KR100913662B1 - 무선 통신 장치의 보조 수신 제공 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

무선 통신 시스템에서 보조 수신을 제공하기 위한 시스템 및 방법은 무선 통신 장치를 포함한다. 무선 통신 장치는 제 1 안테나와 제 2 안테나를 포함한다. 무선 통신 장치는 무선 통신 네트워크와 양방향 통신을 구축할 수 있다. 무선 통신 장치는 이동 보조 핸드오프(MAHO), 다이버시티 안테나 시스템, 그리고 PGS 시스템 중 한가지 이상으로 제 2 안테나를 이용할 수 있다.

Description

무선 통신 장치의 보조 수신 제공 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING AUXILIARY RECEPTION AN A WIRELESS COMMUNICATIONS SYSTEM}
본 발명은 보조 수신을 제공하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 무선 통신 시스템에서 보조 수신을 제공하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
무선 통신 네트워크에서 무선 통신 장치에 의해 수신되거나 송신된 신호는 여러 요인들의 영향을 받는다. 예를 들어, 무선 통신 장치로부터 가장 가까운 기지국까지의 거리는 수신 신호 강도에 직접적인 관계를 가진다. 추가적으로, 환경적 변수들도 수신 신호의 품질에 영향을 미치곤 한다. 따라서 예를 들어, 다중경로 고려로 인한 보강 및 소멸 간섭들이 도시 설정에서 강조될 수 있다.
통상적인 무선 통신 장치는 통신 신호 수신 및 송신을 위해 단일 안테나를 가지고 있다. 통상적인 무선 통신 장치가 특정 환경에서 다중경로 신호의 결과로 불량한 통신 신호를 수신하고 있을 경우, 사용자는 수신 신호가 개선되는 위치를 찾기 위해 임의적인 방식으로 주변을 돌아다녀야 한다. 역시 같은 목적으로, 사용자는 무선 통신 장치와 그 단일 안테나를 무수한 방향으로 향하게 할 수 있다. 그러나, 무선 통신 장치의 방향을 설정하는 것처럼 부담스런 작업을 사용자가 수행할 수 없거나 사용자가 자유롭게 움직일 수 없는 경우와 같이, 어떤 조건하에서는 이러한 불만족스런 처방도 불가능할 수 있다.
통상적인 통신 장치는 이동 보조 핸드 오프(MAHO; mobile assisted hand off)형 안테나를 이용할 수도 있다. 무선 통신 장치가 무선 통신 네트워크의 셀 사이를 이동함에 따라, 현 셀로부터의 수신 신호가 약해질 수 있다. 핸드 오프 실행 시기를 결정하는 것을 돕기 위해, 무선 통신 장치는 다른 셀 기지국으로부터 파일롯 신호같은 신호들을 모니터할 수 있다. 무선 통신 장치가 보다 바람직한 신호 품질을 가진 또다른 셀을 인식하면, 무선 통신 장치는 상기 네트워크를 보다 바람직한 셀로 이동시킬 것을 요청할 수 있다. 따라서, 가령, 통상적인 통신 장치가 제 1 셀의 PCS 대역의 주파수 f1으로부터 제 2 셀의 PCS 대역의 또다른 주파수 f2로 스위칭될 수 있다. 동일한 통신 대역 내에서 한 셀의 한 주파수로부터 또다른 셀의 또다른 주파수로 이루어지는 이러한 핸드 오프는 통신 신호 최적화를 위해 매우 제한된 옵션만을 제공하며 셀간 영역에서만 제공된다. 예를 들어, PCS 대역에서 동작하는 통상적인 무선 장치는 PCS 기지국간 핸드오프를 실행하는 것을 보조할 수 있다. 그러나, 현 PCS 신호가 사라지고 더 강한 PCS 파일롯이 발견되지 않을 경우, 호출이 드롭될 수 있다.
본 발명은 무선 통신용 기존 장치 및 방법의 단점을 크게 완화시킨다.
일례의 실시예에서, 본 발명은 무선 통신 장치에서 보조 수신을 제공하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 무선 통신 장치는 두개의 안테나를 포함한다. 이러 한 배열에서, 한개의 안테나는 무선 통신 네트워크에서 양방향 통신을 구축하는 데 사용될 수 있고 다른 하나의 안테나는 보조 기능을 실행한다. 보조 기능은 가령, 통신 대역 및 모드간 이동 보조 핸드오프(MAHO) 구현, 다이버시티 안테나 시스템 구현, 또는 GPS시스템에 대한 GPS 신호 제공을 포함할 수 있다.
본 발명은 무선 통신 장치가 MAHO가 개시되어야 하는 지를 결정함에 있어 다른 무선 통신 채널, 대역, 또는 모드를 스캔하고 평가하도록 구현될 수 있다는 장점을 가진다. 따라서, 무선 통신 장치의 주 안테나 시스템은 또다른 무선 통신 채널, 대역, 또는 모드로 핸드오프 또는 스위칭될 수 있다.
본 발명은 무선 통신 장치가 주 안테나를 통해 수신한 신호 대신에, 보조 안테나를 통해 신호를 수신함으로서, 또는 이 두 신호를 조합하여, 무선 통신 장치에 의해 수신한 신호 품질을 개선시키도록 구현될 수 있다는 장점을 가진다.
본 발명은 보조 안테나가 GPS 신호를 수신함으로서 위치 정보를 또한 제공하도록 만들어질 수 있다는 장점을 가진다. GPS 신호로부터 결정되는 위치 정보는 무선 통신 장치를 통해 전송되거나 디스플레이될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 보조 수신 시스템 도면.
도 2는 본 발명에 따른 보조 수신 시스템의 일례의 실시예 도면.
도 3은 본 발명에 따른 보조 수신 시스템의 일부분 도면.
도 4는 본 발명에 따른 보조 수신 시스템의 일부분 도면.
