KR100897194B1 - 멀티모드 국부 발진기 - Google Patents

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Abstract

각각의 통신 규격에 따른 복수의 RF 트랜스미터들을 위한 멀티모드 국부 발진기 및 이를 이용한 멀티모드 통신 시스템을 제공한다. 멀티모드 국부 발진기는 국부 발진 신호를 분주없이 또는 분주하여 제공하는 복수의 발진 신호 경로들과 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 피드백 루프를 포함한다.
Figure R1020060120247
멀티모드, 국부 발진기, 분주기

Description

멀티모드 국부 발진기{Multi-mode local oscillating system}
도 1은 멀티모드 무선통신 시스템을 위한 주파수 할당을 보여주는 표이다.
도 2는 종전의 WLAN/WiFi/WiMAX 통합 칩을 위한 국부 발진 시스템을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티모드 국부 발진기를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 피드백 루프의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3의 피드백 루프의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 3의 피드백 루프의 또 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티모드 통신 장치를 보여주는 도면이다.
본 발명은 국부 발진기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멀티모드 국부 발진기에 관한 것이다.
최근 무선 통신 시스템 서비스 시장의 경향은 기존 2.4 GHz 대역의 무선 WLAN(Wireless Local Area Network) 시스템과, 기능 및 범위를 확장시킨 개념의 휴대인터넷 서비스 WiMAX(WiBRO) 시스템과 WiFi 시스템을 통합하는 방향으로 가고 있다.
실제로 특정 통신 시스템의 주파수 대역은 각 나라별로 다르게 할당하고 있지만, 작은 나라들은 미국 또는 유럽과 같이 큰 시장을 갖고 있는 국가와 동일하게 주파수 대역을 할당하고 있다.
도 1을 참조하면, WiMAX/WiBRO의 가용 주파수 범위는 2.3~2.7GHz와 3.4~3.8GHz 주파수 대역으로 운용될 것으로 예측되고 있다. 국내의 WiBro는 2.3GHz 부근 대역, 미국의 경우는 2.5GHz 부근 대역을 할당하고 있고, 유럽을 비롯한 대부분의 나라는 3.5GHz 부근 대역을 무선 광대역 서비스용으로 할당하고 있다.
2.4GHz 대역의 무선 랜 서비스는 IEEE 802.11b/g 국제 표준규격을 사용하는 2.4~2.483GHz 대역의 ISM 대역(비 허가대역)을 사용하고 있어 타 통신서비스와의 주파수 간섭을 줄이기 위하여 낮은 출력을 사용하고 있고, 그 결과 좁은 커버리지 문제점을 가지고 있다. 따라서, 2.4GHz 대역의 무선 랜 서비스는 실내 및 좁은 커버리지의 핫스팟(Hotspot)에 국한적으로 사용되고 있다. 그러나 무선 랜 시스템은 기존의 유선 인터넷망과 쉽게 연동할 수 있으며, 국제 표준에 따른 시스템 사양으로 저렴한 장치비, 고속의 데이터 전송 등의 장점으로 인하여 여러 사업자들에 의해서 유무료 서비스 형태로 서비스가 진행되고 있는 실정이다.
무선충실도(Wireless Fidelity) 'WiFi' 라 언급되는 IEEE 802.11n 연구 그룹들은 다양한 목적들을 위해 표준에 대한 수정 및 확장을 현재 전개하고 있고, 특히 비디오, 음성, 멀티미디어의 고품질, 동적 주파수 선택 및 전송 파워 제어를 IEEE 802.11a 구현들과 결합하기 위한 표준을 전개하고 있다.
국내에서 개발된 2.3~2.39 GHz 대역의 WiBRO(휴대인터넷 서비스)는 종래의 WLL(Wireless Local Loop) 주파수 대역을 회수하여 휴대 인터넷 서비스로 재할당하였으며, 다양한 형태의 시스템 방식들이 고려되고 있다.
