SE512453C2 - Bevarande av effekt i handburna mobiltelefoner under mottagningsdriftsmod - Google Patents

Description

512 455 Z mottagaren.är kapabel att övervaka en kontrollkanal eller'mottaga ett inkommande samtal. När ett telefonsamtal upprättas är mottagaren kontinuerligt förbunden med kraftkällan. Efter avslutande av samtalet är'mottagaren.åter igen.omväxlande kopplad till och bortkopplad från effektkällan. Under ledigmoden eller de relativt långa perioder under vilka inga samtal utförs eller mottages av' mobilstationen kan väsentliga mängder elektrisk energi bevaras genom bortkoppling av mottagaren från kraftkällan.

En av huvudkomponenterna i mottagaren i en mobilstation som konsumerar väsentliga mängder elektriskt energi är förstärkaren.

Om den mängd energi som förbrukas av förstärkaren kan reduceras kan batteristorleken göras ännu mindre eller alternativt tiden mellan uppladdningar ytterligare ökas. Följaktligen föreligger ett behov av en förbättring vad gäller funktion och konstruktion av förstärkaren i mottagaren i en "fick"-telefon.

SUMMERING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser ett förfarande för reducering av elektrisk effektförbrukning i. en batteridriven mobilstation, såsom en "fick"-telefon. Den batteridrivna mobilstationen inkluderar en transcieverenhet med en mottagare och en sändare, vilka är känsliga för frekvenssyntetiserare. Mottagaren mottager en radiofrekvent signal och lägger denna på en förstärkare, som styrs av en behandlingskrets, såsom en lämpligt programmerad mikroprocessor. Förstärkaren är kapabel att arbeta i tre olika moder. I den första. moden. är förstärkaren förspänd relativt hög nivå då mottagaren sänder. I den andra moden är förstärkaren förspänd till en relativt hög nivå när sändaren stängs av och mottagaren mottager en relativt svag radiofrekvent signal. I den tredje moden är förstärkaren i huvudsak overksam när sändaren stängs av och mottagaren mottager en relativt stark radiofrekvenssignal. De tre driftsmoderna för förstärkaren styrs av en mikroprocessor. Förstärkarens utsignal páläggs en blandare, som blandar den mottagna radiofrekventa signalen med utsignalen från frekvenssyntetiseraren som är associerad med mottagaren. 512 453 3 Blandarens utsignal páläggs sedan ett mellanfrekvenssteg och behandlas på konventionellt sätt.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig. 1 är ett blockschema som illustrerar en mobilradiokommu- nikationsanordning som utnyttjar föreliggande upp- finning; fig. 2 är ett förenklat schema av en integrerad krets som inkluderar en del av mottagaren som illustreras i fig. l; OCh fig. 3 är ett flödesschema av den mjukvara som används av mikroprocessorn för styrning av mottagaren.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Fig. 1 illustrerar ett blockschema av en mobilradiotelefon associerad med föreliggande uppfinning. Fastän de är särskilt lämpade för användning i portabla "fick"-telefoner, är prin- ciperna för föreliggande uppfinning tillämpbara för varje typ av mobiltelefon i vilken reduktion av effektförbrukning önskas.

Mobiltelefonen 9 enligt föreliggande uppfinning inkluderar en transciever med en sändare 10 och en mottagare 20, vilka är kopplade till en gemensam antenn 11. En transcieveroscillator 18 är kopplad till en sändarfrekvenssyntetiserare 12 och en mottagarfrekvenssyntetiserare 17. Utsignalen från sändarfre- kvenssyntetiseraren 12 páläggs en sändareffektförstärkare 13.

Utsignalen från sändareffektförstärkaren 13 filtreras av ett sändarfilter 14 och utsänds via antennen 11.

Mottagaren 20 mottager inkommande radiofrekventa (RF) signaler via antennen ll och filtrerar de inkommande signalerna med ett mottagarfilter 15. De filtrerade RF-signalerna páläggs ett lågbrusigt mottagarsteg 21. Mottagaren 20 är kopplad till en effektkälla 19 och Styrs av en mikroprocessor 16. Mottagaren 20 inkluderar företrädesvis filtret 15, det làgbrusiga mottagarste- get 21, ett andra filter 22, en blandare 23 och ett mellan- frekvenssteg (IF), som ej visas. Filtret 22 är ett bandpass- filter, företrädesvis ett s.k. keramiskt filter av välkänd typ.

