KR100357337B1

KR100357337B1 - 휴대전화

Info

Publication number: KR100357337B1
Application number: KR1019990048486A
Authority: KR
Inventors: 가타기시마코토; 마치다시로
Original assignee: 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 1998-11-10
Filing date: 1999-11-04
Publication date: 2002-10-19
Also published as: US6917823B2; US6408193B1; KR20000035217A; US20030017840A1; US6973334B2; US20020132587A1; US20060030283A1; JP2000151317A

Abstract

CDMA방식을 사용한 휴대전화에 관한 것으로서, 큰소비전력이 배터리수명을 단축시켜 통신시간을 감소시킨다는 문제점을 해결하기 위해, 안테나, 안테나에 접속된 공용기, 공용기를 거쳐서 안테나에 접속되고 제1 통신신호를 음성신호코드로 변환하고 제1 통신신호의 강도를 나타내는 신호를 출력하는 수신기, 수신기와 음향변환기에 접속되고 음향변환기로부터의 오디오입력신호를 입력음성 코드신호로 변환하는 부호/복호장치, 부호/복호장치와 공용기를 거쳐서 안테나에 접속되고 입력음성코드신호를 제2 통신신호로 변환하는 송신기 및 수신기와 송신기에 접속되고, 제1 통신신호의 강도에 따라 송신기의 증폭을 제어하는 컨트롤러를 구비한 휴대전화로서, 송신기는 가변증폭기와 전력증폭기를 포함하고, 컨트롤러는 중앙처리장치와 메모리를 포함하고, 컨트롤러는 메모리에 기억된 함수에 따라서 가변증폭기의 이득과 전력증폭기의 바이어스조건을 제어하는 구성으로 하였다.

이러한 구성으로 하는 것에 의해, 소비전류를 저감할 수 있는 휴대전화를 실현할 수 있고, 유효수명이 길고 또한 소형의 휴대전화를 실현할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

휴대전화{CELLULAR TELEPHONE}

본 발명은 일반적으로 휴대전화에 관한 것으로서, 특히 CDMA(Code Division Multiple Access;부호분할 다원접속)방식을 사용한 휴대전화에 관한 것이다.

CDMA방식 휴대전화방식의 1예는 USP5,056,109호에 기술되어 있다. 이 예에 있어서, 휴대전화는 송신변조기(84)와 안테나(70) 사이에 직렬로 접속되고 제어처리기(78)에 의해 제어되는 송신전력 제어회로(76) 및 (80)을 갖고 송신전력의 전력레벨을 제어하고 조정한다. 기지국(셀위치국)과 이동유닛 사이에서 유해한 지상채널페이딩을 극복하기 위해서, 전력레벨의 제어 및 조정이 필요로 된다. 지상채널페이딩은 대략 80㏈인 지상채널의 경로손실에 의해 발생하고, 이동유닛의 전력조정은 소정량 즉 1㏈로 실행된다.

미국에서 규정한 CDMA방식 휴대전화방식의 대표적인 규격은 TIA IS-95(이하 IS-95라 한다)이다. IS-95를 적용한 송신기의 1예는 도 11에 도시되어 있다. 이 예에서, 송신주파수대로 변환된 변조신호는 가변증폭기(230)에 인가되고, 가변증폭기(230)의 출력은 전력증폭수단(250)에 의해 더욱 증폭되고, 공용기(400)을 거쳐 안테나(450)으로 송출된다. 안테나(450)에서 송출된 전력이 원하는 송신전력값을 만족시키도록 컨트롤러(380)은 가변증폭기(230)에 이득제어신호를 인가해서 이득을 조정한다. 또, 이득제어신호는 레벨검출수단(390)에 인가된다. 레벨검출수단(390)은 송신전력(transmitting power)을 조정하기 위해 전력증폭수단(250)으로 바이어스신호를 인가한다. 레벨검출수단(390)은 이득제어신호의 레벨을 검출하고, 도 12에 도시한 바와 같이 레벨이 하이(즉 Gn)일 때 B2의 바이어스값을 출력한다. 다음에, 레벨이 저감해서 임계값을 넘으면 레벨검출수단(390)은 갑자기 바이어스를 B2에서 B1로 전환시킨다. 이득레벨이 임계값을 넘을 때 전력증폭수단의 전류는 갑자기 전환한다. IS-95에 있어서는 기지국에서의 수신전력을 일정하게 하기 위해서, 개방루프 전력제어와 폐쇄루프 전력제어를 사용한다. 개방루프 전력제어는 수신기에 의해 검출된 전계 강도를 나타내는 정보에 따라서 송신전력을 일의적으로 결정하는 것으로서, 엄격한 정밀도를 필요로 하지 않는다(일반적으로 9.5㏈의 범위내). 한편, 폐쇄루프 전력제어는 기지국에서 송출된 신호의 이득의 변동(증감)을 나타내는 정보에 따라서 미세한(정밀한) 제어를 실행한다(일반적으로 1㏈스텝). 이 경우, 송신기는 우선 개방루프 전력제어를 실행하고, 그 후 송신전력에 대한 폐쇄루프 전력제어를 실행하여 기지국이 요구하는 원하는 값으로 수속(converge)한다.

