Электронное устройство со смещением усилителя мощности, зависимым от скорости данных

Электронное устройство со смещением усилителя мощности, зависимым от скорости данных

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Эта заявка заявляет приоритет патентной заявки Соединенных Штатов №12/456260, май 13, 2009, которая настоящим вводится здесь в собственность ссылкой.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Это изобретение относится, в основном, к схеме беспроводной связи, а более конкретно к схеме беспроводной связи, которая создает настройки смещения усилителя мощности.

Ручные электронные устройства и другие портативные электронные устройства становятся все более и более популярными. Примерами ручных устройств являются карманные компьютеры, сотовые телефоны и медиапдееры. К популярным портативным электронным устройствам, которые до некоторой степени больше, чем традиционные ручные электронные устройства, относятся дорожные компьютеры и планшетные компьютеры.

Благодаря, отчасти, их мобильной природе, портативные электронные устройства часто оснащены средствами поддержки беспроводной связи. Например, ручные электронные устройства могут использовать беспроводные средства связи дальнего действия для связи с беспроводными базовыми станциями. Сотовые телефоны и другие устройства с сотовыми возможностями могут обмениваться сообщениями с использованием сотовой телефонии в диапазоне частот 850 МГц, 900 МГц, 1800 МГц и 1900 МГц. Связь возможна также в диапазоне частот 2100 МГц. При нахождении в области действия надлежащей базовой станции портативные электронные устройства могут использовать каналы беспроводной связи ближнего действия. Например, портативные электронные устройства могут обмениваться сообщениями с использованием диапазонов Wi-Fi (IEEE 802.11) на частоте 2.4 ГГц и 5.0 ГГц и диапазона Bluetooth^® на частоте 2.4 ГГц.

Для удовлетворения требований потребителей к беспроводным устройствам с малым форм-фактором производители постоянно стремятся к снижению размера компонентов, которые используются в этих устройствах. Например, производители предпринимают попытки к миниатюризации аккумуляторных батарей, используемых в ручных электронных устройствах.

Электронное устройство с небольшой аккумуляторной батареей имеют ограничения по емкости батареи. Если не уделяется достаточного внимания разумному потреблению мощности, то электронное устройство с небольшой аккумуляторной батареей может проявлять недопустимо короткий срок службы батареи. Методы снижения потребляемой мощности могут быть особенно важны в тех беспроводных устройствах, которые поддерживают обмен сообщениями по сотовым телефонам, поскольку пользователи устройств сотовой телефонии часто разговаривают в течение долгого времени.

Поэтому было бы желательно предоставить схему беспроводной связи с улучшенными возможностями управления потребляемой мощностью.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ

Предлагается портативное электронное устройство, такое как сотовый телефон или другое ручное электронное устройство, со схемой беспроводной связи. Схема беспроводной связи может содержать схему усилителя мощности. Для запитки схемы усилителя мощности может подаваться регулируемое напряжение смещения от схемы регулируемого напряжения источника питания.

Уровнем напряжения смещения, которое создается схемой регулируемого напряжения источника питания, может управлять схема хранения и обработки данных в портативном электронной устройстве. Когда данные передаются при относительно высоких скоростях передачи, напряжение смещения может быть задано на довольно высоком уровне. Это помогает обеспечивать то, что схема усилителя мощности будет иметь достаточный рабочий диапазон для передачи сигналов с высокой скоростью без создания нежелательных нелинейностей. Когда данные передаются при пониженных скоростях передачи, то высокие напряжения смещения, в общем случае, не являются необходимыми. В этих ситуациях потребление электроэнергии может быть понижено снижением уровня напряжения смещения, которое подается на усилитель мощности.

Схема хранения и обработки данных может содержать справочную таблицу желаемых напряжений смещения. Эта справочная таблица может быть использована для определения надлежащих напряжений смещения схемы усилителя мощности, как функции различных желаемых значений выходной мощности, различных рабочих режимов (например, голос или данные) и различных скоростей передаваемых данных. Схема хранения и обработки данных может квалифицировать объем данных, которые передаются, используя такой параметр скорости передачи данных, как кубическая метрика.

