KR20060042103A - 높은 첨두치 대 평균치 전력비를 갖는 무선 통신 시스템에서 전력 증폭기 효율 향상 방법 및 장치 - Google Patents

높은 첨두치 대 평균치 전력비를 갖는 무선 통신 시스템에서 전력 증폭기 효율 향상 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

무선 통신 장치에서의 전력 관리 시스템 및 방법은 기지국으로부터 전력 제어 명령 신호와 수신 신호 세기 표시 신호 중 적어도 하나에 기초하여 평균 소망 전송 전력 신호를 생성한다. 전원 레벨 조정 신호는 유출 데이터 스트림의 데이터 파라미터와 적어도 하나의 환경 정보 신호에 따라 생성된다. 전원 레벨 조정 신호 및 평균 소망 전송 전력 또는 이득 제어 신호 및 전원 레벨 조정 신호의 변경 버전의 조합이 출력 증폭기 블록을 제공하는 가변 전원 신호를 생성하는데 사용도어 유출 무선 장치 라디오 신호를 충분히 제공하면서 출력 증폭기 블록의 전력 손실을 감소시킨다.
무선 통신 장치, 전력 관리 시스템, 유출 데이터 스트림, 전원 레벨 조정 신호, 이득 제어 신호

Description

높은 첨두치 대 평균치 전력비를 갖는 무선 통신 시스템에서 전력 증폭기 효율 향상 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR IMPROVING POWER AMPLIFIER EFFICIENCY IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS HAVING HIGH PEAK TO AVERAGE POWER RATIOS}
도 1은 무선 통신 장치에서 전력 관리 시스템의 실시예의 블록도.
도 2는 도 1의 전력 관리 시스템의 보다 상세한 블록도.
도 3은 무선 통신 장치의 전력 증폭기에 의해 요구되는 순시 최대 전력과 전력 증폭기에 의해 제공되는 전원 간의 관계를 나타내는 그래프.
도 4는 무선 통신 장치에서 전력 관리 시스템의 다른 실시예의 블록도.
도 5는 무선 통신 장치에서 전력 관리 시스템의 다른 실시예의 블록도.
도 6은 도 5의 실시예에 따라 원하는 전력 레벨과 전력 제어 신호 간의 관계를 나타내는 그래프.
도 7a는 전력 관리 시스템을 조정하는데 사용되는 제1 조정 방법의 단계를 나타내는 흐름도.
도 7b는 전력 관리 시스템을 조정하는데 사용되는 제2 조정 방법의 단계를 나타내는 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
16 : 수신기
20 : 베이스밴드 장치
28 : 믹서
32 : 필터
36 : 평균 전력 및 이득 제어 블록
38 : 전원 레벨 조정 생성기
40 : 데이터 파라미터 검출기
42 : 전원 수단
66 : 평균 전력 레벨 블록
68 : 이득 제어 블록
70 : 전원 제어 블록
72 : 스위치 컨버터
본 발명은 무선 통신 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 넓은 범위와 및/또는 높은 첨두치 대 평균치 전력비의 가변 전송 전력을 갖는 무선 통신 시스템에서 전력 증폭기 효율을 향상시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.
핸드헬드 무선 통신 장치 및 다른 종류의 무선 전송기는 통상 하나 이상의 내부 배터리에 의해 급전된다. 이러한 장치에 대한 주요 성능 기준은 이들의 배터 리 수명이며, 이는 통상 배터리가 단일 충전으로 장치에 급전하는 기간으로 정의된다. 많은 배터리 전력 부분은 무선 장치 전송기의 전력 증폭기부에서 소모된다. 전력 증폭기 부분은 신호의 전력을 증폭하여 비교적 낮은 내부 전력 레벨로부터 원격 기지국과 다른 장치와의 무선 통신에 필요한 실질적으로 보다 높은 전력 레벨로 전송되게 한다. 전력 증폭기 효율, 보다 일반적으로는, 전송기 효율의 향상은 전력 소모를 감소시키고 배터리 수명을 늘릴 수 있다.
따라서, 개선된 전력 증폭기 효율, 또는 보다 일반적으로, 개선된 전송기 효율을 제어하는 시스템이 필요하다.
본 발명은 무선 통신 장치의 출력 전력 증폭 블록의 전력 증폭단에 가변 전원 신호를 공급하는 전력 관리 시스템을 제공한다. 전력 증폭단에 의해 생성된 증폭 전송 신호의 원하는 전력은 추정되고 출력 전력 증폭기에 제공되는 전원 전압을 변경시키는데 사용되어 전력 증폭단의 전력 손실을 감소시킨다. 추정 소망 전력은 적어도 하나의 환경 정보 신호에 따라 조정되는 이점이 있다. 예를 들면, 온도 정보 신호, 배터리 조건 신호 및 무선 통신 장치의 동작 주파수 중 적어도 하나는, 추정 소망 전력 레벨을 증가하여 전원 신호의 보다 정확한 제어를 제공하는데 사용될 수 있다.
제1 양태에서, 본 발명은 무선 통신 장치 내의 출력 전력 증폭기 블록에 가변 전원 신호를 제공하는 전력 관리 시스템을 제공한다. 전력 관리 시스템은 이득 제어 신호와 평균 소망 전송 전력 신호를 제공하되, 상기 평균 소망 전송 전력 신 호는 전력 제어 명령 신호와 수신 신호 크기 지시 신호 중 적어도 하나에 응답하는 평균 전력 및 이득 제어 블록; 적어도 하나의 환경 정보 신호를 제공하는 환경 센서부; 상기 환경 센서부에 접속되어, 상기 무선 통신 장치와 상기 적어도 하나의 환경 정보 신호에 의해 전송될 베이스밴드 유출 데이터 스트림의 데이터 파라미터 표시에 응답하여 전원 레벨 조정 신호를 제공하는 전원 레벨 조정 생성기; 및 상기 평균 전력 및 이득 제어 블록에 접속되어, 상기 평균 소망 전송 전력 신호와 상기 전원 레벨 조정 신호의 조합 또는 상기 이득 제어 신호와 상기 전원 레벨 조정 신호의 변경 버전의 조합에 응답하여 상기 출력 전력 증폭기 블록에 상기 가변 전원 신호를 제공하는 전원 수단을 포함한다.
환경 센서부는 상기 적어도 하나의 환경 정보 신호의 일부로서 온도 정보 신호를 제공하되, 상기 온도 정보 신호는 상기 무선 통신 장치의 하드웨어 온도에 관련되는 온도 센서; 및 상기 적어도 하나의 환경 정보 신호의 일부로서 배터리 조건 정보 신호를 제공하되, 상기 배터리 조건 정보 신호는 상기 무선 통신 장치를 급전하는데 사용되는 배터리에 관련된 배터리 조건 센서 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 적어도 하나의 환경 정보 신호에는 상기 베이스밴드 유출 데이터 스트림이 전송될 주파수에 관련된 주파수 정보 신호가 포함될 수 있다.
상기 평균 전력 및 이득 제어 블록은, 상기 평균 소망 전송 전력 신호를 생성하는 평균 전력 레벨 블록 및, 상기 평균 전력 레벨 블록에 접속되어 상기 이득 제어 신호를 생성하는 이득 제어 블록을 포함할 수 있다. 또한, 상기 전원 수단은 전력 제어 신호를 제공하는 전원 제어 블록 및 상기 전원 제어 블록에 접속되어 상 기 전력 제어 신호에 응답하여 상기 가변 전원 신호를 제공하는 스위치 컨버터를 포함하고, 상기 전원 수단은 상기 전원 레벨 조정 생성기에 접속되어 상기 평균 소망 전송 전력 신호와 상기 전원 레벨 조정 신호의 조합에 응답하여 상기 출력 전력 증폭기 블록에 상기 가변 전원 신호를 제공할 수 있다.
다르게는, 상기 전원 레벨 조정 생성기는 상기 평균 전력 및 이득 제어 블록에 의해 제공되는 상기 이득 제어 신호에 따라 상기 전원 레벨 조정 신호의 변경 버전을 생성하고, 상기 전원 수단은, 상기 평균 전력 및 이득 제어 블록에 접속되고, 상기 이득 제어 신호와 상기 전원 레벨 조정 신호의 변경 버전을 합산하여 제1 전력 제어 신호를 생성하는 합산기; 상기 합산기에 접속되어, 상기 제1 전력 제어 신호를 수신하고 제2 전력 제어 신호를 생성하는 클립퍼; 상기 클립퍼에 접속되어, 상기 전력 제어 신호를 수신하고 상기 가변 전원 신호를 생성하는 스위치 컨버터; 및 상기 전원 레벨 조정 생성기 및 상기 평균 전력 및 이득 제어 블록에 접속되어, 환경 신호와 상기 이득 제어 신호의 변경 버전을 수신하고 클립퍼 조정 신호를 생성하며, 또한, 상기 클립퍼에 접속되어 상기 클립퍼 조정 신호를 상기 클립퍼에 제공하여 상기 클립퍼의 성능을 조정하는 역 맵퍼(reverse mapper)를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 전원 수단은 상기 가변 전원 신호를 최소 전압 레벨 이상으로 유지하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 전원 레벨 조정 생성기는 복수의 룩업 테이블(lookup table)에 의해 구현될 수 있으며, 하나의 룩업 테이블에는 각각의 환경 정보 신호와 상기 데이터 파라미터 표시가 제공되며, 각 룩업 테이블의 출력은 상기 전원 레벨 조정 신호를 생성하도록 결합된다. 다르게는, 상기 룩업 테이블 중 적어도 하나는 대응 공식에 의해 구현될 수 있다.
