KR20080075889A - 무선 가입자 통신 유니트 및 백 오프를 사용한 전력 제어방법 - Google Patents

Abstract

무선 가입자 통신 유니트(100)는 전력 증폭기(124) 및 상기 전력 증폭기(124)의 출력 전력 레벨을 설정하도록 구성된 전력 제어 기능부(132)를 가진 피드백 전력 제어 루프를 포함하는 전송기를 포함한다. 전력 제어 기능부(132)는 전송 버스트의 완료 전에 출력 전력의 백오프를 수행하도록 구성된다.

전력 증폭기, 전력 제어 기능부, 피드백 전력 제어 루프

Description

무선 가입자 통신 유니트 및 백 오프를 사용한 전력 제어 방법{WIRELESS SUBSCRIBER COMMUNICATION UNIT AND METHOD OF POWER CONTROL WITH BACK-OFF THEREFORE}

본 발명은 무선 가입자 통신 유니트의 전력 제어에 관한 것이다. 본 발명은 이에 제한되지 않지만 램프 다운(ramp-down) 동작 동안 무선 전력 증폭기 제어 성능을 개선하는 것에 적용할 수 있다.

무선 통신 시스템들, 예를들어 셀룰러 전화통신 또는 사적 이동 무선 통신 시스템들은 통상적으로 다수의 기지국 트랜스시버(BTS) 및 다수의 가입자 유니트들 사이에 배열될 무선 원격통신 링크들을 제공한다. 스피치 및 짧은 데이터 통신을 주로 제공하는, 확립되어 조화되는 셀룰러 무선 통신 시스템은 이동 통신을 위한 글로벌 시스템(GSM)이다. GSM은 종종 2세대 셀룰러 기술이라 불린다.

범용 패킷 무선 시스템(GPRS)이라 불리는 이런 셀룰러 기술에 대한 개선 방법은 개발되었다. GPRS는 GSM의 스위칭 회로 셀룰러 플랫폼 상에서 패킷 스위칭 기술을 제공한다. 시스템 성능을 개선하기 위하여 개발된 GSM에 대한 다른 추가 개선 방법은 강화된 GPRS(EGPRS)를 포함하는 최근에 표준화된 Enhanced Data Rate for Global Evolution(EDGE)에서 발견될 수 있다. 현재 정의된 다른 조화된 무선 통신 시스템은 유니버셜 모바일 원격통신 시스템(UMTS)이다. UMTS는 셀룰러 무선 통신 네트워크들 및 시스템들이 강화된 레벨들의 인터페이싱 및 인터넷 같은 고정된 통신 시스템들을 포함하는 많은 다른 타입의 통신 시스템들 및 네트워크들과의 호환성을 제공하는 조화된 표준을 제공하기 위한 것이다. 이런 증가된 복잡성뿐 아니라 이를 지원하는 특징들 및 서비스들로 인해, UMTS는 종종 3세대(3G) 셀룰러 통신 기술이라 불린다. UMTS에서 가입자 유니트들은 사용자 장비(UE)라 불린다.

이러한 셀룰러 무선 통신 시스템들에서, 각각의 BTS는 특히 지리적인 커버리지 영역(또는 셀)과 연관된다. 커버리지 영역은 BTS가 서빙 셀 내에서 동작하는 가입자 유니트들과 허용 가능한 통신을 유지할 수 있는 특정 범위에 의해 규정된다. 종종 이들 셀들은 넓은 커버리지 영역을 형성하기 위하여 결합한다.

무선 통신 시스템들은 공중 통신망(PSTN) 같은 고정된 통신 시스템들을 통하여 구별되고, 여기서 이동국들/가입자 장비는 주로 상이한 BTS(및/또는 다른 서비스 제공자들)에 의해 서비스되는 커버리지 영역들 사이에서 이동한다. 이렇게 할 때 이동국들/가입자 장비는 가변하는 무선 전파 환경들과 만난다. 특히, 이동 통신 환경에서, 수신된 신호 레벨은 다중경로 및 페이딩 효과들로 인해 급격히 가변할 수 있다.

가장 최근 무선 통신 시스템들과 연관된 하나의 특징은 지지국 및/또는 가입자 유니트 중 어느 하나 또는 모두의 트랜스시버들이 그들 사이의 지리적 거리를 고려하도록 전송 출력 전력을 조절할 수 있게 하는 것이다. 가입자 유니트가 BTS의 트랜스시버에 밀접할수록, 다른 유니트에 의해 적절히 수신되고 디코딩될 전송 된 신호에 대해 가입자 유니트 및 BTS 트랜스시버의 전력은 전송을 위하여 더 작게 요구된다는 것이다. 따라서, 전송 전력은 일반적으로 수신된 신호가 적절히 디코딩되고, 그래도 잠재적인 무선 주파수(RF) 간섭을 최소화하기 위하여 감소될 수 있는 레벨로 제어, 즉 설정된다. 이런 '전력 제어' 특징은 가입자 유니트에서 배터리 전력을 절약한다. 다른 제어 정보와 함께 가입자 유니트에 대한 초기 전력 세팅들은 특정 셀에 대한 비콘(제어) 물리적 채널상에 제공된 정보에 의해 설정된다.

