KR100548367B1 - 통신 단말기의 잡음 제거 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통신 단말기의 잡음 제거 방법에 관한 것으로 특히, GSM Time burst 동안 전력 증폭기에 의한 배터리 전압강하로 발생하는 전원단 가청주파수 잡음을 감소시킴으로써 시분할 다중접속(TDMA) 잡음을 제거하도록 함에 목적이 있다. 이러한 목적의 본 발명은 통신 단말기의 잡음 제거 방법에 있어서, GSM 버스트 중 유휴(idle) 슬롯인지를 확인하는 단계와, 상기 유휴 슬롯으로 확인되면 오프셋 전압(off-set voltage)을 배터리(710)의 전원단자에 인가하여 상기 배터리(710)의 전압 강하를 감소시키는 단계를 포함하여 TDMA 잡음을 제거하도록 구성함을 특징으로 한다.

Description

통신 단말기의 잡음 제거 방법{NOISE ELIMINATION METHOD FOR COMMUNICATION TERMINAL EQUIPMENT}

도1은 종래 GSM 시스템의 전원 장치를 보인 구성도.

도2는 TDMA time frame의 구성도.

도3은 종래 기술에서 time burst에 의한 전력증폭 전류와 배터리 전압 강하의 관계를 보인 파형도.

도4는 종래 기술에서 배터리 전압 강하에 의한 전원 리플 스펙트럼의 분포도.

도5는 본 발명의 실시예에서 오프셋 전압 발생 상태를 보인 파형도.

도6은 본 발명의 실시예에서 전원 리플 감쇠 상태를 보인 스펙트럼 분포도.

도7은 본 발명의 실시예에서 잡음 제거 장치를 보인 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *

710 : 배터리 720 : 전력 증폭기

730 : 오프셋 발생부

본 발명은 GSM 시스템에 관한 것으로 특히, 통신 단말기에 있어서 잡음 제거 방법에 관한 것이다.

GSM(Global System for Mobile Telecommunication) 시스템은 배터리 전원 라인 상의 타임 버스트 리플(Time Burst Ripple)에 기인하여 오디오 출력단에 나타나는 TDMA(Time Devision Multiplexing Access : 시분할 다중접속) 잡음이 발생된다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여 일반적으로 GSM 시스템은 오디오 전원단을 별도로 분리하여 설계하고 오디오 전용 LDO(Low Drop Output Regulator) 등을 사용하여 오디오 증폭기가 전원단 리플에 의한 가청 주파수 범위 내의 잡음을 받아 들이는 영향을 최소화하도록 설계한다.

도1은 종래 GSM 시스템의 전원 장치를 보인 구성도이다.

도1에서 '110'은 배터리, '120'는 과전압 또는 과전류로부터 회로를 보호하기 위한 보호회로, '130'은 전력 증폭기(PA : Power Amplifier), '141~143'은 저전압 강하 조정기(LDO)이다.

이러한 구성의 종래 기술에 대한 동작을 도2 내지 도4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도2는 TDMA Time 프레임의 예시도이다.

이동 전화기가 전송하고자 하는 정보를 고주파에 실어 높은 출력으로 보낼 때 전력 증폭기(130)는 한 타임 슬롯(Time Slot)의 기간(557us) 동안 배터리(110)의 펄스 전류를 최대 2.5A 까지 사용하게 된다. 이 과정은 전송이 지속되는 동안 매 4.615ms의 시간마다 반복적으로 수행하게 된다.

한편, 전원 전압 레벨도 GSM 버스트에 의해 영향을 받게 되는데, 배터리(110)가 리튬이온(Lithium-Ion) 배터리라면 직렬 저항이 최악의 경우 120mΩ(ohm)을 가지며 이로 인해 버스트 기간(557us) 동안 300mV(=120m * 2.5) 정도의 전압 강하가 생기게 된다.

타임 버스트에 의한 전력 증폭 전류와 배터리 전압 강하의 관계는 도3의 파형도와 같다.

도3의 파형도와 같이 GSM 버스트에 의한 전압 강하로 발생하는 전원 리플의 주파수 스펙트럼은 도4의 주파수 분포도와 같다.

도4의 주파수 분포도에서 첫번째 스펙트럼(C1)의 주파수는 217Hz로 이는 4.615ms의 시간주기가 주파수 값으로 변환된 것이다.(1/4.615 ms = 217Hz) 여기서, 첫번째 스펙트럼(C1)의 크기는 도3의

(전압강하 정도)에 비례하며, C2,C3,...는 C1의 하모닉(harmonic) 성분들이다.

그러나, 종래에는 별도의 오디오 전원단과 오디오용 전원 레귤레이터 등의 부가적인 회로가 필요함으로 TDMA 원인 잡음이 제거되지 못하여 통신 성능이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 현재 더욱 더 소형화되는 통신 단말기에서 원인 잡음을 제거하지 않는다면 통신 성능의 개선은 점차 어려울 것으로 예상된다.

