KR100913660B1 - Ｇｐｓ 가능 무선 통신을 제공하는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 GPS 가능 무선 통신을 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 무선 통신 장치는 제 1 안테나 혹은 제 2 안테나의 통신 특성 함수로서 제 1 안테나 혹은 제 2 안테나에 통신 회로를 결합하도록 구현된 스위칭 모듈 플랫을 제공한다. 상기 스위칭 모듈은 또한 상기 제 1 안테나 또는 제 2 안테나의 GPS 수신 특성 함수로서 제 1 안테나 또는 제 2 안테나에 GPS 회로를 결합하도록 구현된다. 상기 스위칭 모듈은 또한 상기 통신 회로 및 GPS 회로가 다른 안테나에 동시에 접근하도록 할 수 있다.

Description

ＧＰＳ 가능 무선 통신을 제공하는 장치 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING GPS-ENABLED WIRELESS COMMUNICATIONS}
본 발명은 2001년 7월 10일 계류 중인 미국 특허 출원 제 09/902,035 호 "System and Method for Receiving and Transmitting Information in a Multipath Enviorment"의 연속분할출원(CIP)이다.
본 발명은 GPS 가능 무선 통신을 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 통신 네트워크에서 종래의 무선 통신 디바이스에 의해 수신 또는 전송되는 신호는 주변 환경에 영향을 받는다. 이론상, 단일 안테나(200)를 갖는 종래의 무선 통신 디바이스는 도 3에 표시된 극 평면도(polar plot)에서와 같이 방사 패턴을 갖는다. 단일 안테나(200)는 가령 0 dBi의 등방성 이득 라인(220)으로 표시된 등방성의 방사 패턴(210)을 갖는다. 방사 패턴이 3차원이지만, 극 평면도들은 단순한 2차원 표현임을 알아야 한다. 따라서, 극 평면도는 가령 3차원의 방사 패턴 단면을 나타낼 수 있다. 또한 "방사 패턴(radiation pattern)"이라는 표현은 전송 패턴이나 수신 패턴을 포함하는 것으로 정의될 것이다. 상기 등방성 방사 패턴(210)은 가령, 방사 점 소스를 갖는 떨어진 진공 공간에서 발생하는 이론적, 이상적 모델이다.
예를 들어, 도시와 같은 실제적 환경에서는, 다중 경로 및 여러 다른 상황으로 인해 방사 패턴에서 불균일성이 발생한다. 신호는 종래의 무선 통신 장치의 단일 안테나(200)에 도달하기 전에 땅, 빌딩, 벽 또는 다른 반사 구조에 반사하게 될 것이다. 또한, 신호는 단일 안테나에 도달하기 전에 다수의 공간 및 시간 경로를 가로질러서 동시에 분산될 수 있으므로, 상기 신호는 자신의 신호에 대해 보강간섭을 일으키거나 상쇄간섭을 일으킬 것이다. 도 4는 단일 안테나(200)에서 생성된 이득 라인(230)을 포함하여 다중 경로 방사 패턴(260)의 예를 설명하는 또 다른 극 평면도를 보여준다. 상기 이득 라인(230)은 다중 경로 방해에 의해 왜곡되어 있다. 따라서, 점(240, 250)은 비록 단일 안테나로부터 같은 거리이지만, 점(240)이 점(250)보다 더 큰 신호 이득을 보는 서로 다른 방사 패턴을 효과적으로 갖게 된다.
따라서, 다중 경로 조건으로 인해 나쁜 수신 또는 전송을 갖는 종래 무선 통신 장치의 사용자는 향상된 신호를 찾기 위해 물리적으로 이동(가령, 방사 패턴(260)의 모양을 모를 경우 점(250)에서 점(240)으로 이동)할 필요가 있을 것이다. 종래 무선 통신 장치의 이러한 물리적 이동은 불편하고 또한 가령, 사용자가 이동이 용이하지 않을 경우와 같은 상황에서는 쓸모가 없을 것이다.
또한, 다중 경로 효과는 신호의 보강 간섭 및 상쇄 간섭으로부터 발생하기 때문에, 다중 경로 효과는 신호 주파수에 따라 달라진다. 그러므로, 도 5의 극 평면도와 같이, 제 1 이득 라인(270)은 제 1 주파수(f1)에서 단일 안테나(200)에 의해 생성되고 제 2 이득 라인(280)은 제 2 주파수(f2)에서 단일 안테나(200)에 의해 생성된다.
종래의 무선 통신 장치는 서로 다른 주파수에서 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 따라서, 단일 안테나를 통하여, 종래의 무선 통신 장치는 제 1 주파수(f1)에서 송신하고 제 2 주파수(f2)에서 수신할 수 있다. 종래의 무선 통신 장치는 이득 라인(270)으로 표현되는 송신용 방사 패턴 및 이득 라인(280)으로 표현되는 수신용 방사 패턴을 효과적으로 경험한다. 단일 안테나(200)와 점(290)사이의 양방향 무선 통신 동안의 결과가 도 5에 추가로 도시되어 있다. 점(290) 및 안테나(200)는 단일 안테나(200)가 송신을 하는지 혹은 수신을 하는지에 따라서 상이한 방사 패턴을 효과적으로 경험한다. 이 경우, 단일 안테나(200)는 신호를 점(290)에 송신할 때보다 신호를 점(290)으로부터 수신할 때 더 많은 이득을 효과적으로 경험한다. 따라서, 점(290)으로부터의 신호가 성공적으로 수신되더라도, 점(290)으로 전송되는 신호는 손실이 발생할 수 있다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 정보를 송수신하는 종래의 장치 및 방법의 결점을 줄여준다.
