KR100617553B1 - 이동통신 단말기에서 채널 변경 시 위상동기루프의 록 시간단축장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본원발명은 이동통신 단말기의 PLL LOCK 시간 단축에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PLL에서 채널에 록하기 위한 전압발진기로 입력되는 전압값을 전압제어발진기(VCO)의 튜닝전압영역의 중간값으로서 설정함으로써 위상동기루프의 록 시간을 단축할 수 있도록 하는 이동통신 단말기에서 채널 변경 시 위상동기루프의 록 시간 단축장치 및 그 방법에 관한 것이다.

상술한 본원발명은 이동통신 단말기에서 채널 변경 시 수행되는 송신, 수신, 모니터링 슬롯 및 아이들 슬롯에서의 록 시간 중 아이들 슬롯에서의 록을 위한 제어전압을 모니터링 슬롯과 수신슬롯의 제어전압값의 범위의 값을 가지는 값으로서 유지함으로써 록시간을 단축할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

티디엠에이(TDMA), GSM, 채널, PLL, 록타임

Description

이동통신 단말기에서 채널 변경 시 위상동기루프의 록 시간 단축장치 및 그 방법{PLL lock time shortening apparatus and method in the mobile communication terminal}

도1은 종래기술에서의 위상동기루프록(PLL)의 블록 구성도이고,

도2는 종래기술의 이동통신 단말기에서 채널 록의 처리과정을 나타내는 도면이며,

도3은 본원발명의 일 실시예에 따르는 이동통신 단말기에서 채널 변경 시 위상동기루프의 록 시간 단축장치의 블록 구성도이고,

도4는 본원발명의 일 실시예에 따르는 이동통신 단말기에서 채널 변경 시 위상동기루프의 록 시간 단축방법의 처리과정을 나타내는 순서도이며,

도5는 상기 도4의 처리과정에 따르는 이동통신 단말기에서 채널 변경 시 위상동기루프의 록 시간 단축 과정을 나타내는 도면이다.

*도면의 주요 부호에 대한 설명*

1, 101 : 기준주파수발생기 3, 103 : 가산기

5, 105 : 위상검출기 7, 107 : 루프필터

108 : 제어부 109 : 전압제어발진기(VCO)

11, 111 : 분주기 20 : 모니터링슬롯

22 : 아이들슬롯(idle slot) 23 : 수신 슬롯(RX slot)

본원발명은 이동통신 단말기의 PLL LOCK 시간 단축에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PLL에서 채널에 록하기 위한 전압발진기로 입력되는 전압값을 전압제어발진기(VCO)의 튜닝전압영역의 소정 값을 가지도록 설정함으로써 위상동기루프의 록 시간을 단축할 수 있도록 하는 이동통신 단말기에서 채널 변경 시 위상동기루프의 록 시간 단축장치 및 그 방법에 관한 것이다.

이동통신 기술에서 주파수 자원은 한정되어 있으므로 가급적이면 다수의 사용자가 동시에 채널을 효율적으로 이용하는 방안을 모색하게 되었고 GSM은 다중접속 방식으로 TDMA를 선택하였다.

상술한 TDMA는 정해진 주파수 대역을 주기적으로 일정한 시간간격으로 나누어서 각 사용자가 차례대로 자기에게 할당된 시간동안 자기신호를 전송하는 것이다. 수신하는 쪽에서는 역시 자기시간에 해당하는 동안만 수신정보를 수집하는 방식이다. 이러한 시간 간격을 타임슬롯(time slot)이라 하며 자기 정보를 수신하기 위하여 타임 게이트(Time Gate) 를 사용한다. 즉 어떤 전송채널에 보낼 수 있는 총 데이터 속도가 100kbps라면 음성신호의 경우 대개 20kbps 내외의 전송속도가 필요하므로 이 100kbps 신호속도에 20kbps 신호 5 개를 실어서 보낼 수 있다. 이때 100kbps 신호에 20kbps 신호를 차례로 5개 보내고 다시 다음에 5개를 보내는 것이 다. 각 사용자 입장에서 보면 이것은 자기가 통화하는데 필요한 20kbps 신호만을 송수신하는 것이지만 무선채널을 사용할 때는 100kbps 채널을 총 5개의 타임슬롯으로 나누어서 각 사용자는 각각 하나의 타임슬롯을 점유하여 데이터를 전송하는 것이다.

상술한 바와 같은 TDMA를 사용하는 GSM이동통신 기술에서 기지국은 단말기에 주변 셀의 정보를 보낸다. 이동통신 단말기는 기지국으로부터 수신된 주변 셀 리스트 상의 채널정보를 가지고 모니터 슬롯(Monitor Slot)에서 이 채널을 모니터링 한후 PLL LOCK에 의해서 모니터링된 채널에 록킹(LOCKING)되는 것이다.