도 5는 본 발명에 따른 보조 수신 시스템 및 주 안테나 시스템의 일례의 실시예 도면.
도 1은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 일례의 실시예 도면이다. 무선 통신 시스템은 무선 통신 장치(100)를 포함한다. 무선 통신 장치(100)는 핸드헬드형 무선 통신 장치, 이동전화, 카폰, 셀룰러/PCS 폰, 코들리스 폰, 랩탑컴퓨터 무선 모뎀 내장형 연산 장치, 삐삐, 또는 PDA를 포함할 수 있다. 무선 장치(100)는 디지털 방식일 수도 있고, 아날로그 방식일 수도 있으며, 이들의 조합일 수도 있다. 게다가, 무선 통신 장치(100)는 어떤 종류의 무선 통신 장치도 가능하며, 당 분야에 잘 알려진 이들의 조합일 수도 있다.
무선 통신 장치(100)는 주 안테나(110)와 보조 안테나(120)처럼 두 안테나를 포함할 수 있다. 도 1에서, 주 안테나(110)는 제 1 기지국(130)과 양방향 통신한다. 제 1 기지국(130)은 무선 통신 네트워크 상의 다수의 기지국 중 하나일 수 있다. 보조 안테나(120)는 제 1 기지국(130), 제 2 기지국(140), 또는 위성(150)과 적어도 한방향 이상으로 통신한다. 제 2 기지국(140)은 무선 통신 네트워크의 다수의 기지국 중 또하나의 기지국일 수 있다. 위성(150)은 GPS 위성 및 이의 그라운드 통신국의 배열처럼, 다수의 위성 중 하나일 수 있다.
동작시에, 무선 통신 장치(100)는 제 1 기지국(130)과 무선 통신하는 주 안테나(110)를 통해 무선 통신 네트워크와 양방향 통신을 구축할 수 있다. 무선 통신 장치(100)는 보조 안테나(120)를 이용하여, 향상된 이동보조 핸드오프(MAHO), 다이버시티 안테나 시스템, 또는 GPS 시스템을 제공하는 것을 도울 수 있다. 무선 통신 장치(100)는 안테나간 기능을 영리한 방식으로 분배할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 통신이 보조 안테나(120) 상에서 더 우수하게 구축됨을 무선 통신 장치(100)가 결정할 수 있다. 이어서, 무선 통신 장치(100)는 보조 안테나(120)를 이용하여 주기능을 제공할 수 있고, 주 안테나(110)를 이용하여 보조 기능을 제공할 수 있다.
개선된 MAHO 기능을 구현함에 있어, 무선 통신 장치(100)는 무선 통신 장치(100) 범위 내에서 한개 이상의 기지국으로부터 신호를 수신한다. 수신 신호는 다수의 대역이나 상기 대역 내 다수의 채널로부터 얻은 신호일 수 있다. 예를 들어, 수신 신호는 셀룰러 대역(800 MHz 부근), PCS 대역(1900 MHz 부근), 또는 당 분야에 잘 알려진 또다른 대역의 채널들로부터 얻은 신호일 수 있다. 보조 안테나(120)를 통해, 무선 통신 장치(100)는 주 안테나(110)에 의해 정보를 수신하거나 송신하는 경로인 채널이나 대역을 스위칭할지 여부를 결정함에 있어 다른 채널이나 대역의 선명도(clarity), 강도, 또는 그 외 다른 특성을 모니터할 수 있다.
추가적으로, 무선 통신 장치(100)는 다른 채널이나 대역을 모니터링할 수 있을 뿐 아니라, 여러 다른 모드를 모니터할 수도 있다. 따라서, 무선 통신 장치(100)는 코드 분할 다중 접속(CDMA), 시간 분할 다중 접속(TDMA), 개선형 이동 전화 서비스(AMPS), 또는 당 분야에 공지된 그 외 다른 모드에 따라 송신되는 신호를 모니터링할 수 있다. 따라서, 무선 통신 장치(100)는 가령 CDMA로부터 TDMA까지, 모드 사이에서 MAHO를 실행할 수 있다. 그러므로, 무선 통신 장치(100)는 주 안테나(110)를 통해 CDMA 신호 수신/송신으로부터 TDMA 신호 수신/송신으로 스위칭을 행할 수 있다.
무선 통신 장치(100)는 다이버시티 안테나로 보조 안테나(120)를 이용할 수도 있다. 보조 안테나(120)는 주 안테나(110)와 같은 방향으로 놓일 수도 있고 다른 방향으로 놓일 수도 있다. 가령, 선호되는 방향으로, 보조 안테나(120)는 주 안테나(110)와 수직일 수 있다. 더욱이, 보조 안테나(120)는 무선 통신 장치(100)의 덮개 외부로 튀어나올 수도 있고 아예 내장될 수도 있다. 보조 안테나(110)에 의해 수신될 경우 제 1 기지국(130)으로부터의 신호 수신이 개선된다고 무선 통신 장치(100)가 결정할 경우, 무선 통신 장치(100)는 주 안테나(110) 대신에 보조 안테나(120)를통해 신호를 수신함으로서 적응될 수 있다. 대안으로, 무선 통신 장치(100)가 보조 안테나(120)를 통해 수신한 신호를 주 안테나(110)를 통해 수신한 신호와 조합시킴으로서 적응될 수도 있다. 이 방식으로, 불필요한 간섭을 어느정도 억제하면서 코히어런트하게 요망 신호를 합하는 것이 가능하다.
