KR100888171B1 - 결합된 이동 통신-위치측정 장치에서의 주파수 조정 - Google Patents

결합된 이동 통신-위치측정 장치에서의 주파수 조정 Download PDF

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Abstract

시스템 및 기술은 무선 통신에 관해 개시된다. 이들 시스템 및 기술은, 일 장치가 기준 신호를 이용하여 반송파로부터 정보 신호를 복원하고, 그 정보 신호에서 주파수 에러를 검출하며, 그 주파수 에러를 감소시키기 위해 그 기준 신호를 주기적으로 튜닝하도록 구성된 무선 통신과 관련된다. LO 튜닝 동안에 GPS 성능 저하를 막기 위해, 튜닝 표시자 신호가 GPS 수신기에 발생 및 제공되어, GPS 동작이 디스에이블될 수도 있다.
튜닝가능 발진기, 주파수 에러, 발진기

Description

결합된 이동 통신-위치측정 장치에서의 주파수 조정{FREQUENCY ADJUSTMENT IN COMBINED MOBILE COMMUNICATION-POSITIONING DEVICE}
배경
기술분야
본 발명은 일반적으로 전자제품에 관한 것으로, 더 상세하게는, 튜닝가능 발진기를 이용하는 전기 통신에 관한 것이다.
배경
이동 무선 서비스에 대한 소비자 요구는, 더 증가하는 수의 셀룰러 네트워크의 개발을 유도하여 왔다. 이러한 네트워크 중 하나는, 확산-스펙트럼 통신을 이용하여 무선 음성 및 데이터 서비스를 지원하는 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 기술에 기초한다. 확산-스펙트럼 통신에서, 대다수의 신호는 동일한 주파수 스펙트럼을 공유하고, 그 결과로서, 하이 레벨의 사용자 용량 (capacity) 을 제공한다. 이것은, 반송파를 변조시킴으로써 그 신호를 확산시키는 상이한 의사-잡음 (PN) 코드로 각각의 신호를 송신함으로써 달성된다. 대응하는 PN 코드를 이용하여 신호를 역확산시키는 상관기에 의해, 수신기에서 그 송신 신호가 분리된다. 코드가 매칭되지 않는 원하지 않는 신호는, 역확산되지 않고 잡음의 원인이 된다.
유럽과 아시아에서의 사실상 표준이 되고 있는 경쟁 네트워크는 GSM (Global System for Mobile Communication) 기술이다. CDMA 와 달리, GSM 은 협대역 시 분할 다중 접속 (TDMA) 기술을 이용하여, 무선 음성 및 데이터 서비스를 지원한다. TDMA 기술을 이용하여 수년에 걸쳐 진화해 온 다른 대중적인 네트워크는, GPRS (General Packet Radio Service) 및 EDGE 를 포함하며, 이들 모두는 고속 데이터 서비스를 지원한다. 이런 네트워크는 각각, 프로토콜, 서비스, 및 데이터 레이트의 그들 자신의 고유한 세트를 가지면서, 지리적 경관 전반에 걸쳐 분산될 수도 있다.
오늘날, 무선 통신 장치는 다중의 셀룰러 네트워크를 지원하는 기술로 이용되고 있다. 통상, 이런 장치들은 각각의 네트워크용 전용 수신기를 갖추고 있다. 로컬 발진기 (LO) 회로는, 각각의 수신기에 안정된 기준 신호를 제공하기 위해 이용될 수도 있다. 안정된 기준 신호는, 각각의 개별 수신기에 의해 이용되어 고 주파수 반송파로부터 정보 신호를 복원시킬 수도 있다. 통상적으로, LO 회로는, 몇몇 주파수 곱셈기 회로를 구동시키는 수정 발진기로 구현된다. 주파수 곱셈기 회로는 적당한 주파수로, 각각의 수신기에 기준 신호를 제공하도록 개별적으로 프로그래밍될 수도 있다. 양호한 수신기 성능을 유지하기 위하여, 종종, 매우 정확하고 안정된 수정 발진기가 사용된다. 다른 방법으로는, 전압 제어 온도 보상형 수정 발진기 (VCTCXO) 와 같은 튜닝가능 발진기 (tunnable oscillator) 가 이용될 수도 있다. 주파수 트래킹 루프는 발진기를 튜닝하여, 제조 허용 오차 (manufacturing tolerance), 도플러 주파수 시프트, 및 드리프트 (drift) 를 보상하기 위해 이용될 수도 있다.
더 진보된 시스템에서, 무선 통신 장치는 글로벌 위치측정 시스템 (GPS) 수 신기를 갖추고 있을 수도 있다. GPS 는 미국의 국방부에 의해 개발된 위성 기반 네비게이션 시스템의 일부이다. GPS 는 다양한 환경의 조건 하에서, 글로벌 커버리지에 네비게이션의 능력을 제공한다. 완전히 동작할 수 있는 GPS 에서, 지구의 전체 표면은, 각 궤도에서 4 개의 위성을 갖는, 6 개의 궤도에 분산된 24 개까지의 위성에 의해 커버된다. 무선 통신 장치의 GPS 수신기는 다중의 위성으로부터의 의사 랜덤 잡음 (PRN) 코드에 의해 변조된 신호를 이용하여, 지구상의 그들의 정확한 위치를 정확하게 나타낸다. GPS 수신기로부터 발생된 원 데이터 (raw data) 는 다양한 애플리케이션용으로 이용될 수도 있다. 예로서, 원 데이터는 메모리에 저장된 맵 파일 (map file) 에 플러깅 (plug) 될 수도 있다.
