(57)【要約】【課題】ＰＡに供給する電圧の供給切り替え制御においてばたつきが生じることなく、従来よりＰＡに供給するローモード時の電圧を下げることを実現した携帯電話機を提供する。【解決手段】ＤＣ／ＤＣコンバータ１２が、ＰＡ１６に電圧Ｃを供給している間に、制御部５が、所望の送信電力レベルが一定期間、閾値Ｅ以下となるように、ＶＧＡ１５の利得を制御した時（指示線４１が示す時点）、ＰＡ１６への供給電圧をＣからＦに切り替え、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２が、ＰＡ１６に電圧Ｄを供給している間に、制御部５が、所望の送信電力レベルが閾値Ｅを超えるように、ＶＧＡ１５の利得を制御した時（指示線４２が示す時点）、ＰＡ１６への供給電圧をＦからＣに切り替える制御を行う。【選択図】  図４
2010233247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段に第１電圧と、第１電圧より低い第２電圧とを含む少なくとも互いに電圧値の異なる３種類以上の電圧を供給する供給手段と、
自機から所望の送信電力レベルの送信信号が出力されるように、前記増幅手段の利得を制御する利得制御手段と、
前記利得制御手段によって、一定期間、送信電力レベルが所定の閾値以下となるように増幅手段の利得の制御が継続した時点で、前記供給手段に対して、増幅手段に供給する電圧を第１電圧から第２電圧に切り替えさせ、前記利得制御手段によって、送信電力レベルが前記閾値を超えるように増幅手段の利得が制御された時点で、供給手段に対して、増幅手段に供給する電圧を第２電圧から第１電圧に切り替えさせる電圧切替制御手段とを備える
ことを特徴とする携帯電話機。
【請求項２】
前記所望の送信電力レベルは、基地局装置から受信した送信電力制御信号に基づいて決定されるか、もしくは、基地局装置から受信した信号の受信レベルに基づいて決定される
ことを特徴とする請求項１記載の携帯電話機。
【請求項３】
送信信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段に第１電圧と、第１電圧より低い第２電圧とを含む少なくとも互いに電圧値の異なる３種類以上の電圧を供給する供給手段と、自機から所望の送信電力レベルの送信信号が出力されるように、前記増幅手段の利得を制御する利得制御手段とを備えた携帯電話機に用いられる電圧切替制御方法であって、
前記利得制御手段によって、一定期間、送信電力レベルが所定の閾値以下となるように増幅手段の利得の制御が継続した時点で、前記供給手段に対して、増幅手段に供給する電圧を第１電圧から第２電圧に切り替えさせるステップと、
前記利得制御手段によって、送信電力レベルが前記閾値を超えるように増幅手段の利得が制御された時点で、供給手段に対して、増幅手段に供給する電圧を第２電圧から第１電圧に切り替えさせるステップとを含む
ことを特徴とする電圧切替制御方法。
【請求項４】
送信信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段に第１電圧と、第１電圧より低い第２電圧とを含む少なくとも互いに電圧値の異なる３種類以上の電圧を供給する供給手段と、自機から所望の送信電力レベルの送信信号が出力されるように、前記増幅手段の利得を制御する利得制御手段とを備えた携帯電話機に電圧切替制御処理を実行させるプログラムであって、
前記電圧切替制御処理は、
前記利得制御手段によって、一定期間、送信電力レベルが所定の閾値以下となるように増幅手段の利得の制御が継続した時点で、前記供給手段に対して、増幅手段に供給する電圧を第１電圧から第２電圧に切り替えさせるステップと、
前記利得制御手段によって、送信電力レベルが前記閾値を超えるように増幅手段の利得が制御された時点で、供給手段に対して、増幅手段に供給する電圧を第２電圧から第１電圧に切り替えさせるステップとを含む
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機の消費電力を低減する技術に関し、特に送信用のパワーアンプ（
Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、以下、「ＰＡ」と言う。）に電圧を供給する制御に関
する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機の消費電力低減を目的として、下記の特許文献１には、可変利得アンプ（Ｖ
ａｒｉａｂｌｅ  Ｇａｉｎ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、以下、「ＶＧＡ」と言う。）の利得と
ＰＡに供給するバイアス電圧との組み合わせを、ｎ個（ｎ＞２）の送信電力レベルと対応
