KR101242880B1 - 모바일 핸드셋 송신기에서 대역폭을 조정하기 위한 폐루프 적응형 전력 제어 - Google Patents

모바일 핸드셋 송신기에서 대역폭을 조정하기 위한 폐루프 적응형 전력 제어 Download PDF

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Abstract

송신 전력을 제어가능하게 조정하기 위한 적응형 전력 제어기를 갖추도록 모바일 핸드셋이 구성된다. 적응형 전력 제어기는 전력 증폭기 모듈에 연결되어, 폐쇄형 피드백 루프를 형성한다. 적응형 전력 제어 모듈은 제1 쉬프터, 제1 스케일러, 누산기 및 홀드 엘리먼트를 포함한다. 제1 쉬프터 및 제1 스케일러는 각각 대역폭 제어 신호와 에러 신호를 수신한다. 제1 쉬프터 및 제1 스케일러는 전력 제어 신호를 생성하기 위해 누산기 및 홀드 엘리먼트에 발송되고 이들에 의해 필터링되는 수정된 에러 신호를 생성한다. 모바일 핸드셋의 무선 주파수 서브 시스템에 의해 생성된 전력 제어 신호는 송신 전력에서의 변동을 신속하고 정확하게 추적할 수 있다.

Description

모바일 핸드셋 송신기에서 대역폭을 조정하기 위한 폐루프 적응형 전력 제어{CLOSED-LOOP ADAPTIVE POWER CONTROL FOR ADJUSTING BANDWIDTH IN A MOBILE HANDSET TRANSMITTER}
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은, 2008년 2월 8일자로 출원된 다음의 동시 계류 중인 출원들, 즉 "Closed Loop Adaptive Power Control Using a Voltage Reference"라는 명칭의 미국 가출원 제61/027,073호; "Closed Loop Constant-Bandwidth Power Control For Logarithmic Control Characteristics"라는 명칭의 미국 가출원 제61/027,078호; 및 "Closed Loop Compensated-Bandwidth Power Control Using a Voltage Reference"라는 명칭의 미국 가출원 제61/027,081호에 대해 우선권을 주장하며, 이 모든 출원들은 그 전체가 참조로서 본 명세서에 포함되어 있다.
본 발명은 일반적으로 무선 모바일 통신 디바이스에서의 트랜스시버 아키텍쳐에 관한 것이다.
무선 주파수(RF) 송신기는 모바일 통신 디바이스, (셀룰러 전화기), 개인 휴대 정보 단말기(PDA) 및 기타의 통신 디바이스들과 같은 수 많은 단방향 및 양방향 통신 디바이스들에서 발견된다. RF 송신기는 자신이 동작하고 있는 특정한 통신 시스템에 의해 지시되는 어떠한 통신 방법을 이용하더라도 송신을 해야 한다. 예를 들어, 통신 방법론들에는 일반적으로 진폭 변조, 주파수 변조, 위상 변조, 또는 이들의 조합이 있다. 협대역 시분할 다중 액세스(time-division multiple access; TDMA)를 이용한 전형적인 모바일 통신을 위한 글로벌 시스템(global system for mobile communications; GSM) 모바일 통신 시스템에서는, 가우시안 최소 쉬프트 키잉(Gaussian minimum shift keying; GMSK) 변조 방식이 데이터를 통신하는데 이용된다.
새로운 무선 시스템의 배치는 모바일 핸드셋 설계자들에게 특유한 해결과제를 제시한다. 확장된 성능 및 증가된 데이터 대역폭의 최대한의 이익을 얻기 위해, 새로운 핸드셋은 새로운 시스템뿐만이 아니라 이전의 시스템 모두에서도 동작해야만 한다. 이러한 새로운 시스템들 중의 하나를 EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)라고 불러왔다. EDGE 표준은 모바일 통신을 위한 글로벌 시스템(GSM) 표준의 확장이다.
EDGE 표준은 RF 버스트당 보다 많은 비트들을 전송함으로써 GSM에서 이용가능한 데이터 레이트에 비하여 데이터 레이트를 증가시킨다. GSM의 가우시안 최소 쉬프트 키잉(Gaussian minimum shift keying; GMSK) 변조 포맷에 비해 증가를 제공하는 8 위상 쉬프트 키잉(8-phase shift keying; 8PSK)에 기초한 변조 방식을 이용함으로써 EDGE에서 보다 많은 비트들이 전송된다. EDGE 변조 방식에서, 8PSK 성상도는 제로 크로싱과 관련된 문제를 회피하기 위해 심볼 주기마다 3/8 라디안 회전된다. GMSK의 일정한 진폭 엔벨로프와 대비하여, EDGE 변조 방식은 일정하지 않은 진폭 엔벨로프를 불러일으킨다. 출력 신호에서의 이러한 일정하지 않은 진폭은 RF 전력 제어와 관련된 몇가지 어려움들을 제시한다.
8PSK 변조를 이용한 모바일 핸드셋 송신기의 멀티 슬롯 동작 동안에, 변조된 무선 주파수(RF) 신호의 전력은 핸드셋이 인코딩된 데이터 심볼을 송신하는 동안의 설정 기간 동안에 희망하는 전력 레벨까지 램프 업될 것을 필요로 한다. 송신이 완료된 후, 변조된 RF 신호의 전력은 오프 전력 레벨로 복귀하거나 이 레벨까지 램프 다운할 것을 필요로 한다. 이러한 램프 업 및 램프 다운은 EDGE 통신 표준에 의해 정의된 시간 및 주파수 파라미터들에 악영향을 미치지 않고서 달성되어야 한다.
전력 제어에 관한 하나의 통상적인 방법은 선형 전력 증폭기와 직렬로 위치한 가변 이득 증폭기의 이득을 제어가능하게 조정하는데 이용되는 신호를 생성한다. 8PSK 모드에서 이미 포화에 근접하여 동작중인 폴라 루프 송신기 아키텍쳐의 경우, 전력 제어는 전력 증폭기 바이어스 제어를 통해 달성되었다. 이러한 통상적인 전력 제어기들은 집적 회로 공간을 필요로 하고, 모바일 핸드셋의 전력 예산을 증가시키며, 몇몇의 상황에서는 주파수 스펙트럼 요건을 충족시키기 위해 이용가능한 것 보다 더 기나긴 시간을 필요로 한다.
Bode 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제2005/0249312호('312 공보)에서는 다른 방법이 소개되고 있다.‘312 공보는 인접한 시간 간격들 또는 버스트들 간의 I/Q 신호의 엔벨로프에서 딥(dip)을 도입하는 디지털 변조기를 설명한다. 딥 형상의 파형은 I와 Q 파형 각각과 곱해져서 도입한다. I/Q 신호의 엔벨로프에서 희망하는 결과를 획득하기 위해, 펄스 정형 필터가 딥 형상의 파형과 함께 이용된다. 이 솔루션은 펄스 정형 필터를 구현하기 위해 딥 파형과 집적 회로 공간을 저장하기 위한 추가적인 메모리를 필요로 한다.
EDGE 표준에 더하여, 몇몇의 모바일 네트워크들은 코드 분할 다중 액세스(code division multiple access; CDMA) 표준을 이용하여 통신한다. CDMA를 이용한 통신 시스템에서, 기지국은 순방향 링크를 통해 모바일 핸드셋에 제어 메시지 및 음성 트래픽을 송신한다. 모바일 핸드셋은 별도의 역방향 링크를 통해 기지국에 제어 메시지 및 음성 트래픽을 보낸다. 순방향 링크와 역방향 링크 모두가 전력 제어를 필요로 하지만, 주된 전력 제어의 필요는 역방향 링크에서 일어난다.
역방향 링크는 주로 "근거리-원거리(near-far)" 문제를 해결하기 위해 전력 제어를 필요로 한다. CDMA 통신 시스템에서, 모든 핸드셋들은 서로 다른 코드들을 이용하여 동일한 주파수 채널을 통해 동시에 송신한다. 그러므로, 하나의 핸드셋의 신호는 다른 것들과 간섭될 수 있다. 기지국에서의 특정한 모바일 핸드셋의 수신 신호 퀄리티는 다른 모바일 핸드셋으로부터의 간섭 전력에 반비례한다. 근거리-원거리 문제는 두 개의 모바일 핸드셋들이 기지국으로부터 서로 다른 거리에서 동일한 전력으로 송신할 때에 일어난다. 서로 다른 전파 손실들로 인해, 송신들은 매우 상이한 수신 전력 레벨들로 도달될 수 있다. 기지국에 보다 가까이에 위치한 모바일 핸드셋(이 경우 높은 수신 신호 전력을 갖는다)은 보다 원거리의 모바일 핸드셋과 크게 간섭한다(몇몇의 상황하에서는 이것은 검출되지 않을 수 있다).
역방향 링크에서의 전력 제어는 또한 도시권 환경에서 흔히 일어나는 다중경로 페이딩 채널의 급속히 변하는 감쇠 특성을 다룬다. 이 환경에서, 전형적인 무선 채널의 수신 전력은 이동하는 핸드셋 및 다중경로 특성에 대해 시간에 따라 극적으로 변한다.
도시권 환경에서 마주치는 문제들을 해결하기 위해, 개방 루프 전력 제어 알고리즘은 모든 핸드셋들의 수신 전력 레벨이 기지국에서 동일하도록 보장해준다. 이 알고리즘은 개별적인 모바일 핸드셋 각각으로부터의 송신 전력을 제어함으로써 이것을 행한다. 일반적으로, 핸드셋이 기지국으로부터 멀리 떨어져 있을 때와 같이 핸드셋의 수신 전력이 낮은 경우에, 특정한 핸드셋은 보다 높은 전력 레벨로 송신하도록 명령된다. 추가적으로, 핸드셋이 기지국 근처에 있을 때와 같이 핸드셋의 수신 전력이 높은 경우에, 핸드셋은 보다 낮은 전력 레벨로 송신하도록 명령된다.
이러한 방식으로 전력을 제어하기 위해, 알고리즘은 정기적으로 각각의 모바일 핸드셋의 수신 전력을 모니터링하고, 각각의 핸드셋에게 각자의 송신 전력을 조정하도록 하여 프레임 에러율(FER)과 같은 미리정의된 성능 레벨을 달성하도록 명령한다. 기지국은 신속한 변경을 위해 미리 정의된 스텝 크기로 각 핸드셋들의 송신 전력 레벨을 설정하도록 각각의 핸드셋들에게 명령한다. 이 개방 루프 제어 방식은 강화된 전력 증폭기들 내의 DC-DC 컨버터의 이용으로 인해 발생하는 것과 같은 급작스런 전력 변경에 대응할 수 없다.
모바일 핸드셋의 실시예는 전력 증폭기 모듈과 적응형 전력 제어기를 포함한다. 전력 증폭기 모듈은 전력 증폭기와 전력 검출기를 포함한다. 전력 증폭기는 송신 신호 및 전력 제어 신호를 수신하고, 증폭된 송신 신호를 생성한다. 전력 검출기는 모바일 핸드셋으로부터의 증폭된 송신 신호 전력에 응답하는 검출기 출력을 생성하도록 구성된다. 적응형 전력 제어기는 전력 증폭기 모듈에 연결되며 폐쇄형 제어 루프를 형성한다. 적응형 전력 제어기는 제1 쉬프터, 제1 스케일러, 누산기 및 홀드 엘리먼트를 포함한다. 제1 쉬프터 및 제1 스케일러는 각각의 대역폭 제어 신호를 수신하고, 함께 타겟 전력 레벨 및 검출기 출력으로부터 생성된 에러 신호에 응답하여 수정된 에러 신호를 생성한다. 누산기 및 홀드 엘리먼트는 수정된 에러 신호를 적분하고 필터링하여 전력 제어 신호를 생성한다.