또한, 상기 전원 블록은,
(ⅰ) 인접 채널 전력비(ACPR)를 점검하면서 상기 무선 통진 장치로부터 일정한 전력 레벨로 상기 무선 장치 라디오 신호를 전송하는 단계;
(ⅱ) 상기 무선 장치 라디오 신호에서 일정 출력 전력을 유지하면서 상기 가변 전원 신호의 크기를 감소시키는 단계;
(ⅲ) 상기 ACPR이 미리 결정된 설계 타겟까지 증가하는 경우 상기 가변 전원 신호의 크기를 기록하는 단계;
(ⅳ) 상기 무선 장치 라디오 신호의 출력 전력을 증가시키고 여러 출력 전력 레벨에 대하여 단계 (ⅰ) 내지 (ⅲ)를 반복하는 단계; 및
(ⅴ) 상기 스위치 컨버터를 제어하는 상기 전력 제어 신호를 유도하는 이상(理想) 전달 함수를 계산하는 단계에 의해 조정된다.
상기 전원 블록은,
(ⅵ) 여러 상이한 무선 통신 장치에 대하여 단계 (ⅰ) 내지 (ⅴ)를 반복하여 평균 전달 함수를 획득하는 단계; 및
(ⅶ) 상기 평균 전달 함수에 대한 곡선 근사(피팅)(curve fitting)를 수행하는 단계에 의해 더 조정될 수 있다.
또한, 상기 전원 레벨 조정 생성기는,
(ⅷ) 상기 출력 전력 증폭기 블록이 최저 전송 전력 포인트에서 동작하게 하 는 값으로 상기 전원 레벨 조정 생성기를 로딩하는 단계;
(ⅸ) 상기 출력 전력 증폭기 블록의 출력 전력이 전원 전압 레벨에 대하여 결정된 타겟 전력을 초과할 때까지 상기 전송 전력을 조정하는 단계;
(ⅹ) 상기 평균 전력 레벨 블록의 출력 값을 내삽하고, 역 맵퍼에 의한 조정 후에 이 내삽 출력 값을 상기 전원 레벨 조정 생성기에 로딩하는 단계;
(ⅹⅰ) 상기 전송 전력 레벨을 상기 타겟 전력보다 약간 아래의 값으로 조정하는 단계; 및
(ⅹⅱ) 최대 규정 전송 전력 포인트가 도달할 때까지 상기 전송 전력값을 증가시켜 단계 (ⅷ) 내지 (ⅹⅰ)를 반복하는 단계에 의해 조정된다.
다른 양태에서, 본 발명은 기지국 라디오 신호로부터 유입(incoming) 데이터 스트림을 수신하고 무선 장치 라디오 신호로 유출(outgoing) 데이터 스트림을 전송하는 무선 통신 장치에서 출력 전력 증폭기 블록에 가변 전력 공급 신호를 제공하는 방법을 제공하며, 상기 방법은,
(a) 상기 기지국 라디오 신호의 신호 세기 중 적어도 하나를 검출하여 수신 신호 세기 표시 신호와 상기 기지국 라디오 신호에서 전력 제어 명령 신호를 생성하는 단계;
(b) 상기 수신 신호 세기 표시 신호와 상기 전력 제어 명령 신호 중 적어도 하나에 응답하여 평균 소망 전송 전력 신호를 생성하는 단계;
(c) 상기 무선 통신 장치의 환경에 대한 정보를 획득하기 위해 적어도 하나의 환경 정보 신호를 생성하는 단계;
(d) 베이스밴드 유출 데이터 스트림의 데이터 파라미터 표시 및 상기 적어도 하나의 환경 정보 신호에 따라 전원 레벨 조정 신호를 생성하는 단계; 및
(e) 상기 평균 소망 전송 전력 신호와 상기 전원 레벨 조정 신호 또는 이득 제어 신호와 상기 전원 레벨 조정 신호의 변경 버전 중 하나를 결합하여 상기 가변 전원 신호를 생성하되, 상기 이득 제어 신호는 상기 수신 신호 세기 표시 신호와 상기 전력 제어 명령 신호 중 적어도 하나에 따라 유도되어 상기 출력 전력 증폭기 블록에 상기 가변 전원 신호를 제공하는 단계를 포함한다.
상기 방법의 단계 (c)는 바람직하게는,
(ⅰ) 상기 무선 통신 장치의 하드웨어의 온도에 대한 온도 정보 신호를 생성하고 상기 적어도 하나의 환경 정보 신호의 일부로서 상기 온도 정보 신호를 제공하는 단계;
(ⅱ) 상기 무선 통신 장치를 급전하는데 사용되는 배터리에 대한 배터리 조건 정보 신호를 생성하고 상기 적어도 하나의 환경 정보 신호의 일부로서 상기 배터리 조건 정보 신호를 제공하는 단계; 및
(ⅲ) 상기 유출 데이터 스트림이 전송되는 상기 주파수에 관한 주파수 정보 신호를 생성하고 상기 적어도 하나의 환경 정보 신호의 일부로서 상기 주파수 정보 신호를 제공하는 단계 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 방법의 단계 (e)는,
(ⅳ) 상기 평균 소망 전송 전력 신호와 상기 전원 레벨 조정 신호를 결합하여 전력 제어 신호를 생성하는 단계; 및
(ⅴ) 상기 전력 제어 신호를 상기 가변 전원 신호로 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
다르게는, 상기 방법의 단계 (e)는,
(ⅳ) 상기 전원 레벨 조정 신호의 변경 버전과 상기 이득 제어 신호를 더하여 제1 전력 제어 신호를 제공하되, 상기 전원 레벨 조정 신호의 변경 버전은 상기 이득 제어 신호의 편차에 따라 생성되는 단계;
(ⅴ) 상기 제1 전력 제어 신호를 클립핑하여 제2 전력 제어 신호를 제공하는 단계; 및
(ⅵ) 상기 제2 전력 제어 신호를 상기 가변 전원 신호로 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단계 (ⅴ)는 클립퍼 조정 신호를 제공하여 클립핑 파라미터를 조정하는 단계를 더 포함하되, 상기 클립퍼 조정 신호는 환경 신호 및 상기 이득 제어 신호의 변경 버전의 조합에 응답하여 생성될 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 보다 용이한 이해를 위해 그리고 그 실행 방식을 보다 명확하게 나타내기 위해서, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 단지 예시로서 참조한다.
후술하는 상세한 설명에서, 여러 특정 세부사항을 본 발명의 철저한 이해를 제공하기 위해 설명한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이들 특정 세부사항 없이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 다른 경우, 공지의 방법, 프로시저, 및 컴포넌 트는 본 발명을 모호하게 하지 않기 위해서 상세히 설명되지는 않는다.
이해될 수 있는 바와 같이, 무선 통신 장치는 무선 전송기를 사용하여 전송된 내부 데이터를 생성한다. 데이터 신호는 통상 베이스밴드 신호로서 불리는 상당히 낮은 주파수 신호이다. 베이스밴드 신호는 실질적으로 보다 높은 주파수를 갖는 반송 신호와 혼합되어 전송 신호를 생성한다. 전송 신호는 출력 전력 증폭 블록의 하나 이상의 증폭단으로 증폭되어 원격 기지국 또는 다른 통신 장치에서 거의 또는 전혀 데이터 손실이 없게 수신되도록 충분히 급전된 증폭 전송 신호를 생성한다.
통상, 출력 전력 증폭 블록의 증폭단은 전치 증폭 전송 신호를 생성하는 전치 증폭단(pre-amplification stage)과 증폭된 전송 신호를 생성하는 전력 증폭단을 포함한다. 전치 증폭단의 증폭 레벨은 이득 제어기를 통해 통상 구현되는 이득 제어 블록을 사용하여 제어된다. 증폭 레벨은 통상 증폭된 전송 신호의 소망 전력 레벨을 결정하는 여러 개루프 및/또는 폐루프 방법을 사용하여 설정된다. 전치 증폭된 전송 신호는 그 후 전력 증폭단에서 다시 증폭되어 증폭 전송 신호를 생성한다. 전력 증폭단의 이득은 통상 고정되지만 전원 레벨에 따라 가변될 수 있다. 전력 증폭단은 증폭 전송 신호를 생성하여 전송에 요구될 수 있는 순시 최대 전력을 갖도록 급전된다.
전력 증폭단에 대한 상기 전원 방식은 증폭 전송 신호가 전력 레벨의 큰 동적 범위를 갖지 않거나 또는 증폭 전송 신호가 매우 낮은 첨두치 대 평균치 전력비(PARR)를 갖는 무선 장치에서 사용될 수 있다. 그러나, 많은 경우, 증폭 전송 신 호는 높은 PAPR을 갖는 신호를 수용하거나 상이한 소명 전력 레벨과 상이한 PAPR을 가질 수 있는 상이한 유형의 신호를 수용하기 위해서 넓은 동적 범위의 전력 레벨을 갖는다. 전력 증폭단은 증폭 전송 신호에 존재하는 베이스밴드 데이터의 임의의 데이터형 또는 데이터 레이트에 요구되는 최고 순시 전력 레벨이 항상 수용될 수 있도록 증폭 전송 신호를 생성할 수 있어야 한다. 따라서, 종래 전력 관리 방식에서, 전력 증폭단은 항상 규정된 최대 순시 전력 레벨을 조정하는데 충분한 최대 전원 전압량이 제공된다. 그러나, 대다수의 시간에는, 증폭 전송 신호의 실제 순시 전력 레벨은 규정된 최대 순시 전력 레벨 이하일 수 있기 때문에, 신호 전송 동안 전력 증폭단의 비효율 동작을 야기한다. 전력 증폭기에 제공된 과도 전력은 열로서 방출되거나 달리 손실될 수 있다.
본 발명은 무선 통신 장치의 출력 전력 증폭 블록의 전력 증폭단에 가변 전원 신호를 제공하는 전원 관리 시스템을 제공한다. 증폭 전력단에 의해 생성되는 증폭 전송 신호의 소망 전력은 추정되어 전력 증폭기에 대한 전원 레벨을 변경하는데 사용되어 전력 증폭단의 전력 손실을 감소시킨다. 정확성을 높이기 위해서, 추정 소망 전력은 또한 아래에 보다 상세히 설명되는 바와 같이 적어도 하나의 환경 정보 신호에 기초한다.
