KR101001114B1 - 무선 통신을 위한 다이버시티 수신기 - Google Patents

무선 통신을 위한 다이버시티 수신기 Download PDF

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Abstract

적어도 하나의 시스템을 위한 수신 다이버시티를 이용하여, CDMA 시스템 (예를 들어, W-CDMA 시스템) 및 TDMA 시스템 (예를 들어, GSM 시스템) 을 수신할 수 있는 다이버시티 수신기가 설명된다. W-CDMA는 종종 UMTS라 지칭된다. 일 설계에서, 다이버시티 수신기는 GSM을 위한 제 1 수신기와 UMTS를 위한 제 2 수신기를 포함한다. 제 1 수신기는 하나의 수신기 설계로 구현될 수도 있고, GSM을 위한 사양 대응적일 수도 있고, 또한 UMTS를 지원할 수도 있다. 제 2 수신기는 다른 수신기 설계로 구현될 수도 있고, UMTS를 위한 사양 대응적일 수도 있고, 또한 GSM을 지원할 수도 있다. 제 1 수신기는, GSM 및 UMTS에 대해 조정 가능한 대역폭을 갖는 저역통과 필터를 포함할 수도 있다. 제 2 수신기는 UMTS를 위한 송신 주파수 범위를 감쇠시키는데 사용되는 대역통과 필터를 포함할 수도 있다. 각각의 수신기는, GSM 및 UMTS 모두를 위해 사용되는 회로 블록을 포함할 수도 있다.
Figure R1020087011964
GSM, UMTS, 수신기, 대역통과 필터, 안테나, 다운컨버터, 수신 다이버시티

Description

무선 통신을 위한 다이버시티 수신기{DIVERSITY RECEIVER FOR WIRELESS COMMUNICATION}
배경
Ⅰ. 관련 출원
본원은 본원의 양수인에게 양도되었고 모든 목적을 위해 그 전체가 참고 문헌으로 본원에 포함된, 2005년 10월 19일에 출원된 발명의 명칭이 "A COMBINED ARCHITECTURE FOR UMTS AND GSM/EDGE DRIVERS RECEPTION"인 미국 가출원 제 60/728,079 호를 우선권으로 주장한다.
Ⅱ. 분야
본 개시는 일반적으로 전자 공학에 관한 것이고, 보다 상세하게는 무선 통신을 위한 다이버시티 수신기에 관한 것이다.
Ⅲ. 배경
무선 통신 시스템에서, 송신기는 RF (Radio Frequency) 캐리어 신호상에서 데이터를 변조하여 전송에 보다 적합한 RF 변조 신호를 생성한다. 이후, 송신기는 무선 채널을 통해 수신기로 RF 변조 신호를 송신한다. 송신된 신호는 하나 이상의 전파 경로, 예를 들어, 가시선 및/또는 반사 경로를 통해 수신기에 도달할 수도 있다. 전파 경로의 특성은 페이딩 및 다중 경로와 같은 다양한 현상으로 인해 시간에 따라 변할 수도 있다. 결과적으로, 송신된 신호는 상이한 채널 상태를 경험할 수도 있고 시간에 따라 상이한 진폭 및/또는 위상으로 수신될 수도 있다.
수신기는 수신된 RF 신호를 처리하여 송신기에 의해 보내진 데이터를 복구하도록 시도한다. 수신기의 성능은, 페이딩 및 다중 경로로 인해 광범위하게 변동할 수도 있는 수신된 신호 품질에 의존한다. 따라서, 수신기가 유해 경로 효과를 경험할 때마다 성능이 나빠질 수도 있다. 이 성능의 저하는 바람직하지 않다.
따라서, 유해 경로 영향의 존재시 양호한 성능을 달성할 수 있는 수신기에 대한 기술이 요구된다.
요약
적어도 하나의 시스템을 위한 수신 다이버시티를 갖는 CDMA (Code Division Multiple Access) 시스템 및 TDMA (Time Division Multiple Access) 시스템을 수용할 수 있는 다이버시티 수신기가 본원에 설명된다. 수신 다이버시티는, 유해 경로 영향에 대하여 다이버시티를 제공하도록 다중 안테나로 전송물을 수신하는 것을 지칭한다. TDMA 시스템은 GSM (Global System for Mobile Communications) 시스템 또는 기타 다른 TDMA 시스템일 수도 있다. CDMA 시스템은 W-CDMA (Wideband-CDMA) 시스템, cdma2000 시스템, 또는 기타 다른 CDMA 시스템일 수도 있다. W-CDMA는 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 에서 사용되고, UMTS로도 지칭된다.
일 실시 형태에서, GSM을 위한 제 1 수신기와 UMTS를 위한 제 2 수신기를 포함한다. 제 1 수신기는 제 1 수신기 설계로 구현될 수도 있고, GSM을 위한 사양 대응적 (spec-compliant) 일 수도 있고, 또한 UMTS를 지원할 수도 있다. 제 2 수신기는 제 2 수신기 설계로 구현될 수도 있고, UMTS를 위한 사양 대응적일 수도 있고, 또한 GSM을 지원할 수도 있다. 제 1 수신기는 GSM 또는 UMTS 중 어느 하나를 위해 설정될 수도 있는 조정가능 대역폭을 갖는 저역통과 필터를 포함할 수도 있다. 제 2 수신기는 UMTS용 송신 주파수 범위를 감소시키는데 사용되는 대역통과 필터를 포함할 수도 있다. 각각의 수신기는, 복잡성, 비용, 및 회로 면적을 감소시킬 수도 있는, GSM 및 UMTS 모두를 위해 사용되는 회로 블록을 포함할 수도 있다.
일 실시 형태에서, 스위치 및 필터 유닛은, GSM을 수신할 때 제 1 수신기를 1차 안테나에 커플링하고, UMTS를 수신할 때 제 2 수신기를 1차 안테나에 커플링한다. 제 1 수신기가 UMTS를 또한 지원한다면, 스위치 및 필터 유닛은, UMTS를 수신할 때, 제 1 수신기를 다이버시티 안테나에 커플링한다. 제 2 수신기가 GSM을 또한 지원한다면, 스위치 및 필터 유닛은, GSM을 수신할 때, 제 2 수신기를 다이버시티 안테나에 커플링한다. 또한, 스위치 및 필터 유닛은 GSM 및 UMTS을 위한 필터링을 수행할 수도 있다.
본 발명의 다양한 양태 및 실시 형태를 아래에 보다 상세하게 설명한다.
도면의 간단한 설명
도 1은 GSM 네트워크 및 UMTS 네트워크를 포함하는 PLMN을 도시한다.