모바일 핸드셋에서의 대역폭을 조정하기 위한 적응형 전력 제어를 위한 방법의 실시예는 전력 검출기를 이용하여 전력 증폭기에 의해 생성된 출력 전력 레벨을 검출하는 단계, 모바일 핸드셋의 무선 주파수 서브시스템에서 출력 전력 레벨 및 타겟 전력 레벨에 응답하여 에러 신호를 생성하는 단계; 및 대역폭 제어 신호를 에러 신호에 적용하여 모바일 핸드셋 내의 적응형 전력 제어기의 폐쇄형 제어 루프에서 수정된 에러 신호를 생성하는 단계를 포함하며, 적응형 전력 제어기는 송신 전력의 희망하는 범위에 응답하여 전력 제어 신호를 생성하기 위해서 코드 또는 수정된 에러 신호 중 하나를 제어가능하게 발송한다.
아래의 도면들 및 상세한 설명은 망라적인 것이 아니다. 개시된 실시예들은 본 발명의 당업자가 모바일 핸드셋에서의 폐루프 전력 제어를 위한 회로를 제조 및 이용할 수 있도록 해주기 위해 예시되고 설명된 것이다. 이하의 도면들 및 상세한 설명의 검토를 통해 폐루프 전력 제어를 위한 회로의 다른 실시예들, 특징들 및 장점들이 본 발명분야의 당업자에게 자명할 것이거나 또는 자명해질 것이다. 이와 같은 모든 추가적인 실시예들, 특징들 및 장점들은 첨부된 청구항들에서 정의된 개시된 시스템 및 방법의 범위내에 있다.
모바일 핸드셋의 무선 주파수 서브 시스템에 의해 생성된 전력 제어 신호는 송신 전력에서의 변동을 신속하고 정확하게 추적할 수 있다.
모바일 핸드셋에서의 적응형 전력 제어기 및 적응형 전력 제어를 위한 방법은 이하의 도면들을 참조하여 보다 잘 이해될 수 있다. 도면들내의 컴포넌트들은 항상 실척도로 도시된 것은 아니며, 대신에 제어기 및 방법의 원리 및 동작을 명확하게 설명하도록 강조되어 표시된다. 또한, 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 상이한 도면들에 걸쳐서 대응하는 부분들을 가리킨다.
도 1은 다이렉트 런칭 송신기를 포함하는 단순화된 모바일 핸드셋을 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1의 적응형 전력 제어기의 예시적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 3은 도 2의 루프 대역폭 제어기의 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 4는 도 1의 적응형 전력 제어기의 대안적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 5는 도 1의 적응형 전력 제어기의 다른 대안적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 6은 도 5의 루프 대역폭 제어기의 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 7은 도 5의 기울기 보상기의 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 8은 모바일 핸드셋에서의 적응형 전력 제어를 위한 방법의 실시예를 도시하는 흐름도이다.
비록 EDGE, WCDMA, 및 GMSK 통신 표준 하에서 동작하는 모바일 핸드셋을 특별히 참조하여 설명하지만, 모바일 핸드셋에서의 적응형 전력 제어기 및 적응형 전력 제어를 위한 방법은 다이렉트 런칭 송신기의 동적 전력 제어가 요망되는 임의의 통신 디바이스에서 구현될 수 있다.
적응형 전력 제어기는 통상적인 개방루프 전력 제어 방식을 이용하여 정확하게 추적되고 교정될 수 있는 것보다 더 많은 빈도수로 발생할 것으로 예상되는 모바일 핸드셋의 송신 출력 전력에서의 전력 변경을 정확하게 추적하고 조정하도록 구성된다. 적응형 전력 제어기는 검출기를 이용하여 전력 증폭기에서의 전력 레벨을 국부적으로 측정한다. 기저대역 서브시스템으로부터 발송된 타겟 전력 레벨 및 검출된 전력 레벨의 함수로서 에러 신호가 생성된다. 에러 신호는 모바일 핸드셋의 RF 서브시스템 내의 디지털 신호 프로세서에서 프로세싱된다. 디지털 신호 프로세서는 통상적인 개방루프 전력 제어 방식에 의해 추적되고 교정될 수 없는 송신 신호 전력 변경에 응답하여 거의 실시간으로 적용될 수 있는 전력 조정을 생성하도록 다수의 실시예들에서 구성될 수 있다.
도 2에서 도시되고 이하에서 보다 자세하게 설명되는 실시예에서, 적응형 전력 제어기는 선형 검출기에 의해 측정된 송신 전력 신호에 응답한다. 검출된 송신 전력은 에러 신호를 생성하기 위해서 전압으로 변환되는 타겟 전력 레벨과 비교된다. 에러 신호는 수정된 에러 신호를 생성하기 위해 루프 대역폭 제어기에 의해 생성된 각각의 대역폭 제어 신호들에 따라 동작하는 쉬프터 및 스케일러에 인가된다.
루프 대역폭이 전력 제어 범위의 일부분에 걸쳐서 일정해지도록 타겟 전력 레벨이 문턱값을 초과할 때에 루프 대역폭 제어기는 이득 제어 특성의 비선형성을 보상한다. 대략 0 dBm의 문턱값 전력 레벨이 구상된다. 하지만, 적응형 전력 제어기는 이에 한정되지 않으며, 다른 문턱값들이 적용될 수 있다.
누산기 및 홀드 엘리먼트는 수정된 에러 신호를 적분하고 필터링하여 송신 신호 에러 벡터 크기에 대한 어떠한 원하지 않는 영향을 감소시키거나 또는 심지어 제거한다. 타겟 전력 레벨이 문턱값 미만일 때, 적응형 전력 제어기는 룩업 테이블로부터의 코드를 적용한다. 이득 조정 신호 및 타겟 전력 레벨에 응답하는 제어 신호가 특정한 코드를 선택하기 위해 룩업 테이블에 인가된다. 아날로그 전력 제어 신호를 생성하기 위해 디지털-아날로그 컨버터의 입력에서 선택된 코드가 적용된다.
dB 선형 증폭기 특성이 요망되는 모드에서 모바일 핸드셋이 동작할 때, 아날로그 버전의 전력 제어 신호가 전치 증폭기 드라이버에 인가된다. 그렇지 않고, 정확한 램프 업 및 램프 다운이 요망되는 모드에서 모바일 핸드셋이 동작할 때, 아날로그 버전의 전력 제어 신호는 전력 증폭기 이득 제어 입력에 인가된다.
도 4에서 도시되고 이하에서 추가적으로 설명되는 실시예에서, 적응형 전력 제어기는 선형 검출기에 의해 측정된 송신 전력 신호에 응답한다. 검출된 송신 전력(전압)은 로그(logarithmic) 변환을 이용하여 dBm 단위의 안테나 전력으로 맵핑된다. 대안적으로, 로그 검출기가 송신 전력을 측정하는데 이용될 수 있다.
검출된 송신 전력은 에러 신호를 생성하기 위해 dBm 단위의 타겟 전력 레벨과 비교된다. 수정된 에러 신호를 생성하기 위해 고정값으로 구성된 각각의 대역폭 제어 신호들에 따라 동작하는 쉬프터 및 스케일러에 에러 신호가 인가된다.
수정된 에러 신호는 누산기에 의해 프로세싱되어(즉, 적분됨), 이득 제어를 위한 선택 코드를 식별하기 위해 이득 룩업 테이블에 발송된다. 루프 대역폭이 전체의 전력 제어 범위에 걸쳐서 일정해지도록 이득 제어 룩업 테이블내의 코드들은 적응형 전력 제어기의 dB 선형 특성에서의 변동을 선형화한다. 홀드 엘리먼트는 송신 신호 에러 벡터 크기에 대한 어떠한 원하지 않는 영향을 감소시키거나 또는 심지어 제거하기 위해 선택된 코드들을 평균화하거나 또는 필터링한다. 아날로그 전력 제어 신호를 생성하기 위해 홀드 엘리먼트의 출력은 디지털-아날로그 컨버터에 인가된다.
타겟 전력 레벨이 문턱값 미만일 때, 적응형 전력 제어기는 룩업 테이블로부터의 코드를 적용한다. 이득 조정 신호 및 타겟 전력 레벨에 응답하는 제어 신호가 특정한 코드를 선택하기 위해 룩업 테이블에 인가된다. 이 코드는 아날로그 전력 제어 신호를 생성하기 위해 디지털-아날로그 컨버터의 입력에서 적용된다.
dB 선형 증폭기 특성이 요망되는 모드에서 모바일 핸드셋이 동작할 때, 전력 제어 신호가 전치 증폭기 드라이버에 인가된다. 그렇지 않고, 정확한 램프 업 및 램프 다운이 요망되는 모드에서 모바일 핸드셋이 동작할 때, 전력 제어 신호는 전력 증폭기 이득 제어 입력에 인가된다.
도 5에서 도시되고 이하에서 보다 자세하게 설명되는 실시예에서, 적응형 전력 제어기는 선형 검출기에 의해 측정된 송신 전력 신호에 응답한다. 검출된 송신 전력은 에러 신호를 생성하기 위해서 전압으로 변환되는 타겟 전력 레벨과 비교된다. 수정된 에러 신호를 생성하기 위해 루프 대역폭 제어기에 의해 생성된 각각의 대역폭 제어 신호들에 따라 동작하는 쉬프터 및 스케일러에 에러 신호가 인가된다.
수정된 에러 신호는 누산기에 의해 프로세싱되어(즉, 적분됨), 멀티플렉서에 발송되는데, 이 멀티플렉서는 루프 모드 제어 신호에 따라 바이패스 경로 또는 로그 제어 경로 중 하나를 선택한다. 로그 제어 경로는 로그 컨버터, 제2 쉬프터 및 제2 스케일러를 포함한다. 기울기 보상기는, 수정된 에러 신호를 또한 프로세싱하는 제2 쉬프터 및 제2 스케일러에 인가되는 각각의 제어 신호들을 생성한다. 루프 모드 제어 신호의 제어 하에 있는 제2 멀티플렉서는 바이패스 경로 또는 로그 제어 경로 중 하나로부터의 수정된 에러 신호를 홀드 엘리먼트에 선택적으로 발송한다.
홀드 엘리먼트는 송신 신호 에러 벡터 크기에 대한 어떠한 원하지 않는 영향을 감소시키거나 또는 심지어 제거하기 위해 수정된 에러 신호를 평균화하거나 또는 필터링한다. 전압 선형 이득 제어 특성의 경우, 기울기 보상은 누산기에 앞서 적용된다. dB 선형 이득 제어 특성의 경우, 기울기 보상은 누산기에 뒤이어 적용된다. 루프 대역폭이 전력 제어 범위의 일부분에 걸쳐서 일정해지도록 타겟 전력 레벨이 문턱값을 초과할 때에 적응형 전력 제어기는 이득 제어 특성의 비선형성을 보상하기 위해 선택 위치에서 대역폭 제어를 적용한다. 대략 0 dBm의 문턱값 전력 레벨이 구상된다. 하지만, 적응형 전력 제어기는 이에 한정되지 않으며, 다른 문턱값들이 적용될 수 있다.
