KR102460322B1 - Supply modulator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통신 시스템에서 사용되는 무선 송신기에 사용되는 전원 변조기(Supply Modulator, SM)에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전원 변조기는 기준전압의 크기에 따라 출력 전압을 조절하는 선형 레귤레이터의 전원 전압을 조절하는 벅 부스터와, 모뎀으로부터 입력되는 전력 제어 신호의 크기에 따라 상기 벅 부스터로 입력되는 기준전압의 크기를 제어함으로써 상기 전원 변조기의 동작 모드를 변경하는 전원 제어기와, 상기 선형 레귤레이터의 출력 신호로부터 AC 신호를 커플링하여 상기 선형 레귤레이터의 출력 신호를 낮추는 AC 커플링 커패시터를 포함하는 AC 커플링부와, 상기 AC 커플링부의 출력 신호와 스위칭 레귤레이터의 출력 신호를 결합하여 상기 무선 주파수 전력 증폭기로 공급하는 결합기와, 상기 무선 주파수 전력 증폭기의 전원단에 일단이 연결되고 타단이 상기 벅 부스터 또는 상기 결합기와 연결되어 상기 전원 변조기의 동작모드를 포락선 추적 모드 또는 평균 전력 추적 모드로 변경하는 스위치를 포함한다.The present invention relates to a power modulator (SM) used in a wireless transmitter used in a communication system. The power modulator according to the present invention includes a buck booster that adjusts the power supply voltage of a linear regulator that adjusts the output voltage according to the magnitude of the reference voltage, and the reference voltage input to the buck booster according to the magnitude of the power control signal input from the modem. An AC coupling unit comprising: a power controller for changing an operation mode of the power modulator by controlling its magnitude; and an AC coupling capacitor for coupling an AC signal from an output signal of the linear regulator to lower an output signal of the linear regulator; A coupler that combines the output signal of the AC coupling unit and the output signal of the switching regulator and supplies it to the radio frequency power amplifier, one end is connected to a power terminal of the radio frequency power amplifier and the other end is connected to the buck booster or the combiner and a switch for changing the operation mode of the power modulator to an envelope tracking mode or an average power tracking mode.
Description
본 발명은 통신 시스템에서 사용되는 무선 송신기에 사용되는 전원 변조기(Supply Modulator, SM)에 관한 것이다. The present invention relates to a power modulator (SM) used in a wireless transmitter used in a communication system.
무선 통신용 단말기와 같이 배터리 전력소모가 중요시 되는 어플리케이션에서는 긴 배터리 사용시간을 위하여 고효율 RF(Radio Frequency)/아날로그 출력 증폭기를 요구한다. 최근 무선 통신은 2G에서 3G/4G로 진화하면서 높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 특성에도 고효율 특성을 얻을 수 있는 기술을 필요로 하고 있다. 또한, 4G 통신 채널은 높은 선형특성 및 높은 대역폭을 단말의 하드웨어에 요구하고 있다. 따라서 무선 통신용 단말기에 필요한 RF/아날로그 출력 증폭기는 모든 요구조건을 충족하여야 하지만, 공정 및 회로구조상의 한계로 인하여 동시에 모든 요구조건을 충족시키기 어렵다. In applications where battery power consumption is important, such as wireless communication terminals, high-efficiency RF (Radio Frequency)/analog output amplifiers are required for long battery life. Recently, as wireless communication evolves from 2G to 3G/4G, a technology capable of obtaining high-efficiency characteristics even with high PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) characteristics is required. In addition, the 4G communication channel requires high linearity and high bandwidth for hardware of the terminal. Therefore, the RF/analog output amplifier required for a wireless communication terminal must satisfy all requirements, but it is difficult to simultaneously satisfy all requirements due to limitations in process and circuit structure.
한편, 무선 주파수 전력 증폭기(Radio Frequency Power Amplifier, 이하 RF PA 또는 RF 전력 증폭기)의 효율은 입력 신호의 PAPR이 클수록 낮아진다. 그런데 높은 PAPR 특성은 RF 전력 증폭기의 높은 P1dB(1dB Gain Compression Point) 및 포화 전력(saturated power)을 요구하므로, 배터리와 같이 한정된 전원(fixed supply)으로 동작하는 기존의 RF 전력 증폭기는 피크 전력(peak power)과 백오프 전력(back-off power) 영역에서 모두 낮은 전력효율을 가지게 된다. On the other hand, the efficiency of a radio frequency power amplifier (Radio Frequency Power Amplifier, hereinafter referred to as an RF PA or RF power amplifier) decreases as the PAPR of the input signal increases. However, high PAPR characteristics require high P1dB (1dB Gain Compression Point) and saturated power of the RF power amplifier. power) and have low power efficiency in both the back-off power region.
따라서 백오프 전력 영역에서의 낮은 전력효율 특성을 개선하기 위하여 평균전력(Average Power)을 추적(tracking)하면서 전원 전압을 조절하는 APT(Average Power Tracking) 기술이 개발되었다. 하지만 APT 기술을 적용할 경우, 전원 전압이 순시적으로 포락선 신호(envelope signal)을 따라가지 못하기 때문에 이로 인해 RF 전력 증폭기는 추가적인 전력 손실(power loss)을 가지게 된다. Therefore, in order to improve the low power efficiency characteristics in the back-off power region, an average power tracking (APT) technology for controlling the power supply voltage while tracking the average power has been developed. However, when the APT technology is applied, since the power supply voltage cannot instantaneously follow the envelope signal, the RF power amplifier has an additional power loss.
이를 보완하기 위하여 개발된 기술이 포락선 추적(Envelope Tracking, 이하 ET) 기술이다. ET 기술은 RF 전력 증폭기의 효율을 향상시키는 기술의 하나로, 입력되는 포락선 신호를 순시적으로 따라가면서 RF 전력 증폭기의 전력효율 특성을 개선하는 기술이다. 따라서 RF 전력 증폭기에 ET 기술을 적용하기 위해서는 배터리 전원을 포락선 신호로 정규화하는 전원 변조기(Supply Modulator, 이하 SM)가 필요하다. 전원 변조기는 높은 대역폭(bandwidth)과 높은 효율을 동시에 가져야 하며, 이를 위해 일반적으로 선형(Linear) 증폭기로 이루어진 선형 레귤레이터와 스위칭 레귤레이터의 조합인 하이브리드(hybrid) 구조를 사용한다.A technology developed to supplement this is an envelope tracking (hereinafter referred to as ET) technology. The ET technology is one of the technologies for improving the efficiency of the RF power amplifier, and it is a technology for improving the power efficiency characteristics of the RF power amplifier while instantaneously following the input envelope signal. Therefore, in order to apply the ET technology to the RF power amplifier, a power modulator (hereinafter referred to as SM) that normalizes the battery power to an envelope signal is required. A power modulator must have high bandwidth and high efficiency at the same time, and for this purpose, a hybrid structure, which is a combination of a linear regulator consisting of a linear amplifier and a switching regulator, is generally used.
도 1은 일반적인 하이브리드 전원 변조기를 포함하는 송신기의 구조를 도시한 것이다.1 shows the structure of a transmitter including a typical hybrid power modulator.
도 1을 참조하면, 모뎀(110)은 송신하고자 하는 정보를 포함하는 송신 신호를 RFIC(120)로 제공한다. 또한 모뎀(110)은 송신 신호의 진폭 변조(Amplitude Modulation: AM)를 통해 생성한 포락선 신호(Envelope)를 전원 변조기(140)로 제공한다. Referring to FIG. 1 , the
RFIC(120)는 송신 신호를 시스템 대역의 반송파로 변조하여 RF 신호를 출력하며, RF 전력 증폭기(130)는 RF 신호를 요구되는 전력 레벨로 증폭하여 안테나를 통해 송신한다. The
전원 변조기(140)는 모뎀(110)으로부터 입력되는 포락선 신호를 증폭하고 정규화하는 과정을 통해 배터리 전원을 RF 전력 증폭기(130)로 전달한다. 전원 변조기(140)는 배터리로부터 제공되는 고정된 공급 전원을 포락선 신호에 따라 제어하여, 전원 변조기(140) 및 RF 전력 증폭기(130)가 최적의 선형성 및 효율을 가지도록 한다. The
또한 도 1에 도시된 전원 변조기(140)는 스위칭 레귤레이터(142)와 선형 증폭기로 이루어진 선형 레귤레이터(141)의 조합인 하이브리드 구조를 가진다. 선형 레귤레이터(141)와 스위칭 레귤레이터(142)의 출력들은 결합기에서 결합된 후 RF 전력 증폭기(130)의 공급 전압으로서 RF 전력 증폭기(130)로 제공된다. 선형 레귤레이터(141)는 포락선 신호의 높은 주파수 영역을 추적하여 RF 전력 증폭기(130)의 공급 전압에 대한 높은 출력 정확도를 보장한다. 스위칭 레귤레이터(142)는 넓은 범위의 출력 전압을 제공하기 위하여 포락선 신호의 낮은 주파수 영역을 추적한다.Also, the
RF 전력 증폭기(130)는 전원 변조기(140)에서 공급되는 전원을 사용하여 포화 전력을 추적하고 RFIC(120)의 출력 신호를 증폭한다. 이때 RF 전력 증폭기(130)는 출력 전력에 따라서 APT 모드 또는 ET 모드로 동작한다. 즉, 출력 전력이 소정값 미만일 때에는 RF 전력 증폭기(130)가 APT 모드로 동작하며, 전원 변조기(140) 내부의 벅-부스트 변환기(Buck-Boost converter)의 출력을 전원으로 사용한다. 반면에 출력 전력이 소정값 이상일 때에는 RF 전력 증폭기(130)가 ET 모드로 동작하며, 하이브리드 형태의 전원 변조기의 출력을 전원으로 사용한다. The
한편, 전력 증폭기의 전체 효율은 전원 변조기의 효율과 전력 증폭기 자체의 효율의 곱으로 결정된다. 그런데 출력 전력(Output power)이 백오프 됨에 따라 전원 변조기의 효율은 나빠지고 ET 효과는 줄어들기 때문에, 소정값(백오프 전력) 이하에서는 APT 모드의 전력 증폭기의 효율이 ET 모드의 전력 증폭기의 효율보다 높아지게 된다. 따라서 ET 모드의 동작 영역(dynamic range)을 넓히기 위해서는 전원 변조기 자체의 백오프 전력 효율과 ET 효과를 동시에 향상시켜야 한다. Meanwhile, the overall efficiency of the power amplifier is determined by the product of the efficiency of the power modulator and the efficiency of the power amplifier itself. However, as the output power is back-off, the efficiency of the power modulator deteriorates and the ET effect decreases. Below a predetermined value (back-off power), the efficiency of the power amplifier in the APT mode is lower than that of the power amplifier in the ET mode. will be higher Therefore, in order to widen the dynamic range of the ET mode, it is necessary to simultaneously improve the backoff power efficiency of the power modulator itself and the ET effect.
