KR20100048891A - 캘리브레이팅된 무선 주파수 통신 회로를 갖는 전자 디바이스들 - Google Patents

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Abstract

휴대용 전자 디바이스들에 대한 회로가 제공된다. 회로는, 무선 통신 회로 및 스토리지 및 프로세싱 회로를 포함할 수 있다. 무선 통신 회로는, 안테나, 및 조정가능 이득 모드를 갖는 무선 주파수 전력 증폭기를 포함할 수 있다. 무선 주파수 전력 증폭기는 무선 주파수 신호들을 소정의 출력 전력으로 증폭할 수 있다. 회로는, 조정가능 파워 서플라이 전압을 전력 증폭기 회로에 공급하는 조정가능 파워 서플라이 회로를 포함할 수 있다. 회로는 또한, 지정된 입력 전력의 무선 주파수 신호를 생성하여 전력 증폭기 회로로 보내는 송수신기를 포함할 수 있다. 스토리지 및 프로세싱 회로는 캘리브레이션 데이터를 저장하는 데에 이용될 수 있다. 캘리브레이션 데이터는, 전력 소모를 최소화하면서 성능을 최적화하기 위해 무선 주파수 전력 증폭기에 대한 입력 전력, 전력 증폭기의 이득 모드 설정, 및 전력 증폭기에 대한 파워 서플라이 전압에 행해질 조정을 지정할 수 있다.
휴대용 전자 디바이스, 조정가능 이득 모드, 전력 증폭기, 무선 주파수 신호

Description

캘리브레이팅된 무선 주파수 통신 회로를 갖는 전자 디바이스들{ELECTRONIC DEVICES WITH CALIBRATED RADIO FREQUENCY COMMUNICATIONS CIRCUITRY}
본 출원은, 2008년 10월 30일자로 출원된 미국 특허 출원 제12/262,121호의 우선권을 주장하며, 이는 그 전체가 본원에 참고로 포함된다.
본 발명은 일반적으로 무선 통신 회로에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 전력 관리 기능을 갖는 무선 통신 회로에 관한 것이다.
핸드헬드 전자 디바이스들 및 그 밖의 휴대용 전자 디바이스들은 점점 더 대중화되어 가고 있다. 핸드헬드 디바이스의 예로서는, 핸드헬드 컴퓨터, 셀룰라 전화, 미디어 플레이어, 및 이러한 유형의 다수의 디바이스들의 기능을 포함하는 하이브리드 디바이스가 있다. 일반적인 핸드헬드 전자 디바이스보다 다소 큰 인기있는 휴대용 전자 디바이스로서는 랩탑 컴퓨터 및 태블릿 컴퓨터가 있다.
휴대용 전자 디바이스들은, 부분적으로는 그들의 이동 특성으로 인해 종종 무선 통신 기능을 구비하고 있다. 예를 들면, 핸드헬드 전자 디바이스들은 원거리(long-range) 무선 통신을 이용하여 무선 기지국들과 통신할 수 있다. 셀룰라 전화들, 및 셀룰라 기능을 갖는 그 밖의 디바이스들은 850MHz, 900MHz, 1800MHz, 및 1900MHz의 셀룰라 전화 대역들을 이용하여 통신할 수 있다. 휴대용 전자 디바이스들은 또한 근거리(short-range) 무선 통신 링크들을 이용할 수 있다. 예를 들면, 휴대용 전자 디바이스들은 2.4GHz 및 5.0GHz의 Wi-Fi® (IEEE 802.11) 대역들 및 2.5GHz의 Bluetooth® 대역을 이용하여 통신할 수 있다. 통신은 또한, 2170MHz의 3G 데이터 통신 대역(통상적으로, UMTS(즉, Universal Mobile Telecommunications System) 대역으로 칭해짐)과 같은 데이터 서비스 대역들에서도 가능하다. 음성 통신을 지원하기 위한 3G 통신 스킴의 이용도 또한 가능하다.
작은 폼 팩터 무선 디바이스들에 대한 고객 요구를 만족시키기 위해, 제조자들은, 이들 디바이스들에 사용되는 컴포넌트들의 크기를 감소시키려고 지속적으로 노력하고 있다. 예를 들면, 제조자들은, 핸드헬드 전자 디바이스들에서 사용되는 배터리들을 소형화하도록 시도해 왔다.
작은 배터리를 갖는 전자 디바이스는 배터리 용량이 제한된다. 전력을 현명하게 소비하려고 주의를 기울이지 않는다면, 작은 배터리를 갖는 전자 디바이스는 용인할 수 없을 정도로 짧은 배터리 수명을 나타낼 수 있다. 전력 소비를 감소시키는 기술은 셀룰라 전화 통신을 지원하는 무선 디바이스들에서 특히 중요할 수 있는데, 그 이유는 셀룰라 전화 디바이스들의 사용자들이 종종 긴 통화 시간을 필요로 하기 때문이다.
전자 디바이스들에 대한 전력 감소 기술들이, 원하는 성능 표준이 만족되게 하는 방식으로 구현되는 것이 중요하다. 예를 들면, 많은 무선 캐리어들은, 인접 채널 누설 비(ACLR; adjacent channel leakage ratio)에 대한 최소 요구 값들을 지정한다. 높은 인접 채널 누설 비 값들은, 열악한 무선 주파수 송신기 성능의 표시자이며, 일반적으로 만족스러운 네트워크 동작을 보장하기 위해 회피되어야 한다. 전력 소비를 최소화할 때, 인접 채널 누설 비 성능 특성 등의 성능 특성을 고려하여 전력 소비 성능의 향상이 만족스러운 무선 성능을 방해하지 않게 할 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.
따라서, 개선된 전력 관리 기능을 갖는 전자 디바이스들에 대한 무선 통신 회로를 제공할 수 있게 되는 것이 바람직할 것이다.
핸드헬드 전자 디바이스 등의 휴대용 전자 디바이스가 무선 통신 회로를 구비한다. 무선 통신 회로는, 무선 주파수 송수신기, 송수신기로부터의 무선 주파수 신호들을 증폭하는 전력 증폭기, 및 증폭된 무선 주파수 신호들이 무선으로 송신될 수 있게 해주는 안테나를 포함할 수 있다. 안테나 및 송수신기는 또한 무선 주파수 신호들을 수신하는데에 이용될 수 있다.
휴대용 전자 디바이스는 조정가능 파워 서플라이를 가질 수 있다. 파워 서플라이는, 휴대용 전자 디바이스가 최소 출력 전력 요건 및 요구되는 인접 채널 누설 비 레벨 등의 성능 제약 조건을 만족시킬 수 있게 도와주는 파워 서플라이 전압을 전력 증폭기에 제공할 수 있다. 요구되는 출력 전력 레벨들 및 동작 주파수에 따라 파워 서플라이 전압에 대해 조정이 행해질 수 있다. 또한, 동작 주파수에 기초하여 송수신기에 대해 조정이 행해질 수 있다.
휴대용 전자 디바이스 내의 스토리지 및 프로세싱 회로는 캘리브레이션 데이터(calibration data)를 저장하는 데에 이용될 수 있다. 캘리브레이션 데이터는, 휴대용 전자 디바이스의 무선 주파수 회로에 대한 전체적 캘리브레이션 테스트 및 개별화된 캘리브레이션 테스트 동안에 생성될 수 있다. 동작 동안에, 캘리브레이션 데이터는, 전자 디바이스가, 선택적 전력 증폭기 파워 서플라이 전압 및 이득 감소를 통해 전력 소비를 최소화하면서 성능 제약 사항을 만족시키는 것을 돕는, 송수신기, 전력 증폭기, 및 파워 서플라이 회로에 대한 제어 신호들을 생성하도록 스토리지 및 프로세싱 회로에 의해 이용될 수 있다.
본 발명의 또다른 특성, 그 본질 및 각종 이점들은, 첨부된 도면들 및 바람직한 실시예들에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 보다 명확하게 될 것이다.
개선된 전력 관리 기능을 갖는 전자 디바이스들에 대한 무선 통신 회로를 제공할 수 있다.
본 발명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 원하는 성능 표준을 만족시키면서 무선 전자 디바이스들 내의 무선 통신 회로에 의한 전력 소비를 관리하는 것에 관한 것이다.
무선 전자 디바이스들은, 랩탑 컴퓨터들, 혹은 종종 울트라포터 블(ultraportables)로 칭해지는 타입의 소형 휴대용 컴퓨터들 등의 휴대용 전자 디바이스들일 수 있다. 무선 전자 디바이스들은 또한 약간 더 작은 디바이스들일 수도 있다. 더 작은 무선 전자 디바이스들의 예로는, 손목시계 디바이스, 펜던트(pendant) 디바이스, 헤드폰 및 이어피스 디바이스, 및 그 밖의 다른 착용가능한 소형 디바이스가 있다. 하나의 적절한 구성을 이용하여, 무선 전자 디바이스들은 핸드헬드 전자 디바이스들 등과 같은 휴대용 전자 디바이스들이 될 수 있다.
무선 디바이스는, 무선 통신 기능을 갖는 미디어 플레이어, 핸드헬드 컴퓨터(또한 개인 휴대 정보 단말기로도 종종 칭해짐), 원격 제어기, GPS(global positioning system) 디바이스, 핸드헬드 게임 디바이스, 혹은 셀룰라 전화일 수 있다. 무선 전자 디바이스는 또한, 다수의 통상의 디바이스의 기능을 결합시킨 하이브리드 디바이스일 수 있다. 하이브리드 디바이스의 예는, 미국 캘리포니아주 쿠퍼티노 소재의 애플사(Apple Inc.)로부터 입수가능한 iPhone® 셀룰라 전화와 같은, 미디어 플레이어 기능, 통신 기능, 웹 브라우징 기능, 및 각종 다른 비즈니스 및 엔터테인먼트 애플리케이션들에 대한 서포트를 포함하는 셀룰라 전화이다. 이들은 단지 예시적인 예일뿐이다.
핸드헬드 전자 디바이스와 같은 예시적인 무선 전자 디바이스의 일 실시예의 개략도가 도 1에 도시되어 있다. 도 1의 전자 디바이스(10)는, 미디어 플레이어 기능을 갖는 셀룰라 전화, 핸드헬드 컴퓨터, 리모트 컨트롤, 게임 플레이어, GPS(global positioning system) 디바이스, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 울트라 포터블 컴퓨터, 이러한 디바이스들의 결합물, 혹은 그 밖의 다른 임의의 적절한 전 자 디바이스 등의 모바일 전화일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디바이스(10)는 스토리지 및 프로세싱 회로(12)를 포함할 수 있다. 스토리지 및 프로세싱 회로(12)는, 하드 디스크 드라이브 스토리지, 비휘발성 메모리(예를 들면, 플래시 메모리 혹은 그 밖의 다른 전기적으로 프로그램가능한 판독 전용 메모리), 휘발성 메모리(예를 들면, 정적 혹은 동적 랜덤 액세스 메모리) 등과 같은 하나 이상의 서로 다른 유형의 스토리지를 포함할 수 있다. 스토리지 및 프로세싱 회로(12)는 디바이스(10)의 동작을 제어하는 데에 이용될 수 있다. 회로(12) 내의 프로세싱 회로는, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 처리기, 전용 프로세싱 회로, 전력 관리 회로, 오디오 및 비디오 칩, 및 그 밖의 다른 적절한 집적 회로 등의 프로세서들에 기초한 것일 수 있다.
