KR20120023680A

KR20120023680A - 파형 선형성에 기초하는 ｐａ 이득 상태 스위칭

Info

Publication number: KR20120023680A
Application number: KR1020117027729A
Authority: KR
Inventors: 수미트 버마; 비제이 케이. 첼라파; 구르칸왈 싱흐 사호타
Original assignee: 콸콤 인코포레이티드
Priority date: 2009-04-21
Filing date: 2010-04-21
Publication date: 2012-03-13
Also published as: KR101354619B1; US8275331B2; TWI440300B; US20100308909A1; CN102405595A; EP2422448B1; TW201112621A; WO2010124035A1; CN102405595B; JP2012525070A; JP5335990B2; BRPI1015406A2; EP2422448A1

Abstract

무선 통신 디바이스들의 통화 시간을 증가시키기 위해서 기존의 저가의 다중-이득 상태 전력 증폭기(PA)들의 전력 소비를 최적화하기 위한 기법들이 설명된다. 예시적인 실시예에서, 기저대역 프로세서와 같은 디바이스는 송신 신호를 최저 전력 소비 이득 상태로 증폭시키기 위한 적어도 2개의 이득 상태들을 갖는 멀티스테이지 PA를 세팅하도록 동작한다. 디바이스는 식별된 최대 전력 감소(MPR) 값의 함수로써 트랜지션 전력 레벨을 계산하고, 송신 전력 레벨이 계산된 트랜지션 전력 레벨보다 더 높을 때 PA를 더 낮은 이득 상태로부터 더 높은 이득 상태로 스위칭한다.

Description

파형 선형성에 기초하는 ＰＡ 이득 상태 스위칭{PA GAIN STATE SWITCHING BASED ON WAVEFORM LINEARITY}

본 특허 출원은 미국 특허 번호가 제61/171,299호이고, 발명의 명칭이 "WAVEFORM VARIABLE PA SWITCHPOINTS IMPLEMENTATION IN UE WITH MULTI GAIN STATE PA FOR LOW COST BATTERY LIFE OPTIMIZATION"이며, 출원일이 2009년 4월 21일이고, 본 발명의 양수인에게 양도되며, 여기에 명백하게 참조로 포함되는 미국 가출원의 우선권을 주장한다.

본 개시물은 전자 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 송신기 전력 소비의 최적화 및 이에 따른 무선 통신 디바이스들의 통화 시간에 관한 것이다.

모바일 핸드셋에서 발생되는 무선-주파수(RF) 신호들은 일반적으로 증폭되어, 핸드셋 안테나를 통해 송신되고, 수신기들로의 분배를 위해서 기지국으로 전송된다. 흔히 핸드셋들의 동작의 주파수 대역들은 주로 WCDMA(광대역 코드 분할 다중 액세스) 및 CDMA(코드 분할 다중 액세스)와 같은 다양한 모바일 표준들에 대한 450 MHz 내지 2.6 GHz의 주파수 범위 내에서 사전 결정된다.

일반적으로, 기지국에서 충분한 수신을 위한 사전 결정된 신호 강도를 유지하기 위해서, 수신 기지국으로부터 멀리 떨어져 있을 때 핸드셋은 높은 출력 전력으로 송신하도록 요구된다. 반대로, 핸드셋이 기지국에 더 근접할수록, 더 적은 송신 전력이 요구될 것이다. 핸드셋의 출력 전력은 기지국으로부터 핸드셋으로 송신되는 RF 제어 신호 내에 임베딩(embed)된 명령을 사용하여 조정된다.

핸드셋 송신 신호 및 이에 따른 RF 전력 증폭기 출력 신호는 스펙트럴 리-그로스(spectral re-growth)(선형성으로도 알려져 있음 ? 신호들 사이의 간섭을 최소화시키기 위해서 다른 주파수 채널들로의 최대 허용가능한 간섭을 명기하는 인접 채널 누설 전력비(ACLR)에 대하여 종종 측정됨)에 대한 정부 규정(government regulation)들을 충족시켜야 한다.

일부 알려져 있는 모바일 디바이스들(핸드셋들)은 항상 충분한(full) 배터리 전압에 의해 전력이 공급되는 RF 전력 증폭기들을 갖는다. RF 전력 증폭기들은 일반적으로 이러한 바이어스 조건 하에서 최대 송신 전력 레벨(예를 들어, 특정 WCDMA 모바일 핸드셋들에서 +28 dBm)에서의 선형성 규격을 충족하도록 설계된다. 통계적으로, 전력 증폭기들은 소량의 시간 동안에만 최대 선형 출력 전력에서 송신하지만, 대부분의 송신들은 상당히 낮은 전력 레벨들(10-20 dB 이하의 최대 전력)에서 이루어진다.

전력 증폭기(및 이에 따른 핸드셋)로부터의 실제 출력 전력 레벨은 약 -50 dBm로부터 28 dBm까지 연속적이다. 종래의 단일-경로 전력 증폭기들에 비해, 다중-이득 상태 전력 증폭기들은 낮은 전력 출력들에서 더 적은 전력을 소비한다.

다중-이득 상태 전력 증폭기들은 통상적으로 2개 또는 3개의 전력 이득 상태들로 구현된다. 3개의 이득 상태 솔루션에서, 3개의 상태들은 높은 전력(HP), 중간 전력(MP) 및 낮은 전력(LP)을 포함한다. 예시적 정상 WCDMA 파형에 대하여, HP 이득 상태는 16 dBm 내지 28 dBm 범위의 원하는 최대 출력 전력 범위로 세팅될 수 있고, MP 이득 상태는 8 dBM로부터 16 dBM까지 세팅될 수 있으며, LP 이득 상태는 8 dBm 이하의 모든 전력 레벨들에 대하여 세팅될 수 있다. 요약하면, 다중-이득 상태 전력 증폭기들은 2개, 3개(또는 그 이상의) 전력 경로들로 구현되며, 이들 각각은 특정한 사전 결정된 최대 출력 전력을 고정된 이득으로 전달하기 위한 것이다. (dBm에서의) 스위치 포인트(switch point)는 핸드셋이 하나의 PA 이득 상태로부터 그것 위의 그리고 그것 아래의 상태로 스위칭(점프)할 트랜지션 전력 레벨을 정의하는 값이다. 현재, 다중-이득 상태 PA들은 선형성 차이들과 같은 송신된 파형의 고유한 차이들을 고려하기 위해서 이러한 PA 스위치 포인트를 동적으로 변화시키지는 않는다.

전술된 바와 같이, 스펙트럴 리-그로스는 PA가 비-선형 영역에서 동작하도록 강제될 때 발생할 수 있어, 그것의 1 db 압축 포인트에 근접한 PA를 구동시킬 때 발생한다. 따라서, 스펙트럴 리-그로스는 비-선형 증폭기 효과들로 인한 전력 증폭기 출력에서의 대역-외 신호 에너지의 증가를 설명한다. 스펙트럴 리-그로스는 원하는 송신 채널에 인접한 채널 내에서 가장 뚜렷(pronounce)하다. UTMS에 대하여, 전력 증폭기에 대한 요건은 원하는 채널의 +/-5 MHz에서 인접 채널 누설 비(ACLR)에 의해 정의된다. 전력 증폭기의 전압 이득 특성은 다음과 같이 특성화될 수 있다:

수식 (1)

여기서

는 증폭기의 선형 이득이고, 나머지 항들(즉,

)은 비-선형 이득을 표현한다. 신호가 변조된 제 3 세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP) 무선 주파수(RF)를 전달하는 경우, 비-선형 항들은 변조-간 왜곡의 결과로서 발생될 것이며, 이는 에러 벡터 크기(EVM)의 증가를 야기하는 대역-내 왜곡 항들 및 ACLR의 증가를 야기하는 대역-외 왜곡을 초래한다.

