专利名称：发射机中的电力节省的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发射机、一种发射方法以及包括移动发射机和基站的系统。
背景技术：
这种发射机可以是如WO 98/49771中所公开的移动无线发射机。该当前技术公开了一种移动无线应用中的电池寿命延长技术。
延长电池寿命是移动电话和其它便携式收发机的用户和制造商的主要关注点。收发机的输出功率取决于接收信号的强度。如果可能，会产生低于最大值的输出功率，以降低功耗并延长电池寿命。动态地控制施加在移动无线收发机中发射器的功率放大器上的工作电压，以在所有输出功率电平上得到发射机的高效率。在一个实施例中，控制电路控制高效率开关调节器，以调节发射机中功率放大器的工作电压。该控制电路的输入为各种信号的任何变化，这些信号反映了发射机的实际输出功率、期望输出功率或发射机的输出电压摆动。
根据所需的平均输出功率改变工作电压或电源电压。通常，改变工作电压的时间是有限的。需要电源的开关频率很高，以在短时间段内改变和稳定开关调节器电压或电源电压。这种高开关频率降低了电源效率，并增加了设计复杂性。
发明内容
本发明的目的是提供一种节省电力的发射机，其中，对于电源的要求相对较低。
本发明的第一方面提供了如权利要求1中所要求的一种发射机。本发明的第二方面提供了如权利要求8中所要求的一种发射方法。第三方面提供了如权利要求10中所要求的一种系统，该系统包括移动发射机和基站。在从属权利要求中定义了本发明的优选的实施例。
根据本发明的发射机包括功率放大器，其提供具有预定输出功率的发射信号。该功率放大器具有一个放大器电源输入端，用于接收电源电压。
例如，在目前技术发展水平的移动和无线通信系统配置中，由网络调整功率放大器的平均输出功率。因此，功率放大器不需要连续地以最大输出功率运行。例如，在(W)-CDMA(码分多址)系统中，通常需要低10dB的输出功率。输出功率的改变是为了应对通信的需要。例如，在(W)-CDMA系统中改变输出功率，以使电池能力最大化。基站测量接收自手持机的功率，并向该手持机发送命令，将其输出功率调整到期望值。这被称为功率控制环，在ETSI 2001，UMTS TETRAstandard，chapter TS125.101，pages 11-13和ETSI 2001，UMTSTETRA standard，chapter TS 125.214，pages 10-20中描述了关于UMTS的一个例子。在UMTS兼容手持机中，电源电压必须在50毫秒内改变并稳定。也可以利用其它的触发来改变输出功率，并相应地调整电源电压。
该电源具有多个电源输出，以提供第一电源电压和第二电源电压。开关电路设置在电源输出端和放大器电源输入端之间。控制器具有输入端，用于接收功率改变命令。该控制器控制开关电路，将第一电源电压提供到放大器电源输入端，并根据功率改变命令控制电源，改变第二电源电压的电平。如果功率改变命令指示输出功率必须降低，那么第二电源电压的电平低于第一电源电压的电平。如果功率改变命令指示输出功率必须升高，那么第二电源电压的电平高于第一电源电压的电平。
当功率放大器必须提供改变后的输出功率电平时，第二电源已经改变为合适值，并且控制器控制开关电路，将第二电源电压提供到放大器电源输入端。当接收到下一个命令要调整输出功率时，首先将第一电源电压改变为合适值，然后选择第一电源电压。
从而，考虑到第一和第二电源电压的可用性，有可能在未被功率放大器使用的电源电压真正施加到功率放大器之前，调整该电源电压的电平。从而，电源必须用来改变电源电压的电平的时间段可以比当前技术中相应时间段长。在当前技术中，仅提供了单个电源电压，必须在很短的时间范围内改变该电源电压的电平。当输出功率必须从特定的未来时刻开始降低时，上述情况尤其成立。在该特定未来时刻之前，不允许降低电源电压。从该特定未来时刻开始，只能利用很短的时间段来降低电源电压的电平。在根据本发明的发射机中，可以在该特定的未来时刻之前降低未使用的电源电压，并在该可用的短时间段期间切换到该正确的电压电平。
在如权利要求2中定义的实施例中，发射机是诸如GSM电话机的手持设备，其还包括接收电路，用于接收来自于基站的命令。该基站检测接收自手持设备的功率，并发送代码，指示该手持机应该以怎样的输出功率进行发射。在良好的发射位置或当接近基站时，较低的输出功率足以满足需要。由基站对手持设备的输出功率进行控制的好处是，基站能够监视整个系统。甚至可以优化电池能力。