도 2는 다이버시티를 갖는 UMTS와 GSM을 수신할 수 있는 단말기를 도시한다.
도 3은 다이버시티를 갖는 GSM과 UMTS를 수신할 수 있는 단말기를 도시한다.
도 4는 GSM과 다이버시티를 갖는 UMTS를 수신할 수 있는 단말기를 도시한다.
도 5는 GSM과, 가능하다면 UMTS를 지원하는 수신기를 도시한다.
도 6은 UMTS와, 가능하다면 GSM을 지원하는 수신기를 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 필터링과 RF 스위칭을 수행하는 2개의 유닛을 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 다중 주파수 대역에 대한 필터링 및 RF 스위칭을 수행하는 2개의 유닛을 도시한다.
도 9는 GSM과 UMTS를 수신하는 프로세스를 도시한다.
상세한 설명
본원에 설명된 다이버시티 수신기는 CDMA 시스템, TDMA 시스템, FDMA (Frequency Division Multiple Access) 시스템, OFDMA (Orthogonal FDMA) 시스템 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템을 위해 사용될 수도 있다. CDMA 시스템은 W-CDMA, cdma2000 등과 같은 무선 기술을 구현할 수도 있다. cdma2000은 IS-2000, IS-856 및 IS-95 표준을 커버한다. IS-2000 및 IS-95를 때때로 CDMA2000 1x, 또는 간단하게 "1x"라 지칭한다. TDMA 시스템은 GSM, D-AMPS (Digital Advanced Mobile Phone System) 등과 같은 무선 기술을 구현할 수도 있다. D-AMPS는 IS-136 및 IS-54를 커버한다. 이러한 다양한 무선 기술 및 표준은 본 기술에 공지되어 있다. W-CDMA 및 GSM은 "3GPP" (3rd Generation Partnership Project) 로 명명되는 콘소시움으로부터의 문헌에 기재되어 있다. cdma2000은 "3GPP2" (3rd Generation Partnership Project 2) 로 명명되는 콘소시움으로부터의 문헌에 기재되어 있다. 3GPP 및 3GPP2 문헌은 공중이 이용 가능하다.
일반적으로, 본원에 기재된 다이버시티 수신기는 임의의 수의 무선 기술과 본 기술에 알려진 무선 기술 중 어느 하나를 지원할 수도 있다. 명료함을 위해, 다이버시티 수신기가 GSM 및 UMTS에 대해 아래에 구체적으로 설명된다.
도 1은 GSM 네트워크 (110) 및 UMTS 네트워크 (120) 를 포함하는 PLMN (Public Land Mobile Network; 100) 을 도시한다. 용어 "네트워크" 및 "시스템"은 때때로 상호 교환적으로 사용된다. UMTS 네트워크 (120) 는 W-CDMA를 구현하고 또한, UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) 로도 지칭된다. 용어 "UMTS" 및 "W-CDMA"는 아래의 설명에서 상호 교환적으로 사용된다. GSM 네트워크 (110) 및 UMTS 네트워크 (120) 는 상이한 무선 기술들 (GSM 및 W-CDMA) 을 이용하지만 동일한 서비스 제공자 또는 네트워크 운영자에게 속하는 2개의 무선 네트워크이다.
GSM 네트워크 (110) 는 GSM 네트워크의 커버리지 영역 내의 단말기와 통신하는 기지국 (112) 을 포함한다. 기지국은 단말기와 통신하는 고정국이고, 또한 노드 B, BTS (Base Transceiver Station), 액세스 포인트 등으로 지칭될 수도 있다. MSC (114) 는 기지국 (112) 에 커플링하여 이러한 기지국을 위한 조정과 제어를 제공한다. UMTS 네트워크 (120) 는 UMTS 네트워크의 커버리지 영역 내의 단말기와 통신하는 기지국 (122) 을 포함한다. 무선 네트워크 제어기 (RNC; 124) 는 기지국 (122) 에 커플링하여 이러한 기지국을 위한 조정과 제어를 제공한다. RNC (124) 는 GSM 및 UMTS 네트워크 사이의 연동을 지원하도록 MSC (114) 와 통신한다.
단말기 (150) 는 GSM 네트워크 (110) 및 UMTS 네트워크 (120) 와 통신할 수 있는데, 일반적으로 임의의 주어진 순간에 하나의 무선 네트워크와 통신할 수 있다. 이 특성은, 사용자가 동일한 단말기로 UMTS의 성능의 장점과 GSM의 커버리지 혜택을 얻을 수 있게 한다. 단말기 (150) 는 고정 또는 이동일 수도 있고, 또한 UE (User Equipment), MS (Mobile Station), ME (Mobile Equipment) 등을 지칭할 수도 있다. 단말기 (150) 는 셀룰러 폰, PDA (Personal Digital Assistant), 무선 모뎀, 무선 통신 디바이스, 휴대용 디바이스, 가입자 유닛 등일 수도 있다.
단말기 (150) 는 보통 무선 통신을 위해 사용되는 하나 이상의 주파수 대역 상에서 동작하도록 설계될 수도 있다. 표 1은 일반적으로 UMTS 및 GSM을 위해 사용되는 주파수 대역들과 각각의 대역에 대한 업링크/송신 주파수 범위 및 다운링크/수신 주파수 범위를 나열한다.
GSM
주파수 대역		 UMTS
주파수 대역		 업링크/
송신 (MHz)		 다운링크/
수신 (MHz)		 공통
명칭
UMTS 대역 Ⅰ 1920-1980 2110-2170 IMT-2000
GSM 1900 UMTS 대역 Ⅱ 1850-1910 1930-1990 PCS
GSM 1800 UMTS 대역 Ⅲ 1710-1785 1805-1880 DCS
UMTS 대역 Ⅳ 1710-1755 2110-2155 AWS
GSM 850 UMTS 대역 Ⅴ 824-849 869-894 셀룰러
UMTS 대역 Ⅵ 830-840 875-885
UMTS 대역 Ⅶ 2500-2570 2620-2690
GSM 900 UMTS 대역 Ⅷ 880-915 925-960 EGSM
UMTS 대역 Ⅸ 1749.9-1784.9 1844.9-1879.9
도 2는 UMTS를 위한 수신 다이버시티를 이용하여, GSM 및 UMTS를 수신할 수 있는 단말기 (150a) 의 블록도를 도시한다. 단말기 (150a) 는 도 1의 단말기 (150) 의 일 실시 형태이다. 이 실시 형태에서, 단말기 (150a) 는 2개의 안테나 (210a, 210b) 및 2개의 수신기 (230a, 230b) 를 포함한다. 2개의 안테나 (210a, 210b) 는 다양한 방식으로 형성될 수도 있다. 일 실시 형태에서, 안테나 (210a) 는 다이폴 안테나 (예를 들어, 셀룰러 폰 용으로 사용된 풀-아웃 (pull-out) 안테나) 이고, 보다 양호한 성능 (예를 들어, 보다 높은 안테나 이득) 을 가지며, 1차 안테나로서 지정된다. 일 실시 형태에서, 안테나 (210b) 는 회로판 상에 프린트된 트레이스로 형성된 패치 안테나이고, 보다 나쁜 성능 (예를 들어, 보다 낮은 안테나 이득) 을 가지며, 다이버시티 또는 2차 안테나로서 지정된다. 다른 실시 형태에서, 안테나 (210a, 210b) 는 본 기술에 알려진 바와 같이 와이어 도체, 프린트된 트레이스 등을 가지고 다른 방식으로 형성될 수도 있다.
