WO2020162643A1 - Ul mimo를 지원하는 이동 단말기 및 그 이동 단말기의 제어 방법 - Google Patents

Ul mimo를 지원하는 이동 단말기 및 그 이동 단말기의 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2020162643A1
WO2020162643A1 PCT/KR2019/001512 KR2019001512W WO2020162643A1 WO 2020162643 A1 WO2020162643 A1 WO 2020162643A1 KR 2019001512 W KR2019001512 W KR 2019001512W WO 2020162643 A1 WO2020162643 A1 WO 2020162643A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power
power amplifier
transmission
mobile terminal
amplifier
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/001512
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
강영희
김정락
조은빛
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to PCT/KR2019/001512 priority Critical patent/WO2020162643A1/ko
Publication of WO2020162643A1 publication Critical patent/WO2020162643A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0404—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas the mobile station comprising multiple antennas, e.g. to provide uplink diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0426—Power distribution
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/38—TPC being performed in particular situations
    • H04W52/42—TPC being performed in particular situations in systems with time, space, frequency or polarisation diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/52—TPC using AGC [Automatic Gain Control] circuits or amplifiers

Definitions

  • the present invention relates to a mobile terminal supporting UL MIMO (Up Link Multi-Input Multi-Output), and more particularly, to a mobile terminal having a plurality of antennas used for both transmission and reception.
  • UL MIMO Up Link Multi-Input Multi-Output
  • LTE communication technology Recently, a wireless communication system using LTE communication technology has been commercialized for mobile terminals, providing various services.
  • wireless communication systems using 5G communication technology are expected to be commercialized and provide various services. Meanwhile, some of the LTE frequency bands may be allocated to provide 5G communication services.
  • the 5G network communication method requires higher spectral efficiency and higher data rate than the conventional communication methods (LTE, 4G).
  • spatial multiplexing to cover a wider range using multiple antennas hereinafter, multiple antennas
  • multiple antennas multiple antennas
  • a typical mobile terminal currently capable of supporting 5G communication uses a plurality of the plurality of antennas for both data reception and transmission to improve the data transmission accuracy of the mobile terminal or to secure a wider transmission coverage.
  • the way to do this was studied.
  • the UL MIMO (Up Link Multi-Input Multi-Output) method appeared.
  • the UL MIMO scheme allows a plurality of transmission antennas to transmit the same data, and has the advantage of greatly improving transmission accuracy.
  • a plurality of transmission antennas must simultaneously transmit data.
  • a plurality of power amplifiers (PAs) must operate. Therefore, for UL MIMO communication, there is a problem that power consumed by the mobile terminal increases. Accordingly, research to reduce power consumed during the UL MIMO communication is actively being studied.
  • An object of the present invention is to solve the above-described problems and other problems, and a mobile terminal capable of minimizing power consumed by the mobile terminal while forming an integrated transmission output (Sum Power) requested by a base station during UL MIMO communication, and Its purpose is to provide a control method.
  • a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • a plurality of antennas including first and second antennas used for both transmission and reception, and a first power amplifier and a second power amplifier that amplify and output signals to be transmitted from the first and second antennas according to an input current, ,
  • a power supply for supplying current to each of the first power amplifier and the second power amplifier, and controlling currents supplied to the first power amplifier and the second power amplifier to form a transmission output requested by the base station, and the When the power consumption calculated according to the currents supplied to the first power amplifier and the second power amplifier is less than the first power consumption, the first power amplifier and the second power amplifier are controlled to form the same transmission output, and the calculation And a control unit for controlling the first power amplifier and the second power amplifier to form different transmission outputs when the calculated power consumption is greater than or equal to the first power consumption.
  • the transmission power requested by the base station is a sum power formed by the transmission output of the first power amplifier and the transmission output of the second power amplifier.
  • transmission output combinations of the first power amplifier and the second power amplifier corresponding to each of different integrated transmission outputs and forming a specific integrated transmission output, and the first power amplifier and the second power amplifier
  • a memory for storing a plurality of look-up tables including threshold powers consumed according to hardware characteristics of the first power amplifier and the second power amplifier is further provided, and When a message requesting a change of the transmission output to the first integrated transmission output is received from the base station, the control unit selects a lookup table corresponding to the first integrated transmission output from the plurality of lookup tables, and the selected lookup table Among the included combinations, a threshold power of a combination in which the first power amplifier and the second power amplifier have the same transmission power is detected as the first power consumption.
  • the controller detects a first threshold power having a value lower than the first power consumption from the selected look-up table when the calculated power consumption is equal to or greater than the first power consumption, and the first And controlling the first and second power amplifiers to respectively form transmit outputs according to a combination corresponding to a threshold power.
  • control unit supplies the first and second power amplifiers to the first and second power amplifiers when the first and second power amplifiers respectively form transmission outputs according to a combination corresponding to the first threshold power.
  • Power consumption is recalculated according to currents, and when the recalculated power consumption is greater than or equal to the first power consumption, a second threshold power having a value lower than the first power consumption is detected from the selected lookup table, and And controlling each of the first and second power amplifiers to form transmit outputs according to a combination corresponding to a second threshold power.
  • the second threshold power is characterized in that it has a value greater than the first threshold power.
  • a PA booster Power Amplifier
  • the control unit for controlling the amount of current supplied from the power supply to the first power amplifier and the second power amplifier
  • the control unit for controlling the amount of current supplied from the power supply to the first power amplifier and the second power amplifier
  • the output voltages of the PA booster corresponding to the power amplifier are controlled to control currents supplied to the first power amplifier and the second power amplifier.
  • the PA booster includes at least one current sensor for sensing amounts of current supplied to the first and second power amplifiers, and the control unit is configured to measure current amounts detected from the at least one current sensor. Based on the first and second power amplifiers characterized in that the power consumption is calculated.
  • the first antenna and the second antenna are antennas for transmitting or receiving signals of any one of n41 band, n77 band, n78 band, and n79 band according to a 5G NR (New Radio) protocol. It features.
  • control unit is a modem (MODEM), an application processor (AP), or a terminal control unit that controls the overall operation of the mobile terminal.
  • MODEM modem
  • AP application processor
  • terminal control unit that controls the overall operation of the mobile terminal.
  • a control method of a mobile terminal includes a first step of detecting a transmission power change request from a message received from a base station, and the detected A second step of detecting a lookup table corresponding to a transmission power requested by the base station according to a transmission power change request, and a first power amplifier and a second power forming a transmission output requested by the base station from the detected lookup table Among the transmission output combinations of the amplifier, a third step of detecting a combination in which the first and second power amplifiers have the same transmission power and a standard power corresponding to the combination, and forming a transmission output according to the detected transmission output combination A fourth step of controlling the first power amplifier and the second power amplifier to be performed, a fifth step of calculating power consumption based on currents supplied to the first power amplifier and the second power amplifier, and the calculated power consumption A sixth step of comparing the standard power, and controlling the first and second power amplifiers to maintain the current
  • the transmission power requested by the base station is an integrated transmission output formed by the transmission output of the first power amplifier and the transmission output of the second power amplifier
  • the lookup table is a specific integrated transmission output
  • the other combination is a combination of transmission outputs of a first power amplifier and a second power amplifier corresponding to one of threshold powers having a value lower than the standard power.
  • the seventh step when repeating the fourth to sixth steps according to the comparison result, the order of the threshold power having a smaller value among threshold powers having a value lower than the standard power Combinations corresponding to each threshold power are detected and the fourth to sixth steps are repeated based on the detected combinations.
  • the present invention distributes power differently according to the design characteristics of each PA in UL MIMO communication, so that the base station with less power than the same power distribution to each PA It has the effect of being able to form the transmit power (sum power, integrated transmit power) requested by.
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating a mobile terminal related to the present invention.
  • 1B and 1C are exemplary views of an example of a mobile terminal related to the present invention viewed from different directions.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication unit of a mobile terminal capable of operating in a plurality of wireless communication systems according to an embodiment of the present invention.
  • 3A and 3B are conceptual diagrams illustrating a structure in which a current is supplied to a transmission/reception antenna and a power amplifier of the transmission/reception antennas in the structure of the wireless communication unit of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an example in which data is exchanged between a mobile terminal and a base station according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation process of controlling a current applied to each power amplifier based on a lookup table in a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exemplary diagram illustrating examples of lookup tables corresponding to different integrated power levels in a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an exemplary diagram showing examples of power consumption when a plurality of power amplifiers have the same transmission power level to form a specific integrated power level and when they have different transmission power levels.
  • Mobile terminals described herein include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation systems, and slate PCs.
  • PDAs personal digital assistants
  • PMPs portable multimedia players
  • slate PCs slate PCs.
  • Tablet PC tablet PC
  • ultrabook ultrabook
  • wearable device wearable device, for example, smartwatch, glass type terminal (smart glass), HMD (head mounted display)), etc. have.
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating a mobile terminal related to the present invention
  • FIGS. 1B and 1C are conceptual views of an example of a mobile terminal related to the present invention viewed from different directions.
  • the mobile terminal 100 includes a wireless communication unit 110, an input unit 120, a sensing unit 140, an output unit 150, an interface unit 160, a memory 170, a control unit 180, and a power supply unit 190 ) And the like.
  • the components shown in FIG. 1A are not essential for implementing the mobile terminal, and thus, the mobile terminal described in the present specification may have more or fewer components than those listed above.
  • the wireless communication unit 110 is provided between the mobile terminal 100 and the wireless communication system, between the mobile terminal 100 and another mobile terminal 100, or between the mobile terminal 100 and an external server. It may include one or more modules to enable wireless communication between. In addition, the wireless communication unit 110 may include one or more modules that connect the mobile terminal 100 to one or more networks.
  • the one or more networks may be, for example, a 4G communication network and a 5G communication network.
  • the wireless communication unit 110 may include at least one of a 4G wireless communication module 111, a 5G wireless communication module 112, a short-range communication module 113, and a location information module 114.
  • the 4G wireless communication module 111 may transmit and receive 4G base stations and 4G signals through a 4G mobile communication network. At this time, the 4G wireless communication module 111 may transmit one or more 4G transmission signals to a 4G base station. Also, the 4G wireless communication module 111 may receive one or more 4G reception signals from a 4G base station.
  • uplink (UL) multi-input multi-output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G transmission signals transmitted to a 4G base station.
  • a downlink (DL) multi-input multi-output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G reception signals received from a 4G base station.
  • the 5G wireless communication module 112 may transmit and receive 5G base stations and 5G signals through a 5G mobile communication network.
  • the 4G base station and the 5G base station may have a non-stand-alone (NSA) structure.
  • the 4G base station and the 5G base station may be a co-located structure disposed at the same location in the cell.
  • the 5G base station may be arranged in a stand-alone (SA) structure at a location separate from the 4G base station.
  • SA stand-alone
  • the 5G wireless communication module 112 may transmit and receive 5G base stations and 5G signals through a 5G mobile communication network. At this time, the 5G wireless communication module 112 may transmit one or more 5G transmission signals to a 5G base station. In addition, the 5G wireless communication module 112 may receive one or more 5G received signals from the 5G base station.
  • the 5G frequency band may use the same band as the 4G frequency band, and this may be referred to as LTE re-farming.
  • a 5G frequency band a Sub6 band, which is a band of 6 GHz or less, may be used.
  • the millimeter wave (mmWave) band may be used as a 5G frequency band to perform broadband high-speed communication.
  • the mobile terminal 100 may perform beam forming for communication coverage expansion with a base station.
  • uplink MIMO may be performed by a plurality of 5G transmission signals transmitted to the 5G base station.
  • downlink (DL) MIMO may be performed by a plurality of 5G reception signals received from a 5G base station.
  • the wireless communication unit 110 may be in a dual connectivity (DC) state with a 4G base station and a 5G base station through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112.
  • DC dual connectivity
  • a dual connection between a 4G base station and a 5G base station may be referred to as EN-DC (EUTRAN NR DC).
  • EUTRAN is an Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network, which means 4G wireless communication system
  • NR is New Radio, which means 5G wireless communication system.
  • the 4G base station and the 5G base station have a co-located structure, throughput can be improved through inter-CA (carrier aggregation). Therefore, the 4G base station and the 5G base station can be In the EN-DC state, the 4G reception signal and the 5G reception signal can be simultaneously received through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112.
  • the short range communication module 113 is for short range communication, and includes BluetoothTM, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, and NFC.
  • Near field communication may be supported by using at least one of (Near Field Communication), Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, and Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technologies.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • IrDA Infrared Data Association
  • UWB Ultra Wideband
  • ZigBee ZigBee
  • NFC Near field communication
  • Near field communication may be supported by using at least one of (Near Field Communication), Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, and Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technologies.
  • short-range communication between mobile terminals may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112.
  • short-range communication may be performed between mobile terminals through a device-to-device (D2D) method without passing through a base station.
  • D2D device-to-device
  • carrier aggregation using at least one of the 4G wireless communication module 111 and 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113 for transmission speed improvement and communication system convergence (convergence)
  • carrier aggregation using at least one of the 4G wireless communication module 111 and 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113 for transmission speed improvement and communication system convergence (convergence)
  • 4G + WiFi carrier aggregation may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the Wi-Fi communication module 113.
  • 5G + WiFi carrier aggregation may be performed using the 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113.
  • the location information module 114 is a module for obtaining a location (or current location) of a mobile terminal, and representative examples thereof include a GPS (Global Positioning System) module or a WiFi (Wireless Fidelity) module.
  • a GPS Global Positioning System
  • WiFi Wireless Fidelity
  • the mobile terminal may acquire the location of the mobile terminal based on information of the Wi-Fi module and a wireless access point (AP) that transmits or receives a wireless signal.
  • the location information module 115 may perform any function among other modules of the wireless communication unit 110 in order to obtain data on the location of the mobile terminal as a substitute or additionally.
  • the location information module 115 is a module used to obtain the location (or current location) of the mobile terminal, and is not limited to a module that directly calculates or obtains the location of the mobile terminal.
  • the mobile terminal may acquire the location of the mobile terminal based on information of the 5G wireless communication module and the 5G base station transmitting or receiving a wireless signal.
  • the 5G base station in the mmWave band is deployed in a small cell having a narrow coverage, it is advantageous to obtain the location of the mobile terminal.
  • the input unit 120 includes a camera 121 or an image input unit for inputting an image signal, a microphone 122 for inputting an audio signal, or an audio input unit, and a user input unit 123 for receiving information from a user, for example, , A touch key, a mechanical key, etc.).
  • the voice data or image data collected by the input unit 120 may be analyzed and processed as a user's control command.
  • the sensing unit 140 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the mobile terminal, information on surrounding environments surrounding the mobile terminal, and user information.
  • the sensing unit 140 includes a proximity sensor 141, an illumination sensor 142, a touch sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, and gravity.
  • G-sensor gyroscope sensor
  • motion sensor motion sensor
  • RGB sensor infrared sensor
  • IR sensor infrared sensor
  • fingerprint sensor fingerprint sensor
  • ultrasonic sensor ultrasonic sensor
  • Optical sensor for example, camera (see 121)), microphone (microphone, see 122), battery gauge, environmental sensor (for example, barometer, hygrometer, thermometer, radiation detection sensor, It may include at least one of a heat sensor, a gas sensor, etc.) and a chemical sensor (eg, an electronic nose, a healthcare sensor, a biometric sensor, etc.).
  • the mobile terminal disclosed in the present specification may combine and utilize information sensed by at least two or more of these sensors.
  • the output unit 150 is for generating an output related to visual, auditory or tactile sense, and includes at least one of a display unit 151, an audio output unit 152, a hap tip module 153, and a light output unit 154. can do.
  • the display unit 151 may form a layer structure with the touch sensor or are integrally formed to implement a touch screen.
