KR100560939B1

KR100560939B1 - 듀얼 모드 이동통신 단말기에서 듀얼 밴드 전력증폭기의효율 개선 방법

Info

Publication number: KR100560939B1
Application number: KR1020030093637A
Authority: KR
Inventors: 김우재
Original assignee: 주식회사 팬택
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2006-03-14
Also published as: KR20050061984A

Abstract

본 발명은 듀얼 모드 이동통신 단말기에서 듀얼 밴드 전력증폭기의 효율 개선 방법에 관한 것이다.

본 발명은 EGSM(Extended Global System for Mobile communication) 대역 혹은 DCS(Digital Cordless System) 대역의 송신신호를 증폭하는 EGSM 전력증폭기와 DCS 전력증폭기를 하나의 모듈 내에 갖는 듀얼 밴드 전력증폭기를 사용하는 듀얼 모드 이동통신 단말기에서, 주제어부에서 단말기 사용자의 선택에 따라 EGSM 대역을 통해 무선통신을 수행할 것인지, DCS 대역을 통해 무선통신을 수행할 것인지 결정하는 단계와; 상기 주제어부에서 안테나를 통해 수신된 RF 수신신호의 세기에 따라 상기 듀얼 밴드 전력증폭기의 이득을 제어하여 상기에서 결정된 EGSM/DCS 대역의 송신신호 출력 세기를 조절하는 단계와; 상기 듀얼 밴드 전력증폭기에서 상기 주제어부에 의해 출력 세기가 조절된 송신신호 출력 레벨이 상기 EGSM/DCS 전력증폭기의 전력 부가 효율(PAE)이 극히 떨어지는 저전력 레벨인지 여부에 따라, 입력되는 EGSM/DCS 송신신호의 처리경로를 상기 EGSM/DCS 전력증폭기 혹은 광대역 증폭기로 변경하는 단계를 포함하는 듀얼 밴드 전력증폭기의 효율 개선 방법을 구현함으로써, 송신신호의 전력이 대략 '+12dBm'으로 되는 저전력이 발생할 시 EGSM/DCS 대역의 송신신호의 처리경로를 광대역 증폭기로 변경하여 증폭하게 하고, 이를 통해 저전력의 송신 출력시에도 높은 효율을 보장하여 배터리 소모율을 줄임으로써 동일한 환경에서 장시간 통화가 가능하도록 하는 효과가 있다.

Description

듀얼 모드 이동통신 단말기에서 듀얼 밴드 전력증폭기의 효율 개선 방법{DUAL BAND POWER AMPLIFIER EFFICIENCY IMPROVING METHOD IN A DUAL MODE MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}

도1은 종래 듀얼 모드 이동통신 단말기에 사용되는 듀얼밴드 전력증폭기의 구성을 보인 블록도.

도2는 종래 듀얼 모드 이동통신 단말기에 사용되는 듀얼밴드 전력증폭기에서, 출력전력과 효율에 대한 그래프를 보인 그래프도.

도3은 본 발명 듀얼 모드 이동통신 단말기에서 듀얼 밴드 전력증폭기의 효율 개선 방법의 동작과정을 보인 순서도.

도4는 본 발명 듀얼 모드 이동통신 단말기에서 듀얼 밴드 전력증폭기의 효율 개선 방법을 적용한 일실시예를 보인 블록도.

도5는 본 발명 듀얼 모드 이동통신 단말기에서 듀얼 밴드 전력증폭기의 효율 개선 방법을 적용한 다른 실시예를 보인 블록도.