UMTS 릴리즈 5, 6 및 7에서의 신호들 뿐만 아니라 특정 LTE 규격들(예를 들어, 3GPP 릴리즈 8)에서의 신호들과 같은 다중-코드 신호들은 더 큰 동적 신호 변동들을 초래하는 피크-대-평균 전력의 증가를 나타낸다. 이러한 증가된 신호 변동들은 증가된 증폭기 선형성을 요구하며, 증가된 전력 소비를 초래한다. 최근의 결과들은 증폭기 전력 감소로 dB에 대한 dB(즉, 피크-대-평균 비(PAR)로도 알려져 있는, 신호의 피크 전력 대 평균 전력의 비)를 직접 전환(transfer)하는 것이 효율적이지 않음을 보여준다. 증폭기 스펙트럴 리-그로스의 분석은 제 3차 비-선형 이득 항("큐빅(cubic) 이득")이 ACLR 증가의 주요 원인임을 보여준다. 큐빅 항에서의 총 에너지는 입력 신호의 통계적 분포에 의존한다.

고속 업링크 패킷 액세스(HSUPA)의 도입에 관하여, 큐빅 메트릭(CM)으로 지칭되는 증폭기 전력 감소를 추정하는 새로운 방법이 릴리즈 6에 도입되었다. CM은 증폭기 큐빅 이득 항에 기초한다. CM은 관측된 신호 내의 큐빅 컴포넌트들 대 12.2 kbps 음성 기준 신호의 큐빅 컴포넌트들의 비를 설명한다. CM은 고속 다운링크 패킷 액세스(HSDPA) 및 HSUPA 업링크 신호들 모두에 적용된다. 통계적 분석은 CM의 추정에 기초하는 전력 경감(de-rating)이 99.9% PAR에 기초하는 전력 경감과 비교할 때 현저히 더 작은 에러 분포를 나타냄을 보여주며, 여기서 에러 분포는 실제 전력 경감과 추정된 전력 경감 사이의 차이이다.

3GPP는 모바일 핸드셋의 최대 송신 전력이 본 명세서에서 "최대-MPR"로 지칭되는 양보다 더 적은 공칭 최대 송신 전력보다 크거나 같음을 검증하는 최대 전력 감소(MPR) 테스트를 특정하며, 여기서 최대-MPR은 송신된 신호의 CM의 함수이다.

핸드셋은 선택된 MPR들을 계산하기 위해서 CM의 값을 알아야 하며, 필요한 경우(즉, 핸드셋이 거의 최대 전력에서 동작하는 경우), 최종적으로 이러한 정보를 사용하여 MPR과 동일한 양만큼 최대 전력 레벨로부터 백 오프(back off)되는 송신 전력 레벨로 송신 전력이 실제로 세팅된다. 수신 기지국이 이러한 더 낮은(백 오프된) 송신 전력 레벨에서 송신 신호를 수신할 수 없는 경우라도, 표준은 핸드셋이 더 낮은 전력 레벨들에서 송신하게 한다. PA가 이미 최고 이득 상태 및 최대 출력 전력 레벨에 있기 때문에, 이는 임의의 다음의 더 높은 이득 상태 또는 전력 레벨로 스위칭 업(switch up)될 수 없다.

임의의 다중-코드 신호(송신되고 있는 물리 채널들에 의해 특성화됨, β 항들로 지칭되는 채널화 코드들 및 가중치들)는 그것의 특정 CM 및 PAR을 갖는다. UMTS에서, 신호 및 이에 따른 CM 및 PAR은 2 또는 10 msec 송신 시간 간격(TTI)마다 변화할 수 있다. 릴리즈 6 UMTS에 대하여 양자화된 β 항들 및 물리 채널 파라미터들의 20만개 이상의 결합들이 존재한다는 것을 볼 수 있으며, 이러한 각각의 결합은 본 명세서에서 가능한(possible) 신호로 지칭된다. 따라서, 핸드셋이 (룩 업 테이블 등에 의해) CM 또는 PAR를 검색하거나, 또는 신호의 특성 파라미터들로부터 일부 허용가능한 에러 내의 이러한 값들을 측정 또는 추정하는 것이 필요하다. 그럼에도 불구하고, 실제 신호로부터의 CM 또는 PAR의 측정은 공지되어 있다.

음성 파형들은 전형적으로 높은 선형성과 연관되며, 이는 임의의 연관된 선형성 메트릭(예를 들어, 큐빅 메트릭, PAR 등)이 데이터 파형들에 비해 상대적으로 높다는 것을 의미한다. 한편, 데이터 파형들은 넓은 범위의 선형성 메트릭들을 갖는다.

기존의 PA 구현들은 스위치 포인트를 조정하는데 있어 음성 파형과 데이터 파형 사이의 선형성 차이를 고려하여 음성 파형과 데이터 파형 간을 구별하거나, 더 선형적 파형과 덜 선형적 파형 간을 구별하지 않는다. 이것은 음성 및 데이터 파형들 모두가 기반(underlying) 송신 파형의 임의의 선형 특성과는 별도로 사전 결정된 스위치 포인트들에 기초하여 불공평하게(unfairly) 스위칭되게 한다. 사전 결정된 송신 전력 레벨에서 더 낮은 이득 상태가 더 최적일 때, 배터리 자원들이 낭비된다.

다수의 판매자들은 경쟁적인 다중-이득 상태 PA 솔루션들을 제공한다. 핸드셋 통합기는 제시된 기준 설계에 대한 최상의 솔루션을 선택하며, 이에 따라 자신의 PA 솔루션을 설계하는 부담에서 자유로워진다. 이것의 하나의 단점은 PA가 최적의 전력 이용을 제공하는 데 완전히 최적화되지 않을 수 있다는 점이다. 예를 들어, 다중-모드, 다중-매체 가능 모바일 디바이스 애플리케이션들을 위해서 구성되는 PA 솔루션들은 데이터 사용 대신 음성에 대하여 최적화되거나, 특정 폰 구성에 대한 최적의 전력 트랜지션 레벨들 미만의 레벨들에서 최적화될 수 있다. 한편, 기존의 기성(off-the-shelf) 솔루션들은 저가이며, 통합이 용이하다고 이미 증명됨으로써, 효율성에서의 트래이드-오프는 흔히 통합기에 대하여 허용가능한 또는 단지 비용면에서 효율적인 옵션이다.

아래의 표 1은 WCMDA 모바일 디바이스의 사용을 위해서 설계되는 예시적인 다중-이득 상태 PA의 예시적인 PA 특성들을 예시한다. 예시적인 다중-이득 상태는 3개의 PA 이득 상태들에 걸쳐 동작하도록 설계되며, 이들 각각은 특정 최대 전력 출력 레벨 및 특정 이득 값과 연관된다.