  • Such a touch screen may function as a user input unit 123 that provides an input interface between the mobile terminal 100 and a user, and can provide an output interface between the mobile terminal 100 and a user.
  • the interface unit 160 serves as a passage between various types of external devices connected to the mobile terminal 100.
  • the interface unit 160 connects a wired/wireless headset port, an external charger port, a wired/wireless data port, a memory card port, and a device equipped with an identification module. It may include at least one of a port, an audio input/output (I/O) port, an input/output (video I/O) port, and an earphone port.
  • the mobile terminal 100 may perform appropriate control related to the connected external device in response to the connection of the external device to the interface unit 160.
  • the memory 170 stores data supporting various functions of the mobile terminal 100.
  • the memory 170 may store a plurality of application programs (applications) driven by the mobile terminal 100, data for operation of the mobile terminal 100, and commands. At least some of these application programs may be downloaded from an external server through wireless communication. In addition, at least some of these application programs may exist on the mobile terminal 100 from the time of shipment for basic functions of the mobile terminal 100 (eg, incoming calls, outgoing functions, message reception, and outgoing functions). Meanwhile, the application program may be stored in the memory 170, installed on the mobile terminal 100, and driven by the controller 180 to perform an operation (or function) of the mobile terminal.
  • the controller 180 In addition to the operation related to the application program, the controller 180 generally controls the overall operation of the mobile terminal 100.
  • the controller 180 may provide or process appropriate information or functions to a user by processing signals, data, information, etc. input or output through the above-described components or by driving an application program stored in the memory 170.
  • controller 180 may control at least some of the components described with reference to FIG. 1A in order to drive the application program stored in the memory 170. Further, in order to drive the application program, the controller 180 may operate by combining at least two or more of the components included in the mobile terminal 100 with each other.
  • the power supply unit 190 receives external power and internal power under the control of the controller 180 and supplies power to each of the components included in the mobile terminal 100.
  • the power supply unit 190 includes a battery, and the battery may be a built-in battery or a replaceable battery.
  • At least some of the components may operate in cooperation with each other to implement an operation, control, or control method of a mobile terminal according to various embodiments described below. Further, the operation, control, or control method of the mobile terminal may be implemented on the mobile terminal by driving at least one application program stored in the memory 170.
  • the disclosed mobile terminal 100 has a bar-shaped terminal body.
  • the present invention is not limited to this, and may be applied to various structures such as a watch type, a clip type, a glass type, or a folder type, a flip type, a slide type, a swing type, a swivel type to which two or more bodies are movably coupled.
  • a specific type of mobile terminal the description of a specific type of mobile terminal can be generally applied to other types of mobile terminals.
  • the terminal body may be understood as a concept of referring to the mobile terminal 100 as at least one aggregate.
  • the mobile terminal 100 includes a case (for example, a frame, a housing, a cover, etc.) forming an exterior. As illustrated, the mobile terminal 100 may include a front case 101 and a rear case 102. Various electronic components are disposed in the inner space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102. At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
  • a case for example, a frame, a housing, a cover, etc.
  • the mobile terminal 100 may include a front case 101 and a rear case 102.
  • Various electronic components are disposed in the inner space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102.
  • At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
  • a display unit 151 is disposed on the front of the terminal body to output information. As illustrated, the window 151a of the display unit 151 is mounted on the front case 101 to form the front surface of the terminal body together with the front case 101.
  • electronic components may also be mounted on the rear case 102.
  • Electronic components that can be mounted on the rear case 102 include a removable battery, an identification module, and a memory card.
  • a rear cover 103 for covering the mounted electronic component may be detachably coupled to the rear case 102. Therefore, when the rear cover 103 is separated from the rear case 102, the electronic components mounted on the rear case 102 are exposed to the outside. Meanwhile, some of the side surfaces of the rear case 102 may be implemented to operate as a radiator.
  • the rear cover 103 when the rear cover 103 is coupled to the rear case 102, a part of the side surface of the rear case 102 may be exposed. In some cases, the rear case 102 may be completely covered by the rear cover 103 during the engagement. Meanwhile, the rear cover 103 may be provided with an opening for exposing the camera 121b or the sound output unit 152b to the outside.
  • the mobile terminal 100 includes a display unit 151, first and second sound output units 152a and 152b, a proximity sensor 141, an illuminance sensor 142, a light output unit 154, and first and second sound output units.
  • Cameras 121a and 121b, first and second operation units 123a and 123b, microphone 122, interface unit 160, and the like may be provided.
  • the display unit 151 displays (outputs) information processed by the mobile terminal 100.
  • the display unit 151 may display execution screen information of an application program driven in the mobile terminal 100, or UI (User Interface) and GUI (Graphic User Interface) information according to such execution screen information. .
  • two or more display units 151 may exist depending on the implementation form of the mobile terminal 100.
  • a plurality of display units may be spaced apart from one surface or integrally disposed in the mobile terminal 100, or may be respectively disposed on different surfaces.
  • the display unit 151 may include a touch sensor that senses a touch on the display unit 151 so that a control command can be input by a touch method. Using this, when a touch is made to the display unit 151, the touch sensor detects the touch, and the controller 180 can be configured to generate a control command corresponding to the touch based on the touch.
  • the content input by the touch method may be a letter or a number, or an instruction or designable menu item in various modes.
  • the display unit 151 may form a touch screen together with a touch sensor, and in this case, the touch screen may function as a user input unit 123 (see FIG. 1A ). In some cases, the touch screen may replace at least some functions of the first operation unit 123a.
  • the first sound output unit 152a may be implemented as a receiver that transmits a call sound to the user's ear, and the second sound output unit 152b is a loudspeaker that outputs various alarm sounds or multimedia playback sounds. ) Can be implemented.
  • the light output unit 154 is configured to output light to notify when an event occurs. Examples of the event include message reception, call signal reception, missed calls, alarm, schedule notification, email reception, information reception through an application, and the like.
  • the control unit 180 may control the light output unit 154 so that the output of light is terminated when the user's event confirmation is detected.
  • the first camera 121a processes an image frame of a still image or video obtained by an image sensor in a shooting mode or a video call mode.
  • the processed image frame may be displayed on the display unit 151 and may be stored in the memory 170.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b are an example of a user input unit 123 that is operated to receive a command for controlling the operation of the mobile terminal 100, and may also be collectively referred to as a manipulating portion. have.
  • the first and second operation units 123a and 123b may be employed in any manner as long as the user operates while receiving a tactile feeling such as touch, push, scroll, etc.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may also be employed in a manner in which the first and second manipulation units 123a and 123b are operated without a user's tactile feeling through proximity touch, hovering touch, or the like.
  • the mobile terminal 100 may be provided with a fingerprint recognition sensor for recognizing a user's fingerprint, and the controller 180 may use fingerprint information detected through the fingerprint recognition sensor as an authentication means.
  • the fingerprint recognition sensor may be embedded in the display unit 151 or the user input unit 123.
  • the microphone 122 is configured to receive a user's voice, other sounds, and the like.
  • the microphone 122 may be provided at a plurality of locations and configured to receive stereo sound.
  • the interface unit 160 is a passage through which the mobile terminal 100 can be connected to an external device.
  • the interface unit 160 is a connection terminal for connection with other devices (eg, earphones, external speakers), a port for short-range communication (eg, an infrared port (IrDA Port), a Bluetooth port (Bluetooth Port), a wireless LAN port, etc.], or at least one of a power supply terminal for supplying power to the mobile terminal 100.
  • the interface unit 160 may be implemented in the form of a socket for accommodating an external card such as a subscriber identification module (SIM) or a user identity module (UIM), or a memory card for storing information.
  • SIM subscriber identification module
  • UIM user identity module
  • a second camera 121b may be disposed on the rear side of the terminal body.
  • the second camera 121b has a shooting direction substantially opposite to the first camera 121a.
  • the second camera 121b may include a plurality of lenses arranged along at least one line.
  • the plurality of lenses may be arranged in a matrix format.
  • Such a camera may be referred to as an array camera.
  • images may be captured in a variety of ways using a plurality of lenses, and better quality images may be obtained.
  • the flash 124 may be disposed adjacent to the second camera 121b. When a subject is photographed by the second camera 121b, the flash 124 illuminates light toward the subject.
  • a second sound output unit 152b may be additionally disposed on the terminal body.
  • the second sound output unit 152b may implement a stereo function together with the first sound output unit 152a, or may be used to implement a speakerphone mode during a call.
  • At least one antenna for wireless communication may be provided in the terminal body.
  • the antenna may be built in the terminal body or may be formed in the case. Meanwhile, a plurality of antennas connected to the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 may be disposed on the side of the terminal.
  • the antenna may be formed of a film type and attached to the inner surface of the rear cover 103, or a case including a conductive material may be configured to function as an antenna.
  • a plurality of antennas disposed on the side of the terminal may be implemented in four or more to support MIMO.
  • a plurality of antennas disposed on the side of the terminal may be implemented in four or more to support MIMO.
  • the 5G wireless communication module 112 operates in a millimeter wave (mmWave) band
  • mmWave millimeter wave
  • a plurality of array antennas may be disposed in the mobile terminal.
  • the terminal body is provided with a power supply unit 190 (see FIG. 1A) for supplying power to the mobile terminal 100.
  • the power supply unit 190 may include a battery 191 built in the terminal body or configured to be detachable from the outside of the terminal body.
  • the controller 180 that controls the overall operation of the mobile terminal will be referred to as the terminal controller 180.
  • the mobile terminal includes a first power amplifier 210, a second power amplifier 220 and an RFIC 250.
  • the mobile terminal may further include a modem (Modem) 270 and an application processor (AP) 280.
  • the modem (Modem, 270) and the application processor (AP, 280) are physically implemented in one chip, and may be implemented in a logical and functional separate form.
  • the present invention is not limited thereto, and may be implemented in the form of physically separated chips depending on the application.
  • the mobile terminal includes a plurality of low noise amplifiers (LNAs) 261 to 264 in the receiver.
  • LNAs low noise amplifiers
  • the first power amplifier 210, the second power amplifier 220, the RFIC 250, and the plurality of low-noise amplifiers 261 to 264 are all operable in the first communication system and the second communication system.
  • the first communication system and the second communication system may be 4G communication systems and 5G communication systems, respectively.
  • the RFIC 250 may be configured as a 4G/5G integrated type, but is not limited thereto, and may be configured as a 4G/5G separated type according to an application.
  • the RFIC 250 is configured as a 4G/5G integrated type, it is advantageous in terms of synchronization between 4G/5G circuits, and has an advantage that control signaling by the modem 270 can be simplified.
  • the RFIC 250 when configured as a 4G/5G separated type, it may be referred to as a 4G RFIC and a 5G RFIC, respectively.
  • the RFIC 250 when the 5G band and the 4G band have a large difference in bands, such as when the 5G band is configured as a millimeter wave band, the RFIC 250 may be configured as a 4G/5G separate type. In this way, when the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separate type, there is an advantage that RF characteristics can be optimized for each of the 4G band and the 5G band.
  • the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separated type, it is possible that the 4G RFIC and the 5G RFIC are logically and functionally separated and physically implemented in one chip.
  • the application processor (AP) 280 is configured to control the operation of each component of the mobile terminal. Specifically, the application processor (AP, 280) may control the operation of each component of the mobile terminal through the modem 270.
  • the modem 270 may be controlled through a power management IC (PMIC) for low power operation of the mobile terminal. Accordingly, the modem 270 may operate the power circuit of the transmitter and the receiver through the RFIC 250 in a low power mode.
  • PMIC power management IC
  • the application processor (AP) 280 may control the RFIC 250 through the modem 270 as follows. For example, if the mobile terminal is in a standby mode (idle mode), at least one of the first and second power amplifiers (110, 120) to operate in a low power mode or off (off) RFIC through the modem 270 250 can be controlled.
  • the application processor (AP) 280 may control the modem 270 to provide wireless communication capable of low power communication.
  • the application processor (AP) 280 may control the modem 270 to enable wireless communication with the lowest power. Accordingly, even if the throughput is slightly sacrificed, the application processor (AP) 280 may control the modem 270 and the RFIC 250 to perform short-range communication using only the short-range communication module 113.
  • the modem 270 may be controlled to select an optimal wireless interface.
  • the application processor (AP, 280) may control the modem 270 to receive through both the 4G base station and the 5G base station according to the remaining battery capacity and available radio resource information.
  • the application processor (AP) 280 may receive the remaining battery level information from the PMIC and the available radio resource information from the modem 270. Accordingly, if the remaining battery capacity and available radio resources are sufficient, the application processor (AP, 280) may control the modem 270 and the RFIC 250 so as to be received through both the 4G base station and the 5G base station.
  • the multi-transceiving system of FIG. 2 may integrate a transmitter and a receiver of each radio system into one transceiver. Accordingly, there is an advantage in that the circuit part that integrates the two types of system signals can be eliminated at the RF front-end.
  • front end components can be controlled by an integrated transmission/reception unit, it is possible to integrate the front end components more efficiently when the transmission/reception systems are separated for each communication system.
  • the multi-transmission/reception system as shown in FIG. 2 can control other communication systems as necessary, and has the advantage of efficient resource allocation because it can minimize system delay.
  • the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 may operate in at least one of the first and second communication systems.
  • the first and second power amplifiers 220 are operable in both the first and second communication systems.
  • one of the first and second power amplifiers 210 and 220 may operate in the 4G band and the other may operate in the millimeter wave band. have.
  • 4x4 MIMO can be implemented using 4 antennas as shown in FIG. 2.
  • 4x4 DL MIMO may be performed through downlink (DL).
  • the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in both the 4G band and the 5G band.
  • the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in any one of the 4G band and the 5G band.
  • each of a plurality of separate antennas may be configured as an array antenna in the millimeter wave band.
  • 2x2 MIMO may be implemented using two antennas connected to the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 among the four antennas.
  • 2x2 UL MIMO (2 Tx) may be performed through uplink (UL).
  • a transmission signal may be branched from each of one or two transmission paths, and the branched transmission signal may be connected to a plurality of antennas.
  • a switch-type splitter or a power divider is built in the RFIC corresponding to the RFIC 250, so there is no need for a separate component to be placed outside, thereby improving component mountability.
  • a transmitter (TX) of two different communication systems can be selected by using a single pole double throw (SPDT) switch inside the RFIC corresponding to the controller 250.
  • SPDT single pole double throw
  • a mobile terminal capable of operating in a plurality of wireless communication systems according to the present invention may further include a duplexer 231, a filter 232, and a switch 233.
  • the duplexer 231 is configured to separate the signals of the transmission band and the reception band from each other. At this time, signals of a transmission band transmitted through the first and second power amplifiers 210 and 220 are applied to the antennas ANT1 and ANT4 through the first output ports of the duplexer 231. On the other hand, signals in the reception band received through the antennas ANT1 and ANT4 are received by the low noise amplifiers 261 and 264 through the second output port of the duplexer 231.
  • the filter 232 may be configured to pass signals in a transmission band or a reception band and block signals in the other band.
  • the filter 232 may include a transmission filter connected to the first output port of the duplexer 231 and a reception filter connected to the second output port of the duplexer 231.
  • the filter 232 may be configured to pass only signals in the transmission band or only signals in the reception band depending on the control signal.
  • the switch 233 is configured to transmit only either a transmission signal or a reception signal.
  • the switch 233 may be configured in the form of a single pole double throw (SPDT) to separate a transmission signal and a reception signal in a time division duplex (TDD) method.
  • the transmission signal and the reception signal are signals of the same frequency band, and accordingly, the duplexer 231 may be implemented in a circulator form.
  • the switch 233 is also applicable to a frequency division multiplexing (FDD) method.
  • the switch 233 may be configured in the form of a Double Pole Double Throw (DPDT) so as to connect or block a transmission signal and a reception signal, respectively.