도1은 상술한 록킹을 위한 PLL 회로도이고, 도2는 상술한 PLL 록킹을 위한 이동통신 단말기에서의 신호세기 변화를 나타내는 도면으로서, 도1 및 도2를 참조하여 상술한 PLL LOCK를 설명하면 다음과 같다.

상술한 바와 같이 기지국으로부터 주변 셀 리스트를 수신한 이동통신 단말기는 도2에 도시된 바와 같이 모니터링슬롯(20)을 통해 채널을 모니터링 한다. 그리고, 모니터링 시에 위상동기루프록 회로의 전압제어발진기에 입력되는 제어(V tune)를 아이들 슬롯(IDLE SLOT)(22) 동안에도 일정하게 유지한 후 RX 슬롯(23)에서 전압제어발진기(9)로 입력되는 제어전압(V tune)을 록킹 전압까지 상승시켜 검색된 채널과 주파수를 일치시키도록 동작된다. 도2에서 제어전압(V tune)는 모니터링 슬롯(1)에서는 512채널인 경우 156mV이며, 아이들 슬롯(2)의 경우에도 512채널에서 156mV를 유지하다가 RX 슬롯에서 점점증가하여 124채널인 경우 1219mV로 고정되어 록킹되는 것으로 나타내었다. 즉, 종래기술의 경우에는 수신슬롯(RX slot), 송신슬롯(TX slot), 모니터링슬롯(Monitoring slot) 다시 수신슬롯(RX slot)을 반복하면서 아이들 슬롯(idle slot)에서 전압제어값(V tune)이 이전 상태를 유지하게 한다.

따라서, 상술한 바와 같은 종래기술에서의 PLL 록 과정에서 TX 또는 RX 슬롯에서 사용하던 채널(주파수)에 록(lock)하기 위한 전압제어 발진기의 제어 전압과 모니터링 하기 위한 전압제어 발진기에 작용하는 제어 전압이 차이가 많으면, 즉, 도1에서와 같이 락하기 위한 전압조절범위(4)가 크면 록(lock)하기 위한 시간이 길어지는 문제점을 가진다. 즉. 종래기술에서와 같이 TX/RX 시 사용한 전압제어발진기에 입력되는 제어 값에 고정되어 있다가, 모니터링 시 이 값에서 출발하여 록(lock)을 시도하는 경우에는 lock 시간이 길어지는 문제점을 가지게 되는 것이다.

또한, 종래기술에서의 PLL LOCK 시간을 개선하는 방법으로는 상술한 바와 같이 ,루프필터 계수를 변경하거나, 밴드폭을 조절하여야 하므로 위상잡음의 특성에서 열화가 발생되는 문제점을 가진다.

따라서, 본원 발명은 상술한 종래기술에서의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 모니터링 슬롯과 TX/RX 슬롯 사이의 아이들 슬롯(idle slot) 사이의 Vtune(제어 전압) 값을 모니터링 슬롯과 TX/RX 슬롯의 채널 록을 위한 제어전압 조절범위의 중간 값으로 설정함으로써 이동통신 단말기에서 채널 변경 시 위상동기루프의 록 시간 단축장치 및 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본원발명의 장치는, 이동통신 단말기의 위상루프 록장치에 있어서, 상기 이동통신 단말기의 채널 주파수 검출을 위한 기준 주파수 신호를 출력하는 기준주파수발생기와, 상기 기준주파수발생기와 출력 주파수 신호를 합성하는 가산기와, 상기 가산기에 의해 합성된 기준주파수와 출력주파수 신호의 위상차를 검출하는 위상검출기와, 상기 위상검출기에서 출력되는 위상차 신호에 따라 직류전압을 발생시켜 출력하는 루프필터와, 상기 루프필터에서 출력되는 직류전압에 따라 특정 주파수로 고정되어 발진하는 전압제어발진기와, 상기 루프필터에서 출력되는 직류전압을 상기 이동통신단말기의 모니터링 슬롯과 송수신 슬롯의 제어전압값의 중간값으로 하여 아이들 슬롯상태에서 출력되도록 상기 루프필터를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 아이들 슬롯상태에서의 전압제어발진기로 인가되는 제어전압은 모니터링 슬롯과 송수신 슬롯의 제어전압값의 중간값을 가지며 상기 전압제어발진기의 최대록타임의 1/2 시간 동안 인가되도록 설정되는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본원발명의 방법은, 이동통신 단말기의 채널 설정을 위한 모니터링슬롯에서의 전압제어발진기의 제어전압값을 검출하는 제1과정과, 상기 제1과정이 후 상기 이동통신 단말기의 RX 슬롯에서의 PLL 록을 위한 전압제에 발진기의 제어전압값을 검출하는 제2과정과, 상기 1과정과 상기 제2과정에서 검출된 제어전압값의 범위를 제3과정과. 상기 제3과정에서 검출된 제어전압값의 범위의 이내의 소정 값을 아이들슬롯의 제어전압값으로 설정하는 제4과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 제4과정에서 상기 아이들 슬롯으로 인가되는 제어전압은 상기 제어전압값의 범위의 중간 값으로 설정되는 것이 바람직하다.

