KR101018802B1 - Terminal system for mobile communication - Google Patents
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Abstract
본 발명은 온도보상 최대 감지기를 사용하는 송신단부를 포함하여 구성함으로써 상기 송신단부로부터 출력되는 출력전력을 손실없이 감지하여 시스템의 전력손실을 방지하는 이동통신용 단말 시스템에 관한 것으로써, 무선으로 변조된 신호을 송수신하는 안테나부와 상기 안테나부로부터 수신되는 신호를 베이스밴드 신호로 변환하는 수신단부과 상기 안테나부를 통해 신호를 전송하기 위하여 베이스밴드 신호를 고주파 신호로 변환하고 출력전력을 감지하여 시스템의 전력손실을 방지하는 송신단부과 상기 송수신단을 통해 아날로그 신호가 송수신되도록 이동통신용 단말기의 신호를 베이스밴드 신호로 변환하는 베이스밴드부를 포함하여 구성되어, 기존의 단말시스템과 달리 출력전력의 손실없이 감지할 수 있으며, 온도변화에 따른 출력전력의 변화폭을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 온도보상 최대 감지기가 커런트 미러구조로 형성되어 전력증폭기 모듈의 구현이 가능하여 용이하게 공정할 수 있으며, MMIC 내부에 포함되도록 구현시에는 모듈의 크기를 크게 축소시킬 수 있는 효과가 있다.
The present invention relates to a mobile communication terminal system configured to include a transmitting end using a maximum temperature compensation sensor to detect power loss output from the transmitting end without loss, thereby preventing power loss of the system. To convert the baseband signal into a high frequency signal and to detect the output power to transmit the signal through the antenna unit for transmitting and receiving the signal received from the antenna unit and the antenna unit to the baseband signal to prevent power loss of the system And a baseband unit for converting a signal of a mobile communication terminal into a baseband signal so that an analog signal can be transmitted and received through the transmitting and receiving end, and can be detected without loss of output power unlike a conventional terminal system. Of output power according to the change In addition to reducing the width of change, the maximum temperature compensation detector is formed in a current mirror structure, so that the power amplifier module can be easily implemented, and can be easily processed. It can be effected.
온도보상 최대감지기, 전력증폭기, 송신단, 단말 시스템Maximum Temperature Compensation Sensor, Power Amplifier, Transmitter, Terminal System
Description
도 1 은 종래 기술에 따른 이동통신용 단말시스템의 제 1실시예를 도시한 도,1 is a view showing a first embodiment of a mobile communication terminal system according to the prior art;
도 2 는 종래 기술에 따른 이동통신용 단말시스템의 제 2실시예를 도시한 도,2 illustrates a second embodiment of a mobile communication terminal system according to the prior art;
도 3 은 본 발명에 따른 이동통신용 단말시스템의 구성을 도시한 도,3 is a diagram showing the configuration of a mobile communication terminal system according to the present invention;
도 4 는 본 발명에 따른 전력증폭 모듈의 구성을 상세하게 도시한 도이다
4 is a diagram illustrating in detail the configuration of a power amplifier module according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
50: 베이스밴드부 60: 송신단50: baseband section 60: transmitting end
65: 전력증폭 모듈 67: 온도보상 최대 감지기
65: power amplifier module 67: maximum temperature compensation detector
본 발명은 이동통신용 단말시스템에 관한 것으로서, 특히 시스템의 전력 손 실없이, 송신단의 출력전력을 감지하여 RF 기저대역에서 동작하는 증폭기의 입력을 자동제어할 수 있도록 하는 이동통신용 단말시스템에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
최근, 통신시장의 확대에 따른 단말기 및 통신기기에 대한 수요가 늘어남에 따라 소형 및 경량화되고 소모 전력이 적으면서도 장시간 사용가능한 통신기기에 대한 요구가 증가되고 있으며, 이를 위해 제한된 통신 기기의 크기에서 소모 전력을 줄이고 성능을 향상시키는 기술이 요구되고 있다. Recently, as the demand for terminals and communication devices increases due to the expansion of the communication market, there is an increasing demand for communication devices that are small, lightweight, low power consumption, and can be used for a long time. There is a need for technology that reduces power and improves performance.