기존의 2.4GHz 대역의 802.11b/g와 진보된 WLAN 기술인 5GHz 대역의 802.11n과 802.11a, 그리고 한국, 미국, 유럽 등 3개 지역의 시장에 맞는 WiBro/WiMAX의 다중 무선접속 규격에서 Adaptive한 무선접속이 가능한 차세대 무선 시스템 개발의 필요성이 절실하다. 특히 이러한 무선 시스템의 시장과 기능의 요구에 맞추어 멀티밴드 멀티모드 트랜시버의 개발이 필요하고, 멀티밴드 멀티모드 동작을 위해서는 다양한 주파수 대역과 동작모드를 지원하는 LO 신호 제공이 가능한 LO 신호발생기가 필수적으로 요구된다.
3개의 통신 시스템의 주파수 대역을 모두 커버하는 단일의 국부 발진기를 설계하는 것은 매우 어렵다. 그래서 기존에는 각 통신 시스템별로 별도의 국부 발진기를 이용하였다.
도 2는 종전의 WLAN/WiFi/WiMAX 통합 칩을 위한 국부 발진 시스템을 보여주는 도면이다.
국부 잘진 시스템(200)은 WLAN 통신용 제1 국부 발진기(210)와, WiFi용 제2 국부 발진기(220)와, WiMAX용 제3 국부 발진기(230)를 포함한다.
각각의 국부 발진기(210, 220, 230)는 전압제어발진기(211, 221,231)와 피드 백 루프(212, 222, 232)를 포함한다.
각각의 피드백 루프(212, 222, 232)는 각각의 전압제어발진기(211, 221,231)의 발진 주파수를 결정하는데, 통상의 위상고정루프(Phase Locked Loop)로 구현될 수 있다.
전압제어발진기(211, 221,231)가 생성한 발진 신호(213, 223, 233)는 각각의 통신 시스템을 위한 국부 발진 신호로 사용된다.
통상적으로 전압제어발진기나 위상고정루프는 회로가 복잡하여 단일 칩으로 구현할 때 칩 상에서 많은 면적을 차지한다. 따라서 통합된 통신 시스템의 개수가 증가하면 증가할수록 통합된 칩 면적은 더욱 증가하게 된다. 반면에 매우 넓은 주파수 대역을 커버하도록 전압제어발진기와 위상고정루프를 설계하기는 매우 어렵고, 실제 설계가 가능하더라도 그 특성이 불안정한 한계를 갖는다.
따라서 비교적 좁은 주파수 대역을 커버하는 전압제어발진기와 위상고정루프를 이용하더라도 작은 칩 면적을 갖는 통합 칩을 위한 국부 발진기를 구현하는 것은 매우 필요하다고 할 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 작은 칩 면적을 갖는 통합 칩을 위한 멀티모드 국부 발진기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
특히 본 발명은 지금 널리 사용 또는 사용예정인 WLAN/WiFi/WiMAX 통합 칩을 위한 작은 칩 면적을 갖는 멀티모드 국부 발진기를 제공하는 것을 그 목적으로 한 다.
아울러 본 발명은 통합칩을 위한 국부 발진기를 이용한 통신 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티모드 국부 발진기는 국부 발진 신호를 생성하는 발진 회로, 각각의 통신 규격에 따른 RF 트랜스미터로 상기 국부 발진 신호를 분주없이 또는 분주하여 제공하는 복수의 발진 신호 경로들, 및 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 피드백 루프를 포함한다.
상기 발진 회로는 90도씩 위상차가 나는 4개의 발진 신호를 포함하는 상기 국부 발진 신호를 생성할 수 있다.
상기 피드백 루프는 상기 국부 발진 신호를 사전 분주하는 프리스케일러, 및 상기 프리스케일된 국부 발진 신호와 기준 주파수를 비교하여 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 위상고정루프를 포함할 수 있다.
