KR20010068979A - 개선된 코드분할다중접속 휴대용 무선단말기의 송신장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코드분할다중접속 무선단말기의 송신장치에 관한 것으로, 특히, 송신 신호의 출력 상태를 보다 안정화하며, 아울러, 출력 상태의 선형성을 확보하도록 하는 무선단말기의 송신장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 출력되는 신호의 크기가 일정하도록 조절하는 자동이득조절기와, 전력증폭기로의 입력 신호에 적합하도록 상기 지동이득조절기로부터 출력되는 신호를 적절히 증폭하여 출력하는 드라이브 증폭기를 구비하는 무선단말기의 송신장치에 있어서, 고정된 이득으로서 입력되는 신호를 증폭하여 출력하는 전력증폭기와, 상기 드라이브 증폭기를 통한 상기 전력증폭기와 상기 자동이득조절기간의 신호 전달 경로를 스위칭하는 스위칭부와, 상기 스위칭부의 스위칭 상태에 동기하여, 상기 자동이득조절기의 이득을 적절히 보상하고, 보상된 결과로서 상기 자동이득조절기의 이득을 조절하는 보상부와, 수신신호의 전계 강도 세기에 따라 상기 스위칭부의 스위칭과, 미리 설정된 보상 값에 따라 상기 보상부의 보상 상태를 제어하는 제어부를 더 구비하고 있음을 특징으로 한다.

Description

개선된 코드분할다중접속 휴대용 무선단말기의 송신장치{ADVANCED TRANCEIVING APPARATUS OF PORTABLE RF TERMINALL EQUIPMENT}

본 발명은 코드분할다중접속 무선단말기의 송신장치에 관한 것으로, 특히, 송신 신호의 출력 상태를 보다 안정화하며, 아울러, 출력 상태의 선형성을 확보하도록 하는 무선단말기의 송신장치에 관한 것이다.

통상적으로 코드분할다중접속 휴대용 무선단말기의 송신신호 장치는, 첨부된도 1에 도시된 바와 같은 구성을 갖는다. 이의 구성을 간략히 살펴보면, 듀플렉서 (122)는 1개의 송수신용 공용 안테나를 풀 듀플렉서로 운영하기 위해 송신신호와 수신신호를 분리한다. 상기 듀플렉서(122)는 일반적으로 수신대역 통과 여파기 및 송신대역 통과여파기로 구성된다. 전력증폭기(120)는 단말기에서 기지국으로 충분한 출력의 신호를 상기 안테나를 통해 보내기 위해 증폭한다. 상기 전력증폭기 (120)의 증폭도는 기준전압조절부(121)의 제어를 통해 가변적으로 정해진다. 무선주파수 대역통과 여파기(Radio Frequency Band Pass Filter;RFBPF)(118)는 단말기 송신 주파수만 선택적으로 보내기 위해 단말기 송신 주파수 외의 신호에 대한 제거를 수행한다. 드라이브증폭기(116)는 전단의 혼합기(114)에서 출력된 신호를 이용하여 상기 전력증폭기가 충분히 증폭할 수 있도록 입력되는 신호를 최적의 신호로 만들어 출력한다. 즉, 상기 전력증폭기(120)는 최적의 입력신호로 구동되지 않으면 그 효율이 떨어지므로 상기 드라이브증폭기(116)를 통한 신호의 증폭이 필요하다. 혼합기(114)는 업 컨버터(Up Converter)로서 기능하며, 전단의 자동이득조절기 (110)에 의해 제어된 신호가 일정 크기의 신호가 될 수 있도록 송신에 따른 국부발신주파수 신호를 혼합하여 출력한다. 이는 중간주파수 신호를 일정 대역의 무선주파수 신호로 상향하도록 하는 장치이다. 중간주파수 대역통과 여파기(Radio Frequency Band Pass Filter;IFBPF)(112)는 이전 기저대역처리부에서 변조된 신호에 있어 소자의 비선형성에 의해 발생되는 고조파 성분의 제거와 잡음대역의 제한을 이룬다. 자동이득조절기(Auto Gain Control)(110)는 기지국에 전달되는 신호의 크기가 일정하게 유지되도록 전력 제어를 수행한다. 상기 자동이득조절기(110)는기지국과 단말기간의 이동통신 환경이 잦은 변화를 일으킴으로 전력 레벨이 지속적으로 바뀌게 됨에, 그러한 상태를 참조로 출력되는 신호의 크기가 항상 일정하게 유지되도록 하는 장치이다.

