KR20020078376A - 이동통신 단말기의 전력 절감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이득 제어가 가능한 스마트 전력증폭기(Smart PAM)를 사용하고, 수신 레벨에 따라 상기 전력 증폭기의 모드를 제어하고 동시에 송신 증폭기의 이득을 제어함으로써, 전력증폭기의 불필요한 전력 낭비를 미연에 방지하여 통화 시간을 증대시키도록 한 이동통신 단말기의 전력 절감장치에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 수신 신호의 세기를 측정하여 수신 레벨을 검출하는 수신 레벨 검출기, 수신 레벨 검출기로부터 출력되는 수신 레벨에 따라 전력 증폭부의 모드를 제어하고, 상기 수신 레벨에 따라 송신 IF 신호의 증폭 이득을 제어하는 이동국 모뎀, 이동국 모뎀에서 출력되는 증폭 이득에 따라 송신 중간주파수를 증폭하여 출력하는 송신 중간주파수 증폭기, 송신 중간주파수 증폭기에서 출력되는 중간 주파수를 고주파수로 주파수 상향 변환하는 업-컨버터, 업-컨버터에서 출력되는 송신 고주파수를 대역 필터링하는 송신 쏘필터, 이동국 모뎀에서 출력되는 모드 제어신호에 따라 고 이득 모드와 저 이득 모드로 전환되고, 그 전환된 이득 모드에 따라 상기 송신 쏘필터에서 출력되는 송신 고주파수를 전력 증폭하여 출력하는 전력 증폭부를 구비함으로써, 단말기의 출력이 최소일 경우 전력 증폭기의 소모 전류를 줄일 수 있어 통화 시간을 증대시킬 수 있다.

Description

이동통신 단말기의 전력 절감장치{Apparatus for power saving in a mobile communication terminal}

본 발명은 이동통신 단말기의 전력 절감장치에 관한 것으로서, 특히 이득 제어가 가능한 스마트 전력증폭기(Smart PAM)를 사용하고, 수신 레벨에 따라 상기 전력 증폭기의 모드를 제어하고 동시에 송신 증폭기의 이득을 제어함으로써, 전력증폭기의 불필요한 전력 낭비를 미연에 방지하여 통화 시간을 증대시키도록 한 이동통신 단말기의 전력 절감장치에 관한 것이다.

일반적으로, 이동통신 단말기(셀룰라폰, 개인휴대통신 시스템, 기타 휴대 가능한 모든 이동통신 단말기를 포함)는 내장된 밧데리에 충전된 전원으로 구동하기 때문에, 전력 소모에 매우 민감하다.

이는 상용 전원의 충전이 불가능한 외부에서 밧데리가 방전된 경우에는, 전혀 통화를 수행할 수 없기 때문이며, 이에 따라 사용자는 항상 밧데리의 상태를 체크해야하는 불편함을 감수해야한다.

근래의 CDMA 이동통신 단말기의 이동국 모뎀(MSM)의 버전이 업그레이드되면서 대기 시간은 상당한 수준으로 증가되었다.

그러나 통화 시간만큼은 별다른 진전을 보지 못했다. 이는 통화시 전류의 대부분을 소모하는 전력 증폭기(PAM)의 소모전류가 별도 개선되지 않았기 때문이다.

여기서 전력 증폭기는 특성상 고 전력을 내는 소자로서 향후에도 획기적인 저 전류 소모의 전력 증폭기를 개발하기는 어려운 실정이다.

기존의 CDMA 방식 이동통신 단말기에 적용된 전력 증폭기는 통화시 항상 고정된 이득을 내도록 설계되어 있으며, 강, 약전계에서 동일한 파워로 전력 증폭이 이루어지도록 되어 있어 사용자가 가장 빈번하게 사용하는 통화시간 출력에서는 비효율적인 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 이동통신 단말기에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은, 이득 제어가 가능한 스마트 전력증폭기(Smart PAM)를 사용하고, 수신 레벨에 따라 상기 전력 증폭기의 모드를 제어하고 동시에 송신 증폭기의 이득을 제어함으로써, 전력증폭기의 불필요한 전력 낭비를 미연에 방지하여 통화 시간을 증대시키도록 한 이동통신 단말기의 전력 절감장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

CDMA 방식 이동통신 단말기에 있어서,

수신 신호의 세기를 측정하여 수신 레벨을 검출하는 수신 레벨 검출기와;

