KR100609588B1 - 다이버시티 기능을 가지는 트리플 밴드 타입의 이동 통신단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이버시티(Diversity) 기능을 가지는 트리플 밴드(triple-band) 타입의 이동 통신 단말기에 관한 것으로,

GPS신호와 이동 통신신호가 결합된 무선신호를 각각 수신하기 위한 2개의 다중대역 안테나와;

상기 안테나 각각을 GPS신호 처리부와 다수의 이동 통신신호 처리부중 어느 하나와 연결하기 위한 2개의 경로 절환부와;

상기 안테나와 연결되는 이동 통신신호 처리부에서 출력되는 무선신호의 수신세기를 검출하기 위한 전력검출기와;

검출된 무선신호의 수신세기에 따라 상기 경로 절환부 각각을 제어하되, 약전계 영역에서 상기 안테나중 하나를 상기 GPS신호 처리부와 연결되도록 제어하는 경로절환 제어부;를 포함함을 특징으로 한다.

트리플 밴드, 다이버시티, 전력검출.

Description

다이버시티 기능을 가지는 트리플 밴드 타입의 이동 통신 단말기{TRIPLE BAND TYPE MOBILE TERMINAL OF HAVING A DIVERSITY FUNCTION}

도 1은 다이버시티 기능을 가지는 일반 트리플 밴드(triple-band)타입의 이동 통신 단말기의 전단(front end)측 구성 예시도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 트리플 밴드 타입 이동 통신 단말기의 전단측 구성 예시도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 경로절환 제어부(48)의 제어 동작을 설명하기 위한 흐름도.

본 발명은 이동 통신 단말기에 관한 것으로, 특히 다이버시티(Diversity) 기능을 가지는 트리플 밴드(triple-band) 타입의 이동 통신 단말기에 관한 것이다.

이동 통신 시스템은 소비자의 다양한 요구를 만족시키기 위해 보다 복잡한 기능을 구비해 가고 있다. 이와 더불어 이동 통신 단말기는 실장되는 부품의 간소화와 소형화를 통해 휴대가 간편해야 한다는 제약사항이 따른다. 그 일환으로, 근래의 이동 통신 단말기는 서로 다른 2개의 주파수 대역을 하나의 안테나를 통해 동 시에 수신하여 분리할 수 있는 적층칩형 다이플렉서를 구비하여, 2개의 주파수 대역을 갖는 신호를 함께 처리할 수 있는 듀얼밴드 단말기가 등장했다.

이러한 듀얼밴드 단말기는 다른 주파수 대역의 신호, 예를 들면 CDMA 주파수 대역(약 824∼894MHz)과 PCS 주파수 대역(약 1850∼1990MHz)의 신호를 하나의 입력단으로 수신하여 두 개의 출력단으로 각각 분리할 수 있는 적층칩형 다이플렉서를 구비한다. 상기 적층칩형 다이플렉서란 고역통과필터와 저역통과필터를 도전성 패턴으로 구현한 복수개의 유전체 기판을 적층하여 구성한 부품으로서, 하나의 안테나를 통해 입력된 신호를 각각의 주파수 대역의 신호로 분리시키고, 분리된 주파수 신호를 그 후단에 배치된 각 대역에 따른 주파수 처리회로에 제공하는 역할을 한다. 나아가, 최근에는 이동 통신 단말기에 GPS(Global Position System) 기능이 추가되면서 3개의 주파수 대역(824∼894MHz, 1570∼1580MHz, 1850∼1990MHz)을 분리하여 처리할 수 있는 트리플 밴드(triple band)방식의 단말기들이 소개되고 있다. 이와 같이 트리플 밴드 방식을 채용하고 있는 단말기의 전단(front end)측 구성이 도 1에 도시되어 있다.

한편, CDMA 기술 등을 사용하는 이동 통신 시스템에서 무선 주파수 신호의 품질은 페이딩(fading)이나 반사파(echo), 간섭(interference) 등 무선 주파수 반송파 신호의 전파 특성에 따라 매우 짧은 시간 동안에 크게 변화할 수 있다. 이러한 변화에 최대한 대처하기 위하여 전형적인 이동 통신 시스템은 통신을 수행하는 양측중 고정된 일측, 즉 기지국에 송신 및 수신 다이버시티를 위한 구조를 구비함으로서 타측, 즉 이동 통신 단말기에서도 다이버시티 효과를 얻을 수 있도록 하고 있다.