선호되는 실시예에서, 본 발명은 위성 위치확인 시스템(GPS) 가능(enabled) 무선 통신에 대한 장치 및 방법을 제공한다. 무선 통신 시스템은 제 1 안테나 또는 제 2 안테나의 통신 특성 함수로서 제 1 안테나 또는 제 2 안테나에 통신회로를 결합하는데 이용된 스위칭 모듈을 제공한다. 상기 스위칭 모듈은 제 1 안테나 또는 제 2 안테나의 GPS 수신 특성 함수로서 제 1 안테나 혹은 제 2 안테나에 GPS 회로를 결합하는데 또한 이용된다.
본 발명에서 상기 무선 통신 장치는 상기 제 1 안테나 및 제 2 안테나로부터 GPS 수신 특성의 최적화를 선택할 수 있는 장점을 갖고 있다. 또한, 상기 무선 통신 장치는 상기 GPS 모듈을 최고의 GPS 수신 특성을 제공하는 안테나에 결합할 수 있다.
본 발명에서 상기 스위칭 모듈은 상기 통신 회로 및 GPS 회로가 서로 다른 안테나에 동시에 접근하도록 하는 장점을 갖고 있다.
본 발명의 이러한 특성 및 장점들은 아래의 상세 설명 및 첨부 도면에서 평가될 것이다.
도 1A는 본 발명에 따른 무선 통신 장치의 일부 소자를 나타내는 개략도.
도 1B는 본 발명에 따른 무선 통신 장치의 일부 소자를 나타내는 개략도.
도 1C는 본 발명에 따른 정합 회로의 회로도.
도 2A는 본 발명에 따른 무선 장치를 도시.
도 2B는 본 발명에 따른 무선 장치를 도시.
도 3은 종래의 안테나용 등방성 방사 패턴의 극 평면도를 도시.
도 4는 종래의 안테나용 다중 경로 환경에서 방사 패턴의 극 평면도를 도시.
도 5는 종래의 안테나용 다중 경로 환경에서 서로 다른 주파수에서 방사 패턴의 극 평면도를 도시.
도 1B는 본 발명에 따른 무선 통신 장치(100)를 포함하는 무선 통신 시스템의 실시예를 보여준다. 무선 통신 장치(100)는 가령, 핸드 헬드(handheld) 무선 통신 장치, 이동 전화, 차량 전화, 셀룰러 또는 개인 휴대 통신(PCS) 전화, 코드없는 전화, 랩탑 컴퓨터 또는 무선 모뎀을 가진 다른 계산 장치, 페이저 또는 개인 휴대 정보 단말기(PDA) 등을 포함할 수 있다. 무선 장치(100)는 디지털 또는 아날로그 또는 이 둘의 어떤 조합이 될 수 있다. 본 발명은 또한 당 분야의 기술자에게 알려진 무선 통신 장치의 다른 형태를 고려하기도 한다.
무선 통신 장치(100)는 가령 제 1 안테나(110), 제 2 안테나(120), 스위칭 모듈(130), 송신기 모듈(140), 수신기 모듈(150) 및 메인 컨트롤러(160)를 포함할 수 있다. 스위칭 모듈(130)은 가령 수신기 스위치(170) 및 송신기 스위치(180)를 포함할 수 있다. 메인 컨트롤러(160)는 가령, 이동국 모뎀(mobile station modem, MSM) 또는 그외 다른 프로그램가능한 프로세서를 포함할 수 있다. 무선 통신 장치(100)는 당 분야의 통상을 지식을 가진 자에게 알려져 있으나 여기에 설명되지 않는 다른 소자들(가령, 듀플렉서(duplexers), 디플렉서(diplexers), 증폭기, 혼합기, 필터, 발진기 등)을 포함할 수 있다.
도 2A 및 2B를 참조하면, 상기 무선 통신 장치(100)는 하나의 가능한 구성으로 주어져 있다. 여기서, 무선 통신 장치(100)는 두 개의 안테나, 즉 제 1 방향에서 제 1 안테나(110)를, 그리고 제 2 방향에서 제 2 안테나(120)를 포함한다. 가급적, 제 1 안테나(110)는 제 1 안테나(110)와 제 2 안테나(120)에서 다른 이득 패턴 을 강조하기 위하여 수직 또는 또 다른 관계로 위치할 것이다. 또한, 이 예에서, 제 1 안테나(110)는 상기 무선 통신 장치(100)의 하우징 외부로 일부가 확장되도록 설치되어 있고, 반면 제 2 안테나(120)는 하우징 내부에 설치되어 있다. 다른 안테나의 설치 방향 및 위치는 특정 응용이나 미적인 요소를 고려하도록 선택될 수 있다.
