(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポータブル電子機器の無線通信回路であって、
前記ポータブル電子機器から所定のデータ送信レートで送信される無線周波数信号を増幅する無線周波数電力増幅器回路と、
可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給する可変電源回路と、
前記データ送信レートに少なくとも部分的に基づいて選択されたレベルで前記無線周波数電力増幅器回路に前記可変電源電圧を供給するように前記可変電源回路に指示する記憶及び処理回路とを有し、
前記記憶及び処理回路は、前記送信される無線周波数信号についてのキュービックメトリックを算出するキュービックメトリック計算器を有し、前記記憶及び処理回路は前記キュービックメトリックに少なくとも部分的に基づいて、前記可変電源電圧を供給するように前記可変電源回路に指示することを特徴とする無線通信回路。
【請求項２】
前記記憶及び処理回路は、前記キュービックメトリックに少なくとも部分的に基づいて前記可変電源回路にアナログ制御信号を供給するデジタルアナログコンバータをさらに有することを特徴とする請求項１記載の無線通信回路。
【請求項３】
前記記憶及び処理回路は、前記可変電源電圧の適切なレベルの決定に前記記憶及び処理回路が用いるルックアップテーブルを保存することを特徴とする請求項１記載の無線通信回路。
【請求項４】
ポータブル電子機器の無線通信回路であって、
前記ポータブル電子機器から所定のデータ送信レートで送信される無線周波数信号を増幅する無線周波数電力増幅器回路と、 
可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給する可変電源回路と、
前記データ送信レートに少なくとも部分的に基づいて選択されたレベルで前記無線周波数電力増幅器回路に前記可変電源電圧を供給するように前記可変電源回路に指示する記憶及び処理回路とを有し、
前記記憶及び処理回路は、前記データ送信レートに少なくとも部分的に基づいて前記可変電源回路にアナログ制御信号を供給するデジタルアナログコンバータをさらに有することを特徴とする無線通信回路。
【請求項５】
ポータブル電子機器の無線通信回路であって、
前記ポータブル電子機器から所定のデータ送信レートで送信される無線周波数信号を増幅する無線周波数電力増幅器回路と、 
可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給する可変電源回路と、
前記データ送信レートに少なくとも部分的に基づいて選択されたレベルで前記無線周波数電力増幅器回路に前記可変電源電圧を供給するように前記可変電源回路に指示する記憶及び処理回路とを有し、
前記無線周波数信号は、前記無線通信回路が第１のモードで動作している際は音声データを含み、前記無線通信回路が第２のモードで動作している際は5 Mbpsを超えるデータアップロードレートを有する高速アップリンクパケットアクセスデータを含み、前記記憶及び処理回路は、前記可変電源電圧を前記第１のモードの間は前記第２のモードの間よりも低い値で前記無線周波数電力増幅器回路に供給するよう前記可変電源回路に指示することを特徴とする無線通信回路。
【請求項６】
前記無線通信回路は電池からの電力を用いて動作し、前記無線通信回路はさらに、
前記電池から電池電圧を受信する、前記可変電源回路内の電池入力と、
前記可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給する電源電圧出力とを有し、前記可変電源電圧は前記電池電圧より低いことを特徴とする請求項５記載の無線通信回路。
【請求項７】
電子機器であって、
前記電子機器から外部機器に無線で送信されるべき無線周波数信号を供給する無線周波数入出力回路と、
前記無線周波数信号を増幅する無線周波数電力増幅器回路と、
可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給する可変電源回路と、
前記電子機器が音声モードとデータモードのどちらで動作しているかを判別し、前記電子機器が前記音声モードで動作しているであろうと判別されたか、前記データモードで動作しているであろうと判定されたかに少なくとも部分的に基づいて選択されたレベルで前記可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給するよう前記可変電源回路に指示する記憶及び処理回路とを有することを特徴とする電子機器。
【請求項８】
前記データモードは高速アップリンクパケットアクセスデータモードを含み、前記高速アップリンクパケットアクセスデータモードでは前記無線周波数信号が少なくとも5 Mbpsのデータレートでアップロードされるデータを含むことを特徴とする請求項７記載の電子機器。
【請求項９】
前記音声モードは、前記無線周波数信号が100 kbps未満のデータレートでアップロードされるデータを表すモードを含むことを特徴とする請求項８記載の電子機器。
【請求項１０】
前記記憶及び処理回路は、現在送信されている前記無線周波数信号についてのキュービックメトリックを算出するキュービックメトリック計算器を有し、前記記憶及び処理回路は、前記キュービックメトリックに少なくとも部分的に基づいて選択されたレベルで前記可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給するように前記可変電源回路に指示するように構成されることを特徴とする請求項７記載の電子機器。
【請求項１１】
前記記憶及び処理回路は、前記可変電源電圧の適切なレベルを決定する際に前記記憶及び処理回路が用いるルックアップテーブルを保存することを特徴とする請求項１０記載の電子機器。
【請求項１２】
前記記憶及び処理回路は、前記可変電源電圧の適切なレベルを決定する際に前記記憶及び処理回路が用いるルックアップテーブルを保存し、前記記憶及び処理回路は、前記無線周波数信号についての複数の異なるデータ送信レートに関連付けられたデータ送信レートパラメータの関数として変化する電圧バイアスエントリを前記ルックアップテーブルに保存するように構成されることを特徴とする請求項７記載の電子機器。
【請求項１３】
ポータブル電子機器であって、
前記ポータブル電子機器から無線で送信されるべき無線周波数信号を増幅する無線周波数電力増幅器回路と、
記憶及び処理回路と、
前記記憶及び処理回路から受信した制御信号に基づいて前記無線周波電力増幅器回路に可変電源電圧を供給する可変電源回路とを有し、
前記記憶及び処理回路が、前記無線周波数信号に関連付けられたデータ送信レートパラメータに少なくとも部分的に基づいて選択されたレベルで前記可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給するよう前記可変電源回路に指示し、
前記ポータブル電子機器は携帯電話機を含み、前記記憶及び処理回路は、前記データ送信レートパラメータを算出するキュービックメトリック計算器を有することを特徴とするポータブル電子機器。
【請求項１４】
ポータブル電子機器であって、
前記ポータブル電子機器から無線で送信されるべき無線周波数信号を増幅する無線周波数電力増幅器回路と、
記憶及び処理回路と、
前記記憶及び処理回路から受信した制御信号に基づいて前記無線周波電力増幅器回路に可変電源電圧を供給する可変電源回路とを有し、
前記記憶及び処理回路が、前記無線周波数信号に関連付けられたデータ送信レートパラメータに少なくとも部分的に基づいて選択されたレベルで前記可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給するよう前記可変電源回路に指示し、
前記記憶及び処理回路は、前記ポータブル電子機器が、100 kbps未満でデータを送信するために前記無線周波数信号が用いられている音声モードで動作しているときを判別するように構成されるとともに、前記ポータブル電子機器が、1 Mbps超でデータを送信するために前記無線周波数信号が用いられているデータモードで動作しているときを判別するように構成され、
