專(zhuān)利名稱(chēng)：通信裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在此討論的實(shí)施例涉及移動(dòng)單元通信裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
在支持WiMax的信息終端或蜂窩電話中設(shè)置有移動(dòng)單元通信裝置。移動(dòng)單元通信裝置接收來(lái)自電壓變換器的電源電壓，電壓變換器將來(lái)自諸如電池之類(lèi)的外部電源的電壓轉(zhuǎn)換成用于通信設(shè)備的電源電壓。電壓變換器將要被提供給通信設(shè)備的電源電壓維持在所需電壓電平。將直流電壓變換成處于不同電壓電平的直流電壓的直流電壓變換器(DCDC變換器)是電壓變換器的一個(gè)示例。DCDC變換器是將外部電源中的電壓變換成處于不同電壓電平的輸出電壓的LSI設(shè)備。電流從外部電源經(jīng)由切換元件被提供到其輸出端子側(cè)的電感器，并且生成經(jīng)過(guò)平滑的輸出電壓。脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制和脈沖頻率調(diào)制(PFM)控制被已知是對(duì)于切換元件的控制方法。一般地，當(dāng)負(fù)載電流大時(shí)，應(yīng)用PWM控制，而當(dāng)負(fù)載電流小時(shí)，應(yīng)用PFM控制。PWM控制對(duì)于輸出負(fù)載的變化具有高響應(yīng)性并且在輸出電壓中生成很小的變化(紋波)，但是消耗較大量的電流。另一方面，PFM控制消耗較少量的電流，但是具有低響應(yīng)性并且在輸出電壓中生成很大的變化。具有D⑶C變換器的移動(dòng)通信終端在日本早期公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)No. 2009-33591、 No. 2002-141824 和 No. 2008-211647 中被公開(kāi)。移動(dòng)單元通信裝置不總是在執(zhí)行無(wú)線電發(fā)送和接收，并且除了諸如當(dāng)被通電時(shí)的小區(qū)搜索和位置注冊(cè)以及當(dāng)信號(hào)到達(dá)時(shí)的通信處理之類(lèi)的無(wú)線電發(fā)送或接收的處理時(shí)段以外不在執(zhí)行無(wú)線電發(fā)送和接收。在WiMAX通信方法中，通信幀被分為上行鏈路幀和下行鏈路幀。在這些通信幀中，將由移動(dòng)單元通信終端使用的發(fā)送區(qū)域(region)和接收區(qū)域是預(yù)先確定好的或者按照請(qǐng)求而被指定。此外，在此情況中，移動(dòng)單元通信裝置在通信幀時(shí)段期間不總是在執(zhí)行發(fā)送和接收。另一方面，移動(dòng)單元通信裝置內(nèi)的通信設(shè)備具有諸如高頻發(fā)送/接收單元之類(lèi)的模擬電路以及處理基帶信號(hào)的數(shù)字電路。模擬電路會(huì)生成噪聲或者由于電源電壓中的紋波會(huì)而引起誤操作，而數(shù)字電路即使對(duì)于電源電壓中存在一些紋波也可正常地操作。

發(fā)明內(nèi)容
因此，實(shí)施例的一個(gè)目的是提供一種減少電壓變換器的電流消耗的移動(dòng)單元通信
直ο根據(jù)實(shí)施例的一方面，提供了一種通信裝置，所述通信裝置接收直流電壓變換器的輸出電壓，所述通信裝置包括調(diào)制/解調(diào)電路，所述調(diào)制/解調(diào)電路對(duì)來(lái)自高頻發(fā)送/ 接收電路的接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行調(diào)制并將所述發(fā)送信號(hào)輸出給所述高頻發(fā)送/接收電路；通信控制電路，所述通信控制電路輸入來(lái)自所述調(diào)制/解調(diào)電路的接收數(shù)據(jù)并向所述調(diào)制/解調(diào)電路輸出發(fā)送數(shù)據(jù)，并且根據(jù)接收時(shí)段和發(fā)送時(shí)段執(zhí)行通信控制；以及直流電壓變換器控制電路，所述直流電壓變換器控制電路在接收時(shí)段和發(fā)送時(shí)段中，將向所述通信裝置輸出輸出電壓的所述直流電壓變換器切換為脈沖寬度調(diào)制控制，并且在除了所述接收時(shí)段和所述發(fā)送時(shí)段以外的至少一部分時(shí)段中將所述直流電壓變換器切換為脈沖頻率調(diào)制控制。


圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的移動(dòng)單元通信裝置的整體配置圖；圖2示出根據(jù)本實(shí)施例的移動(dòng)單元通信裝置中的電源單元的具體示例；圖3示出本實(shí)施例的移動(dòng)單元通信裝置中的高頻發(fā)送/接收單元的局部具體示例；圖4是根據(jù)本實(shí)施例的D⑶C變換器的配置圖；圖5A和圖5B示出D⑶C變換器的操作；圖6是示出D⑶C變換器的操作的波形圖；圖7示出當(dāng)DCDC變換器處于PWM控制下的操作波形；圖8示出當(dāng)D⑶C變換器處于PFM控制下的操作波形；圖9是對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的DCDC變換器的切換控制的流程圖；圖10是示出移動(dòng)單元通信裝置中的示意性通信控制的流程圖；圖IlA和圖IlB示出對(duì)移動(dòng)單元通信裝置的通信控制和脈沖調(diào)制控制的第一示例；以及圖12示出對(duì)移動(dòng)單元通信裝置的通信控制和脈沖調(diào)制控制的第二示例。
