KR100528781B1 - Wireless telecommunication terminal for detecting linear output power - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
본 발명은, 선형적인 출력파워 검출 기능을 가지는 무선통신 단말기에 관한 것임.The present invention relates to a wireless communication terminal having a linear output power detection function.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention
본 발명은, 무선통신 단말기의 출력파워를 선형적으로 검출하기 위하여, 파워 검출기에 의해 검출된 비선형적인 형태의 전압을 전력으로 변환한 후에 로그 증폭기를 이용하여 선형적인 전압 형태로 변환하는, 선형적인 출력파워 검출 기능을 가지는 무선통신 단말기를 제공하는데 그 목적이 있음.The present invention, in order to linearly detect the output power of the wireless communication terminal, to convert the non-linear voltage detected by the power detector into power, and then converting to a linear voltage form using a log amplifier Its purpose is to provide a wireless communication terminal having an output power detection function.
3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention
본 발명은, 선형적인 출력파워 검출 기능을 가지는 무선통신 단말기에 있어서, 상기 무선통신 단말기의 RF(Radio Frequency)단을 통하여 송신되는 송신신호를 커플링하여 분기하거나, 상기 무선통신 단말기의 RF단을 통하여 수신되는 수신신호를 커플링하여 분기하기 위한 신호 분기 수단; 상기 신호 분기 수단에서 분기된 송신신호 또는 수신신호에서 파워를 검출하기 위한 파워 검출 수단; 상기 파워 검출 수단에서 검출되어 출력된 전압을 전력의 형태로 변환하기 위한 전압/전력 변환 수단; 및 상기 전압/전력 변환 수단에서 변환된 비선형적 형태의 전력을 선형적인 형태의 전압으로 변환하기 위한 로그 증폭 수단을 포함한다.According to the present invention, a wireless communication terminal having a linear output power detection function includes: branching by coupling a transmission signal transmitted through an RF (Radio Frequency) terminal of the wireless communication terminal, or branching the RF terminal of the wireless communication terminal. Signal branching means for coupling and branching the received signal received through; Power detecting means for detecting power in a transmission signal or a reception signal branched from the signal branching means; Voltage / power conversion means for converting the voltage detected and output by the power detection means into the form of electric power; And log amplification means for converting the non-linear power converted by the voltage / power conversion means into a linear voltage.
4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
본 발명은 무선통신 단말기 등에 이용됨.The present invention is used in a wireless communication terminal.
Description
본 발명은 선형적인 출력파워 검출 기능을 가지는 무선통신 단말기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선통신 단말기의 출력파워를 보다 효율적으로 제어하기 위하여, 선형적으로 출력파워를 검출하기 위한 선형적인 출력파워 검출 기능을 가지는 무선통신 단말기에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication terminal having a linear output power detection function, and more particularly, in order to more efficiently control the output power of the wireless communication terminal, the linear output power detection for detecting the output power linearly A wireless communication terminal having a function is provided.
본 발명에서 무선통신 단말기는 이동통신 단말기, PCS(Personal Communication Service) 단말기, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트폰, 차세대 이동통신(IMT-2000) 단말기, 무선랜 단말기 등과 같이 무선 통신을 통하여 음성, 문자 및 영상 데이터 등을 송/수신할 수 있는 휴대 가능한 무선통신 단말기를 말한다. 또한, 본 발명의 일실시예에서는 트라이(Tri) 모드 무선통신 단말기를 예로들어 설명하기로 한다.In the present invention, the wireless communication terminal is a mobile communication terminal, a personal communication service (PCS) terminal, a personal digital assistant (PDA), a smart phone, a next generation mobile communication (IMT-2000) terminal, a wireless LAN terminal and the like through wireless communication Refers to a portable wireless communication terminal capable of transmitting and receiving text and image data. In addition, an embodiment of the present invention will be described using a tri-mode wireless communication terminal as an example.
현재, 트라이 모드 무선통신 단말기의 출력파워 제어를 위하여 PDM(Pulse Density Modulator)을 이용하여 출력파워를 직접 제어하거나, 파워 검출기(Power Detector)를 이용하여 간접적으로 출력파워를 검출 및 제어하는 방식이 있다.Currently, there is a method of directly controlling output power using PDM (Pulse Density Modulator) or indirectly detecting and controlling output power using a power detector to control output power of a tri-mode wireless communication terminal. .
