剩余电池容量显示设备 本发明涉及供用电池供电的通信设备使用的剩余电池容量显示设备,更详细地说,涉及适宜于在基于CDMA(码分多址)的移动式通信网络中使用的移动式终端的剩余电池容量显示设备。
一般说来,接到有关可用于装置运行的剩余时间的通知,对用电池供电的装置的操作员来说非常重要。本发明涉及显示这样的剩余时间或剩余的电池容量。
按照惯例,利用电池的电压值来估计可用于上述类型装置运行的剩余运行时间。图11表示足以代表在剩余电池容量的相应范围处显示出的锂电池地电流-电压特性曲线的例子。如图11所示,如果电池的电流消耗值是恒定的,在电池的电压值和剩余电池容量之间保持着一对一的对应关系。因此,有可能测量电池电压,然后根据测得的电池电压值计算出剩余的电池容量。此外,由于电流消耗值是恒定的,有可能预算设备的剩余运行时间。
但是,在用电池供电的移动式终端的情况下,仅仅在信号传输过程中允许电池电流通过发射器,后者比其它任何部件消耗更大的电流,但是在备用于信号接收的过程中,禁止电池电流通过,以防止浪费剩余的电池容量。因此,电池电流消耗量在备用于信号接收期间不同于传输期间。由于这个原因,在移动式终端中,仅仅根据测得的电池电压值不能预计剩余电池容量或剩余运行时间。因此,移动式终端使用两种估计剩余电池容量的不同方法,即在备用于信号接收期间使用的一种和在信号传输期间使用的另外一种。例如,这样估计剩余电池容量或剩余运行时间,以致估计值在信号传输期间比在备用于信号接收期间更小。
在基于CDMA的移动式通信网络,实质上要求从各个移动式终端传输的信号在其每个基站以可能的最低电平被接收。为此,基站总是向每个移动式终端发送信号,移动式终端应根据该信号调节从那里传输的信号电平。另一方面,移动式终端测量从基站接收的信号接收电平,根据测得的接收电平估计适当的传输电平,然后再以估计的适当电平向基站发送信号。因此,随着终端移动以改变其位置,基于CDMA的移动式终端的信号传输电平经常在变化。
由于上述原因,即使在传输过程中,基于CDMA的移动式终端的电池电流消耗量也不是固定的。此外,要求来自终端的信号传输电平是可调节的,例如在20分贝到70分贝的范围内。因此,用于上述常规的,以电池电流消耗量在传输过程中保持恒定为前提而运行的移动式终端的剩余电池容量显示设备不能为基于CDMA的移动式终端显示准确的剩余电池容量。
本发明的目的就是提供一种剩余电池容量显示设备,即使电池电流消耗量改变时,它也能显示准确的剩余电池容量。
为了达到上述目的,根据本发明的第一个方面,提供了一种供用电池供电的通信设备使用的剩余电池容量显示设备。根据本发明第一个观点的剩余电池容量显示设备的特征在于包括用于检测电池的电压值的电压检测装置,用于计算与通信设备的传输输出电平对应的电池电流消耗量的电流消耗量计算装置,用来根据由电压检测装置检测出的电池电压值以及由电流消耗量计算装置计算出的电池电流消耗量计算剩余电池容量的剩余电池容量计算装置,显示设备,以及用来根据由剩余电池容量计算装置计算出的剩余电池容量使显示设备执行显示操作的显示控制装置。
此外,为了达到上述目的,根据本发明的第二个方面,提供了一种供用电池供电的通信设备使用的剩余电池容量显示设备。根据本发明第二个观点的剩余电池容量显示设备的特征在于包括存储着在该时间内通信设备能够通信的可通信时间间隔的数据的预定表,可通信时间间隔分别与电池的电压值以及通信设备的传输输出电平有关,用于检测通信设备的电池电压值的电压检测装置,用来参照预定表读出与电压检测装置检测出的电池电压值对应的可通信时间间隔之一以及通信设备的传输输出电平之一的读出装置,以及用于显示由读出装置读出的可通信时间间隔之一的显示装置。