Другие особенности изобретения, его сущность и различные преимущества будут более очевидны из прилагаемых фигур чертежей и последующего детального описания предпочтительных примеров осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - принципиальная схема иллюстративного электронного устройства со схемой беспроводной связи, в соответствии с одним примером осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - принципиальная схема иллюстративной схемы беспроводной связи, в соответствии с одним примером осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 - график, который показывает, как может изменяться отношение пикового значения к среднему значению сигнала радиочастоты, как функция времени, в течение обмена данными с использованием схемы беспроводной связи в электронном устройстве, в соответствии с одним примером осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 - график, который показывает, как на схему усилителя мощности в электронном устройстве могут быть поданы различные напряжения смещения, когда передаются сигналы радиочастоты при различных выходных мощностях, в соответствии с одним примером осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 - таблица, которая показывает, как схема управления в электронном устройстве может создавать настройки напряжения питания схемы усилителя мощности, базируясь на таком критерии, как требуемая выходная мощность, режим передачи и величина кубической метрики, в соответствии с одним примером осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 - график, который показывает, как настройки напряжения питания схемы усилителя мощности могут быть сделаны как функция различных требуемых выходных мощностей, режимов передачи и значений кубической метрики, в соответствии с одним примером осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7 - диаграмма, которая показывает, как настройки напряжения питания схемы усилителя мощности могут быть сделаны как функция настроек выходной мощности, проводимых для подстройки к вариациям качества каналов связи, режимам передачи и значениям кубической метрики, в соответствии с одним примером осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Подробное описание относится, в основном, к беспроводной связи, а более конкретно - к управлению мощностью, потребляемой схемой беспроводной связи в беспроводных электронных устройствах.

Беспроводными электронными устройствами могут быть портативные электронные устройства, такие как дорожные компьютеры или малые портативные компьютеры того типа, которые иногда называется ультрапортативными компьютерами. Портативные электронные устройства могут быть устройствами в определенной степени меньших размеров. Примерами портативных электронных устройств меньших размеров являются наручные часы, устройства - брелки, головные телефоны и наушники, и другие носимые и миниатюрные устройства. По одной из применимых классификаций портативными электронными устройствами могут быть ручные электронные устройства.

Беспроводными электронными устройствами могут быть, например, сотовые телефоны, медиаплееры с возможностями беспроводной связи, ручные компьютеры (иногда называемые также цифровыми персональными ассистентами), пульты дистанционного управления, устройства глобальной системы позиционирования (GPS) и ручные игровые устройства. Беспроводные электронные устройства, такие как эти, могут выполнять многие функции. Например, сотовый телефон может содержать функцию медиаплеера и может иметь возможности исполнения игр, задач электронной почты, задач браузинга Веб и других прикладных программ.

На Фиг.1 показана принципиальная схема иллюстративного электронного устройства, такого как ручное электронное устройство или другое портативное электронное устройство. Устройство 10 на Фиг.1 может быть мобильным телефоном, мобильным телефоном с возможностями медиаплеера, ручным компьютером, пультом дистанционного управления, игровым плеером, устройством глобальной системы позиционирования (GPS), дорожным компьютером, планшетным компьютером, ультрапортативным компьютером, устройством с возможностями исполнения функций одного или более таких устройств, или любое другое применимое портативное электронное устройство.

Как показано на Фиг.1, устройство 10 может содержать схему хранения и обработки данных 12. Схема хранения и обработки данных 12 может содержать один или более различных типов памяти, такой как память на дисководе жесткого диска, энергонезависимая память (например, флэш-память или другая электрически программируемая постоянная память), энергозависимая память (например, статическая или динамическую память с произвольной выборкой) и т.д. Схема хранения и обработки данных 12 может использоваться при управлении работой устройства 10. Схема хранения и обработки данных 12 может базироваться на таких процессорах, как микропроцессоры, микроконтроллеры, цифровые процессоры сигналов, специализированные обрабатывающие схемы, схемы управления мощностью, чипы аудио и видео, схемы обработки приемопередатчика радиочастоты, интегральные схемы радиочастоты такого типа, который иногда называется монополосными модулями, и другие надлежащие интегральные схемы.