이런 무선 통신 장치의 경제적 생존능력 (viability) 을 향상시키기 위하여, GPS 수신기는, 종종, 셀룰러 수신기와 공통의 LO 회로를 공유한다. 이 접근 방법이 갖는 문제점은, LO 회로에서의 수정 발진기가 GPS 동작 동안에 주파수 트래킹 루프에 의해 튜닝되는 경우에, GPS 수신기의 성능이 저하될 수도 있다는 것이다. 따라서, GPS 수신기의 성능을 저하시키기 않고, LO 회로에서의 수정 발진기를 튜닝시키기 위해 사용될 수 있는 혁신적인 접근 방법이 요구되고 있다.
요약
본 발명의 일 양태에 있어서, 통신 장치는, 기준 신호를 생성하도록 구성된 튜닝가능 발진기, 그 기준 신호를 이용하여 반송파로부터 정보 신호를 복원하도록 구성된 수신기, 및 그 정보 신호에서 주파수 에러를 검출하고, 그 주파수 에러를 줄이기 위해 발진기를 주기적으로 튜닝하도록 구성된 프로세서를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 있어서, 통신 장치는, 기준 신호를 생성하도록 구성된 튜닝가능 발진기, 그 기준 신호를 이용하여 반송파로부터 정보 신호를 복원하도록 구성된 수신기, 및 그 정보 신호에서 주파수 에러를 검출하고, 그 주파수 에러가 임계값과 교차하는 경우에 발진기를 튜닝하도록 구성된 프로세서를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 있어서, 통신 방법은, 기준 신호를 이용하여 반송파로부터 정보 신호를 복원하는 단계, 그 정보 신호에서 주파수 에러를 검출하는 단계, 및 그 주파수 에러를 줄이기 위해 기준 신호를 주기적으로 튜닝하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 있어서, 통신 장치는, 기준 신호를 생성하는 수단, 그 기준 신호를 이용하여 반송파로부터 정보 신호를 복원하는 수단, 정보 신호에서 주파수 에러를 검출하는 수단, 및 주파수 에러를 줄이기 위해 기준 신호를 주기적으로 튜닝하는 수단을 포함한다.
예시로서, 본 발명의 오직 몇몇 실시형태만이 도시되고 기술되어 있는 다음의 상세한 설명으로부터, 본 발명의 다른 실시형태가 당업자에게 더 쉽게 명백해질 수 있다는 것을 알 수 있다. 알려진 바와 같이, 본 발명은, 다른 및 상이한 실시형태가 가능하고, 그들의 몇몇 상세한 설명은, 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어남 없이 다양한 다른 관점에서 변형이 가능하다. 따라서, 도면 및 상세한 설명은 제한하려는 것이 아니라 사실상 예시례로서 간주될 것이다.
도면의 간단한 설명
본 발명의 양태는, 첨부된 도면에 있어서, 제한하려는 것이 아니라 예로서 도시된다.
도 1 은, 무선 통신 장치용 수신기 시스템의 기능적 실시예를 도시한 개념 블록도이다.
도 2 는, 무선 통신 장치의 LO 회로에 대한 주기적인 튜닝 동작의 일예를 도시한 그래픽 도면이다.
도 3 은, 무선 통신 장치의 WCDMA 프로세서의 기능적 실시예를 도시한 개념 블록도이다.
도 4 는, LO 튜닝 동작과 관련하여 이용될 수도 있는 WCDMA 프로세서의 임계값 검출기의 동작의 기능적 실시예를 도시한 흐름도이다.
상세한 설명
첨부된 도면과 관련하여 이하에 설명된 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수도 있는 유일한 실시형태를 나타내도록 의도된 것이 아니라, 본 발명의 다양한 실시형태의 설명으로서 의도된다. 이 명세서에 기술된 각각의 실시형태는, 단지, 본 발명의 일 실시예 또는 예시로서 제공된 것이며, 반드시, 다른 실시형태 보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석되는 것은 아니다. 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공할 목적으로 특정 상세 설명을 포함한다. 그러나, 본 발명이 이런 특정 상세 설명 없이도 실시될 수도 있다는 것을 당업자는 알고 있다. 일부 경우에, 널리 공지된 구조 및 장치는, 본 발명의 개념을 모호하게 하지 않기 위하여 블록 다이아그램 형식으로 도시된다. 두문자어 (acronyms) 및 다른 기술적 용어는 편리 및 명료함을 위해 이용될 수도 있으며, 본 발명의 범위를 제한하 려는 것은 아니다. 또한, 이 명세서를 위하여, "커플링" 이란 "접속" 을 의미하는데, 이러한 접속은 직접적일 수 있거나, 문맥에 있어 적절한 장소에서, 예를 들어, 개재되거나 매개의 장치 또는 다른 수단을 통해 간접적일 수 있다.
무선 통신 장치는, 네트워크에 액세스하거나, 하나 이상의 셀룰러 네트워크를 통해, 다른 통신 장치와 통신하는데 이용될 수도 있다. 예로서, 무선 통신 장치는, 광대역 코드 분할 다중 접속 (WCDMA) 셀룰러 네트워크를 통해 통신하도록 설계될 수도 있다. 다른 방법으로, 무선 통신 장치는, GSM, GPRS, EDGE, 또는 임의의 다른 셀룰러 네트워크를 통해 통신하도록 설계될 수도 있다. 적어도 하나의 실시형태에서, 무선 통신 장치는, 다중의 셀룰러 네트워크를 통해 동작하고 GPS 능력을 갖도록 설계될 수도 있다. 가입자국으로 통칭되는 무선 통신 장치는, 제한하려는 것은 아니지만, 무선 전화 또는 단말기, 컴퓨터, 모뎀, 개인 휴대 정보 단말기 등을 포함한, 셀룰러 네트워크와 무선 매체를 통해 통신할 수 있는 임의의 유형의 무선 장치일 수도 있다.