具體實(shí)施例方式圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的移動(dòng)單元通信裝置的整體配置圖。移動(dòng)單元通信裝置包括高頻發(fā)送/接收單元10，高頻發(fā)送/接收單元10連接到天線，接收高頻接收信號(hào)和發(fā)送高頻發(fā)送信號(hào)；數(shù)字電路單元12，數(shù)字電路單元12具有基帶調(diào)制/解調(diào)單元14、通信控制單元16和D⑶C變換器控制單元18 ；以及電源單元20。如將在下面所述的，高頻發(fā)送/接收單元10是在發(fā)送側(cè)具有上變頻器和功率放大器并且在接收側(cè)具有低噪聲放大器和下變頻器的模擬電路。基帶調(diào)制/解調(diào)單元14對(duì)來(lái)自高頻發(fā)送/接收單元10的接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行調(diào)制并將結(jié)果信號(hào)輸出給高頻發(fā)送/接收單元10。通信控制單元16對(duì)來(lái)自基帶調(diào)制/解調(diào)單元14的接收信號(hào)中所包括的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)要被包括在去往基帶調(diào)制/解調(diào)單元14的發(fā)送信號(hào)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并且根據(jù)向內(nèi)的(inward)接收時(shí)段以及發(fā)送時(shí)段執(zhí)行預(yù)定通信控制。電源單元20具有電池和D⑶C變換器(切換調(diào)節(jié)器)，D⑶C變換器將電池中的直流電壓變換成輸出電壓Vout。輸出電壓Vout作為電源電壓被提供給高頻發(fā)送/接收單元 10、基帶調(diào)制/解調(diào)單元14和通信控制單元16等?；诨鶐д{(diào)制/解調(diào)單元14生成的用于通信定時(shí)的參考信號(hào)和通信控制單元16 生成的具有通信狀態(tài)信息的狀態(tài)信號(hào)，DCDC變換器控制單元18生成將對(duì)DCDC變換器的脈沖控制控制為脈沖寬度調(diào)制控制或者脈沖頻率調(diào)制控制的控制信號(hào)W/F，并且將其提供到電源單元20內(nèi)的D⑶C變換器。
在高頻發(fā)送/接收單元10操作時(shí)的發(fā)送時(shí)段和接收時(shí)段期間，D⑶C變換器控制單元18將DCDC變換器控制為脈沖寬度調(diào)制控制，以減小DCDC變換器的輸出電壓Vout的變化的范圍并且最小化電源電壓中的變化對(duì)作為模擬電路的高頻發(fā)送/接收單元10的影響。在除了發(fā)送時(shí)段和接收時(shí)段以外的至少一部分時(shí)段期間，DCDC變換器控制單元18將 DCDC變換器切換為脈沖頻率調(diào)制控制，以抑制DCDC變換器的功耗。圖2示出根據(jù)本實(shí)施例的移動(dòng)單元通信裝置中的電源單元的具體示例。在圖2中的具體示例中，電源單元20具有DCDC變換器(切換調(diào)節(jié)器)20A、低壓DCDC變換器(切換調(diào)節(jié)器)20B以及低壓降調(diào)節(jié)器(串聯(lián)調(diào)節(jié)器)20C和20D，D⑶C變換器20A從諸如電池之類(lèi)的外部電源VDD生成第一輸出電壓VDl，低壓D⑶C變換器20B從第一輸出電壓VDl生成第二輸出電壓VD2，低壓降調(diào)節(jié)器20C和20D從第一輸出電壓VDl生成第三和第四輸出電壓 VD3 禾口 VD4。這些生成的輸出電壓VDl到VD4以所圖示的方式被提供到數(shù)字電路單元12內(nèi)的存儲(chǔ)器13、基帶調(diào)制/解調(diào)單元14和通信控制單元16，以及作為模擬電路的高頻發(fā)送/接收單元10內(nèi)的高頻LSI IOA和具有功率放大器PA的高頻前端10B。在圖2中，數(shù)字電路單元12內(nèi)的DCDC變換器控制單元被省略。作為切換調(diào)節(jié)器的DCDC變換器20A和20B被用作用于具有相對(duì)較大負(fù)載電流的負(fù)載電路的電源電壓調(diào)節(jié)器。另一方面，串聯(lián)調(diào)節(jié)器20C和20D在不進(jìn)行切換操作的情況下生成通過(guò)減小輸入電壓得到的輸出電壓VD3和VD4，并且被用作用于具有相對(duì)較小負(fù)載電流的負(fù)載電路的電源電壓調(diào)節(jié)器。在圖2的示例中，切換調(diào)節(jié)器(D⑶C變換器)20A和20B的輸出電壓VDl和VD2被提供到數(shù)字電路單元12和RF發(fā)送/接收單元10內(nèi)的功率放大器PA，而串聯(lián)調(diào)節(jié)器20C和 20D的輸出電壓VD3和VD4被提供到高頻發(fā)送/接收單元10。D⑶C變換器20A和20B接收來(lái)自圖1中的DCDC變換器控制單元18的控制信號(hào)W/F，并且切換控制被改變成PWM控制或 PFM控制。圖3示出本實(shí)施例的移動(dòng)單元通信裝置中的高頻發(fā)送/接收單元10的局部具體示例。高頻發(fā)送/接收單元10具有發(fā)送電路TX和接收電路RX，發(fā)送電路TX具有以本地頻率FL對(duì)經(jīng)基帶調(diào)制/解調(diào)單元14調(diào)制的發(fā)送信號(hào)進(jìn)行上變頻的混合器MIXl和對(duì)混合器輸出進(jìn)行放大的功率放大器PA，接收電路RX具有對(duì)來(lái)自天線AT的接收信號(hào)進(jìn)行放大的低噪聲放大器LNA、以本地頻率FL對(duì)其進(jìn)行下變頻的混合器MIX2以及低通濾波器LPF。