Beschreibung Verfahren zur Leistungsregelung für ein mobiles Kommunikati- onsendgerät Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leis- tungsregelung für ein mobiles Kommunikationsendgerät, eine geeignete Schaltung und ein mobiles Kommunikationsendgerät mit einer derartigen Schaltung. Mobile Kommunikationsendgerä- te, insbesondere Mobiltelefone nach GSM Standard müssen die Anforderungen des GSM Standards TS45005 erfüllen. Mobile Kom- munikationsendgeräte werden im Allgemeinen mit einem Akku be- trieben. In dieser Spezifikation wird in Annex D 2.2 Voltage beschrieben, welche Eigenschaften bei welchem Akkutyp zu er- füllen sind. Ein Akku besitzt eine maximale Akkuspannung U nenn im voll geladenen Zustand. In oben genannter Spezifi- kation wird nun unter anderem definiert, dass bei einem Ab- sinken der Akkuspannung bis auf einen definierten Spannungs- wert, wie beispielsweise Unenn* = 0. 85 bzw. 0.9 * Unenn, eine bestimmte Sendeleistung bzw. Performance gewährleistet werden muss. So muss beispielsweise ein Signal mit einer Sen- deleistung, die einen bestimmten Wert Preducspec erreicht, gesendet werden können.

Weiter schreibt der Standard vor, dass bei Betrieb unterhalb dieses definierten Spannungswertes, das heißt beispielsweise unterhalb von 0.85 bzw. 0.9 * U nenn, sichergestellt sein muss, dass keine Nachbarkanäle gestört werden.

Bislang wird bei Mobiltelefonen und GSM Modulen bei sehr strenger Auslegung der Spezifikation so verfahren, dass auch unterhalb des definierten Spannungswertes, wie beispielsweise unterhalb von Unenn* = 0. 85 bzw. 0.9 * Unenn, die Sende-

leistung mindestens einen Wert P reducspec erreichen kann.

Kann die Sendeleistung nicht erreicht werden, so wurde das mobile Kommunikationsendgerät automatisch abgeschaltet. Letz- teres ist aber hinsichtlich der Spezifikation TS45005 nicht erforderlich.

Ein großer Nachteil der bekannten Vorgehensweise besteht dar- in, dass ein Akku bezüglich seiner Kapazität nicht optimal ausgenutzt wird. Vielmehr wird das mobile Kommunikationsend- gerät bereits lang vor Verbrauch des Akkus abgeschaltet. Im Falle eines Mobiltelefons ist dadurch auch die Sprechzeit stark begrenzt.

Es ist nunmehr eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Möglichkeit bereitzustellen, mit deren Hilfe die Kapazität eines Akkus eines mobilen Kommunikationsendgerätes besser ausgeschöpft werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein erfindungsgemäßes Verfah- ren gemäß Anspruch 1, eine Schaltung gemäß Anspruch 5 sowie durch ein mobiles Kommunikationsendgerät gemäß Anspruch 7.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den entspre- chenden Unteransprüchen aufgeführt.

Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Leistungsregelung für ein mobiles Kommunikationsendgerät bereitgestellt, das einen Akku mit einer zeitabhängigen Akkuspannung und einen Leis- tungsverstärker umfasst, bei dem - vor Senden eines Signals von einer Steuer-und Kon- trolleinheit die Akkuspannung bestimmt und mit einer vorgegebenen oberen Schwellenspannung Unenn* vergli- chen wird,

das Signal mit einer vorgegebenen Sendeleistung unter Erzeugung eines mit der vorgegebenen Sendeleistung kor- relierenden Spannungseinbruchs A Ul gesendet wird, wenn die Akkuspannung oberhalb der oberen Schwellenspannung U nenn* liegt, - das Signal mit einer reduzierten Sendeleistung, die von der Steuereinheit bestimmt wird, unter Erzeugung eines mit der reduzierten Sendeleistung korrelierenden Span- nungseinbruchs A U2 gesendet wird, wenn die Akkuspan- nung kleiner oder gleich der oberen Schwellenspannung Unenn* ist, wobei die reduzierte Sendeleistung so ge- wählt wird, dass die Akkuspannung abzüglich des mit der reduzierten Sendeleistung korrelierenden Spannungsein- bruchs A U2 größer oder gleich einer vorgegebenen unte- ren Schwellenspannung U Burst ist.

