KR101014065B1 - Ｒｆ 신호의 효율적인 변조 - Google Patents

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Abstract

무선 통신 장치들의 가간섭성 변조기 아키텍처들이 변조된 RF 신호들을 프로세싱하는데 사용된다. 회로는, 진폭 변조기로서 사용되는 DC/DC 컨버퍼(204), 상이한 증폭 스테이지들(204, 206, 212, 214), 클래스 C, D, E, 또는 F 전력 증폭기(212, 214)의 캐스케이드 중 하나 이상(214)을 선택적으로 우회하기 위한 우회 경로(215), 및 시간과 온도 변화들에 대해 전력 안정성을 보장하는 APC(automatic power control) 루프(220)를 구비한다. 진폭 변조에 필요한 증폭 절차들의 효율을 증가시키기 위해, I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호의 (저속(협대역) 고레벨 성분들(222) 및 고속(광대역) 저레벨 성분들(224)은 별개의 스테이지들(204, 206)에서 증폭된 다음, 저레벨 성분들(224)을 그것의 이득이 증폭된 고레벨 성분들(222)에 따라 제어되는 전력 증폭기(206)에 공급하는 것에 의해 조합된다. 상기 전력 증폭기들(212, 214)의 캐스케이드 중 하나 이상(214)은, 효율 최적화를 위해 사용되는 우회 회로(215)에 의해 선택적으로 우회될 수 있다. 우회 모드에서, 우회된 전력 증폭기(214)의 DC 전력 공급(Vbat)은 스위치(SZ)에 의해 선택적으로 차단될 수 있다. 이것은, 필요한 RF 신호 전력이 낮고 드라이버 PA(212)가 충분한 이득을 발생시킬 수 있을 때, 사용된다.
RF 신호, 전력 증폭기, 진폭 변조, 크기, 위상, 저속 고레벨 성분, 고속 저레벨 성분, 우회 모드, 증폭 모드, 효율적인 변조, 스위치

Description

ＲＦ 신호의 효율적인 변조 {EFFICIENT MODULATION OF RF SIGNALS}
본 발명은 일반적으로, 변조된 RF 신호들의 프로세싱에 사용되는 디지털 통신 장치들의 변조기 아키텍처 분야에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 전송될 RF 신호의 출력 전력를 제어하기 위한 전송 블록에서의 전력 증폭기 회로에 관한 것이다.
무선 통신 영역은 주목할 만한 성장을 경험해 왔고, 그 결과, 무선 통신 장치들에 적용되는 고효율 전력 제어 회로들에 대한 수요도 급격히 증가해 왔다. 휴대용 무선 환경에서는 모든 회로들이 소형 배터리로부터 전력을 인출하기 때문에, 회로 설계의 가장 중요한 관점들 중 하나는 전력 소비를 최적화하는 것이다. 또한, 무선 통신 장치들은 저비용 제품들로서 실현되어야 하기 때문에, 적용되는 회로들의 비용도 감소되어야 한다.
각각, QAM 전송기 및 QAM 수신기로 이루어진 통상적인 무선 통신 시스템의 기본적인 구조가 도 la 및 도 1b에 도시되어 있다. 도 1a에 도시되어 있는 시스템의 전송기측(100a)에서, 기본적인 동작들은 다음과 같다. 먼저 디지털 데이터가 인코딩된(ik, qk) 다음, 디지털-아날로그 컨버터(102)에 제출된 후, 직교 변조기 (104)에 의해 복소값의 직교 동위상(I) 및 직교 위상(Q) 채널들로 조합된다. 얻어진 신호 조합은 내부 믹싱 스테이지에 의해 RF 캐리어 주파수로 상향 변환된다. 그 다음, 필터링 스테이지를 통과한 후, RF 신호는, 출력 신호(x(t))가 전송(TX) 안테나(108)로 공급되는 전력 증폭기(106)를 구동한다. 안테나는 신호를 공기 중으로 방사하고, 전송이 완결된다. 도 1b에 도시되어 있는 수신기측(100b)은 단순히 그 역이긴 하지만, 약간 상이한 컴포넌트들이 사용되어야 한다. 먼저, 수신된 RF 신호(x(t))는 관심있는 RF 대역을 선택하기 위해 필터링된다. 그 후, 수신된 RF 신호(x(t))는 LNA(low noise amplifier;112)로 공급된다. 그 다음, 신호는 필터링되어 (호모다인 수신기(homodyne receiver)의 경우) 통과 대역에서 기저 대역으로 직접적으로 하향 변환되거나 (헤테로다인(heterodyne) 또는 슈퍼-헤테로다인 수신기가 이용되는 경우) 하나 이상의 중간 주파수(IF) 스테이지들로 믹싱된다. 그에 따라, 최종적인 믹싱 스테이지는, 신호를 그것의 I 및 Q 성분들로 분리한다. 일단 기저 대역에서, I 및 Q 신호들은, 이들이 추가적으로 프로세싱되기 전에, A/D 컨버터(120)에 제출된다.
PA(power amplifier)는, 전송될 신호를 취하여, 특정한 전력 출력 레벨을 위해 안테나를 구동하는데 필요한 레벨로 증폭시키는 시스템의 컴포넌트이다. 대부분의 무선 통신 시스템에서, 대개는 안테나로 송신되어야 하는 전력량(전력 출력) 자체가 아주 크기 때문에, PA는 최대의 전력 소비자이다. 이것이 PA내에서 소비되는 총 전력을 포함하는 것은 아니며, 안테나를 구동하는데 필요한 양일 뿐이다. 능동 장치들 및 주변 회로에서 소비되는 약간의 전력이 존재하기 마련이므로, PA에 의해 소비되는 총 전력은 반드시 전력 출력보다 커야 한다. 전력 출력 스펙 자체는 대개 RF 시스템의 나머지 블록들에서의 전력 소비보다 크고 이와 같은 PA에서의 전력 소비는 특정된 전력 소비보다 클 것이므로, PA는 분명히 시스템의 주된 전력 소비자이다.
전송될 신호는 대개, 실제 회로 소자이거나 안테나 또는 유사 장치인 부하 장치에 PA 출력을 인가하는 것에 의해 전송된다. 신호를 안정적으로 전송하는데 필요한 전력 레벨들은 대부분 상당히 높기 때문에, PA내에서 상당량의 전력이 소비된다. 대다수 무선 애플리케이션들에서는, 전송 중인 신호가 적당한 전력이기만 하다면, 그것으로 충분히 양호하게도, 이러한 증폭기에 의해 소비되는 전력량은 중요하지 않다. 그러나, 전송 절차를 위해 불충분한, 제한된 양의 에너지만이 이용 가능한 상황에서는, 그러한 에너지가 이용될 수 있는 시간을 최대화하기 위해, 모든 장치들에 의해 소비되는 전력이 최소화되어야 한다.