發(fā)送電路TX內(nèi)的功率放大器PA接收來(lái)自D⑶C變換器20A的作為電源的輸出電壓VDl，并且增益根據(jù)來(lái)自通信控制單元16的功率控制信號(hào)PWcont來(lái)控制。功率放大器 PA的增益利用基于從基站指示的發(fā)送功率的功率控制信號(hào)PWcont被適當(dāng)?shù)乜刂?。圖4是根據(jù)本實(shí)施例的D⑶C變換器的配置圖。D⑶C變換器20A和20B中的每個(gè)具有連接到外部電源VDD的第一開(kāi)關(guān)SWl和連接到第GND的第二開(kāi)關(guān)SW2。連接到開(kāi)關(guān)SWl 和SW2的連接節(jié)點(diǎn)(VL)的輸出線圈L和連接到輸出線圈L的平滑電容器Cout被設(shè)置在外部。D⑶C變換器還具有切換單元28，切換單元28向開(kāi)關(guān)SWl和SW2提供控制脈沖Pl 和P2并且控制開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通。D⑶C變換器還具有生成用于PWM控制的切換脈沖PW的生成單元22、生成用于PFW控制的切換脈沖PF的生成單元25以及根據(jù)控制信號(hào)W/L選擇切換脈沖PW和PF的其中之一的選擇電路27。用于PWM控制的切換脈沖生成單元22具有生成恒定周期的三角形波的三角形波生成單元23和脈沖生成單元M，脈沖生成單元M對(duì)輸出電壓VDl和三角形波信號(hào)的電壓進(jìn)行比較并且生成具有以三角形波信號(hào)的高電壓為周期的脈沖寬度的PWM控制切換脈沖 PW0 PWM控制切換脈沖PW具有恒定周期并且隨著輸出電壓VDl減小而增大。另一方面，PFM 控制切換脈沖生成單元25具有脈沖生成單元沈，脈沖生成單元沈?qū)敵鲭妷篤Dl和參考電壓Vref進(jìn)行比較。如果輸出電壓VDl具有恒定脈沖寬度并且低于參考電壓Vref，則脈沖生成單元沈生成具有較長(zhǎng)周期的PFM控制切換脈沖PF。另一方面，如果輸出電壓VDl高于參考電壓Vref，則脈沖生成單元沈生成具有較短周期的PFM控制切換脈沖PF。選擇電路27根據(jù)控制信號(hào)W/F選擇控制切換脈沖PW或PF?；谶x擇電路27所選擇的脈沖PW或PF，切換電路觀生成有關(guān)脈沖的正相位序列控制脈沖Pl和負(fù)相位序列控制脈沖P2，并且在負(fù)相位序列中控制開(kāi)關(guān)SWl和SW2的導(dǎo)通。圖5A和圖5B示出D⑶C變換器的操作。圖6是示出D⑶C變換器的操作的波形圖。 D⑶C變換器中的第一開(kāi)關(guān)SWl和第二開(kāi)關(guān)SW2根據(jù)控制脈沖Pl和P2交替地重復(fù)導(dǎo)通和非導(dǎo)通?？刂泼}沖Pl和P2彼此反向。在圖5A中，第一開(kāi)關(guān)SWl具有導(dǎo)通狀態(tài)，而第二開(kāi)關(guān)SW2具有非導(dǎo)通狀態(tài)。在這些狀態(tài)中，從外部電源VDD流過(guò)開(kāi)關(guān)SWl到線圈L的電流IL逐漸增大，并且開(kāi)關(guān)連接節(jié)點(diǎn)處的電壓VL也增大。從電流IL，能量以磁通形式被存儲(chǔ)在線圈L中。另一方面，在圖5B中，第一開(kāi)關(guān)SWl具有非導(dǎo)通狀態(tài)，而第二開(kāi)關(guān)SW2具有導(dǎo)通狀態(tài)。雖然開(kāi)關(guān)連接節(jié)點(diǎn)經(jīng)由第二開(kāi)關(guān)SW2被連接到地GND，但是存儲(chǔ)在線圈L中的能量允許電流IL繼續(xù)流過(guò)開(kāi)關(guān)SW2。但是，電流IL逐漸減小，并且開(kāi)關(guān)連接節(jié)點(diǎn)處的電壓VL也逐漸減小。如在圖6中所示，在當(dāng)脈沖Pl具有使得第一開(kāi)關(guān)SWl導(dǎo)通(On)的H電平的時(shí)段期間，開(kāi)關(guān)連接節(jié)點(diǎn)的電流IL和電壓VL增大(在圖5A的狀態(tài)中)。當(dāng)脈沖Pl具有L電平時(shí)，此電流IL和電壓VL減小(在圖5B的狀態(tài)中)。電壓VL的增大和減小通過(guò)包括線圈L和平滑電容器Cout的平滑濾波器被平滑，從而減小輸出電壓VDl和輸出電流Iout中的紋波(變化)。按照這種方式，作為切換調(diào)節(jié)器的DCDC變換器引起輸出電壓VDl中的紋波(變化)。圖7示出當(dāng)D⑶C變換器處于PWM控制下的操作波形。在PWM控制下，控制開(kāi)關(guān)SWl 的脈沖Pl具有恒定脈沖間隔Tp，而脈沖寬度Wp根據(jù)輸出電壓VDl可變地被控制。換句話說(shuō)，當(dāng)輸出電壓VDl減小時(shí)，脈沖寬度Wp增大。當(dāng)輸出電壓VDl增大時(shí)，脈沖寬度Wp減小。 結(jié)果，開(kāi)關(guān)連接節(jié)點(diǎn)處的電壓VL以恒定的脈沖間隔Tp在與可變脈沖寬度Wp對(duì)應(yīng)的時(shí)段期間增大，而在當(dāng)脈沖Pl具有L時(shí)(也就是，在脈沖P2具有H時(shí))的時(shí)段期間減小。因此， 此電壓VL可以被控制以使得該電壓VL的改變范圍可以較小，從而可以提供對(duì)輸出負(fù)載的改變的較高響應(yīng)性。然而，因?yàn)镻WM控制可能要求頻繁的切換操作，所以DCDC變換器的電流消耗相對(duì)較大。 圖8示出當(dāng)D⑶C變換器處于PFM控制下的操作波形。在PFM控制下，控制開(kāi)關(guān)SWl 的脈沖Pl具有恒定脈沖寬度Wp，而脈沖間隔Tp根據(jù)輸出電壓VDl可變地被控制。