KR100232876B1

KR100232876B1 - 듀얼밴드 셀룰라폰에서 아날로그/디지털 변환기의 샘플링클럭 생성장치 및 방법

Info

Publication number: KR100232876B1
Application number: KR1019970017553A
Authority: KR
Inventors: 옥광만
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-05-07
Filing date: 1997-05-07
Publication date: 1999-12-01
Also published as: KR19980082566A

Abstract

가.청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

듀얼밴드 셀룰라폰에서 아날로그/디지털 변환기의 샘플링클럭를 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

듀얼밴드를 고려한 기준 주파수를 발생하는 온도보정 수정발진기를 이용하여 샘플링클럭을 생성시키는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

다. 발명의 해결방법의 요지

샘플링클럭에 의해 샘플링하여 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 아날로그/디지털 변환기를 구비한 듀얼밴드 디지털 셀룰라폰에서 상기 샘플링클럭을 생성하는 장치에 있어서, 듀얼밴드를 고려한 기준 주파수를 발생하는 온도보상 수정발진기와, 상기 온도보상 수정발진기에 연결되어, 상기 온도보상 수정발진기로부터 출력된 상기 기준 주파수를 입력하여 상기 샘플링클럭을 발생하는 클럭발생부로 이루어짐을 특징으로 한다.

라. 발명의 중요한 용도

듀얼밴드 셀룰라폰에서 아날로그/디지털 변환기의 샘플링클럭 생성에 이용.

Description

듀얼밴드 셀룰라폰에서 아날로그/디지털 변환기의 샘플링클럭 생성장치 및 방법

본 발명은 듀얼밴드 셀룰라폰에서 아날로그/디지털(Analog/Digital; 이하 "A/D"라 한다) 변환기의 샘플링클럭을 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

디지털 셀룰라폰에서는 수신되는 아날로그 신호를 A/D 변환기를 사용하여 샘플링 및 디지털 변환을 수행한 후 디지털 신호처리를 통하여 기지국이 송신한 정보를 복원한다. 그리고 코드분할 다중접속 방식(Code Devision Multiple Acces: 이하 "CDMA"라 한다)의 셀룰라폰에서는 의사잡음(Pseudo-Noise: PN) 열(sequence)의 역확산(despreading)과정에서 정확한 동기를 획득하기 위하여 칩당 여러번의 샘플링을 취한다. 이러한 칩당 샘플링 수에 따라 CDMA 복조기의 성능이 달라질 수 있다. 그리고 구현상에서 발생할 수 있는 성능감소를 고려하여 수신되는 CDMA 신호의 A/D 변환시 칩당 8번의 샘플링을 취한다. 그러므로 샘플링클럭은 8배의 칩 레이트(chip rate)이다. 여기서 칩 레이트가 1.2288MHz이므로 샘플링클럭은 9.8304MHz가 된다. 그리고 이러한 샘플링클럭은 셀룰라폰 내부의 기준주파수로 사용되는 온도보상 수정발진기(Temperature Compensated Crystal Oscillator: 이하 "TCXO"라 한다) 주파수로부터 생성된다. 또한 통상적으로 TCXO 주파수는 10 ~ 20MHz 사이에서 선택되어 진다.

그리고 여기서 사용되는 듀얼밴드 셀룰라폰이란 800MHz 대역의 AMPS(advanced mobile phone service)와 1.8 ~ 2.0GHz 대역의 CDMA-PCS(code division multiple access - personal communications systems)라는 두가지 방식에서 통화가 가능한 셀룰라폰을 말한다. 그런데 여기서 AMPS는 채널 스패이싱(channel spacing)이 30KHz이고, CDMA-PCS는 채널 스패이싱이 50KHz이다. 그러므로 듀얼밴드 셀룰라폰에서 샘플링클럭을 생성하기 위해서는 30KHz의 배수가 되는 TCXO와, 50KHz의 배수가 되는 TCXO를 각각 사용하거나 30KHz와 50KHz의 공배수가 되는 150KHz의 배수가 되는 TCXO 주파수를 선택하여야 한다.

그러나 종래에는 샘플링클럭을 발생하기 위한 주파수로 하나의 밴드만을 고려한 30KHz의 배수인 19.68MHz의 TCXO 주파수를 이용하였다. 그러므로 AMPS에서는 문제가 없으나 CDMA-PCS에서는 샘플링클럭에 오차가 발생하여 성능이 저하되는 문제가 발생하였다.

