KR20000011950A - 이동통신단말장치에이용되는송신전력제어회로 - Google Patents

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KR20000011950A
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Abstract

정확한 송신 전력 제어가 요구되는 이동 통신 단말 장치에서 송신 전력이 과도하게 되는 것을 방지하는 송신 전력 제어 회로가 개시된다. 분파기(11), 검파기(12), 및 평활 회로(13)를 조합하여 이동 통신 단말 장치로부터의 평균 송신 전력에 대응하는 검파 전압을 생성한다. 임계치 설정 회로(14)는 허용 가능한 최대 평균 송신 전력에 대응하는 임계 전압을 생성한다. 전압 비교기(15)는 검파 전압과 임계 전압을 비교하여, 이동 통신 단말 장치로부터의 평균 송신 전력이 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높은지 낮은지를 판정한다. 제어 회로(16)는, 평균 송신 전력이 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높다고 판정한 경우 가변 이득 증폭기(4)의 이득을 낮추도록 제어 전압을 변화시킨다.

Description

이동 통신 단말 장치에 이용되는 송신 전력 제어 회로{TRANSMISSION POWER CONTROLLER FOR USE IN MOBILE COMMUNICATION TERMINAL EQUIPMENT}
본 발명은 이동 통신 단말 장치에 이용되는 송신 전력 제어 회로에 관한 것이다.
종래의 아날로그 FM(주파수 변조) 시스템의 이동 통신 단말 장치에서, 최대 평균 송신 전력을 전파법에 규정된 특정값 이하가 되도록 제어하는 제어 회로는 소위 ALC(Automatic Level Control) 회로를 포함한다.
도 4는 이러한 회로의 구조를 예시하고 있다.
VCXO(Voltage Controlled Crystal Oscillator; 전압 제어 수정 발진기; 21)는, 변조 신호에 의해 주파수 변조된 IF(중간 주파수) 신호를 생성한다.
밴드 패스 필터(23)는 VCXO(21)로부터의 출력 신호에 대해 밴드 폭을 제한하여 원하지 않는 파형을 제거하고, 원하는 주파수의 IF 신호를 통과하게 한다.
IF 증폭기(24)는 밴드 패스 필터(23)로부터의 IF 신호 출력을 증폭한다. 밴드 패스 필터(25)는 IF 증폭기(24)로부터의 출력 신호에 대해 밴드 폭을 제한하여 원하지 않는 파형을 제거하고, 원하는 주파수의 IF 신호를 통과하게 한다.
믹서(26)는 밴드 패스 필터(25)로부터의 IF 신호 출력과 국부 발진기(27)로부터의 국부 신호를 혼합하여 IF 신호를 RF(무선 주파수) 신호로 변환한다.
밴드 패스 필터(28)는 믹서(26)로부터의 출력 신호의 밴드 폭을 제한하여 원하지 않는 파형을 제거하고, 원하는 주파수의 RF 신호를 통과하게 한다. 밴드 패스 필터(28)로부터의 RF 신호 출력은 송신 전력 증폭기(29)에서 전력 증폭된 후, 송신 전파로서 안테나(30)로부터 방사된다.
분파기(31)는 송신 전력 증폭기(29)로부터의 출력 신호를 부분적으로 분리시킨다. 검파기(32)는 분파기(31)에 의해 분리된 송신 전력 증폭기(29)로부터의 출력 신호를 검파한다. 평활 회로(33)는 검파기(32)로부터의 출력 신호를 평활화한다. 이렇게 해서, 도 4의 송신 전력 제어 회로를 포함하는 이동 통신 단말 장치로부터 평균 송신 전력에 대응하는 DC 전압(이후로는 검파 전압이라 함)이 얻어진다.
한편, 임계치 설정 회로(34)는 임계치 데이타 신호를 바탕으로 전파법에서 규정된 최대 평균 송신 전력에 대응하는 임계 전압을 출력한다.
전압 비교기(35)는 평활 회로(33)에서 출력된 검파 전압과 임계치 설정 회로(34)에서 출력된 임계 전압을 비교한다.
전원 전압 제어 회로(36)에서 송신 전력 증폭기(29)의 전원 전압, 바이어스 전압 등을 조정함으로써 이동 통신 단말 장치로부터의 평균 송신 전력을 허용 가능한 최대 평균 송신 전력과 동일하게 되도록 네거티브 피드백 제어가 더 수행된다.
상기 기술한 것은 종래 아날로그 FM 시스템의 이동 통신 단말 장치에서의 전송 전력 제어 회로(ALC 회로)의 동작에 관한 것이다.
다음 세대의 이동 통신 단말 장치에 대한 기술로서 CDMA(코드 분할 다중 액세스)가 최근 제안되었다.