在如权利要求3中定义的实施例中，发射机在基于时隙的发射系统中运行。期望发射机的输出功率在过渡周期期间改变，该过渡周期覆盖了两个连续时隙的结束部分和/或开始部分。基站向手持发射机发送功率改变命令，指示下一个发射时隙期间需要什么样的预定输出功率。优选的是，刚一接收到功率改变命令，控制电路就控制电源改变未提供到该发射机功率放大器的电源电压。通常，在过渡周期之前足够及时地接收到功率改变命令，该过渡周期在当前时隙结束之前开始。过渡周期开始之后，从而在当前时隙结束之前或之后，当尚未使用的电源具有符合所需的预定输出功率的所需电平时，控制电路控制开关电路，切换到该尚未使用的电源电压，其此时具有正确的电平。在下一个时隙期间将使用该电源电压。如果再次接收到功率改变命令，此时未使用的电源电压的电平将被改变，并且，在下一个过渡周期开始之后，将该改变后的电源电压切换到功率放大器。
从而，在比过渡周期长的多的时间段内电源必须改变电源电压中的一个的电平。因此，电源的复杂性降低，并更容易设计。
在如权利要求4中定义的实施例中，在接收到命令之后，尽可能快地改变未使用的电源电压。这样的好处是，如果在第一次出现的发射周期期间切换功率放大器的电源电压，那么可用于改变电源电压的时间尽可能大。如果对于降低和升高输出功率执行以上操作，那么总是最佳地选择功率放大器的功耗，以符合所需要的输出功率。
或者，如果指示输出功率应该降低，在多个时隙中保持提供到功率放大器的电源电压为常数也是有利的。这在效率上不是最佳的，但是，如果其出现在所考虑的时间范围中的较少部分中，那么是可以接受的。只需要两个电源电压。以下说明基于该方法定义根据本发明的只要没有接收到功率改变命令，提供到功率放大器的电源电压就保持常数。
如果功率改变命令指示必须降低输出功率，那么检查未选择的电源电压是否低于所选择的电源电压，以及未选择的电源电压是否足够高，以至于功率放大器能够在下一个时隙期间提供所需要的输出功率。如果未选择的电源电压符合这些要求，其将被选择。如果未选择的电源电压不符合这些要求，那么在下一个时隙仍然使用当前所选择的输出电压。然而，至少暂时地控制电源电压，以通过由功率放大器下拉电流，对电源电容器进行放电，直到达到所需要的较低电平为止。
如果功率改变命令指示必须升高输出功率，那么检查未选择的电源电压是否高于所选择的电源电压，以及未选择的电源电压是否足够高，以至于功率放大器能够在下一个时隙期间提供所需要的输出功率。如果未选择的电源电压符合这些要求，其将在下一个过渡周期被选择。如果此时所选择的电源电压的值太高，以至于不能够提供所要求的功率，那么可以再次允许所选择的电源电压降低，直到达到最佳地符合输出功率的所需要的最小值为止。如果未选择的电源电压不符合这些要求，那么当接收到功率改变命令时立即升高其电平，然后在下一个过渡周期选择该电源电压，用作功率放大器的电源电压。
在如权利要求5中定义的实施例中，电源提供三个电源电压。这些电源电压中的一个被提供到功率放大器。控制另外两个电源电压的电平，使得一个电源电压的电平高于提供到功率放大器的电源电压的电平，而另一个电源电压的电平低于提供到功率放大器的电源电压的电平。在需要的时刻，如果输出功率必须升高，开关电路选择具有较高电平的电源电压，或者，如果输出功率必须降低，开关电路选择较低的电源电压。从而，有可能在需要的时刻立即切换到所需要的电源电压的电平上。该需要的时刻通常是下一个过渡周期的开始。这样的好处是，不需要在很短的时间段内改变电源电压的电平，该时间段从得知应该改变输出功率的时刻持续到下一个过渡周期的开始时刻。
在选择了先前时隙中未使用的电源电压中的一个之后，调整其它未选择的电源电压中的一个的电平，或其它未选择的电源电压的两个的电平都调整，再次使得这些电源电压中的一个的电平高于所选择的电源电压的电平，而另一个的电平低于所选择的电源电压的电平。从而，与所选择的电源电压相比，未选择的电源电压中，一个具有较低的电平，一个具有较高的电平。从而，有可能直接切换到正确的电源电压。如果达到可能的电源电压的最大或最小值，当然不可能提供未选择的电源电压中的一个，其具有低于最小值或高于最大值的电平，除非提供专门的电源转换技术。
在如权利要求6定义的实施例中，发射机在基于时隙的发射系统中运行。在输出功率必须改变的时隙内，控制器控制未选择的电源电压中的一个的电平，该被控制的电源电压的电平与所选择的电源电压的电平的差值最大。这样的好处是，在某个时间只有单个电源电压必须被改变。