특성	조건	값
이득	높은 전력 이득 상태(HP) 최대 출력 전력 = 28.0 dBm	26 dB
	중간 전력 이득 상태(MP) 최대 출력 전력 = 16.0 dBm	16 dB
	낮은 전력 이득 상태(LP) 최대출력 전력 = 8.0 dBm	15 dB
총 공급 전류	높은 이득 상태 최대 출력 전력 = 28.0 dBm	465 mA
	중간 이득 상태 최대 출력 전력 = 16.0 dBm	72 mA
	낮은 이득 상태 최대 출력 전력 = 8.0 dBm	31 mA
대기(Quiescent) 전류	높은 이득 상태 최대 출력 전력 = 28.0 dBm	97 mA
	중간 이득 상태 최대 출력 전력 = 16.0 dBm	14 mA
	낮은 이득 상태 최대 출력 전력 = 8.0 dBm	11 mA

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 더 낮은 가능한 이득 스테이지에서의 다중-이득 상태 PA의 동작은 상당히 적은 전류를 소비한다. 따라서, 기저대역 프로세서 ? 이는 전형적으로 폰 동작 동안 PA의 동작 상태를 세팅함 ? 는 네트워크 운영자에 의해 요구되고 그리고/또는 연관된, 표준 규격 또는 정부 규제 신호 간섭 규칙들 및 규정들에 의해 정의되는 바와 같이 제품의 기술 사양들을 충족하도록 요구되는 송신 신호 감쇠, 인접 채널 누설 등을 절충하지 않고 전력 소비를 최적화하도록 PA를 세팅하기 위해서 최상의 전력 이득 상태를 선택하여야 한다.

예를 들어, WCDMA와 같은 특정 무선 통신 프로토콜들에서, 핸드셋 또는 유사한 휴대용 디바이스는 사전 결정된 스위치 포인트들에 기초하여 적절한 출력 전력 레벨 및 특정 이득 상태로 스위칭될 수 있어야 한다.

핸드셋 내의 기저대역 프로세서는 전형적으로 2 비트 디지털 입력(예를 들어, IC 핀들 Vmode0 및 Vmode1)을 토글링(toggle)함으로써 3개의 이득 상태 PA의 이득 상태를 결정한 후 세팅한다. 대신에 2개의 이득 상태 PA 디바이스는 1 비트 디지털 입력을 요구할 수 있다.

WCDMA에서, 기저대역 프로세서는 핸드셋에 의해 야기될 수 있는 인접 채널로의 전력 누설을 제어 또는 감소시키기 위해서 레이트 선택을 수행할 수 있다. 레이트 선택은 PA 응답을 제어하기 위한 방식으로서 의도되는 신호 송신 또는 버스트를 위한 데이터 레이트 및 코딩 방식의 선택을 포함한다.

기저대역 프로세서는 업링크 송신을 가능하게 하기 위해서 필수 송신기 구성을 셋업하도록 핸드셋 송신기 회로를 프로그래밍한다. 송신기 구성들은 코드, 주파수 또는 시간 도메인 또는 이들의 임의의 결합으로 하나 이상의 채널들에 의해 특성화될 수 있으며, 채널 변조 타입과 같은 다른 속성들을 포함할 수 있다.

WCDMA에 대한 업링크 송신기 구성은 상이한 변조, 확산 인자, 채널화 코드 및 I 또는 Q 브랜치 할당들을 이동하여 2개 이상의 코드 채널들에 의해 특성화될 수 있다. 예를 들어, 다중-채널 WCDMA 업링크 송신은 단일 송신 링크 이벤트를 지원하기 위해서 (i) 전용 물리 제어 채널(DPCCH), (ii) 전용 물리 데이터 채널(DPDCH), (iii) 고속 전용 물리 제어 채널(HS-DPCCH), (iv) 강화된 전용 물리 제어 채널(E-DPCCH) 및 (v) 강화된 전용 물리 데이터 채널(EDPDCH)을 포함할 수 있다.

무선 프로토콜의 구(older) 릴리즈들 뿐만 아니라 최신(newer) 릴리즈들을 지원할 수 있는 다중-모드 디바이스, 뿐만 아니라 다른 무선 프로토콜들(예를 들어, CDMA 1x, CDMA2000, OFDM 등)을 지원할 수 있는 다중-모드 디바이스들에서, 가능한 송신기 구성들의 수는 꽤 클 수 있다.

제시된 송신기 구성은 PA로 하여금 다른 송신기 구성보다 더 선형적으로 또는 덜 선형적으로 동작하게 할 가능성이 있음이 알려져 있다. 이러한 이유로 인하여, WCDMA와 같은 프로토콜들은, 전술된 바와 같이, 기저대역 프로세서가 제시된 업링크 송신에 대한 최악의 최대 대 평균 전력 응답을 가정하고 핸드셋이 MPR을 고려하도록 요구함으로써 최악의 피크 대 평균 전력을 고려할 것을 요구한다.

신호 이득에 관하여, 더 낮은 이득 상태와 그 다음의 더 높은 이득 상태 사이에 아주 적은 실제 전력 이득 차이가 존재할 수 있다. 표 1을 참조하면, 낮은 이득 상태와 중간 이득 상태 사이의 실제 전력 이득(즉, Pout/Pin)의 차이는 예컨대 단지 1 dB이다.

필수 송신기 구성이 세팅되면, 업링크 송신 신호의 파형 특성들은 송신되고 있는 신호의 타입에 따라 달라질 수 있다.

다중-이득 상태 PA의 주 문제점은 그것의 송신 전력 동적 범위 전반에 걸쳐 비-선형성 변동들을 고려하여 PA를 세팅하기 위해서 바이어스 및 기준 전압들을 변경하는 것에 대한 어려움(높은 설계 비용들에 의해)이다.

비-선형성 변동들을 고려하는 하나의 알려져 있는 방식은 일반적으로 가변 스위치 모드 전력 공급(SMPS)에 의해 외부에서 구동되는 단일 이득 상태 PA를 이용하는 것이다. SMPS는 원하는 송신 동적 범위에 걸쳐 PA에 공급되는 전압을 더 정확하게 변경하며, 이에 따라 SMPS의 효율성에 기인하여 배터리 관련(refered) 전류를 향상시킨다. SMPS는 부피가 크고 고가인 컴포넌트이며, 이러한 이유로 인하여 의도적으로 회피된다. 또한, SMPS의 사용은 원하는 이득 상태로 PA를 튜닝할 임의의 바이어스, 기준 등의 PA 세팅들을 세팅하기 위해서, 작동 중에(on the fly) 각각의 파형에 대한 연관된 선형성 메트릭을 계산하는 것 및 SMPS를 프로그래밍하기 위해서 적절한 신호들을 발생시키는 것을 요구한다.

파형 비-선형성 특성들을 설명하기 위해서 다중-이득 상태 PA의 이득 상태들 사이에서 더 효율적으로 스위칭할 수 있는 것이 매우 바람직할 수 있다.

도 1은 무선 통신 디바이스의 시스템 레벨 블록 다이어그램을 도시한다.
도 2는 예시적인 실시예에 따라 MPR을 사용하여 다중-이득 상태 전력 증폭기의 이득 상태들을 계산하고 상기 이득 상태들 사이의 스위칭을 위한 논리 회로의 더 낮은(lower) 레벨 블록 다이어그램을 도시한다.
도 3은 예시적인 실시예에 따라 상이한 선형성의 파형들과 연관된 MPR 값들에 기초하는 예시적인 스위치 포인트 값들을 도시한다.
도 4는 예시적인 실시예에 따라 다중-이득 상태 전력 증폭기의 이득 상태들을 계산하고 상기 이득 상태들 사이의 스위칭을 위한 흐름 다이어그램이다.
이해를 용이하게 하기 위해서, 동일한 엘리먼트들을 구별하기 위해서 적절한 경우 첨자들이 부가될 수 있다는 것을 제외하고, 도면들에 공통적인 동일한 엘리먼트들을 지정하는 데 가능한 동일한 참조 번호들이 사용된다. 도면들에서의 이미지들은 예시를 위해서 간략화되며, 실제 비례 대로(scale) 도시될 필요가 없다.
첨부되는 도면들은 본 발명의 예시적인 구성들을 예시하며, 이로써 다른 동일한 효과적인 구성들에 수용될 수 있는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다. 대응하게, 일부 구성들의 특징들이 추가적인 설명 없이 다른 구성들에 유익하게 포함될 수 있음이 참작된다.