우선 도 1을 참조하면, 데이터 전송 블록(12), 안테나(14), 수신기(16) 및 전력 관리 시스템(18)을 갖는 무선 통신 장치(10)의 블록도가 도시되어 있다. 무선 통신 장치(10)는 이메일이 가능한 개인용 데이터 단말, 셀룰러폰, 휴대용 컴퓨터 등과 같은 임의 유형의 무선 통신 장치일 수 있다. 도 1은 본 발명에 다른 전 력 관리 시스템(18)의 제1 실시예를 나타내고, 다른 실시예는 다른 도면에서 도시되어 있다.
데이터 전송 블록(12)은 베이스밴드 장치(20), 상향 변환 블록(22) 및 출력 전력 증폭 블록(24)을 포함한다. 상향 변환 블록(22)은 디지털 아날로그 컨버터(DAC; 26)와 믹서(28)를 포함한다. 출력 전력 증폭 블록(24)은 전치 증폭기(30), 필터(32; 선택적), 및 전력 증폭기(34)를 포함한다. 전치 증폭기(30)와 필터(32)는 전치 증폭단을 구현하고 전력 증폭기(34)는 전력 증폭단을 구현한다. 수신기(16)는 당업자에게 공지된 바와 같이 전력 제어 데이터 검출기를 포함하여 출력 전력 증폭 블록(24)에 전력 제어 정보를 제공한다.
전력 관리 시스템(18)은 평균 전력 및 이득 제어 블록(36), 전원 레벨 설정 생성기(38), 데이터 파라미터 검출기(40; 선택적), 및 전원 수단(42)을 포함한다. 평균 전력 및 이득 제어 블록(36)은 이득 제어 신호(44)를 전치 증폭기(30)에 그리고 평균 소망 전송 전력 신호(46)를 전원 수단(42)에 제공한다. 이득 제어 신호(44)는 전치 증폭기(30)에 제공되어 전치 증폭기(30)의 이득을 제어한다. 평균 소망 전송 전력 신호(46)는 전력 제어 명령 신호(48) 및 무선 통신 장치(10)에 의해 수신되는 신호에 따라 수신기(16)에 의해 제공되는 수신 신호 세기 표시 신호(50) 중 적어도 하나에 따라 생성된다. 전원 수단(42)은 또한 전원 레벨 조정 생성기(38)로부터 전원 레벨 조정 신호(52)를 수신하고 평균 소망 전송 전력 신호(46)와 전원 레벨 조정 신호(52)를 결합하여 전력 증폭기(34)에 가변 전원 신호(54)를 제공한다. 바람직하게는, 이 동작은 1.25㎳마다 갱신되는 전력 제어 명령 신호(48) 를 포함하는 입력 변화에 응답한다. 전원 레벨 조정 생성기(38)는 통신 장치(10)에 의해 전송될 데이터의 데이터형과 데이터 레이트에 따라 전원 레벨 조정 신호(52)에 의해 제공되는 추가 조정을 결정한다. 또한, 전원 레벨 조정 신호(52)는 이하 보다 상세히 설명되는 환경 파라미터 등의 다른 파라미터에 따라 가변되는 것이 바람직할 수 있다.
무선 통신 장치(10)는 안테나(14)에 의해 송수신되는 라디오 신호를 통해 원격 기지국(58) 및 기타 장치와 통신한다. 기지국(58)은 안테나(14)에 의해 수신되고 수신기(16)에 의해 처리되는 기지국 라디오 신호(60)를 전송하여 이하 상세히 설명하는 바와 같이 데이터를 추출한다. 이 데이터 경로는 순방향 링크로 불릴 수 있다. 또한, 무선 통신 장치(10)는 안테나로부터 기지국(58)에 무선 장치 라디오 신호(62)를 전송한다. 무선 통신 장치(10)에서 시작하고 기지국(58)에서 종료하는 데이터 경로는 역방향 링크로 불릴 수 있다.
순방향 링크에서, 안테나(14)는 기지국 라디오 신호(60) 중 하나를 검출 및 수신하여 수신기(16)에 수신 신호(64)를 제공한다. 수신기(16)는 통상 당업자에게 공지된 바와 같이 여러 기능 블록을 포함하여 수신 신호(64)를 디지털 신호로 변환하고 수신 신호(64)를 처리하여 잡음을 제거하고 하향 변환 또는 복조 등을 수행할 수 있다. IS-95 부호 분할 다중 액세스(CDMA) 표준 및 후속 통신 표준 등의 많은 통신 시스템에서, 기지국(58)은 일련의 전력 제어 명령을 수신 신호(64)의 일부로서 전력 제어 명령 신호(48)에 전송할 수 있다. 전력 제어 명령 신호(48)는 전력 관리 시스템(18)을 전송된 무선 장치 라디오 신호(62)의 전력을 증감하게 한다. 하나의 표준에서, 전력 제어 명령 신호(48)는 데이터 비트의 형태로 전송되고 초당 800 전력 제어 비트의 레이트에서 수신될 수 있다. 기지국(58) 중 하나는 무선 통신 장치(10)로부터 기지국(58)에 의해 수신되는 무선 장치 라디오 신호(62)의 품질에 따라 전력 제어 명령 신호(48)를 전송할 수 있다. 무선 장치 라디오 신호(62)가 디코딩되어 사용될 수 있도록 충분한 전력으로 수신되면, 기지국(58)은 무선 통신 장치(10)가 무선 장치 라디오 신호(62)의 전력을 유지 또는 감소하게 할 수 있다. 무선 장치 라디오 신호(62)는 사용되기에 한계에 있거나 또는 매우 약한 경우, 기지국(58)은 무선 통신 장치(10)가 무선 장치 라디오 신호(62)의 전력을 증감하게 할 수 있다. 이러한 유형의 전력 제어는 통상 역방향 링크 폐루프 전력 제어로서 통상 불릴 수 있다.
IS-95 CDMA 표준 및 후속 표준 하에서 동작하는 시스템 등의 몇몇 무선 통신 시스템은 역방향 링크 개루프 전력 제어를 또한 사용할 수 있다. 개루프 전력 제어는 무선 통신 장치(10)에 의해 수신되는 기지국 라디오 신호(60)의 신호 세기를 측정하여 수행된다. 기지국 라디오 신호의 신호 세기가 높으면, 무선 통신 장치(10)는 무선 장치 라디오 신호(62)를 낮은 세기로 전송할 수 있다고 가정하고, 그 반대로, 기지국 라디오 신호(62)의 신호 세기가 낮으면, 무선 장치 라디오 신호(62)는 사용가능한 형태로 무선 기지국(58)에 도달하기 위해서 보다 강해야 한다고 가정할 수 있다. 이러한 개루프 전력 제어는, (ⅰ) 무선 기지국(58)이 기지국 라디오 신호(60)를 대략 일정한 신호 세기로 전송하고, (ⅱ) 순방향 링크에서 기지국 라디오 신호(58)의 감쇄는 역방향 링크에서의 무선 장치 라디오 신호(62)의 감쇄와 대략 동일하다는 가정에 기초한다.
여기서 설명되는 본 발명의 실시예들은 개루프 및 폐루프 전력 제어 방식에 따라 동작하도록 구성된다. 본 발명의 실시예들은 수신기가 수신 신호(64)의 신호 세기를 측정하여 수신 신호 세기 표시 신호(50)를 제공함으로써 개루프 전력 제어 방식에 따라 동작하도록 구성될 수 있다. 따라서, 수신 신호 세기 표시 신호(50)는 기지국 라디오 신호(60)의 신호 세기에 대응한다. 이 경우, 전력 제어 명령은 개루프 전력 명령[수신 신호 세기 표시 신호(50)로부터 유도됨]과 수신된 기지국 라디오 신호(60)의 제어 채널 내에 인코딩된 폐루프 전력 제어 비트의 조합일 수 있다. 폐루프 정정의 부재시, 전력 제어는 수신 신호 세기 표시 신호(50)에만 기초한다.
개루프 및 폐루프 전력 제어 방식에 따라 동작하는 전력 관리 시스템(18)의 여러 상세한 실시예를 이하 설명한다. 유사 참조부호로 식별된 구성요소는 각 실시예에서 달리 언급되지 않는다면 유사한 방식으로 동작한다. 이하, 도 2를 참조하면, 평균 전력 및 이득 제어 블록(36)은 평균 전력 레벨 블록(66)과 이득 제어 블록(68)을 포함한다. 또한, 전원 수단(42)은 전원 제어 블록(70)과 스위치 컨버터(72)를 포함한다.
수신기(16)는 전력 제어 명령 신호(48)를 추출하고 이 신호(48)를 평균 전력 레벨 블록(66)에 전달한다. 또한, 수신기(16)는 수신 신호 세기 표시 신호(50)를 생성하고 이 신호(50)를 평균 전력 레벨 블록(66)에 전달한다. 평균 전력 레벨 블록(66)은 전력 제어 명령 신호(48)와 수신 신호 세기 표시 신호(50)를 결합하여 무 선 장치 라디오 신호(62)에 대한 평균 소망 전송 전력 신호(46)를 계산한다. 통상, 수신 신호 세기 표시 신호(50)는 라디오 통신이 기지국(58) 중 하나와 무선 통신 장치(10) 간에 설정되는 경우 초기 전력 레벨을 설정하는데 사용된다. 무선 통신 장치(10)가 자리를 이동할 때, 상이한 기지국(58)과 통신할 수 있으며, 기지국(58)과의 고른 "핸드오프(hand-off)"가 바람직한다. 이러한 "핸드오프"를 용이하게 하기 위해서, 무선 통신 장치(10)는 새로운 기지국(58)과 초기에 통신하는 경우, 평균 전력 레벨 블록(66)은 수신 신호 세기 표시 신호(50)에 의존하여 평균 소망 전송 전력 신호(46)를 근사한다. 무선 통신 장치(10)와 기지국(58) 사이에 통신이 진행 중인 동안, 평균 소망 전송 전력 신호(46)는 전력 제어 명령 신호(48)가 기지국(58)으로부터 수신됨에 따라 정정될 수 있다. 전력 제어 비트는 시간 적분되고 개루프 전력에 추가되는 "상향" 및 "하향" 명령이다. 시간이 지남에 따라, 평균 소망 전송 전력 신호(46)는 매우 정확하게 정정되어 무선 장치 라디오 신호(62)가 사용가능한 형태(즉, 다른 신호로부터의 간섭 또는 낮은 신호 세기로 인해 또는 디코딩 불가능하지 않은 형태)로 기지국(58) 중 하나에 의해 수신될 수 있도록 그리고 무선 장치 라디오 신호(62)가 기지국(58) 또는 다른 통신 장치와 통신하는 기타 장치를 방해하지 않도록 충분한 전력의 밸런스를 제공할 수 있다.