상기 도시된 예에서, 무선 통신 장치(100)는 도 2A과 같이 주파수(f1)에서 송신하고 도 2B와 같이 주파수(f2)에서 수신한다. 앞서 설명된 바와 같이, 각 안테나(110, 120)는 주파수(f2)에서의 이득 라인과 비교하여 주파수(f1)에서 다른 이득 라인을 가질 것이다. 예를 들어, 제 1 안테나(110)는 도 2A와 같이 주파수(f1)에서 동작할 때 이득 라인(115)을 갖는 방사 패턴을, 도 2B와 같이 주파수(f2)에서 동작할 때 이득 라인(116)을 갖는 방사 패턴을 가진다.
상기 무선 통신 장치(100)는 이득 라인들에서의 차이점을 유용하게 사용하는데, 이는 가령 이득 라인(115)과 이득 라인(125)사이에서, 또는 이득 라인(116)과 이득 라인(126)사이에서의 차이점을 이용함으로써 무선 통신 장치(100)의 동작을 향상시키게 된다. 예를 들어, 무선 통신 장치(100)는 제 1 안테나(110) 혹은 제 2 안테나(120) 중 어느 것이 통신 신호를 송수신하는데 좋은지를 결정할 수 있고, 또한 현재의 통신에 대하여 더 나은 안테나를 선택할 수 있다. 이러한 방법으로, 더욱 일치되는 신호 품질을 얻을 수 있고 이는 낮은 전력 소비를 가능하게 하거나 더 빠른 데이터 전송을 가능하게 할 수 있다. 이득 라인들은 무선 통신 장치(100)의 동작에 반응하여 또는 환경 변화에 반응하여 변경될 수 있으므로, 상기 무선 통신 장치(100)는 계속적으로 더 나은 안테나를 결정 및 선택할 수 있다. 따라서, 무선 통신 장치(100)는 이동할 때나 액티브 및 다이나믹 환경에서 동작할 때에 더욱 일치되는 신호 품질을 유지할 수 있다.
도 1B를 다시 참조하면, 무선 통신 장치(100)는 더욱 상세히 설명되어 있다. 메인 컨트롤러(160)는 송신기 모듈(140), 수신기 모듈(150) 및 스위칭 모듈(130)에 결합되어 있다. 송신기 모듈(140)은 스위칭 모듈(130)의 송신기 스위치(180)에 결합되어 있다. 송신기 스위치(180)를 통하여, 상기 송신기 모듈(140)은 제 1 안테나(110) 또는 제 2 안테나(120) 중 하나에 결합될 수 있다. 수신기 모듈(150)은 스위칭 모듈(130)의 수신기 스위치(170)에 결합되어 있다. 수신기 스위치(170)를 통하여, 수신기 모듈(160)은 제 1 안테나(110) 혹은 제 2 안테나(120) 중 하나에 결합될 수 있다.
제 1 안테나(110) 및 제 2 안테나(120)는 대개 같은 방향에 있는 것처럼 도시되어 있지만, 이들은 서로 어떤 각도에서 배치되어 있다. 예를 들어, 제 1 안테나(110)는 제 2 안테나(120)에 대략 수직하는 방향으로 가급적 배치된다. 안테나의 방향이 그 방사 패턴에 영향을 주기 때문에, 상기 제 1 안테나(110) 및 제 2 안테나(120)는 서로 다른 방사 패턴을 가질 수 있다. 따라서, 제 2 안테나(120)는 무선 통신 장치(100)용의 대안적인 방사 패턴을 제공할 수 있다.
실시예에 따른 동작에서, 메인 컨트롤러(160)는 제 1 안테나(110) 혹은 제 2 안테나(120)를 통하여 무선 통신망의 기지국으로부터 신호를 수신한다. 이 신호를 근거로, 메인 컨트롤러(160)는 가령 주파수(f1)에서 송신하도록 송신 모듈(140)을 설정하고 또한 주파수(f2)에서 수신하도록 수신 모듈(150)을 설정한다. 메인 컨트롤러(160)는 어떤 안테나(110, 120)가 다중 경로를 포함하는 현재의 환경에서 주파수(f2)에서 최선의 수신 특성을 제공하는가를 평가할 수 있다. 메인 컨트롤러(160)는 또한 어떤 안테나(110, 120)가 주파수(f1)에서 최선의 송신 특성(가령, 신호 강도, 투명도, 비트 오류 속도 등)을 제공하는가를 또한 평가할 수 있다. 이러한 평가들은 주기적으로 또는 비주기적으로(가령, 특별한 조건에 의해 트리거됨) 발생할 수 있다. 이러한 평가들을 근거로, 상기 메인 컨트롤러(160)는 송신기 모듈(140) 또는 수신기 모듈(150)을 적절한 안테나(110, 120)로 전환하도록 스위칭 모듈(130)을 제어할 수 있다.