CDMA 시스템에서의 원근 문제(Near-Far Problem)를 극복하기 위해서는, 동일 셀에 속하는 이동 통신 단말 장치로부터 송신된 전파는 거의 동일한 레벨로 기지국에 도달하도록 이동 통신 단말 장치의 송신 전력을 넓은 범위에 걸쳐 정확하게 제어할 필요가 있다. 제어 범위는 80㏈보다 더 넓고, 제어에 대한 분해능은 1㏈이다.
그러나, 도 4에 도시한 바와 같은 ALC 회로에 의해서는 그러한 복잡한 송신 전력 제어를 실현하는 것이 불가능하다.
그러한 문제를 해결하기 위해, IF 스테이지에서 넓은 다이나믹 범위로 동작하는 가변 이득 증폭기의 제어 전압을 정확하게 조정하는 방법이 채택된다. RF 마이크로 디바이스 인크.사의 제품 "RF2609"가 그러한 가변 이득 증폭기의 예로서 유명하다.
도 5는 그러한 가변 이득 증폭기를 구비한 송신 전력 제어 회로의 구조예를 도시하고 있다. CDMA에서는 QPSK와 오프셋 QPSK와 같은 변조 방법이 이용되므로, 아날로그 FM 시스템의 이동 통신 단말 장치에서의 VCXO 대신에, 직교 변조기(41)가 이용된다.
직교 변조기(41)는 2개의 베이스 밴드 입력, 즉 동상 성분(I-신호)과 직교 성분(Q-신호)을 가지고 있다. 직교 변조기(41)는 I-신호와 Q-신호에 의해 국부 발진기(42)에서 출력된 국부 신호를 변조하여 IF 신호를 생성한다.
밴드 패스 필터(43)는 직교 변조기(41)의 출력 신호의 밴드 폭을 제한하여 원하지 않는 파형을 제거하고, 원하는 주파수의 IF 신호를 얻는다.
가변 이득 증폭기(44)는 밴드 패스 필터(43)로부터 출력된 IF 신호를 증폭한다. 밴드 패스 필터(45)는 가변 이득 증폭기(44)로부터의 출력 신호의 밴드 폭을 제한하여 원하지 않는 파형을 제거하고, 원하는 주파수의 IF 신호를 통과하게 한다.
믹서(46)는 밴드 패스 필터(45)로부터 출력된 IF 신호와 국부 발진기(47)로부터 출력된 국부 신호를 혼합하여 IF 신호를 RF 신호로 변환한다.
밴드 패스 필터(48)는 믹서(46)로부터의 출력 신호의 밴드 폭을 제한하여 원하지 않는 파형을 제거하고, 원하는 주파수의 RF 신호를 통과하게 한다. 밴드 패스 필터(48)로부터 출력된 RF 신호는 송신 전력 증폭기(49)에서 전력 증폭된 후, 송신 전파로서 안테나(50)로부터 방사된다.
도 5의 회로는 도 4의 경우와는 달리 ALC 회로를 이용하지 않는다. 대신에, 도 5의 회로는 가변 이득 증폭기(44)에 대한 제어 전압을 생성하는 D/A 컨버터(57)와, D/A 컨버터(57)에 대해 데이타를 설정하는 제어 회로(56)를 포함한다.
2가지 형태의 송신 전력 제어, 즉 오픈 루프 전력 제어와 클로즈드 루프 전력 제어가 CDMA 시스템에서 수행된다. 오픈 루프 전력 제어에서는, 이동 통신 단말 장치가 기지국으로부터의 송신 전력을 모니터한다. 송신 전력이 비교적 높으면, 이동 통신 단말 장치는 단말 장치가 기지국에 가까운데 위치한다고 판단하여 그 자신의 송신 전력을 낮춘다. 기지국으로부터 송신 전력이 비교적 낮으면, 이동 통신 단말 장치는 단말 장치가 기지국에서 멀리 떨어져 있다고 판단하여 그 자신의 송신 전력을 올린다. (이동 통신 단말 장치의 도시되지 않은 CPU에 의해 제어 회로(56)에서 이 순간에 설정되는 전력 제어 신호를 오픈 루프 전력 제어 신호라 부른다.)
클로즈드 루프 전력 제어에서는, 기지국이 이동 통신 단말 장치로부터의 송신 전력을 모니터한다. 기지국은, 송신 전력이 비교적 높으면 전력을 낮추도록 하는 제어 신호를 이동 통신 단말 장치에 송신하고, 송신 전력이 비교적 낮으면 전력을 올리도록 하는 제어 신호를 송신한다. 이동 통신 단말 장치는, 제어 신호에 따라서 송신 전력의 제어값을 1㏈ 등과 같은 특정 가변량만큼 주기적으로 변화시킨다. (기지국으로부터 이동 통신 단말 장치에 송신된 전력 제어 신호를 전체 전력 제어 신호라 부른다.)
도 6에 도시된 바와 같은 업/다운 카운터(61)를 포함하는 제어 회로(56)에서는 오픈 루프 전력 제어와 클로즈드 루프 전력 제어를 양립시킬 수 있다.