타겟 전력 레벨이 문턱값 미만일 때, 적응형 전력 제어기는 룩업 테이블로부터의 코드를 적용한다. 이득 조정 신호 및 타겟 전력 레벨에 응답하는 제어 신호가 특정한 코드를 선택하기 위해 룩업 테이블에 인가된다. 이 코드는 아날로그 전력 제어 신호를 생성하기 위해 디지털-아날로그 컨버터의 입력에서 적용된다. dB 선형 증폭기 특성이 요망되는 모드에서 모바일 핸드셋이 동작할 때, 전력 제어 신호가 전치 증폭기 드라이버에 인가된다. 그렇지 않고, 정확한 램프 업 및 램프 다운이 요망되는 모드에서 모바일 핸드셋이 동작할 때, 전력 제어 신호는 전력 증폭기 이득 제어 입력에 인가된다.
모바일 핸드셋에서의 적응형 전력 제어기 및 적응형 전력 제어를 위한 방법은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어로 구현될 때, 이러한 적응형 전력 제어기 및 방법은 특수화된 하드웨어 엘리먼트 및 로직을 이용하여 구현될 수 있다. 이러한 적응형 전력 제어기 및 방법이 부분적으로 소프트웨어로 구현될 때, 소프트웨어 부분은 다양한 동작 양태들이 소프트웨어 제어될 수 있도록 적응형 전력 제어기의 하나 이상의 컴포넌트들을 제어하는데 이용될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 내에 저장될 수 있으며, 적합한 명령어 실행 시스템(마이크로프로세서)에 의해 실행될 수 있다. 이러한 적응형 전력 제어기 및 방법의 하드웨어 구현은 본 발명분야에서 잘 알려져 있는 이하의 기술들 중 임의의 기술 또는 이러한 기술들의 조합을 포함할 수 있다: 이산적 전자 컴포넌트, 데이터 신호에 대해 논리 기능을 구현하기 위한 논리 게이트를 갖는 이산적 논리 회로(들), 적절한 논리 게이트를 갖는 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC), 프로그램가능 게이트 어레이(들)(PGA), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA) 등.
이러한 적응형 전력 제어기 및 방법을 위한 소프트웨어는 논리적 기능들을 구현하기 위한 실행가능 명령어들의 순서화된 리스트를 포함하며, 이것은 컴퓨터 기반 시스템, 프로세서 포함 시스템, 또는 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스로부터 명령어를 페치하여 이러한 명령어를 실행할 수 있는 기타의 시스템과 같은 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스와 함께 또는 이에 의해 사용하기 위해 임의의 컴퓨터 판독가능 매체에 구현될 수 있다.
본 명세서의 문맥에서, "컴퓨터 판독가능 매체"는 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스와 함께 또는 이에 의해 사용하기 위해 프로그램을 포함하고, 저장하고, 전달하고, 전파하거나 또는 전송할 수 있는 임의의 수단일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는, 예컨대, 전자적, 자기적, 광학적, 전자기적, 적외선, 또는 반도체 시스템, 장치, 디바이스, 또는 전파 매체일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 컴퓨터 판독가능 매체의 보다 구체적인 예시들(모든 것을 망라하지는 않은 리스트)은 다음을 포함할 것이다: 하나 이상의 배선들을 갖는 전기적 접속부(전자적), 휴대용 컴퓨터 디스켓(자기적), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 소거 및 프로그램가능 판독 전용 메모리(EPROM 또는 플래쉬 메모리)(자기적), 광 섬유(광학적), 및 휴대용 컴팩트 디스크 판독 전용 메모리(CDROM)(광학적). 프로그램은 예컨대, 종이나 다른 매체의 광학적 스캐닝을 통하여 전자적으로 캡쳐되고, 그런 다음, 컴파일되고, 해석되거나 또는 필요에 따라 적합한 방식으로 이와 다르게 프로세싱된 다음에, 컴퓨터 메모리에 저장될 수 있기 때문에, 컴퓨터 판독 가능 매체는 심지어 프로그램이 인쇄되어 있는 종이 또는 다른 적합한 매체일 수 있다는 것을 유의한다.
이제부터 도면들에서 도시된 모바일 핸드셋에서의 적응형 전력 제어기 및 적응형 전력 제어를 위한 방법의 예시적인 실시예들을 언급한다.
도 1은 I/Q 생성기(144), 램프 전력 천이를 개시하기 위한 I/Q 제어기(142) 및 모바일 핸드셋(100)에서의 RF 송신 신호를 생성하기 위한 RF 업컨버터(146)를 구비하는 다이렉트 런칭 송신기(140)를 포함하는 모바일 핸드셋(100)을 도시하는 블록도이다. 모바일 핸드셋(100)은 접속부(104)를 통해 기저대역 서브시스템(110)에 연결된 입력/출력(I/O) 엘리먼트(102)를 포함한다. I/O 엘리먼트(102)는 사용자가 모바일 통신 디바이스(100)와 상호작용할 수 있도록 해주는 임의의 인터페이스를 나타낸다. 예를 들어, I/O 엘리먼트(102)는 스피커, 디스플레이, 키보드, 마이크로폰, 트랙볼, 썸휠, 또는 임의의 기타 사용자 인터페이스 엘리먼트를 포함할 수 있다. 직류(DC) 배터리 또는 기타의 전원일 수 있는 전원(106)이 또한 모바일 핸드셋(100)에 전력을 제공해주기 위해 접속부(108)를 통해 기저대역 서브시스템(110)에 접속된다. 특정한 실시예에서, 모바일 핸드셋(100)은 예컨대 모바일 셀룰러형 전화기와 같은 모바일 원격통신 디바이스일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
기저대역 서브시스템(110)은 버스(128)를 통해 통신하는 마이크로프로세서(μP)(120), 메모리(122), 아날로그 회로(124), 및 디지털 신호 프로세서(DSP)(126)를 포함한다. 버스(128)는 비록 단일 버스로서 도시되어 있지만 필요에 따라 기저대역 서브시스템(110) 내의 서브시스템들 간에 접속되는 다수의 버스들을 이용하여 구현될 수 있다.
I/Q 제어기(142) 및 적응형 전력 제어를 위한 방법이 구현되는 방식에 따라, 기저대역 서브시스템(110)은 또한 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA), 또는 기타 임의의 구현 특정 또는 범용 프로세서 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
마이크로프로세서(120) 및 메모리(122)는 모바일 핸드셋(100)에 대해 신호 타이밍, 프로세싱 및 저장 기능을 제공한다. 아날로그 회로(124)는 기저대역 서브시스템(110) 내의 신호들에 대해 아날로그 프로세싱 기능들을 제공한다. 기저대역 서브시스템(110)은 무선 주파수(RF) 서브시스템(130)에 데이터 및 제어 신호를 제공한다. RF 서브시스템(130)은 원격 송신기(예컨대, 기지국)로부터 데이터를 수신하고, 이 수신된 데이터를 추가적인 프로세싱을 위해 기저대역 서브시스템(110)에 발송한다. RF 서브시스템(130)은 다이렉트 런칭 송신기(140), 수신기(170), 전치 증폭기 드라이버(148), 및 적응형 전력 제어기(200)를 포함한다. RF 서브시스템(130) 내의 엘리먼트들은 버스(128)를 통해 다양한 기저대역 엘리먼트들에 접속되는 접속부(132)를 통한 기저대역 서브시스템(110)으로부터의 신호들에 의해 제어될 수 있다. 대안적으로, 다이렉트 런칭 송신기(140) 및 수신기(170)는 RF 집적 회로(IC) 상에 위치될 수 있다.
기저대역 서브시스템(110)은 적응형 전력 제어기(200)를 제어하는데 이용되는 타겟 전력 신호, 고정 대역폭 제어 신호, 전력 증폭기 이득 조정 신호 등과 같은 다양한 제어 신호들을 생성한다. 접속부(132)상의 제어 신호들은 DSP(126), 마이크로프로세서(120)로부터 발생될 수 있거나, 또는 기저대역 서브시스템(110)내의 기타 임의의 프로세서로부터 발생될 수 있으며, 이것은 다이렉트 런칭 송신기(140), 수신기(170), 및 적응형 전력 제어기(200)내의 다양한 접속부들에 제공된다. 단순함을 위해, 본 명세서에서는 모바일 핸드셋(100)의 기본적인 컴포넌트들만이 설명되고 있다는 것을 유념해야 한다. 기저대역 서브시스템(110)에 의해 제공된 제어 신호들은 모바일 핸드셋(100)내의 다양한 컴포넌트들을 제어한다.
적응형 전력 제어기(200)는 전력 증폭기(PA) 전력 제어 신호를 생성한다. 전력 제어 신호는 접속부(205)를 통해 전력 증폭기(152)에 연결된다. 전력 제어 신호는 기저대역 서브시스템(110)으로부터의 다양한 입력들에 기초하여 전력 증폭기(152)의 전력 출력을 제어한다. 예를 들어, 실시예에서, 폐쇄형 전력 제어 루프가 전력 증폭기(152)의 전력 출력에 영향을 미친다. 다른 실시예에서, 개방형 전력 제어 루프가 전력 증폭기(152)의 전력 출력에 영향을 미친다. 예를 들어, 실시예에서, 모바일 핸드셋(100)과 통신중인 기지국에 의해 수신된 신호가 전력 제어 신호를 발행할 수 있다. 다른 실시예에서, 기저대역 서브시스템(110)은 루프 대역폭, 폐루프/개방루프 인에이블, 다양한 오프셋 신호들을 적응형 전력 제어기(200)에 제공한다. 이어서, 적응형 전력 제어기(200)는 이러한 신호들을 프로세싱하고, 접속부(205)를 통해 전력 증폭기(152)에 전달되거나 또는 접속부(203)를 통해 전치 증폭기 드라이버(148)에 전달되는 전력 제어 신호를 생성한다.
만약 모바일 핸드셋(100)에서의 적응형 전력 제어를 위한 방법 및 I/Q 제어기(142)의 일부분이 마이크로프로세서(120)에 의해 실행되는 소프트웨어로 구현된다면, 메모리(122)는 또한 적응형 전력 제어 소프트웨어(141)를 포함할 것이다. 적응형 전력 제어 소프트웨어(141)는 메모리(122)내에 저장될 수 있고 마이크로프로세서(120)에서 실행될 수 있는 하나 이상의 실행가능 코드 세그먼트들을 포함한다. 대안적으로, 적응형 전력 제어 소프트웨어(141)의 기능은 ASIC(미도시)내에 코딩될 수 있거나 또는 FPGA(미도시) 또는 기타 디바이스에 의해 실행될 수 있거나, 또는 트랜스시버 내에 통합될 수 있다. 메모리(122)는 재기록가능할 수 있고, FPGA는 재프로그램가능할 수 있기 때문에, 적응형 전력 제어 소프트웨어(141)에 대한 업데이트는, 이러한 방법들 중 하나를 이용하여 구현될 때에, 모바일 핸드셋(100)에 원격적으로 보내져서 저장될 수 있다.
RF 서브시스템(130)은 또한 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(134) 및 동위상 직교 위상(I/Q) 생성기(144)를 포함한다. 이 예시에서, I/Q 생성기(144)는 동위상(I) 신호와 직교 위상(Q) 신호를 생성한다. I/Q 신호 또는 송신 신호는 접속부(145)를 통해 RF 업컨버터(146)에 발송된다. ADC(134) 및 I/Q 생성기(144)는 또한 버스(128)를 통해 마이크로프로세서(120), 메모리(122), 아날로그 회로(124), 및 DSP(126)와 통신한다. I/Q 생성기(144)는 다이렉트 런칭 송신기(140)에 의한 송신을 위해 기저대역 서브시스템(110)내의 디지털 통신 정보를 RF 업컨버터(146)에 의한 추가적인 프로세싱을 위한 디지털 신호로 변환한다.