또한 상기 제4과정에 상기 아이들 슬롯으로 인가되는 제어전압은 제어전압값의 범위내에서 수행되는 록 타임의 1/2시간 동안 유지되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본원발명을 더욱 상세히 설명한다.

도3은 본원발명의 일 실시예에 따르는 이동통신 단말기에서 채널 변경 시 위상동기루프의 록 시간 단축장치의 구성을 나타내는 블록구성도이다.

도3에 도시된 바와 같이 본원발명의 일 실시예에 따르는 이동통신 단말기에서 채널 변경 시 위상동기루프의 록 시간 단축장치는 이동통신 단말기의 채널 주파수 검출을 위한 기준 주파수 신호를 출력하는 기준주파수발생기(101)와, 상기 기준주파수발생기(1)와 출력 주파수 신호의 분주된 신호를 합성하는 가산기(103)와, 상기 가산기(103)에 의해 합성된 기준주파수와 출력주파수 신호의 위상차를 검출하는 위상검출기(105)와, 상기 위상검출기(105)에서 출력되는 위상차 신호에 따라 직류전압을 발생시켜 출력하는 루프필터(107)와, 상기 루프필터(107)에서 출력되는 직류전압에 따라 특정 주파수로 고정되어 발진하는 전압제어발진기(109)와, 상기 루프필터에서 출력되는 직류전압을 상기 이동통신단말기의 모니터링 슬롯과 송수신 슬롯의 전압제어 값의 중간 값으로 하여 아이들 슬롯상태에서 출력되도록 상기 루프필터(107)를 제어하는 제어부(108)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 상술한 제어부(108)는 채널 록(lock)을 위하여 송신슬롯(TX slot), 수신슬롯(RX slot), 모니터링슬롯(monitoring slot), 아이들슬롯(idle slot)에 따라서 루프필터(107)의 출력 전압 값을 조절한다.

도4는 본원발명의 일 실시예로서의 도3의 구성을 가지는 이동통신 단말기에서 채널 변경 시 위상동기루프의 록 시간 단축을 수행하기 위한 처리과정을 나타내는 순서도이다.

도4에 도시된 바와 같이, 제어부(108)는 수신슬롯(RX slot)(23, 도5 참조)에서의 채널 록(lock)을 위하여 전압제어발진기(109)에 인가되는 제어전압값(V tune)을 검출한다(S1).

S1과정에서 수신슬롯(23)의 제어전압값을 검출한 후에는 제어부(108)는 송신슬롯(TX slot) 다음에 수행되는 채널 모니터링을 위한 모니터링 슬롯(20, 도 5 참조)에서의 전압발진기에 인가되는 제어전압값(도5에서 156mV)을 검출한다(S2).

이 후 제어부(108)는 S1과정과 S2과정에서 검출된 수신슬롯(23)에서의 제어전압값과 모니터링 슬롯(20)에서의 제어전압값의 범위를 연산하며, 바람직하게는 제어전압값과 모니터링 슬롯(20)에서의 제어전압값의 범위의 중간 값을 연산한다(S3).

다음으로 제어부(108)는 S3과정세 연산된 수신슬롯(23)에서의 제어전압값과 모니터링 슬롯(20)에서의 제어전압값의 범위 내의 값을 바람직하게는 중간 값으로 아이들슬롯(idle slot), 30)에서의 전압제어발진기(109)의 제어전압을 출력하도록 루프필터(107)를 제어한다(S4).

도5는 상술한 처리과정에 의한 전압제어발진기(109)의 제어전압(V tune)이 각각의 슬롯에 따라 변환되는 것을 나타내는 것으로서, 모니터링슬롯(20)의 512채 널에서의 전압제어값은 156mV이고, 수신슬롯(RX slot)(23)의 124채널의 경우의 제어전압값은 1219mV 로서 채널 록을 위한 전압제어발진기의 제어전압값의 범위는 156mV ~ 1219mV의 사이 값을 가진다. 따라서, 아이들 슬롯(idle slot)(30)에서의 제어전압값은 687mV 값이 된다.

