KR20220070218A - 조절된 전압 스텝들을 갖는 멀티-레벨 포락선 추적 시스템 - Google Patents

조절된 전압 스텝들을 갖는 멀티-레벨 포락선 추적 시스템 Download PDF

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KR20220070218A
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radio frequency
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서지 프랑수아 드로기
플로리넬 지. 발토누
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스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드
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Abstract

조절된 전압 스텝들을 갖는 멀티-레벨 포락선 추적 시스템들이 제공된다. 특정 실시예들에서, 전력 증폭기에 대한 전력 증폭기 공급 전압을 생성하기 위한 포락선 추적 시스템이 제공된다. 포락선 추적 시스템은 다수의 조절된 전압들을 출력하는 멀티-레벨 서플라이(MLS) DC-DC 변환기, 전력 증폭기에 의해 증폭된 라디오 주파수(RF) 신호의 포락선에 대응하는 포락선 신호에 기반하여 시간에 따른 조절된 전압들의 선택을 제어하는 MLS 변조기, 및 MLS 변조기의 출력과 전력 증폭기 공급 전압 사이에 결합된 변조기 출력 필터를 포함한다. 포락선 추적 시스템은 RF 신호의 전력 레벨에 기반하여 MLS DC-DC 변환기에 의해 출력된 조절된 전압들의 전압 레벨을 제어하도록 구성된 스위칭 포인트 적응 회로를 더 포함한다.

Description

조절된 전압 스텝들을 갖는 멀티-레벨 포락선 추적 시스템
본 발명의 실시예들은 전자 시스템들에 관한 것으로, 특히, 라디오 주파수(RF) 전자기기들을 위한 전력 증폭기들에 관한 것이다.
전력 증폭기들은 안테나들을 통한 전송을 위해 RF 신호들을 증폭하기 위해 RF 통신 시스템들에서 이용된다. 배터리 수명을 연장하고/하거나 적절한 전송 전력 레벨을 제공하기 위해 RF 신호 전송들의 전력을 관리하는 것이 중요하다.
하나 이상의 전력 증폭기를 갖는 RF 통신 시스템들의 예들은, 모바일 전화기들, 태블릿들, 기지국들, 네트워크 액세스 포인트들, 고객 구내 장비(CPE), 랩탑들, 및 착용가능한 전자기기들을 포함하지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 셀룰러 표준, WLAN(wireless local area network) 표준, 및/또는 임의의 다른 적절한 통신 표준을 이용하여 통신하는 무선 디바이스들에서, 전력 증폭기가 RF 신호 증폭에 이용될 수 있다. RF 신호는 주파수 범위 1(FR1)에서의 5세대(5G) 통신들을 위한 약 410 MHz 내지 약 7.125 GHz의 범위에서와 같은, 약 30 kHz 내지 300 GHz의 범위에서의 주파수를 가질 수 있다.
특정 실시예들에서, 본 개시내용은 포락선 추적 시스템에 관한 것이다. 포락선 추적 시스템은, 라디오 주파수 신호를 증폭하고 전력 증폭기 공급 전압으로부터 전력을 수신하도록 구성된 전력 증폭기, 및 라디오 주파수 신호의 포락선에 대응하는 포락선 신호에 기반하여 전력 증폭기 공급 전압을 생성하도록 구성된 포락선 추적기를 포함한다. 포락선 추적기는 복수의 조절된 전압을 출력하도록 구성된 DC-DC 변환기, 복수의 조절된 전압 및 포락선 신호에 기반하여 전력 증폭기 공급 전압을 제어하도록 구성된 변조기, 및 라디오 주파수 신호의 전력 레벨에 기반하여 복수의 조절된 전압 중 적어도 하나의 전압 레벨을 제어하도록 구성된 스위칭 포인트 적응 회로를 포함한다.
일부 실시예들에서, 스위칭 포인트 적응 회로는 라디오 주파수 신호의 전력 레벨에 기반하여 복수의 조절된 전압 각각의 전압 레벨을 제어하도록 구성된다.
다양한 실시예들에서, 스위칭 포인트 적응 회로는 전송 프레임 또는 전송 심볼 중 적어도 하나에 대한 신호 전력 값에 기반하여 라디오 주파수 신호의 전력 레벨을 추정하도록 구성된 전력 추정 회로를 포함한다. 다수의 실시예들에 따르면, 신호 전력 값은 전송 프레임 또는 심볼에 대한 평균 전력을 나타낸다. 몇몇 실시예들에 따르면, 신호 전력 값은 전송 프레임 또는 심볼에 대한 피크 전력을 나타낸다. 일부 실시예들에 따르면, 스위칭 포인트 적응 회로는 신호 전력 값과 연관된 복수의 원하는 전압 레벨을 추정하도록 구성된 전압 추정 회로를 더 포함한다. 다수의 실시예들에 따르면, 스위칭 포인트 적응 회로는 복수의 원하는 전압 레벨 중 대응하는 것을 각각 갖는 복수의 조절된 전압을 출력하도록 DC-DC 변환기를 제어하도록 구성된 프로그래밍 회로를 더 포함한다.
몇몇 실시예들에서, 포락선 추적 시스템은 2개 이상의 라디오 주파수 신호를 증폭하도록 구성된 2개 이상의 전력 증폭기를 더 포함하고, 포락선 추적기는 복수의 조절된 전압을 수신하고 변조를 제공하여 2개 이상의 전력 증폭기 중 대응하는 것에 대한 공급 전압을 생성하도록 각각 구성된 2개 이상의 변조기를 포함한다. 다수의 실시예들에 따르면, 스위칭 포인트 적응 회로는 2개 이상의 라디오 주파수 신호의 최대 전력 레벨에 기반하여 전압 레벨을 제어하도록 구성된다.
몇몇 실시예들에서, DC-DC 변환기는 배터리 전압을 수신하고, 배터리 전압의 DC-DC 변환을 제공하는 것에 기반하여 복수의 조절된 전압을 생성하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 복수의 조절된 전압 각각은 상이한 전압 레벨을 갖는다.
다양한 실시예들에서, 포락선 추적기는 접지와 복수의 조절된 전압 중 대응하는 것 사이에 각각 결합된 복수의 디커플링 커패시터를 더 포함한다.
다수의 실시예들에서, 변조기는 변조기 출력 전압과 복수의 조절된 전압 중 대응하는 것 사이에 각각 결합된 복수의 스위치를 포함한다.
몇몇 실시예들에서, 포락선 추적기는 변조기의 출력과 전력 증폭기 공급 전압 사이에 접속된 변조기 출력 필터를 더 포함하고, 변조기 출력 필터는 적어도 하나의 직렬 인덕터 및 적어도 하나의 션트 커패시터를 포함한다.
특정 실시예들에서, 본 개시내용은 모바일 디바이스에 관한 것이다. 모바일 디바이스는 라디오 주파수 전송 신호를 생성하도록 구성된 트랜시버, 라디오 주파수 전송 신호를 증폭하고 전력 증폭기 공급 전압으로부터 전력을 수신하도록 구성된 전력 증폭기를 포함하는 프론트 엔드 회로, 및 라디오 주파수 전송 신호의 포락선에 대응하는 포락선 신호에 기반하여 전력 증폭기 공급 전압을 생성하도록 구성된 포락선 추적기를 포함하는 전력 관리 회로를 포함한다. 포락선 추적기는 복수의 조절된 전압을 출력하도록 구성된 DC-DC 변환기, 복수의 조절된 전압 및 포락선 신호에 기반하여 전력 증폭기 공급 전압을 제어하도록 구성된 변조기, 및 라디오 주파수 전송 신호의 전력 레벨에 기반하여 복수의 조절된 전압 중 적어도 하나의 전압 레벨을 제어하도록 구성된 스위칭 포인트 적응 회로를 포함한다.
다양한 실시예들에서, 스위칭 포인트 적응 회로는 라디오 주파수 전송 신호의 전력 레벨에 기반하여 복수의 조절된 전압 각각의 전압 레벨을 제어하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 스위칭 포인트 적응 회로는 전송 프레임 또는 전송 심볼 중 적어도 하나에 대한 신호 전력 값에 기반하여 라디오 주파수 전송 신호의 전력 레벨을 추정하도록 구성된 전력 추정 회로를 포함한다. 다수의 실시예들에 따르면, 신호 전력 값은 전송 프레임 또는 심볼에 대한 평균 전력을 나타낸다. 다양한 실시예에 따르면, 신호 전력 값은 전송 프레임 또는 심볼에 대한 피크 전력을 나타낸다. 몇몇 실시예들에 따르면, 스위칭 포인트 적응 회로는 신호 전력 값과 연관된 복수의 원하는 전압 레벨을 추정하도록 구성된 전압 추정 회로를 더 포함한다. 다수의 실시예들에 따르면, 스위칭 포인트 적응 회로는 복수의 원하는 전압 레벨 중 대응하는 것을 각각 갖는 복수의 조절된 전압을 출력하도록 DC-DC 변환기를 제어하도록 구성된 프로그래밍 회로를 더 포함한다.
몇몇 실시예들에서, 모바일 디바이스는 2개 이상의 라디오 주파수 전송 신호를 증폭하도록 구성된 2개 이상의 전력 증폭기를 더 포함하고, 포락선 추적기는 복수의 조절된 전압을 수신하고 변조를 제공하여 2개 이상의 전력 증폭기 중 대응하는 것에 대한 공급 전압을 생성하도록 각각 구성된 2개 이상의 변조기를 포함한다. 다양한 실시예들에 따르면, 스위칭 포인트 적응 회로는 2개 이상의 라디오 주파수 전송 신호의 최대 전력 레벨에 기반하여 전압 레벨을 제어하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, DC-DC 변환기는 배터리 전압을 수신하고, 배터리 전압의 DC-DC 변환을 제공하는 것에 기반하여 복수의 조절된 전압을 생성하도록 구성된다.
다양한 실시예들에서, 복수의 조절된 전압 각각은 상이한 전압 레벨을 갖는다.