일본국 특허공개공보 평성9-46152호에는 수신기와 송신기를 포함하는 이동유닛에 대해 개시되어 있고, 이 송신기는 송신전력의 전력레벨을 조정하기 위한 가변증폭기를 갖는다. 이 종래기술에 있어서, 이동유닛은 증폭소자로서 FET(Field Effect Transistor)를 갖는 고주파수 전력증폭기를 포함하고, 가변증폭기는 송신전력에 따라 FET의 바이어스조건을 제어하도록 이루어져 있다. 송신전력에 따른 감쇠량과 이 감쇠량에 대응한 FET의 게이트전압은 소정값에 따라 4㏈정도로 제어된다. 송신전력이 낮으면, 배터리수명을 연장하기 위해 소비전류를 감소시키도록 게이트전압이 감소된다.

이 종래기술에는 큰소비전력이 배터리수명을 단축시켜 통신시간을 감소시킨다는 문제점이 있었다.

또, 이 종래기술에는 배터리수명을 보상하기 위해서 배터리의 크기와 무게가 증가하게 된다는 문제점이 있었다.

또한, 이 종래기술은 일본국 특허공개공보 평성4-277909 및 평성6-252797호에도 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하는 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예의 휴대전화의 블럭도,

도 2는 본 발명의 제1 실시예의 휴대전화의 주요부의 블럭도,

도 3은 본 발명의 제1 실시예의 휴대전화의 가변증폭기의 1예를 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 제1 실시예의 전력증폭수단의 특성곡선도,

도 5는 본 발명의 제2 실시예의 휴대전화의 주요부의 블럭도,

도 6은 본 발명의 제2 실시예의 컨트롤러와 평활회로의 1예를 도시한 도면으로서, 도 6a는 CPU가 PWM모드의 PG를 제어하는 경우를 도시한 도면, 도 6b는 CPU가 PDM모드의 PG를 제어하는 경우를 도시한 도면,

도 7은 본 발명의 제3 실시예의 휴대전화의 주요부의 블럭도,

도 8은 본 발명의 제4 실시예의 휴대전화의 주요부의 블럭도,

도 9는 본 발명의 제5 실시예의 휴대전화의 주요부의 블럭도,

도 10은 본 발명의 1실시예의 특성곡선도로서, 도 10a는 종래기술과 비교되는 바이어스조건에 대한 출력강도의 특성과 주파수 또는 발생가능성에 대한 출력강도의 특성을 도시한 도면, 도 10b는 종래기술과 비교되는 소비전류에 대한 출력강도의 특성과 소비전류와 주파수의 곱에 대한 출력강도의 특성을 도시한 도면,

도 11은 종래기술의 휴대전화의 주요부의 블럭도,

도 12는 종래기술의 특성곡선도.

상술한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 휴대전화는 기지국에서 제1 통신신호를 수신하고 기지국으로 제2 통신신호를 송신하는 안테나, 안테나에 접속된 공용기, 공용기를 거쳐서 안테나에 접속되고 제1 통신신호를 음성신호코드로 변환하고 제1 통신신호의 강도를 나타내는 신호를 출력하는 수신기, 수신기와 음향변환기에 접속되고 음성신호코드를 음향변환기를 구동하기 위한 오디오신호로 변환하고 음향변환기로부터의 오디오입력신호를 입력음성 코드신호로 변환하는 부호/복호장치, 부호/복호장치와 공용기를 거쳐서 안테나에 접속되고 입력음성코드신호를 제2 통신신호로 변환하는 송신기 및 수신기와 송신기에 접속되고 제1 통신신호의 강도에 따라 송신기의 증폭을 제어하는 컨트롤러를 구비하고, 송신기는 가변증폭기와전력증폭기를 포함하고, 컨트롤러는 중앙처리장치와 메모리를 포함하고, 컨트롤러는 메모리에 기억된 함수에 따라서 가변증폭기의 이득과 전력증폭기의 바이어스조건을 제어한다.

다른 실시예에 있어서, 컨트롤러는 펄스발생기를 더 포함한다. 펄스발생기는 전력증폭기에 접속되어 바이어스제어신호로서 펄스를 인가하고, 컨트롤러는 펄스의 펄스폭을 제어해서 바이어스조건을 제어한다.

제3 실시예에 있어서, 컨트롤러는 펄스발생기를 더 포함한다. 펄스발생기는 전력증폭기에 접속되어 바이어스제어신호로서 펄스를 인가하고, 컨트롤러는 펄스의 펄스강도를 제어해서 바이어스조건을 제어한다.

제4 실시예에 있어서, 전력증폭기는 펄스를 평활하는 평활회로를 더 포함한다.

제5 실시예에 있어서, 송신기는 컨트롤러에 접속된 신호발생기를 더 포함한다. 신호발생기는 가변증폭기와 전력증폭기에 접속되어 이득제어신호와 바이어스제어신호를 가변증폭기와 전력증폭기에 각각 인가한다.