此外,为了达到上述目的,根据本发明的第三个方面,提供了一种用于用电池供电的通信设备的剩余电池容量显示设备。根据本发明第三个观点的剩余电池容量显示设备的特征在于包括用于检测通信设备的电池电压值的电压检测装置,用于计算与通信设备的传输输出对应的电池电流消耗量的电流消耗量计算装置,存储着电池的剩余电池容量值的数据的预定表,剩余电池容量值相应地与通信设备的电池电压值有关,用来参照预定表读出与电压检测装置检测出的电池电压值对应的剩余电池容量值之一的读出装置,显示设备,以及用来根据读出装置读出的剩余电池容量值之一使显示设备执行显示操作的显示控制装置。
从下面结合附图的描述中本发明的上述和其它目的,特征和优点将变得明显,附图通过例子说明本发明的最佳实施例。
图1是可用来说明本发明原理的方框图;
图2是表示根据本发明的第一个实施例的包括剩余电池容量显示设备的移动式终端全部装置的方框图;
图3是表示控制器处理流程的流程图;
图4是表示发射器的传输输出电平和电流消耗量之间关系的例子的曲线图;
图5是表示根据本发明第二个实施例的剩余电池容量显示设备的控制器的处理流程的流程图;
图6展示用于第二个实施例的预定表;
图7是表示根据本发明第三个实施例的,剩余电池容量显示设备的控制器的处理流程的流程图;
图8展示用于第三个实施例的预定表;
图9是表示根据本发明的第四个实施例的,包括剩余电池容量显示设备的移动式终端的全部装置的方框图;
图10是表示根据第四个实施例的控制器的处理流程的流程图;以及
图11是表示在锂电池剩余容量的相应范围处代表电流一电压特性的曲线的例子的曲线图。
下面将参照附图描述本发明的最佳实施例。
首先参看图1,描述了根据本发明的第一个实施例的用于通信设备的剩余电池容量显示设备的原理和结构。显示设备包括用于检测电池30的电压值的电压检测装置40,用于计算与传送/接收部件20的传输输出电平对应的电池电流消耗量的电流消耗量计算装置11,用来根据电压检测装置40检测出的电压值以及电流消耗量计算装置11计算出的电池电流消耗量来计算剩余电池容量的剩余电池容量计算装置12,以及用来根据剩余电池容量计算装置12计算出的剩余电池容量使显示设备50执行显示操作的显示控制装置13。
此外,显示控制装置13包括用来根据由剩余电池容量计算装置12计算出的剩余电池容量以及由电流消耗量计算装置11计算出的电池电流消耗量来计算在该时间内通信设备能够通信的最大时间间隔的可通信时间间隔计算装置,以及用来通知显示设备50显示由可通信时间间隔计算装置计算出的可通信时间间隔的可通信时间间隔显示通知装置。
在上述结构中,电压检测装置40检测出电池30的电压,然后把检测出的电压值传送到控制器10内部的剩余电池容量计算装置12。另一方面,电流消耗量计算装置11根据传送/接收部件20的传输输出电平计算出电池电流消耗量,然后把计算出的电池电流消耗量传送给剩余电池容量计算装置12。剩余电池容量计算装置12根据从相应装置40和11接收的检测出的电池电压值以及计算出的电池电流消耗量计算出剩余电池容量。根据测量数据事先准备好电流消耗量计算装置11和剩余电池容量计算装置12为相应的计算操作所使用的函数。
显示控制装置13根据由剩余电池容量计算装置12计算出的剩余电池容量使显示设备50执行显示操作。