몇몇 실시예들에서, 포락선 추적기는 접지와 복수의 조절된 전압 중 대응하는 것 사이에 각각 결합된 복수의 디커플링 커패시터를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 변조기는 변조기 출력 전압과 복수의 조절된 전압 중 대응하는 것 사이에 각각 결합된 복수의 스위치를 포함한다.
다양한 실시예들에서, 모바일 디바이스는 변조기의 출력과 전력 증폭기 공급 전압 사이에 접속된 변조기 출력 필터를 더 포함하고, 변조기 출력 필터는 적어도 하나의 직렬 인덕터 및 적어도 하나의 션트 커패시터를 포함한다.
특정 실시예들에서, 본 개시내용은 포락선 추적의 방법에 관한 것이다. 방법은 전력 증폭기를 이용하여 라디오 주파수 신호를 증폭하는 단계, 전력 증폭기 공급 전압을 이용하여 전력 증폭기에 전력을 공급하는 단계, DC-DC 변환기로부터 복수의 조절된 전압을 출력하는 단계, 및 변조기를 이용하여 복수의 조절된 전압 및 포락선 신호에 기반하여 전력 증폭기 공급 전압을 제어하는 단계를 포함하고, 포락선 신호는 라디오 주파수 신호의 포락선에 대응한다. 방법은 라디오 주파수 신호의 전력 레벨에 기반하여 복수의 조절된 전압 중 적어도 하나의 전압 레벨을 제어하는 단계를 더 포함한다.
다양한 실시예들에서, 방법은 라디오 주파수 신호의 전력 레벨에 기반하여 복수의 조절된 전압 각각을 제어하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 방법은 전송 프레임 또는 전송 심볼 중 적어도 하나에 대한 신호 전력 값에 기반하여 라디오 주파수 신호의 전력 레벨을 추정하는 단계를 더 포함한다. 다수의 실시예들에 따르면, 신호 전력 값은 전송 프레임 또는 심볼에 대한 평균 전력을 나타낸다. 몇몇 실시예들에 따르면, 신호 전력 값은 전송 프레임 또는 심볼에 대한 피크 전력을 나타낸다. 다양한 실시예에 따르면, 방법은 신호 전력 값과 연관된 복수의 원하는 전압 레벨을 추정하는 단계를 더 포함한다. 몇몇 실시예들에 따르면, 방법은 복수의 원하는 전압 레벨 중 대응하는 것을 각각 갖는 복수의 조절된 전압을 출력하도록 DC-DC 변환기를 제어하는 단계를 더 포함한다.
몇몇 실시예들에서, 방법은 배터리 전압의 DC-DC 변환을 제공하는 것에 기반하여 복수의 조절된 전압을 생성하는 단계를 더 포함한다.
다양한 실시예들에서, 복수의 조절된 전압 각각은 상이한 전압 레벨을 갖는다.
도 1은 일 실시예에 따른 모바일 디바이스의 개략도이다.
도 2는 전력 증폭기를 위한 포락선 추적 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 3a는 포락선 추적 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 3b는 포락선 추적 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 4는 상이한 전력 레벨들의 신호 파형들의 5개의 예에 대한 전압 대 시간의 그래프이다.
도 5a는 전력 증폭기 공급 전압 대 입력 전력의 일 예의 그래프이다.
도 5b는 신호 파형들의 다양한 예들에 대한 전력 부가 효율(PAE) 대 출력 전력의 일 예의 그래프이다.
도 6a는 전력 증폭기 공급 전압 대 입력 전력의 다른 예의 그래프이다.
도 6b는 신호 파형들의 다양한 예들에 대한 PAE 대 출력 전력의 다른 예의 그래프이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 모바일 디바이스의 개략도이다.
도 8은 라디오 주파수(RF) 신호들을 전송하기 위한 통신 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 멀티-레벨 서플라이(multi-level supply)(MLS) 변조 시스템의 개략도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 MLS DC-DC 변환기의 개략도이다.
도 11은 MLS DC-DC 변환을 위한 타이밍의 일 예의 개략도이다.
도 12는 연속파 신호에 대한 MLS 포락선 추적의 일 예의 개략도이다.
특정 실시예들의 다음의 상세한 설명은 특정 실시예들의 다양한 설명들을 제시한다. 그러나, 본 명세서에 설명된 혁신들은 예로서, 청구항들에 의해 정의되고 커버되는 다수의 상이한 방식으로 구현될 수 있다. 이 설명에서, 유사한 참조 번호들이 동일하거나 기능적으로 유사한 요소들을 나타낼 수 있는 도면들을 참조한다. 도면들에 예시된 요소들은 반드시 축척대로 그려진 것은 아님을 이해할 것이다. 또한, 특정 실시예들은 도면에서 예시된 것보다 많은 요소들 및/또는 도면에서 예시된 요소들의 서브세트를 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 일부 실시예들은 2개 이상의 도면으로부터의 피처들의 임의의 적절한 조합을 포함할 수 있다.
포락선 추적은 전력 증폭기에 의해 증폭된 라디오 주파수(RF) 신호의 포락선과 관련하여 전력 증폭기 공급 전압의 전압 레벨을 효율적으로 제어함으로써 전력 증폭기의 전력 부가 효율(PAE)을 증가시키는데 이용될 수 있는 기술이다. 따라서, RF 신호의 포락선이 증가할 때, 전력 증폭기에 공급되는 전압이 증가할 수 있다. 마찬가지로, RF 신호의 포락선이 감소할 때, 전력 증폭기에 공급되는 전압이 감소되어 전력 소비를 줄일 수 있다.
포락선 추적은 포락선 신호가 RF 신호의 빠르게 변하는 순시 전력을 따르는 애플리케이션들을 포함할 수 있다. 다른 애플리케이션들에서, 포락선 신호는 훨씬 더 느릴 수 있고, 예를 들어, RF 신호의 더 긴 시간 평균에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 심볼별 추적을 이용할 때, 포락선 신호는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 신호의 빠르게 변하는 순시 전력에 비해 비교적 드물게 변한다. 예를 들어, 5G OFDM 파형의 경우, 순시 전력은 10ns 미만의 피크들과 트로프들(troughs) 사이에서 변할 수 있는 반면, 심볼들은 매 16us마다 변할 수 있다. 특정 구현들에서, 포락선 신호는 RF 신호의 다음 다가오는 피크에 기반할 수 있고, 따라서 RF 전력을 따르기보다는 예측한다.
조절된 전압 스텝들을 갖는 멀티-레벨 포락선 추적 시스템들이 제공된다. 특정 실시예들에서, 전력 증폭기에 대한 전력 증폭기 공급 전압을 생성하기 위한 포락선 추적 시스템이 제공된다. 포락선 추적 시스템은 다수의 조절된 전압들을 출력하는 MLS DC-DC 변환기, 전력 증폭기에 의해 증폭된 RF 신호의 포락선에 대응하는 포락선 신호에 기반하여 시간에 따른 조절된 전압들의 선택을 제어하는 MLS 변조기, 및 MLS 변조기의 출력과 전력 증폭기 공급 전압 사이에 결합된 변조기 출력 필터를 포함한다. 포락선 추적 시스템은 RF 신호의 전력 레벨에 기반하여 MLS DC-DC 변환기에 의해 출력된 조절된 전압들의 전압 레벨을 제어하도록 구성된 스위칭 포인트 적응 회로를 더 포함한다.
RF 신호의 전력 레벨에 기반하여 조절된 전압들의 전압 레벨을 제어함으로써, 향상된 효율이 달성될 수 있다. 예를 들어, MLS DC-DC 변환기의 스위칭 포인트는 조절된 전압들의 예측 조절을 제공하기 위해 RF 신호의 전력 레벨에 기반하여 적응될 수 있고, 이에 의해 광범위한 신호 전력들에 걸쳐 효율을 증가시킨다.
특정 구현들에서, 스위칭 포인트 적응 회로는 특정 전송 슬롯 또는 프레임에 대해 표시되는 신호 전력 값에 기반하여 MLS DC-DC 변환기에 의해 출력되는 조절된 전압들을 제어한다. 예를 들어, 특정 시스템들에서, 평균 및/또는 피크 신호 전력의 양은 전송 슬롯 또는 프레임 전에 알려질 수 있고(예를 들어, 통신 네트워크의 기지국에 의해 지시됨), 따라서 조절된 전압들의 전압 레벨들을 제어하는데 이용될 수 있다.
멀티-레벨 포락선 추적 시스템의 개선된 성능은, 전송된 버스트 또는 프레임 동안에 설정된 신호 전력(예를 들어, 평균 전력)에 대응하는 적절한 전압 레벨들(예를 들어, 최소 및 최대 전압 값들)에 이산 전압 레벨 스케일을 적응시킴으로써 달성될 수 있다. 그러한 추적은, 시분할 듀플렉싱(time-division duplexing)(TDD)을 포함하지만 이것으로 제한되지 않는 광범위한 전송 시나리오들에 대해 이루어질 수 있다.
따라서, 특정 구현들에서, 전력 증폭기 공급 전압은 다음 버스트 또는 프레임에 대한 예상 피크 전력에 기반하여 제어되거나, 심지어 전송 동안에 동적으로 조절될 수 있다. 이러한 방식으로 조절된 전압을 제어함으로써, 선택된 전압 스텝들의 크기는 전력 증폭기 상의 전압의 더 미세한 추적을 허용하도록 감소될 수 있다.
예를 들어, 전송의 시작 전에, 피크 대 평균(peak to average) 및 평균 전력이 알려져 있고, 이러한 지식은 원하는 최대 및 최소 전압의 계산을 허용한다. 특정 구현들에서, MLS DC-DC 변환기의 조절된 전압들 각각에 대한 전하를 유지하는 디커플링 커패시터들은 대응하는 전압들로 프리차징될 수 있다.
이러한 방식으로 포락선 추적 시스템을 구현함으로써, 포락선 추적의 향상된 정밀도가, 백 오프(back off) 시에 또는 하이 및 로우 피크 대 평균을 동작시킬 때를 포함하여, 광범위한 신호 전력에 걸쳐 달성될 수 있다.
