KR100375707B1 - 무선 송수신기와 전세계 측위 시스템 수신기 간의 무선 이동 단말기에서 기준 주파수 신호를 공유하는 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기는 무선 송수신기 전세계 측위 시스템(GPS) 수신기를 구비하는데, 상기 무선 송수신기 및 상기 GPS 수신기는 주파수 기준 신호를 공유한다. 제 1 국부 발진기가 GPS 신호의 신호 처리용 중간 주파수로 신호 변환시키기 위하여 주파수 기준 신호는 정수배 승산된다. 게다가, 제2 국부 발진기가 제 2 중간 주파수로 변환시키기 위하여 주파수 기준 신호는 또한 저주파수로 제산된다. 주파수 기준 신호는 또한 제산되어, GPS 수신기에서의 아날로그 대 디지털 변환기 샘플링 신호와 같은 다른 신호 처리를 하는데 필요한 주파수를 생성한다. 무선 송수신기의 주파수 합성 메카니즘내의 상이한 위치로부터 주파수 기준 신호를 얻을 수 있다. 예컨대, 한 실시예에 있어서, 주파수 기준 신호는 기준 발진기 신호이고, 다른 실시예에 있어서, 주파수 기준 신호는 무선 주파수 신호이며, 또 다른 실시예에 있어서, 주파수 기준 신호는 무선 주파수 제어 신호이다. 주파수 에러는 기지국 반송파에 동기화됨으로써 주파수 기준 신호로부터 제거될 수 있다.

Description

무선 송수신기와 전세계 측위 시스템 수신기 간의 무선 이동 단말기에서 기준 주파수 신호를 공유하는 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR SHARING REFERENCE FREQUENCY SIGNALS WITHIN A WIRELESS MOBILE TERMINAL BETWEEN A WIRELESS TRANSCEIVER AND A GLOBAL POSITIONING SYSTEM RECEIVER}

무선 통신 시스템은 통상 정해진 지리적 영역내 다수의 가입자에게 음성 및 데이터 통신을 제공하도록 이용된다. 예컨대, 지정된 AMPS, ETACS, NMT-450 및 NMT-900등의 아날로그 셀룰라 무선전화 시스템은 전세계에 성공적으로 보급되어 왔다. 최근, 북미에서 지정된 IS-54B(및 그 다음 세대의 IS-136) 및 유럽의 GSM과 같은 디지털 셀룰라 무선 전화 시스템이 개발되어 현재 보급되고 있다. 이들 시스템 및 그외 다른 시스템은 예를들어 1993년에 Artech House, Norwood, MA에서 발행된 Balston 등에 의한, 제목이 Cellular Radio Systems인 서적에 기술되어 있다. 상기 시스템 이외에, 개인용 휴대 통신 서비스(PCS)로 언급된 진보된 시스템이 실시되고 있다. 현재의 PCS 시스템의 예로서 북미의, IS-95, PCS-1900 및 PACS와, 유럽의 DCS-1800 및 DECT와, 그리고 일본의 PHS를 들수있다. 이들 PCS 시스템은 약 2 기가 헤르츠(GHz) 대역의 무선 스펙트럼에서 동작하고, 전형적으로 음성 및 고 비트율 데이터 통신용으로 이용된다.

도 1은 상술된 무선 통신 표준중 임의의 한 표준을 수행할 수 있는 종래의 지상 무선 통신 시스템(20)을 도시하고 있다. 무선 시스템은 기지국(26) 및 이동 교환실(MTSO)(28)에 의해 서비스되는 다수의 셀(24)과 통신하는 하나 이상의 무선 이동 단말기(22)를 구비할 수 있다. 도 1에 단지 3개의 셀만이 도시되었지만, 전형적인 셀룰라 무선 전화망은 수백개의 셀들을 포함할 수 있고 하나 이상의 MTSO(28)를 포함 할 수 있고 수천의 무선 이동 단말기들(22)에 서비스 할 수 있다.

이 셀(24)은 일반적으로 통신 시스템에서 노드로서 작용하며, 이 시스템으로부터의 링크는 셀(24)에 서비스하는 기지국(26)에 의해서 무선 이동 단말기(22)와 MTSO(28) 사이에 설정된다. 각 셀(24)은 하나이상의 전용 제어 채널 및 하나이상의 트래픽 채널에 할당될 것이다. 제어 채널은 셀 식별 정보 및 페이징 정보를 송신하기 위해 이용되는 전용 채널이다. 트래픽 채널은 음성 및 데이터 정보를 반송한다. 통신 시스템(20)을 통해, 이중 무선 통신 링크(30)는 공중 회선 교환 전화망(PSTN)(34)을 경유하여 두 개의 무선 이동 단말기(22)사이에서 또는 무선 이동 단말기(22) 및 유선 전화 유저(32)사이에 설치될 수 있다. 기지국(26)의 기능은 통상적으로 셀(24) 및 무선 이동 단말기(22)간의 무선 통신을 처리하는 것이다. 이 성능에서, 기지국(26)은 주로 데이터 및 음성 신호용 중계국으로서 기능한다.

도 2는 종래의 천체 무선 통신 시스템(celestial wireless communication system)(120)을 도시하고 있다. 이 천체 무선 통신 시스템(120)은 도 1의 종래의 지상 무선 통신 시스템(20)에 의해 수행되는 기능과 유사한 기능을 수행하도록 이용될 수 있다. 특히, 천체 무선 통신 시스템(120)은 전형적으로 하나이상의 지구국(127) 및 위성 무선 이동 단말기(122)간의 릴레이 또는 트랜스폰더(transponder)로서 작용하는 하나이상의 위성(126)을 구비하고 있다. 이 위성(126)은 이중 통신 링크(130)를 통해서 위성 무선 이동 단말기(122) 및 지구국(127)과 통신한다. 각 지구국(127)은 PSTN(132)에 접속되어, 무선 이동 단말기들(122)간을 통신시키고, 무선 이동 단말기(122) 및 종래의 지상 무선 이동 단말기(22)(도 1) 또는 유선 전화(32)(도 1)간을 통신시킨다.

천체 무선 통신 시스템(120)은 시스템에 의해서 서비스되는 전지역을 커버하는 단일 안테나 빔을 이용할 수 있고, 또는 도 2에 도시한 바와 같이, 천체 무선 통신 시스템(120)은 다수의 최소로 중첩하는 빔(134)을 발생시키도록 설계될 수 있는데, 상기 각각의 빔은 시스템의 서비스 영역내 특정 지리적 유효범위 영역(coverage area)(136)을 서비스한다. 위성(126) 및 유효범위 영역(136)은 지상 무선 통신 시스템(20)의 기지국(26) 및 셀(24) 각각의 기능과 유사한 기능을 제공한다.

따라서, 천체 무선 통신 시스템(12)은 종래의 지상 무선 통신 시스템에 의해 수행된 기능과 유사한 기능을 수행하도록 이용될 수 있다. 특히, 천체 무선전화 통신 시스템(120)은 특히 광범위한 지역에 걸쳐서 사람들이 드문드문 분포되어 있거나, 울퉁불퉁한 지형으로 인해 종래의 유선 전화 또는 지상 무선 하부구조를 기술적으로 또는 경제적으로 실행하기 곤란한 영역에서 특히 유용하다.