換句話說(shuō)，當(dāng)輸出電壓VDl減小時(shí)，脈沖間隔Tp減小。當(dāng)輸出電壓VDl增大時(shí)，脈沖間隔Tp增大。結(jié)果，開(kāi)關(guān)連接節(jié)點(diǎn)處的電壓VL以可變的脈沖間隔Tp在與恒定脈沖寬度Wp對(duì)應(yīng)的時(shí)段期間增大，而在當(dāng)脈沖Pl具有L時(shí)(也就是，在脈沖P2具有H時(shí))的時(shí)段期間減小。因此， 此電壓VL可以被控制為使得該電壓VL的改變范圍比PWM控制下的大，從而可以提供對(duì)輸出負(fù)載的改變的低響應(yīng)性。然而，因?yàn)镻FM控制可能要求不太頻繁的切換操作，所以DCDC 變換器的電流消耗相對(duì)較小。如在圖6中所示，因?yàn)镈⑶C變換器中的輸出電壓VDl是在圖7和圖8中所示的開(kāi)關(guān)連接點(diǎn)處的經(jīng)平滑的電壓VL，所以輸出電壓VDl中的紋波(變化)的范圍在PWM下較小， 而在PFM下較大。一般地，D⑶C變換器基于負(fù)載電流自動(dòng)在用于切換控制的PWM控制和PFM控制之間切換。一般地，對(duì)于高負(fù)載電流，選擇具有頻繁的電流供應(yīng)的PWM控制。對(duì)于低負(fù)載電流， 選擇具有不太頻繁的電流供應(yīng)的PFM控制。然而，當(dāng)DCDC變換器被用作移動(dòng)單元通信裝置中的電源調(diào)節(jié)器時(shí)，根據(jù)負(fù)載電流的大小來(lái)選擇PWM或PFM通?？赡苁遣缓线m的。換句話說(shuō)，為了最小化DCDC變換器的電流消耗，在當(dāng)通信裝置需要最小化電源電壓中的紋波時(shí)的時(shí)段期間，希望選擇具有DCDC變換器的大電流消耗的PWM控制。在當(dāng)大的紋波可接受時(shí)的時(shí)段期間，也希望選擇甚至具有更大電流消耗的PFM控制。另外，在根據(jù)負(fù)載電流的大小來(lái)在控制方法間進(jìn)行切換的控制下， 快速切換是困難的。當(dāng)高頻發(fā)送/接收單元10執(zhí)行發(fā)送/接收操作時(shí)可能要求最小化電源電壓中的紋波。這是因?yàn)殡娫措妷褐械拇蠹y波可能引起電源噪聲并且電源噪聲被疊加在作為模擬電路的高頻發(fā)送/接收單元10中的信號(hào)上，從而可能導(dǎo)致誤操作。電源噪聲可在發(fā)送信號(hào)中引起噪聲，從而此噪聲在功率放大器中被放大。另一方面，電源電壓中的大紋波可能在作為數(shù)字電路的存儲(chǔ)器、基帶調(diào)制/解調(diào)單元或通信控制單元中是可接受的。即使在數(shù)字電路中電源噪聲達(dá)到一定程度，也很少引起誤操作。例如，在涉及啟動(dòng)電源的啟動(dòng)處理中，處理器執(zhí)行頻繁的存儲(chǔ)器訪問(wèn)以從存儲(chǔ)器下載程序，這導(dǎo)致大的負(fù)載電流。然而，在啟動(dòng)處理期間，因?yàn)楦哳l發(fā)送/接收單元10不執(zhí)行發(fā)送/接收操作，所以DCDC變換器可以是受PFM控制的，而無(wú)需PWM控制。相反，雖然針對(duì)小的負(fù)載電流，但當(dāng)高頻發(fā)送/接收單元以發(fā)送/接收操作進(jìn)行操作時(shí)，希望DDC變換器是受PWM控制的。根據(jù)本實(shí)施例，在當(dāng)高頻發(fā)送/接收單元執(zhí)行發(fā)送操作或接收操作的發(fā)送時(shí)段或接收時(shí)段期間，DCDC變換器受PWM控制。在發(fā)送時(shí)段和接收時(shí)段以外的時(shí)段，DCDC變換器受PFM控制。因此，在通信單元的發(fā)送和接收操作中可以毫無(wú)困難地最小化DCDC變換器的功耗。圖9是對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的DCDC變換器的切換控制的流程圖。DCDC變換器控制單元18在電源啟動(dòng)時(shí)將D⑶C變換器切換到PFM控制(SlO)。D⑶C變換器控制單元18從來(lái)自基帶調(diào)制/解調(diào)單元14的通知了幀同步定時(shí)的參考定時(shí)器信號(hào)和來(lái)自通信控制單元16 的標(biāo)識(shí)了發(fā)送時(shí)段或接收時(shí)段的通信狀態(tài)信號(hào)中獲取發(fā)送時(shí)段或接收時(shí)段的定時(shí)。如果是在接收時(shí)段期間(在S12中為是)，則DCDC變換器控制單元18切換到PWM 控制(S14)。如果是在發(fā)送時(shí)段期間(在S16中為是)，則DCDC變換器控制單元18切換到 PWM控制(S20)。如果是在發(fā)送時(shí)段和接收時(shí)段以外的時(shí)段，則DCDC變換器控制單元18切換回PFM控制(SlO)。即使是在發(fā)送階段期間(在S16中為是)但是如果發(fā)送功率不高于參考值(在S18中為否)，則DCDC變換器控制單元18切換到PFM控制(S22)。如果發(fā)送功率高于參考值(在S18中為是)，則DCDC變換器控制單元18切換到PWM控制(S20)。如在圖3中所示，在高頻發(fā)送/接收單元10內(nèi)的發(fā)送單元TX中，最后級(jí)的功率放大器PA利用根據(jù)功率控制信號(hào)PWcont的增益來(lái)對(duì)輸入發(fā)送信號(hào)進(jìn)行放大。因此，如果功率控制信號(hào)PWcont要求高于參考值的功率，則電源噪聲在發(fā)送信號(hào)中引起的噪聲分量在功率放大器PA中被大幅地放大。因此，對(duì)于發(fā)送信號(hào)中的小噪聲分量，在電源中有小變化的PWM控制是優(yōu)選的。