox zu Poy verändern. Folglich ist die Ausgangsleistung während des nächsten Zeitschlitzes n, vom Zeitpunkt t3 an, Poy. Vor dem Ende des Zeitschlitzes n, zum Zeitpunkt t4, beginnt erneut eine Übergangsperiode Tsw. Die Ausgangsleistung verändert sich derartig von Poy zu Pox, dass die Ausgangsleistung zum Zeitpunkt t6 innerhalb des Zeitschlitzes n+1 erneut Pox ist.
4 zeigt eine Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei eine einzelne Stromversorgungsspannung variiert wird. Hinsichtlich 1 liefert die Stromversorgung PS nur zwei Stromversorgungsspannungen PV1 und PV2. Eine der Stromversorgungsspannungen PV1, PV2 wird von dem Schalter S ausgewählt, um an den Leistungsverstärker PA geliefert zu werden, während die andere, nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung frei variiert werden kann, um einen geeigneten Pegel zu erhalten.
Vor Zeitpunkt ts während eines vorliegenden Zeitschlitzes n wird die Stromversorgungsspannung PV1 von dem Schalter S ausgewählt, so dass sie die Stromversorgungsspannung PV des Leistungsverstärkers PA ist. Der vorliegende Zeitschlitz n dauert bis zum Zeitpunkt tn. Zum Zeitpunkt ti wird deutlich, dass die Ausgangsleistung Po des Leistungsverstärkers PA erhöht werden muss. Beispielsweise kann die Basisstation BS das Leistungssteuerungssignal PCB senden, oder der Sender erkennt die Signalstärke des Signals, welches von der Basisstation BS empfangen wird, und passt die Ausgangsleistung Po des Leistungsverstärkers PA dementsprechend an. Die Stromversorgungsspannung PV1 weist einen Pegel auf, welcher während des vorliegenden Zeitschlitzes n vorzugsweise optimal zu der Ausgangsleistung Po des Leistungsverstärkers PA passt. Da die Ausgangs leistung Po des Leistungsverstärkers PA während des nächsten Zeitschlitzes n+1 höher sein muss, soll der Pegel der Stromversorgungsspannung PV des Leistungsverstärkers PA während des nächsten Zeitschlitzes n+1 höher sein.
Zum Zeitpunkt ti, wenn deutlich wird, dass sich die Ausgangsleistung Po des Leistungsverstärkers PA erhöhen muss, steuert die Steuerung CO die Stromversorgung PS, um den Pegel der Stromversorgungsspannung PV2 zu erhöhen, welche von dem Schalter S nicht ausgewählt wurde, um an den Leistungsverstärker PA geliefert zu werden. Zum Zeitpunkt ts beginnt eine Übergangsperiode Tsw, während welcher die Leistung des Senders erhöht werden muss. Während dieser Übergangsperiode Tsw steuert die Steuerungsschaltung CO den Schalter S, um die Spannung PV2 an den Leistungsverstärker PA zu liefern. Zum Zeitpunkt ts soll diese Spannung PV2 im Wesentlichen den erforderlichen, höheren Pegel aufweisen, um zu ermöglichen, dass der Leistungsverstärker PA die erforderliche höhere Ausgangsleistung Po produziert.
Falls ersatzweise zum Zeitpunkt ti deutlich wird, dass sich die Ausgangsleistung Po des Leistungsverstärkers PA vermindern muss, steuert die Steuerung CO die Stromversorgung PS, um den Pegel der nicht ausgewählten Stromversorgungsspannung PV2 zu vermindern. Der Pegel der Stromversorgungsspannung PV2 soll zum Zeitpunkt ts den erforderlichen, niedrigeren Wert aufweisen.
Folglich ist die Zeit, welche für die Stromversorgung PS verfügbar ist, um den Pegel der nicht ausgewählten Stromversorgungsspannung PV2 zu verändern, die Zeitdauer vom Zeitpunkt ti bis zum Zeitpunkt ts. Nach dem Stand der Technik, bei welchem nur eine einzelne Stromversorgungsspannung verfügbar ist, soll diese einzelne Stromversorgungsspannung zum Zeitpunkt te stabil sein, und folglich ist der Stromversorgung PS die relativ kurze Zeitdauer vom Zeitpunkt ts bis te verfügbar, um den Pegel der einzelnen Stromversorgungsspannung zu verändern und auszuregeln. Diese relativ kurze, verfügbare Zeitdauer erschwert den Entwurf der Stromversorgung PS. Bei der Stromversorgung PS gemäß der Erfindung kann die Stromversorgung beispielsweise eine niedrigere Schaltfrequenz und eine kleinere Bandbreite des Stromversorgungsregelkreises aufweisen. Folglich kann die Ausgangsspannung leichter als beim Stand der Technik gefiltert werden.
