(57)【要約】【課題】電池の残量を有効に使い切ることが可能な、携帯通信端末の動作電圧の下限値の設定方法および携帯通信端末を提供する。【解決手段】パワーアンプを利用して送信を行なう携帯通信端末の動作電圧下限値設定方法は、パワーアンプが飽和している状態での送信出力および歪み量を測定するステップ（Ｓ１０１）と、測定された送信出力および歪み量と、予め定められた歪み特性とに基づいて、定格送信出力における歪み量を計算するステップ（Ｓ１０２）と、計算された定格送信出力における歪み量と、歪み特性の動作電圧依存性とに基づいて、歪み量に対する規格値を満たす動作電圧の下限値を計算するステップ（Ｓ１０３）と、計算された動作電圧の下限値を携帯通信端末の記憶部に記憶させるステップ（Ｓ１０４）とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーアンプを利用して送信を行なう携帯通信端末の動作電圧下限値設定方法であって、
パワーアンプが飽和している状態での送信出力および歪み量を測定するステップと、
測定された送信出力および歪み量と、予め定められた歪み特性とに基づいて、定格送信出力における歪み量を計算するステップと、
計算された定格送信出力における歪み量と、前記歪み特性の動作電圧依存性とに基づいて、歪み量に対する規格値を満たす動作電圧の下限値を計算するステップと、
計算された動作電圧の下限値を携帯通信端末の記憶部に記憶させるステップとを備える、携帯通信端末の動作電圧下限値設定方法。
【請求項２】
前記歪み特性は、送信出力と歪み量との関係を示す平面上に一定の傾きで表される直線であり、
前記動作電圧依存性は、単位電圧当たりの歪み量の変化量である、請求項１に記載の携帯通信端末の動作電圧下限値設定方法。
【請求項３】
前記歪み特性は、送信出力と歪み量との関係を示す平面上に一定の傾きで表される直線であり、
前記動作電圧依存性は、単位電圧当たりの送信出力の変化量である、請求項１に記載の携帯通信端末の動作電圧下限値設定方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の携帯通信端末の動作電圧下限値設定方法によって動作電圧の下限値が設定される、携帯通信端末。
【請求項５】
前記歪み特性の温度依存データが記憶された温度依存データ記憶部と、
前記パワーアンプの温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部が測定する温度と、前記温度依存データとに基づいて、前記動作電圧の下限値を補正する補正部とをさらに備える、請求項４に記載の携帯通信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯通信端末の動作電圧下限値設定方法および携帯通信端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの携帯通信端末（以下、単に「端末」という場合もある）は、リチウムイオン電池などの電池を電源として動作する。電池の残量が減少すると電池電圧が低下するため、端末の動作電圧も低下する。
【０００３】
動作電圧が低下（電池の残量が不足）すると端末を使用できなくなるため、動作電圧が所定の値（下限値）以下になると、端末は動作を停止するように設計されている（例えば特開平１１−２５２００６号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２５２００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
携帯通信端末の動作電圧の下限値は、無線通信性能の観点から定めることができる。
携帯通信端末では、無線通信を行なう際、高周波電力増幅器（パワーアンプ）により送信波の電力（送信出力）を増幅し、アンテナに出力する。
【０００６】
