KR100722727B1 - 인접채널 전력저지용의 일정 마진을 유지하기 위한최대송신전력의 조절 - Google Patents

인접채널 전력저지용의 일정 마진을 유지하기 위한최대송신전력의 조절 Download PDF

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Abstract

무선전화기는 최대송신전력을 제한하고 인접채널 전력저지 (ACPR) 를 충분히 제공하는 출력전력 제어기 (120) 를 갖는다. 배터리 동작동안, 이 제한은 고정되지 않는다. 그 대신에, 이 제한은 실제 송신되는 전력 (114) 및 (바람직하기로는) 온도 (418) 뿐만 아니라 배터리 전압(420) 에도 의존한다. 이 파라미터들 각각에 대하여 검출기로부터의 아날로그 신호가 다중화되고 (406), 디지털화되어 (408), 마이크로프로세서 (410) 에 인가된다. 이 마이크로프로세서는 경험적으로 유도된 룩업테이블일 경우에만 어떤 적합한 제한 알고리즘을 이용한다. 최종출력된 신호 (430) 은 기지국으로부터 수신되는 전력제어신호 (118) 을 제한한다. 만약 전력이 배터리 대신에 외부전원으로부터 공급되고 있는 것을 제어기 (120) 가 검출하면 (422), 제한 신호 (430) 은 마이크로프로세서 (410) 에 의하여 고정된다.
최대송신전력, ACPR

Description

인접채널 전력저지용의 일정 마진을 유지하기 위한 최대송신전력의 조절 {ADJUSTING MAXIMUM TRANSMIT POWER TO MAINTAIN CONSTANT MARGIN FOR ADJACENT CHANNEL POWER REJECTION}
본 발명은 주로 무선 전화기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 RF 증폭회로의 자동조절을 포함하는 기술에 관한 것이다.
관련기술의 설명
무선 전화기에 의하여 송신되는 신호들은 여러 조건을 만족할 것이 요구된다. 예를 들면, 코드분할 다중접속 (CDMA) 셀룰러폰은, FCC 에 의하여 무선 주파수 (RF) 스펙트럼에서 송신될 때 채널외 왜곡 (out of channel distortion) 을 제한하도록 규정되어 있다. 인접채널 전력저지 (Adjacent Channel Power Rejection; ACPR) 는 채널외 왜곡을 측정하는데 주로 이용되는 메트릭 (metric) 이다. ACPR 은 송신되는 RF 신호의 중심주파수에서 중심이 정해지는 스펙트럼에 대한 곡선으로서 표현된다. 이 중심 주파수에서, ACPR 곡선은 최대값이다. 그러나, ACPR 곡선은 주파수가 이 중심 주파수로부터 멀어지면서 대칭적으로 감소한다. ACPR 곡선은 송신되는 RF 신호의 스펙트럼 전력 특성에 대하여 비교된다. IS-98 과 같은 현재의 CDMA 표준은, 송신되는 CDMA 신호의 스펙트럼 전력특성이 모든 주파수와 송신전력레벨에서 소정 최대 ACPR 곡선 이하일 것을 요구한다. 신호가 이러한 조건에 부합할 경우, 이 신호는 통과마진 (passing margin) 를 가진다고 한다. 신호가 이러한 조건에 부합하지 않을 경우에는, 이 신호의 채널외 왜곡이 과도해진다.
무선 전화는 송신을 위한 충분한 전력을 갖도록, RF 신호를 증폭하는 구성요소를 포함한다. 증폭 이전에, 적절하게 변조된 RF 신호는 무시할 만한 채널외 왜곡을 갖는다. 또한, 증폭된 신호의 채널외 왜곡은 증폭 처리가 선형이면 무시할 수 있을 것이다. 그러나, 만약 신호가 비선형 증폭처리에 의하여 증폭되었으면, 그 스펙트럼은 증가된 채널외 왜곡을 포함할 것이다. 이 증가된 채널외 왜곡은 무선 전화로 하여금 최대 허용 ACPR 을 초과하게 할 수 있다.
일반적으로, 전자 증폭기들은 선형장치들이다. 그러나, 일정 조건하에서는, 증폭기들은 비선형 방식으로 행동할 것이다. 이 조건들은 낮은 공급 전압 및 높은 온도를 포함한다. 비선형 특성은 증폭을 통하여 생성되는 출력 전력을 조절함으로써 감소시킬 수 있다. 또한, 이 비선형 성능의 감소는 채널외 왜곡을 감소시킬 것이다. 특정 ACPR 한계를 초과하지 않으면서 동작 조건들을 감시하여 최대 가능 출력전력을 제공하는 방법이 요청되고 있다.
발명의 요약
본 발명은 인접채널 전력저지 (ACPR) 통과마진을 유지하는 방법 및 시스템이다. 이 방법 및 시스템은 자동이득제어 (AGC) 증폭기의 제어에 의해 동작조건들에 적합한 전력 증폭기 (PA) 출력전력을 달성한다.
본 발명의 방법은 제 1 이득에 따라서 제 1 무선 주파수 (RF) 신호를 증폭하여 제 2 RF 신호를 생성하는 단계, 및 제 2 이득에 따라서 제 2 RF 신호를 증폭하여 제 3 RF 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 또한, 이 방법은 제 3 RF 신호의 원하는 전력 레벨을 결정하는 단계, 이 원하는 전력 레벨로부터 새로운 이득값을 계산하는 단계, 및 제 1 이득값을 이 새로운 값으로 조절하는 단계들을 포함한다.