안테나 (210a) 는, GSM 및 UMTS 네트워크 내 기지국에 의해 송신된 RF 변조 신호를 수신하고, 송신된 RF 변조 신호의 버전을 포함하는 1차 수신 신호 (Prx) 를 제공한다. 유사하게, 안테나 (210b) 는, RF 변조 신호를 수신하고, 송신된 RF 변조 신호의 상이한 버전을 포함하는 다이버시티 수신 신호 (Drx) 를 제공한다. 스위치 및 필터 유닛 (220) 은 Prx 및 Drx 신호를 수신하고, 각각의 수신 신호를 필터링하여 대역 외 성분을 제거하고, 제 1 RF 입력 신호 (Sin1) 로서 하나의 수신 신호를 수신기 (230a) 로 제공하고, 제 2 RF 입력 신호 (Sin2) 로서 다른 수신 신호를 수신기 (230b) 에 제공한다. 스위치 및 필터 유닛 (220) 의 여러 설계를 아래에 설명한다.
도 2에 도시된 실시 형태에서, 수신기 (230a) 는 UMTS를 위한 1차 수신기이고 UMTS에 양호한 성능을 제공하도록 설계된다. 수신기 (230b) 는 GSM을 위한 1차 수신기이고 GSM에 양호한 성능을 제공하도록 설계된다. 각각의 수신기 (230) 는 그 지정된 시스템을 위한 적용 가능한 요건을 만족하도록 설계될 수도 있고, 예를 들어, 수신된 신호 레벨의 지정된 범위에 대한 모든 작동 상태에서 그 시스템용으로 사용될 수도 있다. 시스템 요건은 선형성, 동적 범위, 감도, 대역 외 제거 등을 수반할 수도 있다. 수신기 (230b) 는 또한, UMTS을 위한 2차 수신기이지만 UMTS를 위한 사양 대응적이 아닐 수도 있다. 수신기들 (230a, 230b) 의 여러 가지 설계들을 아래에 설명한다. 다음 설명에서, "GSM/UMTS"는 GSM은 1차 (예를 들어, 사양 대응적) 이고 UMTS는 2차 (예를 들어, 지원되지만 사양 대응적은 아닌 것) 라는 것을 의미한다. 유사하게, "UMTS/GSM"은 UMTS는 1차 GSM은 2차라는 것을 의미한다. 본원에 사용된 바와 같이, "사양 대응적"은 적용 가능한 시스템 요건을 갖는 적응형을 의미하고, "비 사양 대응적 (non-spec compliant)"은 적용 가능한 시스템 요건 모두에 완전히 적응형은 아닌 것을 의미한다.
수신기 (230a) 는 Sin1 신호를 처리하여 제 1 출력 기저대역 신호 (Sout1) 를 ADC (Analog-to-Digital Converter; 240a) 로 제공한다. 유사하게, 수신기 (230b) 는 Sin2 신호를 처리하여 제 2 출력 기저대역 신호 (Sout2) 를 ADC (240b) 로 제공한다. ADC (240a) 는 Sout1 신호를 디지털화하여, 부가적인 처리를 위해 데이터 샘플의 제 1 스트림을 데이터 프로세서 (250) 에 제공한다. ADC (240b) 는 Sout2 신호를 디지털화하여, 데이터 샘플의 제 2 스트림을 데이터 프로세서 (250) 에 제공한다. 도 2에 도시되지 않았지만, 단순함을 위해, 각각의 출력 기저대역 신호 및 각각의 데이터 샘플 스트림은 동위상 (I) 성분 및 직교 (Quadrature; Q) 성분을 갖는 복소 신호/스트림일 수도 있다.
도 2에 도시된 실시 형태에서, 신호 검출기 (252) 는 해당 RF 채널 내의 신호인 원하는 신호의 레벨을 측정한다. 원하는 신호 검출은 본 기술에서 알려진 다양한 방식으로 수행될 수도 있다. 예를 들어, AGC (Automatic Gain Control) 루프는 일반적으로, 수신기 내의 가변 이득 증폭기 (VGA) 의 이득을 조정하는데 사용되어, 적절한 진폭에서 출력 기저대역 신호들이 ADC로 제공되게 한다. 이러한 VGA를 위한 이득 제어 신호는 원하는 신호 레벨을 나타내고 원하는 신호 레벨로 맵핑될 수도 있다. 도 2에 도시되지 않았지만, 방해 전파 (jammer) 검출기는 원하는 신호에 가까이에 있는 큰 진폭의 원하지 않는 신호인 방해 전파의 존재에 대해 검출할 수도 있다. 방해 전파 검출기는 방해 전파가 존재하는지 여부를 나타내는 상태 신호를 제공할 수도 있다. 신호 검출기 및 방해 전파 검출기로부터의 출력은 수신기 (230a, 230b) 의 작동을 제어하는데 사용될 수도 있다.
제어기/프로세서 (260) 는 단말기 (150a) 에서 다양한 유닛의 작동을 지시한다. 제어기/프로세서 (260) 는 어느 시스템에서 수신될지에 따라서 (예를 들어, UMTS 또는 GSM) 수신기 (230a, 230b) 에 대한 Prx 및 Drx 신호의 라우팅을 제어할 수도 있다. 제어기/프로세서 (260) 는 또한 수신기 (230a, 230b) 와 수신될 시스템의 작동을 위한 데이터 프로세서 (250) 를 제어할 수도 있다. 메모리 (262) 는 단말기 (150a) 를 위한 프로그램 코드 및 데이터를 저장한다.