따라서 본 발명의 목적은 듀얼밴드를 고려한 기준 주파수를 발생하는 TCXO를 이용하여 샘플링클럭을 생성시키는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 듀얼밴드 셀룰라폰에서 수신부의 개략적인 블록구성도.

도 2는 도 1의 클럭발생부의 상세 구성도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 듀얼밴드 셀룰라폰에서 아날로그/디지털 변환기의 샘플링클럭 생성 과정을 나타낸 흐름도.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 듀얼밴드 셀룰라폰에서 아날로그/디지털 변환기의 샘플링클럭 생성 과정을 나타낸 흐름도.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 듀얼밴드 셀룰라폰에서 수신부의 개략적인 블록구성도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 도면 참조번호 10은 안테나이다. 40은 TCXO로서, 시스템제어부의 제어를 받아 TCXO 주파수를 발생한다. 그리고 여기서 상기 TCXO 주파수는 하나의 설정된 주파수이다. 30은 위상동기루프(Phase Locked Loop: 이하 "PLL"라 한다)로서 상기 TCXO(40)과 연결되어 상기 TCXO 주파수를 받아 위상동기를 조절하여 출력한다. 20은 믹서(Mixer)로서 상기 안테나로부터 입력되는 무선신호와 상기 PLL(30)로부터 입력되는 두개의 주파수신호를 혼합하여 기저대역 수신신호를 출력한다. 50은 클럭발생부로서 상기 TCXO(40)와 연결되어 상기 TCXO 주파수를 입력하여 샘플링클럭을 생성하여 출력한다. 60은 A/D 변환기로서 상기 클럭변환기(50)에서 발생하는 샘플링클럭에 따라 믹서(20)로부터 입력되는 아날로그 신호를 샘플링하고 디지털 변환하여 시스템 제어 부로 출력한다.

도 2는 도 1의 클럭발생부의 상세 구성도를 나타낸 것이다.

도면을 참조하여 설명하면 도면 참조번호 52는 입력된 신호를 2분주하여 출력하는 2분주기이고, 53은 입력된 신호를 3분주하여 출력하는 3분주기이다. 54는 TCXO의 출력단과 2분주기의 입력단과 3분주기의 입력단에 연결되어 소정의 제어를 받아 상기 TCXO 주파수를 상기 2분주기와 3분주기로 스위칭하는 스위치이다. 51는 제어부로서 카운터를 포함한다. 상기 제어부(51)는 TCXO(40)과 같이 시스템 제어부의 제어를 받아 동작하며 설정된 횟수에 따라 카운터를 카운팅하여 상기 스위치(54)가 스위칭하도록 제어한다. 55는 필터로서 2분주기와 3분주기에서 출력되는 주파수를 필터링하여 고주파 잡음을 제거한다.

그리고 이하 도 3과 도 4의 흐름도는 듀얼밴드를 고려한 TCXO 주파수를 설정하여 샘플링클럭을 생성시키는 과정을 나타낸 것으로, 특히 150KHz의 배수인 19.8MHz를 TCXO 주파수로 설정하여 원하는 샘플링클럭인 9.8304MHz 클럭을 생성하는 과정을 나타낸 것이다. 19.8는 9.8304의 배수가 아니므로 2분주기만으로 19.8MHz TCXO 주파수로서 9.8304MHz 샘플링클럭을 생성할 수 없다. 그러므로 19.8을 9.8304로 나누면 2.014xxx가 되므로 2분주와 3분주를 섞으면 9.8304MHz 샘플링클럭을 생성할 수 있다. 그리고 19.8을 2019회 2분주하고 29회 3분주하면 평균적으로 9.8304MHz 클럭이 생성된다. 그러나 이러한 방식으로 생성된 클럭을 사용하여 샘플링을 하면 샐플링 과정에서 지터가 발생한다. 왜냐하면 19.8MHz를 2분주하면 9.9MHz의 클럭이 되고, 3분주하면 6.6MHz의 클럭이 되므로 9.8304MHz클럭으로 샘플링하는 경우와 비교하여 샘플링시점이 달라지기 때문이다. 그러므로 샘플링지터가 발생하더라도 지터량이 시스템의 성능에 영향을 미치지 않도록 샘플링 지터량을 줄여야 한다.