무선 통신 장치용 수신기 시스템의 기능적 블록도가 도 1 에 도시되어 있다. 수신기 시스템은, 안테나 (104) 와 함께 GPS 수신기 (102) 를 포함할 수도 있다. GPS 수신기 (102) 는 중간 주파수 (IF) 를 갖는 헤테로다인식 아키텍처로 구현될 수도 있다. 또한, 수신기 시스템은, 예로써, WCDMA, GSM, GPRS, EDGE, 및/또는 임의의 다른 셀룰러 수신기를 포함하여 하나 이상의 셀룰러 수신기를 포함할 수도 있다. 설명의 용이성을 위해, 수신기 시스템은, WCDMA 동작을 위해 설계된 단일의 직접 변환 헤테로다인식 셀룰러 수신기 (106) 로 도시된다. 당업자는 이 명세서 전반에 걸쳐 기술된 발명의 개념을 다중의 셀룰러 수신기 설계에 용이하게 적용할 수 있다. WCDMA 수신기 (106) 는, GPS 수신기 (120) 와 안테나 (104) 를 공유할 수도 있고, 또는, 다른 방법으로, 그들 자신의 것을 갖추고 있을 수도 있다. 도 1 에 도시된 실시형태에서, GPS 수신기 (102) 와 WCDMA 수신기 (106) 모두는 비용을 줄이기 위해 동일한 안테나 (104) 에 커플링된다.
LO 회로 (108) 는, 적절한 주파수에서, 각각의 수신기에 안정된 기준 신호를 제공하는데 이용될 수도 있다. LO 회로 (108) 는, 한 쌍의 주파수 곱셈기 회로 (112 및 114) 에 커플링된, VCTCXO 또는 다른 유사한 회로와 같은 튜닝가능 발진기 (110) 로 구현될 수도 있다. 제 1 주파수 곱셈기 회로 (112) 는, GPS 도플러 반송파를 IF 신호로 변환하기에 적합한 GPS 기준 신호 (108a) 를 발생시키기 위해 이용될 수도 있다. 제 2 주파수 곱셈기 회로 (114) 는, WCDMA 무선 주파수 (RF) 반송파를 기저대역 신호로 변환하기에 적합한 WCDMA 기준 신호 (108b) 를 발생시키기 위해 이용될 수도 있다. 수신기 시스템의 다른 방법의 실시형태에 존재할 수도 있는 부가적인 셀룰러 수신기를 지원하기 위해, 부가적인 주파수 곱셈기 회로가 이용될 수도 있다. 발진기 (110) 의 튜닝 입력에 인가된 전압은 주파수의 제조 허용오차를 보상하기 위해 바이어싱될 수도 있다.
GPS 수신기 (102) 는 임의의 수의 증폭기 스테이지 및 필터를 포함하여, 이득을 증가시키고 안테나 (104) 로부터의 GPS 신호의 프론트 엔드 잡음 (front end noise) 을 줄일 수도 있다. 또한, GPS 신호는, LO 회로 (108) 로부터의 GPS 기준 신호 (108a) 와의 혼합 동작을 통하여, IF 신호로 다운변환될 수도 있고, 디지 털 기저대역 신호를 생성하도록 샘플링될 수도 있다. 그 후, 디지털 기저대역 신호는, 코드 상관되고, 복조되며, 신호 프로세싱되어, 네비게이션의 솔루션을 획득할 수도 있다. 신호 프로세싱 기능은 사용자에 의해, 또는 다른 방법으로는, 네트워크에 의해 인에이블되는 연산 알고리즘에 의해 수행될 수도 있다. 연산 알고리즘이 인에이블되는 경우에는, GPS 수신기 (102) 가 "활성 (active)" 상태로 존재한다고 한다. GPS 수신기 (102) 가 네비게이션의 솔류션을 획득하면, 사용자 또는 네트워크에 의해 다시 인에이블될 때까지, "유휴 (idle)" 상태에 들어간다.
WCDMA 수신기 (106) 의 기능은, WCDMA 프로세서 (116) 에 의해 이용하기 위해, WCDMA 셀룰러 네트워크로부터의 정보 신호를 증폭하고, 필터링하여, 다운변환하는 것이다. GPS 수신기 (102) 와 유사한 방식으로, WCDMA 수신기 (106) 는, 임의의 수의 증폭기 스테이지 및 필터를 이용하여, 안테나 (104) 로부터의 반송파 신호를 프로세싱할 수도 있다. WCDMA 기준 신호 (108b) 와의 혼합 동작을 통하여, 정보 신호가 반송파로부터 복원될 수도 있다. 그 후, WCDMA 수신기 (106) 로부터의 기저대역 신호가 WCDMA 프로세서 (116) 에 제공될 수도 있다. WCDMA 프로세서 (116) 는, 정보 신호로부터 복조되고 에러 정정된 데이터를 발생시키기 위해 이용될 수도 있다. 그 데이터는, 텍스트, 비디오, 오디오, 또는 임의의 다른 유형의 데이터일 수도 있다.