상기 수신 레벨 검출기로부터 출력되는 수신 레벨에 따라 전력 증폭부의 모드를 제어하고, 상기 수신 레벨에 따라 송신 IF 신호의 증폭 이득을 제어하는 이동국 모뎀과;

상기 이동국 모뎀에서 출력되는 증폭 이득에 따라 송신 중간주파수를 증폭하여 출력하는 송신 중간주파수 증폭기와;

상기 송신 중간주파수 증폭기에서 출력되는 중간 주파수를 고주파수로 주파수 상향 변환하는 업-컨버터와;

상기 업-컨버터에서 출력되는 송신 고주파수를 대역 필터링하는 송신 쏘필터와;

상기 이동국 모뎀에서 출력되는 모드 제어신호에 따라 고 이득 모드와 저 이득 모드로 전환되고, 그 전환된 이득 모드에 따라 상기 송신 쏘필터에서 출력되는 송신 고주파수를 전력 증폭하여 출력하는 전력 증폭부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기에서, 전력 증폭부는, 상기 이동국 모뎀에서 출력되는 모드 제어신호에 따라 고 이득 모드와 저 이득 모드로 전환이 가능한 스마트 전력 증폭기로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 이동통신 단말기의 전력 절감장치의 구성을 보인 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

180 ..... 수신 레벨 검출기

190 ..... 이동국 모뎀

200 ..... 송신 중간주파수 증폭기

210 ..... 업-컨버터

220 ..... 송신 쏘필터

230 ..... 전력 증폭부

이하 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면 도 1은 본 발명에 의한 이동통신 단말기의 전력 절감 장치의 구성을 보인 블록도이다.

여기서 참조부호 110은 송, 수신 안테나를 나타내고, 참조부호 120은 송, 수신 신호를 절체해주는 듀플렉서를 나타내고, 참조부호 130은 상기 듀플렉서(120)에서 출력되는 수신 신호의 잡음을 억제하고 증폭시키는 저잡음 증폭기를 나타내고, 참조부호 140은 상기 저잡음 증폭기(130)의 출력 신호를 대역 필터링하는 수신 쏘필터를 나타내고, 참조부호 150은 상기 수신 쏘필터(140))에서 출력되는 고주파수와 발진 주파수를 혼합하여 중간주파수를 출력하는 믹서(150)를 나타내고, 참조부호 160은 상기 믹서(150)에서 출력되는 중간주파수를 특정 대역으로 필터링하는 중간주파수 쏘필터를 나타내고, 참조부호 170은 인가되는 수신 이득에 따라 상기 중간주파수 쏘필터(160)에서 출력되는 수신 신호를 증폭시켜 출력하는 수신 증간주파수 증폭기를 나타낸다.

또한 참조부호 180은 수신 신호의 세기를 측정하여 수신 레벨을 검출하는 수신 레벨 검출기를 나타내고, 참조부호 190은 상기 수신 레벨 검출기(180)로부터 출력되는 수신 레벨에 따라 전력 증폭부(230)의 모드를 제어하고, 상기 수신 레벨에 따라 송신 IF 신호 및 수신 IF 신호의 증폭 이득을 제어하는 이동국 모뎀을 나타내고, 참조부호 200은 상기 이동국 모뎀(190)에서 출력되는 증폭 이득에 따라 송신 중간주파수를 증폭하여 출력하는 송신 중간주파수 증폭기를 나타내고, 참조부호 210은 상기 송신 중간주파수 증폭기(200)에서 출력되는 중간 주파수를 고주파수로 주파수 상향 변환하는 업-컨버터를 나타내고, 참조부호 220은 상기 업-컨버터(210)에서 출력되는 송신 고주파수를 대역 필터링하는 송신 쏘필터를 나타내고, 참조부호 230은 상기 이동국 모뎀(190)에서 출력되는 모드 제어신호에 따라 고 이득 모드와 저 이득 모드로 전환되고, 그 전환된 이득 모드에 따라 상기 송신 쏘필터(220)에서 출력되는 송신 고주파수를 전력 증폭하여 상기 듀플렉서(120)로 출력하는 전력 증폭부를 나타낸다.