베이스밴드 장치(20)는 기지국(58) 중 하나에 전송될 베이스밴드 유출 데이터 스트림(76)을 생성한다. 베이스밴드 장치(20)가 지원하는 서비스 형태에 따라, 유출 데이터 스트림(76)은 단지 한 유형의 데이터를 포함하거나 상이한 시점에서 상이한 유형의 데이터를 가질 수 있다. 예를 들면, 몇몇 무선 통신 장치는 이메일 통신, 텍스트 메시징, 음성 통신 및 다른 확장 서비스 등의 여러 기능을 제공한다. 상이한 서비스는 상이한 PAPR 특성을 갖는 상이한 인코딩 및 변조 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, CDMA에서, 낮은 데이터 레이트 트래픽조차 데이터 변조 후에는 높은 PAPR을 갖는다. 데이터 레이트가 증가함에 따라, PAPR은 더욱 증가한다. 데이터 파라미터 검출기(40)는 베이스밴드 유출 데이터 스트림(76)에서 데이터형을 실시간으로 검출하고 데이터 파라미터 표시를 전원 레벨 조정 생성기(38)에 제공한다. 다르게는, 그리고 보다 바람직하게는, 데이터 파라미터 표시는 베이스밴드 장치(20)에서 전원 레벨 조정 생성기(38)에 실시간으로 직접 제공될 수 있다. 따라서, 베이스밴드 장치(20)와 전원 레벨 조정 생성기(38)의 연결은 실선으로 나타내고, 데이터 파라미터 검출기(40)와 대응하는 접속은 점선을 사용한다. 데이터 파라미터 표시는 베이스밴드 유출 데이터 스트림(76)에서 데이터형, 데이터 변조 및 데이터 레이트에 대한 정보를 포함한다.
베이스밴드 유출 데이터 스트림(76)은 상향 변환 블록(22)에 의해 처리되어 이를 대응 아날로그 출력 신호(78)로 변환한다. DAC(26)는 우선 베이스밴드 유출 데이터 스트림(76)을 아날로그 신호로 변환한다. 그 후, 아날로그 신호는 믹서(28)에 의해 반송 주파수와 혼합되어 이제는 베이스밴드보다 라디오 주파수 범위에 있는 아날로그 출력 신호(78)를 생성한다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 구현예에 따라 혼합은 단일 단계 또는 여러 단계로 달성될 수 있다. 필터링이 또한 사용될 수 있다. 반송 주파수는 무선 통신 장치(10)가 동작하는 통신 표준에 의해 결정되며, 이는 당업자가 쉽게 알 수 있다. 또한, 예시적인 무선 통신 장치(10)를 포함하는 많은 무선 장치는 하나 이상의 주파수 밴드에서 그리고 각 주파수 밴드 내의 하나 이상의 채널 내에서 무선 장치 라디오 신호(62)를 전송할 수 있다.
전원 레벨 조정 생성기(38)는 베이스밴드 유출 데이터 스트림(76)의 데이터 파라미터 표시를 사용하여 전원 레벨 조정 신호(52)를 결정한다. 본 실시예에서, 전원 레벨 조정 생성기는 룩업 테이블로 구현될 수 있는 PAPR 맵퍼를 포함한다. 룩업 테이블은 전형적인 무선 통신 장치에 대한 테스트를 수행하여 미리 계산되는 이산 룩업 테이블이다. 특히, 특정 데이터 레이트 테스트값 등의 데이터 파라미터 값이 선택되고, 전력 증폭기(34)에 대한 고정 전원 레벨이 주어지면, 헤드룸(headroom)이 관측된다. 그 후, 전원 레벨 조정값은 헤드룸을 최소 레벨까지 감소하도록 선택된다. 그 후, 조정값은 룩업 테이블에 입력되어 특정 데이터 레이트 테스트값에 관련된다. 동작 동안, 데이터 파라미터 표시(즉, 데이터형, 데이터 레이트 및 데이터 변조)는 그 후 인덱스로서 룩업 테이블에 사용되어 전원 레벨 조정 신호(52)에 대한 값을 룩업한다. 데이터형이 전송에 대하여 높은 데이터 대역폭을 요구하는 경우 전원 레벨 조정 신호(52)는 통상 명목값보다 높은 값을 갖는다. 또한, 전력 레벨 조정 신호(52)는 이하 보다 상세히 설명되는 환경 인자에 기초하여 가변될 수 있다. 전력 레벨 조정 신호(52)는 또한 무선 장치 라디오 신호(62)가 전송되는 주파수 대역의 상부 에지 및 하부 에지에서 전송 체인의 특성으로 인해 조정된다. 예를 들면, 전력 레벨 조정 신호(52)는 800㏈/초의 슬루 레이트(slew rate)에서 데이터형에 따라 0 내지 9㏈의 범위에 있다.
통상, 무선 통신 장치(10)의 제조사 또는 벤더는 전원 레벨 조정 생성기(38) 에서 PAPR 맵퍼를 구성하여 상이한 데이터형, 데이터 변조 및 데이터 레이트뿐만 아니라 후술하는 다른 파리미터에 대하여 전원 조정 신호(52)에 적합한 값을 제공할 수 있다. PAPR 맵퍼는 이하 상세히 설명한다. 이는 이하 보다 상세히 설명하는 조정 방법에 따라 달성된다.
본 발명의 다른 실시예에서, PAPR 맵퍼는 룩업 테이블을 사용하는 대신 전원 레벨 조정 생성기(38)에 대한 여러 입력과 전력 레벨 조정 신호(52)의 대응 값 간의 관계에 따른 식을 사용하여 구현될 수 있다.
평균 소망 전송 전력 신호(46)는 이득 제어 블록(68)에 공급되며, 이득 제어 블록(68)은 평균 소망 전송 전력 신호(46)를 이득 제어 신호(44)로 변경한다. 이득 제어 블록(68)은 조정된 룩업 테이블로서 구현될 수 있어 평균 소망 전송 전력 신호(46)에 따른 안테나(14)에서 원하는 평균 전송 전력 레벨을 달성할 수 있다. 이득 제어 블록(68)의 룩업 테이블은 전력 증폭기(34)에 제공된 전원 전압 레벨에서의 변경에 의해 야기되는 전력 증폭기(34)의 이득 변동과 전치 증폭기(30)의 제어 특성의 비선형성을 보상한다. 룩업 테이블의 내용은 수신 신호 세기 표시 신호(50)와 장치의 안테나 포트에서 관측된 전송기 전력에 기초하여 무선 통신 장치(10)의 공장 조정(factory calibration) 동안 기입된다. 룩업 테이블 내의 이득값은 수신 신호 세기 표시 신호(50)에 기초하여 계산되며, 그 후 전력 제어 명령 신호(48)의 제어 비트에 의해 오프셋된다. 동작 동안, 선형 내삽이 테이블 내의 값에 대하여 수행될 수 있다.
전치 증폭기(30)는 아날로그 출력 신호(78)를 수신하고 이득 제어 신호(44) 의 제어 하에 증폭하여 전치 증폭된 전송 신호(82)를 생성한다. 이득 제어 신호(44)는 평균 소망 전송 전력 신호(46)의 증감이 전치 증폭기(30)의 조정을 통해 출력 전력 증폭기 블록(24)의 증폭의 로그-선형 증감을 산출하도록 생성된다.
전치 증폭된 전송 신호(82)는 필터(32)에 의해 필터링되어 필터링된 전송 신호(84)를 생성한다. 필터(32)는 전치 증폭기(30)와 무선 통신 장치(10)의 이전 단에 의해 전치 증폭된 전송 신호(82)에 도입된 잡음을 제거한다. 통과대역 주파수 범위, 필터 차수 등의 특정 필터(32)의 특성은 특정 전치 증폭기(30)와 무선 통신 장치(10)에 사용되는 이전 단에 의존할 수 있다. 당업자는 필터(32)에 대한 적절한 파라미터를 선택할 수 있다. 필터(32)는 선택적이며 전치 증폭된 전송 신호(82)가 충분히 잡음 제거된 경우에 생략될 수 있다.
필터링된 전송 신호(84)가 전력 증폭기(34)에 의해 증폭되어 증폭된 전송 신호(86)를 제공한다. 증폭된 전송 신호(86)는 무선 장치 라디오 신호(62)로서 안테나(14)에 의해 전송된다. 증폭된 전송 신호(86)는 수신가능하고 디코딩가능한 형태로 기지국(58) 중 임의의 하나에 의해 수신되어 베이스밴드 유출 데이터 스트림(76)을 재생성할 수 있도록 충분한 전력을 갖는다.
증폭 전송 신호(86)의 평균치 및 첨두치 전력 레벨은 시간에 대한 가변이다. 평균 소망 전송 전력 신호(46)가 변함에 따라, 전치 증폭된 전송 신호(82)의 진폭이 변할 수 있다. 전력 증폭기(34)는 통상 일정한 이득 인자를 가질 수 있으며, 이에 따라, 증록된 전송 신호(86)도 또한 시간 가변 평균 전력 레벨을 가질 수 있다. 전력 증폭기(34)는 또한 전원 전압 레벨에 따라 변하는 이득 인자를 가질 수 있지만, 이 변동은 당업계에 공지된 바와 같이 조정 테이블을 이용하여 보상될 수 있다. 아날로그 출력 신호(78)가 높은 PAPR을 갖는 경우, 증폭 전송 신호(86)의 순시 전력 레벨이 또한 변할 수 있다. 시간 상 임의의 시점에서, 전력 증폭기(34)는 내부 전자부품을 동작하고 증폭 전송 신호(86)를 생성하는데 충분한 전력을 요구한다. 증폭된 전송 신호(86)가 그 최대 순시 전력 레벨인 경우[즉, 평균 소망 전송 전력 신호(46)에 대한 최고 가능치에 대응하는 증폭 전송 신호(86)의 최대 첨두치 동안], 전력 증폭기(34)는 적어도 일부 헤드룸을 여전히 가져서 증폭 전송 신호(86)가 그 첨두치에서 클립되지 않도록 보장하여야 한다. 무선 통신 장치(10)의 출력 전력 증폭기 블록(24)에서 발생하는 상당한 전력 손실의 요인 중 하나는 증폭 전송 신호(86)가 거의 이 최대값에 있지 않고 통상 매우 낮은 전력 레벨에 있다는 점이다. 전력 증폭기(34)에 제공되는 전원 레벨과 증폭 전송 신호(86)의 크기 간의 잉여 헤드룸은 히트로서 방출된다.