Dess mittfrekvens utgöres av RF-frekvensen, och dess bandbredd är sådan att både frekvensen RF + 2IF och komponenten RF - 2IF dämpas. I typfallet är IF 45 MHz. Företrädesvis är det lågbrusiga mottagarsteget 21 och blandaren 23 implementerade på en in- tegrerad krets.

I fig. 2 illustrerar ett förenklat schema den del av mottagaren som är implementerad på en integrerad krets. Den integrerade kretsen inkluderar blandaren 23 och en förstärkare 24, som är huvudkomponenten i det lågbrusiga mottagarsteget 21. Insignalen till förstärkaren 24 är den filtrerade RF-signalen som betecknas Eg. Den integrerade kretsen inkluderar en jordterminal GND och en ingàngsspänningsterminal Vw, vilka är kopplade till effektkällan 19. En ingàngsterminal betecknad SÄND mottager en signal indikerande att sändaren 10 är i drift. Den integrerade kretsen inkluderar en ingàngsterminal LW som mottager utsignalen Lofrån mottagarfrekvenssyntetiseraren 17. Förstärkaren 24 inkluderar också en ingàngsterminal för en signal Gsfdgk, som tillhandahålls av mikroprocessorn 16. Gsfflgm-ingången mottagare "làg"- och "hög"-kontrollsignaler. När Gsfiwmrsignalen är "låg" har förstärkaren ingen strömtillförsel och är i huvudsak overksam.

När Gsfiüwr är "hög" är förstärkaren aktiverad. Det lågbrusiga förstärkarsteget 21 inkluderar även de kretsar som är nödvändiga för att matcha kontrollsignalerna, såsom SÄND-signalen och GS -signalen, till förstärkaren 24. frigör Mobilstationen mäter såsom vid känd teknik en RSSI signal (Receiver Strength Signal Indicator) associerad med IF-steget.

RSSI-signalen har en spänning som är en funktion av spänningen av den i antennen mottagna signalen. En A/D-omvandlare kan användas för omvandling av RSSI-signalen till ett digitalt format lämpligt för mikroprocessorn 16. Mikroprocessorn kan sedan bestämma huruvida signalen är relativt svag eller stark och huruvida signalen är tillräckligt stark för att förstärkaren 24 skall kunna deaktiveras. 512 453 S' Förstärkarens 24 utsignal är en utsignal betecknad RFM. Signalen RFut tillhandahàlles pà en utgángsterminal betecknad RFU. och pàläggs filtret 22. Filtret 22 filtrerar signalen och pálägger denna sàsom en filtrerad insignal RFM till blandaren 23 pà en ingàngsterminal betecknad RFh. Blandaren 23 blandar signalerna som pålagts Im-ingângsterminalen RF"-terminalen. Blandaren 23 genererar en utsignal pà en utgångsterminal IF, som är kopplad till IF-steget. IF-steget behandlar IF-signalerna pà konventio- nellt sätt.

RF-förstärkningssteget eller förstärkaren 24 pà den integrerade kretsen som illustreras i fig. 2 följer företrädesvis de nedan i Tabell l listade specifikationerna.

Tabell 1 Frekvens 860-970 MHz Förstärkning min, 15 db, men min -5db om deaktiverad Nominell insignalnivå -10 dBm Maximal insignalnivå +5 dBm Ingàngsimpedans 50 ohm, insignalreturförlust <-10 dB Utgàngsimpedans 50 ohm, utsignalreturförlust <-10 dB 1 dB insignalkompressionspunkt -10 dBm min.

Förstärkningsflathet inom frekvens +/-2 dB Tredje ordningens insignal- interceptpunkt -4 dB min.

Backisolering -15 dB, +5 dB vid deaktivering Brustal, NF typiskt 2,5 dB, max 3,0 dB Stabilitet Ovillkorligt stabil (både ingång och utgång) för alla frekvenser vid arbets- temperatur. 512 453 Blandaren 23 på den integrerade kretsen som illustreras i fig. 2 uppfyller företrädesvis de i tabell 2 nedan listade specifika- tionerna.

Tabell 2 RF-frekvens 860-970 MHz LO-frekvens 900-1050 MHz IF-frekvens 40-80 MHz Konversionsförstärkning 7 dB min.

Konversionsförstärknings- flathet inom frekvens- bandet +/- 1 dB Brustal 7 dB max.