상기에서, 전력 증폭부(230)는, 상기 이동국 모뎀(190)에서 출력되는 모드 제어신호에 따라 고 이득 모드와 저 이득 모드로 전환이 가능한 스마트 전력 증폭기(Smart PAM)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 이동통신 단말기의 전력 절감 장치의 동작을 설명하기에 앞서, 본 발명의 이해를 돕기 위해서 개념을 간략히 설명하면 다음과 같다.

이동통신 단말기의 출력이 최대 파워(TYP : 24.5dBm)에서부터 15dBm까지는 전력 증폭기를 고 이득 모드(30dB)로 동작시킨다. 물론 이때 송신 이득 제어도 최대 이득으로 동작하게 된다. 그러나 단말기의 출력이 15dBm 아래로 내려가면 상기 전력 증폭기를 저 이득 모드로 동작시킨다. 이때 전력 증폭기의 이득은 22dB정도가 된다. 그러면 고 이득 모드에 대해서 8dB만큼의 이득 손실이 발생하게 된다. 이러한 이득 손실 발생을 보상하기 위해서 본 발명은 송신 중간주파수 이득을 제어하게 된다. 즉 송신 이득(자동 이득 제어)은 단말기가 최대 전력일 때도 고 이득 모드로 동작하다 15dBm일 때 거의 최대 이득으로 다시 동작되는 것이다. 그런데 이렇게 동작하기 위해서는 초기 RAS RAM 조정시 송신 조정 모드에서 램을 고 이득 모드로 놓고 조정을 완료하고 다시 전력 증폭기를 저 이득 모드로 놓고 15dBm부터 아래로 조정하여 완료하면 된다. 그리고 테스트 메뉴 상에서 고 이득 모드, 저 이득 모드를 추가하면 된다. 이는 테스트시 사용하기 위해서이다.

이하에서는 실제적인 본 발명의 실시예를 첨부한 도면 도 1을 참조하여 설명한다.

먼저 수신일 경우 안테나(110)를 통해 수신된 신호는 듀플렉서(120)에 의해 절체되어 수신단의 저잡음 증폭기(130)에 전달된다.

상기 저잡음 증폭기(130)는 전달되는 수신 신호의 잡음을 최대한 억제하면서 수신 신호를 소정 레벨로 증폭하게 되고, 수신 쏘필터(140)는 상기 저잡음증폭기(130)에서 증폭된 수신 신호를 설정 대역으로 필터링하여 믹서(150)에 전달한다.

상기 믹서(150)는 전달되는 수신 고주파신호와 발진 주파수를 혼합하여 중간주파수로 변환하게 되고, 중간주파수 쏘필터(160)는 상기 변환된 중간주파수를 설정 대역으로 다시 필터링하여 수신 중간주파수 증폭기(170)에 전달한다.

그리고 상기 중간주파수 증폭기(170)는 이동국 모뎀(190)에서 출력되는 수신 이득 제어 신호에 따라 전달되는 수신 중간주파수를 증폭하여 후단으로 출력하게 된다.

다음으로 수신 레벨 검출기(180)는 상기 수신 쏘필터(140)를 통한 수신 신호의 세기를 검출하고, 그 결과치를 수신 레벨로 상기 이동국 모뎀(190)에 전달해준다.

상기 이동국 모뎀(190)은 전달되는 수신 레벨에 따라 상기 전력 증폭부(230)의 이득 모드를 제어하고, 동시에 수신 이득 제어 및 송신 이득을 제어하게 된다.

예를 들어, 최대 전력이 25dBm일 경우 최소 17dBm이하에서 전력 증폭 이득 모드를 제어한다. 즉, 수신 레벨이 17dBm일 경우 전력 증폭부(230)를 저 이득 모드로 제어를 하고, 이와는 달리 수신 레벨이 17dBm이상일 경우 전력 증폭부(230)를 고 이득 모드로 제어를 한다.

이때 송신 이득 제어(TX_Gain)는 단말기의 출력 레벨에 따라 그 차이만큼 이득을 제어하게 된다. 예를 들어, 전력 증폭부(230)를 저 이득 모드로 동작시킨 경우에는 송신 이득이 최대가 되도록 제어를 하고, 상기 전력 증폭부(230)를 고 이득모드로 동작시킨 경우에는 송신 이득이 기본 상태가 되도록 제어를 한다.