通常、消費電力を低減するため、パワーアンプは、上限の送信出力（定格出力）において飽和領域で動作するように設計されている。しかし、飽和領域で動作しているパワーアンプによって増幅された送信波には、歪みが生じる。送信波の歪み量には規格値（スペック）が定められており、そのスペックを満たす（歪み量を規格値以下にする）必要がある。
【０００７】
ここで、送信波の歪み量はパワーアンプの電源電圧に依存するため、送信出力が定格出力（最大出力）の状態においても、パワーアンプの電源電圧が低下すると歪み量は大きくなる。そして、パワーアンプの電源電圧は電池を大元として供給される。
【０００８】
そこで、定格出力において歪みスペックを満たすパワーアンプの電源電圧の最小値を、端末の動作電圧の下限値として定めることができる。
【０００９】
その場合、同一設計（同一機種）の携帯通信端末に対して、１つの動作電圧の下限値を定めることが考えられる。
【００１０】
しかし、パワーアンプのような高周波アナログ部品は、部品ごとに入出力特性がかなりバラつく。そのため、特定の動作電圧の下限値において、ある端末では、歪み量がスペックをぎりぎり満たすのに対し、別の端末では、歪み量がスペックに対して十分なマージンが有るといった違いが生じてしまう。後者の端末は、動作電圧が下限値を下回ると、まだ無線通信を行なうことができるにもかかわらず端末が動作を停止してしまうため、電池の残量を有効に使い切ることができないという課題が存在する。
【００１１】
本発明の目的は、電池の残量を有効に使い切ることが可能な、携帯通信端末の動作電圧の下限値の設定方法および携帯通信端末を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、要約すると、パワーアンプを利用して送信を行なう携帯通信端末の動作電圧下限値設定方法であって、パワーアンプが飽和している状態での送信出力および歪み量を測定するステップと、測定された送信出力および歪み量と、予め定められた歪み特性とに基づいて、定格送信出力における歪み量を計算するステップと、計算された定格送信出力における歪み量と、歪み特性の動作電圧依存性とに基づいて、歪み量に対する規格値を満たす動作電圧の下限値を計算するステップと、計算された動作電圧の下限値を携帯通信端末の記憶部に記憶させるステップとを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、動作電圧の下限値を携帯通信端末ごとに個別に設定することにより、電池の残量を有効に使い切ることができる。これにより、携帯通信端末を使用できる時間が長くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１による動作電圧の下限値の設定を行なう対象である端末の送信に関する部分の概略構成を示す図である。
【図２】端末の無線調節を行なうための設備の概略構成を示す図である。
【図３】代表的な歪み特性を示すグラフである。
【図４】動作電圧の下限値の計算について説明するためのグラフである。
【図５】無線調節の際、調節器３００が実行する処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】実施の形態２の端末１００Ａの概略構成を示す図である。
【図７】端末１００Ａが実行する処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１６】
［実施の形態１］  
図１は、実施の形態１による動作電圧の下限値の設定を行なう対象である携帯通信端末（端末）の送信に関する部分の概略構成を示す図である。
【００１７】
図１を参照して、端末１００は、電源としての電池１１０と、送信情報に応じたベースバンド信号を生成するベースバンド部１２０と、ベースバンド信号に基づく変調波を出力する変調ＩＣ１３０と、変調波を増幅して送信波として出力するパワーアンプ１４０と、送信波を電波として出力するアンテナ１５０と、端末１００の外部と有線通信を行なうためのコネクタ１６０とを含む。
【００１８】