Ein weiterer Nachteil des Stands der Technik ist, dass die Stromversorgung PS die Stromversorgungsspannung variieren muss, während sie Energie an den Leistungsverstärker PA liefert. Bei dem Sender gemäß der Erfindung wird die Stromversorgungsspannung PV2, welche variiert wird, nicht von dem Leistungsverstärker verwendet.
Folglich kann der Entwurf der Stromversorgung PS weiter vereinfacht werden, weil die Spezifikation der Variation der Stromversorgungsspannung PV2 weniger streng ist. Beispielsweise ist ein Überschwingen auf dem Pegel der Stromversorgungsspannung PV2 gestattet.
Nur kann diese Ausführungsform gemäß der Erfindung beispielsweise auf einen UMTS-Handapparat HH angewandt werden. Bei dem UMTS-System dauert die Übergangsperiode Tsw 50 Mikrosekunden, und die Zeitdauer vom Zeitpunkt ti bis zum Zeitpunkt ts dauert 108 Mikrosekunden. Folglich sind bei dieser Ausführungsform gemäß der Erfindung 158 Mikrosekunden verfügbar, um die Stromversorgungsspannung PV2 auf den höheren (oder niedrigeren) Pegel zu verändern, was 108 Mikrosekunden mehr als beim Stand der Technik ist.
5 zeigt eine Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei zwei Stromversorgungsspannungen variiert werden,
Bei dieser Ausführungsform liefert die Stromversorgung PS drei Stromversorgungsspannungen PV1, PV2 und PV3. Es werden drei aufeinanderfolgende Zeitschlitze n-1, n und n+1 gezeigt. Nun treten die Übergangsperioden Tsw beispielhaft an dem Ende der Zeitschlitze n-1, n und n+1 auf. Während des Zeitschlitzes n-1 steuert die Steuerung CO den Schalter S, um die Stromversorgungsspannung PV1 an den Leistungsverstärker PA als die Stromversorgungsspannung PV zu liefern. Die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung PV2 weist einen vorbestimmten, höheren Pegel als die ausgewählte Stromversorgungsspannung PV1 auf. Die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung PV3 weist einen vorbestimmten, niedrigeren Pegel als die ausgewählte Stromversorgungsspannung PV1 auf.
Die Ausgangsleistung des Leistungsverstärkers PA weist während des Zeitschlitzes n einen höheren Pegel als während des Zeitschlitzes n-1 auf. Während der Übergangsperiode Tsw, vorzugsweise jedoch zum Zeitpunkt t10, steuert die Steuerung CO den Schalter S, um die Stromversorgungsspannung PV2 als die Stromversorgungsspannung PV des Leistungsverstärkers PA auszuwählen. Während des Zeitschlitzes n, außerhalb der Übergangsperiode Tsw, wird die jetzt nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung PV1 konstant gehalten, und die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung PV3 wird auf den vorbestimmten höheren Pegel als die jetzt ausgewählte Stromversorgungsspannung PV2 variiert. Vor dem Ende des Zeitschlitzes n, wenn die nächste Übergangsperiode Tsw zum Zeitpunkt t20 beginnt, sind erneut eine höhere und eine niedrigere Stromversorgungs spannung PV3, PV1 verfügbar. Falls sich die Ausgangsleistung des Senders erneut erhöhen muss, wird während der Übergangsperiode Tsw, vorzugsweise zum Zeitpunkt t20, die veränderte Stromversorgungsspannung PV3 ausgewählt. Während des Zeitschlitzes n+1, außerhalb der Übergangsperiode Tsw, wird die Stromversorgungsspannung PV2 konstant gehalten, während die Stromversorgungsspannung PV1 verändert wird, um den vorbestimmten, höheren Pegel als die jetzt ausgewählte Stromversorgungsspannung PV1 zu bekommen. Vor dem Ende des Zeitschlitzes n+1 ist erneut eine höhere und eine niedrigere Stromversorgungsspannung PV3, PV1 zum Auswählen verfügbar.