특정 구현들에서, 포락선 추적 시스템은 기저대역 필터를 통해 전력 증폭기에 공급하기 위해 다수의 전압들 사이에서 스위칭할 수 있는 전원(power supply)으로서 동작한다. 전원은 전력 증폭기를 통한 RF 신호 파형의 진폭의 변조 대역폭과 비교하여 정적이거나 고정된 다수의 상이한 전압을 생성하도록 제어된다. 추가적으로, 조절된 전압들은 전력 증폭기의 전력 수요(power demand)(예를 들어, 평균 전력)에 적응된다.
특정 구현들에서, MLS DC-DC 변환기로부터의 조절된 전압들은 2개 이상의 전력 증폭기의 전력 증폭기 공급 전압을 생성하기 위해 2개 이상의 MLS 변조기에 의해 처리된다. 예를 들어, 캐리어 집성 시스템들, 다중-입력 다중-출력(MIMO) 시스템들, 및/또는 다른 통신 시스템들은 공유된 MLS DC-DC 변환기를 이용하여 동작할 수 있다. 특정 구현들에서, 스위칭 포인트 적응 회로는 전력 증폭기들에 의해 증폭된 최대 신호 전력에 기반하여 조절된 전압들을 제어한다.
예를 들어, 다수의 전력 증폭기 경로들이 동시에 동작하는 MIMO 또는 캐리어 집성의 경우에, 포락선 추적 시스템은 가장 많은 전력을 운반하는 전력 증폭기에 적절한 전압 스케일을 선택할 수 있다. 이것은 유리하게는 가장 높은 전력 소비 브랜치를 위한 전압들을 먼저 적응시킴으로써 감소된 전력 소비를 가능하게 한다. 특정 애플리케이션들에서, 하나의 전력 증폭기에 대한 단일 변조기 스위치 위치를 이용하고 다른 전압들이 제2 전력 증폭기를 위한 변조기에 의해 이용되게 함으로써 하나의 전력 증폭기에 고정된 공급을 설정하는 것이 유리할 수 있다.
특정 구현들에서, 디지털 사전-왜곡(digital pre-distortion)(DPD) 시스템은 전력 증폭기 공급 전압(Vcc) 필터 특성들 및 전력 증폭기 응답의 교정에 대한 지식에 기반하여 전압 설정들을 사전 계산하고 RF를 사전 왜곡한다.
도 1은 일 실시예에 따른 모바일 디바이스(70)의 개략도이다. 모바일 디바이스(70)는 주 안테나(1), 다이버시티 안테나(2), 주 안테나 튜닝 회로(3), 다이버시티 안테나 튜닝 회로(4), DPDT(double-pole double throw) 안테나 다이버시티 스위치(5), 주 프론트 엔드 모듈(6), 다이버시티 프론트 엔드 모듈(7), 배터리(8), MLS 포락선 추적기(9), 트랜시버(10), 기저대역 모뎀(11) 및 애플리케이션 프로세서(12)를 포함한다.
모바일 디바이스의 일 실시예가 도시되지만, 본 명세서의 교시들은 매우 다양한 방식들로 구현되는 모바일 디바이스들에 적용가능하다. 따라서, 다른 구현들이 가능하다.
도시된 실시예에서, 주 프론트 엔드 모듈(6)은 제1 전력 증폭기(21), 제2 전력 증폭기(22), 제3 전력 증폭기(23), 제4 전력 증폭기(24), 제1 저잡음 증폭기(31), 제2 저잡음 증폭기(32), 제3 저잡음 증폭기(33), 다이플렉서(42), 전송/수신 대역 스위치(41), 전송 필터(43), 제1 듀플렉서(45), 제2 듀플렉서(46), 제3 듀플렉서(47), 제1 수신 필터(51), 제2 수신 필터(52), 제3 수신 필터(53), 제1 지향성 커플러(59), 및 제2 지향성 커플러(60)를 포함한다. 추가로, 다이버시티 프론트 엔드 모듈(7)은 제1 저잡음 증폭기(35), 제2 저잡음 증폭기(36), 제1 수신 필터(55), 제2 수신 필터(56), 제1 수신 대역 선택 스위치(61), 및 제2 수신 대역 선택 스위치(62)를 포함한다.
프론트 엔드 회로의 일 실시예가 도시되지만, 프론트 엔드 회로의 다른 구현들이 가능하다. 예를 들어, 프론트 엔드 회로는 전력 증폭기들(PA들), 저잡음 증폭기들(LNA들), 필터들, 스위치들, 위상 시프터들, 듀플렉서들, 및/또는 하나 이상의 안테나로부터 전송 및/또는 수신되는 RF 신호들을 처리하기 위한 다른 적절한 회로를 포함할 수 있다. 프론트 엔드의 예시적인 기능들은 전송을 위한 신호들을 증폭하는 것, 수신된 신호들을 증폭하는 것, 신호들을 필터링하는 것, 상이한 대역들 사이의 스위칭, 상이한 전력 모드들 사이의 스위칭, 전송 및 수신 모드들 사이의 스위칭, 신호들의 듀플렉싱, 신호들의 멀티플렉싱(예를 들어, 다이플렉싱 또는 트리플렉싱), 또는 이들의 일부 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
따라서, 주 프론트 엔드 모듈들, 다이버시티 수신 프론트 엔드 모듈들, 안테나 선택, 및/또는 안테나 튜닝의 다른 구현들이 이용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, MLS 포락선 추적기(9)는 무선 전송을 위한 RF 신호들을 증폭하기 위해 모바일 디바이스(70)에서 이용되는 전력 증폭기들에 대한 하나 이상의 전력 증폭기 공급 전압을 생성하는데 이용된다. 도시된 실시예에서, MLS 포락선 추적기(9)는 배터리(8)로부터 배터리 전압(VBATT)을 수신하고, 제1 전력 증폭기(21)에 대한 제1 전력 증폭기 공급 전압(VPA1) 및 제1 전력 증폭기(22)에 대한 제2 전력 증폭기 공급 전압(VPA2)을 생성한다. MLS 포락선 추적기(9)가 2개의 전력 증폭기 공급 전압을 생성하는 예가 도시되어 있지만, MLS 포락선 추적기(9)는 더 많거나 더 적은 전력 증폭기 공급 전압들을 생성할 수 있다.
MLS 포락선 추적기(9)는 제1 전력 증폭기(21)에 의해 증폭된 제1 RF 신호의 포락선을 추적하기 위해 제1 전력 증폭기 공급 전압(VPA1)을 제어한다. 또한, MLS 포락선 추적기(9)는 제2 전력 증폭기(22)에 의해 증폭된 제2 RF 신호의 포락선을 추적하기 위해 제2 전력 증폭기 공급 전압(VPA2)을 제어한다. 특정 구현들에서, MLS 포락선 추적기(9)는 기저대역 모뎀(11)으로부터 하나 이상의 포락선 신호를 수신한다. 예를 들어, MLS 포락선 추적기(9)는 제1 RF 신호의 포락선을 나타내는 제1 포락선 신호 및 제2 RF 신호의 포락선을 나타내는 제2 포락선 신호를 수신할 수 있다. 포락선 신호(들)는 아날로그 또는 디지털일 수 있다.
배터리(8)는 예를 들어, 리튬-이온 배터리를 포함하는, 모바일 디바이스(70)에서 이용하기 위한 임의의 적절한 배터리일 수 있다. 배터리 전압(VBATT)은 본 명세서의 교시들에 따라 멀티-레벨 포락선 추적에 이용되는 조절된 전압들을 생성하기 위해 MLS 포락선 추적기(9)의 DC-DC 변환기에 의해 조절된다.
트랜시버(10)는 전송을 위한 RF 신호들을 생성하고, 주 안테나(1) 및 다이버시티 안테나(2)로부터 수신된 인입 RF 신호들을 처리한다. RF 신호들의 전송 및 수신과 연관된 다양한 기능들이 트랜시버(10)로서 도 1에 집합적으로 표현되는 하나 이상의 구성요소에 의해 달성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 일 예에서, 특정 타입들의 RF 신호들을 처리하기 위해 별도의 구성요소들(예를 들어, 별도의 회로들 또는 다이들)이 제공될 수 있다.
기저대역 모뎀(11)은 트랜시버(10)에 전송 신호들의 디지털 표현들을 제공하고, 트랜시버(10)는 전송을 위한 RF 신호들을 생성하도록 처리한다. 기저대역 모뎀(11)은 또한 트랜시버(10)에 의해 제공되는 수신된 신호들의 디지털 표현들을 처리한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기저대역 모뎀(11)은 모바일 디바이스(70)에서 주 애플리케이션 처리를 제공하는 역할을 하는 애플리케이션 프로세서(12)에 결합된다. 애플리케이션 프로세서(12)는 메모리 관리, 그래픽 처리 및/또는 멀티미디어 디코딩을 포함하지만 이에 제한되지 않는 애플리케이션들을 지원하기에 적절한 시스템 능력들을 제공하는 것과 같은 매우 다양한 기능들을 제공할 수 있다.
모바일 디바이스(70)가 멀티-레벨 포락선 추적기를 포함하는 RF 시스템의 일 예를 도시하지만, 매우 다양한 RF 시스템들은 본 명세서의 교시들에 따라 구현되는 멀티-레벨 포락선 추적기를 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 3b는 전력 증폭기를 위한 포락선 추적 시스템들의 다양한 실시예들의 개략도를 도시한다. 그러나, 본 명세서의 교시들은 매우 다양한 방식들로 구현된 포락선 추적기들에 적용가능하다. 따라서, 다른 구현들이 가능하다.
도 2는 전력 증폭기(71)를 위한 포락선 추적 시스템(100)의 일 실시예의 개략도이다. 포락선 추적 시스템(100)은 MLS DC-DC 변환기(72), 스위칭 포인트 적응 회로(75), MLS 변조기(81), 및 변조기 출력 필터(91)를 포함한다. MLS DC-DC 변환기(72)는 본 명세서에서 스위칭 조절기라고도 한다.