또, 본 발명의 휴대전화는 기지국에서 제1 통신신호를 수신하고 기지국으로 제2 통신신호를 송신하는 안테나, 안테나에 접속된 공용기, 공용기를 거쳐서 안테나에 접속되고 제1 통신신호를 음성신호코드로 변환하고 제1 통신신호의 강도를 나타내는 신호를 출력하는 수신기, 수신기와 음향변환기에 접속되고 음성신호코드를 음향변환기를 구동하기 위한 오디오신호로 변환하고 음향변환기로부터의 오디오입력신호를 입력음성 코드신호로 변환하는 부호/복호장치, 부호/복호장치와 공용기를거쳐서 안테나에 접속되고 입력음성코드신호를 제2 통신신호로 변환하는 송신기 및 수신기와 송신기에 접속되고 제1 통신신호의 강도에 따라 송신기의 증폭을 제어하는 컨트롤러를 구비하고, 송신기는 가변증폭기와 전력증폭기를 포함하고, 전력증폭기는 최대전력검출기를 포함하고, 컨트롤러는 중앙처리장치와 메모리를 포함하고, 컨트롤러는 메모리에 기억된 함수에 따라서 가변증폭기의 이득을 제어하고, 최대전력 검출기는 전력증폭기의 출력전력을 제어한다.

다음에, 본 발명의 실시예를 도 1∼도 10을 사용해서 설명한다.

또한, 본 실시예에서 동일구성요소에는 동일부호를 부여하고, 그에 대한 반복적인 설명은 생략한다.

본 발명의 제1 실시예를 도 1, 도 2, 도 3, 도 4 및 도 10을 사용해서 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 휴대전화는 수신기(100), 송신기(200), 컨트롤러(300), 부호/복호장치(500), 공용기(400) 및 안테나(450)을 포함하고 있다. 안테나(450)은 공용기(400)에 접속되어 통신신호를 송신 또는 수신한다. 공용기(400)은 수신기(100) 및 송신기(200)에 접속되어 안테나(450)에서 수신된 신호를 수신기(100)으로 전송하고 또 수신대 이외의 신호레벨을 억제한다. 또한, 공용기(400)은 송신기(200)에 접속되어 송신기(200)에서 안테나(450)으로 신호를 전송한다.

수신기(100)은 입력증폭기(110), 필터(122) 및 (126), 하향주파수변환기(124), 증폭기(130), 직각복조기(QDEM)(140) 및 베이스대 복조기(DEM)(160)을 포함한다. 수신기(100)에 있어서, 공용기(400)으로 부터의신호는 입력증폭기(110)에 의해 증폭되고, 그의 주파수는 하향주파수변환기(124)에 의해 저하된다. 필터(122) 및 (126)은 SAW(Surface Acoustic Wave)필터 등의 대역통과필터이다. 다음에, 신호는 증폭기(130)에 의해 증폭되고 90도의 위상차를 갖는 변조신호로 QDEM(140)에서 복조된다. 복조신호는 DEM(160)에 인가되고 음성신호코드로 변환된다. DEM(160)은 음성신호코드뿐만 아니라 수신신호의 전계 강도를 나타내는 신호(이하, 전계강도신호라 한다)도 출력한다. DEM(160)은 원하는 신호레벨을 얻을 수 있도록 어느 정도 조정이 이루어졌는지를 감시하는 것에 의해서 수신신호의 전계 강도를 검출하여 입력레벨을 조정하는 기능을 갖는다.

음성코드신호는 부호/복호장치(500)에 인가된다. 부호/복호장치(500)은 보코더(VOCODER)(520)과 코덱(CODEC)(540)을 포함한다. 코덱(540)은 음향변환기(600)에 접속되어 있다. 음향변환기(600)은 소리 또는 음성을 전기신호로 변환하던가 또는 그 반대로 변환한다. 음향변환기(600)은 스피커(620)과 마이크로폰(640)을 포함한다. 음성코드신호는 보코더(520)에 인가되어 디지탈신호로 변환된다. 보코더(520)의 출력은 코덱(540)에 인가되어 오디오신호로 변환된다. 이 오디오신호는 스피커(620)에 인가되어 휴대전화의 사용자가 기지국에서 송신된 소리 또는 음성을 들을 수 있다. 또, 코덱(540)은 마이크로폰(640)에 접속되어 있다. 마이크로폰(640)은 소리 또는 음성을 수신하여 오디오입력신호로 변환한다. 이 오디오입력신호는 코덱(540)에 입력되어 디지탈오디오신호로 변환된다. 디지탈오디오신호는 보코더(520)에 인가되고 입력음성코드신호로 부호화된다. 입력음성코드신호는 송신기(200)에 인가된다.

송신기(200)은 베이스대 변조기(MOD)(210), 직각변조기(QMOD)(220), 가변증폭기(230), 필터(240), 전력증폭수단(250)을 포함한다. 가변증폭기(230)은 제1단 증폭기(232), 필터(237) 및 (238), 상향주파수변환기(236), 제2단 증폭기(234)를 포함한다. 필터(237), (238) 및 (240)은 통신시 불필요한 파장을 억제하기 위해 마련된 SAW필터 등의 대역통과필터이다. 송신기에 있어서, 입력음성 코드신호는 MOD(210)에 인가되어 무선송신에 적합한 신호로 변조된다. MOD(210)의 출력신호는 QMOD(220)에 인가되어 90도의 위상차를 갖는 변조신호로 변조된다. QMOD(220)의 출력신호 즉 변조신호는 가변증폭기(230)에 인가된다. 가변증폭기(230)에 있어서, 변조신호는 제1단 증폭기(232)에 인가되고 적합한 레벨로 증폭된다. 제1단 증폭기의 출력 또는 증폭된 변조신호는 필터(237)을 거쳐서 상향주파수변환기(236)에 인가된다. 증폭된 변조신호의 주파수는 상향주파수변환기(236)에서 무선통신에 적합한 값 또는 범위로 상승된다. 상향주파수변환기(236)의 출력은 필터(238)을 거쳐서 제2단 증폭기(234)에 인가되어 무선주파수에서 적합한 레벨로 증폭된다. 제2단 증폭기(234)의 출력 즉 가변 증폭기(230)의 출력은 필터(240)을 거쳐서 전력증폭수단 또는 전력증폭기(250)에 인가되고, 전력이 원하는 송신전력으로 증폭된다. 전력증폭수단(250)의 출력은 공용기(400)을 거쳐서 안테나(450)에 인가된다.