게다가, 다수의 무선 통신 시스템들에서, 통신 채널의 빠른 페이딩 효과는 다수의 다른 경로들을 통하여 수신기에 도달하는 신호에 의해 유발되는 공지되고 일반적으로 바람직하지 않은 현상이다. 그러므로, 빠른 전력 제어 루프들은 종종 각각의 전송 전력 레벨을 빠르게 결정 및 최적화하도록 조정된다. 상기 전력 제어 루프들은 전송기 설계에 잠재적인 불안정성 문제들을 도입한다.

본 발명의 발명자들은 전력 제어 기술들 분야에서, 그리고 특히 예를들어 >30dBm의 보다 높은 전력 증폭기 출력 전력 레벨들에서, 폐루프 시스템이 때때로 PA를 감쇠시키는 제어 기울기의 직접적인 결과로서 기준 신호를 충분히 빠르게 추적하기 위하여 충분한 대역폭에서 동작하지 않는 것을 확인하였다.

본 발명의 환경에서, 전송기의 폐루프 전력 제어 동작에 관련한 표현 '대역폭'은 시스템이 입력 혼란에 대해 응답하는 속도를 포함한다.

일단 전력 증폭기가 반응되면, 기준 신호는 이미 상당히 램프 다운(ramped down)된다. 이런 경우, 전력 증폭기 출력 전력은 기준 신호가 이미 강하되었다는 사실을 보상하기 위하여 매우 크게 강하하여야 한다. 변함없이, 상기 상황에서, 전송 신호의 스펙트럼 품질 저하를 유발하는 스위칭 과도 히트(switching transient hit)가 초래된다.

이들 효과들로 인해, 임계 표준 사양들은 하기와 같이 실패된다:

(ⅰ) 전력 대 시간(PvT) 마스크, 또는

(ⅱ) 대역밖 스펙트럼 방출 성능.

폐루프 환경에서 동작하는 전력 증폭기들에서, 빈약한 제어 기울기(바이어스 입력 및 검출기 출력 사이)는 시스템의 대역폭을 상당히 감소시킨다. 이것은 특히 보다 높은 출력 전력 레벨들인 경우이고 전력 제어 동작의 바람직하지 않은 성능을 제공한다. 통상적으로, 무선 주파수(RF) 전력 출력 신호가 '램프-다운' 동작상 상승된 코사인 프로파일 응답을 추적하는 것이 의도된다.

그러나, 특히 '폐루프' 아키텍쳐에서 동작할 때, 전력 증폭기의 상기된 바람직하지 않은 작용(이후 도 1에 도시된 바와 같이 '데드-존'이라 불린다)으로 인해, 램프 다운 동작에 반응하기 위해 출력에 대해 한정된 시간(μ초 단위로)이 걸린다. 이것은 전력 증폭기의 출력에서 과도 작용 품질을 떨어뜨리고, 차례로 전송기의 스위칭 과도 성능 품질을 떨어뜨린다. 결과적으로, 인접한 채널들에서 바람직하지 않은 간섭은 즉 3GPP/ETSI 05.05 사양들에 대한 부합 실패를 발생시킨다.

발명의 명칭이 "Artificial ramping of transmit power for burst transmissions"인 US6625227 B1은 전송에 사용된 심볼들을 고찰하기 위한 메카니즘을 기술하고 그 다음 이들 심볼들에 기초하여 램프 업(ramp-up) 및 램프 다운(ramp-down)을 시작한다. 특히, 메카니즘은 특히 위상 전이들을 개선하기 위하 여 램프 프로파일들을 변경하는 것을 제안한다.

발명의 명칭이 "Method and apparatus for improving loop stability and speed of a power control loop"인 US6553212 B1은 시스템 전력을 평가하기 위한 메카니즘을 기술하고 주어진 전력에서 시스템이 얼마나 빠른지/느린지를 결정한다. 그 다음 상기 도큐먼트는 폐루프 대역폭을 효과적으로 변경하는 피드백 경로 내 이득을 변경하는 것을 제안한다.

그러므로, 비교적 높은 전력 출력 레벨들에서 폐루프 아키텍쳐에서 동작하는 전력 증폭기 성능의 경우 개선된 전력 제어 장치 및 동작 방법이 요구된다.

본 발명에 따라, 첨부된 청구항들에서 정의된 바와 같이, 전력 제어 시스템을 포함하는 무선 통신 유니트, 및 가입자 통신 유니트 및 집적 회로의 출력 전력 레벨을 제어하기 위한 방법이 제공된다.

본 발명의 예시적인 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 지금 기술될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 무선 가입자 유니트의 기능 블록도.

도 2는 본 발명의 실시예들에 이용될 수 있는 전력 제어 서브시스템의 기능 블록도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 사용된 일련의 파형들을 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 전력 제어 알고리즘의 흐름도.