電池１１０は端末１００を動作させるため（動作電圧を与えるため）に、ベースバンド部１２０と、変調ＩＣ１３０と、パワーアンプ１４０とに接続されている。電池１１０とパワーアンプ１４０との間には、電池１１０からの電力を受けて（すなわち電池１１０を大元として）パワーアンプに電源電圧を供給するための電源回路（図示しない）が設けられていてもよい。
【００１９】
ベースバンド部１２０は、電池１１０の電圧（すなわち動作電圧）を監視する電圧監視部１２１と、記憶部１２２とを含む。図示しないが、ベースバンド部１２０は、それらを制御するモデムＩＣなども含む。
【００２０】
電圧監視部１２１が監視する電圧が動作電圧の下限値よりも小さくなると、端末１００は、たとえば無線送信を停止する。
【００２１】
このような端末１００に対して、製造ラインでは、アンテナ１５０における送信出力の調節が行なわれる（「無線調節」または「無線調整」）。具体的には、変調ＩＣ１３０が変調波の出力レベルを変えて行くとともにパワーアンプ１４０の送信出力（すなわち端末１００の送信出力）を測定し、変調ＩＣ１３０の各出力レベルに関するパラメータと送信出力との関係をテーブルデータとして記憶部１２２に記憶させる。
【００２２】
このような無線調節が行なわれることにより、端末１００は、送信出力を所望の大きさに制御することができる。実際には、無線調節が行なわれた後の端末１００は、定格出力またはそれ以下の送信出力で送信を行ない、定格出力よりも大きい送信出力では送信を行なわないように、送信出力を制御する。
【００２３】
なお、端末１００のパワーアンプ１４０とアンテナ１５０との間には、コネクタやスイッチなど（図示しない）が設けられており、それらを利用することによって、送信波を有線により取り出せるようになっている。
【００２４】
図２は、端末１００の無線調節を行なうための設備の概略構成を示す図である。
図２を参照して、無線調節には、端末１００と、測定器２００と、調節器３００とが用いられる。
【００２５】
測定器２００は、端末１００に接続されている。測定器２００は、端末１００の送信波の分析を行なう。送信波の分析には、送信波の出力の大きさ（送信波出力）の測定や、送信波の歪み量（ＡＣＬＲ：Adjacent Channel Leakage Ratio）の測定などが含まれる。
【００２６】
調節器３００は、端末制御ＰＣ３１０（ＰＣ：Personal Computer）と測定器制御ＰＣ３２０とを含む。端末制御ＰＣ３１０は、端末１００に接続されており、端末１００に指示やデータ送信を行なうことができる。測定器制御ＰＣ３２０は、測定器２００に接続されており、測定器２００と通信を行なうことができる。端末制御ＰＣ３１０と測定器制御ＰＣ３２０とは接続されており、互いに通信を行なうことがきる。
【００２７】
これにより、調節器３００が端末１００に送信波を出力するように指示し、測定器２００が出力された送信波を分析し、その分析結果を調節器３００を介して端末１００の記憶部１２２（図１）に記憶させること（無線調節）ができる。
【００２８】
実施の形態１では、無線調節を行なう際、さらに、端末１００の動作電圧の下限値を計算し、記憶部１２２に記憶させる。ここでの動作電圧の下限値は、定格出力において歪み量のスペックを満たす最小の動作電圧をいう。
【００２９】
実施の形態１によると、１箇所における送信出力および歪み量を測定するだけで、動作電圧の下限値の計算を行なうことができる。以下、それについて、図３と図４を参照して説明する。
【００３０】
図３は、送信出力と歪み量との関係（歪み特性）の代表的な歪み特性を示すグラフである。代表的な歪み特性とは、たとえば、図１に示す端末１００を量産した場合の平均的な歪み特性と考えればよい。そのような代表的な歪み特性は、実験や端末１００の設計に基づくシミュレーションなどによって予め定めることができる。
【００３１】