前記記憶及び処理回路は、前記ポータブル電子機器が前記音声モードにあるときには第１のレベルで、前記ポータブル電子機器が前記データモードにあるときには第２のレベルで、前記可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給するよう前記可変電源回路に指示するように構成されることを特徴とするポータブル電子機器。
【請求項１５】
前記第１のレベルは前記第２のレベルより低いことを特徴とする請求項１４記載のポータブル電子機器。
【請求項１６】
前記データ送信レートパラメータはキュービックメトリックを含み、前記記憶及び処理回路は、前記キュービックメトリックを算出するキュービックメトリック計算器を有することを特徴とする請求項１５記載のポータブル電子機器。
【請求項１７】
ポータブル電子機器であって、
前記ポータブル電子機器から無線で送信されるべき無線周波数信号を増幅する無線周波数電力増幅器回路と、
記憶及び処理回路と、
前記記憶及び処理回路から受信した制御信号に基づいて前記無線周波電力増幅器回路に可変電源電圧を供給する可変電源回路とを有し、
前記記憶及び処理回路が、前記無線周波数信号に関連付けられたデータ送信レートパラメータに少なくとも部分的に基づいて選択されたレベルで前記可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給するよう前記可変電源回路に指示し、
前記記憶及び処理回路が、前記無線周波数電力増幅器回路について求められる出力電力レベルに基づいて、前記無線周波数電力増幅器回路に前記可変電源電圧を供給するように前記可変電源回路に指示するように構成されることを特徴とするポータブル電子機器。
【請求項１８】
ポータブル電子機器であって、
前記ポータブル電子機器から無線で送信されるべき無線周波数信号を増幅する無線周波数電力増幅器回路と、
記憶及び処理回路と、
前記記憶及び処理回路から受信した制御信号に基づいて前記無線周波電力増幅器回路に可変電源電圧を供給する可変電源回路とを有し、
前記記憶及び処理回路が、前記無線周波数信号に関連付けられたデータ送信レートパラメータに少なくとも部分的に基づいて選択されたレベルで前記可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給するよう前記可変電源回路に指示し、
前記データ送信レートパラメータはキュービックメトリックを含み、前記記憶及び処理回路は、前記記憶及び処理回路が前記可変電源電圧についての適切なレベルの決定を決定する際に用いるルックアップテーブルを保存し、前記ルックアップテーブルは、前記無線周波数電力増幅器回路について求められる出力電力レベルの関数として変化するとともに前記キュービックメトリックの関数としても変化するバイアスエントリを有することを特徴とするポータブル電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は2009年5月13日付け米国特許出願第12/465,260号の優先権主張出願であり、当該出願の内容を参照により本明細書に組み込む。
【０００２】
本発明は概して無線通信回路に関し、特には電力増幅器バイアス調整を行う無線通信回路に関する。
【背景技術】
【０００３】
ハンドヘルド電子機器及び他の携帯電子機器はの人気は高まる一方である。ハンドヘルド機器の例には、ハンドヘルドコンピュータ、携帯電話機、及びメディアプレーヤが含まれる。従来のものよりいくぶん大きな、人気のある携帯電子機器には、ラップトップコンピュータやタブレットコンピュータが含まれる。
【０００４】
少なくともこれら機器の可動性から、ポータブル電子機器には無線通信機能が設けられることが多い。例えば、ハンドヘルド電子機器は無線基地局と通信するために、長距離無線通信を用いることができる。携帯電話機及び携帯電話機能を有する他の機器は、850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz及び1900 MHzの携帯電話周波数帯を用いて通信することができる。2100 MHz通信帯域でもまた通信可能である。適切な基地局のカバーする範囲内では、携帯電子機器は短距離無線通信リンクを用いることができる。例えば、携帯電子機器は、2.4 GHz及び5.0 GHzのWi-Fi（登録商標）(IEEE 802.11)帯及び2.4 GHzのブルートゥース（登録商標）帯を用いて通信することができる。
【０００５】
消費者が望む小型の無線機器を実現するため、メーカはそれら機器に用いられる部品のサイズを削減しようと絶えず努力している。例えば、メーカはハンドヘルド電子機器に用いられる電池を小型化しようとした。
【０００６】
小型電池を有する電子機器は電池容量が制限される。電力をうまく消費しようと気をつけても、小型電池を用いる電子機器の電池寿命の短さは受け入れがたいものであろう。携帯電話機器のユーザは長い通話時間を要求することが多いため、電力消費を削減するための技術は携帯電話通信をサポートする無線機器において特に重要となり得る。
【０００７】
従って、改良された電力管理能力を有する無線通信回路を提供できることが望ましいであろう。
【発明の概要】
【０００８】
携帯電話機又は他のハンドヘルド電子機器のようなポータブル電子機器は、無線通信回路を有している。無線通信回路は電力増幅器回路を含むことができる。可変電源電圧回路は電力増幅器回路に電力を与えるために可変バイアス電力を供給することができる。
【０００９】
ポータブル電子機器における記憶及び処理回路は、前記可変電源電圧回路によって生成されるバイアス電圧レベルを制御することができる。比較的高いデータレートでデータを送信する場合、前記バイアス電圧はかなり高いレベルにセットされてよい。これは、前記電力増幅器回路が高データレートの信号を望ましくない非線形性なしに送信するのに十分なヘッドルームを持つことを確保するための一助となる。データをより低いデータレートで送信する場合、通常、高いバイアス電圧は不要である。このような状況では、前記電力増幅器に供給される前記バイアス電圧の前記レベルを削減することにより、電力を節約することができる。
【００１０】
前記記憶及び処理回路は、望ましいバイアス電圧のルックアップテーブルを保持してよい。前記ルックアップテーブルは前記電力増幅器回路に帯する適切なバイアス電圧を様々な望ましい出力電力、様々な動作モード（例えば音声又はデータ）、及び様々な送信データレートの関数として決定するために用いられてよい。前記記憶及び処理回路は、キュービックメトリックのようなデータ送信レートパラメータを用いて、送信されているデータ量を計ってもよい。
【００１１】
本発明の別の特徴、その性質及び様々な利点については、添付図面及び、以下に述べる好ましい実施形態の詳細な説明から一層明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信回路を用いる例示的な電子機器の模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る例示的な無線通信回路の回路図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電子機器内の無線通信回路を用いた通信中に、無線周波数信号のピーク対平均比が時間の関数としてどのように変化しうるかを示す図である。
【図４】無線周波数信号を様々な出力電力で送信した場合に、電子機器内の電力増幅器回路が本発明の一実施形態に従ってどのように様々なバイアス電圧を供給されうるのかを示す図である。
【図５】電子機器内の制御回路が、必要な出力電力、送信モード、及びキュービックメトリック値のような条件に基づき、本発明の一実施形態に従ってどのように電力増幅器回路電源電圧調整を行いうるかを示すテーブルの図である。