전력 증폭기(71)는 RF 입력 신호(RFIN)를 증폭하여 RF 출력 신호(RFOUT)를 생성한다. MLS 변조기(81)는 RF 입력 신호(RFIN)의 포락선과 관련하여 변하는 포락선 신호(ENVELOPE)를 수신한다.
도시된 실시예에서, MLS DC-DC 변환기(72)는 배터리 전압(VBATT)을 수신하고, DC-DC 변환을 제공하여 상이한 전압 레벨들의 다양한 조절된 전압들(VMLSa, VMLSb, VMLSc ... VMLSn)을 생성한다. 4개의 MLS 전압의 예가 도시되어 있지만, MLS DC-DC 변환기(72)는 타원들에 의해 표시된 바와 같이 더 많거나 더 적은 MLS 전압들을 생성할 수 있다.
MLS 변조기(81)는 조절된 전압들(VMLSa, VMLSb, VMLSc ... VMLSn) 및 포락선 신호를 수신하고, 변조기 출력 전압을 변조기 출력 필터(91)에 제공한다. 특정 구현들에서, MLS 변조기(81)는 포락선 신호에 기반하여 시간에 따라 적절한 조절된 전압을 선택하는 것에 기반하여 출력된 전압을 제어한다. 예를 들어, MLS 변조기(81)는 포락선 신호의 값에 기반하여 조절된 전압들(VMLSa, VMLSb, VMLSc ... VMLSn)을 변조기의 출력에 선택적으로 접속시키기 위한 스위치들의 뱅크를 포함할 수 있다.
변조기 출력 필터(91)는 MLS 변조기(81)의 출력을 필터링하여, 전력 증폭기(71)에 대한 전력 증폭기 공급 전압(VPA)을 생성한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 포락선 추적 시스템(100)은 또한 RF 신호(RFIN)의 전력 레벨에 기반하여 조절된 전압들(VMLSa, VMLSb, VMLSc ... VMLSn) 중 하나 이상의 전압 레벨들을 제어하는 스위칭 포인트 적응 회로(75)를 포함한다. 특정 구현들에서, 스위칭 포인트 적응 회로(75)는 조절에 이용되는 MLS DC-DC 변환기(72)의 펄스 폭들을 제어하고(예를 들어, 도 11 참조), 그에 의해 조절의 스위칭 포인트들 및 대응하는 조절된 전압 레벨들을 제어한다.
RF 신호(RFIN)의 전력 레벨에 기반하여 조절된 전압들(VMLSa, VMLSb, VMLSc ... VMLSn)의 전압 레벨들을 제어함으로써, 향상된 효율이 달성될 수 있다. 예를 들어, MLS DC-DC 변환기(72)의 스위칭 포인트는 RF 신호의 전력 레벨에 기반하여 적응될 수 있고, 그에 의해 조절된 전압들의 예측 조절을 허용함으로써 광범위한 신호 전력들에 걸쳐 효율을 증가시킨다.
특정 구현들에서, 스위칭 포인트 적응 회로(75)는 전송 프레임 또는 슬롯에서 표시된 전송 전력의 양에 기반하여 조절된 전압들(VMLSa, VMLSb, VMLSc ... VMLSn)의 전압 레벨들을 제어한다. 예를 들어, 스위칭 포인트 적응 회로(75)는 기저대역 모뎀 또는 다른 적절한 소스로부터 전송 전력의 양을 표시하는 데이터를 수신할 수 있다.
포락선 추적 시스템(100)은, 높은 대역폭 변조들에 적합할 수 있는, 심볼별 추적을 이용하는 애플리케이션에 매우 적합하다. 예를 들어, 심볼별 추적을 이용할 때, 2개의 MLS 전압이 프로그래밍되어 심볼 레이트(예를 들어, 5G에서 16us)로 연속해서 이용될 수 있다. 따라서, MLS 변조기(81)는 새로운 전압 유지 커패시터로 스위칭함으로써 전력 증폭기 공급 전압을 생성하는데 이용되는 전압을 변경할 수 있다.
도 3a는 전력 증폭기 모듈(101)를 위한 포락선 추적 시스템(150)의 다른 실시예의 개략도이다. 포락선 추적 시스템(150)은 포락선 추적 집적 회로(IC)(102), 변조기 출력 필터(104), 포락선 정형 회로(envelope shaping circuitry)(105), 포락선 신호 조정 회로(envelope signal conditioning circuitry)(106), 스위칭 포인트 적응 회로(109), 제1 내지 제 4 디커플링 커패시터들(111-114) 각각, 및 인덕터(117)를 포함한다.
포락선 추적 시스템의 일 실시예가 도 3a에 도시되어 있지만, 본 명세서의 교시들은 매우 다양한 방식들로 구현되는 포락선 추적 시스템들에 적용가능하다. 따라서, 다른 구현들이 가능하다.
도시된 실시예에서, 포락선 추적 IC(102)는 MLS 스위칭 회로(121), 디지털 제어 회로(122), 기저대역 MLS 변조기(123), 및 변조기 제어 회로(124)를 포함한다. 도 3a의 포락선 추적 IC(102)는 배터리 전압(VBATT)을 수신하는 것, 스위칭 포인트 적응 회로(109)로부터 스위칭 포인트 적응 데이터를 수신하는 것, 직렬 주변 인터페이스(SPI)를 통해 통신하는 것, 포락선 신호(ENVELOPE)를 수신하는 것, 디커플링 커패시터들(111-114)에 접속하는 것, 및 인덕터(117)에 접속하는 것과 같은 다양한 기능들을 제공하기 위한 다양한 핀들 또는 패드들을 갖는 것으로 도시된다. 포락선 추적 IC는 또한 본 명세서에서 포락선 추적 반도체 다이 또는 칩으로 지칭된다.
MLS 스위칭 회로(121)는 전압 조절을 제공하기 위해 인덕터(117)를 통해 전류를 제어한다. 예를 들어, MLS 스위칭 회로(121)는 스위치들, 및 DC-DC 변환을 제공하기 위해 임의의 적절한 조절 방식(펄스-폭 변조를 포함하지만, 이에 제한되지 않음)을 이용하여 스위치들을 턴온 및 턴오프하는 제어기를 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, MLS 스위칭 회로(121)는 상이한 전압 레벨들의 4개의 조절된 MLS 전압을 출력한다. 그러나, MLS 스위칭 회로(121)는 더 많거나 더 적은 조절된 전압들을 출력하도록 구현될 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, MLS 스위칭 회로(121)는 디지털 제어 회로(122)에 의해 제어된다. 디지털 제어 회로(122)는 프로그래밍가능성을 MLS 스위칭 회로(121), MLS 변조기(123) 및/또는 변조기 제어 회로(124)에 제공할 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 디지털 제어 회로(122)는 SPI 버스에 결합된다. 특정 구현들에서, 디지털 제어 회로(122)는 SPI 버스 및/또는 다른 칩 인터페이스를 통해 수신된 데이터에 기반하여 MLS 스위칭 회로(121), MLS 변조기(123) 및/또는 변조기 제어 회로(124)를 제어한다.
기저대역 MLS 변조기(123)는 변조기 출력 필터(104)를 통해 전력 증폭기 공급 전압(VPA)에 결합된 출력을 포함한다. 특정 구현들에서, 기저대역 MLS 변조기(123)는 조절된 MLS 전압들 각각과 변조기 출력 필터(104) 사이에 결합된 스위치들을 포함한다. 또한, 변조기의 스위치들은 포락선 신호에 기반하여 변조기 제어기(124)에 의해 선택적으로 열리거나 닫힌다.
도시된 실시예에서, 변조기 출력 필터(104)는 제1 직렬 인덕터(127), 제2 직렬 인덕터(128), 제1 션트 커패시터(125), 및 제2 션트 커패시터(126)를 포함한다. 변조기 출력 필터의 예시적인 구현이 도 3a에 도시되지만, 본 명세서의 교시들은 매우 다양한 방식들로 구현되는 변조기 출력 필터들에 적용가능하다. 따라서, 필터들의 다른 구현들이 본 명세서의 교시들에 따라 이용될 수 있다.
특정 구현들에서, 필터의 하나 이상의 구성요소들은 향상된 유연성 및/또는 구성가능성을 제공하기 위해 제어가능하다(예를 들어, 디지털적으로 프로그램가능하고/하거나 아날로그-튜닝된다). 예를 들어, 도시된 실시예에서, 제1 션트 커패시터(125) 및 제2 션트 커패시터(126)는 제어가능한 커패시턴스 값들을 갖는다. 제어가능한 필터 구성요소들의 2개의 예들이 도시되지만, 다른 필터 구성요소들이 제어가능하도록 추가적으로 또는 대안적으로 구현될 수 있다.
도시된 실시예에서, 전력 증폭기 모듈(101)은 전력 증폭기(107) 및 공급 전압 필터(108)를 포함한다. 공급 전압 필터(108)는 직렬 인덕터(133), 제1 션트 커패시터(131), 및 제2 션트 커패시터(132)를 포함한다. 전력 증폭기 모듈의 일 구현이 도시되어 있지만, 본 명세서의 교시들은 다양한 방식들로 구현된 전력 증폭기 모듈들에 적용가능하다. 따라서, 다른 구현들이 가능하다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 스위칭 포인트 적응 회로(109)는 전력 추정 회로(141), 전압 추정 회로(142) 및 MLS 프로그래밍 회로(143)를 포함한다. 전력 추정 회로(141)는 RF 신호(RFIN)의 신호 전력을 추정하도록 동작한다. 특정 구현들에서, 전력 추정 회로(141)는 특정 전송 프레임 또는 슬롯과 연관된 신호 전력을 나타내는 디지털 데이터를 수신한다.