在如权利要求7中定义的实施例中，发射机还是在基于时隙的发射系统中运行。在输出功率必须改变的时隙内，控制器对两个未选择的电源电压的电平都进行控制。最接近于所选择的电源电压的电平的未选择的电源电压的电平越过该所选择的电源电压的电平。从而，如果具有最接近的电平的未选择的电源电压的电平低于所选择的电源电压的电平，那么使该未选择的电源电压的电平大于所选择的输出电压的电平。另一个未选择的输出电压的电平必须升高，以使其与所选择的输出电压电平之间具有与先前时隙中一样的差值。虽然此时必须改变两个电平，但是输出电压电平的最大改变量变小。
参考以下描述的实施例对本发明的这些及其它方面进行说明，根据以下描述的实施例，本发明的这些及其它方面是很明显的。
图中图1示出了节省电力的发射机的框图；图2示出了手持机和基站；图3示出了发射机的输出功率变化的例子；图4示出了根据本发明的一个实施例，其中，单个电源电压被改变；图5示出了根据本发明的一个实施例，其中，两个电源电压被改变；图6示出了根据本发明的另一个实施例，其中，两个电源电压被改变；以及图7示出了根据本发明的一个实施例中电压的变化；以及图8示出了根据本发明的一个实施例中电压的变化。
不同示图中的相同参考标号表示相同的信号或执行相同功能的相同部件。
具体实施例方式
图1示出了节省电力的发射机的框图。功率放大器PA接收输入信号Vi并在电源输入端PI接收电源电压PV，并提供发射信号Vo。电源PS具有电源输出端PS01、PS02、PS03，分别向开关电路SC提供电源电压PV1、PV2、PV3。开关电路SC具有开关S，其分别在节点a、b、c处选择电源电压PV1、PV2、PV3。
控制器CO接收功率改变命令PC，控制开关S的位置和电源电压PV1、PV2、PV3的电平。可以由接收电路RC提供功率改变命令PC，接收电路RC接收来自基站的功率控制信号PCB。
由开关S选择的电源电压经由电感L被提供到电源输入端PI。电容C设置在电源输入端PI和地之间。包括电感L和电容C的可选滤波器有两个功能。第一，滤除电源电压PV1、PV2、PV3的波动，第二，在开关S没有与节点a、b、c中任何一个连接的时间间隔内向功率放大器提供能量。
通常，该发射机按照以下说明进行操作。在发射机的某个输出功率上，通过利用开关S从电源电压PV1、PV2、PV3中选择最合适的一个，电源电压PV具有最佳值。如果必须调整发射机的输出功率，那么对开关进行控制，从电源电压PV1、PV2、PV3中选择最符合新的输出功率的另一个电源电压。此时，可以改变没有选择的多个电源电压(或一个电源电压，如果只使用了两个，而没有使用三个电源电压PV1、PV2、PV3)的电平，使得，当下一次必须调整发射机的输出功率时，可以得到合适的一个电源电压或多个电压PV1、PV2、PV3。参考图4至6更详细的进行说明。显然，也可以使用三个以上电源电压。
图2示出了手持机和基站。发射机是手持机HH，例如GSM电话机，其与基站BS进行通信。手持机HH的功率放大器PA产生具有输出功率Po的发射信号Vo。
图3示出了发射机的输出功率Po变化的例子。在功率控制环中，基站BS接收来自手持机HH的发射信号Vo，并测量该信号的接收功率。如果需要，基站BS向手持机HH发送功率控制信号PCB，以将手持机HH的输出功率Po调整到合适的电平。图3示出了用于UMTS手持机HH的功率控制环的时序的例子。
在诸如UMTS系统的现代通信系统中利用了时隙。如果考虑三个连续时隙n-1、n、n+1，在每个时隙n-1、n、n+1期间，发射信号的输出功率Pox、Poy具有固定值。每个时隙n-1、n、n+1持续一个时隙周期Ts1。在连续时隙n-1、n、n+1的结束和/或开始部分具有过渡周期Tsw，用于改变输出功率Pox、Poy的电平。图3中，过渡周期Tsw覆盖了两个连续时隙的结束和开始部分。在其它标准中，过渡周期Tsw的位置可以不同，例如，过渡周期Tsw可以完全位于时隙n-1、n、n+1的结束部分，或完全位于时隙n-1、n、n+1的开始部分。时隙n-1持续到时刻t2结束，时隙n从时刻t2持续到时刻t5，时隙n+1从时刻t5开始。位于时隙n-1的结束部分和时隙n的开始部分的过渡周期Tsw从时刻t1持续到时刻t3，位于时隙n的结束部分和时隙n+1的开始部分的过渡周期Tsw从时刻t4持续到时刻t6。