무선 통신 산업은 계속해서 발전되어 가고 있기 때문에, 다른 기술은 부가 가치 서비스를 제공하기 위해 이 통신 시스템 내에 통합되어 가는 경향이 있다. 고려할 수 있는 이와 같은 기술중 하나로서 전세계 측위 시스템(GPS)을 들수있다. 그러므로, GPS 수신기가 통합된 무선 이동 단말기를 제공하는 것이 바람직하다.유럽 특허 출원 제 0467651 A1은 위성 통신 시스템과 통신하는 가입자 유닛을 설명하고 있다. 이 가입자 유닛은 위성 통신 시스템의 위성으로부터 디지털 데이터를 수신하여 송신한다. 게다가, 가입자 유닛은 자신의 위치를 자체 결정하여 위성 통신 시스템의 위성으로 이 위치를 송신한다. 이와 같은 방식으로, 위성 통신 시스템은 각 가입자 유닛의 위치를 인식함으로써 통신을 보다 효율적으로 설정할 수 있다. 게다가, 가입자 유닛의 위치는 수신된 전세계 측위 시스템 신호로부터 자동적으로 결정되어, 재산 관리, 탐색 및 구조 작용과 같은 그외 다른 이용을 위하여 위성 통신 시스템에 보고된다.공개된 국제 출원 WO 96/08883에 지상 기반 셀룰라 망 및 궤도를 선회하는 위성 시스템을 통한 동작간을 스위칭할 수 있는 무선 전화기가 서술되어 있다. 제 1 안테나 및 무선 주파수 회로는 지상-기반 망으로부터 전송된 신호를 수신하고 나서 수치 복호화를 위한 제 1 상태 신호를 형성한다. 제 2 안테나 및 무선 주파수 회로는 궤도를 선회하는 위성 시스템으로부터 전송된 신호를 수신하고 나서 수치 복호화를 위한 제 2 상태 신호를 형성한다. 수치 복호기는 제 1 상태 신호 또는 제 2 상태 신호중 한 신호를 처리하여, 자동 주파수 제어신호를 제공한다. 자동 주파수 제어 신호에 의해 제어되는 기준 주파수 발진기는 기준 주파수 신호를 제공한다. 기준 주파수를 이용하고, 제 1 무선 주파수 회로에 접속된 제 1 프로그램 가능한 주파수에서의 제 1 출력을 가지는 무선 주파수 합성기는 지상-기반 망의 채널 주파수 수신을 결정하고 제 2 무선 주파수 회로에 접속된 제 2 프로그램 가능 주파수에서의 제 2 출력은 궤도를 선회하는 위성 시스템의 채널 주파수 수신을 결정한다.

본 발명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것이며, 특히 무선 통신 시스템의 무선 이동 단말기용 수신기에 관한 것이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 지상 무선 통신 시스템을 예시하는 도면,

도 2는 종래의 기술에 따른 천체 무선 통신 시스템을 예시하는 도면,

도 3은 본 발명에 따른 무선 이동 단말기의 기능적인 구성요소들을 예시하는 개략적인 블록도,

도 4는 본 발명에 따른 무선 이동 단말기의 제 1 실시예에 의한 기능적인 구성요소를 예시하는 개략적인 블록도,

도 5는 도 4의 제 1 실시예에 따른 신호 변환 GPS 수신기를 예시하는 개략적인 블록도,

도 6은 도 4의 제 1 실시예에 따른 GPS 수신기를 갖춘 이중-변환 수신기를 예시하는 개략적인 블록도,

도 7은, 신호 변환 GPS 수신기가 나와 있는, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무선 이동 단말기의 기능적인 구성요소를 예시하는 개략적인 블록도,

도 8은, 본 발명의 제 2 실시예에 따른, 이중 변환 GPS 수신기를 포함하는 무선 이동 단말기를 예시하는 개략적인 블록도,

도 9는 본 발명에 따른 위상 동기 루프 회로를 예시하는 개략적인 블록도,

도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 주파수 합성 메카니즘을 예시하는 개략적인 블록도,

도 11은, GPS 수신기가 나와 있는, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 무선 이동 단말기의 기능적인 구성요소의 개략적인 블록도,

도 12는, 이중-변환 GPS 수신기가 나와 있는, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 무선 이동 단말기의 기능적인 구성요소의 개략적인 블록도,

도 13은 본 발명에 따른 무선 이동 단말기의 동작 플로우 챠트,

도 14는 전세계 측위 시스템(GPS)을 예시하는 도면,

도 15는 도 8에 따른 무선 이동 단말기의 예에 대한 개략 블록도,

도 16a 및 도 16b는, 도 15의 실시예에 대한, 개방 루프 및 폐쇄 루프 응답을 도시적으로 예시하는 도면,

도 17은 도 9에 따른 무선 이동 단말기의 예에 대한 개략적인 블록도,

도 18a 및 도 18b는, 도 17의 실시예에 대한 개방 루프 및 폐쇄 루프 응답을 도식적으로 예시하는 도면.

따라서, 본 발명의 목적은 제조에 있어 경제적이고 동작에 있어 효율적으로 하기 위하여 전세계 측위 시스템(GPS) 수신기가 통합된 무선 이동 단말기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적 및 그외 다른 목적은 무선 이동 단말기에 의해 송신될 수 있는 위치 데이터를 발생시키기 위하여 GPS 수신기가 통합된 무선 통신 시스템의 무선 이동 단말기에 의해서 성취된다. "전세계 측위 시스템" 또는 "GPS"라는 용어는, 유럽의 GLONASS 위성 항법 시스템을 포함하는 지구상의 위치를 측정하는 공간-토대로한 시스템을 식별하기 위하여 이용된다는 것을 알 수 있을 것이다. 무선 이동 단말기에서, 무선 송수신기 및 GPS 수신기는 주파수 기준 신호를 공유한다. 이 구성은, 무선 송수신기 및 GPS 수신기의 중복된 구성요소의 감소와, 보다 적은 부품이 이용으로 인한 낮은 전력 소모와, 주파수 기준 신호의 정밀도에 기인한 GPS 수신기의 향상된 성능을 포함하는 여러 가지 장점을 가지고 있다.

특히, 본 발명을 따르면, 무선 통신 시스템의 무선 이동 단말기는 무선 송수신기 및 GPS 수신기를 구비하는데, 무선 송수신기 및 GPS 수신기는 주파수 기준 신호를 공유한다. 신호의 복조 및 처리시에 상기 주파수 기준 신호는 무선 송수신기에 의해 이용된다. 마찬가지로, 신호의 복조 및 처리시에 상기 주파수 기준 신호는 GPS 수신기에 의해서 이용된다.

본 발명의 양상을 따르면, 무선 송수신기 및 GPS 수신기에 의해 공유되는 주파수 기준 신호는 예를들면 온도 보상 기준 수정 발진기에 의해서 발생된 기준 발진기 신호이다. 기준 발진기 신호를 제 1 정수로 승산하고 제산함으로써 GPS 수신기에서 제 1 중간 주파수로의 신호 변환에 이용되는 제1 GPS 국부 발진기를 생성한다. 또한, 제2 변환 단계는 기준 발진기 신호를 제 2 정수(1을 포함할 수 있음)로 승산하고 제산함으로써 GPS 수신기에 통합되어, GPS 수신기에서 제2 중간 주파수로의 신호 변환에 이용되는 제 2 GPS 국부 발진기를 생성한다. 기준 발진기 신호는 또한 기준 발진기 신호를 제 3 정수(1을 포함할 수 있음)로 제산하고 승산함으로써 GPS 수신기에서 이용되어, 예를들어 아날로그 대 디지털 샘플링 신호와 같은 신호 처리에 이용되는 주파수를 발생시킨다. 다른 한편, 무선 송수신기는 주파수 기준 신호로서 기준 발진기 신호를 이용하는 주파수 합성기를 포함할 수 있다. 기준 발진기 신호의 정밀도는 기준 발진기 신호를 무선 통신 시스템의 기지국으로부터의 신호와 동기화시킴으로써 증가되어, GPS 수신기에 필요로 되는 신호 처리를 감소시킨다는 것을 알 수 있다.