전압 추정 회로(142)는 추정된 전력에 기반하여 MLS 스위칭 회로(121)의 조절된 출력 전압들 중 하나 이상의 원하는 전압 레벨들을 추정하도록 동작한다. MLS 프로그래밍 회로(143)는 추정된 전압에 기반하여 MLS 스위칭 회로(121)를 프로그래밍하도록 동작한다. 도시된 실시예에서, MLS 스위칭 회로(121)는 SPI 버스와 별개의 인터페이스를 통해 프로그래밍된다. 다른 실시예에서, 스위칭 포인트 적응 회로(109)는 포락선 추적 IC(102)에 대한 SPI 버스 및/또는 다른 공통 인터페이스를 통해 MLS 스위칭 회로(121)를 프로그래밍한다.
스위칭 포인트 적응 회로의 일 실시예가 도시되지만, 본 명세서의 교시들은 매우 다양한 방식들로 구현되는 스위칭 포인트 적응 회로들에 적용가능하다.
도 3b는 포락선 추적 시스템(160)의 다른 실시예의 개략도이다. 포락선 추적 시스템(160)은 포락선 추적 IC(152), 제1 변조기 출력 필터(104a), 제2 변조기 출력 필터(104b), 제1 포락선 정형 회로(105a), 제2 포락선 정형 회로(105b), 제1 포락선 신호 조정 회로(106a), 제2 포락선 신호 조정 회로(106b), 스위칭 포인트 적응 회로(109), 제1 내지 제4 디커플링 커패시터들(111-114) 각각, 및 인덕터(117)를 포함한다. 포락선 추적 시스템(160)은 제1 전력 증폭기 모듈(101a)에 대한 제1 전력 증폭기 공급 전압(VPA1) 및 제2 전력 증폭기 모듈(101b)에 대한 제2 전력 증폭기 공급 전압(VPA2)을 생성한다.
도시된 실시예에서, 포락선 추적 IC(152)는 MLS 스위칭 회로(121), 디지털 제어 회로(122), 제1 기저대역 MLS 변조기(123a), 제2 기저대역 MLS 변조기(123b), 제1 변조기 제어 회로(124a), 및 제2 변조기 제어 회로(124b)를 포함한다.
도 3b의 포락선 추적 시스템(160)은, 포락선 추적 시스템(160)이 공통 또는 공유 MLS DC-DC 변환기가 다수의 전력 증폭기 공급 전압을 생성하기 위해 다수의 변조기와 결합하여 이용되는 일 구현을 나타내는 것을 제외하고는, 도 3a의 포락선 추적 시스템(150)과 유사하다.
특정 구현들에서, MLS DC-DC 변환기로부터의 조절된 전압들은 2개 이상의 MLS 변조기에 의해 처리되어 2개 이상의 전력 증폭기의 전력 증폭기 공급 전압을 생성한다. 특정 구현들에서, 스위칭 포인트 적응 회로는 전력 증폭기들에 의해 증폭된 최대 신호 전력에 기반하여 조절된 전압들을 제어한다.
도 4는 상이한 전력 레벨들의 신호 파형들의 5개의 예에 대한 전압 대 시간의 그래프이다. 도시된 예는 30 MHz 전원 필터 대역폭을 갖는 5개의 레벨의 MCS0 20 MHz WLAN 파형들에 대해 도시된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이 예에서 5개의 전압 레벨은, 전압 레벨들의 최소 및 최대가 시변 파형의 그것들과 정합하도록 신호의 진폭에 기반하여 설정된다. 예를 들어, 도 4는 5개의 상이한 평균 전력에 대해, 진폭 대 시간의 펄스를 추적하는 5개의 상이한 전압 스케일을 도시한다.
도 5a는 전력 증폭기 공급 전압 대 입력 전력의 한 예의 그래프이다. 이 예는 적응된 전압 표가 없는 24 dBm의 전력에 대한 전압 스케일을 도시한다. 전압 스텝들은 1.7 V와 5.5 V 사이이고, 5.5 V는 35 dBm의 최대 피크 전력에 대응하며, 전형적인 LTE 파형에 대해 30.5 dBm 평균 출력 전력을 만족시킨다.
도 5b는 신호 파형들의 다양한 예들에 대한 전력 부가 효율(PAE) 대 출력 전력의 일 예의 그래프이다.
단일 전압이 x축 상의 각각의 전력에 대해 선택되어, 각각의 전력에서 주어진 전압에 대해 선택된 효율 곡선을 야기한다. 각각의 전력에 대해 선택된 단일 전압들의 조합은, 시스템에 대한 실현가능한 전력 증폭기 효율을 나타내는, 들쭉날쭉한 중첩된 효율 곡선을 도출한다.
이 예는 24 dBm에서의 전력 증폭기 효율 평균이 약 35%인 다양한 파형들에 대한 결과를 보여준다.
도 6a는 전력 증폭기 공급 전압 대 입력 전력의 다른 예의 그래프이다. 이 예는 적응된 전압 스텝들의 일 예와 함께 24dBm의 전력에 대한 전압 스케일을 보여준다. 전압 스텝들은 1.7 V와 2.7 V 사이이고, 2.7 V는 28.5 dBm의 최대 피크 전력에 대응하고, 전형적인 LTE 파형에 대한 24 dBm 평균 출력 전력을 만족시킨다.
도 6b는 신호 파형들의 다양한 예들에 대한 PAE 대 출력 전력의 다른 예의 그래프이다. 이 예는, 24 dBm에서의 전력 증폭기 효율 평균이 약 42%인, 다양한 파형들에 대한 결과들을 보여준다. 이것은 도 5b와 연관된 35% 효율 수에 비해 상당한 개선이다. 24 dBm 평균 전송 전력에 정확하게 적응된 더 낮은 전압들을 선택함으로써, 실현가능한 전력 증폭기 효율이 상당히 개선된다.
도 7은 다른 실시예에 따른 모바일 디바이스(800)의 개략도이다. 모바일 디바이스(800)는, 기저대역 시스템(801), 트랜시버(802), 프론트 엔드 시스템(803), 안테나들(804), 전력 관리 시스템(805), 메모리(806), 사용자 인터페이스(807) 및 배터리(808)를 포함한다.
모바일 디바이스(800)는 2G, 3G, 4G(LTE, LTE-어드밴스드 및 LTE-어드밴스드 프로를 포함함), 5G, WLAN(예를 들어, Wi-Fi), WPAN(예를 들어, 블루투스 및 지그비), WMAN(예를 들어, WiMax) 및/또는 GPS 기술들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 매우 다양한 통신 기술들을 이용하여 통신하는데 이용될 수 있다.
트랜시버(802)는 전송을 위한 RF 신호들을 생성하고, 안테나들(804)로부터 수신된 인입 RF 신호들을 처리한다. RF 신호들의 전송 및 수신과 연관된 다양한 기능들이 트랜시버(802)로서 도 7에 집합적으로 표현되는 하나 이상의 구성요소에 의해 달성될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 일 예에서, 특정 타입들의 RF 신호들을 처리하기 위해 별도의 구성요소들(예를 들어, 별도의 회로들 또는 다이들)이 제공될 수 있다.
프론트 엔드 시스템(803)은 안테나들(804)로 전송되고/되거나 이들로부터 수신되는 신호들을 조정하는 것을 돕는다. 도시된 실시예에서, 프론트 엔드 시스템(803)은 전력 증폭기들(PA들)(811), 저잡음 증폭기들(LNA들)(812), 필터들(813), 스위치들(814) 및 듀플렉서들(815)을 포함한다. 그러나, 다른 구현들이 가능하다.
예를 들어, 프론트 엔드 시스템(803)은 전송을 위한 신호들을 증폭하는 것, 수신된 신호들을 증폭하는 것, 신호들을 필터링하는 것, 상이한 대역들 사이의 스위칭, 상이한 전력 모드들 사이의 스위칭, 전송 모드와 수신 모드 사이의 스위칭, 신호들의 듀플렉싱, 신호들의 멀티플렉싱(예를 들어, 다이플렉싱 또는 트리플렉싱), 또는 이들의 일부 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다수의 기능화를 제공할 수 있다.
특정 구현예들에서, 모바일 디바이스(800)는 캐리어 집성을 지원하고, 이에 의해 피크 데이터 레이트들을 증가시키기 위한 유연성을 제공한다. 캐리어 집성은 주파수 분할 듀플렉싱(FDD) 및 시분할 듀플렉싱(TDD) 둘 다에 이용될 수 있으며, 복수의 캐리어 또는 채널을 집성하는데 이용될 수 있다. 캐리어 집성은 인접 집성(contiguous aggregation)을 포함하는데, 여기서, 동일한 동작 주파수 대역 내의 인접 캐리어들이 집성된다. 캐리어 집성은 또한 비인접할 수 있으며, 공통 대역 내의 주파수에서 또는 상이한 대역들에서 분리되는 캐리어들을 포함할 수 있다.
안테나들(804)은 매우 다양한 타입들의 통신들에 이용되는 안테나들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나들(804)은 매우 다양한 주파수들 및 통신 표준들과 연관된 신호들을 전송 및/또는 수신하는 것과 연관된 안테나들을 포함할 수 있다.
특정 구현들에서, 안테나들(804)은 MIMO 통신들 및/또는 스위칭형 다이버시티 통신들을 지원한다. 예로서, MIMO 통신들은 단일 라디오 주파수 채널을 통해 다중 데이터 스트림들을 통신하기 위해 다수의 안테나를 이용한다. MIMO 통신들은 라디오 환경의 공간적 멀티플렉싱 차이들로 인한 보다 높은 신호 대 잡음비, 개선된 코딩 및/또는 감소된 신호 간섭으로부터 이익을 얻는다. 스위칭형 다이버시티는 특정 시간에 특정 안테나가 동작하도록 선택되는 통신들을 지칭한다. 예를 들어, 스위치는 관측된 비트 에러율 및/또는 신호 강도 표시자와 같은 다양한 인자들에 기반하여 안테나 그룹으로부터 특정 안테나를 선택하는데 이용될 수 있다.
