KR20040077063A

KR20040077063A - 휴대 단말기의 고주파 전력 조정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20040077063A
Application number: KR1020030012455A
Authority: KR
Inventors: 장성권
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-04

Abstract

본 발명은 휴대 단말기의 고주파 전력 조정 장치 및 방법에 관한 것으로 특히, 사용자 인터페이스를 이용하여 소프트웨어적으로 각 채널에 따른 각각의 전력을 세팅하여 PDA 펌웨어(Firmware)에 저장하고 이를 교정(Calibration)하여 사용함으로써 보다 손쉽고 정확하게 일정한 전력 세팅이 가능하도록 하는데 목적이 있다. 이러한 목적의 본 발명은 사용자 인터페이스(UI)로 전력 조정(Power Calibration) 명령이 입력되면 전 채널을 동작시키는 베이스밴드 블록(610)과, 이 베이스밴드 블록(610)의 제어에 의해 순차적으로 전 채널의 출력 전력을 증폭하여 출력하는 전력 증폭기(620)와, 이 전력 증폭기(620)의 출력 전력이 스위치(630)를 통해 전달되면 소정 대역만을 통과시키는 대역통과 필터(640)와, 이 대역통과 필터(640)의 출력신호를 안테나로 전송하면서 그 일부신호를 분리하는 방향성 결합기(directional coupler)(650)와, 이 방향성 결합기(650)에서 분리된 신호를 입력으로 출력 전력을 감지하고 출력 전력 감지가 전 채널에 대해 완료되면 전 채널에 대한 평균 출력 전력을 구하여 저장한 후 상기 전력 증폭기(620)의 출력 전력이 전 채널에서 일정하도록 상기 전력 증폭기(620)의 출력 전력을 조정하는 전력 제어 블록(660)을 구비하여 구성한다.

Description

휴대 단말기의 고주파 전력 조정 장치 및 방법{RADIO FREQUENCY POWER CALIBRATION APPARATUS AND METHOD FOR HAND HELD TERMINAL DEVICE}

본 발명은 휴대 단말기에 관한 것으로 특히, 고주파 전력 조정 장치 및 방법에 관한 것이다.

PDA(personal digital assistant ; 개인휴대 정보 단말기)의 출범과 함께 각종 PCMCIA 타입 또는 CF 타입의 확장 팩(Expansion Pack)도 같이 개발되어 왔는데, 각종 무선 통신 서비스도 확장팩의 개발과 함께 이용 가능하게 되었다.

또한, 인터페이스(Interface) 방식의 발달로 인해 현재는 직접 PDA 내부에 무선 모뎀을 집적화시키는 방식이 등장하였고, 가장 많이 적용되고 있는 무선 모뎀은 무선랜(Wireless LAN)과 블루투스 모듈(Bluetooth Module)을 들 수 있다.

도1은 PDA PCB 내에 집적되는 블루투스 모듈의 개략적인 구성도로서, PDA 메인회로(110)과, 블루투스 베이스밴드(BaseBand) 회로(120)과 블루투스 고주파(RF) 회로(130)가 포함되어 구성된다.

도1에서 블루투스 베이스밴드(baseband) 회로(120)는 도2의 블록도에 도시된 바와 같이 구성된다.

도2에 도시된 바와 같이, 블루투스 베이스밴드 회로(120)는 UART 또는 USB 의 작렬 통신 방식과 몇가지 GPIO(General Purpose I/O)로 이루어짐을 알 수 있다.

현재 PDA에 적용되는 국제 전력 규격은 도3의 예시도와 같다.

대부분의 PDA에 적용되는 전력 등급은 전력 소모(Power Consumption)를 줄이기 위해 Class2 나 Class3를 많이 사용하는데, 이는 전력이 너무 낮아 각각의 채널에 대한 최종 출력 파워의 허용 오차(Tolerance)에 많은 차이를 보이고 있기 때문이다.

도1에서 블루투스 RF 회로(130)는 도4의 블록도에 도시된 바와 같이 구성된다.