추가적으로, 무선 통신 장치(100)는 GPS시스템으로부터 보조 안테나(120)를 통해 위치 정보를 수신하도록 설정될 수 있다. 보조 안테나 기능이 한개 이상의 보조 안테나를 이용하여 구현될 수 있다. 무선 통신 장치(100)는 GPS시스템에 주기적으로, 비주기적으로, 자동적으로, 또는 반자동적으로, 또는 수동으로 액세스할 수 있다. 따라서, 무선 통신 장치(100)는 사용자가 911을 다이얼링할 때 보조 안테나(120)를 통해 GPS 데이터를 수신할 수 있고, 이어서, 무선 통신 네트워크를 통해 요망 종착지까지 주 안테나(110)나 보조 안테나(120)를 통해 위치 정보를 송신할 수 있다. 또하나의 예에서, 기지국(가령, 제 1 기지국(130))은 무선 통신 장치(100)로부터 위치 정보를 요청할 수 있다. 이러한 요청을 수신하면, 무선 통신 장치(100)는, 정보를 처리하여 주 안테나(110)나 보조 안테나(120)를 통해 무선 통신 네트워크에 위치 정보를 송신하기 전에, 보조 안테나(120)를 통해 GPS 정보를 수신할 수 있다. 또하나의 예에서, 무선 통신 장치(100) 사용자는, 무선 통신 장치(100)의 디스플레이 스크린에 위치 정보를 디스플레이하기 전에, 무선 통신 장치(100)가 보조 안테나(120)를 통해 GPS 데이터를 수신하고 처리하도록, 무선 통신 장치(100)의 키패드 상의 특별한 GPS 기능 키를 활성화시킬 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 보조 수신 시스템(160)의 일례의 실시예 도면이다. 보조 수신 시스템(160)은 무선 통신 장치(100)의 일부분일 수 있고, 두개의 보조 안테나(120a, 120b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 보조 안테나(120a)는 셀룰러/PCS 신호를 수신하기 위한 이중 대역 안테나일 수 있고, 보조 안테나(120b)는 GPS 안테나일 수 있다. 대안으로, 단일 보조 안테나(120)가 두 보조 안테나(120a, b) 대신에 사용될 수 있다. 보조 수신 시스템(160)은 듀플렉서(170), 신호 처리 모듈(180a-c), 셀렉터 모듈(190), 보조 컨트롤러(200), 또는 메인 컨트롤러(210)를 EH한 포함할 수 있다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 제 1 보조 안테나(120a)가 듀플렉서(170)에 연결된다. 듀플렉서(170)는 제 1 신호 처리 모듈(180a)과 제 2 신호 처리 모듈(180b)에 연결된다. 제 1 신호 처리 모듈(180a)과 제 2 신호 처리 모듈(180b)은 각각 셀렉터 모듈(190)과 보조 컨트롤러(200)에 연결된다. 제 2 보조 안테나(120b)는 제 3 신호 처리 모듈(180c)에 연결된다. 제 3 신호 처리 모듈(180c)은 셀렉터 모듈(190)과 보조 컨트롤러(200)에 연결된다. 셀렉터 모듈(190)은 보조 컨트롤러(200)와 주 컨트롤러(210)에 연결된다. 보조 컨트롤러(200)는 주 컨트롤러(210)에 연결된다.
다른 실시예들은 도 2에 도시되지 않은 다양한 수준의 통합화를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 보조 안테나(120a)와 제 2 보조 안테나(120b)가 단일 보조 안테나(120)에 통합될 수 있다. 이러한 예에서, 트리플렉서(175)가 도 3에 도시된 듀플렉서(170) 대신에 사용될 수 있다. 또하나의 예에서, 듀플렉서(170)는 도 4에 도시되는 셀룰러 대역 신호와 GPS/PCS 대역 신호로 수신 통신 신호를 분리할 수 있다. 듀플렉서의 신호 분리 예는 수신 신호를 GPS 대역으로 튜닝하는 신호 처리 모듈(180c)에 스위칭 모듈(185)이나 그 외 다른 추가 회로를 부가적으로 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 다이플렉서(165)의 고역통과 필터가 PCS 대역만을 통과시키는 것이 아니라 GPS 대역도 수용가능한 감쇠 수준으로 통과시키도록 적응될 수 있다(가령, 고역 통과 필터의 컷오프 주파수를 낮춤). 대안으로, 적응된 듀플렉서가 다이플렉서(165) 대신에 사용될 수도 있다. PCS/GPS 믹싱이나 CDMA/GPS IF 필터링을 위한 회로처럼, 신호 처리 모듈(180b-c)의 부분들을 조합함으로서 다른 수준의 통합화가 구현될 수 있다. 추가적으로, 도 2에 도시되는 소자들은 주 안테나(120)에 관련된 회로에 의해 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 주 컨트롤러(210)나 셀렉터 모듈(190)이 셀룰러 대역이나 PCS 대역으로 무선 통신 신호를 수신하거나 송신함에 있어 기존 기능들을 실행하도록 사용될 수 있다. 실시예들의 일부가 아래에 추가적으로 소개될 것이다.
동작시에, 도 2에 도시되는 바처럼, 제 1 보조 안테나(120a)가 셀룰러나 PCS 통신 신호를 수신한다. 제 2 보조 안테나(120b)는 GPS신호를 수신한다. 듀플렉서(170)가 수신 셀룰러/PCS 신호를 분할하고, 신호를 셀룰러 대역 신호와 PCS 대역 신호로 필터링한다. 셀룰러 대역 신호는 제 1 신호 처리 모듈(180a)에 전달된다. PCS 대역 신호들은 제 2 신호 처리 모듈(180b)에 전달된다. GPS 신호는 제 3 신호 처리 모듈(180c)에 전달된다. 제 1 신호 처리 모듈(180a), 제 2 신호 처리 모듈(180b), 제 3 신호 처리 모듈(180c)은 각각 셀룰러 대역, PCS 대역, 그리고 GPS 대역의 신호들을 증폭시키고 필터링한다. 추가적으로, 제 1 신호 처리 모듈(180a), 제 2 신호 처리 모듈(180b), 제 3 신호 처리 모듈(180c)은 주 컨트롤러(210)에 의해 제어되는 셀렉터 모듈에 의해 발생된 선택 신호에 따라 중간 주파수(IF) 대역으로 믹싱 및 필터링을 실시한다. 이어서, 제 1 신호 처리 모듈(180a), 제 2 신호 처리 모듈(180b), 제 3 신호 처리 모듈(180c)은 중간 주파수 대역으로 필터링된 신호를 보조 컨트롤러(200)에 전달한다.