【図６】本発明の一実施形態に従って、様々な必要出力電力、送信モード、及びキュービックメトリック値の関数としてどのように電力増幅器回路電源電圧調整を行いうるかを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に従って、リンク品質変動に適応するためになされた出力電力調整、送信モード、及びキュービックメトリック値の関数としてどのように電力増幅器回路電源電圧調整を行いうるかを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は概して無線通信に関し、特には、無線電子機器内の無線通信回路が消費する電力の管理に関する。
【００１４】
無線電子機器はラップトップコンピュータ又は、ウルトラポータブルとも呼ばれるタイプの小型ポータブルコンピュータのようなポータブル電子機器であってよい。ポータブル電子機器はまた、もう少し小型の機器であってもよい。このような、より小型の電子機器は、腕時計型機器、ペンダント型機器、ヘッドフォン及びイヤフォン型機器、及び他のウェアラブル及びミニチュア機器を含む。好ましい構成の１つでは、ポータブル電子機器はハンドヘルド電子機器であってよい。
【００１５】
無線電子機器は例えば、携帯電話機、無線通信機能を有するメディアプレーヤ、（携帯情報端末と呼ばれることもある）ハンドヘルドコンピュータ、リモコン、ＧＰＳ(global positioning system)機器、及びハンドヘルドゲーム機であってよい。これらのような無線電子機器は、複数の機能を実行しうる。例えば、携帯電話機はメディアプレーヤ機能を含んでよく、またゲーム、電子メールアプリケーション、ウエブ閲覧アプリケーション、及び他のソフトウェアを実行する能力を有してよい。
【００１６】
ハンドヘルド電子機器又は他のポータブル電子機器のような例示的な電子機器の図を図１に示す。図１の機器１０は、携帯電話機、メディアプレーヤ機能を有する携帯電話機、ハンドヘルドコンピュータ、リモコン、ゲームプレーヤ、ＧＰＳ(global positioning system)機器、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ウルトラポータブルコンピュータ、これら機器の１つ以上の機能を実行する能力を有する機器、あるいは他の好適なポータブル電子機器であってよい。
【００１７】
図１に示すように、機器１０は記憶及び処理回路１２を含んでよい。記憶及び処理回路１２は、ハードディスクドライブ記憶装置、不揮発性メモリ（例えばフラッシュメモリ（登録商標）又は他の電気的プログラマブル読み出し専用メモリ、揮発性メモリ（例えばスタティック又はダイナミックランダムアクセスメモリ）などのような、１つ以上の異なるタイプの記憶装置を含んでよい。記憶及び処理回路１２は機器１０の動作制御に用いることができる。回路１２における処理回路は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタルシグナルプロセッサ、専用処理回路、電力管理回路、オーディオ及びビデオチップ、無線周波数送受信器処理回路、ベースバンドモジュールとも呼ばれるようなタイプの無線周波数集積回路、及び他の好適な集積回路のようなプロセッサに基づいてよい。
【００１８】
好適な１構成によれば、記憶及び処理回路１２は、インターネット閲覧アプリケーション、VoIP (Voice over IP)通話アプリケーション、電子メールアプリケーション、メディア再生アプリケーション、基本ソフト(OS)機能などのようなソフトウェアを機器１０で実行するために用いられてよい。記憶及び処理回路１２は、適切な通信プロトコルを実施するために用いられてよい。記憶及び処理回路１２を用いて実施されうる通信プロトコルは、インターネットプロトコル、無線ローカルエリアネットワークプロトコル（例えばWi-Fi（登録商標）とも呼ばれるIEEE 802.11プロトコル）、ブルートゥース（登録商標）プロトコルのような他の短距離無線通信リンクのためのプロトコル、２Ｇ携帯電話通信サービスを処理するためのプロコトル、高速アップリンクパケットアクセス(HSUPA)のような３Ｇ通信プロトコル、などを含む。
【００１９】
機器１０は、電池１４のような１つ以上の電池を有してよい。電力消費を最小化して電池寿命を延ばすために、機器１０の電力管理機能の実施に記憶及び処理回路１２を用いてもよい。例えば、記憶及び処理回路１２を、機器１０の無線周波数電力増幅器回路の調整や、送受信器回路から機器１０の無線周波数電力増幅器回路の入力に供給される入力電力レベルの調整に用いることができる。実施されうる電力増幅器調整には、（例えば、利得段を選択的にオンおよびオフするための）利得設定調整及び、（バイアス電圧調整と呼ばれることもある）電源電圧調整が含まれる。これらの調整は、様々な異なる動作状況に対する好ましい制御設定のテーブルに基づいてリアルタイムに自動的に行われてよい。
【００２０】
記憶及び処理回路１２で実施される制御アルゴリズムは、機器の動作制御に用いられてもよい。例えば、必要とされる出力電力及び機器１０が動作している送信モードのタイプ（例えばデータモード又は音声モード）のような条件に基づいて、望ましい電力増幅バイアス電圧が、制御アルゴリズムによってリアルタイムに決定されてもよい。制御アルゴリズムを実施するように記憶及び処理回路１２を設定するコードは、記憶及び処理回路１２内に格納することができる。このコードはとりわけ、電力を節約するために、可能な場合にはいつでも電力増幅バイアス電圧を削減するための一助となりうる。性能の望ましくない悪化を防ぐため、電圧を削減しても機器１０が望まれる性能条件を満たすことが困難にならないであろう場合に、電力増幅器バイアス電圧の削減が選択的に行われてよい。
【００２１】
入出力機器１６は、データが機器１０に供給されること及び、データが機器１０から提供されることを可能とするために用いることができる。機器１０で用いられてよい入出力機器１６の例には、タッチパネル（例えば液晶ディスプレイ又は有機発光ダイオードディスプレイ）のような表示画面、ボタン、ジョイスティック、クリックホイール、スクロールホイール、タッチパッド、キーパッド、キーボード、マイク、スピーカ、及び、音を生成する他の機器、カメラ、センサなどが含まれる。ユーザは、機器１６を通じてコマンドを与えることにより、機器１０の動作を制御することができる。機器１６はまた、機器１０のユーザに視覚情報又は可聴情報を伝えるために用いられてもよい。機器１６は（例えばコンピュータ、アクセサリなどの外部機器を取り付けるための）データポートを形成するためのコネクタを含んでよい。
【００２２】
無線通信機器１８は例えば、１つ以上の集積回路から形成される無線周波数(RF)送受信器回路、（例えば望ましい性能上気を満たしながら電力消費を最小化するために記憶及び処理回路１２からの制御信号によって制御される電力増幅器回路である）電力増幅器回路、受動RF部品、アンテナ、及びRF無線信号を処理するための他の回路のような通信回路を含んでよい。無線信号は光を用いて（例えば赤外線通信を用いて）送信されてもよい。
【００２３】
機器１０はアクセサリ、コンピュータ機器、及び無線ネットワークのような外部機器と、有線及び無線通信パスを通じて通信することができる。
【００２４】
例えば、有線又は無線ハンドセットのようなアクセサリが、機器１０と通信してよい。機器１０はまた、オーディオ映像機器（例えば無線スピーカ、ゲームコントローラ、又はオーディオ及びビデオコンテンツを受信、再生する他の機器）又は、無線プリンタやカメラのような周辺機器と接続されてもよい。
【００２５】
機器１０は、パーソナルコンピュータや他のコンピュータ機器と通信するために、有線又は無線パスを用いることができる。コンピュータ機器は例えば、付随する無線アクセスポイント（ルータ）又は機器１０と無線接続を確立する内部又は外部無線カードを有するコンピュータであってよい。コンピュータは、サーバ（例えばインターネットサーバ）、ローカルエリアネットワークコンピュータ（インターネットアクセスを有しても有さなくてもよい）、ユーザが所有するパーソナルコンピュータ、ピアデバイス（例えば別のポータブル電子機器１０）、又は任意の他の好適なコンピュータ機器であってよい。