오늘날 사용되고 있는 전력 증폭기들의 상이한 클래스들의 수는 너무 많아서 계수가 불가능하며, 그 범위는 전반적으로 선형적인 것에서 전반적으로 비선형적인 것 뿐만 아니라 아주 간단한 것에서 상당히 복잡한 것에까지 미친다. PA 용어에서, "선형적" 전력 증폭기는, 그것의 입력과 출력간에 선형적인 관계를 가진 전력 증폭기이다. PA가 비선형 방식으로 동작 중인 트랜지스터들을 구비할 수도 있지만(예를 들어, FET가 컷오프와 포화 상태 사이에서 스위칭할 경우), PA는 여전히 선형적인 것으로 간주될 수 있다. 비선형 PA들은 상대적으로 높은 효율을 특징으로 하지만, 이들의 비선형성으로 인해 (특히, 로컬 오실레이터에 PA로의 입력에 스프 레딩(spreading)을 발생시킬 다량의 위상 잡음이 존재하는 경우라면, 상호 변조 곱들로 인해) 출력 신호는 확산된다.
전력 증폭기는 연속적인 몇가지 스테이지들로 이루어질 수 있다. 각각의 스테이지는 대체적으로 이전 스테이지보다 좀더 강력하다. 대부분의 정지 전류(quiescent current)는, 무선 통신을 위해 필요한 낮은 출력 전력 레벨들에서는 요구되지 않는 높은 전력 스테이지들에 의해 인출되므로, 높은 전력 스테이지들이 요구되지 않을 경우 이들을 우회하기 위한 수단이 상당한 에너지 소비의 감소를 초래할 수 있다.
무선 전화기들은 배터리 전력으로 동작하므로, 이들의 전송기들 또한 전력을 보존하며 배터리 수명을 연장하도록 최대한 효율적으로 동작하는 것이 바람직하다. UMTS 표준들에 의해 통제되는 것과 같은 W-CDMA 시스템들의 경우 이상적으로는, 전력 증폭기 스테이지들이 그들의 요구되는 동적 범위에서 효율적인 선형 동작이 가능해야 한다. 그러나, 종래 기술은 아직까지 이상에 근접하지 못하고 있으며, 많은 무선 전화기들은 지금도 열악한 전력 관리를 가지고 있다. 저전력 전송 동안, 직렬 접속되어 있는 불필요한 증폭기 스테이지들에 의해 전력이 소모된다. 따라서, 미사용 스테이지들을 우회하기 위한 시도들이 수행되어 왔다.
보통의 동작 조건들하에서, 통상적인 무선 송수신기 장치들은 APC 회로를 사용해 그들의 증폭 스테이지들에 대한 출력 전력을 제어한다. 대부분의 RF 송수신기들에서 발견되는 APC 회로는 선형적 전력 증폭기로의 접속을 위한 외부 접속을 가진다. 최종적인 전력 증폭기 출력에서 변조된 RF 신호의 전력이 검출된 후, 긴 시간에 걸쳐 최종 출력 전력을 상수로 유지하기 위해, 상기 신호는 DC 전압으로 변환되어 가변-이득 IF(intermediate frequency) 스테이지로 피드백된다. APC 전압 생성이 상당히 초기에 이루어지기 때문에, 열적 드리프트에 의해 초래되는 이득 드리프트, 동작 전압 편이 등이 회로에 의해 보상되지 않는다. 또 하나의 옵션은 최종적인 증폭기 유도 전력으로부터 ALC 전압을 유도하여 그것을 RF 송수신기의 외부 APC 입력에 공급하는 것이다. 이 이론은, 전력 증폭기가 오버드라이브(overdrive)될 경우, 이것이 송수신기의 APC 회로로 피드백될 음 전압을 발생시킬 것이라는 것이다. 이 전압은 송수신기 전송 스테이지들에서의 이득 제어로서 동작하는데, 이것은 구동 전력(송수신기 출력 전력)을 자동적으로 낮추며 오버드라이브된 증폭기로부터의 왜곡을 제한한다.
도 2a는 종래 기술에 따른 통상적인 APC(automatic power control) 루프을 위한 개략적인 블록도를 나타내는데, 이것은 RF 신호 발생기를 실현 중인 아날로그 회로의 출력 포트에서의 신호 레벨을 안정시키는데 사용된다. 그에 따라, 상기 회로는 진폭 변조를 실행하는데도 사용될 수 있다. 이것은 FSU(frequency synthesizing unit), 변조 RF 출력 신호의 반사파를 광대역 검출기 다이오드로 공급하는 전력 분할기(예를 들어, 지향성 결합기), 그것의 출력 신호가 전기적으로 제어 가능한 감쇠기(예를 들어, PIN 다이오드에 의해 실현되는 진폭 변조기 스테이지)로 공급되는 증폭 스테이지를 구비한다. 상기 RF 신호 발생기가 스위프-주파수 애플리케이션들(sweep-frequency applications)에 사용될 경우, 대개는, 테스트되는 RF 유닛의 입력 포트에서의 신호 레벨을 일정하게 유지하기 위해 외부 검출기가 적용된다. 그에 따라, FSU의 출력 임피던스가 APC 루프로 인해 변화되는 것에 주목해야 한다.
미국특허 제 5,661,434호에는, 저전력 동작 동안의 전력 소비를 감소시키기 위한 고효율의 다중-전력-레벨 증폭기 회로(multiple-power-level amplifier circuit)가 개시되어 있다. 그에 따라, 복수개의 전력 증폭기 스테이지들이 직렬 접속되어 증폭의 다수 레벨들을 제공한다. 저전력 동작이 바람직할 경우, 전력 증폭기들 중 하나 또는 전력 증폭기들의 임의 조합이 전원 차단될 수 있도록 하기 위해, 하나 이상의 전력 증폭 스테이지는 신호 스위칭 네트워크를 포함한다. 전원 차단된 전력 증폭기들은, 전원으로부터 실질적으로 전류가 인출되지 않도록 바이어스된다.
통신 신호의 증폭 시스템 및 방법이 미국특허출원공개 제 US 2002/0193085 A1에 개시되어 있다. 이러한 시스템 및 방법은 독립 청구항의 전제부(preamble)의 특징을 포함한다.