하나의 적절한 구성을 이용하여, 스토리지 및 프로세싱 회로(12)는, 인터넷 브라우징 애플리케이션, VOIP(voice-over-internet-protocol) 전화 호출 애플리케이션, 이메일 애플리케이션, 미디어 재생 애플리케이션, 운영 체제 기능 등과 같은 소프트웨어를 디바이스(10) 상에서 실행시키는 데에 이용될 수 있다. 스토리지 및 프로세싱 회로(12)는 적절한 통신 프로토콜을 구현하는데에 이용될 수 있다. 스토리지 및 프로세싱 회로(12)를 이용하여 구현될 수 있는 통신 프로토콜들에는, 인터넷 프로토콜들, 무선 근거리 통신망 프로토콜들(예를 들면, IEEE 802.11 프로토콜들(종종 Wi-Fi®로 칭해짐)), 그 밖의 다른 단거리 무선 통신 링크들을 위한 프로토콜들, 예를 들면 Bluetooth® 프로토콜, 2G 및 3G 셀룰러 전화 통신 서비스들을 핸 들링하기 위한 프로토콜들 등이 포함된다.
디바이스(10)는 배터리(14)와 같은 하나 이상의 배터리를 가질 수 있다. 전력 소모를 최소화하여 배터리(14)의 수명을 연장시키기 위해, 스토리지 및 프로세싱 회로(12)가 디바이스(10)에 대한 전력 관리 기능을 구현하는 데에 이용될 수 있다. 예를 들면, 스토리지 및 프로세싱 회로(12)는, 디바이스(10) 상의 무선 주파수 전력 증폭기 회로의 이득을 조정하는 데에 이용될 수 있으며, 송수신기 회로로부터 디바이스(10) 상의 무선 주파수 전력 증폭기 회로의 입력에 제공되는 입력 전력 레벨들을 조정하는 데에 이용될 수 있다. 스토리지 및 프로세싱 회로(12)는 또한, 무선 주파수 전력 증폭기 회로에 전력을 공급하는 데에 이용되는 파워 서플라이 전압을 조정하는 데에 이용될 수 있다. 이들 조정은 캘리브레이션 데이터 및 동작 알고리즘들(소프트웨어)에 기초하여 실시간으로 자동으로 행해질 수 있다. 예를 들면, 전력 소모를 최소화하면서 원하는 성능 표준, 예를 들면 원하는 송신 전력 및 인접 채널 누설 비 값을 만족시키도록 동작 설정이 조정되는 제어 스킴을 구현하도록 스토리지 및 프로세싱 회로(36)를 구성하는 코드가 스토리지 및 프로세싱 회로(12)에 저장될 수 있다.
데이터가 디바이스(10)에 공급될 수 있게 해주고 데이터가 디바이스(10)로부터 외부 디바이스들로 제공될 수 있게 해주는 데에 입출력 디바이스들(16)이 이용될 수 있다. 디바이스(10)에서 이용될 수 있는 입출력 디바이스들(16)의 예에는, 디스플레이 스크린, 예를 들면 터치 스크린(예를 들면, 액정 디스플레이 혹은 유기 발광 다이오드 디스플레이), 버튼, 조이스틱, 클릭 휠, 스크롤링 휠, 터치 패드, 키 패드, 키보드, 마이크로폰, 스피커, 및 사운드를 생성하기 위한 그 밖의 디바이스, 카메라, 센서 등이 포함된다. 사용자는, 디바이스들(16)을 통해 커맨드들을 제공함으로써 디바이스(10)의 동작을 제어할 수 있다. 디바이스들(16)은 또한, 시각 혹은 소리 정보를 디바이스(10)의 사용자에게 전달하는 데에 이용될 수 있다. 디바이스들(16)은 데이터 포트들을 형성하기 위한(예를 들면, 컴퓨터, 액세서리 등의 외부 장비를 부착하기 위한) 커넥터들을 포함할 수 있다.
무선 통신 디바이스들(18)은, 하나 이상의 집적 회로로부터 형성되는 무선 주파수(RF) 송수신기 회로, 전력 증폭기 회로(예를 들면, 원하는 성능 표준을 만족시키면서 전력 소모를 최소화하기 위해, 스토리지 및 프로세싱 회로(14)로부터의 제어 신호들에 의해 제어되는 전력 증폭기 회로), 수동 RF 소자들, 안테나들, 및 RF 무선 신호들을 핸들링하기 위한 그 밖의 다른 회로 등의 통신 회로를 포함할 수 있다. 무선 신호들은 또한 광을 이용하여(예를 들면, 적외선 통신을 이용하여) 전송될 수 있다.
디바이스(10)는, 유선 및 무선 통신 경로들을 통해 액세서리들, 컴퓨팅 장비, 및 무선 네트워크들과 같은 외부 디바이스들과 통신할 수 있다.
예를 들면, 유선 혹은 무선 헤드셋들과 같은 액세서리들은 디바이스(10)와 통신할 수 있다. 디바이스(10)는 또한 오디오-비디오 장비(예를 들면, 무선 스피커, 게임 컨트롤러, 혹은 오디오 및 비디오 콘텐츠를 수신 및 재생하는 그 밖의 다른 장비), 혹은 무선 프린터 혹은 카메라와 같은 주변기기에 연결될 수 있다.
디바이스(10)는 유선 혹은 무선 경로를 이용하여 퍼스널 컴퓨터 혹은 그 밖 의 다른 컴퓨팅 장비와 통신할 수 있다. 컴퓨팅 장비는, 예를 들면, 연관된 무선 액세스 포인트(라우터), 혹은 디바이스(10)와의 무선 접속을 확립하는 내부 혹은 외부 무선 카드를 갖는 컴퓨터일 수 있다. 컴퓨터는, 서버(예를 들면, 인터넷 서버), 인터넷 액세스를 갖거나 혹은 갖지 않는 근거리 통신망 컴퓨터, 사용자 자신의 퍼스널 컴퓨터, 피어 디바이스(peer device)(예를 들면, 다른 휴대용 전자 디바이스(10)), 혹은 임의의 다른 적절한 컴퓨팅 장비일 수 있다.
디바이스(10)는 또한, 셀룰라 전화 기지국, 셀룰라 타워(cellular towers), 무선 데이터 네트워크, 무선 네트워크와 연관된 컴퓨터 등과 같은 무선 네트워크 장비와 통신할 수 있다. 이러한 무선 네트워크들은, 네트워크와 통신하는 디바이스(10) 등의 무선 핸드셋들의 무선 신호 강도를 모니터링하는 네트워크 관리 장비를 포함할 수 있다. 네트워크의 전체 성능을 향상시키고, 핸드셋들 간의 간섭이 최소화되는 것을 보장하기 위해, 네트워크 관리 장비는 전력 조정 커맨드(종종 송신 전력 제어 커맨드로 칭해짐)를 각 핸드셋에 전송할 수 있다. 핸드셋들에 제공되는 송신 전력 제어 세팅은 약한 신호를 갖는 핸드셋들에게 그들의 송신 전력을 증가시킬 것을 지시하여서, 그들의 신호가 네트워크에 의해 적절하게 수신되게 할 것이다. 이와 동시에, 송신 전력 제어 설정은, 신호가 명백하게 높은 전력으로 수신되고 있는 핸드셋들에게 그들의 송신 전력 제어 설정을 감소시킬 것을 지시할 수 있다. 이는, 핸드셋들 간의 간섭을 감소시키고 네트워크가 이용가능 무선 대역폭의 사용을 최대화할 수 있게 해준다.
디바이스(10)와 같은 디바이스들이 네트워크로부터 송신 전력 제어 설정을 수신할 때, 혹은 그 밖의 다른 적절한 시간에, 각 디바이스(10)는 적절한 송신 전력 조정을 행할 수 있다. 예를 들면, 디바이스는, 송신기 회로로부터 디바이스 상의 무선 주파수 전력 증폭기들로 송신되는 신호들의 전력 레벨을 조정할 수 있으며, 무선 주파수 전력 증폭기들을 조정할 수 있다. 이들과 같은 조정은, 이득 모드 설정 조정 및 파워 서플라이 전압 조정을 포함할 수 있다.
디바이스들(10) 상의 전력 증폭기들로부터의 출력 신호들은, 디바이스들(10) 상의 안테나들을 이용하여 디바이스(10)로부터 적절한 수신기들로 무선으로 송신된다. 무선 통신 회로(18)를 위한 설정은, 전력 증폭기들의 이득 설정을 제어하는 이득 모드 조정을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이득 모드 조정은, 전력 증폭기가, 이용가능한 모든 전력 증폭기 스테이지들이 이용되고 있는 높은 이득 모드에서 동작할지, 혹은 전력 증폭기 상의 이득 스테이지들 중 하나 이상이 전력을 절약하기 위해 셧 다운된 낮은 이득 모드에서 동작할지를 제어할 수 있다. 파워 서플라이 전압 조정은 소정의 이득 설정에서의 전력 소모를 최소화하는 것을 돕는데에 이용될 수 있다. 일반적인 회로 아키텍처에서, 송수신기 회로는, 안테나를 통한 송신을 위해 무선 주파수 신호들을 전력 증폭기의 입력에 제공할 수 있다. 송수신기 회로가 이들 무선 주파수 신호들을 출력하는 전력은, 전력 증폭기에 대한 입력 전력 레벨(종종 본원에서는 Pin으로 칭해짐)을 확립한다. 입력 전력 조정(Pin에 대한 조정)은, 디바이스(10)에 의해 송신되는 무선 주파수 신호들의 전력을 조정하도록 행해질 수 있다.
디바이스(10)의 안테나 구조체 및 무선 통신 디바이스들은 임의의 적절한 무 선 통신 대역을 통한 통신을 지원할 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 디바이스들(18)은, 셀룰라 전화 음성과 같은 통신 주파수 대역, 및 850MHz, 900MHz, 1800MHz, 1900MHz의 데이터 대역들, 및 2170MHz 대역의 통신 데이터 대역(통상적으로 UMTS, 즉 Universal Mobile Telecommunications System 대역으로 칭해짐), 2.4GHz 및 5.0GHz의 Wi-Fi®(IEEE 802.11) 대역들(또한 무선 근거리 통신망 혹은 WLAN 대역들로 칭해짐), 2.4GHz의 Blutooth® 대역, 및 1550MHz의 GPS(global positioning system) 대역을 커버하는데에 이용될 수 있다.
디바이스(10)는, 무선 통신 회로(18) 내의 적절한 구성의 안테나 구조체를 이용하여 이들 통신 대역들 및 그 밖의 다른 적절한 통신 대역들을 커버할 수 있다. 임의의 적절한 안테나 구조체가 디바이스(10)에 이용될 수 있다. 예를 들면, 디바이스(10)는 하나의 안테나를 가지거나 혹은 여러 개의 안테나를 가질 수 있다. 디바이스(10) 내의 안테나들은 각각 단일 통신 대역을 커버하는 데에 이용되거나, 혹은 각 안테나는 여러 통신 대역들을 커버할 수 있다. 원할 경우, 하나 이상의 안테나가 하나의 대역을 커버하고, 하나 이상의 추가의 안테나 각각이 여러 대역들을 커버하는 데에 이용될 수 있다.