【００２６】
機器１０はまた、携帯電話基地局、無線データネットワーク、無線ネットワークに付随するコンピュータなどのような無線ネットワーク機器とも通信可能である。このような無線ネットワークは、機器１０のようなネットワークと通信中の無線ハンドセットの無線信号強度を監視するネットワーク管理機器を含んでよい。ネットワークの全体的な性能を向上させ、またハンドセット間の干渉が最小化されることを確実にするために、ネットワーク管理機器は電力調整コマンド（送信電力制御コマンドまたはＴＣＰコマンドとも呼ばれる）を各ハンドセットに送信することができる。ハンドセットに供給される送信電力制御設定は、信号の弱いハンドセットには、それらハンドセットの信号がネットワークによって正しく受信できるように、送信電力の増加を指示する。同時に、送信電力制御設定は、高い電力で明瞭に受信されている信号を出力しているハンドセットに対しては、それらハンドセットの送信電力制御設定を削減するように指示してもよい。これにより、ハンドセット間の干渉が削減され、ネットワークが自身の利用可能な無線帯域を最大限に利用することを可能にする。
【００２７】
機器１０が送信電力制御設置をネットワークから受信すると、あるいは他の好適な時刻に、機器１０は適切な送信電力調整を行うことができる。例えば、機器１０は、送受信器回路から機器１０の無線周波数電力増幅器に供給される信号の電力レベルを調整すること及び、無線周波数電力増幅器を調整することができる。このような電力増幅器調整には、利得モード設定調整及び電源電圧調整が含まれてよい。
【００２８】
機器１０の電力増幅器からの出力信号は、機器１０から適切な受信機へ機器１０のアンテナを用いて無線で送信される。無線通信回路１８についての設定は、電力増幅器の利得設定を制御する利得モード調整を含んでよい。例えば、利得モード調整は、利用可能な全ての電力増幅段が使用されている高利得モードと、節電のために電力増幅器の１つ以上の利得段がシャットダウンされている低利得モードのどちらで電力増幅器を動作させるかの制御を含んでよい。電源電圧調整は、所与の利得設定における電力消費を最小化することを支援するために用いられてよい。典型的な回路アーキテクチャにおいて、送受信器回路は、アンテナを通じた送信のために、無線周波数信号を電力増幅器の入力に供給することができる。送受信器回路がこれらの無線周波数信号を出力する電力は、電力増幅器のための入力電力レベル（Pinとも呼ばれる）を規定する。入力電力調整（Pinの調整）は、機器１０によって送信される無線周波数信号の電力を調整するために行われてもよい。
【００２９】
機器１０のアンテナ構造及び無線通信機器は、任意の適切な無線通信帯を通じた通信をサポートすることができる。例えば、無線通信機器１８は、850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHzの携帯電話音声及びデータ帯及び、2100 MHz帯での通信周波数帯、2.4 GHz及び5.0 GHzにおけるWi-Fi（登録商標）帯（無線ローカルエリアネットワーク又はWLAN帯とも呼ばれる）、2.4 GHzのブルートゥース（登録商標）帯、及び1550 MHzのＧＰＳ(global positioning system)帯のような通信周波数帯をカバーするために用いられてよい。
【００３０】
機器１０は無線通信回路１８におけるアンテナ構造の適切な設定を用い、これらの通信周波数帯及び他の適切な通信周波数帯をカバーすることができる。適切ないかなるアンテナ構造も機器１０で用いることができる。例えば、機器１０は１つのアンテナを有しても良いし、複数のアンテナを有してもよい。機器１０におけるアンテナの各々は、１つの通信周波数帯をカバーするために用いられてもよいし、複数の通信周波数帯をカバーしてもよい。それが望ましければ、１つ以上のアンテナが１つの周波数帯をカバーし、１つ以上の別のアンテナの各々が複数の周波数帯をカバーするために用いられてもよい。
【００３１】
機器１０の図１の回路１８で用いることのできる例示的な無線通信回路を図２に示す。図２に示すように、無線通信回路４４は、アンテナ６２のような１つ以上のアンテナを含んで良く、また無線周波数入出力回路９０を含んでよい。信号送信動作の間、回路９０はアンテナ６２によって送信される無線周波数信号を供給してよい。信号受信動作の間、回路９０はアンテナ６２によって受信されている無線周波数信号を受け付けてよい。
【００３２】
機器１０によって送信されるべきデータ信号は（例えば図１の記憶及び処理回路１２から）ベースバンドモジュール５２に供給されてよい。ベースバンドモジュール５２は１つの集積回路（例えばベースバンドプロセッサIC）を用いて、または複数の回路を用いて実装されてよい。ベースバンドプロセッサ５２は、（例えば記憶及び処理回路１２から）入力ライン８９に、アンテナ６２を通じて送信すべき信号を受信してよい。ベースバンドプロセッサ５２は、送信されるべき信号をRF送受信器回路５４内の送信機回路へ供給してよい。送信機回路はパス５５を介して電力増幅器回路５６に接続されてよい。制御パス８８は、記憶及び処理回路１２（図１）から制御信号を受信してよい。これら制御信号は、送受信器回路５４内の送信器回路がパス５５を介して電力増幅器回路５６の入力に供給する無線周波数信号の電力を制御するために用いられてよい。この、送信される無線周波数信号電力レベルは、電力増幅器回路５６への入力電力を表すため、Pinとも呼ばれる。
【００３３】
データ送信の間、電力増幅器回路５６は送信される信号の出力電力を、適切な信号送信を確保するために十分高いレベルまで上昇させる。回路５７は、無線周波数デュプレクサ及び、無線周波数スイッチ及び受動素子のような他の無線周波数出力段回路を含んでよい。必要なら、スイッチは、回路４４を送信モードと受信モードの間で切り替えるために用いられてもよい。デュプレックスフィルタ５７は、入力及び出力信号の経路を、周波数に基づいて決定するために用いられてよい。
【００３４】
マッチング回路６０は、抵抗、インダクタ、及びキャパシタのような受動素子のネットワークを含んでよく、アンテナ構造６２と回路４４の残りの部分とのインピーダンス整合を確保する。アンテナ構造６２によって受信された無線信号は、パス６４のようなパスを通じて送受信器回路５４内の受信器回路に受け渡されてよい。
【００３５】
電力増幅器の各々（例えば、複数の電力増幅器５６内の各電力増幅器）は、ステージ７０のような１つ以上の電力増幅器段を含むことができる。一例として、各電力増幅器は別個の通信周波数帯を処理するために用いられてよく、そのような電力増幅器の各々は、３つのシリーズ接続された電力増幅器段７０を有してよい。ステージ７０は、バイアス電圧及び他の入力信号を受信する複数の入力７２のような入力を有してよい。これら入力信号は、パス７６のような制御信号パスを用いて供給されてよい。記憶及び処理回路１２からの制御信号が、ステージ７０を選択的に有効化及び無効化するために用いられてよい。バイアス電圧はパス８６を用いて入力７２に供給されてよい。
【００３６】
ステージ７０を選択的に有効化及び無効化することにより、電力増幅器に異なる利得モードがセットされる。例えば、電力増幅器段７０の全３段を有効化することにより電力増幅器は高利得モードにセットされてよく、あるいは、２つの電力増幅器段を有効化することにより低利得モードにセットされてもよい。必要なら他の設定も用いることができる。例えば、３つの利得段のうち１つだけをオンとすることにより超低利得モードがサポートされてもよいし、（例えば、３つ又は３より多い利得段を有する電力増幅器において、）利得段の他の組み合わせを選択的に可能とすることにより、４つ以上の利得モード設定を有する構成が提供されてもよい。
【００３７】
可変電源回路７８のような可変電源回路は、電源８３から電力の供給を受けてよい。電源８３は例えば、図１の電池１４のような電池であってよい。電源８３は可変電源回路７８の正電源端子８２に正の電池電圧を供給してよく、また可変電源回路７８の接地端子８４に接地電位を供給してよい電源８３はリチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、又は他の任意の好適なタイプの電池を用いて実装されてよい。