본 발명의 실시예들에서, 램프 다운 신호가 인가되기 전에 전력 증폭기(PA)가 '데드-존'에서 벗어나는 처리가 제공된다. 이런 방식에서, 전력 증폭기 성능은 램프 다운 처리가 시작하기 전에 빠르게 반응할 수 있도록 변경된다. 따라서, 램프 다운 처리는 전력 증폭기가 이미 '데드존'에서 벗어날 때 보다 높은 출력 전력들에서 보다 부드럽게 된다. 바람직하게, 상기 처리는 전력 증폭기(PA)가 높은 출력 전력 레벨들로부터 램프 다운할 때, 무선 가입자 통신 유니트의 과도 동작을 개선시키고, 개선된 스위칭 과도 성능을 제공한다.

도 1을 참조하면, 때때로 이동국(MS) 또는 사용자 장비(UE)(100)라 불리는 가입자 유니트가 도시된다. 가입자 유니트는 본 발명의 실시예들의 발명 개념을 지원하도록 구성된다. 가입자 유니트(100)는 가입자 유니트(100) 내의 수신 및 전송 체인들 사이의 분리를 제공하는 듀플렉스 필터 또는 안테나 스위치(104)에 결합된 안테나(102)를 포함한다.

완전함을 위하여, 비록 본 발명의 개념이 전력 증폭기 및 전송기 체인의 전력 제어 동작에 관한 것이지만, 가입자 유니트(100)의 전체 아키텍쳐가 기술될 것이다. 가입자 유니트(100)는 수신기 프론트 엔드(front-end) 회로(106)(수신, 필터링 및 중간 또는 기저대역 주파수 변환을 효과적으로 제공한다)를 포함하는 수신기 체인을 포함한다. 수신기 프론트 엔드 회로(106)는 다른 무선 통신 유니트, 예를들어 연관된 기지국으로부터 신호 전송을 수신한다. 수신기 프론트 엔드 회 로(106)는 신호 처리 기능부(일반적으로 디지털 신호 처리기(DSP)에 의해 구현됨)(108)에 직렬로 결합된다. 신호 처리 기능부(108)는 수신된 신호의 디인터리빙, 신호 복조, 에러 수정, 데이터 포맷팅 등을 수행한다. 신호 처리 기능부(108)로부터 복구된 정보는 전력 제어 처리 기능부(109)에 직렬로 결합되고, 상기 전력 제어 처리 기능부는 수신되고 디코딩된 비콘 신호로부터 적당한 전력 제어 정보를 추출하고 가입자 유니트의 전송을 위한 적당한 전송 출력 레벨을 결정하기 위하여 상기 정보를 해석한다.

종래에 공지된 바와 같이, 전력 제어 처리 기능부(109)에 의해 처리된 수신된 신호들은 통상적으로 기저대역 처리 기능부(110)에 입력된다. 기저대역 처리 장치(110)는 적당한 방식으로 포맷된 수신 신호를 얻고 이를 오디오 스피커 또는 액정 디스플레이 또는 비쥬얼 디스플레이 유니트(VDU) 같은 출력 장치(112)로 보낸다. 제어기(114)는 각각의 회로/엘리먼트/기능부의 정보 흐름 및 동작 상태를 제어한다.

본 발명의 다른 실시예들에서, 신호 처리 기능부(108), 전력 제어 처리 기능부(109) 및 기저대역 처리 기능부(110)는 동일한 물리적 신호 처리 장치 내에 제공될 수 있다.

타이머(118)는 신호 복구 및 신호 생성 처리 양쪽의 동기화를 제공하기 위하여 신호 처리 기능부들에 동작 가능하게 결합된다.

전송 체인과 관련하여, 이것은 필수적으로 기저대역 처리기(110)를 통하여 직렬로 결합된 마이크로폰 또는 키패드 같은 입력 장치(120), 전력 제어 처리 기능 부(109), 신호 처리 기능부(108), 전송기/변조 회로(122) 및 전력 증폭기(124)를 포함한다. 신호 처리 기능부(108), 전송기/변조 회로(122) 및 전력 증폭기(124)는 제어기(114)에 동작 가능하게 응답하고, 전력 증폭기(124)로부터의 출력은 종래에 공지된 바와 같이 듀플렉스 필터 또는 안테나 스위치(104)에 결합된다.

가입자 유니트(100)의 전송 체인은 입력 장치(120)로부터 기저대역 신호를 얻고 이를 전력 제어 처리기(109)에 의해 조절되는 기저대역일 수 있는 레벨을 가진 신호로 변환한다. 전력 제어 처리기는 크기 조절된 신호를 신호 처리기(108)로 전달하고, 여기서 전송/변조 회로(122)에 의해 전송을 위해 인코드되고, 그 후 전력 증폭기(124)에 의해 증폭되고, 안테나(102)로부터 방출된다. 명확하게, 전송 출력 전력의 조절은 전송 체인에서 임의의 크기 또는 감쇠 수단에 의해 영향받을 수 있고, 상기 기저대역 조절은 일 실시예로서만 기술된다.