디바이스(10)에서 도 1의 회로(18)에 이용될 수 있는 예시적인 무선 통신 회로가 도 2에 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 무선 통신 회로(44)는 안테나(62)와 같은 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 디바이스(10)에 의해 송신될 데이터 신호들이 (예를 들어 도 1의 스토리지 및 프로세싱 회로(12)로부터) 베이스밴드 모듈(52)로 제공될 수 있다. 베이스밴드 모듈(52)은, 하나의 집적 회로(예를 들면, 베이스밴드 프로세서 집적 회로), 혹은 여러 회로들을 이용하여 구현될 수 있다. 베이스밴드 프로세서(52)는 입력 라인(89)에서 (예를 들면, 스토리지 및 프로세싱 회로(12)로부터) 안테나(62)를 통해 송신될 신호들을 수신할 수 있다. 베이스밴드 프로세서(52)는, RF 송수신기 회로(54) 내의 송신기 회로에 송신될 신호들을 제공할 수 있다. 송신기 회로는 경로(55)를 통하여 전력 증폭기 회로(56)에 결합될 수 있다. 제어 경로(88)는 스토리지 및 프로세싱 회로(12)(도 1)로부터 제어 신호들을 수신할 수 있다. 이들 제어 신호들은, 송수신기 회로(54) 내의 송신기 회로가 경로(55)를 통하여 전력 증폭기들(56)의 입력에 제공하는 무선 주파수 신호들의 전력을 제어하는 데에 이용될 수 있다. 이 송신되는 무선 주파수 신호 전력 레벨은 본원에서 종종 Pin으로 칭해지는데, 그 이유는 이 레벨이 전력 증폭기 회로(56)로의 입력 전력을 나타내기 때문이다.
전력 증폭기 회로(56)는, 데이터 송신 동안, 적절한 신호 송신을 보장하기 위해, 송신되는 신호들의 출력 전력을 충분히 높은 레벨로 올릴 수 있다. 무선 주파수(RF) 출력 스테이지 회로(57)는, 듀플렉서(duplexer) 및 다이플렉서(diplexer) 등의 수동 소자와 무선 주파수 스위치를 포함할 수 있다. RF 출력 스테이지 회로(57) 내의 스위치들은, 원할 경우, 송신 모드와 수신 모드 사이에서 회로(44)를 스위칭하는 데에 이용될 수 있다. RF 출력 스테이지 내의 듀플렉서 및 다이플렉서 회로들과 그 밖의 다른 수동 소자들은, 그들의 주파수에 기초하여 입력 및 출력 신호들을 라우팅하는 데에 이용될 수 있다.
매칭 회로(60)는, 저항기, 인덕터 및 캐패시터 등의 수동 소자들의 회로망을 포함할 수 있으며, 안테나 구조체(62)가 회로(44)의 나머지에 임피던스 정합되는 것을 보장해준다. 안테나 구조체(62)에 의해 수신되는 무선 신호들은, 경로(64)와 같은 경로를 통해 송수신기 회로(54) 내의 수신기 회로에 전달될 수 있다.
각 전력 증폭기(예를 들면, 전력 증폭기들(56) 내의 각 전력 증폭기)는 스테이지들(70)과 같은 하나 이상의 전력 증폭기 스테이지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 각 전력 증폭기는 개별적인 통신 대역을 핸들링하는 데에 이용될 수 있으며, 이러한 각 전력 증폭기는, 세 개의 직렬 연결된 전력 증폭기 스테이지들(70)을 가질 수 있다. 스테이지들(70)은, 제어 신호들을 수신하는 입력들(72)과 같은 제어 입력들을 가질 수 있다. 제어 신호들은, 경로(76) 등의 제어 신호 경로를 이용하여 제공될 수 있다. 일반적인 시나리오에서, 스토리지 및 프로세싱 회로(12)(도 1)는, 경로(76) 등의 경로 및 경로들(72) 등의 경로들을 이용하여 제어 신호들을 스테이지들(70)에 제공할 수 있다. 스토리지 및 프로세싱 회로(12)로부터의 제어 신호들은 스테이지들(70)을 선택적으로 인에이블 및 디스에이블시키는 데에 이용될 수 있다.
스테이지들(70)을 선택적으로 인에이블링 및 디스에이블링시킴으로써, 전력 증폭기가 상이한 이득 모드들에 놓여질 수 있다. 예를 들면, 전력 증폭기는 세 개 모두의 전력 증폭기 스테이지들(70)을 인에이블링시킴으로써 높은 이득 모드에 놓여지거나, 혹은 전력 증폭기 스테이지들 중 두 개를 인에이블링시킴으로써 낮은 이득 모드에 놓여질 수 있다. 원할 경우 그 밖의 다른 구성이 이용될 수도 있다. 예를 들면, 세 개의 이득 스테이지들 혹은 구성들 중 단지 하나만을 턴 온함으로써 매우 낮은 이득 모드가 지원될 수 있으며, 이득 스테이지들의 다른 결합을 선택적으로 인에이블링함으로써(예를 들면, 세 개 이상의 이득 스테이지들을 갖는 전력 증폭기에서) 네 개 이상의 이득 모드 설정이 제공될 수 있다.
조정가능 파워 서플라이 회로(78) 등의 조정가능 파워 서플라이 회로는 전압원(83)에 의해 기동될 수 있다. 전압원(83)은, 예를 들면 도 1의 배터리(14) 등의 배터리일 수 있다. 전압원(83)은 양의(positive) 배터리 전압을, 조정가능 파워 서플라이 회로(78)에 양의 파워 서플라이 단자(82)에서 공급할 수 있으며, 접지 전압을, 조정가능 파워 서플라이 회로(78)에 접지 파워 서플라이 단자(84)에서 공급할 수 있다. 전압원(83)은, 리튬 이온 배터리, 리튬 폴리머 배터리, 혹은 그 밖의 임의의 적절한 유형의 배터리(14)를 이용하여 구현될 수 있다.
초기에, 배터리 소스(83)에 의해 공급되는 전압은 높을 수 있다. 배터리가 고갈됨에 따라, 배터리에 의해 공급되는 전압은 강하되기 쉬울 것이다. 조정가능 파워 서플라이 회로(78)를 이용함으로써, 파워 서플라이 전압 경로(86)를 통해 전력 증폭기 회로(56)에 공급되는 전압 Vcc의 양은 원하는 값으로 유지될 수 있다. 예를 들면, 파워 서플라이 회로(78)는, 적절한 조건 하에서, 시간이 지남에 따라 강하하는 원(raw) 배터리 전압을 소스(83)로부터 수신할 수 있으며, 출력 경로(86) 상에 비교적 일정한 출력 전력 Vcc를 생성할 수 있다. 이는, 소스(83)의 배터리가 프레쉬되는 동안 전력 증폭기들(56)의 회로에 과도한 전압이 공급되는 낭비적인 상황을 피하는 것을 도울 수 있다. 이러한 과도한 전압은 회로(56)에 의한 낭비적인 전력 소모로 이어질 수 있다.
조정가능 파워 서플라이 회로(78)는, 경로(80) 등의 경로를 통해 수신되는 제어 신호들에 의해 제어될 수 있다. 제어 신호들은, 스토리지 및 프로세싱 회로(12)(도 1) 혹은 그 밖의 임의의 적절한 제어 회로로부터, 조정가능 파워 서플라이 회로(78)에 제공될 수 있다. 경로(80) 상의 제어 신호들은, 경로(86)를 통해 전력 증폭기 회로(56)에 제공되는 양의(positive) 파워 서플라이 전압 Vcc의 크기를 조정하는데에 이용될 수 있다. 이들 파워 서플라이 전압 조정은, 전력 증폭기 회로(56)에 이득 모드 조정이 행해질 때와 동시에, 그리고 경로(55) 상의 전력(Pin)에 대해 조정이 행해질 때와 동시에 행해진다. 파워 서플라이 전압 조정, 전력 증폭기 회로(56)에 대한 이득 레벨 조정, 및 전력 증폭기 회로(56)의 입력에서의 입력 전력 Pin에 대한 조정을 행함으로써, 전력 증폭기 회로(56)에 의한 전력 소모가 최소화될 수 있으며, 각종 동작 조건 하에서 배터리 수명이 연장될 수 있다.
예를 들면, 디바이스(10)가, 디바이스(10)에 의해 송신될 무선 주파수 전력의 원하는 레벨을 지정하는 송신 전력 커맨드를 무선 기지국으로부터 수신한 상황을 고려한다. 스토리지 및 프로세싱 회로(12)는, 전력 소모를 최소화하면서 원하는 전력이 안테나(62)를 통해 송신되는 것을 보장하는, 무선 회로(44)에 대한 적절한 설정을 결정할 수 있다. 예를 들어, 원하는 양의 송신 전력이 비교적 낮은 경우, 전력 증폭기 회로(56) 내의 하나 이상의 스테이지(70)를 턴 온프함으로써 전력이 절약될 수 있다. 또한, 최대 파워 서플라이 전압 레벨이 요구되지 않을 경우 경로(86) 상에서 제공되는 파워 서플라이 전압 Vcc를 감소시킴으로써 전력이 절약될 수 있다. 성능 요건이 만족되는 것을 보장하도록 경로(55) 상의 Pin에 대한 조정이 행해질 수 있다.
이들과 같은 조정은, 제어 신호들을 스토리지 및 프로세싱 회로(12)로부터 경로(88)를 통해 송수신기 회로들(54)로, 경로(76)를 통해 전력 증폭기들(56)로, 그리고 경로(80)를 통해 조정가능 파워 서플라이 회로(78)로 제공함으로써 행해질 수 있다. 특히, (예를 들어, 전력 증폭기 회로(56) 내의 특정의 이득 스테이지들(70)을 턴 온 및 오프함으로써) 전력 증폭기의 이득 레벨을 조정하는 제어 신호들이, 스토리지 및 프로세싱 회로(12)로부터 경로(76) 상의 전력 증폭기 회로(56)로 제공될 수 있다. 경로(80) 상에서 제공되는 제어 신호들에 따라 원하는 조정가능 파워 서플라이 전압 Vcc를, 조정가능 파워 서플라이 회로(78)로부터 전력 증폭기 회로(56)에 공급하기 위해 경로(86)를 이용하여 전력 증폭기 회로(56)의 성능에 대한 추가의 조정이 행해질 수 있다. 예를 들면, 증폭기 회로(56) 내의 액티브 증폭기 스테이지들을 최대 이득으로 동작시킬 필요가 없는 경우, 액티브 이득 스테이지들에 대한 파워 서플라이 전압 Vcc를 낮춤으로써 전력이 절약될 수 있다. 이와 동시에, 경로(55) 상에서의 Pin의 크기가 제어될 수 있다.
송수신기 회로(54), 전력 증폭기 회로(56), 및 파워 서플라이 회로(78)에 대한 조정 동안, 스토리지 및 프로세싱 회로(13)는, 전력 증폭기 회로(56)에 대한 원하는 동작 제약사항, 예를 들면 원하는 최소 출력 전력 설정 및 인접 채널 누설 비(인접 채널 전력에 대한 송신되는 전력의 비)의 최소 값을 만족시키도록 조치를 취할 수 있다.
도 2의 무선 통신 회로(44)는, 임의의 적절한 유형의 무선 통신을 지원하는 회로를 포함할 수 있다. 예를 들면, 회로(44)는, 통상적인 셀룰라 전화 및 데이터 통신(종종 "2G" 통신으로 칭해짐)을 지원하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 2G 셀룰라 전화 시스템의 예는, GSM(Global System for Mobile Communication) 시스템들에 기초한 것들이다. 회로(44)는 또한 더 새로운 통신 포맷들(종종 "3G" 통신으로 칭해짐)을 지원하기 위한 회로들을 포함할 수 있다. 이들 더 새로운 포맷들은 증가된 통신 속도를 지원할 수 있으며, 데이터 및 음성 트래픽 양쪽 모두에 이용될 수 있다. 이러한 포맷들은 광대역 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 기술을 이용할 수 있다.