상기 피드백 루프는 상기 국부 발진 신호를 분주하는 분주기, 상기 분주된 국부 발진 신호를 증폭하는 버퍼, 상기 증폭된 국부 발진 신호를 사전 분주하는 프레스케일러, 및 상기 프리스케일된 국부 발진 신호를 기준 주파수와 비교하여 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 위상고정루프를 포함할 수 있다.
상기 위상고정루프는 디지털위상고정루프일 수 있다.
상기 피드백 루프는 상기 국부 발진 신호를 분주하는 분주기, 및 상기 분주 된 국부 발진 신호를 기준 주파수와 비교하여 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 위상고정루프를 포함할 수 있다.
상기 국부 발진 신호 경로들 중 적어도 하나의 발진 신호 경로는 상기 국부 발진 신호를 1/3로 분주하는 분주기, 및 상기 국부 발진 신호와 상기 1/3로 분주된 발진 신호를 혼합하여 2/3 분주된 발진 신호를 생성하는 믹서를 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티모드 국부 발진기는 약 4.6~5.825 GHz 대역의 국부 발진 신호를 생성하는 발진 회로, 상기 국부 발진 신호 중 약 5.15~5.825 GHz 대역의 발진 신호를 그대로 제공하는 WLAN 신호 경로, 상기 국부 발진 신호 중 약 4.6~5.4 GHz 대역의 발진 신호를 1/2로 분주하여 약 2.3~2.7 GHz 대역의 발진 신호를 생성하는 WiBRO/WiMAX 신호 경로, 상기 국부 발진 신호 중 약 5.15~5.825 GHz 대역의 발진 신호를 2/3로 분주하여 약 3.43~3.885 GHz 대역의 발진 신호를 생성하는 유럽향 WiMAX 신호 경로, 및 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 피드백 루프를 포함한다.
상기 발진 회로는 90도씩 위상차가 나는 4개의 발진 신호를 포함하는 상기 국부 발진 신호를 생성할 수 있다.
상기 피드백 루프는 상기 국부 발진 신호를 사전 분주하는 프리스케일러, 및 상기 프리스케일된 국부 발진 신호와 기준 주파수를 비교하여 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 위상고정루프를 포함할 수 있다.
상기 피드백 루프는 상기 국부 발진 신호를 분주하는 분주기, 상기 분주된 국부 발진 신호를 증폭하는 버퍼, 상기 증폭된 국부 발진 신호를 사전 분주하는 프 레스케일러, 및 상기 프리스케일된 국부 발진 신호를 기준 주파수와 비교하여 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 위상고정루프를 포함할 수 있다.
상기 위상고정루프는 디지털위상고정루프일 수 있다.
상기 피드백 루프는 상기 국부 발진 신호를 분주하는 분주기, 및 상기 분주된 국부 발진 신호를 기준 주파수와 비교하여 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 위상고정루프를 포함할 수 있다.
상기 유럽향 WiMAX 신호 경로는 상기 국부 발진 신호를 1/3로 분주하는 분주기, 및 상기 국부 발진 신호와 상기 1/3로 분주된 발진 신호를 혼합하여 약 3.43~3.885 GHz 대역의 상기 국부 발진 신호를 생성하는 믹서를 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치는 각각 통신 규격을 달리하는 복수의 RF 트랜시버들, 국부 발진 신호를 생성하는 발진 회로, 상기 복수의 RF 트랜시버들 각각에 상기 국부 발진 신호를 분주없이 또는 분주하여 제공하는 복수의 발진 신호 경로들, 및 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 피드백 루프를 포함한다.