図３には、動作電圧がＶＬ、ＶＭおよびＶＨの３通りの歪み特性が示されている。それぞれの動作電圧の大きさの関係は、ＶＨ＞ＶＭ＞ＶＬとなっている。歪み量は動作電圧に依存しており（歪み量動作電圧依存性）、動作電圧が低下すると歪み量は増大する（グラフの上方向に向かう）。この歪み量動作電圧依存性も、実験やシミュレーションなどによって予め定めることができる。歪み量動作電圧依存性は、具体的には、動作電圧が単位電圧（１Ｖ）変化したときの歪み量の変化量（ΔＡＣＬＲ）とすることができる。
【００３２】
同様に、送信出力も動作電圧に依存しており（送信出力動作電圧依存性）、この送信出力動作電圧依存性も、実験やシミュレーションなどによって予め定めることができる。送信出力動作電圧依存性は、具体的には、動作電圧が単位電圧（１Ｖ）変化したときの送信出力の変化量（ΔＰＯＵＴ）とすることができる。
【００３３】
図３において、送信出力の増大とともに歪み量が増大している領域では、図１に示すパワーアンプ１４０が飽和している。ここで着目すべきは、パワーアンプ１４０が飽和している状態では、送信出力に対して歪み量が直線的に変化しており、いずれの動作電圧ＶＬ、ＶＭおよびＶＨにおいてもほぼ同じ傾き（傾きＳ）となっている。この傾きＳを有している範囲内であれば、次に説明するとおり、１箇所における送信出力および歪み量を測定するだけで、別の箇所での送信出力（この場合は定格出力）および歪み量も容易に計算でき、そこからさらに動作電圧の下限値を計算することができる。
【００３４】
図４は、動作電圧の下限値の計算について説明するためのグラフである。グラフ中の点Ｐ１は、送信出力および歪み量の測定箇所を示す。測定された送信出力および歪み量はそれぞれ送信出力１および歪み量１とする。送信出力１は、パワーアンプ１４０が飽和している状態で測定される限り、基本的にはどのような大きさでもかまわない。測定された送信出力は、通常、定格出力から外れた大きさになっている。ここで、測定の際の端末１００の動作電圧をＶ１とする。Ｖ１は、予め定められた値であってもよいし（無線調節の際、そのような電池あるいは電圧源を利用する）、無線調節の際に実測して取得してもよい。
【００３５】
次に、点Ｐ１での測定結果に基づいて、この端末１００の定格出力における歪み量（歪み量２）を計算する。定格出力における歪み量は、動作電圧がＶ１の場合の端末１００の歪み特性が分かれば求めることができるが、その歪み特性は、点Ｐ１を通る傾きＳの直線（図４の「Ｖ１」）であると仮定できる。すなわち、定格出力における歪み量を歪み量２とすると、歪み量２は、傾きＳを用いて、歪み量２＝歪み量１＋Ｓ×（定格出力−送信出力１）として計算できる（点Ｐ２）。
【００３６】
図４に示すように、定格出力における歪み量２（点Ｐ２）は、定格出力における歪み量のスペック（点Ｐ３）に対してマージン（歪み量マージン）がある。上述のとおり、動作電圧が低下すると歪み量が増大するため、この歪み量マージンは、動作電圧Ｖ１からどれだけ電圧を下げることができるかという電圧下げ幅ΔＶを生み出す。
【００３７】
電圧下げ幅ΔＶは、歪み量マージンと、上述の歪み量動作電圧依存性（ΔＡＣＬＲ）とに基づいて、ΔＶ＝歪み量マージン／ΔＡＣＬＲとして計算できる。
【００３８】
あるいは、電圧下げ幅ΔＶは、歪み量マージンと、上述の送信出力動作電圧依存性（ΔＰＯＵＴ）とに基づいて、ΔＶ＝歪み量マージン／（Ｓ×ΔＰＯＵＴ）としても計算できる。
【００３９】
そのため、端末１００の動作電圧の下限値（定格出力において歪み量のスペックを満たす最小の動作電圧）Ｖｍｉｎは、Ｖｍｉｎ＝Ｖ１−ΔＶとして計算できる。
【００４０】
図５は、無線調節の際、調節器３００が実行する処理を説明するためのフローチャートである。
【００４１】
図２と図４と図５とを参照して、調節器３００は、まず、端末１００の送信出力（送信出力１）と歪み量（歪み量１）とを測定する（ステップＳ１０１）。
【００４２】
次に、調節器３００は、定格出力における歪み量（歪み量２）を計算する（ステップＳ１０２）。なお、ステップＳ１０１で測定した送信出力がすでに定格出力となっていた場合は、ステップＳ１０２の処理を行なうことなく、次のステップＳ１０３に処理を移すようにしてもよい。