【００３８】
当初は、電池が供給する電圧は高いであろう。電池が消耗するにつれ、電池が供給する電圧は低下する傾向にあるであろう。可変電源回路７８を用いることにより、電源電圧パス８６を通じて電力増幅器回路５６に供給される電圧Vccの量は、必要な値に維持されるであろう。例えば、電源回路７８は、適切な条件下において、電源８３から、時間と共に低下する電池電圧そのものを受信してよく、比較的一定な出力電圧Vccを出力パス８６に生成してよい。これは、電源８３の電池が新鮮な間に過剰な電圧が電力増幅器５６の回路に供給される無駄な状況を回避するための一助となる。そのような過剰な電圧は、回路５６による無駄な電力消費につながりうる。
【００３９】
可変電源回路７８はパス８０のようなパスを通じて受信される制御信号によって制御されてよい。制御信号は、記憶及び処理回路１２（図１）又は他の任意かつ好適な制御回路（例えば、ベースバンドモジュール５２内に実装されている回路、送受信器回路５４内の回路、など）から可変電源回路７８に与えられてよい。図２の例において、送受信器回路５４は、可変電源回路７８の制御に用いることのできる記憶及び処理回路９２を含んでいる。記憶及び処理回路９２は、キュービックメトリック計算器回路９４及びディジタルアナログ変換器(DAC)回路９６を含んでよい。キュービックメトリック計算器回路９４は、回路４４によって現在送信されている無線周波数信号の既知の属性からキュービックメトリックと呼ばれる無線通信パラメータを算出することができる。
【００４０】
記憶及び処理回路９２は、電源回路７８の制御に用いる制御設定のテーブルを維持することができる。このテーブルは、可変電源回路７８によって供給されるべきバイアス電圧（Vcc値）のリストを含んでよい。現在の送信モード（データ又は音声）、現在のキュービックメトリック値（0 dBから4 dBの範囲の値）及び、電力増幅器回路５６によって生成されるべき、所望の出力電力値Pout（例えば、デュプレックスフィルタ５７の出力９８で測定される増幅器５６からの出力電圧）といった、回路４４の既知の動作状況に基づいて、また、テーブル内の制御設定の値に基づいて、記憶及び処理回路９２はデジタルアナログコンバータ９６に、パス８０上に適切な制御信号（例えばアナログ制御電圧）を生成するよう指示することができる。
【００４１】
デジタルアナログコンバータ９６によってパス８０上に供給される制御信号は、パス８６を通じて電力増幅器回路５６に供給される正の電源電圧Vccの大きさを調整するために用いられてよい。これらの電源電圧調整は、電力増幅器回路５６に対して利得モード調整が実行されているのと同時に、またパス５５上の電力(Pin)に対して調整が実行されているのと同時に実行されてよい。
【００４２】
無線周波数電力増幅器回路５６に電力を供給するのに用いられるバイアス電圧Vccの値は、節電のために時々削減されてよい。しかし、バイアス電圧が削減されすぎないことが確保されるよう、注意を払わねばならない。Vccが過剰に削減されると、電力増幅器回路５６は線形動作しなくなり、クリッピングを起こしうる。クリッピングを含むほど低いVcc値で電力供給を受けた場合、無線通信回路４４は過度の非線形性を呈しうる。そして隣接チャネル漏洩電力比(ACLR)の必要最小レベルのような期待される性能条件を満たさないかもしれない。そのような状況においては、電力増幅器回路５６は意図された増幅機能を実行するための”ヘッドルーム”が不十分であると呼ばれる。
【００４３】
Vccが十分に大きければ、電力増幅器回路５６は線形動作し、クリッピングを起こさないであろう。従って、電力増幅器回路５６は大きなピーク対平均電力比(PAR)で信号を処理することができるであろう。HSUPAプロトコルを用いる高データレート信号のような高データレートの信号は、比較的大きなPAR値に関連付けられる。従って、電力増幅器回路５６が十分に大きなバイアス電圧Vccによって電源供給されている状況において、電力増幅器回路５６はこれらの高データレート信号を処理するための十分なヘッドルームを呈するであろう。
【００４４】
機器１０からデータが送信されるデータレート、すなわち送信される無線周波数信号のピーク対平均電力比が、時間の関数としてどのように変化しうるかのグラフを、図３に示す。時刻ｔ０において、回路４４から送信されているデータ量は比較的低い（すなわち、TDR1未満である）。これは例えば機器１０のユーザが音声通話中であるか、比較的低いHSUPAデータレートでデータ送信のみを行っている場合であり、機器１０及び回路４４を比較的低いデータレート及び対応する低いピーク対平均電力費(PAR)で動作させることが可能かもしれない。
【００４５】
機器１０がより多くのデータをアップロードする必要がある場合、要求されるデータ送信レートは上昇するであろう。図３の例においては、時刻t1及びt2の間に、時々比較的高いレート（すなわち、TDR1及びTDR2の間）でデータがアップロードされている。これら上昇したデータ送信レートは、通常、高いPAR値と関連付けられる。大きなデータ送信レートは例えば、大きなファイル（例えば、写真のような電子メールの添付ファイル）の送信に適合したり、ストリーミングデータ用の高いデータレートに適合したりするために用いられてよい。高められたデータレートを必要としうるアクティビティの例には、（例えばテレビ電話用の）ビデオ送信及びゲームがある。これらは単なる説明上の例示である。一般に、高められたデータレートの使用を必要とする任意のアプリケーションは必要に応じて機器１０で実行されてよい。
【００４６】
大量のデータを送信する必要があるのは一般に瞬時的である。例えば、ユーザは写真をサーバにアップロードする必要があるかも知れない。アップロード動作の間（すなわち、図３の例における時刻t1から時刻t2まで）、送信される信号に対するピーク対平均電力比は比較的高いであろう（例えば8 dB）。アップロードが完了すると（例えば、図３の例における時刻t2の後）、ユーザは機器１０を用いて音声通話するだけかもしれない。音声通話の間、送信される信号についてのピーク対平均電力比は、比較的低いであろう（例えば3.5 dB）。
【００４７】
これら経時変化する要求を、電力を浪費せずに処理するため、機器１０の記憶及び処理回路はバイアス電圧Vccを調整するようにリアルタイムで可変電源回路７８に指示することができる。リンク品質が悪い場合及び／又は送信される信号について高いデータレートが必要とされる場合、電力増幅器回路５６が十分なヘッドルームを持つことを確保できるよう、Vccの値は増加されてよい。リンク品質が改善した場合及び／又は送信信号に必要なデータレートが低下した場合（例えば、少量のデータをアップロードする場合や、音声モードの場合）、Vccの値は減少されてよい。これらVccの減少された値は、電力増幅器回路５６によって消費される電力量を削減する一助となる。
【００４８】
２Ｇプロトコルに関連付けられるような無線リンクは、比較的低いデータアップロードレート（例えば1 Mbps以下）しかサポートしないことがある。３Ｇ高速アップリンクパケットアクセス(HSUPA)携帯電話プロトコルに関連付けられるような他の無線リンクは、ずっと高いアップロードデータレート（例えば、数Mbpsまで、場合によっては5 Mbps以上や7 Mbps以上）をサポートしうる。（ユーザから音声データのみがアップロードされている）音声モード動作は、通常、低いデータレートを必要とする（典型的には100 kbps未満であり、1 Mbpsよりもずっと低い）。データモードアップロード動作は、特にデータモードがHSUPAデータモードの場合、大きなアップロードデータレートを伴いうる。電力増幅器回路５６について十分な線形性及び低いノイズを確保するため、電力増幅器回路５６はデータ送信レートが上昇させられた場合には増加されたバイアス電圧を常時提供されてもよい。例えば、アップロードレートが5 Mbpsを超えた場合は、アップロードレートが1 Mbpsや2 Mbps未満である場合より多くのバイアス電圧が供給されてよい。バイアス電圧の増加は、モードに応じて行われてもよい（例えば、音声モードに対しては少ないバイアス、HSUPAモード、特に高いHSUPAデータレートにおいてはより多くのバイアスとする）。