여기서, 본 발명과 관련된 파워 검출기를 이용하는 방식에 대해 살펴보면, 파워 검출기는 RF(Radio Frequency) 전력을 입력받아 전력의 크기에 비례하는 DC(Direct Current) 전압으로 변환한다. 이 전압은 MSM(Mobile Station Modem)과 같은 모뎀칩에 피드백(Feedback)되어 무선통신 단말기의 출력파워를 낮추거나 높이는 기준으로 사용된다.Here, the method of using the power detector according to the present invention, the power detector receives the RF (Radio Frequency) power is converted into a DC (Direct Current) voltage proportional to the magnitude of the power. This voltage is fed back to the modem chip such as MSM (Mobile Station Modem), which is used as a reference to lower or increase the output power of the wireless communication terminal.
도 1 은 종래의 비선형적인 출력파워 검출 기능을 가지는 무선통신 단말기의 일실시예 구성도이다.1 is a configuration of an embodiment of a wireless communication terminal having a conventional nonlinear output power detection function.
도 1 에 도시된 바와 같이, 종래의 비선형적인 출력파워 검출 기능을 가지는 무선통신 단말기는, PCS 주파수 대역의 신호를 증폭하기 위한 제 1 증폭기(11), 셀룰러 주파수 대역의 신호를 증폭하기 위한 제 2 증폭기(12), PCS 주파수 대역의 신호 또는 셀룰러 주파수 대역의 신호를 커플링하여 분기하기 위한 커플러(13), PCS 주파수 대역의 신호에서 송신신호와 수신신호를 분리하기 위한 제 1 듀플렉서(14), 셀룰러 주파수 대역의 신호에서 송신신호와 수신신호를 분리하기 위한 제 2 듀플렉서(15), 셀룰러 주파수 대역의 신호와 PCS 주파수 대역의 신호를 분리하기 위한 다이플렉서(16), 커플러(13)에서 커플링된 PCS 주파수 대역의 신호 또는 셀룰러 주파수 대역의 신호에서 파워를 검출하기 위한 파워 검출기(Power Detector)(17), 파워 검출기(17)에서 검출된 파워(전압)를 이용하여 무선통신 단말기의 출력파워를 제어하기 위한 제어기(MSM : Mobile Station Modem)(18)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a conventional wireless communication terminal having a nonlinear output power detection function includes a first amplifier 11 for amplifying a signal in a PCS frequency band and a second for amplifying a signal in a cellular frequency band. An amplifier 12, a coupler 13 for coupling and branching a signal in a PCS frequency band or a signal in a cellular frequency band, a first duplexer 14 for separating a transmission signal and a reception signal from a signal in the PCS frequency band, A second duplexer 15 for separating a transmission signal and a reception signal from a signal of a cellular frequency band, a diplexer 16 for separating a signal of a cellular frequency band and a signal of a PCS frequency band, and a coupler from a coupler 13 A power detector 17 for detecting power in a signal of a ringed PCS frequency band or a signal in a cellular frequency band, and the power (voltage) detected by the power detector 17 is obtained. And a controller (MSM: Mobile Station Modem) 18 for controlling the output power of the wireless communication terminal.
최근들어, 휴대폰의 저가화가 요구되면서 저가형 파워 검출기의 사용이 증가하고 있는데, 이러한 저가형 파워 검출기는 입력되는 전력의 변화량에 따라 출력되는 전압의 변화량이 비선형적이다. Recently, the use of low-cost power detectors is increasing due to the demand for low-cost mobile phones, and such low-cost power detectors have a non-linear change in the output voltage according to the change in the input power.