도4를 살펴보면, 안테나 앞단에 전력 증폭기(PA ; Power Amplifier)와 대역통과 필터(BPF)의 출력이 바로 전달되므로 상기 전력 증폭기(PA)와 대역통과 필터(BPF)의 특성에 따라 최종 전력이 전달된다.

그런데, 블루투스 기술에서는 83.5MHz의 비교적 넓은 주파수 대역을 이용하기 때문에 그 대역 안에서 필터 특성 및 증폭기 특성의 차이로 인하여 보통의 모듈은 각 채널에 대한 전력 허용오차에 비교적 큰 차이(1~3dB정도)를 보인다.

도5는 현재 이동통신 기술에 적용되는 전력 제어 회로의 블록도로서, 전력 검출기(Power Detector Chip)(LTC5505-x)이 구비되어 구성된다.

상기 RF 전력 검출을 위한 LTC5505-x 칩의 크기는 2.8mm*3.0mm*1.2mm정도로 비교적 작다.

그러나, 현재 PDA 등과 같은 개인휴대 단말기에 블루투스 모듈(Bluetooth Module)을 집적하고 있지만, 소자 집적화 과정에서 전력 제어(Power Control)에 대한 대응이 미약하여 각 채널(Channel)의 출력 전력(Output Power)이 일정치 못하여 허용 오차(tolerance) 이상의 오차가 발생함으로 각종 국제 규격을 적용하는데 곤란한 문제점이 있었다.

즉, 종래에는 전력 검출 방식을 적용할 경우 하드웨어적으로 좋은 소자를 사용한다거나, 소프트웨어적으로 접근한다 할지라도 단지 전 채널을 통해 일괄적으로 전력을 높이고 낮추는 방법만이 적용되고 또한, 전력 증폭기(PA)나 대역통과 필터(BPF)의 하드웨어적인 특성이 그대로 유지되기 때문에 성능이 일정하지 않고 출력 전력에 대한 허용 오차가 크게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 개인휴대 단말기 내부에 블루투스 모듈을 집적할 때 RF 관련의 출력 전력의 허용 오차에 대응하도록 창안한 휴대 단말기의 고주파 전력 조정 장치 및 방법을 제공함에 목적이 있다.

즉, 본 발명은 사용자 인터페이스를 이용하여 소프트웨어적으로 각 채널에 따른 각각의 전력을 세팅하여 PDA 펌웨어(Firmware)에 저장하고 이를 교정(Calibration)하여 사용함으로써 보다 손쉽고 정확하게 일정한 전력 세팅이 가능하도록 하는데 목적이 있다.

도1은 일반적인 PDA 내에 집적되는 블루투스 모듈의 개략적인 구성도.

도2는 도1에서 블루투스 베이스밴드 회로의 블록도.

도3은 PDA에 적용되는 국제 전력 규격을 보인 예시도.

도4는 도1에서 블루투스 RF 회로의 블록도.

도5는 이동통신 기술에 적용되는 전력 제어 회로의 블록도.

도6은 본 발명의 실시예에서 고주파 전력 조정 장치의 블록도.

도7은 본 발명의 실시예에서 고주파 전력 조정 과정을 보인 동작 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *

610 : 베이스밴드 블록 611 : PDA 씨피유(CPU)

612 : 블루투스 베이스밴드 칩 620 : 전력 증폭기(PA)

630 : Rx/Tx 스위치 640 : 대역통과 필터(BPF)