付けて記憶しておき、所望の送信電力レベルで信号を送出する際に、記憶した利得および
バイアス電圧の組合わせの中から最適なものを１つ選択して、ＶＧＡとＰＡを制御する発
明が開示されている。
【０００３】
また、ＩＭＴ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉ
ｃａｔｉｏｎ）２０００方式の携帯電話機では、所望の送信電力レベルの大きさに応じて
、ＰＡに供給する電圧をハイモード、ローモードの２段階で切り替えて、ＰＡの消費電力
の低減を図っているものがある。
一般的に、ＩＭＴ２０００方式の携帯電話システムでは、基地局装置が、管轄エリア内
に存在する携帯電話機からの上り信号の受信電力レベルを測定して、携帯電話機が適切な
送信電力レベルで上り信号を送信するように、送信電力レベルの上げ下げを指示する情報
である送信電力制御信号を当該携帯電話機に送っている。
【０００４】
基地局装置から送信電力制御信号を受信した携帯電話機は、その信号が示す指示に基づ
いて、所望の送信電力レベルの送信信号を出力するように、ＶＧＡとＰＡを制御する。
図６の上段のグラフは、縦軸が送信電力制御信号によって指示される所望の送信電力レ
ベルの大きさを示し、横軸が時間を示すグラフである。下段のグラフは、縦軸がＰＡに供
給する電圧の大きさを示し、横軸が時間を示すグラフである。
【０００５】
これらのグラフは、上段グラフに示す所望の送信電力レベルが、閾値Ｂ以下となる時点
、或いは閾値Ａを超える時点で、ＰＡに供給する電圧を切り替える制御を行うことを示し
ている。
なお、図６に示す閾値Ａ、Ｂは、３ｄＢｍ程度の間隔を隔てて設定されており、いわゆ
る、ヒステリシス特性を持たせている。閾値にヒステリシス特性を持たせることで、閾値
付近の送信電力レベルの上下によって電圧の切り替え制御にばたつきが生じるのを抑える
ことができる。
【０００６】
また、閾値Ａ、Ｂと、ＰＡに供給するハイモード及びローモードそれぞれの電圧の大き
さは、仕様で決められているＡＣＬＲ（Ａｄｊａｃｅｎｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｌｅａｋａ
ｇｅ  ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ：隣接チャネル漏洩電力比）を満たすように設定されてい
る。
一般的にＡＣＬＲは、送信電力レベルの大きさと、電圧の大きさにそれぞれ影響を受け
る特性であり、送信電力レベルが大きくなる程、且つＰＡに対する引加電圧が小さくなる
程、ＡＣＬＲは悪化する傾向がある。
【０００７】
ここで、図６を用いてＰＡに供給する電圧の切り替え制御の動作を説明する。
携帯電話機が、基地局装置から送られてくる送信電力制御信号に基づいて、所望の送信
電力レベルの大きさが閾値Ｂ以下となるようにＶＧＡの利得を制御する時（図６の指示線
６１が示す時点）、ＰＡに供給する電圧を、電圧Ｃ（ハイモード）から電圧Ｄ（ローモー
ド）に切り替える制御を行う。
【０００８】
また、携帯電話機が、基地局装置から送られてくる送信電力制御信号に基づいて、所望
の送信電力レベルの大きさが閾値Ａを超えるように制御する際（図６の指示線６３が示す
時点）、ＰＡに供給する電圧を、電圧Ｄ（ローモード）から電圧Ｃ（ハイモード）に切り
替える制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−４８７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上述のようにヒステリシス特性を持たせるべく、２つの閾値Ａ、Ｂを設定し
た携帯電話機では、仕様で決められているＡＣＬＲを満たすために、閾値Ａが示す送信電
力レベルの大きさとの関係でローモード時に供給する電圧の大きさを決定していたので、
１つの閾値で電圧の切り替え制御をする場合に比べると、ローモード時に供給する電圧が
高めに設定されていた。
【００１１】
そこで、本発明は、１つの閾値でＰＡに供給する電圧の切り替え制御を行うことで、Ｐ
Ａに供給するローモード時の電圧を従来より下げることを実現しつつ、電圧の供給切り替
え制御においてばたつきが生じないようにした携帯電話機、電圧切替制御方法、プログラ
ムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る携帯電話機は、送信信号を増幅する増幅手段
と、前記増幅手段に第１電圧と、第１電圧より低い第２電圧とを供給する供給手段と、自
機から所望の送信電力レベルの送信信号が出力されるように、前記増幅手段の利得を制御
する利得制御手段と、前記利得制御手段によって、一定期間、送信電力レベルが所定の閾
値以下となるように増幅手段の利得が制御された時点で、前記供給手段に対して、増幅手