상기 언급한 전체 전력 제어 신호는 1비트의 신호이다. 신호가 "1"의 값을 갖는 경우, 신호는 송신 전력을 올리라고 지시한다. 신호가 "0"의 값을 갖는 경우, 신호는 송신 전력을 낮추라고 지시한다. 전체 전력 제어 신호는 제어 회로(56)의 TPC(Total Power Control) 단자를 통해 업/다운 카운터(61)의 U/DB 단자에 공급된다.
업/다운 카운터(61)는 CK 단자에 공급되는 클럭에 동기하여 주기적으로 카운팅하고, U/DB 단자로의 입력이 "1" 또는 "0"인 경우에 카운트 업 또는 다운한다. 업/다운 카운터(61)는 디지털 데이타로서의 그 카운트 값을 Dout 단자에서 출력한다. D/A 컨버터(57)는 출력 데이타를 아날로그 신호로 변환하고, 가변 이득 증폭기(44)에 대한 제어 신호로서 아날로그 신호를 출력한다.
D/A 컨버터(57)로부터 출력된 제어 전압은 가변 이득 증폭기(44)의 이득을 제어하고, 이것에 의해 이동 통신 단말 장치의 송신 전력를 제어한다.
업/다운 카운터(61)는, 로드 신호가 LOAD 단자에 주어지는 경우 Din 단자에 공급된 오픈 루프 전력 제어 신호를 로드하고, 제어 신호가 표시하는 전력의 제어값에 대응하는 카운트 값을 디지털 데이타로서 Dout 단자로부터 출력한다. D/A 컨버터(57)는 제어 회로(56)의 출력 데이타를 아날로그 신호로 변환하고, 상기 기술한 것과 같이 가변 이득 증폭기(44)에 대한 제어 신호로서 아날로그 신호를 출력한다.
상기 기술한 것은 CDMA 시스템의 이동 통신 단말 장치에서의 종래 송신 전력 제어 회로의 동작에 관한 것이다.
도 5의 송신 전력 제어 회로는 이하의 단점을 야기한다.
(1) 이동 통신 단말 장치가 기지국으로부터 떨어진 곳에 위치하는 경우, 기지국에서 모니터되는 이동 통신 단말 장치의 송신 전력은 낮게 된다. 그리고나서, 기지국은 송신 전력을 증가하도록 지시하는 전체 전력 제어 신호를 송신한다. 그러므로, 이동 통신 단말 장치가 기지국으로부터 아주 멀리 떨어진 곳에 위치하면, 송신 전력을 증가시키기 위한 클로즈드 루프 전력 제어가 과도하게 수행될 수 있다. 그 결과, 허용 가능한 최대 평균 송신 전력을 초과한 송신 전력이 이동 통신 단말 장치로부터 종종 출력될 수 있다. 그러한 경우에, 이동 통신 단말 장치가 기지국으로부터의 요구를 만족시킬 수는 있지만, 전파법의 규정을 위반하게 된다. 그러한 경우의 동작은 인접 기지국에 대해 간섭을 발생시킬 가능성도 있다.
(2) 이동 통신 단말 장치가 기지국으로부터 떨어진 곳에 위치하는 경우, 이동 통신 단말 장치에서 모니터되는 송신 전력은 낮게 된다. 그리고나서, 이동 통신 단말 장치의 CPU는 송신 전력을 증가시키도록 지시하는 오픈 루프 전력 제어 신호를 출력한다. 그러므로, 이동 통신 단말 장치가 기지국으로부터 아주 멀리 떨어진 곳에 위치하면, 송신 전력을 증가시키기 위한 오픈 루프 전력 제어가 과도하게 수행될 수 있다. 그 결과, 클로즈드 루프 전력 제어의 경우와 동일한 단점들이 야기된다.
(3) 가변 이득 증폭기의 이득은, 주위 온도에 따라 가변한다. 따라서, 전체 전력 제어 신호 또는 오픈 루프 전력 제어 신호가 적절하더라도 원하는 송신 전력을 얻을 수 없다. 그 결과, 클로즈드 루프 전력 제어의 경우와 동일한 단점들이 야기된다.
상기 언급한 단점들을 극복하기 위해 본 발명이 이루어졌고, 따라서, 전파법에 규정된 최대 평균 송신 전력 이하로 평균 송신 전력을 억제할 수 있는 송신 전력 제어 회로를 제공하는 목적을 가지고 있다. 송신 전력 제어 회로는, 예를 들면 CDMA 시스템의 원근 문제에 대처하기 위해, 그 송신 전력을 넓은 범위(약 80㏈)에서 상대적으로 정확하게(1㏈ 단계로, ㏈에 대해 선형) 제어하는 것이 요구되는 이동 통신 단말 장치에 적용하는 것이다.