  • DPDT Double Pole Double Throw
  • the mobile terminal according to the present invention may further include a modem 270 corresponding to the control unit.
  • the RFIC 250 and the modem 270 may be referred to as a first control unit (or a first processor) and a second control unit (a second processor), respectively.
  • the RFIC 250 and the modem 270 may be implemented as physically separate circuits.
  • the RFIC 250 and the modem 270 may be physically divided into one circuit logically or functionally.
  • the modem 270 may perform control and signal processing for transmission and reception of signals through different communication systems through the RFIC 250.
  • the modem 270 may be obtained through control information received from a 4G base station and/or a 5G base station.
  • the control information may be received through a physical downlink control channel (PDCCH), but is not limited thereto.
  • PDCCH physical downlink control channel
  • the modem 270 may control the RFIC 250 to transmit and/or receive signals through the first communication system and/or the second communication system in a specific time and frequency resource. Accordingly, the RFIC 250 may control transmission circuits including the first and second power amplifiers 210 and 220 to transmit a 4G signal or a 5G signal in a specific time period. Also, the RFIC 250 may control receiving circuits including the first to fourth low noise amplifiers 261 to 264 to receive 4G signals or 5G signals in a specific time period.
  • 3A and 3B are conceptual diagrams illustrating a structure in which power is supplied to a transmission/reception antenna and a PA of the transmission/reception antennas in the structure of the wireless communication unit of FIG. 2.
  • a wireless communication unit of a mobile terminal may include four antennas (ANT 1, ANT 2, ANT 3 and ANT 4), of which two antennas (ANT 1, ANT 2) can be used as a transmission/reception antenna.
  • the two antennas ANT 1 and ANT 2 will be referred to as a first antenna and a second antenna, respectively.
  • the first and second antennas may be formed to have a separation distance greater than or equal to a predetermined distance so as to exclude an influence due to interference between each other.
  • the first antenna and the second antenna may be antennas provided on different surfaces of the multilayer substrate.
  • the first antenna and the second antenna may be antennas provided on different layers.
  • a ground plane may be formed between the substrate layers on which the first antenna and the second antenna are formed to improve the degree of isolation between the antennas.
  • the first and second antennas may be antennas formed to transmit or receive 5G signals.
  • the first and second antennas are n41 band (2496-2690 MHz), n77 band and n78 band (3300-4200 MHz and 3300-3800 MHz), n79 band (4400-5000 MHz) according to the 5G New Radio (NR) protocol. ) May be an antenna capable of transmitting or receiving a signal.
  • the first and second antennas may be antennas for transmitting or receiving signals of the same frequency band.
  • the wireless communication unit of the mobile terminal may include a first power amplifier (PA) 210 and a second power amplifier 220 connected to the first antenna and the second antenna, respectively.
  • PA power amplifier
  • a power amplifier booster 330 that supplies current for signal amplification to the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220, respectively, and a power supply that supplies current to the PA booster 330.
  • 340 and a controller 350 for controlling the amount of current applied to the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 by controlling the PA booster 330.
  • the first and second power amplifiers 210 and 220 may be connected to a first antenna and a second antenna, respectively, through a switch 233.
  • transmission signals input from the RFIC 250 may be amplified into signals having a preset output level, that is, a power level.
  • the amplified transmission signal may be output to a connected antenna. Accordingly, the first antenna or the second antenna may transmit a signal having the preset power level.
  • the PA booster (Power Amplifier Booster) 330 may supply the current applied from the power supply unit 340 to the power supply unit 310 or 320 of each power amplifier (210, 220). Further, the first and second power amplifiers 210 and 220 may amplify a signal input from the RFIC 250 to have a preset power level based on the current supplied through the power supply units 310 and 320. . In this case, each power amplifier may have different output levels, that is, power levels, of amplified signals according to the amount of current applied from the PA booster 330.
  • the input signal when the amount of supplied current increases, the input signal may be amplified with a signal having a higher power level, and when the amount of supplied current decreases, the input signal may be amplified with a signal having a lower power level.
  • the first and second power amplifiers 210 and 220 may form the power level of the transmission signal according to the amount of current applied from the PA booster 330.
  • the controller 350 may control the amount of current supplied from the PA booster 330 to each power amplifier 210 and 220. For example, by controlling the output voltage value of the PA booster 330, the controller 350 may control the PA booster 330 to output a current corresponding to a specific output voltage value. In this case, the controller 350 may control output voltage values of the PA booster 330 corresponding to the first and second power amplifiers 210 and 220 differently from each other. Then, the PA booster 330 may supply different amounts of current to the first and second power amplifiers 210 and 220, respectively, and accordingly, the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 Signals can be amplified and output at different power levels. That is, the power level of the transmission signal formed by the first power amplifier 210 and the power level of the transmission signal formed by the second power amplifier 220 may be different from each other.
  • the base station performing communication with the mobile terminal may determine a channel environment between the mobile terminal and the base station based on data received from the mobile terminal. In addition, based on the determined channel environment, it is possible to request the mobile terminal to further improve the transmission power. In this case, the base station may transmit a message requesting to change the transmission power to a specific level to the mobile terminal. Then, the control unit 350 may detect the transmission signal power level required from the base station based on the message received from the base station.
  • the control unit 350 controls the transmission signal power level of the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 to form the power level of the requested transmission signal.
  • a combination of transmit signal power levels can be detected.
  • the power level requested from the base station may not be a power level of each antenna, but may be a sum power level according to signals transmitted from all transmission antennas constituting MIMO.
  • the controller 350 may form a signal of the specific integrated power level by combining the transmission signal power level of the first power amplifier 210 and the transmission signal power level of the second power amplifier 220.
  • the control unit 350 forms the same transmission signal power level in the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 to achieve the power level of 26 dBm.
  • Current applied to the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 may be controlled to generate.
  • the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 may each form a transmit signal power level of 23 dBm.
  • control unit 350 and the first power amplifier 210 and the first power amplifier 210 to generate a signal of the power level of 26dBm by forming different transmission signal power levels in the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220.
  • the current applied to the second power amplifier 220 may be controlled.
  • one of the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 may form a transmit power level of 24 dBm and the other may form a transmit power level of 22 dBm.
  • the control unit 350 may select a combination having lower power consumption than the reference power consumption based on these combinations.
  • the current applied to each power amplifier may be controlled so that each power amplifier forms a transmission power level according to the selected combination.
  • the power consumption serving as the reference may be power consumption when each power amplifier forms the same transmission power level. That is, the control unit 350 detects a combination of transmission power levels with low power consumption based on the power consumption when each power amplifier forms the same transmission power level, and determines each power according to the combination of the detected transmission power levels.
  • Each of the amplifiers can be controlled to form a transmit power level.
  • the control unit 350 may refer to a look up table including information on transmission power levels of each power amplifier for forming a specific integrated power level.
  • the lookup table includes a combination of transmission power levels of each power amplifier to form a specific integrated power level, and may include a power consumption value in case of having the same transmission power level.
  • the power consumption values in the case of having the same transmission power level may include values of power consumption when the transmission power levels are formed differently in each power amplifier according to each combination.
  • the power consumption may be calculated based on currents applied to each power amplifier.
  • power consumption in the case of having the same transmission power level is referred to as standard power
  • threshold power when transmission power levels are formed differently in each power amplifier
  • the lookup table may exist for each integrated power level. These lookup tables may be stored in a memory (not shown), and when a specific integrated power level is requested from the base station, a lookup table corresponding to the requested integrated power level may be loaded by the controller 350. have.
  • control unit 350 may detect transmission power levels having power consumption lower than the standard power of the loaded lookup table, and control each power amplifier to form a transmission power level according to the detected combination.
  • each power amplifier may consume more current in forming a specific transmission power level due to circuit characteristics or channel environment. That is, even when each power amplifier each forms a transmit power level according to the detected combination, there may be a case in which the corresponding transmit power level is formed only when more current is supplied than the current according to the power consumption included in the lookup table. . That is, when a power amplifier that requires more current to form a transmission power level due to circuit characteristics, etc. is designated to form a higher transmission power level than a power amplifier that does not, when each power amplifier forms the same transmission power level. More power can be consumed.
  • the PA booster 330 may detect the current supplied to each power amplifier.
  • the PA booster 330 may transmit information on the detected currents to the controller 350, and the controller 350 may calculate power consumption based on the detected currents.
  • each power amplifier may be controlled to form a respective transmit power level based on a combination detected from the lookup table.
  • the PA booster 330 may include current sensors for detecting a current supplied to each power amplifier.
  • control unit 350 may be a modem (MODEM, 270) or an application processor (AP, 280).
  • the controller 350 may be the terminal controller 180 that controls the overall operation of the mobile terminal.
  • the PA booster 330 may be provided for each of the power amplifiers 210 and 220, respectively.
  • the power supply unit 340 may supply current for driving to the first PA booster 331 and the second PA booster 332, respectively.
  • the controller 350 transmits a control signal to the first PA booster 331 and the second PA booster 332 to control the current applied to the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220.
  • Each can be input (351, 352).
  • the first PA booster 331 and the second PA booster 332 supply current to the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 based on the input control signals 351 and 352. Can be controlled.
  • the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 may amplify the transmission signal at a transmission power level corresponding to the supplied currents 361 and 362, respectively. Accordingly, signals having a transmit power level corresponding to the currents 361 and 362 supplied to each of the power amplifiers may be output through the first antenna and the second antenna.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an example in which data is exchanged between a mobile terminal and a base station according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A shows a transmission/reception schedule of a mobile terminal that is time division multiplexed according to a Time Division Duplex (TDD) scheme.
  • the mobile terminal may transmit data to the base station at a signal transmission (TX) time 400 and may receive data from the base station at a signal reception (RX) time 410.
  • the signal transmission (TX) time 400 and the signal reception (RX) time 410 may be preset according to control data exchanged between the base station of the mobile terminal and the mobile terminal.
  • FIG. 4 shows an example in which data is exchanged at the signal transmission (TX) time 400 and the signal reception (RX) time 410.
  • the transmission (TX) data may include a status message including status information of the current mobile terminal 430 (S450).
  • the status message may include information on the integrated transmission power level of the mobile terminal formed from transmission power levels of each power amplifier currently set in the mobile terminal and transmission power levels of the power amplifiers.
  • the base station 420 may determine a channel environment between the base station 420 and the mobile terminal 430 based on the received TX data. For example, the base station 420 may determine a channel environment between the base station 420 and the mobile terminal 430 based on the amount of loss of TX data received during the signal transmission time (TX) 400 (S452). In addition, when data loss of more than a preset level occurs, the base station 420 may determine that the current channel environment requires a transmission signal having a stronger power level. Accordingly, the base station 420 may determine a specific transmission power level based on the currently determined channel environment and generate a power change request message requesting the mobile terminal 430 to transmit a signal of the determined transmission power level (S454). ). In this case, the power change request message may include information on the determined transmission power level, and the transmission power level is an integrated power level formed by the transmission power level of each of the power amplifiers of the mobile terminal 430 I can.
  • the power change request message may be transmitted together with data received from the base station 420 at a signal reception (RX) time 410 (S450). Then, the mobile terminal 420 may detect whether there is the power change request message among the received data (S462). In addition, when the power change request message is received, the output power of each power amplifier may be changed so that a signal of a transmission power level requested from the base station 420, that is, a specific integrated power level is formed (S462).
  • the base station 420 determines that the current channel environment is suitable for the current transmission power level of the mobile terminal 430. It can be judged as. Then, the base station 420 may not generate the power change request message, and accordingly, the power change request message may not be transmitted at the signal reception (RX) time 410. In this case, the mobile terminal 430 may control the current supplied to each power amplifier to maintain the current transmission power level.
  • control unit 350 may change the transmission power level of each power amplifier to form a signal of the integrated power level included in the detected power change request message.
  • the controller 350 may load a lookup table corresponding to the integrated power level included in the power change request message from the memory, and may change the transmission power level of each power amplifier based on the loaded lookup table.
  • 5 is a flowchart illustrating an operation process of controlling a current applied to each power amplifier based on a lookup table in a mobile terminal according to an embodiment of the present invention in this case.
  • 6 is an exemplary diagram illustrating an example of output tables referred to to allocate power to a plurality of PAs in a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the controller 350 may select a lookup table corresponding to the integrated power level requested by the base station through a power change request message from among the lookup tables stored in the memory (S500).
  • FIG. 6(a) is a lookup table corresponding to a case where the integrated power level is 26dBm
  • FIG. 6(b) is a lookup table corresponding to a case where the integrated power level is 25dBm
  • FIG. (c) may be a lookup table corresponding to the case where the integrated power level is 24dBm
  • FIG. 6D may be a lookup table corresponding to the case where the integrated power level is 23dBm.
  • each look-up table may include information on power consumption for transmission power levels of each power amplifier capable of forming a specific integrated power level. That is, in the case of (a) of FIG. 6, the combination of the first and second power amplifiers capable of forming an integrated power level of 26 dBm is when the first and second power amplifiers each have a transmission power level of 23 dBm (second 1 combination).Otherwise, when the transmission power level of the first power amplifier is 20 dBm and the transmission power level of the second power amplifier is 25 dBm (the second combination), the transmission power level of the first power amplifier is 22 dBm.
  • the transmission power level of the second power amplifier is 24 dBm (third combination)
  • the transmission power level of the second power amplifier is 22 dBm when the transmission power level of the first power amplifier is 24 dBm (the fourth combination)
  • the transmission power level of the first power amplifier is 25 dBm
  • there may be a case where the transmission power level of the second power amplifier is 20 dBm (the fifth combination).
  • power consumption according to the sum of currents supplied to each power amplifier may be included.
  • the power consumption may be calculated according to hardware characteristics of each power amplifier.
  • the hardware characteristic of each power amplifier may be power consumption consumed when amplifying a signal to a specific power level according to a characteristic of the power amplifier itself, in which circuit characteristics or the like are not considered. That is, the power consumption included in the lookup table is when each power amplifier amplifies the transmission signal according to the transmission power level specified for each combination, ignoring the influence of circuit characteristics, signal path characteristics, or the position of each power amplifier, It may be the sum of power consumption of the ideal power amplifier according to the hardware performance of each power amplifier, that is, the amplification efficiency of the power amplifier hardware itself.
  • the lookup table may be generated by a mobile terminal manufacturer based on hardware characteristics of each power amplifier provided in the mobile terminal. That is, if the power amplifiers provided in the same mobile terminal are different from each other, the combination of transmission power levels included in the lookup table and power consumption may have different values. Conversely, if the power amplifiers provided in different mobile terminals are the same, the combination of transmission power levels and power consumption included in the lookup table may have the same value.
  • each lookup table power consumption when each power amplifier forms the same transmission power level with each other may be referred to as the standard power of the lookup table.
  • power consumption other than the standard power may be referred to as threshold power.
  • the power consumption 1.5W (600a), 1.4W (600b), 1.3W (600c), 1.2W (600d) has an integrated power level of 26dBm, 25dBm, 24dBm, and 23dBm, respectively. May be the standard power of the case.
  • the control unit 350 detects the standard power from the selected lookup table and forms a transmission power level corresponding to the detected standard power.
  • the amount of current applied to the power amplifier can be controlled (S502).
  • the controller 350 may select a lookup table according to FIG. 6D.
  • transmission power levels corresponding to 1.2W (600d) may be detected according to step S502.
  • the control unit 350 performs the first and
  • the PA booster 330 may be controlled so that the second power amplifiers form a transmit power level of 20 dBm, respectively, so that the current supplied to the first and second power amplifiers may be controlled.
  • the controller 350 may sense an amount of current applied to the first power amplifier and an amount of current applied to the second power amplifier.
  • power consumed by the first power amplifier and power consumed by the second power amplifier may be calculated based on the sensed current amount.
  • power consumption according to the current combination may be calculated based on the sum of the calculated power (S504).