WCDMA 프로세서 (116) 는 LO 회로 (108) 의 튜닝을 초래할 수도 있다. 튜닝 동작은, 다른 수신기에 대한 영향 (impact) 을 최소화하는 방식으로 행해져야 한다. 지금까지 기술된 수신기 시스템의 실시형태에서, GPS 수신기 (102) 의 성능은 LO 튜닝 동안에 저하될 수도 있으며, WCDMA 프로세서 (116) 는 이것을 염두에 두고 구현되어야 한다. 다른 수신기에 대해 잠재적인 영향을 줄이는 한가지 방법은, LO 회로 (108) 의 튜닝 주기를 제한하는 것이다. 튜닝 주기를 제한하는 기준은, 설계자의 선호도, 특정 통신 애플리케이션 및 전체적인 설계 제약에 의존하여 변할 수도 있다. WCDMA 프로세서 (116) 의 적어도 하나의 실시형태에서, LO 회로 (108) 는 반복된 주파수 구간 (interval) 에서, 짧은 시간 기간 동안 튜닝될 수도 있다. WCDMA 프로세서 (116) 의 또 다른 실시형태에서, LO 회로 (108) 는, 기저대역 신호의 주파수 에러가 임계값을 초과할 경우에만, 튜닝될 수도 있다. 당업자는, LO 회로 (108) 의 주기적인 튜닝을 제어하기 위해 특정 애플리케이션에 가장 적합한 기준을 용이하게 결정할 수 있다.
WCDMA 프로세서 (116) 의 동작을 예시하기 위하여, 주기적인 튜닝 알고리즘이 기술된다. 이러한 개시를 위하여, "주기적인" 및 "주기적으로" 라는 용어는, LO 튜닝 동작의 시간 주기 또는 주파수에 관계없이, "가끔 (on occasion)" 을 의미한다. 기술된 실시형태에서, WCDMA 프로세서 (116) 는, 기저대역 신호의 주파수 에러를 검출하기 위한 주파수 트래킹 기능을 포함할 수도 있다. 주파수 트래킹 기능은, 기저대역 신호의 적은 주파수 에러를 보상하기 위해 이용될 수도 있다. 더 많은 주파수 에러에 대해, 발진기 (110) 의 튜닝 입력에 인가된 전압을 조정함으로써 LO 회로 (108) 를 튜닝하기 위해, 튜닝 제어 신호 (116a) 가 WCDMA 프로세서 (116) 에 의해 발생될 수도 있다. 고성능을 보장하기 위하여, 주파수 트래킹 기능은, LO 튜닝 동안에도 기저대역 신호 보상을 제공해야 한다. LO 회로 (108) 가 튜닝되어야 할지를 결정하기 위해, 하나 이상의 임계값이 WCDMA 프로세서 (116) 에서 설정 (establish) 되어, 주파수 에러와 비교될 수도 있다. 이들 임계값은, GPS 수신기 (102) 가 활성 상태로 존재하는지 또는 유휴 상태로 존재하는지 여부에 따라 상이할 수도 있다. 상태 표시자 신호 (102a) 는 GPS 수신기 (102) 로부터 WCDMA 프로세서 (116) 에 제공되어, 임계값을 설정할 수도 있다. 또한, 임계값은, 셀룰러 수신기의 유형에 따라 상이할 수도 있다. 예로서, WCDMA 수신기에 대한 임계값은, GSM 수신기에 대한 임계값과 상이할 수도 있다. 당업자는, 전체적인 설계 제약 및 성능 파라미터에 기초하여 그들의 특정 애플리케이션에 대한 적절한 임계값을 용이하게 결정할 수 있다.
WCDMA 프로세서 (116) 의 적어도 하나의 실시형태에서, 제 1 임계값이, LO 회로 (108) 의 튜닝 동작을 시작하기 위해 이용될 수도 있다. 제 1 임계값은, WCDMA 동작을 가장 잘 수용 (accommodate) 하기 위해 선택될 수도 있고, GPS 수신기 (102) 가 활성 상태로 존재하는지 또는 유휴 상태로 존재하는지 여부에 따라 조정가능할 수도 있다. LO 튜닝 동안에, GPS 성능 저하를 막기 위하여, 튜닝 표시자 신호 (116b) 가 WCDMA 프로세서 (116) 에 의해 발생되고 GPS 수신기 (102) 에 제공되어, GPS 동작이 디스에이블될 수도 있다.
튜닝 동작이 시작되면, WCDMA 프로세서 (116) 는, 주파수 에러가 제 2 임계값 미만으로 떨어질 때까지, LO 회로 (108) 를 계속하여 튜닝할 수도 있다. 제 1 임계값처럼, 제 2 임계값은, WCDMA 동작을 가장 잘 수용하기 위해 선택될 수도 있고, GPS 수신기 (102) 가 활성 상태로 존재하는지 또는 유휴 상태로 존재하는지 여부에 따라 조정가능할 수도 있다. 주파수 에러가 제 2 임계값 미만으로 떨어지면, 튜닝 동작이 완료될 수도 있고, GPS 수신기 (102) 를 시그널링하여 동작을 재시작하기 위해 튜닝 표시자 신호 (116b) 가 이용될 수도 있다.
GPS 수신기 (102) 가 동작을 재시작하기 이전에, 우선, GPS 신호를 재획득해야 한다. 획득은, PRN 코드 오프셋 및 도플러 반송파의 추정치를 제공하는 코어스 동기화 프로세스 (coarse synchronization process) 이다. 그 프로세스는, 복제 코드 (replica code) 및 반송파가 수신 GPS 신호와 정렬되는 공간 및 주파수를 통하여 2 차원 탐색을 포함한다. 다중의 주파수 가설은, 획득 프로세스를 완료하도록 요구될 수도 있다. 신호 획득을 위해 걸리는 시간을 줄이기 위해, WCDMA 프로세서 (116) 의 주파수 트래킹 기능에 의해 발생된 주파수 에러 신호 (116c) 가 GPS 수신기 (102) 에 제공될 수도 있다. 이 정보는 GPS 수신기 (102) 에 의해 이용되어, 도플러 반송파에 대한 주파수 스펙트럼을 통해 탐색을 제한할 수도 있다.