I/Q 생성기(144)는 I/Q 제어기(142)로부터 접속부(143)를 통해 제공된 제어 신호에 따라 동작한다. 버스(132)상의 하나 이상의 신호들에 따라 동작하는 I/Q 제어기(142)는 송신 주파수로의 업컨버팅을 위해 변조된 I 신호 및 변조된 Q 신호를 각각의 송신 체인 및 믹서에 제어가능하게 전송한다. 다이렉트 런칭 송신기(140)의 RF 업컨버터(146)는 변조된 신호들을 결합하여 적절한 송신 주파수로 변환해서, 업컨버팅된 신호를 접속부(147)를 통해 전치 증폭기 드라이버(148)에 제공한다. 전치 증폭기 드라이버(148)는 접속부(149)를 통해 전치 증폭된 송신 신호를 전력 증폭기 모듈(150)에 발송하기 전에 송신 신호를 제어가능하게 증폭한다. 전력 증폭기(152)는 모바일 핸드셋(100)이 동작 중에 있는 현재의 주어진 핸드셋 상황에 적절한 전력 레벨로 송신 신호를 증폭한다.
송신 신호의 I 및 Q 성분들은 채택된 통신 표준에 따라 서로 다른 형태를 취할 수 있으며 서로 다르게 포맷될 수 있다. 예를 들어, 전력 증폭기 모듈(150)이 모바일 통신을 위한 글로벌 시스템(GSM)과 같은 정진폭(constant-amplitude)의 위상(또는 주파수) 변조 애플리케이션에서 이용될 때에, 다이렉트 런칭 송신기(140)내의 변조기에 의해 위상 변조된 정보가 제공된다. 전력 증폭기 모듈(150)이 예컨대 EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같이 위상 및 진폭 변조 모두를 필요로 하는 애플리케이션에서 이용될 때에, 데카르트(Cartesian) 동위상(I) 및 직교 위상(Q) 성분들은 진폭 및 위상 정보 모두를 포함한다.
전력 증폭기 모듈(150)은 증폭된 송신 신호를 접속부(153)를 통해 프론트 엔드 모듈(162)에 제공한다. 프론트 엔드 모듈(162)은 예컨대 본 발명분야의 당업자에게 알려진 바와 같이, 송신 신호 및 수신 신호 모두의 동시적인 통로를 허용해주는 필터 쌍을 갖는 다이플렉서를 포함할 수 있는 안테나 시스템 인터페이스를 포함한다. 송신 신호는 프론트 엔드 모듈(162)로부터 안테나(165)에 제공된다.
안테나(165)에 의해 수신된 신호는 프론트 엔드 모듈(162)로부터 접속부(163)를 통해 수신기(170)에 전달된다. 수신기(170)는 본 발명분야의 당업자에게 알려진 바와 같이, 수신 신호를 다운컨버팅하고, 필터링하고, 복조하여, 이 수신 신호로부터 데이터 신호를 복구하기 위한 다양한 컴포넌트들을 포함한다. 만약 다이렉트 변환 수신기(direct conversion receiver; DCR)를 이용하여 구현된다면, 수신기(170)는 수신 신호를 RF 레벨에서 기저대역 레벨(DC), 또는 근사 기저대역 레벨(~100 kHz)로 변환한다. 대안적으로, 수신된 RF 신호는 시스템 아키텍쳐에 따라, 중간 주파수(intermediate frequency; IF) 신호로 다운컨버팅될 수 있다. 복구된 송신 정보는 접속부(180)를 통해 ADC(134)에 제공된다. ADC(134)는 이러한 아날로그 신호들을 기저대역 주파수에서의 디지털 신호로 변환하고, 추가적인 프로세싱을 위해 이 신호를 버스(128)를 통해 DSP(126)에 전송한다.
도 2는 도 1의 적응형 전력 제어기(200)의 예시적인 실시예를 도시하는 블록도이다. 전력 증폭기 모듈(150)과 적응형 전력 제어기(200)의 조합은 거의 실시간으로 송신 전력 레벨들을 조정하기 위한 폐쇄형 및 개방형 전력 제어 루프들을 형성한다. 적응형 전력 제어기(200)는 적응형 전력 제어기(200)로 하여금 핸드셋의 RF 서브시스템(130)내의 폐쇄형 제어 루프 또는 개방형 제어 루프 중 하나를 적용하도록 지시하는 다수의 신호들을 기저대역 서브시스템(110)으로부터 수신한다. 적응형 전력 제어기(200)는 접속부(201)를 통해 통신 모드 제어 신호를 수신하고, 접속부(202)를 통해 전압 오프셋 신호를 수신하고, 접속부(204)를 통해 폐루프/개방루프 제어 신호를 수신하고, 접속부(206)를 통해 dB 단위의 타겟 전력 레벨을 수신하고, 접속부(208)를 통해 전력 증폭기 이득 조정 신호를 수신한다. 이에 응답하여, 적응형 전력 제어기(200)는 아날로그 전력 제어 신호를 생성한다.
전력 증폭기 모듈(150)내의 검출기(154)는 검출된 송신 전력 신호를 접속부(155)를 통해 전치 증폭기(210)에 발송하며, 이 전치 증폭기(210)는 이 신호를 접속부(211)를 통해 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(212)에 발송하기 전에, 검출된 송신 전력 신호를 버퍼링하고 증폭한다. ADC(212)는 아날로그 전압을 디지털 신호로 변환하고, 이 신호를 접속부(213)를 통해 디지털 이득 제어 엘리먼트(DGC)(214)에 발송한다. DGC(214)는 검출된 송신 전력의 디지털 버전을 스케일링하고 이것을 접속부(215)를 통해 가산기(216)에 발송한다. 가산기(216)는 검출된 송신 전력 신호의 디지털 버전에서 접속부(202)상의 전압 오프셋 신호를 감산하고, 그 결과를 접속부(217)를 통해 가산기(218)에 발송한다.
접속부(206)를 통해 수신된 타겟 전력 레벨은 전력-전압 컨버터(220)에 의해 로그 값(dBm 단위)으로부터 선형 단위(볼트)로 변환되고, 이 전력-전압 컨버터(220)는 그 결과를 접속부(221)를 통해 가산기(218)에 발송한다. 가산기(218)는 볼트단위의 타겟 전력 레벨로부터 검출되며 오프셋 조정된 송신 전력 신호를 감산하여 에러 신호를 생성하고, 이 에러 신호는 접속부(223)를 통해 우향 쉬프터(224)에 발송된다.
도 2에서 도시된 바와 같이, 접속부(206)를 통해 수신된 타겟 전력 레벨은 제1 대역폭 제어 신호를 생성하는 루프 대역폭 제어기(300)에 연결되며, 제1 대역폭 제어 신호는 접속부(226)를 통해 우향 쉬프터(224)의 제어 입력에 발송된다. 또한, 루프 대역폭 제어기(300)는 제2 대역폭 제어 신호를 생성하고, 이 제2 대역폭 제어 신호는 접속부(227)를 통해 스케일러(228)에 발송된다. 우향 쉬프터는 제1 대역폭 제어 신호에 따라 에러 신호를 프로세싱하고, 쉬프트된 에러 신호를 접속부(225)를 통해 스케일러(228)에 발송한다. 스케일러(228)는 제2 대역폭 제어 신호에 따라 쉬프트된 에러 신호를 조정하여 수정된 에러 신호를 생성하고, 이 수정된 에러 신호는 접속부(229)를 통해 누산기(230)에 발송된다. 누산기(230)는 수정된 에러 신호를 적분하고 그 결과를 접속부(231)를 통해 홀드 엘리먼트(232)에 발송한다. 홀드 엘리먼트(232)는 수정된 에러 신호의 적분된 버전을 필터링하거나 또는 평균화하고 그 결과를 접속부(233)를 통해 멀티플렉서(234)의 제1 데이터 입력에 발송한다.
폐루프에서 동작하도록 접속부(204)상의 폐루프/개방루프 신호에 의해 지시될 때, 즉 타겟 전력 레벨이 미리결정된 문턱값을 초과할 때, 멀티플렉서(234)는 수정된 에러 신호의 적분되고 필터링된 버전을 접속부(235)를 통해 디지털-아날로그 컨버터(DAC)(236)에 발송한다. DAC(236)는 수정된 에러 신호의 적분되고 필터링된 버전을 변환해서 아날로그 전력 제어 신호를 생성하고, 이 제어 신호는 접속부(237)를 통해 로우 패스 필터(LPF)(238)에 발송된다. LPF(238)는 필터링된 전력 제어 신호를 접속부(239)를 통해 스위치(240)에 발송하기 전에 전력 제어 신호에 존재할 수 있는 고주파수 신호 성분을 감소시키거나 또는 제거한다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 핸드셋이 EDGE/WCDMA 통신 모드 하에서 동작 중이라는 것을 접속부(201)상의 통신 모드 제어 신호가 표시할 때 스위치(240)는 전력 제어 신호를 접속부(203)를 통해 전치 증폭기 드라이버(148)에 전달한다. 그렇지 않고, 핸드셋이 GMSK 통신 모드 하에서 동작 중이라는 것을 접속부(201)상의 통신 모드 제어 신호가 표시할 때 스위치(240)는 전력 제어 신호를 접속부(205)를 통해 전력 증폭기(152)에 전달한다.
적응형 전력 제어기(200)는 접속부(206)를 통해 타겟 전력 레벨을 수신하고 접속부(208)를 통해 전력 증폭기 이득 조정 제어 신호를 수신하며, 이 타겟 전력 레벨과 전력 증폭기 이득 조정 제어 신호는 가산기(242)의 입력에 연결된다. 기저대역 서브시스템(110)으로부터 수신된 전력 증폭기 이득 조정 제어 신호는 핸드셋의 현재의 온도 및 희망하는 송신 주파수 대역 중 하나 또는 이 모두에 응답한다. 가산기(242)는 이득 룩업 테이블(250)의 인덱스 입력에 적용되는 결합된 신호를 생성하여 발송한다. 이어서, 이득 룩업 테이블은 접속부(251)를 통해 코드를 멀티플렉서(234)의 제2 데이터 입력에 발송한다. 타겟 전력 레벨이 문턱값 미만일 때, 접속부(204)상의 폐루프/개방루프 제어 신호는 멀티플렉서(234)로 하여금 접속부(235)를 통해 코드를 DAC(236)에 발송하도록 지시내린다. 이 개방 루프 동작 모드에서, DAC(236)에 의해 변환된 코드는 상술한 바와 같이 로우 패스 필터링되고 전치 증폭기 드라이버(148) 또는 전력 증폭기(152) 중 하나에 발송되는 전력 제어 신호가 된다. 도 2와 관련하여 도시되고 설명된 폐루프 적응형 대역폭 제어는 송신 전력 레벨의 전압 표현에 응답한다. 제어 방식은 WCDMA 및 EDGE/GMSK 통신 표준들 모두를 위한 폐루프 컴포넌트들의 재사용을 허용해준다. 제안된 방식은 또한 송신 전력 제어의 전체 범위뿐만이 아니라 EDGE/GMSK 모드에서의 제어된 전력 램프 업 및 램프 다운 천이들을 제공하는데 적합하다.