이 전력 손실을 방지하기 위해서, 전원 레벨 조정 신호(52)와 평균 소망 전송 전력 신호(46)는 전원 제어 블록(70)에 의해 결합되어 펄스폭 변조된 또는 펄스 밀도 변조된 신호일 수 있는 전력 제어 신호(90)를 생성한다. 전력 제어 신호(90)는 스위치 컨버터(72)에 의해, 아날로그 신호인, 가변 전원 신호(54)에 변환될 수 있다. 가변 전원 신호(54)는 전력 증폭기(34)에 대한 전력 공급원이다. 가변 전원 신호(54)는 증폭 전송 신호(86)를 생성하는데 요구되는 최대 순시 전력 이상의 작지만 충분한 헤드룸 양이 원하는 품질로 그리고 전력 증폭기(34)가 그 내부 전자부품을 충분히 동작시키는 크기를 갖는다. 필요한 헤드룸의 예시값은 1 내지 3㏈ 의 차수이다. 무선 통신 장치(10)와 전력 관리 시스템(18)의 여러 컴포넌트를 제작하는데 대한 제조 항상성이 증가함에 따라, 헤드룸이 감소될 수 있다.
이하 도 3을 참조하면, 증폭 전송 신호(86)와 가변 전원 신호(54)를 생성하도록 전력 증폭기(34)에 의해 요구되는 순시 최대 전력 간의 예시적인 관계를 나타내는 그래프이다. 이 관계는 전력 관리 시스템(18)의 구현과 무선 통신 장치(10)에서 사용되는 컴포넌트에 따라 변할 수 있다. 가변 전원 신호(54)는 소정의 요구된 품질로 증폭 전송 신호(86)를 생성하기 위해 통상 시간 상 임의의 시점에서 전력 증폭기(34)에 의해 요구되는 최소 전압 레벨(92)보다 약간 크다. 가변 전원 신호(54)는 평균 소망 전송 전력 신호(46)의 변화와 무선 통신 장치(10)에 의해 전송되는 베이스밴드 유출 데이터 스트림(76)의 데이터 파라미터 표시의 변화에 대응하여 시간 상 변화할 수 있다. 전력 관리 시스템(18)의 다른 실시예에서, 가변 전원 신호(54)는 또한 무선 통신 장치(10)의 환경 변화(온도 등), 무선 통신 장치에 급전하는 배터리 조건 변화, 및 무선 장치 라디오 신호(62)가 전송되는 주파수 범위의 변화에 기인하여 변화하는 것이 바람직할 수 있다.
상술한 바와 같이, 가변 전원 신호(54)는 최소 전압 레벨(92)을 가지며, 이 최소 전압 레벨(92)은 증폭 전송 신호(86)를 생성하기 위해 전력 증폭기(34)에 의해 요구되는 순시 최대 전력이 낮은 경우에도 충분한 전력이 전력 증폭기(34)에 제공되어 이를 안정하게 하고 그 내부 전자부품이 계속 동작하는 것을 보장하도록 선택된다. 최소 전압 레벨(92)은 전원 제어 블록(70)[전력 제어 신호(90)를 최소 전압 레벨(92) 이상으로 유지할 수 있음] 또는 가변 전원 신호(54)를 최소 전압 레벨 (92) 이상으로 직접 유지시킬 수 있는 스위치 컨버터(72)에 의해 유지될 수 있다. 최소 전압 레벨에 대한 값의 예시적인 범위는 전력 증폭기(34)의 설계에 따라 0.9 내지 1.4 볼트이다.
전력 관리 시스템(18)은 전력 증폭기(34)에 제공되는 가변 전원 신호(54)의 레벨과 증폭 전송 신호(86)를 클립핑없이 생성하기 위해 전력 증폭기(34)에 요구되는 공급 전력 간의 헤드룸을 감소시킨다. 이러한 헤드룸의 감소는 열로서 전력 증폭기에 방출되는 전력량을 감소시킨다. 통상, 많은 무선 장치의 전력 손실의 최대 영역 중 하나는 전력 증폭기 내의 잉여 전력 헤드룸이기 때문에 감소된 전력 손실은 무선 통신 장치(10)에 대한 전력 효율과 배터리 수명을 실질적으로 개선시킬 수 있다.
전력 관리 시스템(18)은 본 발명의 범위 내에서 다양한 방식으로 변형될 수 있다. 예를 들면, 몇몇의 경우, 아날로그 전원 신호를 스위치 컨버터(72)에 인가하는 것이 바람직할 수 있다. 이를 위해, DAC는 전원 제어 블록(70)과 스위치 컨버터(72) 사이에 결합될 수 있다. 이는 스위치 컨버터 제어(72)가 아날로그인 경우에 행해진다. 또한, DAC가 특히 아날로그 전원 신호를 생성하는데 사용되는 경우 가변 전원 신호(54)로부터 고주파 잡음을 필터링하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 델타 시그마 컨버터가 선형 DAC가 아닌 D/A 변환을 행하는데 사용되는 경우에 특히 필요할 수 있다. 이 경우, 필터는 스위치 컨버터(72)의 입력에서 삽입될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 버퍼(미도시)를 삽입하여 가변 전원 신호(54)와 필터링된 전송 신호(84)를 전력 증폭기(34)에 일시 정렬하는 것이 바람직할 수 있다[즉, 전력 증폭기(34)에 대한 공급 전압은 이득 제어 신호(44)의 갱신과 동일한 속도로 갱신되는 것이 바람직하다]. 베이스밴드 장치(20)의 출력과 전원 제어 블록(70)의 입력 간의 데이터 경로가 전력 증폭기(34)의 입력에서 데이터 도달에 비교하여 가변 전원 신호(54)를 지연시키면, 종종, 전력 증폭기(34)가 증폭 전송 신호(86)를 생성하는데 충분한 헤드룸을 갖지 않을 수 있다. 가변 전원 신호(54)와 필터링된 전송 신호(84)를 동기화하기 위해서, 데이터 버퍼(미도시)는 베이스밴드 장치(20)가 전력 관리 시스템(18)에 접속된 지점 후에 베이스밴드 장치(20)와 DAC(26) 사이에 삽입될 수 있다. 버퍼는 전력 관리 시스템(18)의 여러 요소에 의해 야기되는 지연에 따라 적절한 지연을 도입하도록 구성될 수 있다.
이하 도 4를 참조하면, 전원 레벨 조정 생성기(38)에 접속되어 적어도 하나의 환경 정보 신호를 제공하는 환경 센서부(93)를 포함하는 전력 관리 시스템(18')의 다른 실시예가 도시되어 있다. 환경 센서부(93)는 전력 증폭기(34)의 특성과 이에 따라 가변 전원 신호(54)의 레벨에 영향을 미칠 수 있는 파라미터 변동을 감지하는 하나 이상의 환경 센서를 포함한다. 예를 들면, 가변 전원 신호(54)의 레벨은 무선 통신 장치(10)의 주변 온도, 무선 통신 장치(10)에 급전하는 배터리 조건 및/또는 무선 장치 라디오 신호(62)가 전송된 주파수에 응답한다.
환경 센서부(93)는 무선 통신 장치(10)의 하드웨어의 주변 온도를 감지하는 온도 센서(94)를 포함하고 온도 정보 신호(96)를 전원 레벨 조정 생성기(38)에 제공할 수 있다. 온도 정보 신호(96)는 디지털 형태인 것이 바람직할 수 있다. 온 도 센서(94)가 아날로그 온도 정보를 제공하면, 아날로그 디지털 컨버터(ADC)는 온도 센서(94)와 전원 레벨 조정 생성기(38) 사이에 결합되어 아날로크 온도 정보 신호(96)를 디지털 온도 정보 신호로 변환시킬 수 있다. 온도 정보 신호(96)는 당업자에게 공지된 공유 메모리 또는 임의의 다른 데이터 전송 메커니즘을 사용하여 전원 레벨 조정 생성기(38)에 전달될 수 있다.
환경 센서부(93)는 무선 통신 장치(10)를 급전하는데 사용되는 배터리의 충전 레벨을 감지하는 배터리 조건 센서(98)를 포함하여 배터리 조건 정보 신호(100)를 전원 레벨 조정 생성기(38)에 제공할 수 있다. 온도 센서(94)의 경우와 같이, ADC는 아날로그 배터리 조건 정보 신호를 대응하는 디지털 배터리 조건 정보 신호로 변환시키는데 사용될 수 있다. 또한, 디지털 배터리 조건 정보 신호(100)는 당업자에 공지된 기술을 사용하여 전원 레벨 조정 생성기(38)에 전달될 수 있다. 출력 전력 증폭기 블록(24)을 통과하는 아날로그 출력 신호(78)가 높은 PAPR을 갖는 경우 전력 증폭기(34)의 전원 레벨이 증가될 수 있도록 배터리 조건이 감지된다. 이 경우, 배터리의 낮은 충전으로 인해 예측된 압축을 보상하기 위해 전원 레벨 조정 신호(52)에 대한 조정이 행해진다.