본 발명의 시스템은 AGC 입력 터미널, AGC 출력 터미널, 및 제어신호 입력 터미널을 갖는 자동이득제어 (AGC) 를 포함한다. 또한, 이 시스템은 PA 입력 터미널, PA 출력 터미널을 갖는 전력 증폭기 (PA) 를 포함하며, 상기 PA 입력 터미널은 상기 AGC 출력터미널에 접속된다. 또한, 이 시스템은 제어기 입력터미널 및 제어기 출력터미널을 갖는 출력전력 제어기를 포함하며, 상기 제어기 입력터미널은 상기 PA 출력터미널에 접속되며 상기 제어기 출력터미널은 상기 AGC 입력터미널에 접속된다.
본 발명의 이점은 동작전압 및 온도 영역 전체에서 출력전력을 지나치게 손상하지 않으면서 ACPR 통과마진을 유지하는 것이다.
도면의 간단한 설명
다음으로, 본 발명을 첨부하는 도면을 참조하여, 설명한다. 도면에서, 일반적으로 유사 도면부호는 동일한, 기능적으로 유사한, 및/또는 구조적으로 유사한 구성요소를 나타낸다. 그 도면부호에서 최좌측 (leftmost) 숫자는 그 구성요소를 최초로 나타낸 도면을 나타낸다.
도 1 은 본 발명에 따른 RF 증폭회로를 나타내는 도면이다.
도 2 는 통상의 배터리 방전 곡선을 나타내는 도면이다.
도 3A, 3B, 3C 는 증폭회로 출력신호의 스펙트럼 특성을 나타내는 도면이다.
도 4 는 본 발명에 따른 출력 전력 제어기를 나타내는 도면이다.
도 5 는 본 발명에 따른 배터리 전압신호 및 디지털 배터리 전압신호의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6 은 본 발명에 따른 전력증폭기 출력신호의 전력레벨 및 디지털 전력신호의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7 은 본 발명에 따른 RF 증폭회로의 주위온도 및 디지털 온도신호 간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8 은 본 발명에 따른 처리기에 의하여 수행되는 룩업테이블 (lookup table) 알고리즘을 나타내는 흐름도이다.
도 9 는 본 발명에 따른 전력 레벨 및 디지털 전력 신호간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10 은 본 발명에 따른 디지털 전력신호 및 디지털 자동이득 제어신호 간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 11 은 본 발명에 따른 디지털 자동이득 제어신호 및 아날로그 자동이득제어신호 간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 12 는 본 발명에 따른 PA 입력신호 및 아날로그 자동이득 제어신호 간의 관계를 나타내는 곡선이다.
바람직한 실시예의 상세한 설명
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른, 무선 CDMA 전화기의 RF 증폭회로 (100) 를 나타낸 것이다. 이 증폭회로는 여러 구성요소들을 포함한다. 이 구성요소들은 자동이득제어 (AGC) 증폭기 (108), 전력 증폭기 (PA;112), 출력 전력제어기 (120) 를 포함한다. 여러 신호들이 이 증폭회로에 관련된다. 이 신호들은 CDMA 송신신호 (104), PA 입력신호 (110), PA 출력신호 (114), 전력원 신호 (116), 역방향링크 전력제어신호 (118), 자동이득제어신호 (AGC_V;122), 및 PA_ON (124) 를 포함한다.
AGC 증폭기 (108) 는 CDMA 송신신호 (104) 를 수신하여 이를 조절가능한 이득에 따라서 증폭한다. 바람직한 실시예에서, 이 신호는 고정 전력레벨에 있다. 이는 RF 증폭회로 (100) 의 성능을 예측가능하게 한다. 이 증폭된 신호는 AGC 증폭기 (108) 에 의하여 PA 입력신호 (110) 로서 출력된다.
AGC 증폭기 (108) 의 이득은 자동이득제어 신호 (AGC_V;122) 에 의하여 제어된다. 바람직한 실시예에서, 이 신호는 AGC 증폭기 (108) 의 이득을 조절하도록 변할 수 있는 전기적 전압 또는 전류이다. 또한, 이 아날로그 제어신호 (122) 의 전압 증가는 AGC 증폭기 (108) 의 이득을 증가시킨다. 또다른 실시형태에서, AGC 증폭기 (108) 의 이득은 디지털 신호에 의하여 제어될 수 있다.
PA (112) 는 PA 입력신호 (110) 를 증폭하는 전력 증폭기이다. 이 증폭된 신호는 PA (112) 에 의하여 PA 출력신호 (114) 로서 출력된다. 바람직한 실시예에서, PA 출력신호 (114) 는 무선송신을 위한 CDMA 전화기의 안테나 부분으로 송신된다. PA (112) 는 고정 이득에 따라서 동작한다. 그러나, 다른 실시예에서, PA (112) 는 조절가능한 이득을 가질 수 있다. 통상, 이 PA (112) 의 성능은 PA 출력신호 (114) 의 전력 레벨에 의하여 측정된다.
바람직한 실시예에서, CDMA 송신신호, PA 입력신호 (110), 및 PA 출력신호 (114) 들은 모두 RF 신호들이다. 다시 말하면, 이 신호들은 RF 스펙트럼 내에 존재한다. 그러나, 다른 실시예에서, 이 신호들은 다른 주파수 영역내에 존재할 수 있다.