  • control unit 350 may determine whether the calculated power consumption is equal to or greater than the standard power (S506). As described above, if the integrated power level requested by the base station is 23dBm, the control unit 350 can compare the power consumption calculated in step S504 with the standard power corresponding to the integrated power level 23dBm, that is, 1.2W (600d). have. In addition, if the power consumption calculated in step S504 is lower than the standard power, the operation process of FIG. 5 is terminated so that the first power amplifier and the second power amplifier maintain transmission power levels according to the currently selected combination.
  • the standard power S506
  • the controller 350 may detect threshold powers having a value lower than the current standard power in the currently selected lookup table. And it is possible to select a combination corresponding to any one of the detected threshold power (S508).
  • the control unit 350 in Fig. 6(d) the threshold powers having a value lower than 1.2W (600d) (1.1W ( 610d), 1.12W (610)) can be selected. More preferably, the control unit 350 may preferentially select the threshold power having the lowest value. Therefore, the control unit 350 may first select 1.1W (610d).
  • the controller 350 may control the amount of current applied to the first power amplifier and the second power amplifier to form different power levels according to a combination corresponding to the selected threshold power (S510).
  • the control unit 350 selects the threshold power of 1.1W (610d) in FIG. 6(d)
  • the control unit 350 has a transmission power level of 16dBm of the first power amplifier corresponding to 1.1W (610d)
  • current may be applied to the first power amplifier and the second power amplifier to form a transmission power level according to the currently selected combination. In this case, since the first power amplifier and the second power amplifier form different transmit power levels, different amounts of current may be supplied to the first power amplifier and the second power amplifier.
  • the controller 350 may proceed to step S504 again to detect an amount of current applied to the first power amplifier and an amount of current applied to the second power amplifier.
  • power consumption according to the current combination may be calculated based on the sensed current amount.
  • the currently calculated power consumption is standard power (if the integrated power level requested by the base station is 23 dBm, the control unit 350 is 1.2W (600d) in Fig. 6(d)) or more. It can be determined whether or not.
  • the controller 350 may terminate the process of FIG. 5 to maintain the current state.
  • the power consumption when the two power amplifiers generate signals of different transmit power levels than the standard power i.e., when the two power amplifiers generate signals of the same transmit power level, while generating signals of the same integrated power level.
  • This can be lower.
  • the amplification efficiency corresponding to the input current may be different for each power amplifier depending on the circuit characteristics of each power amplifier, the signal path characteristics of each power amplifier, or the location of each power amplifier. That is, a power amplifier having higher amplification efficiency can generate a signal having a higher power level than that of a power amplifier that does not have a higher amplification efficiency to form a signal having the integrated power level, thereby reducing power consumption.
  • step S508 the controller 350 selects a threshold power having the second lowest value among threshold powers (1.1W (610d), 1.12W (610)) having a value lower than the standard power (1.2W (600d)). I can. Then, the process proceeds to steps S508 and S510, and current may be applied to the first power amplifier and the second power amplifier to form transmission power levels corresponding to the currently selected threshold power. Then, the process proceeds to step S504 and step S506, and steps S510 and S504 may be repeatedly performed in step S508 depending on whether the power consumption according to the currently selected combination is equal to or greater than the standard power.
  • step S508 when there is no more threshold power having a value lower than the standard power, the control unit 350 may proceed to step S502 to select the standard power again. And it is possible to control the amount of current applied to each power amplifier to form a corresponding transmit power level corresponding to the selected standard power. In addition, the process from steps S504 to S510 may be repeatedly performed.
  • the mobile terminal according to the embodiment of the present invention can generate a signal according to the transmission power level (integrated power level) requested by the base station while still having lower power consumption. That is, a power amplifier having higher amplification efficiency may generate a signal having a higher power level than that of a power amplifier that does not, thereby forming a signal having a power level required by the base station. Accordingly, in the mobile terminal according to the exemplary embodiment of the present invention, transmission power levels formed by the first power amplifier and the second power amplifier may be different from each other.
  • FIG. 7 is an exemplary diagram showing examples of power consumption when a plurality of power amplifiers have the same transmission power level and different transmission power levels to form a specific integrated power level in this case. .
  • FIG. 7 (a) shows an example in which the first power amplifier and the second power amplifier generate signals of the same transmission power level according to a conventional method. .
  • the transmission power level required by the base station that is, the integrated power level is 26dBm
  • each power amplifier must generate signals having a transmission power level of 23dBm.
  • the transmission power level of the first power amplifier is 24 dBm, and the transmission of the second power amplifier. It can be seen that when the power level is 22dBm, an output with an integrated power level of 26dBm can also be formed. And in this case, it can be seen that the power consumption is 1.3W. That is, according to an embodiment of the present invention, when the first power amplifier and the second power amplifier amplify a transmission signal at different transmission power levels, power consumption can be further reduced while forming a signal of the same integrated power level. Can be seen.
  • the present invention described above can be implemented as a computer-readable code on a medium on which a program is recorded.
  • the computer-readable medium includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable media include HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Disk), SDD (Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is also a carrier wave (for example, transmission over the Internet) includes the implementation of the form.
  • the computer may include the control unit 180 of the terminal. Therefore, the detailed description above should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 송수신 겸용으로 사용하는 안테나를 복수개 구비하는 이동 단말기에 대한 것으로, 송수신 겸용으로 사용하는 제1 및 제2 안테나를 포함하는 복수의 안테나와, 입력되는 전류에 따라 상기 제1 및 제2 안테나에서 송신될 신호를 증폭하여 출력하는 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기와, 상기 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기에 각각 전류를 공급하는 전원 공급부 및, 상기 기지국에서 요청된 송신 출력을 형성하도록 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기에 공급되는 전류들을 제어하며, 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기에 공급되는 전류들에 따라 산출된 소비 전력이, 제1 소비 전력 미만인 경우 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기가 동일한 송신 출력을 형성하도록 제어하고, 상기 산출된 소비 전력이, 상기 제1 소비 전력 이상인 경우 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기가 서로 다른 송신 출력을 형성하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 05.03.2019]　UL MIMO를 지원하는 이동 단말기 및 그 이동 단말기의 제어 방법
본 발명은 UL MIMO(Up Link Multi-Input Multi-Output)를 지원하는 이동 단말기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 송수신 겸용으로 사용하는 안테나를 복수개 구비하는 이동 단말기에 관한 것이다.
최근 이동 단말기는 LTE 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공하고 있다. 또한, 향후에는 5G 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공할 것으로 기대된다. 한편, LTE 주파수 대역 중 일부를 5G 통신 서비스를 제공하기 위하여 할당될 수 있다.
5G 네트워크 통신 방식은 기존의 통식 방식(LTE, 4G)보다 높은 스펙트럼 효율과 높은 데이터 전송률을 요구한다. 그리고 다수의 안테나(이하 다중 안테나)를 이용하여 보다 넓은 범위를 커버하는 공간 다중화(spatial multiplexing) 및 상기 다수의 안테나를 통해 형성되는 빔을 이용하여 보다 넒은 통신 커버리지를 확보하고 다중 경로에 의한 반사파 영향을 최소화하여 5G에서 요구되는 높은 스펙트럼 효율 및 데이터 전송률을 달성할 수 있다.
한편 상기 5G 네트워크 통신의 경우 데이터 전송률이 높아짐에 따라 하향 링크(Download Link) 뿐만 아니라 상향 링크(Up Link)에 대한 보다 향상된 데이터 전송이 요구되고 있다. 이에 따라 현재 5G 통신이 지원가능한 통상적인 이동 단말기는, 상기 다수의 안테나 중 복수개를 데이터의 수신과 송신에 모두 사용하여 이동 단말기의 데이터 송신 정확도를 향상시키거나 보다 넓은 송신 커버리지를 확보할 수 있도록 하고자 하는 방안이 연구되었다. 그리고 이러한 연구의 결과로서 UL MIMO(Up Link Multi-Input Multi-Output) 방식이 등장하였다. UL MIMO 방식은 복수의 송신 안테나가 동일한 데이터를 전송할 수 있도록 하는 것으로, 송신 정확도가 크게 향상된다는 잇점이 있다.
한편 이러한 UL MIMO 통신을 위해서는 복수의 송신 안테나가 데이터를 동시에 송신하여야 한다. 그리고 복수의 송신 안테나가 모두 데이터를 송신하기 위해서는 복수의 PA(Power Amplifier)가 동작하여야 한다. 따라서 UL MIMO 통신을 위해서는 이동 단말기에서 소비되는 전력이 증가한다는 문제가 있다. 이에 상기 UL MIMO 통신 시에 소비되는 전력을 절감하고자 하는 연구가 활발하게 연구 중인 실정이다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, UL MIMO 통신 시에 기지국에서 요청한 통합 송신 출력(Sum Power)을 형성하면서도 이동 단말기에서 소모되는 전력을 최소화할 수 있는 이동 단말기 및 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기는. 송수신 겸용으로 사용하는 제1 및 제2 안테나를 포함하는 복수의 안테나와, 입력되는 전류에 따라 상기 제1 및 제2 안테나에서 송신될 신호를 증폭하여 출력하는 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기와, 상기 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기에 각각 전류를 공급하는 전원 공급부 및, 상기 기지국에서 요청된 송신 출력을 형성하도록 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기에 공급되는 전류들을 제어하며, 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기에 공급되는 전류들에 따라 산출된 소비 전력이, 제1 소비 전력 미만인 경우 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기가 동일한 송신 출력을 형성하도록 제어하고, 상기 산출된 소비 전력이, 상기 제1 소비 전력 이상인 경우 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기가 서로 다른 송신 출력을 형성하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기지국에서 요청된 송신 출력은, 상기 제1 전력 증폭기의 송신 출력 및 제2 전력 증폭기의 송신 출력 각각에 의해 형성되는 통합 송신 출력(Sum Power)임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 서로 다른 통합 송신 출력 각각에 대응하며, 특정 통합 송신 출력을 형성하는 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기의 송신 출력 조합들 및, 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기가 각 조합에 따른 송신 출력을 가지는 경우, 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기의 하드웨어(hardware) 특성에 따라 소비되는 소비 전력인 임계 전력들을 포함하는 룩업 테이블을 복수개 저장하는 메모리를 더 구비하며, 상기 제어부는, 상기 기지국으로부터 제1 통합 송신 출력으로 송신 출력의 변경을 요청하는 메시지가 수신되면, 상기 복수의 룩업 테이블 중 상기 제1 통합 송신 출력에 대응하는 룩업 테이블을 선택하고 선택된 룩업 테이블에 포함된 조합들 중 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기가 동일한 송신 출력을 가지는 조합의 임계 전력을 상기 제1 소비 전력으로 검출하는 것을 특징으로 하는 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 산출된 소비 전력이, 상기 제1 소비 전력 이상인 경우, 상기 선택된 룩업 테이블로부터 상기 제1 소비 전력 보다 낮은 값을 가지는 제1 임계 전력을 검출하고, 제1 임계 전력에 대응하는 조합에 따라 상기 제1 및 제2 전력 증폭기가 각각 송신 출력들을 형성하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 임계 전력에 대응하는 조합에 따라 상기 제1 및 제2 전력 증폭기가 각각 송신 출력들을 형성하는 경우, 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기에 공급되는 전류들에 따라 소비 전력을 다시 산출하고, 상기 다시 산출된 소비 전력이 상기 제1 소비 전력 이상인 경우, 상기 선택된 룩업 테이블로부터 상기 제1 소비 전력 보다 낮은 값을 가지는 제2 임계 전력을 검출 및, 제2 임계 전력에 대응하는 조합에 따라 상기 제1 및 제2 전력 증폭기가 각각 송신 출력들을 형성하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2 임계 전력은, 상기 제1 임계 전력보다 큰 값을 가지는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전원 공급부로부터 상기 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기로 공급되는 전류량을 제어하는 PA 부스터(Power Amplifier)를 더 구비하고, 상기 제어부는, 상기 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기에 대응하는 상기 PA 부스터의 출력 전압들을 제어하여 상기 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기에 공급되는 전류를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 PA 부스터는, 상기 제1 및 제2 전력 증폭기에 공급되는 전류량들을 센싱하는 전류 센서를 적어도 하나 구비하고, 상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 전류 센서로부터 검출되는 전류량들에 근거하여 상기 제1 및 제2 전력 증폭기로부터 소비되는 소비 전력을 산출하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 안테나 및 제2 안테나는, 5G NR(New Radio) 프로토콜에 따라 n41 밴드, n77 밴드, n78 밴드 및 n79 밴드 중 어느 한 밴드의 신호를 송신 또는 수신하는 안테나들임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 모뎀(MODEM), 어플리케이션 프로세서(AP) 또는 상기 이동 단말기의 전반적인 동작을 제어하는 단말기 제어부임을 특징으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기의 제어 방법은, 기지국으로부터 수신된 메시지로부터 송신 출력 변경 요청을 검출하는 제1 단계와, 검출된 송신 출력 변경 요청에 따라 상기 기지국에서 요청하는 송신 출력에 대응하는 룩업 테이블을 검출하는 제2 단계와, 검출된 룩업 테이블로부터, 상기 기지국에서 요청된 송신 출력을 형성하는 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기의 송신 출력 조합들 중, 상기 제1 및 제2 전력 증폭기가 동일한 송신 출력을 가지는 조합 및 해당 조합에 대응하는 표준 전력을 검출하는 제3 단계와, 검출된 송신 출력 조합에 따른 송신 출력을 형성하도록 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기를 제어하는 제4 단계와, 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기에 공급되는 전류에 근거하여 소비 전력을 산출하는 제5 단계와, 산출된 소비 전력과 상기 표준 전력을 비교하는 제6 단계 및, 상기 비교 결과에 근거하여 현재 송신 출력이 유지되도록 상기 제1 및 제2 전력 증폭기를 제어하거나, 상기 룩업 테이블로부터 상기 제1 및 제2 전력 증폭기가 서로 다른 송신 출력을 가지는 다른 조합을 검출하고 상기 제4 단계 내지 제6 단계를 반복하는 제7 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기지국에서 요청된 송신 출력은, 상기 제1 전력 증폭기의 송신 출력 및 제2 전력 증폭기의 송신 출력에 의해 형성되는 통합 송신 출력임이며, 상기 룩업 테이블은, 특정 통합 송신 출력을 형성하는 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기의 송신 출력 조합들 및, 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기가 각 조합에 따른 송신 출력을 가지는 경우, 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기의 하드웨어(hardware) 특성에 따라 소비되는 소비 전력인 임계 전력들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 다른 조합은, 상기 표준 전력보다 낮은 값을 가지는 임계 전력들 중 어느 하나에 대응하는 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기의 송신 출력 조합임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제7 단계는, 상기 비교 결과에 따라 상기 제4 단계 내지 제6 단계를 반복하는 경우, 상기 표준 전력보다 낮은 값을 가지는 임계 전력들 중 작은 값을 가지는 임계 전력의 순서대로 각 임계 전력에 대응하는 조합들을 검출하고 검출된 조합들에 근거하여 상기 제4 단계 내지 제6 단계를 반복하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이동 단말기 및 그 제어 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 UL MIMO 통신 시에, 각 PA의 설계 특성에 따라 전력을 서로 다르게 배분함으로써, 각 PA에 동일하게 전력을 배분하는 것보다 더 적은 전력으로 기지국에서 요청한 송신 출력(Sum Power, 통합 송신 출력)을 형성할 수 있다는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 이동 단말기의 무선 통신부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 상기 도 2의 무선 통신부 구조에서, 송수신 겸용 안테나들 및 상기 송수신 겸용 안테나들의 전력 증폭기에 전류가 공급되는 구조를 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기와 기지국간에 데이터들이 교환되는 예를 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기에서, 룩업 테이블에 근거하여 각 전력 증폭기에 인가되는 전류를 제어하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기에서, 서로 다른 통합 파워 레벨에 각각 대응하는 룩업 테이블의 예들을 도시한 예시도이다.