한편 앞서 설명한 바와 같은 무선단말기-특히 CDMA 방식의 무선단말기-의 송신장치에 있어 출력되는 신호의 레벨은, 현재 IS-95 스펙에 의거하여 -50dBm에서 23~30dBm사의의 다이나믹 범위를 가져야만 한다. 하지만, 통상 대부분의 무선단말기는 여러 요인에 의해 그러한 다이나믹 범위를 적절히 만족하지 못하고 있었다. 이에 종래에는 그러한 문제를 해소하고자 다양한 방법의 제안을 이루게 되었는데, 그 중에 있어 가장 널리 사용되는 방법은, 전력증폭기의 기준 전압을 소정 제어부의 제어와 기준전압조절부(121)를 통한 전력증폭기(120)의 증폭도 조절을 이루는 방법이다.

그러나, 이 방법은 그 특성이 전력증폭기(120)의 기준 전압을 소정 제어부의 제어로서 가변하도록 하는 것인데, 만일 상기 전력증폭기(120)를 실제 구현하는 소자가 트랜지스터 증폭기가 될 경우에는, 트랜지스터 증폭기 고유의 특성상 외부 온도 변화에 따른 안정성이 상실되고, 동시에 선형성마저도 저하되는 문제를 낳게 된다. 상온의 경우에는 별 문제가 없지만, 그 구현 소자의 특성상 저온이 되었을 경우에는 구현되는 해당 소자들의 성능 편차에 의해 선형성에 해당하는 범위를 벗어날 수밖에 없는 문제가 발생하는 것이다. 또한, 전력증폭기는 높은 이득의 특성을 가지는데, 이는 기준 전압의 변화가 적더라도 전력증폭기의 이득은 크게 변화될 것임을 뜻한다. 이는 단말기 송신장치의 신호 출력에 있어 선형성을 적절히 갖도록하는 전력 제어가 어렵게 될 것임을 의미하기도 한다. 그리고 종래에는 그러한 선형성 확보를 위해 소프트웨어적으로의 주기적인 보상이 불가피할 수밖에 없는데, 이는 해당 소프트웨어를 처리를 지속하여 이루어야 하므로, 단말기 제어부가 자신의 처리 능력으로 처리하지 못하는 등의 과 로드 문제를 낳게 된다.

결국, 종래 기술에 따른 송신장치는 무선단말기의 신호 출력 상태가 불안정하도록 하며, 이는 결국 온도가 저하된 곳이나 그 변환 상태가 심한 곳에 있어서는 해당 무선단말기를 통한 통화 수행이 제대로 이루어지지 않게 되는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은, 어떠한 상태의 무선단말기 신호 출력에 있어서도, 신호의 출력 상태를 보다 안정화할 수 있도록 하며, 또한 출력되는 신호의 선형성을 확보할 수 있도록 보다 향상된 성능을 갖는 무선단말기의 송신장치를 구현함에 있다.

특히, 본 발명은, 단말기의 여러 외부 환경의 변화, 특히, 외부 온도의 변화가 있을지라도, 그에 개의치 않고 정해진 다이나믹 범위의 스펙을 적절히 만족하며 동작할 수 있도록 하는 개선된 성능의 무선단말기 송신장치를 구현함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 출력되는 신호의 크기가 일정하도록 조절하는 자동이득조절기와, 전력증폭기로의 입력 신호에 적합하도록 상기 지동이득조절기로부터 출력되는 신호를 적절히 증폭하여 출력하는 드라이브 증폭기를 구비하는 무선단말기의 송신장치에 있어서, 고정된 이득으로서 입력되는 신호를 증폭하여 출력하는 전력증폭기와, 상기 드라이브 증폭기를 통한 상기 전력증폭기와 상기 자동이득조절기간의 신호 전달 경로를 스위칭하는 스위칭부와, 상기 스위칭부의 스위칭 상태에 동기하여, 상기 자동이득조절기의 이득을 적절히 보상하고, 보상된 결과로서 상기 자동이득조절기의 이득을 조절하는 보상부와, 수신신호의 전계 강도 세기에 따라 상기 스위칭부의 스위칭과, 미리 설정된 보상 값에 따라 상기 보상부의 보상 상태를 제어하는 제어부로 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 코드분할다중접속 휴대용 무선단말기 송신장치의 블록 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 코드분할다중접속 휴대용 무선단말기 송신장치의 블록 구성도.