도 1 에 나타낸 바와 같이, PA (112) 는 전력원 신호 (116) 를 수신한다. 바람직한 실시예에서, 전력원 신호 (116) 는 직류 (DC) 전압이다. 또한 이 전압신호는 Vdd 로서 알려져 있다. 전력원 신호는 배터리 또는 다른 외부 전력원에 의하여 생성될 수 있다. 통상적인 배터리는 리튬이온 및 니켈-금속 혼합배터리이다. 외부 전력원의 예들은 차량 담배 라이터, DC 전압으로 변환되는 가정용 교류 (AC) 전력을 포함한다. 전력원 신호 (116) 는 PA_ON (124) 에 의하여 차단될 수 있다. PA_ON (124) 은 무선전화기가 대기모드일 때 트리거되는 신호이다. 이 차단능력은 전력원에 의지하는 전류를 감소시켜 에너지를 보존한다.
출력전력 제어기 (120) 는 AGC_V (122) 에 의하여 출력전력을 자동적으로 제어한다. 특히, 출력전력 제어기 (120) 는 AGC_V (122) 의 크기를 제어한다. 바람직한 실시예에서, 출력전력 제어기 (120) 는 PA 출력신호 (114) 및 역방향 링크 전력제어신호 (118) 를 입력신호로서 수신한다. 그 후, 이 입력신호들은 도 3 에 의하여 나타낸 처리에 따라서 조작되어, 자동이득제어 신호 (AGC_V;122) 가 생성된다.
출력전력 제어기 (120) 는 PA 출력신호 (114) 를 수신하여 PA 출력신호 (114) 의 전력레벨을 추정한다. 또한, 바람직한 실시예에서, 출력전력 제어기는 주위온도 및 직류 공급전압을 나타내는 신호들을 감시한다. 이 신호들은 출력전력 제어기 (120) 에 의하여 사용되어 PA 출력신호 (114) 의 최대 허용가능한 전력레벨을 결정한다.
또한, 출력전력 제어기 (120) 는, 셀룰러 기지국들로부터 수신되는 지시들에 따라서 수행되도록 역방향 링크 전력제어신호 (118) 를 수신한다. 디지털 역방향 링크 전력제어 신호 (118) 는 디지털 신호이다. 바람직한 실시예에서, 이 신호는 셀룰러 기지국으로부터 오버헤드 트래픽에 전용되는 셀룰러 네트워크 채널을 경유하여 수신되는 지시들로부터 유도된다. 이 지시들은 무선전화기로 하여금 PA 출력신호 (114) 의 전력 레벨을 조절하도록 명령한다. 출력전력 제어기 (120) 는 이 지시들을 PA 출력신호 (114) 의 소정의 최대 허용가능 전력레벨과 함께 고려한다. PA 출력신호 (114) 의 원하는 전력레벨은 이러한 고려에 기인한다. 다른 실시예에서, 출력전력 제어기 (120) 는 디지털 역방향링크 전력제어신호 (118) 를 고려하지 않는다. 그 대신, 출력전력제어기 (120) 는 원하는 전력 레벨을 최대 허용가능 전력레벨과 일치시킨다. 그 후, 출력전력 제어기 (120) 는 이 원하는 전력레벨을 적절한 크기를 갖는 AGC_V (122) 로 변환시킨다.
도 2 는 배터리 방전 곡선을 나타낸 것이다. 이 곡선은 배터리가 무선전화 통화를 지원하는데 필요한 전기적 전류를 공급할 때, 시간에 대한 배터리 전압의 통상적인 기울기를 나타낸다. 이 방전곡선은 배터리전압이 4.1 볼트로부터 3.2 볼트로 떨어지는 기간을 나타낸다. 이 곡선에 의하여 나타낸 바와 같이, 이 배터리전압은 이 구간의 대부분에서 3.7 볼트보다 크다. 또한, 배터리 전압은 온도에 따라서 변동한다. 일반적으로, 온도가 증가함에 따라 배터리의 전압도 증가한다.
무선전화기는 전압영역에 걸쳐서 동작할 수 있다. 그러나, 모든 무선전화기에서는 최저 동작전압이 있다. 무선 전화기의 전력이 이 전압이상의 전력을 공급할 수 없으면, 전화기는 적절하게 동작하지 않을 것이다. CDMA 무선전화기에 대한 통상적인 최저동작전압은 3.0 볼트이다. 도 2 에 나타낸 바와 같이, 무선전화기는 배터리에 의하여 전력이 공급되며, 상당한 시간동안 이 최저 동작전압이상의 전압에서 동작할 것이다.
무선 전화기가 이 최저동작전압보다 높은 전압에서 동작할 경우, 특정 동작전압은 RF 증폭회로 (100) 의 성능특성에 영향을 미친다. 이 원리는 RF 증폭회로 (100) 가 일정 전력레벨에서 PA 출력신호 (114) 를 발생하도록 설정되는 경우에 분명하다. 주어진 출력전력 보정 (calibration) 에 대하여, 동작전압이 감소함에 따라, RF 증폭회로 (100) 의 비선형 특성은 증가할 것이다. 상기한 바와 같이, 증가된 채널외 왜곡은 비선형 증폭특성의 표현이다.