다이버시티로 UMTS를 수신하기 위해, 1차 안테나 (210a) 는 UMTS 수신기 (230a) 에 커플링되고, 다이버시티 안테나 (210b) 는 GSM/UMTS 수신기 (230b) 에 커플링된다. 수신기 (230a, 230b) 모두가 작동하여 안테나 (210a, 210b) 로부터의 수신 신호를 각각 처리한다. 다이버시티없이 GSM을 수신하기 위해, 1차 안테나 (210a) 는, 안테나 (210a) 로부터의 수신 신호를 처리하는 GSM/UMTS 수신기 (230b) 에 커플링된다. UMTS 수신기 (230a) 는 전원을 낮춰 전원을 절약할 수도 있다.
도 3은, GSM을 위한 수신 다이버시티를 이용하여, GSM 및 UMTS를 수신할 수 있는 단말기 (150b) 의 블록도를 도시한다. 단말기 (150b) 는 도 1의 단말기 (150) 의 다른 실시 형태이다. 이 실시 형태에서, 단말기 (150b) 는, 수신기 (230a, 230b) 가 수신기 (330a, 330b) 로 각각 교체된 것을 제외하고는 도 2의 단말기 (150a) 내 모든 유닛을 포함한다. 수신기 (330a) 는 GSM을 위한 1차 수신기이고 GSM을 위한 사양 대응적이 되도록 설계될 수도 있다. 수신기 (330b) 는 UMTS를 위한 1차 수신기이고 UMTS를 위한 사양 대응적이 되도록 설계될 수도 있다. 또한, 수신기 (330b) 는 GSM을 위한 2차 수신기이고 GSM을 위한 사양 대응적이 아닐 수도 있다. 수신기 (330a, 330b) 의 여러 가지 설계를 아래에 설명한다.
다이버시티로 GSM을 수신하기 위해, 1차 안테나 (210a) 는 GSM 수신기 (330a) 에 커플링되고, 다이버시티 안테나 (210b) 는 UMTS/GSM 수신기 (330b) 에 커플링된다. 수신기 (330a, 330b) 모두가 사용될 수 있고, 안테나 (210a, 210b) 로부터 각각 수신된 신호를 처리한다. 다이버시티없이 UMTS를 수신하기 위해, 1차 안테나 (210a) 는, 안테나 (210a) 로부터 수신된 신호를 처리하는 UMTS/GSM 수신기 (330b) 에 커플링된다. GSM 수신기 (230a) 는 전원을 낮춰 전원을 절약할 수도 있다.
도 4는 GSM 및 UMTS 모두를 위한 수신 다이버시티를 이용하여, GSM 및 UMTS를 수신할 수 있는 단말기 (150c) 의 블록도를 도시한다. 단말기 (150c) 는 도 1의 단말기 (150) 의 또 다른 실시 형태이다. 본 실시 형태에서, 단말기 (150c) 는, 수신기 (230a, 230b) 가 수신기 (430a, 430b) 로 각각 교체된 것을 제외하고는 도 2의 단말기 (150a) 내 모든 유닛을 포함한다. 수신기 (430a) 는 GSM을 위한 1차 수신기이고 GSM을 위한 사양 대응적이 되도록 설계될 수도 있다. 수신기 (430b) 는 UMTS를 위한 1차 수신기이고 UMTS를 위한 사양 대응적이 되도록 설계될 수도 있다. 또한, 수신기 (430a) 는 UMTS를 위한 2차 수신기이고 UMTS를 위한 사양 대응적일 수도 있고 또는 아닐 수도 있다. 또한, 수신기 (430b) 는 GSM을 위한 2차 수신기이고 GSM을 위한 사양 대응적일 수도 있고 또는 아닐 수도 있다. 수신기 (430a, 430b) 의 여러 가지 설계를 아래에 설명한다.
다이버시티로 GSM을 수신하기 위해, 1차 안테나 (210a) 는 GSM/UMTS 수신기 (430a) 에 커플링되고, 다이버시티 안테나 (210b) 는 UMTS/GSM 수신기 (430b) 에 커플링된다. 수신기 (430a, 430b) 모두가 사용될 수 있고, 안테나 (210a, 210b) 로부터 각각 수신된 신호를 처리한다. 다이버시티로 UMTS를 수신하기 위해, 1차 안테나 (210a) 는, UMTS/GSM 수신기 (430b) 에 커플링되고, 다이버시티 안테나 (210b) 는 GSM/UMTS 수신기 (430a) 에 커플링된다. 수신기 (430a, 430b) 모두가 사용될 수 있고, 안테나 (210a, 210b) 로부터 각각 수신된 신호를 처리한다.
도 5는 수신기 (530) 의 일 실시 형태의 블록도를 도시한다. 수신기 (530) 는 GSM을 위한 1차 수신기로서 사용될 수도 있고, 또한 UMTS를 수신하도록 설계될 수도 있다. 수신기 (530) 는 도 2의 GSM/UMTS 수신기 (230b), 도 3의 GSM 수신기 (330a), 및 도 4의 GSM/UMTS 수신기 (430a) 용으로 사용될 수도 있다.
수신기 (530) 에서, 저잡음 증폭기 (LNA; 532) 는 RF 입력 신호 (Sin_a) 를 수신하여 고정 또는 가변 이득으로 증폭하고 증폭된 신호를 제공한다. Sin_a는 도 2 내지 도 4의 Sin1 또는 Sin2 신호일 수도 있다. 다운컨버터 (536) 는 LO (Local Oscillator) 생성기 (538) 로부터 LO 신호로 증폭된 신호를 주파수 다운컨버팅하여 다운컨버팅된 신호를 제공한다. 관심있는 RF 채널 내 신호 성분이 기저대역 또는 준-기저대역으로 다운컨버팅되도록 LO 신호의 주파수가 선택된다. GSM에서, 주파수 대역은 많은 RF 채널을 커버하고, 각각의 RF 채널은 200 KHz의 대역폭을 갖는다. 또한, UMTS에서, 주파수 대역은 많은 RF 채널을 커버한다. 각각의 RF 채널은 3.84 MHz의 대역폭을 갖지만, RF 채널들 사이의 스페이싱은 5 MHz이다.