예를 들어, 무선 통신 장치(100)와 무선 통신망(가령, 양방향 대화)의 기지국 사이에서 양방향 통신이 이루어지는 동안에, 상기 메인 컨트롤러(160)는 주파수(f2)로 할당된 채널에서 상기 제 1 안테나(110)가 현재의 환경에서 제 2 안테나(120)에 우수한 수신(reception)을 제공하도록 결정할 수 있다. 따라서, 메인 컨트롤러(160)는 제어 신호를 스위칭 모듈(130)에 보냄으로써, 제 1 스위치(170)는 상기 수신기 모듈(150)을 제 1 안테나(110)에 결합하게 한다. 메인 컨트롤러(160)는 또한 주파수(f1)로 할당된 채널에서 상기 제 1 안테나(110)가 현재의 환경에서 우수 한 송신(transmission)을 제공하는 것을 결정할 수 있다. 따라서, 메인 컨트롤러(160)는 제어 신호를 스위칭 모듈(130)에 보냄으로써 제 2 스위치(180)가 상기 송신기 모듈(140)을 제 1 안테나(110)에 결합하게 한다.
또 다른 실시예에 따른 동작에서, 상기 수신기 모듈(150)은 스위칭 모듈(130)의 제 1 스위치(170)를 통하여 제 1 안테나(110)에 결합된다. 메인 컨트롤러(160)는 제 1 안테나(110)의 수신 특성을 모니터한다. 만일 수신 특성이 나빠지면(가령, 비트 오류 속도가 응용가능한 오류 한계에 근접하거나 초과함), 상기 메인 컨트롤러(160)는 제 2 안테나(110)의 수신 특성을 테스트한다. 예를 들어, 상기 메인 컨트롤러(160)는 스위칭 모듈(130)을 제어함으로써 제 1 스위치(170)가 수신기 모듈(150)을 제 2 안테나(120)에 결합하게 하고 따라서 제 2 안테나(120)의 수신 특성을 평가할 수 있다. 이는 비교적 빨리 이루어질 수 있다. 예를 들어, 만일 제 2 안테나(120)의 수신 특성이 제 2 안테나(120)의 상기 비트 오류 속도를 근거로 평가된다면, 평가는 비트별 기준(bit-by-bit basis)으로 결정될 수 있다.
만일 메인 컨트롤러(160)는 제 2 안테나(120)가 더 나은 수신 특성(가령, 더 낮은 비트 오류 속도)을 갖는다고 결정하면, 메인 컨트롤러(160)는 수신기 모듈(150)을 제 2 안테나(120)에 결합하는 것을 유지할 것이다. 메인 컨트롤러(160)는 이후 제 2 안테나(120)의 수신 특성을 모니터한다. 반면에, 만일 메인 컨트롤러(160)는 제 2 안테나(120)가 더 좋은 수신 특성을 갖지 않는 것으로 결정하면, 메인 컨트롤러(160)는 제 1 스위치가 상기 수신기 모듈(150)과 제 1 안테나(110)사이의 결합을 유지하도록 스위칭 모듈을 제어할 수 있다.
상기 메인 컨트롤러(160)는 안테나(110, 120)의 송신 특성을 모니터함에 있어서도 유사한 절차를 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 메인 컨트롤러(160)는 기지국으로부터 피드백을 거쳐 송신 특성(가령, 신호 강도)을 모니터할 수 있다. 따라서, 만일 현재 사용 중인 전송용 안테나에서 송신 특성이 나빠지면(가령, 신호 강도가 특별한 강도 한계에 근접하거나 미달) 상기 메인 컨트롤러(160)는 다른 안테나의 송신 특성을 테스트할 수 있는데, 예를 들어 제 2 안테나(120)의 송신 특성이 나빠지면 송신기 모듈(140)을 제 1 안테나(110)에 결합함으로써 제 1 안테나의 송신 특성을 테스트할 수 있게 된다. 안테나(110, 120)의 송신 특성을 평가함에 있어서, 상기 메인 컨트롤러(160)는 기지국으로부터의 피드백 정보를 사용할 수 있다(가령, 폐쇄 루프 파워 컨트롤). 만일 이 예에서 제 1 안테나(110)가 더 좋은 송신 특성을 가지면, 상기 메인 컨트롤러(160)는 송신기 모듈(140)과 제 1 안테나(110) 사이의 결합을 유지한다. 상기 메인 컨트롤러(160)는 이후 제 1 안테나(110)의 송신 특성을 모니터한다. 반면에, 만일 메인 컨트롤러(160)가 제 1 안테나(110)에서 더 놓은 송신 특성을 가지지 않는다고 결정하면, 상기 메인 컨트롤러(160)는 제 2 스위치(180)가 송신기 모듈(140)을 제 2 안테나(120)에 결합하도록 스위칭 모듈을 제어할 것이다.
또 다른 실시예에서, 상기 메인 컨트롤러(160)가 송신 특성을 향상시키기 위해 안테나를 제 1 안테나(110)에서 제 2 안테나(120)로 전환하고 나서, 상기 메인 컨트롤러(160)는 상기 수신 특성을 새로운 송신 특성과 정합(matching)하려고 한다. 이 예에서, 만일 제 2 안테나(120)가 특별한 양의 강도 파라미터(strength parameter)를 포함하는 송신 특성을 가지면, 상기 메인 컨트롤러(160)는 제 1 안테나(110) 및 제 2 안테나(120)의 수신 특성을 테스트함으로써 이 경우 어느 것이 상기 특별한 양에 가장 가까운 강도 파라미터 수신 특성을 갖는가를 평가하게 된다. 선택된 안테나(110, 120)가 반드시 가장 큰 강도 파라미터를 가지는 것은 아니지만, 가장 가까운 정합(matched) 강도 파라미터만을 가진다.