Generell bekannt ist, dass mit einer abnehmenden Akkukapazi- tät die Spannung des Akkus abnimmt. Der Leistungsverstärker in einem mobilen Kommunikationsendgerät ist innerhalb des Ge- rätes der größte Stromverbraucher. Beim Senden eines Signals kommt es zu einem Stromfluss, wodurch über einen Innenwider- stand des Akkus stets ein Spannungseinbruch entsteht. Bei Senden einer Reihe von Signalen ist der zeitliche Stromver- lauf impulsförmig, wodurch auch pulsförmige Spannungseinbrü- che entstehen. Die Spannungseinbrüche bestimmen letztlich den Abschaltzeitpunkt des mobilen Kommunikationsendgerätes. Die Spannungseinbrüche sind mit der entsprechenden Sendeleistung korreliert. Gemäß der genannten Spezifikation TS45005 muss der Spannungseinbruch A U1 bis zum Absinken auf einen be- stimmten Spannungswert der Akkuspannung, wie beispielsweise Unenn* = 0. 85 bzw. 0.9 *U nenn konstant sein. Unterhalb die- ses definierten Spannungswertes U nenn* wird bisher durch ei- ne Leistungsbegrenzung des Leistungsverstärkers die Sende-

leistung auf Preducspec reduziert, was einhergeht mit einer Reduzierung des Spannungseinbruchs auf einen Spannungsein- bruch A U2. Dieser Spannungseinbruch A U2 bleibt aber dann konstant. Unterschreitet dann die Akkuspannung abzüglich des Spannungseinbruches A U2 eine vorgegebene Abschaltspannung Abschalt, so wird das mobile Kommunikationsendgerät abge- schaltet. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es nun, bis zu einem definierten Spannungswert, wie beispielsweise Unenn* = 0. 85 bzw. 0.9 * Unenn eine gemäß der Spezifikation geforderte maximale Sendeleistung zu liefern. Unterhalb die- ses definierten Spannungswertes kann nun aber im Gegensatz zu der bisherigen Vorgehensweise das mobile Kommunikationsendge- rät mit verringerter Sendeleistung bis fast zu einer voll- ständigen Entladung des Akkus in Betrieb gehalten werden, da unterhalb des definierten Spannungswertes Unenn* kein kon- stanter Spannungseinbruch A U2, d. h. keine konstante Sende- leistung geliefert wird. Erfindungsgemäß wird jedoch sicher- gestellt, dass die Akkuspannung abzüglich des mit der redu- zierten Sendeleistung korrelierenden Spannungseinbruchs A U2 größer oder gleich einer vorgegebenen unteren Schwellenspan- nung UBurst ist. Somit ist gewährleistet, dass alle zu ver- sorgenden Schaltungsbauelemente ausreichend versorgt und so- mit funktionsbereit bleiben. Wichtige Schaltungsbauelemente sind dabei ein Spannungsregler und ein Leistungsverstärker.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das mobile Kommunikationsendgerät abgeschal- te, wenn der Spannungseinbruch A U2 gleich oder kleiner als ein vorgegebener Schwellenspannungseinbruch ist.

Besonders bevorzugt wird dabei die Sendeleistung, die mit ei- nem bestimmten Spannungseinbruch korreliert, solange redu- ziert bis eine vorgegebene, beispielsweise von einer Basis-

station geforderte minimale Sendeleistung erreicht ist. Erst dann wird das mobile Kommunikationsendgerät abgeschaltet.