상기 피드백 루프는 상기 국부 발진 신호의 주파수를 낮추기 위한 프리스케일러, 및 상기 프리스케일된 국부 발진 신호와 기준 주파수를 비교하여 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 디지털위상고정루프를 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 장치는 5GHz 대역의 WLAN 규격에 따른 WLAN 트랜시버, WiBRO/WiMAX 규격에 따른 WiBRO/WiMAX 트랜시버, 유럽 WiMAX 규격에 따른 유럽향 WiMAX 트랜시버, 약 4.6~5.825 GHz 대역의 국부 발진 신호를 생성하는 발진 회로, 상기 국부 발진 신호 중 약 5.15~5.825 GHz 대역의 발진 신호를 상기 WLAN 트랜시버에 제공하는 WLAN 신호 경로, 상기 국부 발진 신호 중 약 4.6~5.4 GHz 대역의 발진 신호를 1/2로 분주하여 약 2.3~2.7 GHz 대역의 발진 신호를 생성하고 상기 약 2.3~2.7 GHz 대역의 발진 신호를 상기 WiBRO/WiMAX 트랜시버에 제공하는 WiBRO/WiMAX 신호 경로, 상기 국부 발진 신호 중 약 5.15~5.825 GHz 대역의 발진 신호를 2/3로 분주하여 약 3.43~3.885 GHz 대역의 발진 신호를 생성하고 상기 유럽향 WiMAX 트랜시버에 제공하는 유럽향 WiMAX 신호 경로, 및 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 피드백 루프를 포함한다.
상기 피드백 루프는 상기 국부 발진 신호의 주파수를 낮추기 위한 프리스케일러, 및 상기 프리스케일된 국부 발진 신호와 기준 주파수를 비교하여 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 디지털위상고정루프를 포함할 수 있다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어 야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 설명의 편의를 위하여 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티모드 국부 발진기를 보여주는 도면이다. 설명의 편의상 멀티모드 국부 발진기는 3개의 통신 모드를 위한 국부 발진 신호를 제공하는 것을 기준으로 설명한다.
멀티모드 국부 발진기(300)는 국부 발진 신호를 생성하는 발진 회로(310)와 각각의 통신 규격에 따른 RF 트랜스미터로 국부 발진 신호를 분주없이 제공하거나 분주하여 제공하는 발진 신호 경로들(330, 340, 350)과 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 피드백 루프(320)를 포함한다.
발진 회로(310)는 4.6~5.825 GHz 대역의 쿼드러쳐 국부 발진 신호를 생성한다. 즉 생성된 국부 발진 신호는 90도씩 위상차가 나는 4개의 발진 신호를 포함한다. 이와 같이 쿼드러쳐 국부 발진 신호를 생성하는 이유는 통신 시스템의 RF 트 랜시버 구조에 기인하는데, 직접 변환 방식에서 요구되는 I+, I-, Q+, Q- 의 베이스밴드를 만들기 위해 필요한 국부 발진 신호를 제공하기 위함이다.
제1 신호 경로(330)는 유럽향 WiMAX 규격에 따른 RF 트랜스미터를 위한 국부 발진 신호(335)를 생성하는데 사용된다. 제1 신호 경로(330)는 발진 회로(310)가 출력 가능한 대역 중에서 5.15~5.825 GHz 대역을 이용한다.
분주기(331)는 발진 회로(310)가 생성한 5.15~5.825 GHz 대역의 국부 발진 신호를 1/3 분주하여 1.72~1.94 GHz 대역의 1/3 분주된 발진 신호를 생성한다.
믹서(332)는 1/3 분주된 발진 신호와 국부 발진 신호를 혼합하여 3.43~3.885 GHz 대역의 2/3 분주된 발진 신호를 생성한다. 믹서(332)는 SSB(Single Side Band) 믹서를 포함하는데, SSB 믹서를 사용하는 이유는 원하지 않는 상향변환 주파수 성분(4/3 분주된 발진 신호)을 억압하기 위해서이다.
제2 신호 경로(340)는 WiBRO/WiMAX 규격에 따른 RF 트랜스미터를 위한 국부 발진 신호(345)를 생성하는데 사용된다. 제2 신호 경로(340)는 발진 회로(310)가 출력 가능한 대역 중에서 4.6~5.4 GHz의 대역을 이용한다.