미국특허출원공개 제 US 2002/0193085 A1호에 따르면, 비교적 광대역 합성 신호(wide bandwidth composite signal)의 진폭 및/또는 위상 성분의 대역폭 감소에 대해 개시되어 있다. 예에서, CDMA 신호 증폭을 위한 EER 증폭 시스템은, RF 증폭기를 제어하기 위해, 진폭 신호 성분 경로에 포함되는 진폭 대역폭 감소 모듈과 위상 신호 성분 경로에 포함되는 위상 대역폭 감소 모듈을 포함한다. 위상 대역폭 감소 모듈은 가령, 위상 신호 진폭과 입력 신호 진폭 사이에 비선형 관계를 생성함으로써 입력 신호의 위상 성분 대역폭을 줄일 수 있다. 진폭 대역폭 감소 모듈은 가령, RF 중폭기에 대한 전원과 입력 신호 진폭 사이에 비선형 관계를 생성함으로써 입력 신호의 진폭 성분 대역폭을 줄일 수 있다.
유럽 특허출원 제 EP 1 229 642 A1호는, 입력 RF-신호를 증폭하기 위한 증폭 경로, 증폭 경로를 우회하기 위한 우회 경로, 및 전력 증폭기 회로의 동작 모드를 증폭 모드와 우회 모드 사이에서 제어하기 위한 제어 터미널을 구비하는, 입력 RF-신호를 증폭하기 위한 모바일 전송기 유닛의 전력 증폭기 회로에 관한 것이다. 따라서, 입력 RF-신호는 증폭 모드에서 증폭 경로에 의해 증폭되거나 우회 모드에서 우회 경로에 의해 우회된다. 우회 경로는, 증폭 모드의 출력 RF 전송 신호에 실질적으로 영향을 미치지 않으며 우회 경로의 신호 경로에 직렬 스위치가 불필요한 방식으로 설계된다. 그러나, EP 1 229 642 A1호는 전송기 유닛의 최종 스테이지 및 저전력 신호들을 전송할 경우 DC 에너지를 보존하기 위해 최종적인 전력 증폭기 스테이지를 우회하는 가능성만을 설명한다.
무선 전송기 및/또는 수신기, 특히 해당 전송기 및 수신기 유닛을 가진 셀룰러 모바일 전화기에서의 전력 소비를 감소시키기 위한 프로세스가 미국특허 제 2002/0010010 A1호에 개시되어 있다. 그에 따라, FD PLL들(fractional-division phase-locked loops)을 사용해 상당히 부정확한 수정 발진기로부터 주파수 기준을 수신하는 것에 의해, 전력 소비는 감소된다. 또한, 전력 소비는, 전송/수신 스테이지가 비활성인 프로세싱 스테이지의 입력으로 발진기 출력을 스위칭하는 것에 의해서도 감소된다. 그 다음, FD PLL들은 비활성화될 수 있다.
미국특허 제 2002/0018534 A1호에는, 아날로그 위상 정보 및 고주파수 LO(local oscillator) 신호들로부터 고주파수 위상 벡터의 성분들을 발생시킬 뿐만 아니라 상기 성분들로부터의 위상 벡터를 가산 수단내에서 합성하기 위해 채택되는 MUXER(multiplier arrangement)가 개시되어 있다. 더 나아가, 이것은 상기 위상 벡터를, 상기 아날로그 위상 정보가 의존하는 위상 신호의 소정 전이들에 대한 제 1 카테고리 동안 복소 평면내의 정사각형 형태를 따라 이동하는 벡터로서 제공하는데도 이용된다. 이와 같은 MUXER 뿐만 아니라 전송기를 포함하는 신호 변조기도 개시되어 있다.
또한, 미국특허 제 5,003,270호에는, RF(radio frequency) 증폭기의 출력 전력 레벨을 제어하기 위한 개선된 회로가 개시되어 있다. 그에 따라, 회로는 RF 증폭기의 출력을 샘플링한다. 이러한 샘플들은 사전 선택된 변조 주파수에서 진폭 변조되어 검출기로 전달된다. 진폭-변조된 신호에 응답하여, 검출기는, 그것의 진폭이 개개 RF 증폭기의 출력 전력을 지시하며 그것의 주파수가 변조 주파수인 신호 를 발생시킨다. 그 다음, 검출기에 의해 발생된 신호의 진폭은 기준 진폭과 비교되며, 차이(오차 신호)는 RF 증폭기의 이득을 제어하는데 사용된다.
델타 변조 및 델타-변조된 전력 공급을 사용해 효율적인 클래스의 D/E 전력 증폭기를 선형화하는 방법 및 장치가, 각각, 2개의 미국특허 제 5,847,602호 및 제 5,973,556호에 개시되어 있다. 그에 따라, 델타-변조된 진폭 증폭기가, EER(envelope elimination and restoration)을 이용하는 RF 전력 증폭기의 진폭 성분을 증폭하는데 사용된다. 델타-변조된 증폭기는, 펄스-폭 변조에 기초하는 통상적인 접근 방법들보다 더 작은 양의 비선형성을 도입한다. 개시된 기술은, 단 2개의 외부 컴포넌트들, 예를 들어, 인덕터 및 커패시터를 가진 표준 MOS 기술의 스위치형-커패시터 회로들을 사용하는 것에 의해 구현될 수 있다. 따라서, 개시된 기술은 저비용 MOS 기술을 사용해 효율적이며 선형적인 RF 전력 증폭기의 구현을 가능하게 한다.
미국특허 제 6,377,784호는, 바람직한 진폭 변조를 실현하는데 사용되는 고효율(예를 들어, 하드-리미팅 또는 스위치-모드) 전력 증폭기의 고효율 전력 제어를 설명한다. 일 실시예에서는, 선형의 활성 조정기(active linear regulator)를 가진 스위치-모드 컨버터를 수반하는 것에 의해, 소정 변조의 최대 주파수와 스위치-모드 DC/DC 컨버터에 대한 동작 주파수간의 스프레드가 감소된다. 상기 조정기는, 전력 증폭기의 동작 전압을 충분한 대역폭을 갖도록 제어하여 소정의 진폭 변조 파형을 충실하게 재생하도록 설계된다. 또한, 선형 조정기는, 출력 전압이, 인가되는 제어 신호에 응답하여 변한다 하더라도, 그것의 입력 전압에서의 변동들을 거부하도록 설계된다. 이러한 거부는, 입력 전압에서의 변동들이, 제어되는 출력 변동에서의 주파수와 상응하거나 그것보다 더 낮은 주파수라고 하더라도 발생한다. 이러한 맥락에서, 진폭 변조는, 일차 DC 전력의 진폭-변조된 출력 신호로의 변환에서 고효율을 실현하는 동시에, 전력 증폭기의 동작 전압을 직접적으로 또는 효과적으로 변화시키는 것에 의해 실현될 수 있다. 고효율성은, 선형 조정기를 통한 전압 강하가 비교적 낮은 일정 레벨로 유지될 수 있도록, 스위치-모드 DC/DC 컨버터로 하여금 그것의 출력 전압을 변화시킬 수 있게 하는 것에 의해서도 향상된다. TDMA(Time-division multiple access) 버스팅 능력(bursting capability)이, 이러한 펑크션들에 대한 제어가 조합되는 상태에서, 효율적인 진폭 변조와 조합될 수 있다. 또한, 통신 시스템으로부터의 명령들에 따른 평균 출력 전력 레벨의 변화도 동일한 구조내에서 조합될 수 있다.