용어 "예시적인"은 "예, 예시, 또는 예증으로서 제공되는"의 의미로 본 명세서에서 사용된다. 본 명세서에서 "예시적인"으로 설명되는 임의의 실시예가 다른 실시예들보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석될 필요가 없다.

첨부된 도면들과 관련하여 아래에서 설명되는 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시예들의 설명으로서 의도되며, 오직 본 발명이 실시될 수 있는 실시예들만을 나타내는 것으로 의도되지 않는다. 본 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어 "예시적인"은 "예, 예시, 또는 예증으로서 제공되는"을 의미하며, 반드시 다른 예시적인 실시예들보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석되어서는 안된다. 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해서 특정 세부사항들을 포함한다. 본 발명의 예시적인 실시예들은 이러한 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있음이 당업자들에게 명백할 것이다. 일부 경우들에서, 공지된 구조들 및 디바이스들은 본 명세서에 제시되는 예시적인 실시예들의 신규성을 모호하게 하는 것을 회피하기 위해서 블록 다이어그램 형태로 도시된다.

당업자들은 정보 및 신호들이 다양한 상이한 기술들 및 기법들 중 임의의 것을 사용하여 표현될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 상기 설명의 전반에 걸쳐 참조될 수 있는 데이터, 명령들, 지령들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장 또는 자기 입자들, 광학장 또는 광학 입자들 또는 이들의 임의의 결합으로 표현될 수 있다.

본 개시물은 송신 신호의 실제 파형 선형성 특성을 고려하여 다중-이득 상태 PA의 이득 상태들 사이에서 더 정확하게 스위칭하기 위한 기법들을 설명한다.

도 1은 무선 통신 디바이스(100)의 시스템 레벨 블록 다이어그램을 도시한다. 무선 통신 디바이스(100)는 아래에서 설명될 실시예들에 따라 PA 이득 상태들을 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.

무선 통신 디바이스(WCD)(100)는 핸드셋, 휴대용 디바이스, 사용자 장비(UE), 모뎀 디바이스 또는 임의의 유사한 이러한 디바이스일 수 있다.

WCD(100)는 기저대역 프로세서(BB)(110), 트랜시버(120) 및 안테나(125)를 포함한다. 트랜시버(120)는 송신기(130), 수신기(150), LO 발생기(170) 및 PLL(172)을 포함하며, 이들은 함께 무선 채널을 통해 원격 단말 디바이스 또는 기지국으로의 양-방향 무선 통신을 위한 지원을 제공한다.

일반적으로, WCD(100)는 다수의 주파수 대역들에 걸쳐 다수의 프로토콜들 및 동시적 다중-모드 통신들을 지원하기 위해서 복수의 송신기들(130) 및 복수의 수신기들(150)을 포함할 수 있다. 각각의 트랜시버는 하나 이상의 송신 및 수신 경로들을 포함할 수 있으며, 다른 타입이 아닌 오직 하나의 타입의 경로만을 포함할 수 있다.

WCD(100)는 파형(데이터 또는 음성)을 송신하는 데 필수적인 요구되는 송신기 구성을 선택한다.

예시적인 송신기 구성에서, 송신기(130)는 BB(120)로부터 디지털 출력 신호를 수신한다. 이러한 신호는 먼저 디지털-아날로그 변환기(DAC)(132)로 공급되며 이후, 디지털-아날로그 변환에 의해 도입되는 임의의 이미지들을 제거하기 위해서 저역 통과 필터(134)와 같은 아날로그 필터에 의해 필터링된다. 이후, 저역 통과 필터(134)로부터의 출력은 믹서(138)에 의해 기저대역 레벨로부터 RF로 상향변환되고, 상향변환된 RF 신호는 필터(140)에 의해 필터링된다. 필터(140)로부터의 출력은 구동기 증폭기(DA)(142)에 의해 추가적으로 증폭되며, 최종적으로 전력 증폭기(PA)(144)로 공급된다. PA(144)로부터의 출력은 듀플렉서/스위치(146)를 통해 라우팅되며, 최종적으로 안테나(125)를 통해 송신된다.

도시되는 바와 같은 예시적인 수신 경로에서, 안테나(125)는 기지국들로부터 신호들을 수신하여 수신된 신호를 제공한다. 이러한 신호는 듀플렉서/스위치(146)를 통해 라우팅되며, 수신기(150)에 제공된다. 수신기(150) 내에서, 수신된 신호는 LNA(152)에 의해 증폭되고, 대역 통과 필터(154)에 의해 필터링되며, 믹서(156)에 의해 RF로부터 기저대역으로 하향변환된다. 하향변환된 기저대역 신호는 저역 통과 필터(160)와 같은 아날로그 필터에 의해 필터링되고, 이후 BB(110)로 입력되는 아날로그 입력 신호를 획득하기 위해서 증폭기(162)에 의해 증폭된다. 대안적인 구성들에서, BB(110)로의/로부터의 입력 및 출력들은 모두 디지털 신호들이고 그리고/또는 모두 아날로그 신호들이거나, 또는 이 둘의 소정의 결합이다.

도 1에 도시되는 바와 같이, 송신기(130) 및 수신기(150)는 하나의 스테이지에서 RF와 기저대역 사이에서의 신호를 주파수 변환하는 직접 변환 아키텍처를 구현한다. 송신기(130) 및/또는 수신기(150)는 또한 다수의 스테이지들에서 RF와 기저대역 사이에서 신호를 주파수 변환하는 수퍼-헤테로다인 아키텍처를 구현할 수 있다.

국부 발진기(LO) 발생기(170)는 송신 및 수신 LO 신호들을 발생시켜 믹서들(138 및 156)에 각각 제공한다. 위상 고정 루프(PLL)(172)는 BB(110)로부터 제어 정보를 수신하며, 적절한 주파수들에서 송신 및 수신 LO 신호들을 발생시키기 위해서 제어 신호를 LO 발생기(170)에 제공한다.

일반적으로, 송신기(130) 및 수신기(150) 내의 신호들의 조정(conditioning)은 증폭기, 필터, 믹서 등의 하나 이상의 스테이지들에 의해 수행될 수 있다. 이러한 회로 블록들은 도 1에 도시되는 구성과 상이하게 배열될 수 있다. 게다가, 도 1에 도시되지 않은 다른 회로 블록들이 또한 송신기 및 수신기에서 신호들을 조정하는 데 사용될 수 있다. 도 1의 일부 회로 블록들은 또한 생략될 수 있다. 트랜시버(120)의 전부 또는 일부가 아날로그 집적 회로(IC), RF IC(RFIC), 혼합된-신호 IC 등에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 증폭기(132)는 송신기(130) 내의 구동기 증폭기(142)를 통해 RFIC 상에서 구현될 수 있는 반면, 전력 증폭기(144)는 RFIC의 외부에서 구현될 수 있다.

BB(110)는 무선 통신 디바이스(100)에 대한 다양한 기능들 예를 들어, 송신된 그리고 수신된 데이터에 대한 디지털 프로세싱을 수행할 수 있다. 메모리(112)는 BB(110)에 대한 프로그래밍 코드들 및 데이터를 저장할 수 있다. BB(110)는 하나 이상의 주문형 집적 회로(ASIC)들 및/또는 다른 IC들 상에서 구현될 수 있다.