650 : 방향성 결합기 660 : 전력 제어 블록

661 : 출력전력 검출기 662 : PDA DSP

663 : 메모리

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 휴대 단말기에 있어서, 전력 조정 모드 설정을 위한 사용자 인터페이스부와, 전력 조정 모드가 설정되면 전 채널을 순차적으로 동작시키는 베이스밴드 처리부와, 채널의 출력 전력을 증폭하는 전력 증폭기와, 이 전력 증폭기의 출력 전력 중 소정 대역 성분만을 통과시키는 대역통과 필터와, 이 대역통과 필터의 소정 대역 성분을 입력으로 출력 전력값을 검출하는 출력 전력 검출기와, 이 출력 전력 검출기에서 전 채널의 출력 전력값이 모두 검출되면 전 채널의 출력 전력값에 대한 평균 전력값을 산출하고 각 채널마다 상기전력 증폭기의 출력 전력이 평균 전력값이 되도록 이득을 설정하는 이득 산출부를 구비하여 구성함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 휴대 단말기의 고주파 전력 조정 방법에 있어서, 사용자 인터페이스(UI)에 의해 전력 조정(Power Calibration) 모드가 설정되는지 판단하는 단계와, 상기에서 전력 조정 모드가 설정되면 전 채널을 순차적으로 동작시키면서 각 채널의 출력 전력값을 측정하는 단계와, 상기에서 전 채널에 대한 출력 전력값 측정이 완료되면 평균 전력값을 산출하는 단계와, 각 채널에 대해 출력 전력이 평균 전력값이 되도록 전력 증폭기의 이득을 설정하고 그 설정된 이득을 메모리 영역에 저장하는 단계를 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도6은 본 발명의 실시예를 위한 전력 안정화 장치의 블럭도로서 이에 도시한 바와 같이, 사용자 인터페이스(UI)로 전력 조정(Power Calibration) 명령이 입력되면 전 채널을 동작시키는 베이스밴드 블록(610)과, 이 베이스밴드 블록(610)의 제어에 의해 순차적으로 전 채널의 출력 전력을 증폭하여 출력하는 전력 증폭기(620)와, 이 전력 증폭기(620)의 출력 전력이 스위치(630)를 통해 전달되면 소정 대역만을 통과시키는 대역통과 필터(640)와, 이 대역통과 필터(640)의 출력신호를 안테나로 전송하면서 그 일부신호를 분리하는 방향성 결합기(directional coupler)(650)와, 이 방향성 결합기(650)에서 분리된 신호를 입력으로 출력 전력을 감지하고 출력 전력 감지가 전 채널에 대해 완료되면 전 채널에 대한 평균 출력 전력을 구하여 저장한 후 상기 전력 증폭기(620)의 출력 전력이 전 채널에서 일정하도록 상기 전력 증폭기(620)의 출력 전력을 조정하는 전력 제어 블록(660)으로 구성한다.

상기 베이스밴드 블록(610)은 LCD 패널(도면 미도시)의 사용자 인터페이스를 통한 전력 조정 명령이 확인되면 79개의 채널신호를 발생시키는 PDA 씨피유(611)와, 이 PDA 씨피유(611)의 명령에 의해 79개의 채널 신호를 순차적으로 발생시켜 전력 증폭기(620)로 출력하는 Bluetooth 베이스밴드 칩(612)을 구비하여 구성한다.

상기 전력 제어 블록(660)은 방향성 결합기(650)에서 분리된 신호를 점검하여 출력 전력을 검출하는 출력전력 검출기(611)와, 이 출력전력 검출기(611)에서 검출된 전 채널의 출력 전력에 대한 평균값을 산출하고 전 채널의 출력 전력을 상기에서 산출한 평균값으로 맞추기 위해 전력 증폭기(620)의 전력 이득을 조정하며 그 조정된 전력 이득을 메모리(663)에 저장하는 PDA DSP(662)를 구비하여 구성한다.

이와같이 구성한 본 발명의 실시예에 대한 동작 및 작용 효과를 도7의 동작 순서도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, LCD 패널(도면 미도시)에서 사용자 인터페이스(UI)를 이용하여 전력 조정(Power Calibration) 명령을 입력하면 PDA 씨피유(611)는 그 명령을 직렬 방식으로 Bluetooth 베이스밴드 칩(612)으로 전달한다. 여기서, LCD 패널(도면 미도시)는 터치스크린(Touch Screen)이 결합된 형태를 사용할 수 있다.

이때, 베이스밴드 칩(612)은 전 채널신호를 순차적으로 생성한다. 즉, 블루투스 기술을 채용한 경우이므로 0~78 채널을 생성할 수 있다.

상기에서 순차적으로 새성된 각 채널신호에 대해 전력 증폭기(620)는 출력전력을 증폭하여 Tx/Rx 스위치(630)를 통해 대역통과 필터(640)로 출력한다.