특히, 본 발명의 일실시예에 따라, 전송된 신호의 샘플은 전력 제어 기능부(132)에 다시 공급된다. 상기 전송기 아키텍쳐에 인가될 수 있는 통상적인 피드백 메카니즘은 결합기(128) 및 로그 검출기(130)를 포함한다. 전력 제어 기능부(132)는 전력 제어 처리기 기능부(109)에 응답한다.

전력 제어 처리기 기능부(109)는 전력 증폭기가 포화하였는지를 결정하기 위하여 포화 검출 알고리즘을 운용함으로써 전력 증폭기의 출력 전력을 모니터한다. 전력 증폭기는 포화할 때, 예를들어 성능이 너무 높은 입력 전력, 또는 가변하는 부하, 배터리 공급 또는 온도로 인해 비선형이 될 때 결정되고, 포화 신호는 전력 증폭기 제어 기능부(132)에 의해 높게 설정된다. 포화 신호가 높게 설정되는 것을 전력 제어 처리기 기능부(109)가 결정할 때, 빈약한 과도 작용이 전력 증폭기(124)의 램프 다운 동작 동안 존재할 수 있다는 것이 인식된다.

본 발명의 일 실시예에서, 디지털 제어 신호는 전송 버스트를 트리거하기 위하여 사용되고, 그 후 디지털 제어 신호는 램프 업 동작을 시작한다. 유사하게, 디지털 제어 신호는 슬롯상 전송이 마무리되고 추후 램프 다운 동작을 시작하는 것을 가리킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 포화 신호가 "높게" 설정된 것을 결정하는 것에 응답하여, 개선된 백 오프(back-off) 알고리즘은 전력 제어 처리기 기능부(109)에 의해 운용된다. 이것과 관련하여, 전력 제어 처리기 기능부(109)는 하나 이상의 비트(들)의 정상적인 토글링 전에 디지털 신호 내의 하나 이상의 비트(들) 또는 램프 다운 동작을 시작하는 비트 시퀀스를 토글링한다.

게다가, 만약 전력 제어 처리기 기능부(109)가 백 오프 알고리즘을 시작하면, 램프 다운이 발생하기 전 유한 시간 동안, 약간 부정적인 혼란이 타겟 출력 전력에 배치된다. 일련의 시뮬레이션들에 기초하여, 발명자들은 램프 다운 동작의 시작으로부터 3μ초에서 발생된 백 오프 전력이 GSM 가입자 유니트의 우수한 성능을 제공하는 것을 발견하였다. 그러나, 다른 아키텍쳐들에서, 또는 다른 기능 엘리먼트들 또는 장치들을 이용할 때, 다른 백 오프 시간 기간들이 적당할 수 있다는 것이 고려된다. 예를들어, GSM 램프 다운 동작에 적당한 시간 기간은 1μ초 내지 8μ초의 특정 시간 범위내에 있을 수 있다.

특히, 약간 부정적인 혼란의 이용은 아날로그 제어 루프를 여기시키고, 램프 다운 동작이 발생하기 전 충분한 시간인 데드 존에서 전력 증폭기 출력 성능이 효 과적으로 벗어나게 한다. 따라서 램프 다운 신호는 정상적으로 인가되고 램프 다운 동작의 시작 후 적당한 시간 기간 내에서 완료된다. 아날로그 루프가 지금 이미 '데드-존'을 극복하였기 때문에, 출력 전력은 기준 램프를 완만하게 추적한다.

본 발명의 일 실시예에서, 전력 제어 처리기 기능부(109)는 개선된 전력 제어 동작에 이용되는 두 개의 가변하고 동적으로 조절할 수 있는 파라미터들을 사용한다.

제 1 파라미터는 전력 증폭기 전력이 백오프되는 적당한 시간(램프 다운이 시작되기 전)의 선택, 즉 하나 이상의 전력 제어 비트(들)이 토글링될 때의 상대적 타이밍의 선택이다. 바람직하게, 이 값은 소프트웨어적으로 변경될 수 있다.

동적으로 조절될 수 있는 제 2 파라미터는 사양 조건들에 부합하면서 데이터 전송 버스트의 종료 동안 적당한 출력 전력 레벨을 유지하기 위한 백 오프 값이다. 본 발명의 일 실시예에서, 이 값은 레지스터 제어되고 고정되거나 동적으로 조절될 수 있다. 백 오프 값은 증폭 또는 감쇠 기능 제어를 통한 입력 신호의 조절 같은 임의의 공지된 수단을 이용하여 실행될 수 있다. 선택적으로, 증폭기의 성능을 감소시키고 그에 따라 입력 신호에 인가된 이득을 감소시키기 위하여 증폭기에 인가된 dc 전력 레벨로 조절이 이루어지는 것이 고안된다. 특히, 일 실시예에서, 백 오프 메카니즘은 제어 루프 외측에 인가되어, 추후 루프 안정성 문제들의 고려를 방지한다.