보조 컨트롤러(200)는 주 컨트롤러(210)에 의해 제어되는 보조 자동 이득 제어(AGC) 루프(220)에 의해 설정된 양만큼 신호 처리 모듈(180a-c)로부터 로우 레벨 신호를 수신한다. 보조 AGC 루프(220)에 의해 설정된 양은 로우 레벨 신호를, 보조 컨트롤러(200)의 동상 및 쿼드러처(IQ) 복조기가 기능할 수 있을 정도로, 그리고 증촉된 신호가 보조 컨트롤러(200)의 아날로그-디지털 컨버터(ADC)의 동적 범위 내에 머물 정도로, 증폭시킨다. 디지털화된 정보(가령, 시간 변화 신호의 진폭이나 위상)가 데이터 라인이나 버스(230)를 통해 주 컨트롤러(210)에 전달되어 디지털화된 정보를 추가적으로 처리한다.
따라서, 무선 통신 장치(100)는 다른 채널, 대역, 또는 모드를 모니터링하면서 메인 안테나(100)를 통해 무선 통신 네트워크와 양방향 통신할 수 있다. 예를 들어, 주 안테나(110)에 의해 사용되는 대역 내의 다른 채널을 모니터링함에 있어, 주 컨트롤러(210)는 신호 처리 모듈(180a-c)이 대역의 여러 다른 채널을 선택적으로 필터링하도록 셀렉터 모듈(190)을 제어할 수 있다. 보조 컨트롤러(200)는 보조 AGC와 IQ 복조기를 통해, 대역 채널의 신호에 관한 정보(가령, 진폭이나 위상 변수)를 확인한다. 이 확인된 정보는 디지털화되어 주 컨트롤러(210)에 전달된다. 대역 내 각각의 채널에 관한 정보는, 주 컨트롤러(210)가 주 안테나(110)를 가장 효과적인 채널로 스위칭하여야 하는 지를 결정함에 있어 주 안테나(110)에 의해 사용되고 있는 대역의 채널과, 주 컨트롤러(210)에 의해 평가되거나 비교될 수 있다. 또하나의 실시예에서, 보조 수신 시스템(160)은 다른 무선 통신 모드로부터 수신한 신호나 다른 대역의 다른 채널로부터 수신한 신호를 모니터링할 수 있다. 따라서 예를 들어, 주 컨트롤러(210)가 셀룰러 대역으로부터의 신호가 PCS 대역으로부터의 신호보다 훨씬 효과적임을 결정할 수 있고, 또는, CDMA 모드의 신호가 TDMA 모드나 AMPS 모드의 신호보다 훨씬 효과적임을 결정할 수 있다.
더욱이, 제 2 보조 안테나(120b)를 통해 보조 컨트롤러(200)에 의해 수신한 GPS 데이터 신호가 주 컨트롤러(210)에 전달될 수 있다. 주 컨트롤러(210)는 GPS 데이터 신호를 처리하여 요망 위치 정보를 추출할 수 있다. 위치 정보는 무선 통신 장치(100)의 디스플레이 스크린에 주 컨트롤러(210)에 의해 디스플레이될 수 있다. 주 컨트롤러(210)는 위치 정보를 주 안테나(110)나 보조 안테나(120)를 통해 무선 통신 네트워크를 거쳐 요망 종착지에 송신할 수 있다. 따라서, 911같은 숫자의 긴급 스트링이 키패드 상에서 입력되면, 주 컨트롤러는, 911을 다이얼링한 결과로 연결되는 해당수신지(가령, 가장 가까운 경찰서)까지, 주 안테나(110)나 보조 안테나(120) 상에서 자동적으로 위치정보를 송신할 수 있다. 또하나의 예에서, 주 컨트롤러(210)는 무선 통신 장치(100)의 위치에 대한 질의를 주 안테나(110)를 통해 수신할 수 있다. 이에 따라, 주 컨트롤러(110)는 주 안테나(110)나 보조 안테나(120) 상에서 위치 정보를 질의자에게 송신함으로서 응답할 수 있다.
추가적으로, 제 1 보조 안테나(120a)가 다이버시티 수신을 제공할 수 있다. 예를 들어, 주 컨트롤러(210)가 주 안테나(110)로부터 특정 채널, 대역, 또는 모드로 신호를 수신할 수 있다. 주 컨트롤러(210)는 특정 채널, 대역, 또는 모드가 제 1 보조 안테나(120a)로부터 훨씬 효과적으로 수신됨을 결정할 수 있다. 따라서, 주 컨트롤러(210)는 주 안테나(110) 대신에 제 1 보조 안테나(120a)로부터 특정 채널, 대역, 또는 모드를 수신하도록 스위칭될 수 있다. 대안으로, 주 컨트롤러(210)는 제 1 보조 안테나(120a)로부터의 신호와 주 안테나(110)로부터의 신호를 적절히 조합함으로서 특정 채널, 대역, 또는 모드가 훨씬 효과적으로 수신됨을 결정할 수 있다.