본 발명의 또다른 양상을 따르면, 무선 송수신기 및 GPS 수신기에 의해 공유되는 주파수 기준 신호는 예를들면 무선 송수신기의 국부 발진기에 의해 발생된 무선 주파수 신호이다. 무선 주파수 신호는 제 1 정수로 승산하거나 제산함으로써, GPS 수신기의 제 1 중간 주파수로의 신호 변환에 이용되는 제 1 GPS 국부 발진기를 생성한다. 또한, 무선 주파수 신호는 제 2 정수로 승산하거나 제산함으로써, GPS 수신기의 제 2 중간 주파수로의 신호 변환에 이용되는 제2 GPS 국부 발진기를 생성한다. 이 GPS 수신기는 또한 제 3 정수로 무선 주파수 신호를 제산하거나 승산함으로써 무선 주파수 신호를 이용하여, 아날로그 대 디지털 샘플링 신호와 같은 신호 처리에 이용되는 주파수를 발생시킨다. 다른 한편으로, 무선 송수신기는 무선 송수신기내의 또다른 신호 처리 기능을 위한 무선 주파수 신호를 이용할 있지만, 송신 반송파 신호에 국한되지 않는다. 무선 주파수 신호는 무선 송수신기의 주파수 합성기의 출력으로부터 얻어질 수 있다. 따라서, 무선 송수신기의 주파수 합성기는 무선 모드 및 GPS 모드 둘중 하나로 동작할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 있어서, 주파수 기준 신호는 예를들어 무선 송수신기의 위상 동기 루프 회로에 의해서 발생된 무선 주파수 제어 신호이다. 무선 주파수 제어 신호는 GPS 수신기에 의해 이용되어 GPS 국부 발진기의 동작을 제어하고 무선 송수신기에 의해 이용되어 무선 송수신기 국부 발진기의 동작을 제어한다. GPS 수신기에서, GPS 국부 발진기는 제 1 정수로 승산되고 제산되고 중간 주파수로의 신호 변환에 이용되는 GPS 주파수 신호를 출력한다. 게다가, GPS 주파수 신호는 제2 중간 주파수로의 제2 변환에 이용되는 제2 정수로 승산하거나 제산될 수 있다. GPS 주파수는 또한 제 3 정수로써 승산하거나 제산함으로써 예를들면 아날로그 대 디지털 샘플링 신호와 같은 신호 처리에 이용되는 주파수를 발생시킨다. 다른 한편으로, 셀룰라 국부 발진기는 무선 송수신기 내에서 또다른 신호 처리 기능용인 무선 송수신기에 의해 이용되는 무선 주파수 신호를 출력하는데, 송신 반송파 신호에 국한되지 않는다. 무선 송수신기의 위상 동기 루프 회로는 셀룰라 모드 및 GPS 모드 둘중 한 모드로 동작하는 주파수 합성기를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 무선 이동 단말기내의 무선 송수신기 및 GPS 수신기간의 주파수 기준 신호를 공유하는 방법은, 상기 무선 송수신기에 의해서 주파수 기준 신호를 발생시키는 단계와 상기 GPS 수신기로 주파수 기준 신호를 제공하는 단계를 포함하고 있다.

게다가, 상기 방법은 주파수 기준 신호에 정수값을 승산하여 제 2 서브시스템에서의 신호 처리에 이용하는 단계를 포함할 수 있다. 유사하게, 상기 방법은 주파수 기준 신호를 정수 값으로 나눔으로써 제 2 서브시스템에서의 신호 처리시 이용하는 단계를 포함할 수 있다. 게다가, 상기 방법은 무선 송수신기 모드 및 GPS 모드 사이에서 주파수 합성 메카니즘의 동작을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명의 무선 이동 단말기는 많은 장점을 가지고 있다는 것을 충분히 알 수 있을 것이며, 이 장점들중 중 몇몇이 후술된다.

첫째, 본 발명에 따른 무선 이동 단말기는 상당히 편재되어 있는 무선 통신 시스템을 이용하여 아티클(articles)을 추적하는데 특히 유용하다. 이와 같은 방법으로 추적할 수 있는 아티클의 예로서 화물을 수송하는데 이용되는 철도 유개화차, 짐배 또는 트럭, 도난 차량, 그리고 사람을 들수 있다. 소정의 포맷으로 언급된 위치 데이터에 대한 요청과 더불어 무선 이동 단말기에 전화를 걸므로써, 무선 이동 단말기는 관련 GPS 수신기로부터 상기 정보를 수집하여 그 위치 데이터를 요청 엔티티(entity)에 다시 송신할 수 있다. 이 특징은 원격 측정법의 많은 응용에 대한 지식을 갖고 있는 사람들에 의해서 인지되는 바와같이 원격 측정법 시스템과 결합시 특히 바람직하다.

두 번째, 무선 이동 단말기는, 향상된 911(E911) 서비스의 제공시 특히 유용하다. GPS 수신기를 포함하는 E911 시스템은 911 호출이 자동으로 시작되어 자동차 소유자가 그들의 상태를 알려 적절한 도움을 요청하는 자동차 사고와 같은 여러 상황에서 유용하다. 이와 같은 상황에서, 자동차의 위치는 또한 911 운영자에게 자동으로 전송되어 자동차 소유주가 의식불명 상태이거나 911 운영자에게 그들의 위치를 효과적으로 알릴 수 없는 경우 응답 시간을 최소화시켜 사고 현장을 탐색하도록 한다.

세 번째, 본 발명에 따른 무선 이동 단말기는 유저의 위치가 알려져 있으므로 무선 통신망의 자원을 할당함에 있어서 특히 유용하다. 예컨대, 천체 무선 통신 시스템에 있어서, 위성은 상대적으로 넓은 지역으로 송신하기보다는 오히려 무선 이동 단말기에 신호를 송신하기 위한 펜슬 빔(pencil beam)을 이용할 수 있다. 이것은 위성에 의한 감소된 에너지 소모와 이용가능한 주파수 대역의 보다 큰 스펙트럼의 재이용하게 한다. 감소된 에너지 소모 및 보다 큰 스펙트럼의 재이용의 동일 한 결과는 셀내의 유저 위치가 알려지는 지상 무선 통신 시스템에서도 실현될 수 있다.

네 번째, 본 발명에 따른 무선 이동 단말기는 특히 중복되는 구성요소의 감소된 수로 인해 비용을 감소시키고 전력 소모를 적게하고 소형화시킨다는 점에서 유용하다.

당업자는 본 발명의 그외 다른 특징 및 장점을 다음의 도면 및 상세한 설명을 토대로 알수 있을 것이다. 이와 같은 부가적인 특징 및 장점은 첨부된 청구범위의 영역에 포함된다.

지금부터, 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하는 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은, 그러나 다른 형태로 실시될 수 있고, 본원에서 서술한 실시예에 제한을 두어 해석되어서는 안된다. 오히려, 본 실시예의 설명에 의해 본 발명의 개시를 보다 철저하고 완벽하게 이해할 수 있으며, 당업자는 본 발명의 범위를 보다 완벽하게 이해 할 수 있을 것이다. 본 발명의 원리를 보다 충분히 알수 있도록 하기 위하여, 도면의 구성요소들의 크기를 일정하게 도시하지 않았다. 또한, 동일한 참조 번호가 동일한 구성요소에 병기되어 있다.