컨트롤러(300)은 안테나(450)에서 송신된 전력을 제어하기 위해 마련되어 있다. 이 실시예에 있어서의 컨트롤러(300)은 중앙처리장치(CPU)(310), 메모리(MEM)(330) 및 디지탈/아날로그 변환기(D/A)(350)으로 이루어져 있다.CPU(310)은 수신기(100)의 DEM(160)에 접속되어 있고, 전계강도신호는 수신기(100)에서 CPU(310)으로 인가된다. CPU(310)은 가변증폭기(230), 전력증폭수단(250), 수신기(100)에 있어서의 증폭기(110)과 (130) 및 위상동기루프(PLL)(700)을 제어하는 신호를 발생한다. 이 신호는 CPU(310)이 수신기(100)에서 인가된 데이타를 처리하여 D/A(350)을 거쳐서 결과를 출력하거나 또는 CPU(310)이 MEM(330)에 기억된 데이타를 리드해서 D/A(350)을 거쳐서 출력하거나 또는 CPU(310)이 MEM(330)에 기억된 데이타를 처리해서 D/A(350)을 거쳐서 출력하는 것에 의해 발생된다.

PLL(700)은 CPU(310)의 출력신호에 따라 통신에 필요한 주파수를 발진하도록 발진기(750)을 제어한다.

다음에, 제1 실시예에 대해서 상세하게 설명한다. 도 2는 이 실시예의 휴대전화의 주요부를 도시한 블럭도이다. 컨트롤러(300)은 송신기(200)이 안테나(450)으로 원하는 송신전력을 인가할 수 있도록 가변증폭기(230)의 이득을 제어한다. 이 실시예에 있어서, 이득은 도 4에 도시한 바와 같은 송신전력에 따라서 변경될 수 있도록 결정된다. 도 4에 도시한 바와 같이, 이득의 소정 값(G1, G2, …, Gn의 n개, n＞2)은 컨트롤러(300)내의 MEM(330)에 기억된다. Gn은 원하는 송신전력의 최대값을 나타내는 이득이고, G1은 원하는 송신전력의 최소값을 나타내는 이득이다. 또, 컨트롤러(300)은 각각의 이득에 대응하는 전력증폭수단(250)에 대한 바이어스값(B1, B2, …, Bn의 n개, n＞2)을 기억하고 있다. 바이어스가 소정 값중의 어느 하나로 고정되어 있으면, 도 4의 점선으로 나타낸 바와 같이 전력증폭수단의 전류에 대한 출력전력의 특성이 변경된다. 바이어스가 Bn으로 고정되어 있으면, 원하는 송신전력의 최대값을 만족시킬 수 있다. 그러나, 전력증폭수단의 전류는 원하는 송신전력의 최소값에서 크다. 한편, 바이어스가 B1로 고정되어 있으면 전력증폭수단의 작은 전류가 유효하다. 그러나, 원하는 송신전력의 최대값을 만족시키기 위해서는 이 이득은 너무 작다. 이 실시예에서, 이득의 감소에 대응해서 바이어스값이 감소하도록 바이어스와 이득의 값의 여러개의 세트는 MEM(330)에 기억되어 있다. 도 4의 곡선으로 나타낸 바와 같이 출력전력이 감소하면, 전력증폭수단의 전류에 대한 출력전력의 특성은 Bn에서 B1로 감소한다. 이것은 최대출력전력에서의 원하는 송신전력의 최대값과 최소출력전력에서의 전력증폭수단의 저전류 모두를 만족시킨다. 상술한 바와 같이, 원하는 송신전력에 대한 소비전류를 저감하는 특성을 점차 감소시키기 위해서, 전력증폭수단(250)의 바이어스조건은 가변증폭기(230)에 대한 소정 이득값의 함수로서 규정된다. 또한, 이 함수는 MEM(330)에 저장되어 있다. 이득값의 n개에 대한 바이어스조건은 이 함수를 사용해서 산출되고 MEM(330)에 저장된다. 컨트롤러(300)은 MEM(330)에 기억된 조건에 따라 가변증폭기(230)과 전력증폭수단(250)을 제어한다. 실제 설계에 있어서 바이어스조건은 인접채널 등에서 전력누설의 특성을 만족시키고 송신전력을 만족시키는 영역내에서 선택된다. 전력증폭수단의 전류가 고정바이어스조건Bn보다 낮기 때문에, 전력증폭수단의 소비전류가 저감되는 송신출력전력의 범위는 종래기술보다 더욱 확대되게 된다.