도 1에 도시되는 바와 같이, 송신기 및 수신기는 다수의 상이한 증폭기들을 포함할 수 있다. 각각의 증폭기는 다양한 방식들로 구현될 수 있다. 사전에 정해지지 않는 한, BB(110)는 전형적으로 이득 레벨 또는 이득 상태 및 각 증폭기의 출력 전력 레벨을 제어하도록 셋업된다.

BB(110)는 제시된 송신기 구성에 대한 무선 채널 상에서 신호 송신 또는 버스트를 위한 (예를 들어, 레이트 선택에 기초하는) 데이터 레이트 및 코딩 방식을 선택한다. BB(110)는 또한 잘 알려져 있는 방식으로 제시된 송신기 구성에 대하여 발생된 파형에 기초하여 최대 전력 감소(MPR)를 계산할 것이다. MPR은 대응하는 파형의 송신 동안 사용되는 변형된 최대 송신 전력(MTP)을 설정하여 이에 따라 인접한 채널 누설 레벨들이 특정된 또는 타겟된 제한 내에 지속(stay)되게 보장하기 위해서, 얼마나 많은 WCD(100)가 MTP로부터 백 오프되어야 하는지를 제어하기 위해서 연관된 무선 통신 프로토콜(예를 들어, 3GPP 표준들)에 의해 통상적으로 정의되며 혹은 MTP를 조정하는 데 사용된다.

WCD(100)는 또한 특정 송신기 구성에 대하여 발생된 파형의 큐빅 메트릭에 기초하여 MPR을 계산할 수 있다. 송신기 구성들의 수는 꽤 클 수 있으며, 각각의 구성은 대응하는 MPR을 갖는다. 레이트 선택 동안, 다른 파라미터들 중에서 데이터 레이트, 코딩 방식 및 송신기 구성이 알려져 있는 기법들을 사용하여 결정된다. 그 결과, 파형 및 송신기 구성 모두가 신호 송신 이전에 알려진다. 따라서, 이러한 정보는 MPR을 계산하거나 결정하여, 이를 파형의 송신을 위한 시간에서 최대 송신 전력 레벨들을 결정하는 데 적용시키기 위해서 사용될 수 있다.

지금까지, MPR은 전력 곡선의 하이 엔드(high end)에서 PA의 최대 전력 레벨 레이팅(rating)을 얼마나 백 오프할 지를 결정하는 데에만 사용되었다(즉 전력은 HP 이득 상태에서 제공됨). MPR은 스위치 포인트들을 세팅하거나, 그렇지 않으면 PA가 MPR 또는 송신 신호 파형의 소정의 다른 선형성 특징의 함수로써 하나의 이득 상태로부터 다른 이득 상태로 언제 스위칭할 지를 제어하는 데에는 사용되지 않았다.

상기 설명되었던 바와 같이, 3GPP 프로토콜들에 기초하는 것들과 같은 무선 통신 프로토콜들은 MPR의 계산을 요구한다. MPR 스코어(score)들 또는 값들은 특정 3GPP 표준에 따라 0.5 dB 또는 1 dB 스텝들의 MPR 증분들에서의 '빈(bin)' 파형들 또는 그룹으로 나뉜다. 3GPP 25.101 릴리즈 5(HSDPA)에서, 예를 들어, 최대 전력 백-오프는 1.0 dB 증분들에서의 상이한 '빈들'의 표에서 설명되는(set out) 특정 파형 선형성 특성들과 상관된다. 유사하게, 25.101 릴리즈 6(HSUPA) 및 온워드(onward)들은 '큐빅 메트릭'을 사용하여 이후 0.5 dB 증분들에서 구별되는 최대 전력 백-오프 값들의 빈으로부터의 "최대 전력 감소" 값에 파형을 할당하는 데 사용되는 값을 계산한다. 또한, 36.101 릴리즈 8(LTE)는 0.1 dB '빈들'에서 설명되는 MPR 값들의 표를 통해 파형 속성들을 사용하여 MPR을 정의한다. 본 개시물의 목적들을 위해서, 용어들 MPR 및 최대 전력 백-오프는 임의의 값(또는 값들의 세트)을 지칭하는 데 상호 교환 가능하게 사용될 것이며, 이것의 목적은 최대 전력 백오프 파라미터를 정의하기 위함임이 인식되어야 한다.

예시적인 실시예에 따르면, WCD(100)(그리고 특정 기저대역 프로세서(110)에서)는 사전 결정되거나 계산된 MPR 값을 사용하여 무선 통신 디바이스(100)의 최대 허용 송신 전력을 하향 조정할 뿐만 아니라 더 낮은 전력 이득 상태로부터 다음의 전력 이득 상태 레벨로 PA를 스위칭하도록 더 많은 최적의 스위치 포인트를 정의한다. MPR은 선험적으로 알려져 있으므로, 어떤 추가적인 자원들도 재계산을 위해서 BB 프로세서에 의해 확장되지 않는다. (그러나, MPR, 또는 큐빅 메트릭, PAR, 메트릭들의 임의의 결합 등과 같은 소정의 다른 파형 관련 특성 메트릭을 작동 중에 또는 룩 업 테이블들을 사용하여 계산하는 것, 또는 본 명세서에서 고려되는 바와 같이 스위치 포인트를 세팅 또는 이동시키기 위해서 이들을 사용하는 것은 알려져 있는 MPR 값들의 사용에 동등하게 적용가능한 대안들임이 인식되어야 한다.)

도 2는 예시적인 실시예에 따라 MPR을 사용하여 다중-이득 상태 전력 증폭기의 이득 상태들을 계산하고 상기 이득 상태들 사이의 스위칭을 위한 논리 회로의 더 낮은 레벨 블록 다이어그램을 도시한다.

여기서, (도 1의 BB(110)에 대응하는) 기저대역 프로세서(202)는 PA 이득 제어기(206)에 연결된 MPR 모듈(204)을 포함하는 것으로 도시된다. 기저대역 프로세서(202)는 PA 이득 제어기(206)를 통해 결국 (도 1의 PA(144)에 대응하는) 다중-이득 상태 전력 증폭기(PA)(210)에 프로그램가능하게 연결된다. PA 이득 제어기(206)는 아래에서 설명되는 예시적인 실시예들에 따라 PA를 원하는 이득 상태로 세팅하기 위해서 또는 새로운 것(더 높거나 더 낮은 이득 상태)으로 변경하기 위해서 PA 이득 상태 제어 상태 신호들(Vmode0, Vmode1)을 토글링하는 PA 제어 신호(218)를 발생시킨다.

PA(210)의 출력은 스페이스(space)로 변조된 파형들의 송신을 용이하게 하기 위해서 안테나(214)에 연결된다.

기저대역 프로세서(202)는 (점선들로 도시되며, 도 1의 송신 경로에 실질적으로 대응하는) 송신 경로(216)를 통해 송신 신호를 다중-이득 상태 PA(210)로 공급한다.

하나의 예시적인 실시예에서, MPR 모듈(204)은 신호 전력 송신의 하이 엔드(high end)에서의 최대 전력 레벨을 결정하기 위해서 알려져 있는 방식으로 신호의 연관된 통신 프로토콜에 기초하여 하나 이상의 송신 신호들에 대한 MPR 값들을 발생시킨다. 이후 동일한 값들이 PA 이득 제어기(206)에 제공된다. PA 이득 제어기는 수신된 MPR 값들을 사용하여 MPR 기반 값에 의해 스위치 포인트를 시프트하는 것이 적절한 지의 여부를 결정한다. 이것은 현재 전력 이득 상태 레벨에서 그리고 사전 세팅된 스위치 포인트에 대하여, 더 선형적으로 또는 덜 선형적으로 특성화되는 파형이 송신 신호로 하여금 더 높은 이득 상태로 스위칭할 필요 없이 수신기에 의해 많은 추가적인 왜곡 없이 수신되게 할 수 있다는 점을 설명하는 것이다.