또한 ET 모드의 전력 증폭기의 효율을 최대화 하기 위하여, 전원 변조기는 RF 전력 증폭기의 공급 전압을 제어하여 포화 전압을 추적하도록 한다. 그런데 포화 전압 추적과 무릎전압(knee voltage) 효과로 인해 전원 변조기의 출력 전압에 대한 추가적인 성형(shaping)이 필요하다. 따라서 전원 변조기의 출력 전압을 백오프 전력에 따라 적응적으로 조절하여 ET 모드의 전력 증폭기의 백오프 효과를 향상시키기 위해서는 백오프 전력값에 따른 최적화 성형 테이블(shaping table)이 요구된다. 하지만 전력 제어에 따른 출력 전압 성형은 통신 시스템의 운용 및 RF 구동기의 복잡도를 높이는 결과를 초래한다. Also, in order to maximize the efficiency of the power amplifier in the ET mode, the power modulator controls the supply voltage of the RF power amplifier to track the saturation voltage. However, additional shaping of the output voltage of the power modulator is required due to saturation voltage tracking and knee voltage effects. Therefore, in order to improve the backoff effect of the ET mode power amplifier by adaptively adjusting the output voltage of the power modulator according to the backoff power, an optimized shaping table according to the backoff power value is required. However, output voltage shaping according to power control results in increasing the complexity of the operation of the communication system and the RF driver.
또한 하이브리드 전원 변조기의 출력 전압은 백오프 전력에 따라서 비례감쇠(scale down)된다. 즉 선형 증폭기의 효율은 전원 전압과 출력 전압의 비율에 따른 손실이 발생하여, 백오프 전력에 따라 전원 변조기의 전체 효율이 낮아진다. 그런데 선형 증폭기의 최대 전원 전압은 출력 피크 전압에 의하여 결정되기 때문에, 백오프 전력 영역에서 높은 선형 증폭기의 전원 전압은 오히려 전원 변조기의 전체 효율을 악화시킨다.Also, the output voltage of the hybrid power modulator is scaled down according to the backoff power. That is, in the efficiency of the linear amplifier, a loss occurs according to the ratio of the power supply voltage and the output voltage, so that the overall efficiency of the power modulator is lowered according to the back-off power. However, since the maximum power supply voltage of the linear amplifier is determined by the output peak voltage, a high power supply voltage of the linear amplifier in the back-off power region rather deteriorates the overall efficiency of the power modulator.
따라서 본 발명의 목적은 하이브리드 전원 변조기에서 출력 전력의 크기에 맞게 APT 모드와 ET 모드에서 각각 전원 변조기의 공급 전압과 추적 성형 테이블(Envelope Shape table)을 적응적으로 제어하여, ET 모드의 전력 증폭기의 피크 전력과 백오프 전력의 효율을 향상시킬 수 있는 구조와 방법을 제공하는데 있다.Therefore, it is an object of the present invention to adaptively control the supply voltage and the envelope shape table of the power modulator in the APT mode and the ET mode, respectively, according to the size of the output power in the hybrid power modulator, thereby increasing the power amplifier of the ET mode. An object of the present invention is to provide a structure and method capable of improving the efficiency of peak power and back-off power.
본 발명의 일 실시예에 따른 전원 변조기는 모뎀으로부터 입력되는 기준전압의 크기에 따라 출력 전압을 조절하는 선형 레귤레이터의 전원 전압을 조절하는 벅 부스터와, 모뎀으로부터 입력되는 전력 제어 신호의 크기에 따라 상기 벅 부스터로 입력되는 기준전압의 크기를 제어함으로써 상기 전원 변조기의 동작 모드를 변경하는 전원 제어기와, 상기 선형 레귤레이터의 출력 신호로부터 AC 신호를 커플링하여 상기 선형 레귤레이터의 출력 신호를 낮추는 AC 커플링 커패시터를 포함하는 AC 커플링부와, 상기 AC 커플링부의 출력 신호와 스위칭 레귤레이터의 출력 신호를 결합하여 상기 무선 주파수 전력 증폭기로 공급하는 결합기와, 상기 무선 주파수 전력 증폭기의 전원단에 일단이 연결되고 타단이 상기 벅 부스터 또는 상기 결합기와 연결되어 상기 전원 변조기의 동작모드를 포락선 추적 모드 또는 평균 전력 추적 모드로 변경하는 스위치를 포함한다.
A power modulator according to an embodiment of the present invention includes a buck booster for adjusting the power supply voltage of a linear regulator that adjusts an output voltage according to the level of a reference voltage input from the modem, and a power control signal input from the modem according to the level of the power control signal. A power controller for changing the operation mode of the power modulator by controlling the level of a reference voltage input to the buck booster, and an AC coupling capacitor for coupling an AC signal from the output signal of the linear regulator to lower the output signal of the linear regulator An AC coupling unit comprising: a coupler that combines the output signal of the AC coupling unit and the output signal of the switching regulator and supplies it to the radio frequency power amplifier; one end is connected to a power end of the radio frequency power amplifier and the other end and a switch connected to the buck booster or the coupler to change an operation mode of the power modulator to an envelope tracking mode or an average power tracking mode.
본 발명의 다른 측면들과, 이득들 및 핵심적인 특징들은 부가 도면들과 함께 처리되고, 본 발명의 바람직한 실시예들을 게시하는, 하기의 구체적인 설명으로부터 해당 기술 분야의 당업자에게 자명할 것이다.Other aspects, advantages and key features of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description, taken together with the accompanying drawings, which discloses preferred embodiments of the present invention.
하기의 본 게시의 구체적인 설명 부분을 처리하기 전에, 이 특허 문서를 통해 사용되는 특정 단어들 및 구문들에 대한 정의들을 설정하는 것이 효과적일 수 있다. 예를 들어 “포함하다(include)” 및 “포함하다(comprise)”와 그 파생어들은 한정 없는 포함을 의미하며, “혹은(or)”은 포괄적이고, “및/또는”을 의미하며, “~와 연관되는(associated with)” 및 “~와 연관되는(associated therewith)”과 그 파생어들은 포함하고(include), ~내에 포함되고(be included within), ~와 서로 연결되고(interconnect with), 포함하고(contain), ~내에 포함되고(be contained within), ~에 연결하거나 혹은 ~와 연결하고(connect to or with), ~에 연결하거나 혹은 ~와 연결하고(couple to or with), ~와 통신 가능하고(be communicable with), ~와 협조하고(cooperate with), 인터리빙하고(interleave), 병치하고(juxtapose), ~로 가장 근접하고(be proximate to), ~로 ~할 가능성이 크거나 혹은 ~와 ~할 가능성이 크고(be bound to or with), 가지고(have), 소유하고(have a property of) 등과 같은 내용을 의미하고, “제어기”는 적어도 하나의 동작을 제어하는 임의의 디바이스, 시스템, 혹은 그 부분을 의미하고, 상기와 같은 디바이스는 하드웨어, 펌웨어 혹은 소프트웨어, 혹은 상기 하드웨어, 펌웨어 혹은 소프트웨어 중 적어도 2개의 몇몇 조합에서 구현될 수 있다. 어떤 특정 제어기와 연관되는 기능성이라도 집중화되거나 혹은 분산될 수 있으며, 국부적이거나 원격적일 수도 있다는 것에 주의해야만 할 것이다. 특정 단어들 및 구문들에 대한 정의들은 이 특허 문서에 걸쳐 제공되고, 해당 기술 분야의 당업자는 많은 경우, 대부분의 경우가 아니라고 해도, 상기와 같은 정의들이 종래 뿐만 아니라 상기와 같이 정의된 단어들 및 구문들의 미래의 사용들에도 적용된다는 것을 이해해야만 할 것이다.Before processing the detailed description part of this publication below, it may be effective to establish definitions for specific words and phrases used throughout this patent document. For example, “include” and “comprise” and their derivatives mean inclusive without limitation, “or” is inclusive, “and/or” means “and/or”, and “~ “associated with” and “associated therewith” and their derivatives include, be included within, interconnect with, include to contain, be contained within, connect to or with, connect to or couple to or with, communicate with be communicable with, cooperate with, interleave, juxtapose, be proximate to, or and means something like be bound to or with, have, have a property of, etc., and “controller” is any device or system that controls at least one action , or a part thereof, the device may be implemented in hardware, firmware or software, or some combination of at least two of the hardware, firmware or software. It should be noted that the functionality associated with any particular controller may be centralized or distributed, and may be local or remote. Definitions for specific words and phrases are provided throughout this patent document, and those skilled in the art will in many, if not most cases, know that such definitions are used in the prior art as well as in the words and phrases so defined. It should be understood that this also applies to future uses of the phrases.
본 발명에 따르면 ET 전력 증폭기의 핵심 부품인 전원 변조기의 효율을 피크 전력과 백오프 전력 영역에서 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명에 따르면, RF 전력 증폭기와 전원 변조기의 최적화된 인터페이스를 구현함으로써 ET 전력 증폭기의 피크 전력과 백오프 전력 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 백오프 전력 효율이 향상됨에 따라 통신 단말의 배터리 소모를 줄여서 단말의 동작 시간을 늘릴 수 있을 뿐만 아니라, 전력 증폭기의 피크 전력 효율이 향상됨에 따라 단말의 발열을 줄일 수 있다.According to the present invention, the efficiency of the power modulator, which is a key component of the ET power amplifier, can be improved in the peak power and backoff power region. In addition, according to the present invention, it is possible to improve the peak power and backoff power efficiency of the ET power amplifier by implementing an optimized interface between the RF power amplifier and the power modulator. In addition, as the back-off power efficiency is improved, it is possible to reduce battery consumption of the communication terminal to increase the operating time of the terminal, and to reduce heat generation of the terminal as the peak power efficiency of the power amplifier is improved.
