KR100363358B1

KR100363358B1 - 소비전력절감장치

Info

Publication number: KR100363358B1
Application number: KR10-1998-0024366A
Authority: KR
Inventors: 가즈히로 구리하라
Original assignee: 닛본 덴기 가부시끼가이샤
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 2003-01-24
Also published as: JP3055497B2; JPH1117572A; US6272116B1; KR19990007380A

Abstract

본 발명의 소비 전력 절감 장치는 적어도 2개의 상이한 시스템으로부터 유도된 변조 신호를 선택적으로 복조하기 위한 제1 복조 회로를 포함한다. 제2 복조 회로는 변조 신호들 중 한 신호만을 복조한다. 검파 회로는 변조 신호들 중 임의의 한 신호에서 제어 신호를 검파한다. 제어기는 상기 검파 회로에 의해서 검파된 제어 신호를 기초로 하여, 제1 및 제2 복조 회로 중 어느 하나를 선택하고, 선택하지 않은 나머지 복조 회로의 동작을 정지시킨다. 이 장치는 FM(Frequency Modulation) 변조 신호를 수신하는 동안 소비 전력을 절감하고 신호 강도가 낮을 때 통화 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

Description

소비 전력 절감 장치{POWER SAVING DEVICE}

본 발명은 소비 전력 절감 장치(power saving device)에 관한 것으로서, 특히, FM(주파수 변조; Frequency Modulation) 신호를 복조하는 형태의 수신기에 적용 가능한 소비 전력 절감 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전력 소비를 감소시키는 회로를 사용하는 휴대용 전화 또는 이와 유사한 밧데리로 전력을 공급하는 소형 휴대용 전자 장비가 실용화되고 있다. 휴대용 전화는, 예를 들어, 일본 특개평 6-232797호에서 예로서 설명하고 있는 바와 같이, 전화가 대기 상태(stand-by state)에 있는 동안에는 클록 주파수를 낮추도록 구성된다.

그러나, 상기 종래의 전화에서는, 대기 상태에서도, 수신 신호로부터 복조된 제어 신호를 DSP(Digital Signal Processor)를 이용하여 처리한다. 이 DSP는 클록 주파수가 낮을 때에도 많은 전력을 소비함으로, 대기 상태에서 전력 소비를 줄이는 것을 방해한다. 또한, 대화(conversation)하는 동안 사용되는 고주파 복조 회로가 대기 상태에서도 사용된다. 따라서, 이 복조 회로는 직교 검파 회로와 AGC(Auto Gain Control; 자동 이득 제어) 증폭기가 구비된 경우에는 대기 상태에서 더욱 많은 전력을 소비할 것이다.

본 발명에 관한 기술들은 또한, 예를 들어, 일본 특개평 4-120920호, 5-130012호, 6-252798호, 7-95144호, 8-56248호, 8-172389호 및 8-172672호에 개시되어 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 FM 신호 대기 상태에서 전력 소비를 줄일 수 있는 소비 전력 절감 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 복수의 시스템들로부터 유도된 신호들을 수신하는 형태의 수신기의 전력 소비를 감소시킬 수 있는 소비 전력 절감 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 소비 전력 절감 장치는 적어도 2개의 상이한 시스템으로부터 유도된 변조 신호들을 선택적으로 복조하기 위한 제1 복조 회로를 포함한다. 제2 복조 회로는 변조 신호들 중 한 신호만을 복조한다. 검파 회로는 변조 신호들 중 임의의 한 신호에서 제어 신호를 검파한다. 제어기는 검파 회로에 의해서 검파된 제어 신호를 기초로 하여, 제1 및 제2 복조 회로들 중 하나를 선택하고, 선택하지 않은 나머지 복조 회로의 동작을 정지시킨다.

본 발명의 상기 및 기타 다른 목적, 특성 및 장점들이 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 종래의 휴대용 전화를 개략적으로 도시한 블록도.

도 2는 본 발명을 구현하는 소비 전력 절감 장치를 개략적으로 도시한 블록도.