段に供給する電圧を第１電圧から第２電圧に切り替えさせ、前記利得制御手段によって、
送信電力レベルが前記閾値を超えるように増幅手段の利得が制御された時点で、供給手段
に対して、増幅手段に供給する電圧を第２電圧から第１電圧に切り替えさせる電圧切替制
御手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
ここで、増幅手段は、可変利得アンプと、可変利得アンプから出力された信号を入力と
し、その信号を増幅して出力するパワーアンプとを含み、前記利得制御手段は、可変利得
アンプの利得を制御し、前記電圧切替制御手段は、パワーアンプに供給する電圧の切り替
えを制御するとしてもよい。
また、本発明に係る電圧切替制御方法は、送信信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手
段に第１電圧と、第１電圧より低い第２電圧とを供給する供給手段と、自機から所望の送
信電力レベルの送信信号が出力されるように、前記増幅手段の利得を制御する利得制御手
段とを備えた携帯電話機に用いられる電圧切替制御方法であって、前記利得制御手段によ
って、一定期間、送信電力レベルが所定の閾値以下となるように増幅手段の利得が制御さ
れた時点で、前記供給手段に対して、増幅手段に供給する電圧を第１電圧から第２電圧に
切り替えさせるステップと、前記利得制御手段によって、送信電力レベルが前記閾値を超
えるように増幅手段の利得が制御された時点で、供給手段に対して、増幅手段に供給する
電圧を第２電圧から第１電圧に切り替えさせるステップとを含むことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係るプログラムは、送信信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段に第
１電圧と、第１電圧より低い第２電圧とを供給する供給手段と、自機から所望の送信電力
レベルの送信信号が出力されるように、前記増幅手段の利得を制御する利得制御手段とを
備えた携帯電話機に電圧切替制御処理を実行させるプログラムであって、前記電圧切替制
御処理は、前記利得制御手段によって、一定期間、送信電力レベルが所定の閾値以下とな
るように増幅手段の利得が制御された時点で、前記供給手段に対して、増幅手段に供給す
る電圧を第１電圧から第２電圧に切り替えさせるステップと、前記利得制御手段によって
、送信電力レベルが前記閾値を超えるように増幅手段の利得が制御された時点で、供給手
段に対して、増幅手段に供給する電圧を第２電圧から第１電圧に切り替えさせるステップ
とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成の携帯電話機は、増幅手段に供給する電圧の供給切り替え制御において、ばた
つきが生じることなく、ローモード時にＰＡに供給する電圧を従来より下げることができ
るので、消費電力の削減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】携帯電話システム１の概要を示す図である。
【図２】携帯電話機４の機能構成を示す図である。
【図３】電圧切替制御を説明するために用いるフローチャート図である。
【図４】ＰＡ１６に供給する電圧を切り替えるタイミングを説明するために用いるグラフ図である。
【図５】供給電圧の大きさ別の、ＰＡ１６の利得と出力信号レベルとを示した図である。
【図６】従来の電圧切替制御を説明するために用いるグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について、図面を用いて説明する。
＜携帯電話システム１＞
図１は、携帯電話システム１の概要を示す図である。
携帯電話システム１は、ＩＭＴ２０００方式の携帯電話システムであり、基地局装置２
、携帯電話機３、４から成る。なお、携帯電話機は、２機に限らず、基地局装置２が収容
可能な数であれば、いくつであってもよい。
【００１８】
基地局装置２は、管轄エリア内に存在する携帯電話機３、４からの各上り信号の受信電
力レベルを測定して、携帯電話機３、４がそれぞれ、適切な送信電力レベルで上り信号を
送信するように、送信電力レベルの上げ下げを１〜数ｄＢｍ単位で指示する送信電力制御
信号をそれぞれの携帯電話機に送っている。
携帯電話機３、４は、それぞれが受信した送信電力制御信号が示す指示に基づいて、所
望の送信電力レベルの送信信号を出力するように、ＶＧＡとＰＡを制御する。
＜携帯電話機４＞
携帯電話機３、４は、いずれも同じ機能構成を有しており、代表として、携帯電話機４
の機能構成について説明する。
【００１９】
図２は、携帯電話機４の機能構成を示す図である。
携帯電話機４は、制御部５、記憶部６、送信部７、デュプレクサ８、アンテナ９、受信