이러한 유/무선 전화기 또는 휴대폰 등의 통신기기에는 그 송신 출력단에 전력을 증폭시키는 전력 증폭장치가 내장되어 있으며, 특히 휴대폰 등의 이동 통신용 단말기에 내장된 전력 증폭장치는 이동통신용 단말기에서 출력되는 고주파 신호를 증폭하여 기지국까지 송출하는 기능을 하는 부품으로 상기 단말기의 통화 시간 및 통화 품질을 좌우하는 핵심부품이다.Such a communication device such as a wired / wireless telephone or a mobile phone has a power amplification device for amplifying power at its transmission output terminal. In particular, a power amplification device built in a mobile communication terminal such as a mobile phone has a high frequency signal output from a mobile communication terminal. It is a key component that amplifies the signal and transmits it to the base station.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래 기술에 따른 이동통신용 단말시스템의 구성 및 문제점을 설명한다. 도 1은 종래 기술에 따른 이동통신용 단말시스템의 제 1실시예를 도시한 도이며, 도 2는 종래 기술에 따른 이동통신용 단말시스템의 제 2실시예를 도시한 도이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the configuration and problems of the mobile communication terminal system according to the prior art. 1 is a view showing a first embodiment of a mobile communication terminal system according to the prior art, Figure 2 is a view showing a second embodiment of a mobile communication terminal system according to the prior art.
종래 기술에 따른 이동통신용 단말 시스템은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 무선으로 신호를 송수신하는 안테나(N, N')와, 상기 안테나(N, N')를 통해 외부로 신호를 전송하기 위한 송신단(10, 10')과, 상기 안테나(N, N')로부터 입력된 신호를 판독하는 수신단(20, 20')을 포함하여 구성된다.
As shown in FIGS. 1 and 2, the mobile communication terminal system according to the prior art transmits signals to the outside through the antennas N and N ′ for transmitting and receiving signals wirelessly and the antennas N and N ′. And a transmitting
상기 송신단(10, 10') 및 수신단(20, 20')은 입출력되는 신호를 베이스밴드 신호로 변환하는 베이스밴드 아날로그(1, baseband analog)와, 상기에서 베이스 밴드로 변환된 신호를 중간주파수로 변환하는 IF(11, intermediate frequency)부와, 상기 IF부(11)로부터 출력되는 중간주파수 신호를 이동통신 규격에 맞는 고주파수 신호로 변환하는 RF(radio frequency)부를 각각 포함하여 구성된다. The transmitting
한편, 상기와 같이 구성되는 단말 시스템에서 상기 시스템의 파워를 제어하는 폐루프 제어(closed loop control) 방법이 있다. 상기 폐루프 제어방법은 상기 시스템의 안정도를 높이기 위하여 상기 송신단(10, 10')의 출력전력을 감지하여 감지된 출력전력을 이용하여 상기 RF부에서 동작하는 증폭기(13, 13')의 입력전력을 자동으로 조절함으로써 제어하는 방법이다. On the other hand, there is a closed loop control (closed loop control) method for controlling the power of the system in the terminal system configured as described above. The closed loop control method senses the output power of the
이때, 상기 송신단(10, 10')의 출력전력 감지방법으로 가장 많이 사용되는 방식은 커플러(15, coupler)를 사용하는 방식으로서, 상기 커플러(15, 15')가 상기 베이스 밴드 아날로그(1, 1')와 연결된다. At this time, the most commonly used method of detecting the output power of the transmitting
상기 커플러(15, 15')는 상기 송신단(10, 10')에서 출력되는 전력을 감지하여 상기 베이스밴드 아날로그(1, 1')로 전달하고, 따라서, 상기 IF부(11, 11')의 자동이득제어값이 상기 베이스밴드 아날로그(1, 1')로 인가된 출력레벨에 따라 변화하게 되며, 수신된 파워와 일정한 전력이 되도록 조절함으로써 상기 시스템의 출력전력을 제어하는 방식이다. The
상기와 같은 커플러(15, 15')는 그 위치에 따라 도 1에서 도시된 바와 같이 듀플렉서(30, 30')의 뒷단에서 감지할 수도 있으며, 도 2에서 도시된 바와 같이 상 기 증폭기(13, 13')의 뒷단에서 감지할 수도 있다. The
그러나, 종래 기술에 따른 이동통신용 단말 시스템에서의 출력전력 감지방법은 상기 커플러(15, 15')를 사용하므로, 상기 커플러를 통하는 원 신호의 출력값이 감쇠되어 나타나는 문제점이 있다. However, the output power sensing method in the mobile communication terminal system according to the prior art uses the