제 1 임계값과 제 2 임계값은 상이할 수도 있다. 이 접근 방법의 효과는, LO 회로 (108) 의 튜닝 동작에 가설의 요소를 부가하는 것이다. 이 개념은, 주파수 에러의 함수로서 LO 튜닝 동작을 도시한 도 2 를 참조하여 기술된다. 도 2 를 참조하면, 주파수 에러가 0Hz 로부터 제 1 임계값 주파수 (F1) 로 증가할 때, LO 튜닝 동작이 수행되지 않는다는 것을 쉽게 알 수 있다. 제 1 임계값 주 파수 (F1) 미만이면, 기저대역 신호는 주파수 에러에 대해 WCDMA 프로세스에서 보상될 수도 있다. 그러나, 주파수 에러가 제 1 임계값 주파수 (F1) 와 교차하는 경우에, WCDMA 프로세서 (116) 는 주파수 에러를 줄이기 위해 LO 회로 (108) 를 튜닝하기 시작한다. LO 튜닝 동작은, 주파수 에러가 제 2 임계값 주파수 (F2) 미만으로 떨어질 때까지 계속된다. LO 회로 (108) 의 전체 튜닝 지속기간을 최소화시키기 위해, 임계값 주파수들 (F1 및 F2) 간의 분리가 당업자에 의해 최적화될 수도 있다.
WCDMA 프로세서의 기능적인 블록도가 도 3 에 도시되어 있다. WCDMA 프로세서는 복소 (I-Q) 아키텍쳐로 구현될 수도 있다. 설명을 용이하게 하기 위해, WCDMA 프로세서 (116) 는, 별개의 I (in-phase; 동위상) 및 Q (quadrature; 직교 위상) 채널에 대한 언급 없이, 도 3 에 기능적으로 도시된다. WCDMA 프로세서 (116) 는, 레이크 수신기 (302) 에 공급하는 타이밍 복원 회로 및 반송파를 포함한다. 레이트 수신기 (302) 는, 분해가능한 다중 경로의 독립적인 페이딩을 이용하여, 다이버시티 이득을 달성할 수도 있다. 상세하게는, 레이크 수신기 (302) 는, 무선 통신 장치로의 다운링크 송신의 하나 이상의 다중 경로를 프로세싱하도록 구성될 수도 있다. 각각의 다중 경로는 별개의 핑거 프로세서 (finger processor) 에 공급되어, PN 코드 역확산 및 직교 가변 확산 계수 (OVSF) 코드 디커버링 (decovering) 을 수행할 수도 있다. 그 후, 각각의 핑거 프로세서로부터의 결과를 결합하여, 다운링크 송신을 통해 송신된 심볼을 복원하기 위해, 레이 크 수신기 (302) 가 이용될 수도 있다.
타이밍 복원 루프 (304) 를 구동시키기 위해 레이크 수신기 출력이 이용될 수도 있다. 타이밍 복원은, 다운링크 송신으로부터 타이밍 정보를 추출하는 프로세스 및 그 타이밍 정보를 이용하여 로컬 클록을 동기화하는 프로세스를 지칭한다. 그 후, WCDMA 수신기 (106; 도 1 참조) 로부터 디지털 기저대역 신호를 샘플링하기 위해, 이 클록 (도시되지 않음) 이 이용될 수도 있다. 상세하게는, 레이크 수신기 (302) 및 로컬 클록 레이트에 의해 복원된 심볼들 간의 타이밍 에러를 추정하고, 그 타이밍 에러를 최소화하도록 로컬 클록을 조정하기 위해, 타이밍 복원 루프 (304) 가 이용될 수도 있다. 그 후, 데시메이터 (decimator; 306) 의 샘플링 단계를 제어하기 위해, 로컬 클록 (도시되지 않음) 이 이용될 수도 있다. 타이밍 복원 회로는 당업계에 널리 공지되어 있다.
또한, 레이크 수신기 출력이 주파수 트래킹 루프 (308) 를 구동시키기 위해 이용될 수도 있다. 주파수 트래킹 루프 (308) 는, 로테이터 (rotator; 310) 와 함께 이용되어, 기저대역 신호의 주파수 에러를 보상할 수도 있다. 로테이터 (310) 는 복소 곱셈기 또는 다른 유사한 장치로 구현될 수도 있다. 주파수 에러는, 당업계에 널리 공지된 임의의 수의 기술들에 의해 연산될 수도 있다.
주파수 트래킹 루프 (308) 에 의해 연산된 주파수 에러가 임계값 검출기 (312) 에 제공될 수도 있다. 더 상세히 후술될 방식으로, 임계값 검출기 (312) 가 LO 회로 (108; 도 1 참조) 의 주기적인 튜닝을 제어하기 위해 이용될 수도 있다. 도 4 의 흐름도를 참조하여 임계값 검출기 (312) 의 동작을 설명한다. 단계 402 에서, 임계값 검출기는, 통상, 전력의 인가 (application of power) 로 초기화될 수도 있다. 임계값 검출기는 신호 획득 동안에 초기화 상태로 유지되어야 한다. 초기화 상태 동안에, 임계값 검출기는 제 1 상태로 설정될 수도 있다. 도 4 에 도시되지는 않았지만, 앞으로, WCDMA 프로세서가 신호를 재획득할 필요가 있다면, 임계값 검출기가 초기화 상태로 되돌아가게 된다.