본 발명의 제1 형태에 따르면, 송신 회로 내에 배치되고, 송신 신호를 증폭하기 위한 가변 이득 수단; 이동 통신 단말 장치로부터의 평균 송신 전력이 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높은지 또는 낮은지를 판정하는 판정 수단; 및 평균 송신 전력이 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높은 경우, 송신 전력을 낮추도록 가변 이득 수단의 이득을 제어하는 제어 수단을 포함하는 이동 통신 단말 장치에 이용되는 송신 전력 제어 회로가 제공된다.
송신 전력 제어 회로에서, 가변 이득 수단은 중간 주파수 신호를 증폭하며, 중간 주파수 신호는 송신 신호이다.
송신 전력 제어 회로에서, 판정 수단의 입출력 특성은 히스테리시스를 갖을 수 있다.
송신 전력 제어 회로는, 판정 수단의 판정 결과를 기지국에 송신하는 수단을 더 포함한다.
본 발명의 제2 형태에 따르면, 송신 회로 내에 배치되고, 송신 신호를 증폭하기 위한 가변 이득 수단; 무선 주파수 신호를 증폭하기 위한 송신 전력 증폭기로부터의 출력의 분기된 일부를 검파하고 평활화하여, 이동 통신 단말 장치로부터의 평균 송신 전력에 대응하는 검파 전압을 생성하기 위한 검파 전압 생성 수단; 허용 가능한 최대 평균 송신 전력에 대응하는 임계 전압을 생성하기 위한 임계 전압 생성 수단; 검파 전압과 임계 전압을 비교하여, 이동 통신 단말 장치로부터의 평균 송신 전력이 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높은지 또는 낮은지를 판정하는 판정 수단; 및 가변 이득 수단의 이득을 제어하는 제어 전압을 생성하고, 판정 수단에 의해 평균 송신 전력이 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높다고 판정된 경우, 가변 이득 수단의 이득을 낮추도록 제어 전압을 제어하는 제어 수단을 포함하는 이동 통신 단말 장치에 이용되는 송신 전력 제어 회로가 제공된다.
제1 및 제2 형태에 따른 송신 전력 제어 회로에서, 가변 이득 수단은 중간 주파수 신호를 증폭하며, 중간 주파수 신호는 송신 신호이다.
제1 및 제2 형태에 따른 송신 전력 제어 회로에서, 판정 수단의 입출력 특성은 히스테리시스를 갖을 수 있다.
제1 및 제2 형태에 따른 송신 전력 제어 회로는, 판정 수단의 판정 결과를 기지국에 송신하는 수단을 더 포함한다.
본 발명의 제3 형태에 따르면, 이동 통신 단말 장치로부터의 평균 송신 전력이 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높은지 또는 낮은지를 판단하는 단계; 및 평균 송신 전력이 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높은 경우, 송신 전력을 낮추도록 가변 이득 수단의 이득을 제어하는 단계를 포함하고, 가변 이득 수단은 이동 통신 단말 장치내의 송신 회로내에 배치되고, 송신 신호를 증폭하는데 이용되는 이동 통신 단말 장치의 송신 전력을 제어하는 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 이하에 기술하는 양호한 실시예에 대한 설명으로부터 분명하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 송신 전력 제어 회로를 도시한 블럭 다이어그램.
도 2는 도 1의 제어 회로의 블럭 다이어그램.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 송신 전력 제어 회로를 도시한 블럭 다이어그램.
도 4는 종래 송신 전력 제어 회로의 블럭 다이어그램.
도 5는 또 하나의 종래 송신 전력 제어 회로의 블럭 다이어그램.
도 6은 도 5의 제어 회로의 블럭 다이어그램.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 직교 변조기
2 : 국부 발진기
3 : 밴드 패스 필터
4 : 가변 이득 증폭기
5 : 밴드 패스 필터
6 : 믹서
7 : 국부 발진기
8 : 밴드 패스 필터
9 : 송신 전력 증폭기
10 : 안테나
11 : 분파기
12 : 검파기
13 : 평활 회로
14 : 임계치 설정 회로
15 : 전압 비교기
16 : 제어 회로
17 : D/A 컨버터
본 발명은 첨부된 도면을 참고로 한 이하의 상세한 설명으로부터 더 완벽하게 이해될 것이다.
[제1 실시예]
본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예를 도시하는 송신 전력 제어 회로의 블럭 다이어그램이다.
본 실시예의 송신 전력 제어 회로는 CDMA 시스템의 이동 통신 단말 장치에 이용된다. CDMA에서는 QPSK(Quadriphase Phase Shift Keying)와 오프셋 QPSK와 같은 변조 방법이 이용되므로, 아날로그 FM 시스템의 이동 통신 단말 장치에서의 VCXO 대신에 직교 변조기(1)가 이용된다.