도 3은 도 2에 도시된 코드분할다중접속 휴대용 무선단말기 송신장치의 구체 회로도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 회로의 구성 소자 등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 코드분할다중접속 휴대용 무선단말기 송신장치의 블록 구성도이며, 도 3은 상기 도 2에 있어 도시된 스위칭부(215) 및 보상부(211) 각각의 내부 구체 회로도이다. 상기 도 2에 있어 도시되는 각 구성들은, 고정전압 발생부(221), 스위치(215), 자동이득조절기의 이득 조절 제어신호를 적절히 보상하는 보상부(211), 그리고 이들의 제어를 수행하는 제어부(213)를 제외하고는 상기 도 1에 있어 설명된 통상의 무선단말기 송신장치의 구성들과 동일한 구성을 갖는다. 즉, 듀플렉서(222), 전력증폭기(220), 무선주파수 대역통과 여파기(118), 드라이브증폭기(216), 혼합기(214), 자동이득조절기(210) 등은 그 본래의 기능이 상기 도 1에 있어 도시된 동일 명칭의 구성들과 동일하며, 그 구현 형태 또한 동일하다.

그리고, 도 1에 도시된 바와 같은 구성의 종래 기술에 따른 송신장치에 대비되어 본 발명에 있어 특징적으로 새로이 제안된 구성은 다음과 같다.

본 발명에서는 종래 기술에 따른 송신장치와 달리 상기 전력증폭기(220)의 증폭도 조절을 위해 기준 전압의 제어를 이루지 않도록 한다. 그리고 기준 전압을 고정시키고, 단말기의 다이나믹 범위와 온도에서 덜 영향받도록 설계되는 회로를 구성하도록 한다. 그리고 단말기 전체 전력의 선형성 확보를 위해 제어부의 로드를 발생하지 않게 소프트웨어에 따른 보상이 아니라, 별도의 하드웨어로 구현된 회로를 통해 보상되도록 한다.

이하 상기 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 송신장치의 동작을 설명한다.

우선 CDMA 무선단말기의 송신장치는 그 특성상 해당 스펙에 맞는 다이나믹 범위를 갖도록 하기 위해 상기 전력증폭기(220)의 증폭도를 가변할 경우가 생기게 된다. 이를 통해 본 발명에 따른 송신장치의 동작을 살펴보면, CDMA 무선단말기가위치한 곳의 전계가 미약한 경우 상기 무선단말기는 보다 높은 출력을 내야한다. 그러면 본 발명에 따른 상기 스위칭부(215)는 제어부(213)의 제어하에 스위칭 동작을 행한다. 스위칭은 상기 드라이브 증폭기(216)의 구동이 이루어질 수 있도록 한다. 즉, 보다 높은 출력을 위해 상기 드라이브 증폭기(216)이 정상적으로 동작할 수 있도록 상기 스위칭부(215)의 스위칭 동작이 이루어진다. 상기 스위칭부(215)는 제어부(213)로부터 인가되는 온/오프 스위칭 신호에 의해 스위칭 동작을 행한다. 그러면 상기 드라이브 증폭기(216)의 이득만큼 최종 출력이 높아지게 된다.