제 1 보조 안테나(120a)가 보조 수신을 제공할 수 있는것처럼, 제 3 보조 안테나(120c)는 보조 송신을 제공할 수 있다. 도 2에 상세하게 도시되지 않았으나, 제 3 보조 안테나(120c)는 주 안테나(110)에 대해 어떤 각도로 배치될 수 있다. 따라서, 주 컨트롤러(210)가 주 안테나(110) 대신에, 또는 주 안테나(110)와 조합하여 제 3 보조 안테나(120c)를 통한 주송신을 전달하도록 제 3 보조 안테나(120c)의 송신 특성이 바람직할 수 있다. 추가적으로, 제 3 보조 안테나(120c)가 제 1 보조 안테나(120a)와 통합될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 보조 수신 시스템(160)의 일례의 실시예와, 주 안테나 시스템(240)의 일례의 실시예의 일부 소자를 도시한다. 주 안테나 시스템(240)의 소자들의 일부만이 도시되었다. 왜냐하면, 주 안테나 시스템(240)의 여러 소자들이 당 분야에 공지된 사항이기 때문이다.
일례의 실시예에서, 주 안테나 시스템(240)은 주 안테나(110), 셀룰러/PCS 다이플렉서(250), PCS 듀플렉서(260), 셀룰러 듀플렉서(270), PCS 저잡음 증폭기(LNA)(280), 셀룰러 LNA(290), PCS 대역 필터(300), 셀룰러 대역 필터(310), PCS 믹서(320), CDMA 믹서(330), FM 믹서(340), 주파수 디바이더(350), CDMA IF 필터(360), FM IF 필터(370), 주 IF 복조기(380), 주 컨트롤러(210), 셀렉터 모듈(190), 제 1 발진기(390), 또는 제 2 발진기(400)를 포함할 수 있다.
일례의 실시예에서, 주 안테나 시스템(240)은 통신 신호를 두가지 이상의 대역으로 수신 및 송신하도록 설계된다. 따라서 예를 들어, 주 안테나(110)는 셀룰러 대역이나 PCS 대역의 통신 신호를 수신 및 송신하도록 튜닝된 이중 대역 안테나일 수 있다. 추가적으로, 도 5는 보조 수신 시스템(160)과 주 안테나 시스템(240)에 사용되는 일부 소자들이 조합될 수 있음을 도시한다. 따라서, 이동 통신국 모뎀(MSM)을 포함할 수 있는 주 컨트롤러(210)가 보조 수신 시스템(160)과 주 안테나 시스템(240)에 의해 사용될 수 있다. 또하나의 예에서, 셀렉터 모듈(190)이 보조 수신 시스템(160)에 대한 단일 위상 동기 루프 집적 회로(PLL IC)(410)와 주 안테나 시스템(240)에 대한 이중 PLL IC(420)의 조합을 포함할 수 있다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 주 안테나(110)는 셀룰러/PCS 다이플렉서(250)에 연결된다. 셀룰러/PCS 다이플렉서(250)가 PCS 듀플렉서(260)에 연결된다. PCS 듀플렉서(260)는 PCS 듀플렉서(260)의 수신포트를 통해 PCS LNA(280)에 연결되고, PCS 듀플렉서(260)의 송신 포트 상의 소자들의 PCS 송신 체인에 연결된다. PCS LNA(280)는 PCS 필터(300)에 연결되고, PCS 필터(300)는 PCS 믹서(320)에 연결된다. PCS 믹서(320)는 제 1 발진기(390)에 연결되고, 제 1 발진기(390)는 셀렉터 모듈(190)에 연결되며, 일례의 실시예에서, 제 1 발진기(390)가 셀렉터 모듈(190)의 이중 PLL IC(420)에 연결된다. PCS 믹서(320)는 CDMA IF 필터(360)에 또한 연결되고, 다시 주 IF 복조기(380)에 연결된다. 주 IF 복조기(380)는 제 2 발진기(400)를 통해 셀렉터 모듈(190)에 연결되며, 일례의 실시예에서, 주 IF 복조기(380)가 제 2 발진기(400)를 통해 이중 PLL IC(420)에 연결된다.
무선 통신 장치가 헤테로다인 시스템(가령, 수퍼헤테로다인 수신기 시스템)에 따라 동작할 수 있지만, 무선 통신 장치가 디렉트 다운 변환 시스템처럼 다른 시스템에 따라 동작할 수도 있다.
셀룰러/PCS 다이플렉서(250)가 셀룰러 듀플렉서(270)에 또한 연결된다. 셀룰러 듀플렉서(270)는 셀룰러 듀플렉서(270)의 수신 포트를 통해 셀룰러 LNA(290)에 연결되고, 셀룰러 듀플렉서(270)의 송신 포트를 통해 소자들의 셀룰러 송신 체인에 연결된다. 셀룰러 LNA(290)는 셀룰러 필터(310)에 연결되어, 다시 CDMA 믹서(330)에 연결된다. CDMA 믹서(330)가 CDMA IF 필터(360)에 연결되고, 다시 주 IF 복조기(380)에 연결된다. CDMA 믹서(330)가 주파수 디바이더(350)를 통해 제 1 발 진기(390)에 연결된다. 셀룰러 필터(310)가 FM 믹서(340)에 또한 연결된다. FM 믹서(340)는 FM IF 필터(370)에 연결되고, 다시 주 IF 복조기(380)에 연결된다. FM 믹서(340)는 주파수 디바이더(350)를 통해 제 1 발진기(390)에 또한 연결된다.