이로 인하여 파워 레벨을 정확하게 검출할 수 없어 무선통신 단말기의 출력파워를 제어하는데 어려움이 있었다.As a result, the power level cannot be accurately detected, which makes it difficult to control the output power of the wireless communication terminal.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 무선통신 단말기의 출력파워를 선형적으로 검출하기 위하여, 파워 검출기에 의해 검출된 비선형적인 형태의 전압을 전력으로 변환한 후에 로그 증폭기를 이용하여 선형적인 전압 형태로 변환하는, 선형적인 출력파워 검출 기능을 가지는 무선통신 단말기를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been proposed to solve the above problems, and in order to linearly detect the output power of a wireless communication terminal, the linear signal is linearly converted using a log amplifier after converting the nonlinear voltage detected by the power detector into electric power. It is an object of the present invention to provide a wireless communication terminal having a linear output power detection function, which is converted into a typical voltage form.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 선형적인 출력파워 검출 기능을 가지는 무선통신 단말기에 있어서, 상기 무선통신 단말기의 RF(Radio Frequency)단을 통하여 송신되는 송신신호를 커플링하여 분기하거나, 상기 무선통신 단말기의 RF단을 통하여 수신되는 수신신호를 커플링하여 분기하기 위한 신호 분기 수단; 상기 신호 분기 수단에서 분기된 송신신호 또는 수신신호에서 파워를 검출하기 위한 파워 검출 수단; 상기 파워 검출 수단에서 검출되어 출력된 전압을 전력의 형태로 변환하기 위한 전압/전력 변환 수단; 및 상기 전압/전력 변환 수단에서 변환된 비선형적 형태의 전력을 선형적인 형태의 전압으로 변환하기 위한 로그 증폭 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus of the present invention for achieving the above object is, in a wireless communication terminal having a linear output power detection function, by coupling and branching the transmission signal transmitted through the RF (Radio Frequency) terminal of the wireless communication terminal, Signal branching means for coupling and branching a received signal received through the RF terminal of the wireless communication terminal; Power detecting means for detecting power in a transmission signal or a reception signal branched from the signal branching means; Voltage / power conversion means for converting the voltage detected and output by the power detection means into the form of electric power; And log amplifying means for converting the power of the non-linear type converted by the voltage / power converting means into a voltage of the linear type.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 는 본 발명에 따른 선형적인 출력파워 검출 기능을 가지는 무선통신 단말기의 일실시예 구성도이다.2 is a block diagram of an embodiment of a wireless communication terminal having a linear output power detection function according to the present invention.
도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선형적인 출력파워 검출 기능을 가지는 무선통신 단말기는, PCS 주파수 대역의 신호를 증폭하기 위한 제 1 증폭기(21), 셀룰러 주파수 대역의 신호를 증폭하기 위한 제 2 증폭기(22), 무선통신 단말기의 RF단을 통하여 송신되는 송신신호(PCS 주파수 대역의 신호 또는 셀룰러 주파수 대역의 신호)를 커플링하여 분기하거나, 상기 무선통신 단말기의 RF단을 통하여 수신되는 수신신호(PCS 주파수 대역의 신호 또는 셀룰러 주파수 대역의 신호)를 커플링하여 분기하기 위한 커플러(23), PCS 주파수 대역의 신호에서 송신신호와 수신신호를 분리하기 위한 제 1 듀플렉서(24), 셀룰러 주파수 대역의 신호에서 송신신호와 수신신호를 분리하기 위한 제 2 듀플렉서(25), 셀룰러 주파수 대역의 신호와 PCS 주파수 대역의 신호를 분리하기 위한 다이플렉서(26), 커플러(23)에서 분기된 PCS 주파수 대역의 송/수신신호 또는 셀룰러 주파수 대역의 송/수신 신호에서 파워를 검출하기 위한 파워 검출기(27), 상기 파워 검출기(27)에서 검출되어 출력된 전압을 전력의 형태로 변환하기 위한 전압/전력 변환기(28), 상기 전압/전력 변환기(28)에서 변환된 비선형적 전력을 선형적인 전압으로 변환하기 위한 로그 증폭기(29) 및 상기 로그 증폭기(29)에 의해 변환된 선형적인 전압을 이용하여 무선통신 단말기의 출력파워를 제어하기 위한 제어기(MSM : Mobile Station Modem)(30)를 포함한다.As shown in FIG. 2, a wireless communication terminal having a linear output power detection function according to the present invention includes a first amplifier 21 for amplifying a signal in a PCS frequency band and a signal for amplifying a signal in a cellular frequency band. The second amplifier 22 may branch by coupling a transmission signal (a signal of a PCS frequency band or a signal of a cellular frequency band) transmitted through the RF terminal of the wireless communication terminal or received through the RF terminal of the wireless communication terminal. Coupler 23 for coupling and branching a received signal (a signal of a PCS frequency band or a signal of a cellular frequency band), a first duplexer 24 for separating a transmitted signal and a received signal from a signal of the PCS frequency band, and a cellular A second duplexer 25 for separating a transmission signal and a reception signal from a signal of a frequency band, and separating a signal of a cellular frequency band and a signal of a PCS frequency band. A power detector 27 for detecting power in a transmit / receive signal of a PCS frequency band or a transmit / receive signal of a cellular frequency band diverged from the diplexer 26, a coupler 23, and the power detector 27. A voltage / power converter 28 for converting the voltage detected and output in the form of power, a log amplifier 29 for converting the nonlinear power converted in the voltage / power converter 28 into a linear voltage, and It includes a controller (MSM: Mobile Station Modem) 30 for controlling the output power of the wireless communication terminal by using the linear voltage converted by the log amplifier 29.