도 3A, 3B, 3C 는 PA 출력신호 (114) 의 스펙트럼특성을 PA 출력신호 (114) 의 전력레벨 및 RF 증폭회로 (100) 동작전압의 함수로서 나타낸다. 이 도면들은 각각 3 개의 실선 곡선을 포함한다. 이 곡선들은, 동작전압이 3.2, 3.7, 4.2 볼트일 때 PA 출력신호 (114) 의 스펙트럼특성을 나타낸다. 이 실선 곡선들은 각각 중심 로브 (lobe) 및 두 측면 로브들을 갖는다. 이 중심 로브는 도시한 스펙트럼의 중앙에 존재하며, 각 중심 로브의 좌우측에 존재하는 측면 로브들보다 큰 크기를 갖는다. 이 중심 로브들은 PA 출력신호 (114) 의 그 지정된 RF 송신채널 내에서의 전력을 나타낸다. 측면 로브들은 PA 출력신호 (114) 의 그 지정된 RF 송신채널 밖에서의 전력을 나타낸다. 이는 채널외 왜곡의 양을 나타낸다. 도 3A, 3B, 3C 에서, 각각의 중심 로브는 동일한 크기이다. 그와 반대로, 측면 로브 크기는 동작전압에 따라 변한다. 따라서, 채널외 왜곡은 동작전압에 따라 변한다.
또한, 이 도면들은 각각 점선 곡선을 포함한다. 이 점선 곡선은 ACPR 한계이다. 상술한 바와 같이, PA 출력신호 (114) 의 스펙트럼 특성은 이 한계를 초과할 수 없다. 특히, 도 3C 는 동작전압이 감소함에 따라, PA 출력신호 (114) 의 채널외 왜곡이 증가하여, 결국 ACPR 한계를 초과하는 것을 나타낸다. 예를 들면, 동작전압이 4.2 볼트 또는 3.7 볼트일 경우, PA 출력신호 (114) 는 ACPR 한계 내에 있다. 다시 말하면, 통과마진이 존재한다. 그러나, 동작전압이 3.2 볼트일 경우, PA 출력신호 (114) 는 ACPR 한계를 초과한다. 이 상황에서는, 어떠한 통과마진도 존재하지 않는다.
동작전압이 변동하는 사실에 비추어 상기한 특성을 고려할 경우, RF 증폭회로 (100) 는 ACPR 한계가 어느 동작전압에서도 초과되지 않는다는 것을 보장하는 기술을 채용하여야 한다.
ACPR 조건들과의 부합을 보장하는 종래의 기술은 무선전화기의 생산동안 그 증폭특성의 정적 보정 (static calibration) 을 포함한다. 이 보정기술은 전화기를 최저동작전압으로 전력 공급하고 AGC_V (122) 를 조절하여 PA 출력신호 (114) 가 이 최저전압에서 특정 ACPR 한계를 초과하지 않으면서 최대가능 전력을 낼 수 있게 한다. 이 기술은, 일단 AGC_V (122) 가 정해지면 조절될 수 없으므로, 정적 보정이라 한다. 따라서, 이 기술에 따른 출력전력 제어기 (120) 는 단지 일정한 AGC_V (122) 를 제공할 뿐이다.
RF 증폭회로 (100) 는 최저동작전압에서 비선형 성능에 가장 영향을 받기 쉽기 때문에, 이 최저동작전압에서 정적 보정을 수행한다. 그러나, 정적보정이 최적의 해결책은 아니다. 통상, 전력원신호 (116) 의 전압은 최저 동작전압보다 크기때문에, RF 증폭회로 (100) 는 종종 특정 ACPR 한계를 초과하지 않으면서 보다 높은 전력 PA 출력신호 (114) 를 생성할 수 있다. 따라서, 바람직한 실시예에서, 출력전력 제어기 (120) 는 RF 증폭기회로 (100) 로 하여금 통과마진을 가진 최대전력을 생성하게 하는 방식으로 AGC_V (122) 를 동적으로 (dynamically) 제어한다.
도 4 는 바람직한 실시예에 따른 출력전력 제어기 (120) 를 나타낸 것이다. 출력전력 제어기 (120) 는 여러 구성요소들을 포함한다. 이 구성요소들은 전력검출기 (404), 아날로그 멀티플렉서 (406), 아날로그/디지털 (A/D) 변환기 (408), 처리기 (410), 전력제한 레지스터 (412), 선형화기 (414), 디지털/아날로그 (D/A) 변환기 (416), 및 온도센서 (418) 를 포함한다.
전력 검출기 (404) 는 PA 출력신호 (114) 를 수신하여 이 신호의 전력을 추정한다. 바람직한 실시예에서, 전력 검출기 (404) 는 1 와트의 상한 및 1 밀리와트의 하한을 갖는 30 ㏈ 영역에 대하여 RF 전력을 검출할 수 있다. 또한, 전력 검출기 (404) 는 이 전력 추정치에 비례하는 아날로그 신호를 생성할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 이 아날로그 신호는 PA 출력신호 (114) 의 전력레벨에 선형적으로 비례하는 DC 전압이다. 전력 검출기 (404) 는 이 아날로그 신호를 아날로그 멀티플렉서 (406) 상의 입력포트로 송신한다. 전력 검출기 (404) 는 아날로그회로, 디지털 처리 알고리즘, 또는 당업자들에게 알려진, 어떠한 다른 전력 검출 및 추정 수단으로 구현할 수도 있다.
온도센서 (418) 는 RF 증폭회로 (100) 의 주위온도를 온도신호 (436) 로 변환한다. 바람직한 실시예에서, 이 온도신호는 주위온도에 선형적으로 비례하는 DC 전압이다. 온도센서 (418) 는 이 아날로그 신호를 아날로그 멀티플렉서 (406) 상의 입력포트로 송신한다. 예시적인 온도센서 (418) 는 열전쌍 (thermocouple) 이다.