Bei den meisten Drahtlos- und Kommunikationsnormen muss der Leistungsverstärker PA u.U. seine Ausgangsleistung während der periodisch auftretenden Übergangsperioden Tsw verändern. Gewöhnlich geben diese Normen an, dass die durchschnittliche Ausgangsleistung Po, welche während zwei aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen n-1 und n geliefert wird, sich nur um einen vorbestimmten Betrag, beispielsweise +1 dB oder ±2 dB oder ±3 dB, verändern kann. Folglich werden jedes Mal, wenn sich der tatsächliche Wert der Ausgangsleistung Po des Leistungsverstärkers PA ändern muss, nur zwei Möglichkeiten ins Auge gefasst. Folglich muss die Stromversorgungsspannung PV des Leistungsverstärkers PA in einem nächsten Zeitschlitz n gleich sein oder sich um einen festen Betrag erhöhen oder vermindern. Falls zu allen Zeiten neben der ausgewählten Stromversorgungsspannung PV1, welche an den Leistungsverstärker PA geliefert wird, auch eine Stromversorgungsspannung PV2 mit dem erforderlichen, höheren Pegel und eine Stromversorgungsspannung PV3 mit dem erforderlichen, niedrigeren Pegel verfügbar sind, ist es möglich, die erforderliche Stromversorgungsspannung PV während der Übergangsperiode Tsw, welche dem nächsten Zeitschlitz n vorausgeht, auszuwählen. Wie in 5 angegeben, falls beispielsweise die Ausgangsleistung während des Zeitschlitzes n den vorbestimmten Betrag höher sein sollte, wird während des Zeitschlitzes n die Stromversorgung PV2 ausgewählt, um an den Leistungsverstärker PA geliefert zu werden. Während des Zeitschlitzes n werden die nicht ausgewählten Stromversorgungsspannungen PV1 und PV3, falls erforderlich, derartig angepasst, dass erneut eine Stromversorgungsspannung mit einem höheren und mit einem niedrigeren Wert als die ausgewählte Stromversorgungsspannung PV2 verfügbar ist. Sogar wenn der Zeitpunkt, an welchem es deutlich wird, dass eine andere Ausgangsleistung Po erforderlich ist, beim Beginn 120 der Übergangsperiode Tsw auftritt, ist es folglich möglich, auf die erforderliche Stromversorgungsspannung umzuschalten, ohne dass der Pegel der Stromversorgungsspannungen PV1, PV2, PV3 innerhalb der kurzen Übergangsperiode Tsw verändert werden muss.
Es ist möglich, mehr als drei Stromversorgungsspannungen PV1, PV2, PV3 zu verwenden, beispielsweise können fünf Stromversorgungsspannungen verwendet werden. Von den vier nicht ausgewählten Stromversorgungsspannungen weisen zwei unterschiedliche Pegel oberhalb des Pegels der ausgewählten Stromversorgungsspannung auf und weisen zwei unterschiedliche Pegel unterhalb des Pegels der ausgewählten Stromversorgungsspannung auf. Dies ist vorteilhaft, weil der Regelkreis in der Lage ist, unterschiedliche Leistungsänderungsschritte zu befehlen, wie beispielsweise Leistungsänderungen von +/-1 dB oder +/-2 dB. Da die im Wesentlichen optimalen Stromversorgungsspannungen für diese möglichen Ausgangsleistungen verfügbar sind, ist es möglich, innerhalb einer kurzen Zeitdauer auf die korrekte Stromversorgungsspannung umzuschalten. Falls sieben unterschiedliche Stromversorgungsspannungen erzeugt werden, ist es möglich, ein Umschalten auf eine dieser Stromversorgungsspannungen unmittelbar zu implementieren, welche zu der entsprechenden von sieben möglichen Ausgangsleistungen passt.
Folglich ist diese Ausführungsform gemäß der Erfindung nicht davon abhängig, wann genau der Befehl PCB, dass die Ausgangsleistung Po verändert werden muss, empfangen wird, solange dieser Befehl PCB vor dem Beginn der nächsten Übergangsperiode Tsw verfügbar ist, kann die am besten geeignete Stromversorgungsspannung PV1, PV2, PV3 für den nächsten Zeitschlitz n+1 durch Steuern des Schalters S zeitgerecht ausgewählt werden. Dies ist wichtig, weil es bei den meisten Telekommunikationssystemen die Basisstation BS ist, welche dem Teilnehmerendgerät (dem Sender oder der tragbaren Vorrichtung) HH befiehlt, seine Ausgangsleistung Po zu verändern. Dieser Befehl PCB wird an das Teilnehmerendgerät HH gesendet, welches es empfangen und decodieren muss, um den Befehl PC zum Steuern des Leistungszustands des Teilnehmerendgeräts HH zu erhalten. Das Teilnehmerendgerät HH kann eine unbekannte Verzögerung von dem Zeitpunkt an einführen, an welchem der Befehl PCB von der Basisstation BS übertragen wird, bis der Befehl PC decodiert wird. Bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung beeinflussen diese Verzögerungen die verfügbare Zeit zum Verändern des Pegels bzw. der Pegel der nicht ausgewählten Stromversorgungsspannung(en) nicht.