즉, 도5에서 제어부(108)는 수신슬롯(23)- 송신슬롯(도면에 미도시)- 모니터링 슬롯(20)- 아이들슬롯(30)에 따라 전압제어발진기의 채널 록을 위한 제어전압을 주기적으로 제어하며, 본원발명의 특징으로서 아이들 슬롯(30)에서는 전압제어발진기(109)의 제어전압을 수신슬롯(23)에서의 제어전압값과 모니터링 슬롯(20)에서의 제어전압값 의범위 내의 값 바람직하게는 중간 값으로 유지함으로서 수신슬롯(23)에서의 채널 록을 위한 록 타임을 단축할 수 있게 된다.

여기서 아이들 슬롯(30) 기간 중에 제어전압값을 수신슬롯(23)에서의 제어전압값과 모니터링 슬롯(20)에서의 제어전압값의 중간값으로 고정하는 방법은 제어전압값이 중간 값일 때 주파수를 알아낸 후, 아이들 슬롯(30)에서 상기 주파수로 록 시키면 된다.

그리고, 상술한 바와 같이 아이들슬롯(30)에서 제어전압값을 수신슬롯(23)에서의 제어전압값과 모니터링 슬롯(20)에서의 제어전압의 중간값으로 유지하는 시간은 모니터링 슬롯(23)의 156mV에서 수신슬롯(23)의 1219mV로 변화되는 최대 록 타임의 1/2의 시간으로 함으로써 불필요한 전류의 소모를 방지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상술한 본원발명은 이동통신 단말기에서 채널 변경 시 모니터링 슬롯과 수신슬롯 사이의 아이들 슬롯에서 전압제어발진기로 입력되는 제어전압값을 모니터링 슬롯에서 수신슬롯의 록을 위해 변화되는 제어전압의 범위의 중간값으로 설정함으로써 종래기술과 비교할 때 록 타임을 최대 2배 이상 단축시킬 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

또한, 상술한 본원발명은 록타임의 개선을 위해 루프필터의 변형을 수반하지 않으므로서, 종래기술에서 설명한 바와 같이 루프필터의 변형에 따른 위상 잡음에 의한 열화현상을 방지할 수 있도록 하는 효과 또한 제공한다.

Claims (5)

1. 이동통신 단말기의 위상루프 록 장치에 있어서,

   상기 이동통신 단말기의 채널 주파수 검출을 위한 기준 주파수 신호를 출력하는 기준주파수발생기와,

   상기 기준주파수발생부와 출력 주파수 신호를 합성하는 가산기와,

   상기 가산기에 의해 합성된 기준주파수와 출력주파수 신호의 위상차를 검출하는 위상검출기와,

   상기 위상검출기에서 출력되는 위상차 신호에 따라 직류전압을 발생시켜 출력하는 루프필터와,

   상기 루프필터에서 출력되는 직류전압에 따라 특정 주파수로 고정되어 발진하는 전압제어발진기와,

   상기 루프필터에서 출력되는 직류전압을 상기 이동통신단말기의 모니터링 슬롯과 송수신 슬롯의 제어전압값의 중간 값으로 하여 아이들 슬롯상태에서 출력되도록 상기 루프필터를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 채널 변경 시 위상동기루프의 록 시간 단축장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 아이들 슬롯상태에서의 전압제어발진기로 인가되는 제어전압은 모니터링 슬롯과 송수신 슬롯의 제어전압값의 중간값을 가지며 상기 전압제어발진기의 최대록타임의 1/2 시간 동안 인가되도록 설정되는 것을 특징으로 하 는 이동통신 단말기에서 채널 변경 시 위상동기루프의 록 시간 단축장치.
3. 이동통신 단말기의 위상동기루프 록 방법에 있어서,

   상기 이동통신 단말기의 채널 설정을 위한 모니터링슬롯에서의 전압제어발진기의 제어전압값을 검출하는 제1과정과,

   상기 제1과정이 후 상기 이동통신 단말기의 RX 슬롯에서의 PLL 록을 위한 전압제에 발진기의 제어전압값을 검출하는 제2과정과,

   상기 1과정과 상기 제2과정에서 검출된 제어전압값의 범위를 제3과정과.

   상기 제3과정에서 검출된 제어전압값의 범위의 이내의 소정 값을 아이들슬롯의 제어전압값으로 설정하는 제4과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 채널 변경 시 위상동기루프의 록 시간 단축방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 제4과정에서 상기 아이들 슬롯으로 인가되는 제어전압은 상기 제어전압값의 범위의 중간 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 채널 변경 시 위상동기루프의 록 시간 단축방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 제4과정에 상기 아이들 슬롯으로 인가되는 제어전압은 제어전압값의 범위내에서 수행되는 록 타임의 1/2시간 동안 유지되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 채널 변경 시 위상동기루프의 록 시간 단축방법.

Images