然而，如果功率控制信號(hào)PWcont要求不高于參考值的低功率，則噪聲分量在功率放大器PA中不被大幅地放大。因此，在電源中有大變化的PFM控制可以在發(fā)送操作中帶來(lái)很少的困難。下面，將詳細(xì)描述在具體通信控制示例中對(duì)PWM控制和PFM控制的選擇。圖10是示出在移動(dòng)單元通信裝置中的示意性通信控制的流程圖。在被通電時(shí)，初始操作被執(zhí)行，其中，移動(dòng)單元通信裝置內(nèi)的DCDC變換器控制單元18和通信控制單元16 中包括的CPU執(zhí)行啟動(dòng)處理，諸如從存儲(chǔ)器加載程序以及設(shè)定變量(S30)。接著，移動(dòng)單元通信裝置執(zhí)行小區(qū)搜索，小區(qū)搜索檢測(cè)本地臺(tái)站所位于的小區(qū)區(qū)域(S32)。在小區(qū)搜索中，通信控制單元16通過(guò)在載波頻帶內(nèi)掃描高頻發(fā)送/接收單元10 內(nèi)的接收電路RX中的本地頻率FL來(lái)監(jiān)視接收功率，檢測(cè)具有最大接收功率的頻率，并且檢測(cè)到本地臺(tái)站位于被分配了該頻率的小區(qū)區(qū)域中。因此，在小區(qū)搜索中，高頻發(fā)送/接收單元10執(zhí)行接收操作。如果小區(qū)搜索檢測(cè)到小區(qū)(在S34中為是)，則移動(dòng)單元通信裝置向網(wǎng)絡(luò)的管理中心執(zhí)行被稱(chēng)為位置注冊(cè)的認(rèn)證和注冊(cè)過(guò)程(S38)。在這樣的情況中(在S34中為否)，非服務(wù)狀態(tài)(out-of-service)處理被執(zhí)行，其中移動(dòng)單元通信裝置等待預(yù)定時(shí)間段(S36)。在非服務(wù)狀態(tài)處理中，移動(dòng)單元通信裝置被控制到低功耗狀態(tài)，并且僅僅基于定時(shí)器等待預(yù)定時(shí)間段，而不執(zhí)行發(fā)送和接收。一旦位置注冊(cè)被執(zhí)行(S38)，則移動(dòng)單元通信裝置被使得能夠接收和發(fā)送信號(hào)。當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的信號(hào)的到達(dá)被檢測(cè)到時(shí)，包括發(fā)送和接收操作的通信處理被執(zhí)行。當(dāng)從用戶發(fā)送的信號(hào)被檢測(cè)到時(shí)，包括發(fā)送和接收操作的通信處理也被執(zhí)行(S40和S^)。當(dāng)發(fā)送和接收操作結(jié)束時(shí)，移動(dòng)單元通信裝置等待對(duì)信號(hào)到達(dá)或發(fā)送的檢測(cè)。在等待狀態(tài)中，接收和發(fā)送基于通信控制方法被定期執(zhí)行。在位置注冊(cè)后，例如在每個(gè)被稱(chēng)為幀編號(hào)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間的管理單位中，發(fā)送和接收操作被執(zhí)行以監(jiān)視信號(hào)到達(dá)信息。因此，如上所述，DCDC變換器控制單元18被給予來(lái)自基帶調(diào)制/解調(diào)單元14的指示幀同步定時(shí)的參考定時(shí)器信號(hào)和來(lái)自通信控制單元16的通知通信狀態(tài)的狀態(tài)信號(hào)。因此， 基于這些信號(hào)，DCDC變換器控制單元18可以掌握接收時(shí)段和發(fā)送時(shí)段。在接收時(shí)段和發(fā)送時(shí)段期間，D⑶C變換器受PWM控制。在接收時(shí)段和發(fā)送時(shí)段以外的一定時(shí)段，D⑶C變換器受PFM控制。然而，即使在發(fā)送時(shí)段中如果發(fā)送功率低于參考值，則PFM控制被選擇。圖IlA和圖IlB示出對(duì)移動(dòng)單元通信裝置的通信控制和脈沖調(diào)制控制的第一示例。通信控制對(duì)應(yīng)于蜂窩電話的通信方法。當(dāng)在時(shí)刻tl電源被接通時(shí)，處理器執(zhí)行啟動(dòng)處理。在啟動(dòng)處理的時(shí)段期間，功耗例如由于頻繁的存儲(chǔ)器訪問(wèn)而增大，但是DCDC變換器受 PFM控制。
在時(shí)刻t2，移動(dòng)單元通信裝置執(zhí)行小區(qū)搜索。因?yàn)樵诖藭r(shí)段中涉及接收操作，所以DCDC變換器受PWM控制。如果第一次小區(qū)搜索沒(méi)有檢測(cè)到來(lái)自小區(qū)的無(wú)線電波，則從時(shí)刻t3起執(zhí)行非服務(wù)狀態(tài)操作。在基于參考定時(shí)器經(jīng)過(guò)了預(yù)定的時(shí)間段之后，從時(shí)刻t4起再次執(zhí)行小區(qū)搜索。在非服務(wù)狀態(tài)處理中，因?yàn)橐苿?dòng)單元通信裝置具有低功耗狀態(tài)并且不執(zhí)行發(fā)送和接收操作，所以其受PFM控制。在圖IlA和圖IlB的示例中，在時(shí)刻t4處的第二次小區(qū)搜索檢測(cè)到小區(qū)，并且從時(shí)刻t5起位置注冊(cè)處理被執(zhí)行。位置注冊(cè)處理涉及發(fā)送/接收操作，以通過(guò)基站將通信裝置所位于的小區(qū)注冊(cè)到網(wǎng)絡(luò)中心。因此，在從t4起的小區(qū)搜索時(shí)段和從時(shí)刻t5起的位置注冊(cè)處理時(shí)段期間，D⑶C變換器受PWM控制。在位置注冊(cè)完成之后，移動(dòng)單元通信裝置基于參考定時(shí)器在被分配給該移動(dòng)單元通信裝置的預(yù)定幀編號(hào)的定時(shí)中接收信號(hào)到達(dá)信息，并且檢查是否有去往本地臺(tái)站的任何信號(hào)到達(dá)。