또한, 환경 센서부(93)는 주파수 정보 신호(104)를 제공하여 무선 장치 라디오 신호(62)의 동작(즉, 전송) 주파수에 대한 정보를 전원 레벨 조정 생성기(38)에 제공할 수 있다. 동작 주파수는 베이스밴드 장치(20) 또는 상향 변환 블록(22)으로부터 획득될 수 있다. 온도 센서(94) 및 배터리 조건 센서(98)에서와 같이, ADC는 주파수 정보 신호(104)를 대응하는 디지털 주파수 정보 신호로서 제공하는데 사 용될 수 있다.
전원 레벨 조정 생성기(38)는 온도 정보 신호(96), 배터리 조건 정보 신호(100) 및 주파수 정보 신호(104) 중 적어도 하나와 베이스밴드 유출 데이터 스트림(76)의 데이터 파라미터 표시를 결합하여 전원 레벨 조정 신호(52)를 결정한다. 이 경우, 전원 레벨 조정 생성기(38)는 다차원 룩업 테이블을 사용할 수 있다. 복잡도를 감소시키기 위해서, 2차원 룩업 테이블이 사용될 수 있다. 데이터 파라미터 표시, 온도 정보 신호(96), 배터리 조건 정보 신호(100) 및 주파수 정보 신호(104)는 룩업 테이블에 대한 인덱스로서 사용되어 전원 레벨 조정 신호(52)에 대한 값을 룩업한다. 다르게는, 동작 주파수 채널 또는 온도의 변환가 있는 경우 룩업 테이블의 내용이 갱신될 수 있다. 주파수 및 온도의 효과는 이차원 룩업 테이블의 내용을 +/- 수 ㏈만큼 스케일하는데 사용된다. 다른 예에서, 하나의 PAPR 맵퍼가 온도 정보 신호용으로 제공되고, 하나의 PAPR 맵퍼가 배터리 조건 정보 신호용으로 제공되며, 하나의 PAPR 맵퍼가 동작 주파수용으로 사용되는 복수의 PAPR 맵퍼가 제공될 수 있다. 이 경우, PAPR 맵퍼의 출력은 그 단위가 ㏈로서 합산되어 전원 레벨 조정 신호(52)를 획득할 수 있다. PAPR 맵퍼의 출력의 크기가 ㏈ 단위가 아닌 경우 대수 결합이 사용될 수 있다. 어느 경우이든, 전원 레벨 조정값에 대한 환경 파라미터의 효과를 결정하기 위해 공장 조정이 행해진다. 예를 들면, 장치(10)는 환경 챔버 내에 배치되어 그 온도가 특정 데이터 파라미터값에 대하여 전원 레벨 조정값에 대한 영향을 결정하기 위해 특정값으로 조정될 수 있다. 배터리 조건에 있어서, 장치(10)의 배터리 레벨은 특정 데이터 파라미터값에 대하여 전원 레벨 조 정값에 대한 영향을 결정하기 위해 상이한 값으로 조정될 수 있다. 동작 주파수에 있어서, 전송 주파수는 특정 데이터 파라미터값에 대하여 전원 레벨 조정값에 대한 영향을 결정하기 위해 가변될 수 있다.
전원 레벨 조정 신호(52)는 (a) 데이터 파라미터가 전송을 위한 높은 데이터 대역폭을 나타내고, (b) 온도가 증가하며, 또는 (c) 배터리 충전 레벨이 감소하는 경우, 명목값보다 통상 크다. 전체적으로, 온도, 배터리, 및 동작 주파수에 기인한 조정은 전원 레벨 조정 신호(52)의 값에 대한 실질적 영향을 가할 수 있다.
전원 레벨 조정 생성기(38)는 환경 정보(즉, 온도 및 배터리), 주파수 정보뿐만 아니라 상이한 데이터형, 데이터 변조 및 데이터 레이트에 대하여 전원 레벨 조정 신호(52)에 적합한 값을 제공하도록 구성된다. 전원 레벨 조정 신호(52)는 통상 온도 변동에 대하여 +/- 1 내지 3㏈ 차수, 배터리 레벨 변동에 대한 +/- 1㏈ 그리고 전송 주파수 변동에 대한 +/- 1 내지 3㏈이다.
본 발명의 몇몇 실시예는 평균 소망 전송 전력 신호(46)에 대한 액세스를 허용하지 않는 전력 관리 시스템(18'')으로 구현될 수 있다. 도 5는 평균 전력 및 이득 제어 블록(36)은 단일 블록으로 구현되는 전력 관리 시스템(18'')에 대한 다른 실시예를 나타낸다. 그 결과, 평균 소망 전송 전력 신호(46)는 전원 수단(42)에 대한 입력으로서 이용가능하지 않다. 또한, 평균 전력 및 이득 제어 블록(36)은 룩업 테이블과 내삽기의 하이브리드로서 동작한다. 전력 제어 명령 신호(48) 및 수신 신호 세기 표시 신호(50)는 상술한 바와 같이 원하는 공급 전력 레벨을 나타낸다. 평균 전력 및 이득 제어 블록(36)은 원하는 평균 공급 전력 레벨에 응답 하여 이득 제어 신호(44)를 제공한다.
이 경우, 전원 수단(42)은 합산기(110), 역 맵퍼(112), 클립퍼(114) 및 스위치 컨버터(72)를 포함한다. 합산기(110)는 이득 제어 신호(44)와 전원 레벨 조정 신호(52')의 변경 버전을 수신하여 제1 전력 제어 신호(90')를 제공한다. 전원 레벨 조정 신호(52')의 변경 버전은 전원 레벨 조정 생성기(38')에 의해 제공되어 전력 레벨 조정 신호(52')가 이득 제어 신호(44)와 직접 합산될 수 있다. 통상, 이득 제어 신호(44)는 볼트 단위를 가지며, 전원 레벨 조정 신호(52)는 ㏈ 단위를 가지므로, 이들 두 신호는 직접 합산될 수는 없다. 따라서, 전원 레벨 조정 생성기(38')는 전원 레벨 조정 신호(52)를 스케일하여 변경된 신호(52')를 제공한다. 특히, 이 스케일링은 평균 전력 및 이득 제어 블록(36)에서 룩업 테이블을 한정하는 파라미터에 의존하는 평균 전력 및 이득 제어 블록(36)에서의 이득 제어 신호(44)의 생성에 기초하여 행해진다. 이들 파라미터는 무선 통신 장치(10)의 상업적 사용 이전에 공지되며, 이에 따라, 전원 레벨 조정 생성기(38')에서 이용가능하다.
그 후, 제1 전력 제어 신호(90')는 양과 음의 포화값과 이들 두 값을 연결하는 기울기를 갖는 클립퍼(114)에 제공된다. 이 클립퍼(114)는 제1 제어 신호(90') 상에서 동작하여 제2 전력 제어 신호(90'')를 스위치 컨버터(72)에 제공한다. 스위치 컨버터(72)는 그 후 상술한 바와 같이 가변 전원 신호(54)를 생성한다. 또한, DAC는 상술한 바와 같이 사용될 수 있다.
클립퍼(112)는 제1 전력 제어 신호(90')를 클립하거나 제1 전력 제어 신호(90')의 크기에 기초하여 기울기에 따른 제1 전력 제어 신호(90')를 감쇄/압축할 수 있다. 클립퍼(112)의 양과 음의 포화값과 기울기는 전력 관리 시스템(118'')의 동작에 대응하여 가변될 수 있다. 특히, 평균 전력 및 이득 제어 블록(36)에서 사용되는 룩업 테이블과 전원 레벨 조정 생성기(38')를 통해 환경 센서부(93)에 의해 제공되는 환경 정보는 클립퍼(112)의 양과 음의 포화값과 기울기를 변경하는데 사용될 수 있다. 특히, 환경 정보(116)와 이득 제어 신호(44')의 변경 버전은 역 맵퍼(112)에 제공되고, 그 후, 이 역 맵퍼(112)는 클립퍼 조정 신호(118)를 클립퍼(114)에 제공한다. 신호(44')의 내용은 블록(36)의 룩업 테이블에서의 데이터로부터 유도된다. 신호(44 및 116)에 기인한 클립퍼의 조정이 전원 레벨 조정 신호(52')의 변화 속도에 비해 느린 속도로 발생하기 때문에 연결선이 점선으로 도시되어 있다. 특히, 블록(36)에서 사용되는 룩업 테이블의 변경이 있는 경우 또는 환경 정보(116)의 실질적 변경이 있는 경우(즉, 온도의 급격한 변화 또는 전송 주파수의 핸드오프가 있는 경우) 변형이 발생한다. 예를 들면, 최대 포화값은 동작 주파수에 관련된다. 클립퍼(114)는 가변 전원 신호(54)와 이에 따른 전력 증폭기(34) 내의 전력 절약을 최적화하는 방식으로 변형된다. 비록 블록에 대한 다른 구현이 가능하지만, 합산기(110), 클립퍼(114), 및 스위치 컨버터(72)는 하드웨어로 구현되는 것이 바람직하고, 역 맵퍼(112)는 소프트웨어로 구현되는 것이 바람직하다.
도 6은 평균 전력 및 이득 블록(36)의 동작을 나타낸다. 평균 소망 전원 레벨이 상승 또는 하강함에 따라, 평균 전력 및 이득 제어 블록(36)은 미리 결정된 값(실선으로 식별됨)을 선택하거나 미리 결정된 값들 사이를 내삽하여 이득 제어 신호(44)에 대한 값을 계산한다. 바람직하게는, 평균 전력 및 이득 제어 블록은 이득 제어 값(44)을 생성하여 내삽 에러를 방지하는 경우 가장 가까운 미리 결정된 값을 선택한다. 실제, 도 6에 관련된 범위는 약 -52 내지 26㏈m이다. 미리 결정된 값은 무선 통신 장치(10)의 제조사, 벤더 또는 조작자에 의해 평균 전력 및 이득 블록(36)에 프로그래밍된다.
전력 관리 시스템(18'')은 평균 소망 전송 전력 신호(46)가 전원 수단(42)에 대한 입력으로서 이용가능하지 않은 장치에서 상업적으로 이용가능한 베이스밴드 칩셋으로 사용될 수 있는 본 발명의 실제 구현을 제공한다.