Vorzugsweise wird, wenn die Akkuspannung kleiner oder gleich der oberen Schwellenspannung Unenn* ist, die Sendeleistung in Abhängigkeit von der Akkuspannung derart reduziert, dass die Akkuspannung abzüglich des mit der Sendeleistung korre- lierenden Spannungseinbruchs A U2 gleich der unteren vorge- gebenen Schwellenspannung UBurst ist. Die Reduzierung der Sendeleistung über der Entladezeit des Akkus ist kontinuier- lich.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergeben sich erhebliche Vorteile. So kann eine vorhandene Akkukapazität wesentlich besser ausgenutzt werden. Ferner erhöht sich im Falle eines Mobiltelefons die Sprechzeit erheblich. Gleichzeitig werden durch das erfindungsgemäße Verfahren auch die in der Spezifi- kation TS45005 beschriebenen technischen Parameter auch unter Extrembedingungen eingehalten. Die erfindungsgemäß vorgesehe- ne Reduzierung der Sendeleistung unterhalb eines definierten Spannungswertes U nenn* der Akkuspannung ist spezifikations- konform.

Ferner umfasst die vorliegende Erfindung eine Schaltung zur Leistungsregelung für ein mobiles Kommunikationsendgerät. Die erfindungsgemäße Schaltung umfasst dabei mindestens die fol- genden Elemente : - einen Akku mit einer zeitabhängigen Akkuspannung, - eine Empfangs-und Sendeeinheit zum schnurlosen Empfan- gen und Senden von Signalen, - einen Leistungsverstärker zur Einstellung einer Sende- leistung eines zu sendenden Signals, - einen Basisbandcontroller,

eine Steuer-und Kontrolleinheit, wobei die Steuer-und Kontrolleinheit mit dem Akku zum Abfragen der Akkuspan- nung, mit der Empfangs-und Sendeeinheit zum Abfragen einer erforderlichen minimalen Sendeleistung und mit dem Leistungsverstärker zum Einstellen der von der Steuer-und Kontrolleinheit bestimmbaren Sendeleistung verbunden ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung ist die Steuer-und Kontrolleinheit in dem Basis- bandcontroller integriert. Denkbar ist es auch die Steuer- und Kontrolleinheit in dem Leistungsverstärker oder der Emp- fangs-und Sendeeinheit zu integrieren. Vorteilhaft findet die Integration in einem sogenannten Basisbandkontroller statt, da in einem Basisbandkontroller alle Informationen zur Berechnung einer Steuer-bzw. Regelgröße des Leistungsver- stärkers vorliegen.

Letztlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein mobiles Kommunikationsendgerät, wobei eine erfindungsgemäße Schaltung darin integriert ist.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sollen anhand der folgenden Figuren näher erläutert werden. Es zeigen Fig. 1 Gegenüberstellung des Verlaufs einer Akkuspannung ei- nes Akkus eines mobilen Kommunikationsendgerätes als Funktion der Zeit gemäß einer Betriebsführung nach dem Stand der Tech- nik (Fig. la) mit dem Verlauf einer Akkuspannung eines Akkus eines mobilen Kommunikationsendgerätes als Funktion der Zeit gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens (Fig. lb) ;

Fig. 2 Schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltung Figur la zeigt einen Verlauf einer Akkuspannung als Funktion der Zeit, wie er bei Betrieb eines mobilen Kommunikationsend- gerätes gemäß dem Stand der Technik aussieht. Ausgehend von einer Maximalspannung U nenn nimmt die Akkuspannung mit der Zeit ab, auch wenn keine Signale gesendet werden, wie bei- spielsweise im Verlaufsabschnitt 1. Kommt es zum Senden eines Signals, so tritt, wie eingangs erläutert, ein Spannungsein- bruch A Ul auf. Dieser Spannungseinbruch A U1 ist gekoppelt mit einer bestimmten Sendeleistung P. Erreicht die Akkuspan- nung einen vordefinierten Spannungswert U nenn*, der sich beispielsweise ergibt als Unenn*x, wobei der Faktor x=0.85 oder 0,9 ist, wird die Sendeleistung P auf Preducspec redu- ziert, was einhergeht mit einem reduzierten Spannungseinbruch A U2. Danach bleibt der Spannungseinbruch A U2 konstant. Un- terschreitet die Betriebsspannung während des Sendens, d. h. die Akkuspannung abzüglich des Spannungseinbruchs A U2 eine vorgegebene Abschaltspannung Abschalt, so schaltet sich das mobile Kommunikationsendgerät aus.