时刻t1之前，该手持机提供具有输出功率Pox的发射信号Vo。过渡周期Tsw在时刻t1开始。从时刻t1持续到时刻t3的过渡周期Tsw期间，输出功率必须从Pox改变到Poy。因此，下一个时隙n期间，从时刻t3开始，输出功率为Poy。在时隙n结束之前，在时刻t4，过渡周期Tsw再次开始。输出功率从Poy变化到Pox，使得，在时隙n+1内的时刻t6，输出功率再次为Pox。
图4示出了根据本发明的一个实施例，其中，单个电源电压被改变。相对于图1，电源PS只提供了两个电源电压PV1和PV2。由开关S选择电源电压PV1、PV2中的一个，将其提供到功率放大器PA，同时，可以任意改变另一个未选择的电源电压，以得到合适的电平。
在当前时隙n中的时刻ts之前，开关S选择电源电压PV1作为功率放大器PA的电源电压PV。当前时隙n持续到时刻tn。在时刻ti，显然功率放大器PA的输出功率Po必须上升。例如，基站BS可能发送了功率控制信号PCB，或发射机检测到接收自基站BS的信号的强度并相应地调节功率放大器PA的输出功率Po。电源电压PV1的电平在当前时隙n期间优选地最符合功率放大器PA的输出功率Po。由于功率放大器PA的输出功率Po在下一个时隙n+1期间必须更高，功率放大器PA的电源电压PV的电平在下一个时隙n+1期间应该更高。
在时刻ti，显然功率放大器PA的输出功率Po必须升高，此时，控制器CO控制电源PS，以升高没有被开关S选择并提供到功率放大器PA的电源电压PV2的电平。在时刻ts，过渡周期Tsw开始，过渡周期Tsw期间发射机的功率必须升高。该过渡周期Tsw期间，控制电路CO控制开关S，将电压PV2提供到功率放大器PA。在时刻ts，电压PV2应该基本上具备所需要的较高电平，以使功率放大器PA能够产生所需要的较高的输出功率Po。
或者，如果在时刻ti显然功率放大器PA的输出功率Po必须下降，控制器CO控制电源PS，降低未选择的电源电压PV2的电平。电源电压PV2的电平在时刻ts应该具有所需要的较低值。
因此，电源PS可用来改变未选择的电源电压PV2的电平的时间是从时刻ti至时刻ts这段时间。当前技术中，只有单个电源电压可用，该单个电源电压在时刻te应该是稳定的，从而，电源PS可利用从时刻ts至时刻te的较短时间段，来改变并稳定该单个电源电压的电平。该可用的较短时间段使电源PS的设计复杂。例如，在根据本发明的电源PS中，电源可以具有较低的开关频率以及较小的电源控制环的带宽。从而，与当前技术相比，可以更容易地对输出电压进行滤波。
当前技术的另一个缺点是，电源PS必须在向功率放大器PA提供能量的同时改变电源电压。在根据本发明的发射机中，功率放大器没有使用被改变的电源电压PV2。因此，电源PS的设计可以进一步简化，因为对于电源电压PV2的变化的技术规范要求较低。例如，允许电源电压PV2的电平上的过冲。
仅作为例子，根据本发明的该实施例可以应用于UMTS手持机HH。在UMTS系统中，过度周期Tsw持续50微秒，从时刻ti至时刻ts的时间段持续了108微秒。因此，在根据本发明的该实施例中，有158微秒可用于将电源电压PV2改变为较高(或较低)的电平，比当前技术中多108微秒。
图5示出了根据本发明的实施例，其中，两个电源电压被改变。
在该实施例中，电源PS提供三个电源电压PV1、PV2和PV3。示出了三个连续的时隙n-1、n和n+1。此时，作为例子，过渡周期Tsw出现在时隙n-1、n和n+1的结束部分。在时隙n-1期间，控制器CO控制开关S，将电源电压PV1作为电源电压PV提供到功率放大器PA。与所选择的电源电压PV1相比，未选择的电源电压PV2具有预定的较高电平。与所选择的电源电压PV1相比，未选择的电源电压PV3具有预定的较低电平。
功率放大器PA的输出功率在时隙n期间比在时隙n-1期间具有更高电平。在过渡周期Tsw期间，而优选地在时刻t10，控制器CO控制开关S，选择电源电压PV2作为功率放大器PA的电源电压PV。在时隙n期间，在过渡周期Tsw之外，此时未选择的电源电压PV1保持常数，并且未选择的电源电压PV3改变至高于此时所选择的电源电压PV2的预定的较高电平。在时隙n结束之前，当下一个过渡周期Tsw在时刻t20开始时，再次可以得到较高和较低的电源电压PV3、PV1。如果发射机的输出功率再次必须升高，在过渡周期Tsw期间，优选地在时刻t20，选择改变后的电源电压PV3。在时隙n+1期间，在过渡周期Tsw之外，电源电压PV2保持常数，同时，电源电压PV1改变为高于此时所选择的电源电压PV1的预定较高电平。在时隙n+1结束之前，再次可以得到较高和较低的电源电压PV3、PV1，从中进行选择。