Spezielle Situationen treten auf, falls der Leistungsverstärker PA bei der minimalen oder maximalen verfügbaren Stromversorgungsspannung betrieben wird. Falls die Stromversorgungsspannung PV des Leistungsverstärkers seinen Minimalwert aufweist, weist die ausgewählte Stromversorgungsspannung den Minimalwert auf, und mindestens eine der nicht ausgewählten Stromversorgungsspannungen weist einen Wert auf, welcher um einen vorbestimmten Betrag höher als der Minimalwert ist. Der Pegel der anderen nicht ausgewählten Stromversorgungsspannung ist nicht wichtig, dieser Pegel kann der minimale Pegel oder der vorbestimmte, höhere Pegel oder sogar ein höherer Pegel sein. Auf die gleiche Weise können die Pegel hinsichtlich des maximalen Pegels ausgewählt werden.
6 zeigt eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei zwei Stromversorgungsspannungen variiert werden.
Bei dieser Ausführungsform liefert die Stromversorgung PS drei Stromversorgungsspannungen PV1, PV2 und PV3. Es werden drei aufeinanderfolgende Zeitschlitze n-1, n und n+1 gezeigt. Nun treten die Übergangsperioden Tsw beispielhaft an dem Beginn der Zeitschlitze n-1, n und n+1 auf. Während des Zeitschlitzes n-1 steuert die Steuerung CO den Schalter S, um die Stromversorgungsspannung PV1 an den Leistungsverstärker PA als die Stromversorgungsspannung PV zu liefern. Die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung PV2 weist einen vorbestimmten, höheren Pegel als die ausgewählte Stromversorgungsspannung PV1 auf. Die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung PV3 weist einen vorbestimmten niedrigeren Pegel als die ausgewählte Stromversorgungsspannung PV1 auf.
Die Ausgangsleistung Po des Leistungsverstärkers PA weist während des Zeitschlitzes n einen höheren Pegel als während des Zeitschlitzes n-1 auf. Während der Übergangsperiode Tsw, welche zum Zeitpunkt t10 beginnt, vorzugsweise im Wesentlichen zum Zeitpunkt t10, steuert die Steuerung CO den Schalter S, um die Stromversorgungsspannung PV2 als die Stromversorgungsspannung PV des Leistungsverstärkers PA auszuwählen. Während des Zeitschlitzes n wird die jetzt nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung PV1 variiert, um den vorbestimmten Pegel oberhalb des Pegels der ausgewählten Stromversorgungsspannung PV2 zu erhalten. Der Pegel der nicht ausgewählten Stromversorgungsspannung PV3 wird erhöht, um den vorbestimmten, niedrigeren Pegel als den Pegel der jetzt ausgewählten Stromversorgungsspannung PV2 zu erhalten. Vor dem oder an dem Ende des Zeitschlitzes n, zum Zeitpunkt t20, sind erneut eine höhere und eine niedrigere Stromversorgungsspannung PV1, PV3 als die ausgewählte Stromversorgungsspannung PV2 verfügbar. Falls sich die Ausgangsleistung Po des Senders erneut erhöhen muss, wird während der Übergangsperiode Tsw, welche zum Zeitpunkt t2 beginnt, vorzugsweise im Wesentlichen zum Zeitpunkt t20, die veränderte Stromversorgungsspannung PV1 ausgewählt. Während des Zeitschlitzes n+1, außerhalb der Übergangsperiode Tsw, wird die Stromversorgungsspannung PV1 konstant gehalten, während beide nicht ausgewählte Stromversorgungsspannungen PV2, PV3 variiert werden, um die vorbestimmten höheren und niedrigeren Pegel als den Pegel der jetzt ausgewählten Stromversorgungsspannung PV1 zu erhalten. Vor dem Ende des Zeitschlitzes n+1 sind erneut eine höhere und eine niedrigere Stromversorgungsspannung PV3, PV1 zum Auswählen verfügbar.