도 3은 본 발명의 실시예의 특정한 동작을 설명하는 플로우챠트.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 개략적인 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 안테나

10 : 고주파 변조 회로

11 : RX 프론트 엔드 회로

20 : 멀티시스템 복조 회로

24 : ADC

25 : 베이스밴드 처리 회로

26 : 음성 처리 회로

27 : 코덱

30 : FM 복조 회로

40: 중앙 제어 회로

50 : 스피커

본 발명을 보다 잘 이해하기 위해서, 종래의 휴대용 전화, 특히 도 1에 도시된, 휴대용 전화의 수신 라인을 간략히 참조한다. 도시된 바와 같이, 안테나(1)를 통해 유입되는 무선 신호는 수신기부를 포함하는 고주파 복조 회로(high frequencydemodulation circuit; RX)(10)에 의해서 복조된다. 복조된 신호는 아날로그/디지털 변환 회로(ADC)(24)에 의해서 디지털 신호로 변환된다. 베이스밴드 처리 회로(25)는 호출 발신과 호출 착신뿐 아니라 대화를 제어하기 위한 제어 신호를 복호할 수 있도록 ADC(24)로부터 출력된 디지털 복조 신호를 처리한다. 복호된 제어 신호는 CPU(중앙 처리 장치; Central Processing Unit)로서 동작하는 주 제어부(90)로 공급된다. 대화가 진행되는 동안, 베이스밴드 처리 회로(25)는 음성 신호를 다운 샘플링(down-sampling)하고 이 샘플링된 음성 신호를 음성 처리 회로(26)로 공급한다.

베이스밴드 처리 회로(25)와 음성 처리 회로(26)는 각각 DSP 또는 게이트 어레이에 의해서 수행된다. 음성 처리 회로(26)는 대화 중에는, 베이스밴드 처리 회로(25)로부터 출력된 음성 신호를 신장(expansion)하는데 필요한 처리를 실행하지만, 대기 상태에서는 어떠한 처리도 실행하지 않는다. 음성 처리 회로(26)로부터 출력된 음성 신호는 코덱(Codec; 27)에 의해서 음성파(speech wave)로 변환되어 스피커(50)를 통해 출력된다.

주 제어부(90)는 베이스밴드 처리 회로(25)로부터 공급된 제어 신호를 기초로 하여 대기 상태 및 대화 상태를 식별한다. 클록 제어 회로(91)는 베이스밴드 처리 회로(25)와 음성 처리 회로(26) 각각에 소정의 동작 클록을 전달한다. 이 클록 제어 회로(91)는 주 제어부(90)로부터 출력된 판별 결과에 따라서 클록들의 주파수를 제어한다.

대화 중인 경우, 주 제어부(90)는 클록 제어 회로(91)가 베이스밴드 처리 회로(25)와 음성 처리 회로(26)에 할당된 각각의 클록들을 미리 선택된 주파수로 제어하도록 동작한다. 대기 상태인 경우, 주 제어부(90)는 클록 제어 회로(91)가 베이스밴드 처리 회로(25)에 할당된 클록 주파수를 대화 중일 때의 주파수 이하로 낮추고 음성 처리 회로(26)에 할당된 클록을 정지하도록 동작한다. 이러한 구성에 의해서, 전화의 전력 소비를 감소시킬 수 있다.