도 3은 도 2의 루프 대역폭 제어기(300)의 실시예를 도시하는 블록도이다. 루프 대역폭 제어기(300)는, 도 2의 적응형 전력 제어기(200)의 폐루프에서의 애플리케이션에 적절한 대역폭 제어 신호를 생성할 때, 루프 대역폭 제어기(300)로 하여금 핸드셋의 램프 프로세서로부터의 타겟 전력 입력 또는 제2세대(2G) 안테나 전력 중 하나를 적용하도록 지시내리는 다수의 신호들을 기저대역 서브시스템(110)으로부터 수신한다. 루프 대역폭 제어기(300)는 접속부(301)를 통해 타겟 전력을 수신하고, 접속부(302)를 통해 송신 인에이블 신호를 수신하고, 접속부(303)를 통해 2G 안테나 전력 신호를 수신하며, 접속부(305)를 통해 대역/모드 선택 입력 신호를 수신한다. 이러한 입력들에 더하여, 루프 대역폭 제어기는 접속부(306)를 통해 최대 송신 전력(또는 PH)을 인가하고 접속부(304)를 통해 최소 전력(또는 PL)을 인가한다. 이에 응답하여, 루프 대역폭 제어기(300)는 제1 대역폭 제어 신호와 제2 대역폭 제어 신호를 생성하고, 제1 대역폭 제어 신호를 접속부(226)를 통해 발송하고, 제2 대역폭 제어 신호를 접속부(227)를 통해 발송한다. 상술한 바와 같이, 제1 대역폭 제어 신호는 우향 쉬프터(224)의 제어 입력에 연결되고, 제2 대역폭 제어 신호는 스케일러(228)의 제어 입력에 연결된다.
접속부(302)상의 송신 인에이블 신호가 스위치(307)로 하여금 접속부(301)상의 타겟 전력 레벨을 인가할 것을 지시할 때, 스위치(307)는 접속부(325)를 통해 타겟 전력 신호를 가산기(326)에 발송한다. 접속부(302)상의 송신 신호가 스위치(307)로 하여금 접속부(303)상의 2G 안테나 전력을 인가할 것을 지시할 때, 스위치(307)는 접속부(325)를 통해 2G 안테나 전력을 가산기(326)에 발송한다.
가산기(326)는 또한 접속부(304)를 통해 최소 송신 전력 레벨을 수신하도록 구성된다. 가산기(326)는 타겟 전력 레벨과 최소 송신 전력 레벨의 차이를 접속부(327)를 통해 인덱서(328)에 발송한다. 인덱서(328)는 수신된 차이 신호를 프로세싱하고, 인덱스 제어 신호를 생성하여, 이 인덱스 제어 신호를 접속부(329)를 통해 룩업 테이블(330)에 발송한다. 룩업 테이블(330)은, 접속부(305)상의 대역/모드 선택 신호 및 인덱스 제어 신호에 응답하여, 테이블내의 선택 엔트리를 식별하여 정규화된 DAC 기울기를 접속부(341)를 통해 스케일러(320)에 발송한다.
접속부(306)상의 타겟 전력 레벨과 접속부(306)상의 최대 송신 전력 레벨은 가산기(308)에 연결된다. 가산기는 수신된 값들의 합을 접속부(309)를 통해 스케일러(310)에 발송한다. 타겟 전력이 dBm으로 제공될 때에 가산기(308)의 출력이 양수(positive number)이도록 보장하기 위해 추가적인 회로가 필요할 것임을 유념한다. 스케일러(310)는 최대 송신 전력과 핸드셋의 램프 프로세서로부터 수신된 타겟 전력의 합을 스케일링하여 실수의 디지털 표현을 생성하고 이것을 접속부(311)를 통해 발송한다. 정수 엘리먼트 또는 INT(322)는 접속부(311)를 통해 실수를 수신하고 이 실수의 정수부를 접속부(226)를 통해 발송한다. 실수의 정수부는 제1 대역폭 제어 신호이다. 분수 엘리먼트 또는 FRAC(312)는 접속부(311)를 통해 실수를 수신하고 이 실수의 분수부의 표현을 접속부(313)를 통해 근사화기(approximator; 314)에 발송한다. 근사화기(314)는 추정 프로세스를 이용하여 실수의 분수부를 조정함으로써 접속부(315)를 통해 스케일러(320)에 발송되는 스케일러 제어 신호를 생성한다. 이어서, 스케일러(320)는 스케일러 제어 신호를 적용하여 정규화된 DAC 기울기의 스케일된 버전을 생성하고, 이 정규화된 DAC 기울기의 스케일된 버전을 접속부(227)를 통해 적응형 전력 제어기(200)(도 2 참조)의 폐쇄형 제어 루프에서의 스케일러(228)에 발송한다. 정규화된 DAC 기울기의 스케일된 버전은 제2 대역폭 제어 신호이다.
도 4는 도 1의 적응형 전력 제어기의 대안적인 실시예를 도시하는 블록도이다. 전력 증폭기 모듈(150)과 적응형 전력 제어기(400)의 조합은 거의 실시간으로 송신 전력 레벨들을 조정하기 위한 폐쇄형 및 개방형 전력 제어 루프들을 형성한다. 적응형 전력 제어기(400)는 적응형 전력 제어기(400)로 하여금 핸드셋의 RF 서브시스템(130)내의 폐쇄형 제어 루프 또는 개방형 제어 루프 중 하나를 적용하도록 지시하는 다수의 신호들을 기저대역 서브시스템(110)으로부터 수신한다. 적응형 전력 제어기(400)는 접속부(201)를 통해 통신 모드 제어 신호를 수신하고, 접속부(202)를 통해 전압 오프셋 신호를 수신하고, 접속부(402)를 통해 dB 오프셋 신호를 수신하고, 접속부(404)를 통해 폐루프/개방루프 제어 신호를 수신하고, 접속부(406)를 통해 dB 단위의 타겟 전력 레벨을 수신하며, 접속부(208)를 통해 전력 증폭기 이득 조정 신호를 수신한다. 이에 응답하여, 적응형 전력 제어기(400)는 전치 증폭기 드라이버(148) 또는 전력 증폭기(152)에서 제어가능하게 적용되는 아날로그 전력 제어 신호를 생성한다.
전력 증폭기 모듈(150)내의 검출기(154)는 검출된 송신 전력 신호를 접속부(155)를 통해 전치 증폭기(210)에 발송하며, 이 전치 증폭기(210)는 이 신호를 접속부(211)를 통해 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(212)에 발송하기 전에, 검출된 송신 전력 신호를 버퍼링하고 증폭한다. ADC(212)는 아날로그 전압을 디지털 신호로 변환하고, 이 신호를 접속부(213)를 통해 디지털 이득 제어 엘리먼트(DGC)(214)에 발송한다. DGC(214)는 검출된 송신 전력의 디지털 버전을 스케일링하고 이것을 접속부(215)를 통해 가산기(216)에 발송한다. 가산기(216)는 검출된 송신 전력 신호의 디지털 버전에서 접속부(202)상의 전압 오프셋 신호를 감산하고, 그 결과를 접속부(408)를 통해 RMS(root-mean square) 엘리먼트(410)에 발송하며, 이 RMS 엘리먼트는 검출된 송신 전력의 RMS 표현을 생성하여 이것을 접속부(415)를 통해 dBm 컨버터(420)에 발송한다. dBm 컨버터(420)는 dBm 단위의 검출된 송신 전력을 생성하기 위해 로그 변환을 이용하여 (전압을 표현하는) 접속부(415)상의 신호를 변환한다. dBm 컨버터(420)는 그 결과를 접속부(425)를 통해 가산기(430)에 발송하고, 가산기(430)는 접속부(402)를 통해 수신된 dB 오프셋 신호를 이로부터 감산한다. 가산기(430)는 그 결과를 접속부(433)를 통해 가산기(434)에 발송한다.
접속부(406)를 통해 수신된 타겟 전력 레벨은 가산기(434)의 다른 입력에 연결되고, 이 가산기(434)는 검출된 송신 전력을 타겟 전력 레벨 신호로부터 감산하고, 에러 신호를 접속부(223)를 통해 우향 쉬프터(224)에 발송한다. 설명한 실시예에서, 고정 대역폭 제어 신호는 접속부(226)를 통해 스케일러(228)뿐만 아니라 우향 쉬프터(224)의 제어 입력에 연결된다. 우향 쉬프터(224)는 고정 대역폭 제어 신호(BW 제어)에 따라 에러 신호를 프로세싱하고, 쉬프트된 에러 신호를 접속부(225)를 통해 스케일러(228)에 발송한다. 스케일러(228)는 고정 대역폭 제어 신호에 따라 쉬프트된 에러 신호를 조정하여 수정된 에러 신호를 생성하고, 이 수정된 에러 신호는 접속부(229)를 통해 누산기(230)에 발송된다. 누산기(230)는 수정된 에러 신호를 적분하고 그 결과를 접속부(231)를 통해 멀티플렉서(434)에 발송한다. 멀티플렉서(434)는 접속부(406)를 통해 타겟 전력 신호를 수신하고, 접속부(404)상의 폐루프/개방루프 제어 신호에 따라 타겟 전력 신호 또는 수정되고 적분된 에러 신호 중 하나를 접속부(435)를 통해 발송한다.
폐루프에서 동작하도록 접속부(404)상의 폐루프/개방루프 신호에 의해 지시될 때, 즉 타겟 전력 레벨이 미리결정된 문턱값을 초과할 때, 멀티플렉서(434)는 수정된 에러 신호의 적분되고 필터링된 버전을 접속부(435)를 통해 가산기(242)에 발송하고, 이 가산기(242)는 또한 접속부(208)를 통해 전력 증폭기 이득 조정 제어 신호를 수신한다. 기저대역 서브시스템(110)으로부터 수신된 전력 증폭기 이득 조정 제어 신호는 핸드셋의 현재의 온도 및 희망하는 송신 주파수 대역 중 하나 또는 이 모두에 응답한다. 가산기(242)는 이득 룩업 테이블(250)에서 코드를 식별하기 위한 인덱스로서 이용되는 결합된 신호를 생성하여 이것을 접속부(243)를 통해 발송한다. 루프 대역폭이 전력 제어 범위 전체에 걸쳐서 일정해지도록 이득 룩업 테이블(250)은 적응형 전력 제어기(400) 내의 dB 선형 제어 특성 변경을 선형화한다.
이득 룩업 테이블은 이득 조정되고 수정된 에러 신호의 조합을 접속부(436)를 통해 홀드 엘리먼트(232)에 발송하고, 이 홀드 엘리먼트(232)는 결합된 신호를 평균화하여 접속부(437)를 통해 DAC(236)에 발송한다. DAC(236)는 수정된 에러 신호의 적분되고 필터링된 버전을 변환해서 아날로그 전력 제어 신호를 생성하고, 이 제어 신호는 접속부(237)를 통해 로우 패스 필터(LPF)(238)에 발송된다. LPF(238)는 필터링된 전력 제어 신호를 접속부(239)를 통해 스위치(240)에 발송하기 전에 전력 제어 신호에 존재할 수 있는 고주파수 신호 성분을 감소시키거나 또는 제거한다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 핸드셋이 EDGE/WCDMA 통신 모드 하에서 동작 중이라는 것을 접속부(201)상의 통신 모드 제어 신호가 표시할 때 스위치(240)는 전력 제어 신호를 접속부(203)를 통해 전치 증폭기 드라이버(148)에 전달한다. 그렇지 않고, 핸드셋이 GMSK 통신 모드 하에서 동작 중이라는 것을 접속부(201)상의 통신 모드 제어 신호가 표시할 때 스위치(240)는 전력 제어 신호를 접속부(205)를 통해 전력 증폭기(152)에 전달한다.