【００４３】
さらに、調節器３００は、定格出力において歪み量のスペックを満たす動作電圧の下限値（Ｖｍｉｎ）を計算する（ステップＳ１０３）。
【００４４】
最後に、調節器３００は、動作電圧の下限値（Ｖｍｉｎ）を端末１００の記憶部１２２に記憶させる（ステップＳ１０４）。
【００４５】
このように、実施の形態１によれば、１箇所における送信出力と歪み量とを測定するだけで、その端末の動作電圧の下限値を計算できる。動作電圧の下限値が設定された端末は、電池の残量を有効に使い切ることができるため、端末を使用できる時間が長くなる。
【００４６】
なお、端末１００が複数の周波数帯（ＢＡＮＤ）に対応している場合や、複数の通信方式（たとえばＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）やＰＨＳ（Personal Handy−phone System）など）に対応している場合は、無線調節時に、各ＢＡＮＤや各通信方式における動作電圧の下限値をそれぞれ計算することが好ましい。その場合、それぞれ計算された動作電圧の下限値のうちもっとも大きな値を、端末１００の動作電圧の下限値に設定することができる。あるいは、それぞれ計算された動作電圧の下限値を記憶部１２２に記憶させ、端末１００が使用するＢＡＮＤや通信方式に応じて動作電圧の下限値を変えるようにしてもよい。
【００４７】
［実施の形態２］
実施の形態２は、端末における動作電圧の温度補正に関する。
【００４８】
端末の送信波の歪み量は端末の温度にも依存し、より正確には、パワーアンプの温度に依存する。そこで動作電圧の下限値を、パワーアンプの温度に応じて補正することが望ましい。
【００４９】
図６は、実施の形態２の端末１００Ａの概略構成を示す図である。端末１００Ａは、ベースバンド部１２０Ａと温度センサ１７０とを備える点を除き、図１に示す端末１００と基本的には同様である。同様の部分については説明を繰り返さない。
【００５０】
ベースバンド部１２０Ａは、電圧監視部１２１と、記憶部１２２Ａと、動作電圧補正部１２３とを含む。電圧監視部１２１は、図１に示すものと同様であるため、説明は繰り返さない。
【００５１】
記憶部１２２Ａは、端末１００Ａの動作電圧の下限値が記憶されている。この動作電圧の下限値は、実施の形態１によって設定されたものであってもよい。また、記憶部１２２Ａには、端末１００Ａの歪み量の温度依存（代表的な温度依存）データが予め記憶されている。
【００５２】
代表的な温度依存データは、具体的には、ある送信出力において、温度が単位温度（１℃）変化したときの歪み量の変化量（温度係数Ｋ）とすることができる。この温度係数Ｋには、たとえば、０．０１２〜０．０１４程度の値を用いることができる。
【００５３】
動作電圧補正部１２３は、後述の温度センサ１７０から送られる温度データと、記憶部１２２Ａに記憶されている代表的な温度依存データとに基づいて、端末１００Ａの動作電圧の下限値を、電圧補正量ΔＶ＿Ｔだけ補正（シフト）する。具体的には、補正前の動作電圧の下限値をＶｍｉｎ１、一般的な室温（たとえば２５℃）をＴ０、温度センサ１７０が測定する温度をＴ１とすると、電圧補正量ΔＶ＿Ｔは、ΔＶ＿Ｔ＝Ｋ×（Ｔ１−Ｔ０）として計算できる。したがって、補正後の動作電圧の下限値Ｖｍｉｎ２は、Ｖｍｉｎ２＝Ｖｍｉｎ１＋ΔＶ＿Ｔとして再計算できる。
【００５４】
この計算では、温度が高くなるにつれて動作電圧の下限値も高く設定しなければならないが、これは、温度が高くなるほど歪み量が増大するためである。
【００５５】
端末１００Ａは、再計算された補正後の動作電圧の下限値Ｖｍｉｎを、新たな動作電圧の下限値として設定する。新たな動作電圧の下限値は、記憶部１２２Ａに記憶させてもよい。端末１００Ａは、使用中、所定の間隔でこの再計算を繰り返し行なうことが望ましい。
【００５６】
図７は、端末１００Ａが実行する処理を説明するためのフローチャートである。