출력 전력 백 오프는 너무 많이 전력 백 오프 레벨을 조절하는 것이 하기 어느 하나의 이유일 수 있기 때문에 주의깊게 제어될 필요가 있다:

(ⅰ) 타협될 전력 대 시간(PvT); 또는

(ⅱ) 백 오프 전력의 큰 단계는 출력 전력에서 유사한 단계를 유발한다. 이것은 부주의하게 스위칭 과도 성능을 타협하는 전력 증폭기의 빈약한 과도를 유도할 수 있다.

게다가, 본 발명의 일 실시예에서, 대부분의 전력 제어 기능부들은 디지털 신호 처리기(DSP)에서 구현될 수 있다. 그러나, 상기 실시예들에 기술된 전력 제어 처리기 회로는 적당하게 임의로 구현될 수 있다는 본 발명의 예상 내에 있고, 상기 실시예들은 임의의 적당한 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 하드웨어 형태로 구현될 수 있다.

도 2를 참조하여, 본 발명을 통합하도록 구성된 가입자 유니트의 전력 증폭기 서브 시스템(200)의 기능 블록도는 보다 상세히 도시된다. 피드백 루프는 예를들어 피드백 루프가 낮은(<-5dBm) 전력 레벨들에서 폐쇄되게 하는 로그-검출기 기능부(130)를 포함한다. 특히, 제어 시스템은 로그 검출기(130), 아날로그 대 디지털 컨버터(232) 및 합산 접합부(204)를 포함하는 외부 루프를 통합한다.

당업자는 비록 다른 회로 구성들이 여기 기술된 본 발명의 개념에서 바람직하지만, 상기 회로 구성이 여기에 기술된 본 발명의 개념을 채용할 수 있는 회로의 일 실시예인 것을 인식할 것이다.

아날로그 제어기(208)에 대한 요구 조건들은 다음과 같다:

(ⅰ) 높은 전력 설정으로부터 램프 다운 동안 대역폭을 유지하기 위하여 충분히 높은 이득을 제공하여야 한다,

(ⅱ) 램프 업이 문제가 되지 않는 충분한 이득-위상 마진을 제공하여야 한다.

종래 두 개의 항 PI 제어기(208)는 이런 조건에 적당하게 부합할 수 있다. 이것은

의 일반적인 형태를 가진다.

정수 이득 항은 램프 다운 조건에 대한 적당한 루프 이득을 보장하기 위하여 주로 선택된다. 비례 이득 항은 이득 위상 마진을 유지하기 위해 특정 위치에서 영(0)을 도입하도록 선택된다.

본 발명의 일 실시예에서, 전력 레벨이 백 오프되는 값은 목표된 출력 전력 레벨에 따른다. 이 실시예에서, 백 오프가 보다 높은 출력 전력들, 예를들어 >30dBm으로만 제한될 수 있다는 것이 고안된다. 출력 전력의 결정은 전력 증폭기의 출력에서 결합기(128)로부터 결합되고, 로그 검출기(130)에 의해 검출된 신호를 이용하여 이루어진다.

일 실시예에서, 입력 신호(202)에 인가된 약간의 부정적인 혼란은 전력 증폭기 출력 성능이 데드 존에서 벗어나게 한다. 상기 혼란은 램프 다운 동작이 발생하기 전 충분한 시간에 인가된다.

본 발명의 발명자들은 전력 증폭기가 보다 높은 타겟 전력 레벨들에서 보다 느리게 응답하고, 보다 낮은 전력 레벨들에서 허용 가능한 속도로 응답한다는 것을 인식하였다. 이와 같이, 타겟 출력 전력에 대한 결정이 이루어지고, 타겟 출력 전력이 30dBm 같은 임계 전력 레벨을 초과하는지에 응답하여 개선된 백 오프 알고리 즘이 시작되는 것이 고안된다. 특히, 시뮬레이션들 및 경험 증거는 출력 전력 레벨이 전력 대 시간(PvT) 마스크에 부합하는 합리적인 성능을 제공하기 위하여 0.1dB 내지 0.5dB의 임의의 값에 의해 백오프될 수 있다는 것을 나타낸다.

도 3을 참조하여, 본 발명의 발명 개념을 사용하는 일련의 파형들은 도시된다. 제 1 파형은 전력 증폭기(202)에 인가될 전력 제어 레벨을 가리킨다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따라, 전력 타겟을 나타내는 디지털 코드는 무선 가입자 통신 유니트로부터 데이터의 액티브 전송의 종료 전 시간에서 적당한 마진(312)(부정적인 혼란을 인가함으로써)에 의해 백 오프된다. 효과적으로, 검출된 신호(350)가 기준 신호(330)와 동일할 때, 전력 증폭기(128)로부터의 전력 출력(도 1에서)은 목표된 타겟 전력을 나타낸다.