배터리 전압신호 (420) 는 RF 증폭회로 (100) 의 동작전압을 나타낸다. 바람직한 실시예에서, 배터리 전압신호 (420) 은 간단히 배터리전압이다. 이 전압은 각 배터리 터미널에 도체를 접속함으로써 획득될 수 있다.
아날로그 멀티플렉서 (406) 는 전력 검출기 (404) 및 온도센서 (418) 에 의하여 생성되는 아날로그 신호들을 수신하는 입력포트를 갖는다. 또한, 아날로그 멀티플렉서 (406) 는 배터리 전압신호 (420) 를 수신하는 입력포트를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 아날로그 멀티플렉서 (406) 는 입력 선택신호 (424) 에 따라서 타이밍되는 단일 출력신호로 이 신호들을 시분할 다중화한다. 입력선택 신호 (424) 는 처리기 (410) 로부터 수신된다. 이 단일 출력신호를 ADCIN_V (426) 로 지칭한다. ADCIN_V (426) 는 PA 출력신호 (114) 의 전력레벨, RF 증폭회로 (100) 의 주위온도, 및 배터리 전압신호 (420) 에 관한 정보를 포함한다. 아날로그 멀티플렉서 (406) 는 ADCIN_V (426) 를 A/D 변환기 (408) 의 입력포트로 송신한다.
A/D 변환기 (408) 는 ADCIN_V (426) 를 입력포트를 경유하여 수신하며, 이를 합성 (composite) 데이터신호 (428) 로 변환한다. 합성 데이터 신호 (428) 는 3 개의 개별 디지털 신호, 즉 TEMP_N, PO_N, 및 BATT_N 을 포함한다. 이 3 개의 디지털 신호들은 PA 출력신호 (114) 의 전력레벨, RF 증폭회로 (100) 의 주위온도, 및 배터리 전압신호 (420) 의 크기를 양적으로 나타낸다. A/D 변환기 (408) 는 이 아날로그 신호들을 소정 관계에 따라서 TEMP_N, PO_N, 및 BATT_N 으로 변환시킨다. 이하, 이 관계들을 설명한다. 바람직한 실시예에서, A/D 변환기 (408) 는 8 비트를 이용하여 이 신호들을 인코딩한다. A/D 변환기 (408) 는 표준 컴퓨터 버스구조에 따라서 이 신호들을 처리기 (410) 로 송신한다. 다른 실시예에서는, 이 신호들은 당업자에게 알려진 어떠한 데이터 인터페이스에 따라서도 처리기에 송신된다.
도 5 는 바람직한 실시예에 따른 BATT_N 및 배터리 전압신호 (420) 간의 관계를 나타내는 곡선이다. BATT_N 은 8 비트에 의하여 표현되는 양자화된 디지 털 신호이다. 배터리 전압신호 (420) 는 볼트단위로써 나타낸다. 설명한 바와 같이, BATT_N 및 배터리 전압신호 (420) 간의 관계는 기본적으로 선형이다. 그러나, 다른 실시예에서, 이 곡선은 어느 형태라도 가질 수 있다.
도 6 은 바람직한 실시예에 따른 PO_N 와 PA 출력신호 (114) 의 전력레벨 간의 관계를 나타내는 곡선이다. PO_N 은 8 비트에 의하여 표현되는 양자화된 디지털 신호이다. PA 출력신호 (114) 의 출력레벨은 밀리와트에 대하여 데시벨단위 (㏈m) 로서 표시되어 있다. 설명한 바와 같이, PO_N 은 PA 출력신호 (114) 의 전력레벨에 지수함수적으로 증가한다. 그러나, 이 곡선은 어느 형태라도 가질 수 있다.
도 7 은 바람직한 실시예에 따른 TEMP_N 와 RF 증폭회로 (100) 의 주위온도간의 관계를 나타내는 곡선이다. TEMP_N 은 8 비트로 표현되는 양자화된 디지털 신호이다. RF 증폭회로 (100) 의 주위온도는 섭씨로써 나타낸다. 설명한 바와 같이, TEMP_N 은 RF 증폭회로 (100) 의 주위온도가 증가함에 따라 단조 (monotonically) 감소한다. 그러나, 이 곡선은 어느 형태라도 가질 수 있다.
처리기 (410) 는 알고리즘을 수행할 수 있는 구성요소이다. 또한, 처리기 (410) 는 정보 접근 및 저장용 메모리를 구비할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 처리기 (410) 는 마이크로프로세서이다. 그러나, 다른 실시형태에서, 처리기 (410) 는 하나 이상의 주문형 집적회로 (ASIC) 또는 알고리즘을 수행할 수 있는 다른 하드웨어들 간에 분산되는 처리능력을 포함할 수 있다. 예시적인 처리기 (410) 는 축소명령세트 컴퓨터 (RISC) 처리기, 마이크로제어기, 유한 상태 머신 , 개인용 컴퓨터 처리기, 및 이동국모뎀 (MSM) 칩을 포함한다. 처리기 (410) 는 A/D 변환기 (408) 로부터 TEMP_N, PO_N,, BATT_N 을 수신하여, PA 출력신호 (114) 의 최대허용가능 전력레벨을 설정하는 알고리즘을 수행한다. 이 최대허용가능 전력레벨은 처리기 (410) 에 의하여 LIMIT_N (430) 으로서 출력된다. LIMIT_N (430) 은 표준 컴퓨터 버스구조에 따라서 전력 제한 레지스터 (412) 로 송신되는 8 비트 디지털 신호이다. 다른 실시형태에서, LIMIT_N (430) 은 당업자들에게 알려진 어느 데이터 인터페이스에 따라서도 전력 제한 레지스터 (412) 에 송신된다.
