KR100800864B1

KR100800864B1 - 이동 통신단말기의 위상동기루프 장치 및 그에 의한워밍업 시간 단축 방법

Info

Publication number: KR100800864B1
Application number: KR1020010075114A
Authority: KR
Inventors: 한미연
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2008-02-04
Also published as: KR20030044390A

Abstract

이동 통신단말기에서 사용되는 위상동기루프(PLL)로부터 발생되는 미리 설정된 주파수 신호를 안정화시키는데 요구되는 워밍업 시간을 단축시키는 장치 및 방법이 개시되어 있다. 이러한 본 발명에 따른 장치는 레지스터를 포함한다. 상기 레지스터는 상기 통신단말기가 파워온될 때 제공되는 PLL 데이터를 저장한다. 위상동기루프는 상기 통신단말기의 전원을 인가받는 전원 단자와, 상기 통신단말기가 상기 슬립 모드에서 상기 아이들 모드로 깨어남을 나타내는 제어신호를 인가받기 위한 인에이블 단자를 구비한다. 상기 인에이블 단자에 상기 제어신호가 인가됨에 응답하여 상기 위상동기루프는 상기 레지스터에 저장된 상기 PLL 데이터를 입력하여 미리 설정된 주파수 신호를 발생하도록 고정된다.

위상동기루프, 워밍업 시간, 슬립 모드, 아이들 모드

Description

이동 통신단말기의 위상동기루프 장치 및 그에 의한 워밍업 시간 단축 방법 {PHASE LOCKED LOOP OF MOBILE COMMUNICATION SYSTEM AND METHOD FOR REDUCING WARM-UP TIME THEREBY}

도 1은 종래 기술에 따른 위상동기루프 장치의 구성을 보여주는 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 위상동기루프 장치의 구성을 보여주는 도면.

도 3은 도 2에 도시된 위상동기루프 장치에 의한 워밍업 시간 단축 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면.

도 4는 종래 기술과 본 발명의 실시예에 따른 위상동기루프 장치에 의한 워밍업 시간을 대비적으로 보여주는 도면.

본 발명은 이동 통신단말기에 관한 것으로, 특히 워밍업 시간 단축을 위한 위상동기루프 장치 및 그에 의한 워밍업 시간 단축 방법에 관한 것이다.

일반적으로, IS-95A방식의 이동 통신시스템에서 단말기는 기지국으로부터 페이징 메시지(Paging Message)를 수신한다. 즉, 상기 단말기는 페이징 메시지가 있을 때에만 아이들 슬립 상태(Idle Sleep State)에서 깨어나 페이징 채널을 감시하는 슬롯 모드(Slotted mode)에서 상기 기지국으로부터의 페이징 메시지를 수신하게 된다. 이러한 슬롯 모드에서 페이징 메시지를 수신하는 방법은 아이들 슬립 상태 이후 재포착(re-acquisition)을 위한 시간, 메시지 수신을 위한 시간 등 전력소모가 많기 때문에, 휴대폰과 같은 이동 통신단말기를 위한 충분한 대기시간(Stand-by time)을 보장하기 어려웠다. 특히 고주파 발진기를 슬립 카운터(Sleep counter)로 사용하는 경우 전력 소비가 심했다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에 IMT-2000(Internation Mobile Telecommunication) 서비스를 표방하는 CDMA2000(Code Division Multiple Access) 1X 단말기에서는 퀵 페이징(Quick Paging) 방식을 채택하였다. 상기 방식에 따르면, 퀵 페이징 채널(Quick Paging Channel)을 감시하여 페이징 채널을 감시할지 안 할지를 결정하며, 퀵 페이징 비트(Quick Paging Bit)에 따라 단말기는 슬립 상태에서 깨어나게 된다. 상기 단말기는 고주파 발진기와 저주파 발진기의 2개를 사용하고 있으며, 슬립 상태에서 저주파 발진기를 슬립 카운터(Sleep counter)로 사용하여 전류 소모를 최소화하고, 단말기가 슬립 상태에서 깨어나서 정상적인 동작을 하기 위해 필요한 워밍업 시간(Warm-up time)을 최소화하고 있다. 여기서 워밍업 시간이란 단말기가 슬립 상태에서 아이들 상태로 깨어날 때 고주파(RF: Radio Frequency) 신호 처리단이 충분히 안정화되는데 필요한 시간을 말한다.