【００４９】
送信電力に要求されるレベルは、受信した送信電力制御(TPC)コマンドに基づいて決定されるのが一般的である。機器１０とのリンク品質が低いと基地局が判定すると、基地局は機器１０に出力電力を増加させるように指示するTPCコマンドを機器１０に送信することができる。リンク品質が良好であり、機器１０から受信している電力量が必要以上であると基地局が判断すると、基地局は機器１０に出力電力を削減するように指示するTPCコマンドを発行する。この低減された出力電力は、機器１０が近くの機器の動作に干渉しないようにするための一助となる。出力電力の要求低減はまた、可変電源回路７８によって生成されるバイアス電圧Vccの大きさが低減されることを可能にすることにより、節電を可能とする。
【００５０】
可変電源回路７８は、DC/DCコンバータ又は他の適切な電力変換回路を用いて実施することができる。回路７８は、電源パス８２を通じて電池８３から比較的高い電圧Vccbattを受信してよく、また対応する、比較的低い電圧Vccで安定化された安定化電源電圧Vccを出力パス８６で生成してよい。典型的な構成において、電池電圧Vccbattは約4.3ボルトから約3.6ボルトの範囲であってよく、出力電圧Vccは約3.6ボルトから2.7ボルトの範囲であってよい。電圧Vccはパス８０を通じて受信される制御信号に基づいて調整されてよい。（例えば、2.7から3.6ボルトの範囲内又は他の好適な範囲内で任意の出力電圧を提供するために）電圧Vccは連続的に調整されてもよいし、（例えば2.7ボルト、3.0ボルト、3.4ボルト、3.6ボルトなど）２つ以上の離散的なレベルから選択された１つに設定されてもよい。
【００５１】
電力増幅器回路５６は、個々の電力増幅器が異なる周波数帯域（例えば850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHzのような通信周波数帯域）を処理する、複数の電力増幅器を含んでよい。必要なら、回路５６内の一部又は全ての電力増幅器が複数の通信周波数帯域（例えば隣接する帯域）を処理してもよい。
【００５２】
電力増幅器回路５６はパス７６を通じて制御信号を受信することができる。制御信号は各電力増幅器内の回路の特定ブロックを選択的にオン又はオフするために用いられてよい。この種の調整は各電力増幅器５６を所望の利得モードに設定するために用いられてもよい。２つのモードを有する構成において、各電力増幅器は高利得モード又は低利得モードのいずれかに設定されてよい。必要なら、他のタイプのマルチモード構成がサポートされてもよい（例えば、電力増幅器５６が３つ以上の異なる利得設定で動作するように調整されてよい）。
【００５３】
電力増幅器回路５６を必要以上のヘッドルームを有するバイアス電圧で動作させることは、無駄な電力を生成しうる。従って、電力消費を最小にすることを支援するため、電源電圧Vccの大きさを記憶及び処理回路１２でリアルタイムに調整してよい。節電のためにバイアス電圧Vccを必要な送信電力レベルPoutの関数として選択的に削減しうる方法を図４に示す。
【００５４】
図４の曲線は、（固定データレート送信が要求されていると仮定して）電力消費を最小化するために電力増幅器回路５６に対する電源電圧Vccをどのように削減しうるかを示している。この例では、電力増幅器５６の出力で要求されている出力電力量に応じて電力量を節約することができる。（例えば無線ネットワークTPC命令又は他の要求に従って）要求された場合、電力増幅器はその最大動作電圧Vccで動作させられてよい。例えば、（図４の例において）24 dBmの出力電力が要求されている場合、電力増幅器は高利得モードに設定されてよく、電源電圧V2で電源供給を受けてよい（線１０２上の店１００）。21 dBmのような、より低い出力電力が必要な場合には、電力増幅器をV2で動作させる必要がない。むしろ、電力増幅器に対する電源電圧はV1のVcc値（線１０２上の点１０４）に削減することができる。これは電力消費削減の一助となる。さらに低い電力が必要な場合、Vccはさらに削減可能である。
【００５５】
DC/DCコンバータ７８及び他の電力安定化回路の効率は、DC/DCコンバータ７８がその出力を生成する動作電圧Vcc及び動作電流Iccに影響される。高い出力電圧Vcc及び高い出力電流Iccでは、DC/DCコンバータのような可変電源回路は最高効率で動作しうる。それより低いVcc及びIccレベルでは、効率は低下する傾向にある。従って、電力増幅器  Vccを削減することによって得られる電力増幅器の節電量が、DC/DCコンバータ７８における電力消費の増加によって相殺されない状況でのみ電源電圧Vccを削減することが最も効率的であろう。不効率な状況で電源回路７８を動作させることによる電力損失によって電力増幅器の電力消費削減分が圧倒されない限り、Vccが削減されると電力増幅器５６に電源を供給するために用いられる電源電流及び電圧値は低下する傾向にあり、全体的な電力消費が削減されるであろう。これら検討の結果として、（一例として）要求出力電力がPT未満の場合であっても、Vccの値はVT以上で削減することが望ましいであろう。
【００５６】
出力電力要求に基づくVcc調整に加え、データ送信の要求レート及び関連づけられたPAR値に基づいてVccを調整することができる。低い送信レートは音声通話及び少量のアップロードデータ（例えばウェブ閲覧時）に関連付けられる。より高い送信レートは大きなファイルのアップロード及び、高データレートサービス（例えばテレビ会議、ゲームなど）への参加に関連付けられる。記憶及び処理回路９２は、所与の時刻において機器１０でどのタイプのアプリケーションがアクティブかを判別可能である。例えば、記憶及び処理回路９２は、ユーザが音声通話を発呼しているとき（すなわち、機器１０が音声モードにあること）を判別可能であり、また、ユーザがデータをアップロードしているとき（すなわち、機器１０がデータモードにあり、通常の音声通話に付随するデータ以外のデータをアップロードしていること）を判別可能である。この情報は、機器１０でどのアプリケーションが稼働中であるかを監視し、アクティブなアプリケーションにスターテス情報をポーリングすることにより、記憶及び処理回路９２によって生成されることができる。
【００５７】
記憶及び処理回路９２は、機器１０の適切なバイアス電圧Vccをデータレート送信要求（及び関連付けられたPAR要求）の関数として算出するためのソフトウェアベース及びハードウェアベースのリソースを含んでよい。回路４４のデータ送信レートに基づく、必要とされる電圧Vccの量を表すために、任意かつ適切なパラメータを使用することができる。本明細書において例として記載されているある適切な構成では、送受信器回路５４内の回路を、キュービックメトリック計算器９４を実施するために用いる。キュービックメトリック計算器９４は、周知のキュービックメトリック(CM)パラメータを算出する。送信の間、所与のチャネルについての隣接チャネル漏洩電力比(ACLR)値は、電力増幅器回路の利得特性の３次の非線形性に依存する。送信された信号において高データレート及び関連付けられたピーク対平均電力比に対応する場合、十分な増幅器の線形性を確保し、それによって求められる最小ACLRレベルを超えないことを確保するためには、電力増幅器回路５６が比較的高いバイアス電圧で給電される必要がある。キュービックメトリック計算器９４は所与のピーク対平均電力比及び関連付けられたデータ送信レートに必要とされるVccの増加量を計ることが可能である。特に計算器９４は、どのようにVccを調整するかを決定するために記憶及び処理回路がリアルタイムで算出されるキュービックメトリックCMの値を利用可能なように、RF入出力回路９０によって送信されている信号に対する現在の送信チャネル設定に基づいてキュービックメトリックCMを算出することができる。CM値は、PARの増加及びデータ送信レートに対応するために必要なVcc増加量に反応するため、CM値はデータ送信レートパラメータと呼ばれることもある。