처리기 (410) 는 알고리즘에 따라서 LIMIT_N (430) 을 생성한다. 이 알고리즘은 이론적인 레벨 (abstract level) 로 다음 식:
LIMIT_N = f(BATT_N, TEMP_N, PO_N, 외부전력 검출신호 (422) )
으로서 나타낸다. 상기 식은 LIMIT_N (430) 이 4 개의 신호, BATT_N, TEMP_N, PO_N, 및 외부전력 검출신호 (422) 에 의존하는 수학함수에 따라서 결정됨을 나타낸다. 처리기 (410) 는 이 함수를 수학 계산을 통하여 수행한다. 그러나, 바람직한 실시예에서, 처리기 (410) 는 미리 저장된 값들 (pre-compiled values) 을 포함하는 룩업테이블에 접근함으로써 이 함수를 수행한다.
도 8 은 바람직한 실시예에 따른 처리기 (410) 에 의하여 수행되는 룩업테이블 알고리즘을 나타내는 흐름도이다. 이 알고리즘은 단계 804 에서 시작한다. 이 단계에서, 처리기 (410) 는 TEMP_N, PO_N, 및 BATT_N 을 룩업테이블 주소로 변환시킨다. 다음, 단계 806 에서, 처리기 (410) 는 이 룩업테이블 주소의 내용에 접근한다. 이 주소의 내용은 특정된 ACPR 조건을 만족시키는 PA 출력신호 (114) 의 최대 달성가능한 전력레벨을 지정한다. 다음으로, 단계 808 이 수행된다. 단계 808 에서, 처리기 (410) 는 접근된 테이블 엔트리 (entry) 를 LIMIT_N (430) 으로 변환시킨다. 상술한 바와 같이, LIMIT_N (430) 은 어느 비트의 수로도 표현할 수 있는 디지털 신호이다.
상술한 룩업테이블은 지정된 ACPR 조건을 만족시키는 PA 출력신호 (114) 의 최대전력레벨을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 이 전력들은 각각 온도, 동작전압 및 PA 출력신호 (114) 의 현재의 전력레벨에 기초한다. 최대전력 룩업테이블의 내용들은 경험적인 방법에 의하여 결정될 수 있다. 경험적인 방법의 예로는, 온도, 동작전압, 및 PA 출력신호 (114) 출력레벨의 여러 조합으로 RF 전력증폭회로 (100) 를 동작시켜 각 조합에 대한 ACPR 한계내에서 최대 달성가능한 전력레벨을 결정하는 것을 포함한다. 일단, 최대전력레벨이 주어진 조합에 대하여 결정되면, 상술한 룩업테이블 내에서 위치가 정해진다. 바람직한 실시예에서, 이 룩업테이블은 처리기 (410) 내에 포함되는 메모리에 저장된다.
다른 실시예에서, 최대전력 룩업테이블은 이론적 공식에 기초한 함수를 저장할 수 있다. 예시적인 공식은 다음:
LIMIT_N = max(min((aㆍBATT_N + bㆍTEMP_N + c ㆍPO_N),d),e)
이며, 여기서 a,b, 및 c 는 RF 증폭회로 (100) 로부터 측정된 데이터에 기초한 함수 또는 곡선 적합도이며, d 는 지정된 CDMA 성능표준을 충족시키는 PA 출력신호 (114) 의 최저허용 전력레벨과 동일한 값이며, e 는 FCC 조건을 충족시키는 PA 출력신호 (114) 의 최대허용가능 전력레벨과 동일한 값이다.
도 9 는 LIMIT_N (430) 과 밀리와트에 대한 데시벨 (㏈m) 단위인 전력레벨들 간의 관계를 나타내는 도면이다. 상술한 바와 같이, LIMIT_N (430) 은 PA 출력신호 (114) 의 최대허용가능 전력레벨을 양적으로 나타내는 디지털 신호이다. 이 도면에서, LIMIT_N 은 8 비트로 나타내는 디지털 신호이다. 바람직한 실시예에서, LIMIT_N 유닛과 ㏈m 단위에서의 PA 출력신호 (114) 의 전력레벨간의 대응 또는 관계는 선형이다.
만약 RF 증폭회로 (100) 가 차량 담배라이터와 같은 외부 전력원에 의하여 전력이 공급되면, 외부전력 검출신호 (422) 가 인에이블된다. 처리기 (410) 는 외부전력 검출신호 (422) 를 감시한다. 이 신호가 인에이블되면, 처리기 (410) 는 상술한 알고리즘을 수행하지 않는다. 반대로, 처리기 (410) 는 LIMIT_N (430) 값을 소정 값으로 설정한다. 바람직한 실시예에서, 이 소정 LIMIT_N (430) 은 255 이다. 도 9 에서 정의된 관계를 이용할 경우, 이 값은 29 ㏈m 의 출력신호 (114) 전력레벨에 대응한다.