제 2 기준 신호(330), 예를들어 전력 증폭기에 대한 신호 입력이 또한 도시된다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따라, 전력 레벨에 대한 작은 혼란(332)은 인가된 백 오프 전력으로 인해 기준 신호에 인가된다. 이런 혼란은 무선 가입자 통신 유니트의 전력 증폭기 램프 다운 동작의 시작 전에 적당한 시간 마진을 발생시킨다.

바람직하게, 제 3 검출된 신호 파형(350)은 무선 가입자 통신 유니트의 전력 증폭기 램프 다운 동작의 시작 전에 적당한 시간 마진(352)에서 검출된 출력 전력 레벨에 작은 혼란을 나타낸다. 이런 혼란은 램프 다운이 시작되기 전 충분한 시간에서 '데드 존'의 외측으로 전력 증폭기 시스템을 끌어당기고 따라서 '데드 존'으로부터 루프를 제거하기 위하여 넉넉한 시간을 제공한다. 램프 다운이 시작될 때, 전력 증폭기 시스템은 바람직한 대역폭 영역 내에 있다.

이 동작은 종래 기술 전력 증폭기들에서 만나는 문제들, 특히 폐루프 아키텍쳐에서 비교적 높은 출력 레벨들에서 동작하는 문제들과 대조되고, 여기서 출력 전력 응답은 '데드존'으로 인해 확장된 시간 기간 동안 계속된다. 이런 확장된 시간 기간은 PvT 마스크의 외부 제한(378)을 침해하는 위험을 나타낸다.

그래프(370)는 출력 전력(380) 대 시간(385)에 대한 전력 증폭기의 출력 전력 응답(376)을 도시한다. 이에 따라, 그래프(370)에 도시된 바와 같이, 전력 증폭기의 출력 전력 응답(376)은 상부 임계(374) 및 하부 임계(372) 전력 설정들 내에 놓이고, 또한 정확한 시간에서 램프 다운 동작에 응답하여 폴 오프(fall off)를 시작한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 개선된 전력 제어 알고리즘의 흐름도(400)를 도시한다. 개선된 전력 제어 처리는 일단 데이터의 전송 버스트가 단계(405)에서 도시된 바와 같이 개시되면 시작된다. 그 다음 전력 증폭기 출력 조건이 존재하는지에 대한 결정이 이루어지고, 여기서 본 발명에 따라 백 오프 알고리즘을 운용하는 것은 전송기가 요구된 사양 내에서 동작하게 한다. 이것과 관련하여, 만약 무선 가입자 통신 유니트의 전력 제어 처리 기능이 백 오프 알고리즘이 운용되어야 하는 것을 결정하면, 제어 시퀀스의 하나 이상의 백 오프 비트(들)는 단계(410)에서 토글링된다.

그 다음 백 오프 알고리즘이 단계(415)에서 도시된 바와 같이 인에이블되는지가 검사된다. 만약 백 오프 알고리즘이 단계(415)에서 인에이블되지 않으면, 하 나 이상의 백 오프 비트(들)가 단계(410)에서 토글링되는지에 대한 추가 결정이 이루어진다. 만약 백 오프 알고리즘이 단계(415)에서 인에이블되면, 전력 제어 레벨은 단계(420)에서 도시되고 도 1 내지 도 3을 참조하여 이전에 기술된 바와 같이 고정되거나 가변하는 양만큼 백 오프된다. 그 다음 선택된 백 오프 레벨이 단계(425)에서 처럼 최적인지에 대한 결정이 이루어진다.

만약 선택된 백 오프 레벨이 최적이 아니면 단계 425에서, 전력 제어 레벨은 단계(420)에서 도시된 바와 같이 추가의 고정 또는 가변 양만큼 백 오프된다. 변경된 백 오프 레벨이 단계(425)에서 이 버스트에 대해 최적인지에 대한 추가 결정이 이루어진다. 만약 백 오프 레벨이 최적이 아니면, 단계(428)에서 도시된 바와 같이 다음 버스트상에서 조절된다. 이에 따라, 이 실시예에서, 백 오프 레벨은 버스트 단위로 변경되고, 여기서 제 1 고정된 백 오프 레벨은 거의 정확하고, 전력 제어 레벨의 추후 변경은 백 오프 레벨을 미세 조정한다. 다른 실시예에서, 고정된 백 오프 레벨이 이용된다.

선택된 백 오프 레벨이 최적인지에 대해 단계(425)에서 결정 후, 단계(430)에 도시된 바와 같이 버스트 만료의 완료 전에 지정된 시간인지에 대한 결정이 이루어진다. 만약 지정된 시간이 단계(430)에서 만료되지 않았으면, 처리는 만료될 때까지 흐른다. 일단 지정된 시간이 단계(430)에서 만료되었으면, 전력 제어 처리 기능부는 단계(435)에 도시된 바와 같이 램프 다운 동작을 시작한다.