조정가능 파워 서플라이 회로(78)는 DC/DC 변환기 혹은 그 밖의 임의의 적절한 전력 변환 회로를 이용하여 구현될 수 있다. 회로(78)는 파워 서플라이 경로(82)를 통하여 배터리(83)로부터 상대적으로 더 큰 전압 Vccbatt을 수신할 수 있으며, 출력 경로(86)에서 상대적으로 더 낮은 전압 Vcc에서 대응 조정된 파워 서플라이 전압 Vcc를 생성할 수 있다. 일반적인 구성에서, 배터리 전압 Vccbatt은 약 4.3 볼트에서 약 3.4 볼트까지의 범위에 있을 수 있으며, 출력 전압 Vcc는 약 3.4 볼트에서 3.1 볼트까지의 범위에 있을 수 있다. 전압 Vcc는, 경로(80)를 통하여 수신된 제어 신호들에 기초하여 조정될 수 있다. 전압 Vcc는 (예를 들어, 3.1 내지 3.4 볼트 범위 혹은 그 밖의 다른 적절한 범위의 임의의 원하는 출력 전압을 제공하도록) 연속적으로 조정되거나, 혹은 두 개 이상의 개별적 레벨들(예를 들면, 3.1 볼트, 3.4 볼트 등) 중 하나로 설정될 수 있다.
전력 증폭기 회로(56)는, 각각이 서로 다른 통신 대역(예를 들면, 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 및 1900 MHz와 같은 통신 주파수의 대역들)을 핸들링하는 다수의 전력 증폭기들을 포함할 수 있다. 원할 경우, 회로(56) 내의 전력 증폭기들의 일부 혹은 모두가 다수의 통신 대역들(예를 들면, 인접 대역들)을 핸들링할 수 있다.
전력 증폭기 회로(56)는 경로(76)를 통하여 제어 신호들을 수신할 수 있다. 제어 신호들은, 각 전력 증폭기 내의 회로의 특정 블럭들을 선택적으로 턴 온 및 오프하는 데에 이용될 수 있다. 이러한 유형의 조정은, 각 전력 증폭기(56)를 원하는 이득 모드에 놓이게 하는 데에 이용될 수 있다. 이중 모드(bimodal) 구성에서, 각 전력 증폭기는 높은 이득 모드 혹은 낮은 이득 모드에 놓일 수 있다. 원할 경우, 다른 유형의 다중 모드(multimode) 구성(예를 들면, 전력 증폭기들(56)이 세 개 이상의 서로 다른 이득 설정에서 동작하도록 조정될 수 있는 구성)이 지원될 수도 있다.
전력 증폭기들(56)과 같은 컴포넌트들은 항상 최대 이용가능 배터리 전압 Vccbatt로 동작할 것이 요구되는 것은 아니다. 따라서, 이러한 컴포넌트들을 이들과 같은 배터리 전압으로 동작시키면 전력을 낭비할 수 있다. 낭비되는 전력량을 최소화하기 위해, 조정되지 않고 변동하는 전압 Vccbatt을, 때때로 상대적으로 높은 전압 레벨로부터 보다 적당한 파워 서플라이 전압 레벨 Vcc로 변환시키는 데에 DC/DC 변환기 회로(78)가 이용될 수 있다. Vcc의 값은, 예를 들면 3.1 볼트 혹은 3.4 볼트(이는 하나의 예임)일 수도 있다. Vcc는 Vccbatt의 최대 값보다 상당히 작기 때문에, 전력 증폭기들(56)은 과전력 공급되지 않을 것이며 이에 따라 효율적으로 전력이 공급될 수 있다.
원할 경우, 파워 서플라이 전압 Vcc의 크기는, 전력 소모를 최소화하는 것을 돕도록 스토리지 및 프로세싱 회로(12)에 의해 실시간으로 조정될 수 있다. 연속적 가변 출력 전압 Vcc를 갖는 조정가능 dc 대 dc 변환기(adjustable dc-to-dc converter)와 같은 조정가능 파워 서플라이 회로가, 송신되는 무선 주파수 전력 Pout의 요구되는 값들에 따른 다양한 상이한 전력 증폭기 이득 설정에서 적절한 파워 서플라이 전압 Vcc를 무선 주파수 전력 증폭기에 어떻게 제공할 수 있는지를 나타내는 그래프가 도 3에 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전력 증폭기, 예를 들면 전력 증폭기들(56) 중 하나는 두 개의 이득 설정(이는 일례임)을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 도 3의 예에서, 전력 증폭기(56) 내의 다양한 이득 스테이지들이, 전력 증폭기가 두 개의 이득 모드들 중 하나로 동작하도록 설정될 수 있도록 선택적으로 인에이블될 수 있다. 높은 이득 모드에서, 전력 증폭기는 라인 "H"에 의해 특징지워질 수 있다. 낮은 이득 모드에서, 전력 증폭기는 라인 "L"에 의해 특징지워질 수 있다.
도 7의 곡선들은, 전력 소모를 최소화하기 위해, 전력 증폭기에 대한 파워 서플라이 전압 Vcc가 어떻게 감소될 수 있는지를 나타낸다. 절약될 수 있는 전력의 양은 일반적으로, 전력 증폭기(56)의 출력에서 필요로 하는 출력 전력의 양에 따라 달라진다. (예를 들어, 무선 네트워크 TPC 인스트럭션 혹은 다른 요건에 따 라) 요구되는 경우, 전력 증폭기는, 자신의 최대 이득 모드 및 자신의 가장 높은 동작 전압 Vcc로 동작될 수 있다. 예를 들면, (도 3의 예에서) 24dBm의 출력 전력이 요구되는 경우, 전력 증폭기는 자신의 높은 이득 모드에 놓여질 수 있으며, V1의 파워 서플라이 전압(라인 H 상의 포인트 100)으로 전력 공급될 수 있다. 더 낮은 출력 전력, 예를 들면 20dBm이 요구되는 경우, V2에서 전력 증폭기를 동작시키는 것은 더 이상 필요하지 않다. 오히려, 전력 증폭기에 대한 파워 서플라이 전압은 V1의 Vcc 값(라인 H 상의 포인트 102)으로 감소될 수 있다. 이는 전력 소모를 감소시키는 것을 돕는다. 5dBm의 출력 전력이 요구되는 경우, 전력 증폭기를 그의 낮은 이득 모드에 두고 파워 서플라이 전압을 V3으로 감소시킴으로써 전력 소모가 더욱 감소될 수 있다.
도 3의 예에서 도시된 바와 같이, 이득 모드 조정 및 전력 증폭기 파워 서플라이 전압 조정 양쪽 모두가 전력 증폭기(56)에 대한 전력 소모를 감소시키는 데에 이용될 수 있다. 원할 경우, 이러한 유형의 조정을 행할 때, 특정 동작 조건 하에서의 DC/DC 변환기(78)의 잠재적 비효율성이 고려될 수 있다. DC/DC 변환기(78) 및 그 밖의 다른 전력 조정기 회로의 효율은, DC/DC 컨버터(78)가 그 출력에서 생성하는 동작 전압 Vcc 및 동작 전류 Icc에 의해 영향을 받을 수 있다. 높은 출력 전압 Vcc 및 높은 출력 전류 Icc에서, DC/DC 변환기들과 같은 조정가능 파워 서플라이 회로는 피크 효율로 동작할 수 있다. 더 낮은 Vcc 및 Icc 레벨들에서, 효율은 감소되는 경향이 있다. 따라서, Vcc를 감소시킴으로써 달성되는 전력 증폭기 전력 절약이 DC/DC 변환기(78)에서의 전력 소모를 증가시키는 것에 의해 상쇄되지 않는 상황에서만 파워 서플라이 전압 Vcc를 감소시키는 것이 가장 효율적일 수 있다. Vcc가 감소되면, 비효율적인 상황에서 파워 서플라이 회로(78)를 동작시키는 것으로 인해 전력 증폭기 전력 소모의 감소가 전력 손실에 의해 압도되지 않는 한, 전력 증폭기(56)에 전력을 공급하는 데에 이용되는 파워 서플라이 전류 및 전압의 값들은 감소되는 경향이 있으며 전체 전력 소모는 감소될 것이다.
디바이스(10)의 동작 동안, 스토리지 및 프로세싱 회로(12)는, 도 3의 그래프에 따라 파워 서플라이(78)로부터의 파워 서플라이 전압을 제어할 수 있다. 점선들(106, 108)은, 히스테리시스를 제어 알고리즘에 넣는 것이 얼마나 바람직할 수 있는지를 나타낸다. 도 2의 히스테리시스 곡선은, 위상 불연속 명세(phase discontinuity specifications)를 만족시키도록 송수신기 회로들(54) 내의 송신기 회로를 도울 수 있다.
도 2의 무선 회로(44)와 같은, 디바이스(10) 내의 무선 회로(18)의 성능은 동작 주파수의 함수로서 변화된다. 이에 따라, 회로(44)는 몇몇 동작 주파수들에서 다른 것보다 더 큰 "헤드룸(headroom)"을 나타낼 것이다. 특정 동작 주파수들에서 존재하는 추가의 마진은 추가의 전력 절약에 대한 가능성을 나타낸다. 가장 높은 증폭기 성능 레벨들은 일반적으로 이에 대응하여 큰 파워 서플라이 전압들을 요구한다. 따라서, 특정 동작 주파수에서 성능 마진이 크지 않은 경우, 전력을 절약하기 위해 전력 증폭기에 대한 파워 서플라이 전압을 감소시키는 것은 어렵거나 혹은 불가능할 수 있다. 한편, 충분한 동작 마진이 존재하는 주파수들에서, 전력 증폭기 회로에 의한 전력 소모는, 도 3과 관련하여 설명한 바와 같이 파워 서플라 이 전압을 감소시킴으로써 최소화될 수 있다.
많은 무선 시스템들에서 중요한 성능 특징은 소위 인접 채널 누설 비(ACLR)이다. ACLR 값들은 인접 채널들이 얼마나 잘 서로 분리되어 있는지의 측정치이다. 인접 채널들이 서로 잘 분리되어 있다면, ACLR 값들은 낮게 될 것이다(예를 들면, -33dBc 미만 혹은 그보다 낮게 될 것이다). 하나의 채널로부터의 신호들이 인접 채널로 누설되는 경우, ACLR은 높게 될 것이다(예를 들면 -33dBc 보다 크게 됨).