또한, 상기 메인 컨트롤러(160)는 제 1 안테나(110) 및 제 2 안테나(120) 중 적어도 하나에 대하여 기지국의 목록을 지니고 있다. 이 목록은 무선 통신 장치(100)가 가령, 등록(registration) 프로세스나 다른 초기 프로세스 동안에 상기 무선 통신 장치(100)의 범위에 있는 모든 기지국으로부터 신호들을 수신할 때 컴파일될 수 있다. 또한, 상기 목록은 주기적으로 또는 비주기적으로 업데이트될 수 있다(가령, 특별한 조건이나 사건에 의한 트리거). 따라서 만일 사용 중인 송신용 안테나의 송신 특성이 나빠지면, 상기 메인 컨트롤러(160)는 목록상의 각 기지국과 함께 각각의 안테나에 대한 송신 특성을 테스트할 수 있다. 이러한 테스트에 근거하여, 안테나 또는 기지국의 스위치는 따르게 된다. 만일 수신용으로 사용 중인 안테나의 수신 특성이 나빠지면, 상기 메인 컨트롤러(160)는 목록상의 각 기지국과 함께 각각의 안테나에 대한 수신 특성을 테스트할 수 있다. 이러한 테스트에 근거하여, 안테나 또는 기지국의 스위치는 따르게 된다.
도 1A는 본 발명에 따른 무선 통신 장치(100)의 또 다른 실시예를 보여준다. 무선 통신 장치(100)는 예를 들어, 제 1 안테나(110), 제 2 안테나(120), 스위칭 모듈(130), 소자(185), 제 1 모듈(145), 제 2 모듈(155), 및 위성 위치 확인 시스템(GPS) 모듈(165)을 포함할 수 있다. 한 예에서, 상기 소자(185)는 듀플렉서(duplexer)이고, 제 1 모듈(145)은 송신기 모듈(140)을 포함하고, 제 2 모듈(155)은 수신기 모듈(150)을 포함한다. 상기 GPS 모듈(165)은 가령, 정합 회로(190), 저잡음 증폭 장치(LNA, 195) 및 당 분야의 기술자에게 알려져 있는 GPS 회로(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 또한, 모듈(165)은 비록 GPS 모듈(165)로 도시되어 있지만 당분야의 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 다른 통신용 밴드(communications bands)에 적용될 수 있다. 스위칭 모듈(130)은 다이버시티(diversity) 스위치(175)를 포함할 수 있는데, 이는 가령, 듀플렉서(185)나 GPS 모듈(165)을 제 1 안테나(110)이나 제 2 안테나(120)에 결합하도록 구성될 수 있다. 상기 무선 통신 장치(100)는 당 분야의 기술자에게 알려져 있으나 여기에 도시되어 있지 않는 다른 소자들(가령, 증폭기, 믹서, 필터, 발진기, 컨트롤러 등)을 또한 포함할 수 있다.
이 예에서, 상기 듀플렉서(185)는 가령, 여기에 도시되지 않은 종래의 통신 소자들 및 회로(가령, 수신용 또는 송신용 회로)를 포함할 수 있는 제 1 모듈(145) 및 제 2 모듈(155)에 결합되어 있다. 예를 들어, 종래의 통신 소자들 및 회로는 종래의 셀룰러 대역 혹은 PCS 대역의 전송 및 수신 소자들과 회로를 포함할 수 있다. 또한, 종래의 통신 소자들 및 회로는 메인 컨트롤러(160)의 일부를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 일부 통신 소자 및 회로는 당 분야의 기술자가 알고 있는 메인 컨트롤러에 결합될 수 있다.
듀플렉서(185)는 또한 스위칭 모듈(130) 및 특히 다이버시티 스위치(175)의 단자에 결합되어 있다. 다이버시티 스위치(175)는 상기 듀플렉서(185)를 제 1 안테 나(110) 또는 제 2 안테나(120)에 결합한다. 다이버시티 스위치(175)는 종래의 통신 소자들과 회로를 통하여 또는 여기에 설명된 방법 및 프로세스를 이용한 메인 컨트롤러(160)를 통하여 제어될 수 있다.
상기 GPS 모듈(165)은 LNA(195)에 결합된 정합 회로(190)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 다른 종래의 GPS 회로(도시되지 않음)는 공지된 방법으로 상기 LNA(195)에 결합될 수 있다. 또한, 상기 GPS 모듈(165)은 메인 컨트롤러(160)의 일부를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 상기 정합 회로(190)는 상기 GPS 모듈(165)을 제 1 안테나(110) 또는 제 2 안테나(120)에 정합하는 것으로서, 스위칭 모듈(130) 및 특히 다이버시티 스위치(175)의 단자에 결합되어 있다. 다이버시티 스위치(175)는 상기 GPS 모듈이나 메인 컨트롤러(160)의 제어하에서, 상기 GPS 모듈(165)을 제 1 안테나(110) 또는 제 2 안테나(120)에 결합할 수 있다.