1.시스템 아키텍쳐

도 3에 본 발명에 따른 무선 이동 단말기(150)가 도시되어 있다. 단말기(150)는 무선 통신 서브시스템(152)과 전세계 측위 시스템(GPS) 서브시스템(154)을 구비하고 있다. 무선 통신 서브시스템(152)은 특히 어떤 타입의 무선 통신망내의 무선 송수신기로서의 동작을 위해 구성될 수 있다. 예를들면, 무선 통신 서브시스템(152)은 셀룰라(디지털 또는 아날로그), 또는 개인용 휴대 통신 시스템(PCS)을 포함하는 배경부에서 논의되고 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같은 지상 또는 천체 무선망에서 동작하도록 구성될 수 있다. 이것은 국부 지역망 또는 광역망으로서의 동작을 위해 구성된 디지털 시스템을 포함한다. 따라서, 무선 통신 서브시스템(152)은 본 발명의 개시를 읽을때 당업자에게 명백한 바와같이 본 발명에 따라서 동작하는데 적합한 타입을 단지 도시한 것이다.

GPS 서브시스템(154)은 당업자에게 공지된 바와같이 GPS로 언급된 전세계 항법 시스템과 관련하여 동작하도록 구성되어 있다. 요약하면, 도 14에 도시된 바와 같이, GPS는 지구상의 어느곳의 위치를 측정하기 위하여 위성(302) 및 컴퓨터(308)을 이용하는 공간-기반 삼각측량 시스템이다. GPS는 우선 항법 시스템으로서 미국 국방부에 의해 방어 시스템으로서 개발되었다. 다른 육상-기반 시스템에 비해 이 항법 시스템의 장점은 유효범위에 있어서 제한받지 않는다는 것이며, 이것은 또한 기상 조건에 관계없이 연속적인 24시간 유효범위를 제공하고, 매우 정밀하다는 것이다. 최고 정밀도를 제공하는 GPS 기술은 군사용으로 계속 유지되어온 반면에, 보다 낮은 정밀도의 서비스는 민간용으로 이용되어 왔다. 동작시, 지구의 궤도를 선회하는 위성(302)의 성좌(constellation)(24)들은 GPS 무선 신호(304)를 연속적으로 방출한다. GPS 수신기(306) 예컨대 GPS 처리기를 갖춘 휴대용 무선 수신기는 가장 근접한 위성으로부터의 무선 신호를 수신하여 무선 신호가 GPS 위성으로부터 GPS 수신기 안테나로 이동하는데 걸리는 시간을 측정한다. 그 이동 시간에 광속도를 승산함으로써, GPS 수신기는 각 위성에 대한 범위를 가시적으로 계산할 수 있다. 위성의 궤도 및 속도를 포함하는 위성으로부터의 무선 신호에 제공되는 부가적인 정보로부터, GPS 처리기는 3각 측량 과정을 통해 GPS 수신기의 위치를 계산할 수 있다.

무선 통신 시스템(152)은 채널 부호화 및 인터리빙, 암호화, 변/복조, 디지털/아날로그 변환등의 처리 기능을 수행하는 처리기(156)를 포함한다. 프로세서(156)는, 자신의(156) 동작을 포함하여, 무선 통신 시스템(152)의 동작을 제어하는 마이크로콘트롤러(microcontroller)에 접속되어 있다. 무선 통신 서브시스템(152)은 송신 반송파, 수신기 국부 발진기 및 무선 통신 서브시스템(152)의 동작을 위해 필요한 다른 주파수를 발생시키는 주파수 합성 기능을 수행하는 주파수 합성 메카니즘(160)을 구비한다. 주파수 합성 메카니즘은 서로다른 실시예와 관계하여 이하에 보다 상세하게 설명한 바와 같은 주파수 기준 발진기(161) 및 위상 동기 루프 회로(162)를 포함하고 있다. 주파수 합성 메카니즘(160)에는 기저대역 주파수로부터 무선 주파수 반송파로의 신호 변환을 수행하기 위한 무선 주파수 송신기(163) 및 무선 주파수 반송파로부터 기저대역 주파수로의 신호 변환을 수행하는 무선 주파수 수신기(164)가 접속되어 있다. 듀플렉서(duplexer)(166)는 무선 안테나(168)상에서의 송수신 신호를 분리시킨다. 또한, 본원에 설명된 무선 통신 서브시스템(152)의 구성요소들은 단지 무선 통신망내의 무선 이동 단말기에서 발견되는 구성요소의 예이고, 이것이 본 발명의 범위를 제한하지는 않는다는 점에 유의하라.

GPS 서브시스템(154)은 GPS 수신기(170) 및 GPS 안테나(172)를 포함하고 있다. GPS 수신기(170)는 마이크로콘트롤러(158)에 접속된 링크(182) 및 주파수 합성 메카니즘(160)에 접속된 링크(184)에 의해 무선 통신 서브시스템(152)에 접속되어 있다. 간결성을 위하여, GPS 수신기가 마이크로콘트롤러(158)에 상호 접속되어 이동 무선 단말기에 GPS 수신기의 기능을 통합하여 키패드(도시되지 않음), 표시 장치(도시되지 않음), 및 처리기(156)와 같은 무선 이동 단말기(150) 및 GPS 수신기(170)간의 구성요소들을 공유한다는 것이 일반적으로 알려져 있다.

본 발명에 관련해서, 특히, 링크(184)는 주파수 합성 메카니즘(160) 및 GPS 수신기(170)를 상호접속시킴으로써, GPS 수신기와 주파수 합성 메카니즘(160)이 어느 한쪽의 서브시스템(152, 154)에 의한 신호의 처리 및 변조에 이용하기 위한 주파수 기준 신호를 공유할 수 있다. 본질적으로, 본 발명은, 두 개의 서브시스템(152, 154)을 단일 무선 이동 단말기(150)에 통합시켜 구성요소의 불필요한 중복을 방지하려고 할 경우, 송신 반송파, 수신 국부 발진, 및 그외 다른 주파수들을 발생시키는 등의 주파수 합성 기능을 공유하기 위해 제공된다. 이것이 비용을 감소시키고 회로 보드의 면적을 감소시키고, 회로 구성요소들의 수를 감소시키고 전력 소모를 감소시킨다. 주파수 기준 신호가 다음 각각의 실시예에서 무선 통신 서브시스템(152)에 의해 발생될지라도, 주파수 기준 신호는 GPS 수신기(170) 의 주파수 합성 회로에 의해 발생되어 무선 통신 서브시스템에 제공된다는 것에 유의하라.

이하의 실시예에서, 주파수 합성 메카니즘(160)을 포함하는 회로내의 다른 위치로부터 주파수 기준 신호를 얻는다. 예컨대, 하나의 실시예에서, 주파수 기준 신호는 주파수 기준 발진기에 의해서 발생되는 기준 발진기 신호이다. 다른 실시예에서, 주파수 기준 신호는 주파수 합성 메카니즘(160)의 위상 동기 루프 회로(162)에 의해 발생되는 무선 주파수 신호이다. 또 다른 실시예에서, 주파수 기준 신호는 GPS 수신기(170)내의 GPS 발진기에 제공되는 무선 주파수 제어 신호이다.