직교 변조기(1)는 2개의 베이스 밴드 입력, 즉 동상 성분(I-신호)과 직교 성분(Q-신호)을 가지고 있다. 직교 변조기(1)는 I-신호와 Q-신호에 의해 국부 발진기(2)에서 출력된 국부 신호를 변조하여 IF 신호를 생성한다.
밴드 패스 필터(3)는 직교 변조기(1)의 출력 신호의 밴드 폭을 제한하여 원하지 않는 파형을 제거하고, 원하는 주파수의 IF 신호를 얻는다.
가변 이득 증폭기(4)는 밴드 패스 필터(3)로부터 출력된 IF 신호를 증폭한다. 밴드 패스 필터(5)는 가변 이득 증폭기(4)로부터의 출력 신호의 밴드 폭을 제한하여 원하지 않는 파형을 제거하고, 원하는 주파수의 IF 신호를 통과하게 한다. 가변 이득 증폭기(4)에 대한 이득 제어는 다음에 설명한다.
믹서(6)는 밴드 패스 필터(5)로부터 출력된 IF 신호와 국부 발진기(7)로부터 출력된 국부 신호를 혼합하여 IF 신호를 RF 신호로 변환한다.
밴드 패스 필터(8)는 믹서(6)로부터의 출력 신호의 밴드 폭을 제한하여 원하지 않는 파형을 제거하고, 원하는 주파수의 RF 신호를 통과하게 한다.
밴드 패스 필터(8)로부터 출력된 RF 신호는 송신 전력 증폭기(9)에서 전력 증폭된 후, 송신 전파로서 안테나(10)로부터 방사된다.
분파기(11)는 송신 전력 증폭기(9)로부터의 출력 신호를 부분적으로 분리시킨다. 검파기(12)는 분파기(11)에 의해 분리된 송신 전력 증폭기(9)로부터의 출력 신호를 검파한다. 평활 회로(13)는 검파기(12)로부터의 출력 신호를 평활화한다.
이렇게 해서, 도 1의 송신 전력 제어 회로를 포함하는 이동 통신 단말 장치로부터 평균 송신 전력에 대응하는 DC 전압(이후로는 검파 전압이라 함)이 얻어진다.
검파기(12)는 예를 들면, 쇼트키 배리어 다이어드로 구성된다. 평활 회로(13)는 코일과 커패시터로 이루어진 저대역 필터로 구성된다.
평활 회로(13)는, 장기간의 평균 송신 전력에 대응하는 검파 전압을 얻기 위해, 연산 증폭기와 커패시터로 구성되는 액티브 저대역 통과 필터로도 구성될 수 있다.
한편, 임계치 설정 회로(14)는 임계치 데이타 신호를 바탕으로 전파법에서 규정된 최대 평균 송신 전력에 대응하는 임계 전압을 출력한다. 임계치 설정 회로(14)는 예를 들면 D/A 컨버터로 구성된다. 임계치 설정 회로(14)는 CPU(도시되지 않음)로부터 최대 평균 송신 전력에 대응하는 임계치 데이타 신호를 수신하여, 임계치 데이타 신호를 디지털에서 아날로그로 변환하여 얻어진 DC 전압, 즉 임계 전압을 출력한다.
임계치 설정 회로(14)는 전원 전압을 가변 저항 등으로 나누는 단순한 구조로 실현될 수도 있다. 임계치 데이타 신호는 이 경우에 필요하지 않다.
전압 비교기(15)는 평활 회로(13)에서 출력된 검파 전압과 임계치 설정 회로(14)에서 출력된 임계 전압을 비교한다. 본 실시예에서 검파 전압은 전압 비교기의 반전 입력 단자에 인가되고, 임계 전압은 비반전 입력 단자에 인가된다.
송신 전력 제어 회로를 포함하는 이동 통신 단말 장치의 평균 송신 전력이 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높으면, 검파 전압이 임계 전압보다 높게 되므로, 전압 비교기(15)의 출력 신호는 "L" 레벨(= "0")이 된다.
반대로, 평균 송신 전력이 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 낮으면, 검파 전압이 임계 전압보다 낮게 되므로, 전압 비교기(15)의 출력 신호는 "H" 레벨(= "1")이 된다.
제어 회로(16)와 D/A 컨버터(17)은 다음에 설명한다.
2가지 형태의 송신 전력 제어, 즉 오픈 루프 전력 제어와 클로즈드 루프 전력 제어가 CDMA 시스템에서 수행된다.
오픈 루프 전력 제어에서는, 이동 통신 단말 장치는 기지국으로부터의 송신 전력을 모니터한다. 송신 전력이 비교적 높으면, 이동 통신 단말 장치는 단말 장치가 기지국에 가까운데 위치한다고 판단하여 그 자신의 송신 전력을 낮춘다. 기지국으로부터 송신 전력이 비교적 낮으면, 이동 통신 단말 장치는 단말 장치가 기지국에서 멀리 떨어져 있다고 판단하여 그 자신의 송신 전력을 올린다. (이동 통신 단말 장치의 도시되지 않은 CPU에 의해 제어 회로(16)에서 이 순간에 설정되는 전력 제어 신호를 오픈 루프 전력 제어 신호라 부른다.)