한편, 상기 RF 신호 처리단에는 주파수 합성부가 구비되는데, 상기 주파수 합성부는 주파수 발진기(TCXO: Temperature Compensated Crystal Oscillator), 위상동기루프(PLL: Phase Locked Loop), 전압제어발진기(VCO: Voltage Controlled Oscillator) 등으로 구성된다. 종래 기술에 따르면, 단말기의 슬립 상태에서는 RF단의 주파수 합성부를 구성하는 TCXO, PLL, VCO에 전원을 인가하지 않고 있다가 슬립 상태에서 아이들 상태로 상기 단말기가 깨어나야 할 때는 제어부(소위 MSM칩)에서 TCXO 온/오프(ON/OFF) 신호를 TCXO로 인가하고, 베이스밴드(BBA: Baseband Analog)부에서 VCO와 PLL에 전원을 인가하는 전압 레귤레이터(Voltage Regulator)에 SLEEP/ 신호를 인가함으로써 각각에 전원을 공급하여 정상 동작하도록 하였다. 보다 구체적으로 설명하면, 이동 통신단말기에 전원이 인가되는 경우, MSM은 "HIGH"레벨의 TCXO 온 신호를 출력하는데 이 신호는 2.8V 전원이 인가되는 전원단에 부가된 스위치를 통해 TCXO에 인가된다. VCO와 PLL에 2.8V 전원을 공급하는 레귤레이터에는 BBA부로부터의 SLEEP/ 신호가 인가된다. 상기 SLEEP/ 신호가 "HIGH"레벨인 경우, 즉 단말기가 아이들 상태이면 상기 레귤레이터로부터의 전원이 VCO와 PLL에 공급되어 이들이 동작하게 된다. 이와 반대로 상기 SLEEP/ 신호가 "LOW"레벨인 경우에는 상기 레귤레이터로부터의 전원이 VCO와 PLL로 공급되지 않아 이들은 동작하지 않게 된다. 전술한 처리 동작중 PLL로 SLEEP/ 신호를 인가하는 구성이 도 1에 도시되어 있다.

상기 도 1을 참조하면, 이동 통신단말기가 슬립 상태인 경우에는 PLL 30의 전원전압 VCC를 공급하는 레귤레이터 20에 인가되는 SLEEP/ 신호가 "LOW" 레벨이기 때문에 PLL 30에는 전원전압 VCC가 공급되지 않는다. 이와 달리 이동 통신단말기가 아이들 상태인 경우에는 "HIGH" 레벨의 SLEEP/ 신호가 레귤레이터 20으로 인가되기 때문에 PLL 30에는 전원전압 VCC가 공급된다. 상기 "HIGH" 레벨의 SLEEP/ 신호가 인가됨에 따라 레귤레이터 20으로부터 PLL 30의 전원전압 VCC가 공급되는 안정화 시간을 거치고, PLL 30으로 MSM(도시하지 않음)으로부터 PLL 데이터를 제공됨에 따라 PLL 30은 정상 동작을 하면서 미리 설정된 주파수 신호를 발생하도록 고정(Lock-up)된다.

전술한 구조를 가지는 장치를 슬립 모드 및 아이들 모드를 가지는 이동 통신단말기에 적용한다고 가정할 때, TCXO는 전원이 공급되어 안정화되기까지 1mS 정도가 소요되고, PLL은 전원이 인가된 후 안정화되기까지 수백 uS 정도가 소요되고 다시 PLL 데이터를 뿌려주는 데에도 수 mS 정도가 소요되고, PLL이 고정되기까지에는 빠른 고정(Fast Lock)방식을 기준으로 한다고 하여도 수백 uS 정도의 시간이 소요된다. 즉 PLL의 전원을 강제로 인가하지 않았다가 인가할 때는 PLL이 초기 상태에서 동작을 시작하는 것이기 때문에, PLL 고정시 필요한 데이터를 다시 보내야 하는데 이 시간이 실제로는 워밍업 시간에서 차지하는 비중이 가장 크다.

따라서 본 발명의 목적은 이동 통신단말기에서 사용되는 PLL로부터 발생되는 미리 설정된 주파수 신호를 안정화시키는데 요구되는 워밍업 시간을 단축시키는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이동 통신단말기가 슬립 모드에서 아이들 모드로 깨어날 때 PLL로부터 발생되는 미리 설정된 주파수 신호를 안정화시키는데 요구되는 워밍업 시간을 단축시키는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동 통신단말기의 위상동기루프(PLL) 장치는 레지스터를 포함한다. 상기 레지스터는 상기 통신단말기가 파워온될 때 제공되는 PLL 데이터를 저장한다. 위상동기루프는 상기 통신단말기의 전원을 인가받는 전원 단자와, 상기 통신단말기가 상기 슬립 모드에서 상기 아이들 모드로 깨어남을 나타내는 제어신호를 인가받기 위한 인에이블 단자를 구비한다. 상기 인에이블 단자에 상기 제어신호가 인가됨에 응답하여 상기 위상동기루프는 상기 레지스터에 저장된 상기 PLL 데이터를 입력하여 미리 설정된 주파수 신호를 발생하도록 고정된다.