상술된 업계의 현황에서, 본 발명의 목적은 RF(radio frequency) 신호들을 변조하기 위한 효율적이고 융통성있는 소정 기술을 제공하는 것이다.
본 발명은 특히, 변조기의 상이한 증폭 스테이지들에 대한 최적화를 다룬다.
상기 목적은 독립 청구항들에서의 사양들에 의해 실현된다. 종속 청구항들에서는 바람직한 사양들이 정의된다.
본 발명의 제 1 태양에 따르면,
I/Q 변조를 위한
Figure 112005045584959-pct00001
의 방법이 제안되는데, 여기에서,
- 복소값의 아날로그 기저 대역 입력 신호(xLP(t))의 동위상(I) 및 직교 위상 (Q) 성분은, 각각, I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 진폭(｜xLP(t)｜) 및 위상(∠xLP(t))을 표현하는 신호들로 변환되고,
- 엔빌로프(｜xLP(t)｜;envelope) 및 위상(∠xLP(t)) 신호들은 조합되어 변조된 RF 출력 전송 신호(x(t))를 발생시킨다.
그에 따라, I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호의 저속 고레벨 성분들(slow high-level components) 및 고속 저레벨 성분들(fast low-level components)은 개별적인 스테이지들에서 증폭된다.
I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호의 저속 고레벨 성분들은 DC/DC 컨버터를 사용해 증폭될 수 있다.
I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호의 저속 고레벨 성분들 및 고속 저레벨 성분들은 저레벨 성분들을, 그것의 이득이 증폭된 고레벨 성분들에 따라 제어되는 전력 증폭기에 공급하는 것에 의해 조합될 수 있다(xMC(t)).
신호(xMC(t))를 표현하는 조합된 엔빌로프(｜xLP(t)｜)는, I/Q 변조 상태(xLP(t))의 위상 정보(∠xLP(t))로써 변조된 RF 신호(xP(t))가 공급되는 하나 이상의 추가적 전력 증폭기의 이득을 제어할 수 있다.
I/Q 변조 상태들의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호(xMC(t))는 직렬로 접속되어 있는 몇몇 전력 증폭기들의 이득을 제어할 수 있는데, 이 경우, 전력 증폭기들의 캐스케이드(cascade) 중 최상의 전력 증폭기(212;the most upstream one)에는 I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 위상 정보(∠xLP(t))를 전달하는 RF 신호(xP(t))가 공급된다.
전력 증폭기들의 캐스케이드 중 하나 이상이 선택적으로 우회될 수 있다.
우회된 전력 증폭기의 전력 공급(Vbat)은 선택적으로 전원 차단될 수 있다.
I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하며 상기 직렬로 접속된 전력 증폭기들 중 하나의 이득을 제어하는 신호(xMC(t))는 선택적으로 약화될 수 있다.
I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호(xMC(t))의 고레벨 성분들은 증폭기의 기저 대역 블록으로부터 공급되는 램프 신호(ramp signal)로써 표현된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 주파수 또는 I/Q 변조를 선택적으로 수행하기 위한 방법이 제시되는데, 이 경우,
- 복소값의 아날로그 기저 대역 입력 신호(xLP(t))의 동위상(I) 및 직교 위상(Q) 성분은, 각각, I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 진폭(｜xLP(t)｜) 및 위상(∠xLP(t))을 표현하는 신호들로 변환되고,
- 엔빌로프(｜xLP(t)｜) 및 위상(∠xLP(t)) 신호들은 조합되어 변조된 RF 출력 전송 신호(x(t))를 발생시킨다.
그에 따라, 변조된 RF 출력 전송 신호(x(t))의 전력(px(t))은 선택적으로 피드백되어 APC(automatic power-controlled) 루프를 제공한다.
I/Q 변조의 경우, APC 루프는, 변조된 RF 출력 전송 신호(x(t))의 전력(px(t))이 소정 공칭값(PO;nominal value)에 도달하자마자 개방될 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 상술된 방법을 수행하도록 설계된 I/Q 변조기가 제시된다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면,
- 복소값의 아날로그 기저 대역 입력 신호(xLP(t))의 동위상(I) 및 직교 위상(Q) 성분을, 각각, I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜) 및 위상(∠xLP(t))을 표현하는 신호들로 변환하는 유닛(208), 및
- 크기(｜xLP(t)｜) 및 위상(∠xLP(t)) 신호들을 조합하여 변조된 RF 출력 전송 신호(x(t))를 발생시키는 유닛(212)을 구비하는 I/Q 변조기가 제시된다.
I/Q 변조기는, 각각, I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호의 저속 고레벨 성분들 및 고속 저레벨 성분들을 증폭하기 위한 별개의 스테이지들을 구비할 수 있다.
DC/DC 컨버터는 I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호(xMC(t))의 저속 고레벨 성분들을 증폭할 수 있다.
전력 증폭기에는 현재 고속 저레벨 성분들이 공급될 수 있으며, I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호(xMC(t))의 저속 고레벨 성분들과 고속 저레벨 성분들을 조합하기 위해, 증폭된 저속 고레벨 성분들에 따라 이득-제어될 수 있다.
하나 이상의 추가적 전력 증폭기에는 현재 I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 위상 정보(∠xLP(t))로써 변조된 RF 신호(xp(t))가 공급될 수 있으며 신호(xMC(t))를 표현하는 조합된 엔빌로프에 의해 이득-제어될 수 있다.
I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호(xMC(t))에 의해 이득-제어되는, 직렬로 접속되어 있는 몇개의 전력 증폭기들이 제공될 수 있는데, 이 경우, 전력 증폭기들의 캐스케이드 중 최상의 전력 증폭기에는 I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 위상 정보(∠xLP(t))를 전달하는 RF 신호(xp(t))가 공급된다.
전력 증폭기들의 캐스케이드 중 하나 이상을 선택적으로 우회하기 위한 스위치가 제공될 수 있다.