도 7은 복수의 전력 증폭기가, 특정 통합 파워 레벨을 형성하기 위해 동일한 송신 파워 레벨을 가지는 경우와, 서로 다른 송신 파워 레벨을 가지는 경우에 소비되는 전력의 예들을 도시한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
그러나 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 구성요소들은 이동 단말기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 이동 단말기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 하나 이상의 네트워크는 예컨대 4G 통신 네트워크 및 5G 통신 네트워크일 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113), 위치정보 모듈(114) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
4G 무선 통신 모듈(111)은 4G 이동통신 네트워크를 통해 4G 기지국과 4G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 4G 무선 통신 모듈(111)은 하나 이상의 4G 송신 신호를 4G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 4G 무선 통신 모듈(111)은 하나 이상의 4G 수신 신호를 4G 기지국으로부터 수신할 수 있다.
이와 관련하여, 4G 기지국으로 전송되는 복수의 4G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다. 또한, 4G 기지국으로부터 수신되는 복수의 4G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다.
5G 무선 통신 모듈(112)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 여기서, 4G 기지국과 5G 기지국은 비-스탠드 얼론(NSA: Non-Stand-Alone) 구조일 수 있다. 예컨대, 4G 기지국과 5G 기지국은 셀 내 동일한 위치에 배치되는 공통-배치 구조(co-located structure)일 수 있다. 또는, 5G 기지국은 4G 기지국과 별도의 위치에 스탠드-얼론(SA: Stand-Alone) 구조로 배치될 수 있다.
5G 무선 통신 모듈(112)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 5G 무선 통신 모듈(112)은 하나 이상의 5G 송신 신호를 5G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈(112)은 하나 이상의 5G 수신 신호를 5G 기지국으로부터 수신할 수 있다.
이때, 5G 주파수 대역은 4G 주파수 대역과 동일한 대역을 사용할 수 있고, 이를 LTE 재배치(re-farming)이라고 지칭할 수 있다. 한편, 5G 주파수 대역으로, 6GHz 이하의 대역인 Sub6 대역이 사용될 수 있다.
반면, 광대역 고속 통신을 수행하기 위해 밀리미터파(mmWave) 대역이 5G 주파수 대역으로 사용될 수 있다. 밀리미터파(mmWave) 대역이 사용되는 경우, 이동 단말기(100)는 기지국과의 통신 커버리지 확장(coverage expansion)을 위해 빔 포밍(beam forming)을 수행할 수 있다.
한편, 5G 주파수 대역에 관계없이, 5G 통신 시스템에서는 전송 속도 향상을 위해, 더 많은 수의 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)을 지원할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 기지국으로 전송되는 복수의 5G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) MIMO가 수행될 수 있다. 또한, 5G 기지국으로부터 수신되는 복수의 5G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) MIMO가 수행될 수 있다.
한편, 무선 통신부(110)는 4G 무선 통신 모듈(111)과 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 기지국 및 5G 기지국과 이중 연결(DC: Dual Connectivity) 상태일 수 있다. 이와 같이, 4G 기지국 및 5G 기지국과의 이중 연결을 EN-DC(EUTRAN NR DC)이라 지칭할 수 있다. 여기서, EUTRAN은 Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network로 4G 무선 통신 시스템을 의미하고, NR은 New Radio로 5G 무선 통신 시스템을 의미한다.
한편, 4G 기지국과 5G 기지국이 공통-배치 구조(co-located structure)이면, 이종 반송파 집성(inter-CA(Carrier Aggregation)을 통해 스루풋(throughput) 향상이 가능하다. 따라서, 4G 기지국 및 5G 기지국과 EN-DC 상태이면, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 수신 신호와 5G 수신 신호를 동시에 수신할 수 있다.
근거리 통신 모듈(113)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
한편, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)을 이용하여 이동 단말기 간 근거리 통신이 수행될 수 있다. 일 실시 예에서, 기지국을 경유하지 않고 이동 단말기들 간에 D2D (Device-to-Device) 방식에 의해 근거리 통신이 수행될 수 있다.
한편, 전송 속도 향상 및 통신 시스템 융합(convergence)을 위해, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112) 중 적어도 하나와 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 4G 무선 통신 모듈(111)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 4G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 또는, 5G 무선 통신 모듈(112)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 5G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다.
위치정보 모듈(114)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 이동 단말기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 이동 단말기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 이동 단말기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 이동 단말기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.
구체적으로, 이동 단말기는 5G 무선 통신 모듈(112)을 활용하면, 5G 무선 통신 모듈 과 무선신호를 송신 또는 수신하는 5G 기지국의 정보에 기반하여, 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 특히, 밀리미터파(mmWave) 대역의 5G 기지국은 좁은 커버리지를 갖는 소형 셀(small cell)에 배치(deploy)되므로, 이동 단말기의 위치를 획득하는 것이 유리하다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 이동 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 이동 단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 이동 단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 이동 단말기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 이동 단말기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 이동 단말기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 이동 단말기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 이동 단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 이동 단말기 상에서 구현될 수 있다.
도 1 b 및 1c를 참조하면, 개시된 이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 와치 타입, 클립 타입, 글래스 타입 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 폴더 타입, 플립 타입, 슬라이드 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용될 수 있다. 이동 단말기의 특정 유형에 관련될 것이나, 이동 단말기의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 이동 단말기에 일반적으로 적용될 수 있다.
여기에서, 단말기 바디는 이동 단말기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.
이동 단말기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 이동 단말기(100)는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 포함할 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 미들 케이스가 추가로 배치될 수 있다.
단말기 바디의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(151a)는 프론트 케이스(101)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.
경우에 따라서, 리어 케이스(102)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자부품을 덮기 위한 후면커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다. 한편, 리어 케이스(102)의 측면 중 일부가 방사체(radiator)로 동작하도록 구현될 수 있다.
도시된 바와 같이, 후면커버(103)가 리어 케이스(102)에 결합되면, 리어 케이스(102)의 측면 일부가 노출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 결합시 리어 케이스(102)는 후면커버(103)에 의해 완전히 가려질 수도 있다. 한편, 후면커버(103)에는 카메라(121b)나 음향 출력부(152b)를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 구비될 수 있다.
이동 단말기(100)에는 디스플레이부(151), 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 및 제2 카메라(121a, 121b), 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b), 마이크로폰(122), 인터페이스부(160) 등이 구비될 수 있다.
디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
또한, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
이처럼, 디스플레이부(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.
제1음향출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드스피커(loud speaker)의 형태로 구현될수 있다.
광 출력부(154)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 제어부(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.
제1카메라(121a)는 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 제어부(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이부(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.
마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.
단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.
제2카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, 어레이(array) 카메라로 명명될 수 있다. 제2카메라(121b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수 있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다.
플래시(124)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.
단말기 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.
단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 한편, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)과 연결되는 복수의 안테나는 단말기 측면에 배치될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(103)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.
한편, 단말기 측면에 배치되는 복수의 안테나는 MIMO를 지원하도록 4개 이상으로 구현될 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈(112)이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 복수의 안테나 각각이 배열 안테나(array antenna)로 구현됨에 따라, 이동 단말기에 복수의 배열 안테나가 배치될 수 있다.
단말기 바디에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190, 도 1a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.
이하 상기 이동 단말기의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(180)를 단말기 제어부(180)라고 하기로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 다중 송신 시스템 구조 및 이를 구비하는 이동 단말기, 특히 이종 무선 시스템(heterogeneous radio system)에서 전력 증폭기 및 이를 구비하는 이동 단말기와 관련된 실시 예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 2는 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 이동 단말기의 무선 통신부의 구성을 도시한다. 도 2를 참조하면, 이동 단말기는 제1 전력 증폭기(210), 제2 전력 증폭기(220) 및 RFIC(250)를 포함한다. 또한, 이동 단말기는 모뎀(Modem, 270) 및 어플리케이션 프로세서(AP: Application Processor, 280)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 모뎀(Modem, 270)과 어플리케이션 프로세서(AP, 280)와 물리적으로 하나의 chip에 구현되고, 논리적 및 기능적으로 분리된 형태로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 물리적으로 분리된 chip의 형태로 구현될 수도 있다.
한편, 이동 단말기는 수신부에서 복수의 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier, 261 내지 264)를 포함한다. 여기서, 제1 전력 증폭기(210), 제2 전력 증폭기(220), RFIC(250) 및 복수의 저잡음 증폭기(261 내지 264)는 모두 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템에서 동작 가능하다. 이때, 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템은 각각 4G 통신 시스템과 5G 통신 시스템일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, RFIC(250)는 4G/5G 일체형으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. RFIC(250)가 4G/5G 일체형으로 구성되는 경우, 4G/5G 회로 간 동기화 (synchronization) 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 모뎀(270)에 의한 제어 시그널링이 단순화될 수 있다는 장점이 있다.
한편, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G RFIC 및 5G RFIC로 각각 지칭될 수 있다. 특히, 5G 대역이 밀리미터파 대역으로 구성되는 경우와 같이 5G 대역과 4G 대역의 대역 차이가 큰 경우, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. 이와 같이, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G 대역과 5G 대역 각각에 대하여 RF 특성을 최적화할 수 있다는 장점이 있다.
한편, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우에도 4G RFIC 및 5G RFIC가 논리적 및 기능적으로 분리되고 물리적으로는 하나의 chip에 구현되는 것도 가능하다.
한편, 어플리케이션 프로세서(AP, 280)는 이동 단말기의 각 구성부의 동작을 제어하도록 구성한다. 구체적으로, 어플리케이션 프로세서(AP, 280)는 모뎀(270)을 통해 이동 단말기의 각 구성부의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 이동 단말기의 저전력 동작(low power operation)을 위해 전력 관리 IC (PMIC: Power Management IC)를 통해 모뎀(270)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 모뎀(270)은 RFIC(250)를 통해 송신부 및 수신부의 전력 회로를 저전력 모드에서 동작시킬 수 있다.
이와 관련하여, 어플리케이션 프로세서(AP, 280)는 이동 단말기가 대기 모드(idle mode)에 있다고 판단되면, 모뎀(270)을 통해 RFIC(250)를 다음과 같이 제어할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기가 대기 모드(idle mode)에 있다면, 제1 및 제2 전력 증폭기(110, 120) 중 적어도 하나가 저전력 모드에서 동작하거나 또는 오프(off)되도록 모뎀(270)을 통해 RFIC(250)를 제어할 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 어플리케이션 프로세서(AP, 280)는 이동 단말기가 low battery mode이면, 저전력 통신이 가능한 무선 통신을 제공하도록 모뎀(270)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기가 4G 기지국, 5G 기지국 및 액세스 포인트 중 복수의 엔티티와 연결된 경우, 어플리케이션 프로세서(AP, 280)는 가장 저전력으로 무선 통신이 가능하도록 모뎀(270)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 스루풋을 다소 희생하더라도 어플리케이션 프로세서(AP, 280)는 근거리 통신 모듈(113)만을 이용하여 근거리 통신을 수행하도록 모뎀(270)과 RFIC(250)를 제어할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 이동 단말기의 배터리 잔량이 임계치 이상이면, 최적의 무선 인터페이스를 선택하도록 모뎀(270)을 제어할 수 있다. 예를들어, 어플리케이션 프로세서(AP, 280)는 배터리 잔량과 가용 무선 자원 정보에 따라 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(270)을 제어할 수 있다. 이때, 어플리케이션 프로세서(AP, 280)는 배터리 잔량정보는 PMIC로부터 수신하고, 가용 무선 자원 정보는 모뎀(270)으로부터 수신할 수 있다. 이에 따라, 배터리 잔량과 가용 무선자원이 충분하면, 어플리케이션 프로세서(AP, 280)는 4G기지국 및 5G기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(270)과 RFIC(250)를 제어할 수 있다.
한편, 도 2의 다중 송수신 시스템(multi-transceiving system)은 각각의 무선 시스템(radio System)의 송신부와 수신부를 하나의 송수신부로 통합할 수 있다. 이에 따라, RF 프론트 엔드(Front-end)에서 두 종류의 시스템 신호를 통합하는 회로부분을 제거할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 프론트 엔드 부품을 통합된 송수신부로 제어 가능하므로, 송수신 시스템이 통신 시스템 별로 분리되었을 경우보다 효율적으로 프론트 엔드 부품을 통합할 수 있다.
또한, 통신 시스템 별로 분리되는 경우, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 불가능하거나, 이로 인한 시스템 지연(system delay)를 가중시키기 때문에 효율적인 자원 할당이 불가능하다. 반면에, 도 2와 같은 다중 송수신 시스템은, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 가능하고, 이로 인한 시스템 지연을 최소화할 수 있어 효율적인 자원 할당이 가능한 장점이 있다.
한편, 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)는 제1 및 제2 통신 시스템 중 적어도 하나에서 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 통신 시스템이 4G 대역 또는 Sub6 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(220)는 제1 및 제2 통신 시스템에서 모두 동작 가능하다.
반면에, 5G 통신 시스템이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)는 어느 하나는 4G 대역에서 동작하고, 다른 하나는 밀리미터파 대역에서 동작할 수 있다.
한편, 송수신부와 수신부를 통합하여, 송수신 겸용 안테나를 이용하여 하나의 안테나로 2개의 서로 다른 무선 통신 시스템을 구현할 수 있다. 이때, 도 2와 같이 4개의 안테나를 이용하여 4x4 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 하향링크(DL)를 통해 4x4 DL MIMO가 수행될 수 있다.
한편, 5G 대역이 Sub6 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 4G 대역과 5G 대역에서 모두 동작하도록 구성될 수 있다. 반면에, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 4G 대역과 5G 대역 중 어느 하나의 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 이때, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 별도의 복수 안테나 각각이 밀리미터파 대역에서 배열 안테나로 구성될 수 있다.
한편, 4개의 안테나 중 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)에 연결된 2개의 안테나를 이용하여 2x2 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 상향링크(UL)를 통해 2x2 UL MIMO (2 Tx)가 수행될 수 있다. 또는, 2x2 UL MIMO에 한정되는 것은 아니고, 1 Tx 또는 4 Tx로 구현 가능하다. 이때, 5G 통신 시스템이 1 Tx로 구현되는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220) 중 어느 하나만 5G 대역에서 동작하면 된다. 한편, 5G 통신 시스템이 4Tx로 구현되는 경우, 5G 대역에서 동작하는 추가적인 전력 증폭기가 더 구비될 수 있다. 또는, 하나 또는 두 개의 송신 경로 각각에서 송신 신호를 분기하고, 분기된 송신 신호를 복수의 안테나에 연결할 수 있다.
한편, RFIC(250)에 해당하는 RFIC 내부에 스위치 형태의 분배기(Splitter) 또는 전력 분배기(power divider)가 내장되어 있어, 별도의 부품이 외부에 배치될 필요가 없고 이로 인해 부품 실장성을 개선시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(250)에 해당하는 RFIC 내부에 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태의 스위치를 사용하여 2개의 서로 다른 통신 시스템의 송신부(TX) 선택이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 이동 단말기는 듀플렉서(duplexer, 231), 필터(232) 및 스위치(233)를 더 포함할 수 있다.
듀플렉서(231)는 송신 대역과 수신 대역의 신호를 상호 분리하도록 구성된다. 이때, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)를 통해 송신되는 송신 대역의 신호는 듀플렉서(231)의 제1 출력 포트를 통해 안테나(ANT1, ANT4)에 인가된다. 반면에, 안테나(ANT1, ANT4)를 통해 수신되는 수신 대역의 신호는 듀플렉서(231)의 제2 출력포트를 통해 저잡음 증폭기(261, 264)로 수신된다.