전술한 바와 같은 내용은 당해 분야 통상의 지식을 가진 자는 후술되는 본 발명의 구체적인 설명으로 보다 잘 이해할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 특징들 및 기술적인 장점들을 다소 넓게 약술한 것이다.

본 발명의 청구범위의 주제를 형성하는 본 발명의 추가적인 특징들 및 장점들이 후술될 것이다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 동일한 목적들을 달성하기 위하여 다른 구조들을 변경하거나 설계하는 기초로서 발명의 개시된 개념 및 구체적인 실시예가 용이하게 사용될 수도 있다는 사실을 인식하여야 한다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 또한 발명과 균등한 구조들이 본 발명의 가장 넓은 형태의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는다는 사실을 인식하여야 한 다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

하기에서 설명될 본 발명은 PLL을 강제로 셧다운(Shut down)시키지 않고 PLL 내부의 인에이블단자(RF_EN,IF_EN)를 이용하여 상기 PLL을 파워업/다운(Power up/down) 시킨다. 이에 따라 PLL의 전원이 레귤레이터를 통해 공급되어 안정화되는 데 걸리는 시간을 제거할 수 있다. 게다가, 본 발명은 PLL이 파워다운 상태에서 파워업 상태로 바뀔 때 단말기의 파워온시 제공되었다가 레지스터에 저장된 PLL 데이터를 사용함으로써, 다른 채널의 주파수 신호가 발생되도록 하기 전에는 새로이 PLL 데이터를 제공할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명은 슬립 모드와 아이들 모드의 반복 과정에서 필요한 워밍업 시간을 최소 수 ms 정도 줄일 수 있을 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PLL 장치의 구성을 보여주는 도면이다. 여기서, PLL 장치란 PLL을 파워업시킴으로써 이동 통신단말기에서 요구되는 특정 채널의 주파수 신호를 발생할 수 있도록 상기 PLL을 고정시키기 위한 구성요소들을 포함하는 장치를 의미한다.

상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 PLL 장치는 BBA부 10, PLL 30 및 레지스터 40을 포함한다. 상기 BBA부 10은 단말기의 슬립모드 및 아이들모드를 나타내는 SLEEP/ 신호를 발생한다. 상기 SLEEP/ 신호가 "LOW"레벨인 경우는 상기 단말기가 슬립모드인 경우를 의미하고, "HIGH"레벨인 경우는 상기 단말기가 아이들모드인 경우를 의미한다. 레지스터 40은 상기 단말기로 초기에 전원이 공급될 시, 즉 상기 단말기가 파워온될 때 제공되는 PLL 데이터를 저장한다. 상기 PLL 30은 전원단자(VCC)와 인에이블단자(RF_IN,IF_IN)를 구비한다. 상기 전원단자에는 상기 단말기의 전원을 인가되다. 상기 인에이블단자에는 상기 단말기가 슬립 모드에서 아이들 모드로 깨어남을 나타내는 제어신호인 SLEEP/ 신호가 인가된다. 상기 인에이블 단자에 상기 제어신호가 인가됨에 응답하여 상기 PLL 30은 상기 레지스터 40에 저장된 PLL 데이터를 입력하여 미리 설정된 특정 채널의 주파수 신호를 발생한다.

다시 말하면, PLL 30의 VCC 단자에는 단말기에 전원이 인가되면 살아나는 아날로그(Analog) 전원이 인가되도록 상기 VCC 단자를 연결한다. PLL 30의 RF_EN, IF_EN 단자에는 BBA부 10으로부터의 SLLEP/ 신호가 직접 인가되도록 연결한다. 상기 레지스터 40에 저장되는 PLL 데이터는 다음과 같이 제공된다. 초기 단말기에 전원이 인가되어 파일럿(Pilot)을 잡기 위해 PLL을 고정(Lock-up)할 때 PLL 데이터가 MSM(도시하지 않음)으로부터 제공된다. 중간 중간 단말기가 슬립모드(상태)에서 아이들모드(상태)로 깨어난다고 하더라도 동일한 채널에 대한 주파수신호를 발생하는 경우에는 PLL 데이터를 새로이 제공할 필요가 없다. 그러나 채널이 바뀔 때는 그 채널에 맞게 계산되어진 PLL 데이터가 상기 MSM으로부터 다시 제공된다.