일 실시예에서, 지정된 시간이 단계(440)에 도시된 바와 같이 PvT 마스크와 관련하여 최적인지에 대한 결정이 이루어진다. 만약 지정된 시간이 단계(440)에서 최적이면, 백 오프 알고리즘은 이 버스트 동안 완료된다. 만약 지정된 시간이 단계(440)에서 최적이지 않으면, 지정된 시간은 단계(445)에 도시된 바와 같이 다음 버스트에서 조절된다.

이에 따라, 이런 방식으로, 램프 다운 처리는 버스트의 완료 전에 지정된 시간에서 전력 제어 신호의 백 오프를 수행함으로써 개선된다. 이런 방식으로 백 오프 동작을 수행할 때, 전력-시간 사양은 출력 전력 레벨과 무관하게 부합될 수 있다. 게다가, 백 오프 레벨 및/또는 지정 시간은 미세 조정 처리로 변경될 수 있다.

당업자는 본 발명의 개념들이 3G 또는 2.xG 무선 통신 장치로 제한되지 않고, 폐루프 전송기 아키텍쳐로 제한되지 않고, 임의의 무선 통신 유니트에 적용할 수 있다는 것을 인식할 것이다.

상기된 본 발명의 개념들이 다수의 트랜스시버 아키텍쳐들 및 플랫폼 솔루션들에 적용될 수 있다는 것이 고안된다. 예를들어, 반도체 제조자는 자립형 RFIC 및/또는 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC) 및/또는 임의의 다른 서브 시스템 엘리먼트의 설계에 본 발명의 개념들을 채용할 수 있다.

상기된 폐루프 전력 제어를 위한 방법 및 장치가 적어도 하나 이상의 다음 의 장점들을 제공하지만, 또한 리스트되지 않은 추가 장점들을 제공할 수 있다는 것이 이해된다:

(ⅰ) 일정한 엔벨로프 변조 방법으로 동작하는 전력 증폭기는 GSM 통신 표준 같은 많은 공중 인터페이스 프로토콜 사양들에서 발견되는 과도 스위칭 효과들 또 는 전력 대 시간 프로파일들의 공지된 단점들 없이, 압축 레벨, 즉 가장 효과적인 동작 포인트에 매우 밀접하게 운용될 수 있다;

(ⅱ) 폐루프 PA 대역폭 억제는 전력 제어 기능부 내에서 이루어진다;

(ⅲ) 전력 제어 시스템은 융통성이 있고 3GPP/ETSI 05.05 사양에 부합하기 위한 시스템의 과도 조건들에 부합할 수 있다;

(ⅳ) 램프 다운 처리를 최적화하기 위한 시도 시, 전력 제어 백 오프 레벨 및/또는 지정된 시간은 버스트 전송의 완료 전에 가변될 수 있다.

기술된 장점들은 단순한 예이다. 상기 및 다른 장점들은 여기에 기술된 실시예들에 의해 구현될 수 있고, 모든 장점들은 본 발명의 모든 실시예들에 의해 달성될 필요가 없다.

전력 제어 신호 처리 기능부 같은 다른 기능 유니트들 또는 신호 처리 엘리먼트들 사이의 기능성의 임의의 적당한 분배가 여기에 기술된 본 발명의 개념으로부터 손상되지 않고 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다.

따라서, 특정 기능 장치들 또는 엘리먼트들에 대한 참조는 엄격한 논리적 또는 물리적 구조 또는 구성을 가리키는 것보다 기술된 기능성을 제공하기 위한 적당한 수단에 대한 참조로서만 나타날 수 있다.

본 발명의 측면들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 결합을 포함하는 임의의 적당한 형태로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예의 엘리먼트들 및 구성요소들은 임의의 적당한 방식으로 물리적, 기능적 및 논리적으로 구현될 수 있다. 정말로, 기능성은 단일 유니트 또는 IC, 다수의 유니트들 또는 IC들 또 는 다른 기능 유니트들의 일부로서 실행될 수 있다.

특히, 상기된 본 발명의 개념이 임의의 사용자 인터페이스에 반도체 제조자에 의해 제공될 수 있다는 것이 고안된다. 예를들어 반도체 제조자가 컴퓨팅 장치 또는 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC) 및/또는 임의의 다른 서브 시스템 엘리먼트에 대한 자립형 사용자 인터페이스 설계로 본 발명의 개념을 채용할 수 있다는 것은 추가로 고안된다.

비록 본 발명이 몇몇 실시예들과 관련하여 기술되었지만, 여기에 나타난 특정 형태로 제한되는 것은 의도되지 않는다. 오히려, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해서만 제한된다. 부가적으로, 비록 특정 실시예들과 관련하여 하나의 특징이 나타날 수 있지만, 당업자는 기술된 실시예들의 다양한 특징들이 본 발명에 따라 결합될 수 있는 것을 인식한다. 청구항들에서, 용어 "포함하는"은 다른 엘리먼트들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다.