도 1은 일반적인 하이브리드 SM을 포함하는 송신단의 구조를 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전원 변조기의 구성을 도시한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이득/옵셋 제어기(201)의 상세 구성을 도시한 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전원 제어기(202)의 구성을 도시한 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 AC 커플링/DC 피드백 제어기(206)의 구성을 도시한 도면
도 6은 AC 커플링 커패시터의 DC 옵셋값에 따른 SM의 출력 전압 변화를 도시한 도면
도 7과 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전원 변조기의 모드별 동작을 도시한 도면
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전원 제어기에 의한 전압 제어를 도시한 도면
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 SM을 적용하는 경우에 통신 시스템에서 채널 환경에 따른 SM의 모드 전환을 예시한 도면
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 SM에서 선형 레귤레이터의 전원 전압과 SM의 출력 전압을 도시한 도면1 is a diagram showing the structure of a transmitter including a general hybrid SM
2 is a diagram illustrating a configuration of a power modulator according to an embodiment of the present invention;
3 is a view showing a detailed configuration of the gain/
4 is a diagram illustrating the configuration of a
5 is a diagram illustrating the configuration of an AC coupling/
6 is a view showing the output voltage change of the SM according to the DC offset value of the AC coupling capacitor;
7 and 8 are diagrams illustrating an operation for each mode of the power modulator according to an embodiment of the present invention;
9 is a diagram illustrating voltage control by a power controller according to an embodiment of the present invention;
10 is a diagram illustrating mode switching of SM according to a channel environment in a communication system when SM according to an embodiment of the present invention is applied
11 is a diagram illustrating the power supply voltage of the linear regulator and the output voltage of the SM in the SM according to an embodiment of the present invention;
이하, 본 발명의 실시 예들을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 하기에서는 본 발명의 실시예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외의 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, it should be noted that only parts necessary for understanding the operation according to the embodiments of the present invention will be described below, and descriptions of other parts will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention. And, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면들에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 명백하게 다른 내용을 지시하지 않는 “한”과, “상기”와 같은 단수 표현들은 복수 표현들을 포함한다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 일 예로, “컴포넌트 표면(component surface)”은 하나 혹은 그 이상의 컴포넌트 표현들을 포함한다. 또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In addition, it will be understood that singular expressions such as "above" and "above" include plural expressions in this specification, unless otherwise clearly indicated. Thus, as an example, a “component surface” includes one or more component representations. Also, terms including an ordinal number such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, in the embodiments of the present invention, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, are generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. have the same meaning as Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in an embodiment of the present invention, an ideal or excessively formal meaning is not interpreted as
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 단말은 통신 기능을 포함할 수 있다. 일 예로, 전자 디바이스는 스마트 폰(smart phone)과, 태블릿(tablet) 개인용 컴퓨터(personal computer: PC, 이하 ‘PC’라 칭하기로 한다)와, 이동 전화기와, 화상 전화기와, 전자책 리더(e-book reader)와, 데스크 탑(desktop) PC와, 랩탑(laptop) PC와, 넷북(netbook) PC와, 개인용 복합 단말기(personal digital assistant: PDA, 이하 ‘PDA’라 칭하기로 한다)와, 휴대용 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player: PMP, 이하 ‘PMP’라 칭하기로 한다)와, 엠피3 플레이어(mp3 player)와, 이동 의료 디바이스와, 카메라와, 웨어러블 디바이스(wearable device)(일 예로, 헤드-마운티드 디바이스(head-mounted device: HMD, 일 예로 ‘HMD’라 칭하기로 한다)와, 전자 의류와, 전자 팔찌와, 전자 목걸이와, 전자 앱세서리(appcessory)와, 전자 문신, 혹은 스마트 워치(smart watch) 등이 될 수 있다.According to various embodiments of the present invention, the terminal may include a communication function. For example, the electronic device includes a smart phone, a tablet personal computer (PC, hereinafter referred to as 'PC'), a mobile phone, a video phone, and an e-book reader (e). -book reader), desktop PC, laptop PC, netbook PC, personal digital assistant (PDA, hereinafter referred to as 'PDA') and portable A portable multimedia player (PMP, hereinafter referred to as 'PMP'), an mp3 player, a mobile medical device, a camera, and a wearable device (eg, a head-mounted device) A head-mounted device (HMD, for example, will be referred to as 'HMD'), electronic clothing, electronic bracelets, electronic necklaces, electronic accessories, electronic tattoos, or smart watches ), and so on.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 단말은 통신 기능을 가지는 스마트 가정용 기기(smart home appliance)가 될 수 있다. 일 예로, 상기 스마트 가정용 기기는 텔레비젼과, 디지털 비디오 디스크(digital video disk: DVD, 이하 ‘DVD’라 칭하기로 한다) 플레이어와, 오디오와, 냉장고와, 에어 컨디셔너와, 진공 청소기와, 오븐과, 마이크로웨이브 오븐과, 워셔와, 드라이어와, 공기 청정기와, 셋-탑 박스(set-top box)와, TV 박스 (일 예로, Samsung HomeSyncTM, Apple TVTM, 혹은 Google TVTM)와, 게임 콘솔(gaming console)과, 전자 사전과, 캠코더와, 전자 사진 프레임 등이 될 수 있다.According to various embodiments of the present invention, the terminal may be a smart home appliance having a communication function. For example, the smart home device includes a TV, a digital video disk (DVD, hereinafter referred to as 'DVD') player, audio, a refrigerator, an air conditioner, a vacuum cleaner, an oven, A microwave oven, a washer, a dryer, an air purifier, a set-top box, a TV box (eg, Samsung HomeSync TM , Apple TV TM , or Google TV TM ), and a game console (gaming console), electronic dictionary, camcorder, electronic photo frame, etc.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 단말은 의료 기기(일 예로, 자기 공명 혈관 조영술(magnetic resonance angiography: MRA, 이하 ‘MRA’라 칭하기로 한다) 디바이스와, 자기 공명 화상법(magnetic resonanceimaging: MRI, 이하 “MRI”라 칭하기로 한다)과, 컴퓨터 단층 촬영(computed tomography: CT, 이하 ‘CT’라 칭하기로 한다) 디바이스와, 촬상 디바이스, 혹은 초음파 디바이스)와, 네비게이션(navigation) 디바이스와, 전세계 위치 시스템(global positioning system: GPS, 이하 ‘GPS’라 칭하기로 한다) 수신기와, 사고기록 장치(event data recorder: EDR, 이하 ‘EDR’이라 칭하기로 한다)와, 비행기록 장치(flight data recorder: FDR, 이하 ‘FER’이라 칭하기로 한다)와, 자동차 인포테인먼트 디바이스(automotive infotainment device)와, 항해 전자 디바이스(일 예로, 항해 네비게이션 디바이스, 자이로스코프(gyroscope), 혹은 나침반)와, 항공 전자 디바이스와, 보안 디바이스와, 산업용 혹은 소비자용 로봇(robot) 등이 될 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, a terminal includes a medical device (for example, a magnetic resonance angiography (MRA), hereinafter referred to as 'MRA') device, and a magnetic resonance imaging (MRI) device. , hereinafter referred to as “MRI”), computed tomography (CT, hereinafter referred to as 'CT') devices, imaging devices, or ultrasound devices), navigation devices, and worldwide A global positioning system (GPS, hereinafter referred to as 'GPS') receiver, an event data recorder (EDR, hereinafter referred to as 'EDR'), and a flight data recorder: FDR, hereinafter referred to as 'FER'), an automotive infotainment device, a navigation electronic device (eg, a navigation navigation device, a gyroscope, or a compass), an avionics device, It can be a security device, an industrial or consumer robot, and the like.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 단말은 통신 기능을 포함하는, 가구와, 빌딩/구조의 일부와, 전자 보드와, 전자 서명 수신 디바이스와, 프로젝터와, 다양한 측정 디바이스들(일 예로, 물과, 전기와, 가스 혹은 전자기 파측정 디바이스들) 등이 될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 단말은 상기에서 설명한 바와 같은 디바이스들의 조합이 될 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 전자 디바이스는 상기에서 설명한 바와 같은 디바이스에 한정되는 것이 아니라는 것은 당업자에게 자명할 것이다.According to various embodiments of the present invention, the terminal includes a communication function, a furniture, a part of a building/structure, an electronic board, an electronic signature receiving device, a projector, and various measurement devices (eg, water and electric, gas or electromagnetic wave measuring devices). According to various embodiments of the present invention, the terminal may be a combination of devices as described above. In addition, it will be apparent to those skilled in the art that the electronic device according to preferred embodiments of the present invention is not limited to the device described above.