도 1C는 특별한 정합 구성(matching configuration)에서 인덕터(L1, L2) 및 커패시터(C1)를 포함하는 정합 회로(190)의 한 예를 보여준다. 정합 회로(190)는 더욱 복잡한 정합 회로 배열이나 구성 및 그 등가회로(가령, 이중 등가회로)를 포함하는 다른 정합 회로 배열 및 구성을 포함할 수 있다. 정합 회로(190)는 수동 소자, 능동 소자 또는 그 조합들을 포함할 수 있다. 이러한 종래의 정합 배열, 구성 및 그 구조적 및 기능적으로 대등한 것들은 부적당한 실험이 없이, 당 분야의 기술자에게 유용하다. 또한 정합 회로(190)가 도 1A에 상기 GPS 모듈의 일부로 도시되어 있지만, 다른 정합회로들은 소자(185) 및 스위칭 모듈(130) 사이에 놓일 수 있 거나 또는 신호 특성을 최적화하도록 제 1 모듈(145)이나 제 2 모듈(155)의 일부가 될 수 있다.
동작상, 상기 무선 통신 장치(100)는 GPS 시스템(가령, GPS 위성의 별자리 및 기지국)으로부터 GPS 신호를 수신할 수 있다. 상기 GPS 모듈(165)은 GPS 신호를 제 1 안테나(110) 또는 제 2 안테나(120)로부터 다이버시티 스위치(175)를 거쳐 수신할 것이다. 상기 정합 회로(190)는 제 1 안테나(110) 또는 제 2 안테나(120)로부터 최대의 GPS 신호 강도를 상기 GPS 모듈(165)에 제공할 수 있다. GPS 모듈(165)이나 메인 컨트롤러(160)(메인 컨트롤러(160)가 직접 혹은 GPS 모듈(165)을 통해 간접적으로)는 제 1 안테나(110) 또는 제 2 안테나(120)상의 GPS 수신 특성(신호 강도, 투명도(clarity), 비트 오류 속도 등)을 평가할 수 있다. 이러한 신호 강도의 평가는 상기 GPS 모듈(165)을 안테나, 즉 상기 GPS 모듈(165)에 최선의 GPS 수신 특성을 제공할 수 있는 안테나로 전환하는데 사용될 수 있으며, 이때 상기 신호 강도는 가령 특별한 조건에 의해 주기적 또는 비주기적(aperiodic)으로 트리거될 수 있다.
예를 들어, 상기 GPS 모듈(165)은 다이버시티 스위치(175)를 통해 초기에 제 1 안테나(110)에 결합될 수 있다. 이 예에서 메인 컨트롤러(160)는 제 1 안테나(110)상의 GPS 신호의 수신 특성을 평가할 수 있다. 주기적으로 또는 비주기적으로든, 메인 컨트롤러(160)는 상기 다이버시티 스위치(175)가 GPS 모듈(165)을 제 2 안테나(120)에 결합하게 할 수 있으며, 그 결과 제 2 안테나(120)의 GPS 신호 수신 특성이 평가될 수 있다. 제 2 안테나(120)상에서의 GPS 신호의 수신 특성이 제 1 안테나(110)상의 GPS 신호 수신 특성보다 우수하면, 상기 GPS 모듈(165)은 제 2 안테나(120)상에서 GPS 신호를 계속 수신할 수 있다. 그렇지 않고 만약 제 2 안테나(120)상에서 GPS 신호의 수신 특성이 제 1 안테나(110)상의 GPS 신호 수신 특성보다 우수하지 않으면, 메인 컨트롤러(160)는 다이버시티 스위치(175)를 제어하여 상기 GPS 모듈(160)을 제 1 안테나(110)로 다시 전환하게 한다.
또 다른 예에서, GPS 모듈(165)은 가령, 초기에 다이버시티 스위치(175)를 거쳐 제 2 안테나(120)에 결합될 수 있다. 메인 컨트롤러(160)는 상기 다이버시티 스위치(175)가 GPS 모듈(165)을 제 1 안테나(110)에 주기적으로 또는 비주적으로 결합하게 하며, 따라서 제 1 안테나(110)상에서의 수신 특성을 샘플링 및 평가하게 된다. 제 1 안테나(110)상의 GPS 신호의 수신 특성을 샘플링한 후, 메인 컨트롤러(160)는 상기 다이버시티 스위치(175)를 제어하여 GPS 모듈(165)을 제 2 안테나(120)에 다시 결합시킬 수 있다. 만일 메인 컨트롤러(160)가 상기 제 1 안테나(110)의 수신 특성이 제 2 안테나(120)의 수신 특성보다 충분히 우수하다고 결정하면, 메인 컨트롤러(160)는 다이버시티 스위치(175)를 제어하여 상기 GPS 모듈(165)을 제 1 안테나(110)에 결합시킬 수 있다.