저역통과 필터 (LPF; 540) 는 다운컨버팅된 신호를 필터링하여 관심있는 RF 채널 내 신호 성분을 통과시키고 다운컨버전 프로세스에 의해 생성될 수도 있는 노이즈와 원하지 않은 신호들을 제거한다. 저역통과 필터 (540) 는 방해 전파 (jammers) 를 감쇠시키기 위해서 상대적으로 가파른 롤오프 (sharp roll-off) 로 설계될 수도 있다. 이러한 방해 전파는, 이들이 충분히 감쇠되지 않는다면, 후속하는 ADC의 동적 범위의 큰 부분을 수축시킬 수도 있다. 저역통과 필터 (540) 는 다양한 필터 유형 (예를 들어, Butterworth, elliptical, Chebychev 등) 으로, 적절한 필터 오더 (filter order) 및 대역폭으로, 충분한 바이어스 전류로 구현되어, 선형성 및 동적 범위 요건을 만족시킬 수도 있다. 저역통과 필터 (540) 는 필터링된 기저대역 신호를 제공한다. VGA (542) 는 필터링된 기저대역 신호를 증폭 및 버퍼링하여 도 2 내지 도 4의 Sout1 또는 Sout2 신호일 수도 있는 기저대역 신호 (Sout_a) 를 출력한다.
일 실시 형태에서, 수신기 (530) 는 GSM 만을 수신하도록 사용된다. 이 실시 형태에서, 수신기 (530) 내 회로 블록은 보다 명확하게는 GSM을 위해 설계될 수도 있다. 저역통과 필터 (540) 는 하나의 GSM RF 채널을 위한 고정된 대역폭을 가질 수도 있다. LO 생성기 (538) 는 지원된 GSM RF 채널들 중 어느 하나에서 LO 신호를 제공할 수도 있다. 회로 블록은 요구된 선형성 및 GSM을 위한 동적 범위를 제공하도록 설계될 수도 있다.
다른 실시 형태에서, 수신기 (530) 는 GSM 및 UMTS 모두를 수신하도록 사용된다. 본 실시 형태에서, 수신기 (530) 내 회로 블록은 GSM을 위한 사양 대응적일 수도 있고, 또한 UMTS를 수신할 수 있다. 저역통과 필터 (540) 는 GSM 수신 시 하나의 GSM RF 채널을 위한 100 KHz 또는 UMTS 수신 시 하나의 UMTS RF 채널을 위한 1.92 MHz의 조정 가능한 대역폭을 갖는 튜너블 (tunable) 필터일 수도 있다. 필터 대역폭은 RF 채널 대역폭의 절반이다. LO 생성기 (538) 는 지원된 GSM 및 UMTS RF 채널 중 어느 하나에서 LO 신호를 제공할 수도 있다.
도 6은 수신기 (630) 의 일 실시 형태의 블록도를 도시한다. 수신기 (630) 는 UMTS용 1차 수신기로서 사용될 수도 있고, 또한, GSM을 수신하도록 설계될 수도 있다. 수신기 (630) 는 도 2의 UMTS 수신기 (230a), 도 3의 UMTS/GSM 수신기 (330b), 및 도 4의 UMTS/GSM 수신기 (430b) 용으로 사용될 수도 있다.
수신기 (630) 에서, 저잡음 증폭기 (LNA; 632) 는 RF 입력 신호 (Sin_b) 를 수신하여 고정 또는 가변 이득으로 증폭하고 증폭된 신호를 제공한다. Sin_b는 도 2 내지 도 4의 Sin1 또는 Sin2 신호일 수도 있다.
대역통과 필터 (BPF; 634) 는 증폭된 신호를 필터링하여 관심있는 대역 내 신호 성분을 통과시키고 대역외 노이즈 및 원하지 않는 신호를 제거한다. UMTS는, 도 1에 도시된 바와 같이 2개의 주파수 범위에서 동시에 송수신될 수도 있는 전이중 (full-duplex) 시스템이다. 따라서, 단말기는 업링크 상의 RF 변조된 신호를 송신하고 동시에 다운링크 상의 RF 입력 신호를 수신할 수도 있다. 단말기에 의해 송신된 RF 변조 신호는 일반적으로, 수신된 RF 입력 신호보다 진폭에 있어서 매우 크다. 대역통과 필터 (634) 는 전체 수신 주파수 범위 (예를 들어, 셀룰러 대역에 대해 869 MHz 내지 894 MHz) 를 위한 RF 성분을 통과시킬 수도 있고 송신 주파수 범위 (예를 들어, 셀룰러 대역에 대해 824 MHz 내지 849 MHz) 를 위한 RF 성분을 억제할 수도 있다. 대역통과 필터 (634) 는 관심있는 대역 내의 전체 수신 주파수 범위에 대응하는 통과대역을 가질 수도 있다. 송수신 신호 레벨에서의 잠재적으로 큰 차이 때문에, 대역통과 필터 (634) 는 시스템 요건을 만족시키기 위해서 많은 양의 대역 외 제거를 제공한다. 대역통과 필터 (634) 는 가파른 롤오프를 갖는 SAW (Surface Acoustic Wave) 필터로 구현될 수도 있고, 일반적으로, 대역외 신호의 큰 감쇠를 요구하는 애플리케이션 용으로 사용된다. 대역통과 필터 (634) 는 또한, 세라믹 필터 또는 몇몇 다른 유형의 필터로 구현될 수도 있다. 또한, 대역통과 필터 (634) 는 생략될 수도 있다.
다운컨버터 (636), LO 생성기 (638), 저역통과 필터 (640), 및 VGA (642) 는 도 5에 대하여 상술된 방식으로 대역통과 필터 (634) 로부터 필터링된 신호를 처리할 수도 있다. VGA (642) 는 도 2 내지 도 4의 Sout1 또는 Sout2 신호일 수도 있는 출력 기저대역 신호 (Sout_b) 를 제공한다.
일 실시 형태에서, 수신기 (630) 는 UMTS 만을 수신하도록 사용된다. 이 실시 형태에서, 수신기 (630) 내 회로 블록은 보다 명확하게는 UMTS를 위해 설계될 수도 있다. 저역통과 필터 (640) 는 하나의 UMTS RF 채널을 위한 고정된 대역폭을 가질 수도 있다. 다른 실시 형태에서, 수신기 (630) 는 UMTS 및 GSM 모두를 수신하도록 사용된다. 본 실시 형태에서, 수신기 (630) 내 회로 블록은 UMTS를 위한 사양 대응적이 되도록 설계될 수도 있고, 또한, GSM을 수신할 수 있다. 저역통과 필터 (640) 는 UMTS 수신시 하나의 UMTS RF 채널과 GSM 수신시 하나의 GSM RF 채널을 위한 조정 가능한 대역폭을 갖는 가변 필터일 수도 있다.