모바일 디바이스(800)는 특정 구현들에서 빔포밍으로 동작할 수 있다. 예를 들어, 프론트 엔드 시스템(803)은 트랜시버(802)에 의해 제어되는 가변 위상을 갖는 위상 시프터들을 포함할 수 있다. 추가적으로, 위상 시프터들은 안테나들(804)을 이용하여 신호들의 전송 및/또는 수신을 위해 빔 형성 및 지향성을 제공하도록 제어된다. 예를 들어, 신호 전송의 맥락에서, 주어진 방향으로 전파하는 더 많은 신호 강도를 갖는 빔-유사 품질들을 나타내는 집성 전송 신호를 생성하기 위해 보강 및 상쇄 간섭을 이용하여 안테나들(804)로부터의 방사된 신호들을 조합하도록 안테나들(804)에 제공된 전송 신호들의 위상들이 제어된다. 신호 수신의 맥락에서, 위상들은, 신호가 특정 방향으로부터 안테나들(804)에 도달할 때 더 많은 신호 에너지가 수신되도록 제어된다. 특정 구현들에서, 안테나들(804)은 빔포밍을 향상시키기 위해 안테나 요소들의 하나 이상의 어레이를 포함한다.
기저대역 시스템(801)은 음성 및 데이터와 같은 다양한 사용자 입력 및 출력(I/O)의 처리를 용이하게 하기 위해 사용자 인터페이스(807)에 결합된다. 기저대역 시스템(801)은 트랜시버(802)에게 전송 신호들의 디지털 표현들을 제공하며, 트랜시버(802)는 전송을 위한 RF 신호들을 생성하도록 처리한다. 기저대역 시스템(801)은 또한 트랜시버(802)에 의해 제공된 수신된 신호들의 디지털 표현들을 처리한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 기저대역 시스템(801)은 모바일 디바이스(800)의 동작을 용이하게 하기 위해 메모리(806)에 결합된다.
메모리(806)는 모바일 디바이스(800)의 동작을 용이하게 하고/하거나 사용자 정보의 저장을 제공하기 위해 데이터 및/또는 명령어들을 저장하는 것과 같은 매우 다양한 목적들을 위해 이용될 수 있다.
전력 관리 시스템(805)은 모바일 디바이스(800)의 다수의 전력 관리 기능들을 제공한다. 전력 관리 시스템(805)은 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따라 구현되는 MLS 포락선 추적기(860)를 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 전력 관리 시스템(805)은 배터리(808)로부터 배터리 전압을 수신한다. 배터리(808)는, 예컨대, 리튬-이온 배터리를 포함하는, 모바일 디바이스(800)에서 이용하기 위한 임의의 적절한 배터리일 수 있다.
도 8은 RF 신호들을 전송하기 위한 통신 시스템(950)의 일 실시예의 개략도이다. 통신 시스템(950)은 배터리(901), MLS 포락선 추적기(902), 전력 증폭기(903), 지향성 커플러(904), 듀플렉싱 및 스위칭 회로(905), 안테나(906), 기저대역 프로세서(907), 신호 지연 회로(908), 디지털 사전 왜곡(DPD) 회로(909), I/Q 변조기(910), 관측 수신기(911), 상호변조 검출 회로(912), 포락선 지연 회로(921), 좌표 회전 디지털 계산(CORDIC) 회로(922), 정형 회로(923), 디지털-아날로그 변환기(924), 및 재구성 필터(925)를 포함한다.
도 8의 통신 시스템(950)은 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따라 구현되는 포락선 추적 시스템을 포함할 수 있는 RF 시스템의 일 예를 나타낸 것이다. 그러나, 본 명세서의 교시들은 매우 다양한 방식들로 구현되는 RF 시스템들에 적용가능하다.
기저대역 프로세서(907)는, 정현파 또는 원하는 진폭, 주파수 및 위상의 신호의 신호 성분들에 대응하는 동상(I) 신호 및 직교-위상(Q) 신호를 생성하도록 동작한다. 예를 들어, I 신호 및 Q 신호는 정현파의 등가 표현을 제공한다. 특정 구현들에서, I 및 Q 신호들은 디지털 포맷으로 출력된다. 기저대역 프로세서(907)는 기저대역 신호들을 처리하기 위한 임의의 적절한 프로세서일 수 있다. 예를 들어, 기저대역 프로세서(907)는 디지털 신호 프로세서, 마이크로프로세서, 프로그래밍가능한 코어, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
신호 지연 회로(908)는 MLS 포락선 추적기(902)에 제공되는 차동 포락선 신호(ENV_p, ENV_n)와 전력 증폭기(903)에 제공되는 RF 신호(RFIN) 사이의 상대 정렬을 제어하는데 도움을 주기 위해 I 및 Q 신호들에 조정가능한 지연을 제공한다. 신호 지연 회로(908)에 의해 제공되는 지연량은 상호변조 검출 회로(912)에 의해 검출되는 인접 대역들에서의 상호변조량에 기반하여 제어된다.
DPD 회로(909)는 디지털적으로 사전 왜곡된 I 및 Q 신호들을 생성하기 위해 신호 지연 회로(908)로부터의 지연된 I 및 Q 신호들에 디지털 정형을 제공하도록 동작한다. 도시된 실시예에서, DPD 회로(909)에 의해 제공되는 DPD는 상호변조 검출 회로(912)에 의해 검출되는 상호변조량에 기반하여 제어된다. DPD 회로(909)는 전력 증폭기(903)의 왜곡을 감소시키고/시키거나 전력 증폭기(903)의 효율을 증가시키는 역할을 한다.
I/Q 변조기(910)는 디지털적으로 사전 왜곡된 I 및 Q 신호들을 수신하고, 이들은 RF 신호(RFIN)를 생성하도록 처리된다. 예를 들어, I/Q 변조기(910)는 디지털적으로 사전 왜곡된 I 및 Q 신호들을 아날로그 포맷으로 변환하도록 구성된 DAC들, 아날로그 I 및 Q 신호들을 라디오 주파수로 상향변환하기 위한 믹서들, 및 상향변환된 I 및 Q 신호들을 RF 신호(RFIN)에 결합하기 위한 신호 결합기를 포함할 수 있다. 특정 구현들에서, I/Q 변조기(910)는 그 안에서 처리되는 신호들의 주파수 콘텐츠를 필터링하도록 구성되는 하나 이상의 필터를 포함할 수 있다.
포락선 지연 회로(921)는 기저대역 프로세서(907)로부터의 I 및 Q 신호들을 지연시킨다. 또한, CORDIC 회로(922)는 지연된 I 및 Q 신호들을 처리하여 RF 신호(RFIN)의 포락선을 나타내는 디지털 포락선 신호를 생성한다. 도 8이 CORDIC 회로(922)를 이용하는 구현을 도시하지만, 아날로그 포락선 신호는 다른 방식들로 획득될 수 있다.
정형 회로(923)는 통신 시스템(950)의 성능을 향상시키기 위해 디지털 포락선 신호를 정형하도록 동작한다. 특정 구현들에서, 정형 회로(923)는 디지털 포락선 신호의 각각의 레벨을 대응하는 정형화된 포락선 신호 레벨에 매핑하는 정형 테이블을 포함한다. 포락선 정형은 전력 증폭기(903)의 선형성, 왜곡 및/또는 효율을 제어하는데 도움을 줄 수 있다.
도시된 실시예에서, 정형화된 포락선 신호는 DAC(924)에 의해 차동 아날로그 포락선 신호로 변환되는 디지털 신호이다. 또한, 차동 아날로그 포락선 신호는 재구성 필터(925)에 의해 필터링되어 MLS 포락선 추적기(902)의 차동 포락선 증폭기에 의한 이용을 위해 적합한 차동 포락선 신호(ENV_p, ENV_n)를 생성한다. 특정 구현들에서, 재구성 필터(925)는 차동 저역 통과 필터를 포함한다.
포락선 시그널링의 일 예가 도시되어 있지만, 본 명세서의 교시들은 매우 다양한 방식들로 구현되는 포락선 시그널링에 적용가능하다. 예를 들어, 다른 일 예에서, DAC(924) 및 재구성 필터(925)는 MLS 포락선 추적기(902)에 디지털 포락선 데이터를 제공하기 위해 생략되어 있다.
도 8을 계속 참조하면, MLS 포락선 추적기(902)는 재구성 필터(925)로부터의 포락선 신호 및 배터리(901)로부터의 배터리 전압(VBATT)을 수신하고, 차동 포락선 신호(ENV_p, ENV_n)를 이용하여 RF 신호(RFIN)의 포락선과 관련하여 변하는 전력 증폭기(903)에 대한 전력 증폭기 공급 전압(VCC_PA)을 생성한다. 이 예에서, 전력 증폭기(903)는 I/Q 변조기(910)로부터 RF 신호(RFIN)를 수신하고, 증폭된 RF 신호(RFOUT)를 듀플렉싱 및 스위칭 회로(905)를 통해 안테나(906)에 제공한다.
지향성 커플러(904)는 전력 증폭기(903)의 출력과 듀플렉싱 및 스위칭 회로(905)의 입력부 사이에 위치됨으로써, 듀플렉싱 및 스위칭 회로(905)의 삽입 손실을 포함하지 않는 전력 증폭기(903)의 출력 전력의 측정을 허용한다. 지향성 커플러(904)로부터의 감지된 출력 신호는 관측 수신기(911)에 제공되며, 관측 수신기(911)는 하향변환된 I 및 Q 신호들을 생성하기 위해 하향 변환을 제공하기 위한 믹서들, 및 하향변환된 I 및 Q 신호들로부터 I 및 Q 관측 신호들을 생성하기 위한 DAC들을 포함할 수 있다.
상호변조 검출 회로(912)는 기저대역 프로세서(907)로부터의 I 및 Q 신호들과 I 및 Q 관측 신호들 사이의 상호변조 곱(product)을 결정한다. 또한, 상호변조 검출 회로(912)는 차동 포락선 신호(ENV_p, ENV_n)와 RF 신호(RFIN) 사이의 상대 정렬을 제어하기 위해 DPD 회로(909)에 의해 제공되는 DPD 및/또는 신호 지연 회로(908)의 지연을 제어한다. 다른 실시예에서, 상호변조 검출 회로(912)는 추가적으로 또는 대안적으로 신호 지연 회로(921)의 지연을 제어한다.