В одной из применимых конфигураций схема хранения и обработки данных 12 может использоваться для исполнения программ на устройстве 10, таких как программы браузинга на Интернете, программы разговора по телефону с протоколом голос-через-Интернет (VOIP voice-over-intemet-protocol), программы электронной почты, программы воспроизведения медиа, функции операционной системы и прочее. Схема хранения и обработки данных 12 может быть использована в реализации надлежащих протоколов связи. В протоколы связи, которые могут быть реализованы с использованием схемы хранения и обработки данных 12, входят протоколы Интернета, протоколы беспроводной локальной сети (например, протоколы IEEE 802.11, иногда называемые как Wi-Fi^®), протоколы для других каналов беспроводной связи ближнего действия, такие как протокол Bluetooth^®, протоколы для управления службами связи сотовой телефонии 2G, протоколы связи 3G, такие как протоколы быстродействующей спутниковой связи с пакетным доступом (HSUPA) и другие.

Устройство 10 может иметь одну или несколько аккумуляторных батарей, таких как аккумуляторная батарея 14. Для минимизации потребления мощности и тем самым увеличения срока службы аккумуляторной батареи 14 схема хранения и обработки данных 12 может быть использована в реализации функций управления мощностью устройства 10. Например, схема хранения и обработки данных 12 может быть использована для настройки схемы усилителя мощности радиочастоты в устройстве 10 и может быть использована для настройки уровней входной мощности, подаваемой на вход схемы усилителя мощности радиочастоты устройства 10 со схемы приемопередатчика. Настройки усилителя мощности, которые могут быть проведены, включают в себя установку заданных значений коэффициента усиления (например, для стадий селективного включения или выключения усиления) и настройки напряжения источника питания (иногда называются также настройками напряжения смещения). Эти настройки могут быть проведены автоматически в реальном времени, базируясь на таблицах предпочтительных заданных управляющих величин при различных изменяющихся рабочих условиях.

Алгоритмы управления, которые реализуются в схеме хранения и обработки данных 12, могут быть использованы при управлении работой устройства 10. Например, желаемое напряжение смещения усилителя мощности может быть определено алгоритмом управления в реальном времени, базируясь на таком критерии, как требуемая выходная мощность и тип режима передачи, в котором работает устройство 10 (например, в режиме данных или в голосовом режиме). В схеме хранения и обработки данных 12 может храниться программа, которая конфигурирует схему хранения и обработки данных 12 на реализацию алгоритма управления. Среди других функций эта программа может помогать в снижении напряжений смещения усилителя мощности всякий раз, когда это возможно, для сохранения мощности. Для предотвращения нежелательных снижений качества, понижения напряжения смещения усилителя мощности могут быть проведены селективно каждый раз, когда пониженные напряжения смещения не препятствуют получению желаемого критерия качества на усилителе 10.

Устройства ввода - вывода 16 могут быть использованы для передачи данных на устройство 10 и передачи данных из устройства 10 на внешние устройства. Примерами устройств ввода - вывода 16, которые могут быть использованы в устройстве 10, являются дисплейные экраны, такие как сенсорные экраны (например, жидкокристаллические дисплеи или дисплеи на органических светодиодах), кнопки, джойстики, колесики кликов, колесики прокрутки, сенсорные клавиатуры, клавишные клавиатуры, клавишные панели, микрофоны, громкоговорители и другие устройства для создания звука, камеры, сенсоры и прочее. Пользователь может управлять работой устройства 10 подачей команд через устройства 16. Устройства 16 могут быть использованы также для передачи визуальной или звуковой информации к пользователю устройства 10. Устройства 16 могут содержать разъемы для формирования портов данных (например, для подсоединения внешнего оборудования, такого как компьютеры, аксессуары и прочее).