図６と図７とを参照して、端末１００Ａは、まず、温度（Ｔ１）を測定する（ステップＳ２０１）。
【００５７】
次に、端末１００Ａは、動作電圧の下限値（Ｖｍｉｎ１）を再計算する（ステップＳ２０２）。
【００５８】
さらに、端末１００Ａは、再計算した動作電圧の下限値（Ｖｍｉｎ２）を新たな動作電圧の下限値として設定する（ステップＳ２０３）。
【００５９】
ステップＳ２０３の処理を行なった後、端末１００Ａは、再びステップＳ２０１に処理を戻す。
【００６０】
このようにして設定された動作電圧の下限値を、電圧監視部１２１が監視する電圧が下回ったとき、端末１００Ａは、たとえば無線送信を停止する。
【００６１】
実施の形態２によれば、端末の温度に応じて動作電圧の下限値が補正されるため、常に最適な動作電圧の下限値が設定される。これにより、端末を使用できる時間が長くなるという効果がさらに高まる。
【００６２】
最後に、本発明の実施の形態について総括する。
図１と図５とを参照して、本発明は、パワーアンプを利用して送信を行なう携帯通信端末の動作電圧下限値設定方法であって、パワーアンプ（１４０）が飽和している状態での送信出力および歪み量を測定するステップ（Ｓ１０１）と、測定された送信出力および歪み量と、予め定められた歪み特性とに基づいて、定格送信出力における歪み量を計算するステップ（Ｓ１０２）と、計算された定格送信出力における歪み量と、歪み特性の動作電圧依存性とに基づいて、歪み量に対するスペックを満たす動作電圧の下限値を計算するステップ（Ｓ１０３）と、計算された動作電圧の下限値を携帯通信端末の記憶部に記憶させるステップ（Ｓ１０４）とを備える。
【００６３】
これにより、１箇所で送信出力および歪み量を測定するだけで、その端末の動作電圧の下限値計算して設定することができる。
【００６４】
好ましくは、図３と図４とに示すように、歪み特性は、送信出力と歪み量との関係を示す平面上に一定の傾き（Ｓ）で表される直線であり、動作電圧依存性は、単位電圧当たりの歪み量の変化（ΔＡＣＬＲ）である。
【００６５】
あるいは、歪み特性は、送信出力と歪み量との関係を示す平面上に一定の傾き（Ｓ）を有する直線であり、動作電圧依存性は、単位電圧当たりの送信出力のシフト量（ΔＰＯＵＴ）である。
【００６６】
これにより、動作電圧の下限値の計算を容易に行なうことができる。
図１と図６とを参照して、本発明は、他の局面では、上記のいずれかの携帯通信端末の動作電圧下限値設定方法によって動作電圧の下限値が設定された、携帯通信端末（１００，１００Ａ）である。
【００６７】
これにより、端末の動作電圧の下限値が適切に設定されるため、電池の残量を有効に使い切ることで、端末を使用できる時間が長くなる。
【００６８】
好ましくは、図６に示すように、携帯通信端末（１００Ａ）は、歪み特性の温度依存データが記憶された温度依存データ記憶部（１２２Ａ）と、パワーアンプ（１４０）の温度を測定する温度測定部（１７０）と、温度測定部が測定する温度と、温度依存データ記憶部に記憶された温度依存データとに基づいて、記憶部に記憶されている動作電圧の下限値を補正する動作電圧補正部（１２３）とをさらに備える。
【００６９】
これにより、端末を使用できる時間が長くなるという効果がさらに高まる。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７０】
１００，１００Ａ  端末、１１０  電池、１２０，１２０Ａ  ベースバンド部、１２１  電圧監視部、１２２，１２２Ａ  記憶部、１２３  動作電圧補正部、１３０  変調ＩＣ、１４０  パワーアンプ、１５０  アンテナ、１６０  コネクタ、１７０  温度センサ、２００  測定器、３００  調節器、３１０  端末制御ＰＣ、３２０  測定器制御ＰＣ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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