한편, 상기 파워 검출기(27)와 상기 로그 증폭기(29)는 그 특성상 전력을 입력으로 받아 DC 전압을 출력한다. 따라서, 파워 검출기(27)에서 출력된 DC 전압을 전력으로 바꾸어 주어야 하는데, 이러한 기능은 전압/전력 변환기(28)가 수행한다. 전압/전력 변환기(28)는 다수의 저항과 커패시터로 이루어져 있어 저항값의 조절을 통하여 쉽게 파워 검출기(27)와 로그 증폭기(29)를 연결시킬 수 있다. 여기서, 상기 파워 검출기(27)와 전압/전력 변환기(28) 및 로그 증폭기(29)를 통합하여 출력파워 검출부라 명명한다.On the other hand, the power detector 27 and the log amplifier 29 receives power as an input and outputs a DC voltage. Therefore, the DC voltage output from the power detector 27 must be converted into electric power, which is performed by the voltage / power converter 28. The voltage / power converter 28 is composed of a plurality of resistors and capacitors so that the power detector 27 and the log amplifier 29 can be easily connected by adjusting the resistance value. Here, the power detector 27, the voltage / power converter 28, and the log amplifier 29 are collectively referred to as an output power detector.
또한, 상기 제 1 증폭기(21)와 제 2 증폭기(22)는 하나의 증폭기로 구현될 수도 있다.In addition, the first amplifier 21 and the second amplifier 22 may be implemented as a single amplifier.
또한, 본 발명에서 증폭기(제 1 증폭기, 제 2 증폭기) 다음단의 구성 요소들과 상기 구성 요소들을 제어하는 제어기(30)의 연결 구조 및 그외의 무선통신 기능을 수행하는 각 구성 요소들은 이미 공지된 기술이므로 여기서는 상세한 언급을 생략하기로 한다.In addition, in the present invention, the components next to the amplifiers (first amplifier and second amplifier), the connection structure of the controller 30 for controlling the components, and other components that perform other wireless communication functions are already known. The detailed description thereof will be omitted here.
도 3 은 본 발명에 따른 전압/전력 변환기의 일실시예 회로도이다.3 is a circuit diagram of an embodiment of a voltage / power converter according to the present invention.
도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전압/전력 변환기(28)가 전압을 전력으로 변환하는 원리는, 파워 검출기(27)로부터 입력받은 DC 전압이 제 1 저항과 제 2 저항을 거치면서 전력으로 변환된다. As shown in FIG. 3, the voltage / power converter 28 according to the present invention converts a voltage into electric power while a DC voltage input from the power detector 27 passes through a first resistor and a second resistor. Converted to power.
여기서, 커패시터는 일정 전압을 유지하는 기능을 한다. 또한, 상기 제 1 저항과 제 2 저항의 값을 변경함으로써, 원하는 전력값을 출력할 수 있다.Here, the capacitor functions to maintain a constant voltage. In addition, a desired power value may be output by changing values of the first resistor and the second resistor.
한편, 선형적인 출력파워 검출 기능을 가지는 무선통신 단말기의 동작에 대해 살펴보면, 상기 증폭기(21, 22)에서 출력된 신호(약 -50dBm ~ +29dBm)는 커플러(23)에 전달되고 커플러의 통과(through) 포트를 통해 신호의 주파수 대역에 따라 각각의 듀플렉서(24, 25)로 입력된다. 이 때, 커플러(23)의 커플링 포트(coupling port)에서 15dB ~ 20dB 정도의 양으로 신호가 커플링되어 파워 검출기(27)로 인가된다.On the other hand, referring to the operation of the wireless communication terminal having a linear output power detection function, the signal (about -50dBm ~ + 29dBm) output from the amplifier (21, 22) is transmitted to the coupler 23 and the passage of the coupler ( through ports are input to respective duplexers 24 and 25 according to the frequency band of the signal. At this time, the signal is coupled to the power detector 27 in an amount of about 15 dB to 20 dB at the coupling port of the coupler 23.
여기서, 상기 증폭기(21, 22)에서 증폭된 신호에서 전력을 검출할 수 있는 동적영역(DR : Dynamic Range)은 80데시벨(dB)이지만, 파워 검출기(27)만으로 검출할 수 있는 동적영역은 40dB에 불과하다. 하지만, 파워 검출기(27)와 로그 증폭기(29)를 통하여 검출할 수 있는 동적영역은 약 80dB로서, 거의 모든 동적영역에서 전력을 검출할 수 있다. Here, the dynamic range (DR) for detecting power in the signals amplified by the amplifiers 21 and 22 is 80 decibels (dB), but the dynamic range for detecting only the power detector 27 is 40 dB. Is nothing. However, the dynamic range that can be detected by the power detector 27 and the log amplifier 29 is about 80 dB, so that power can be detected in almost all dynamic regions.