Ingàngsimpedans 50 ohm, returförlust <-10 dB Utgångsimpedans 100 ohm nominellt LO portimpedans LO ingàngseffekt 1 dB insignalkompressionspunkt 2:dra ordningens insignal- interceptpunkt 3:dje ordningens insignal- interceptpunkt Portisolation: LO-RF LO-IF RF-IF Den integrerade kretsen i fig. (800 (öppen kollektorutgàng) ohm såsom option) 50 ohm, returförlust <-10 dB 0 dBm max. -3 dBm min. +14 dB min. +9 dBm min. dB min. 6 dB min. 0 dB min. 2 uppfyller företrädesvis de i tabell 3 nedan listade generella specifikationerna. 512 453 ?~ Tabell 3 Nominell matningsspänning 4.5-5.0 V Strömförbrukning, sändningsmod max 25 mA Strömförbrukning, standby, aktiverad mod max 10 mA Strömförbrukning, standby, deaktiverad mod max 4 mA Driftstemperatur -30 - +85 grader C Lagringstemperatur -65 - +1OO grader C Det lågbrusiga nmmtagarsteget 21 är konstruerat att uppvisa tillräcklig förstärkning för känslighetskraven enligt systemspe- cifikationen. Sådana systemspecifikationer inkluderar NMT, EAMPS och ETACS. I typfallet är känslighetskraven approximativt ll3 dBm. Det lågbrusiga mottagarsteget 21 är även konstruerat att arbeta tillfredsställande trots den interfererande signal som uppträder pà mottagarens 20 ingång när sändaren 10 är påslagen.

Detta särdrag'erhàlles genom tillhandahållande av'en tillräckligt hög"kompressionspunkt"förnmnxagaren."Kompressionspunkten"för en förstärkare innebär att förstärkarens utsignal avviker från en ideal linjär funktion av insignalen med ett värde, exempelvis 1 dBm. En ökning av "kompressionspunkten" innebär dock en ökning av mottagarens effektförbrukning. Det lågbrusiga mottagarsteget 21 och förstärkaren 24 styrs av mikroprocessorn 16 så att tre olika driftsmoder föreligger.

Den första moden kallas sändningsmod. Om sändaren 10 sänder är det önskvärt att hela kretsen inklusive förstärkaren 24 är aktiverad. Såsom ett resultat härav befinner sig kretsen i en hög strömförbrukningsmod. Förspänningen av förstärkaren 24 är relativt hög, vilket ger god känslighet och god undertryckning av de interfererande signalerna fràn sändaren 10. Under sänd- ningsmod är kontrollsignalen betecknad SÄND aktiverad, vilket aktiverar förstärkningssteget eller förstärkaren 24.

I sändningsmod kommer i typfallet en interfererande insignal att detekteras av mottagaren 20, vilken signal har en frekvens som 512 453 S' ligger 45 MHz under den önskade insignalen. Denna interfererande signal härrör från det faktum att sändaren är påslagen. Den interfererande signalen kommer att ha en maximal nivå på +5 dBm.

I idealfallet bör kretsen ge samma prestanda för den önskade insignalen oberoende av förekomsten av den interfererande signalen. Detta innebär att den önskade signalen ej får försämras på grund av förekomsten av den interfererande signalen. För uppnående av ett sådant resultat är det nödvändigt att aktivera förstärkaren 24 och att tillåta en högre strömförbrukning för kretsen i sändningsmod.

Den andra driftsmoden kallas standby, aktiverad mod. När sändaren är fråns1agen_och den mottagna signalen är svag aktiveras förstärkaren 24 av mikroprocessorn 16 i standby, aktiverad mod.

Stanby, aktiverad.mod inträffar endast när sändareniör frànslagen och förstärkaren 24 är förspänd för relativt lågt brus och hög förstärkning. Detta är möjligt med en låg kompressionspunkt om en relativt svag undertryckning av de interfererande signalerna accepteras.

Den tredje driftsmoden för mottagaren 20 kallas företrädesvis standby, deaktiverad mod. Denna mod inträffar när sändaren 10 är frånslagen och mottagaren 20 detekterar en insignal med hög nivå.

I denna mod är förstärkaren 24 fullständigt deaktiverad eller förspänd till en relativt låg nivå av mikroprocessorn 16.

Eftersom insignalen har en hög nivå kan förstärkaren 24 stängas av och den återstående känsligheten är tillräcklig för detekte- ring av den digitala signalen med relativt låg bitfelsfrekvens.