반대로, 상기 무선단말기가 전계 강도가 상대적으로 강한 곳으로 이동할 시에는, 그렇게 높은 출력이 필요 없게 된다. 이 경우에는 상기 드라이브 증폭기(216)를 통한 신호의 증폭 없이, 혼합기(214)의 출력을 바로 상기 전력증폭기(220) 측으로 전달하도록 상기 스위칭부(215)의 스위칭 동작을 제어한다. 이 또한 온/오프 스위칭 신호의 출력을 통해 이룬다. 이때에는 상기 드라이브 증폭기(216)를 통한 이득의 획득 없이 상기 자동이득조절기(210)의 출력만으로도 적절한 출력이 만족될 수 있게 되는 상황이 된다. 이 경우 상기 드라이브 증폭기(216)는 별도의 증폭 동작을 행하지 않게 되고, 이에 신호 송신의 효율이 증대된다. 그리고 상기 자동이득조절기(210)의 출력은 너무 높지 않도록 한다. 이는 상기 지동이득조절기(210)의 출력이 너무 높게 나오는 경우, 신호의 찌그러짐 현상이 발생하기 때문이다. 따라서 전계 세기의 참조로서 적정선에서 상기 스위칭부(215)의 온/오프 스위칭 동작이 이루어지고, 그 결과로서 상기 드라이브 증폭기(216)의 증폭 동작 실행 여부 또한 결정된다.

한편, 상기 스위칭부(215)의 온/오프 스위칭 시점은 상기 제어부(213)의 제어에 이루어지며, 이는 임의의 전력 레벨이 설정됨으로서 가능하다. 그리고, 상기 드라이브 증폭기(216)를 오프 시키는 순간에 있어 발생될 수 있는 출력의 비선형성에 대한 보상은 상기 보상부(211)를 통해 보상한다. 상기 보상부(211)는 OP증폭기로 구현되며, 상기 제어부(213)에서 출력되는 자동이득조절 제어신호(TX_AGC)와, 단말기마다 있을 수 있는 편차의 극복을 위해 미리 저장된 임의의 코드값에 따른 보상 신호의 인가, 그리고 상기 온/오프 스위칭 신호의 인가로서 상기 지동이득조절기(210)의 이득 조절을 행하도록 한다. 상기 저장되는 임의의 코드값은 단말기에 있어 출력 레벨을 조정할 당시 그에 대응하는 일정한 레벨에 대한 코드값이 된다. 즉, 드라이브 증폭기(216)가 오프 되는 시점에서는 자동이득조절기의 제어 전압과 상기 제어부에 있어 저장된 신호가 더해지고, 이에 따라 상기 자동이득조절기(210)의 출력이 조절된다. 그리고 상기 드라이브 증폭기(216)이 온 되는 경우는, 상기 제어부(213)로 부터의 보상 신호 또한 절단되고, 자동이득조절 제어신호의 인가만으로 상기 자동이득조절기(210)의 출력이 조절된다.

따라서, 본 발명에 따른 송신장치는 고정된 이득을 갖는 전력증폭기(220)가 구비되며, 이는 별도의 고정전압 발생부(221)로부터 인가되는 기준 전압에 의해 해당 동작을 핸한다. 그리고 무선단말기가 위치하는 곳의 전계 강도에 따라 상기 자동이득조절기(210)와 상기 전력증폭기(220)간의 신호 경로에 있어 구비되는 드라이브 증폭기(216)의 구동이 제어되며, 이 제어는 상기 스위칭부(215)의 스위칭 동작을 통해 이루어진다. 상기 드라이브 증폭기(216)의 오프 상태 동작이 이루어지면,그에 따라 발생될 수 있는 비선형성의 극복을 위해 상기 보상부(211)의 보상 동작을 통해 상기 자동이득조절기(210)의 이득 조절이 적절히 이루어진다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시로서, 전력증폭기는 일정한 이득을 가지게 되므로, 온도 변화 등 기타 요인에 의한 비선형성의 극복을 이룰 수 있으며, 또한 그 결과로서 안정된 다이나믹 범위를 갖게 되어 송신장치의 출력 효율이 증대될 수 있는 이점이 있다.

또한 소프트웨어를 통한 별도의 주기적인 보상이 필요하지 않게 되므로, 본 발명에 따른 송신장치가 적용된 무선단말기의 성능 향상이 이루어질 수 있다.