도 3은 예시적인 실시예에 따른 상이한 선형성의 파형들과 연관된 MPR 값들에 기초하는 예시적인 스위치 포인트 값들을 그래프로 도시한다.

각각의 PA 트랜지션 전력 레벨은 상이한 PA 스위치 포인트 값들에 대응한다. 이러한 스위치 포인트 값들이 도시되며, 이러한 스위치 포인트 값들 각각은 MPR = O 일 때의 PA 트랜지션 전력 레벨(라인 250), MPR이 0보다 크지만 최대 MPR 값(= MAX(MPR))보다 더 적을 때의 PA 트랜지션 전력 레벨(라인 260) 및 MPR이 MAX(MPR)과 동일할 때의 PA 트랜지션 전력 레벨(라인 270)에 기초한다. 참조를 위해서, MPR = 0에서의 x dBM의 기본 또는 초기 스위치 포인트 값은 라인 250으로 가정된다.

3개의 스위칭 값 상태들 각각은 PA 이득 제어기(206)가 더 낮은 이득 상태로부터 더 높은 이득 상태로 그리고 그 역으로 PA(210)를 시프트할 시기를 선택할 새로운 포인트를 표현한다. 스위치 포인트 값들이 MPR에 기초하여 결국에 송신 신호의 선형성 메트릭들과 연관되기 때문에, 송신 파형이 더 선형적일 때 PA가 더 높은 이득 상태로 이동할 필요가 있는 제 1 임계치를 시프트 업(shift up)하는 그리고 송신 파형이 덜 선형적일 때 PA 가 더 높은 이득 상태로 이동할 필요가 있는 제 2 임계치를 시프트 다운(shift down)하는 상태로 스위치 포인트를 시프트하는 것이 가능하다. 일 시나리오에서, 제 1 및 제 2 임계치들은 동일한 값이며, 스위치 포인트 값 x dBm에 대응한다. 다른 시나리오에서, 제 1 및 제 2 임계치들을 동일하며, 각각의 이득 상태에서 최대 출력 전력 레벨에 대응한다.

새로운 스위치 포인트 임계치들은 다음과 같이 수치로 표현될 수 있다.

새로운 스위치 포인트 임계치(dBm) =

새로운 트랜지션 전력 레벨(dBM) =

x dBm - MPR 값(dB) 수식(2)

MPR 값들은 주어진 송신 신호 파형과 연관된 관련 베타 계수들의 사용에 기초하여 유추된다. 따라서, 수식 (2)는 다음과 같이 더 양호하게 표현될 수 있다.

새로운 스위치 포인트 임계치(dBm) =

새로운 트랜지션 전력 레벨(dBM) =

x dBm - MPR 값(βc, βd, βca, βcc, βcd)(dB) 수식(3)

3GPP에서 정의되는 바와 같이 MPR의 사용에 추가로, 예를 들어, 3GPP 표준들에 의해 전형적으로 정의되는 것들과 상이한 빈들로 파형들을 연관시키거나 그룹화하기 위해서 파형들의 비닝(binning) 또는 그룹핑(grouping)을 변경하는 것이 가능하다.

예시적인 대안적 실시예에서, MPR 값들은 큐빅 메트릭 계산들과 같은 선형성 인자들에 기초하여 비닝(bin)된다. 예를 들어, 음성 파형들의 경우, 음성 파형들은 송신될 수 있는 임의의 가장 높은 선형성 데이터 파형의 것들보다 더 낮은 큐빅 메트릭 결과 1 dB을 갖는다. 그러나, 3GPP 표준들 '빈' Rel99 WCDMA는 이러한 데이터 파형들과 함께 음성화(voice)되며, 이 둘 모두 빈 MPR = 0에 속하는 것으로 취급된다.

이러한 선형성 MPR 값 불균형을 고려하여, 특수한 '빈'이 생성되고 값 MPR = -1을 할당받을 수 있다. 음성 파형들은 상기 수식(2) 및 수식(3)에 따라 새로운 스위치 포인트를 계산하는 데 사용되는 빈 MPR = -1 및 -1의 MPR 값에 자동으로 할당될 것이다. 구현되는 빈들의 나머지는 3GPP MPR 빈들과 동일하게 구현될 수 있거나, PA가 상태들 사이에서 스위칭되어야 할 시기를 제어함으로써 기저대역 프로세서로 하여금 전력 소비를 감소시키게 할 다른 인자들을 고려하여 변경될 수 있다.

릴리즈99 음성 빈을 사용하여 구현되는 예 25.101 릴리즈 6(HSUPA) 구현은 다음의 전체 빈들을 포함할 수 있다: MPR = -1 dB, MPR = O dB, MPR = 0.5 dB, MPR = 1.0 dB, MPR = 1.5 dB, MPR = 2.0 dB 및 MPR = 2.5dB.

상기 파형 '빈들' 각각은 낮은 PA 이득 상태로부터 높은 PA 이득 상태로 그리고 그 역으로 가기 위해서 3-이득 상태 PA 예에서 자신의 고유한 PA 스위치-포인트 전력 레벨을 가질 것이다.

이것은 파형들의 각각의 '빈'을 자신들의 최대 선형성 능력들로 스위칭하여 허용하며, 이에 따라 더 많은 파형들에 대하여 요구되는 전력 레벨에서 양호한 전력 소비를 달성하기 위해서 설계되는 PA 이득 상태의 선형성 능력을 최적화하는 것을 허용한다.

따라서, PA 이득 제어기(206)는 송신 파형 선형성 요건들을 지원하도록 그 다음의 이득 상태로 스위칭하기 위해서 송신 파형의 MPR 값이 다중-이득 상태 PA를 요구할 때에만 다중-이득 상태 PA를 더 높은 이득 상태로 스위칭한다. 또는 그 역으로, PA 이득 제어기는 더 낮은 이득 상태에서 동작하는 다중-이득 상태 PA에 의해 파형이 선형적으로 송신되도록 파형 MPR 값이 충분히 낮을 때 다중-이득 상태 PA를 더 낮은 이득 상태로 스위칭할 것이다.

당업자들은 '비닝'이 MPR 또는 임의의 다른 유사한 선형성 메트릭에 따를 수 있음을 인식할 것이다.

현재 3GPP 표준들에 기초하는 예시적인 비닝은 아래에서 세팅되는 바와 같다.

25.101 릴리즈 5(HSDPA)는 1.0 dB '빈' 증분들에서 파형들을 빈들에 할당하는 표를 통해 파형 속성들을 사용하여 MPR을 정의한다.

25.101 릴리즈 6(HSUPA) 및 온워드들은 '큐빅 메트릭'을 사용하여 MPR을 계산하고, 0.5 dB '빈들' 증분들에서 파형들을 할당한다.

36.101 릴리즈 8(LTE)은 1.0 dB '빈' 증분들에서 표를 통해 파형 속성들을 사용하여 MPR을 정의한다.

도 4는 예시적인 실시예에 따라 다중-이득 상태 전력 증폭기의 이득 상태들 을 계산하고 상기 이득 상태들 사이의 스위칭을 위한 흐름 다이어그램이다.