Устройства беспроводной связи 18 могут содержать такие схемы средств связи, как схема приемопередатчика радиочастоты (РЧ), образованного из одной или нескольких интегральных схем, схема усилителя мощности (например, схема усилителя мощности, которая управляется сигналами управления от схемы хранения и обработки данных 14 для минимизации потребления мощности, удовлетворяя при этом заданному критерию качества), пассивные РЧ компоненты, антенны и другие схемы для обработки беспроводных сигналов РЧ. Беспроводные сигналы могут также быть посланы с использованием света (например, с использованием инфракрасной связи).

Устройство 10 может обмениваться данными с внешними устройствами, такими как аксессуары, вычислительное оборудование и беспроводные сети, через проводные и беспроводные каналы связи.

Например, с устройством 10 могут обмениваться данными такие аксессуары, как проводные или беспроводные микротелефонные гарнитуры. Устройство 10 может также быть подсоединено к аудиовизуальному оборудованию (например, к беспроводным громкоговорителям, игровым контроллерам или другому оборудованию, которое принимает и воспроизводит контент аудио и видео) или к периферии, такой как беспроводные принтеры или камеры.

Устройство 10 может использовать проводной или беспроводной канал для обмена данными с персональным компьютером или другим вычислительным оборудованием. Этим вычислительным оборудованием может быть, например, компьютер, который имеет взаимодействующую с ним точку беспроводного доступа (маршрутизатор) или внутреннюю или внешнюю беспроводную карту, которая устанавливает беспроводное соединение с устройством 10. Компьютер может быть сервером (например, сервером Интернета), компьютером локальной сети с доступом или без доступа к Интернету, персональным компьютером самого пользователя, равноранговым сетевым устройством (например, другое портативное электронное устройство 10) или любым другим применяемым вычислительным оборудованием.

Устройство 10 может также обмениваться данными с оборудованием беспроводной сети, таким как базовые станции сотовой телефонии, беспроводные сети данных, компьютеры, связанные с беспроводными сетями, и прочее. Такие беспроводные сети могут содержать оборудование управления сетью, которое проводит мониторинг мощности беспроводных сигналов беспроводной микротелефонной гарнитуры, такой как устройство 10, которое обменивается данными с сетью. Для улучшения полного качества сети и обеспечения того, что помехи взаимодействия между микротелефонными гарнитурами являются минимальными, оборудование управления сетью может посылать команды настройки мощности (иногда называемые командами управления мощностью передачи, или команды TCP) на каждую микротелефонную гарнитуру. Заданные значения управления мощностью передачи, которые подаются на микротелефонную гарнитуру, управляют микротелефонной гарнитурой слабыми сигналами и повышают мощность передачи так, что их сигналы будут надлежащим образом приняты сетью. В то же самое время, заданные значения управления мощностью передачи могут выдавать команды на микротелефонную гарнитуру, чьи сигналы четко принимаются при большой мощности, об уменьшении заданных для них значений управления мощностью. Это снижает помехи взаимодействия между микротелефонными гарнитурами и позволяет сети максимизировать использование доступной полосы частот беспроводной связи.

Когда устройство 10 получает заданные значения управления мощностью передачи из сети или в других надлежащих случаях, устройство 10 может надлежащим образом создавать настройки мощности передачи. Например, устройство 10 может настраивать уровень мощности сигналов, которые передаются схемой приемопередатчика на усилители мощности радиочастоты в устройстве 10, и может настраивать усилители мощности радиочастоты. Настройки усилителей мощности, такие как эти, могут содержать настройки заданного значения режима усиления и настройки напряжения источника питания.

Выходные сигналы из усилителей мощности в устройстве 10 беспроводно передаются с устройства 10 на соответствующие приемники, используя антенны в устройстве 10. Заданные значения для схемы беспроводной связи 18 могут содержать настройки режима усиления, которые управляют заданными значениями коэффициентов усиления усилителей мощности. Например, настройка режима усиления может управлять тем, будет ли усилитель мощности работать в режиме высокого коэффициента усиления, в котором используются все имеющиеся каскады усилителя мощности, или в режиме низкого коэффициента усиления, в котором один или более каскадов усиления усилителя мощности отключены для ограничения потребления. Настройки напряжения источника питания могут быть использованы для минимизации потребления мощности при заданном значении коэффициента усиления. В типовых схемных архитектурах схема приемопередатчика может подавать сигналы радиочастоты на вход усилителя мощности для передачи через антенну. Мощность, на которой схема приемопередатчика выдает эти сигналы радиочастоты, устанавливаются на уровне входной мощности (иногда называемой здесь как Pin) усилителя мощности. Настройки входной мощности (настройки Pin) могут быть проведены для регулировки мощности сигналов радиочастоты, переданных устройством 10.