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 방법 및 장치는 국제 전기전자 기술자 협회(institute of electrical and electronics engineers: IEEE, 이하 ‘IEEE’라 칭하기로 한다) 802.11ac 통신 시스템과, IEEE 802.16 통신 시스템과, 디지털 멀티미디어 방송(digital multimedia broadcasting: DMB, 이하 ‘DMB’라 칭하기로 한다) 서비스와, 휴대용 디지털 비디오 방송(digital video broadcasting-handheld: DVP-H, 이하 ‘DVP-H’라 칭하기로 한다), 및 모바일/휴대용 진화된 텔레비젼 시스템 협회(advanced television systems committeemobile/handheld: ATSC-M/H, 이하 ‘ATSC-M/H’라 칭하기로 한다) 서비스 등과 같은 모바일 방송 서비스와, 인터넷 프로토콜 텔레비젼(internet protocol television: IPTV, 이하 ‘IPTV’라 칭하기로 한다) 서비스와 같은 디지털 비디오 방송 시스템과, 엠펙 미디어 트랜스포트(MPEG(moving picture experts group) media transport: MMT, 이하 ‘MMT’라 칭하기로 한다) 시스템과, 진화된 패킷 시스템(evolved packet system: EPS, 이하 ‘EPS’라 칭하기로 한다)과, 롱-텀 에볼루션(long-term evolution: LTE, 이하 ‘LTE’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 롱-텀 에볼루션-어드밴스드(long-term evolution-advanced: LTE-A, 이하 ‘LTE-A’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 고속 하향 링크 패킷 접속(high speed downlink packet access: HSDPA, 이하 ‘HSDPA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 고속 상향 링크 패킷 접속(high speed uplink packet access: HSUPA, 이하 ‘HSUPA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3세대 프로젝트 파트너쉽2(3rd generation project partnership 2: 3GPP2, 이하 ‘3GPP2’라 칭하기로 한다)의 고속 레이트 패킷 데이터(high rate packet data: HRPD, 이하 ‘HRPD’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 광대역 부호 분할 다중 접속(wideband code division multiple access: WCDMA, 이하 ‘WCDMA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 부호 분할 다중 접속(code division multiple access: CDMA, 이하 ‘CDMA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템 등과 같은 통신 시스템과, 모바일 인터넷 프로토콜(mobile internet protocol: Mobile IP, 이하 ‘Mobile IP ‘라 칭하기로 한다) 시스템 등과 같은 다양한 통신 시스템들에 적용 가능함은 물론이다.On the other hand, the method and apparatus proposed in an embodiment of the present invention include an International Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE, hereinafter referred to as 'IEEE') 802.11ac communication system, an IEEE 802.16 communication system, and , digital multimedia broadcasting (DMB, hereinafter referred to as 'DMB') service, digital video broadcasting-handheld (DVP-H, hereinafter referred to as 'DVP-H'); and mobile/portable advanced television systems committeemobile/handheld (ATSC-M/H, hereinafter referred to as 'ATSC-M/H') service, etc.; television: IPTV, hereinafter referred to as 'IPTV') a digital video broadcasting system such as a service, and an MPEG media transport (moving picture experts group) media transport (MMT, hereinafter referred to as 'MMT') system; , an evolved packet system (EPS, hereinafter referred to as 'EPS') and a long-term evolution (LTE, hereinafter referred to as 'LTE') mobile communication system, and a long -Term evolution-advanced (long-term evolution-advanced: LTE-A, hereinafter referred to as 'LTE-A') mobile communication system and high speed downlink packet access (HSDPA, hereinafter 'HSDPA') ') a mobile communication system, and a high speed uplink packet access (HSUP) A, hereinafter referred to as 'HSUPA') mobile communication system, and 3rd generation project partnership 2 (3rd generation project partnership 2: 3GPP2, hereinafter referred to as '3GPP2') of high rate packet data: HRPD (hereinafter referred to as 'HRPD') a mobile communication system, a 3GPP2 wideband code division multiple access (WCDMA, hereinafter referred to as 'WCDMA') mobile communication system, and a 3GPP2 code division A communication system such as a code division multiple access (CDMA, hereinafter referred to as 'CDMA') mobile communication system, and a mobile internet protocol (Mobile IP, hereinafter referred to as 'Mobile IP') system Of course, it is applicable to various communication systems, such as
본 발명의 실시예는 무선 통신용 단말의 송신기에 사용되는 RF 전력 증폭기의 효율을 향상시키기 위하여 전원 변조기가 전원 전압 및 출력 전압에 따라 적응적으로 ET 모드와 APT 모드로 동작하고, 그에 따른 출력전압을 조절하는 장치 및 방법을 제공한다. 또한 본 발명의 실시예는 입력신호의 특성 변화와, 이를 효율적으로 처리하기 위한 전원 변조기의 이득과 옵셋 변화를 고려하여 전원 변조기가 최적의 전원 전압을 공급하도록 하는 방법을 제안한다.
In an embodiment of the present invention, in order to improve the efficiency of the RF power amplifier used in the transmitter of the wireless communication terminal, the power modulator adaptively operates in the ET mode and the APT mode according to the power supply voltage and the output voltage, and the output voltage is adjusted accordingly. An apparatus and method for controlling are provided. In addition, an embodiment of the present invention proposes a method for allowing the power modulator to supply an optimal power voltage in consideration of the change in the characteristics of the input signal and the gain and offset change of the power modulator to efficiently process it.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전원 변조기의 구성을 도시한 것이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a power modulator according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전원 변조기(200)는 이득/옵셋 제어기(201), 전원 제어기(202), 벅 부스터(203), 선형 레귤레이터(204), 스위칭 레귤레이터(205), AC 커플링/DC 피드백 제어기(206) 및 작은 신호 레벨에서의 효율 향상을 위해 전원 변조기의 모드를 ET에서 APT로 변경하는 스위치(207)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , the
이득/옵셋 제어기(201)는 ET 모드에서의 백오프 전력 효율을 향상시키는 역할을 하며, 모뎀으로부터 전력 제어 신호(PW_Ctrl)를 입력받아서 AC 커플링/DC 피드백 제어기(206)로 기준신호를 전달함으로써, ET 모드로 동작하는 RF PA(210)의 출력 전력에 따른 전원 변조기(200)의 출력전압의 이득과 옵셋을 적응적으로 제어한다. The gain/offset
전원 제어기(202)는 모뎀으로부터 입력되는 전력 제어 신호(PW_Ctrl)의 크기에 따라 RF PA(210)의 ET 모드와 APT 모드를 결정하고, 또한 벅 부스터(203)로 입력되는 기준 전압(Vref)을 조절함으로써 벅 부스터(203)의 출력전압을 적응적으로 조절한다. The
벅 부스터(203)는 전원 제어기(202)로부터 입력되는 기준전압(Vref)의 크기에 따라 출력 전압을 조절하며, ET 모드에서는 선형 레귤레이터(204)로 전원 전압을 공급하고, APT 모드에서는 스위치(207)를 통해 출력 전압을 직접 RF PA(210)로 전원을 직접 공급한다. 스위치(207)의 연결 방향은 외부로부터의 제어 신호에 의해 제어된다. The
선형 레귤레이터(204)는 벅 부스터(203)로부터 전원 전압을 공급받고 모뎀으로부터 입력되는 포락선 신호(Envelope)를 증폭하여 AC 커플링/DC 피드백 제어기(206)로 전달한다.The
AC 커플링/DC 피드백 제어기(206)는 선형 레귤레이터(204)로부터 출력된 신호에서 AC 신호만을 커플링한 신호와 스위칭 레귤레이터(205)에서 출력되는 신호를 결합하여 RF PA(210)의 전원 전압으로 공급한다. 또한 AC 커플링/DC 피드백 제어기(206)는 선형 레귤레이터(204)로부터 출력된 신호에서 DC 신호를 검출하여 스위칭 레귤레이터(205)를 제어하기 위한 신호를 출력한다. The AC coupling/
한편, 도 2에는 도시하지 않았지만, 디지털 회로의 출력과 아날로그 회로의 입력 사이에는 DAC가 필요하며, DAC는 해당 디지털 회로의 내부에 위치할 수도 있고 디지털 회로의 출력단에 별도의 회로로 연결될 수도 있다.
Meanwhile, although not shown in FIG. 2 , a DAC is required between the output of the digital circuit and the input of the analog circuit, and the DAC may be located inside the corresponding digital circuit or may be connected to the output terminal of the digital circuit as a separate circuit.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이득/옵셋 제어기(201)의 상세 구성을 도시한 것이다. 3 shows a detailed configuration of the gain/offset
도 3을 참조하면, 이득/옵셋 제어기(201)는 룩업 테이블(Look-up table; LUT)(301), 제어기(303), 비교기(305)를 포함한다. Referring to FIG. 3 , the gain/offset
룩업 테이블(301)은 여러 개의 기울기 값을 가지는 성형 테이블들을 포함하며, 룩업 테이블(301)의 값은 시뮬레이션을 통해 결정되고, 하드웨어의 설계 단계에서 고정된 형태로 저장되거나, 초기 설정 단계에서 모뎀으로부터 받아서 저장할 수도 있다. 비교기(305)는 모뎀으로부터 입력되는 전력 제어 신호(PW-Ctrl)와 미리 설정된 기준값을 비교하여 그 결과값을 제어기(303)로 전달하며, 제어기(303)는 비교기(305)로부터 전달된 신호를 토대로 LUT(301)에 저장된 데이터 값을 이득과 옵셋으로 분리 및 변환하여 전원 제어기와 AC 커플링/dc 피드백 제어기로 출력한다. The lookup table 301 includes shape tables having several slope values, and the values of the lookup table 301 are determined through simulation and stored in a fixed form in the hardware design stage, or from the modem in the initial setting stage. You can take it and save it. The
기존에는 한 개의 기울기(curve)를 구성하는 성형 테이블을 사용함에 따라, 이득과 옵셋이 고정되어 백오프 구간을 제한하여 쓸 수 밖에 없었다. 그러나 본 발명의 실시예에 따르면, 여러 개의 기울기로 구성된 성형 테이블을 사용함으로써 전력 레벨에 따라 구분된 복수 개의 영역마다 각기 다른 이득과 옵셋을 설정하여 ET 모드에서 동작하는 RF PA의 백오프 효율을 향상시킬 수 있다. 이를 위해 본 발명의 실시예에서는 먼저 실험을 통해 ET모드에서의 출력 전력의 구간에 따른 선형 레귤레이터의 공급 전력의 기울기를 정한다. 이때 출력 전력 구간을 촘촘하게 할수록 최적의 모양(shape)을 만들 수 있으나, LUT(301)에 저장되어야 하는 테이블의 개수 많아지며, 이에 따라 처리 시간이 길어질 수 있다. 따라서 시스템의 복잡성과 효율의 트레이드 오프(tradeoff)를 고려하여 출력 전력 구간을 적당한 개수의 구간으로 구분할 필요가 있다. 실험을 통해 출력 전력 구간별 이득과 옵셋이 결정되면 결정된 이득과 옵셋에 따른 shaping table을 LUT(301)에 저장한다. 이때 LUT(301)의 열의 개수는 출력 전력 구간의 개수와 동일하다. 제어기(303)는 비교기(305)의 결과에 따라 LUT(301)로부터 해당되는 전력 구간에 매칭되는 열의 값(즉, 이득과 옵셋)을 추출한다.