상술한 바와 같이, 전력제한 레지스터 (412) 는 처리기 (410) 로부터 LIMIT_N (430) 을 수신한다. 또한, 전력제한 레지스터 (412) 는 역방향 링크 전력제어신호 (118) 를 수신한다. 전력제한 레지스터는 ㏈m_N (432) 신호를 생성하여 이를 선형화기 (414) 로 송신한다. ㏈m_N 은 PA 출력신호 (114) 의 원하는 전력레벨을 양적으로 나타내는 디지털 신호이다. 바람직한 실시예에서, ㏈m_N (432) 은 8 비트로 나타낸 디지털 신호이다.
전력제한 레지스터 (412) 는 LIMIT_N (430) 의 값과 역방향 링크 전력제어신호 (118) 를 비교한다. 이 비교에 기초하여, 전력제한 레지스터 (412) 는 다음 식:
㏈m_N = min(LIMIT_N, 역방향 링크 전력신호 (118))
에 따라서 ㏈m_N (432) 을 생성한다. 실제로는, 전력제한 레지스터 (412) 의 출력은 LIMIT_N 과 역방향 링크 전력제어신호 (118) 의 최소값이다.
선형화기 (414) 는 원하는 ㏈m_N (432) 신호를 AGC_N (434) 신호로 변환시킨다. AGC_N (434) 은 AGC_V (122) 의 초기 표현이다. 바람직한 실시예에서, AGC_N (434) 은 8 비트에 의하여 나타내는 디지털 신호이다. 생성된 후에, AGC_N (434) 은 D/A 변환기 (416) 에 송신된다.
도 10 은 ㏈m_N (432) 과 AGC_N (434) 간의 관계를 나타낸다. 바람직한 실시예에서, 이 관계는 거의 선형이다. 그러나, 높은 ㏈m_N (432) 레벨에서는, 이 관계는 비선형이 된다. 이 비선형성은 AGC 증폭기 (108) 의 비선형 특성을 보정하기 위하여 의도적으로 추가된다. AGC 증폭기 (108) 는 종종 고유 비선형 특성을 갖는다. 따라서, ㏈m_N (432) 과 AGC_N (434) 간의 관계는 각각의 선형화기 (414) 에서 보정되어야만 한다.
D/A 변환기 (416) 는 AGC_N (434) 을 AGC_V (122) 로 변환시킨다. AGC_V (122) 는 AGC 증폭기 (108) 의 이득을 제어하는 DC 전압이다. 바람직한 실시예에서, CDMA 송신신호 (104) 는 고정 전력레벨을 갖는다. 따라서, AGC 증폭기 (108) 의 이득은 PA 출력신호 (114) 의 전력레벨을 제어하는 유일한 변수이다.
도 11 은 AGC_V (122) 와 AGC_N (434) 간의 관계를 나타내는 곡선이다. 바람직한 실시예에서, 이 곡선은 선형이다. 그러나, 다른 실시예에서는, 이 곡선은 어느 형태라도 가질 수 있다.
도 12 는 PA 입력신호 (110) 와 AGC_V (122) 간의 관계를 나타내는 곡선이다. 이 곡선은 기본적으로 선형이다. 그러나, AGC_V (122) 가 증가함에 따라, 이 관계는 비선형이 된다. 도 10 과 관련하여 위에서 설명한 바와 같이, 이 비선형 특성은 선형화기 (414) 에 의하여 보정한다.
본 발명의 여러 실시예를 설명하였으나, 이는 제한하려는 것이 아니라 예로서 나타냈다. 따라서, 본 발명의 폭 및 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의하여 제한되는 것이 아니라, 단지 다음 청구항 및 그들의 균등물에 따라서만 정의되어야 한다.

Claims (29)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 인접채널 전력저지 (ACPR) 통과마진을 유지하기 위하여 무선전화기에서의 송신전력을 조절하는 방법으로서,
    제 1 무선 주파수 (RF) 신호를 제 1 이득에 따라서 증폭하여, 제 2 RF 신호를 생성하는 단계;
    상기 제 2 RF 신호를 제 2 이득에 따라서 증폭하여, 제 3 RF 신호를 생성하는 단계;
    상기 제 3 RF 신호의 원하는 전력레벨을 결정하는 단계;
    상기 원하는 전력레벨로부터 새로운 이득값을 계산하는 단계; 및
    상기 제 1 이득을 상기 새로운 값으로 조절하는 단계를 포함하고,
    상기 전력레벨을 결정하는 단계는,
    룩업테이블 주소를 결정하는 단계;
    상기 룩업테이블 주소의 내용으로부터 상기 제 3 RF 신호의 최대허용가능 전력레벨에 접근하는 단계;
    역방향 링크 전력제어신호를 수신하는 단계; 및
    상기 원하는 전력레벨을 상기 최대허용가능 전력레벨과 상기 역방향 링크 전력제어신호의 최소값으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신전력의 조절방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 룩업테이블 주소는 동작전압에 기초하는 것을 특징으로 하는 송신전력의 조절방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 룩업테이블 주소는 주위온도에 기초하는 것을 특징으로 하는 송신전력의 조절방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 룩업테이블 주소는 상기 제 3 RF 신호의 전력레벨에 기초하는 것을 특징으로 하는 송신전력의 조절방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 인접채널 전력저지 (ACPR) 통과마진을 유지하기 위하여 무선전화기에서의 송신전력을 조절하는 시스템으로서,
    제 1 무선 주파수 (RF) 신호를 제 1 이득에 따라서 증폭하여, 제 2 RF 신호를 생성하는 수단;
    상기 제 2 RF 신호를 제 2 이득에 따라서 증폭하여, 제 3 RF 신호를 생성하는 수단;
    상기 제 3 RF 신호의 원하는 전력레벨을 결정하는 수단;
    상기 원하는 전력레벨로부터 새로운 이득값을 계산하는 수단; 및
    상기 제 1 이득을 상기 새로운 값으로 조절하는 수단을 구비하고,
    상기 제 3 RF 신호의 원하는 전력레벨을 결정하는 상기 수단은,
    룩업테이블 주소를 결정하는 수단;
    상기 룩업테이블 주소의 내용으로부터 최대허용가능 전력레벨에 접근하는 수단;
    역방향 링크 전력제어신호를 수신하는 수단; 및
    상기 원하는 전력레벨을 상기 최대허용가능 전력레벨과 상기 역방향 링크 전력제어신호의 최소값으로 설정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 송신전력의 조절시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 룩업테이블 주소는 동작전압에 기초하는 것을 특징으로 하는 송신전력의 조절시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 룩업테이블 주소는 주위온도에 기초하는 것을 특징으로 하는 송신전력의 조절시스템.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 룩업테이블 주소는 상기 제3 RF 신호의 전력레벨에 기초하는 것을 특징으로 하는 송신전력의 조절시스템.