例如，在圖IlA和圖IlB中，信號(hào)到達(dá)檢查在時(shí)刻t6、t8、tl0處被執(zhí)行。因?yàn)樾盘?hào)到達(dá)檢查涉及接收操作，所以D⑶C變換器在時(shí)刻t6、t8、tlO處受PWM控制。如果信號(hào)到達(dá)檢查沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào)到達(dá)，則等待處理在時(shí)刻t7和t9處被執(zhí)行。在等待處理中，移動(dòng)單元通信裝置具有沒(méi)有發(fā)送和接收操作的低功耗狀態(tài)，并且進(jìn)行等待直到下一幀編號(hào)定時(shí)為止。因此，D⑶C變換器受PFM控制。如果信號(hào)到達(dá)檢查檢測(cè)到某信號(hào)到達(dá)，則涉及發(fā)送和接收操作的通信處理在時(shí)刻til處被執(zhí)行，并且DOTC變換器受PWM控制。雖然沒(méi)有示出，但是如果信號(hào)發(fā)送被用戶請(qǐng)求，則之后，涉及發(fā)送和接收操作的通信處理被執(zhí)行，并且D⑶C變換器受PWM控制。按照如上所述的方式，在移動(dòng)單元通信裝置中，發(fā)送操作、接收操作和不進(jìn)行發(fā)送 /接收的操作在一系列通信控制下在短時(shí)間段中被切換。根據(jù)本實(shí)施例，DCDC變換器控制單元18對(duì)這些時(shí)段進(jìn)行監(jiān)視，D⑶C變換器根據(jù)控制信號(hào)W/F而在PWM控制和PFM控制之間快速被切換。因此，可以在通信處理中沒(méi)有困難地抑制D⑶C變換器的功耗。當(dāng)發(fā)送操作或接收操作以短的間隔(在所重復(fù)的操作之間)被重復(fù)時(shí)，DCDC變換器控制單元18可以保持PWM控制并且抑制由于對(duì)脈沖控制的切換引起的電源電壓中的變化。然而，在沒(méi)有發(fā)送和接收操作的至少一部分時(shí)段或者希望在沒(méi)有發(fā)送和接收操作的整個(gè)時(shí)段期間，希望PFM被選擇以抑制DCDC變換器的電流消耗。圖12示出對(duì)移動(dòng)單元通信裝置的通信控制和脈沖調(diào)制控制的第二示例。此通信控制對(duì)應(yīng)于WiMAX通信方法。WiMAX通信方法應(yīng)用OFDMA通信，并且具有固定長(zhǎng)度的無(wú)線電幀N、N+1和N+2被重復(fù)，如圖12中所示。對(duì)于無(wú)線電幀，水平軸方向?qū)?yīng)于符號(hào)方向，而垂直軸方向?qū)?yīng)于子信道(OFDM子載波)方向。無(wú)線電幀包括前導(dǎo)碼、下行鏈路幀和上行鏈路幀。在無(wú)線電幀的開(kāi)始處被分配給所有子信道的前導(dǎo)碼例如可以包括已知的同步信號(hào)比特。在前導(dǎo)碼之后，具有固定符號(hào)長(zhǎng)度的映射信息區(qū)域42被分配給固定子信道。映射信息區(qū)域42包含有關(guān)被分配給終端的下行鏈路幀內(nèi)的接收突發(fā)區(qū)域44的信息和有關(guān)上行鏈路幀內(nèi)的發(fā)送突發(fā)區(qū)域46的信息。因此，從時(shí)刻t20到時(shí)刻t21的時(shí)段是用于從無(wú)線電幀開(kāi)始的前導(dǎo)碼40和映射信息區(qū)域42的固定時(shí)段。在時(shí)刻t21后，分配給本地臺(tái)站的突發(fā)區(qū)域44和46可依賴(lài)于映射信息42而改變。因此，基于映射信息42，通信控制單元16可以標(biāo)識(shí)出去往本地臺(tái)站的接收突發(fā)區(qū)域44和發(fā)送突發(fā)區(qū)域46的時(shí)間區(qū)段。因此，D⑶C變換器控制單元18被給予來(lái)自基帶調(diào)制/解調(diào)單元14的通知了無(wú)線電幀的開(kāi)始定時(shí)的無(wú)線電幀定時(shí)器信號(hào)，被給予來(lái)自通信控制單元16的有關(guān)基于映射信息的去往本地臺(tái)站的接收突發(fā)區(qū)域和發(fā)送突發(fā)區(qū)域的時(shí)間信息，并且基于這些給定的信息，來(lái)掌握移動(dòng)單元通信裝置執(zhí)行接收操作和發(fā)送操作的時(shí)間區(qū)段。如在圖12中所示，D⑶C變換器控制單元18從時(shí)刻t21起對(duì)D⑶C變換器進(jìn)行PFM 控制，在去往本地臺(tái)站的接收突發(fā)44中在從時(shí)刻t22到時(shí)刻t23的時(shí)段中切換到PWM控制， 并且在時(shí)刻t23切換到PFM控制。DCDC變換器控制單元18在下行鏈路幀內(nèi)被分配給本地臺(tái)站的發(fā)送突發(fā)46中在從時(shí)刻U4到時(shí)時(shí)刻t25的時(shí)段中將DCDC變換器切換到PWM控制。按照這種方式，因?yàn)閃iMAX是一種時(shí)分多址方法，所以在無(wú)線電幀內(nèi)的部分時(shí)間區(qū)段中的用于去往本地臺(tái)站的接收突發(fā)的時(shí)間區(qū)段和用于發(fā)送突發(fā)的時(shí)間區(qū)段僅可以被高頻發(fā)送/接收單元用于執(zhí)行接收處理或發(fā)送處理。在其他時(shí)間區(qū)段中，移動(dòng)單元通信裝置具有待機(jī)狀態(tài)，其中即使在無(wú)線電幀內(nèi)也不執(zhí)行接收處理和發(fā)送處理。因此，D⑶C變換器僅在無(wú)線電幀內(nèi)的用于接收突發(fā)的時(shí)間區(qū)段和用于發(fā)送突發(fā)的時(shí)間區(qū)段中受PWM控制， 并且在其他時(shí)間區(qū)段中控制盡可能被切換成PFM控制。