소정의 통신 대역에서 ACLR이 주파수의 함수로서 어떻게 변화할 수 있는지를 나타내는 그래프가 도 4에 도시되어 있다. 도 4의 예에서, 디바이스(10)는, 더 낮은 주파수 f1으로부터 더 높은 주파수 f2로 확장하는 통신 대역 내의 일련의 통신 채널들에서 신호들을 송신하고 있다. 이러한 주파수의 범위는 임의의 적절한 통신 대역과 연관될 수 있다(예를 들면, 1900 MHz 대역과 연관된 송신 주파수들). 도 4에서, ACLR 값들은 주파수 f로 동작하는 디바이스의 함수로서 플롯팅(plotting)되어 있다. 점선(110)은 -33 dBc의 일반적인 캐리어 부과(carrier-imposed) ACLR 요건을 나타낸다. 무선 디바이스들을, -33 dBc ACLR 요건을 부과하는 캐리어의 네트워크에서 동작시킬 때, ACLR 곡선(114)의 모든 부분들은 -33 dBc 미만이 되어야 한다(즉, 곡선(114)은 도 4의 그래프의 점선(110) 아래에 놓여야 한다). 그 밖의 다른 캐리어들은 보다 엄격하거나 혹은 보다 완화된 명세를 부과할 수 있다. 또한, 디바이스 제조자는 서로 다른 규격들을 부과하도록 결정할 수 있다. 예를 들면, 디바이스 제조자는, 점선(112)으로 표시된 바와 같이 -40 dBc의 자가 부과된(self-imposed) ACLR 명세를 구성할 수 있다. 디바이스 제조자는, 디바이스(10) 등의 디 바이스들의 사용자들이 더 높은 품질의 신호들을 제공받게 되는 것을 보장하고 디바이스(10)에서의 제조 변동을 허용하기 위해 캐리어보다 더 엄격한 ACLR 명세를 부과할 수 있다.
도 4의 예에서 나타내는 바와 같이, 주파수 fe와 같은 일부 주파수들은 특히 양호한 인접 채널 누설 비와 연관되어 있으며, 반면에 주파수 fh와 같은 다른 주파수들은 상대적으로 더 열악한 인접 채널 누설 비와 연관되어 있다. 라인들(116, 118)에 의해 표시되어 있는 바와 같이, 주파수 fh에서보다 주파수 fe에서 보다 큰 동작 마진이 존재한다. 주파수 fe에서 이용가능한 추가의 오버헤드로 인해, 디바이스(10)가 주파수 fe에서의 채널로 무선 주파수 신호를 송신할 때 전력 증폭기 회로(56)에 대한 파워 서플라이 전압 Vcc를 감소시키는 것이 가능하게 된다. 주파수 fh에서 이용가능한 오버헤드가 더 적기 때문에, fh에 대해서는 거의 감소가 행해지지 않거나 전혀 감소가 행해지지 않을 수 있다. 전력 증폭기 회로(56)를 주파수 fh에서 비교적 높은 Vcc 값으로 동작시킴으로써, 전력 증폭기 회로(56)의 선형성이 최대화되어서, 디바이스(10)가 fh에서 그 최선의 가능한 ACLR 값을 생성하는 것을 도울 수 있다. 주파수 fe에서 이용되는 감소된 Vcc의 값은 주파수 fe에서의 파워 서플라이 회로(56)의 선형성을 약간 감소시킬 수 있어서, 파워 서플라이 회로(56)가 더 큰 인접 채널 누설을 나타내게 할 수 있다. 그 후, 이는 주파수 fe에서의 ACLR 값이 증가하게 하여, 동작 마진(116)을 다 써버리게 할 것이다. 이러한 방식으로 마진(116)을 사용하는 것은, 주파수 fe에서의 Vcc 값이 감소될 수 있게 해주어서, 전력을 절약하게 된다.
원할 경우, 송수신기 회로(54)로부터의 출력 전력(Pin)은, 출력 전력의 주파수 의존 변동을 보상하도록 조정될 수 있다. 스토리지 및 프로세싱 회로(12)는, 제어 신호들을 제어 경로(88)(도 2)에 제공함으로써 이들 조정을 행할 수 있다.
특정 일정한 출력 전압 Pout-desired가 전력 증폭기들(56)(및 안테나들(52))의 출력에서 생성되는 것을 보장하기 위해, Pin이 주파수의 함수로서 어떻게 조정될 수 있는지를 나타내는 그래프가 도 5에 도시되어 있다. 도 5의 그래프가 나타내는 바와 같이, 소정의 통신 대역(주파수 f1에서 주파수 f2까지의 범위)이, 전력 증폭기 회로(56)가 비교적 낮은 이득 Ga에 의해 특징지워지는 주파수 fa 등의 어떤 주파수를 가질 수 있어서, 송수신기 회로들(54)의 출력에서 비교적 큰 Pin 값이 필요하게 된다. 동일한 대역 내에서의 다른 주파수들, 예를 들면 주파수 fb에서, 전력 증폭기 회로(56)는, 상대적으로 더 큰 이득 Gb에 의해 특징지워져서, 비교적 작은 Pin 값이 송수신기 회로들(54)의 출력에 제공될 수 있게 한다. 양쪽 모두의 상황에서, Pin 및 증폭기 이득의 결합은 동일한 출력 전력 레벨(Pout-desired)을 발생시킨다.
과도한 ACLR 오버헤드를 이용하기 위해 주파수의 함수로서 선택적으로 행해질 수 있는 동작 전압 Vcc의 감소는, 주파수 의존형 파워 서플라이 전압 오프셋 데이터의 형태로 소정의 디바이스(10) 내에 저장될 수 있다. 일반적인 파워 서플라이 전압 오프셋 곡선이 도 6에 도시되어 있다. 도 6의 예에 도시된 바와 같이, 파워 서플라이 전압 Vcc를 상당히 감소시킬 수 있는 특정 주파수들이 존재할 수 있으며, 요구되는 ACLR 값들과 같은 요구되는 성능 표준을 여전히 만족시키면서 전력 증폭기 회로(56)에 대한 Vcc의 감소가 거의 가능하지 않거나 전혀 가능하지 않은 특정 주파수들이 존재할 수 있다. ACLR 명세를 만족시키면서 가능한 Vcc 감소의 크기는 주파수에 따라 달라지기 때문에, Vcc 감소는 오프셋 곡선 혹은 테이블을 형성한다. 이 오프셋 데이터는 디바이스(10) 내의 메모리(예를 들면, 스토리지 및 프로세싱 회로(12))에 저장될 수 있어서, 디바이스(10)는 통상의 동작 동안 적절한 Vcc 조정을 행할 수 있다.
임의의 적절한 환경에서 디바이스(10)에 대한 특성화 측정(characterizing measurements)이 행해질 수 있다. 하나의 적절한 구성에서, 실험 테스팅(laboratory testing) 동안 몇몇 특성화 측정이 행해진다. 그 후, 이들 특성화 측정은, 제조되는 모든 디바이스들(10) 내에 저장될 수 있다. 원할 경우, 추가의 특성화 측정이 (예를 들면, 공장에서의 테스팅 및 캘리브레이션 프로세스의 일부로서) 제조 동안 행해질 수 있다. 그 밖의 다른 특성화 및 캘리브레이션 동작도 또한 원할 경우 수행될 수 있다.
무선 주파수 캘리브레이션이 임의의 적절한 테스트 및 측정 장비를 이용하여 수행될 수 있다. 이용될 수 있는 예시적인 장비가 도 7에 도시되어 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 테스트 장비(122)를 포함하는 시스템(120) 등의 시스템들을 이용하여 전자 디바이스(10)가 특성화될 수 있다. 장비(122)는, 스펙트럼 분석기 장비, 전력 계량기 장비 등과 같은 무선 주파수 측정 장비를 포함할 수 있다. 장비(122)는, 경로(124)와 같은 무선 주파수 송신 라인 경로를 이용하여 디바이스(10) 내의 안테나 커넥터에 연결될 수 있다. 디바이스(10) 내의 무선 주파수 커 넥터는, 예를 들면, 안테나(62)와 전력 증폭기 회로(56)의 출력 사이에 위치할 수 있다. 송신 라인(124)은 예를 들면 동축 케이블일 수 있다. 경로(126)와 같은 경로들은 디바이스(10)와 외부 장비 사이에 형성될 수 있다. 테스팅에 이어서, 테스트 장비(122) 혹은 그 밖의 다른 적절한 장비가 경로(126)와 같은 경로들을 이용하여 캘리브레이션 정보를 디바이스(10)에 로딩할 수 있다. 캘리브레이션 데이터는, 레지스터 세팅, 펌웨어, 운영 체제의 일부, 디바이스 드라이버들, 혹은 그 밖의 다른 임의의 적절한 데이터의 형태로 제공될 수 있다. 원할 경우, 캘리브레이션 설정의 일부는 (예를 들어, 디바이스(10)에 로딩되는 초기 소프트웨어의 일부로서) 하나의 기술을 이용하여 제공될 수 있으며, 반면에 추가의 캘리브레이션 설정은 (예를 들어, 제조 프로세스의 일부로서 행해지는, 테스트 측정에 이어지는 보정 데이터의 로딩에 의해) 다른 기술을 이용하여 디바이스(10)에 제공될 수 있다.
도 6의 전압 오프셋 곡선에 의해 표시되는 데이터 등의 파워 서플라이 전압 오프셋 데이터를 수집하도록 행해질 수 있는 예시적인 단계들의 플로우차트가 도 8에 도시되어 있다. 도 8에 도시된 유형의 동작은 임의의 적절한 시간에 행해질 수 있다. 예를 들면, 도 8의 플로우차트의 특성화 측정은, 하나 이상의 대표적인 디바이스들(10)이 먼저 실험실에서 특성화될 때 초기 캘리브레이션 동작의 일부로서 행해질 수 있다. 도 8에 도시된 유형의 측정은 또한, 원할 경우, 제조 환경에서 수행될 수 있다.
단계 128에서, 도 7의 시스템(120)과 같은 측정 시스템에서, 전력 증폭기 회로(56)로부터의 출력 전력 Pout은 소정의 주파수 f에서 측정될 수 있다. 출력 전 력 Pout은, 송신 라인(124)을 이용하여 디바이스(10)에 결합되는 테스트 장비(122)를 이용하여 측정될 수 있다. 단계 128에서의 측정은, 경로(86) 상의 특정 파워 서플라이 전압 Vcc에서 행해질 수 있으며, 인에이블링된 전력 증폭기 회로(56)의 특정 이득 스테이지들(70)에서 행해질 수 있다. 다양한 상이한 Pin 값들이 단계 128의 전력 출력 측정을 행하는 데에 이용될 수 있어서, Pout이 Pout-desired와 동일하게 되는 Pin 값을 식별하게 된다(도 5). 그 후, 무선 회로(44)의 전류 설정에 대한 데이터가 유지된다. 예를 들면, 장비(122)는, 송수신기 회로(54)의 설정(예를 들면, 경로(55) 상에서 생성된 Pin 값), 전력 증폭기들(56)의 설정(즉, 어떤 스테이지들이 인에이블링되는지), 파워 서플라이 회로(78)에 의해 생성되는 파워 서플라이 전압 Vcc, 및 경로(124)를 통해 장비(122)에 의해 측정되는 결과적인 Pout 값과 관련된 정보로 데이타베이스 테이블 혹은 다른 데이터 구조를 파퓰레이팅할 수 있다.
단계 130에서, 동일한 주파수 f에서, 장비(122)는, 디바이스의 인접 채널 누설 비의 측정 등의 특성화 측정을 행하는 데에 이용될 수 있다. 성능 측정치(예를 들면, 주파수 f, 파워 서플라이 전압 Vcc, 및 입력 전력 Pin에 대한 측정된 ACLR 값)는, 테스트 장비(122)에 의해 수집되는 측정 결과 데이터의 일부로서 저장될 수 있다.