虽然可把显示设备50设计成能照原来样子显示剩余电池容量,但是也可提供具有可通信时间间隔计算装置和可通信时间间隔显示通知装置的显示控制装置13,以便使显示设备50显示可通信时间间隔。更准确地说,首先,可通信时间间隔计算装置根据由剩余电池容量计算装置12计算出的剩余电池容量以及由电流消耗量计算装置11计算出的电池电流消耗量计算出通信设备在该时间内能够通信的最大时间间隔,然后可通信时间间隔显示通知装置使显示设备50显示由可通信时间间隔计算装置计算出的可通信时间间隔。
如上所述,根据本发明,电流消耗量计算装置11根据传送/接收部件20的传输输出电平计算出电池电流消耗量,而剩余电池容量计算装置12则根据计算出的电池电流消耗量以及检测出的电池电压值计算出剩余电池容量。因此,即使传输输出电平改变以致电池电流消耗量变化,也可能显示准确的剩余电池容量。
此外,本发明使得有可能显示不仅剩余电池容量,而且还有由可通信时间间隔计算装置以跟踪电池电流消耗量变化的方式计算出的是最大可通信时间间隔。
其次,将详细描述第一个实施例。
图2表示包括根据第一个实施例的剩余电池容量显示设备的移动式终端的全部装置。这个终端与基于CDMA的移动式通信网络中的相应的基站通信。在图2中,A/D(模拟-数字)转换器40a相当于图1中出现的电压检测装置40,而显示部分50a相当于该图中的显示设备50。
A/D转换器40a测量电池30的模拟电压值并把测得的模拟值转换为数字值,以便把该值传送给控制器10。用由CPU(中央处理器),ROM(只读存储器),RAM(随机存取存储器),以及输入-输出装置组成的数据处理机实现了控制器10。控制器10根据电池30的电压值以及传送/接收部件20的传输输出电平计算出电池30的剩余容量,并进一步计算出可通信时间间隔,以便把计算出的可通信时间间隔传送给显示部分50a。下面将参照图3详细描述由控制器10进行的处理。
传送/接收部件20由接收器21,合成器22,发射器23以及双工器24组成。发射器23包括APC(自动功率控制)电路23a。APC电路23a为发射器23设置负反馈量,从而根据从控制器10传送的传输输出控制信号调节发射器23的传输输出电平。控制器10经由接收器21和基带电路60接收从相应基站发送的APC设定值,并根据APC设定值产生传输输出控制信号。由基站为每个移动式终端定期地或不时地设置APC设定值并把该设定值从基站传送给移动式终端,使得总能以足够高但尽可能低的电平接收从移动式终端传输的信号。
图3展示说明由控制器10进行的处理流程的流程图。下面将按照图3中出现的步骤号的顺序描述处理操作。
(步骤S1)从基带电路60获得APC设定值P1,以便转换为传输输出控制信号,然后把这个控制信号传送给APC电路23a。
(步骤S2)接着,利用APC设定值P1计算出电池电流消耗量I3。下面将描述计算电池电流消耗量I3的过程。
图4展示相对于部件20的传输输出电平的传送/接收部件20的电池电流消耗量测量数据的例子。根据图4所示的这样的测量数据事先准备好函数f1,后者使得有可能根据APC设定值P1计算出发射器的电流消耗量I1(在下文中也称为“发射器电流消耗量I1”)。通过利用函数f1计算出发射器电流消耗量I1=f1(P1)。
其次,把预定电流I2附加到发射器电流消耗量I1,以便得到电池电流消耗量I3。预定电流I2相当于被移动式终端消耗的全部电流(电池电流消耗量)的一部分,从全部电流消耗量中除去发射器23的电流消耗量I1得到预定电流I2。预定电流I2实质上是恒定的,与发射器电流消耗量I1相比表现为一个小值。
(步骤S3)从A/D转换器40a获得电池电压V1。
(步骤S4)根据电池电压V1以及电池电流消耗量I3计算出剩余电池容量P2。下面将描述计算电池电压V1的过程。