Die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung mit dem Pegel am nächsten zu der ausgewählten Stromversorgungsspannung wird verändert, um den Pegel der ausgewählten Stromversorgungsspannung zu überschreiten. Die Variation beider nicht ausgewählter Stromversorgungsspannungen weist den Vorteil auf, dass die maximale Variation geringer ist, als wenn nur eine der nicht ausgewählten Stromversorgungsspannungen variiert wird.
7 zeigt eine Variation der Spannungen bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung. Die erforderliche Stromversorgungsspannung PV des Leistungsverstärkers PA wird durch die Wellenform RPASV angegeben. Der optimale Pegel der Stromversorgungsspannung PV wird durch die Wellenform OPASV angegeben. Der Pegel der ersten Stromversorgungsspannung PV1 wird durch die Wellenform LPV1 angegeben. Der Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung PV2 wird durch die Wellenform LPV2 angegeben. Der tatsächliche Pegel der Stromversorgungsspannung PV des Leistungsverstärkers PA wird durch die Wellenform LPASV angegeben.
Falls der Leistungsänderungsbefehl PCB angibt, dass sich die Ausgangsleistung Po erhöhen muss, wird geprüft, ob die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung hoch genug ist, so dass der Leistungsverstärker PA in der Lage ist, die angeforderte Ausgangsleistung Po während des nächsten Zeitschlitzes zu liefern. Falls die nicht ausgewählte Stromversorgung diesen Anforderungen entspricht, wird sie bei der nächsten Übergangsperiode Tsw ausgewählt. Falls die nicht ausgewählte Stromversorgung diesen Anforderungen nicht entspricht, wird ihr Pegel sofort erhöht, wenn der Leistungsänderungsbefehl PCB empfangen wird, und wird dann bei der nächsten Übergangsperiode Tsw ausgewählt, um als die Stromversorgungsspannung PV für den Leistungsverstärker PA verwendet zu werden.
Nachdem der Befehl PCB angibt, dass sich die Ausgangsleistung Po vermindern muss, wird geprüft, ob die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung den korrekten Pegel aufweist, um den Leistungsverstärker PA in dem nächsten Zeitschlitz zu versorgen, wobei ihr gestattet wird, die angeforderte Ausgangsleistung Po während des nächsten Zeitschlitzes zu liefern. Dieser korrekte Pegel ist niedriger als der Pegel der gegenwärtig ausgewählten Stromversorgungsspannung. Falls die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung diesen Anforderungen entspricht, wird sie bei der nächsten Übergangsperiode Tsw ausgewählt. Falls die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung diesen Anforderungen nicht entspricht, wird ihr Pegel sofort vermindert, wenn der Leistungsänderungsbefehl PCB empfangen wird, und wird dann bei der nächsten Übergangsperiode Tsw ausgewählt, um als die Stromversorgungsspannung PV für den Leistungsverstärker PA verwendet zu werden.
8 zeigt eine Variation der Spannungen bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung. Die erforderliche Stromversorgungsspannung PV des Leistungsverstärkers PA wird durch die Wellenform RPASV angegeben. Der optimale Pegel der Stromversorgungsspannung PV wird durch die Wellenform OPASV angegeben. Der Pegel der ersten Stromversorgungsspannung PV1 wird durch die Wellenform LPV1 angegeben. Der Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung PV2 wird durch die Wellenform LPV2 angegeben. Der tatsächliche Pegel der Stromversorgungsspannung PV des Leistungsverstärkers PA wird durch die Wellenform LPASV angegeben.
Falls der Leistungsänderungsbefehl PCB angibt, dass sich die Ausgangsleistung Po erhöhen muss, wird geprüft, ob die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung hoch genug ist, so dass der Leistungsverstärker PA in der Lage ist, die angeforderte Ausgangsleistung Po während des nächsten Zeitschlitzes zu liefern. Falls die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung diesen Anforderungen entspricht, wird sie bei der nächsten Übergangsperiode Tsw ausgewählt. Falls die nicht ausgewählte Stromversorgung diesen Anforderungen nicht entspricht, wird ihr Pegel sofort erhöht, wenn der Leistungsänderungsbefehl PCB empfangen wird, und wird dann bei der nächsten Übergangsperiode Tsw ausgewählt, um als die Stromversorgungsspannung PV für den Leistungsverstärker PA verwendet zu werden.