필터(232)는 송신 대역 또는 수신 대역의 신호를 통과(pass)시키고 나머지 대역의 신호는 차단(block)하도록 구성될 수 있다. 이때, 필터(232)는 듀플렉서(231)의 제1 출력 포트에 연결되는 송신 필터와 듀플렉서(231)의 제2 출력포트에 연결되는 수신 필터로 구성될 수 있다. 대안적으로, 필터(232)는 제어 신호에 따라 송신 대역의 신호만을 통과시키거나 또는 수신 대역의 신호만을 통과시키도록 구성될 수 있다.
스위치(233)는 송신 신호 또는 수신 신호 중 어느 하나만을 전달하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시 예에서, 스위치(233)는 시분할 다중화(TDD: Time Division Duplex) 방식으로 송신 신호와 수신 신호를 분리하도록 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 이때, 송신 신호와 수신 신호는 동일 주파수 대역의 신호이고, 이에 따라 듀플렉서(231)는 서큘레이터(circulator) 형태로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에서, 스위치(233)는 주파수 분할 다중화(FDD: Time Division Duplex) 방식에서도 적용 가능하다. 이때, 스위치(233)는 송신 신호와 수신 신호를 각각 연결 또는 차단할 수 있도록 DPDT (Double Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 한편, 듀플렉서(231)에 의해 송신 신호와 수신 신호의 분리가 가능하므로, 스위치(233)가 반드시 필요한 것은 아니다.
한편, 본 발명에 따른 이동 단말기는 제어부에 해당하는 모뎀(270)을 더 포함할 수 있다. 이때, RFIC(250)와 모뎀(270)을 각각 제1 제어부 (또는 제1 프로세서)와 제2 제어부(제2 프로세서)로 지칭할 수 있다. 한편, RFIC(250)와 모뎀(270)은 물리적으로 분리된 회로로 구현될 수 있다. 또는, RFIC(250)와 모뎀(270)은 물리적으로 하나의 회로에 논리적 또는 기능적으로 구분될 수 있다.
모뎀(270)은 RFIC(250)를 통해 서로 다른 통신 시스템을 통한 신호의 송신과 수신에 대한 제어 및 신호 처리를 수행할 수 있다. 모뎀(270)은 4G 기지국 및/또는 5G 기지국으로부터 수신된 제어 정보(Control Information)을 통해 획득할 수 있다. 여기서, 제어 정보는 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel)을 통해 수신될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
모뎀(270)은 특정 시간 및 주파수 자원에서 제1 통신 시스템 및/또는 제2 통신 시스템을 통해 신호를 송신 및/또는 수신하도록 RFIC(250)를 제어할 수 있다. 이에 따라, RFIC(250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 송신하도록 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)를 포함한 송신 회로들을 제어할 수 있다. 또한, RFIC(250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 수신하도록 제1 내지 제4 저잡음 증폭기(261 내지 264)를 포함한 수신 회로들을 제어할 수 있다.
한편, 도 2와 같은 다중 송수신 시스템이 구비된 본 발명에 따른 이동 단말기의 구체적인 동작 및 기능에 대해서 이하에서 검토하기로 한다.
도 3a 및 도 3b는 상기 도 2의 무선 통신부 구조에서, 송수신 겸용 안테나들 및 상기 송수신 겸용 안테나들의 PA에 전력이 공급되는 구조를 도시한 개념도이다.
먼저 도 3a를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기의 무선 통신부는 4개의 안테나(ANT 1, ANT 2, ANT 3 및 ANT 4)를 구비할 수 있으며, 이 중 두 개의 안테나(ANT 1, ANT 2)가 송수신 겸용 안테나로 사용될 수 있다. 이하 상기 두 개의 안테나(ANT 1, ANT 2)를 각각 제1 안테나와 제2 안테나로 칭하기로 한다.
여기서 상기 제1 및 제2 안테나는 서로 간의 간섭으로 인한 영향을 배제할 수 있도록 일정 거리 이상의 이격 거리를 가지도록 형성될 수 있다. 또는 상기 제1 안테나 및 제2 안테나는 다층 기판의 서로 다른 면에 구비된 안테나들일 수 있다. 또는 상기 제1 안테나와 제2 안테나는 서로 다른 층에 구비된 안테나들일 수 있다. 이 경우 상기 제1 안테나와 제2 안테나가 형성된 기판층들 사이에는 안테나 사이의 격리도를 향상시키기 위한 접지면이 형성될 수도 있다.
또한 상기 제1 및 제2 안테나는 5G 신호를 송신 또는 수신하도록 형성된 안테나일 수 있다. 이러한 경우 상기 제1 및 제2 안테나는 5G NR(New Radio) 프로토콜에 따라 n41 밴드(2496~2690MHz), n77 밴드 및 n78 밴드 (3300~4200MHz 및 3300~3800 MHz), n79 밴드(4400~5000 MHz)의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 안테나일 수 있다. 그리고 상기 제1 및 제2 안테나는 서로 동일한 주파수 대역의 신호를 송신 또는 수신하는 안테나일 수 있다.
그리고 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기의 무선 통신부는 상기 제1 안테나와 제2 안테나에 각각 연결되는 제1 전력 증폭기(Power Amplifier, PA, 210)) 및 제2 전력 증폭기(220)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)에 각각 신호 증폭을 위한 전류를 공급하는 PA 부스터(Power Amplifier Booster, 330)와 상기 PA 부스터(330)에 전류를 공급하는 전원 공급부(340), 및 상기 PA 부스터(330)를 제어하여 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)에 인가되는 전류의 양을 제어하는 제어부(350)를 포함할 수 있다.
먼저 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)는 각각 제1 안테나 및 제2 안테나에, 스위치(233)를 통해 연결될 수 있다. 그리고 RFIC(250)로부터 입력된 송신 신호들을 기 설정된 출력 레벨, 즉 파워 레벨을 가지는 신호로 각각 증폭할 수 있다. 그리고 증폭된 송신 신호를 연결된 안테나로 출력할 수 있다. 따라서 상기 제1 안테나 또는 제2 안테나는 상기 기 설정된 파워 레벨을 갖는 신호를 송신할 수 있다.
PA 부스터(Power Amplifier Booster, 330)는 전원 공급부(340)로부터 인가되는 전류를 각 전력 증폭기(210, 220)의 전원부(310 또는 320)에 공급할 수 있다. 그리고 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)는, 전원부(310, 320)를 통해 공급되는 전류에 근거하여, 기 설정된 파워 레벨을 가지도록 RFIC(250)로부터 입력되는 신호를 증폭할 수 있다. 이 경우 각 전력 증폭기는 PA 부스터(330)로부터 인가되는 전류의 양에 따라 증폭되는 신호의 출력 레벨, 즉 파워 레벨을 서로 다르게 할 수 있다. 일 예로, 공급되는 전류의 양이 증가하는 경우 보다 높은 파워 레벨의 신호로 입력 신호를 증폭할 수 있으며, 공급되는 전류의 양이 감소하는 경우 보다 낮은 파워 레벨의 신호로 입력 신호를 증폭할 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)는 상기 PA 부스터(330)로부터 인가되는 전류의 양에 따라 송신 신호의 파워 레벨을 형성할 수 있다.
한편 제어부(350)는 상기 PA 부스터(330)에서 각 전력 증폭기(210, 220)로 공급되는 전류의 양을 제어할 수 있다. 일 예로 제어부(350)는 PA 부스터(330)의 출력 전압값을 제어함으로써, 특정 출력 전압값에 대응하는 전류가 출력되도록 상기 PA 부스터(330)를 제어할 수 있다. 이 경우 제어부(350)는 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)에 대응하는 PA 부스터(330)의 출력 전압값을 서로 다르게 제어할 수 있다. 그러면 PA 부스터(330)는 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)에 각각 서로 다른 양의 전류를 공급할 수 있으며, 이에 따라 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)는 각각 서로 다른 파워 레벨로 신호를 증폭하여 출력할 수 있다. 즉, 제1 전력 증폭기(210)에서 형성되는 송신 신호의 파워 레벨과 제2 전력 증폭기(220)에서 형성되는 송신 신호의 파워 레벨이 서로 달라질 수 있다.
한편 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기와 통신을 수행하는 기지국은, 이동 단말기로부터 수신된 데이터에 근거하여 이동 단말기와 기지국 간의 채널 환경을 판단할 수 있다. 그리고 판단된 채널 환경에 근거하여 이동 단말기에 송신 파워를 보다 향상시킬 것을 요청할 수 있다. 이 경우 기지국은, 이동 단말기에 특정 레벨의 송신 파워로 변경할 것을 요청하는 메시지를 전송할 수 있다. 그러면 제어부(350)는 기지국으로부터 수신된 메시지에 근거하여, 기지국으로부터 요구되는 송신 신호 파워 레벨을 검출할 수 있다.
한편 기지국으로부터 특정 송신 신호의 파워 레벨이 요청되면, 제어부(350)는 요청된 송신 신호의 파워 레벨을 형성하기 위한 제1 전력 증폭기(210)의 송신 신호 파워 레벨과 제2 전력 증폭기(220)의 송신 신호 파워 레벨의 조합을 검출할 수 있다. 여기서 기지국으로부터 요청되는 파워 레벨은 각 안테나의 파워 레벨이 아닌, MIMO를 구성하는 송신 안테나 모두에서 송신되는 신호들에 따른 통합 파워(Sum Power) 레벨일 일 수 있다. 따라서 제어부(350)는 제1 전력 증폭기(210)의 송신 신호 파워 레벨과 제2 전력 증폭기(220)의 송신 신호 파워 레벨을 조합하여 상기 특정 통합 파워 레벨의 신호를 형성할 수 있다.
일 예로, 제어부(350)는 기지국이 26dBm의 통합 파워 레벨을 요청하는 경우, 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)에서 동일한 송신 신호 파워 레벨을 형성하여 상기 26dBm의 파워 레벨의 생성하도록 상기 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)에 인가되는 전류를 제어할 수 있다. 이 경우 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)는 각각 23dBm의 송신 신호 파워 레벨을 형성할 수 있다.
또는 제어부(350)는 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)에서 서로 다른 송신 신호 파워 레벨을 형성하여 상기 26dBm의 파워 레벨의 신호를 생성하도록 상기 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)에 인가되는 전류를 제어할 수 있다. 일 예로 이러한 경우 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)는 어느 하나는 24dBm의 송신 파워 레벨을, 다른 하나는 22dBm의 송신 파워 레벨을 형성할 수 있다.
제어부(350)는 기지국으로부터 특정 송신 신호의 파워 레벨이 요청되는 경우, 이러한 조합들에 근거하여 기준이 되는 소비 전력보다 소비 전력이 낮은 조합을 선택할 수 있다. 그리고 선택된 조합에 따라 각 전력 증폭기가 송신 파워 레벨을 형성하도록 각 전력 증폭기에 인가되는 전류를 제어할 수 있다. 이 경우 상기 기준이 되는 소비 전력은 각 전력 증폭기가 동일한 송신 파워 레벨을 형성하는 경우의 소비 전력이 될 수 있다. 즉, 제어부(350)는 각 전력 증폭기가 동일한 송신 파워 레벨을 형성하는 경우의 소비 전력을 기준으로, 소비 전력이 낮은 송신 파워 레벨의 조합을 검출하고, 검출된 송신 파워 레벨의 조합에 따라 각 전력 증폭기가 각각 송신 파워 레벨을 형성하도록 제어할 수 있다.
이를 위해 제어부(350)는 특정 통합 파워 레벨을 형성하기 위한 각 전력 증폭기의 송신 파워 레벨들의 정보를 포함하는 룩업(look up) 테이블을 참조할 수 있다. 상기 룩업 테이블은 특정 통합 파워 레벨을 형성하기 위한 각 전력 증폭기의 송신 파워 레벨들의 조합을 포함하며, 동일한 송신 파워 레벨을 가지는 경우의 소비 전력값을 포함할 수 있다. 그리고 상기 동일한 송신 파워 레벨을 가지는 경우의 소비 전력값을 중심으로 각 조합에 따라 각 전력 증폭기에서 송신 파워 레벨들이 서로 다르게 형성될 때에 소비되는 소비 전력들의 값들을 포함할 수 있다. 여기서 상기 소비 전력들은 각 전력 증폭기에 인가되는 전류들에 근거하여 산출될 수 있다. 이하 상기 룩업 테이블에서, 동일한 송신 파워 레벨을 가지는 경우의 소비 전력을 표준 전력이라고 하기로 하고, 각 전력 증폭기에서 송신 파워 레벨들이 서로 다르게 형성될 때에 소비되는 소비 전력을 임계 전력이라고 하기로 한다.
한편 상기 룩업 테이블은 각각의 통합 파워 레벨마다 각각 있을 수 있다. 이러한 룩업 테이블들은 메모리(도시되지 않음)에 저장될 수 있으며, 기지국으로부터 특정 통합 파워 레벨이 요청되는 경우, 요청된 통합 파워 레벨에 대응하는 룩업 테이블이 제어부(350)에 의해 로드(load)될 수 있다.
그리고 제어부(350)는 로드된 룩업 테이블의 표준 전력보다 낮은 소비 전력을 가지는 송신 파워 레벨들을 검출하고, 검출된 조합에 따라 각 전력 증폭기가 각각 송신 파워 레벨을 형성하도록 제어할 수 있다.
그런데 각 전력 증폭기는 회로 특성 또는 채널 환경 등으로 인하여 특정 송신 파워 레벨을 형성하는데 있어서 보다 많은 전류를 소모할 수도 있다. 즉, 검출된 조합에 따라 각 전력 증폭기가 각각 송신 파워 레벨을 형성하는 경우에도, 룩업 테이블에 포함된 소비전력에 따른 전류보다 더 많은 전류가 공급되어야 해당 송신 파워 레벨을 형성하는 경우가 있을 수 있다. 즉, 회로 특성 등으로 인해 송신 파워 레벨을 형성하는데 더 많은 전류가 필요한 전력 증폭기가, 그렇지 않은 전력 증폭기보다 더 높은 송신 파워 레벨을 형성하도록 지정된 경우, 각 전력 증폭기가 동일한 송신 파워 레벨을 형성하는 경우보다 더 많은 전력이 소비될 수 있다.
이러한 경우를 방지하기 위해, PA 부스터(330)는 각 전력 증폭기에 공급되는 전류를 검출할 수 있다. 그리고 PA 부스터(330)는 검출된 전류들에 대한 정보를 제어부(350)에 전송할 수 있으며, 제어부(350)는 검출된 전류들에 근거하여 소비 전력을 산출할 수 있다. 그리고 산출된 소비 전력이 표준 전력 보다 작은 경우에 상기 룩업 테이블로부터 검출된 조합에 근거하여 각 전력 증폭기가 각각 송신 파워 레벨을 형성하도록 제어할 수 있다. 이를 위해 상기 PA 부스터(330)는 각 전력 증폭기에 공급되는 전류를 검출하기 위한 전류 센서들을 구비할 수 있다.
한편 상기 제어부(350)는 모뎀(MODEM, 270) 또는 어플리케이션 프로세서(AP, 280)일 수 있다. 또는 상기 제어부(350)는 이동 단말기의 전반적인 동작을 제어하는 단말기 제어부(180)일 수 있다.
이와 같이 기지국으로부터 특정 송신 파워 레벨을 요청받는 경우에 기지국과 이동 단말기 사이의 데이터 교환 과정 및, 상기 기지국으로부터 요청된 송신 파워 레벨, 즉 통합 파워 레벨에 근거하여 이동 단말기가 각 전력 증폭기에서 형성되는 송신 파워 레벨을 형성하는 동작 과정을 하기 도 4 및 도 5를 참조하여 보다 자세하게 살펴보기로 한다.