在大多数无线和通信标准中，在周期性出现的过渡周期Tsw期间，功率放大器PA可能必须改变其输出功率。通常，这些标准规定，在两个连续时隙n-1和n期间提供的平均输出功率Po只可以改变预定的量，例如，±1dB、±2dB或±3dB。因此，每次功率放大器PA的输出功率Po的实际值必须变化时，只拟有两种可能。从而，功率放大器PA在下一个时隙n的电源电压PV必须相等，或必须升高或降低一个固定量。如果一直是，除提供到功率放大器PA的所选择的电源电压PV1之外，还可得到具有所需要的较高电平的电源电压PV2和具有所需要的较低电平的电源电压PV3，那么，有可能在下一个时隙n之前的过渡周期Tsw期间选择所需要的电源电压PV。例如，如图5所示，如果时隙n期间的输出功率应该是更高的预定量，那么在时隙n期间，选择电源PV2，将其提供到功率放大器PA。如果需要，在时隙n期间，调整未选择的电源电压PV1和PV3，使得，可以再次得到与所选择的电源电压PV2相比分别具有较高和较低值的电源电压。从而，甚至当在过渡周期Tsw的开始点t20处出现显然需要另一个输出功率Po的时刻时，有可能转换到所需要的电源电压，而不必须在短过渡周期Tsw内改变电源电压PV1、PV2、PV3的电平，。
有可能使用多于三个电源电压PV1、PV2、PV3，例如，可以使用五个电源电压。在四个未选择的电源电压中，两个具有高于所选择的电源电压的电平的不同电平，两个具有低于所选择的电源电压的电平的不同电平。这是有好处的，因为控制环能够指定不同的功率变化步长，例如，+/-1dB或+/-2dB的功率变化。由于可得到这些可能输出功率的基本上最佳的电源电压，有可能在很短的时间段内切换到正确的电源电压上。如果产生七个不同的电源电压，那么有可能实现立即切换到这些电源电压中的一个，该电源电压符合七个可能输入功率中的相应一个。
从而，根据本发明的该实施例不依赖于确切地在什么时候接收到输出功率Po必须改变的命令PCB，只要在下一个过渡周期Tsw开始之前得到该命令PCB即可，可以通过控制开关S及时地选择下一个时隙n+1的最合适的电源电压PV1、PV2、PV3。这是很重要的，因为，大多数远程通信系统中，由基站BS命令用户设备(发射机，或手持机)HH，改变其输出功率Po。该命令PCB被发送到用户设备HH，用户设备HH必须接收并对其进行解码，以得到命令PC，用于控制用户设备HH的功率状态。从基站BS发射命令PCB的时刻开始到解码出命令PC为止，用户设备HH会引入未知的延迟。在根据本发明的该实施例中，这些延迟不会影响可用于改变未选择的一个(或多个)电源电压的一个(或多个)电平的时间。
如果功率放大器PA运行在可得到的最小或最大电源电压上，则出现特殊情况。如果功率放大器的电源电压PV具有其最小值，那么所选择的电源电压具有最小值，并且未选择的电源电压中的至少一个具有比该最小值高预定量的值。另一个未选择的电源电压的电平不重要，该电平可以是最小电平或预定的较高电平，或甚至更高的电平。以相同的方式，可以选择对应于最大电平的电平。
图6示出了根据本发明的另一个实施例，其中，两个电源电压被改变。
该实施例中，电源PS提供三个电源电压PV1、PV2、PV3。示出了三个连续的时隙n-1、n和n+1。此时，作为例子，过渡周期Tsw出现在时隙n-1、n和n+1的开始部分。在时隙n-1期间，控制器CO控制开关S，将电源电压PV1作为电源电压PV提供到功率放大器PA。未选择的电源电压PV2具有高于所选择的电源电压PV1的预定较高电平。未选择的电源电压PV3具有低于所选择的电源电压PV1的预定较低电平。
功率放大器PA的输出功率Po在时隙n期间比在时隙n-1期间具有更高的电平。在从时刻t10开始的过渡周期Tsw期间，优选地基本上在时刻t10，控制器CO控制开关S，选择电源电压PV2作为功率放大器PA的电源电压PV。在时隙n期间，改变此时未选择的电源电压PV1，以得到高于所选择的电源电压PV2的电平的预定电平。升高未选择的电源电压PV3的电平，以得到低于此时所选择的电源电压PV2的电平的预定较低电平。在时隙n的结束点之前或在该结束点，在时刻t20，再次可得到与所选择的电源电压PV2相比较高和较低的电源电压PV1、PV3。如果发射机的输出功率Po再次必须升高，在从时刻t20开始的过渡周期Tsw期间，优选地基本上在时刻t20，选择改变后的电源电压PV1。在时隙n+1期间，在过渡周期Tsw之外，电源电压PV1保持常数，而改变两个未选择的电源电压PV2、PV3，以得到与此时所选择的电源电压PV1的电平相比预定的较高和较低电平。在时隙n+1结束之前，再次可得到较高或较低的电源电压PV3、PV1，从中进行选择。