In the past, as a shaping table constituting one curve was used, the gain and the offset were fixed, so it had to be used by limiting the backoff section. However, according to the embodiment of the present invention, the backoff efficiency of the RF PA operating in the ET mode is improved by setting different gains and offsets for a plurality of regions divided according to the power level by using a shaping table composed of several slopes. can do it To this end, in the embodiment of the present invention, the slope of the supply power of the linear regulator is determined according to the section of the output power in the ET mode through an experiment. In this case, an optimal shape can be made as the output power section is made dense, but the number of tables to be stored in the
다음, 본 발명의 실시예에 따른 전원 제어기(202)의 동작에 대해 설명한다.Next, the operation of the
ET 모드에서 벅 부스터(203)의 출력 전압은 선형 레귤레이터(204)의 전원 전압으로 사용되며, 벅 부스터(203)의 최대 출력 전압은 SM(200)의 출력 피크 전압에 의해 결정되며, 최소 전압은 선형 레귤레이터(204)의 최소 동작 전압에 의해 결정된다. 따라서 일정값 이하의 백오프 전력부터 ET 모드에서 APT 모드로의 전환이 이루어지는 전력까지, 벅 부스터(203)의 전원 전압을 유지하면 전력 효율을 높일 수 있다. 그리고 APT 모드로 전환된 후에는 다시 벅 부스터(203)의 전원 전압을 선형적으로 제어해야 한다. In the ET mode, the output voltage of the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전원 제어기(202)의 구성을 도시한 것이다. 4 shows the configuration of the
도 4를 참조하면, 전원 제어기(202)는 감산기(401)와 비교기(403)를 포함한다. Referring to FIG. 4 , the
감산기(401)는 모뎀으로부터 전달되는 전력 제어신호(PW_Ctrl)로부터 미리 결정된 DC 피드백(DCFB) 값을 뺀 값을 출력하고, 비교기(403)는 이 값을 APT 모드에서 ET 모드로 전환되는 최소 전압값(Vmin)과 비교하여 벅 부스터(203)의 전원전압(Vref)을 출력한다. 최소 전압값(Vmin)은 실험을 통해 미리 결정된 값이다. 감산기(401)와 비교기(403)는 ET 모드에서 동작하며 APT 모드에서는 오프된다.
The
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 AC 커플링/DC 피드백 제어기(206)의 구성을 도시한 것이다.5 shows the configuration of an AC coupling/
도 5를 참조하면, AC 커플링 커패시터(501), DC 검출기(503), 비교기(505)를 포함한다.Referring to FIG. 5 , an
AC 커플링 커패시터(501)는 선형 레귤레이터(204)로부터 전달되는 신호에서 AC 신호만을 커플링하여 출력하고, DC 검출기(503)는 AC 커플링 커패시터(501) 양단의 DC 전압을 검출한다. 비교기(505)는 이득/옵셋 제어기(201)로부터 입력된 옵셋 기준값(Vos)과 DC 검출기(503)에서 검출된 전압을 비교하여 스위칭 레귤레이터(205)로 DC 피드백 값(DCFB)을 전달한다. The
도 6은 AC 커플링 커패시터의 DC 옵셋값에 따른 SM의 출력 전압 변화를 도시한 것이다. 6 is a diagram illustrating an output voltage change of SM according to a DC offset value of an AC coupling capacitor.
도 6에 도시한 바와 같이, AC 커플링 커패시터 양단의 DC 옵셋값이 1V이고, AC 커플링 커패시터를 사용하지 않는 경우에 선형 레귤레이터의 출력전압이 1.5~5.0V인 경우에, 본 발명의 실시예에 따른 AC 커플링 커패시터를 적용하면, 선형 레귤레이터의 출력 전압은 0.5~4.0V로 낮출 수 있다.
6, when the DC offset value of both ends of the AC coupling capacitor is 1V and the output voltage of the linear regulator is 1.5~5.0V when the AC coupling capacitor is not used, the embodiment of the present invention By applying an AC coupling capacitor according to
도 7과 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전원 변조기의 모드별 동작을 도시한 것으로, 도 7은 APT 모드로 동작하는 경우를 도시한 것이며, 도 8은 ET 모드로 동작하는 경우를 도시한 것이다. 7 and 8 show the operation of the power modulator for each mode according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 shows the case of operating in the APT mode, and FIG. 8 shows the case of operating in the ET mode. will be.
먼저 도 7을 참조하면, 모뎀으로부터 입력되는 전력 제어 신호(PW_Ctrl)의 크기에 따라 전원 제어기(202)에 의해 RF PA(210)가 APT 모드로 동작하도록 결정되면, 전원 제어기(202)에 의해 APT 모드에 맞게 벅 부스터(203)로 입력되는 기준 전압(Vref)이 조절되어 벅 부스터(203)의 출력전압이 조절된다. First, referring to FIG. 7 , if it is determined by the
또한 RF PA(210)가 APT 모드로 동작하는 경우에 스위치(207)가 벅 부스터 (203)와 연결되고 벅 부스터(203)에서 선형 레귤레이터(204)로의 연결이 끊어진다. 따라서 전원 변조기(200)는 실질적으로 도 7과 같은 구성을 가지게 되고, RF PA(210)는 벅 부스터(203)의 출력전압에 따라 동작한다. Also, when the
다음, 도 8을 참조하면, 모뎀으로부터 입력되는 전력 제어 신호(PW_Ctrl)의 크기에 따라 전원 제어기(202)에 의해 RF PA(210)가 ET 모드로 동작하도록 결정되면, 전원 제어기(202)에 의해 ET 모드에 맞게 벅 부스터(203)로 입력되는 기준 전압(Vref)이 조절되어 벅 부스터(203)의 출력전압이 조절된다. Next, referring to FIG. 8 , if it is determined by the
또한 RF PA(210)가 ET 모드로 동작하는 경우에 스위치(207)와 벅 부스터 (203)간의 연결은 끊어지고, 스위치(210)가 결합기(208)와 연결된다. 따라서 전원 변조기(200)는 실질적으로 도 8과 같은 구성을 가지게 되고, RF PA(210)는 결합기(208)로부터 입력되는 전압에 따라 동작한다.Also, when the
또한 ET 모드에서 이득/옵셋 제어기(201)는 모뎀으로부터 전력 제어 신호(PW_Ctrl)를 입력받아서 AC 커플링/DC 피드백 제어기(206)로 기준신호를 전달함으로써, ET 모드로 동작하는 RF PA(210)의 출력 전력에 따른 전원 변조기(200)의 출력전압의 이득과 옵셋을 적응적으로 제어한다.
In addition, in the ET mode, the gain/offset
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전원 제어기에 의한 전압 제어를 도시한 것이다. 9 is a diagram illustrating voltage control by a power controller according to an embodiment of the present invention.
도 9에서 Pmin_ET는 ET 모드로 동작할 수 있는 벅 부스터의 최소 출력 전력을 나타내고, Vmax_APT는 APT 모드로 동작할 수 있는 최대 전원 전압을 나타낸다. 또한 Vmin_APT는 벅 부스터가 동작하기 위한 최소 전압을 나타낸다. In FIG. 9 , Pmin_ET represents the minimum output power of the buck booster capable of operating in the ET mode, and Vmax_APT represents the maximum power supply voltage capable of operating in the APT mode. Also, Vmin_APT represents the minimum voltage for the buck booster to operate.
ET 모드에서 벅 부스터의 출력 전압은 선형 레귤레이터의 전원전압으로 사용되기 때문에 벅 부스터의 최대 출력 전압은 SM 출력 피크 전압에 의하여 결정되며, 벅 부스터의 최소 출력 전압은 선형 레귤레이터의 최소 동작 전원 전압 Vmin(도 8에서는 Vmin_ET)에 의해 결정된다. 그러므로 본 발명의 실시예에 따른 전원 제어기는 ET 모드에서는 각 백오프 전력 영역에 따라 벅 부스터의 출력 전압을 적응적으로 조절한다. 또한 일정값 이하의 백 오프 전력으로부터 ET/APT 모드 전환이 이루어지는 전력(Pmin_ET)까지는 벅 부스터의 출력 전압을 선형 레귤레이터를 동작시키기 위한 최소 전압인 Vmin_ET로 일정하게 유지시켜 준다. 이때 APT 모드에서 ET 모드로의 전환이 이루어지는 최대 전압 Vmax_APT는 실험에 의해 정해지는 값이다. 그리고 다시 APT 모드에서는 모뎀으로부터 입력되는 PW_Ctrl 신호에 따라 벅 부스터의 전압을 선형적으로 제어한다. In ET mode, since the output voltage of the buck booster is used as the power supply voltage of the linear regulator, the maximum output voltage of the buck booster is determined by the SM output peak voltage, and the minimum output voltage of the buck booster is the minimum operating supply voltage of the linear regulator Vmin( In FIG. 8, it is determined by Vmin_ET). Therefore, the power controller according to the embodiment of the present invention adaptively adjusts the output voltage of the buck booster according to each back-off power region in the ET mode. In addition, the output voltage of the buck booster is kept constant at Vmin_ET, which is the minimum voltage for operating the linear regulator, from the back-off power below a certain value to the power at which the ET/APT mode is switched (Pmin_ET). At this time, the maximum voltage Vmax_APT at which the transition from the APT mode to the ET mode is made is a value determined by an experiment. And again, in the APT mode, the voltage of the buck booster is linearly controlled according to the PW_Ctrl signal input from the modem.