图11展示在锂电池的剩余电池容量的相应范围处所做的电流—电压测量的测量数据的例子。假定电池30具有这样的特性,根据图11所示的那样的测量数据预先准备好三次函数f2,后者使得能够从电池电压V1以及电池电流消耗量I3中计算出剩余电池容量P2。通过利用函数f2计算出剩余电池容量P2=f2(V1,I3)。
(步骤S5)剩余电池容量P2除以电池电流消耗量I3,以便得到可通信时间间隔T1。
(步骤S6)使显示部分50a显示可通信时间间隔T1。
这样,即使传输功率大而且时常变化,剩余电池容量P2以跟踪传输功率变化的方式表明准确的值。此外,由于是根据与传输功率变化对应的电池电流消耗量I3计算出可通信时间间隔T1,可通信时间间隔T1能代表在该时间内可使用移动式终端的准确的剩余时间间隔。
虽然在上述第一个实施例中,用显示部分50a显示了可通信时间间隔T1,但这不是限定的,可使显示部分50a代之以显示剩余电池容量P2。
此外,在第一个实施例中,移动式终端进行基于CDMA的通信,其中传输输出电平在变化。本发明能最有效地应用于经受传输输出电平变化的那种通信设备。但是,这也不是限定的,本发明一般可应用于用电池供电的任何类型的设备或装置。
其次,将描述本发明的第二个实施例。第二个实施例的结构基本上与第一个实施例的结构相同。因此,将省去对结构的详细描述。第二个实施例仅仅在由控制器10进行的处理方面与第一个实施例不同。
图5展示根据第二个实施例由控制器10进行的处理的流程。将按照图5中出现的步骤号的顺序描述处理操作。
(步骤S11)从基带电路60获得APC设定值P1,以便转换为传输输出控制信号,并把这个控制信号传送给APC电路23a。在步骤S13也使APC设定值P1应用于操作。
(步骤S12)从A/D转换器40a获得电池电压V1。
(步骤S13)参照预定表获得索引值T2,后者表示与APC设定值P1以及电池电压V1对应的可通信时间间隔。
图6展示预定表。更准确地说,根据图4的测量数据确定分别与APC设定值PTH1,PTH2以及PTH3对应的电池电流消耗值。此外,根据图11的测量数据计算出分别与确定的电池电流消耗值以及电池电压范围(低于VTH1,等于或高于VTH1并同时低于VTH2,等于或高于VTH2并同时低于VTH3,等于或高于VTH3并同时低于VTH4,以及等于或高于VTH4)对应的剩余电池容量范围。每个剩余电池容量范围除以对应的一个电池电流消耗值,以便获得对应的可通信时间间隔。然后,确定获得的可通信时间间隔属于一分钟以内,1到10分钟,10到40分钟,以及超过40分钟这四个时间范围中的哪一个。分别用数字0,1,2,3表示时间范围,这些数字用作表示可通信时间间隔的索引值T2。把这些数字移至表中,使得它们与APC设定值及电池电压范围相关。
(步骤S14)使显示部分50a显示从预定表获得的代表索引值T2的数字。移动式终端的操作员从显示部分50a上显示的数字能认出可通信时间间隔。
虽然在上述第二个实施例中,从预定表获得了可通信时间间隔的索引值T2,但这不是限定的,可代之以获得可通信时间间隔本身或剩余电池容量。
其次,将描述本发明的第三个实施例。第三个实施例的结构基本上与第一个实施例的相同。因此,将省去对结构的详细描述。第三个实施例仅仅在由控制器10进行的处理方面与第一个实施例不同。
图7展示根据第三个实施例由控制器10进行的处理的流程。下面将按照图中出现的步骤号的顺序描述处理操作。
(步骤S21)从基带电路60获得APC设定值P1,以便转换为传输输出控制信号,并把这个控制信号传送给APC电路23a。