우회된 전력 증폭기의 전원 공급(Vbat)을 선택적으로 전원 차단하기 위한 스위치가 제공될 수 있다.
스위치(S1)는 I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하며 상기 직렬 접속된 전력 증폭기들 중 하나의 이득을 제어하는 신호(xMC(t))를 선택적으로 약화시킨다.
본 발명에 따른 전력 증폭 회로는, GSM, EDGE 또는 UMTS 표준에 따라 무선 신호들을 전송할 수 있는 무선 통신 장치들에서 유용하게 사용될 수 있다.
다음의 상세한 설명, 첨부된 청구항들, 및 첨부 도면들로부터, 본 발명의 바람직한 사양들, 태양들, 및 이점들이 명백해질 것이다.
도 1a는 업계에 따른 I/Q 변조기를 사용하는 통상적인 QAM 전송기의 개략적 블록도를 제시한다.
도 1b는 업계에 따른 I/Q 복조기를 사용하는 통상적인 QAM 수신기의 개략적 블록도를 제시한다.
도 2a는, 측정 발생기를 실현하는 아날로그 회로의 출력 포트에서의 신호 레벨을 안정시키는데 사용되는 통상적인 ALC(automatic level control) 루프를 위한 개략적 블록도를 나타낸다.
도 2b는 I/Q 변조기를 가진 QAM 전송기의 개략적 블록도를 도시한다.
다음에서는, 도 2b에 도시되어 있는 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명할 것이다. 도 1a 및 도 1b에서 참조 기호로써 지시되는 심볼들의 의미는 첨부된 도표에서 찾아볼 수 있다.
도시된 I/Q 변조기(200b)에서, 복소값의 아날로그 기저 대역 입력 신호(xLP(t))의 동위상(I) 및 직교 위상(Q) 성분은 기저 대역 입력(228a)으로부터 공급된 다음, 프로세싱 블록(208)에서, 각각, I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜) 및 위상(∠xLP(t))을 표현하는 신호들로 변환된다.
기저 대역 입력이 이미, 각각, I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜) 및 위상(∠xLP(t))을 표현하는 신호들로 이루어진 다른 경우에서는, 변환 블록(208)이 불필요하다는 것에 주의한다.
진폭(｜xLP(t)｜) 및 위상 (∠xLP(t)) 신호들은 개별적으로 프로세싱된 다음 일련의 증폭 스테이지들(212, 214)에서 조합되어 변조된 RF 출력 전송 신호(x(t))를 발생시킨다.
그에 따라, 기저 대역 및/또는 변환 유닛(208)이, I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호를 제 1 분기(224b)에서는 저속 고레벨 성분들을 위해 그리고 제 2 분기(224a)에서는 고속 저레벨 성분들을 위해 분리하도록 설계된다. 본 발명에 따르면, 이러한 2개 분기들(branches)은 개별적으로 프로세싱된다. 즉, I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호에 대한 램프 신호(226)로 표현되는 저속 고레벨 성분들(222) 및 고속 저레벨 성분들(224)은 별개의 스테이지들(204, 206)에서 증폭된다.
(UMTS 및 EDGE 스펙들로부터 기인하는 것으로 공지되어 있는) 램프 신호에 포함되어 있는 I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호의 저속(협대역) 고레벨 성분들(222)은 (후술되는 바와 같은 피드백 신호를 가진 제 2 변환 입력이 선택적으로 공급되는) OP 증폭기(202;Op Amp)에 공급되며 배터리 DC 전압(201)이 공급되는 DC/DC 컨버터(204)를 사용해 최종적으로 증폭된다.
I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호의 저속(협대역) 고레벨 성분들(222) 및 고속(광대역) 저레벨 성분들(224a)은, 저레벨 성분들(224a)을, 그것의 이득이 DC/DC 컨버터(204)의 출력에 의해 및 그에 따라 증폭된 고레벨 성분들(222)에 따라 제어되는 전력 증폭기(206)로 공급하는 것에 의해 조합된다.
변환 블록(208)에 의해(또는 기저 대역에 의해 직접적으로) 출력되는 아날로그 위상 신호(∠xLP(t))의 위상 변조는, 그것의 출력 주파수가 외부의 주파수 제어 회로(216)에 의해 제어되는 VCO(voltage-controlled oscillator;210a)가 장비된 FSU(frequency-synthesizing unit;210b) 및 VCO(210a)의 위상 불안정성을 보상하는데 사용되는 PLL(phase-locked loop;210c)을 구비하는 상향 변환 믹싱 스테이지(210)에 의해 수행된다.
광대역 증폭기(206)에 의해 출력되는 조합된 엔빌로프-표현 신호(xMC(t))는 선택적으로 약화되어(레지스터 R 및 스위치 S1 참고), 업-변환 믹싱 스테이지(up-conversion mixing stage)(210)의 출력 신호, 즉, I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 위상 정보(∠xLP(t))로써 변조된 RF 신호(xP(t))가 공급되는 하나 이상의 추가적 전력 증폭기(212)의 이득을 제어한다. 따라서, 변조된 RF 전송 신호(x(t))는 성분(xMC(t))을 표현하는 조합된 진폭 및 위상 변조된 RF 캐리어(xP(t))의 배율(multiplication)에 의해 획득된다.
본 발명의 추가적 실시예에 따르면, I/Q 변조 상태들의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호(xMC(t))는 직렬 접속된 몇몇 전력 증폭기들(212, 214)의 이득을 제어하는데, 이 경우, 전력 증폭기들(212, 214)의 캐스케이드 중 최상의 전력 증폭기(212)에는 I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 위상 정보(∠xLP(t))를 전달하는 RF 신호(xP(t))가 공급된다. 그에 따라, 전력 증폭기들(212, 214)의 캐스케이드 중 하나 이상(214)은 스위치(S3)에 의해 선택적으로 우회될 수 있다. 우회의 경우, 우회된 전력 증폭기(214)의 전력 공급(Vbat)은 스위치(S2)에 의해 선택적으로 차단될 수 있다. 다시 말해, 스위치(S3)는, 스위치(S2)가 열려 있을 경우(그리고 그렇지 않다면), (나타내지 않은) 제어 유닛에 의해 닫혀 진다.
본 발명에 따른 전력 증폭기 회로는 다음과 같이 동작한다. 증폭 모드(고전 력 모드)에서, 입력 RF 신호는 증폭 경로(212, 214)에 의해 증폭되는 한편, 이 모드의 우회 경로(215)는 증폭 경로(3) 동작에 영향을 미치지 않는다. 닫혀진 스위치(S3)를 가진 우회 모드(저전력 모드)에서, 입력 RF 신호는 전력 증폭기 회로 출력을 신호 전력에서의 별다른 변화없이 우회 경로(215)를 통해 전달한다. 이 모드에서, 최종적인 전력 증폭기(214)는 우회 경로 동작에 전혀 영향을 미치지 않는다. 그 결과, 필요한 출력 신호의 광대역 스펙트럼에서 동작할 때, 증폭 수단(4)의 평균 소비 전류에서의 상당한 감소가 실현될 수 있다.