Антенные структуры и устройства беспроводной связи устройства 10 могут поддерживать передачу данных в любом применяемом диапазоне частот беспроводной связи. Например, устройства беспроводной связи 18 могут быть использованы для покрытия таких диапазонов частоты связи, как диапазоны передачи голоса и данных по сотовому телефону на частоте 850 МГц, 900 МГц, 1800 МГц, 1900 МГц, диапазон связи на частоте 2100 МГц, диапазоны Wi-Fi^® (IEEE 802.11) на частоте 2.4 ГГц и 5.0 ГГц (также называемых иногда, как беспроводная локальная сеть, или диапазоны WLAN), диапазон Bluetooth^® на частоте 2.4 ГГц и диапазон глобальной системы позиционирования (GPS) на частоте 1550 МГц.

Устройство 10 может покрывать эти диапазоны частот связи и другие применяемые диапазоны связи при соответствующей конфигурации антенных структур в схеме беспроводной связи 18. В устройстве 10 могут быть использованы любые применяемые антенные структуры. Например, устройство 10 может иметь одну антенну или иметь несколько антенн. Каждая из антенн в устройстве 10 может быть использована для покрытия единственного диапазона связи или каждая из антенн может покрывать несколько частотных диапазонов связи. При желании, одна или более антенн могут покрывать единственный диапазон, в то время как одна или каждая из нескольких дополнительных антенн используется для покрытия многих частотных диапазонов.

На Фиг.2 представлена иллюстративная схема беспроводной связи, которая может быть использована в схеме 18 из Фиг.1 в устройстве 10. Как показано на Фиг.2, схема беспроводной связи 44 может содержать одну или более антенн, таких как антенна 62, и может содержать схемы ввода - вывода радиочастоты 90. Во время операций передачи сигналов схема 90 может выдавать сигналы радиочастоты, которые передаются антеннами 62. Во время операций приема сигналов схема 90 может принимать сигналы радиочастоты, которые были приняты антеннами 62.

Сигналы данных, которые должны быть переданы устройством 10, могут быть посланы на монополосный модуль 52 (например, от схемы хранения и обработки данных 12 на Фиг.1). Монополосный модуль 52 может быть реализован с использованием единственной интегральной схемы (например, интегральная схема монополосного процессора) или с использованием многих схем. Монополосный процессор 52 может принимать сигналы, которые должны быть переданы через антенну 62 на входную линию 89 (например, от схемы хранения и обработки данных 12). Монополосный процессор 52 может предоставлять сигналы, которые должны быть переданы на схему передатчика в схеме приемопередатчика РЧ 54. Схема передатчика может быть подсоединена к схеме усилителя мощности 56 через линию 55. Линия управления 88 может получать управляющие сигналы от схемы хранения и обработки данных 12 (Фиг.1). Эти управляющие сигналы могут быть использованы для управления мощностью сигналов радиочастоты, которые схема передатчика в схеме приемопередатчика 54 посылает через линию 55 на вход усилителей мощности 56. Уровень мощности этого переданного сигнала радиочастоты иногда называется здесь как Pin, поскольку он представляет собой мощность, поданную на вход схемы усилителя мощности 56.

Во время передачи данных схема усилителя мощности 56 может повышать выходную мощность переданных сигналов до достаточно высокого уровня, что обеспечивает адекватную передачу сигналов. Схема 57 может содержать антенный переключатель радиочастоты и другие схемы выходного каскада радиочастоты, какие как переключатели радиочастоты и пассивные элементы. Переключатели могут, при желании, быть использованы для переключения схемы 44 между режимом передачи и режимом приема. Для маршрутизации входного и выходного сигнала, базируясь на их частоте, может использоваться дуплексный фильтр 57.