(步骤S22)接着,利用APC设定值P1计算出电池电流消耗量I3。计算以对第一个实施例的步骤S2所描述的同样的过程进行。
(步骤S23)从A/D转换器40a获得电池电压V1。
(步骤S24)参照预定表获得与电池电压V1以及电池电流消耗量I3对应的剩余电池容量P2。
图8展示预定表。假定电池30具有图11所示的特性,根据图11的测量数据计算出分别与电池电流消耗量范围(小于ITH1,等于或大于ITH1并同时小于ITH2,等于或大于ITH2并同时小于ITH3,等于或大于ITH3并同时小于ITH4,以及大于ITH4)以及电池电压范围(低于VTH1,高于或等于VTH1并低于VTH2,高于或等于VTH2并低于VTH3,高于或等于VTH3并低于VTH4,以及等于或高于VTH4)对应的剩余电池容量范围(P2,到P225)。把剩余电池容量范围移至表中,使得它们与电池电流消耗量范围以及电池电压范围相关。
(步骤S25)获得的剩余电池容量P2除以电池电流消耗量I3,以便获得可通信时间间隔T1。
(步骤S26)使显示部分50a显示可通信时间间隔T1。
虽然在上述第三个实施例中,同样由显示部分50a显示了可通信时间间隔T1,但这不是限定的,可代之以显示剩余电池容量P2。
其次,将描述本发明的第四个实施例。
图9展示根据第四个实施例的,包括剩余电池容量显示设备的移动式终端的全部装置,它基本上与第一个实施例的相同。因此,用相同的标号表示与第一个实施例的同样的成分和单元,并省去其详细描述。
在第四个实施例中,接收器21包括测量电路21a。美国TIA(电信产业协会)采用了有关CDMA的标准IS-95。标准IS-95规定了一项技术(开环功率控制),其中不是从基站向移动式终端传输APC设定值,而是移动式终端测量从基站发出的信号的接收电平,并根据接收电平确定其传输输出电平。使根据第四个实施例的剩余电池容量显示设备具有这样的结构,使之按照这个标准运行,而测量电池21a测量从相应的基站传输的信号的接收电平,以便把测得的接收电平传送给控制器10。
图10展示根据第四个实施例由控制器10进行的处理流程。下面将按照图中出现的步骤号的顺序描述处理操作。
(步骤S31)从测量电路21a获得接收电平L1。
(步骤S32)根据接收电平L1计算出传输电平L2。更准确地说,通过从预定的参考值LO中减去接收电平L1获得传输电平L2。标准IS-95规定-73毫瓦分贝的值作为预定参考值LO。
(步骤S33)通过利用计算出的传输电平L2获得APC设定值,以便转换为传输输出控制信号,并把这个信号传送给APC电路23a。
在步骤S34到S38所执行的操作与在第一个实施例的步骤S2-S6所执行的操作相同,故省去其描述。
可把测量电路21a以及在步骤S31到S33所执行的操作应用于第二和第三个实施例。
如上所述,根据本发明,电流消耗量计算装置根据通信设备的传输输出电平计算出电池电流消耗量,而剩余电池容量计算装置根据计算出的电池电流消耗量以及电池电压值计算出剩余电池容量。因此,即使传输输出电平改变导致电池电流消耗量变化,也能以继续不断地跟踪变化的方式计算出剩余电池容量。
因此,不顾电池电流消耗量的变化能显示出准确的剩余电池容量。
此外,不仅能显示剩余电池容量,而且还能以跟踪电池电流消耗量变化的方式显示由可通信时间间隔计算装置计算出的可通信时间间隔。
上述内容仅仅被认为是说明本发明的原理。此外,由于精通技术的人们将会容易地想到许多改进和变更,不想把本发明局限在所示和所述的准确的结构和应用上,因此,可把所有适当的改进和等价物认为是属于在附加的权利要求书及它们的等价物中的本发明的范围。