상기와 같은 신호감쇠현상은 각 신호의 주파수에 따라 상이하게 가변하며, 특히 PCS(personal communication system)에서 크게 감쇠가 되어 그 크기가 1 내지 2dB정도가 된다. 따라서 상기 커플러(15, 15')를 통해 상기 베이스밴드 아날로그(1, 1')로 인가되는 출력전력의 크기는 상기 송신단(10, 10')으로부터 출력된 출력전력의 크기보다 1 내지 2dB 정도 저하되게 되며, 이를 보상하기 위하여 상기 시스템에 더 높은 전력을 인가하여야 한다.The signal attenuation as described above varies differently according to the frequency of each signal, and in particular, the attenuation is greatly attenuated in a personal communication system (PCS), and the magnitude thereof is about 1 to 2 dB. Therefore, the magnitude of the output power applied to the
즉, 더 많은 파워를 인가하여야 실제 시스템에서 인지하는 파워가 출력되므로 상기 시스템에서 더 인가된 파워만큼 전력손실이 있게 되며, 따라서 상기 시스템의 효율성 저하 및 내구성 저하의 문제점이 발생하게 된다.
That is, since more power is applied to output the power that is recognized by the actual system, there is a power loss as much as the more applied power in the system.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 온도보상 최대 감지기를 사용하는 송신단부를 포함하여 구성함으로써 상기 송신단부로부터 출력되는 출력전력을 손실없이 감지하여 시스템의 전력손실을 방지하는 이동통신용 단말 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the problems of the prior art, comprising a transmitting end using a temperature compensation maximum detector to detect the output power output from the transmitting end without loss to prevent power loss of the system An object of the present invention is to provide a mobile communication terminal system.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 이동통신용 단말 시스템은 무선으로 변조된 신호을 송수신하는 안테나부와, 상기 안테나부로부터 수신되는 신호를 베이스밴드 신호로 변환하는 수신단부과, 상기 안테나부를 통해 신호를 전송하기 위하여 베이스밴드 신호를 고주파 신호로 변환하고 출력전력을 감지하여 시스템의 전력손실을 방지하는 송신단부과, 상기 송수신단을 통해 아날로그 신호가 송수신되도록 이동통신용 단말기의 신호를 베이스밴드 신호로 변환하는 베이스밴드부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
In order to solve the above problems, a mobile communication terminal system according to the present invention includes an antenna unit for transmitting and receiving a radio modulated signal, a receiving end unit for converting a signal received from the antenna unit into a baseband signal, and a signal through the antenna unit. Transmitting base unit converts the baseband signal into a high frequency signal for transmission and senses the output power to prevent power loss of the system, and a base converting the signal of the mobile communication terminal into a baseband signal so that the analog signal is transmitted and received through the transceiver It is characterized by including a band portion.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 이동통신용 단말시스템의 구성을 도시한 도이며, 도 4는 본 발명에 따른 전력증폭 모듈의 구성을 상세하게 도시한 도이다. 3 is a diagram showing the configuration of a mobile communication terminal system according to the present invention, Figure 4 is a diagram showing in detail the configuration of a power amplifier module according to the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동통신용 단말 시스템은 무선으로 신호를 송수신하는 안테나부(N)와, 상기 안테나부(N)로부터 수신된 신호를 베이스밴드로 변환하는 수신단부(70)와, 상기 안테나부(N)를 통해 신호를 전송하기 위해 베이스 밴드 신호를 고주파 신호로 변환하는 송신단부(60)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the mobile communication terminal system according to the present invention includes an antenna unit N for transmitting and receiving a signal wirelessly, and a receiving
또한, 상기 이동통신용 단말기로 입출력되는 신호를 베이스밴드로 변환하여 상기 송수신단부(60, 70) 을 통해 아날로그 신호가 송수신되도록 하는 베이스밴드(50, baseband analog)부를 포함하여 구성된다. In addition, the baseband analog (50, baseband analog) is configured to convert the signal input and output to the mobile communication terminal to the baseband to transmit and receive the analog signal through the transmission and reception end (60, 70).