이러한 샘플링 지터량을 줄이기 위해 2019번의 2분주 사이에 일정 간격으로 3분주를 삽입한다. 그러면 2분주한 9.9MHz 클럭을 사용할 때 샘플링 시점이 빨라지고, 3분주한 6.6MHz 클럭을 사용할 때 샘플링 시점이 느려지기 때문에 샘플링 지터량이 줄어든다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 듀얼밴드 셀룰라폰에서 A/D 변환기의 샘플링클럭을 생성하는 과정을 나타낸 흐름도이다.

이하 상기한 도 1과 상기한 도 2의 구성에 의거하여 상세히 설명한다.

무선신호가 입력되면 시스템제어부에서는 TCXO(40)와 클럭발생부(50)로 동작신호를 보낸다. 그러면 TCXO(40)는 19.8MHz 클럭을 발생하여 클럭발생부(50)로 출력한다. 그러면 제100단계에서 동작신호가 입력되면 제어부(51)는 제110단계에서 먼저는 2분주기(52)로 TCXO(40)의 출력단을 연결시킨다. 그런 후에 제120단계에서 제어부(51)는 카운터를 카운팅하여 70회가 되면 제130단계에서 제2분주기(52)에서 제3분주기(53)로 스위칭한다. 그런 후에 카운팅하여 제140단계에서 1회 카운팅되면 상기 제110단계로 돌아가 상기 제140단계까지의 과정을 재수행한다. 제150단계에서 제어부(51)는 제110단계에서 제140단계의 과정이 28회 반복하여 재수행되면 제160단계에서 3분주기(53)에 연결된 스위치(54)를 2분주기(52)로 스위칭한다. 그런 후에 제170단계에서 제어부(51)는 카운팅하여 59회가 되면 제180단계에서 제2분주기(52)에서 제3분주기(53)로 스위치(54)를 스위칭한다. 그런 후에 제190단계에서 제어부(51)는 1회 카운팅한 후에 다시 제110단계로 돌아가 재수행한다.

상기한 바와 같이 상기 도 3의 실시 예는 2분주를 70번 수행한 후 3분주를 한번 수행한다. 이러한 과정을 28회 반복 수행한 후 2분주를 59번 수행하고 마지막으로 3분주를 한번 수행한다. 그러면 이때 발생하는 최대 샘플링 지터량은 약1/1138 Tc이다. 2분주를 70번 수행하는 동안 샘플링 지터가 누적되다가 3분주를 1번 수행하면서 주적되었던 샘플링 지터가 제거된다. 이때 최대 샘플링 지터량은 약70/1138 Tc가 되어 결국 1/16.26 Tc가 된다. 여기서 상기 샘플링 지터량 1/16.26 Tc는 통상적으로 종래의 샘플링 클럭에 사용되었던 허용 지터량이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 듀얼밴드 셀룰라폰에서 A/D 변환기의 샘플링클럭을 생성하는 과정을 나타낸 흐름도이다.

이하 상기한 도 2와 상기한 도 3의 구성을 참조하여 상세히 설명한다.

무선신호가 입력되면 시스템제어부에서는 TCXO(40)와 클럭발생부(50)로 동작신호를 보낸다. 그러면 TCXO(40)는 19.8MHz 클럭을 발생하여 클럭발생부(50)로 출력한다. 그러면 제200단계에서 동작신호가 입력되면 제어부(51)는 제210단계에서 먼저는 2분주기(52)로 TCXO(40)의 출력단을 연결시킨다. 그런 후에 제220단계에서 제어부(51)는 카운터를 카운팅하여 35회가 되면 제230단계에서 2분주기(52)에서 제3분주기(53)로 스위칭한다. 그런 후에 제240단계에서 제어부(51)는 1회 카운트한 후에 제250단계에서 3분주기(53)에서 2분주기(52)로 스위치(54)를 스위칭한다. 그런 후에 제260단계에서 제어부(51)는 70회 카운팅한 후에 제270단계에서 2분주기(52)에서 3분주기(53)로 스위치(54)를 스위칭한다. 그런 후에 제280단계에서 1회 카운팅 한 후에 상기 제250단계로 돌아가 제290단계에서 28회가 되도록 반복 수행한다. 상기 제290단계에서 28회 반복 수행한 후 제300단계에서 제어부(51)는 3분주기(53)에서 2분주기(52)로 스위치(54)를 스위칭하고 제310단계에서 24회 카운팅 한 후 다시 제210단계로 돌아간다.