타겟 전력 레벨이 문턱값 미만일 때, 접속부(404)상의 폐루프/개방루프 제어 신호는 멀티플렉서(434)로 하여금 접속부(406)상의 타겟 전력 신호를 접속부(435)를 통해 가산기(242)에 발송하도록 지시내리고, 이 타겟 전력 신호는 접속부(208)를 통해 수신된 전력 증폭기 이득 조정 신호와 결합된다. 이 경우, 접속부(243)상의 이득 조정된 타겟 전력 신호는 이득 룩업 테이블(250)에서 코드를 선택하기 위한 인덱스로서 이용된다. 전력 제어 신호를 생성할 때의 선택 코드의 추가적인 프로세싱이 상술한 바와 같이 발생한다.
도 4와 관련하여 도시되고 설명된 폐루프 적응형 대역폭 제어는 송신 전력 레벨의 전압 표현에 응답한다. 대안적으로, 로그 검출기가 검출기(154)를 대신하여 이용될 수 있다. 로그 검출기가 이용될 때, dBm 컨버터(420)에 의해 수행되는 로그 변환은 필요하지 않다. 제어 방식은 WCDMA 및 EDGE/GMSK 통신 표준들 모두를 위한 폐루프 컴포넌트들의 재사용을 허용해준다. 제안된 방식은 또한 송신 전력 제어의 전체 범위뿐만 아니라 EDGE/GMSK 모드에서의 제어된 전력 램프 업 및 램프 다운 천이들을 제공하는데 적합하다.
도 5는 도 1의 적응형 전력 제어기의 다른 대안적인 실시예를 도시하는 블록도이다. 전력 증폭기 모듈(150)과 적응형 전력 제어기(500)의 조합은 거의 실시간으로 송신 전력 레벨들을 조정하기 위한 폐쇄형 및 개방형 전력 제어 루프들을 형성한다. 적응형 전력 제어기(500)는 적응형 전력 제어기(500)로 하여금 핸드셋의 RF 서브시스템(130)내의 폐쇄형 제어 루프 또는 개방형 제어 루프 중 하나를 적용하도록 지시하는 다수의 신호들을 기저대역 서브시스템(110)으로부터 수신한다. 적응형 전력 제어기(500)는 접속부(201)를 통해 통신 모드 제어 신호를 수신하고, 접속부(202)를 통해 전압 오프셋 신호를 수신하고, 접속부(204)를 통해 폐루프/개방루프 제어 신호를 수신하고, 접속부(206)를 통해 dB 단위의 타겟 전력 레벨을 수신하고, 접속부(208)를 통해 전력 증폭기 이득 조정 신호를 수신하며, 접속부(505)를 통해 루프 모드 제어 신호를 수신한다. 이에 응답하여, 적응형 전력 제어기(500)는 전치 증폭기 드라이버(148) 또는 전력 증폭기(152)에서 제어가능하게 적용되는 아날로그 전력 제어 신호를 생성한다.
전력 증폭기 모듈(150)내의 검출기(154)는 검출된 송신 전력 신호를 접속부(155)를 통해 전치 증폭기(210)에 발송하며, 이 전치 증폭기(210)는 검출된 송신 전력 신호를 접속부(211)를 통해 ADC(212)에 발송하기 전에, 검출된 송신 전력 신호를 버퍼링하고 증폭한다. ADC(212)는 아날로그 전압을 디지털 신호로 변환하고, 이 신호를 접속부(213)를 통해 DGC(214)에 발송한다. DGC(214)는 검출된 송신 전력의 디지털 버전을 스케일링하고 이것을 접속부(215)를 통해 가산기(216)에 발송한다. 가산기(216)는 검출된 송신 전력 신호의 디지털 버전에서 접속부(202)상의 전압 오프셋 신호를 감산하고, 그 결과를 접속부(217)를 통해 가산기(218)에 발송한다.
접속부(206)를 통해 수신된 타겟 전력 레벨은 전력-전압 컨버터(220)에 의해 로그 값(dBm 단위)으로부터 선형 단위(볼트)로 변환되고, 이 전력-전압 컨버터(220)는 그 결과를 접속부(221)를 통해 가산기(218)에 발송한다. 가산기(218)는 검출되고 오프셋 조정된 송신 전력 신호를 볼트 단위의 타겟 전력 레벨로부터 감산하여 에러 신호를 생성하고, 이 에러 신호는 접속부(223)를 통해 우향 쉬프터(224)에 발송된다.
도 5에서 도시된 바와 같이, 접속부(206)를 통해 수신된 타겟 전력 레벨은 제1 대역폭 제어 신호를 생성하는 루프 대역폭 제어기(600)에 연결되며, 제1 대역폭 제어 신호는 접속부(226)를 통해 우향 쉬프터(224)의 제어 입력에 발송된다. 또한, 루프 대역폭 제어기(600)는 제2 대역폭 제어 신호를 생성하고, 이 제2 대역폭 제어 신호는 접속부(227)를 통해 스케일러(228)에 발송된다. 도 6에서 도시된 실시예와 관련된 루프 대역폭 제어기(600)를 보다 자세하게 설명한다.
우향 쉬프터는 제1 대역폭 제어 신호에 따라 에러 신호를 프로세싱하고, 쉬프트된 에러 신호를 접속부(225)를 통해 스케일러(228)에 발송한다. 스케일러(228)는 제2 대역폭 제어 신호에 따라 쉬프트된 에러 신호를 조정하여 수정된 에러 신호를 생성하고, 이 에러 신호는 접속부(229)를 통해 누산기(230)에 발송된다. 누산기(230)는 수정된 에러 신호를 적분하고 그 결과를 접속부(231)를 통해 멀티플렉서(520)에 발송한다.
멀티플렉서(520)와 멀티플렉서(550)는 접속부(505)상의 루프 모드 신호의 제어하에서 동작한다. dB 선형 제어 특성이 요망될 때, 루프 모드 신호는 멀티플렉서(520)로 하여금 로그 제어 경로(530)의 엘리먼트들을 통해 수정된 에러 신호를 발송할 것을 지시한다. 그렇지 않고, 전압 선형 제어 특성이 요망될 때, 루프 모드 신호는 멀티플렉서(520)로 하여금 접속부(540)를 통해 수정된 에러 신호를 발송할 것을 지시하는데, 이 접속부(540)는 로그 제어 경로(530)를 바이패싱한다. 접속부(505)상의 루프 모드 제어 신호에 따라, 멀티플렉서(550)는 로그 제어 경로(530) 또는 바이패스 경로(즉, 수정된 에러 신호 접속부(540)) 중 하나의 출력을 접속부(555)를 통해 홀드 엘리먼트(232)에 제어가능하게 발송한다.
로그 제어 경로(530)는 로그 컨버터(532), 우향 쉬프터(534) 및 승산기(536)의 직렬 배열을 포함한다. 우향 쉬프터(534)는 접속부(702)를 통해 기울기 보상기(700)로부터 제3 대역폭 제어 신호를 수신한다. 승산기(536)는 접속부(704)를 통해 기울기 보상기(700)로부터 제4 대역폭 제어 신호를 수신한다. 도 7에서 도시된 실시예와 관련된 기울기 보상기(700)를 보다 자세하게 설명한다. 우향 쉬프터(534)는 제3 대역폭 제어 신호에 따라 수정된 에러 신호를 프로세싱하고, 쉬프트되고 수정된 에러 신호를 승산기(536)에 발송한다. 승산기(536)는 제2 대역폭 제어 신호에 따라 쉬프트되고 수정된 에러 신호를 조정하여 수정된 에러 신호를 생성하고, 이 에러 신호는 멀티플렉서(550) 및 접속부(555)를 통해 홀드 엘리먼트(232)에 발송된다. 홀드 엘리먼트(232)는 수정된 에러 신호의 적분되고 기울기 보상된 버전을 필터링하거나 또는 평균화하고 그 결과를 접속부(233)를 통해 멀티플렉서(234)의 제1 데이터 입력에 발송한다.
폐루프에서 동작하도록 접속부(204)상의 폐루프/개방루프 신호에 의해 지시될 때, 즉 타겟 전력 레벨이 미리결정된 문턱값을 초과할 때, 멀티플렉서(234)는 수정된 에러 신호의 적분되고, 기울기 보상되고, 필터링된 버전을 접속부(235)를 통해 DAC(236)에 발송한다. DAC(236)는 수정된 에러 신호의 적분되고, 기울기 보상되고, 필터링된 버전을 변환해서 아날로그 전력 제어 신호를 생성하고, 이 제어 신호는 접속부(237)를 통해 LPF(238)에 발송된다. LPF(238)는 필터링된 전력 제어 신호를 접속부(239)를 통해 스위치(240)에 발송하기 전에 전력 제어 신호에 존재할 수 있는 고주파수 신호 성분을 감소시키거나 또는 제거한다. 도 5에서 도시된 바와 같이, 핸드셋이 EDGE/WCDMA 통신 모드 하에서 동작 중이라는 것을 접속부(201)상의 통신 모드 제어 신호가 표시할 때 스위치(240)는 전력 제어 신호를 접속부(203)를 통해 전치 증폭기 드라이버(148)에 전달한다. 그렇지 않고, 핸드셋이 GMSK 통신 모드 하에서 동작 중이라는 것을 접속부(201)상의 통신 모드 제어 신호가 표시할 때 스위치(240)는 전력 제어 신호를 접속부(205)를 통해 전력 증폭기(152)에 전달한다.
적응형 전력 제어기(500)는 접속부(206)를 통해 타겟 전력 레벨을 수신하고 접속부(208)를 통해 전력 증폭기 이득 조정 제어 신호를 수신하며, 이 타겟 전력 레벨과 전력 증폭기 이득 조정 제어 신호는 가산기(242)의 입력에 연결된다. 기저대역 서브시스템(110)으로부터 수신된 전력 증폭기 이득 조정 제어 신호는 핸드셋의 현재의 온도 및 희망하는 송신 주파수 대역 중 하나 또는 이 모두에 응답한다. 가산기(242)는 이득 룩업 테이블(250)의 인덱스 입력에 적용되는 결합된 신호를 생성하여 발송한다. 이어서, 이득 룩업 테이블은 접속부(251)를 통해 코드를 멀티플렉서(234)의 제2 데이터 입력에 발송한다. 타겟 전력 레벨이 문턱값 미만일 때, 접속부(204)상의 폐루프/개방루프 제어 신호는 멀티플렉서(234)로 하여금 접속부(235)를 통해 코드를 DAC(236)에 발송하도록 지시내린다. 이 개방 루프 동작 모드에서, DAC(236)에 의해 변환된 코드는 상술한 바와 같이 로우 패스 필터링되고 전치 증폭기 드라이버(148) 또는 전력 증폭기(152) 중 하나에 발송되는 전력 제어 신호가 된다.