그러나, 대기 상태에서도, 상기 전화는 복조된 제어 신호를 DSP로 처리한다. 이 DSP는, 상술한 바와 같이, 클록 주파수가 낮을 때에도, 많은 전력을 소비함으로, 대기 상태에서 소비 전력을 줄이는 것을 방해한다. 또한, 대화 중에 사용되는 RX(10)가 대기 상태에서도 사용된다. 따라서, RX(10)는 직교 검파 회로와 AGC 증폭기가 구비된 경우에는 대기 상태에서 보다 많은 전력을 소비할 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명을 구현하는 소비 전력 절감 장치를 적용한 휴대용 전화, 특히, 휴대용 전화의 수신 라인(receipt line)이 도시된다. 송신 라인(transmission line)도 또한 전화에 포함되지만 이는 본 발명의 이해와 무관하기 때문에 설명하지 않을 것이다. 물론, 도시된 실시예는 휴대용 전화뿐만 아니라 다른 통신 장치에도 적용할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 소비 전력 절감 장치는 제1 및 제2 복조 회로(20 및 30)를 각각 포함한다. 제1 및 제2 복조 회로(20 및 30)는 멀티시스템 복조 회로(multi-system demodulation circuit)와 FM 복조 회로(frequency modulation demodulation circuit)로서 각각 수행되는 것이 바람직하다. FM 복조 회로는 독점적으로 FM 신호를 할당받는 반면에, 멀티시스템 복조 회로는 서로 다른 시스템들로부터 유도된 변조 신호를 복조할 수 있다. 본 실시예에서, 제1 복조 회로(20)는 적어도 FM 신호와 CDMA(Code Division Multiple Access) 신호에 적용 가능한 것이 바람직하다. 소비 전력 절감 장치는 부가적으로 안테나(1), 수신기(RX) 프론트 엔드 회로(11), 주파수 변환 회로(12), 두개의 복조 회로(20 및 30) 중 하나를 선택하기 위한 스위치(41), 복조 회로들(20 및 30)중 하나를 선택하고 스위치(41)를 제어하기 위한 중앙 제어 회로(40), 및 음성을 출력하기 위한 스피커(50)를 포함한다.

멀티시스템 복조 회로(20)는 IF(Intermediate Frequency) 대역에 있는 IF 신호가 주파수 변환 회로(12)로부터 공급되는 IF 회로(21)를 포함한다. IF 회로(21)는, 명확하게 도시하지 않았지만, 채널 대역 밖의 신호들을 필터링하여 제거하고 원하는 신호 레벨을 조정하기 위해서, 채널 필터, IF 증폭기, 및 AGC 증폭기를 포함한다. 직교 검파 회로(22)는 IF 회로(21)로부터 출력된 IF 신호로 직교 검파를 실행하고 검파된 IF 신호를 저역 통과 필터(23)를 통해서 ADC(24)로 전달한다. ADC(24)는 검파된 입력 IF 신호를 이에 대응하는 디지털 신호로 변환한다.

점선으로 된 블록으로 도시된 바와 같이, 멀티시스템 복조 회로(20)에 포함된 IF 회로(21), 직교 검파 회로(22) 및 저역 통과 필터(23), RX 프론트 엔드 회로(11) 및 주파수 변환 회로(12)는 조합하여 고주파 복조 회로(RX)(10)를 구성한다. 본 실시예에서, RX(10)는 도시된 바와 같이, 1단 수퍼헤테로다인 시스템(single stage super-heterodyne system)에 의해서 수행된다. 다른 방법으로, 주파수 변환 회로를 다단 수퍼헤테로다인 시스템을 구성하기 위해서 IF회로(21)에 내장시킬 수도 있다.

ADC(24)로부터 출력된 디지털 신호는 베이스밴드 처리 회로(25)로 공급된다. 이 베이스밴드 처리 회로(25)는 대화, 호출 발신 및 호출 착신에 필요한 제어 신호를 복호하고, 이 복호된 제어 신호를 CPU로서 동작하는 중앙 제어 회로(40)에 전달한다. 대화를 하고 있는 동안에는, 베이스밴드 처리 회로(25)가 음성 신호를 다운 샘플링하고 이 샘플링된 음성 신호를 음성 처리 회로(26)에 공급한다. 이 음성 처리 회로(26)는 다른 기존의 처리를 실행하면서 베이스밴드 처리 회로(25)로부터 출력된 음성 신호를 신장한다. 음성 처리 회로(26)로부터 출력된 음성 신호는 코덱(27)에 의해서 음성파로 변환된 후 스피커(50)를 통해서 출력된다. 베이스밴드 처리 회로(25)와 음성 처리 회로(26)는 각각 DSP 또는 게이트 어레이로 구현된다.

IF 회로(21), 직교 검파 회로(22), 저역 통과 필터(23), ADC(24), 베이스밴드 처리 회로(25), 음성 처리 회로(26) 및 코덱(27)은 조합하여 멀티시스템 복조 회로(20)를 구성한다.