도6은 본 발명 듀얼 모드 이동통신 단말기에서 듀얼 밴드 전력증폭기의 효율 개선 방법에서, 출력전력과 효율에 대한 그래프를 보인 그래프도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

100 : 듀얼밴드 전력증폭기 110∼140 : 스위치

150 : EGSM 전력증폭기 160 : 광대역 증폭기

170 : DCS 전력증폭기

본 발명은 이동통신 단말기에 관한 것으로, 특히 900MHz 대역의 EGSM(Extended Global System for Mobile communication)과 1.8GHz 대역의 DCS(Digital Cordless System)을 함께 사용할 수 있는 듀얼 모드 이동통신 단말기에 있어서, EGSM 전력증폭기와 DCS 전력증폭기를 하나의 모듈 내에 갖는 듀얼밴드 전력증폭기를 사용하는 경우, 송신신호의 전력이 대략 '+12dBm'으로 되는 저전력이 발생할 시 EGSM/DCS 대역의 송신신호의 처리경로를 광대역 증폭기로 변경하여 증폭함으로써, 저전력에서도 높은 효율을 보장하는 듀얼 모드 이동통신 단말기에서 듀얼 밴드 전력증폭기의 효율 개선 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 이동통신 단말기에서 전력증폭기(PA, Power Amplifier)는 해당 단말기 송신부의 신호를 증폭해서 안테나로 보내는 역할을 하면서 내부 소자의 특성상 많은 전류를 소모하여, 해당 단말기의 전력사용 효율성과 통화시간을 좌우한다.

한편, 듀얼 모드 이동통신 단말기란 두 가지 통신대역인 900MHz대역의 EGSM(Extended Global System for Mobile communication)과 1.8GHz대역의 DCS(Digital Cordless System)을 함께 사용할 수 있는 이동통신 단말기를 말하는데, 상기 듀얼 모드 이동통신 단말기에 사용되는 듀얼 밴드 전력증폭기(10)는, 도1에 도시된 바와 같이, EGSM 전력증폭기(11)와 DCS 전력증폭기(12)가 하나의 모듈에 포함되어 있다.

그리고, GSM(Global System for Mobile communication)/GPRS(General Packet Radio Service) 방식에 사용되는 듀얼 모드 이동통신 단말기의 듀얼 밴드 전력증폭기(10)는, 그 사용되는 어플리케이션(Application)에 따라 내부에 포함된 두 전력증폭기 즉, EGSM 전력증폭기(11)와 DCS 전력증폭기(12) 중에서 어느 하나만을 선택하여 송신신호를 증폭한다.

이때, 일반적인 증폭기의 효율은 최대송신전력을 기준으로 최대 효율을 결정하므로, 듀얼밴드의 경우에도 마찬가지로 도2와 같이, 출력전력이 최대가 되는 점에서 최대 효율을 갖게 되어, EGSM 밴드에서의 효율은 최대송신전력인 '+35dBm'에서 대략 55%의 효율(PAE, Power Added Efficiency)을 가지며, DCS 밴드에서는 최대송신전력인 '+32dBm'에서 대략 52%의 효율을 갖는다.

여기서, 실제 이동통신 단말기는 최대송신전력에서의 사용빈도 보다는 저출력에서의 사용빈도가 높아 저출력에서의 효율이 중요하게 되는데, GSM/GPRS 방식의 어플리케이션에 주로 사용되는 출력전력은 '+12dBm' 근방이고, 송신출력이 상기 '+12dBm' 근방에서의 효율은 2% 내외가 되므로, 해당 단말기의 전력증폭기는 저출력인 상기 +12dBm' 근방에서의 효율 향상이 요구된다.