여기서 도시된 본 발명의 각 실시예에서, PAPR 맵퍼는 20㎳ 마다 전원 레벨 조정 신호에 대한 값을 제공할 수 있다. 몇몇 경우, 전원 레벨 조정 신호에 대한 값은 5㎳ 마다 제공될 수 있다. 또한, 일부 경우, 1.25㎳ 마다 전력 증폭기(34)의 공급 전압을 갱신하여 ACPR(인접 채널 전력비) 한도를 결코 어기지 않도록 보장하는 것이 바람직하다. 또한, 전원 레벨 조정 생성기(38)에 의해 수행되는 맵핑은 전력 증폭기(34)에 대한 저전력 공급 전압에서 고전력 공급 전압으로의 전환은 일정하고 원하는 평균 전력 레벨의 평활 함수여서 전력 관리 시스템(18)의 다양한 실시예에 의해 도입되는 비선형성을 감소시킨다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전원 제어 블록(70)은 평균 소망 전송 전력 신호(46)와 전원 레벨 조정 신호(52)의 결합에 선형 변환을 제공한다. 이 변환은 룩업 테이블 또는 등식을 통해 적용된다. 이 등식은 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있다. 변환의 정확한 형상은 성능 및 생산성을 조율하도록 조정된다. 따라 서, 전원 제어 블록(70)은 사용 전에 조정되는 것이 바람직하다.
이하 도 7a를 참조하면, 전원 블록 조정 방법(120)의 단계를 나타내는 흐름도가 도시되어 있다. 임의의 선택된 해당 기준 온도 및 해당 기준 배터리 조건에서 조정이 행해진다. 베이스밴드 장치(20)는 임의로 선택된 기준 전송 주파수에서 전송하도록 구성된다. 그 후, 전원 레벨 조정값 생성기(38)는 기준 온도, 기준 배터리 조건 및 기준 주파수의 기여가 제로로 설정되도록 구성된다. 조정 방법의 제1 단계(122)는 ACPR이 모니터(감시)되면서 일정 전력 레벨로 무선 장치 라디오 신호(62)를 전송하는 것이다. 다음 단계(124)는 전력 증폭기(34)에 대한 가변 전원 신호(54)의 크기를 감소시키면서 무선 장치 라디오 신호(62)에서 일정 출력 전력을 유지하는 것이다. 이는 전력 증폭기(34)에 대한 공급 전압이 일정 출력 전력을 유지하도록 감소됨에 따라 전력 증폭기(34)의 입력 구동을 증가시켜 행해진다. 다음 단계(126)는 ACPR이 소정의 설계 타겟까지 증가한 경우 가변 전원 레벨 신호(54)의 크기를 기록하는 것이다. ACPR은 30㎑ 대역폭 내에 1.25㎒ 오프셋에서의 전력과 반송시 전력의 비율로서 정의된다. 전력 증폭기(34)의 선형성이 전원 부족에 의해 감소되기 때문에, 압축 아티팩트가 증가한다. 조정 방법(120)에서 다음 단계(128)는 무선 장치 라디오 신호(62)의 출력 전력을 증가시키고 단계(122, 124 및 126)를 반복하는 것이다. 다음 전력 레벨을 결정하는데 사용되는 간격 크기는 전력 증폭기(34)의 구현에 의존하며, 당업자는 간격 크기의 선택 방식을 이해할 수 있다. 단계(128)는 여러 출력 전력 레벨에 대하여 반복된다. 조정에 사용되는 출력 전력 레벨의 개수는 전력 증폭기의 구현에 의존한다. 통상, 3개의 충분히 이격된 출력 전력 레벨이 조정을 위해 사용될 수 있다.
다음 단계(130)는, 스위칭 컨버터(72)와 최소 전압 레벨(92)의 제어 곡선을 사용하여, 스위치 컨버터(72)를 제어하기 위해 디지털 전력 신호(90)를 유도하는데 요구되는 이상 전달 함수를 계산하는 것이다. 이상 전달 함수는 평균 전력 및 이득 제어 블록(36) 또는 이득 제어 블록(68)에서 사용되는 룩업 테이블에 관한 것이다. 룩업 테이블의 구성은 상술하였다. 다음 단계(132)는 여러 상이한 무선 통신 장치에 대한 단계(122 내지 130)를 반복하여 평균 전달 함수를 획득하는 것이다.
다음 단계(134)는 평균 전달 함수에 대한 곡선 근사를 수행하는 것이다. 이를 달성하는 방법 중 하나는 직선의 기울기와 절편을 조절하여 평균 전달 함수를 최소 에러로 근사시킴으로써 직선을 평균 전달 함수에 근사시키는 것이다. 결정된 기울기는 전원 제어 블록(70)에 의해 전원 바이어스 전압, 램프 기울기 또는 아이들 바이어스 전류를 변경하는 파라미터 중 하나로서 사용된다. 이 절편은, 무선 통신 장치(10)의 전체 전력 소모가 증가하는 추가 전력만큼 출력 증폭기 블록(24)에서의 이전 단이 사용하게 하는 전력 증폭기(34)(그리고 이득)에 대한 가변 전원 신호(54)의 감소 지점인 출력 전폭기 블록(24)의 무손실(breakeven) 전력으로 설정된다. 이 절편은 최소 전력 레벨(92)과 일치한다. 곡선 근사에 의해 결정된 파라미터는 그 후 전원 블록(70)에 대한 룩업 테이블을 생성하는데 사용된다.
이하 도 7b를 참조하면, 전원 레벨 조정 생성기 조정 방법(140)의 단계들을 나타내는 흐름도가 도시되어 있다. 조정 방법(140)은 전원 제어 블록(70)에 대하여 획득된 평균 전달 함수로부터 생산 허용 및 편차의 변동을 조절하는 공장 조정 동안 장치 기반으로 수행되는 것이 바람직하다. 조정 방법(140)의 제1 단계(142)는 스위칭 컨버터(72)가 그 최소 출력 전압에서 동작하게 하는 값으로 전원 조정 레벨 생성기(38)를 로딩하는 것이다. 이는 조정 방법(140)이 무선 통신 장치(10)의 최저 전송 전력 포인트에서 개시할 수 있게 한다.
다음 단계(144)는 단계(142)에서 정의된 전송 전력 지점에 따라 통상의 절차를 사용하여 전송 전력을 조정하는 것이다. 통상의 절차는 소정의 "안전" 범위 상으로 장치(10)의 자동 이득 제어를 증가시키고 전송기 출력 전력을 기록하는 것을 포함한다. 바람직하게는, 범위의 절반이 우선 조정된다. 이는 무선 통신 장치의 출력 전력은 설정된 공급 전압에 대하여 결정된 바와 같이 타겟 전력을 초과할 때까지 행해진다. 타겟 전력은 당업자에게 공지된 바와 같이 무선 통신 장치(10)의 특징 동안 획득된다. 이 특징은 출력 전력 증폭기 블록(24)의 컴포넌트의 제조자에 의존할 수 있다. 타겟 전력은 전력 증폭기(34)에 대한 전원 레벨을 감소시키고 선구동 회로가 (헤드룸 감소에 의해) 전력 증폭기 전력 낭비의 절약이 완화되는 만큼의 전력을 소비하는 지점을 결정함으로서 결정되는 무손실 지점이다.
다음 단계(146)는 역 맵퍼(112)에 의해 전원 레벨 조정 생성기(38)로의 적절한 조정 후에 평균 전력 및 이득 제어 블록(36)의 출력값을 내삽하고 이 내삽된 출력값을 로딩하는 것이다. 다음 단계(148)는 전송 전력 레벨을 타겟 전력보다 약간 낮은 값으로 조정하는 것이다.
다음 단계(150)는 전송 전력 레벨의 값을 증가시키고 조정 방법(140)의 단계(142 내지 148)를 반복하는 것이다. 조정 방법(140)은 최대로 규정된 전송 전력 지점이 도달할 때까지 계속 반복된다.
본 발명은 여기에 단지 예시로서 설명되었다. 다양한 변형 및 변경이 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않으면서 이들 실시예에 대하여 행해질 수 있으며, 본 발명의 범위는 단지 특허청구범위에 의해서만 한정된다.