단계 132에서, 측정을 수행하기 위한, 현재의 대역에서의 새로운 주파수가 선택될 수 있다. 라인(134)에 의해 표시된 바와 같이, 그 후 처리는 단계 128로 루프 백(loop back)될 수 있다. 현재의 통신 대역 내의 모든 주파수들 f가 전력 증폭기 파워 서플라이 전압 Vcc의 소정의 값에서 측정된 후, 새로운 Vcc 값이 선택될 수 있다(단계 136). 그 후, 처리는, 라인(138)에 의해 표시된 바와 같이, 다시 단계 128로 루프 백될 수 있다.
루프들(134, 138)의 동작은, 테스트 장비(122)가, 요구되는 출력 전력(Pout-desired)을 생성하는 동안 각 주파수 f에서 전력 증폭기 회로(56)에 전력을 공급하는 데에 이용될 수 있는 최소 파워 서플라이 전압 Vcc를 결정할 수 있게 해준다. 예를 들어, Pout-desired의 값이 24dBm인 경우, 루프들(134, 138)의 동작은, 각 주파수 f에서 24 dBm의 Pout 값을 생성할 이들 Pin 값들과 Vcc 값들의 식별을 가능하게 해준다. 소정의 전압 Vcc에서, 가장 큰 이용가능 Pin 설정에서도 Pout-desired를 생성하는 것이 가능하지 않은 경우, 테스트 장비(122)는, 성공적으로 Pout-desired를 생성하는 데에 필요한 최소 Vcc 값을 나타내는 데이터를 저장할 수 있다.
원하는 모든 전압 Vcc가 현재의 통신 대역에 대해 커버되었고 대응 데이터가 장비(122)에 의해 수집되어 저장된 후, 처리는 단계 410으로 진행될 수 있다. 단계 140 동안, 테스트 장비(122)는 원하는 추가의 통신 대역을 선택할 수 있다. 예를 들면, 850MHz 대역이 커버된 경우, 처리는 900MHz 대역으로 진행될 수 있다. 850 MHz 및 900 MHz 대역들이 커버된 경우, 처리는 1800 MHz 대역 등으로 진행될 수 있다. 원하는 다음 대역을 선택한 후, 처리는 라인(142)에 의해 표시된 바와 같이 단계 128로 루프 백될 수 있다.
디바이스(10)에 대한 모든 통신 대역들이 커버된 후, 도 6의 데이터와 같은 파워 서플라이 전압 오프셋 특성이 계산될 수 있다(단계 144). 단계 144 동안, 테스트 장비(122) 혹은 그 밖의 다른 적절한 컴퓨팅 장비가, 테스트 장비(122)에 의해 수집된 데이터(즉, 단계들 128 및 130 동안 수집 및 저장된 데이터)를 분석할 수 있다. 이 데이터는, 요구되는 ACLR 값들과 같은 성능 규격을 만족시키면서, Pout-desired를 성공적으로 생성하기 위해 각 주파수에서 사용될 수 있는 최소 가능 전력 증폭기 서플라이 전압 레벨(Vcc)을 식별하는 정보를 포함한다.
단계 144의 분석은, 특정 주파수(예를 들면, 도 4의 주파수 fe)에서, Vcc를 실질적으로 감소시키기 위한 충분한 ACLR 동작 마진이 존재하는 것을 결정할 수 있다. 이 주파수에서 Pout-desired를 생성하는 데에 이용될 수 있는 최소 Vcc 값은, 공칭 동작 전압(예를 들면, 3.4 볼트)보다 작을 수 있다. 따라서, 전력 증폭기 회로(56)에 전력을 공급하기 위한 공칭 동작 전압과 최소 Vcc 값(예를 들면, -0.5 볼트) 사이의 차이는, (이 예에서) 주파수 fe에서의 오프셋 전압 값을 나타낼 것이다. 도 4의 주파수 fh와 같은 다른 주파수들에서는, 단계 144의 분석은, 여전히 Pout-desired 및 ACLR 요건을 만족시키면서, Vcc가 그 공칭 동작 전압(예를 들면, 3.4볼트) 아래로 감소될 수 없음을 결정할 수 있다. 이러한 상황에서, 오프셋 전압은 제로로 될 것이다(예를 들면, 주파수 fh에서의 오프셋 전압은 0볼트가 될 것이다). 그 밖의 다른 주파수들은 중간 Vcc 오프셋 값들을 가질 것이다.
단계 144에서 생성되는 Vcc 오프셋 데이터는, 최소 출력 전력 및 ACLR 성능 제약사항을 여전히 만족시키면서 전력 소모를 최소화하기 위해 디바이스(10)의 동작의 각 주파수에 대해 행해질 수 있는 파워 서플라이 전압 크기 감소에 대한 정보 를 나타낸다. 이 정보는 임의의 적절한 구성을 이용하여 디바이스들(10)에 제공될 수 있다. 예를 들면, 디바이스들(10)이, 하드웨어 설정, 혹은 그 밖의 임의의 적절한 구성을 이용하여 소프트웨어 업데이트의 일부로서, 제조 동안 소프트웨어와 함께 초기에 로딩되면, 전압 오프셋 설정이 디바이스들(10) 내에 저장될 수 있다. 원할 경우, 이와 동일한 전압 오프셋 데이터가, 제조되는 디바이스들(10) 각각 내에 저장될 수 있다. 이러한 유형의 시나리오에서, 전압 오프셋 데이터는, 파워 서플라이(78)에 대한 전체 파워 서플라이 전압 감소 설정을 나타낸다. 도 3의 데이터와 같은, 파워 서플라이 전압 대 요구되는 출력 전력 특성이 또한, 파워 서플라이(78)의 제어에 이용하기 위해 각 디바이스 내에 저장될 수 있다.
이들과 같은 전체 설정은, 특정 디바이스(10)에 대해 특정되지 않는다. 제조 동안, 각 디바이스(10)를 개별적으로 캘리브레이팅하는 것이 바람직할 수 있다. 전체 특성화 측정을 수행하고 개별적인 특성화 측정을 수행하는 데에 동일한 테스트 장비가 이용될 수 있으며, 혹은 개별적인 테스트 시스템들이 이용될 수도 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 유형의 적절한 전압 대 출력 전력 곡선들을 확정하는 데에 이용되며, 도 6의 전압 오프셋 곡선과 연관되어 기술된 유형의 파워 서플라이 전압 대 주파수 데이터를 생성하는 데에 이용되는 전체 특성화 측정치는 (예를 들어, 설계 환경 내에서) 하나의 특성화 시스템에서 생성될 수 있으며, (예를 들어, 제조 환경 내에서) 다른 특성화 시스템을 이용한 제조 동안 추가의 캘리브레이션 측정이 행해질 수 있다. 원할 경우, 모든 특성화 측정에 대해 동일한 시스템이 또한 사용될 수 있다.
전체 및 개별 디바이스 캘리브레이션 동작을 수행하는 것과 관련된 예시적인 단계들이 도 9에 도시되어 있다.
단계 146에서, 디바이스들(10)이 다양한 요구되는 출력 전력 레벨들에서 전력 소모를 감소시킬 수 있도록 해주는데에 이용될 수 있는 전체 이득 설정 및 파워 서플라이 전압 설정을 결정하는 데에 테스트 장비가 이용될 수 있다. 예를 들면, 24dBm 출력 전력(도 3의 포인트 100)에서 디바이스를 동작시킬 때 높은 출력 전력 레벨들에서, 무선 주파수 전력 증폭기 회로에 전력을 공급할 때에 V1의 전압이 이용될 수 있으며, 그것의 이득 스테이지들(70) 모두가 인에이블링되는 "높은" 이득 모드에서 전력 증폭기 회로(56)가 동작될 수 있다. 더 낮은 출력 전력 레벨들에서, 파워 서플라이 전압 Vcc 및/또는 전력 증폭기 회로(56)에서 인에이블링되는 이득 스테이지들의 수는, 도 3과 관련하여 설명한 바와 같이, 감소(scale back)될 수 있다.
도 3의 파워 서플라이 전압 대 출력 전력 특성은 모든 동작 주파수들에 대해 동일하다. 단계 148에서, 무선 회로(44)의 주파수 의존성은, 도 8과 관련하여 설명된 유형들의 측정 및 계산을 수행함으로써 특성화될 수 있다. 특히, 단계 148 동안, 파워 서플라이 전압 Vcc에 행해질 수 있는 추가의(오프셋) 변화가 각 원하는 동작 주파수마다 확정될 수 있다.
단계들 146 및 148 동안 획득되는 전체 특성화 데이터가, 제조 동안 혹은 그 밖의 다른 적절한 시점에서 디바이스들(10)에 로딩될 수 있다(단계 150).
단계 152에서, 개별적인 특성화 측정이 행해질 수 있다. 이들 특성화 측정 이 행해질 때, 각 디바이스(10)는 그 스토리지 및 프로세싱 회로(12)를 이용하여, 도 3의 Vcc 및 이득 대 출력 전력 특성 및 도 6의 Vcc 대 주파수 특성에 기초하여(서로 다른 출력 전력들에 대한 적절한 스케일링을 이용하여) 제어 알고리즘을 구현할 수 있다. 단계 152의 캘리브레이션 측정은, 곡선들의 페밀리(family of curves)(이들 각각은 서로 다른 출력 전력 값에 대응함)를 생성하는 데에 이용될 수 있다. 예를 들면, Pout-desired는 1dB 스텝으로 24dBm에서 -50dBm까지 감소될 수 있다. 각 Pout-desired 설정마다, 현재의 Pout-desired 값을 생성하기 위한 요구되는 Pin 값이 측정될 수 있는 동안, 동작 주파수 f가 스윕될 수 있다(swept). 따라서, 단계 152의 특성화 동작은 다양한 개별적 Pout 설정에 대한 Pin의 페밀리 대 주파수 곡선들을 생성하도록 기능할 수 있다. 원할 경우, 캘리브레이션 데이터가 수집되어, 서로 다른 포맷들(예를 들면, 서로 다른 사이즈들의 스텝들을 이용하거나, 서로 다른 변수의 스윕(sweep)을 수행하거나 하여 반 연속적으로(semi-continuously))로 표현되는 특성화 동작이 수행될 수 있다.
단계 152 동안 수집되는 디바이스 특정 캘리브레이션 정보는 단계 154에서 대응 디바이스(10) 내에 저장될 수 있다. 예를 들면, 도 7의 데이터 경로(126) 혹은 그 밖의 다른 적절한 통신 경로 등의 경로가, Pin 값들이 각 주파수에 대해 송수신기 회로(54)에 의해 생성되어야 하는 정보를 디바이스(10) 내의 스토리지 내에 저장하는 데에 이용될 수 있다. 동작 동안, 이 정보는, 회로(44)에 대한 적절한 동작 파라미터들을 선택하기 위해 이전에 저장된 캘리브레이션 결과로부터의 특정 Vcc 설정 및 이득 설정에 대해 디바이스(10) 내에 이전에 저장된 정보와 결부하여 디바이스(10)에 의해 이용될 수 있다.
단계 154의 디바이스 특정 캘리브레이션 동작을 수행한 후, 디바이스(10)는 사용자에게 쉬핑(shipping)될 수 있으며 통신하는 데에 이용될 수 있다. 예를 들면, 사용자는 디바이스(10)를 이용하여 셀룰라 전화 호출을 행하고 셀룰라 전화 비음성(non-voice) 데이터를 전송 및 수신할 수 있다(단계 156). 동작 동안, 디바이스(10)는, 단계들 146, 148 및 152에서 획득된 캘리브레이션 설정을 이용할 수 있다. 특히, 디바이스(10)는, 요구되는 출력 전력에 기초하여 도 3에 도시된 유형의 곡선들 상의 적절한 동작 포인트를 선택함으로써, 어떤 파워 서플라이 전압 Vcc가 이용될지를 선택하고, 증폭기 회로(56) 내의 어떤 이득 스테이지들이 턴 온될지를 선택할 수 있다. 파워 서플라이 전압 대 주파수 특성은 또한, 도 6과 관련하여 설명한 바와 같이, 무선 회로(44)의 동작을 제어하는 데에 이용될 수 있다.