그러나 기지국의 다이버시티 장치는 기지국과 이동 통신 단말기 사이의 전파 특성에 대처하지 못한다. 게다가 153.6kbps 이상의 고속 데이터 전송율을 지원하는 CDMA 2000 시스템의 경우, 현재의 단일 안테나를 가진 이동 통신 단말기로는 충분한 데이터 전송율을 받아들이기가 어렵고, 가입자 수 증가에 따라 네트워크 링크 품질의 개선 요구를 수용할 수 없었다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 이동 통신 단말기에서 다이버시티 효과를 얻기 위한 많은 기술들이 소개되고 있다. 그중 하나가 바로 도 1에 도시한 바와 같이 다이버시티를 위한 서브 안테나와 트랜시버를 구비한 단말기이다. 즉, 도 1에 도시한 단말기는 다이버시티와 트리플밴드 방식 모두를 고려한 이동 통신 단말기의 전단측 구성이라고 할 수 있는 것이다.

도 1에 도시한 바와 같은 구성의 이동 통신 단말기에서는 CDMA 망 혹은 PCS망에 의한 호 처리가 이루어지는 동안에도 GPS 수신이 가능하게 끔 GPS 수신회로(12)가 활성화되어 있어야 한다. 그러나 CDMA 호 혹은 PCS 호 처리시에는 20dBm 이상의 송신전력에 의한 간섭으로 GPS신호의 수신 감도가 저하되는 문제가 발생한다. 특히 격오지와 같은 약전계 영역에서는 GPS신호의 수신 감도가 현격히 저하되어 그 본연의 기능을 상실할 수 밖에 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해 별도의 GPS 안테나를 채용하게 된다면 이 역시 이동 통신 단말기를 소형화, 집적화 및 저가격화하는데 있어서 하나의 장애 요인으로 작용할 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 약전계 영역에서도 GPS 신호의 수신 감도를 보장받 을 수 있는 다이버시티 기능을 가지는 트리플 밴드 타입의 이동 통신 단말기를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 다이버시티 기능을 가지는 트리플 밴드 타입의 이동 통신 단말기는,

GPS신호와 이동 통신신호가 결합된 무선(RF)신호를 각각 수신하기 위한 2개의 다중대역 안테나와;

상기 안테나 각각을 GPS신호 처리부와 다수의 이동 통신신호 처리부중 어느 하나와 연결하기 위한 2개의 경로 절환부와;

상기 안테나와 연결되는 이동 통신신호 처리부에서 출력되는 무선신호의 수신세기를 검출하기 위한 전력검출기와;

검출된 무선신호의 수신세기에 따라 상기 경로 절환부 각각을 제어하되, 약전계 영역에서 상기 안테나중 하나를 상기 GPS신호 처리부와 연결되도록 제어하는 경로절환 제어부;를 포함함을 특징으로 한다.

아울러 상기 경로절환 제어부는 상기 안테나중 게인 특성이 작은 안테나를 상기 GPS신호 처리부와 연결시킴을 특징으로 하며,

더 나아가 상기 경로절환 제어부는 약전계 영역 이외의 영역에서는 다이버시티 구현을 위해 상기 각 안테나를 이동 통신신호 처리부와 연결시킴을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구성에 따르면, 경로절환 제어부는 약전계 영역에서 하나 의 안테나를 GPS신호 처리부와 연결시키고 나머지 안테나는 이동 통신신호 처리부(CDMA트랜시버 혹은 PCS 트랜시버)와 연결시킴으로서, 호 처리를 위한 송신신호의 간섭 없이 GPS신호를 수신할 수 있게 되는 것이다. 아울러 약전계 이외의 영역(도심 환경)에서는 각각의 안테나를 이동 통신신호 처리부와 연결시킴으로서 수신 다이버시티 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 아울러 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관계 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 그 정의된 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

우선 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 트리플 밴드 타입 이동 통신 단말기의 전단측 구성을 예시한 것이다.