상술한 본 발명에 따른 무선 통신 장치에 의하면, 넓은 범위와 및/또는 높은 첨두치 대 평균치 전력비의 가변 전송 전력을 갖는 무선 통신 시스템에서 전력 증폭기 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (19)

  1. 무선 통신 장치에서 출력 전력 증폭기 블록에 가변 전원 신호를 제공하는 전력 관리 시스템에 있어서,
    (a) 이득 제어 신호와 평균 소망 전송 전력 신호를 제공하되, 상기 평균 소망 전송 전력 신호는 전력 제어 명령 신호와 수신 신호 크기 지시 신호 중 적어도 하나에 응답하는 평균 전력 및 이득 제어 블록;
    (b) 적어도 하나의 환경 정보 신호를 제공하는 환경 센서부;
    (c) 상기 환경 센서부에 접속되어, 상기 무선 통신 장치와 상기 적어도 하나의 환경 정보 신호에 의해 전송될 베이스밴드 유출 데이터 스트림의 데이터 파라미터 표시에 응답하여 전원 레벨 조정 신호를 제공하는 전원 레벨 조정 생성기; 및
    (d) 상기 평균 전력 및 이득 제어 블록에 접속되어, 상기 평균 소망 전송 전력 신호와 상기 전원 레벨 조정 신호의 조합 또는 상기 이득 제어 신호와 상기 전원 레벨 조정 신호의 변경 버전의 조합에 응답하여 상기 출력 전력 증폭기 블록에 상기 가변 전원 신호를 제공하는 전원 수단을 포함하는 전력 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 환경 센서부는,
    (e) 상기 적어도 하나의 환경 정보 신호의 일부로서 온도 정보 신호를 제공하되, 상기 온도 정보 신호는 상기 무선 통신 장치의 하드웨어 온도에 관련되는 온 도 센서; 및
    (f) 상기 적어도 하나의 환경 정보 신호의 일부로서 배터리 조건 정보 신호를 제공하되, 상기 배터리 조건 정보 신호는 상기 무선 통신 장치를 급전하는데 사용되는 배터리에 관련된 배터리 조건 센서
    중 적어도 하나를 포함하는 것인 전력 관리 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 환경 정보 신호는 상기 베이스밴드 유출 데이터 스트림이 전송될 주파수에 관련된 주파수 정보 신호를 포함하는 것인 전력 관리 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 평균 전력 및 이득 제어 블록은, 상기 평균 소망 전송 전력 신호를 생성하는 평균 전력 레벨 블록 및, 상기 평균 전력 레벨 블록에 접속되어 상기 이득 제어 신호를 생성하는 이득 제어 블록을 포함하는 것인 전력 관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전원 수단은 전력 제어 신호를 제공하는 전원 제어 블록 및 상기 전원 제어 블록에 접속되어 상기 전력 제어 신호에 응답하여 상기 가변 전원 신호를 제공하는 스위치 컨버터를 포함하고, 상기 전원 수단은 상기 전원 레벨 조정 생성기에 접속되어 상기 평균 소망 전송 전력 신호와 상기 전원 레벨 조정 신호의 조합에 응답하여 상기 출력 전력 증폭기 블록에 상기 가변 전원 신호를 제공하는 것인 전력 관리 시스템.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원 레벨 조정 생성기는 상기 평균 전력 및 이득 제어 블록에 의해 제공되는 상기 이득 제어 신호에 따라 상기 전원 레벨 조정 신호의 변경 버전을 생성하고, 상기 전원 수단은,
    (g) 상기 평균 전력 및 이득 제어 블록에 접속되고, 상기 이득 제어 신호와 상기 전원 레벨 조정 신호의 변경 버전을 합산하여 제1 전력 제어 신호를 생성하는 합산기;
    (h) 상기 합산기에 접속되어, 상기 제1 전력 제어 신호를 수신하고 제2 전력 제어 신호를 생성하는 클립퍼;
    (i) 상기 클립퍼에 접속되어, 상기 전력 제어 신호를 수신하고 상기 가변 전원 신호를 생성하는 스위치 컨버터; 및
    (k) 상기 전원 레벨 조정 생성기 및 상기 평균 전력 및 이득 제어 블록에 접속되어, 환경 신호와 상기 이득 제어 신호의 변경 버전을 수신하고 클립퍼 조정 신호를 생성하며, 또한, 상기 클립퍼에 접속되어 상기 클립퍼 조정 신호를 상기 클립퍼에 제공하여 상기 클립퍼의 성능을 조정하는 역 맵퍼(reverse mapper)를 포함하는 것인 전력 관리 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원 수단은 상기 가변 전원 신호를 최소 전압 레벨 이상으로 유지하도록 구성된 것인 전력 관리 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원 레벨 조정 생성기는 복수의 룩업 테이블(lookup table)에 의해 구현되고,
    하나의 룩업 테이블에는 각각의 환경 정보 신호와 상기 데이터 파라미터 표시가 제공되며, 각 룩업 테이블의 출력은 상기 전원 레벨 조정 신호를 생성하도록 결합되는 것인 전력 관리 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 룩업 테이블 중 적어도 하나는 대응 공식에 의해 구현되는 것인 전력 관리 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 전원 레벨 조정 생성기에 접속된 데이터 파라미터 검출기와 상기 무선 통신 장치의 베이스밴드 장치를 더 포함하되, 상기 데이터 파라미터 검출기는 상기 데이터 파라미터 표시를 제공하는 것인 전력 관리 시스템.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 전원 블록은,
    (ⅰ) 인접 채널 전력비(ACPR)를 점검하면서 상기 무선 통신 장치로부터 일정한 전력 레벨로 상기 무선 장치 라디오 신호를 전송하는 단계;
    (ⅱ) 상기 무선 장치 라디오 신호에서 일정 출력 전력을 유지하면서 상기 가변 전원 신호의 크기를 감소시키는 단계;
    (ⅲ) 상기 ACPR이 미리 결정된 설계 타겟까지 증가하는 경우 상기 가변 전원 신호의 크기를 기록하는 단계;
    (ⅳ) 상기 무선 장치 라디오 신호의 출력 전력을 증가시키고 여러 출력 전력 레벨에 대하여 단계 (ⅰ) 내지 (ⅲ)를 반복하는 단계; 및
    (ⅴ) 상기 스위치 컨버터를 제어하는 상기 전력 제어 신호를 유도하는 이상 전달 함수를 계산하는 단계에 의해 조정되는 것인 전력 관리 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전원 블록은,
    (ⅵ) 여러 상이한 무선 통신 장치에 대하여 단계 (ⅰ) 내지 (ⅴ)를 반복하여 평균 전달 함수를 획득하는 단계; 및
    (ⅶ) 상기 평균 전달 함수에 대한 곡선 근사(curve fitting)를 수행하는 단계에 의해 더 조정되는 것인 전력 관리 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 전원 레벨 조정 생성기는,
    (ⅷ) 상기 출력 전력 증폭기 블록이 최저 전송 전력 포인트에서 동작하게 하는 값으로 상기 전원 레벨 조정 생성기를 로딩하는 단계;
    (ⅸ) 상기 출력 전력 증폭기 블록의 출력 전력이 전원 전압 레벨에 대하여 결정된 타겟 전력을 초과할 때까지 상기 전송 전력을 조정하는 단계;
    (ⅹ) 상기 평균 전력 레벨 블록의 출력 값을 내삽하고, 역 맵퍼에 의한 조정 후에 이 내삽 출력 값을 상기 전원 레벨 조정 생성기에 로딩하는 단계;
    (xi) 상기 전송 전력 레벨을 상기 타겟 전력보다 약간 아래의 값으로 조정하는 단계; 및
    (xii) 최대 규정 전송 전력 포인트가 도달할 때까지 상기 전송 전력값을 증가시켜 단계 (ⅷ) 내지 (xi)를 반복하는 단계에 의해 조정되는 것인 전력 관리 시스템.
  14. 기지국 라디오 신호로부터 유입(incoming) 데이터 스트림을 수신하고 무선 장치 라디오 신호로 유출(outgoing) 데이터 스트림을 전송하는 무선 통신 장치에서 출력 전력 증폭기 블록에 가변 전력 공급 신호를 제공하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 기지국 라디오 신호의 신호 세기 중 적어도 하나를 검출하여 수신 신호 세기 표시 신호와 상기 기지국 라디오 신호에서 전력 제어 명령 신호를 생성하는 단계;
    (b) 상기 수신 신호 세기 표시 신호와 상기 전력 제어 명령 신호 중 적어도 하나에 응답하여 평균 소망 전송 전력 신호를 생성하는 단계;
    (c) 상기 무선 통신 장치의 환경에 대한 정보를 획득하기 위해 적어도 하나의 환경 정보 신호를 생성하는 단계;
    (d) 베이스밴드 유출 데이터 스트림의 데이터 파라미터 표시 및 상기 적어도 하나의 환경 정보 신호에 따라 전원 레벨 조정 신호를 생성하는 단계; 및
    (e) 상기 평균 소망 전송 전력 신호와 상기 전원 레벨 조정 신호 또는 이득 제어 신호와 상기 전원 레벨 조정 신호의 변경 버전 중 하나를 결합하여 상기 가변 전원 신호를 생성하되, 상기 이득 제어 신호는 상기 수신 신호 세기 표시 신호와 상기 전력 제어 명령 신호 중 적어도 하나에 따라 유도되어 상기 출력 전력 증폭기 블록에 상기 가변 전원 신호를 제공하는 단계를 포함하는 가변 전력 공급 신호 제공 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 단계 (c)는,
    (ⅰ) 상기 무선 통신 장치의 하드웨어의 온도에 대한 온도 정보 신호를 생성하고 상기 적어도 하나의 환경 정보 신호의 일부로서 상기 온도 정보 신호를 제공하는 단계;
    (ⅱ) 상기 무선 통신 장치를 급전하는데 사용되는 배터리에 대한 배터리 조건 정보 신호를 생성하고 상기 적어도 하나의 환경 정보 신호의 일부로서 상기 배 터리 조건 정보 신호를 제공하는 단계; 및
    (ⅲ) 상기 유출 데이터 스트림이 전송되는 상기 주파수에 관한 주파수 정보 신호를 생성하고 상기 적어도 하나의 환경 정보 신호의 일부로서 상기 주파수 정보 신호를 제공하는 단계
    중 적어도 하나를 포함하는 것인 가변 전력 공급 신호 제공 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 단계 (e)는,
    (ⅳ) 상기 평균 소망 전송 전력 신호와 상기 전원 레벨 조정 신호를 결합하여 전력 제어 신호를 생성하는 단계; 및
    (ⅴ) 상기 전력 제어 신호를 상기 가변 전원 신호로 변경하는 단계를 포함하는 것인 가변 전력 공급 신호 제공 방법.
  17. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 단계 (e)는,
    (ⅳ) 상기 전원 레벨 조정 신호의 변경 버전과 상기 이득 제어 신호를 더하여 제1 전력 제어 신호를 제공하되, 상기 전원 레벨 조정 신호의 변경 버전은 상기 이득 제어 신호의 편차에 따라 생성되는 단계;
    (ⅴ) 상기 제1 전력 제어 신호를 클립핑하여 제2 전력 제어 신호를 제공하는 단계; 및
    (ⅵ) 상기 제2 전력 제어 신호를 상기 가변 전원 신호로 변경하는 단계를 포함하는 것인 가변 전력 공급 신호 제공 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 단계 (ⅴ)는 클립퍼 조정 신호를 제공하여 클립핑 파라미터를 조정하는 단계를 포함하되, 상기 클립퍼 조정 신호는 환경 신호 및 상기 이득 제어 신호의 변경 버전의 조합에 응답하여 생성되는 것인 가변 전력 공급 신호 제공 방법.
  19. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 가변 전원 신호를 최소 전압 레벨에 유지하는 단계를 더 포함하는 것인 가변 전력 공급 신호 제공 방법.
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