원할 경우, 디바이스(10)에 의해 이용되는 오프셋-전압 대 주파수 특성은, 더 낮은 Pout 설정에서의 주파수의 함수로서 Vcc를 과도하게 조정하는 것을 방지하도록 더 낮은 출력 전력에서 축소될 수 있다. 예를 들면, 디바이스(10)의 오프셋 전압 대 주파수 특성은, 높은 전력들(예를 들면, 24dBm의 출력 전력들)에서 완전하게(fully) 이용될 수 있지만, 더 낮은 전력들에서 점차적으로 단계적으로 제거(phase out)될 수 있다. 이 단계적 제거 프로세스는 점진적으로 구현될 수 있으며, 이에 따라 특정 낮은 출력 전력 값(예를 들면, 16dBm)에 도달하면, 전압 오프셋 대 주파수 특성은 완전히 단계적으로 제거되며 더 이상 영향을 미치지 않는다(예를 들면, 16dBm 미만의 출력 전력에서 행해지는 Vcc 조정에 대한 주파수 성분이 존재하지 않는다).
일 실시예에 따르면, 휴대용 전자 디바이스로부터 무선으로 송신되는, 소정의 동작 주파수의 무선 주파수 신호들을 증폭하는 무선 주파수 전력 증폭기, 조정가능 파워 서플라이 전압을 무선 주파수 전력 증폭기에 공급하는 조정가능 파워 서플라이 회로, 및 소정의 동작 주파수에 적어도 부분적으로 기초하여, 무선 주파수 전력 증폭기에 대한, 조정가능 파워 서플라이 회로에 의해 공급되는 조정가능 파워 서플라이 전압을 조정하는 스토리지 및 프로세싱 회로를 포함하는 휴대용 전자 디바이스 상의 회로가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 증폭된 무선 주파수 신호들은 출력 전력에서 무선 주파수 전력 증폭기로부터 출력되며, 스토리지 및 프로세싱 회로는, 소정의 동작 주파수의 함수 및 출력 전력의 함수로서 조정가능 파워 서플라이 회로를 이용하여 조정가능 파워 서플라이 전압에 행해지는 조정을 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성되는, 회로가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 소정의 입력 전력에서 무선 주파수 전력 증폭기의 입력에 무선 주파수 신호들을 공급하는 송수신기 회로를 더 포함하는 회로가 제공되며, 스토리지 및 프로세싱 회로는, 소정의 입력 전력이, 소정의 동작 주파수의 함수로서 송수신기 회로에 의해 어떻게 조정되는지를 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 무선 주파수 전력 증폭기는 다수의 이득 스테이지들에 의해 제공되는 관련 이득을 가지며, 스토리지 및 프로세싱 회로는, 출력 전력의 원하는 값들의 함수로서 이득 스테이지들을 선택적으로 인에이블링함으로써 이득이 어떻게 조정되는지를 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성되는, 회로가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 무선 주파수 전력 증폭기는 다수의 이득 스테이지들에 의해 제공되는 관련 이득을 가지며, 스토리지 및 프로세싱 회로는, 출력 전력의 원하는 값들의 함수로서 이득 스테이지들을 선택적으로 인에이블링함으로써 이득이 어떻게 조정되는지를 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성되는, 회로가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 소정의 입력 전력에서 무선 주파수 전력 증폭기의 입력에 무선 주파수 신호들을 공급하는 송수신기 회로를 더 포함하는 회로가 제공되며, 스토리지 및 프로세싱 회로는, 소정의 동작 주파수의 함수로서 송수신기 회로에 의해 소정의 입력 전력이 어떻게 조정될 것인지를 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 안테나, 무선 주파수 전력 증폭기, 및 무선 주파수 전력 증폭기에 조정가능 파워 서플라이 전압을 공급하는 조정가능 파워 서플라이를 갖는 무선 전자 디바이스를 동작시키기 위한 방법이 제공되며, 이 방법은, 무선 주파수 전력 증폭기를 이용하여, 안테나를 통하여 송신될 소정의 주파수의 무선 주파수 신호들을 증폭하는 단계, 및 조정가능 파워 서플라이를 이용하여, 소정의 주파수의 함수로서 변화하는 조정가능 파워 서플라이 전압을 무선 주파수 전력 증폭기에 제공하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 무선 전자 디바이스가, 소정의 입력 전력의 무선 주파수 신호들을 무선 주파수 전력 증폭기에 공급하는 송수신기 회로를 더 포함하는 방법이 제공되며, 이 방법은, 주파수 의존 캘리브레이션 데이터(frequency-dependent calibration data)에 기초하여 송수신기 회로를 이용하여 소정의 입력 전력을 조정하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 무선 주파수 전력 증폭기가, 무선 주파수 전력 증폭기 내의 이득 스테이지들에 의해 확립된 이득 레벨을 가지는 방법이 제공되며, 이 방법은, 증폭된 무선 주파수 신호들에 대한 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 이득 레벨을 조정하도록 이득 스테이지들을 선택적으로 인에이블링하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 조정가능 파워 서플라이를 이용하여, 증폭된 무선 주파수 신호들에 대한 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 조정가능 파워 서플라이 전압을 무선 주파수 전력 증폭기에 제공하는 단계를 더 포함하는 방법이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 무선 전자 디바이스가, 소정의 입력 전력의 무선 주파수 신호들을 무선 주파수 전력 증폭기에 공급하는 송수신기 회로를 더 포함하는 방법이 제공되며, 이 방법은, 주파수 의존 캘리브레이션 데이터에 기초하여 송수신기 회로를 이용하여 소정의 입력 전력을 조정하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 무선 주파수 전력 증폭기가, 무선 주파수 전력 증폭기 내의 이득 스테이지들에 의해 확립된 이득 레벨을 가지는 방법이 제공되며, 이 방법은, 증폭된 무선 주파수 신호들에 대한 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 이득 레벨을 조정하도록 이득 스테이지들을 선택적으로 인에이블링하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 안테나, 안테나를 통하여 휴대용 전자 디바이스로부터 송신되는 소정의 동작 주파수의 무선 주파수 신호들을 증폭하는 무선 주파수 전력 증폭기, 조정가능 파워 서플라이 전압을 무선 주파수 전력 증폭기에 공급하는 조정가능 파워 서플라이 회로, 및 소정의 동작 주파수의 함수로서 조정가능 파워 서플라이 회로에 의해 무선 주파수 전력 증폭기에 공급되는 조정가능 파워 서플라이 전압을 조정하는 스토리지 및 프로세싱 회로를 포함하는 휴대용 전자 디바이스가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 증폭된 무선 주파수 신호들이, 인접 채널 누설 비 요건에 영향을 받는 통신 대역에서 출력 전력에서 무선 주파수 전력 증폭기로부터 출력되며, 스토리지 및 프로세싱 회로가, 인접 채널 누설 비 요건을 만족시키면서 전력을 절약하기 위해 소정의 동작 주파수의 함수로서 조정가능 파워 서플라이 전압에 행해지는 조정을 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성되는 휴대용 전자 디바이스가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 증폭된 무선 주파수 신호들이, 출력 전력에서 무선 주파수 전력 증폭기로부터 출력되며, 스토리지 및 프로세싱 회로가, 소정의 동작 주파수의 함수 및 출력 전력의 함수로서 조정가능 파워 서플라이 전압에 행해지는 조정을 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성되는 휴대용 전자 디바이 스가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 소정의 입력 전력에서 무선 주파수 전력 증폭기의 입력에 무선 주파수 신호들을 공급하는 송수신기 회로를 더 포함하는 휴대용 전자 디바이스가 제공되며, 스토리지 및 프로세싱 회로는, 소정의 통신 대역 내의 모든 주파수들에 대한, 무선 주파수 전력 증폭기로부터의 원하는 출력 전력을 생성하기 위해 소정의 동작 주파수의 함수로서 송수신기 회로에 의해 소정의 입력 전력이 어떻게 조정될 것인지를 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 소정의 입력 전력에서 무선 주파수 전력 증폭기의 입력에 무선 주파수 신호들을 공급하는 송수신기 회로를 더 포함하는 휴대용 전자 디바이스가 제공되며, 스토리지 및 프로세싱 회로는, 소정의 동작 주파수의 함수로서 송수신기 회로에 의해 소정의 입력 전력이 어떻게 조정될지를 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 증폭된 무선 주파수 신호들이, 인접 채널 누설 비 요건에 영향을 받는 통신 대역에서 출력 전력에서 무선 주파수 전력 증폭기로부터 출력되며, 스토리지 및 프로세싱 회로는, 인접 채널 누설 비 요건을 만족시키면서 전력을 절약하기 위해 소정의 동작 주파수의 함수로서 조정가능 파워 서플라이 전압에 행해지는 조정을 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성되는 휴대용 전자 디바이스가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 증폭된 무선 주파수 신호들이, 출력 전력에서 무선 주파수 전력 증폭기로부터 출력되며, 스토리지 및 프로세싱 회로가, 소정의 동작 주파수의 함수 및 출력 전력의 함수로서 조정가능 파워 서플라이 전압에 행해지는 조정을 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성되는 휴대용 전자 디바이스가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 소정의 입력 전력에서 무선 주파수 전력 증폭기의 입력에 무선 주파수 신호들을 공급하는 송수신기 회로를 더 포함하는 휴대용 전자 디바이스가 제공되며, 스토리지 및 프로세싱 회로는, 소정의 동작 주파수의 함수로서 송수신기 회로에 의해 소정의 입력 전력이 어떻게 조정될지를 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하고, 인접 채널 누설 비 요건을 만족시키면서 전력을 절약하기 위해 소정의 동작 주파수의 함수로서 조정가능 파워 서플라이 전압에 행해지는 조정을 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하고, 전력 증폭기 회로로부터의 요구되는 출력 전력 레벨들에 기초하여 전력을 절약하기 위해 전력 증폭기에 대한 파워 서플라이 전압에 대한 조정 및 이득 모드 조정을 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성된다.