A.기준 발진기 신호의 실시예

본 발명의 이 실시예에 있어서, 주파수 기준 신호는 도 4에 도시된 바와 같은 주파수 합성 메카니즘(160)의 주파수 기준 발진기(190)에 의해서 발생되는 기준 발진기 신호이다. 이 기준 발진기 신호는 링크(184')를 통해 GPS 수신기(170)에 제공된다. 이 주파수 기준 발진기(190)는 처리기(156) 및 마이크로콘트롤러(158)에 클록을 제공하고, 하나이상의 주파수 합성기(192, 194)에 안정한 기준을 제공하기 위하여 이용될 수 있다. 주파수 합성기(192, 194)는 안정한 기준 주파수를 이용하여 무선 이동 단말기(150)에 있어서의 신호 처리를 위해 이용되는 다른 주파수를 합성한다. 주파수 기준 발진기(192)는 전압 제어 온도 보상 기준 수정 발진기로 실시된다. 본 실시예 뿐 아니라 이하에 설명할 다른 실시예에 있어서의 특별한 장점은 무선 통신 서브시스템(152)이 무선 통신 시스템(20, 120)의 기지국으로부터의 잠재적으로 매우 정밀한 반송파 신호(30, 130)와 주파수 동기될때 주파수 기준 발진기(190)에 있어서의 잠재적인 주파수 에러를 상당히 줄일 수 있다. 일단 무선 통신 서브시스템(152)이 기준 주파수 발진기에서 주파수 에러를 감소시키면, GPS 서브시스템은 GPS 위성 성좌로부터의 GPS 신호를 복조하기 위해 필요로되는 신호 처리량을 감소시키는 장점이 있다. 또한, 필요한 신호 처리 감소는 위치 해석을 보다 신속하게 하고 전력 소모를 작게한다.

이 실시예에 있어서, 주파수 합성 메카니즘(160)은 또한 주 주파수 합성기(192)와 관련하여, 위상 동기 루프 회로를 포함하는 제 1 루프 필터(196) 및 제 1 전압 제어 발진기(VCO)(198)를 포함한다. 제 2 위상 동기 루프 회로는 보조 주파수 합성기(194), 제 2 루프 필터(202) 및 제 2 VCO(204)로 형성된다. 두 위상 동기 루프의 무선 주파수 신호 출력은 혼합기(206)에 의해 결합되어 무선 이동 단말기(150)내의 다른 전기적인 구성요소로부터의 부하 추출(loading pulling) 및 고 주파수 피드백을 정정한다.

GPS 수신기(170)는 신호 처리에 있어서 다양한 방식으로 기준 발진기 신호를 이용할 수 있다. 예를들면, 기준 발진기 신호는 안정한 발진기로서 GPS 수신기(170)에 의해 이용되어 주파수 합성 회로에 의해 이용되는 기준 신호를 발생시킨다. 본원에서 "안정한"이라는 것은 기준 발진기 신호의 주파수가, 배터리 전압, 온도, 습도 등에 따라 심하게 변하지 않는다는 것을 의미한다. 따라서, 기준 발진기 신호는 GPS 수신기(170)에 전용되는 주파수 기준 발진기에 대한 필요성을 제거한다. 필요할 경우, 주파수 기준 신호를 정수로 승산하고 제산하여 GPS 수신기(170)에서 필요한 주파수를 얻을 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 기준 발진기 신호는 블록(210)에서 정수배로 승산하여 인입하는 신호를 혼합기(212)에서 중간 주파수로 변환하는 제 1 국부 발진기를 생성한다. 그리고나서, 중간 주파수 신호는 신호를 처리하여 위치 데이터를 도출하는 GPS 처리기(214)로 전송된다. 이 때에 GPS 처리기(214)의 동작은 무선 통신 서브시스템(152)의 처리기(156)에 통합되어 GPS 처리기(214)에 대한 필요성을 제거한다는 점에 유의하라. 또한, 링크(184')상의 기준 발진기 신호는 블록(216)에서 제산되어 다른 신호 처리를 위해 필요로되는 주파수를 발생시키는데, 이것은 아날로그 대 디지털 변환기의 샘플링 신호로 국한되지 않는다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 링크(184')상의 기준 발진기 신호는 블록(220)에서 제산되어 제2 국부 발진기 주파수를 발생시키고 나서, 이 주파수는 혼합기(222)에서 제 1 중간 주파수와 혼합되어 신호 처리를 위한 제 2 중간 주파수를 발생시킨다. GPS 수신기(170)의 구성은 이중-변환 수신기로서 언급된다. 본 구성은 특히 이중 변환 수신기에서 제 1 중간 주파수가 주파수에 있어서 보다 높아질 수 있어, 제 1 국부 발진기 신호(정수 제산기(210)에 의해서 발생됨)가 소망의 RF 신호의 주파수로부터 벗어난 주파수가 되도록 한다는 사실로 인해 특히 유용하다. 그 결과는 바람직하지 않는 RF 영상 주파수(중간 주파수에 이르기까지 국부 발진기 신호와 또한 혼합됨)가 소망의 RF 신호의 주파수로부터 더욱 벗어난 주파수가 된다. 따라서, 바람직하지 않은 RF 영상 주파수는 보다 값싸면 보다 실현가능한 필터로 필터링될 수 있다.

B.무선 주파수 신호 실시예

본 발명의 실시예에서, 주파수 기준 신호는 도 7에 도시된 바와 같은 링크(184")상의 GPS 수신기(170)에 제공되는 무선 주파수 신호이다. 이 구성은 특히 주파수 합성 메카니즘(160)에 의해서 발생되는 무선 주파수 신호가 대략 800-1000 메가헤르츠(MHz)이고, GPS 신호용 반송파 주파수가 대략 1.5-2.0 기가헤르츠(GHz)이기 때문에, 셀룰라 통신망에 있어서 특히 유용하다. 따라서, 링크(184")상의 무선 주파수 신호는 블록(210)에서 정수 2로 승산하여 GPS 처리기(214)에서의 신호 처리를 위한 중간 주파수로의 단일 변환을 위해 혼합기(212)에서 수신된 GPS 신호와 결합하는 제 1 국부 발진기를 생성할 수 있다. 그러나, 당업자에게 명백한 바와같이, 2 이외의 다른 정수값은 GPS 수신기(170)에 있어서의 변환 수, GPS 신호의 반송파 주파수, 및 링크(184")상의 무선 주파수 신호의 주파수와 같은 수많은 팩터에 의거하여 블록(230)에서 이용될 수 있다. 링크(184")상의 무선 주파수 신호는 또한 블록(236)에서 제산되어 다른 신호 처리를 위하여 필요한 주파수를 발생시키는데, 이것은 아날로그 대 디지털 변환기 샘플링 신호로 국한되지 않는다. 링크(184")의 무선 주파수 신호가 혼합기(206)의 출력단 보다는 오히려 VCO(198) 또는 VCO(204)의 출력단으로부터 얻을 수 있다는 점에 또한 유의하라.