한편, FM 복조 회로(30)는 FM용 IF 회로(31), FM 검파 회로(32), 제어 신호를 복조하기 위한 저역 통과 필터(33), 비교기(34), 음성 신호를 복조하기 위한 대역 통과 필터(35), 및 아날로그 음성 처리 회로(36)로 구성된다. FM용 IF 회로(31)는 비록 명확하게 도시되지는 않았지만, 채널 필터, IF 증폭기 및 리미터를 포함하여, 주파수 변환 회로(12)로부터 출력된 IF 신호를 그 진폭을 제한하면서 진폭한다. FM용 IF 회로(31)는 복수의 IF단을 구성하기 위해서 주파수 변환 회로를 포함한다. FM 검파 회로(32)는 예를 들어, 직교 검파 또는 판별기 검파(discriminator detection)에 의해서 FM용 IF 회로(31)로부터 출력된 IF 신호를 복조한다.

FM 신호에 포함된 제어 신호는 저역 통과 필터(33)를 통해서 비교기(34)로 보내진다. 비교기(34)는 입력된 제어 신호, 바람직하게는 비교기(34)에 포함된 광대역 데이터로 2진화 판별(binary decision)을 실행하고, 그 판별 결과를 중앙 제어 회로(40)로 공급한다. 음성 신호는 대역 통과 필터(35)를 통해서 아날로그 음성 처리 회로(36)로 보내진다. 아날로그 음성 처리 회로(36)는 입력된 음성 신호를 기존의 다양한 처리 방법, 예를 들어, 디앰퍼시스(deemphasis) 및 신장을 실행한다. 처리된 음성 신호는 스피커(50)를 통해서 출력된다.

중앙 제어 회로(40)는 비교기(34)의 출력 또는 베이스밴드 처리 회로(25)의 출력을 기초로 하여, 후속하는 신호가 FM 변조 신호인지 또는 디지털 변조 신호인지의 여부를 판별한다. 중앙 제어 회로(40)는 판별 결과를 나타내는 시스템 검파 신호를 스위치(41)로 전달한다.

스위치(41)는 중앙 제어 회로(40)로부터 공급된 시스템 검파 신호에 응답하여 FM 복조 회로(30) 또는 멀티시스템 복조 회로(20)를 선택한다. 특히, 후속하는 신호가 FM 신호일 때, 스위치(41)는 FM 복조 회로(30)를 구성하는 각 회로를 작동 모드로 유지시키거나 이 회로들이 비작동 모드에 있다면 이들을 작동 모드로 변환시킨다. 동시에, 스위치(41)는 멀티시스템 복조 회로(20)를 구성하는 각 회로의 동작 또는 이 회로들에 대한 전력 공급을 중단한다. 한편, 후속하는 신호가 CDMA또는 이와 유사한 디지털 변조 신호일 때, 스위치(41)는 멀티시스템 복조 회로(20)를 구성하는 각 회로를 작동 모드로 유지시키거나 이 회로들이 비작동 모드인 경우 이들을 작동 모드로 변환시킨다. 동시에, 스위치(41)는 FM 변조 회로(30)를 구성하는 각 회로의 작동 또는 이 회로들에 대한 전력 공급을 중단한다.

상기 실시예의 소정 동작은 도 3을 참조하여 설명될 것이다. 도시된 바와 같이, 도시되지 않은, 휴대용 전화에 설치된 전력 스위치가 온될 때(단계 S201), 전화의 FM 복조 회로(30)를 제외한 전체 회로에 전력이 공급된다. 즉, FM 복조 회로(30) 이외의 전체 회로가 작동하기 시작한다(단계 S202). 따라서, 멀티시스템 복조 회로(20)가 전원 투입시에 선택된다. 이 선택이 중앙 제어 회로(40)에 의해서 행해지는 것이 바람직하며, 시스템에 대해 특별히 규정된 규칙을 따른다. 특히, 상기 휴대용 전화를 포함하는 시스템은 어떠한 복조 회로 또는 어떠한 신호가 최초로 사용되어야 하는지에 대해 미리 규정한다.