상술한 설명은 본 발명의 원리의 단지 예시일뿐이며, 본 발명의 범주 및 정신으로부터 벗어나지 않고 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경이 행해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 기능을 갖는 무선 통신 회로를 갖는 예시적인 전자 디바이스를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 회로 전력 관리 기능을 갖는 전자 디바이스에서 이용될 수 있는 예시적인 무선 통신 회로의 회로도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 양의 무선 주파수 출력 전력을 공급할 때 조정가능 파워 서플라이 회로가 무선 주파수 전력 증폭기에 상이한 파워 서플라이 전압들을 어떻게 제공할 수 있는지와, 상이한 전력 증폭기 이득 설정이 어떻게 이용될 수 있는지를 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 회로를 이용하여 인접 채널 누설 비 특성이 전자 디바이스들 내에서 송신기 주파수의 함수로서 어떻게 변화될 수 있는지를 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 전자 디바이스 내의 무선 주파수 송신기 전력 증폭기를 이용하여 원하는 출력 전력을 생성하는 데에 필요한 입력 전력량이 주파수의 함수로서 어떻게 변화될 수 있는지를 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 전자 디바이스를 동작시키는 데에 이용될 수 있는 예시적인 무선 주파수 전력 증폭기 파워 서플라이 전압 오프셋 곡선을 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따라 전자 디바이스들에 대한 무선 주파수 성능을 측정하는 데에 이용될 수 있는 예시적인 특성화 장비를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 휴대용 전자 디바이스에 대한 무선 통신 회로 내의 무선 주파수 전력 증폭기를 동작시키는 데에 이용하기 위한 파워 서플라이 전압 오프셋 데이터를 획득하는 것과 관련된 예시적인 단계들에 대한 플로우차트.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 기능을 갖는 휴대용 전자 디바이스를 캘리브레이팅하고 사용하는 것과 관련된 예시적인 단계들에 대한 플로우차트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 전자 디바이스
12 : 스토리지 및 프로세싱 회로
14 : 배터리
16 : 입력 및 출력 디바이스들
18 : 무선 통신 회로

Claims (20)

  1. 휴대용 전자 디바이스 상의 회로로서,
    상기 휴대용 전자 디바이스로부터 무선으로 송신되는, 소정의 동작 주파수의 무선 주파수 신호들을 증폭하는 무선 주파수 전력 증폭기;
    조정가능 파워 서플라이 전압을 상기 무선 주파수 전력 증폭기에 공급하는 조정가능 파워 서플라이 회로; 및
    상기 소정의 동작 주파수에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 조정가능 파워 서플라이 회로에 의해 상기 무선 주파수 전력 증폭기에 공급되는 상기 조정가능 파워 서플라이 전압을 조정하는 스토리지 및 프로세싱 회로
    를 포함하는 휴대용 전자 디바이스 상의 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증폭된 무선 주파수 신호들은 출력 전력에서 상기 무선 주파수 전력 증폭기로부터 출력되며, 상기 스토리지 및 프로세싱 회로는, 상기 소정의 동작 주파수의 함수 및 상기 출력 전력의 함수로서 상기 조정가능 파워 서플라이 회로를 이용하여 상기 조정가능 파워 서플라이 전압에 행해지는 조정을 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성되는, 휴대용 전자 디바이스 상의 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    소정의 입력 전력에서 상기 무선 주파수 전력 증폭기의 입력에 상기 무선 주파수 신호들을 공급하는 송수신기 회로를 더 포함하며, 상기 스토리지 및 프로세싱 회로는, 상기 소정의 입력 전력이, 상기 소정의 동작 주파수의 함수로서 상기 송수신기 회로에 의해 어떻게 조정되는지를 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성되는, 휴대용 전자 디바이스 상의 회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 무선 주파수 전력 증폭기는 다수의 이득 스테이지들에 의해 제공되는 관련 이득을 가지며, 상기 스토리지 및 프로세싱 회로는, 상기 출력 전력의 원하는 값들의 함수로서 상기 이득 스테이지들을 선택적으로 인에이블링함으로써 상기 이득이 어떻게 조정되는지를 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성되는, 휴대용 전자 디바이스 상의 회로.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 무선 주파수 전력 증폭기는 다수의 이득 스테이지들에 의해 제공되는 관련 이득을 가지며, 상기 스토리지 및 프로세싱 회로는, 상기 출력 전력의 원하는 값들의 함수로서 상기 이득 스테이지들을 선택적으로 인에이블링함으로써 상기 이득이 어떻게 조정되는지를 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성되는, 휴대용 전자 디바이스 상의 회로.
  6. 제1항에 있어서,
    소정의 입력 전력에서 상기 무선 주파수 전력 증폭기의 입력에 상기 무선 주파수 신호들을 공급하는 송수신기 회로를 더 포함하며, 상기 스토리지 및 프로세싱 회로는, 상기 소정의 동작 주파수의 함수로서 상기 송수신기 회로에 의해 상기 소정의 입력 전력이 어떻게 조정될 것인지를 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성되는, 휴대용 전자 디바이스 상의 회로.
  7. 적어도 하나의 안테나, 무선 주파수 전력 증폭기, 및 상기 무선 주파수 전력 증폭기에 조정가능 파워 서플라이 전압을 공급하는 조정가능 파워 서플라이를 갖는 무선 전자 디바이스를 동작시키기 위한 방법으로서,
    상기 무선 주파수 전력 증폭기를 이용하여, 상기 안테나를 통하여 송신될 소정의 주파수의 무선 주파수 신호들을 증폭하는 단계; 및
    상기 조정가능 파워 서플라이를 이용하여, 상기 소정의 주파수의 함수로서 변화하는 조정가능 파워 서플라이 전압을 상기 무선 주파수 전력 증폭기에 제공하는 단계
    를 포함하는 무선 전자 디바이스 동작 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 무선 전자 디바이스는, 소정의 입력 전력의 무선 주파수 신호들을 상기 무선 주파수 전력 증폭기에 공급하는 송수신기 회로를 더 포함하며,
    상기 방법은,
    주파수 의존 캘리브레이션 데이터(frequency-dependent calibration data)에 기초하여 상기 송수신기 회로를 이용하여 상기 소정의 입력 전력을 조정하는 단계를 더 포함하는 무선 전자 디바이스 동작 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 무선 주파수 전력 증폭기는, 상기 무선 주파수 전력 증폭기 내의 이득 스테이지들에 의해 확립된 이득 레벨을 가지며,
    상기 방법은,
    상기 증폭된 무선 주파수 신호들에 대한 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 이득 레벨을 조정하도록 상기 이득 스테이지들을 선택적으로 인에이블링하는 단계를 더 포함하는 무선 전자 디바이스 동작 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 조정가능 파워 서플라이를 이용하여, 상기 증폭된 무선 주파수 신호들에 대한 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 조정가능 파워 서플라이 전압을 상기 무선 주파수 전력 증폭기에 제공하는 단계를 더 포함하는 무선 전자 디바이스 동작 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 무선 전자 디바이스는, 소정의 입력 전력에서 상기 무선 주파수 신호들을 상기 무선 주파수 전력 증폭기에 공급하는 송수신기 회로를 더 포함하며,
    상기 방법은,
    주파수 의존 캘리브레이션 데이터에 기초하여 상기 송수신기 회로를 이용하여 상기 소정의 입력 전력을 조정하는 단계를 더 포함하는 무선 전자 디바이스 동작 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 무선 주파수 전력 증폭기는, 상기 무선 주파수 전력 증폭기 내의 이득 스테이지들에 의해 확립된 이득 레벨을 가지며,
    상기 방법은,
    상기 증폭된 무선 주파수 신호들에 대한 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 이득 레벨을 조정하도록 상기 이득 스테이지들을 선택적으로 인에이블링하는 단계를 더 포함하는 무선 전자 디바이스 동작 방법.
  13. 휴대용 전자 디바이스로서,
    안테나;
    상기 안테나를 통하여 상기 휴대용 전자 디바이스로부터 송신되는 소정의 동작 주파수의 무선 주파수 신호들을 증폭하는 무선 주파수 전력 증폭기;
    조정가능 파워 서플라이 전압을 상기 무선 주파수 전력 증폭기에 공급하는 조정가능 파워 서플라이 회로; 및
    상기 소정의 동작 주파수의 함수로서 상기 조정가능 파워 서플라이 회로에 의해 상기 무선 주파수 전력 증폭기에 공급되는 상기 조정가능 파워 서플라이 전압을 조정하는 스토리지 및 프로세싱 회로
    를 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 증폭된 무선 주파수 신호들은, 인접 채널 누설 비(adjacent channel leakage ratio) 요건에 영향을 받는 통신 대역에서 출력 전력에서 상기 무선 주파수 전력 증폭기로부터 출력되며, 상기 스토리지 및 프로세싱 회로는, 상기 인접 채널 누설 비 요건을 만족시키면서 전력을 절약하기 위해 상기 소정의 동작 주파수의 함수로서 상기 조정가능 파워 서플라이 전압에 행해지는 조정을 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성되는 휴대용 전자 디바이스.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 증폭된 무선 주파수 신호들은, 출력 전력에서 상기 무선 주파수 전력 증폭기로부터 출력되며, 상기 스토리지 및 프로세싱 회로는, 상기 소정의 동작 주파수의 함수 및 상기 출력 전력의 함수로서 상기 조정가능 파워 서플라이 전압에 행해지는 조정을 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성되는 휴대용 전자 디바이스.
  16. 제15항에 있어서,
    소정의 입력 전력에서 상기 무선 주파수 전력 증폭기의 입력에 상기 무선 주파수 신호들을 공급하는 송수신기 회로를 더 포함하며, 상기 스토리지 및 프로세싱 회로는, 소정의 통신 대역 내의 모든 주파수들에 대한, 상기 무선 주파수 전력 증폭기로부터의 원하는 출력 전력을 생성하기 위해 상기 소정의 동작 주파수의 함수로서 상기 송수신기 회로에 의해 상기 소정의 입력 전력이 어떻게 조정될 것인지를 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성되는 휴대용 전자 디바이스.
  17. 제13항에 있어서,
    소정의 입력 전력에서 상기 무선 주파수 전력 증폭기의 입력에 상기 무선 주파수 신호들을 공급하는 송수신기 회로를 더 포함하며, 상기 스토리지 및 프로세싱 회로는, 상기 소정의 동작 주파수의 함수로서 상기 송수신기 회로에 의해 상기 소정의 입력 전력이 어떻게 조정될지를 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성되는 휴대용 전자 디바이스.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 증폭된 무선 주파수 신호들은, 인접 채널 누설 비 요건에 영향을 받는 통신 대역에서 출력 전력에서 상기 무선 주파수 전력 증폭기로부터 출력되며, 상기 스토리지 및 프로세싱 회로는, 상기 인접 채널 누설 비 요건을 만족시키면서 전력 을 절약하기 위해 상기 소정의 동작 주파수의 함수로서 상기 조정가능 파워 서플라이 전압에 행해지는 조정을 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성되는 휴대용 전자 디바이스.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 증폭된 무선 주파수 신호들은, 출력 전력에서 상기 무선 주파수 전력 증폭기로부터 출력되며, 상기 스토리지 및 프로세싱 회로는, 상기 소정의 동작 주파수의 함수 및 상기 출력 전력의 함수로서 상기 조정가능 파워 서플라이 전압에 행해지는 조정을 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성되는 휴대용 전자 디바이스.
  20. 제13항에 있어서,
    소정의 입력 전력에서 상기 무선 주파수 전력 증폭기의 입력에 상기 무선 주파수 신호들을 공급하는 송수신기 회로를 더 포함하며,
    상기 스토리지 및 프로세싱 회로는,
    상기 소정의 동작 주파수의 함수로서 상기 송수신기 회로에 의해 상기 소정의 입력 전력이 어떻게 조정될지를 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하고,
    상기 인접 채널 누설 비 요건을 만족시키면서 전력을 절약하기 위해 상기 소정의 동작 주파수의 함수로서 상기 조정가능 파워 서플라이 전압에 행해지는 조정을 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하고,
    상기 전력 증폭기 회로로부터의 요구되는 출력 전력 레벨들에 기초하여 전력을 절약하기 위해 상기 전력 증폭기에 대한 파워 서플라이 전압에 대한 조정 및 이득 모드 조정을 지정하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록
    구성되는 휴대용 전자 디바이스.
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