클로즈드 루프 전력 제어에서, 기지국은 이동 통신 단말 장치로부터의 송신 전력을 모니터한다. 기지국은, 송신 전력이 비교적 높으면 전력을 낮추도록 하는 제어 신호를 이동 통신 단말 장치에 송신하고, 송신 전력이 비교적 낮으면 전력을 올리도록 하는 제어 신호를 송신한다. 이동 통신 단말 장치는, 제어 신호에 따라서 송신 전력의 제어값을 1㏈ 등과 같은 특정 가변량만큼 주기적으로 변화시킨다. (기지국으로부터 이동 통신 단말 장치에 송신된 전력 제어 신호를 전체 전력 제어 신호라 부른다.)
검파 전압과 임계 전압을 비교하여 얻어진 결과에 기초한 본 발명에 따른 오픈 루프 전력 제어와 클로즈드 루프 전력 제어, 및 송신 전력 제어는 제어 회로(16)에서도 가능하다. 제어 회로는 도 2에 도시된 바와 같이, 업/다운 카운터(16)와 AND 게이트(62)로 구성된다.
전체 전력 제어 신호는, 이동 통신 단말 장치의 수신 수단(도시되지 않음)에서 기지국으로부터 수신된 1비트로 이루어진 신호이다. 신호가 "1"의 값을 갖는 경우, 신호는 송신 전력을 올리라고 지시한다. 신호가 "0"의 값을 갖는 경우, 신호는 송신 전력을 낮추라고 지시한다. 전체 전력 제어 신호는 제어 회로(16)의 TPC 단자를 통해 AND 게이트(62)의 한 입력 단자에 공급된다.
업/다운 카운터(61)는 CK 단자에 공급되는 클럭에 동기하여 주기적으로 카운팅하고, 업 카운트와 다운 카운트를 전환하기 위한 U/DB 단자로의 입력이 "1" 또는 "0"인 경우에 카운트 업 또는 다운한다. 물론, 카운터(61)가 계속해서 카운트 업 또는 다운하는 경우, 카운터(61)의 오버플로우 또는 언더플로우를 방지하기 위한 기능이 필요하지만, 본 발명과는 직접적으로 관련되지 않으므로 그 설명은 생략한다.
업/다운 카운터(61)는 복수의 비트로 이루어지고, 디지털 데이타인 그 카운트 값을 Dout 단자에서 출력한다. D/A 컨버터(17)는 제어 회로(16)의 출력 데이타를 디지털에서 아날로그 신호로 변환하고, 변환된 결과를 가변 이득 증폭기(4)에 대한 제어 신호로서 출력한다.
D/A 컨버터(17)로부터 출력된 제어 전압은 가변 이득 증폭기(4)의 이득을 제어하고, 이것에 의해 이동 통신 단말 장치의 송신 전력를 제어한다.
업/다운 카운터(61)는, 로드 신호가 LOAD 단자에 주어지는 경우 Din 단자에 공급된 복수의 비트로 이루어진 오픈 루프 전력 제어 신호를 로드하고, 복수의 비트로 이루어진 디지털 데이타로서 제어 신호가 표시하는 전력의 제어값에 대응하는 카운트 값을 Dout 단자로부터 출력한다. D/A 컨버터(17)는 제어 회로(16)의 출력 데이타를 디지털에서 아날로그 신호로 변환하고, 상기 기술한 것과 같이 가변 이득 증폭기(4)에 대한 제어 신호를 출력한다.
본 실시예에서, 전압 비교기(15)로부터의 출력 신호는 제어 회로(15)의 CONT 단자를 통해 AND 게이트(62)의 다른 하나의 입력 단자에 공급된다. AND 게이트(62)는 전체 전력 제어 신호와, 전압 비교기(15)로부터의 출력 신호와의 논리곱을 구한다. AND 게이트(62)의 출력 신호는 업/다운 카운터(61)의 U/DB 단자에 공급된다.
이동 통신 단말 장치의 평균 송신 전력이 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높으면, 상기 기술한 바와 같이 전압 비교기(15)의 출력 신호는 "0"이 된다. 반대로, 평균 송신 전력이 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 낮으면, 상기 기술한 바와 같이 전압 비교기(15)의 출력 신호는 "1"이 된다.
그러므로, 이동 통신 단말 장치의 평균 송신 전력이 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높으면, 전체 전력 제어 신호가 송신 전력을 올리도록 지시하는 "1"을 나타내고 있더라도, AND 게이트(62)의 출력은 "0"이 된다. 그러므로, 업/다운 카운터(61)는 카운트 다운한다. 그 결과, D/A 컨버터(17)로부터 출력된 제어 전압은 감소되고 송신 전력은 더 낮아진다.