도 5 및 도 6은 2개의 수신기 설계를 위한 구체적인 설계를 도시한다. 일반적으로, 수신기는 수퍼-헤테로다인 (super-heterodyne) 아키텍처 또는 다이렉트-투-베이스밴드 (direct-to-baseband) 아키텍처를 구현할 수도 있다. 수퍼-헤테로다인 아키텍처에서, RF 입력 신호는 다수의 단계로 주파수 다운컨버팅되는데, 예를 들어, 한 단계에서는 RF로부터 IF (Intermediate Frequency) 로, 이후 다른 단계에서는 IF로부터 기저대역으로 주파수 다운컨버팅된다. 도 5 및 도 6에 도시된 다이렉트-투-베이스밴드 아키텍처에서, RF 입력 신호는 한 단계에서 RF 로부터 기저대역으로 직접 주파수 다운컨버팅된다. 수퍼-헤테로다인 및 다이렉트-투-베이스밴드 아키텍처는 상이한 회로 블록을 이용할 수도 있고/있거나 상이한 회로 요건을 가질 수도 있다.
일반적으로, 수신기는 증폭기, 필터, 믹서 등의 하나 이상의 스테이지로 신호 컨디셔닝을 수행할 수도 있다. 수신기는 도 5 및 도 6에 도시되지 않은 상이한 회로 블록 및/또는 부가적인 회로 블록을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 다운컨버터 (536, 636) 이전에, 부가적인 증폭기가 삽입될 수도 있다. 또한, 도 5 및 도 6에 도시된 배열과 상이하게 회로 블록이 배열될 수도 있다. 예를 들어, 저역통과 필터 (540, 640) 는 VGA (542, 642) 와 각각 교환될 수도 있다.
도 7a는 도 2 내지 도 4의 유닛 (220) 의 일 실시 형태인 스위치 및 필터 유닛 (220a) 의 블록도를 도시한다. 유닛 (220a) 에서, RF 스위치 (712a) 는, 1차 안테나 (210a) 에 커플링된 입력부, GSM 송신기에 커플링된 제 1 출력부, 듀플렉서 (714) 에 커플링된 제 2 출력부, 및 대역통과 필터 (716) 에 커플링된 제 3 출력부를 갖는다. RF 스위치 (712b) 는 다이버시티 안테나 (210b) 에 커플링된 입력부, 듀플렉서 (714) 에 커플링된 제 1 출력부, 및 대역통과 필터 (716) 에 커플링된 제 2 출력부를 갖는다. 듀플렉서 (714) 는 UMTS 송신기에 커플링된 다른 입력부와 수신기 (630) 에 커플링된 출력부를 갖는다. 대역통과 필터 (716) 는 관심있는 대역내의 신호 성분을 통과시키기 위해 스위치 (712a 및 712b) 로부터 수신된 RF 신호를 필터링하고 RF 입력 신호를 수신기 (530) 에 제공한다. 대역통과 필터 (716) 는 표 1에 도시된 바와 같이, 관심있는 대역에 대한 전체 수신 주파수 범위를 통과시키고 주파수 대역에 따라서 10 MHz 내지 75 MHz의 대역을 가질 수도 있다. 대역통과 필터 (716) 는 SAW 필터, 세라믹 필터, 또는 몇몇 다른 유형의 필터로 구현될 수도 있다.
UMTS는, 신호가 상이한 주파수 범위에서 동시에 송수신되는 전이중 시스템이다. UMTS를 송/수신하기 위해, RF 스위치 (712a) 는 1차 안테나 (210a) 를 듀플렉서 (714) 에 커플링시킨다. 듀플렉서 (714) 는 UMTS 송신기로부터의 RF 변조된 신호를 1차 안테나 (210a) 로 라우팅하고, 또한 1차 안테나로부터의 수신 RF 신호를 UMTS 수신기 (630) 로 라우팅한다. 듀플렉서 (714) 는 또한, 수신 RF 신호의 필터링을 수행한다. RF 스위치 (712b) 는 다이버시티 안테나 (210b) 를 대역통과 필터 (716) 에 커플링시킨다. 수신기 (630) 는 1차 안테나 (210a) 로부터의 Prx 신호를 처리하여 UMTS 에 대한 1차 출력 기저대역 신호 (PRX UMTS) 를 제공한다. 수신기 (530) 는 다이버시티 안테나 (210b) 로부터의 Drx 신호를 처리하여 UMTS 에 대한 다이버시티 출력 기저대역 신호 (DRX UMTS) 를 제공한다.
GSM은, 신호가 상이한 시간 간격으로 송수신되는 반이중 시스템이다. GSM을 송/수신하기 위해, RF 스위치 (712a) 는 적절한 시기에 GSM 송신기와 GSM 수신기 (530) 를 위한 대역통과 필터 (716) 사이에 1차 안테나 (210a) 를 커플링시킨다. RF 스위치 (712b) 는 다이버시티 안테나 (210a) 를 듀플렉서 (714) 에 커플링시킨다. 수신기 (530) 는 1차 안테나 (210a) 로부터의 Prx 신호를 처리하여 GSM 에 대한 1차 출력 기저대역 신호 (PRX GSM) 를 제공한다. 수신기 (630) 는 다이버시티 안테나 (210b) 로부터의 Drx 신호를 처리하여 GSM에 대한 다이버시티 출력 기저대역 신호 (DRX GSM) 를 제공한다.
도 7b는 도 2 내지 도 4의 유닛 (220) 의 다른 실시 형태인 스위치 및 필터 유닛 (220b) 의 블록도를 도시한다. 유닛 (220b) 에서, RF 스위치 (712c) 는, 1차 안테나 (210a) 에 커플링된 입력부, GSM 송신기에 커플링된 제 1 출력부, 및 듀플렉서 (714) 에 커플링된 제 2 출력부를 갖는다. 다이버시티 안테나 (210b) 는 대역통과 필터 (716) 에 직접 커플링된다.