기저대역 및 전력 증폭기(903)의 출력으로부터의 피드백 경로를 포함함으로써, I 및 Q 신호들은 통신 시스템(950)의 동작을 최적화하도록 동적으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 이러한 방식으로 통신 시스템(950)을 구성하는 것은 전력 제어를 제공하는 것, 전송기 손상들을 보상하는 것, 및/또는 DPD를 수행하는 것을 도울 수 있다.
단일 스테이지로서 예시되어 있지만, 전력 증폭기(903)는 하나 이상의 스테이지를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서의 교시들은 다수의 전력 증폭기를 포함하는 통신 시스템들에 적용가능하다.
도 9는 일 실시예에 따른 MLS 변조 시스템(1050)의 개략도이다. MLS 변조 시스템(1050)은 변조기 제어 회로(1020), MLS DC-DC 변환기(1025), 변조기 스위치 뱅크(1027), 및 디커플링 커패시터 뱅크(1030)를 포함한다.
도 9의 MLS 변조 시스템(1050)은 멀티-레벨 포락선 추적기에 통합하기에 적절한 MLS 변조기 회로의 일 구현을 도시한다. 그러나, MLS 변조기 회로의 다른 구현들은 본 명세서의 교시들에 따라 구현되는 멀티-레벨 포락선 추적기들에 포함될 수 있다.
MLS DC-DC 변환기(1025)는 배터리 전압(VBATT)의 DC-DC 변환을 제공하는 것에 기반하여 제1 조절된 전압(VMLS1), 제2 조절된 전압(VMLS2) 및 제3 조절된 전압(VMLS3)을 생성한다. 3개의 조절된 전압을 갖는 예가 도시되어 있지만, MLS DC-DC 변환기(1025)는 더 많거나 더 적은 조절된 전압들을 생성할 수 있다. 특정 구현들에서, 조절된 전압들 중 적어도 일부는 배터리 전압(VBATT)에 대해 부스팅된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 조절된 전압들 중 하나 이상은 배터리 전압(VBATT)의 전압보다 낮은 전압을 갖는 벅 전압(buck voltage)이다.
디커플링 커패시터 뱅크(1030)는 MLS DC-DC 변환기(1025)에 의해 생성되는 조절된 전압들을 안정화시키는 것을 돕는다. 예를 들어, 도 9의 디커플링 커패시터 뱅크(1030)는 제1 조절된 전압(VMLS1)을 디커플링하기 위한 제1 디커플링 커패시터(1031), 제2 조절된 전압(VMLS2)을 디커플링하기 위한 제2 디커플링 커패시터(1032), 및 제3 조절된 전압(VMLS3)을 디커플링하기 위한 제3 디커플링 커패시터(1033)를 포함한다.
도 9를 계속 참조하면, 변조기 스위치 뱅크(1027)는 변조기의 출력(MODOUT)과 제1 조절된 전압(VMLS1) 사이에 접속된 제1 스위치(1041), 변조기의 출력과 제2 조절된 전압(VMLS2) 사이에 접속된 제2 스위치(1042), 및 변조기의 출력과 제3 조절된 전압(VMLS3) 사이에 접속된 제3 스위치(1043)를 포함한다. 변조기 제어(1020)는 스위치들(1041-1043)을 선택적으로 열거나 닫음으로써 변조기의 출력을 제어하도록 동작한다.
도 10은 일 실시예에 따른 MLS DC-DC 변환기(1073)의 개략도이다. MLS DC-DC 변환기(1073)는 인덕터(1075), 제1 스위치(S1), 제2 스위치(S2), 제3 스위치(S3), 제4 스위치(S4), 제5 스위치(S5), 및 제6 스위치(S6)를 포함한다. MLS DC-DC 변환기(1073)는 조절을 제공하기 위해 스위치들을 열고 닫기 위한 제어 회로(도 10에 도시되지 않음)를 더 포함한다.
도 10의 MLS DC-DC 변환기(1073)는 멀티-레벨 포락선 추적기에 통합하기에 적절한 MLS DC-DC 변환기의 일 구현을 도시한다. 그러나, MLS DC-DC 변환기들의 다른 구현들이 본 명세서의 교시들에 따라 구현되는 멀티-레벨 포락선 추적기들에 포함될 수 있다.
도시된 실시예에서, 제1 스위치(S1)는 배터리 전압(VBATT)에 전기적으로 접속된 제1 단부 및 제2 스위치(S2)의 제1 단부 및 인덕터(1075)의 제1 단부에 전기적으로 접속된 제2 단부를 포함한다. 제2 스위치(S2)는 제1 또는 접지 서플라이(VGND)에 전기적으로 접속된 제2 단부를 더 포함한다. 도 10이 접지 서플라이 및 배터리 전압을 이용하여 전력을 공급받는 DC-DC 변환기의 구성을 예시하지만, 본 명세서의 교시들은 임의의 적절한 전력 공급장치들을 이용하여 전력을 공급받는 DC-DC 변환기들에 적용가능하다. 인덕터(1075)는 제3 내지 제6 스위치들(S3-S6) 각각의 제1 단부에 전기적으로 접속된 제2 단부를 더 포함한다. 제3 스위치(S3)는 접지 서플라이(VGND)에 전기적으로 접속된 제2 단부를 더 포함한다. 제4, 제5 및 제6 스위치들(S4-S6)은 각각 제1, 제2 및 제3 조절된 전압들(VMLS1, VMLS2 및 VMLS3)을 각각 생성하도록 구성된 제2 단부를 포함한다.
제1 내지 제6 스위치들(S1-S6)은 목표 전압 레벨들의 특정 에러 허용 오차 내에 조절된 전압들을 유지하기 위해 선택적으로 열리거나 닫힌다. 3개의 조절된 전압을 갖는 예가 도시되어 있지만, MLS DC-DC 변환기(1073)는 더 많거나 더 적은 조절된 전압들을 생성하도록 구현될 수 있다.
도시된 실시예에서, MLS DC-DC 변환기(1073)는 배터리 전압(VBATT)보다 큰 조절된 부스트 전압들 및/또는 배터리 전압(VBATT)보다 낮은 조절된 벅 전압들을 생성하도록 동작가능한 벅-부스트 변환기로서 동작한다. 그러나, 다른 구현들이 가능하다.
도 11은 MLS DC-DC 변환을 위한 타이밍의 일 예의 개략도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 조절 사이클들의 폭은 MLS DC-DC 변환에 의해 생성된 조절된 전압들의 전압 레벨을 제어하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 MLS 조절된 전압은 기간 t1과 연관될 수 있는 반면, 제2 조절 전압은 상이한 기간 t2와 연관될 수 있다. 또한, 비중첩 기간 tovlp는 상이한 전압 레벨들 사이의 크로바 전류들(crowbar currents)을 회피하기 위해 이용될 수 있다.
본 명세서의 특정 구현들에서, 하나 이상의 조절 기간(예를 들어, t1 및/또는 t2) 및/또는 하나 이상의 비중첩 기간(예를 들어, tovlop)은 디지털적으로 제어가능하다. 특정 구현들에서, 지연들은 디지털 상태 머신 및/또는 다른 적절한 회로에 기반하여 제어된다.
MLS DC-DC 변환에 의해 생성된 조절된 전압들은 변조기에 의해 변조기 출력 필터에 선택적으로 제공될 수 있다. 도시된 예에서, 변조기 출력 필터는 션트 커패시터들(C1 및 C2) 및 직렬 인덕터들(L1 및 L2)을 포함하는 것으로 도시된다. 그러나, 변조기 출력 필터들의 다른 구현들이 가능하다.
도 12는 연속파 신호에 대한 MLS 포락선 추적의 일 예의 개략도이다. 도시된 예는 약 100MHz의 주파수 및 약 10ns의 대응하는 기간을 갖는 연속파 신호에 대한 것이다. 신호에 대한 적절한 MLS 전압 레벨들의 예들이 도시된다.
결론
전술한 실시예들 중 일부는 모바일 디바이스들과 관련된 예들을 제공하였다. 그러나, 이러한 실시예들의 원리들 및 이점들은 포락선 추적을 필요로 하는 임의의 다른 시스템들 또는 장치에 이용될 수 있다.
맥락상 명확하게 달리 요구하지 않는 한, 상세한 설명 및 청구항들 전반에 걸쳐, 단어들 "포함한다", "포함하는" 등은 배타적이거나 망라적 의미와는 대조적으로 포함적인 의미; 즉, "을 포함하지만 이에 제한되지 않는"의 의미로 해석되어야 한다. 단어 "결합된"이란, 일반적으로 본 명세서에서 사용될 때, 직접 접속되거나 하나 이상의 중간 요소에 의해 접속될 수 있는 2개 이상의 요소를 말한다. 마찬가지로, 단어 "접속된"이란, 일반적으로 본 명세서에서 사용될 때, 직접 접속되거나, 하나 이상의 중간 요소에 의해 접속될 수 있는 2개 이상의 요소를 말한다. 추가적으로, 단어들 "본 명세서에서", "위에서", "아래에서" 그리고 유사한 의미의 단어들은, 본 출원에서 사용될 때, 본 출원의 임의의 특정한 부분들이 아니라 본 출원을 전체로서 지칭할 것이다. 맥락이 허용하는 경우, 단수 또는 복수를 사용하는 위의 상세한 설명 내의 단어들은 또한 각각의 복수 또는 단수를 포함할 수 있다. 2개 이상의 항목의 리스트를 참조하는 단어 "또는"은 그 단어의 모든 다음의 해석들을 포괄한다: 그 리스트에서의 항목들 중 임의의 것, 그 리스트에서의 모든 항목들, 그 리스트에서의 항목들의 임의의 조합.