버퍼(341)는 4.6~5.4 GHz의 대역의 국부 발진 신호를 증폭하고, 분주기(342)는 증폭된 4.6~5.4 GHz의 대역의 국부 발진 신호를 1/2 분주한다. 한편 2.3~2.7 GHz 대역의 1/2 분주된 발진 신호는 WiBRO/WiMAX 규격에 따른 RF 트랜스미터에 사용되지만 IEEE 802.11b/g 규격에 따른 RF 트랜스미터에 사용될 수도 있다.
제3 신호 경로(350)는 IEEE 802.11 a/n 규격에 따른 RF 트랜스미터를 위한 국부 발진 신호(355)를 생성하는데 사용된다. 즉 제3 신호 경로(350)는 WiFi를 위 한 신호 경로라고 할 수 있다.
제3 신호 경로(350)는 제1 및 제2 신호 경로(330, 340)와 달리 분주 없이 국부 발진 신호를 이용한다.
버퍼(351)는 5.15~5.825 GHz 대역의 국부 발진 신호를 증폭한다.
피드백루프(320)는 발진 회로(310)가 생성하는 국부 발진 신호의 주파수를 제어한다. 통상적으로 피드백루프(320)는 위상고정루프를 이용하여 구현할 수 있는데, 피드백루프(320)에 대한 보다 상세한 구조에 대해서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
도 4 및 도 5는 디지털 위상고정루프를 이용하여 피드백 루프를 구현한 예를 보여준다.
기존의 아날로그 위상고정루프를 사용할 경우에는 주파수 대역이 바뀔 때마다 위상고정루프를 새로 설계하지만, 디지털 위상고정루프를 이용할 경우에는 그럴 필요가 없다. 따라서 다양한 통신 규격에 따라 위상고정루프를 새로 설계하지 않아도 된다.
현재 구현되거나 구현 가능한 디지털 위상고정루프는 수백 MHz 정도까지 동작이 가능하다. 따라서 수 GHz의 주파수를 갖는 발진 신호를 직접 디지털 위상고정루프에 사용할 수 없고, 프리스케일러를 이용하여 주파수를 낮추어야 한다.
먼저 도 4를 참조하면 피드백루프(320)는 발진 회로(310)가 생성한 국부 발진 신호를 분주하는 분주기(410)와 분주된 국부 발진 신호를 증폭하는 버퍼(420) 및 증폭된 국부 발진 신호를 사전 분주하는 프리스케일러(430) 및 프리스케일된 국 부 발진 신호를 입력받고 발진 회로(310)가 생성한 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 디지털 위상고정루프(440)를 포함한다.
프리스케일러(430)는 현재 쉽게 IP(Intelectual Property)를 구할 수 있는 2 GHz 대역에서 동작하는 8/9 프리스케일러를 이용한다. 그렇지만 발진 회로(310)가 생성하는 국부 발진 신호는 5 GHz 대역이기 때문에 국부 발진 신호를 바로 프리스케일러(430)가 처리할 수 없다.
분주기(410)는 아날로그 분주기로 매우 높은 주파수에서 동작할 수 있다. 분주기(410)는 5 GHz 대역의 국부 발진 신호를 1/2 분주하여 프리스케일러(430)로 제공한다. 버퍼(420)는 1/2 분주된 국부 발진 신호를 증폭하고, 프리스케일러(430)는 증폭된 국부 발진 신호를 프리스케일하여 디지털 위상고정루프(440)에 제공한다.
디지털 위상고정루프(440)는 프리스케일된 국부 발진 신호와 기준 주파수(Fr)을 비교하여 발진 회로(310)가 출력하는 5 GHz 대역의 국부 발진 신호의 주파수를 제어한다.
기술적으로 발전해서 현재 사용가능한 프리스케일러보다 높은 주파수에서 동작하는 프리스케일러가 제공될 경우에 도 4의 분주기(410)와 버퍼(420)는 불필요할 수 있다.