UMTS를 송/수신하기 위해, RF 스위치 (712c) 는, 1차 안테나 (210a) 를 듀플렉서 (714) 에 커플링시키고, 듀플렉서 (714) 는 UMTS 송신기 및 1차 수신기 (730a) 를 1차 안테나로 커플링시킨다. 수신기 (730a) 는 1차 안테나 (210a) 로부터의 Prx 신호를 처리하여 PRX UMTS를 제공한다. 수신기 (730b) 는 다이버시티 안테나 (210b) 로부터의 Drx 신호를 처리하여 DRX UMTS를 제공한다. GSM을 송/수신하기 위해, RF 스위치 (712c) 는 적절한 시기에 GSM 송신기와 듀플렉서 (714) 사이에 1차 안테나 (210a) 를 커플링시킨다. 수신기 (730a) 는 Prx 신호를 처리하여 PRX GSM에 제공한다. 수신기 (730b) 는 Drx 신호를 처리하여 DRX GSM에 제공한다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 실시 형태에서, 듀플렉서 (714) 는 UMTS 및 GSM 모두를 위한 수신 RF 신호를 통과시키고, 또한 대역통과 필터 (716) 는 UMTS 및 GSM 모두를 위한 수신 RF 신호를 통과시킨다. 도 7a에 도시된 실시 형태에서, 수신기 (630) 는 UMTS를 위한 1차 수신기 및 GSM을 위한 다이버시티 수신기이고, 수신기 (530) 는 GSM을 위한 1차 수신기이고 UMTS을 위한 다이버시티 수신기이다. 수신기 (630) 는 UMTS를 위한 사양 대응적일 수도 있고, 수신기 (530) 는 GSM을 위한 사양 대응적일 수도 있다. 도 7b에 도시된 실시 형태에서, 수신기 (730a) 는 UMTS 및 GSM 모두를 위한 1차 수신기이고, 수신기 (730b) 는 UMTS 및 GSM 모두를 위한 다이버시티 수신기이다. 수신기 (730a) 는 UMTS 및 GSM 모두를 위한 사양 대응적일 수도 있다.
도 8a는 도 2 내지 도 4의 유닛 (220) 의 또 다른 실시 형태인 스위치 및 필터 유닛 (220c) 의 블록도를 도시한다. 유닛 (220c) 은 표 1에 리스트된 것들 중 어느 것일 수도 있는 3개의 주파수 대역 및/또는 다른 주파수 대역에서의 작동을 지원한다. 유닛 (220c) 내에서, RF 스위치 (812a) 는 1차 안테나 (210a) 에 커플링된 입력부, 2개의 주파수 대역을 위한 2개의 GSM 송신기에 커플링된 2개의 출력부, 3개의 주파수 대역을 위한 듀플렉서 (814a, 814b, 및 814c) 에 커플링된 다른 3개의 출력부, 및 3개의 주파수 대역을 위한 대역통과 필터 (818a, 818b, 및 818c) 에 커플링된 또 다른 3개의 출력부를 갖는다. RF 스위치 (812b) 는 다이버시티 안테나 (210b) 에 커플링된 입력부와 3개의 주파수 대역을 위한 대역통과 필터 (816a, 816b, 및 816c) 에 커플링된 3개의 출력부를 갖는다.
소정의 원하는 주파수 대역에서 UMTS를 송/수신하기 위해, RF 스위치 (812a) 는 1차 안테나 (210a) 를 원하는 주파수를 위한 듀플렉서 (814) 에 커플링시키고, 듀플렉서 (814) 는 UMTS 송신기와 수신기 (830a) 를 1차 안테나에 커플링시킨다. RF 스위치 (812b) 는 다이버시티 안테나 (210b) 를 원하는 주파수 대역을 위한 대역통과 필터 (816) 에 커플링시키고, 대역통과 필터 (816) 는 수신기 (830b) 에 더 커플링한다. 수신기 (830a) 는 1차 안테나 (210a) 로부터의 Prx 신호를 처리하여 PRX UMTS를 제공한다. 수신기 (830b) 는 다이버시티 안테나 (210b) 로부터의 Drx 신호를 처리하여 DRX UMTS를 제공한다.
소정의 원하는 주파수 대역에서 GSM을 송/수신하기 위해, RF 스위치 (812a) 는 1차 안테나 (210a) 를 GSM 송신기와 원하는 주파수 대역을 위한 대역통과 필터 (818) 사이에 커플링시킨다. RF 스위치 (812b) 는 다이버시티 안테나 (210b) 를 원하는 주파수 대역을 위한 대역통과 필터 (816) 에 커플링시킨다. 수신기 (830b) 는 1차 안테나 (210a) 로부터의 Prx 신호를 처리하여 PRX GSM을 제공한다. 수신기 (830a) 는 다이버시티 안테나 (210b) 로부터의 Drx 신호를 처리하여 DRX GSM을 제공한다.
도 8b는 도 2 내지 도 4의 유닛 (220) 의 또 다른 실시 형태인 스위치 및 필터 유닛 (220d) 의 블록도를 도시한다. 유닛 (220d) 은 표 1에 리스트된 것들 중 어느 것일 수도 있는 4개의 주파수 대역 및/또는 다른 주파수 대역에서의 작동을 지원한다. 유닛 (220d) 내에서, RF 스위치 (812c) 는 1차 안테나 (210a) 에 커플링된 입력부, 2개의 주파수 대역을 위한 2개의 GSM 송신기에 커플링된 2개의 출력부, 4개의 주파수 대역을 위한 듀플렉서 (814a, 814b, 814c, 및 814d) 에 커플링된 다른 4개의 출력부를 갖는다. RF 스위치 (812d) 는 다이버시티 안테나 (210b) 에 커플링된 입력부와 4개의 주파수 대역을 위한 대역통과 필터 (816a, 816b, 816c, 및 816d) 에 커플링된 4개의 출력부를 갖는다.
소정의 원하는 주파수 대역에서 UMTS를 송/수신하기 위해, RF 스위치 (812c) 는 1차 안테나 (210a) 를 원하는 주파수를 위한 듀플렉서 (814) 에 커플링시키고, 듀플렉서 (814) 는 UMTS 송신기와 수신기 (830c) 를 1차 안테나에 커플링시킨다. RF 스위치 (812d) 는 다이버시티 안테나 (210b) 를 원하는 주파수 대역을 위한 대역통과 필터 (816) 에 커플링시키고, 대역통과 필터 (816) 는 수신기 (830d) 에 더 커플링한다. 수신기 (830c) 는 1차 안테나 (210a) 로부터의 Prx 신호를 처리하여 PRX UMTS를 제공한다. 수신기 (830d) 는 다이버시티 안테나 (210b) 로부터의 Drx 신호를 처리하여 DRX UMTS를 제공한다.
소정의 원하는 주파수 대역에서 GSM을 송/수신하기 위해, RF 스위치 (812c) 는 1차 안테나 (210a) 를 GSM 송신기와 원하는 주파수 대역을 위한 듀플렉서 (814) 사이에 커플링한다. RF 스위치 (812d) 는 다이버시티 안테나 (210b) 를 원하는 주파수 대역을 위한 대역통과 필터 (816) 에 커플링한다. 수신기 (830c) 는 1차 안테나 (210a) 로부터의 Prx 신호를 처리하여 PRX GSM을 제공한다. 수신기 (830d) 는 다이버시티 안테나 (210b) 로부터의 Drx 신호를 처리하여 DRX GSM을 제공한다.