한편 도 3b에서 보이고 있는 바와 같이, PA 부스터(330)는 각각의 전력 증폭기(210, 220) 별로 각각 구비될 수도 있다. 이 경우 전원 공급부(340)는 제1 PA 부스터(331) 및 제2 PA 부스터(332)에 각각 구동을 위한 전류를 공급할 수 있다.
이 경우 제어부(350)는 제1 PA 부스터(331) 및 제2 PA 부스터(332)에, 제1 전력 증폭기(210) 및 제2 전력 증폭기(220)에 인가되는 전류를 제어하기 위한 제어 신호를 각각 입력할 수 있다(351, 352). 그러면 제1 PA 부스터(331) 및 제2 PA 부스터(332)는 입력된 각 제어 신호(351, 352)에 근거하여 제1 전력 증폭기(210) 및 제2 전력 증폭기(220)에 공급되는 전류를 제어할 수 있다.
이에 따라 제1 전력 증폭기(210) 및 제2 전력 증폭기(220)는 각각 공급되는 전류(361, 362)에 대응하는 송신 파워 레벨로 송신 신호를 증폭할 수 있다. 따라서 상기 각 전력 증폭기에 공급된 전류(361, 362)에 대응하는 송신 파워 레벨의 신호들이 제1 안테나 및 제2 안테나를 통해 출력될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기와 기지국간에 데이터들이 교환되는 예를 도시한 개념도이다.
먼저 도 4의 (a)를 참조하여 살펴보면, 도 4의 (a)는 TDD(Time Division Duplex) 방식에 따라 시분할 다중화된 이동 단말기의 송수신 스케쥴을 도시한 것이다. 도 4의 (a)에 따르면 이동 단말기는 신호 송신(TX) 시간(400)에 기지국에 데이터를 송신할 수 있으며, 신호 수신(RX) 시간(410)에 기지국으로부터 데이터를 수신할 수 있다. 여기서 상기 신호 송신(TX) 시간(400)과 신호 수신(RX) 시간(410)은 이동 단말기의 기지국과 이동 단말기 간에 교환된 제어 데이터에 따라 이 미리 설정될 수 있다. 그리고 호 송신(TX) 시간(400)과 신호 수신(RX) 시간(410) 사이에는 소정의 전환기가 있을 수 있다.
그리고 도 4의 (b)는 상기 신호 송신(TX) 시간(400)과 신호 수신(RX) 시간(410)에 데이터들의 교환이 수행되는 예를 도시한 것이다.
먼저 신호 송신 시간(TX)(400)에서는, 이동 단말기(430)로부터 기지국(420)에 데이터(TX 데이터)들이 송신될 수 있다. 이러한 송신(TX) 데이터에는 현재 이동 단말기(430)의 상태 정보를 포함하는 상태 메시지가 포함될 수 있다(S450). 여기서 상기 상태 메시지는 현재 이동 단말기에 설정된 각 전력 증폭기의 송신 파워 레벨들 및 전력 증폭기들의 송신 파워 레벨들로부터 형성되는 이동 단말기의 통합 송신 파워 레벨에 대한 정보가 포함될 수 있다.
그러면 기지국(420)은 수신된 TX 데이터들에 근거하여, 기지국(420)과 이동 단말기(430) 사이의 채널 환경을 판단할 수 있다. 일 예로 기지국(420)은 신호 송신 시간(TX)(400) 동안 수신된 TX 데이터들의 손실량에 근거하여 기지국(420)과 이동 단말기(430) 사이의 채널 환경을 판단할 수도 있다(S452). 그리고 기 설정된 수준 이상의 데이터 손실이 발생한 경우, 기지국(420)은 현재의 채널 환경이, 보다 강한 파워 레벨의 송신 신호가 필요한 것으로 판단할 수 있다. 따라서 기지국(420)은 현재 판단된 채널 환경에 근거하여 특정 송신 파워 레벨을 결정하고 결정된 송신 파워 레벨의 신호로 송신할 것을 이동 단말기(430)에 요청하는 파워 변경 요청 메시지를 생성할 수 있다(S454). 이 경우 상기 파워 변경 요청 메시지는 상기 결정된 송신 파워 레벨에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 상기 송신 파워 레벨은, 이동 단말기(430)의 전력 증폭기들 각각의 송신 파워 레벨에 의해 형성되는 통합 파워 레벨일 수 있다.
한편 상기 파워 변경 요청 메시지는 신호 수신(RX) 시간(410)에 상기 기지국(420)으로부터 수신되는 데이터들과 함께 전송될 수 있다(S450). 그러면 이동 단말기(420)는 수신된 데이터들 중에 상기 파워 변경 요청 메시지가 있는지 여부를 검출할 수 있다(S462). 그리고 파워 변경 요청 메시지가 수신된 경우 기지국(420)으로부터 요청된 송신 파워 레벨, 즉 특정 통합 파워 레벨의 신호가 형성되도록 각 전력 증폭기의 출력 파워를 변경할 수 있다(S462).
한편 상기 S452 단계에서 기지국(420)이 채널 환경을 판단한 결과 기 설정된 수준 이상의 데이터 손실이 발생하지 않은 경우라면 기지국(420)은 현재의 채널 환경이, 현재 이동 단말기(430)의 송신 파워 레벨에 적합한 것으로 판단할 수 있다. 그러면 기지국(420)은 파워 변경 요청 메시지를 생성하지 않을 수 있으며, 이에 따라 신호 수신(RX) 시간(410)에 상기 파워 변경 요청 메시지가 전송되지 않을 수 있다. 이 경우 이동 단말기(430)는 현재의 송신 파워 레벨을 유지하도록 각 전력 증폭기에 공급되는 전류를 제어할 수 있다.
한편, 상기 S464 단계에서, 제어부(350)는 검출된 파워 변경 요청 메시지에 포함된 통합 파워 레벨의 신호를 형성하기 위해 각 전력 증폭기의 송신 파워 레벨을 변경할 수 있다. 이를 위해 제어부(350)는 메모리로부터 상기 파워 변경 요청 메시지에 포함된 통합 파워 레벨에 대응하는 룩업 테이블을 로드할 수 있으며, 로드된 룩업 테이블에 근거하여 각 전력 증폭기의 송신 파워 레벨을 변경할 수 있다.
도 5는 이러한 경우에 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기에서, 룩업 테이블에 근거하여 각 전력 증폭기에 인가되는 전류를 제어하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다. 그리고 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기에서, 복수의 PA에 전력을 배분하기 위해 참조하는 출력 테이블들의 예를 도시한 예시도이다.
먼저 도 5를 참조하여 살펴보면, 제어부(350)는 메모리에 저장된 룩업 테이블들 중에서, 파워 변경 요청 메시지를 통해 기지국이 요청한 통합 파워 레벨에 대응하는 룩업 테이블을 선택할 수 있다(S500).
룩업 테이블의 경우 각각의 특정 통합 파워 레벨에 따라 서로 다른 룩업 테이블들이 있을 수 있다. 도 6을 참조하여 살펴보면, 도 6의 (a)는 통합 파워 레벨이 26dBm 인 경우에 해당하는 룩업 테이블, 도 6의 (b)는 통합 파워 레벨이 25dBm 인 경우에 해당하는 룩업 테이블, 도 6의 (c)는 통합 파워 레벨이 24dBm 인 경우에 해당하는 룩업 테이블, 및 도 6의 (d)는 통합 파워 레벨이 23dBm 인 경우에 해당하는 룩업 테이블일 수 있다.
한편 각 룩업 테이블은, 특정 통합 파워 레벨을 형성할 수 있는 각 전력 증폭기의 송신 파워 레벨들에 대한 소비 전력들에 대한 정보가 포함될 수 있다. 즉 도 6의 (a)인 경우에, 통합 파워 레벨 26dBm을 형성할 수 있는 제1 및 제2 전력 증폭기의 조합은, 제1 및 제2 전력 증폭기가 각각 23dBm의 송신 파워 레벨을 가지는 경우(제1 조합) 일 수 있으며, 그 외 제1 전력 증폭기의 송신 파워 레벨이 20dBm 일 때 제2 전력 증폭기의 송신 파워 레벨이 25dBm 인 경우(제2 조합), 제1 전력 증폭기의 송신 파워 레벨이 22dBm 일 때 제2 전력 증폭기의 송신 파워 레벨이 24dBm 인 경우(제3 조합), 제1 전력 증폭기의 송신 파워 레벨이 24dBm 일 때 제2 전력 증폭기의 송신 파워 레벨이 22dBm 인 경우(제4 조합), 및 제1 전력 증폭기의 송신 파워 레벨이 25dBm 일 때 제2 전력 증폭기의 송신 파워 레벨이 20dBm 인 경우(제5 조합)가 있을 수 있다. 그리고 각 조합별 송신 파워 레벨들로 각 전력 증폭기를 제어하는 경우에 각 전력 증폭기에 공급되는 전류들의 합에 따른 소비 전력이 포함될 수 있다.
여기서 상기 소비 전력은, 각 전력 증폭기의 하드웨어(hardware) 특성에 따라 산출된 것일 수 있다. 여기서 각 전력 증폭기의 하드웨어 특성은, 회로 특성 등이 고려되지 않은 전력 증폭기 자체의 특성에 따라 특정 파워 레벨로 신호를 증폭할 때에 소비되는 소비 전력일 수 있다. 즉, 상기 룩업 테이블에 포함된 소비 전력은, 회로 특성이나 신호 경로 특성 또는 각 전력 증폭기의 위치 등에 따른 영향을 무시한, 각 조합별로 지정된 송신 파워 레벨에 따라 각 전력 증폭기가 송신 신호를 증폭할 때에, 각 전력 증폭기의 하드웨어 성능, 즉 전력 증폭기 하드웨어 자체의 증폭 효율에 따른 이상적인 전력 증폭기 소비 전력들의 합일 수 있다.
이러한 룩업 테이블은, 이동 단말기 제조사가, 이동 단말기에 구비된 각 전력 증폭기의 하드웨어 특성에 근거하여 생성한 것일 수 있다. 즉, 동일한 이동 단말기라도 구비된 전력 증폭기들이 서로 다르다면, 룩업 테이블에 포함된 송신 파워 레벨들의 조합 및 소비 전력들은 서로 다른 값을 가질 수 있다. 반대로 서로 다른 이동 단말기라도 구비된 전력 증폭기들이 서로 동일한 경우라면 룩업 테이블에 포함된 송신 파워 레벨들의 조합 및 소비 전력들은 서로 같은 값을 가질 수도 있다.
한편 각 룩업 테이블에서, 각 전력 증폭기가 서로 동일한 송신 파워 레벨을 형성하는 경우의 소비 전력은 그 룩업 테이블의 표준 전력으로 칭할 수 있다. 그리고 표준 전력을 제외한 나머지 소비 전력들은 임계 전력으로 칭할 수 있다. 일 예로 도 6의 각 룩업 테이블에서, 소비 전력 1.5W(600a), 1.4W(600b), 1.3W(600c), 1.2W(600d)는 각각 통합 파워 레벨이 26dBm, 25dBm, 24dBm, 그리고 23dBm인 경우의 표준 전력일 수 있다.
한편 제어부(350)는 상기 S500 단계에서 기지국에서 요청된 통합 파워 레벨에 대응하는 룩업 테이블이 선택되면, 선택된 룩업 테이블로부터 표준 전력을 검출하고, 검출된 표준 전력에 대응하는 송신 파워 레벨을 형성하도록 각 전력 증폭기에 인가되는 전류량을 제어할 수 있다(S502).
일 예로 기지국에서 요청된 통합 파워 레벨이 23dBm인 경우라면, 제어부(350)는 도 6의 (d)에 따른 룩업 테이블을 선택할 수 있다. 그리고 상기 S502 단계에 따라 1.2W(600d)에 대응하는 송신 파워 레벨들을 검출할 수 있다. 이 경우 도 6의 (d)를 참조하여 보면, 표준 전력 1.2W(600d)일 때 송신 파워 레벨들은 제1 및 제2 전력 증폭기 모두 20 dBm 이므로, 제어부(350)는 상기 S502 단계에서 제1 및 제2 전력 증폭기가 각각 20dBm의 송신 파워 레벨을 형성하도록 PA 부스터(330)를 제어하여 제1 및 제2 전력 증폭기에 공급되는 전류를 제어할 수 있다.
이러한 상태에서 제어부(350)는 제1 전력 증폭기에 인가되는 전류량과 제2 전력 증폭기에 인가되는 전류량을 감지할 수 있다. 그리고 감지된 전류량에 근거하여 제1 전력 증폭기에서 소비되는 전력 및 제2 전력 증폭기에서 소비되는 전력을 산출할 수 있다. 그리고 산출된 전력의 합에 근거하여 현재 조합에 따른 소비 전력을 산출할 수 있다(S504).
그리고 제어부(350)는 산출된 소비 전력이, 표준 전력 이상인지 여부를 판단할 수 있다(S506). 상술한 바와 같이 기지국에서 요청된 통합 파워 레벨이 23dBm인 경우라면, 제어부(350)는 상기 S504 단계에서 산출된 소비 전력과 통합 파워 레벨 23dBm에 대응하는 표준 전력, 즉 1.2W(600d)을 비교할 수 있다. 그리고 상기 S504 단계에서 산출된 소비 전력이 표준 전력 보다 낮은 경우라면 도 5의 동작 과정을 종료하여, 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기가 현재 선택된 조합에 따른 송신 파워 레벨들을 유지하도록 할 수 있다.
한편, 상기 S506 단계의 판단 결과, 기 S504 단계에서 산출된 소비 전력이 표준 전력 이상인 경우라면, 제어부(350)는 현재 선택된 룩업 테이블에서 현재 표준 전력보다 낮은 값을 가지는 임계 전력들을 검출할 수 있다. 그리고 검출된 임계 전력들 중 어느 하나에 대응하는 조합을 선택할 수 있다(S508).
예를 들어 상술한 바와 같이 기지국에서 요청된 통합 파워 레벨이 23dBm인 경우라면, 제어부(350)는 도 6의 (d)에서, 1.2W(600d) 보다 낮은 값을 가지는 임계 전력들(1.1W(610d), 1.12W(610)) 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 보다 바람직하게 제어부(350)는 가장 낮은 값을 가지는 임계 전력을 우선적으로 선택할 수 있다. 따라서 제어부(350)는 먼저 1.1W(610d)를 선택할 수 있다.
한편 임계 전력이 선택되면, 제어부(350)는 선택된 임계 전력에 대응하는 조합에 따라 서로 다른 파워 레벨을 형성하도록 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기에 인가되는 전류량을 제어할 수 있다(S510). 이 경우 제어부(350)가 도 6의 (d)에서 임계 전력 1.1W(610d)를 선택한 경우라면, 제어부(350)는 1.1W(610d)에 대응하는 제1 전력 증폭기의 송신 파워 레벨 16dBm, 제2 전력 증폭기의 송신 파워 레벨 21dBm의 조합을 선택할 수 있다. 그리고 PA 부스터(330)를 제어하여 현재 선택된 조합에 따라 송신 파워 레벨을 형성하도록 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기에 전류를 인가할 수 있다. 이 경우 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기가 각각 서로 다른 송신 파워 레벨을 형성하므로, 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기에는 서로 다른 양의 전류가 공급될 수 있다.
그리고 제어부(350)는 상기 S504 단계로 다시 진행하여 제1 전력 증폭기에 인가되는 전류량과 제2 전력 증폭기에 인가되는 전류량을 감지할 수 있다. 그리고 감지된 전류량에 근거하여 현재 조합에 따른 소비 전력을 산출할 수 있다. 그리고 S506 단계로 진행하여, 현재 산출된 소비 전력이, 표준 전력(기지국에서 요청된 통합 파워 레벨이 23dBm인 경우라면, 제어부(350)는 도 6의 (d)에서, 1.2W(600d)) 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 그리고 판단 결과 산출된 소비 전력이 표준 전력 미만인 경우라면, 제어부(350)는 도 5의 과정을 종료하여 현재의 상태를 유지할 수도 있다.