【００５８】
好適かつ任意な制御アルゴリズムスキームを用いることができる。本明細書において一例として説明される好適な構成では、記憶及び処理回路９２は図５のテーブル１０６のようなルックアップテーブルを用いることができる。図５に示すように、テーブル１０６はバイアス電圧Vccについて取り得る値の行及び列を有してよい。使用すべきVccの値は、現在送信されている信号に対して望まれる出力電力Poutに依存する。Vccの値はまた、機器１０が現在音声モードなのかデータモード（例えば、HSUPAデータモード）なのかにも依存し、データモードで動作していればデータ送信レートにも依存する。
【００５９】
バイアス電圧を増加することの要求が存在する状況を表すために、データアップロードレートに応じて変化する任意かつ適切なパラメータを用いることができる。例えば、テーブル１０６には、様々なデータレート（Mbps単位）に対応する、好ましいバイアス電圧値Vccが投入されてよい。データ送信レートパラメータの値が、比較的低いバイアス電圧が望ましい状況（すなわち、データ送信レートパラメータが比較的低い値を有する場合）及び比較的高いバイアス電圧が望ましい場合（すなわち、データ送信レートパラメータが比較的高い値を有する場合）の差を表していさえすれば、データ送信レートパラメータは、データレートに対して線形に比例する必要はない。１つの好適な構成では、ルックアップテーブル１０６は、キュービックメトリックCMの値の関数として変化するバイアス電圧値を有する。しかし、これは単なる説明的な例示に過ぎない。ルックアップテーブル値は、どの程度の電力増幅器バイアスを用いるべきかを表す他の任意かつ好適なデータ送信パラメータの関数として変化してもよい。
【００６０】
図６のグラフは、様々な動作状況の関数としてVccをどのように調整可能かを示している。比較的低いデータレートがサポートされるべき場合（例えば、音声通話又は0 dBのCM値に関連付けられるレート）、電力増幅器回路５６は、曲線１０８から選択されたバイアス電圧Vccでバイアスされることができる。例えば、21 dBmの出力電力が必要な場合（例えば、ユーザが基地局に近く、リンク品質が良好な場合）、電力増幅器回路５６をバイアスするのに2.7ボルト（点Ａ）のバイアス電圧を用いることができる。記憶及び処理回路９２は、既知の出力電力値(21 dBm)に基づいて適切なバイアス電圧を調べるために、図５のテーブル１０６の最初の列を用いることができる。
【００６１】
（例えば、ユーザが基地局からさらに離れた位置に移動したことにより）機器１０と、機器１０が関連付けられている基地局との間のリンク品質が低下すると、基地局は機器１０に対し、出力電力を24 dBmに増加するように指示するTPCコマンドを発行することができる。電力増幅器性能がこのような動作状況においても許容可能であることを確保するため（例えば、最小ACLR値が満たされることを確保するため）、機器１０はVccを3.0ボルトまで増加させることができる（曲線１０８上の点Ｂ）。
【００６２】
機器１０がデータモードで動作中であり、比較的高いデータ送信レートが必要な場合（例えば、CM=2）、機器１０は曲線１１０を用いて電力増幅器回路５６に対するVcc値を選択することができる。必要な出力電力が（例えば）21 dBmである場合、機器１０は電力増幅器回路５６に電力を供給するために3.4ボルトのVcc値を提供することができる（点Ｃ）。必要な出力電力が24 dBmになった場合、出力電力増幅器回路５６に給電するために3.6ボルトのVcc値（点Ｄ）が提供されてもよい。図５のテーブル１０６の列の数は適切な任意の数であってよく、対応する数のバイアス電圧調整線が（模式的に点線１１１によって表しているように）図６のグラフ中に存在してよい。図６における２つの線１０８及び１１０の使用及び図５のテーブル１０６中の様々なキュービックメトリック値（CM=0, 1, 2, ...)の使用は、単なる例示である。
【００６３】
図７は、電力増幅器回路５６に対するバイアス電圧のリアルタイム調整に関する動作を示している。図７には、単純化された例を示すために、４つの別個の動作ステータス（ステータス１１２，１１４，１１６，及び１１８）が示されている。通常動作の間、他の出力電力Pout及びデータ送信レート要求が発生するであろう。
【００６４】
機器１０は最初、図６の線１０８の点Ａに対応する状態１１２で動作してよい。この状態において、機器１０は音声モードで動作している（例えば、ユーザが音声通話をしている）か、データがCM値0 dB（すなわち、低PAR値）に対応するデータレートでアップロードされている。機器１０と、機器１０が通信している外部機器（例えば、携帯電話基地局のようなネットワーク機器）との間の無線通信リンクの品質は比較的高く、そのため出力電力要求Poutは比較的低い。この状態において、Vccは（一例として）2.7ボルトであってよい。
【００６５】
リンク品質が低下すると、機器１０は、性能が許容範囲を維持することを確保するため、電力増幅器５６の出力電力Poutを24 dBmに増加させることができ、またそれに従って電力増幅器５６に対するバイアス電圧Vccを増加することができる。この状況において、機器１０は状態１１４で動作するであろう（図６の例における線１０８上の点Ｂ）。
【００６６】
データ送信モード（音声又はデータ）及びデータ送信レートが変化せずにリンク品質が改善した場合、機器１０は状態１１２に戻ってよい。
【００６７】
機器１０が状態１１２で動作しており、機器１０で稼働しているアプリケーションが（例えば、大きなデータファイルをアップロードするため、あるいは、機器１０が映像をアップロードするサービスのような、高いデータレートサービスをサポートするために）今より高いデータ送信レートを必要とする場合、機器１０は、出力電力Poutを増加させること無く、電力増幅器５６に対するバイアス電圧Vccを3.4ボルトに増加させることができる。この、例示的な2 dBのキュービックメトリック値（すなわち、上昇されたPAR値）に対応する設定において、機器１０は状態１１６で動作してよい（図６の例における線１１０上の点Ｃ）。
【００６８】
機器１０が状態１１６で動作しており、かつ機器１０と基地局との間の無線通信リンクの品質が低下した場合、基地局は機器１０に出力電力を24 dBmに増加させるよう依頼してよい。この状況において、機器１０は、必要な性能条件（例えば最小ACLR値）が維持されることを確保するために、自身の出力電力を24 dBmに増加させてよく、同時に、電力増幅器５６に対するバイアス電圧を3.6ボルトに増加させてよい。このように動作している際、機器１０は状態１１８にあり、図６の例において線１１０上の点Ｄに対応する。
【００６９】
電力消費が削減されている間も性能制約が満たされていることを確保するために、図７の調整のような調整は、可変電源を用いてリアルタイムに行われてよい。
【００７０】
一実施形態によれば、ポータブル電子機器の無線通信回路であって、所定のデータ送信レートで前記ポータブル電子機器から送信される無線周波数信号を増幅する無線周波数電力増幅器回路と、前記無線周波電力増幅器回路に可変電源電圧を供給する可変電源回路と、前記データ送信レートに少なくとも部分的に基づいて選択されたレベルで前記可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給するよう前記可変電源回路に指示する記憶及び処理回路とを有する無線通信回路が提供される。
【００７１】
別の実施形態によれば、前記記憶及び処理回路は、送信される前記無線周波数信号についてのキュービックメトリックを算出するキュービックメトリック計算器を有し、前記記憶及び処理回路は前記キュービックメトリックに少なくとも部分的に基づいて前記可変電源電圧を供給するように前記可変電源回路に指示する。