部１０、バッテリー１１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２等を備える。
携帯電話機４は、一般的なＩＭＴ２０００方式の携帯電話機が備えている機能部を、同
様に備えているが、発明を説明する上で特に必要のない機能部については、図示及び説明
を省略する。
【００２０】
制御部５は、記憶部６に記憶されている制御プログラムに従って、各種機能部の制御を
行い、送信用のベースバンド信号を生成する機能を有する。生成された送信用のベースバ
ンド信号は、送信部７に送られる。
送信部７は、変調部１４、ＶＧＡ１５、ＰＡ１６、ＣＰＬ（方向性結合器）１７、アイ
ソレータ１８を含む。
【００２１】
変調部１４は、制御部５から送られてきたベースバンド信号を直交変調する機能を有す
る。
変調部１４によって直交変調された信号は、ＶＧＡ１５に送られる。
ＶＧＡ１５は、制御部５からの利得制御指示に基づいて利得を調整して、変調部１４か
ら入力された、直交変調された信号を増幅する機能を有する。
【００２２】
ＶＧＡ１５で増幅された信号は、ＰＡ１６に送られる。
ＰＡ１６は、ＶＧＡ１５によって増幅された信号を入力とし、所望の送信電力レベルま
で増幅する機能を有する。ＰＡ１６には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２から、バイアス用の
電圧供給を受けている。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、制御部５からの指示に基づいて、バッテリー１１から供
給される電圧Ｃを、そのままスルーさせてＰＡ１６に供給するか、若しくは電圧Ｃより低
い電圧である電圧Ｆに変換してＰＡ１６に供給する機能を有する。
【００２３】
ＰＡ１６によって増幅された信号は、ＣＰＬ１７、アイソレータ１８及びデュプレクサ
８を介してアンテナ９に供給され、アンテナ９から電波として空中に放射される。
一方、アンテナ９が受信した受信信号は、デュプレクサ８を介して、受信部１０に送ら
れる。
受信部１０は、受信信号を増幅、復調する機能を有し、復調された受信信号（ベースバ
ンド信号）を、制御部５に送る。
【００２４】
復調された受信信号（ベースバンド信号）には、送信電力レベルを１ｄＢｍ上げる、又
は下げるといった指示を示す送信電力制御信号が含まれている。
制御部５は、その送信電力制御信号が示す指示に基づいて、所望の送信電力レベルの信
号が出力されるように、ＶＧＡ１５の利得制御と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２がＰＡ１６
に供給する電圧の切り替え制御とを行う。
【００２５】
携帯電話機４は、所望の送信電力レベルと、その送信電力レベルにするために必要なＶ
ＧＡ１５の利得とを対応付けたテーブルを記憶部６に記憶しており、例えば、現在の送信
電力レベルが１５ｄＢｍであって、これに対して、１ｄＢｍ上げるような送信電力制御信
号が送られてくるとすると、テーブルを参照して、ＶＧＡ１５の利得を、送信電力レベル
を１６ｄＢｍにするのに必要な利得に変化させる制御を行う。
＜動作＞
次に、図３及び図４を用いて、携帯電話機４のＰＡ１６に供給する電圧の切り替え制御
について説明する。
【００２６】
図３は、電圧の切り替え制御を説明するために用いるフロー図であり、図４は、ＰＡに
供給する電圧を切り替えるタイミングを説明するために用いるグラフ図である。なお、上
述したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、ＰＡ１６に、バッテリー１１の電圧をその
ままスルーさせた電圧である電圧Ｃと、電圧Ｃより低い電圧Ｆのどちらかを切り替えて供
給する。
【００２７】
まず、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２が、制御部５の制御の下で、ＰＡ１６に電圧Ｃを供給
している間（ステップＳ１：ＹＥＳ）に、制御部５が、所望の送信電力レベルが一定期間
、閾値Ｅ以下となるように、ＶＧＡ１５の利得を制御した時、すなわち図４に示す指示線
４１の時点から一定期間経過した時点で（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ＰＡ１６への供給電
圧をＣからＦに切り替える制御を行う（ステップＳ３）。
【００２８】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２が、制御部５の制御の下で、ＰＡ１６に電圧Ｄを供給
している間（ステップＳ１：ＮＯ）に、制御部５が、所望の送信電力レベルが閾値Ｅを超
えるように、ＶＧＡ１５の利得を制御した時、すなわち、指示線４２が示す時点で（ステ