이러한 이득 제어에 따라 송신 중간주파수 증폭기(200)는 송신 중간주파수를 설정되는 이득에 대응하게 증폭시키게 되고, 업 컨버터(210)는 상기 송신 중간주파수 증폭기(200)에서 출력되는 송신 중간주파수와 전압 제어 발진기에서 출력되는 발진 주파수를 혼합하여 송신 중간주파수를 고주파수로 주파수 상향 변환하게 된다.

다음으로 송신 쏘필터(220)는 상기 업-컨버터(210)에서 주파수 상향 변환된 송신 고주파수를 설정 대역으로 필터링하여 전력 증폭부(230)에 전달하게 되고, 상기 전력 증폭부(230)는 상기 이동국 모뎀(190)의 모드 제어에 따라 입력되는 송신 고주파수를 전력 증폭하여 상기 듀플렉서(120)에 전달하게 된다.

여기서 전력 증폭기(230)는 이득 모드의 전환이 가능한 스마트 전력 증폭기로 구성되어, 출력이 30dBm인 고 이득 모드와 출력이 22dBm인 저 이득 모드로 동작을 한다.

예를 들어, 수신 레벨이 설정값 이상인 경우에는 기지국과 단말기간의 거리가 가깝고 신호 송수신 상태가 양호한 상태이므로, 전력 절감을 위해서 저 이득 모드로 동작을 한다. 이렇게 하면 전류를 가장 많이 소모하는 전력 증폭기의 소모 전류를 줄일 수 있으므로, 전체적인 통화 시간을 증대시킬 수 있다. 물론 전력 증폭기를 저 이득 모드로 동작시키는 경우에는 주지한 바와 같이 전류 소모가 작은 송신 중간주파수 증폭기의 송신 이득은 최대가 되도록 하여 저 이득 모드에 따라 신호가 약해지는 것을 보상해주게 된다.

이와는 달리 수신 레벨이 설정값 이하인 경우에는 기지국과 단말기간의 거리가 멀고 신호 송수신 상태가 불량(신호 세기가 낮음)한 상태이므로, 단말기 출력이 최대가 되도록 전력 증폭기를 고 이득 모드로 제어를 한다.

이때 송신 중간주파수 증폭기의 송신 이득은 최대가 될 필요는 없으며, 기존의 통상적인 송신 이득에 대응하게 제어를 하면 된다. 왜냐하면, 송신 중간주파수 증폭기에서 소모하는 전류는 전력 증폭기에 비해 아주 적으므로, 실제적으로 송신 중간주파수 증폭기의 전류를 절감시킨 경우에도 통화 시간의 증대가 어려웁기 때문이다.

이상에서 상술한 본 발명 "이동통신단말기의 전력 절감 장치"에 따르면, 수신 레벨에 따라 전력 증폭기의 모드 제어가 가능하므로, 최소 출력 모드에서 전력 증폭기의 소모 전류를 대폭 절감할 수 있으므로, 통화 시간을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. CDMA 방식 이동통신 단말기에 있어서,

   수신 신호의 세기를 측정하여 수신 레벨을 검출하는 수신 레벨 검출기와;

   상기 수신 레벨 검출기로부터 출력되는 수신 레벨에 따라 전력 증폭부의 모드를 제어하고, 상기 수신 레벨에 따라 송신 IF 신호의 증폭 이득을 제어하는 이동국 모뎀과;

   상기 이동국 모뎀에서 출력되는 증폭 이득에 따라 송신 중간주파수를 증폭하여 출력하는 송신 중간주파수 증폭기와;

   상기 송신 중간주파수 증폭기에서 출력되는 중간 주파수를 고주파수로 주파수 상향 변환하는 업-컨버터와;

   상기 업-컨버터에서 출력되는 송신 고주파수를 대역 필터링하는 송신 쏘필터와;

   상기 이동국 모뎀에서 출력되는 모드 제어신호에 따라 고 이득 모드와 저 이득 모드로 전환되고, 그 전환된 이득 모드에 따라 상기 송신 쏘필터에서 출력되는 송신 고주파수를 전력 증폭하여 출력하는 전력 증폭부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신단말기의 전력 절감 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전력 증폭부는, 상기 이동국 모뎀에서 출력되는 모드제어신호에 따라 고 이득 모드와 저 이득 모드로 전환이 가능한 스마트 전력 증폭기로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신단말기의 전력 절감 장치.