도 5와 관련하여 도시되고 설명된 폐루프 적응형 대역폭 제어는 송신 전력 레벨의 전압 표현에 응답한다. 제어 방식은 WCDMA 및 EDGE/GMSK 통신 표준들 모두를 위한 폐루프 컴포넌트들의 재사용을 허용해준다. 제안된 방식은 또한 송신 전력 제어의 전체 범위뿐만이 아니라 EDGE/GMSK 모드에서의 제어된 전력 램프 업 및 램프 다운 천이들을 제공하는데 적합하다. 루프 대역폭이 전력 제어 범위 전체에 걸쳐서 일정해지도록 이득 제어 특성의 비선형성을 보상하기 위해 대역폭 제어 신호들이 두 개의 서로 다른 위치들에 적용된다. 전압 선형 이득 제어 특성의 경우, 기울기 보상은 누산기(230)에 앞서 적용된다. dB 선형 제어 특성의 경우, 기울기 보상은 로그 변환에 뒤이어 적용된다.
도 6은 도 5의 루프 대역폭 제어기(600)의 실시예를 도시하는 블록도이다. 루프 대역폭 제어기(600)는, 도 5의 적응형 전력 제어기(500)의 폐루프에서의 애플리케이션에 적절한 대역폭 제어 신호를 생성할 때, 루프 대역폭 제어기(600)로 하여금 루프 대역폭 상수 및 타겟 전력을 적용하도록 지시내리는 다수의 신호들을 기저대역 서브시스템(110)으로부터 수신한다. 루프 대역폭 제어기(600)는 접속부(601)를 통해 루프 대역폭 상수를 수신하고, 접속부(602)를 통해 루프 모드 선택 신호를 수신하고, 접속부(604)를 통해 포스트 바이패스 비트를 수신하며, 접속부(605)를 통해 타겟 전력을 수신하며, 접속부(606)를 통해 대역 선택 입력 신호를 수신한다. 이러한 입력들에 더하여, 루프 대역폭 제어기(600)는 접속부(603)를 통해 최소 전력(또는 Xmin)을 적용하고 접속부(609)를 통해 상수 K를 적용한다. 이에 응답하여, 루프 대역폭 제어기(600)는 제1 대역폭 제어 신호와 제2 대역폭 제어 신호를 생성하고, 제1 대역폭 제어 신호를 접속부(226)를 통해 발송하고, 제2 대역폭 제어 신호를 접속부(227)를 통해 발송한다. 상술한 바와 같이, 제1 대역폭 제어 신호는 우향 쉬프터(224)의 제어 입력에 연결되고, 제2 대역폭 제어 신호는 스케일러(228)의 제어 입력에 연결된다.
가산기(610)는 볼트 단위의 타겟 전력을 접속부(605)를 통해 수신하고, 접속부(603)를 통해 최소 송신 전력 레벨을 수신하도록 구성된다. 가산기(610)는 타겟 전력 레벨과 최소 송신 전력 레벨의 차이를 접속부(611)를 통해 스케일러(612)에 발송한다. 스케일러(612)는 타겟 전력 레벨과 최소 송신 전력 레벨의 차이를 스케일링하고, 그 결과를 접속부(613)를 통해 인덱서(614)에 발송한다. 인덱서(614)는 수신된 신호를 프로세싱하고, 인덱스 제어 신호를 생성하며, 이 인덱스 제어 신호를 접속부(615)를 통해 룩업 테이블(620)에 발송한다. 룩업 테이블(620)은, 접속부(606)상의 대역 선택 신호 및 인덱스 제어 신호에 응답하여, 테이블내의 선택 엔트리를 식별하여, GMSK 정규화된 DAC 기울기를 접속부(621)를 통해 멀티플렉서(632)의 제1 데이터 입력에 발송한다. 멀티플렉서(632)는 자신의 제2 데이터 입력을 통해 바이너리 1을 수신한다. 포스트 바이패스 비트 신호(604)는 인버터(630)에 의해 반전되고, 접속부(631)를 통해 멀티플렉서(632)의 제어 입력에 연결된다. 접속부(631)상의 신호에 따라, 멀티플렉서(632)는 바이너리 1 또는 GMSK 정규화된 DAC 기울기 값 중 하나를 멀티플렉서(634)의 제1 데이터 입력에 연결된 접속부(633)를 통해 발송한다. 멀티플렉서(634)의 제2 데이터 입력은 자신의 제2 데이터 입력을 통해 바이너리 1을 수신하도록 구성된다. 접속부(602)상의 루프 모드 선택 입력 신호에 따라, 멀티플렉서(634)는 접속부(633)상의 신호 또는 접속부(635)상의 바이너리 1 중 하나를 스케일러(650)에 발송한다. dB 선형 제어 특성에 대해 대역폭을 교정할 것이 요망될 때, 바이너리 1이 스케일러(650)에 발송된다.
접속부(601)상의 루프 대역폭 상수 및 접속부(609)상의 상수 K는 가산기(640)에 연결된다. 가산기(640)는 수신된 값들의 합을 접속부(641)를 통해 스케일러(642)에 발송한다. 스케일러(642)는 루프 대역폭 상수와 K의 합을 스케일링하고 실수의 디지털 표현을 접속부(643)를 통해 발송한다. 정수 엘리먼트 또는 INT(652)는 접속부(643)를 통해 실수를 수신하고 이 실수의 정수부를 접속부(653)를 통해 가산기(654)에 발송한다. 가산기(654)는 정수 M을 접속부(657)를 통해 수신하고, 정수 M과 실수의 정수부의 차이를 접속부(226)를 통해 발송한다. 정수 M과 실수의 정수부의 차이는 제1 대역폭 제어 신호이다. 분수 엘리먼트 또는 FRAC(644)는 접속부(643)를 통해 실수를 수신하고, 이 실수의 분수부의 표현을 접속부(645)를 통해 가산기(646)에 발송한다. 가산기는 접속부(607)를 통해 바이너리 1을 수신한다. 실수의 분수부와 바이너리 1의 합은 접속부(647)를 통해 스케일러(650)에 발송된다. 이어서, 스케일러(650)는 바이너리 1 또는 GMSK 정규화된 DAC 기울기의 스케일된 버전을 생성한다. 스케일된 출력 신호는 접속부(227)를 통해 적응형 전력 제어기(500)(도 5 참조)의 폐쇄형 제어 루프내의 스케일러(228)에 발송된다. 스케일된 출력 신호는 제2 대역폭 제어 신호이다.
도 7은 도 5의 기울기 보상기(700)의 실시예를 도시하는 블록도이다. 기울기 보상기(700)는, 기울기 보상기로 하여금 도 5의 적응형 전력 제어기(500)의 폐루프에서의 애플리케이션에 적절한 대역폭 제어 신호를 생성하도록 지시하는 다수의 신호들을 기저대역 서브시스템(110)으로부터 수신한다. 기울기 보상기(700)는 접속부(701)를 통해 대역/모드 선택 신호를 수신하고, 접속부(703)를 통해 타겟 전력 레벨 신호를 수신하며, 접속부(705)를 통해 루프 모드 선택 신호를 수신한다. 이러한 입력들에 더하여, 기울기 보상기(700)는 접속부(702)를 통해 최소 전력(또는 Xmin)을 적용하고, 접속부(707) 및 접속부(709) 각각을 통해 제1 및 제2 상수들을 적용한다. 이에 응답하여, 기울기 보상기(700)는 제3 대역폭 제어 신호와 제4 대역폭 제어 신호를 생성하고, 제3 대역폭 제어 신호를 접속부(702)를 통해 발송하고, 제4 대역폭 제어 신호를 접속부(704)를 통해 발송한다. 상술한 바와 같이, 제3 대역폭 제어 신호는 우향 쉬프터(534)의 제어 입력에 연결되고, 제4 대역폭 제어 신호는 스케일러(536)의 제어 입력에 연결된다.
접속부(705)상의 루프 모드 선택 신호에 따라, 멀티플렉서(760)는 쉬프터(714), 쉬프터(736), 및 쉬프터(754)의 제어 입력에 연결된 접속부(762)를 통해 제1 상수 및 제2 상수 중 하나를 제어가능하게 발송한다. 쉬프터(714), 쉬프터(736), 및 쉬프터(754)는 접속부(702) 상의 제3 대역폭 제어 신호를 생성하고 접속부(704) 상의 제4 대역폭 제어 신호를 생성하는 프로세스에서 기울기 보상기(700)를 통해 제어가능하게 발송한다.
가산기(710)는 타겟 전력(dBm 단위)을 접속부(703)를 통해 수신하고, 접속부(702)를 통해 최소 송신 전력을 수신한다. 기울기 보상기(700)는 타겟 전력 레벨에서 최소 송신 전력을 감산하고, 그 결과를 접속부(712)를 통해 쉬프터(714)에 발송한다. 쉬프터(714)는 이 결과를 프로세싱하고 이것의 쉬프트된 버전을 접속부(716)를 통해 정수 엘리먼트(718)에 발송한다. 정수 엘리먼트(718)는 접속부(716)상의 신호의 정수부를 접속부(720)를 통해 쉬프터(754), 룩업 테이블(730), 및 룩업 테이블(734)에 발송한다. 룩업 테이블(730)은 실제적으로는 대역/모드 선택 입력(701) 및 정수 엘리먼트(718)의 출력의 제어하에 동작하는 여러 개의 테이블들이다. 룩업 테이블(730)은 DAC 기울기 값들을 포함하며, 이들 중 선택된 것은 접속부(732)를 통해 쉬프터(736)에 발송된다. 쉬프터(736)는 프로세싱된 DAC 기울기 값을 접속부(738)를 통해 스케일러(740)에 발송한다. 스케일러(740)는 접속부(742)를 통해 멀티플렉서(750)의 제1 데이터 입력에 발송되는 제1 스케일된 신호를 생성한다. 또한, 스케일러(740)는 접속부(746)를 통해 멀티플렉서(750)의 제2 데이터 입력에 발송되는, 제1 스케일된 신호와 크기가 다른 제2 스케일된 신호를 생성한다. 멀티플렉서(750)는 접속부(705)상의 루프 모드 선택 신호에 따라 제1 스케일된 신호 또는 제2 스케일된 신호 중 하나를 접속부(702)를 통해 발송한다.
도 7에서 도시된 바와 같이, 접속부(702)는 또한 스케일러(770)의 제어 입력에 연결된다. 가산기(764)는 접속부(702)를 통해 수신된 최소 송신 전력을, 접속부(756)를 통해 수신된 최소 송신 전력과 타겟 전력간의 차이의 정수부의 쉬프트된 버전과 합산하고, 그 결과를 접속부(766)를 통해 스케일러(770)에 발송한다. 스케일러(770)는 접속부(702)를 통해 수신된 제3 대역폭 제어 신호에 따라 접속부(766)상의 신호를 조정하고, 그 결과를 접속부(772)를 통해 가산기(764)에 발송된다. 룩업 테이블(734)은 실제적으로는 대역/모드 선택 입력(701) 및 정수 엘리먼트(718)의 출력의 제어하에 동작하는 여러 개의 테이블들이다. 룩업 테이블(734)은 DAC 오프셋 값들을 포함하며, 이들 중 선택된 것은 접속부(735)를 통해 가산기(764)에 발송된다. 가산기(764)는 DAC 오프셋 값과 접속부(772)상의 스케일된 신호를 합산하고, 그 결과를 접속부(704)를 통해 발송한다. 접속부(704)상의 결과는 제4 대역폭 제어 신호이다.