Mikroprocessorns 16 styrning av mobilstationens 9 mottagare 20 kommer nu att förklaras genom användande av det förenklade flödesschemat i fig. 3. Flödesschemat i fig. 3 visar logiken och den nödvändiga mjukvaran för styrning av'mottagaren 20. Mikropro- cessorn 16 startas i steg 30 och utför steget 31 för aktivering av mobilstationen 9. I steg 32 förbinder mikroprocessorn mottagaren 20 med en effektkälla 19. När mottagaren 20 är 512 455 Q förbunden med effektkällan kan inkommande signaler mottagas och behandlas.

Mikroprocessorn 16 fastställer i steg 33 huruvida sändaren 10 är påslagen. Om sändaren 10 är påslagen sänds en SÄND-signal till mottagaren 20 och förspänns förstärkaren 24 till en relativt hög nivå. Om lnikroprocessorn 16 beslutar att sändaren 10 ej är påslagen utför mikroprocessorn 16 steget 35 för bestämning av styrkan av den mottagna signalen. Om den mottagna signalen ej är stark genererar mikroprocessor 16 en instruktion 36 för för- spänning av förstärkaren 24 till en relativt hög nivå. Om mikroprocessorn 16 i steg 35 fastställer att den mottagna signalen är relativt stark genererar mikroprocessorn 16 en instruktion 37 för förspänning av förstärkaren 24 till en relativt låg nivå. Eftersom mobilstationen 9 vid denna tidpunkt ej sänder genererar mikroprocessorn 16 periodiskt en instruktion 38 för bortkoppling av mottagaren 20 från effektkällan 19. Genom periodisk bortkoppling av mottagaren 20 från effektkällan 19 kan väsentliga mängder elektrisk effekt konserveras.

Mikroprocessorn 16 fastställer sedan i steg 39 huruvida mobilsta- tionen 9 fortfarande är aktiv. Om mobilstationen 9 fortfarande är aktiv förbinder mikroprocessorn 16 åter effektkällan 19 med mottagaren 20 med instruktionen 32. Om mobilstationen 9 skall deaktiveras vidtager mikroprocessorn 16 nödvändiga åtgärder för deaktivering av mobilstationen 9. Deaktiveringen av mobilstatio- nen indikeras av steg 40, som utgör slutet av processen.

Fastän uppfinningen har beskrivits i samband med dess föredragna utföringsformer inses att de uttryck som har använts är dis- kriptiva uttryck snarare än begränsande uttryck och att för- ändringar inom ramen för de bifogade kraven kan utföras utan avvikelse från uppfinningens omfång och grundtanke i dess bredaste mening.

Claims (5)

512 453 10 PATENTKRAV

1. . Radiokommunikationsanordning med mottagarorgan och sändaror- gan, vilka är känsliga för frekvenssyntetiseringsorgan, kopplade till en effektkälla och styrda av processorgan, k ä n n e - t e c k n a d av att nämnda mottagarorgan innefattar: första organ för inmatning av en radiofrekvent signal; andra organ för förstärkning av utsignalen från nämnda första organ, varvid nämnda andra organ är känsliga för nämnda processorgan och uppvisar tre moder: nämligen en första mod i vilken nämnda andra organ är förspänt till en relativt hög nivå när sändarorganet sänder; en andra mod i vilken förstärkningsorganet är förspänt till en relativt hög nivå när sändarorganet är avstängt och signalen som inmatats till det första organet är en rela- tivt svag signal; och en tredje mod i vilken förstärkningsorganet är i huvudsak deaktiverat när sändarorganet är avstängt och signalen som inmatats till det första organet är en relativt stark signal; och tredje organ för blandning avwrtsignalen från frekvenssynte- tiseringsorganet med utsignalen fràn det andra organet i och för bildande av en insignal till ett mellanfrekvenssteg.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att det andra organet och det tredje organet är placerade på en integrerad krets.

3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att processororganet inkluderar en programmerad mikroprocessor som periodiskt kopplar bort effektkällan från mottagarorganet och styr det andra organets moder.

4. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att effektkällan är ett batteri. 512 453 1/

5. Förfarande för konservering av förbrukningen av elektrisk energi i en transciever genom styrning av förstärkningorganet i transcieverns mottagardel, k ä n n e t e c k n a t av stegen: förspänning av förstärkningsorganet till en relativt hög nivå när transcieverns sändardel sänder; förspänning av förstärkningsorganet till en relativt hög nivå när sändardelen ej sänder och en signal mottagen av mottagardelen är relativt svag; förspänning av förstärkningsorganet till en relativt lág nivà när sändardelen ej sänder och signalen som mottagits av mottagardelen är relativt stark.