Demgegenüber schaltet sich das mobile Kommunikationsendgerät in Figur 1b unter Anwendung einer Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens bei einer gleichen Sendefrequenz we- sentlich später aus. Unterhalb des vordefinierten Spannungs- wertes U nenn* werden die jeweils auftretenden Spannungsein- brüche A U2, die beim Senden von Signalen auftreten, nicht nur einmal auf einen bestimmten Wert reduziert und dann bei allen nachfolgenden Sendeaktionen konstant gehalten, sondern die reduzierte Sendeleistung wird so gewählt, dass die Akku- spannung abzüglich des mit der reduzierten Sendeleistung kor-

relierenden Spannungseinbruchs A U2 größer oder gleich einer vorgegebenen unteren Schwellenspannung U Burst ist, d. h. der mit der reduzierten Sendeleistung korrelierende Spannungsein- bruchs A U2 wird sukzessiv reduziert. Dieser Vorgang läuft kontinuierlich ab. Vorzugsweise wird der mit der reduzierten Sendeleistung korrelierende Spannungseinbruchs A U2 bis zu einem bestimmten vorgegebnen Schwellenspannungseinbruchswert reduziert, der beispielsweise durch eine Basisstation mittel- bar vorgegeben wird, wenn diese eine Mindestsendeleistung er- fordert. Die untere Schwellenspannung UBurst wird durch alle in dem mobilen Kommunikationsendgerät zu versorgenden Schal- tungselemente vorgegeben. Vorzugsweise schaltet sich das mo- bile Kommunikationsgerät erst aus, wenn der Spannungseinbruch A U2 unter einen vorgegebenen Schwellenspannungseinbruch fällt. Diese Schwellenspannungseinbruch, der ja mit einer be- stimmten Schwellensendeleistung gekoppelt ist, kann bei- spielsweise von einer Basisstation vorgegeben werden, die ei- ne vordefinierte Schwellensendeleistung im Sinne einer Min- destsendeleistung erfordert.

Wie durch Vergleich der beiden Verläufe aus den Figuren la und 1b erkennbar, kann ein mobiles Kommunikationsendgerät mit einer Leistungsregelung gemäß einer Ausführungsform des er- findungsgemäßen Verfahrens wesentlich länger senden. Die Ka- pazität des Akkus wird besser ausgenutzt.

Figur 2 stellt eine schematische Darstellung einer Ausfüh- rungsform einer erfindungsgemäßen Schaltung dar. Dargestellt ist ein Akku 1. Der Akku 1 ist über eine Verbindung a verbun- den mit einer Steuer-und Kontrolleinheit 2. Diese Steuer- und Kontrolleinheit 2 wiederum ist über eine Verbindung b verbunden mit einer Sende-und Empfangseinheit 3 und über ei- ne Verbindung c mit einem Leistungsverstärker 4. Über die

Verbindung a der Steuer-und Kontrolleinheit 2 mit dem Akku 1 erhält die Steuer-und Kontrolleinheit 2 Information über die jeweils aktuelle zur Verfügung stehende Akkuspannung. Über Verbindung b erhält die Steuer-und Kontrolleinheit 2 Infor- mationen über eine, beispielsweise von einer Basisstation ge- forderten Mindest-bzw. Schwellensendeleistung. Innerhalb der Steuer-und Kontrolleinheit 2 wird nun erfindungsgemäß be- stimmt, welche Sendeleistung, verbunden mit einem damit kor- relierenden Spannungseinbruch, an dem Leistungsverstärker 4 realisiert werden soll. Diese Information bzw. Steueranwei- sung wird über Verbindung c an den Leistungsverstärker 4 wei- tergegeben, der entsprechend dieser Steueranweisung die ent- sprechende Sendeleistung realisiert. Ferner ist noch ein Ba- sisbandcontroller vorgesehen, in welchen vorzugsweise die Steuer-und Kontrolleinheit 2 integriert ist. Neben den ge- nannten Elmenten ist noch ein Empfangsverstärker 5, ein soge- nannter Low Noise Verstärker, für eingehende Signale vorhan- den.