더욱이, 그 중에서도 특히, "~을 할 수 있다", "~일 수 있다", "예컨대", "예를 들어", "~와 같은" 등의 본 명세서에서 사용되는 조건부 언어는, 구체적으로 달리 언급하지 않는 한 또는 사용되는 맥락 내에서 달리 이해되지 않는 한, 일반적으로 특정 실시예들이 특정 특징들, 요소들 및/또는 상태들을 포함하지만, 다른 실시예들이 이들을 포함하지 않는다는 것을 전달하기 위한 것이다. 따라서, 이러한 조건부 언어는 일반적으로, 특징들, 요소들 및/또는 상태들이 하나 이상의 실시예에 대해 임의의 방식으로 요구되거나, 하나 이상의 실시예가 이들 특징들, 요소들 및/또는 상태들이 포함될지 또는 임의의 특정 실시예에서 수행될지를 저작자 입력이나 촉구에 관계없이 결정하기 위한 로직을 반드시 포함한다는 것을 암시하기 위한 것은 아니다.
본 발명의 실시예들의 위의 상세한 설명은 망라적이거나 또는 위에 개시되는 정확한 형태로 본 발명을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 발명의 특정 실시예들, 및 본 발명에 대한 예들이 예시의 목적으로 전술되었지만, 관련 기술분야의 통상의 기술자가 인식하는 바와 같이, 다양한 등가적 수정들이 본 발명의 범위 내에서 가능하다. 예를 들어, 프로세스들 또는 블록들이 주어진 순서로 제시되지만, 대안적인 실시예들이 상이한 순서로, 단계들을 가지는 루틴들을 수행하거나 블록들을 가지는 시스템들을 이용할 수 있고, 일부 프로세스들 또는 블록들은 제거되고, 이동되고, 추가되고, 세분되고, 조합되고/되거나 수정될 수 있다. 이러한 프로세스들 또는 블록들 각각은 다양하고 상이한 방식들로 구현될 수 있다. 또한, 프로세스 또는 블록들이 때때로 직렬로 수행되는 것으로 도시되었지만, 이들 프로세스들 또는 블록들은 그 대신에 병렬로 수행되거나, 상이한 시간들에서 수행될 수 있다.
본 명세서에 제공되는 본 발명의 교시들이 반드시 전술한 시스템이 아니라, 다른 시스템들에도 적용될 수 있다. 전술한 다양한 실시예들의 요소들 및 동작들은 조합되어 추가적인 실시예들을 제공할 수 있다.
본 발명들의 특정 실시예들이 설명되었지만, 이들 실시예들은 단지 예로서 제시되어 있으며, 본 개시내용의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 사실상, 본 명세서에서 설명된 신규한 방법들 및 시스템들은 다양한 다른 형태들로 구현될 수 있으며, 더욱이 본 명세서에 설명되는 방법들 및 시스템들의 형태에서의 다양한 생략들, 치환들 및 변경들은 본 개시내용의 사상으로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 첨부된 청구항들 및 그 등가물들은 본 개시내용의 범위 및 사상 내에 드는 이러한 형태들 또는 수정들을 포괄하도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 포락선 추적 시스템으로서,
    라디오 주파수 신호를 증폭하고 전력 증폭기 공급 전압으로부터 전력을 수신하도록 구성된 전력 증폭기; 및
    상기 라디오 주파수 신호의 포락선에 대응하는 포락선 신호에 기반하여 상기 전력 증폭기 공급 전압을 생성하도록 구성된 포락선 추적기
    를 포함하고, 상기 포락선 추적기는 복수의 조절된 전압을 출력하도록 구성된 DC-DC 변환기, 상기 복수의 조절된 전압 및 상기 포락선 신호에 기반하여 상기 전력 증폭기 공급 전압을 제어하도록 구성된 변조기, 및 상기 라디오 주파수 신호의 전력 레벨에 기반하여 상기 복수의 조절된 전압 중 적어도 하나의 전압 레벨을 제어하도록 구성된 스위칭 포인트 적응 회로를 포함하는, 포락선 추적 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 포인트 적응 회로는 상기 라디오 주파수 신호의 상기 전력 레벨에 기반하여 상기 복수의 조절된 전압 각각의 상기 전압 레벨을 제어하도록 구성되는, 포락선 추적 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 포인트 적응 회로는 전송 프레임 또는 전송 심볼 중 적어도 하나에 대한 신호 전력 값에 기반하여 상기 라디오 주파수 신호의 전력 레벨을 추정하도록 구성된 전력 추정 회로를 포함하는, 포락선 추적 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 신호 전력 값은 평균 전력을 나타내는, 포락선 추적 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 신호 전력 값은 피크 전력을 나타내는, 포락선 추적 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 스위칭 포인트 적응 회로는 상기 신호 전력 값과 연관된 복수의 원하는 전압 레벨을 추정하도록 구성된 전압 추정 회로를 더 포함하는, 포락선 추적 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스위칭 포인트 적응 회로는 상기 복수의 원하는 전압 레벨 중 대응하는 것을 각각 갖는 상기 복수의 조절된 전압을 출력하도록 상기 DC-DC 변환기를 제어하도록 구성된 프로그래밍 회로를 더 포함하는, 포락선 추적 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    2개 이상의 라디오 주파수 신호를 증폭하도록 구성된 2개 이상의 전력 증폭기를 포함하고, 상기 포락선 추적기는 상기 복수의 조절된 전압을 수신하고 변조를 제공하여 상기 2개 이상의 전력 증폭기 중 대응하는 것에 대한 공급 전압을 생성하도록 각각 구성된 2개 이상의 변조기를 포함하는, 포락선 추적 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스위칭 포인트 적응 회로는 상기 2개 이상의 라디오 주파수 신호의 최대 전력 레벨에 기반하여 상기 전압 레벨을 제어하도록 구성되는, 포락선 추적 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 조절된 전압 각각은 상이한 전압 레벨을 갖는, 포락선 추적 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 변조기는 상기 변조기의 출력과 상기 복수의 조절된 전압 중 대응하는 것 사이에 각각 결합된 복수의 스위치를 포함하는, 포락선 추적 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 변조기의 출력과 상기 전력 증폭기 공급 전압 사이에 접속된 변조기 출력 필터를 더 포함하고, 상기 변조기 출력 필터는 적어도 하나의 직렬 인덕터 및 적어도 하나의 션트 커패시터를 포함하는, 포락선 추적 시스템.
  13. 모바일 디바이스로서,
    라디오 주파수 전송 신호를 생성하도록 구성된 트랜시버;
    상기 라디오 주파수 전송 신호를 증폭하고 전력 증폭기 공급 전압으로부터 전력을 수신하도록 구성된 전력 증폭기를 포함하는 프론트 엔드 회로; 및
    상기 라디오 주파수 전송 신호의 포락선에 대응하는 포락선 신호에 기반하여 상기 전력 증폭기 공급 전압을 생성하도록 구성된 포락선 추적기를 포함하는 전력 관리 회로
    를 포함하고, 상기 포락선 추적기는 복수의 조절된 전압을 출력하도록 구성된 DC-DC 변환기, 상기 복수의 조절된 전압 및 상기 포락선 신호에 기반하여 상기 전력 증폭기 공급 전압을 제어하도록 구성된 변조기, 및 상기 라디오 주파수 전송 신호의 전력 레벨에 기반하여 상기 복수의 조절된 전압 중 적어도 하나의 전압 레벨을 제어하도록 구성된 스위칭 포인트 적응 회로를 포함하는, 모바일 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 스위칭 포인트 적응 회로는 전송 프레임 또는 전송 심볼 중 적어도 하나에 대한 신호 전력 값에 기반하여 상기 라디오 주파수 전송 신호의 전력 레벨을 추정하도록 구성된 전력 추정 회로를 포함하는, 모바일 디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 스위칭 포인트 적응 회로는 상기 신호 전력 값과 연관된 복수의 원하는 전압 레벨을 추정하도록 구성된 전압 추정 회로를 더 포함하는, 모바일 디바이스.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 스위칭 포인트 적응 회로는 상기 복수의 원하는 전압 레벨 중 대응하는 것을 각각 갖는 상기 복수의 조절된 전압을 출력하도록 상기 DC-DC 변환기를 제어하도록 구성된 프로그래밍 회로를 더 포함하는, 모바일 디바이스.
  17. 제13항에 있어서,
    2개 이상의 라디오 주파수 전송 신호를 증폭하도록 구성된 2개 이상의 전력 증폭기를 포함하고, 상기 포락선 추적기는 상기 복수의 조절된 전압을 수신하고 변조를 제공하여 상기 2개 이상의 전력 증폭기 중 대응하는 것에 대한 공급 전압을 생성하도록 각각 구성된 2개 이상의 변조기를 포함하는, 모바일 디바이스.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 스위칭 포인트 적응 회로는 상기 2개 이상의 라디오 주파수 전송 신호의 최대 전력 레벨에 기반하여 상기 전압 레벨을 제어하도록 구성되는, 모바일 디바이스.
  19. 포락선 추적의 방법으로서,
    전력 증폭기를 이용하여 라디오 주파수 신호를 증폭하는 단계;
    전력 증폭기 공급 전압을 이용하여 상기 전력 증폭기에 전력을 공급하는 단계;
    DC-DC 변환기로부터 복수의 조절된 전압을 출력하는 단계;
    변조기를 이용하여 상기 복수의 조절된 전압 및 포락선 신호에 기반하여 상기 전력 증폭기 공급 전압을 제어하는 단계 ― 상기 포락선 신호는 상기 라디오 주파수 신호의 포락선에 대응함 ―; 및
    상기 라디오 주파수 신호의 전력 레벨에 기반하여 상기 복수의 조절된 전압 중 적어도 하나의 전압 레벨을 제어하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    전송 프레임 또는 전송 심볼 중 적어도 하나에 대한 신호 전력 값에 기반하여 상기 라디오 주파수 신호의 전력 레벨을 추정하는 단계, 및 상기 신호 전력 값과 연관된 복수의 원하는 전압 레벨을 추정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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