이 경우에, 주파수 합성기(192 및 194)는 안정한 기준 주파수(190)를 이용하여 전압 제어되는 온도 보상 기준 수정 발진기에 의한 주파수를 정밀하게 합성하며, 기준 주파수 발진기(190)에서의 잠재적인 주파수 에러는 무선 통신 서브시스템(152)이 무선 통신 시스템(20, 120)의 기지국으로부터의 잠재적으로 매우 정밀한 반송파 신호(30, 130)와 주파수 동기될때 현저히 감소될 수 있다. 일단, 무선 통신 서브시스템(152)이 기준 주파수 발진기에서의 주파수 에러를 감소시키면, 주파수 에러는 VCO(198) 및 VCO(204)에서 실질적으로 감소하는 이점이 있다. GPS 서브시스템이 이들 정정된 주파수 신호를 이용하면, GPS 서브시스템은 GPS 위성 성좌로부터 GPS 신호를 복조하는데 필요한 신호 처리량을 감소시킬 수 있다. 또한, 필요로되는 신호 처리의 감소는 위치 해석을 보다 신속하게 하고 전력 소모를 작게할 수 있다.

이전 실시예와 더불어 도 8에 도시된 바와 같은 GPS 수신기(170)는 이중-변환 수신기로서 구성될 수 있는데, 이 수신기에서 링크(184")상의 무선 주파수 신호는 블록(240)에서 보다 낮은 주파수로 분리되어 혼합기(242)에서 신호처리용 제 2 중간 주파수로의 변환을 위해 제 2 국부 발진기를 생성할 수 있다. 제 2 블록(236)에서, 링크(184')상의 무선 주파수 신호는 제산되어 다른 신호 처리를 위하여 필요한 주파수를 생성시키는데, 이것은 아날로그 대 디지털 변환기 샘플링 신호로 국한도지 않는다.

이 실시예에 있어서, 링크(184")를 통해 GPS 수신기(170)에 공급되는 무선 주파수 신호는 주파수 합성 메카니즘(160)의 위상 동기 루프(PLL) 회로(162)에 의해 발생되는데, PLL 회로(162)는 이를테면, 도 9에 도시된 바와 같이, 주 주파수 합성기(192), 루프 필터(196), 및 VCO(198)를 구비한다. 본 발명의 특징에 따르면, PLL 회로(162)는 필요한 경우 GPS 모드 및 무선 송수신기 모드의 동작 사이에서 능동적으로 택일하는 이중 모드 장치이다. 결국, PLL 회로(162)의 주 주파수 합성기(192)는 무선 송수신기 모드 및 GPS 모드간에서 능동적으로 재프로그래밍되는데, 이것은 PLL 회로(162)의 루프 응답을 변경시킬 수 있다. 무선 송수신기 모드로부터 GPS 모드로의 주 주파수 합성기(192)의 재프로그램밍할때 행해지는 변경 예는 제산 비(N 및 M)의 변경, 및/또는 분수의의(fractional)-N 비(F) 및 분수의의 증분(K)의 변경을 포함하여 디지털 위상 검출기(245)에서의 서로다른 비교 주파수를 발생시킨다. 루프 응답에 있어서의 결과 변경에 대한 보상을 위하여, 위상 검출기 이득(I_PD) 또는 (스위치(246)를 통한) 루프 필터 특성 등과 같은 PLL 회로(162)의 양상은 소망의 루프 응답을 이루도록 변경될 수 있다. 따라서, 요망된 위상 마진(또는 완충 팩터) 및 PLL 루프 대역폭을 실질적으로 유지할 수 있다.

도 15 및 도 16에는 바로 설명된 실시예의 예가 제공되어 있다. 도 15에 있어서, 주 합성기 VCO의 출력(셀룰라 모드: 979.56 MHz, GPS 모드: 978.012 MHz)과, 부 합성기 VCO의 출력(155.52 MHz)을 혼합함으로써 무선 주파수 신호를 발생시켜 셀룰라 모드용 송신 반송파(824.04 MHz), 또는 1575.42 MHz에 배치된 GPS 모드에서의 GPS 수신기용 제 1 국부 발진기 신호(2×[978.012-155.52]=1644.984 MHz)를 생성시키는데, 이 결과적인 중간 주파수는 1644.984-1575.42=69.564 MHz이다. LO 제산기 1(12의 제산비) 및 혼합기에 의해 1.023 MHz의 제 2 중간 주파수가 생성된다. LO 제산기 2(201의 제산비)에 의해 4.992 MHz의 아날로그 대 디지털 샘플링 주파수가 생성된다.

도 16은 셀룰라 모드와 GPS 모드간을 스위칭할 경우 소망의 위상 동기 루프의 다이내믹스(dynamics)(동기 시간(lock time), 오버슈트(overshoot) 등)를 유지하는 예이다. 도면을 참조하면, 이중 모드 주파수 합성기는 피드백 제산비(N), 분수의의-N 제산비(F) 및 분수의 증분(K)을 재프로그램밍함으로써 셀룰라 모드에서 GPS 모드로 스위칭되어, 979.56 MHz의 VCO 주파수로부터 978.012 MHz로 스위칭시킨다. 게다가, 기준 제산비(M)는 재프로그래밍되어 위상 검출 비교 주파수를 240 KHz로부터 60 KHz로 스위칭시키고 위상 검출 이득은 0.22mA/2p로부터 1.0mA/2p로 재프로그램밍된다. 기준 주파수 발진기 및 VCO 튜닝 감도는 일정하게 유지된다. 위상 동기 루프 다이내믹스가 유지되도록 하기 위해, 개방 루프 이득의 0-dB 크로스 오버(cross over)에서의 위상 마진은 유지되어야만 되고 폐 루프 대역폭이 유지되어야만 된다. 셀룰라 모드 및 GPS 모드 양측에 대한, 위상 마진, 개방 루프 이득, 및 폐 루프 응답은 도 16a 및 도 16b에 도시되어 있다. 위상 마진 및 개방 루프 이득은 각 모드에서 동일하고, 폐 루프 대역폭도 동일함을 알 수 있다. 따라서, 위상 동기 루프 다이내믹스는 셀룰라 모드로부터 GPS 모드까지 유지될 것이다.

주파수 합성 메카니즘(160)은 전술한 바와 같은 분수의-N 디지털 주파수 합성기를 이용하고 있는 경우에, PLL 회로(162)의 양상은 또한 무선 송수신기 모드로부터 GPS 모드까지의 분수의 N 주파수 합성 장치의 재프로그램밍을 보상하도록 변경되어 소망의 루프 수행성능을 유지한다. 그러나, 이와 같은 PLL 변수들의 프로그래밍에 있어서의 변경은 다수의 분수의-N 주파수 합성기에 있어서의 열악한 보상 및 이에 따른 분수의-N 의사 신호에 대한 거부를 초래한다. 따라서, 본 발명은 GPS 모드로부터 무선 송수신기 모드로의 분수의-N 보상 방법을 변경하여 분수의-N 의사 신호들을 억제시킨다. 예를들어, 무선 송수신기 모드로부터 GPS 모드로 스위칭할 경우, 주 주파수 합성기(192)의 스위치(247)(도 9)를 통해 보상 전류 기준 저항을 변경할 수 있다.