【００７２】
別の実施形態によれば、前記記憶及び処理回路は、前記キュービックメトリックに少なくとも部分的に基づいてアナログ制御信号を前記可変電源回路に供給するデジタルアナログコンバータをさらに有する。
【００７３】
別の実施形態によれば、前記記憶及び処理回路は、前記可変電源電圧の適切なレベルの決定に前記記憶及び処理回路が用いるルックアップテーブルを保存する。
【００７４】
別の実施形態によれば、前記記憶及び処理回路は、前記データ送信レートに少なくとも部分的に基づいてアナログ制御信号を前記可変電源回路に供給するデジタルアナログコンバータをさらに有する。
【００７５】
別の実施形態によれば、前記無線周波数信号は、前記無線通信回路が第１のモードで動作している際は音声データを含み、前記無線通信回路が第２のモードで動作している際は5 Mbpsを超えるデータアップロードレートを有する高速アップリンクパケットアクセスデータを含み、前記記憶及び処理回路は、前記可変電源電圧を前記第１のモードの間は前記第２のモードの間よりも低い値で前記無線周波数電力増幅器回路に供給するよう前記可変電源回路に指示する。
【００７６】
別の実施形態によれば、前記無線通信回路は電池からの電力を用いて動作し、前記無線通信回路はまた、前記電池から電池電圧を受信する、前記可変電源回路内の電池入力と、前記可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給する電源電圧出力とを有し、前記可変電源電圧は前記電池電圧より小さい。
【００７７】
一実施形態によれば、電子機器であって、前記電子機器から外部機器に無線で送信されるべき無線周波数信号を供給する無線周波数入出力回路と、前記無線周波数信号を増幅する無線周波数電力増幅器回路と、可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給する可変電源回路と、前記電子機器が音声モードとデータモードのどちらで動作しているかを判別し、前記電子機器が前記音声モードで動作しているであろうと判別されたか、前記電子機器が前記データモードで動作しているであろうと判定されたかに少なくとも部分的に基づいて選択されたレベルで、前記可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給するよう前記可変電源回路に指示する記憶及び処理回路とを有する。
【００７８】
別の実施形態によれば、前記データモードは、前記無線周波数信号が少なくとも5 Mbpsのデータレートでアップロードされるデータを含む、高速アップリンクパケットアクセスデータモードを含む。
【００７９】
別の実施形態によれば、前記音声モードは、前記無線周波数信号が100 kbps未満のデータレートでアップロードされるデータを表すモードを含む。
【００８０】
別の実施形態によれば、前記記憶及び処理回路は、現在送信されている前記無線周波数信号についてのキュービックメトリックを算出するキュービックメトリック計算器を有し、前記記憶及び処理回路は、前記キュービックメトリックに少なくとも部分的に基づいて選択されたレベルで前記可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給するように前記可変電源回路に指示するように構成される。
【００８１】
別の実施形態によれば、前記記憶及び処理回路は、前記可変電源電圧の適切なレベルの決定に前記記憶及び処理回路が用いるルックアップテーブルを保存する。
【００８２】
別の実施形態によれば、前記記憶及び処理回路は、前記可変電源電圧の適切なレベルを決定する際に前記記憶及び処理回路が用いるルックアップテーブルを保存し、前記記憶及び処理回路は、前記無線周波数信号についての複数の異なるデータ送信レートに関連付けられたデータ送信レートパラメータの関数として変化する電圧バイアスエントリを前記ルックアップテーブルに保存するように構成される。
【００８３】
一実施形態によれば、ポータブル電子機器であって、前記ポータブル電子機器から無線で送信されるべき無線周波数信号を増幅する無線周波数電力増幅器回路と、記憶及び処理回路と、前記記憶及び処理回路から受信した制御信号に基づいて前記無線周波電力増幅器回路に可変電源電圧を供給する可変電源回路とを有し、前記記憶及び処理回路が、前記無線周波数信号に関連付けられた前記データ送信レートパラメータに少なくとも部分的に基づいて選択されたレベルで前記可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給するよう前記可変電源回路に指示するポータブル電子機器が提供される。
【００８４】
別の実施形態によれば、前記記憶及び処理回路は、前記ポータブル電子機器が、100 kbps未満でデータを送信するために前記無線周波数信号が用いられている音声モードで動作しているときを判別するように構成されるとともに、前記ポータブル電子機器が、1 Mbps超でデータを送信するために前記無線周波数信号が用いられているデータモードで動作しているときを判別するように構成され、さらに前記記憶及び処理回路は、前記ポータブル電子機器が前記音声モードにあるときには第１のレベルで、前記ポータブル電子機器が前記データモードにあるときには第２のレベルで、前記可変電源電圧を前記無線周波数電力増幅器回路に供給するよう前記可変電源回路に指示するように構成される。
【００８５】
別の実施形態によれば、前記第１のレベルは前記第２のレベル未満である。
【００８６】
別の実施形態によれば、前記データ送信レートパラメータはキュービックメトリックを含み、前記記憶及び処理回路は、前記キュービックメトリックを算出するキュービックメトリック計算器を有する。
【００８７】
別の実施形態によれば、前記ポータブル電子機器は携帯電話機を含み、前記記憶及び処理回路は、前記データ送信レートパラメータを算出するキュービックメトリック計算器を有する。
【００８８】
別の実施形態によれば、前記記憶及び処理回路は、前記無線周波数電力増幅器回路についての所望の出力電力レベルに基づいて前記無線周波数電力増幅器回路に前記可変電源電圧を供給するように前記可変電源回路に指示するように構成される。
【００８９】
別の実施形態によれば、前記データ送信レートパラメータはキュービックメトリックを含み、前記記憶及び処理回路は、前記記憶及び処理回路が前記可変電源電圧についての適切なレベルの決定に用いるルックアップテーブルを保存し、前記ルックアップテーブルは、前記無線周波数電力増幅器回路についての所望の出力電力レベルの関数として変化するとともに、前記キュービックメトリックの関数としても変化するバイアスエントリを有する。
【００９０】
以上の説明は本発明の原理の単なる例示的な説明であり、当業者は本発明の範囲及び精神を離れること無く様々な変形を行うことが可能である。以上の実施形態は個別に実行されてもよいし、任意の組み合わせで実行されてもよい。
【要約】  電子機器内の無線回路は、送信される無線周波数信号を増幅するための出力電力増幅器回路を有することができる。電力増幅器回路はバイアス電圧を用いて給電されてよい。バイアス電圧の大きさは、節電のために選択的に削減可能である。制御回路は、様々な状況下で用いるためのバイアス電圧設定のテーブルを維持することができる。これらの状況には、リンク品質、送信モードステータス、及び要求されるデータレートによって決定されるような、要求される出力電圧が含まれてよい。リンク品質が低い場合、又は高データレートが要求される場合、電力増幅器回路が線形動作し、過剰なノイズを呈さないことを確保するため、バイアス電圧を比較的高いレベルに維持することができる。リンク品質が高い場合、又は音声通話のようにデータレートが低い場合、節電のためにバイアス電圧を削減することができる。【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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