게다가, 비록 개별 특징들이 다른 청구항들에 포함될 수 있지만, 이들은 바람직하게 결합될 수 있고 다른 청구항들에 포함은 특징들의 결합이 가능하고 및/또는 바람직하다는 것을 의미하지 않는다. 또한, 청구항들에서 하나의 카테고리내 특징의 포함은 이 카테고리로 제한을 의미하지 않고, 오히려 상기 특징이 적당할 때 다른 청구항의 카테고리들에 똑같이 적용할 수 있다는 것을 가리킨다.

게다가, 청구항들에서 특징들의 순서는 특징들이 수행되어야 하는 임의의 특정 순서 및 특히 단계들이 방법 청구항에서 개별 단계들의 순서가 이런 순서로 수행되는 것을 의미하지 않는다. 오히려, 단계들은 임의의 적당한 순서로 수행될 수 있다. 게다가, 단일 참조물들은 다수를 배제하지 않는다. 따라서, "a", "an", "제 1", "제 2" 등에 대한 참조들은 다수를 미리 배제하지 않는다.

따라서, 전력 제어 시스템을 가진 무선 통신은 기술되었고 여기서 상기된 종래 기술 장치들과 연관된 단점들은 실질적으로 경감되었다.

Claims (16)

1. 무선 가입자 통신 유니트(100)로서,

   전력 증폭기(124) 및 상기 전력 증폭기(124)의 출력 전력 레벨을 설정하도록 구성된 전력 제어 기능부(132)를 가진 피드백 전력 제어 루프를 포함하는 전송기를 포함하고,

   상기 전력 제어 기능부(132)가 전송 버스트의 완료 전에 출력 전력의 백 오프(back off)를 수행하는 것을 특징으로 하는, 무선 가입자 통신 유니트.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 출력 전력 전력의 백 오프는 램프 다운(ramp-down) 처리를 시작하기 전 특정 시간에서 전력 제어 기능부(132)에 의해 시작되는, 무선 가입자 통신 유니트.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전력 제어 기능부(132)는 출력 전력 레벨들 범위의 서브세트에 대한 전송 버스트의 완료 전에 출력 전력의 백 오프를 수행하는, 무선 가입자 통신 유니트.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전력 제어 기능부(132)는 버스트 단위로 가변되는 출력 전력의 백 오프를 수행하는, 무선 가입자 통신 유니트.
5. 제 4 항에 있어서, 출력 전력의 백 오프는 0.1dB 및 0.5dB 사이의 범위인, 무선 가입자 통신 유니트.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전력 제어 기능부(132)는 버스트 단위로 특정 시간에서 가변하는, 무선 가입자 통신 유니트.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 특정 시간은 1μ초 및 8μ초 사이의 범위인, 무선 가입자 통신 유니트.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피드백 전력 제어 루프는 아날로그 피드백 전력 제어 루프인, 무선 가입자 통신 유니트.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전력 제어 기능부(132)는 전력 제어 처리기 기능부(109)에 동작 가능하게 결합되고 출력 전력의 백 오프를 시작하기 전에 디지털 신호 내에서 하나 이상의 비트(들)를 토글링하도록 구성되는, 무선 가입자 통신 유니트.
10. 전력 제어 기능부(132)를 가진 피드백 전력 제어 루프를 구비한 전송기를 포함하는 무선 가입자 통신 유니트(100)의 전력 제어 방법(400)으로서,

    전력 제어 기능부(132)에 의해 전송기의 출력 전력 레벨을 설정하는 단계; 및

    데이터 버스트를 전송하는 단계를 포함하고,

    전력 제어 기능부(132)에 의해 전송 버스트의 완료 이전 출력 전력의 백 오프를 수행하는 단계를 특징으로 하는, 전력 제어 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 출력 전력의 백 오프를 수행하는 단계는 램프 다운 처리를 시작하기 전에 특정 시간에서 백 오프를 수행하는 단계를 포함하는, 전력 제어 방법.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 출력 전력의 백 오프를 수행하는 단계는 출력 전력 범위의 서브세트 범위에서 전송 버스트의 완료 전에 출력 전력의 백 오프를 수행하는 단계를 포함하는, 전력 제어 방법.
13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력 전력의 백 오프를 수행하는 단계는 버스트 단위로 출력 전력의 백 오프 레벨을 가변하는 단계를 더 포함하는, 전력 제어 방법.
14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력 전력의 백 오프를 수행하는 단계는 버스트 단위로 특정 시간에서 가변하는 단계를 더 포함하는, 전력 제어 방법.
15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 출력 전력의 백 오프를 수행하는 단계는 출력 전력의 백 오프를 수행하기 전에 디지털 신호 내에서 하나 이상의 비트(들)를 토글링하는 단계를 포함하는, 전력 제어 방법.
16. 무선 통신 장치(100)에 사용하기 위한 집적 회로로서,

    전송기, 전력 증폭기 및 상기 전송기의 출력 전력 레벨을 설정하도록 구성된 전력 제어 기능부(132)를 가진 피드백 전력 제어 루프를 포함하고, 상기 전력 제어 기능부(132)는 전송 버스트의 완료 전에 출력 전력의 백 오프를 수행하는, 집적 회로.

Images