가변증폭기의 상세한 것을 도 3에 도시한다. 이 실시예에 있어서, 트랜지스터는 증폭소자Q31로서 사용된다. 입력결합회로(2321)은 입력단자T1과 트랜지스터Q31의 베이스 사이에 마련되고, 출력결합회로(2323)은 트랜지스터Q31의 콜렉터와 원하는 이득을 얻기 위한 출력단자T2사이에 마련된다. 입력결합회로(2321)은 캐패시터C11, C12 및 C13과 코일L11을 포함하고 있다. 캐패시터C11과 코일L11은 직렬로 접속되고, 이 C11과 L11의 직렬회로는 입력단자T1과 트랜지스터Q31의 베이스 사이에 마련되어 있다. 캐패시터C11의 한쪽끝은 입력단자T1에 접속되어 있고, 캐패시터C11의 다른쪽끝은 코일L11의 한쪽 끝에 접속되어 있다. 코일L11의 다른쪽끝은 트랜지스터Q31의 베이스에 접속되어 있다. 캐패시터C12는 캐패시터C11의 다른쪽끝과 접지면 사이에 마련되어 있다. 캐패시터C13은 코일L11의 다른쪽끝과 접지면 사이에 마련되어 있다. 제어단자Tc는 레지스터R31을 거쳐 트랜지스터Q31의 베이스에 접속되어 있다. 출력결합회로(2323)은 코일L21과 캐패시터C21, C22 및 C23을 포함한다. 트랜지스터Q31의 콜렉터는 캐패시터C23을 거쳐 출력단자T2에 접속되어 있다. 또한, 트랜지스터Q31의 콜렉터는 코일L21을 거쳐서 전원단자Tp에 접속되어 있다. 캐패시터C21은 전원단자Tp와 접지면 사이에 접속되어 있다. 캐패시터C22는 트랜지스터Q31의 콜렉터와 접지면 사이에 마련되어 있다. 전원전압은 전원단자Tp에 인가된다. 트랜지스터Q31은 CPU(310)에 의해 발생한 제어신호에 따라서 출력전력을 제어한다. 제어신호의 전압이 높으면, 콜렉터전류가 증가하기 때문에 더큰 출력전력이 얻어진다.

다음에, 제1 실시예의 변형예를 설명한다. 이 변형예에 있어서, 전력증폭수단(250)의 바이어스조건은 그자체의 출력전력의 함수나 또는 가변증폭기(230)에대한 소정 이득값의 함수로서 직접 규정된다. 이 함수를 사용한 산출값은 MEM(330)에 기억된 바이어스조건의 n개 대신에 전력증폭수단(250)에 직접 인가된다. 이 함수의 1예로서, 소정 이득값에서의 산출결과를 보간하는 것에 의해 바이어스값을 산출하는 것이 사용된다. 이 경우, 컨트롤러(300)은 가변증폭기(230)에 대한 소정 이득값과 MEM(330)에 기억된 함수에 의해 산출된 전력증폭수단에 대한 바이어스 제어신호에 따라서 가변증폭기(230)과 전력증폭수단(250)을 제어한다. 기억된 함수에 의해 산출된 값에 따라서 바이어스가 제어되기 때문에, 바이어스의 미세한 제어가 가능하여 송신기(200)의 소비전류를 저감할 수 있다.

이 실시예의 전류감소의 1예를 도 10a 및 도 10b를 사용해서 설명한다. 도 10a는 종래기술과 비교되는 바이어스조건에 대한 출력강도의 특성과 주파수 또는 발생가능성에 대한 출력강도의 특성을 도시한 것이다. 사각형으로 나타낸 특성곡선도는 이 실시예의 바이어스조건에 대한 출력강도의 특성을 도시한 것이고, 삼각형으로 나타낸 것은 종래기술의 바이어스조건에 대한 출력강도의 특성을 도시한 것이다. 주파수 또는 발생가능성에 대한 출력강도의 특성곡선도는 정사각형으로 나타낸 곡선도이다. 도 10b는 종래기술과 비교되는 소비전류에 대한 출력강도의 특성과 소비전류와 주파수의 곱에 대한 출력강도의 특성을 도시한 도면이다. 사각형으로 나타낸 특성곡선도는 이 실시예의 전류와 주파수의 곱에 대한 출력강도의 특성을 도시한 것이고, 삼각형으로 나타낸 것은 종래기술의 전류와 주파수의 곱에 대한 출력강도의 특성을 도시한 것이다. 정사각형으로 나타낸 특성곡선도는 이 실시예의 소비전류에 대한 출력강도의 특성을 도시한 것이고, x로 나타낸 것은 종래기술의 소비전류에 대한 출력강도의 특성을 도시한 것이다. 도 10a의 좌표계에 있어서, 횡축은 이동유닛이 기지국에서 매우 떨어져 있을 때 송신전력값의 비를 사용하는 이동유닛의 송신전력Pout를 나타내고, 종축상의 주파수눈금은 이동유닛이 기지국 근방이거나 Pout가 대략 -70㏈일 때 주파수값의 비를 사용하는 주파수특성을 나타내며, 종축상의 Vdd는 이동유닛이 기지국에서 매우 떨어져 있거나 Pout가 대략 0㏈일 때 바이어스전압값의 비를 사용하는 바이어스조건을 나타낸다. 도 10b의 좌표계에 있어서, 횡축은 이동유닛이 기지국에서 매우 떨어져 있을 때 송신전력값의 비를 사용하는 이동유닛의 송신전력Pout를 나타내고, 종축상의 Idd는 이동유닛이 기지국에서 매우 떨어져 있거나 Pout가 대략 0㏈일 때 전류값의 비를 사용하는 전류의 특성을 나타내며, 종축상의 Idd와 주파수의 곱은 종래기술의 최소소비전류값의 비를 사용하는 실제소비전류를 나타낸다.