Claims (9)

1. 출력되는 신호의 크기가 일정하도록 조절하는 자동이득조절기와, 전력증폭기로의 입력 신호에 적합하도록 상기 지동이득조절기로부터 출력되는 신호를 적절히 증폭하여 출력하는 드라이브 증폭기를 구비하는 무선단말기의 송신장치에 있어서,

   고정된 이득으로서 입력되는 신호를 증폭하여 출력하는 전력증폭기와,

   상기 드라이브 증폭기를 통한 상기 전력증폭기와 상기 자동이득조절기간의 신호 전달 경로를 스위칭하는 스위칭부와,

   상기 스위칭부의 스위칭 상태에 동기하여, 상기 자동이득조절기의 이득을 적절히 보상하고, 보상된 결과로서 상기 자동이득조절기의 이득을 조절하는 보상부와,

   수신신호의 전계 강도 세기에 따라 상기 스위칭부의 스위칭과, 미리 설정된 보상 값에 따라 상기 보상부의 보상 상태를 제어하는 제어부로 이루어짐을 특징으로 하는 송신장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전력증폭기로 고정된 기준 전압을 공급하는 고정전압 발생부를 더 구비하고 있음을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 보상부는,

   수신 전계강도 세기의 참조에 따라 상기 제어부에서 출력되는 자동이득조절 제어 신호와, 상기 스위칭부의 스위칭 상태 제어신호에 따라 미리 정해진 일정 레벨의 코드값에 해당하여 상기 제어부에서 출력되는 보상 신호를 입력받아 가산하여 출력하는 오피(OP) 증폭기로 이루어짐을 특징으로 하는 송신장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 보상부는,

   상기 드라이브 증폭기를 통한 신호 전달 경로가 온 되는 시점에 있어, 상기 수신 전계 강도 세기의 참조에 따라 상기 제어부에서 출력되는 자동이득조절 제어 신호만을 상기 자동이득조절기의 이득 제어신호로 출력함을 특징으로 하는 송신장치.
5. 출력되는 신호의 크기가 일정하도록 조절하는 자동이득조절기와, 전력증폭기로의 입력 신호에 적합하도록 상기 지동이득조절기로부터 출력되는 신호를 적절히 증폭하여 출력하는 드라이브 증폭기를 구비하는 무선단말기의 송신장치에 있어서,

   고정된 이득으로서 입력되는 신호를 증폭하여 출력하는 전력증폭기와,

   인가되는 스위칭 신호에 따라, 상기 드라이브 증폭기를 통한 상기 자동이득조절기에서 상기 전력증폭기로의 신호 전달 경로를 스위칭하는 스위칭부와,

   상기 스위칭 신호에 따라, 인가되는 자동이득조절 제어신호를 미리 정해진 레벨의 소정 보상신호만큼 가감한 후, 가감된 상태의 제어신호로서 상기 자동이득조절기의 이득을 제어하는 보상부와,

   수신신호의 전계 강도 세기에 따라, 상기 스위칭 신호와, 해당 단말기의 특성에 따라 적절히 설정된 보상 값의 해당 보상신호를 출력하는 제어부로 이루어짐을 특징으로 하는 송신장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 스위칭부는,

   인가되는 스위칭 신호가 오프 상태에 있는 경우, 상기 드라이브 증폭기를 통한 신호 전달 경로를 절단하고, 상기 자동이득조절기에서 상기 전력증폭기로의 신호 전달 경로를 직접 연결하도록 하는 스위칭을 수행함을 특징으로 하는 송신장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 보상부는,

   인가되는 스위칭 신호가 오프 상태에 있는 경우, 상기 스위칭 신호에 따라, 인가되는 자동이득조절 제어신호를 미리 정해진 레벨의 소정 보상신호만큼 가감한 후, 가감된 상태의 제어신호로서 상기 자동이득조절기의 이득을 제어함을 특징으로 하는 송신장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 보상부는,

   인가되는 스위칭 신호가 온 상태에 있는 경우, 상기 스위칭 신호에 따라, 인가되는 자동이득조절 제어신호로서 상기 자동이득조절기의 이득을 제어하도록 함을 특징으로 하는 송신장치.
9. 제5항에 있어서, 상기 보상부는,

   인가되는 스위칭 신호에 따라, 상기 보상 신호의 인가 상태를 온/오프 하는 트랜지스터와,

   상기 자동이득조절 제어신호와 상기 보상 신호의 가감 신호를 입력으로 받아 출력하는 오피(OP) 증폭기로 이루어짐을 특징으로 하는 송신장치.