한편, 통신 시스템의 출력 전력은 채널 환경에 따라 달라진다. 따라서 모뎀은 이 출력 전력에 적합한 전력 제어 신호(PW_Ctrl)를 생성하고, 이 전력 제어 신호는 SM과 PA로 입력된다. SM에서는 모뎀으로부터 입력되는 PW_Ctrl 값과 Vmax_APT를 비교하여 모드를 결정한다. 따라서 PW_Ctrl값이 감소되어 ET 모드에서 동작할 수 있는 구간을 벗어났을 때 SM은 APT 모드로 모드를 변경한다. SM의 전체 효율이 입력 전압과 출력 전압간의 비에 의해 결정되며, ET 모드에서는 SM의 큰 부분을 차지하고 있는 선형 레귤레이터의 공급 전압이 도 9의 초록색 선형 구간에 포함되므로 SM이 높은 효율을 확보할 수 있다. 그런데 ET 모드로 동작하지만 선형 레귤레이터의 공급 전압이 Vmin_ET와 같이 수렴되는 구간에서는 SM의 효율이 떨어지게 된다. 따라서 실험을 통해 ET 모드에서의 선형 구간을 최대한 확보할 수 있는 최소 전압값 Vmin을 결정할 수 있다. Meanwhile, the output power of the communication system varies depending on the channel environment. Therefore, the modem generates a power control signal (PW_Ctrl) suitable for this output power, and this power control signal is input to the SM and the PA. In SM, the mode is determined by comparing the PW_Ctrl value input from the modem and Vmax_APT. Therefore, when the PW_Ctrl value is decreased and out of the range that can operate in ET mode, SM changes the mode to APT mode. The overall efficiency of the SM is determined by the ratio between the input voltage and the output voltage, and in the ET mode, the supply voltage of the linear regulator, which occupies a large part of the SM, is included in the green linear section of FIG. 9, so SM can secure high efficiency. have. However, although it operates in the ET mode, the efficiency of the SM decreases in the section where the supply voltage of the linear regulator converges like Vmin_ET. Therefore, it is possible to determine the minimum voltage value Vmin that can maximize the linear section in the ET mode through an experiment.
또한 본 발명의 실시예에 따르면 AC 커플링 커패시터를 이용하여 SM의 전체 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 AC 커플링 커패시터를 이용하지 않는 종래의 SM의 출력 전압 범위가 1.5V ~ 5.0V인 경우에 선형 레귤레이터의 전원전압은 트랜지스터의 헤드룸 전압(headroom voltage)를 고려하여 5.0V 피크 전압을 가져야 한다. 그런데 전류값이 일정할 때 전원 전압이 높을 수록 소모되는 전력이 커지므로 SM의 효율이 나빠지므로 공급 전압을 낮춤으로써 전력소모를 줄일 수 있다. 이를 위해 본 발명의 실시예에서는 AC 커플링 커패시터를 이용하여 선형 레귤레이터의 출력 전압 레벨을 SM 출력 대비 DC 옵셋값(도 8의 DAC_DCFB) 만큼 낮춘다. 이와 같이 AC 커플링 커패시터를 이용하면 선형 레귤레이터의 출력 신호의 피크 전압 레벨을 DC 옵셋 값만큼 낮출 수 있기 결과적으로 전체 SM의 효율을 향상시킬 수 있다. DC 옵셋값은 SM의 포락선 성형 함수에 따른 실험에 의해 결정된다. 포락선 신호의 평균 레벨에 따라 작은 레벨의 신호의 중요도가 다르기 때문에 AC 커플링 커패시터를 사용해서 DC 옵셋 값, 즉DDC 옵셋의 크기를 다르게 설정해야 한다. 즉, 신호 평균 레벨이 높은 TTI 구간에서는 대체적으로 큰 신호가 수신되므로 상대적을 작은 레벨의 신호는 중요도가 낮다. 따라서 일정부분 무시하여도 신호 전체의 ET PA 효율에 영향이 없으며, DC 옵셋은 상대적으로 큰 값으로 설정한다. 하지만 신호 평균 레벨이 낮은 경우에는 작은 신호의 중요도는 매우 크므로 작은 신호의 유실도 없어야만 원하는 ET 효율을 확보할 수 있으며, DC 옵셋은 상대적으로 작은 값으로 설정한다.
In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to improve the overall efficiency of the SM by using an AC coupling capacitor. For example, when the output voltage range of the conventional SM that does not use an AC coupling capacitor is 1.5V to 5.0V, the power supply voltage of the linear regulator is 5.0V peak voltage considering the headroom voltage of the transistor. should have However, when the current value is constant, the higher the power supply voltage, the greater the power consumed, so the efficiency of the SM deteriorates. To this end, in the embodiment of the present invention, the output voltage level of the linear regulator is lowered by the DC offset value (DAC_DCFB in FIG. 8) compared to the SM output by using an AC coupling capacitor. As such, if the AC coupling capacitor is used, the peak voltage level of the output signal of the linear regulator can be lowered by the DC offset value. As a result, the efficiency of the entire SM can be improved. The DC offset value is determined by experiment according to the SM envelope shaping function. Since the importance of a small level signal is different depending on the average level of the envelope signal, the DC offset value, that is, the DDC offset size, must be set differently using an AC coupling capacitor. That is, since a large signal is generally received in a TTI section having a high average signal level, a signal having a relatively low level has low importance. Therefore, even if a certain part is ignored, the ET PA efficiency of the entire signal is not affected, and the DC offset is set to a relatively large value. However, when the average signal level is low, the importance of a small signal is very high, so the desired ET efficiency can be secured only when there is no loss of the small signal, and the DC offset is set to a relatively small value.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 SM을 적용하는 경우에 통신 시스템에서 채널 환경에 따른 SM의 모드 전환을 예시한 것이다.10 exemplifies mode switching of SM according to a channel environment in a communication system when SM according to an embodiment of the present invention is applied.
모뎀은 TTI(Transition Time Interval) 구간 마다 채널 환경에 맞춰 PW_Ctrl을 변경한다. TTI 1은 채널환경이 좋아서 낮은 전원전압의 사용이 가능하므로 포락선 신호의 레벨이 작다. 따라서 SM은 APT 모드로 벅 부스터의 전원을 제어한다. TTI 2는 채널환경이 나빠져 높은 출력 전력이 필요하며 포락선 신호의 레벨도 증가한다. 따라서 SM은 ET 모드로 동작하며 (PW_Ctrl - DAC_DCFB)와 Vmin 값을 비교하여 큰 값을 벅 부스터의 전원으로 출력한다. 도 10에서는 TTI 2에서의 (PW_Ctrl - DAC_DCFB)는 Vmax_APT보다 크므로 (PW_Ctrl - DAC_DCFB)를 벅 부스터의 전원으로 출력한다. 또한 TTI 3에서는 (PW_Ctrl - DAC_DCFB)는Vmax_APT보다 작으므로 Vmax_APT를 벅 부스터의 전원으로 출력한다.
The modem changes PW_Ctrl according to the channel environment for each TTI (Transition Time Interval) section.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 SM에서 선형 레귤레이터의 전원 전압과 SM의 출력 전압을 도시한 것이다. 11 shows the power supply voltage of the linear regulator and the output voltage of the SM in the SM according to an embodiment of the present invention.
도 11의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 이득/옵셋 제어기를 사용하는 경우의 SM의 출력 전압을 도시한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 이득/옵셋 제어기는 미리 저장된 성형 테이블을 사용하여 높은 전력 영역(High Power Region)과 낮은 전력 영역(Low Power Region)의 이득과 옵셋을 다르게 설정한다. 이와 같이 전력 영역별로 다른 이득과 옵셋을 사용하면 낮은 전력 영역에서 낮은 출력 전압까지 사용할 수 있게 되므로 백오프 효율이 향상된다. 따라서 전체 시스템의 효율도 향상된다. FIG. 11A illustrates an output voltage of SM when a gain/offset controller according to an embodiment of the present invention is used. The gain/offset controller according to an embodiment of the present invention sets the gains and offsets of the high power region and the low power region differently using a pre-stored shaping table. As described above, if different gains and offsets are used for each power region, it is possible to use a low output voltage in a low power region, thereby improving the backoff efficiency. Therefore, the efficiency of the whole system is also improved.
또한 전력 영역별로 이득과 옵셋을 다르게 설정하는 것과 동시에, 앞서 기술한 바와 같이 입력신호의 특성 변화에 따라 AC 커플링 커패시터를 이용한 DC 옵셋(DAC_DCFB) 값도 전력 영역별로 다르게 설정할 수 있다. 이렇게 하면 SM의 효율과 ET PA의 효율을 동시에 향상시킬 수 있다. 도 11의 (b)는 전력 영역별로 이득과 옵셋뿐만 아니라 AC 커플링 커패시터에 따른 DC 옵셋 값도 다르게 적용하는 경우를 도시한 것이다. 이와 같이 AC 커플링 커패시터를 사용하면 AC 커플링 커패시터를 사용하지 않는 도 11의 (a)와 비교할 때 DC 옵셋 값(DAC_DCFB)만큼 출력 전압이 낮아지며, 그 양은 전력 영역별로 다르다. In addition, at the same time as setting the gain and the offset differently for each power region, as described above, the DC offset (DAC_DCFB) value using the AC coupling capacitor may also be set differently for each power region according to the change in the characteristics of the input signal. In this way, the efficiency of the SM and the efficiency of the ET PA can be improved at the same time. FIG. 11B illustrates a case in which not only gains and offsets but also DC offset values according to AC coupling capacitors are applied differently for each power region. In this way, when the AC coupling capacitor is used, the output voltage is lowered by the DC offset value (DAC_DCFB) as compared with FIG. 11 (a) in which the AC coupling capacitor is not used, and the amount varies according to the power region.
한편, 도 11에서는 전력 영역을 두 개의 영역으로 구분하는 예를 도시하였으나 그보다 많은 영역으로 구분할 수도 있다. 물론 전력 영역을 세분화하면 세분화할수록 SM의 효율은 높아질 것이나 SM의 제어를 위한 복잡도도 함께 증가되므로, 회로의 복잡도를 고려하여 모뎀이 제어 가능한 범위 내에서 적절히 선택할 수 있다.