도 4의 예시적인 실시예에서, 신호를 송신하기 위한 송신 전력 레벨이 처음 결정된다(단계 310). 단계(320)에서, 신호와 연관된 파형 선형성 특성이 식별된다. 그 다음, 단계(330)에서, 식별된 파형 선형성 특성과 연관된 복수의 파형 빈들로부터 파형 빈이 식별된다. 각각의 파형 빈은 MPR 값과 연관된다. 따라서, 단계(340)에서, 식별된 파형 빈과 연관된 MPR 값이 식별된다. 다음 단계(350)에서, 식별된 MPR 값의 함수로써 2개의 이득 상태들 사이의 적어도 하나의 새로운 트랜지션 전력 레벨(새로운 스위치 포인트)이 계산된다.

이 함수는 다음과 같은 규칙들을 따른다:

MPR = 0 dB 파형들에 대한 트랜지션 전력 레벨 = x dBm으로 두기로 한다.

이후, 각각의 파형 빈에 대한 특정 트랜지션 전력 레벨은 다음의 수식에 따른 MPR 값의 함수이다:

트랜지션 전력 레벨(dBm) = x dBm - MPR(dB)

트랜지션 전력 레벨이 계산된 이후, 이는 단계 360에서, 트랜지션 전력 레벨과 비교된다.

이제, PA가 상이한 이득 상태로 스위칭할 것인지에 대한 결정은 계산된 트랜지션 전력 레벨, 송신 전력 레벨 및 PA가 이미 있는 이득 상태의 함수이다.

PA가 더 낮은 이득 상태에 있고, 송신 전력 레벨이 트랜지션 전력 레벨보다 더 크면, 단계 370에서와 같이, PA는 더 높은 이득 상태로 스위칭한다.

PA가 더 낮은 이득 상태에 있고, 송신 전력 레벨이 트랜지션 전력 레벨보다 더 낮으면, 단계 380에서와 같이, PA는 더 낮은 이득 상태에 머문다.

PA가 더 높은 이득 상태에 있고, 송신 전력 레벨이 트랜지션 전력 레벨보다 더 크면, PA는 더 높은 이득 상태에 머문다.

PA가 더 높은 이득 상태에 있고, 송신 전력 레벨이 트랜지션 전력 레벨보다 더 낮으면, PA는 더 낮은 이득 상태로 스위칭한다.

MPR 값의 함수로써 트랜지션 전력 레벨을 동적으로 계산함으로써, PA는 더 낮은 이득 상태에 더 오래 머물며, 더 낮은 이득 상태로 신속하게 스위칭한다. 특정 파형 빈의 MPR 값이 수식에서 사용되지 않았다면, PA는 전형적으로 더 높은 이득 상태로 신속하게 스위칭하거나 더 높은 이득 상태에 더 오래 머물 것이다. 따라서, 트랜지션 전력 레벨을 계산하는 수식에 MPR 값의 도입은 PA의 이득 상태 스위칭을 최적화하며, 이에 따라 PA에 의해 사용되는 전류를 감소시키고, 배터리 지속 기간 및 UE의 통화 시간을 연장한다.

추가적인 단계에서, 데이터와 같은 다른 타입들의 신호들의 파형 선형성 특성들에 비해 본질적으로 더 양호한 파형 선형성 특성을 갖는 음성과 같은 특정 타입의 신호들에 특수 파형 빈이 할당된다. 음성 신호들에 대한 파형 빈은 MPR 값 = -1 dB를 갖는다.

당업자들은 데이터 패킷 기반 프로토콜들이 진화할 수 있음에 따라, MPR, 큐빅 메트릭 또는 최대 대 평균 이외의 임의의 송신 또는 수신기 파형 선형성 메트릭을 포함하는 것으로 확장될 수 있음을 인식할 것이다.

당업자들은 본 명세서에 기재된 실시예들과 관련하여 설명된 예시적인 다양한 논리 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이 둘의 결합들로서 구현될 수 있음을 잘 인식할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 교환가능성을 명확하게 예시하기 위해서, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 이들의 기능적 관점에서 일반적으로 전술되었다. 이러한 기능이 하드웨어로서 구현되는지, 또는 소프트웨어로서 구현되는지는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 대해 부가된 설계 제한들에 의존한다. 당업자들은 설명된 기능들을 각각의 특정 애플리케이션에 대해 다양한 방식들로 구현할 수 있지만, 이러한 구현 결정들이 본 발명의 예시적인 실시예들의 범위를 벗어나는 것으로 해석되어서는 안된다.

본 명세서에서 기재된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들이 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램가능한 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램가능한 논리 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 본 명세서에서 설명되는 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 결합으로 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안적으로, 이러한 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서의 결합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 이러한 임의의 다른 구성과 같은 컴퓨팅 디바이스들의 결합으로서 구현될 수 있다.

본 명세서에 기재된 실시예들과 관련하여 설명된 알고리즘 또는 방법의 단계들은 하드웨어에서, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 이 둘의 결합에 의해 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈들은 랜덤 액세스 메모리(RAM), 플래쉬 메모리, 판독-전용 메모리(ROM), 전기적으로 프로그램가능한 ROM(EPROM), 전기적으로 삭제가능한 프로그램가능한 ROM(EEPROM), 레지스터들, 하드디스크, 이동식 디스크, CD-ROM 또는 당해 기술에 알려져 있는 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서와 커플링되어, 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독하고 저장 매체에 정보를 기록할 수 있다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서의 구성요소일 수 있다. 이러한 프로세서 및 저장 매체는 ASIC에 상주할 수 있다. ASIC는 사용자 단말에 상주할 수 있다. 대안적으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말에서 이산 컴포넌트들로서 상주할 수 있다.

하나 이상의 예시적인 실시예들에서, 설명된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들 임의의 결합을 통해 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 상기 기능들은 컴퓨터-판독가능 매체 상에 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 저장되거나, 또는 이들을 통해 송신될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 하나의 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 전달을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 모두를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 이러한 컴퓨터-판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장 매체, 자기 디스크 저장 매체 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 원하는 프로그램 코드를 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 전달 또는 저장하기 위해서 사용될 수 있고, 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속수단은 적절히 컴퓨터-판독가능 매체로 지칭된다. 예를 들어, 소프트웨어가 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드 페어(twisted pair), 디지털 가입자 회선(DSL), 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로웨이브와 같은 무선 기술들을 통해 송신되는 경우, 이러한 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드 페어, DSL, 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로웨이브와 같은 무선 기술들이 이러한 매체의 정의 내에 포함된다. 본명세서에서 사용되는 디스크(disk) 및 디스크(disc)는 컴팩트 디스크(disc)(CD), 레이저 디스크(disc), 광 디스크(disc), 디지털 다목적 디스크(disc)(DVD), 플로피 디스크(disk), 및 블루레이 디스크(disc)를 포함하며, 여기서 디스크(disk)들은 통상적으로 데이터를 자기적으로 재생하지만, 디스크(disc)들은 레이저들을 통해 광학적으로 데이터를 재생한다. 이들의 결합들 역시 컴퓨터-판독가능 매체의 범위 내에 포함되어야 한다.