Схема согласования 60 может содержать сеть пассивных компонентов, таких как резисторы, катушки индуктивностей и конденсаторы, и обеспечивать то, что антенные структуры 62 будут согласованы по импедансу с оставшееся частью схемы 44. Беспроводные сигналы, которые принимаются антенными структурами 62, могут быть переданы на схему приемника в схеме приемопередатчика 54 через такую линию, как линия 64.

Каждый усилитель мощности (например, каждый усилитель мощности в усилителях мощности 56) может содержать один или более каскадов усилителя мощности, таких как каскады 70. В качестве примера, каждый усилитель мощности может быть использован для работы с отдельным диапазоном частоты связи и каждый такой усилитель мощности может иметь три последовательно соединенных каскада усилителя мощности 70. Каскады 70 могут имеет входы, такие как входы 72, на которые подаются напряжения смещения и другие входные сигналы. Эти входные сигналы могут быть предоставлены с использованием линии передачи сигналов, такой как линия 76. Управляющие сигналы от схемы хранения и обработки данных 12 могут быть использованы для селективной активации и деактивации каскадов 70. Напряжение смещения может подаваться на входы 72, используя линию 86.

Селективной активацией и деактивацией каскадов 70 усилитель мощности может быть установлен в различные режимы усиления. Например, усилитель мощности может быть установлен в режим высокого коэффициента усиления, задействованием всех трех каскадов усилителя мощности 70, или может быть установлен в режим низкого коэффициента усиления, задействованием двух из всех каскадов усилителя мощности. При желании, могут использоваться и другие конфигурации. Например, режим с очень низким коэффициентом усиления может поддерживаться включением только одного из трех каскадов усиления или могут быть образованы конфигурации, имеющие более трех заданных значений режима усиления, селективной активацией других комбинаций каскадов усиления (например, в усилителях мощности с тремя или более чем три каскадами усиления).

Схема регулируемого источника питания, такая как схема регулируемого источника питания 78, может быть запитана от источника напряжения 83. Источником напряжения 83 может быть, например, аккумуляторная батарея, такая как аккумуляторная батарея 14 на Фиг.1. Источник 83 может подавать положительное напряжение аккумуляторной батареи на схему регулируемого источника питания 78 с положительного вывода источника питания 82, и может подавать напряжение земли на схему регулируемого источника питания 78 с вывода заземления источника питания 84. Источник питания 83 может быть реализован с использованием ионно-литиевой батареи, полимерно-литиевой батареи или аккумуляторной батареи любого другого используемого типа.

Первоначально напряжение, подаваемое аккумуляторной батареей, может быть высоким. По мере того, как аккумуляторная батарея будет разряжаться, напряжение, подаваемое от аккумуляторной батареи, будет постепенно падать. Использованием схемы регулируемого источника питания 78 величина напряжения Vcc, которое подается на схему усилителя мощности 56 через линию напряжения источника питания 86, может поддерживаться на желаемом уровне. Например, схема источника питания 78 может, при надлежащих условиях, получать напряжение свежей аккумуляторной батареи от источника 83, которое падает со временем, и может создавать сравнительно постоянное выходное напряжение Vcc на выходной линии 86. Это помогает избежать неэкономичных ситуаций, при которых схема усилителей мощности 56 запитывается чрезмерно высокими напряжениями, когда аккумуляторная батарея источника 83 является свежей. Такие избыточные напряжения могут привести к неэкономичному потреблению мощности схемой 56.

Схема регулируемого источника питания 78 может управляться управляющими сигналами, получаемыми по такой линии, как линия 80. Управляющие сигналы могут поступать на схему регулируемого источника питания 78 от схемы хранения и обработки данных 12 (Фиг.1) или от любой другой подходящей управляющей схемы (например, схемы, реализованной в монополосном модуле 52, схемы в приемопередатчике 54 и прочее). В примере на Фиг.2 схема приемопередатчика 54 содержит схему хранения и обработки данных 92, которая может быть использована в управлении схемой регулируемого источника питания 78. Схема хранения и обработки данных 92 может содержать схему вычислителя кубической метрики 94 и схему цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 96. Вычислитель кубической метрики 94 может вычислять параметр беспроводной связи, называемый кубическая метрика, из известных атрибутов радиочастотных сигналов, которые передаются в текущий момент схемой 44.