이 경우 동일한 통합 파워 레벨의 신호가 생성되면서도, 표준 전력, 즉 두 전력 증폭기가 동일한 송신 파워 레벨의 신호를 생성하는 경우보다, 두 전력 증폭기가 서로 다른 송신 파워 레벨의 신호를 생성하는 경우에 소비 전력이 더 낮아질 수 있다. 이는 각 전력 증폭기의 회로 특성 또는 각 전력 증폭기의 신호 경로 특성이나 각 전력 증폭기의 위치 등에 따라, 입력되는 전류에 대응하는 증폭 효율이 각 전력 증폭기 마다 다를 수 있기 때문이다. 즉 보다 증폭 효율이 우수한 전력 증폭기가 그렇지 않은 전력 증폭기 보다 더 높은 파워 레벨의 신호를 생성하여 상기 통합 파워 레벨의 신호가 형성되도록 함으로써 소비 전력을 저감할 수 있다.
한편 상기 S506 단계의 판단 결과 산출된 소비 전력이 표준 전력 이상인 경우라면 다시 S508 단계로 진행할 수 있다. 이 경우, 제어부(350)는 표준 전력(1.2W(600d)) 보다 낮은 값을 가지는 임계 전력들(1.1W(610d), 1.12W(610)) 중 두 번째로 낮은 값을 가지는 임계 전력을 선택할 수 있다. 그리고 S508 단계 및 S510 단계로 진행하여, 현재 선택된 임계 전력에 대응하는 송신 파워 레벨들을 형성하도록 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기에 전류를 인가할 수 있다. 그리고 다시 S504 단계로 진행 및 S506 단계로 진행하여, 현재 선택된 조합에 따른 소비 전력이 표준 전력 이상인지 여부에 따라 S508 단계에서 S510 단계 및, S504 단계를 반복 수행할 수 있다.
한편 상기 S508 단계에서, 표준 전력보다 낮은 값을 가지는 임계 전력이 더 이상 없는 경우, 제어부(350)는 S502 단계로 진행하여 다시 표준 전력을 선택할 수 있다. 그리고 선택된 표준 전력에 대응하는 대응하는 송신 파워 레벨을 형성하도록 각 전력 증폭기에 인가되는 전류량을 제어할 수 있다. 그리고 S504 단계 내지 S510 단계에 이르는 과정을 반복 수행할 수 있다.
도 5에서 설명한 과정에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기는, 기지국에서 요구하는 송신 파워 레벨(통합 파워 레벨)에 따른 신호를 생성하면서도 보다 낮은 소비 전력을 가지도록 할 수 있다. 즉 보다 증폭 효율이 우수한 전력 증폭기가, 그렇지 않은 전력 증폭기 보다 더 높은 파워 레벨의 신호를 생성하여, 기지국에서 요구되는 파워 레벨의 신호를 형성할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기에서는 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기에서 형성되는 송신 파워 레벨이 서로 달라질 수 있다.
도 7은 이러한 경우에, 복수의 전력 증폭기가, 특정 통합 파워 레벨을 형성하기 위해 동일한 송신 파워 레벨을 가지는 경우와, 서로 다른 송신 파워 레벨을 가지는 경우에 소비되는 전력의 예들을 도시한 예시도이다.
먼저 도 7의 (a)를 참조하여 살펴보면, 도 7의 (a)는 통상적인 방식에 따라 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기가 동일한 송신 파워 레벨의 신호를 생성하는 경우의 예를 도시한 것이다. 이러한 경우 기지국에서 요구하는 송신 파워 레벨, 즉 통합 파워 레벨이 26dBm 인 경우라면, 각 전력 증폭기는 23dBm의 송신 파워 레벨을 가지는 신호들을 생성하여야 한다.
이 경우 도 6의 룩업 테이블 (a)를 참조하여 살펴보면, 통합 파워 레벨이 26dBm 일 때, 각 전력 증폭기가 23dBm의 송신 파워 레벨을 형성하는 경우, 이상적인 소비 전력은 1.5W 임을 알 수 있다.
한편 회로적 특성 등을 제외한 이상적인 소비 전력을 가정하는 경우, 도 6의 룩업 테이블 (a)에서 통합 파워 레벨이 26dBm 일 때, 제1 전력 증폭기의 송신 파워 레벨이 24dBm 이고, 제2 전력 증폭기의 송신 파워 레벨이 22dBm 일 때 역시 통합 파워 레벨 26dBm의 출력을 형성할 수 있음을 알 수 있다. 그리고 이 경우 소비 전력은 1.3W임을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따라 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기가 서로 다른 송신 파워 레벨로 송신 신호를 증폭하는 경우에, 동일한 통합 파워 레벨의 신호를 형성하면서도 소비 전력을 보다 절감할 수 있음을 알 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (14)

  1. 송수신 겸용으로 사용하는 제1 및 제2 안테나를 포함하는 복수의 안테나;
    입력되는 전류에 따라 상기 제1 및 제2 안테나에서 송신될 신호를 증폭하여 출력하는 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기;
    상기 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기에 각각 전류를 공급하는 전원 공급부; 및,
    상기 기지국에서 요청된 송신 출력을 형성하도록 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기에 공급되는 전류들을 제어하며,
    상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기에 공급되는 전류들에 따라 산출된 소비 전력이, 제1 소비 전력 미만인 경우 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기가 동일한 송신 출력을 형성하도록 제어하고, 상기 산출된 소비 전력이, 상기 제1 소비 전력 이상인 경우 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기가 서로 다른 송신 출력을 형성하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기지국에서 요청된 송신 출력은,
    상기 제1 전력 증폭기의 송신 출력 및 제2 전력 증폭기의 송신 출력 각각에 의해 형성되는 통합 송신 출력(Sum Power)임을 특징으로 하는 이동 단말기.
  3. 제2항에 있어서,
    서로 다른 통합 송신 출력 각각에 대응하며, 특정 통합 송신 출력을 형성하는 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기의 송신 출력 조합들 및, 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기가 각 조합에 따른 송신 출력을 가지는 경우, 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기의 하드웨어(hardware) 특성에 따라 소비되는 소비 전력인 임계 전력들을 포함하는 룩업 테이블을 복수개 저장하는 메모리를 더 구비하며,
    상기 제어부는,
    상기 기지국으로부터 제1 통합 송신 출력으로 송신 출력의 변경을 요청하는 메시지가 수신되면, 상기 복수의 룩업 테이블 중 상기 제1 통합 송신 출력에 대응하는 룩업 테이블을 선택하고 선택된 룩업 테이블에 포함된 조합들 중 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기가 동일한 송신 출력을 가지는 조합의 임계 전력을 상기 제1 소비 전력으로 검출하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 산출된 소비 전력이, 상기 제1 소비 전력 이상인 경우, 상기 선택된 룩업 테이블로부터 상기 제1 소비 전력 보다 낮은 값을 가지는 제1 임계 전력을 검출하고, 제1 임계 전력에 대응하는 조합에 따라 상기 제1 및 제2 전력 증폭기가 각각 송신 출력들을 형성하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 임계 전력에 대응하는 조합에 따라 상기 제1 및 제2 전력 증폭기가 각각 송신 출력들을 형성하는 경우, 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기에 공급되는 전류들에 따라 소비 전력을 다시 산출하고,
    상기 다시 산출된 소비 전력이 상기 제1 소비 전력 이상인 경우, 상기 선택된 룩업 테이블로부터 상기 제1 소비 전력 보다 낮은 값을 가지는 제2 임계 전력을 검출 및, 제2 임계 전력에 대응하는 조합에 따라 상기 제1 및 제2 전력 증폭기가 각각 송신 출력들을 형성하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 임계 전력은,
    상기 제1 임계 전력보다 큰 값을 가지는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전원 공급부로부터 상기 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기로 공급되는 전류량을 제어하는 PA 부스터(Power Amplifier)를 더 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기에 대응하는 상기 PA 부스터의 출력 전압들을 제어하여 상기 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기에 공급되는 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 PA 부스터는,
    상기 제1 및 제2 전력 증폭기에 공급되는 전류량들을 센싱하는 전류 센서를 적어도 하나 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 하나의 전류 센서로부터 검출되는 전류량들에 근거하여 상기 제1 및 제2 전력 증폭기로부터 소비되는 소비 전력을 산출하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 안테나 및 제2 안테나는,
    5G NR(New Radio) 프로토콜에 따라 n41 밴드, n77 밴드, n78 밴드 및 n79 밴드 중 어느 한 밴드의 신호를 송신 또는 수신하는 안테나들임을 특징으로 하는 이동 단말기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    모뎀(MODEM), 어플리케이션 프로세서(AP) 또는 상기 이동 단말기의 전반적인 동작을 제어하는 단말기 제어부임을 특징으로 하는 이동 단말기.
  11. 기지국으로부터 수신된 메시지로부터 송신 출력 변경 요청을 검출하는 제1 단계;
    검출된 송신 출력 변경 요청에 따라 상기 기지국에서 요청하는 송신 출력에 대응하는 룩업 테이블을 검출하는 제2 단계;
    검출된 룩업 테이블로부터, 상기 기지국에서 요청된 송신 출력을 형성하는 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기의 송신 출력 조합들 중, 상기 제1 및 제2 전력 증폭기가 동일한 송신 출력을 가지는 조합 및 해당 조합에 대응하는 표준 전력을 검출하는 제3 단계;
    검출된 송신 출력 조합에 따른 송신 출력을 형성하도록 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기를 제어하는 제4 단계;
    제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기에 공급되는 전류에 근거하여 소비 전력을 산출하는 제5 단계;
    산출된 소비 전력과 상기 표준 전력을 비교하는 제6 단계; 및
    상기 비교 결과에 근거하여 현재 송신 출력이 유지되도록 상기 제1 및 제2 전력 증폭기를 제어하거나, 상기 룩업 테이블로부터 상기 제1 및 제2 전력 증폭기가 서로 다른 송신 출력을 가지는 다른 조합을 검출하고 상기 제4 단계 내지 제6 단계를 반복하는 제7 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기지국에서 요청된 송신 출력은,
    상기 제1 전력 증폭기의 송신 출력 및 제2 전력 증폭기의 송신 출력에 의해 형성되는 통합 송신 출력임이며,
    상기 룩업 테이블은,
    특정 통합 송신 출력을 형성하는 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기의 송신 출력 조합들 및, 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기가 각 조합에 따른 송신 출력을 가지는 경우, 상기 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기의 하드웨어(hardware) 특성에 따라 소비되는 소비 전력인 임계 전력들을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 다른 조합은,
    상기 표준 전력보다 낮은 값을 가지는 임계 전력들 중 어느 하나에 대응하는 제1 전력 증폭기와 제2 전력 증폭기의 송신 출력 조합임을 특징으로 하는 이동 단말기의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제7 단계는,
    상기 비교 결과에 따라 상기 제4 단계 내지 제6 단계를 반복하는 경우, 상기 표준 전력보다 낮은 값을 가지는 임계 전력들 중 작은 값을 가지는 임계 전력의 순서대로 각 임계 전력에 대응하는 조합들을 검출하고 검출된 조합들에 근거하여 상기 제4 단계 내지 제6 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 제어 방법.
PCT/KR2019/001512 2019-02-07 2019-02-07 Ul mimo를 지원하는 이동 단말기 및 그 이동 단말기의 제어 방법 WO2020162643A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2019/001512 WO2020162643A1 (ko) 2019-02-07 2019-02-07 Ul mimo를 지원하는 이동 단말기 및 그 이동 단말기의 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2019/001512 WO2020162643A1 (ko) 2019-02-07 2019-02-07 Ul mimo를 지원하는 이동 단말기 및 그 이동 단말기의 제어 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020162643A1 true WO2020162643A1 (ko) 2020-08-13

Family

ID=71947564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/001512 WO2020162643A1 (ko) 2019-02-07 2019-02-07 Ul mimo를 지원하는 이동 단말기 및 그 이동 단말기의 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2020162643A1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120054042A (ko) * 2009-08-04 2012-05-29 콸콤 인코포레이티드 Ｍｉｍｏ 통신 시스템에서의 업링크 전력 제어
US20140141831A1 (en) * 2011-06-23 2014-05-22 Huawei Technologies Co., Ltd. Method for controlling power of uplink multiple-input multiple-output channel, and user equpment

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120054042A (ko) * 2009-08-04 2012-05-29 콸콤 인코포레이티드 Ｍｉｍｏ 통신 시스템에서의 업링크 전력 제어
US20140141831A1 (en) * 2011-06-23 2014-05-22 Huawei Technologies Co., Ltd. Method for controlling power of uplink multiple-input multiple-output channel, and user equpment

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUAWEI ET AL.: "2Tx UE RF requirements for 3.5GHz band", R4-1709568. 3GPP TSG RAN WG4 MEETING NR AD-HOC #3, 11 September 2017 (2017-09-11), Nagoya, XP051331635 *
QUALCOMM INCORPORATED: "Maximum output power of 29 dBm UE configured for UL MIMO", R4-1812406. 3GPP TSG-RAN WG4 #88BIS, 28 September 2018 (2018-09-28), Chengdu, CN, XP051581141 *
SAMSUNG: "View on full power UL transmission", R1-1900570. 3GPP TSG RAN WG1 AH 1901, 11 January 2019 (2019-01-11), Taipei, Taiwan, XP051576127 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019208906A1 (ko) 전력 제어를 수행하는 전자 기기
WO2020256196A1 (ko) Endc를 지원하는 전자기기 및 그 전자기기의 제어 방법
WO2020145421A1 (ko) 기준 신호를 전송하는 전자 기기
WO2020149434A1 (ko) 간섭 회피를 수행하는 전자 기기
WO2020222337A1 (ko) 배열 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2021187633A1 (ko) 5g 통신을 지원하는 전자기기 및 그 전자기기의 제어 방법
WO2021045268A1 (ko) 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2020262745A1 (ko) 밀리미터파 대역 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2021045249A1 (ko) 발열 완화를 지원하는 전자기기 및 그 전자기기의 제어 방법
WO2021049678A1 (ko) Non bc 방식의 전자기기 및 그 전자기기의 제어방법
WO2020251063A1 (ko) 전력 제어를 수행하는 전자 기기
WO2021153819A1 (ko) 복수의 통신 시스템에서 동작하는 전자 기기
WO2021177575A1 (ko) 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2021153811A1 (ko) 이중 연결을 지원하는 전자기기 및 그 전자기기의 제어 방법
WO2020218643A1 (ko) 커넥터를 구비하는 전자 기기
WO2020145419A1 (ko) 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2020141647A1 (ko) Srs를 지원하는 이동 단말기 및 그 이동 단말기의 제어 방법
WO2022158763A1 (ko) 외부 전자 장치와의 통신 연결을 수립하는 전자 장치 및 이의 동작 방법
WO2020162645A1 (ko) 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2020162643A1 (ko) Ul mimo를 지원하는 이동 단말기 및 그 이동 단말기의 제어 방법
WO2020162644A1 (ko) 빔 포밍을 지원하는 이동 단말기 및 그 이동 단말기의 제어 방법
WO2020116708A1 (ko) 다중 대역에서 동작하는 전자 기기
WO2020251062A1 (ko) 전송 선로를 구비하는 전자 기기
WO2020138522A1 (ko) 빔 포밍을 지원하는 이동 단말기 및 그 이동 단말기의 제어 방법
WO2020171243A1 (ko) 복수의 전력 증폭기 및 송신 안테나를 구비하는 이동 단말기 및 그 이동 단말기의 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19914544

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19914544

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1