따라서, 상기와 같은 종래 기술에 있어서, GSM/GPRS 방식에 사용되는 듀얼 모드 이동통신 단말기의 듀얼밴드 전력증폭기를 통해 EGSM 밴드 혹은 DCS 밴드의 송신신호를 선택하여 증폭하는 경우, 주파수 대역에 따라 상기 EGSM 밴드 혹은 DCS 밴드의 전력증폭기를 일률적으로 선택함으로써, 해당 전력증폭기의 효율 특성을 고려하지 않아 해당 전력증폭기의 특성상 GSM/GPRS 방식의 어플리케이션에서 주로 사용되는 '+12dBm' 근방의 낮은 출력전력에서는 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 900MHz 대역의 EGSM과 1.8GHz 대역의 DCS를 함께 사용할 수 있도록 EGSM 전력증폭기와 DCS 전력증폭기를 하나의 모듈 내에 갖는 듀얼 밴드 전력증폭기를 사용하는 듀얼 모드 이동통신 단말기에서 EGSM/DCS 송신신호의 출력 레벨이 저전력(대략 '+12dBm') 레벨인 경우 해당되는 EGSM/DCS 송신신호의 처리경로를 광대역 증폭기로 변경하여 증폭하게 함으로써, 저전력의 송신 출력시에도 높은 효율을 보장하도록 하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, EGSM(Extended Global System for Mobile communication) 대역 혹은 DCS(Digital Cordless System) 대역의 송신신호를 증폭하는 EGSM 전력증폭기와 DCS 전력증폭기를 하나의 모듈 내에 갖는 듀얼 밴드 전력증폭기를 사용하는 듀얼 모드 이동통신 단말기에서, 주제어부에서 단말기 사용자의 선택에 따라 EGSM 대역을 통해 무선통신을 수행할 것인지, DCS 대역을 통해 무선통신을 수행할 것인지 결정하는 단계와; 상기 주제어부에서 안테나를 통해 수신된 RF 수신신호의 세기에 따라 상기 듀얼 밴드 전력증폭기의 이득을 제어하여 상기에서 결정된 EGSM/DCS 대역의 송신신호 출력 세기를 조절하는 단계와; 상기 듀얼 밴드 전력증폭기에서 상기 주제어부에 의해 출력 세기가 조절된 송신신호 출력 레벨이 상기 EGSM/DCS 전력증폭기의 전력 부가 효율(PAE)이 극히 떨어지는 저전력 레벨인지 여부에 따라, 입력되는 EGSM/DCS 송신신호의 처리경로를 상기 EGSM/DCS 전력증폭기 혹은 광대역 증폭기로 변경하는 단계를 포함하는 듀얼 밴드 전력증폭기의 효율 개선 방법을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명 듀얼 모드 이동통신 단말기에서 듀얼 밴드 전력증폭기의 효율 개선 방법의 동작과정을 보인 순서도로서, 도3에 도시한 바와 같이, 단말기 사용자의 선택에 따라 무선통신을 수행할 EGSM(Extended Global System for Mobile communication) 대역 혹은 DCS(Digital Cordless System) 대역의 송신신호를 선택받는 단계(S30)와; 상기 선택된 EGSM/DCS 대역의 송신신호의 출력 레벨이 소정 레벨 이하인지 여부를 확인하는 단계(S31)와; 상기 확인 결과, 송신신호의 출력 레벨이 소정 레벨 이하이면, 해당되는 EGSM/DCS 송신신호의 처리경로를 변경하여 광대역 증폭기를 통해 송신신호를 증폭하는 단계(S32,S33)와; 송신신호의 출력 레벨이 소정 레벨을 초과하면, EGSM 혹은 DCS 대역의 전력증폭기를 통해 송신신호를 증폭하는 단계(S34)로 구성한다.

본 발명은 900MHz대역의 EGSM(Extended Global System for Mobile communication)과 1.8GHz대역의 DCS(Digital Cordless System)을 함께 사용할 수 있는 듀얼 모드 이동통신 단말기에 적용할 수 있으며, 도4 및 도5에 도시한 바와 같이 상기 듀얼 모드 이동통신 단말기에 EGSM 전력증폭기(150)와 DCS 전력증폭기(170)를 하나의 모듈 내에 갖는 듀얼밴드 전력증폭기(100)가 장착된 것으로 가정한다.

일반적으로, GSM(Global System for Mobile communication)/GPRS(General Packet Radio Service) 방식에 사용되는 듀얼 모드 이동통신 단말기의 듀얼밴드 전력증폭기(100)는, 그 사용되는 어플리케이션(Application)에 따라 EGSM 송신신호 혹은 DCS 송신신호를 선택적으로 수신하여 증폭한다.

즉, 듀얼 모드 이동통신 단말기의 주제어부(MSM, Mobile Station Modem)(미도시)는 사용자의 선택에 따라 EGSM 대역을 통해 무선통신을 수행할 것인지 혹은 DCS 대역을 통해 무선통신을 수행할 것인지를 결정하고, 그 결정에 따라 듀얼밴드 전력증폭기(100)가 EGSM 대역 혹은 DCS 대역을 선택하여 EGSM 송신신호 혹은 DCS 송신신호를 증폭하도록 제어한다.