C.무선 주파수 제어 신호 실시예

본 발명의 이 실시예에서, 주파수 기준 신호는 도 10에 일반적으로 도시된 바와 같이 주 주파수 합성기(192) 및 제 1 루프 필터(196)에 의해 발생되어, 링크(184''')에 의해 GPS 수신기(170)에 제공되는 무선 주파수 제어 신호이다. 링크(184''')상의 무선 주파수 제어 신호는 GPS 수신기(170)의 무선 주파수 발진기(250)의 동작을 제어하도록 이용된다. 무선 주파수 발진기(250)는 GPS 수신기(170)에 의한 신호 처리를 위해 필요한 국부 발진기 주파수 및 그외다른 주파수들을 발생시킨다. 링크(184''')상의 무선 주파수 제어신호는 다음과 같이 GPS 무선 주파수 발진기(250)에 제공될 수 있다: 무선 이동 단말기가 셀룰라 모드인 동안, GPS 무선 주파수 발진기(250)가 턴오프되거나 무선 주파수 발진기(250)의 출력 주파수가 이용되지 않는다. 게다가, 셀룰라 무선 주파수 발진기(198)는 무선 이동 단말기가 GPS 모드인 동안 이용되지 않는다. 이 실시예에 있어서, 루프 필터의 출력단은 함께 배선되고 주파수 합성기 및 루프 필터는 무선 이동 단말기가 어떤 모드에 있는 지의 여부에 따라 어느 한쪽의 VCO를 제어할 수 있다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 대한 특정 실시예가 제공되어 있다. 도 11에 있어서, 무선 주파수 발진기(250)의 출력은 블록(252)에서 정수배로 승산되어 혼합기(212)에서 제 1 중간 주파수로의 변환을 위해 제 1 국부 발진기를 생성한다. 또한, 이전의 실시예와 같이, 무선 주파수 발진기(250)의 출력은 블록(236)에서 제산되어 다른 신호 처리를 위해 필요한 주파수를 생성하는데, 이것은 GPS 처리기(214)에서의 아날로그 대 디지털 변환기 샘플링 신호로 국한되지 않는다.

도 12에 있어서, 무선 주파수 발진기(250)의 출력값은 또한 블록(258)에서 보다 낮은 주파수로 제산되어 GPS 처리기(214)에 의한 신호 처리를 위한 혼합기(242)에서의 제 2 중간 주파수로의 변환을 위한 제 2 국부 발진기를 생성한다. 제 2 블록(262)에서, 무선 주파수 발진기(250)의 출력은 제산되어 다른 신호 처리를 위해 필요한 주파수를 생성하는데, 이것은 아날로그 대 디지털 변환기 샘플링 신호로 제한되지 않는다.

본 발명의 실시예에 있어서, 무선 주파수 발진기(250)는 주파수 합성 메카니즘(160)의 주 주파수 합성기(192) 및 루프 필터(196)에 의해 발생되는 무선 주파수 제어 신호에 의해서 특정 주파수로 제어된다. 상술된 바와 같이, PLL 회로(162)(도 9)는 무선 송수신기 모드와 GPS 모드로 선택적으로 동작한다. 따라서, PLL 회로(162)의 주 주파수 합성기(192)는 무선 송수신기 모드와 GPS 모드 사이에서 능동적으로 재프로그래밍되는데, 이것은 PLL 회로(162)의 루프 응답을 변경할 수 있다. 무선 송신기 모드로부터 GPS 모드로 주 주파수 합성기를 재프로그래밍할때 행해지는 변경의 예는 제산비(N 및 M)의 변경, 및/또는 분수의-N 비(F) 및 분수의 증분(K)의 변경을 포함하여 디지털 위상 검출기(245)내의 상이한 비교 주파수를 발생시킨다. 루프 응답시의 최종적인 변경을 보상하기 위하여, 위상 검출기 이득(I_PD) 또는 (스위치(246)를 통하는) 루프 필터 특성과 같은 PLL 회로(162)의 양상은 소망의 루프 응답을 이루기 위해 변경할 수 있다. 따라서, 요망된 위상 마진(또는 완충 요소) 및 PLL 루프 대역폭을 실질적으로 유지할 수 있다.

주파수 합성 메카니즘(160)이 분수의-N 디지털 주파수 합성기를 이용할 경우에, PLL 회로(162)의 양상은 무선 송수신기 모드에서 GPS 모드로의 주 주파수 합성기(192)의 재프로그램밍을 보상하도록 변경되어 소망의 루프 수행성능을 유지할 수 있다. 그러나, PLL 변수의 프로그래밍시의 이와 같은 변경은 다수의 분수의-N 주파수 합성기에서의 열악한 보상과 이에 따른 분수의-N 의사 신호들의 거부를 초래할 수 있다. 따라서, 이전 실시예를 참조하여 전술한 바와 같이, 본 발명은 GPS 모드로부터 셀룰라 송수신기 모드로의 분수의-N 보상 방법을 변경하여 분수의-N 의사 신호들의 억제를 유지시킨다. 예컨대, 보상 회로 기준 저항은 무선 송수신기 모드로부터 GPS 모드로 스위칭할 경우 스위치(247)(도 9)를 통해 변경될 수 있다.

도 12의 무선 이동 단말기 구성에서 무선 송수신기 모드로부터 GPS 모드로의 변경의 예가 이하에 설명된다. 무선 송수신기 모드에서, 주파수 기준 발진기(190)는 19.44 MHz에서 동작하고, 주 주파수 합성기(192)는 240 킬로헤르츠(KHz)에서 동작하며, 주 주파수 합성기(192)의 분수의 카운트는 1/8이며, 부 주파수 합성기(194)는 240 KHz에서 동작한다. 일단 GPS 모드로 변경되면, 주파수 기준 발진기(190)는 19.44 MHz에서 동작하고, 주 주파수 합성기(192)는 120 KHz에서 동작하며, 주 주파수 합성기(192)의 분수의 카운트는 1/5이며, 부 주파수 합성기(194)는 240 KHz에서 동작하며, GPS 무선 주파수 발진기(250)는 548.328 MHz에서 동작한다. 게다가, 둘중 한 모드에서, GPS 무선 주파수 입력 주파수는 1575.42 MHz이고, 제 1 중간 주파수는 3×548.328 MHz - 1575.42 MHz = 69.564 MHz이며, 블록(258)에서의 제산비는 8이며, 블록(262)에서의 제산비는 134이며, 제 2 중간 주파수는 (69.564 MHz-548.328 MHz)/8 = 1.023 MHz이며, 샘플링 주파수는 548.328 MHz/134 = 4.092 MHz이다.

바로 위에 설명된 실시예의 예는 도 17 및 도 18에 제공되어 있다. 도 17은 셀룰라 모드와 GPS 모드간을 스위칭할 경우 소망의 위상 동기 다이내믹스(동기 타임, 오버슈트등)를 유지하는 수단에 대한 이전 절에 설명된 실시예이다. 셀룰라 모드 및 GPS 모드에 대한, 위상 마진, 개방 루프 이득, 그리고 폐루프 응답이 도 18a 및 도 18b에 도시되어 있다. 위상 마진 및 개방 루프 이득은 각각의 모드에서 동일하고, 폐루프 대역폭도 동일함을 알 수 있다. 따라서, 위상 동기 루프 다이내믹스는 셀룰라 모드로부터 GPS 모드까지 유지될 수 있다.

Ⅱ.동작

무선 이동단말기(150)와 관련된 방법론에 대응하는 이벤트의 바람직한 동작 및 시퀀스를 이후 설명하기로 한다.