도 4a 내지 도 4c 는 본 발명에 따른 파워 검출기, 로그 증폭기 및 출력파워 검출부의 입출력 특성을 나타내는 일실시예 그래프이다.4A through 4C are graphs illustrating input and output characteristics of a power detector, a log amplifier, and an output power detector according to the present invention.
도 4 에 도시된 바와 같이, 도 4a 는 파워 검출기(27)의 입출력 특성을 나타내는 그래프이고, 도 4b 는 로그 증폭기(29)의 입출력 특성을 나타내는 그래프이며, 도 4c 는 상기 파워 검출기(27)의 입출력 특성 그래프와 로그 증폭기(29)의 입출력 특성 그래프에 의하여 얻어지는 최종 그래프로서, 출력파워 검출부의 입출력 특성을 나타내는 그래프이다.As shown in FIG. 4, FIG. 4A is a graph illustrating input and output characteristics of the power detector 27, FIG. 4B is a graph illustrating input and output characteristics of the log amplifier 29, and FIG. 4C is a graph of the power detector 27. The final graph obtained by the input / output characteristic graph and the input / output characteristic graph of the log amplifier 29 is a graph showing the input / output characteristics of the output power detection section.
여기서, 파워 검출기(27)의 출력은 입력되는 값이 커질수록 출력값의 변화량이 기하급수적으로 증가하고, 로그 증폭기(29)는 입력되는 값이 커질수록 기하급수적으로 출력의 변화량이 작아지는 특성을 이용하여 선형적인 출력파워를 얻을 수 있다.Here, the output of the power detector 27 uses the characteristic that the change amount of the output value increases exponentially as the input value increases, and the log amplifier 29 uses the characteristic that the change amount of the output decreases exponentially as the input value increases. Linear output power can be obtained.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
상기와 같은 본 발명은, CDMA(Code Division Multiple Access) 방식의 무선통신 단말기에 적용되어 CDMA 방식의 가장 중요한 요소인 전력제어를 더 효율적으로 할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, the present invention is applied to a wireless communication terminal having a code division multiple access (CDMA) scheme, which enables the power control, which is the most important element of the CDMA scheme, to be more efficiently performed.
또한, 본 발명은, 로그 증폭기를 사용함으로써, 비선형적인 파워 검출기의 특성을 최소한의 비용으로 개선할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of improving the characteristics of the nonlinear power detector with minimal cost by using a log amplifier.
또한, 본 발명은, 로그 증폭기와 파워 검출기를 사용함으로써, 신호에서 전력을 검출할 수 있는 동적영역을 넓히는 효과가 있다. In addition, the present invention has the effect of widening the dynamic range in which power can be detected in a signal by using a log amplifier and a power detector.
도 1 은 종래의 비선형적인 출력파워 검출 기능을 가지는 무선통신 단말기의 일실시예 구성도.1 is a configuration of an embodiment of a wireless communication terminal having a conventional nonlinear output power detection function.
도 2 는 본 발명에 따른 선형적인 출력파워 검출 기능을 가지는 무선통신 단말기의 일실시예 구성도.2 is a block diagram of an embodiment of a wireless communication terminal having a linear output power detection function according to the present invention.
도 3 은 본 발명에 따른 전압/전력 변환기의 일실시예 회로도.3 is a circuit diagram of an embodiment of a voltage / power converter according to the present invention.
도 4a 내지 도 4c 는 본 발명에 따른 파워 검출기, 로그 증폭기 및 출력파워 검출부의 입출력 특성을 나타내는 일실시예 그래프.4A to 4C are graphs illustrating input and output characteristics of a power detector, a log amplifier, and an output power detector according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
21 : 제 1 증폭기 22 : 제 2 증폭기21: first amplifier 22: second amplifier
23 : 커플러 24 : 제 1 듀플렉서23: coupler 24: the first duplexer
25 : 제 2 듀플렉서 26 : 다이플렉서25: second duplexer 26: diplexer
27 : 파워 검출기 28 : 전압/전력 변환기27: power detector 28: voltage / power converter
29 : 로그 증폭기 30 : 제어기(MSM)29: log amplifier 30: controller (MSM)
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