도 8은 모바일 핸드셋 송신기에서의 적응형 전력 제어를 위한 방법의 실시예의 동작을 도시하는 흐름도이다. 도 8의 흐름도는 다이렉트 런칭 송신기를 갖도록 구성된 적응형 전력 제어기와 연계된 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 통한 잠재적인 구현예의 아키텍쳐, 기능, 및 동작을 도시한다. 이와 관련하여, 블록은 특정한 기능(들)을 구현하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령어를 포함하는 모듈, 세그먼트, 또는 코드의 일부분을 나타낼 수 있다. 적응형 전력 제어기가 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 통해 구현될 때, 흐름도내의 하나 이상의 블록들은 엘리먼트를 형성하는 회로 또는 회로들을 나타낼 수 있다. 대안적으로, 설명된 기능들은 컴퓨터 시스템내의 프로세서와 같은 적합한 실행 시스템에 의해 인식가능한 명령어들을 포함하는 프로그래밍 언어 또는 머신 코드로 기록된 인간 판독가능 스테이트먼트를 포함하는 소스 코드로 구현될 수 있다. 머신 코드는 소스 코드 등으로부터 변환될 수 있다.
방법(800)은 모바일 핸드셋내의 전력 증폭기에 의해 생성된 출력 전력 레벨을 검출하는데 전력 검출기가 이용되는 블록(802)으로 시작한다. 다음에, 블록(804)에서 나타난 바와 같이, 모바일 핸드셋의 무선 주파수 서브시스템에서 출력 전력 레벨 및 타겟 전력 레벨의 함수에 응답하여 에러 신호가 생성된다. 그런 후, 블록(806)에서 도시된 바와 같이, 대역폭 제어 신호가 에러 신호에 적용되어, 모바일 핸드셋에서의 적응형 전력 제어기의 폐쇄형 제어 루프에서 수정된 에러 신호를 생성한다. 블록(806)에서 더 표시된 바와 같이, 송신 전력의 희망하는 범위에 응답하여, 적응형 전력 제어기는 전력 제어 신호를 생성하기 위해서 코드 또는 수정된 에러 신호 중 하나를 제어가능하게 발송한다. 상술한 바와 같이, 모바일 핸드셋이 EDGE 또는 WCDMA 모드(즉, 송신 전력 레벨의 변경을 추적하기 위해 dB 선형 증폭이 요망되는 모드들) 중 하나에서 동작 중일 때, 전력 제어 신호는 전치 증폭기 드라이버에 발송되며, 이 전치 증폭기 드라이버는 전치 증폭된 송신 신호를 전력 증폭기에 발송하기 전에 송신 신호를 증폭한다. 그렇지 않고, 모바일 핸드셋이 GMSK 모드(즉, 잘 제어된 송신 전력 램프 업 및 램프 다운이 요망되는 모드)에서 동작 중일 때, 전력 제어 신호는 전력 증폭기에 발송된다. 또한 상술한 바와 같이, 기저대역 서브시스템으로부터의 타겟 전력 입력 신호에 의해 제공된 타겟 송신 전력이 희망하는 문턱값 미만일 때, 전력 제어 신호를 생성하기 위해서 디지털-아날로그 컨버터에 대한 입력에 적용할 적절한 코드를 선택하기 위해 적응형 전력 제어기는 이 타겟 전력 입력 신호를 이득 제어 룩업 테이블에 인가하도록 구성된다.
모바일 핸드셋에서의 적응형 전력 제어기 및 적응형 전력 제어를 위한 방법의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 본 발명의 범위 내에 있는 더 많은 실시예들 및 구현예들이 가능하다는 것이 본 발명분야의 당업자에게는 자명할 것이다. 따라서, 적응형 전력 제어기 및 방법은 첨부된 청구범위와 그 등가물의 고려를 제외하고는 제한적이 되어서는 안 된다.
106: 전원 110: 기저대역 서브시스템
122: 메모리 124: 아날로그 회로
130: RF 서브시스템 140: 다이렉트 런칭 송신기
141: 적응형 전력 제어 소프트웨어 142: I/Q 제어기
144: I/Q 생성기 146: RF 업컨버터
148: 전치 증폭기 드라이버 150: 전력 증폭기 모듈
152: 전력 증폭기 154: 검출기
162: 프론트 엔드 모듈 170: 수신기
200: 적응형 전력 제어기 220: 전력-전압 컨버터
224: 우향 쉬프터 230: 누산기
232: 홀드 엘리먼트 250: 이득 룩업 테이블
300: 루프 대역폭 제어기 310: 스케일러
314: 근사화기 328: 인덱서
330: 룩업 테이블 700: 기울기 보상기

Claims (20)

  1. 모바일 핸드셋의 송신기에서의 적응형 대역폭 제어를 위한 방법으로서,
    전력 증폭기에 의해 생성된 출력 전력 레벨을 검출하기 위해서 전력 검출기를 이용하는 단계;
    상기 모바일 핸드셋의 무선 주파수 서브시스템에서 상기 출력 전력 레벨 및 타겟 전력 레벨에 응답하여 에러 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 모바일 핸드셋에서의 적응형 전력 제어기의 폐쇄형 제어 루프에서 수정된 에러 신호를 생성하기 위해서 대역폭 제어 신호를 상기 에러 신호에 적용하는 단계
    를 포함하며,
    상기 적응형 전력 제어기는, 송신 전력의 희망하는 범위에 응답하여 전력 제어 신호를 생성하기 위해서 코드 또는 상기 수정된 에러 신호 중 하나를 제어가능하게 발송하는, 적응형 대역폭 제어를 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 전력 레벨에 응답하여 에러 신호를 생성하는 단계는, 상기 출력 전력 레벨을 선형 스케일(linear scale)로부터 로그 스케일(logarithmic scale)로 변환하는 단계를 포함하는, 적응형 대역폭 제어를 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수정된 에러 신호를 생성하기 위해서 대역폭 제어 신호를 상기 에러 신호에 적용하는 단계는, 상기 타겟 전력 레벨에 응답하는 루프 대역폭 제어기를 적용하는 단계를 포함하며, 상기 루프 대역폭 제어기는, 송신 인에이블 신호에 응답하여 제1 동작 모드 또는 제2 동작 모드에서 동작하는, 적응형 대역폭 제어를 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 출력 전력 레벨 및 타겟 전력 레벨에 응답하여 에러 신호를 생성하는 단계는 로그값을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 수정된 에러 신호를 생성하기 위해서 대역폭 제어 신호를 상기 에러 신호에 적용하는 단계는, 일정한 로그값을 상기 폐쇄형 제어 루프 내의 엘리먼트들에 적용하는 단계를 포함하는, 적응형 대역폭 제어를 위한 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 코드를 제어가능하게 발송하는 것은, 상기 폐쇄형 제어 루프에서의 룩업 테이블로부터의 값을 송신하는 것을 포함하는, 적응형 대역폭 제어를 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 전력 레벨에 응답하여 에러 신호를 생성하는 단계는, 상기 타겟 전력 레벨을 로그 스케일로부터 선형 스케일로 변환하는 단계를 포함하는, 적응형 대역폭 제어를 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전력 제어 신호를 생성하기 위해서 코드를 제어가능하게 발송하는 것은, 상기 폐쇄형 제어 루프 외부의 룩업 테이블로부터의 값을 송신하는 것을 포함하는, 적응형 대역폭 제어를 위한 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 코드 또는 상기 수정된 에러 신호 중 하나를 제어가능하게 발송하는 것은, 상기 타겟 전력 레벨이 희망하는 문턱값 미만인 경우에는, 상기 코드를 발송하는 것을 포함하는, 적응형 대역폭 제어를 위한 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 코드 또는 상기 수정된 에러 신호 중 하나를 제어가능하게 발송하는 것은, 상기 타겟 전력 레벨이 희망하는 문턱값보다 큰 경우에는, 상기 수정된 에러 신호를 발송하는 것을 포함하는, 적응형 대역폭 제어를 위한 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    적분된 에러 신호를 생성하기 위해서 누산기를 상기 수정된 에러 신호에 적용하는 단계
    를 더 포함하며,
    상기 대역폭 제어 신호를 상기 에러 신호에 적용하는 단계는, 로그 제어 경로를 필터링된 에러 신호에 적용하는 단계를 포함하는, 적응형 대역폭 제어를 위한 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 로그 제어 경로는, 송신 모드 및 주파수 대역에 응답하는 기울기 보상기를 포함하는, 적응형 대역폭 제어를 위한 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기울기 보상기는 상기 타겟 전력 레벨 및 최소 전력 레벨에 응답하는, 적응형 대역폭 제어를 위한 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 수정된 에러 신호를 생성하기 위해서 대역폭 제어 신호를 상기 에러 신호에 적용하는 단계는, 상기 타겟 전력 레벨을 로그 단위로 수신하며, 상기 대역폭 제어 신호를 선형 단위로 발송하는 루프 대역폭 제어기를 적용하는 단계를 포함하는, 적응형 대역폭 제어를 위한 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 루프 대역폭 제어기는 루프 대역폭 상수에 응답하는, 적응형 대역폭 제어를 위한 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 전력 제어 신호를, EDGE 및 WCDMA 통신 표준들을 통해 통신하는 경우에는 전치 증폭기 드라이버에 그리고 GMSK를 통해 통신하는 경우에는 전력 증폭기에 제어가능하게 인가하는 단계
    를 더 포함하는, 적응형 대역폭 제어를 위한 방법.
  16. 모바일 핸드셋으로서,
    전력 증폭기 및 전력 검출기를 포함하는 전력 증폭기 모듈 - 상기 전력 증폭기는, 송신 신호 및 전력 제어 신호를 수신하고, 증폭된 송신 신호를 생성하도록 구성되며, 상기 전력 검출기는, 상기 증폭된 송신 신호의 전력에 응답하여 검출기 출력을 생성하도록 구성됨 -; 및
    상기 전력 증폭기 모듈에 연결된 적응형 전력 제어기 - 상기 적응형 전력 제어기는, 상기 전력 증폭기 모듈과 함께 폐쇄형 제어 루프를 형성하고, 상기 적응형 전력 제어기는 제1 쉬프터, 제1 스케일러, 누산기 및 홀드 엘리먼트를 포함하고, 상기 제1 쉬프터 및 상기 제1 스케일러는, 대역폭 제어 신호를 수신하고, 함께 타겟 전력 레벨 및 상기 검출기 출력으로부터 생성된 에러 신호에 응답하여 수정된 에러 신호를 생성하도록 구성되며, 상기 누산기 및 상기 홀드 엘리먼트는, 상기 전력 제어 신호를 생성하기 위해서 상기 수정된 에러 신호를 필터링함 -
    를 포함하는, 모바일 핸드셋.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 타겟 전력 레벨을 수신하며, 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 생성하도록 구성된 루프 대역폭 제어기
    를 더 포함하고,
    상기 제1 제어 신호는 제1 쉬프터 제어 입력에 인가되며, 상기 제2 제어 신호는 제1 스케일러 제어 입력에 인가되는, 모바일 핸드셋.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 루프 대역폭 제어기는 루프 대역폭 상수를 수신하는, 모바일 핸드셋.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제1 쉬프터 및 상기 제1 스케일러는, 값이 고정되는 대역폭 제어 신호를 수신하는, 모바일 핸드셋.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 누산기와 상기 홀드 엘리먼트 사이에서 폐루프에 삽입된 로그 제어 경로
    를 더 포함하고,
    상기 로그 제어 경로는, 로그 컨버터, 제2 쉬프터 및 제2 스케일러를 포함하며, 상기 로그 제어 경로는, 상기 제2 쉬프터 및 상기 제2 스케일러에 연결된 기울기 보상기에 응답하는, 모바일 핸드셋.
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