상기 대역통과 필터(640)는 소정대역 성분만을 통과시켜 방향성 커플러(650)로 입력시키며, 상기 방향성 커플러(650)는 소정대역 신호를 안테나로 전달하면서 일부 신호를 분리하여 전력 제어 블록(660)으로 입력시킨다.

이때, 전력 제어 블록(660)은 RF 출력 전력 검출기(661)가 방향성 커플러(650)에서 분리된 출력 전력 레벨을 검출하며 그 검출된 출력 전력값은 PDA DSP(662)를 거쳐 메모리(663)에 채널 순으로 저장된다.

이러한 출력 전력 레벨 검출 및 저장 동작은 전 채널 즉, 블루투스의 경우 79개 채널에 대해 모두 완료될 때까지 반복 수행된다. 다시 말해서, 각 채널에 대한 출력 전력(O/P)를 측정하기 위해 79번의 루프를 수행하여 각 채널에 대한 출력 전력값을 메모리(663)에 저장한다.

이후, PDA DSP(662)는 메모리(663)로부터 전 채널의 출력 전력값을 읽어 평균 출력 전력값을 구하고 각 채널의 출력 전력을 상기에서 구한 평균 출력 전력값으로 맞추기 위해 각 채널에 대해 전력 증폭기(620)의 전력 증폭 이득을 조정하게 된다.

이때, 출력 전력값이 평균 전력값 보다 높은 채널은 낮은 출력 전력을 갖도록, 반대로 출력 전력값이 평균 전력값 보다 낮은 채널은 높은 출력 전력을 갖도록 전력 증폭기(620)의 전력 증폭 이득을 세팅하고 그 세팅 정보를 메모리(663)에 저장한다.

따라서, 각 채널신호를 출력할 때마다 DSP(662)는 메모리(663)에 저장되어있는 전력 이득으로 전력 증폭기(620)를 제어함으로써 전 채널에 대해 일정한 출력 전력이 나오도록 한다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 각 채널의 RF 출력 전력에 대해 이득 한 새로운 세팅 방법을 제공함으로써 블루투스 뿐만 아니라 다른 무선 모뎀에서의 응용이 가능하며 각종 국제/국내 규격에 대응할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 시간 절약과 안정된 전력 제공이 가능함으로 개발 엔지니어 및 사용자에 대해 편의성을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims

휴대 단말기에 있어서,

전력 조정 모드 설정을 위한 사용자 인터페이스 수단과,

전력 조정 모드가 설정되면 전 채널을 순차적으로 동작시키는 베이스밴드 처리 수단과,

채널의 출력 전력을 증폭하는 전력 증폭기와,

상기 전력 증폭기의 출력 전력 중 소정 대역 성분만을 통과시키는 대역통과 필터와,

상기 대역통과 필터의 소정 대역 성분을 입력으로 출력 전력값을 검출하는 출력전력 검출기와,

상기 출력 전력 검출기에서 전 채널의 출력 전력값이 모두 검출되면 전 채널의 출력 전력값에 대한 평균 전력값을 산출하고 각 채널마다 상기 전력 증폭기의 출력 전력이 평균 전력값이 되도록 이득을 설정하는 이득 산출 수단을 구비하여 구성함을 특징으로 하는 휴대 단말기의 고주파 전력 조정 장치.
휴대 단말기의 고주파 전력 조정 방법에 있어서,

사용자 인터페이스(UI)에 의해 전력 조정(Power Calibration) 모드가 설정되는지 판단하는 단계와,

상기에서 전력 조정 모드가 설정되면 전 채널을 순차적으로 동작시키면서 각채널의 출력 전력값을 측정하는 단계와,

상기에서 전 채널에 대한 출력 전력값 측정이 완료되면 평균 전력값을 산출하는 단계와,

각 채널에 대해 출력 전력이 평균 전력값이 되도록 전력 증폭기의 이득을 설정하고 그 설정된 이득을 메모리 영역에 저장하는 단계를 수행함을 특징으로 하는 휴대 단말기의 고주파 전력 조정 방법.