Meanwhile, although FIG. 11 shows an example of dividing the power region into two regions, it may be divided into more regions. Of course, the more the power domain is subdivided, the higher the efficiency of the SM will be, but the complexity for controlling the SM also increases.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 출력 전력을 복수 개의 영역으로 구분하고 각 영역에 따라 선형 레귤레이터의 전원전압을 적응적으로 조절함으로써 SM의 전체 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 입력 신호의 특성과 이에 따른 AC 커플링 커패시터 양단의 DC 옵셋 전압을 조절함으로써 ET 모드에서의 전력 효율을 높일 수 있다. 그리고 전력 영역별로 다른 이득과 옵셋을 사용함으로써 APT 모드로 동작하는 낮은 전력 영역에서 낮은 출력 전압까지 사용할 수 있게 되므로 백오프 효율을 높일 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따르면 디지털 제어기와 DAC로 이루어진 하드웨어 회로를 통해 전원 제어를 수행함으로써 통신 단말의 RF 회로의 복잡도를 낮출 수 있다.
As described above, according to the embodiment of the present invention, the overall efficiency of the SM can be improved by dividing the output power into a plurality of regions and adaptively adjusting the power supply voltage of the linear regulator according to each region. In addition, it is possible to increase the power efficiency in the ET mode by adjusting the characteristics of the input signal and the DC offset voltage across the AC coupling capacitor. In addition, by using different gains and offsets for each power region, it is possible to use a low output voltage in a low power region operating in the APT mode, thereby increasing the backoff efficiency. In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to reduce the complexity of the RF circuit of the communication terminal by performing power control through a hardware circuit consisting of a digital controller and a DAC.
이상에서 설명한 본 개시의 특정 측면들은 또한 컴퓨터 리드 가능 기록 매체(computer readable recording medium)에서 컴퓨터 리드 가능 코드(computer readable code)로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 리드될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체의 예들은 리드 온니 메모리(Read-Only Memory: ROM)와, 랜덤-접속 메모리(Random-Access Memory: RAM)와, CD-ROM들과, 마그네틱 테이프(magnetic tape)들과, 플로피 디스크(floppy disk)들과, 광 데이터 저장 디바이스들, 및 캐리어 웨이브(carrier wave)들(상기 인터넷을 통한 데이터 송신과 같은)을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 또한 네트워크 연결된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산될 수 있고, 따라서 상기 컴퓨터 리드 가능 코드는 분산 방식으로 저장 및 실행된다. 또한, 본 개시를 성취하기 위한 기능적 프로그램들, 코드, 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 개시가 적용되는 분야에서 숙련된 프로그래머들에 의해 쉽게 해석될 수 있다.Certain aspects of the present disclosure described above may also be implemented as computer readable code in a computer readable recording medium. A computer readable recording medium is any data storage device capable of storing data that can be read by a computer system. Examples of the computer readable recording medium include read-only memory (ROM), random-access memory (RAM), CD-ROMs, magnetic tapes, and , floppy disks, optical data storage devices, and carrier waves (such as data transmission over the Internet). The computer readable recording medium may also be distributed over network-connected computer systems, so that the computer readable code is stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, code, and code segments for accomplishing the present disclosure may be readily interpreted by programmers skilled in the art to which the present disclosure is applied.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 상기 메모리는 본 개시의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다.In addition, it will be appreciated that the apparatus and method according to an embodiment of the present disclosure may be realized in the form of hardware, software, or a combination of hardware and software. Any such software, for example, whether erasable or rewritable, may include a volatile or non-volatile storage device such as a ROM, or a memory such as, for example, RAM, a memory chip, device or integrated circuit. , or an optically or magnetically recordable storage medium, such as a CD, DVD, magnetic disk or magnetic tape, and a machine (eg, computer) readable storage medium. The method according to an embodiment of the present disclosure may be implemented by a computer or portable terminal including a control unit and a memory, wherein the memory is suitable for storing a program or programs including instructions for implementing embodiments of the present disclosure You will see that it is an example of a machine-readable storage medium.
따라서, 본 개시는 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 개시는 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다.Accordingly, the present disclosure includes a program including code for implementing the apparatus or method described in any claim of the present specification, and a machine (computer, etc.) readable storage medium storing such a program. Also, such a program may be transmitted electronically over any medium, such as a communication signal transmitted over a wired or wireless connection, and the present disclosure suitably includes the equivalents thereof.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 상기 프로그램 처리 장치가 기 설정된 컨텐츠 보호 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 컨텐츠 보호 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 상기 그래픽 처리 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 그래픽 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 상기 송수신 장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다. Also, the apparatus according to an embodiment of the present disclosure may receive and store the program from a program providing apparatus connected by wire or wirelessly. The program providing apparatus may include a program including instructions for the program processing apparatus to perform a preset content protection method, a memory for storing information necessary for the content protection method, and wired or wireless communication with the graphic processing apparatus. It may include a communication unit for performing, and a control unit for automatically transmitting the program to the transceiver at a request of the graphic processing device or automatically.
한편, 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형할 수 있음은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.On the other hand, although specific embodiments have been described in the detailed description of the present disclosure, various modifications may be made without departing from the scope of the present disclosure. Therefore, the scope of the present disclosure should not be limited to the described embodiments and should be defined by the claims described below as well as the claims and equivalents.
Claims (20)
모뎀으로부터 입력되는 전력 제어 신호를 수신하고, 기준 전압을 출력하는 전원 제어기와-상기 전원 제어기는 상기 기준 전압의 크기를 제어함으로써 상기 전원 변조기의 동작 모드를 변경함-,
상기 전원 제어기로부터 상기 기준 전압을 수신하고, 상기 기준 전압의 크기에 따라 전압을 출력하는 벅 부스터와,
선형 레귤레이터의 제 1 출력 신호와 스위칭 레귤레이터의 제 2 출력 신호를 결합하고, 결합된 결과를 획득하고, 상기 결합된 결과를 출력하는 결합기와-상기 제 1 출력 신호는 상기 벅 부스터로부터 출력된 전압에 기반함-, 및
상기 무선 주파수 전력 증폭기의 전원단에 연결된 제 1 단 및 상기 벅 부스터 또는 상기 결합기 중 하나와 스위처블(swichable)하게 연결되는 제 2 단을 포함하는 스위치를 포함하고,
상기 스위치는 상기 제 2 단이 상기 벅 부스터에 연결되는 경우에 상기 전원 변조기의 동작모드를 평균 전력 추적(average power tracking) 모드로 변경하고, 또는 상기 제 2 단이 상기 결합기에 연결되는 경우에 상기 전원 변조기의 동작모드를 포락선 추적(envelope tracking) 모드로 변경하는 전원 변조기.
A power modulator for providing power from a radio transmitter to a radio frequency power amplifier, the power modulator comprising:
a power controller receiving a power control signal input from a modem and outputting a reference voltage, wherein the power controller changes an operation mode of the power modulator by controlling the magnitude of the reference voltage;
a buck booster receiving the reference voltage from the power controller and outputting a voltage according to the magnitude of the reference voltage;
a combiner for combining the first output signal of the linear regulator and the second output signal of the switching regulator, obtaining a combined result, and outputting the combined result, wherein the first output signal is applied to a voltage output from the buck booster. based-, and
a switch including a first end connected to a power end of the radio frequency power amplifier and a second end switchably connected to one of the buck booster or the combiner,
The switch changes the operating mode of the power modulator to an average power tracking mode when the second stage is connected to the buck booster, or when the second stage is connected to the combiner. A power modulator that changes the operating mode of the power modulator to envelope tracking mode.
상기 선형 레귤레이터는 상기 벅 부스터로부터 전압을 수신하고, 상기 모뎀으로부터 수신된 포락선 신호(envelope signal)를 증폭하고, 상기 증폭된 포락선 신호를 출력하도록 구성된 전원 변조기.
According to claim 1,
and the linear regulator is configured to receive a voltage from the buck booster, amplify an envelope signal received from the modem, and output the amplified envelope signal.
상기 선형 레귤레이터로부터 상기 증폭된 포락선 신호를 수신하고, AC(alternate current) 커플링된 신호를 출력하기 위하여 상기 증폭된 포락선 신호에 대한 AC 커플링을 수행하고, 상기 AC 커플링된 신호를 상기 결합기에게 출력하는 AC 커플링부를 더 포함하는 전원 변조기.
3. The method of claim 2,
receiving the amplified envelope signal from the linear regulator, performing AC coupling on the amplified envelope signal to output an AC (alternate current) coupled signal, and passing the AC coupled signal to the combiner Power modulator further comprising an AC coupling unit to output.
상기 전원 변조기가 상기 포락선 추적 모드로 동작할 때, 상기 모뎀으로부터 입력되는 전력 제어 신호와 미리 정해진 기준값을 비교하고 상기 비교 결과를 토대로 결정된 이득(gain) 값과 옵셋(offset) 값을 상기 전원 제어기로 출력하는 이득 및 옵셋 제어기를 더 포함하는 전원 변조기.
According to claim 1,
When the power modulator operates in the envelope tracking mode, a power control signal input from the modem is compared with a predetermined reference value, and a gain value and an offset value determined based on the comparison result are transmitted to the power controller. A power modulator further comprising a gain and offset controller for outputting.
상기 이득 및 옵셋 제어기는,
적어도 두 개의 서로 다른 기울기 값을 가지는 성형 테이블을 포함하는 룩업 테이블과,
상기 모뎀으로부터 입력되는 전력 제어 신호와 상기 기준값을 비교하는 제 1 비교기와,
상기 제 1 비교기의 비교 결과를 토대로 상기 성형 테이블의 데이터 값들을 상기 이득 값과 상기 옵셋 값으로 분리 및 변환하는 제어기를 포함하는 전원 변조기.
5. The method of claim 4,
The gain and offset controller is
a look-up table comprising a shaping table having at least two different gradient values;
a first comparator for comparing the power control signal input from the modem with the reference value;
and a controller for separating and converting data values of the shaping table into the gain value and the offset value based on a comparison result of the first comparator.
상기 성형 테이블은, 상기 전원 변조기의 출력 전력 크기에 따라 구분된 적어도 두 개의 출력 전력 구간별 이득 값과 옵셋 값을 포함하는 전원 변조기.
6. The method of claim 5,
The shaping table includes a gain value and an offset value for each of at least two output power sections divided according to an output power level of the power modulator.