Nachdem der Befehl PCB angibt, dass sich die Leistung vermindern muss, wird der ausgewählten Stromversorgungsspannung gestattet, sich durch Entladen des Glättungskondensators zu vermindern, wenn der Ausgangsleistung Po gestattet wird, sich zu vermindern. Die nicht ausgewählte Stromversorgungsspannung kann ihren hohen Pegel beibehalten. Falls der Befehl PCB angibt, dass sich die Leistung erhöhen soll, wird diese Stromversorgungsspannung mit hohem Pegel ausgewählt. Falls der Pegel zu hoch ist, wird der Pegel dieser Stromversorgungsspannung durch Entladen des Glättungskondensators vermindert, bis der optimale Pegel erreicht ist. Das Entladen des Glättungskondensators kann erreicht werden, indem die Stromversorgung vorübergehend ausgeschaltet wird oder indem die Stromversorgung derartig geregelt wird, dass sie weniger Leistung als erforderlich liefert.
Es sollte angemerkt werden, dass die oben stehend beschriebenen Ausführungsformen die Erfindung illustrieren, statt sie einzuschränken, und dass Durchschnittsfachleute in der Lage sind, viele alternative Ausführungsformen zu entwerfen, ohne den Schutzumfang der angefügten Ansprüche zu verlassen.
Das adaptive Vorspannen des Leistungsverstärkers PA, derartig dass die Stromversorgungsspannung PV angepasst wird, sich der durchschnittlichen Ausgangsleistung anzupassen, welche im voraus bekannt ist, kann beispielsweise bei GSM-, UMTS-, CDMA-, IS95-, CDMA2000- und W-CDMA-Mobilkommunikationssystemen und bei allen anderen drahtlosen Systemen verwendet werden, bei welchen eine Variation der Ausgangsleistung erforderlich ist.
In den Ansprüchen ist kein Bezugszeichen, welches zwischen Klammern angeordnet ist, vorgesehen, den Anspruch einzuschränken. Die Verwendung des Verbs „umfassen" und seiner Konjugationen schließt die Gegenwart von anderen Elementen oder Schritten als denjenigen, welche in einem Anspruch spezifiziert werden, nicht aus. Der Artikel „ein" oder „eine" vor einem Element schließt die Gegenwart mehrerer derartiger Elemente nicht aus. Die Erfindung kann mittels Hardware, welche einige distinkte Elemente umfasst, und mittels eines geeignet programmierten Computers implementiert werden. In dem Geräteanspruch, welcher einige Mittel aufzählt, können einige dieser Mittel durch einen und den gleichen Hardware-Gegenstand ausgeführt werden. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in sich voneinander unterscheidenden, abhängigen Ansprüchen aufgeführt werden, zeigt nicht an, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht vorteilhaft verwendet werden kann.

Claims

Sender, umfassend: einen Leistungsverstärker (PA) mit einem Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) und einem Ausgang (PAO) zum Liefern eines Übertragungssignals (Vo) mit einer Ausgangsleistung (Po), eine Stromversorgung (PS) mit Stromversorgungsausgängen (PSO1, PSO2) zum Liefern einer ersten Stromversorgungsspannung (PV1) und einer zweiten Stromversorgungsspannung (PV2), einen Schaltkreis (SC), welcher zwischen den Stromversorgungsausgängen (PSO1, PSO2) und dem Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) angeordnet ist, und eine Steuerung (CO) mit einem Eingang zum Empfangen eines Leistungsänderungsbefehls (PC), der Sender dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung konfiguriert ist, Folgendes zu steuern: (i) erstens den Schaltkreis (SC), um die erste Stromversorgungsspannung (PV1) an den Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) zu liefern, und die Stromversorgung (PS), um einen Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung (PV2) zu variieren, wobei der Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung (PV2) niedriger oder höher als ein Pegel der ersten Stromversorgungsspannung (PV1) ist, falls der Leistungsänderungsbefehl (PC) angibt, dass sich die Ausgangsleistung (Po) vermindern bzw. erhöhen muss, und (ii) zweitens den Schaltkreis (SC), um die zweite Stromversorgungsspannung (PV2) an den Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) zu liefern.
Sender nach Anspruch 1, wobei der Sender eine tragbare Vorrichtung (HH) ist und weiterhin eine Empfangsschaltung (RC) zum Empfangen eines Leistungssteuerungssignals (PCB) von einer Basisstation (BS) umfasst, um den Leistungsänderungsbefehl (PC) zu liefern.