IS-95를 적용하는 방식에서는 서비스가 불가능한 빈영역의 발생을 방지하기 위해 서비스영역을 다소 중첩하는 방식으로 기지국이 배치되어 있다. 그 결과, 주파수 또는 기지국에서 매우 떨어질 가능성(이 조건에서 이동유닛의 송신전력Pout가 증가할 가능성)은 도 10a에 도시한 바와 같이 작다. 이것은 저출력 내지 중간출력전력의 전류가 최대출력전력보다 이동유닛의 소비전류를 더 크게 한다는 것을 의미한다. 이 실시예에 있어서, 바이어스조건Vdd는 사각형으로 나타낸 곡선도로 도시한 바와 같이 MEM(330)에 저장된 함수를 사용해서 제어된다. 이 실시예에 있어서, 이 함수는 9단계로 변화되도록 바이어스조건Vdd를 제어한다. 이동유닛이 기지국 근방이거나 또는 Pout가 대략 -50㏈까지로 되면, 바이어스조건Vdd(b)는 최대값이 대략 60%로 된다. 이동유닛이 기지국에서 멀리 떨어짐에 따라 Vdd(b)는 점차 증가하고, 이동유닛이 기지국에서 매우 멀리 떨어지면 Vdd(b)는 최대값으로 된다. 한편 종래기술에 있어서는 Vdd(a)는 Pout가 대략 -30㏈인 점까지 최대값이 대략 70%로 일정하게 유지된다. 다음에 Vdd(a)는 갑자기 최대값으로 증가하고 Pout가 0㏈인 점까지 일정하게 유지된다. Vdd(a) 및 Vdd(b)에 대응하는 전류의 특성은 도 10b에 있어서 Idd(a) 및 Idd(b)로 각각 나타내어진다. 이 전류값은 일본의 CDMA방식용 전력증폭기모듈에서 얻어진 측정값을 사용해서 산출된다. 전류용량이 100㎃∼1000㎃로 높으므로, 전류를 산출하기 위해서는 변환효율을 고려해야만 한다. 이 실시예에 있어서 효율은 대략 90%로 판단된다. 실제 소비전류는 Idd와 주파수의 곱에 의해 산출된다. 도 10b에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 있어서의 소비전류는 Pout가 -20㏈이하인 영역내에서 종래기술보다 낮다. 즉, 종래기술에 비해 소비전류를 14%저감할 수 있게 된다.

본 발명의 제2 실시예를 도 5 및 도 6을 사용해서 설명한다. 이 실시예에 있어서, 펄스신호는 전력증폭수단(250)의 바이어스를 제어하기 위한 바이어스제어신호로서 사용된다. 도 6a에 도시한 바와 같이, 컨트롤러(300)은 D/A(350)대신에 펄스발생기(PG)(355)를 포함하고 있다. 이 실시예에 있어서, PG(355)는 T의 펄스반복을 갖는 펄스열을 발생한다. 이 펄스열은 펄스폭변조(PWM)을 사용해서 변조되고 전력증폭수단(250)에 인가된다. 일반적으로, 바이어스신호를 제어하기 위해 고분해능이 필요하며, 고분해능 변환을 실행하는 D/A(350)은 매우고가이다. PG(355)는 고분해능형의 D/A(350)보다 저코스트화가 가능하기 때문에, 고분해능 바이어스제어를 이 실시예에서는 저코스트화로 달성할 수 있다. 또, MEM(330)에 기억된 함수에 의해 바이어스조건이 산출될 때, PG(355)는 바이어스전압을 생성하는데 적합하다. CPU(310)은 PG(355)를 제어하고 함수에 의해 산출된 결과에 따라서 펄스폭을 제어한다. 전력증폭수단(250)은 도 5에 도시한 바와 같이 평활회로(254)와 증폭기(252)를 포함한다. 평활회로(254)는 도 6a에 도시한 바와 같이 저항R250과 캐패시터C250으로 이루어져 있다. 제어회로(300)에서 인가된 펄스신호는 전력증폭수단(250)내에서 바이어스전압으로 변환된다. 평활회로(254)가 전력증폭수단(250)내에 마련되어 있기 때문에, 외부잡음에 의해 야기된 에러가 저감된다. 이 실시예에 있어서의 구성요소는 컨트롤러(300)과 전력증폭수단(250)을 제외하고는 제1 실시예와 동일하다.

제2 실시예의 변형예를 도 6b를 사용해서 설명한다. 이 변형예에 있어서,펄스열은 펄스밀도변조(PDM)을 사용해서 변조된다. CPU(310)은 PG(355)를 제어하여 함수에 의해 계산된 결과에 따라서 펄스밀도를 제어한다. 제어회로(300)에서 인가된 펄스신호는 전력증폭수단(250)내의 바이어스전압으로 변환된다. 이 변형예는 외부잡음에 의해 야기된 에러를 저감할 수 있다.