Схема хранения и обработки данных 92 может содержать таблицу заданных управляющих значений, которые должны использоваться в управлении схемой источника питания 78. Эта таблица может содержать список напряжений смещения (значения Vcc), которые должны быть предоставлены схемой регулируемого источника питания 78. Схема хранения и обработки данных 92 может управлять цифроаналоговым преобразователем 96 для генерации надлежащих сигналов управления на линии 80 (например, аналоговые управляющие напряжения), базируясь на известных рабочих условиях схемы 44, таких как ее текущий режим передачи (данные или голос), текущее значение кубической метрики (значение, которое находится в диапазоне между 0 дБ и 4 дБ) и желаемой величины выходной мощности Pout, которая должна быть создана схемой усилителя мощности 56 (например, выходная мощность из усилителя 56, измеренная на выходе 98 дуплексного фильтра 57), и базируясь на величинах заданных управляющих значений в этой таблице.

Управляющие сигналы, которые поступают из цифроаналогового преобразователя 96 на линию 80, могут быть использованы для регулирования величины положительного напряжения источника питания Vcc, которое поступает на схему усилителя мощности 56 через линию 86. Эти настройки напряжения источника питания могут быть проведены в то же самое время, когда проводятся настройки режима усиления схемы усилителя мощности 56, и в то же самое время, когда проводятся настройки мощности (Pin) на линии 55.

Величина напряжения смещения Vcc, которое используется для питания схемы усилителя мощности радиочастоты 56, может иногда быть понижена для консервации потребляемой мощности. Однако при этом должно быть уделено внимание тому, чтобы напряжение смещения не понижалось слишком сильно. Если Vcc чрезмерно понижается, то схема усилителя мощности 56 не будет работать линейно и может входить в режим ограничения. Если питание будет вестись при значениях напряжения Vcc, которые достаточно низки, чтобы ограничения не возникали, то схема беспроводной связи 44 может проявлять чрезмерную нелинейность и может не удовлетворять желаемому критерию качества, такому как минимальные требуемые уровни коэффициента утечки смежных каналов (ACLR). В ситуациях, подобных этим, схема усилителя мощности 56 называется иногда схемой, имеющей недостаточный "рабочий диапазон" для выполнения предназначенной ей функции усиления.

Если напряжение Vcc является достаточно большим, то схема усилителя мощности 56 будет работать линейно и не будет входить в режим ограничения. Схема усилителя мощности 56 будет поэтому способна оперировать сигналами с большими величинами отношения пикового значения мощности сигнала к среднему значению (PAR). Сигналы с высокой скоростью передачи данных, такие как сигналы с высокой скоростью передачи данных, использующие протокол HSUPA, связаны с относительно большими значениями PAR. В ситуациях, при которых схема усилителя мощности 56 запитывается достаточно большим напряжением смещения Vcc, схема усилителя мощности 56 будет поэтому проявлять достаточный рабочий диапазон для манипулирования этими сигналами с высокой скоростью передачи данных.

На Фиг.3 представлен график, показывающий, как скорость, с которой передаются данные от устройства 10, и поэтому и отношение пикового значения мощности сигнала к среднему значению мощности переданных сигналов радиочастоты, может изменяться как функция времени. В момент времени to объем данных, переданных от схемы 44, может быть относительно небольшим (то есть, менее чем TDR1). Это позволяет устройству 10 и схеме 44 работать при относительно низкой скорости данных и соответствующем низком отношении пикового значения мощности сигнала к среднему значению (PAR), как в случае, когда пользователь устройства 10 разговаривает по телефону или только передает данные при относительно низкой скорости передачи данных с протоколом HSUPA.