WCDMA 프로세서가 신호를 획득하면, 임계값 검출기는 초기화 상태를 벗어나, 단계 404 에서, 제 1 임계값 (F1) 을 설정할 수도 있다. 제 1 임계값 (F1) 은, GPS 수신기가 활성 상태로 존재하는지 또는 유휴 상태로 존재하는지 여부에 따라 조정될 수도 있다. 단계 406 에서, 임계값 검출기는 주파수 트래킹 루프로부터 주파수 에러 측정치 (Fe) 를 수신하고, 단계 408 에서, 그 측정치를 제 1 임계값 (F1) 과 비교한다. 측정된 주파수 에러 (Fe) 가 제 1 임계값 (F1) 미만일 경우에, 임계값 검출기는 단계 406 으로 되 루핑 (loop) 되어, 주파수 트래킹 루프로부터 그 다음의 주파수 에러 측정치 (Fe) 를 대기한다. 한편, 측정된 주파수 에러 (Fe) 가 제 1 임계값 (F1) 을 초과할 경우에, 단계 410 에서, 임계값 검출기는 제 2 상태로 설정될 수도 있다.
임계값 검출기 출력이 제 2 상태로 설정되면, 단계 412 에서, 제 2 임계값 (F2) 이 설정될 수도 있다. 제 2 임계값 (F2) 은, GPS 수신기가 활성 상태로 존재하는지 또는 유휴 상태로 존재하는지 여부에 따라 조정될 수도 있다. 단계 414 에서, 임계값 검출기는 주파수 트래킹 루프로부터 새로운 주파수 에러 측정치 (Fe) 를 수신하고, 단계 416 에서, 그 측정치를 제 2 임계값 (F2) 과 비교한다. 측정된 주파수 에러 (Fe) 가 제 2 임계값 (F2) 을 초과하는 경우에, 임계값 검출기는 단계 414 로 되 루핑되어, 주파수 트래킹 루프로부터 그 다음의 주파수 에러 측정치 (Fe) 를 대기한다. 한편, 측정된 주파수 에러 (Fe) 가 임계값 (F2) 미만으로 떨어지면, 단계 418 에서, 임계값 검출기 출력은 제 1 상태로 되 설정될 수도 있다. 그 후, 임계값 검출기는 단계 404 로 되 루핑되어, 주파수 트래킹 루프로부터 그 다음의 주파수 에러 측정치 (Fe) 를 대기한다.
도 3 을 다시 보면, 스위치 (314) 를 제어하기 위해, 임계값 검출기 (312) 가 이용될 수도 있다. 임계값 검출기 (312) 의 상태에 따라, 2 개의 출력 라인 중 하나의 라인으로, 주파수 트래킹 루프 (308) 에 의해 연산된 주파수 에러를 디멀티플렉싱하기 위해, 스위치 (314) 가 이용될 수도 있다. 임계값 검출기 (312) 가 제 1 상태로 존재할 경우에, 주파수 에러는 스위치 (314) 를 통해 로테이터 (310) 에 커플링될 수도 있다. 이 모드에서, LO 회로 (108; 도 1 참조) 를 튜닝하지 않고 기저대역 신호를 보상하기 위해, 주파수 에러가 이용될 수도 있다.
또한, 스위치 (314) 는, 임계값 검출기 (312) 가 제 2 상태로 존재할 경우에, 주파수 트래킹 루프 (308) 로부터 변환기 (318) 로 주파수 에러를 커플링하도록 구성될 수도 있다. 변환기 (318) 는, 주파수 에러에 대응하는 펄스폭 변조 신호를 발생하는데 이용될 수도 있다. 펄스폭 변조 신호를 아날로그 전압으로 변환하기 위해, 필터 (322) 가 이용될 수도 있다. 아날로그 전압은, LO 회로 (108; 도 1 을 참조) 의 코어스 튜닝을 제공하기 위해 이용되는 튜닝 제어 신호 (116a) 이다. 스케일러 (scaler; 316) 는 디지털 도메인에 미세한 튜닝을 제공하기 위해, 로테이터 (310) 에 적용될 수 있는 디지털 신호를 생성하도록 이용될 수도 있다. 또한, GPS 성능 저하를 막기 위하여, 임계값 검출기 (312) 가 제 2 상태로 존재할 경우에, 그 임계값 검출기 (312) 는 튜닝 표시자 신호 (116b) 를 통하여 GPS 동작을 디스에이블시키기 위해 이용될 수도 있다. 또한, LO 회로 (108; 도 1 참조) 가 튜닝되면, GPS 신호의 재획득을 용이하게 하기 위해, 주파수 트래킹 루프 (308) 로부터의 주파수 에러 신호 (116c) 가 GPS 수신기 (102; 도 1 참조) 에 제공될 수도 있다.
또한, WCDMA 프로세서는 신호 획득 및 동기화를 위한 탐색기 (324) 를 포함할 수도 있다. 획득 프로세스는, 확산 스펙트럼 파일럿 신호를 복제 코드와 코어스 정렬시키기 위하여, 시간 및 주파수의 미지의 영역을 통한 탐색을 포함한다. PN 코드 발생기 (326) 는, 다중의 주파수 가설에 대하여 상이한 PN 코드를 통해 시퀀싱 (sequence) 하도록 이용될 수도 있다. 또한, 탐색기 (324) 는, 신호 획득 동안에, 임계값 검출기 (312) 를 제 1 상태가 되게 하기 위해 이용될 수도 있다. 이 접근 방법으로 인해, LO 회로 (108; 도 1 참조) 의 튜닝 및 GPS 동작의 방해 없이, 신호 획득 프로세스가 수행될 수도 있다. 획득 프로세스가 완료되면, 탐색기 (324) 는 파일럿 신호를 이용하여, 강한 다중경로 도착 (strong multipath arrival) 을 식별하고, 레이트 수신기 (302) 에 핑거를 할당할 수도 있다. 레 이트 수신기 (302) 는 타이밍 기준으로서 핑거를 이용하여, 각각의 예상 다중 경로 반사에 대해 신호를 상관시킨다.