수신된 신호, 예를 들어, 기지국으로부터 적절히 전송된 FM 신호 또는 CDMA 신호는 멀티시스템 복조 회로(20)에 의해서 복조된다. 이 멀티시스템 복조 회로(20)는 적어도 2개의 다른 종류의 복조 신호에 대응 가능하다. 복조 신호에 포함된 제어 신호는 베이스밴드 처리 회로(25)로부터 중앙 제어 회로(40)로 공급된다(단계 S203). 제어 신호는 수신된 신호가 멀티시스템 복조 회로(20)에 의해서 연속적으로 처리될 신호, 바람직하게는 CDMA 신호인지 여부, 또는 FM 복조 회로(30)에 의해서 처리될 FM 신호인지 여부를 나타내는 정보를 포함한다. 중앙 처리 회로(40)는 베이스밴드 처리 회로(25)의 출력에 기초하여, 후속하는 신호가FM 신호인지의 여부를 판별한다(단계 S204). 단계 S204의 대답이 부정(아니요)이라면, 후속하는 신호가 CDMA 신호라는 것을 의미하고, 그 후 멀티시스템 복조 회로(20)는 제어 신호를 복조하고, 그 제어 신호를 중앙 제어 회로(40)에 공급한다.

단계 S204의 대답이 긍정(예)이라면, 후속하는 신호가 FM 변조 신호라는 것을 의미하고, 중앙 제어 회로(40)는 상술한 시스템 검파 신호를 스위치(41)로 전달한다. 이에 응답하여, 스위치(41)는 전력 소비를 최소화하기 위해서 FM 복조 회로(30)를 작동 모드로 하고 멀티시스템 복조 회로(20)는 비작동 모드로 한다(단계 S205). 이러한 조건에서, FM 복조 회로(30)는 안테나(1)를 통해 유입되는 FM 변조 신호를 복조한다. 비교기(34)는 FM 신호의 제어 신호에 포함된 광대역 데이터로 2진화 판별을 수행한다(단계 S206). 중앙 제어 회로(40)는 비교기(34)로부터 출력된 판별 결과를 기초로 하여, FM 변조 신호가 연속적으로 나타나는지 또는 CDMA 신호로 대체되는지의 여부를 판별한다(단계 S207). 단계 S207의 대답이 예라면, 단계 S206과 단계 S207이 반복된다.

단계 S207의 대답이 아니오라면, FM 변조 신호가 CDMA 신호로 대체된 것을 의미하고, 중앙 제어 회로(40)는 다른 시스템 검파 신호를 스위치(41)로 전송한다. 이에 응답하여, 스위치(41)는 전력 소비를 최소화하기 위해서 멀티시스템 복조 회로(20)를 작동 모드로 하고 FM 복조 회로(30)를 비작동 모드로 한다(정지시킨다)(단계 S202).

상술한 바와 같이, FM 변조 신호를 수신하는 동안에는, 본 실시예는 FM 변조신호 및 CDMA 신호 모두에 대응 가능하며 많은 전류를 소비하는 멀티시스템 복조 회로(20)를 정지시키고, 적은 전류를 소비하는 FM 복조 회로(30)를 동작시킨다. 따라서, FM 변조 신호를 수신하는 동안에는 소비 전력을 경감시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위해서 도 4를 참조한다. 본 실시예는 다음을 제외하고 이전의 실시예와 동일하다. 도시된 바와 같이, FM 복조 회로(30)는 도 2에 도시된 구성에 부가하여, RSSI(수신 신호 강도 지시자 ; Received Signal Strength Indicator) 검파 회로(37)와 ADC(38)를 포함한다. RSSI 검파 회로(37)는 FM용 IF 회로(31)에 내장된 IF 증폭기의 출력에서 RSSI를 검출하고 RSSI 전압을 출력한다. ADC(38)는 RSSI 검파 회로(37)로부터 수신된 RSSI 전압을 디지털화한다. ADC(38)로부터의 디지털 출력은 중앙 제어 회로(40)로 공급된다. 이에 응답하여, 중앙 제어 회로(40)는 채널 품질을 판별한다. 채널 품질이 낮은 경우, 바람직하게는 디지털 신호의 레벨이 소정의 레벨보다 낮은 경우, 제어 회로(40)는 스위치(41)가 멀티시스템 복조 회로(20)를 선택하게 하는 것이 좋다.