기재된 예들에 대한 상기 설명은 당업자가 본 발명을 이용하거나 또는 제작할 수 있도록 제공된다. 이러한 예시적인 실시예들에 대한 다양한 변형들은 당업자들에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 기재된 실시예들로 제한되는 것이 아니라, 여기에 기재된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 가장 넓은 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims

송신 신호를 증폭시키기 위한 적어도 2개의 이득 상태들을 갖는 다중-이득 상태 전력 증폭기(PA)를 제어하기 위한 디바이스로서,
상기 송신 신호와 연관된 최대 전력 감소(MPR) 값의 함수로써 더 낮은 이득 상태와 더 높은 이득 상태 사이의 트랜지션 전력 레벨을 계산하기 위한 MPR 모듈; 및
송신 전력 레벨이 상기 트랜지션 전력 레벨보다 더 높을 때 상기 PA를 더 낮은 이득 상태로부터 더 높은 이득 상태로 스위칭하기 위한 PA 이득 제어기를 포함하는,
디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 MPR 모듈은 상기 MPR 값을 식별하기 위한 메트릭(metric)을 포함하는,
디바이스.
제 2 항에 있어서,
상기 PA 이득 제어기는 상기 PA의 전류 소비를 최소화하기 위한 최적의 이득 상태를 결정하기 위해서 상기 송신 전력 레벨을 상기 트랜지션 전력 레벨과 비교하는,
디바이스.
송신 신호를 증폭시키기 위한 적어도 2개의 이득 상태들을 갖는 다중-이득 상태 전력을 제어하기 위한 집적 회로(IC)로서,
상기 송신 신호와 연관된 MPR 값의 함수로써 PA 이득 상태들 사이의 트랜지션 전력 레벨을 계산하기 위한 MPR 모듈; 및
송신 전력 레벨이 상기 트랜지션 전력 레벨보다 더 높을 때 상기 PA를 더 낮은 이득 상태로부터 더 높은 이득 상태로 스위칭하기 위한 PA 이득 제어기를 포함하는,
집적 회로.
제 4 항에 있어서,
상기 MPR 모듈은 상기 MPR 값을 식별하기 위한 메트릭을 포함하는,
집적 회로.
제 5 항에 있어서,
상기 PA 이득 제어기는 상기 PA의 전류 소비를 최소화하기 위한 최적의 이득 상태를 결정하기 위해서 상기 송신 전력 레벨을 상기 트랜지션 전력 레벨과 비교하는,
집적 회로.
송신 신호를 증폭하기 위한 적어도 2개의 이득 상태들을 갖는 다중-이득 상태 PA를 갖는 무선 통신 디바이스로서,
상기 송신 신호와 연관된 MPR 값의 함수로써 PA 이득 상태들 사이의 트랜지션 전력 레벨을 계산하기 위한 MPR 모듈; 및
송신 전력 레벨이 상기 트랜지션 전력 레벨보다 더 높을 때 상기 PA를 더 낮은 이득 상태로부터 더 높은 이득 상태로 스위칭하기 위한 PA 이득 제어기를 포함하는,
무선 통신 디바이스.
제 7 항에 있어서,
상기 MPR 모듈은 상기 MPR 값을 식별하기 위한 메트릭을 포함하는,
무선 통신 디바이스.
제 8 항에 있어서,
상기 PA 이득 제어기는 상기 PA의 전류 소비를 최소화하기 위한 최적의 이득 상태를 결정하기 위해서 상기 송신 전력 레벨을 상기 트랜지션 전력 레벨과 비교하는,
무선 통신 디바이스.
송신 신호를 증폭하기 위한 적어도 2개의 이득 상태들을 갖는 다중-이득 상태 PA를 제어하기 위한 디바이스로서,
식별된 MPR 값의 함수로써 트랜지션 전력 레벨을 계산하기 위한 수단; 및
송신 전력 레벨이 상기 계산된 트랜지션 전력 레벨보다 더 높을 때 상기 PA를 더 낮은 이득 상태로부터 더 높은 이득 상태로 스위칭하기 위한 수단을 포함하는,
디바이스.
제 10 항에 있어서,
상기 송신 전력 레벨이 상기 계산된 트랜지션 전력 레벨보다 더 낮을 때 더 높은 이득 상태로부터 더 낮은 이득 상태로 스위칭하기 위한 수단을 더 포함하는,
디바이스.
제 10 항에 있어서,
식별된 파형 빈과 연관된 상기 MPR 값을 식별하기 위한 수단을 더 포함하는,
디바이스.
제 12 항에 있어서,
식별된 파형 선형성 특성과 연관된 복수의 MPR 빈들로부터 상기 파형 빈을 식별하기 위한 수단을 더 포함하는,
디바이스.
제 13 항에 있어서,
상기 송신 신호와 연관된 상기 파형 선형성 특성을 식별하기 위한 수단을 더 포함하는,
디바이스.
제 14 항에 있어서,
상기 송신 신호를 송신하기 위한 상기 송신 전력 레벨을 결정하기 위한 수단을 더 포함하는,
디바이스.
제 15 항에 있어서,
상기 송신 신호의 타입에 따라 MPR 값을 파형 빈에 할당하기 위한 수단을 더 포함하는,
디바이스.
제 16 항에 있어서,
상기 송신 신호가 음성일 때, 상기 MPR 값 = -1 dB인,
디바이스.
송신 신호를 증폭하기 위한 적어도 2개의 이득 상태들을 갖는 다중-이득 상태 PA를 제어하는 방법으로서,
식별된 MPR 값의 함수로써 트랜지션 전력 레벨을 계산하는 단계; 및
송신 전력 레벨이 계산된 트랜지션 전력 레벨보다 더 높을 때 상기 PA를 더 낮은 이득 상태로부터 더 높은 이득 상태로 스위칭하는 단계를 포함하는,
다중-이득 상태 PA를 제어하는 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 송신 전력 레벨이 상기 계산된 트랜지션 전력 레벨보다 더 낮을 때 더 높은 이득 상태로부터 더 낮은 이득 상태로 스위칭하는 단계를 더 포함하는,
다중-이득 상태 PA를 제어하는 방법.
제 18 항에 있어서,
식별된 파형 빈과 연관된 상기 MPR 값을 식별하는 단계를 더 포함하는,
다중-이득 상태 PA를 제어하는 방법.
제 20 항에 있어서,
식별된 파형 선형성 특성과 연관된 복수의 MPR 빈들로부터 상기 파형 빈을 식별하는 단계를 더 포함하는,
다중-이득 상태 PA를 제어하는 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 송신 신호와 연관된 상기 파형 선형성 특성을 식별하는 단계를 더 포함하는,
다중-이득 상태 PA를 제어하는 방법.
제 22 항에 있어서,
상기 송신 신호를 송신하기 위한 상기 송신 전력 레벨을 결정하는 단계를 더 포함하는,
다중-이득 상태 PA를 제어하는 방법.
제 22 항에 있어서,
상기 송신 신호의 타입에 따라 MPR 값을 파형 빈에 할당하는 단계를 더 포함하는,
다중-이득 상태 PA를 제어하는 방법.
제 24 항에 있어서,
상기 송신 신호가 음성일 때, 상기 MPR 값 = -1 dB인,
다중-이득 상태 PA를 제어하는 방법.
송신 신호를 증폭하기 위한 적어도 2개의 이득 상태들을 갖는 멀티스테이지 PA를 제어하는 프로세서 디바이스로 사용하기 위한 컴퓨터 프로그램 물건으로서,
상기 프로세서 디바이스로 하여금,
식별된 MPR 값의 함수로써 트랜지션 전력 레벨을 계산하고; 그리고
송신 전력 레벨이 상기 계산된 트랜지션 전력 레벨보다 더 높을 때 상기 PA를 더 낮은 이득 상태로부터 더 높은 이득 상태로 스위칭하게 하는 명령들을 갖는,
컴퓨터 프로그램 물건.