在此WiMAX通信方法中，D⑶C變換器控制單元18被給予來(lái)基帶調(diào)制/解調(diào)單元 14的包含有關(guān)無(wú)線電幀的時(shí)間信息的無(wú)線電幀定時(shí)器信號(hào)，被給予來(lái)自通信控制單元16 的通過(guò)分析映射信息而獲得的去往本地臺(tái)站的突發(fā)分配信息信號(hào)，并且基于這些信號(hào)，檢測(cè)本地臺(tái)站執(zhí)行接收操作和發(fā)送操作的時(shí)間區(qū)段，并且控制DCDC變換器以切換到PWM控制或PFM控制，如在圖12中所示。如果在發(fā)送突發(fā)46的時(shí)間區(qū)段中發(fā)送功率不高于參考值，則因脈沖控制引起的電源電壓中的紋波不是很大，如上所述。因此，PFM控制是理想的。如在圖12中所示，通知突發(fā)48可以被分配在下行鏈路幀內(nèi)。通知突發(fā)48被基站用來(lái)向例如所有終端通知時(shí)間信息。因?yàn)橥ㄖ话l(fā)48也對(duì)應(yīng)于去往本地臺(tái)站的接收突發(fā)， 所以D⑶C變換器優(yōu)選地受PWM控制。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的移動(dòng)單元通信裝置，對(duì)D⑶C變換器的脈沖控制可以根據(jù)通信狀態(tài)而被適當(dāng)?shù)厍袚Q到PWM或PFM，并且在通信處理中可以毫無(wú)困難地盡可能抑制 D⑶C變換器的電流消耗。
權(quán)利要求
1.一種通信裝置，所述通信裝置接收直流電壓變換器的輸出電壓，所述通信裝置包括調(diào)制/解調(diào)電路，所述調(diào)制/解調(diào)電路對(duì)來(lái)自高頻發(fā)送/接收電路的接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行調(diào)制并將所述發(fā)送信號(hào)輸出給所述高頻發(fā)送/接收電路；通信控制電路，所述通信控制電路輸入來(lái)自所述調(diào)制/解調(diào)電路的接收數(shù)據(jù)并向所述調(diào)制/解調(diào)電路輸出發(fā)送數(shù)據(jù)，并且根據(jù)接收時(shí)段和發(fā)送時(shí)段執(zhí)行通信控制；以及直流電壓變換器控制電路，所述直流電壓變換器控制電路在所述接收時(shí)段和所述發(fā)送時(shí)段中，將向所述通信裝置輸出輸出電壓的所述直流電壓變換器切換為脈沖寬度調(diào)制控制，并且在除了所述接收時(shí)段和所述發(fā)送時(shí)段以外的至少一部分時(shí)段中將所述直流電壓變換器切換為脈沖頻率調(diào)制控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)電路通信裝置，其中，所述通信控制電路與具有前導(dǎo)碼時(shí)段、下行鏈路幀和上行鏈路幀的通信幀同步地執(zhí)行所述通信控制；并且所述接收時(shí)段包括所述前導(dǎo)碼時(shí)段、所述下行鏈路幀內(nèi)的映射信息接收時(shí)段和對(duì)于本地臺(tái)站的接收突發(fā)時(shí)段中的一者，并且發(fā)送時(shí)段包括所述上行鏈路幀內(nèi)的被分配給本地臺(tái)站的發(fā)送突發(fā)時(shí)段。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)電路通信裝置，其中，所述直流電壓變換器控制電路即使是在所述下行鏈路幀和所述上行鏈路幀中，在除了所述映射信息接收時(shí)段、所述到本地臺(tái)站的接收突發(fā)時(shí)段和所述發(fā)送突發(fā)時(shí)段以外的時(shí)段的至少一部分時(shí)段中也將所述直流電壓變換器切換為脈沖頻率調(diào)制控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的移動(dòng)電路通信裝置，其中，所述通信控制電路控制如下處理中的一者在啟動(dòng)中從存儲(chǔ)器加載程序的啟動(dòng)處理、基于接收功率搜索本地臺(tái)站所位于的小區(qū)的頻率的小區(qū)搜索、通過(guò)基站注冊(cè)有關(guān)檢測(cè)到的小區(qū)的信息的位置注冊(cè)、當(dāng)信號(hào)到達(dá)時(shí)接收或發(fā)送信號(hào)的信號(hào)到達(dá)處理、響應(yīng)于本地臺(tái)站通信請(qǐng)求來(lái)接收或發(fā)送信號(hào)的向外通信處理；并且所述接收時(shí)段包括小區(qū)搜索、位置注冊(cè)、信號(hào)到達(dá)處理和向外通信處理中的一個(gè)時(shí)段， 并且所述發(fā)送時(shí)段包括位置注冊(cè)、信號(hào)到達(dá)處理和向外通信處理中的一個(gè)時(shí)段。