또 다른 예에서, GPS 모듈(165)은 초기에 다이버시티 스위치(175)를 거쳐 제 1 안테나(110)에 다시 결합될 수 있다. 메인 컨트롤러(160)는 가령, 제 1 안테나(110)상의 GPS 신호 수신 특성을 모니터할 수 있다. 만약 제 1 안테나(110)상의 GPS 신호 수신 특성이 나빠지면(가령 비트 오류 속도가 응용가능한 오류 한계에 근접하거나 초과함), 메인 컨트롤러(160)는 제 2 안테나(120)상의 GPS 신호 수신 특 성을 테스트할 수 있다. 예를 들어, 메인 컨트롤러(160)는 다이버시티 스위치(175)를 제어함으로써, 상기 GPS 모듈(165)이 제 2 안테나(120)로부터 GPS 신호를 수신하도록 할 수 있다. 이후 메인 컨트롤러(160)는 제 2 안테나(120)상의 GPS 신호의 수신 특성을 평가할 수 있다. 이는 비교적 빨리 이루어질 수 있다. 예를 들어, 만일 제 2 안테나(120)의 수신 특성이 가령, 제 2 안테나(120)의 오류 비트 속도에 근거하여 평가된다면, 평가는 비트별(bit-by-bit basis)로 결정될 수 있다.
만일 제 2 안테나(120)에서 수신된 GPS 신호가 더 좋은 수신 특성(가령, 더 낮은 비트 오류 속도)을 갖는 것으로 메인 컨트롤러(160)가 결정하면, 이 메인 컨트롤러(160)는 상기 GPS 모듈(165)을 제 2 안테나(120)에 계속 결합되게 할 수 있다. 메인 컨트롤러(160)는 이후 제 2 안테나(120)의 수신 특성을 모니터할 수 있다. 반면에, 만일 제 2 안테나(120)에서 더 좋은 수신 특성을 갖지 못한 것으로 메인 컨트롤러(160)가 결정하면, 메인 컨트롤러(160)는 다이버시티 스위치(175)를 제어하여 상기 GPS 모듈(165)이 제 1 안테나(110)에 결합되게 한다.
무선 통신 장치(100)는 또한 제 1 안테나(110) 또는 제 2 안테나(120)를 통해 특별한 통신 대역(가령, 셀룰러 통신 대역, PCS 통신 대역 또는 다른 공지된 통신 대역)에서 통신 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 메인 컨트롤러(160)는 제 1 안테나(110) 또는 제 2 안테나(120)의 송수신 특성으로부터, 상기 듀플렉서(185)가 제 1 안테나(110)에 결합되어야하는지 혹은 제 2 안테나(120)에 결합되어야 하는가를 평가할 수 있고 또한 상기 다이버시티 스위치(175)를 제어하여 듀플렉서(185)를 적절한 안테나에 결합시킬 수 있다. 상기 설명된 바와 같이, 메인 컨트롤러(160)는 수신 특성, 송신 특성, 또는 할당된 채널에 대한 송수신 특성의 조합 등을 최적화하기 위해 제 1 안테나(110) 또는 제 2 안테나(120)를 선택할 수 있다. 이러한 프로세스는 가령, 어떤 조건에 의해 주기적 또는 비주기적으로 트리거될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 소자(185)는 디플렉서(diplexer)가 될 수 있다. 디플렉서(185)는 제 1 모듈(145)에 결합될 수 있고, 이때 제 1 모듈(145)은 제 1 통신 대역(가령, 셀룰러 통신 대역)용 통신 회로를 포함할 수 있다. 디플렉서(185)는 또한 제 2 모듈(155)에 결합될 수 있고, 이때 제 2 모듈(155)은 제 2 통신 대역(가령, PCS 통신 대역)용 통신 회로를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 무선 통선 장치(100)는 디플렉서(185)를 통해 가령, 셀룰러 통신 대역 또는 PCS 통신 대역으로 통신을 제공할 수 있다. 그러므로, 상기 무선 통신 장치(100)에서 사용 중인 통신 대역에 대해서, 메인 컨트롤러(160)는 여기서 설명되어 적용된 방법과 프로세스를 이용하여 가장 좋은 통신 신호를 제공하는 안테나(가령, 제 1 안테나(110) 또는 제 2 안테나(120))에 상기 디플렉서(185)를 결합시킬 수 있다. 제 1 안테나(110) 및 제 2 안테나(120) 사이에서의 선택에 의하여 통신을 최적화하는 것 외에도, 상기 메인 컨트롤러(160)는 통신 대역 및/또는 통신 대역내의 채널들 사이에서의 선택에 의하여 통신을 최적화할 수 있다.
상기 무선 통신 장치(100)는 한 안테나에서 양방향 무선 통신을 동시에 제공할 수 있고 또한 다른 안테나에서 GPS 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 무선 전화를 거는 동안, 디플렉서 또는 듀플렉서는 가령 제 1 안테나(110)에 결합될 수 있다. 동시에, 상기 GPS 모듈(165)은 가령, 제 2 안테나(120)에 결합될 수 있다. 다 이버시티 스위치(175)는 어떤 특별한 안테나도 동시에 듀플렉서/디플렉서(185) 및 GPS 모듈(165)에 결합할 수 없도록 구성되거나 구성되지 않을 수 있다. 다이버시티 스위치(175)는 듀플렉서/디플렉서(185) 및 GPS 모듈(165) 모두가 동시에 두 안테나에 결합할 수 없도록 구성되거나 또는 구성되지 않을 수 있다.