당업자는 다양한 서로 다른 기술 및 기법을 이용하여 정보 및 신호를 표현할 수도 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 상기의 설명 전반에 걸쳐 참조될 수도 있는 데이터, 명령, 커맨드 (commands), 정보, 신호, 비트, 심볼, 및 칩은 전압, 전류, 전자기파, 자계 또는 자성 입자, 광계 또는 광자, 또는 이들의 조합으로 나타낼 수도 있다.
또한, 당업자는 여기에서 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 방법들 및 알고리즘들을 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현할 수도 있음을 알 수 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 대체 가능성을 분명히 설명하기 위하여, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 방법들 및 알고리즘들을 주로 그들의 기능의 관점에서 상술하였다. 그러한 기능이 하드웨어로 구현될지 소프트웨어로 구현될지는 전체 시스템에 부과된 특정한 애플리케이션 및 설계 제약조건들에 의존한다. 당업자는 설명된 기능을 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식으로 구현할 수도 있지만, 그러한 구현의 결정이 본 발명의 범주를 벗어나도록 하는 것으로 해석하지는 않아야 한다.
여기에서 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적회로 (ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이 신호 (FPGA), 또는 기타 프로그래머 블 로직 디바이스, 별도의 게이트 또는 트랜지스터 로직, 별도의 하드웨어 컴포넌트들, 또는 여기서 설명된 기능을 수행하도록 설계되는 이들의 임의의 조합으로 구현 또는 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 다른 방법으로, 그 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, 또는 상태 기계일 수도 있다. 또한, 프로세서는 연산 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP 와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들 또는 임의의 기타 다른 구성물로 구현될 수도 있다.
여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 프로세서에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 조합으로 직접 구현될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서에 커플링되며, 그 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 내에 상주할 수도 있다.
개시되어 있는 실시형태들에 대한 상기의 설명은 당업자로 하여금 본 발명을 제조 또는 이용할 수 있도록 제공된다. 당업자는 이들 실시형태에 대한 다양한 변형들을 명백히 알 수 있으며, 여기에서 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 사 상 또는 범위를 벗어나지 않고도 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 여기에서 설명된 실시형태들에 제한되는 것이 아니라, 여기에서 개시된 원리 및 신규한 특징들과 부합하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims (36)

  1. 제 1 기준 신호 및 제 2 기준 신호를 생성하도록 구성되는 튜닝가능 발진기;
    상기 제 1 기준 신호를 이용하여 제 1 반송파로부터 제 1 정보 신호를 복원하도록 구성되는 제 1 수신기;
    상기 제 2 기준 신호를 이용하여 제 2 반송파로부터 제 2 정보 신호를 복원하도록 구성되고 활성 상태 및 유휴 상태에서 동작하도록 구성되는 제 2 수신기; 및
    상기 제 1 정보 신호에서 주파수 에러를 검출하고, 상기 주파수 에러를 감소시키기 위해 상기 발진기를 주기적으로 튜닝하고, 상기 주파수 에러가 제 1 임계값과 교차하면 상기 발진기의 튜닝을 인에이블하며, 일단 인에이블되면, 상기 주파수 에러가 제 2 임계값 미만으로 감소될 때까지 상기 발진기를 계속하여 튜닝하도록 구성되는 프로세서를 포함하고,
    상기 제 1 임계값 및 제 2 임계값은 상기 제 2 수신기의 상태의 함수인, 통신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 발진기의 주기적인 튜닝과 동시에, 상기 주파수 에러를 보상하도록 구성된 로테이터를 더 포함하는, 통신 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 또한, 획득 상태 및 동기화 상태에서 동작하도록 구성되며,
    상기 프로세서는, 또한, 상기 획득 상태 동안에, 상기 발진기를 튜닝하지 않고 상기 제 1 반송파를 획득하며, 상기 동기화 상태 동안에는, 상기 주파수 에러를 감소시키기 위해 상기 발진기를 주기적으로 튜닝하고 상기 주파수 에러를 보상하기 위해 상기 로테이터를 이용하도록 구성되는, 통신 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 또한, 상기 발진기의 튜닝 동안에, 상기 제 2 수신기를 디스에이블시키도록 구성되는, 통신 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 또한, 상기 주파수 에러에 관한 신호를 상기 제 2 수신기에 제공하도록 구성되며,
    상기 제 2 수신기는, 또한, 상기 발진기의 튜닝 이후에 상기 제 2 반송파를 획득하기 위해 상기 주파수 에러에 관한 신호를 이용하도록 구성되는, 통신 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 수신기는 글로벌 위치측정 위성 수신기를 포함하는, 통신 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 프로세서는 광대역 코드 분할 다중 접속 프로세서를 포함하는, 통신 장 치.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 임계값은 상기 제 2 임계값을 초과하는, 통신 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 또한, 특정 통신 네트워크에 인터페이싱하도록 구성되며,
    상기 제 1 임계값 및 제 2 임계값은, 상기 프로세서가 인터페이싱하도록 구성된 상기 특정 통신 네트워크의 함수인, 통신 장치.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 수신기는, 글로벌 위치측정 위성 수신기를 포함하며,
    상기 글로벌 위치측정 위성 수신기는, 네비게이션의 솔루션을 연산할 경우에, 상기 활성 상태로 존재하는, 통신 장치.