I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하며 상기 직렬 접속 접속된 전력 증폭기들 중 하나(212)의 이득을 제어하는 신호(xMC(t))는, 스위치(S1)가 개방되어 있을 경우, 레지스터(R)에 의해 선택적으로 약화될 수 있다. 레지스터(R)를 통한 증폭기(212)에서의 작은 변조가 추가되어 고효율 클래스 C 증폭기가 저왜곡 수집기(low distortion collector) 또는 소스 진폭 변조를 수행하기 위한 증폭기(212)로서 사용될 수 있게 된다.
스위치(S3)를 닫는 것에 의해 후속 증폭기(214)에 대한 우회 모드(215)가 사용될 경우, 스위치(S1) 또한 (나타내지 않은 제어 유닛에 의해) 닫혀질 수 있으며, 따라서, 증폭기(212)의 약간의 약화된 변조는 완전한 값으로 변경된다는 것에 주의해야 한다.
이제는 APC(automatic power control) 루프(220)를 설명할 것이다. 지향성 결합기(218;directional coupler)에 의해 추출되는 출력 신호 전력(px(t))의 작은 부분은 증폭 검출기에 의해 검출되고, 증폭되며, 연산 증폭기(202)의 반전 입력으로 선택적으로 (스위치 S4) 피드백되어 APC 루프(220)를 제공한다.
APC 루프(220)는 변조 방식(GSM 또는 QAM에서와 같은 주파수 변조 또는 UMTS 및 EDGE에서와 같은 더 높은 변조) 및 다음에서 후술될 전송기의 동작 상태에 따라 폐쇄/개방된다. UMTS 또는 EDGE에서는, 스위치(S4)가 개방됨으로써, OP 증폭기(202)의 출력 신호는, 기저 대역으로부터 유래하며 램프 신호(226)에 포함되어 있는 진폭 정보를 포함한다. 그러나, EDGE 신호들을 프로세싱할 경우, APC 루프는, 신호 전력이 소정 공칭값에 도달할 때까지, 닫혀 있을 수 있다. 이 시점에서, APC 루프는 개방되며, 그렇지 않으면, 진폭 정보는 약화될 것이다.
주파수 변조된 GSM 신호들을 전송할 때, APC 루프는 폐쇄되며 주지의 GSM 램프 전력 제어(전력-업 및 전력-다운)가 수행된다. 진폭 변조는 수행되지 않는다.
본 발명의 추가적인 실시예는, 복소값의 아날로그 기저 대역 입력 신호(xLP(t))의 동위상(I) 및 직교 위상(Q) 성분을, 각각, I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜) 및 위상(∠xLP(t))을 표현하는 신호들로 변환하는 유닛(208) 및 진폭(｜xLP(t)｜) 및 위상(∠xLP(t)｜) 신호들을 조합하여 변조된 RF 출력 전송 신호(x(t))를 발생시키는 유닛(212)을 구비하는 I/Q 변조기(200)에 관한 것이다. 그에 따라, 상기 I/Q 변조기(200)는 I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하 는 신호의 저속 고레벨 성분들(222) 및 고속 저레벨 성분들(224)을, 각각, 증폭하기 위한 별개의 스테이지들(204, 206)을 구비한다.
이러한 맥락에서, I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호(xMC(t))의 저속 고레벨 성분들(222)은 DC/DC 컨버터(204)에 의해 증폭된다.
사전-증폭 스테이지를 제공하는 제 1 전력 증폭기(206)에는 고속 저레벨 성분들(224)이 제공되며, I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호(xMC(t))의 저속 고레벨 성분들(222)과 고속 저레벨 성분들(224)을 조합하기 위해, 사전-증폭된 저속 고레벨 성분들(222)에 따라 이득-제어된다. I/Q 변조기(200)는 I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 위상 정보(∠xLP(t))로써 변조된 RF 신호(xP(t))가 공급되며 조합된 엔빌로프-표현 신호(xMC(t))에 따라 이득-제어되는 하나 이상의 추가적 전력 증폭기(212)를 구비한다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호(xMC(t))에 의해 이득-제어되는 직렬 접속되어 있는 몇개의 전력 증폭기들(212, 214)이 이용되는데, 이 경우, 전력 증폭기들(212, 214)의 캐스케이드 중 최상의 전력 증폭기(212)에는 I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 위상 정보(∠xLP(t))를 전달하는 RF 신호(xP(t))가 공급된다.
효율적인 최적화를 위해, 전력 증폭기들(212, 214)의 캐스케이드 중 하나 이 상(214)은, 스위치(S3)가 닫힐 때 활성화되는 우회 회로(215)에 의해 선택적으로 우회될 수 있다. 우회의 경우, 우회된 전력 증폭기(214)의 전력 공급(Vbat)은 다른 스위치(S2)에 의해 선택적으로 전원 차단될 수 있다. 필요한 RF 신호 전력이 낮고 드라이버 PA(212)가 충분한 이득을 발생시킬 수 있을 경우에는, 우회 모드가 사용되어야 한다. 이러한 맥락에서, 일부 PA 칩들은 어떠한 전력 보존 모드도 갖고 있지 않으므로, 스위치(S2)는 에너지 소비를 감소시키는데 도움이 된다. 다른 실시예에 따르면, 스위치(S1)는 I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호(xMC(t))를 레지스터(R)에 의해 선택적으로 약화시키는데 사용되며 상기 직렬 접속된 전력 증폭기들(212, 214) 중 하나(212)의 이득을 제어하는데 사용된다. 모든 스위치들은 PIN 다이오드들 또는 MOS FET들(field effect transistors)을 사용하는 것에 의해 실현될 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 또 다른 실시예는, 상술된 바와 같은 I/Q 변조기(200)가 적용되는 무선 전송기 및 모바일 통신 장치를 언급한다.
따라서, 제시된 기술은 셀룰러 통신 시스템들의 상이한 표준들(및 또한 다표준 환경들)을 지원하는 범용 전송기를 허용한다. 전송기는, 예를 들어, QAM(CDMA, WCDMA 또는 EDGE) 및 GMSK와 같은 상이한 표준들을 위한 상이한 고효율 모드들로 설정될 수 있다.