도 5를 참조하면 피드백루프(320)는 발진 회로(310)가 생성한 국부 발진 신호를 사전 분주하는 프리스케일러(530) 및 프리스케일된 국부 발진 신호를 입력받고 발진 회로(310)가 생성한 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 디지털 위상고정 루프(540)를 포함한다.
디지털 위상고정루프(540)는 프리스케일러(530)에 의해 프리스케일된 국부 발진 신호와 기준 주파수(Fr)을 비교하여 발진 회로(310)가 출력하는 5 GHz 대역의 국부 발진 신호의 주파수를 제어한다.
도 4 및 도 5의 피드백 루프와 달리 기존의 아날로그 위상고정루프를 이용하여 피드백 루프를 구현할 수도 있다.
도 6을 참조하면, 피드백 루프(320)는 분주기(610)와 아날로그 위상고정루프(640)를 포함한다.
분주기(610)는 발진 회로(310)가 생성한 국부 발진 신호를 소정의 분주비로 분주하고, 아날로그 위상고정루프(640)는 분주된 국부 발진 신호와 기준 주파수(Fr)를 비교하여 발진 회로(310)가 생성한 국부 발진 신호의 주파수를 제어한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티모드 통신 장치를 보여주는 도면이다.
멀티모드 통신 장치(700)는 안테나와 필터 및 듀플렉서를 포함하는 프로트엔드(710)와 제1 통신 규격에 따른 제1 RF 트랜시버(720)와 제2 통신 규격에 따른 제2 RF 트랜시버(730)와 제1 통신 규격과 제2 통신 규격에 따른 국부 발진 신호를 제공하는 멀티 모드 국부 발진기(740) 및 디지털 코어(760)를 포함한다.
제1 RF 트랜시버(720)와 제2 RF 트랜시버(730)는 직접 변환 방식의 트랜시버로서 서로 다른 대역의 국부 발진 신호를 필요로 한다.
예를 들어 제1 RF 트랜시버(720)가 WLAN 규격(IEEE 802.11 a/n)에 따른 WLAN 트랜시버이고 제2 RF 트랜시버(730)가 WiBRO/WiMAX 규격에 따른 WiBRO/WiMAX 트랜시버인 경우라면, 제1 RF 트랜시버(720)는 5 GHz 대역의 국부 발진 신호를 필요로 하고 제2 RF 트랜시버(730)는 2 GHz 대역의 국부 발진 신호를 필요로 할 것이다.
멀티 모드 국부 발진기(740)는 이와 같이 다양한 대역의 국부 발진 신호를 제공한다. 이를 위하여 멀티 모드 국부 발진기(740)는 발진 회로(741)와 발진 회로(742)의 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 위상고정루프를 포함하는 피드백 루프(742) 및 복수의 신호 경로들(743, 744)를 포함한다. 온도보상수정발진기(770)은 피드백루프(742)의 동작을 위한 기준 주파수를 발진한다.
디지털 코어(760)는 제1 RF 트랜시버(720)와 제2 RF 트랜시버(730)를 통해 송신 데이터 혹은 수신 데이터를 주거나 받는다. 디지털 코어(760)는 수신된 데이터에 대해 소정의 디지털 프로세싱을 한다. 마찬가지로 디지털 코어(760)는 소정의 디지털 프로세싱을 거친 송신 데이터를 제1 및 제2 RF 트랜시버(720, 730)에 제공한다.
도 7에서는 2개의 RF 트랜시버(720, 730)를 포함하는 멀티모드 통신 장치를 예시적으로 보여주고 있지만, 3개 이상의 RF 트랜시버를 포함하는 멀티모드 통신 장치도 가능하다.
예를 들어 멀티모드 통신 장치는 5GHz 대역의 WLAN 통신 규격에 따른 WLAN 트랜시버와, WiBRO/WiMAX 통신 규격에 따른 WiBRO/WiMAX 트랜시버, 및 유럽 WiMAX 통신 규격에 따른 유럽향 WiMAX 트랜시버를 포함할 수 있다. 이 경우에 멀티모드 국부 발진기는 도 3 내지 도 6에 설명한 멀티모드 국부 발진기를 이용할 수 있다.