도 3은 도 2에 도시된 위상동기루프 장치에 의한 워밍업 시간 단축 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, 초기에 단말기에 전원이 인가되면, 즉 단말기가 파워온(Power-On)되면(101단계), MSM으로부터의 PLL 데이터가 PLL 30으로 제공되어 PLL 30은 미리 설정된 채널의 주파수 신호를 발생하고 이에 따라 단말기는 특정 채널 주파수에 고정(Lock-up)된다(102단계). 이때 제공된 PLL 데이터는 레지스터 40에 저장된다.

단말기가 슬립(Sleep) 모드인 것으로 판단되면(103단계), SLEEP/ 신호는 "LOW" 상태를 가지고 PLL 30의 RF_EN, IF_EN 단자에는 로우전압(Low voltage)이 인가되므로(104단계), PLL 30은 자동적으로 파워다운(Power-down) 상태로 들어가서 전류는 흐르지 않게 된다(105단계). 이때 초기에 제공된 PLL 데이터 정보는 레지스터 40에 그대로 저장되어 있는 상태이다.

이와 달리, 단말기가 아이들(Idle) 모드인 것으로 판단되면(103단계), SLEEP/ 신호는 "HIGH" 상태를 가지고 PLL 30의 RF_EN, IF_EN 단자에는 하이전압(Low voltage)이 인가되므로(106단계), PLL 30은 자동적으로 파워업(Power-up) 상태로 된다(107단계). 그러면 PLL 30은 레지스터 40에 저장되어 있는 PLL 데이터를 입력하여 특정 채널의 주파수 신호를 발생하도록 고정된다.

도 4는 종래 기술과 본 발명의 실시예에 따른 PLL 장치에 의한 워밍업 시간 을 대비적으로 보여주는 도면이다. 상기 도 4를 참조하면, 종래 기술에 따른 PLL 장치에 의한 워밍업 시간은 " T1 + T2 + T3 "이다. 반면에, 본 발명의 실시예에 따른 PLL 장치에 의한 워밍업 시간은 " T3 "이다. 상기 T1은 도 1의 BBA 10으로부터 SLEEP/ 신호가 인가됨에 응답하여 레귤레이터 20이 2.8V의 전원전압을 PLL 30으로 제공하는 데까지 소요되는 전원 안정화 시간을 나타낸다. 상기 T2는 단말기의 상태가 바뀜에 따라 MSM으로부터 새로이 PLL 데이터가 제공되는 데 소요되는 시간을 나타낸다. 상기 T3은 PLL 30이 PLL 데이터를 입력하여 미리 설정된 채널 주파수 신호를 발생하도록 고정되는 데까지 소용되는 시간을 나타낸다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 워밍업 시간을 PLL 인가 전압이 안정화되는 시간과 PLL 데이터를 뿌려주는 시간만큼 절약할 수 있게 되어 단말기의 아이들 상태 시 전류 소모를 줄일 수 있다는 이점이 있다. 이에 따라 결국은 단말기의 대기 시간(Stand-by time)을 극대화할 수 있다는 이점이 있다.

Claims

슬립 모드 및 아이들 모드를 구비하는 이동 통신단말기의 위상동기루프(PLL) 장치에 있어서:

상기 통신단말기가 파워온될 때 제공되는 PLL 데이터를 저장하는 레지스터와;

상기 통신단말기의 전원을 인가받는 전원 단자와, 상기 통신단말기가 상기 슬립 모드에서 상기 아이들 모드로 깨어남을 나타내는 제어신호를 인가받기 위한 인에이블 단자를 구비하고, 상기 인에이블 단자에 상기 제어신호가 인가됨에 응답하여 상기 레지스터에 저장된 상기 PLL 데이터를 입력하여 미리 설정된 주파수 신호를 발생하도록 고정되는 위상동기루프를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
슬립 모드 및 아이들 모드를 구비하는 이동 통신단말기에서 상기 통신단말기가 상기 슬립 모드에서 상기 아이들 모드로 깨어날 때 위상동기루프(PLL)로부터 제공될 미리 설정된 주파수 신호를 안정화시키는데 요구되는 워밍업 시간을 단축시키기 위한 방법에 있어서,

상기 통신단말기가 파워온될 때 PLL 데이터를 제공하는 과정과,

상기 통신단말기가 상기 슬립 모드에서 상기 아이들 모드로 깨어날 때 이를 나타내는 제어신호를 인가됨에 응답하여 상기 PLL이 인에이블되는 과정과,

상기 인에이블된 상기 PLL이 상기 제공된 PLL 데이터를 입력하여 상기 주파수 신호를 발생되도록 고정되는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.