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動(dòng)電路通信裝置，其中，所述直流電壓變換器控制電路在所述啟動(dòng)處理的時(shí)段中將所述直流電壓變換器切換為脈沖頻率調(diào)制控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)電路通信裝置，其中，即使在所述發(fā)送時(shí)段期間如果所述高頻發(fā)送/接收電路的發(fā)送功率低于預(yù)定值，則所述直流電壓變換器控制電路將所述直流電壓變換器切換為脈沖頻率調(diào)制控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)電路通信裝置，所述裝置還包括所述直流電壓變換器和所述高頻發(fā)送/接收電路，所述直流電壓變換器將直流電壓變換成輸出電壓，并且所述高頻發(fā)送/接收電路接收高頻接收信號(hào)和發(fā)送高頻發(fā)送信號(hào)，其中，所述直流電壓變換器的輸出電壓被提供給所述高頻接收/發(fā)送電路、所述調(diào)制/解調(diào)電路和所述通信控制電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)電路通信裝置，其中，所述直流電壓變換器具有開(kāi)關(guān)和切換控制電路，所述開(kāi)關(guān)被連接在外部電源和輸出端子之間，所述切換控制電路生成使得所述開(kāi)關(guān)變?yōu)閷?dǎo)通的切換脈沖并且將此脈沖輸出到所述開(kāi)關(guān)；并且所述切換控制電路在脈沖寬度調(diào)制控制下在每個(gè)預(yù)定時(shí)段生成具有根據(jù)所述輸出電壓的脈沖寬度的脈沖作為所述切換脈沖，并且在脈沖頻率調(diào)制控制下在根據(jù)所述輸出電壓的時(shí)段中生成具有預(yù)定脈沖寬度的脈沖作為所述切換脈沖。
9.一種用于通信裝置對(duì)直流電壓變換器的控制方法，其中所述直流電壓變換器將輸出電壓提供給所述移動(dòng)電路通信裝置，并且所述移動(dòng)電路通信裝置具有高頻發(fā)送/接收電路，所述高頻發(fā)送/接收電路接收來(lái)自所述直流電壓變換器的輸出電壓，接收高頻接收信號(hào)以及發(fā)送高頻發(fā)送信號(hào)；調(diào)制/解調(diào)電路，所述調(diào)制/解調(diào)電路對(duì)來(lái)自所述高頻發(fā)送/接收電路的接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，調(diào)制發(fā)送信號(hào)并將所述發(fā)送信號(hào)輸出給所述高頻發(fā)送/接收電路；以及通信控制電路，所述通信控制電路輸入來(lái)自所述調(diào)制/解調(diào)電路的接收數(shù)據(jù)并向所述調(diào)制/解調(diào)電路輸出發(fā)送數(shù)據(jù)，并且根據(jù)向內(nèi)的接收時(shí)段和發(fā)送時(shí)段來(lái)執(zhí)行通信控制，所述方法包括在接收時(shí)段和發(fā)送時(shí)段中，將所述直流電壓變換器切換到脈沖寬度調(diào)制控制；并且在接收時(shí)段和發(fā)送時(shí)段以外的至少一部分時(shí)段中，將所述直流電壓變換器切換到脈沖頻率調(diào)制控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于通信裝置對(duì)直流電壓變換器的控制方法，其中，所述通信控制電路與具有前導(dǎo)碼時(shí)段、下行鏈路幀和上行鏈路幀的通信幀同步地執(zhí)行所述通信控制；接收時(shí)段包括所述前導(dǎo)碼時(shí)段、所述下行鏈路幀內(nèi)的映射信息接收時(shí)段和到本地臺(tái)站的接收突發(fā)時(shí)段中的一者，并且發(fā)送時(shí)段包括所述上行鏈路幀內(nèi)的被分配給本地臺(tái)站的發(fā)送突發(fā)時(shí)段。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的用于通信裝置對(duì)直流電壓變換器的控制方法，其中，所述通信控制電路控制如下處理中的一者在啟動(dòng)中從存儲(chǔ)器加載程序的啟動(dòng)處理、基于接收功率搜索本地臺(tái)站所位于的小區(qū)的頻率的小區(qū)搜索、通過(guò)基站注冊(cè)有關(guān)檢測(cè)到的小區(qū)的信息的位置注冊(cè)、當(dāng)信號(hào)到達(dá)時(shí)接收或發(fā)送信號(hào)的信號(hào)到達(dá)處理、響應(yīng)于本地臺(tái)站通信請(qǐng)求來(lái)接收或發(fā)送信號(hào)的向外通信處理；并且接收時(shí)段包括小區(qū)搜索、位置注冊(cè)、信號(hào)到達(dá)處理和向外通信處理中的一個(gè)時(shí)段，并且發(fā)送時(shí)段包括位置注冊(cè)、信號(hào)到達(dá)處理和向外通信處理中的一個(gè)時(shí)段。
全文摘要
公開(kāi)了一種通信裝置及其控制方法。一種通信裝置接收直流電壓變換器的輸出電壓，該通信裝置包括調(diào)制/解調(diào)電路，對(duì)來(lái)自高頻發(fā)送/接收電路的接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行調(diào)制并將所述發(fā)送信號(hào)輸出給高頻發(fā)送/接收電路；通信控制電路，輸入來(lái)自調(diào)制/解調(diào)電路的接收數(shù)據(jù)并向調(diào)制/解調(diào)電路輸出發(fā)送數(shù)據(jù)，并且根據(jù)接收時(shí)段和發(fā)送時(shí)段執(zhí)行通信控制；以及直流電壓變換器控制電路，在接收時(shí)段和發(fā)送時(shí)段中，將向所述通信裝置輸出輸出電壓的所述直流電壓變換器切換為脈沖寬度調(diào)制控制，并且以在除了接收時(shí)段和發(fā)送時(shí)段以外的至少一部分時(shí)段中將所述直流電壓變換器切換為脈沖頻率調(diào)制控制。
文檔編號(hào)H04B1/40GK102208917SQ20111008436
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者佐佐木健太, 吉岡重之, 村上好太郎 申請(qǐng)人:富士通半導(dǎo)體股份有限公司