이상의 실시예들은 가장 널리 사용될 가능성이 있는 통신 규격들을 지원하는 멀티모드 국부 발진기와 이를 이용한 멀티모드 통신 장치에 대해 설명하였지만, 이는 예시적인 것이다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서에 개시된 실시예들로 다른 통신 규격들을 포함하는 멀티모드 국부 발진기도 구현 가능할 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 멀티모드 국부 발진기는 복잡한 회로로 구현되는 전압제어발진기와 피드백루프를 발진 신호 경로들이 공유하고 있다. 따라서 통합 칩을 위한 멀티모드 국부 발진기는 기존에 개별적으로 구현하던 국부 발진 시스템에 비해 작은 칩 면적을 갖는다.
이와 같이 작은 칩 면적을 갖는 멀티모드 국부 발진기를 채용할 경우에 통합 통신 장치를 적은 비용으로 구현할 수 있고 소형화하기도 쉽다.
이상에서의 실시예들은 모두 예시적인 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 90도씩 위상 차이가 나는 4개의 발진 신호를 포함하는 국부 발진 신호를 생성하는 발진 회로;
    각각의 통신 규격에 따른 RF 트랜스미터로 상기 국부 발진 신호를 분주없이 제공하는 발진 신호 경로와 분주하여 제공하는 발진 신호 경로로 구성되는 복수의 발진 신호 경로들; 및
    상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 피드백 루프를 포함하는 멀티모드 국부 발진기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 피드백 루프는
    상기 국부 발진 신호를 사전 분주하는 프리스케일러; 및
    상기 프리스케일된 국부 발진 신호와 기준 주파수를 비교하여 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 위상고정루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모드 국부 발진기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 피드백 루프는
    상기 국부 발진 신호를 분주하는 분주기;
    상기 분주된 국부 발진 신호를 증폭하는 버퍼;
    상기 증폭된 국부 발진 신호를 사전 분주하는 프레스케일러; 및
    상기 프리스케일된 국부 발진 신호를 기준 주파수와 비교하여 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 위상고정루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모드 국부 발진기.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 위상고정루프는 디지털위상고정루프인 것을 특징으로 하는 멀티모드 국부 발진기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 피드백 루프는 상기 국부 발진 신호를 분주하는 분주기; 및
    상기 분주된 국부 발진 신호를 기준 주파수와 비교하여 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 위상고정루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모드 국부 발진기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 국부 발진 신호 경로들 중 적어도 하나의 발진 신호 경로는 상기 국부 발진 신호를 1/3로 분주하는 분주기; 및
    상기 국부 발진 신호와 상기 1/3로 분주된 발진 신호를 혼합하여 2/3 분주된 발진 신호를 생성하는 믹서를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모드 국부 발진기.
  8. 4.6~5.825 GHz 대역의 국부 발진 신호를 생성하는 발진 회로;
    상기 국부 발진 신호 중 5.15~5.825 GHz 대역의 발진 신호를 그대로 제공하는 WLAN 신호 경로;
    상기 국부 발진 신호 중 4.6~5.4 GHz 대역의 발진 신호를 1/2로 분주하여 2.3~2.7 GHz 대역의 발진 신호를 생성하는 WiBRO/WiMAX 신호 경로;
    상기 국부 발진 신호 중 5.15~5.825 GHz 대역의 발진 신호를 2/3로 분주하여 3.43~3.885 GHz 대역의 발진 신호를 생성하는 유럽향 WiMAX 신호 경로; 및
    상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 피드백 루프를 포함하는 멀티모드 국부 발진기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 발진 회로는 90도씩 위상차가 나는 4개의 발진 신호를 포함하는 상기 국부 발진 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티모드 국부 발진기.