동작시, 주 안테나(110)는 셀룰러/PCS 대역 신호를 수신 및 송신하는 데 사용될 수 있다. 따라서 예를 들어, 주 안테나(110)를 통해 PCS 대역 신호를 수신할 수 있다. 셀룰러/PCS 다이플렉서(250)는 내부 고역통과 필터를 거쳐 PCS 대역 신호를 PCS 듀플렉서(260)에 통과시킨다. PCS 듀플렉서(260)의 수신 포트를 통해, 신호가 PCS LNA(280)에 의해 증촉되며, 이어서 PCS 대역 필터(300)(가령, 1960 MHz 대역 필터)에 의해 필터링된다. PCS 믹서(320)에서, 필터링된 신호는 셀렉터 모듈(190)과 이중 PLL IC(420)의 지시에 따라 제 1 발진기(390)에 의해 발생된 신호(가령, 신호 대역 VCO 2.15 GHz)와 믹싱된다. 셀렉터 모듈(190)은 주 컨트롤러(210)에서 저장되거나 실행되는 프로그래밍에 의해 제어된다. CDMA IF 필터(360)(가령, CDMA 183.6 MHz)가 IF 주파수를 통과시킨다. 주 IF 복조기(380)에 의해 수신된 IF 신호는 주수신기 AGC 루프(430)에 따라 증폭된다. 주 IF 복조기(380)는 그후 셀렉터 모듈(190)의 지시에 따라 제 2 발진기(400)에 의해 발생되는 신호를 이용하여 IF 신호를 복조시키고, 라인이나 버스(440)를 통해 주 컨트롤러(210)에 전달되는 정보를 디지털화한다. 이 정보는 주 컨트롤러(210)에 의해 추가적으로 처리된다.
주 안테나 시스템(240)의 셀룰러 브랜치에 유사한 경로가 이어진다. 따라서, 예를 들어 주 안테나(110)를 통해 셀룰러 대역 신호도 수신할 수 있다. 셀룰러/PCS 다이플렉서(250)는 내부 저역통과 필터를 거쳐 셀룰러 대역 신호를 셀룰러 듀플렉서(270)에 통과시킨다. 셀룰러 듀플렉서(270)의 수신 포트를 통해, 신호가 셀룰러 LNA(290)에 의해 증폭되어, 셀룰러 대역 필터(310)(가령, 880 MHz 대역 필터)에 의해 필터링된다.
CDMA 믹서(330)나 FM 믹서(340)에서, 필터링된 신호는 제 1 발진기(390)에 의해 발생된 신호와 믹싱되고 주파수 디바이더(350)에 의해 변환된다. 예를 들어 주파수 디바이더(350)는 제 1 발진기(390)에 의해 발생된 신호를 수신할 수 있고, 변환된 신호를 CDMA 믹서(330)와 FM 믹서(340)에 전달하기 전에 신호 주파수를 절반으로 감소시킬 수 있다. CDMA 믹싱된 신호는 상술한 처리를 진행하기 전에 CDMA IF 필터(360)에 연결된다. 또다른 경로로서, FM 믹싱된 신호는 상술한 처리의 진행 이전에 주 IF 복조기(380)에 연결되기 전에 FM IF 필터(370)(가령, FM 183.6 MHz 필터)에 의해 필터링된다.
일례의 실시예에서, 보조 수신 시스템(160)은 제 1 보조 안테나(120a), 제 2 보조 안테나(120b), 듀플렉서(170)(가령, 셀룰러/PCS 듀플렉서), 셀룰러 LNA(450), PCS LNA(460), GPS LNA(470), 셀룰러 대역 필터(480), PCS 대역 필터(490), GPS 대역 필터(500), 스위칭 모듈(510), 셀룰러 CDMA/FM 믹서(520), PCS/GPS 믹서(530), 주파수 디바이더(540), 제 3 발진기(550), FM IF 필터(560), CDMA/GPS IF 필터(570), 보조 컨트롤러(200), 제 2 발진기(400), 또는 주 컨트롤러(210)를 H함할 수 있다.
동작시, 제 1 보조 안테나(120a)가 셀룰러/PCS 대역 신호를 수신하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 제 1 보조 안테나(120a)를 통해 셀룰러 대역 신호를 수신할 수 있다. 셀룰러/PCS 듀플렉서(170)는 수신 신호를 필터링하여, 셀룰러 대역 신호를 셀룰러 LNA(450)(가령, 800 MHz LNA)로 대역통과시킨다. LNA(450)에서 증폭이 이루어진다. 증폭된 신호는 셀룰러 대역 필터(480)(가령, 800 MHz 대역 필터)에 의해 필터링된다. 이어서, 셀룰러 CDMA/FM 믹서(520)에서, 필터링된 신호는 제 3 발진기(550)에 의해 발생된 신호와 믹싱되어 주파수 디바이더(540)에 의해 변환된다. 주파수 디바이더(540)는 제 3 발진기(550)에 의해 발생된 신호의 주파수를 절반으로 감소시킬 수 있다. 제 3 발진기(550)에 의해 발생된 신호는 셀렉터 모듈(190)에 의해 지시받으며, 일례의 실시예에서 보조 수신용으로 단일 PLL IC(420)에 의해 지시받는다. 셀렉터 모듈(190)은 주 컨트롤러(210)에서 저장되거나 실행된 프로그램에 의해 제어된다. 믹싱된 신호는 FM IF 필터(560)와 CDMA/GPS IF 필터(570)에 전달된다. FM IF 필터(560)는 FM 신호를 필터링하여 이들을 보조 컨트롤러(200)에 전달한다. CDMA/GPS IF 필터(570)는 보조 컨트롤러(200)에 관심있는 CDMA나 GPS 신호만을 통과시킨다. 보조 컨트롤러(200)는 보조 다이버시티/와치(diversity/watch) IF 복조기를 포함할 수 있다. 보조 컨트롤러(200)는 보조 AGC 루프(220)에 의해 설정된 수준으로 필터링된 신호를 증폭시킨다. 증폭된 신호는 제 3 발진기(400)에 의해 발생된 신호로 복조될 수 있다. 이때, 제 2 발진기(400)는 셀렉터 모듈(190)에 의해 제어되고 일례의 실시예에서 이중 PLL IC(420)에 의해 제어된다. 증폭된 신호는 보조 컨트롤러(200)의 ADC에 의해 디지털화된다. 디지털화된 신호는 추가 처리를 위해 주 컨트롤러(210)에 전달될 수 있다.