其电平最接近于所选择的电源电压的未选择的电源电压被改变，越过所选择的电源电压的电平。两个未选择的电源电压都变化具有的优点是，最大变化量小于只有一个未选择的电源电压被改变的情况。
图7示出了根据本发明的一个实施例中电压的变化。波形RPASV表示所需要的功率放大器PA的电源电压PV。波形OPASV表示电源电压PV的最佳电平。波形LPV1表示第一电源电压PV1的电平。波形LPV2表示第二电源电压PV2的电平。波形LPASV表示功率放大器PA的电源电压PV的实际电平。
如果功率改变命令PCB指示必须升高输出功率Po，那么检查未选择的电源电压是否足够高，以至于功率放大器PA能够提供下一个时隙期间所需的输出功率Po。如果未选择的电源电压符合这些要求，那么在下一个过渡周期Tsw选择该电源电压。如果未选择的电源不符合这些要求，那么当接收到功率改变命令PCB时，立即升高其电平，然后在下一个过渡周期Tsw选择该电源电压，用作功率放大器PA的电源电压PV。
命令PCB指示输出功率Po必须降低之后，检查未选择的电源电压是否具有在下一个时隙供应功率放大器PA正确的电平，使其能够在下一个时隙期间提供所需的输出功率Po。该正确的电平低于当前选择的电源电压的电平。如果未选择的电源电压符合这些要求，那么在下一个过渡周期Tsw选择该电源电压。如果未选择的电源电压不符合这些要求，当接收到功率改变命令PCB时，立即降低该电源电压的电平，然后在下一个过渡周期Tsw选择该电源电压，用作功率放大器PA的电源电压PV。
图8示出了根据本发明一个实施例的电压的变化。波形RPASV表示所需要的功率放大器PA的电源电压PV。波形OPASV表示电源电压PV的最佳电平。波形LPV1表示第一电源电压PV1的电平。波形LPV2表示第二电源电压PV2的电平。波形LPASV表示功率放大器PA的电源电压PV的实际电平。
如果功率改变命令PCB指示必须升高输出功率Po，那么检查未选择的电源电压是否足够高，以至于功率放大器PA能够提供下一个时隙期间所需的输出功率Po。如果未选择的电源电压符合这些要求，那么在下一个过渡周期Tsw选择该电源电压。如果未选择的电源不符合这些要求，那么当接收到功率改变命令PCB时，立即升高该电源电压的电平，然后在下一个过渡周期Tsw选择该电源电压，用作功率放大器PA的电源电压PV。
命令PCB指示功率必须降低之后，当允许输出功率Po降低时，通过对平滑电容器进行放电使得所选择的电源电压降低。未选择的电源电压可以保持其高电平。如果命令PCB指示功率应该升高，那么选择该高电平电源电压。如该电平过高，通过对平滑电容器进行放电降低该电源电压的电平，直到达到最佳电平为止。可以通过暂时断开电源，或通过调节电源使其提供少于所需要的电能，来实现平滑电容器的放电。
应该注意的是，上述实施例用于说明本发明，而不是限制本发明，并且，本领域的技术人员能够在不偏离所附权力要求范围的情况下设计许多可替换的实施例。
功率放大器PA的自适应偏置使得对电源电压PV进行调整，以符合预知的平均输出功率，可以将这种功率放大器PA的自适应偏置应用于，例如GSM、UMTS、CDMA、IS95、CDMA2000和W-CDMA移动通信系统中，以及需要改变输出功率的所有其它无线系统中。
在权利要求中，不应该认为括号中的参考标号是对该权利要求的限制。使用动词“包括(comprise)”及其变形不排除存在除权利要求中所提到的部件或步骤之外的部件和步骤。一个部件之前的冠词“一个(a或an)”不排除存在多个这样的部件。可以通过包括多个不同部件的硬件或通过适当编程的计算机来实现本发明。在列举了几个设备的装置权利要求中，这些设备中的几个可以包含在一个相同的硬件中。在互相不同的从属权利要求中列举特定手段这个基本事实不表示不能利用这些手段的结合获的好处。
权利要求