본 발명의 제3 실시예를 도 7을 사용해서 설명한다. 이 실시예에 있어서, 가변증폭기(230), 전력증폭수단(250) 및 신호발생기(360)은 증폭기(280)에 모두 집적되어 있다. 증폭기(280)은 집적회로(IC)의 형상 또는 프린트회로판의 형상이다. 신호발생기(360)은 컨트롤러(300)에 접속되어 있다. 신호발생기(360)은 컨트롤러(300)에서 제어신호를 수신하고, 가변증폭기(230)에 대한 이득제어신호와 전력증폭수단(250)에 대한 바이어스제어신호를 발생한다. 이득제어신호는 증폭기(280)내의 가변증폭기(230)에 인가된다. 바이어스제어신호는 증폭기(280)내의 전력증폭수단(250)에 인가된다. 따라서, 컨트롤러(300), 가변증폭기(230) 및 전력증폭수단(250) 사이의 배선이 저감되어 간소화된다. 이 실시예에 있어서, 컨트롤러는 신호발생기(360)에 제어신호를 인가하는 것만으로 전력증폭수단(250)과 가변증폭기(230) 모두를 제어할 수 있어 컨트롤러(300)의 처리단계를 저감할 수 있다.

본 발명의 제4 실시예를 도 8을 사용해서 설명한다. 이 실시예에 있어서는 최대전력을 검출하는 기능을 갖는 증폭기(281)이 사용되고, 컨트롤러(300)이 가변증폭기(230)에만 출력을 인가하고 증폭기(281)로 부터의 피드백신호를 수신한다. IS-95규격에 있어서 송신전력은 폐루프 전력제어를 실행하기 위해 기지국에서 보내진 송신전력 제어신호에 의해 제어된다. IS-95규격에 의하면, 기지국이 이동유닛의 송신전력을 검출하기 때문에, 이동유닛의 전력검출은 기본적으로 불필요하다. 그러나, 송신전력 제어신호는 이동유닛에서 왜곡 등의 부적합한 조건을 방지하여 통신품질을 보장하도록 결정된 최대전력을 초과하는 경우가 있다. 통신품질을 보장하기 위해서는 통신전력을 제어 또는 제한하는 송신전력을 검출할 필요가 있다. 증폭기(281)은 전력증폭기(252), 커플러(283), 전력검출기(284) 및 최대전력 검출기(285)로 이루어져 있다. 증폭기(252) 및 커플러(283)은 직렬로 접속되어 있다. 가변증폭기(230)의 출력은 전력증폭기(252)의 입력부에 인가된다. 전력증폭기(252)의 출력은 커플러(283)을 거쳐서 공용기(400)에 인가된다. 전력검출기(284)는 커플러(283)에 접속되고 전력증폭기(252)의 출력전력을 검출한다. 전력검출기의 출력은 최대전력 검출기(285)에 인가되고, 최대전력 검출기(285)는 피드백신호를 컨트롤러(300)으로 출력하고, 그 출력전력을 제어하기 위한 증폭기(252)로 그 출력을 피드백한다. 상기 실시예는 전력검출이 실행되어도 부품수를 저감할 수 있다.

본 발명의 제5 실시예를 도 9를 사용해서 설명한다. 이 실시예에 있어서 증폭기(282)는 최대전력을 검출하기 위해 전류를 검출하는 기능을 갖는다. 증폭기(282)의 출력전력과 그의 소비전류는 상관관계를 갖기 때문에, 전류값에서 최대전력을 검출할 수 있다. 이 실시예는 제4 실시예의 증폭기(281) 대신에 전류검출기를 갖는 증폭기(282)를 사용하고, 컨트롤러(300)은 가변증폭기(230)에만 출력을 인가하고 증폭기(282)에서 피드백신호를 수신한다. 증폭기(282)는 전력증폭기(252), 전류검출기(286) 및 최대전력 검출기(285)로 이루어져 있다. 가변 증폭기(230)의 출력은 전력증폭기(252)의 입력부에 인가된다. 전력증폭기(252)의 출력은 공용기(400)에 인가된다. 전류검출기(286)은 전력증폭기(252)에 접속되어 있고, 전력증폭기(252)의 전류를 검출한다. 전류검출기(286)의 출력은 최대전력 검출기(285)에 인가되고, 최대전력 검출기(285)는 피드백신호를 컨트롤러(300)으로 출력하고 출력전력을 제어하기 위한 전력증폭기(252)로 출력을 피드백한다. 상기 실시예는 전력검출이 실행되어도 부품수를 저감할 수 있다. 커플러(283)을 사용하지 않기 때문에, 전력증폭기(252)와 공용기(400) 사이의 손실을 저감할 수 있어 증폭기(282)의 소비전류를 저감할 수 있다. 또, 전력증폭기(252)의 불규칙한 조건을 나타내는 다른 임계값으로 설정하는 것에 의해, 또 컨트롤러(300)으로 경보신호를 출력하고 전력증폭기(252)를 정지하도록 제어할 수 있는 기능을 갖는 최대전력 검출수단(285)를 마련하는 것에 의해, 고장검출 및 증폭기(282)의 보호를 실현할 수 있다.

이상으로 바람직한 실시예의 설명을 마친다.

이상 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러가지 변경가능한 것은 물론이다.