PCS 대역 신호도 제 1 보조 안테나(120a)를 통해 수신될 수 있다. 셀룰러/PCS 듀플렉서(170)가 수신 신호를 필터링하여, PCS 대역 신호를 PCS LNA(460)(가령, 1960MHz LNA)로 대역통과시킨다. LNA(460)에서 신호가 증폭된다. 증폭된 신호는 PCS 대역 필터(480)에 의해 필터링된다(가령, 800 MHz 대역 필터). 일례의 실시예에서, 필터링된 신호는 스위칭 모듈(510)을 통과한다. 스위칭 모듈(510)은 PCS 대역 신호나 GPS 대역 신호를 PCS/GPS 믹서(530)에 연결한다. 스위칭 모듈(510)은 주 컨트롤러(210)에 의해 제어될 수 있다. 이어서, PCS/GPS 믹서(530)에서, 필터링된 신호는 제 3 발진기(550)에 의해 발생된 신호와 믹싱된다. 믹싱된 신호는 FM IF 필터(560)와 CDMA/GPS IF 필터(570)에 전달된다. 이 신호는 상술한 바와 같이 추가적으로 처리된다.
제 2 안테나(120b)에서 또는 단일 안테나(120)를 통해 GPS 신호를 수신할 수 있다. 도 5에 도시되는 바처럼, GPS 신호는 제 2 안테나(120b)에 의해 수신되어, GPS 대역 필터(500)에 의해 필터링되기 전에 GPS LNA(470)에 의해 증폭된다. 필터링된 신호는 스위칭 모듈(510)을 통과하여 PCS/GPS 믹서(530)에 이른다. PCS/GPS 믹서(30)는, CDMA/GPS IF 필터(570)에 의해 필터링되기 전에, 필터링된 신호를 제 3 발진기(550)에 의해 발생된 신호와 믹싱한다. GPS 신호는 증폭되어 보조 컨트롤러(200)에서 처리되며, 이후 주 컨트롤러(210)에서 추가적으로 처리된다.
일례의 실시예에서, 주 안테나 시스템(240)은 무선통신 네트워크와 양방향 통신에 대해 우선권을 가진다. 그러나, 무선 통신 장치(100)가 양방향 통신이지만, 무선 통신 장치(100)는 제 1 보조 안테나(120a)를 통해 다른 채널, 대역, 또는 모드를 스캐닝하는 데는 낮은 우선순위를 할당할 수 있다. 채널, 대역, 모드에 대한 스캔 순서는 주 컨트롤러(210)의 메모리에 저장된 리스트를 통해 주 컨트롤러(210)에 의해 결정된다. 주 컨트롤러(210)에 의해 제어되는 셀렉터 모듈(190)에 의해 스캔이 구현된다. 어떤 채널, 대역, 모드를 스캔할 지에 관한 결정은 라인이나 버스(230)를 통해 수신한 정보의 측면에서 결정될 수도 있다. 더 우수한 채널, 대역, 모드가 가용하다고 주 컨트롤러(210)가 결정할 경우, 주 컨트롤러(210)는 주 안테나 시스템(240)을 더 우수한 채널, 대역, 또는 모드로 스위칭할 수 있다. 이러한 스캔이 주기적으로, 또는 한도 신호 강도에 도달하는 등의 트리거링 조건의 함수로 발생할 수 있다.
또하나의 실시예에서, 주 컨트롤러(210)는 주 안테나(110)에 의해 사용중인 특정 채널, 대역, 또는 모드를 모니터링할 수 있고, 제 1 보조 안테나(120a)가 같은 특정 채널, 대역, 또는 모드에서 주 안테나(110)와 동일한 신호를 수신하게 할 수 있다. 보조 안테나(120a)는 주 안테나(110)와 다른 방향으로 놓일 수 있으며, 주 안테나(110)에 비해 특정 채널, 대역, 또는 모드에 대한 신호 수신에 있어 보다 효과적일 수 있다. 그 결과, 주 컨트롤러(210)는 주 안테나(110)로부터 보조 안테나(120a)로 수신 작업을 스위칭할 수 있다. 대안으로, 강도나 선명성이 더 좋은 복합 신호를 생성하기 위해 제 1 보조 안테나(120a)와 주 안테나(110) 둘 모두로부터 수신된 신호를 주 컨트롤러(210)가 이용할 수 있다.
더욱이, 주 컨트롤러(210)는 제 2 보조 안테나(120b)나 보조 안테나(120)를 통해 GPS 신호를 수신할 수 있다. GPS 신호가 처리되고 위치 정보가 디스플레이되거나 주 안테나(110)나 보조 안테나(120)를 통해 송신될 수 있다.
따라서, 무선 통신 시스템에서 보조 수신을 제공하기 위한 시스템 및 방법이 제공됨을 알 수 있다.