따라서, 무선 통신 시스템에서 정보를 송수신하는 방법 및 시스템들이 제공됨을 보았다. 당 분야의 기술자는 본 발명이 설명의 목적으로 주어진 상기 선호적 실시예와 달리 구현될 수 있음을 알 것이고 또한 본 발명은 첨부되는 청구항에만 한정됨을 알 것이다. 본 명세서에서 논의된 특별한 실시예에 관한 대등한 사항이 또한 본 발명을 구현할 수 있음에 유의해야 한다.

Claims (35)

  1. 핸드 헬드 무선 통신 장치에 있어서, 상기 핸드 헬드 무선 통신 장치는
    제 1 안테나,
    제 2 안테나,
    제 1 안테나 및 제 2 안테나에 결합된 스위칭 모듈,
    스위칭 모듈을 통해 제 1 안테나 또는 제 2 안테나에 결합되어있는 위성 위치 확인 시스템(GPS) 모듈,
    스위칭 모듈에 결합된 듀플렉서,
    듀플렉서에 결합된 수신기 모듈, 그리고
    듀플렉서에 결합된 송신기 모듈
    을 포함하고,
    이때, 상기 스위칭 모듈은 제 1 안테나 또는 제 2 안테나의 GPS 수신 특성의 함수로 상기 GPS 모듈을 제 1 안테나 또는 제 2 안테나에 결합하도록 구성되고,
    상기 스위칭 모듈은 상기 제 1 안테나 또는 제 2 안테나의 통신 수신 특성 혹은 통신 송신 특성의 함수로 상기 듀플렉서를 제 1 안테나 또는 제 2 안테나에 결합하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 핸드 헬드 무선 통신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭 모듈은 제 1 안테나 또는 제 2 안테나의 통신 수신 특성이나 통신 송신 특성의 함수로 수신기 모듈이나 송신기 모듈을 듀플렉서를 통해 제 1 안테나 또는 제 2 안테나에 결합시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 핸드 헬드 무선 통신 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 핸드 헬드 무선 통신 장치가, 상기 GPS 모듈 및 상기 스위칭 모듈에 결합되는 컨트롤러를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드 헬드 무선 통신 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 GPS 모듈이 이용하고 있는 특정 GPS 주파수에 대해 GPS 수신 특성이 결정되는 것을 특징으로 하는 핸드 헬드 무선 통신 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 컨트롤러가 모바일 스테이션 모뎀(Mobile Station Modem: MSM)을 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드 헬드 무선 통신 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, GPS 수신 특성은 GPS 신호 강도, GPS 신호 투명도(clarity), 또는, GPS 비트 오류 속도(BER)를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드 헬드 무선 통신 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 제 1 안테나가 제 2 안테나와 서로 다른 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 핸드 헬드 무선 통신 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 제 1 안테나가 제 2 안테나에 대해 수직으로 배열되는 것을 특징으로 하는 핸드 헬드 무선 통신 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, GPS 모듈은 정합 회로와 저잡음 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드 헬드 무선 통신 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 정합 회로는 제 1 안테나 또는 제 2 안테나에 대해 GPS 신호 특성을 최적화시키는 것을 특징으로 하는 핸드 헬드 무선 통신 장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 정합 회로는 제 1 안테나 또는 제 2 안테나에 대해 GPS 신호 강도를 최적화시키는 것을 특징으로 하는 핸드 헬드 무선 통신 장치.
  12. 핸드 헬드 무선 통신 장치에 있어서, 상기 핸드 헬드 무선 통신 장치는,
    제 1 안테나,
    제 2 안테나,
    제 1 안테나와 제 2 안테나에 결합된 스위칭 모듈,
    스위칭 모듈을 통해 제 1 안테나 또는 제 2 안테나에 결합되는 GPS 모듈,
    스위칭 모듈에 결합되는 디플렉서,
    디플렉서에 결합된 제 1 통신 대역 모듈, 그리고,
    디플렉서에 결합된 제 2 통신 대역 모듈
    을 포함하고,
    이때, 상기 스위칭 모듈은 제 1 안테나 또는 제 2 안테나의 GPS 수신 특성의 함수로 제 1 안테나 또는 제 2 안테나에 GPS 모듈을 연결하도록 구성되고,
    상기 스위칭 모듈은 제 1 안테나 또는 제 2 안테나의 통신 수신 특성 혹은 통신 송신 특성의 함수로 상기 디플렉서를 제 1 안테나 또는 제 2 안테나에 결합하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 핸드 헬드 무선 통신 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 스위칭 모듈은 제 1 안테나 또는 제 2 안테나의 통신 수신 특성 혹은 통신 송신 특성의 함수로 상기 디플렉서를 통해 제 1 통신 대역 모듈 또는 제 2 통신 대역 모듈을 제 1 안테나 또는 제 2 안테나에 결합하도록 응용되는 것을 특징으로 하는 핸드 헬드 무선 통신 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 스위칭 모듈은 상기 디플렉서 및 GPS 모듈을 서로 다른 안테나에 동시에 결합하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 핸드 헬드 무선 통신 장치.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 통신 대역 모듈은 셀룰러 대역 통신 회로를 포함하고, 상기 제 2 통신 대역 모듈은 PCS 대역 통신 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드 헬드 무선 통신 장치.
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