따라서, 듀얼밴드 전력증폭기(100)는 상기 주제어부(미도시)로부터 송신신호의 전력을 증폭하기 위한 EGSM 혹은 DCS 대역을 선택받아(S30), 해당 대역의 송신신호를 증폭할 준비를 한다.

그러면, 상기 주제어부(미도시)는 안테나를 통해 수신된 RF 수신신호의 세기를 검출한 후 해당 세기에 따른 상기 듀얼밴드 전력증폭기(100)의 이득을 제어하여 상기 선택된 EGSM 혹은 DCS 송신신호 출력의 세기를 조절하고, 이에 상기 듀얼밴드 전력증폭기(100)는 상기 선택된 대역의 송신신호 출력 레벨이 소정 레벨 이하인지 여부를 확인한다(S31).

여기서, 상기 소정 레벨은, 듀얼 모드 이동통신 단말기에서 EGSM 송신신호 혹은 DCS 송신신호의 출력 전력이 최대전력(대략 +32dBm)이 아닌 저전력(대략 +12dBm)에서 주로 송신이 이루어지므로, 상기 EGSM/DCS 송신신호의 출력 전력이 저전력 레벨에 해당하여 EGSM 전력증폭기(150) 혹은 DCS 전력증폭기(170)의 효율(PAE)이 극히 떨어지는 것으로 판단하는 기준이 되는 송신신호의 출력 전력을 말한다.

그 다음, 상기 단계(S31)의 확인 결과, 주제어부(미도시)에서 조절된 송신신호의 출력 레벨이 소정 레벨 이하이면, 듀얼밴드 전력증폭기(100)는 각 스위치(110∼140)를 제어하여 해당 EGSM 혹은 DCS 송신신호의 처리경로를 변경하여(S32), 광대역(Wideband) 증폭기(160)를 통해 해당 EGSM/DCS 송신신호를 증폭한다(S33).

예를 들어, 도4에서 EGSM 송신신호가 입력되는 경우, 상기 듀얼밴드 전력증폭기(100)는 제3 및 제4 스위치(130,140)를 각각 '위치 b'로 절환하여 DCS 전력증폭기(170)를 DCS 송신신호 입력으로부터 분리한 다음, 제1 및 제2 스위치(110,120)를 각각 '위치 b'로 절환함으로써, EGSM 송신신호가 광대역 증폭기(160)로 입력되도록 처리경로를 변경한다.

그리고, 도4에서 DCS 송신신호가 입력되는 경우, 상기 듀얼밴드 전력증폭기(100)는 제1 및 제2 스위치(110,120)를 각각 '위치 b'로 절환하여 EGSM 전력증폭기(150)를 EGSM 송신신호 입력으로부터 분리한 다음, 제3 및 제4 스위치(130,140)를 각각 '위치 b'로 절환함으로써, DCS 송신신호가 광대역 증폭기(160)로 입력되도록 처리경로를 변경한다.

여기서, 상기 광대역 증폭기(160)는 '+12dBm' 이하의 저전력의 송신 출력 전력에서 높은 효율을 보이는 증폭기로서, 도6의 그래프도와 같이 상기 '+12dBm'의 송신 출력 전력에서 대략 15% 이상의 효율 향상을 보인다.

반면, 상기 단계(S31)의 확인 결과, 주제어부(미도시)에서 조절된 송신신호의 출력이 소정 레벨을 초과하는 경우, 듀얼밴드 전력증폭기(100)는 각 스위치(110∼140)가 '위치 a'로 절환되도록 제어하여 EGSM 전력증폭기(150) 혹은 DCS 전력증폭기(170)를 통해 EGSM 혹은 DCS 송신신호를 증폭한다(S34).

한편, 도4의 일실시예와 같이, 4개의 스위치(110∼140)를 듀얼밴드 전력증폭기(100)의 송신신호 입력단과 출력단에 각각 설치하는 경우외에도, 도5와 같이 입 력단에만 2개의 스위치(110,130)를 설치할 수도 있다.