도 2를 참조하면, 우선 메인 안테나와 서브 안테나(다이버시티 안테나라고도 함)는 다중대역 안테나로서, 일예로 3개의 주파수 대역(824∼894MHz:CDMA신호, 1570∼1580MHz:GPS신호, 1850∼1990MHz:PCS신호)신호를 각각 수신한다. 이러한 2개의 다중대역 안테나는 공간 다이버시티를 위하여 소정 거리만큼 이격되어 설치된다. 그리고 2개의 다중대역 안테나는 설치 위치상 서로 다른 게인 특성을 가지게 되는데 이때 게인 특성이 보다 큰 안테나가 메인 안테나에 해당하며, 나머지 하나 가 서브 안테나에 해당한다.

상기 안테나 후단 각각에는 경로 절환부(40,50)가 위치한다. 각각의 경로 절환부(40,50)는 후술할 경로절환 제어부(48)의 제어에 따라 상기 안테나 각각을 GPS신호 처리부(42)와 다수의 이동 통신신호 처리부(44,52,54)중 어느 하나와 연결하여 준다. 이러한 경로 절환부(40,50) 각각은 GaAs 스위치로 구현 가능하다.

참고적으로 하기 설명에서는 다이버시티 구현을 위해 서로 다른 경로(두 채널)상에 위치하는 한 쌍의 CDMA 트랜시버와 PCS 트랜시버를 경우에 따라 각각 혹은 총칭하여 이동 통신신호 처리부로 부르기로 한다. 이러한 이동 통신신호 처리부에는 다이플렉서(44)가 포함될 수 있다. 이러한 가정에 따르면, 경로 절환부 40은 메인 안테나를 GPS신호 처리부(42)와 다이플렉서(44)중 어느 하나와 연결시키게 되고, 또 하나의 경로 절환부 50은 서브 안테나를 GPS 신호 처리부(42), CDMA 트랜시버(52), PCS 트랜시버(54)중 어느 하나와 연결시키게 되는 것이다.

상기 GPS신호 처리부(42)는 이미 공지된 바와 같이 메인 혹은 서브 안테나에 의하여 수신된 GPS 무선신호를 기저대역의 신호로 변환하고, 변환된 기저대역 신호에서 시간 및 위치정보를 추출하는 기저대역 처리부를 포함한다.

그리고 다이플렉서(44)는 상기 경로 절환부(40)를 통해 인가되는 다중 대역의 이동 통신신호를 서로 다른 대역, 즉 CDMA 대역과 PCS 대역의 신호로 분리하여 출력한다. 분리 출력된 각각의 이동 통신신호는 CDMA 트랜시버와 PCS 트랜시버로 인가되어 후처리된다.

한편 전력검출기(46)는 상기 안테나, 보다 구체적으로는 메인 안테나와 연결 되는 이동 통신신호 처리부, 즉 다이플렉서(44)에서 출력되는 무선신호의 수신세기(Receive Signal Strength Identifier)를 검출하여 출력한다. 이러한 무선신호의 수신세기는 후술하는 경로절환 제어부(48)로 인가된다.

그리고 경로절환 제어부(48)는 상기 전력 검출기(46)에서 검출된 무선신호의 수신세기에 따라 상기 경로 절환부(40,50) 각각을 동기시켜 제어하되, 약전계 영역에서는 메인 안테나를 다이플렉서(44)와 연결시키는 한편 상기 서브 안테나는 GPS신호 처리부(42)와 연결되도록 제어하고, 약전계 영역 이외의 영역에서는 다이버시티 구현을 위해 메인 안테나를 다이플렉서(44)와, 그리고 서브 안테나는 CDMA 혹은 PCS 트랜시버(52,54)와 연결되도록 제어한다. 이러한 경로절환 제어부(48)는 이동 통신 단말기의 동작을 전반적으로 제어하는 모뎀(일명 MSM이라고도 함)으로 구체화될 수 있다.

도 2에서 미설명된 CDMA 트랜시버(52), PCS 트랜시버(54) 각각은 송신 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF송신기와, 수신 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF수신기 등을 포함하는 공지의 일반 구성이므로 이에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.

이하 상술한 구성을 가지는 이동 통신 단말기의 동작을 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 경로절환 제어부(48)의 제어 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 우선 전력 검출기(46)를 통해 검출되는 무선신호의 수신신 호세기가 규정 레벨 이상의 값을 가지는 것으로 가정한다. 이와 같이 메인 안테나를 통해 수신되는 무선신호의 수신신호세기가 규정 레벨 이상이면, 경로절환 제어부(48)는 다이버시티 구현을 위해서 메인 안테나와 서브 안테나 각각이 다이플렉서(44)와 CDMA 트랜시버(52)와 연결되도록 경로 절환부(40)를 제어한다. 이때 다이플렉서(44)를 통해 출력되는 무선신호는 전력 검출기(46)로도 인가됨으로서, 전력 검출기(46)는 수신신호의 세기를 검출(S1단계)하여 경로절환 제어부(48)로 인가하게 된다.