Claims (18)

  1. 무선 통신 장치(100)용 안테나 시스템으로서, 상기 시스템은,
    - 주 안테나(110)에서 제 1 대역 또는 제 2 대역의 제 1 통신 신호를 수신 및 송신하도록 구성된, 양방향 통신 능력을 갖는 주 안테나 시스템(240)으로서, 상기 주 안테나(110)는 다이플렉서(250)를 통해 제 1 대역 듀플렉서(260) 및 제 2 대역 듀플렉서(270)와 연결되는 것이 특징인 주 안테나 시스템(240),
    - 보조 안테나(120)에서 둘 이상의 대역의 통신 신호를 수신하도록 구성된 보조 수신 시스템(160)으로서, 상기 보조수신 시스템(160)은 a) 보조 듀플렉서(165, 170)에 연결된 보조 안테나(120)와, b) 상기 보조 듀플렉서(165, 170)를 통해 상기 보조 안테나(120)에 선택적으로 연결되어 있으며, 상기 제 1 대역의 제 2 통신 신호를 수신하도록 구성된 제 1 신호 처리 모듈(180a)과, c) 상기 보조 듀플렉서(165, 170)를 통해 상기 보조 안테나(120)에 선택적으로 연결되고, 상기 제 2 대역의 제 2 통신 신호를 수신하도록 구성되는 제 2 신호 처리 모듈(180b)과, d)상기 보조 듀플렉서(165, 170)를 통해 상기 보조 안테나(120)에 선택적으로 연결되고, 보조 신호를 수신하도록 구성된 제 3 신호 처리 모듈(180c), 그리고 e) 상기 제 1 신호 처리 모듈(180a), 제 2 신호 처리 모듈(180b) 및 상기 제 3 신호 처리 모듈(180c)에 연결된 셀렉터 모듈(190)을 포함하는 것이 특징인 상기 보조 수신 시스템(160), 그리고
    - 상기 주 안테나 시스템(240) 및 상기 셀렉터 모듈(190)과 기능적으로 연결되어 있는 컨트롤러(210)로서, 상기 컨트롤러(210)는 주 안테나 시스템(240)과 보조 수신 시스템(160) 상에서 통신되는 신호를 선택적으로 수신하도록 구성되며, 상기 셀렉터 모듈(190)이 상기 제 1 및 제 2 대역의 제 2 통신 신호 또는 상기 보조 신호를 상기 컨트롤러(210)로 통과시키도록 구성되는 것이 특징인 상기 컨트롤러(210)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 수신 시스템(160)은 반-이중 동작으로 제한되는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러(210)는 주 안테나 시스템(240)을 통한 상기 제 1 통신 신호와, 보조 수신 시스템(160)을 통한 제 2 통신 신호 중 하나를 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 보조 안테나(120)는 상기 주 안테나(110)와 다이버시티(diversity) 상태인 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 보조 안테나(120)는 상기 주 안테나(110)와 직교로 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 주 안테나 시스템(240)은 제 1 채널을 따르는 제 1 통신 신호를 수신하도록 더 구성되며, 이때 상기 제 1 신호 처리 모듈(180a)은 상기 제 1 채널과는 다른 제 2 채널에 따르는 제 2 통신 신호를 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 신호 처리 모듈(180c)은 상기 제 1 대역과는 다른 제 2 대역에 따르는 보조 신호를 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 3 신호 처리 모듈(180c)은 GPS 신호를 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 신호 처리 모듈(180c)은 제 2 모드에 따르는 보조 신호를 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 보조 안테나 시스템(160)의 보조 안테나(120)는,
    상기 보조 듀플렉스(170)를 통해 상기 제 1 및 제 2 신호 처리 모듈(180a, 180b)에 연결된 제 1 보조 안테나(120a), 그리고
    상기 제 3 신호 처리 모듈(180c)에 연결된 제 2 보조 안테나(120b)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  11. 주 안테나 시스템(240)과 보조 안테나 수신 시스템(160)을 포함하는 다이버시티 안테나 시스템(diversity antenna system)에서 보강된 수신을 제공하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은
    주 안테나 시스템(240)의 주 안테나(110)를 통해 양방향 통신을 설정하는 단계로서, 상기 양방향 통신은 제 1 대역 또는 제 2 대역의 제 1 통신 신호를 포함하고, 상기 주 안테나(110)는 다이플렉서(250)를 통해 제 1 대역 듀플렉서(260) 및 제 2 대역 듀플렉서(270)에 연결되는 것이 특징인 양방향 통신 설정 단계,
    제 1 신호 처리 모듈(180a) 및 제 2 신호 처리 모듈(180b)로 보조 안테나(120)를 선택적으로 연결하는 단계,
    상기 보조 안테나(120)와, 상기 제 1 또는 제 2 신호 처리 모듈(180a, 180b)을 통해 상기 제 1 대역 또는 제 2 대역의 제 2 통신 신호를 수신하는 단계,
    제 3 신호 처리 모듈(180c)로 상기 보조 안테나(120)를 선택적으로 연결하는 단계,
    상기 보조 안테나(120) 및 상기 제 3 신호 처리 모듈(180c)을 통해 보조 신호를 수신하는 단계,
    상기 제 2 통신 신호와 상기 보조 신호 중 하나를 통과시키는 단계,
    제 1 통신 신호와, 그리고 상기 제 2 통신 신호 및 상기 보조 신호 중 통과된 하나의 신호를 선택적으로 수신하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 시스템(diversity antenna system)에서 보강된 수신을 제공하기 위한 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 보조 신호는 GPS 대역 신호를 포함하며, 상기 방법은 GPS 대역 신호로부터의 위치 정보를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 시스템(diversity antenna system)에서 보강된 수신을 제공하기 위한 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 주 안테나 시스템(240)의 주 안테나(110)를 통해 판단된 위치 정보를 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 시스템(diversity antenna system)에서 보강된 수신을 제공하기 위한 방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 보조 안테나(120)를 상기 제 3 신호 처리 모듈(180c)로 선택적으로 연결하는 단계는, 상기 주 안테나(110)를 통해 수신된 제 1 통신 신호의 수신 품질이 상기 보조 안테나(120)를 통해 수신된 제 2 통신 신호의 수신 품질보다 더 높을 때 수행되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 시스템(diversity antenna system)에서 보강된 수신을 제공하기 위한 방법.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 보조 안테나(120)를 제 1 신호 처리 모듈(180a) 또는 상기 제 2 신호 처리 모듈(180b)로 선택적으로 연결하는 단계는, 상기 보조 안테나(120)를 통해 수신된 제 2 통신 신호의 수신 품질이 상기 주 안테나(110)를 통해 수신된 제 1 통신 신호의 수신 품질보다 더 높을 때 수행되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 시스템(diversity antenna system)에서 보강된 수신을 제공하기 위한 방법.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 보조 수신 시스템은 반-이중 동작으로 제한되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 시스템(diversity antenna system)에서 보강된 수신을 제공하기 위한 방법.
  17. 삭제
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