이 경우에도, 일실시예와 마찬가지로 EGSM 송신신호 혹은 DCS 송신신호인지 여부, 또는 주제어부(미도시)에서 조절된 송신신호의 출력이 소정 레벨 이하 즉, 저전력 레벨인지 여부에 따라 상기 각 스위치(110,130)를 절환하여 송신신호의 처리경로를 변경한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 900MHz 대역의 EGSM과 1.8GHz 대역의 DCS를 함께 사용할 수 있도록 EGSM 전력증폭기와 DCS 전력증폭기를 하나의 모듈 내에 갖는 듀얼 밴드 전력증폭기를 사용하는 듀얼 모드 이동통신 단말기에서 EGSM/DCS 송신신호의 출력 레벨이 저전력(대략 '+12dBm') 레벨인 경우 해당되는 EGSM/DCS 송신신호의 처리경로를 광대역 증폭기로 변경하여 증폭하게 함으로써, 저전력의 송신 출력시에도 높은 효율을 보장하여 배터리 소모율을 줄여서 동일한 환경에서 장시간 통화가 가능하도록 하는 효과가 있다.

Claims

EGSM(Extended Global System for Mobile communication) 대역 혹은 DCS(Digital Cordless System) 대역의 송신신호를 증폭하는 EGSM 전력증폭기와 DCS 전력증폭기를 하나의 모듈 내에 갖는 듀얼 밴드 전력증폭기를 사용하는 듀얼 모드 이동통신 단말기에서,

주제어부에서 단말기 사용자의 선택에 따라 EGSM 대역을 통해 무선통신을 수행할 것인지, DCS 대역을 통해 무선통신을 수행할 것인지 결정하는 단계와;

상기 주제어부에서 안테나를 통해 수신된 RF 수신신호의 세기에 따라 상기 듀얼 밴드 전력증폭기의 이득을 제어하여 상기에서 결정된 EGSM/DCS 대역의 송신신호 출력 세기를 조절하는 단계와;

상기 듀얼 밴드 전력증폭기에서 상기 주제어부에 의해 출력 세기가 조절된 송신신호 출력 레벨이 상기 EGSM/DCS 전력증폭기의 전력 부가 효율(PAE)이 극히 떨어지는 저전력 레벨인지 여부에 따라, 입력되는 EGSM/DCS 송신신호의 처리경로를 상기 EGSM/DCS 전력증폭기 혹은 광대역 증폭기로 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 모드 이동통신 단말기에서 듀얼 밴드 전력증폭기의 효율 개선 방법.
제1항에 있어서,

상기 EGSM/DCS 송신신호의 처리경로를 상기 EGSM/DCS 전력증폭기 혹은 광대역 증폭기로 변경하는 단계는, 듀얼 밴드 전력증폭기에서 주제어부에 의해 출력 세기가 조절된 송신신호 출력 레벨이 상기 EGSM/DCS 전력증폭기의 전력 부가 효율(PAE)이 극히 떨어지는 저전력 레벨인 것으로 확인되는 경우 스위칭 수단을 제어하여 입력되는 EGSM/DCS 송신신호의 처리경로를 광대역 증폭기로 변경하여 상기 EGSM/DCS 송신신호를 증폭하게 하는 단계와;

상기 듀얼 밴드 전력증폭기에서 송신신호 출력 레벨이 상기 저전력 레벨을 초과하는 것으로 확인되는 경우 상기 스위칭 수단을 제어하여 입력되는 EGSM/DCS 송신신호의 처리경로를 상기 EGSM/DCS 전력증폭기로 변경하여 상기 EGSM/DCS 송신신호를 증폭하게 하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 모드 이동통신 단말기에서 듀얼 밴드 전력증폭기의 효율 개선 방법.
제1항에 있어서,

상기 저전력 레벨은, EGSM/DCS 전력증폭기의 전력 부가 효율(PAE)이 극히 떨어지는 출력 레벨로서, 상기 EGSM/DCS 전력증폭기에서 송신신호의 출력 전력이 '+12dBm'인 경우를 기준으로 하는 전력 레벨인 것을 특징으로 하는 듀얼 모드 이동통신 단말기에서 듀얼 밴드 전력증폭기의 효율 개선 방법.