1.一种发射机，包括功率放大器(PA)，具有放大器电源输入端(PI)和输出端(PAO)，该输出端(PAO)用于提供具有输出功率(Po)的发射信号(Vo)；电源(PS)，具有电源输出端(PSO1、PSO2)，用于提供第一电源电压(PV1)和第二电源电压(PV2)；开关电路(SC)，设置在所述电源输出端(PSO1、PSO2)和所述放大器电源输入端(PI)之间；以及控制器(CO)，具有输入端，用于接收功率改变命令(PC)，以(i)第一，控制开关电路(SC)，将所述第一电源电压(PV1)提供到所述放大器电源输入端(PI)，并控制所述电源(PS)，改变所述第二电源电压(PV2)的电平，如果所述功率改变命令(PC)指示所述输出功率(Po)必须降低或升高，那么所述第二电源电压(PV2)的所述电平分别低于或高于所述第一电源电压(PV1)的电平；以及(ii)第二，控制所述开关电路(SC)，将所述第二电源电压(PV2)提供到所述放大器电源输入端(PI)。
2.如权利要求1所述的发射机，其中，所述发射机是手持装置(HH)，并且还包括接收电路(RC)，用于接收来自于基站(BS)的功率控制信号(PCB)，以提供所述功率改变命令(PC)。
3.如权利要求2所述的发射机，其中，所述发射机被设置成在基于时隙(n-1、n、n+1)和过渡周期(Tsw)的发射系统中运行，在所述过渡周期(Tsw)期间，应该调整所述输出功率(Po)，所述过渡周期(Tsw)分别覆盖两个连续时隙(n-1、n、n+1)的结束部分和/或开始部分，以及，其中，所述控制器(CO)用于第一，响应于接收到所述功率改变命令(PC)，控制所述电源(PS)，改变所述第二电源电压(PV2)的电平，同时控制所述开关电路(SC)，将所述第一电源电压(PV1)提供到所述放大器电源输入端(PI)；以及第二，控制所述开关电路(SC)，以在所述过渡周期(Tsw)期间将所述第二电源电压(PV2)提供到所述放大器电源输入端(PI)。
4.如权利要求1所述的发射机，其中，所述控制器(CO)用于控制所述电源(PS)，从基本上接收到所述功率改变命令(PC)的时刻开始，改变所述第二电源电压(PV2)的所述电平。
5.如权利要求1所述的发射机，其中，所述电源(PS)被设置成提供第三电源电压(PV3)，所述控制器(CO)用于(i)控制所述第二电源电压(PV2)的所述电平，使其高于所述第一电源电压(PV1)的电平，以及，控制所述第三电源电压(PV3)的电平，使其低于所述第一电源电压(PV1)的所述电平；(ii)控制所述开关电路(SC)，以分别根据所述输出功率(Po)是否必须升高或降低，将所述第二电源电压(PV2)或所述第三电源电压(PV3)提供到所述放大器电源输入端(PI)。
6.如权利要求5所述的发射机，其中，所述发射机被设置成在基于时隙(n)的发射系统中运行，以及，其中，所述控制器(CO)用于在所述输出功率(Po)必须改变的所述时隙(n-1、n、n+1)之一中，根据所述第二电源电压(PV2)的所述电平或所述第三电源电压(PV3)的所述电平与提供到所述放大器电源输入端(PI)的电源电压(PV)的电平之间是否具有最大的差值，来控制所述第二电源电压(PV2)的所述电平或所述第三电源电压(PV3)的所述电平。
7.如权利要求5所述的发射机，其中，所述发射机被设置成在基于时隙(n)的发射系统中运行，以及，其中，所述控制器(CO)用于在所述输出功率(Po)必须改变的所述时隙(n-1、n、n+1)之一中，控制所述电源(PS)，以(i)如果所述第二电源电压(PV2)被提供到所述放大器电源输入端(PI)，则调整所述第一电源电压(PV1)的所述电平和所述第三电源电压(PV3)的所述电平，其中，控制所述第一电源电压(PV1)的所述电平，使其越过所述第二电源电压(PV2)的所述电平；或(ii)如果所述第三电源电压(PV3)被提供到放大器电源输入端(PI)，则调整所述第一电源电压(PV1)的所述电平和所述第二电源电压(PV2)的所述电平，其中，控制所述第一电源电压(PV1)的所述电平，使其越过所述第三电源电压(PV3)的所述电平。
8.发射机中的一种方法，该发射机包括功率放大器(PA)，具有放大器电源输入端(PI)和输出端(PAO)，该输出端(PAO)用于提供具有输出功率(Po)的发射信号(Vo)；电源(PS)，具有电源输出端(PSO1、PSO2)，用于提供第一电源电压(PV1)和第二电源电压(PV2)；以及开关电路(SC)，设置在所述电源输出端(PSO1、PSO2)和所述放大器电源输入端(PI)之间；响应于接收到的功率改变命令(PC)，所述方法依次包括控制(CO)所述开关电路(SC)，将所述第一电源电压(PV1)提供到所述放大器电源输入端(PI)，并控制所述电源(PS)，以改变所述第二电源电压(PV2)的电平，如果所述功率改变命令(PC)指示所述输出功率必须降低或升高，那么所述第二电源电压(PV2)的所述电平分别低于或高于所述第一电源电压(PV1)的电平；以及控制(CO)所述开关电路(SC)，以将所述第二电源电压(PV2)提供到所述放大器电源输入端(PI)。