Sender nach Anspruch 2, wobei der Sender zum Betrieb in einem Übertragungssystem auf der Grundlage von Zeitschlitzen (n-1, n, n+1) und einer Übergangs periode (Tsw) eingerichtet ist, während welcher die Ausgangsleistung (Po) angepasst werden soll, wobei die Übergangsperiode (Tsw) ein Ende bzw. einen Beginn von zwei aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen (n-1, n, n+1) überlappt und wobei die Steuerung (CO) angepasst ist, um Folgendes zu steuern, erstens die Stromversorgung (PS), um einen Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung (PV2) als Reaktion auf ein Empfangen des Leistungsänderungsbefehls (PC) zu variieren, während der Schaltkreis (SC) gesteuert wird, um die erste Stromversorgungsspannung (PV1) an den Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) zu liefern, und zweitens den Schaltkreis (SC), um während der Übergangsperiode (Tsw) die zweite Stromversorgungsspannung (PV2) an den Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) zu liefern.
Sender nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (CO) zum Steuern der Stromversorgung (PS) angepasst ist, um den Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung (PV2) im Wesentlichen zu dem Zeitpunkt beginnend zu variieren, an welchem der Leistungsänderungsbefehl (PC) empfangen wird.
Sender nach Anspruch 1, wobei die Stromversorgung (PS) angeordnet ist, um eine dritte Stromversorgungsspannung (PV3) zu liefern, wobei die Steuerung (CO) angepasst ist, um Folgendes zu steuern (i) den Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung (PV2) auf einen Pegel oberhalb der ersten Stromversorgungsspannung (PV1) und einen Pegel der dritten Stromversorgungsspannung (PV3) auf den Pegel unterhalb der ersten Stromversorgungsspannung (PV1), (ii) den Schaltkreis (SC), um in Abhängigkeit davon, ob sich die Ausgangsleistung (Po) erhöhen bzw. vermindern muss, entweder die zweite Stromversorgungsspannung (PV2) oder die dritte Stromversorgungsspannung (PV3) an den Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) zu liefern.
Sender nach Anspruch 5, wobei der Sender zum Betrieb in einem Übertragungssystem auf der Grundlage von Zeitschlitzen (n) eingerichtet ist und wobei die Steuerung (CO) angepasst ist, um in einem der Zeitschlitze (n-1, n, n+1), in welchem die Ausgangsleistung (Po) verändert werden muss, in Abhängigkeit davon, ob der Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung (PV2) oder der Pegel der dritten Stromversorgungsspannung (PV3) den größten Unterschied zu dem Pegel einer Stromversorgungsspannung (PV) aufweist, welche an den Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) geliefert wird, den Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung (PV2) oder den Pegel der dritten Stromversorgungsspannung (PV3) zu steuern.
Sender nach Anspruch 5, wobei der Sender zum Betrieb in einem Übertragungssystem auf der Grundlage von Zeitschlitzen (n) eingerichtet ist und wobei die Steuerung (CO) angepasst ist, in einem der Zeitschlitze (n-1, n, n+1), in welchem die Ausgangsleistung (Po) verändert werden muss, die Stromversorgung (PS) zu steuern, um sie an Folgendes anzupassen (i) den Pegel der ersten Stromversorgungsspannung (PV1) und den Pegel der dritten Stromversorgungsspannung (PV3), falls die zweite Stromversorgungsspannung (PV2) an den Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) geliefert wird, wobei der Pegel der ersten Stromversorgungsspannung (PV1) gesteuert wird, dass er den Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung (PV2) überschreitet, oder (ii) den Pegel der ersten Stromversorgungsspannung (PV1) und den Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung (PV2), falls die dritte Stromversorgungsspannung (PV3) an den Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) geliefert wird, wobei der Pegel der ersten Stromversorgungsspannung (PV1) gesteuert wird, dass er den Pegel der dritten Stromversorgungsspannung (PV3) überschreitet.