  13. 제 1 기준 신호 및 제 2 기준 신호를 생성하도록 구성되는 튜닝가능 발진기;
    상기 제 1 기준 신호를 이용하여 제 1 반송파로부터 제 1 정보 신호를 복원하도록 구성되는 제 1 수신기;
    상기 제 2 기준 신호를 이용하여 제 2 반송파로부터 제 2 정보 신호를 복원하고 활성 상태 및 유휴 상태에서 동작하도록 구성되는 제 2 수신기; 및
    상기 제 1 정보 신호에서 주파수 에러를 검출하고, 상기 주파수 에러가 제 1 임계값과 교차하면 상기 발진기를 튜닝하도록 구성되고, 상기 발진기의 튜닝 동안에 상기 제 2 수신기를 디스에이블하도록 구성되는 프로세서를 포함하고,
    상기 제 1 임계값은 상기 제 2 수신기의 상태의 함수인, 통신 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 또한, 상기 주파수 에러가 상기 제 1 임계값과 교차하면, 상기 주파수 에러가 제 2 임계값 미만으로 감소될 때까지, 상기 발진기를 튜닝하도록 구성되는, 통신 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 임계값은 상기 제 2 임계값을 초과하는, 통신 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 또한, 특정 통신 네트워크에 인터페이싱하도록 구성되며,
    상기 제 1 임계값은, 상기 프로세서가 인터페이싱하도록 구성된 상기 특정 통신 네트워크의 함수인, 통신 장치.
  17. 삭제
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 또한, 상기 주파수 에러에 관한 신호를 상기 제 2 수신기에 제공하도록 구성되며,
    상기 제 2 수신기는, 또한, 상기 발진기의 튜닝 이후에 상기 제 2 반송파를 획득하기 위해 상기 주파수 에러에 관한 신호를 이용하도록 구성되는, 통신 장치.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 수신기는 글로벌 위치측정 위성 수신기를 포함하는, 통신 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 프로세서는 광대역 코드 분할 다중 접속 프로세서를 포함하는, 통신 장치.
  21. 삭제
  22. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 수신기는 글로벌 위치측정 위성 수신기를 포함하며,
    상기 글로벌 위치측정 위성 수신기는, 네비게이션의 솔루션을 연산할 경우에, 상기 활성 상태로 존재하는, 통신 장치.
  23. 제 1 기준 신호를 이용하여 제 1 반송파로부터 제 1 정보 신호를 복원하는 단계;
    글로벌 위치측정 위성 시스템으로부터의 제 2 정보 신호로부터 네비게이션의 솔루션을 주기적으로 연산하는 단계로서, 상기 제 2 정보 신호는 제 2 기준 신호를 이용하여 제 2 반송파로부터 복원되는, 상기 연산 단계;
    상기 제 1 정보 신호에서 주파수 에러를 검출하는 단계; 및
    상기 주파수 에러를 감소시키기 위해 상기 제 1 기준 신호를 주기적으로 튜닝하고, 상기 주파수 에러가 제 1 임계값과 교차하면 상기 제 1 기준 신호의 튜닝을 인에이블하며, 일단 인에이블되면 상기 주파수 에러가 제 2 임계값 미만으로 감소될 때까지 상기 제 1 기준 신호를 계속하여 튜닝하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 기준 신호 및 상기 제 2 기준 신호는 공통의 발진기로부터 발생되고, 상기 제 1 및 제 2 임계값은 상기 네비게이션의 솔루션이 연산되는 지의 함수인, 통신 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 기준 신호의 주기적인 튜닝과 동시에, 상기 주파수 에러를 보상하기 위해 상기 제 1 정보 신호를 로테이션시키는 단계를 더 포함하는, 통신 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 기준 신호를 튜닝하지 않고 상기 제 1 반송파를 획득하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제 1 정보 신호의 상기 로테이션과 함께, 상기 제 1 기준 신호의 상기 주기적인 튜닝이 상기 제 1 반송파 획득 이후에 수행되는, 통신 방법.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 기준 신호의 튜닝 동안에 상기 제 2 정보 신호의 복원을 디스에이블시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 제 1 기준 신호 및 상기 제 2 기준 신호는 공통의 발진기로부터 발생되는, 통신 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 주파수 에러에 관한 신호를 발생시키는 단계, 및
    상기 제 1 기준 신호의 튜닝 이후에 상기 제 2 반송파를 획득하기 위해 상기 주파수 에러에 관한 신호를 이용하는 단계를 더 포함하는, 통신 방법.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 제 2 정보 신호를 갖는 상기 제 2 반송파는 글로벌 위치측정 위성 시스템으로부터 존재하는, 통신 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 제 1 정보 신호를 갖는 상기 제 1 반송파는 광대역 코드 분할 다중 접속 네트워크로부터인, 통신 방법.
  30. 삭제
  31. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 임계값은 상기 제 2 임계값을 초과하는, 통신 방법.
  32. 제 23 항에 있어서,
    특정 통신 네트워크로부터 상기 제 1 정보 신호를 갖는 상기 제 1 반송파를 수신하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제 1 임계값 및 제 2 임계값은, 상기 제 1 반송파가 수신된 상기 특정 통신 네트워크의 함수인, 통신 방법.
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
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