  19. 인접채널 전력저지 (ACPR) 통과마진을 유지하기 위하여 무선전화기에서의 송신전력을 조절하는 시스템으로서,
    자동이득제어 (AGC) 입력터미널, AGC 출력터미널, 및 제어신호 입력터미널을 갖는 자동이득제어 증폭기;
    상기 AGC 출력터미널에 접속되는 전력증폭기 (PA) 입력터미널, 및 PA 출력터미널을 갖는 전력증폭기; 및
    상기 PA 출력터미널에 접속되는 제어기 입력터미널, 및 상기 AGC 입력터미널에 접속되는 제어기 출력터미널을 갖는 출력전력제어기를 구비하고,
    상기 출력전력 제어기는,
    최대허용가능 송신전력레벨을 계산하는 수단;
    원하는 송신전력 레벨을 결정하는 수단;
    상기 원하는 송신전력레벨을 상기 최대허용가능 전력레벨과 상기 역방향 링크 전력제어신호의 최소값으로 설정하는 수단;
    상기 원하는 송신전력레벨을 AGC 신호로 변환시키는 수단; 및
    상기 AGC 신호를 상기 제어기 출력터미널을 경유하여 상기 제어신호 입력터미널로 송신하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신전력의 조절시스템.
  20. 삭제
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 원하는 송신전력레벨을 결정하는 수단은,
    룩업테이블 주소를 결정하는 수단; 및
    상기 룩업테이블 주소의 내용으로부터 상기 원하는 전력레벨에 접근하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 송신전력의 조절시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 룩업테이블 주소는 동작전압에 기초하는 것을 특징으로 하는 송신전력의 조절시스템.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 룩업테이블 주소는 주위온도에 기초하는 것을 특징으로 하는 송신전력의 조절시스템.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 룩업테이블 주소는 현재의 송신전력 레벨에 기초하는 것을 특징으로 하는 송신전력의 조절시스템.
  25. 인접채널 전력저지 (ACPR) 통과마진을 유지하기 위하여 무선전화기에서의 송신전력을 조절하는 시스템으로서,
    자동이득제어 (AGC) 입력터미널, AGC 출력터미널, 및 제어신호 입력터미널을 갖는 자동이득제어 증폭기;
    상기 AGC 출력터미널에 접속되는 전력증폭기 (PA) 입력터미널, 및 PA 출력터미널을 갖는 전력증폭기; 및
    상기 PA 출력터미널에 접속되는 제어기 입력터미널, 및 상기 AGC 입력터미널에 접속되는 제어기 출력터미널을 갖는 출력전력제어기를 구비하고,
    상기 출력 전력 제어기는,
    최대허용가능 송신전력레벨을 계산하는 수단;
    원하는 송신전력 레벨을 결정하는 수단;
    상기 원하는 송신전력레벨을 AGC 신호로 변환시키는 수단; 및
    상기 AGC 신호를 상기 제어기 출력터미널을 경유하여 상기 제어신호 입력터미널로 송신하는 수단을 더 포함하고,
    상기 원하는 송신전력 레벨을 결정하는 수단은,
    최대허용가능 송신전력레벨을 결정하는 수단;
    역방향링크 전력제어신호를 수신하는 수단; 및
    상기 원하는 송신전력 레벨을 상기 최대허용가능 송신전력레벨과 상기 역방향 링크 전력제어신호의 최소값으로 설정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 송신전력의 조절시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 최대허용가능 송신전력레벨을 결정하는 수단은,
    룩업테이블 주소를 결정하는 수단; 및
    상기 룩업테이블 주소의 내용으로부터 상기 최대허용가능 송신전력레벨에 접근하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 송신전력의 조절시스템.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 룩업테이블 주소는 동작전압에 기초하는 것을 특징으로 하는 송신전력의 조절시스템.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 룩업테이블 주소는 주위온도에 기초하는 것을 특징으로 하는 송신전력의 조절시스템.
  29. 제 26 항에 있어서,
    상기 룩업테이블 주소는 현재의 송신전력레벨에 기초하는 것을 특징으로 하는 송신전력의 조절시스템.
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