상술한 바와 같이, 컨트롤러가 메모리에 기억된 함수에 따라서 가변 증폭기의 이득을 제어하므로, 소비전류를 저감할 수 있는 휴대전화를 실현할 수 있다. 또, 저소비전류는 배터리수명의 연장 및 소형배터리의 사용을 가능하게 하므로 유효수명이 길고 또한 소형의 휴대전화를 실현할 수 있다.

Claims

CDMA방식에 사용되는 휴대전화에 있어서,

기지국으로부터 제1 통신신호와 송신전력 제어신호를 수신하고, 상기 기지국으로 제2 통신신호를 송신하는 안테나;

상기 안테나에 접속된 공용기;

상기 공용기를 거쳐서 상기 안테나에 접속되고, 상기 제1 통신신호를 음성신호코드로 변환하고, 상기 기지국으로부터 보내져 온 상기 송신전력 제어신호에서 얻어지는 전력제어신호를 출력하는 수신기;

상기 수신기와 음향변환기에 접속되고, 상기 음성신호코드를 상기 음향변환기를 구동하기 위한 오디오신호로 변환하고, 상기 음향변환기로부터의 오디오입력신호를 입력 음성코드신호로 변환하는 부호/복호장치;

상기 부호/복호장치에 접속됨과 동시에 상기 공용기를 거쳐서 안테나에 접속되고, 상기 입력 음성코드신호를 상기 제2 통신신호로 변환하는 송신기 및;

상기 수신기와 상기 송신기에 접속되고, 상기 송신기의 진폭을 제어하는 컨트롤러를 구비하고,

상기 송신기는 가변증폭기와 전력증폭기를 포함하고,

상기 컨트롤러는 중앙처리장치와 메모리를 포함하고,

상기 컨트롤러는 먼저 개방루프 전력제어가 실행되고 다음에 폐쇄루프 전력제어가 상기 전력제어신호에 따라서 실행되는 방식으로 상기 송신기를 제어해서, 상기 기지국이 요구하는 범위로 수속되도록 송신전력을 제어하며,

상기 컨트롤러는 상기 메모리에 기억된 바이어스와 이득 데이타의 세트를 사용해서 상기 가변증폭기의 이득과 상기 전력증폭기의 바이어스조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대전화.
제1항에 있어서,

상기 컨트롤러는 펄스발생기를 더 포함하고,

상기 펄스발생기는 상기 전력증폭기에 접속되어 바이어스제어신호로서 펄스를 인가하고, 상기 컨트롤러는 상기 펄스의 펄스폭을 제어해서 상기 바이어스조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대전화.
제1항에 있어서,

상기 컨트롤러는 펄스발생기를 더 포함하고,

상기 펄스발생기는 상기 전력증폭기에 접속되어 바이어스제어신호로서 펄스를 인가하고, 상기 컨트롤러는 상기 펄스의 펄스강도를 제어해서 상기 바이어스조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대전화.
제2항에 있어서,

상기 전력증폭기는 상기 펄스를 평활하는 평활회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대전화.
제3항에 있어서,

상기 전력증폭기는 상기 펄스를 평활하는 평활회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대전화.
제1항에 있어서,

상기 송신기는 상기 컨트롤러에 접속된 신호발생기를 더 포함하고,

상기 신호발생기는 상기 가변증폭기와 상기 전력증폭기에 접속되어 이득제어신호와 바이어스제어신호를 상기 가변증폭기와 상기 전력증폭기로 각각 인가하는 것을 특징으로 하는 휴대전화.
CDMA방식에 사용되는 휴대전화에 있어서,

기지국으로부터 제1 통신신호와 송신전력 제어신호를 수신하고, 상기 기지국으로 제2 통신신호를 송신하는 안테나;

상기 안테나에 접속된 공용기;

상기 공용기를 거쳐서 상기 안테나에 접속되고, 상기 제1 통신신호를 음성신호코드로 변환하고, 상기 기지국으로부터 보내져 온 상기 송신전력 제어신호에서 얻어지는 전력제어신호를 출력하는 수신기;

상기 수신기와 음향변환기에 접속되고, 상기 음성신호코드를 상기 음향변환기를 구동하기 위한 오디오신호로 변환하고, 상기 음향변환기로부터의 오디오입력신호를 입력 음성코드신호로 변환하는 부호/복호장치;

상기 부호/복호장치에 접속됨과 동시에 상기 공용기를 거쳐서 안테나에 접속되고, 상기 입력 음성코드신호를 상기 제2 통신신호로 변환하는 송신기 및;

상기 수신기와 상기 송신기에 접속되고, 상기 송신기의 진폭을 제어하는 컨트롤러를 구비하고,

상기 송신기는 가변증폭기와 전력증폭기를 포함하고,

상기 전력증폭기는 최대전력 검출기를 포함하고,

상기 컨트롤러는 중앙처리장치와 메모리를 포함하고,

상기 컨트롤러는 먼저 개방루프 전력제어가 실행되고 다음에 폐쇄루프 전력제어가 상기 전력제어신호에 따라서 실행되는 방식으로 상기 송신기를 제어해서, 상기 기지국이 요구하는 범위로 수속되도록 송신전력을 제어하고,

상기 컨트롤러는 상기 메모리에 기억된 바이어스와 이득 데이타의 관계를 규정하는 함수를 사용해서 상기 가변증폭기의 이득과 상기 전력증폭기의 바이어스조건을 제어하며,

상기 최대전력 검출기는 상기 전력증폭기의 출력전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대전화.