도시된 사양들 및 그들의 대응되는 참조 기호들
번호 기술 사양 또는 시스템 컴포넌트
100a 업계의 상황에 따른 I/Q 변조기를 사용하는 통상적인 QAM 전송기의 개략적인 블록도
100b 업계의 상황에 따른 I/Q 복조기를 사용하는 통상적인 QAM 수신기의 개략적인 블록도
102 QAM 전송기(100a)의 전송 체인에서의 디지털-아날로그(D/A) 컨버터
104 QAM 전송기(100a)의 전송 체인에서의 I/Q 변조기
106 QAM 전송기(100a)의 전송 체인에서의 전력 증폭기
108 QAM 전송기(100a)의 전송(TX) 안테나
110 QAM 수신기(100b)의 수신(RX) 안테나
112 QAM 수신기(100b)의 수신 체인에서의 LNA(low noise amplifier)
114 QAM 수신기(100b)의 수신 체인에서의 하향-변환 믹서
116 QAM 수신기(100b)의 수신 체인에서의 대역-통과 필터(BPF)
118 QAM 수신기(100b)의 수신 체인에서의 I/Q 복조기
120 QAM 수신기(100b)의 수신 체인에서의 A/D 컨버터
122 QAM 수신기(100b)의 로컬 오실레이터(LO)
200a RF 신호 발생기를 실현하는 아날로그 회로의 출력 포트에서의 신호 레벨을 안정시키는데 사용되는, 업계의 상황에 따른 통상적인 ALC(automatic level control) 루프의 개략적인 블록도
200b 본 발명에 따른 전력 증폭기 회로를 구비하는, I/Q 변조기를 가진 실질적인 QAM 전송기의 개략적인 블록도
201 QAM 전송기(200b)의 I/Q 변조기에 대한 DC 전력 공급(Vbat)
201' RF 신호 발생기(200a)의 FSU(frequency synthesizing unit)
202 I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호(xCM(t))의, 기저 대역 블록으로부터 공급되는 램프 신호(226)로써 표현되는, 고레벨 성분들(222)이 공급되는 연산 증폭기(Op Amp)
204 I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호(xCM(t))의 저속(협대역) 고레벨 성분들을 증폭하는 DC/DC 컨버터
204' RF 신호 발생기(200a)의 전기적으로 제어 가능한 감쇠기(예를 들어, PIN 다이오드들에 의해 실현되는 진폭 변조기 스테이지)
206 I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호의 고속(광대역) 저레벨 성분들(224)을, 각각, 증폭하는데 사용되며 그것의 이득은 증폭된 저속(협대역) 고레벨 성분들(222)에 따라 제어되는, AF(audio frequency)에서 동작하는 VGA(gain-controlled power amplifier)
208 복소값의 아날로그 기저 대역 입력 신호(xLP(t))의 동위상(I) 및 직교 위상(Q) 성분을, 각각, I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜) 및 위상(∠xLP(t))을 표현하는 신호들로 변환하는 I/Q-크기/각도 컨버터
210 PLL(phase-locked loop)을 가진 FSU(frequency-synthesizing unit) 및 VCO(voltage-controlled osillator)를 구비하는, I/Q 변조 상태들(xLP(t))에 대한 위상 정보(∠xLP(t))의 위상 변조에 사용되는 상향-변환 믹싱 스테이지
210a 회로(210)의 VCO
210b PLL을 가진 FSU
212 RF(radio frequency)에서 동작하고 클래스 C 드라이버 PA로서 실현되며, I/Q 변조 상태들(xLP(t))에 대한 위상 정보(∠xLP(t))로써 변조된 RF 신호(xP(t))가 공급되는 VGA
214 RF(radio frequency)에서 동작하고 클래스 C, D, E, 또는 F 드라이버 PA로서 실현되며, 스위치(S3)가 닫힐 경우에 활성화되는 우회 회로에 의해 선택적으로 우회될 수 있는 동시에, 그것의 전력 공급(Vbat)은 스위치(S2)에 의해 차단될 수 있는 전력 증폭기
215 전력 증폭기(214)를 우회하기 위한 우회 경로
216 상향-변환 믹싱 스테이지(210)의 FSU(210b)에 대한 주파수 제어 회로
218 APC 루프(220)에 추출된 피드백 신호(RF 신호 전력의 작은 부분)를 공급하는 전력 분할기(여기에서는, 지향성 결합기)
219 상기 피드백 신호를 검출하기 위한 광대역 검출기 다이오드
219' 외장형 전력 APC 검출기
220 시간 및 온도 변화들에 대해 뛰어난 출력 전력 안정성을 보장하는 APC(automatic power control) 루프
222 I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호의 고속(광대역) 저레벨 성분들
224 I/Q 변조 상태(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호의 저속(협대역) 고레벨 성분들
226 기저 대역 블록으로부터 증폭기(202)로 공급되는 램프 신호
226' 전송될 아날로그 기저 대역 신호를 발생시키는 아날로그 기저 대역 회로
228a QAM 전송기의 기저 대역 입력 포트
228b QAM 전송기의 통과 대역(RF) 출력 포트
228c 외장형 전력 검출기(219')에 대한 입력 포트
R I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호(xMC(t))를 선택적으로 약화시키는데 사용되며, 스위치(S1)가 개방되어 있을 경우에는, 전력 증폭기(212)의 이득을 표현하는 레지스터
S 내장형 또는 외장향 APC 검출기(219')를 선택하는데 사용되는 스위치
S1 전력 증폭기(212)의 이득을 제어하는데 사용되는 스위치
S2 우회된 전력 증폭기(214)의 전력 공급(Vbat)을 선택적으로 차단하는데 사용되는 스위치
S3 일련의 전력 증폭기들(212, 214) 중 하나 이상(214)을 선택적으로 우회하는데 사용되는 스위치
S4 변조된 RF 출력 전송 신호(x(t))가 소정의 공칭값(PO)에 도달하자마자 APC 루프(220)를 개방하는데 사용되는 스위치

Claims (22)

  1. - 복소값(complex-valued)의 아날로그 기저 대역 입력 신호(xLP(t))의 동위상(I) 및 직교 위상(Q) 성분은, 각각, I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜) 및 위상(∠xLP(t))을 표현하는 신호들로 변환되고,
    - 상기 크기(｜xLP(t)｜) 및 위상(∠xLP(t)) 신호들은 조합되어 변조된 RF 출력 전송 신호(x(t))를 발생시키는 I/Q 변조를 위한 방법으로서,
    I/Q 변조 상태(xLP(t))의 상기 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호의 저속 고레벨 성분들(222) 및 고속 저레벨 성분들(224)은 별개의 스테이지들(204, 206)에서 증폭되며,
    그 이득이 상기 증폭된 고레벨 성분들(222)에 따라 제어되는 전력 증폭기(206)에 상기 저레벨 성분들(224)을 공급하는 것에 의해 I/Q 변조 상태(xLP(t))의 상기 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호의 저속 고레벨 성분들(222) 및 고속 저레벨 성분들(224)이 조합되는 것(xMC(t))