상기 송수신단부(60, 70)는 각각 크게 RF(radio frequency)부와, IF( intermediate frequency)부로 구성되며, 상기 IF부는 상기 베이스밴드부(50)의 신호를 중간주파수 신호로 변환하고, 상기 RF부는 상기 IF부의 중간주파수 신호를 고주파수 신호로 변환한다.The transmitting and receiving end (60, 70) is largely composed of a radio frequency (RF) unit and an intermediate frequency (IF) unit, the IF unit converts the signal of the
이때, 상기 중간 주파수는 대략 100MHz 내지 400MHZ의 범위를 가지며 상기 고주파수는 셀룰러 핸드폰의 경우에는 800MHZ, PCS의 경우에는 1.8GHz, 3G의 경우에는 2GHz의 범위를 가지며, 이는 현재 사용되고 있는 주파수 범위로서 이동통신 기술의 발전에 의해 충분히 변경될 수 있는 범위이다. At this time, the intermediate frequency has a range of approximately 100MHz to 400MHZ and the high frequency has a range of 800MHZ for cellular cellular phones, 1.8GHz for PCS, and 2GHz for 3G, which is currently used as a mobile communication range. It is a range that can be sufficiently changed by the development of technology.
한편, 상기 베이스밴드부(50)는 변/복조기, 저대역통과 필터, 아날로그/디지털 변환기 등으로 구성되어, 신호의 송신시에는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한 후 저대역 통과 필터를 통과시켜 저 대역 신호를 필터링하며, 수신시에는 상기 IF부로부터 입력되는 신호를 복조하여 베이스밴드 신호를 추출한 후 저대역 아날로그 신호를 필터링하여 디지털 신호로 변환시킨다.On the other hand, the
또한, 상기 송신단부(60) 및 수신단부(70) 사이에 배치되어 입출력 신호의 상이한 위상차를 동일하게 한 다음, 상기 송수신단부(60, 70)의 IF부로 각각 출력하는 PLL 회로(phase locked loop circuit)와, 상기 단말기 고유주파수의 지정신호를 발진하는 수정발진기의 주파수 온도특성을 감지하여 온도변화에 따른 수정발진기의 출력값을 제어함에 따라 일정 주파수를 출력할 수 있도록 하는 온도보상형 수정발진기(Temperature Compensated Crystal Oscillator)가 더 포함되어 구성된다. In addition, a phase locked loop circuit disposed between the transmitting
상기 IF부는 신호의 크기를 제어하는 자동이득제어기(61, autimatic gain controller)를 포함하여 구성되는데, 상기 자동이득제어기(61)는 신호와 노이즈의 비를 일정한 수준으로 자동으로 이득을 변화시켜 송수신시 입출력되는 신호의 크기가 약하거나 지나치게 크지 않도록 조정한다. The IF unit includes an
상기 RF부는 상기 수신단(70)에서는 저잡음증폭기(73, Low Noise Amplifier)와, RF필터(72)를 포함하여 구성되어 신호의 수신시 상기 저 잡음 증폭기(73)에 의해 증폭되고, 상기 RF필터(72)를 통해 중간주파수로 변환된 후 상기 IF부의 자동이득제어기(71)로 전달된다. The RF unit includes a low noise amplifier (73) and an RF filter (72) at the receiving end (70), and is amplified by the low noise amplifier (73) upon reception of a signal. 72 is converted to the intermediate frequency and then transferred to the
또한, 상기 송신단(60)의 RF부는 RF필터(62)와, 전력증폭 모듈(65)을 포함하여 구성되어 신호의 송신시 상기 IF부를 통해 출력된 중간 주파수의 신호를 상기 RF필터를 통해 RF 고주파수 신호로 변환하고, 상기 전력증폭 모듈(65)을 통해 입력신호를 증폭시켜 상기 안테나(N)로 전달한다.In addition, the RF unit of the