Verfahren in einem Sender, umfassend: einen Leistungsverstärker (PA) mit einem Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) und einem Ausgang (PAO) zum Liefern eines Übertragungssignals (Vo) mit einer Ausgangsleistung (Po), eine Stromversorgung (PS) mit Stromversorgungsausgängen (PSO1, PSO2) zum Liefern einer ersten Stromversorgungsspannung (PV1) und einer zweiten Stromversorgungsspannung (PV2), und einen Schaltkreis (SC), welcher zwischen den Stromversorgungsausgängen (PSO1, PSO2) und dem Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) angeordnet ist, wobei das Verfahren als Reaktion auf einen empfangenen Leistungsänderungsbefehl (PC) dadurch gekennzeichnet ist, dass es nacheinander Folgendes umfasst: Steuern (CO) des Schaltkreises (SC), um die erste Stromversorgungsspannung (PV1) an den Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) zu liefern, und der Stromversorgung (PS), um einen Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung (PV2) zu variieren, wobei der Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung (PV2) niedriger oder höher als ein Pegel der ersten Stromversorgungsspannung (PV1) ist, falls der Leistungsänderungsbefehl (PC) angibt, dass sich die Ausgangsleistung vermindern bzw. erhöhen muss, und Steuern (CO) des Schaltkreises (SC), um die zweite Stromversorgungsspannung (PV2) an den Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) zu liefern.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Sender zum Betrieb in einem Übertragungssystem auf der Grundlage von Zeitschlitzen (n-1, n, n+1) und einer Übergangsperiode (Tsw) eingerichtet ist, während welcher die Ausgangsleistung (Po) angepasst werden soll, wobei die Übergangsperiode (Tsw) ein Ende bzw. einen Beginn von zwei aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen (n-1, n, n+1) überlappt und wobei das Steuern (CO) angepasst ist, um Folgendes zu steuern, erstens die Stromversorgung (PS), um einen Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung (PV2) als Reaktion auf ein Empfangen des Leistungsänderungsbefehls (PC) zu variieren, während der Schaltkreis (SC) gesteuert wird, um die erste Stromversorgungsspannung (PV1) an den Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) zu liefern, und zweitens den Schaltkreis (SC), um während der Übergangsperiode (Tsw) die zweite Stromversorgungsspannung (PV2) an den Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) zu liefern.
System, umfassend eine Basisstation und einen Sender, welcher Folgendes umfasst: einen Leistungsverstärker (PA) mit einem Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) und einem Ausgang (PAO) zum Liefern eines Übertragungssignals (Vo) mit einer Ausgangsleistung (Po), eine Stromversorgung (PS) mit Stromversorgungsausgängen (PSO1, PSO2) zum Liefern einer ersten Stromversorgungsspannung (PV1) und einer zweiten Stromversorgungsspannung (PV2), einen Schaltkreis (SC), welcher zwischen den Stromversorgungsausgängen (PSO1, PSO2) und dem Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) angeordnet ist, und eine Steuerung (CO) mit einem Eingang zum Empfangen eines Leistungssteuerungssignals (PCB) von der Basisstation (BS), um einen Leistungsänderungsbefehl (PC) zu liefern, das System dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung konfiguriert ist, Folgendes zu steuern: (i) erstens den Schaltkreis (SC), um die erste Stromversorgungsspannung (PV1) an den Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) zu liefern, und die Stromversorgung (PS), um einen Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung (PV2) zu variieren, wobei der Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung (PV2) niedriger oder höher als ein Pegel der ersten Stromversorgungsspannung (PV1) ist, falls der Leistungsänderungsbefehl (PC) angibt, dass sich die Ausgangsleistung vermindern bzw. erhöhen muss, und (ii) zweitens während einer Übergangsperiode (Tsw), welche an einem Ende eines Gegenwärtigen der Zeitschlitze (n-1, n, n+1) und am Beginn eines Nächsten der Zeitschlitze (n-1, n, n+1) auftritt, den Schaltkreis (SC), um die zweite Stromversorgungsspannung (PV2) an den Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) zu liefern.
System nach Anspruch 10, wobei der Sender zum Betrieb in einem Übertragungssystem auf der Grundlage von Zeitschlitzen (n-1, n, n+1) und einer Übergangsperiode (Tsw) eingerichtet ist, während welcher die Ausgangsleistung (Po) angepasst werden soll, wobei die Übergangsperiode (Tsw) ein Ende bzw. einen Beginn von zwei aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen (n-1, n, n+1) überlappt und wobei die Steuerung (CO) angepasst ist, um Folgendes zu steuern, erstens die Stromversorgung (PS), um einen Pegel der zweiten Stromversorgungsspannung (PV2) als Reaktion auf ein Empfangen des Leistungsänderungsbefehls (PC) zu variieren, während der Schaltkreis (SC) gesteuert wird, um die erste Stromversorgungsspannung (PV1) an den Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) zu liefern, und zweitens den Schaltkreis (SC), um während der Übergangsperiode (Tsw) die zweite Stromversorgungsspannung (PV2) an den Verstärker-Stromversorgungseingang (PI) zu liefern.