전체 전력 제어 신호가 송신 전력을 올리도록 지시하는 "1"을 나타내고, 이동 통신 단말 장치의 평균 송신 전력이 허용 가능한 최대 평균 전송 전력보다 낮은 경우, AND 게이트(62)의 출력이 "1"이 된다. 그러므로, 업/다운 카운터(61)가 카운트 업한다. 그 결과, D/A 컨버터(17)로부터 출력된 제어 전압이 증가하고, 송신 전력이 더 높게 된다.
전체 전력 제어 신호가 송신 전력을 낮추도록 지시하는 "0"을 나타내는 경우, 말할 것도 없이 AND 게이트(62)의 출력이 "0"이 되고, 송신 전력이 더 낮아진다.
따라서, 검출 전압(평균 송신 전력)과 임계 전압(허용 가능한 최대 평균 송신 전력)을 비교하여 얻어진 결과를 바탕으로 한 본 발명에 따른 오픈 루프 전력 제어 신호에 기초한 오픈 루프 전력 제어, 전체 전력 제어 신호에 기초한 클로즈드 루프 전력 제어, 및 송신 전력 제어를 양립시킬 수 있다. 이동 통신 단말 장치의 평균 송신 전력이 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높은 경우, 오픈 루프 전력 제어와 클로즈드 루프 전력 제어를 무시하여, 송신 전력을 강제적으로 낮추도록 동작시키는 것이 가능하다.
이동 통신 단말 장치가 기지국에서 떨어진 곳에 위치하는 경우, 기지국에서 모니터되는 이동 통신 단말 장치의 송신 전력과, 이동 통신 단말 장치에서 모니터되는 기지국의 송신 전력이 모두 낮다. 그러므로, 기지국은 송신 전력을 증가시키도록 지시하는 전체 전력 제어 신호를 송신하고, 이동 통신 단말 장치도 또한 송신 전력을 증가시키도록 지시하는 오픈 루프 전력 제어 신호를 CPU로부터 생성한다. 그러므로, 이 경우에 클로즈드 루프 전력 제어와 오픈 루프 전력 제어 모두가 동일 방향으로의 송신 전력 제어를 수행한다.
[제2 실시예]
도 3은 본 발명의 제2 실시예를 도시하는 송신 전력 제어 회로의 블럭 다이어그램이며, 도 1의 도시된 바와 동일한 부분은 동일 참조 부호로 표시한다. 도 3은 도 1에 도시된 송신 전력 제어 회로와 다른 부분만을 도시한다.
본 실시예의 송신 전력 제어 회로는 근본적으로 제1 실시예와 동일한 구조를 가지고 있다. 본 실시예는 판정 결과가 변하는(hunting) 것을 방지하기 위해 전압 비교기(15)에 히스테리시스를 부여한다. 전압 비교기(15)에 히스테리시스를 부여하기 위해, 전압 비교기(15)의 출력을 임계 전압으로 정귀환하기 위한 저항(18, 19)가 도 1의 회로에 부가된다.
[제3 실시예]
전압 비교기(15)의 출력 신호(검파 전압과 임계 전압을 비교하여 얻어진 결과임)는 도시되지 않은 CPU와 같은 검출 수단에 의해 검출될 수 있고, 검출 결과는 기지국에 송신될 수 있다. 검출 결과의 송신을 실현하기 위해, 검출 수단으로부터의 검출 결과는, 직교 변조기(1)에 공급되는 I-신호 및/또는 Q-신호로 변환된다.
따라서, 기지국은 이동 통신 단말 장치의 평균 송신 전력이 최대 평균 송신 전력을 초과하는지 여부를 인식할 수 있다.
이동 통신 단말 장치의 평균 송신 전력이 최대 평균 송신 전력을 초과하는 경우, 기지국으로부터 송신된 전체 전력 제어 신호로 송신 전력을 줄이도록 지시함으로써 이동 통신 단말 장치를 제어하는 것도 가능하다.
가변 이득 증폭기(4)는, 상기 실시예에서는 IF 신호가 증폭되는 위치에 배치되었지만, RF 또는 베이스 밴드 신호가 증폭되는 위치에 배치될 수 있다.
양호한 실시예를 참조로 본 발명을 도시하고 설명했지만, 기술계의 숙련자라면 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않고서 형태와 세부 항목에 있어서 다양한 변화, 생략, 및 부가가 가능하다는 것은 자명하다.