ップＳ４：ＹＥＳ）、ＰＡ１６への供給電圧をＦからＣに切り替える制御を行う（ステッ
プＳ５）。
＜考察＞
図４に示すように、ローモード時の供給電圧を、従来のＤから、Ｆに下げることが可能
となったのは、従来のヒステリシス特性を持たせた閾値Ａ、Ｂのうち、高い方の閾値Ａよ
り低い値の閾値Ｅで、供給電圧をローモードからハイモードに切り替える制御を行ってい
るからである。すなわち、閾値Ａより低い値の閾値Ｅの送信電力レベルにおいて、仕様で
決められているＡＣＬＲを満たす供給電圧は、低いので、ローモードの供給電圧を低くす
ることができる。
【００２９】
一例を挙げると、従来のヒステリシス特性を持たせた閾値Ａを１８（ｄＢｍ）、閾値Ｂ
を１５（ｄＢｍ）とした場合、電圧Ｃを３．７（Ｖ）、電圧Ｄを１．８（Ｖ）としていた
が、上述の切り替え制御を用いれば、閾値Ｅを１６（ｄＢｍ）とすることで、ローモード
の電圧Ｆを１．２（Ｖ）にすることが可能である。
また、送信電力レベルが閾値Ｅ以下にするためのＶＧＡ１５の利得制御を行い始めてか
ら一定期間経過した時点で、供給電圧をハイモードからローモードに切り替える制御を行
うことで、切り替え制御のばたつきを防止することができる。
＜補足＞
（１）なお、ＰＡ１６への供給電圧の大きさを切り替えると、ＰＡ１６の利得が変わり、
ＰＡ１６から出力される信号の大きさにズレが生じるので、できるだけ、供給電圧を切り
替えない方が望ましいという考え方がある。
【００３０】
図５は、供給電圧の大きさ別の、ＰＡ１６の利得と出力信号レベルとを示した図である
。
入力信号レベルは、いずれも−９．０（ｄＢｍ）であるが、供給電圧が３．７（Ｖ）の
時は、利得が２７．０（ｄＢ）、出力信号レベルが１８．０（ｄＢｍ）となり、供給電圧
が１．８（Ｖ）の時は、利得が２６．３（ｄＢ）、出力信号レベルが１７．３（ｄＢｍ）
となり、供給電圧が１．２（Ｖ）の時は、利得が２４．７（ｄＢ）、出力信号レベルが１
５．７（ｄＢｍ）となっている。
【００３１】
よって、図５から、入力信号レベルが同じでも、供給電圧の大きさによって、ＰＡ１６
の利得、出力信号レベルが異なることがわかる。
そこで、携帯電話機のＩｎｎｅｒＬｏｏｐ試験のように、短期間の間に送信電力レベル
を極端に上下させるような指示を受ける環境では、上述の電圧切替制御の供給電圧をハイ
モードからローモードに切り替える際の一定期間を、十分な長さにして（例えば、１０秒
）、供給電圧の切り替えを抑えるようにしてもよい。
（２）実施の形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、ハイモードとローモードの2種類
の電圧を切り替えて供給するものであったが、これに限られず、例えば、ハイモード、ミ
ドルモード、ローモードの3種類の電圧を切り替えて供給するものであってもよいし、更
に多くの種類の電圧を切り替えて供給するものであってもよい。
（３）実施の形態では、携帯電話機３、４は、基地局装置２から送信電力制御信号を受信
して、その送信電力制御信号が示す指示に基づいて、所望の送信電力レベルの信号が出力
されるように、ＶＧＡ１５、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の制御を行っていたが、これに限
られず、例えば、基地局装置２からの受信レベルに応じて、所望の送信電力レベルの信号
が出力されるように、ＶＧＡ１５、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の制御を行ってもよい。
（４）本発明は、上述した電圧切替制御の各手順（例えば、図３に示した手順等）を含む
電圧切替制御方法であるとしてもよいし、電圧切替制御を携帯電話機に実行させるプログ
ラムであるとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、携帯電話機のＰＡに供給する電圧の切替制御に有用である。
【符号の説明】
【００３３】
１      携帯電話システム
２      基地局装置
３、４、４Ａ  携帯電話機
５      制御部
６      記憶部
７      送信部
８      デュプレクサ
９      アンテナ
１０    受信部
１１    バッテリー
１２    ＤＣ／ＤＣコンバータ
１４    変調部
１５    ＶＧＡ
１６    ＰＡ
１７    ＣＰＬ
１８    アイソレータ
【図１】
2010233247.tif 000003
【図２】
2010233247.tif 000004
【図３】
2010233247.tif 000005
【図４】
2010233247.tif 000006
【図５】
2010233247.tif 000007
【図６】
2010233247.tif 000008