이때, 상기 송신단(60)의 전력증폭 모듈(65)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 RF필터(62)를 통해 입력되는 신호를 일정크기로 증폭시켜 상기 안테나(N)를 통해 기지국까지 신호를 전달하도록 하는 전력증폭기(66)와, 상기 전력증폭기(66)로부터 출력되는 증폭신호의 전력을 감지하고, 이를 상기 베이스밴드부(50)로 전달하는 온도보상 최대감지기(67)를 포함하여 구성되어, 상기 송신단(60)으로부터 일정크기의 전력이 출력되도록 한다.At this time, the
또한, 상기 전력증폭기(66)의 입력단 측에 연결되어 상기 전력증폭기(66)의 입력신호에 적합한 크기로 신호를 증폭하여 상기 전력증폭기의 이득만큼 신호가 출력되도록 하는 구동증폭기(68, driver amplifier)를 더 포함하여 구성된다.
In addition, a driver amplifier (68) is connected to the input terminal side of the
상기 온도보상 최대감지기(67)는 다수의 저항 및 커패시터 소자와 제 1 및 제 2트랜지스터(Q1, Q2)를 포함하여 구성되며, 상기 제 1 및 제 2트랜지스터(Q1, Q2)의 베이스가 서로 연결되고 상기 제 1트랜지스터(Q1)의 베이스가 에미터와 연결되어 커런트 미러(current mirror)구조를 형성하여, 상기 전력증폭기(66)로부터 감지된 출력전력이 온도변화에 관계없이 상기 베이스밴드부(50)로 출력될 수 있도록 한다.
The temperature compensation
이상과 같이 본 발명에 의한 이동통신용 단말시스템을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.
As described above, the mobile communication terminal system according to the present invention has been described with reference to the illustrated drawings, but the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, and may be applied within the scope of the technical idea. .
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 이동통신용 단말시스템은 출력전력을 감지하여 시스템의 전력손실을 방지할 수 있는 온도보상 최대감지기를 포함하여 구성되어 기존의 단말시스템과 달리 출력전력의 손실없이 감지할 수 있으며, 온도변화에 따른 출력전력의 변화폭을 감소시킬 수 있다. The mobile communication terminal system according to the present invention configured as described above is configured to include a maximum temperature compensation sensor that can detect the output power to prevent the power loss of the system, unlike the existing terminal system to detect without loss of output power In addition, it is possible to reduce the variation of the output power according to the temperature change.
또한, 상기 온도보상 최대 감지기가 커런트 미러구조로 형성되어 전력증폭기 모듈의 구현이 가능하여 용이하게 공정할 수 있으며, MMIC 내부에 포함되도록 구현시에는 모듈의 크기를 크게 축소시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, since the maximum temperature compensation detector is formed in a current mirror structure, the power amplifier module can be easily implemented, and the size of the module can be greatly reduced when it is implemented to be included in the MMIC.
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