  10. 제8항에 있어서, 상기 피드백 루프는
    상기 국부 발진 신호를 사전 분주하는 프리스케일러; 및
    상기 프리스케일된 국부 발진 신호와 기준 주파수를 비교하여 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 위상고정루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모드 국부 발진기.
  11. 제8항에 있어서, 상기 피드백 루프는
    상기 국부 발진 신호를 분주하는 분주기;
    상기 분주된 국부 발진 신호를 증폭하는 버퍼;
    상기 증폭된 국부 발진 신호를 사전 분주하는 프레스케일러; 및
    상기 프리스케일된 국부 발진 신호를 기준 주파수와 비교하여 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 위상고정루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모드 국부 발진기.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 위상고정루프는 디지털위상고정루프인 것을 특징으로 하는 멀티모드 국부 발진기.
  13. 제8항에 있어서, 상기 피드백 루프는 상기 국부 발진 신호를 분주하는 분주기; 및
    상기 분주된 국부 발진 신호를 기준 주파수와 비교하여 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 위상고정루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모드 국부 발진기.
  14. 제8항에 있어서, 상기 유럽향 WiMAX 신호 경로는 상기 국부 발진 신호를 1/3로 분주하는 분주기; 및
    상기 국부 발진 신호와 상기 1/3로 분주된 발진 신호를 혼합하여 3.43~3.885 GHz 대역의 상기 국부 발진 신호를 생성하는 믹서를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모드 국부 발진기.
  15. 각각 통신 규격을 달리하는 복수의 RF 트랜시버들;
    90도씩 위상 차이가 나는 4개의 발진 신호를 포함하는 국부 발진 신호를 생성하는 발진 회로;
    상기 복수의 RF 트랜시버들 각각에 상기 국부 발진 신호를 분주없이 제공하는 발진 신호 경로와 분주하여 제공하는 발진 신호 경로로 구성되는 복수의 발진 신호 경로들; 및
    상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 피드백 루프를 포함하는 멀티모드 통신 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 피드백 루프는
    상기 국부 발진 신호의 주파수를 낮추기 위한 프리스케일러; 및
    상기 프리스케일된 국부 발진 신호와 기준 주파수를 비교하여 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 디지털위상고정루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모드 통신 장치.
  17. 5GHz 대역의 WLAN 통신 규격에 따른 WLAN 트랜시버;
    WiBRO/WiMAX 통신 규격에 따른 WiBRO/WiMAX 트랜시버;
    유럽 WiMAX 통신 규격에 따른 유럽향 WiMAX 트랜시버;
    4.6~5.825 GHz 대역의 국부 발진 신호를 생성하는 발진 회로;
    상기 국부 발진 신호 중 5.15~5.825 GHz 대역의 발진 신호를 상기 WLAN 트랜시버에 제공하는 WLAN 신호 경로;
    상기 국부 발진 신호 중 4.6~5.4 GHz 대역의 발진 신호를 1/2로 분주하여 2.3~2.7 GHz 대역의 발진 신호를 생성하고, 상기 2.3~2.7 GHz 대역의 발진 신호를 상기 WiBRO/WiMAX 트랜시버에 제공하는 WiBRO/WiMAX 신호 경로;
    상기 국부 발진 신호 중 5.15~5.825 GHz 대역의 발진 신호를 2/3로 분주하여 3.43~3.885 GHz 대역의 발진 신호를 생성하고, 상기 유럽향 WiMAX 트랜시버에 제공하는 유럽향 WiMAX 신호 경로; 및
    상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 피드백 루프를 포함하는 멀티모드 통신 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 피드백 루프는
    상기 국부 발진 신호의 주파수를 낮추기 위한 프리스케일러; 및상기 프리스케일된 국부 발진 신호와 기준 주파수를 비교하여 상기 국부 발진 신호의 주파수를 제어하는 디지털위상고정루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모드 통신 장치.
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