Когда устройству 10 необходимо загрузить больше данных, требуемая скорость передачи данных может возрасти. В примере на Фиг.3 скорость, с которой загружаются данные, относительно высока (то есть, между TDR1 и TDR2) в интервале между моментами времени t₁ и t₂. Эти повышенные скорости передачи данных связаны, в основном, с высокими значениями PAR. Большие скорости передачи данных могут быть использованы, например, для соответствия передаче больших файлов (например, присоединений, таких как фотографии, к электронной почте) или для соответствия высоких скоростей передачи данных передаче потоковых данных. Примерами операций, которые могут потребовать повышенных скоростей передачи данных, является передача видео (например, для разговоров по видеотелефону) и игры. Это является просто иллюстративными примерами. В общем, на устройстве 10 могут, при желании, исполняться любые прикладные задачи, которые требуют использования повышенных скоростей передачи данных.

Необходимость передачи больших объемов данных является обычно кратковременной. Например, пользователю может потребоваться загрузить на сервер изображение. В течение операции загрузки (то есть, от момента t₁ до момента t₂ в примере на Фиг.3) отношение пикового значения мощности сигнала к среднему значению для переданного сигнала может быть относительно высоким (например, 8 дБ). Когда загрузка завершается (например, после момента t₂ в примере на Фиг.3), пользователю может потребоваться только сделать речевой вызов с устройства 10. Во время телефонного разговора отношение пикового значения мощности сигнала к среднему значению мощности переданного сигнала может быть относительно низким (например, 3.5 дБ).

Для управления этими изменяющимися во времени требованиями без излишнего потребления энергии схема хранения и обработки данных устройства 10 может управлять схемой регулируемого источника питания 78 и настраивать напряжение смещения Vcc в реальном времени. Когда качество канала связи является плохим и/или когда для передаваемых сигналов требуется высокая скорость передачи данных, величина напряжения Vcc может быть повышена для обеспечения того, что схема усилителя мощности 56 будет иметь достаточный рабочий диапазон. Когда качество канала связи улучшается и/тли когда требуемая скорость передачи данных передаваемых сигналов уменьшается (например, при загрузке небольших объемов данных или в голосовом режиме), величина напряжения Vcc может быть снижена. Эти пониженные значения напряжения Vcc позволяют уменьшить величину мощности, потребляемой схемой усилителя мощности 56.

Беспроводные каналы, подобные тем, что связаны с протоколами 2G, иногда поддерживают только относительно низкие скорости загрузки данных (например, 1 Мбит/с или менее). Другие беспроводные каналы, подобные тем, что связаны с протоколом 3G быстродействующей спутниковой связи с пакетным доступом (HSUPA) для мобильной телефонии, могут поддерживать значительно более высокие скорости загрузки данных (например, до нескольких Мбит/с или даже пяти Мбит/с или более или семи Мбит/с или более). Операции в голосовом режиме (в котором от пользователя загружаются только голосовые данные) требуют, в общем случае, низких скоростей передачи данных (обычно менее 100 кбит/с и существенно меньше, чем 1 Мбит/с). Операции загрузки в режиме данных могут потребовать значительных скоростей загрузки данных, особенно когда режим данных является режимом данных HSUPA. Для обеспечения достаточной линейности и низкого шума схемы усилителя мощности 56 на схему усилителя мощности 56 могут быть поданы повышенные напряжения смещения каждый раз, как возрастают скорости передачи данных. Например, может быть подано более высокое напряжение смещения, когда скорость загрузки данных превышает 5 Мбит/с, чем тогда, когда скорость загрузки будет менее 1 Мбит/с или 2 Мбит/с.Повышения напряжения смещения могут также быть сделаны в зависимости от режима (например, меньшее смещение - для голосового режима и большее смещение - для режима HSUPA, особенно при более высоких скоростях передачи данных HSUPA).

Требуемые уровни мощности передачи обычно определяются на базе полученных команд управления мощностью передачи (TCP). Когда базовая станция определяет, что канал связи с устройством 10 плохого качества, то базовая станция может передать команду TCP на устройство 10, которая дает указание устройству 10 на повышение его выходной мощности. Когда базовая станция определяет, что качество канала связи хорошее и что мощность, получаемая от устройства 10 более чем достаточна, то базовая станция может выдать команду TCP, которая дает указание устройству 10 на понижение его вых