만약 단말기 사용자가 격오지와 같은 약전계 영역으로 이동하였다고 가정하면 전력 검출기(46)를 통해 검출되는 수신신호의 세기는 약해진다. 즉, 전력 검출기(46)를 통해 검출된 무선신호의 수신신호세기가 규정된 레벨 보다 작아지게 되므로(S2단계), 경로절환 제어부(48)는 서브 안테나를 GPS신호 처리부(42)와 연결되도록 경로 절환부(50)를 제어(S4단계)한다. 이때 메인 안테나는 다이플렉서(44)와 연결되어 있는 상태를 유지한다.

이와 같이 메인 안테나가 다이플렉서(44)와 연결되고 서브 안테나가 GPS신호 처리부(42)와 연결되면 CDMA 트랜시버와 GPS 신호 처리부(42)의 신호 송수신 경로는 서로 분리되어 있기 때문에 GPS신호의 수신감도 저하 현상은 방지될 수 있게 되는 것이다.

한편 단말기 사용자가 약전계 영역을 벗어나 도심으로 진입하게 된다면 전력 검출기(46)를 통해 검출되는 수신신호의 세기는 상기 규정된 레벨 이상의 값을 가지게 된다(S2단계). 이러한 경우 경로절환 제어부(48)는 서브 안테나를 CDMA 트랜 시버(52)와 연결되도록 경로 절환부(50)를 제어함으로서 다이버시티 모드로 전환(S3단계)한다.

이와 같이 메인 안테나가 다이플렉서(44)와 연결되고 서브 안테나가 CDMA 트랜시버(52)와 연결되면, 각각의 안테나를 통해 수신된 신호는 각각의 CDMA 트랜시버에서 신호 처리되고 후단의 기저대역 처리부에서 MRC(Maximal Ratio Combining) 알고리즘 등에 의해 결합됨으로서 수신 다이버시티 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 주변 환경에 맞게 사이멀티니우스(simultaneous) GPS 혹은 다이버시티 기능이 선택됨으로서 수신감도의 개선 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 약전계 영역에서 GPS 수신경로와 호 처리 경로를 분리시키기 때문에, 호 처리 경로에서 발생하는 송신전력에 의해 GPS 신호의 수신감도가 저하되는 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.

한편 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 다이버시티 기능을 가지는 트리플 밴드 타입의 이동 통신 단말기에 있어서,

   GPS신호와 이동 통신신호가 결합된 무선신호를 각각 수신하기 위한 2개의 다중대역 안테나와;

   상기 안테나 각각을 GPS신호 처리부와 다수의 이동 통신신호 처리부중 어느 하나와 연결하기 위한 2개의 경로 절환부와;

   상기 안테나와 연결되는 이동 통신신호 처리부에서 출력되는 무선신호의 수신세기를 검출하기 위한 전력검출기와;

   검출된 무선신호의 수신세기에 따라 상기 경로 절환부 각각을 제어하되, 약전계 영역에서 상기 안테나중 하나를 상기 GPS신호 처리부와 연결되도록 제어하는 경로절환 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 다이버시티 기능을 가지는 트리플 밴드 타입의 이동 통신 단말기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 경로절환 제어부는 상기 안테나중 게인 특성이 작은 안테나를 상기 GPS신호 처리부와 연결시킴을 특징으로 하는 다이버시티 기능을 가지는 트리플 밴드 타입의 이동 통신 단말기.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 경로절환 제어부는 약전계 영역 이외의 영역에서는 다이버시티 구현을 위해 상기 각 안테나를 이동 통신신호 처리부 와 연결시킴을 특징으로 하는 다이버시티 기능을 가지는 트리플 밴드 타입의 이동 통신 단말기.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 경로절환 제어부는 상기 단말기의 모뎀임을 특징으로 하는 다이버시티 기능을 가지는 트리플 밴드 타입의 이동 통신 단말기.

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