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述发射机被设置成在基于时隙(n-1、n、n+1)和过渡周期(Tsw)的发射系统中运行，在所述过渡周期(Tsw)期间，应该调整所述输出功率(Po)，所述过渡周期(Tsw)分别覆盖两个连续时隙(n-1、n、n+1)的结束部分和/或开始部分，以及，其中，所述控制(CO)用于第一，响应于接收到所述功率改变命令(PC)，控制所述电源(PS)，以改变所述第二电源电压(PV2)的电平，同时控制所述开关电路(SC)，以将所述第一电源电压(PV1)提供到所述放大器电源输入端(PI)；以及第二，控制所述开关电路(SC)，以在所述过渡周期(Tsw)期间将所述第二电源电压(PV2)提供到所述放大器电源输入端(PI)。
10.一种包括基站和发射机的系统，所述发射机包括功率放大器(PA)，具有放大器电源输入端(PI)和输出端(PAO)，该输出端(PAO)用于提供具有输出功率(Po)的发射信号(Vo)；电源(PS)，具有电源输出端(PSO1、PSO2)，用于提供第一电源电压(PV1)和第二电源电压(PV2)；开关电路(SC)，设置在所述电源输出端(PSO1、PSO2)和所述放大器电源输入端(PI)之间；以及控制器(CO)，具有输入端，用于接收来自所述基站(BS)的功率控制信号(PCB)，提供功率改变命令(PC)，以(i)第一，控制开关电路(SC)，将所述第一电源电压(PV1)提供到所述放大器电源输入端(PI)，并控制所述电源(PS)，以改变所述第二电源电压(PV2)的电平，如果所述功率改变命令(PC)指示所述输出功率必须降低或升高，那么所述第二电源电压(PV2)的所述电平分别低于或高于所述第一电源电压(PV1)的电平；以及(ii)第二，控制所述开关电路(SC)，以在过渡周期(Tsw)期间将所述第二电源电压(PV2)提供到所述放大器电源输入端(PI)，该过渡周期(Tsw)出现在所述时隙(n-1、n、n+1)中的当前时隙的结束部分和所述时隙(n-1、n、n+1)中的下一个时隙的开始部分。
11.如权利要求10所述的系统，其中，所述发射机被设置成在基于时隙(n-1、n、n+1)和过渡周期(Tsw)的发射系统中运行，在所述过渡周期(Tsw)期间，应该调整所述输出功率(Po)，所述过渡周期(Tsw)分别覆盖两个连续时隙(n-1、n、n+1)的结束部分和/或开始部分，以及，其中，所述控制器(CO)用于第一，响应于接收到所述功率改变命令(PC)，控制所述电源(PS)，以改变所述第二电源电压(PV2)的电平，同时控制所述开关电路(SC)，以将所述第一电源电压(PV1)提供到所述放大器电源输入端(PI)；以及第二，控制所述开关电路(SC)，以在所述过渡周期(Tsw)期间将所述第二电源电压(PV2)提供到所述放大器电源输入端(PI)。
全文摘要
一种发射机包括功率放大器(PA)，其具有放大器电源输入端(PI)和输出端(PAO)，该输出端(PAO)用于提供具有输出功率(Po)的发射信号(Vo)。电源(PS)具有电源输出端(PSO1、PS02)，用于提供第一电源电压(PV1)和第二电源电压(PV2)。开关电路(SC)设置在电源输出端(PSO1、PS02)和放大器电源输入端(PI)之间。控制器(CO)具有输入端，用于接收功率改变命令(PC)，第一(i)，控制开关电路(SC)，将第一电源电压(PV1)提供到放大器电源输入端(PI)，并控制所述电源(PS)，以改变第二电源电压(PV2)的电平，如果功率改变命令(PC)指示输出功率必须降低或升高，那么第二电源电压(PV2)的电平分别低于或高于第一电源电压(PV1)的电平；以及，第二(ii)，控制开关电路(SC)，以将第二电源电压(PV2)提供到放大器电源输入端(PI)。
文档编号H03G3/30GK1765063SQ200480008140
公开日2006年4月26日 申请日期2004年3月22日 优先权日2003年3月27日
发明者朱塞佩·格里洛, 佩平吉恩·W·J·范德芬, 彼得·G·布兰肯, 多米尼克斯·M·W·里那埃尔特斯, 弗朗西斯库斯·A·C·朔夫斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司