    을 특징으로 하는 I/Q 변조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    I/Q 변조 상태(xLP(t))의 상기 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호의 저속 고레벨 성분들(222)은 DC/DC 컨버터(204)를 사용해 증폭되는 것을 특징으로 하는 I/Q 변조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    신호(xMC(t))를 표현하는 조합된 크기(｜xLP(t)｜)는 상기 I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 위상 정보(∠xLP(t))를 이용하여 변조된 RF 신호(xP(t))가 공급되는 하나 이상의 추가적 전력 증폭기(212)의 이득을 제어하는 것을 특징으로 하는 I/Q 변조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 I/Q 변조 상태들의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호(xMC(t))는 몇개의 직렬 접속된 전력 증폭기들(212, 214)의 이득을 제어하고,
    상기 전력 증폭기들(212, 214)의 캐스케이드 중 최상(most upstream)의 전력 증폭기(212)에는 상기 I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 위상 정보(∠xLP(t))를 전달하는 RF 신호(xp(t))가 공급되는 것을 특징으로 하는 I/Q 변조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전력 증폭기들(212, 214)의 캐스케이드 중 하나 이상(214)이 선택적으로 우회(bypassed)될 수 있는 것을 특징으로 하는 I/Q 변조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 우회된 전력 증폭기(214)의 전력 공급(Vbat)이 선택적으로 차단될 수 있는 것을 특징으로 하는 I/Q 변조 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하며 상기 직렬 접속된 전력 증폭기들 중 하나(212)의 이득을 제어하는 신호(xMC(t))는 선택적으로 감쇠(dampen)될 수 있는 것(S1)을 특징으로 하는 I/Q 변조 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    I/Q 변조 상태(xLP(t))의 상기 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호(xMC(t))의 고레벨 성분들(222)은 기저 대역 블록으로부터 증폭기(202)로 공급되는 램프 신호(226)에 의해 표현되는 것을 특징으로 하는 I/Q 변조 방법.
  9. - 복소값의 아날로그 기저 대역 입력 신호(xLP(t))의 동위상(I) 및 직교 위상(Q) 성분은, 각각, I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜) 및 위상(∠xLP(t))을 표현하는 신호들로 변환되고,
    - 상기 크기(｜xLP(t)｜) 및 위상(∠xLP(t)) 신호들은 조합되어 변조된 RF 출력 전송 신호(x(t))를 발생시키는 I/Q 변조를 위한 방법으로서,
    상기 변조된 RF 출력 전송 신호(x(t))의 전력(px(t))은 피드백되어 APC(automatic power-controlled) 루프(220)를 제공하며,
    상기 APC 루프(220)는, 상기 변조된 RF 출력 전송 신호(x(t))의 전력(px(t))이 소정 공칭값(PO)에 도달하자마자 개방되는 것(S4)
    을 특징으로 하는 I/Q 변조 방법.
  10. 제1항, 제2항 또는 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 I/Q 변조기.
  11. - 복소값의 아날로그 기저 대역 입력 신호(xLP(t))의 동위상(I) 및 직교 위상(Q) 성분을, 각각, I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜) 및 위상(∠xLP(t))을 표현하는 신호들로 변환하는 유닛(208), 및
    - 변조된 RF 출력 전송 신호(x(t))를 발생시키기 위해 상기 크기(｜xLP(t)｜) 및 위상(∠xLP(t)) 신호들을 조합하는 유닛(212)을 구비하는 I/Q 변조기로서,
    상기 I/Q 변조기(200)는, I/Q 변조 상태(xLP(t))의 상기 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호의 저속 고레벨 성분들(222) 및 고속 저레벨 성분들(224)을, 각각, 증폭하기 위한 별개의 스테이지들(204, 206)을 포함하며,
    상기 고속 저레벨 성분들(224)이 공급되며, I/Q 변조 상태(xLP(t))의 상기 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호(xMC(t))의 저속 고레벨 성분들(222) 및 고속 저레벨 성분들(224)을 조합하기 위해, 상기 증폭된 저속 고레벨 성분들(222)에 따라 이득-제어되는 전력 증폭기(206)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 I/Q 변조기.
  12. 제11항에 있어서,
    I/Q 변조 상태(xLP(t))의 상기 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호(xMC(t))의 저속 고레벨 성분들(222)을 증폭하는 DC/DC 컨버터(204)를 구비하는 것을 특징으로 하는 I/Q 변조기.
  13. 제11항 또는 12항에 있어서,
    상기 I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 위상 정보(∠xLP(t))를 이용하여 변조된 RF 신호(xP(t))가 공급되며 신호(xMC(t))를 표현하는 조합된 크기(｜xLP(t)｜)에 의해 이득-제어되는 하나 이상의 추가적 전력 증폭기(212)를 구비하는 것을 특징으로 하는 I/Q 변조기.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하는 신호(xMC(t))에 의해 이득-제어되는 몇 개의 직렬 접속된 전력 증폭기들(212, 214)을 구비하고, 상기 전력 증폭기들(212, 214)의 캐스케이드 중 최상의 전력 증폭기(212)에는 상기 I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 위상 정보(∠xLP(t))를 전달하는 RF 신호(xp(t))가 공급되는 것을 특징으로 하는 I/Q 변조기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전력 증폭기들(212, 214)의 캐스케이드 중 하나 이상(214)을 선택적으로 우회하기 위한 스위치(S3)를 구비하는 것을 특징으로 하는 I/Q 변조기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 우회된 전력 증폭기(214)의 전력 공급(Vbat)을 선택적으로 차단하기 위한 스위치(S2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 I/Q 변조기.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 I/Q 변조 상태들(xLP(t))의 크기(｜xLP(t)｜)를 표현하며 상기 직렬 접속된 전력 증폭기들(212, 214) 중 하나(212)의 이득을 제어하는 신호(xMC(t))를 선택적으로 감쇠시키기 위한 스위치(S1)를 구비하는 것을 특징으로 하는 I/Q 변조기.
  18. 제11항 또는 제12항에 따른 I/Q 변조기(200)를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 전송기.
  19. 제11항 또는 제12항에 따른 I/Q 변조기(200)를 구비하는 것을 특징으로 하는 모바일 통신 장치.
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