본 발명의 방법에 따르면, 무선 이동 단말기(150)는 도 13의 플로우챠트에 도시된 바와 같은 다음의 단계에 의해서 무선 통신 송수신기와 GPS 수신기간의 주파수 기준 신호의 공유를 위해 제공할 수 있다. 먼저, 블록(270)에서, 주파수 기준 신호는 무선 이동 단말기(150)의 제 1 서브시스템에 의해 발생된다. 개시한 실시예에 대해서 전술한 바와 같이, 주파수 기준 신호는 무선 통신 서브시스템(152)에 의해서 발생되는 것이 바람직하고, 특히 주파수 합성 메카니즘(160)에 의해서 발생되는 것이 바람직하다. 두 번째, 블록(272)에서, 무선 이동 단말기의 기준 주파수 발생기에 있어서의 잠재적인 주파수 에러는 무선 통신 시스템의 기지국의 매우 정밀한 반송파 주파수로 동기됨으로써 정정된다. 다음에, 주파수 기준 신호는 무선 이동 단말기(150)의 제 2 서브시스템에 제공된다. 유사하게, 상술된 바와같이 서술된 실시예에서, 주파수 기준 신호는 GPS 수신기(170)에 제공되어 신호 처리 및 복조를 한다. 그러나, 주파수 기준 신호는 GPS 수신기(170)에 의해 발생되어 무선 통신 서브시스템(152)과 공유될 수 있음을 알 수 있다. 블록(270 및 272) 사이에, 무선 통신 시스템의 기지국의 정확한 반송파와 동기화됨으로써 기준 주파수내의 주파수 에러를 제거하기 위한 동작이 제공된다는 것을 알수 있을 것이다.

게다가, 상기 방법은 제 2 서브시스템에서의 신호 처리에 이용하기 위한 정수 값으로써 주파수 기준 신호와 승산하는 단계를 포함할 수 있다. 유사하게, 상기 방법은 제 2 서브시스템에서 신호 처리에 이용하기 위해 주파수 기준 신호를 정수 값으로 제산하는 단계를 포함할 수 있다. 게다가, 상기 방법은 무선 송수신기 모드와 GPS 모드 사이에서 주파수 합성 메카니즘(162)의 동작을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.

도면 및 명세서에는 본 발명의 바람직한 실시예가 설명되어 있고 특정한 용어가 이용되었지만, 이들 용어는 일반적이고 설명을 위하여 이용된 것이지 이하의 청구범위에 설명된 본 발명의 영역을 제한하기 위한 것은 아니다.

Claims (40)

1. 무선 송수신기(152)와;

   전세계 측위 시스템 수신기(170)를 구비하며;

   상기 무선 송수신기 및 상기 GPS 수신기는 기준 발진기 신호(161)를 공유하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기(150)에 있어서:

   상기 통신 시스템은 주파수 기준 신호를 동시통신시키는 하나이상의 기지국(26/126)을 포함하고, 상기 기준 발진기 신호는 상기 기지국의 상기 주파수 기준 신호에 동기화되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 주파수 기준 신호는 상기 무선 송수신기에 의해 이용되어 신호 처리시에 이용되는 무선 중간 주파수를 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 주파수 기준 신호는 상기 GPS 수신기에 의해 이용되어 신호 처리시에 이용되는 GPS 중간 주파수를 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
4. 무선 송수신기(152)와;

   전세계 측위 시스템 수신기(170)를 구비하며;

   상기 GPS수신기 및 상기 무선 송수신기는 기준 발진기 신호(161)를 공유하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기(150)에 있어서:

   제1 승산기에서 상기 기준 발진기 신호에 제 1 정수를 승산하여 상기 GPS 수신기에서 제 1 중간 주파수로의 신호 변환에 이용되는 제 1 GPS 국부 발진기를 생성시키는 제1 승산기(210)와;

   제2 승산기에서 상기 기준 발진기 신호에 제 2 정수를 승산하여 상기 GPS 수신기에서 제 2 중간 주파수로의 신호 변환에 이용되는 제 2 GPS 국부 발진기를 생성시키는 제2 승산기를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
5. 제 4 항에 있어서, 온도 보상 발진기(190)를 더 구비하며, 상기 기준 발진기 신호

   는 상기 온도 보상 발진기에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 통신 시스템은 주파수 기준 신호를 동시통신하는 하나이상의 기지국(26/126)을 구비하고, 상기 기준 발진기 신호는 상기 기지국의 상기 주파수 기준 신호와 동기화되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
7. 무선 송수신기(152)와;

   전세계 측위 시스템 수신기(170)와;

   주파수 합성기를 포함하는 위상 동기 루프 회로를 구비하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기(150)에 있어서:

   상기 주파수 합성기는 무선 모드 및 GPS 모드에서 택일적으로 동작하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 무선 모드는 제 1 분수의 카운트를 갖고, 상기 GPS 모드는 제 2 분수의 카운트를 갖는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 분수의 카운트는 대략 1/5이고, 상기 제 2 분수의 카운트는 대략 1/8인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
10. 제 7 항에 있어서, 승산기(210)를 더 구비하며, 상기 기준 합성기 출력값은 상기 승산기에서 제1 정수와 승산되어 상기 GPS 수신기에서 제 1 중간 주파수로의 신호 변환시에 이용되는 제 1 GPS 국부 발진기를 생성시키는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
11. 제 10 항에 있어서, 제2 제산기(220)를 더 구비하며, 상기 주파수 합성기 출력은 상기 제2 제산기에서 제 2 정수로 제산되어 상기 GPS 수신기에서 제 2 중간 주파수로의 신호 변환시에 이용되는 제 2 GPS 국부 발진기를 생성시키는 것을 특징으로하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
12. 제 10 항에 있어서, 제산기(216)을 더 구비하며, 상기 주파수 합성기 출력은 상기 제산기에서 제3 정수로 제산되어 상기 GPS 수신기에 의한 신호 처리시에 이용되는 주파수를 발생시키는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
13. 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기(150)에 있어서,

    제어 신호(184''')에 의해 제어되는 무선 국부 발진기(198)를 구비하는 무선 송수신기(152)와;

    상기 제어 신호에 의해 택일적으로 제어되는 GPS 국부 발진기(250)를 구비하는 전세계 측위 시스템(170)을 구비하는 것을 특징으로하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 무선 이동 단말기는 위상 동기 루프 회로를 포함하는데, 상기 위상 동기 루프 회로는 주파수 합성기(160) 및 루프 필터(196, 202)를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
15. 제 13 항에 있어서, 상기 GPS 수신기는 승산기(210)를 더 구비하며, 상기 GPS 국부 발진기는 상기 승산기에서 제 1 정수와 승산되어 상기 GPS 수신기에서 중간 주파수로의 신호 변환에 이용되는 GPS 주파수 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
16. 제 15 항에 있어서, 제 2 제산기(220)를 더 구비하며, 상기 GPS 주파수 신호는 상기 제2 제산기에서 제2 정수로 제산되어 상기 GPS 수신기에서 제2 중간 주파수로의 신호 변환시에 이용되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
17. 제 15 항에 있어서, 제산기(216)를 더 구비하며, 상기 GPS 주파수 신호는 상기 제산기에서 제3 정수로 제산되어 상기 GPS 수신기에 의해 신호 처리시에 이용되는 주파수를 발생시키는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 주파수는 상기 GPS 송수신기에 의해 이용되는 아날로그 대 디지털 샘플링 신호인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
19. 제 13 항에 있어서, 상기 무선 국부 발진기는 무선 주파수 신호를 출력하고, 상기 무선 주파수 신호는 상기 무선 송수신기에 의해 송신 반송파 신호로서 이용되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
20. 제 13 항에 있어서, 상기 무선 국부 발진기는 무선 모드 및 GPS 모드로 택일적으로 동작하는 주파수 합성기를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 무선 모드는 제 1 분수의 카운트를 갖고, 상기 GPS 모드는 제 2 분수의 카운트를 갖는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 제 1 분수의 카운트는 대략 1/5이고, 상기 제 2 분수의 카운트는 대략 1/8인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 무선 이동 단말기.
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