본 발명에 따르면, 가변 이득 수단은 송신 회로내에 배치되고, 판단 수단과 제어 수단도 설치된다. 그러므로, 이동 통신 단말 장치의 평균 송신 전력이 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높으면, 오픈 루프 전력 제어와 클로즈드 루프 전력 제어를 무시하여, 송신 전력을 강제적으로 낮춘다. CDMA 시스템 등에 대처하기 위해 넓은 다이나믹 범위와 상대적으로 높은 정확성을 갖는 송신 전력 제어와, 평균 송신 전력이 전파법에서 규정된 최대 평균 송신 전력을 초과하는 것을 방지하는 송신 전력 제어를 양립시킬 수 있다. 그러므로, 이동 통신 단말 장치의 송신 전력이 과도하게 되는 것을 방지할 수 있고, 전파법의 규정을 위반하는 것을 방지할 수 있으며, 인접 셀을 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 또한 주위 온도로 인해 이동 통신 단말 장치의 송신 전력이 과도해지는 것을 방지할 수 있다.
판정 수단의 입출력 특성에 히스테리시스를 부여함으로써 판정된 결과의 변화를 방지할 수 있다.
판정 수단의 판정 결과를 기지국에 송신하기 위한 수단을 제공함으로써, 이동 통신 단말 장치의 평균 송신 전력이 최대 평균 송신 전력을 초과하는지 여부를 기지국에 통지할 수 있다. 그러므로, 기지국은 그 통지에 기초하여 이동 통신 단말 장치의 송신 전력을 제어할 수 있다.

Claims (9)

  1. 이동 통신 단말 장치에 이용되는 송신 전력 제어 회로에 있어서,
    송신 회로(transmitter) 내에 배치되고, 송신 신호를 증폭하기 위한 가변 이득 수단;
    상기 이동 통신 단말 장치로부터의 평균 송신 전력이 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높은지 또는 낮은지를 판정하는 판정 수단; 및
    상기 평균 송신 전력이 상기 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높은 경우, 송신 전력을 낮추도록 상기 가변 이득 수단의 이득을 제어하는 제어 수단
    을 포함하는 이동 통신 단말 장치에 이용되는 송신 전력 제어 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가변 이득 수단은 중간 주파수 신호를 증폭하며, 상기 중간 주파수 신호는 상기 송신 신호인 이동 통신 단말 장치에 이용되는 송신 전력 제어 회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 판정 수단의 입출력 특성은 히스테리시스를 갖는 이동 통신 단말 장치에 이용되는 송신 전력 제어 회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 판정 수단의 판정 결과를 기지국에 송신하는 수단을 더 포함하는 이동 통신 단말 장치에 이용되는 송신 전력 제어 회로.
  5. 이동 통신 단말 장치에 이용되는 송신 전력 제어 회로에 있어서,
    송신 회로 내에 배치되고, 송신 신호를 증폭하기 위한 가변 이득 수단;
    무선 주파수 신호를 증폭하기 위한 송신 전력 증폭기로부터의 출력의 분기된 일부를 검파하고 평활화하여, 상기 이동 통신 단말 장치로부터의 평균 송신 전력에 대응하는 검파 전압을 생성하기 위한 검파 전압 생성 수단;
    허용 가능한 최대 평균 송신 전력에 대응하는 임계 전압을 생성하기 위한 임계 전압 생성 수단;
    상기 검파 전압과 상기 임계 전압을 비교하여, 상기 이동 통신 단말 장치로부터의 상기 평균 송신 전력이 상기 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높은지 또는 낮은지를 판정하는 판정 수단; 및
    상기 가변 이득 수단의 이득을 제어하는 제어 전압을 생성하고, 상기 판정 수단에 의해 상기 평균 송신 전력이 상기 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높다고 판정된 경우, 상기 가변 이득 수단의 상기 이득을 낮추도록 상기 제어 전압을 제어하는 제어 수단
    을 포함하는 이동 통신 단말 장치에 이용되는 송신 전력 제어 회로.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가변 이득 수단은 중간 주파수 신호를 증폭하며, 상기 중간 주파수 신호는 상기 송신 신호인 이동 통신 단말 장치에 이용되는 송신 전력 제어 회로.
  7. 제5항에 있어서, 상기 판정 수단의 입출력 특성은 히스테리시스를 갖는 이동 통신 단말 장치에 이용되는 송신 전력 제어 회로.
  8. 제5항에 있어서, 상기 판정 수단의 판정 결과를 기지국에 송신하는 수단을 더 포함하는 이동 통신 단말 장치에 이용되는 송신 전력 제어 회로.
  9. 이동 통신 단말 장치의 송신 전력을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 이동 통신 단말 장치로부터의 평균 송신 전력이 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높은지 또는 낮은지를 판단하는 단계; 및
    상기 평균 송신 전력이 상기 허용 가능한 최대 평균 송신 전력보다 높은 경우, 송신 전력을 낮추도록 가변 이득 수단의 이득을 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 가변 이득 수단은 상기 이동 통신 단말 장치내의 송신 회로내에 배치되고, 송신 신호를 증폭하는데 이용되는 이동 통신 단말 장치의 송신 전력을 제어하는 방법.
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