상기한 바와 같이 도 4의 다른 실시 예는 상기 도 3의 흐름도에서 3분주 지점들을 35지점 만큼 앞당기는 것이다. 따라서 처음에는 2분주를 35번 수행한 후 1번 3분주를 수행한다. 그런 후에 70번의 3분주와 1번의 3분주를 28번 반복 수행한 다. 그리고 마지막으로 24번의 2분주를 수행한다. 그러면 이때 최대 샘플링 지터량은 약35/1138 Tc이므로 1/32.5 Tc가 된다. 따라서 상기 도 3보다 지터가 더 적은 양이 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 듀얼밴드를 고려한 샘플링클럭을 생성하고, 이를 이용하여 디지털 변환함으로써 수신 성능을 향상 시킬 수 있다.

Claims

샘플링클럭에 의해 샘플링하여 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 아날로그/디지털 변환기를 구비한 듀얼밴드 디지털 셀룰라폰에서 상기 샘플링클럭을 생성하는 장치에 있어서,

듀얼밴드를 고려한 기준 주파수를 발생하는 온도보상 수정발진기와,

상기 온도보상 수정발진기에 연결되어, 상기 온도보상 수정발진기로부터 출력된 상기 기준 주파수를 입력하여 상기 샘플링클럭을 발생하는 클럭발생부로 이루어짐을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 클럭발생부가,

상기 기준 주파수를 입력받아 2분주하여 상기 아날로그/디지털 변환기로 출력하는 2분주기와,

상기 기준 주파수를 입력받아 3분주하여 상기 아날로그/디지털 변환기로 출력하는 3분주기와,

상기 온도보정 수정발진기와 상기 2분주기와 상기 3분주기에 연결되어, 소정의 제어를 받아 상기 온도보정 수정발진기를 상기 2분주기나 상기 3분주기로 스위칭하는 스위치와,

카운터를 구비하고, 상기 카운터를 카운팅하여 설정된 회수가 되면 상기 스위치를 제어하여 상기 온도보정 수정발진기를 상기 2분주기나 상기 3분주기로 스위칭하는 제어부로 이루어짐을 특징으로 하는 장치.
제2항에 있어서,

상기 2분주기와 상기 3분주기의 출력단에 입력단이 연결되과 상기 아날로그/디지털 변환기에 출력단이 연결되어, 필터링하여 고주파 잡음을 제거하는 필터를 더 구비함을 특징으로 하는 장치
제1항에 있어서,

상기 듀얼밴드를 고려한 기준 주파수가 19.8 메가 헤르쯔를 이용함을 특징으로 하는 장치.
아날로그/디지털 변환기와, 듀얼밴드를 고려한 기준 주파수인 19.8 메가 헤르쯔 클럭을 발생하는 온도보정 수정발진기와, 출력단이 상기 아날로그/디지털 변환기에 연결된 2분주기와 3분주기와, 상기 온도보정 수정발진기를 상기 2분주기나 상기 3분주기로 스위칭하는 스위치와 카운터를 구비한 듀얼밴드 셀룰라폰에서 상기 샘플링클럭을 생성하는 방법에 있어서,

상기 19.8메가 헤르쯔 클럭이 입력되면 2분주를 59번 수행한 후 3분주를 한번 수행하는 제1과정과,

상기 제1과정을 수행한 후 상기 제1과정을 27회 반복수행하는 제2과정과,

상기 제2과정을 수행한 후 2분주를 59번 수행하고 3분주를 한번 수행하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
아날로그/디지털 변환기와, 듀얼밴드를 고려한 기준 주파수인 19.8 메가 헤르쯔 클럭을 발생하는 온도보정 수정발진기와, 출력단이 상기 아날로그/디지털 변환기에 연결된 2분주기와 3분주기와, 상기 온도보정 수정발진기를 상기 2분주기나 상기 3분주기로 스위칭하는 스위치와 카운터를 구비한 듀얼밴드 셀룰라폰에서 상기 샘플링클럭을 생성하는 방법에 있어서,

상기 19.8메가 헤르쯔 클럭이 입력되면 2분주를 35번 수행한 후 3분주를 한번 수행하는 제1과정과,

상기 제1과정을 수행한 후 2분주를 70번 수행하고 3분주를 1번 수행하는 제2과정과,

상기 제2과정을 수행한 후 상기 제2과정을 27번 반복 수행하는 제3과정과,

상기 제3과정을 수행한 후 2분주를 24번 수행하는 제4과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.