본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 GSM Time burst 동안 배터리 전원출력단자에 오프셋 전압을 인가하여 전력 증폭기에 의한 배터리 전압강하로 인해 발생하는 전원단 가청주파수 잡음을 감소시킴으로써 시분할 다중접속(TDMA) 잡음을 제거하도록 창안한 통신 단말기의 잡음 제거 방법을 제공함에 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 통신 단말기의 잡음 제거 방법에 있어서, GSM 버스트 중 유휴(idle) 슬롯인지를 확인하는 단계와, 상기 유휴 슬롯으로 확인되면 오프셋 전압(off-set voltage)을 배터리 전원출력단자에 인가하여 상기 배터리의 전압 강하를 감소시키는 단계를 포함하여 TDMA 잡음을 제거하도록 구성함을 특징으로 한다.

상기에서 오프셋 전압 레벨은 가청주파수 내의 전원 리플(ripple) 중 약 6차 하모닉 정도(200Hz~1.5KHz)까지의 레벨을 감소시키는 크기임을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도7은 본 발명의 실시예를 위한 장치의 블럭도로서 이에 도시한 바와 같이, 전력 증폭기(720)에 동작 전원을 공급하기 위한 배터리(710)와, 이 배터리(710)의 출력 단자로 오프셋 전압을 공급하기 위한 오프셋 발생부(730)를 구비하여 구성함을 특징으로 한다.

이와같이 구성한 본 발명의 실시예에 대한 동작 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에서 전원 리플을 감소시키는 방법을 도5를 참조하여 설명하면, 유휴 슬롯(idle slot)에서 오프셋 발생부(730)로부터 발생되는 임의의 잡음 레벨과 같은 오프셋 전압을 배터리(710)의 전원출력단자에 인가하여 전력 증폭기(720)에 의한 상기 배터리(710)의 전압 강하를 감소시키게 된다.

즉, 유휴 슬롯에서 오프셋 발생부(730)에서의 오프셋 전압(Offset Voltage)을 배터리(710)의 출력전원에 인가함으로써 전체적인 전압강하차(

)를 감소시키는 것이다. 이는 도6의 주파수 분포도에 도시한 바와 같이 TDMA 잡음 성분이 감쇠되는 것을 의미한다.

그런데, 유휴 슬롯에서의 잡음 신호는 단지 전력 증폭기(720)에 의한 액티브 슬롯과 유휴 슬롯 사이의 전압 강하를 줄이는 역할을 할 뿐 실제 안테나를 통해 송신되지는 않는다. 이는 전력 증폭기(720)의 뒷단에 장착되는 안테나 스위치에서 유휴 슬롯 동안 송신을 하지 않기 때문이다.

또한, 본 발명에서 유휴 슬롯 동안 전력 증폭기(720)에 의한 전압 강하를 감소시키기 위한 실시 방법은 여러 방법이 있다.

첫번째 방법으로 베이스밴드에서 유휴 슬롯일 때 적정 잡음 레벨 또는 임의의 채널을 인가함으로써 가능할 수도 있고, 두번째 방법으로는 수신기에서 유휴 슬롯 상태일 때 열 잡음(thermal noise)을 발생시켜 전력 증폭기(720)에 적당한 잡음 레벨을 공급할 수도 있다.

따라서, 유휴 슬롯 레벨을 적정 수준으로 올리기 위한 잡음 발생 방법은 다양할 수 있으므로 TDMA 잡음 제거를 위해 GSM 버스트 중 유휴 슬롯으로 일정 레벨을 공급하여 전력 증폭기(720)에 의한 배터리 전압 강하를 감소시켜 TDMA 잡음을 제거한다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 도4의 파형도와 같은 가청주파수 내의 전원 리플 중 약 6차 하모닉 정도(200Hz ~ 1.5KHz)까지의 레벨을 감소시키면 종래 방법과 같이 별도의 회로 추가없이도 TDMA 잡음을 제거할 수 있다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 종래 기술은 전원 리플에 의한 TDMA 잡음 방지를 위해 잡음의 영향을 받는 오디오 단을 별도의 전원단과 접지(ground)를 사용하고 저전압 강하 조정기(LDO)와 같은 부품을 사용하여 오디오 단으로 별도의 안정적인 전원을 공급하지만, 본 발명은 별도의 회로 추가없이 오프셋에 의해 전체적인 배터리 전원의 리플을 감소시킴으로써 모든 회로의 전원을 안정화시킴은 물론 TDMA 잡음 자체를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 통신 단말기의 잡음 제거 방법에 있어서,

   GSM 버스트 중 유휴(idle) 슬롯인지를 확인하는 단계와,

   상기 유휴 슬롯으로 확인되면 오프셋 전압(off-set voltage)을 배터리 전원출력단자에 인가하여 배터리 전압 강하를 감소시키는 단계를 포함하여 TDMA 잡음을 제거하도록 구성함을 특징으로 하는 통신 단말기의 잡음 제거 방법.
2. 제1항에 있어서, 오프셋 전압은 가청주파수 내의 전원 리플(ripple) 중 약 6차 하모닉 정도의 레벨 또는 200Hz~1.5KHz까지의 레벨을 감소시키는 레벨 크기임을 특징으로 하는 통신 단말기의 잡음 제거 방법.
3. 제1항에 있어서, 오프셋 전압은 임의의 채널 또는 열잡음(thermal noise)임을 특징으로 하는 통신 단말기의 잡음 제거 방법.

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