상기 전원 제어기는,
상기 모뎀으로부터 입력되는 상기 전력 제어 신호로부터 미리 결정된 값을 뺀 값을 출력하는 제 1 감산기와,
상기 제 1 감산기의 출력값을, 상기 전원 변조기의 동작 모드의 변경이 이루어지는 최소 전압값과 비교하는 제 2 감산기를 포함하고,
상기 벅 부스터로 입력되는 상기 기준 전압의 크기는 상기 제 2 감산기의 비교 결과에 기반하여 제어되는 전원 변조기.
According to claim 1,
The power controller is
a first subtractor for outputting a value obtained by subtracting a predetermined value from the power control signal input from the modem;
a second subtractor for comparing the output value of the first subtractor with a minimum voltage value at which a change of the operating mode of the power modulator is made;
The level of the reference voltage input to the buck booster is controlled based on a comparison result of the second subtractor.
상기 AC 커플링부는,
AC 커플링 캐패시터와,
상기 AC 커플링 커패시터 양단의 DC(direct current) 전압을 검출하는 전압 검출기와,
상기 검출된 DC 전압과 이득 및 옵셋 제어기로부터 입력되는 기준값을 비교한 결과를 토대로 상기 스위칭 레귤레이터로의 DC 피드백 값을 출력하는 제 3 비교기를 더 포함하며,
상기 스위칭 레귤레이터의 상기 제 2 출력 신호는 상기 DC 피드백 값에 따른 출력 전압인 전원 변조기.
4. The method of claim 3,
The AC coupling unit,
AC coupling capacitors;
a voltage detector for detecting a direct current (DC) voltage across the AC coupling capacitor;
A third comparator for outputting a DC feedback value to the switching regulator based on a result of comparing the detected DC voltage with a reference value input from the gain and offset controller,
The second output signal of the switching regulator is an output voltage according to the DC feedback value.
상기 전원 제어기로부터 출력된 상기 기준 전압을 아날로그 신호로 변환하고 상기 벅 부스터로 전달하는 제 1 변환기를 더 포함하는 전원 변조기.
According to claim 1,
The power modulator further comprising a first converter that converts the reference voltage output from the power controller into an analog signal and transfers to the buck booster.
이득 및 옵셋 제어기의 기준 출력 신호를 아날로그 신호로 변환하고 상기 AC 커플링부로 전달하는 제 2 변환기를 더 포함하는 전원 변조기.
4. The method of claim 3,
The power modulator further comprising a second converter that converts the reference output signal of the gain and offset controller into an analog signal and transfers it to the AC coupling unit.
상기 제 2 감산기는,
상기 제 1 감산기의 출력값이 상기 최소 전압값보다 큰 경우에 상기 제 1 감산기의 출력값을 상기 기준 전압으로 출력하고,
상기 제 1 감산기의 출력값이 상기 최소 전압값 이하인 경우에 상기 최소 전압값을 상기 기준 전압으로 출력하는 전원 변조기.
8. The method of claim 7,
The second subtractor,
outputting the output value of the first subtractor as the reference voltage when the output value of the first subtractor is greater than the minimum voltage value;
The power modulator outputs the minimum voltage value as the reference voltage when the output value of the first subtractor is equal to or less than the minimum voltage value.
모뎀으로부터 전력 제어 신호를 수신하는 동작;
상기 전력 제어 신호에 기반하여 기준 전압을 판단하는 동작-상기 전원 변조기의 동작 모드는 상기 기준 전압의 크기를 제어함으로써 변경됨-;
상기 기준 전압의 크기에 따라 제 1 전압을 판단하는 동작;
상기 전원 변조기가 포락선 추적(envelope tracking) 모드에서 동작하는 동안, 선형 레귤레이터의 제 1 출력 신호와 스위칭 레귤레이터의 제 2 출력 신호를 결합하고, 결합된 결과를 출력하는 동작-상기 제 1 출력 신호는 상기 제 1 전압에 기반함-; 및
상기 전원 변조기가 평균 전력 추적(average power tracking) 모드로 동작하는 동안, 상기 제 1 전압을 출력하는 동작을 포함하는 방법.
A method of providing power from a radio transmitter to a radio frequency power amplifier by a power modulator, the method comprising:
receiving a power control signal from the modem;
determining a reference voltage based on the power control signal, wherein an operation mode of the power modulator is changed by controlling the level of the reference voltage;
determining a first voltage according to the level of the reference voltage;
combining a first output signal of a linear regulator and a second output signal of a switching regulator, and outputting a combined result, while the power modulator operates in an envelope tracking mode, wherein the first output signal is based on the first voltage-; and
and outputting the first voltage while the power modulator operates in an average power tracking mode.
상기 전원 변조기가 상기 포락선 추적 모드에서 동작하는 동안,
상기 모뎀으로부터 수신된 포락선 신호(envelope signal)를 증폭하는 동작;
AC(alternate current) 커플링된 신호를 출력하기 위하여 상기 증폭된 포락선 신호에 대한 AC 커플링을 수행하는 동작; 및
상기 AC 커플링된 신호를 제 1 출력 신호로 출력하는 동작을 더 포함하는 방법.
13. The method of claim 12,
while the power modulator operates in the envelope tracking mode,
amplifying an envelope signal received from the modem;
performing AC coupling on the amplified envelope signal to output an AC (alternate current) coupled signal; and
outputting the AC coupled signal as a first output signal.
상기 모뎀으로부터 입력된 상기 전력 제어 신호와 미리 정해진 기준값을 비교하는 동작; 및
상기 전원 변조기가 포락선 추적 모드에서 동작하는 동안, 상기 비교 결과를 토대로 결정된 이득(gain) 값과 옵셋(offset) 값을 출력하는 동작을 더 포함하는 방법.
13. The method of claim 12,
comparing the power control signal input from the modem with a predetermined reference value; and
and outputting a gain value and an offset value determined based on a result of the comparison while the power modulator operates in an envelope tracking mode.
상기 모뎀으로부터 입력된 상기 전력 제어 신호와 상기 미리 정해진 기준값을 비교하는 동작은,
상기 비교 결과에 기반하여, 적어도 두 개의 서로 다른 기울기 값을 가지는 성형 테이블의 데이터 값들을 상기 이득 값과 상기 옵셋 값으로 분리 및 변환하는 동작을 포함하는 방법.
15. The method of claim 14,
Comparing the power control signal input from the modem with the predetermined reference value comprises:
and separating and converting data values of a shaping table having at least two different slope values into the gain value and the offset value based on the comparison result.
상기 성형 테이블은, 상기 전원 변조기의 출력 전력 크기에 따라 구분된 적어도 두 개의 출력 전력 구간별 이득 값과 옵셋 값을 포함하는 방법.
16. The method of claim 15,
The shaping table includes a gain value and an offset value for each of at least two output power sections divided according to an output power level of the power modulator.
상기 기준 전압을 판단하는 동작은,
제 1 출력값을 획득하기 위하여 상기 모뎀으로부터 입력되는 상기 전력 제어 신호로부터 미리 결정된 값을 빼는 동작;
상기 제 1 출력값과 상기 전원 변조기의 동작 모드의 변경을 위한 최소 전압값과 비교하는 동작을 포함하고,
상기 기준 전압의 크기는 상기 비교 결과에 기반하여 제어되는 방법.
13. The method of claim 12,
The operation of determining the reference voltage is
subtracting a predetermined value from the power control signal input from the modem to obtain a first output value;
Comprising the operation of comparing the first output value with a minimum voltage value for changing the operation mode of the power modulator,
The level of the reference voltage is controlled based on the comparison result.
상기 전원 변조기가 포락선 추적 모드에서 동작하는 동안,
AC 커플링 커패시터 양단의 DC(direct current) 전압을 검출하는 동작; 및
DC 피드백 값을 획득하기 위해 상기 검출된 DC 전압과 이득 및 옵셋 제어기로부터 입력되는 기준값을 비교하는 동작을 더 포함하고,
상기 스위칭 레귤레이터의 상기 제 2 출력 신호는 상기 DC 피드백 값에 기반하는 방법.
14. The method of claim 13,
while the power modulator operates in envelope tracking mode,
detecting a direct current (DC) voltage across the AC coupling capacitor; and
Comparing the detected DC voltage with a reference value input from a gain and offset controller to obtain a DC feedback value,
and the second output signal of the switching regulator is based on the DC feedback value.
상기 제 1 출력값이 상기 최소 전압값보다 큰 경우에 상기 제 1 출력값을 상기 기준 전압으로 출력하고, 및
상기 제 1 출력값이 상기 최소 전압값 이하인 경우에 상기 최소 전압값을 상기 기준 전압으로 출력하는 방법.
18. The method of claim 17,
outputting the first output value as the reference voltage when the first output value is greater than the minimum voltage value; and
and outputting the minimum voltage value as the reference voltage when the first output value is equal to or less than the minimum voltage value.
모뎀으로부터 전력 제어 신호를 수신하는 동작;
상기 전력 제어 신호에 기반하여 기준 전압을 판단하는 동작-상기 전원 변조기의 동작 모드는 상기 기준 전압의 크기를 제어함으로써 변경됨-;
상기 기준 전압의 크기에 따라 제 1 전압을 판단하는 동작;
상기 전원 변조기가 포락선 추적(envelope tracking) 모드에서 동작하는 동안, 선형 레귤레이터의 제 1 출력 신호와 스위칭 레귤레이터의 제 2 출력 신호를 결합하고, 결합된 결과를 출력하는 동작-상기 제 1 출력 신호는 상기 제 1 전압에 기반함-; 및
상기 전원 변조기가 평균 전력 추적(average power tracking) 모드로 동작하는 동안, 상기 제 1 전압을 출력하는 동작을 포함하는 제조 물품.
An article of manufacture for providing power from a radio transmitter to a radio frequency power amplifier by a power modulator, comprising a non-transitory machine readable medium comprising one or more programs that, when executed, implement the following operations: ,
receiving a power control signal from the modem;
determining a reference voltage based on the power control signal, wherein an operation mode of the power modulator is changed by controlling the level of the reference voltage;
determining a first voltage according to the level of the reference voltage;
combining a first output signal of a linear regulator and a second output signal of a switching regulator, and outputting a combined result, while the power modulator operates in an envelope tracking mode, wherein the first output signal is based on the first voltage-; and
and outputting the first voltage while the power modulator operates in an average power tracking mode.
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