특히, 베이스밴드 처리 방법에 따라서는, FM 복조 회로(30)보다도, FM 신호와 CDMA 신호에 모두 대응 가능한 멀티시스템 복조 회로(20)에서 더 우수한 통화 품질(communication quality)을 얻을 수 있다. 이 경우, 수신 신호에서 검파된 RSSI 레벨이 소정의 레벨보다 낮으면, 중앙 제어 회로(40)는 스위치(41)를 통해 FM 복조 회로(30) 대신 멀티시스템 복조 회로(20)를 선택한다. 그 후에 수신된 FM 변조 신호는 스위칭 신호가 출력되지 않는 한 멀티시스템 복조 회로(20)에 의해서 복조된다.

상기의 다른 실시예에서는, 신호 강도가 낮을 때에도 통화 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 필요에 따라, 제어용으로 검파된 RSSI는 오류율(error rate)로 대체할 수도 있다.

요약하면, 본 발명은 FM 변조 신호를 수신하는 동안 소비 전력을 감소시킬 수 있고 신호 강도가 낮을 때 통화 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 소비 전력 절감 장치를 제공한다. 본 발명은 FM 변조 신호를 수신하는 동안 직교 검파 회로와 DSP 등을 포함하며 많은 전류를 소비하는 멀티시스템 복조 회로를 정지시키고, 적은 전류를 소비하는 FM 전용 복조 회로에 의해 신호를 복조하도록 하여, FM 변조 신호를 수신하는 동안 소비 전력을 감소시키는 새로운 장점이 있다.

본 발명을 이해한 후에는 본 발명의 기술 영역에서 이탈되지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형될 수 있다는 것은 본 발명의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다.

Claims

적어도 2 종류의 변조 신호를 복조할 수 있는 제1 복조 수단;

상기 적어도 2 종류의 변조 신호 중 1개의 변조 신호만을 복조할 수 있고, 또한 상기 제1 복조 수단보다 소비 전력이 작은 제2 복조 수단;

상기 제1 복조 수단으로부터 출력되는 복조 신호로부터 상기 변조 신호가 상기 제2 복조 수단에서 복조할 수 있는 신호인지의 여부를 판별하는 판별 수단; 및

상기 판별 수단에 의한 판별 결과에 따라, 상기 제1 복조 수단과 상기 제2 복조 수단 중 어느 한쪽을 선택하고, 선택하지 않은 복조 수단에서의 회로 동작을 정지시키는 제어 수단

을 포함하는 소비 전력 절감 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 복조 수단 및 상기 제2 복조 수단은 상기 변조 신호가 입력되는 단일의 고주파 수신 수단에 접속되는 소비 전력 절감 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 복조 수단은 FM 변조 신호와 CDMA 신호를 선택적으로 복조하기 위한 제1 복조 회로를 포함하고, 상기 제2 복조 수단은 FM 변조 신호만을 복조하기 위한 제2 복조 회로를 포함하는 소비 전력 절감 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 복조 수단은 상기 제2 복조 수단보다 많은 전력을소비 - 상기 제2 복조 수단은 FM 검파기를 포함함 - 하는 소비 전력 절감 장치.
제4항에 있어서, 상기 제1 복조 수단은 게이트 어레이 및 DSP 중 하나를 포함하는 소비 전력 절감 장치.
제5항에 있어서, 상기 제1 복조 수단은 직교 검파기를 포함하는 소비 전력 절감 장치.
제4항에 있어서, 상기 FM 검파기 다음에, 상기 제1 복조 수단 및 상기 제2 복조 수단 중 하나를 선택하는데 사용되는 신호를 검파하기 위한 비교 수단을 더 포함하는 소비 전력 절감 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 복조 수단은 채널 품질을 검출하는 검출 수단을 포함하고, 상기 채널 품질이 미리 정해진 값 이하인 경우에, 상기 제어 수단은 상기 제1 복조 수단을 선택하는 소비 전력 절감 장치.