도 8a에 도시된 실시 형태에서, 듀플렉서 (814a 내지 814c) 는 UMTS를 위한 수신 RF 신호를 통과시키고, 대역통과 필터 (818a 내지 818c) 는 GSM을 위한 수신 RF 신호를 통과시키고, 대역통과 필터 (816a 내지 816c) 는 UMTS 및 GSM 모두를 위한 수신 RF 신호를 통과시킨다. 수신기 (830a) 는 UMTS를 위한 1차 수신기 및 GSM을 위한 다이버시티 수신기이고, 수신기 (830b) 는 GSM을 위한 1차 수신기 및 UMTS를 위한 다이버시티 수신기이다. 수신기 (830a) 는 UMTS를 위한 사양 대응적일 수도 있고, 수신기 (830b) 는 GSM을 위한 사양 대응적일 수도 있다. 도 8b에 도시된 실시 형태에서, 듀플렉서 (814a 내지 814d) 는 UMTS 및 GSM 모두를 위한 수신 RF 신호를 통과시키고, 또한 대역통과 필터 (816a 내지 816d) 는 UMTS 및 GSM 모두를 위한 수신 RF 신호를 통과시킨다. 수신기 (830c) 는 UMTS 및 GSM 모두를 위한 1차 수신기이고, 수신기 (830d) 는 UMTS 및 GSM 모두를 위한 다이버시티 수신기이다. 수신기 (830c) 는 UMTS 및 GSM 모두를 위한 사양 대응적일 수도 있다.
도 9는 GSM 및 UMTS를 수신하기 위해 단말기에 의해 수행된 프로세스 (900) 의 일 실시 형태를 도시한다. 단말기는 GSM을 위한 제 1 수신기와 UMTS를 위한 제 2 수신기를 갖는다. 제 1 수신기는 UMTS를 지원할 수도, 하지 않을 수도 있고, 제 2 수신기는 GSM을 지원할 수도, 하지 않을 수도 있다. 단말기는 GSM 및/또는 UMTS를 위한 수신 다이버시티를 지원한다.
단말기는 GSM 또는 UMTS 중 어느 하나를 수신할 것을 선택한다 (블록 910). GSM이 선택되는 경우에, 블록 (912) 에서 결정된 바와 같이, GSM을 위한 제 1 수신기는 1차 안테나에 커플링되고 (블록 920), GSM을 수신하도록 인에이블된다 (블록 922). 또한 제 2 수신기가 GSM을 지원한다면, (예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 실시 형태에서) 블록 (924) 에서 결정된 바와 같이, 제 2 수신기는 다이버시티 안테나에 커플링되고 (블록 926) GSM을 수신하도록 인에이블된다 (블록 928).
UMTS가 선택되는 경우에, 블록 (912) 에서 결정된 바와 같이, UMTS를 위한 제 2 수신기는 1차 안테나에 커플링되고 (블록 930), UMTS를 수신하도록 인에이블된다 (블록 932). 또한, 제 1 수신기가 UMTS를 지원한다면, (예를 들어, 도 2 및 도 4에 도시된 실시 형태에서) 블록 (934) 에서 결정된 바와 같이, 제 1 수신기는 다이버시티 안테나에 커플링되고 (블록 936) UMTS를 수신하도록 인에이블된다 (블록 938).
각각의 시스템을 위한 1차 수신기는 일반적으로 사양 대응적이 되도록 설계된다. 이것은 종종, 충분한 바이어스 전류로 수신기 내의 회로 블록을 바이어싱하는 단계를 수반하여, 일반적으로, 원하는 신호 레벨은 낮고 방해 전파 레벨은 큰 최악의 작동 조건인 경우에 대한 선형성 및 동적 범위 요건을 만족시킨다. 그러나, 최악의 조건이 종종 조우되지는 않으며, 이러한 경우, 1차 수신기는 전력 소모를 감소시키기 위해 보다 낮은 바이어스 전류로 작동될 수도 있다. 작동 조건을 확인하기 위해, 예를 들어, 원하는 신호 레벨 및/또는 방해 전파 레벨에 대한 검출을 위해 하나 이상의 검출기가 사용될 수도 있다. 수신기에 대한 바이어스 전류는 검출된 작동 조건에 기초하여 조정될 수도 있다.
수신 다이버시티를 위해 동시에 2개의 수신기를 작동할 때, 전력 소모를 감소시키기 위해 낮은 바이어스 전류로 2차 수신기가 작동될 수도 있다. 수신 다이버시티는 일반적으로 다소 서로 상관되지 않은 1차 안테나 및 다이버시티 안테나에 의존하므로, 하나의 안테나가 딥 페이드 상태일 때 다른 안테나는 딥 페이드 상태에 있지 않다. 따라서, 1차 안테나가 딥 페이드 상태일 때, 다이버시티 안테나는 일반적으로 딥 페이드 상태에 있지 않고, 2차 수신기는 약하지 않은 수신 신호를 처리한 후, 낮은 바이어스 전류로 작동될 수도 있다.
수신 다이버시티는 또한, 1차 수신기를 위한 검출된 작동 조건에 기초하여 인에이블 또는 디스에이블될 수도 있다. 예를 들어, 수신 다이버시티는, 1차 수신기를 위한 원하는 신호 레벨이 낮게 검출될 때마다 인에이블될 수도 있고, 그렇지 않으면 디스에이블될 수도 있다.
명확함을 위해, 다이버시티 수신기는 GSM 및 UMTS용으로 구체적으로 설명되었다. 다이버시티 수신기는 다른 시스템용으로 사용될 수도 있다. 다이버시티 수신기는 (1) 하나 이상의 TDMA 시스템, 및 가능하다면 하나 이상의 CDMA 시스템을 수신하기 위한 제 1 수신기와 (2) 하나 이상의 CDMA 시스템, 및 가능하다면 하나 이상의 TDMA 시스템을 수신하기 위한 제 2 수신기로 설계될 수도 있다. TDMA 시스템(들) 은 GSM 및/또는 다른 TDMA 시스템을 포함할 수도 있다. CDMA 시스템(들) 은 W-CDMA, cdma2000, 및/또는 다른 CDMA 시스템을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 다이버시티 수신기는 GSM 및 1x의 조합, UMTS 및 1x의 조합, GSM, UMTS, 및 1x의 조합 등을 지원할 수도 있다. 도 5의 저역통과 필터 (540) 및 도 6의 저역통과 필터 (640) 는 하나의 GSM RF 채널을 위한 100 KHz, 하나의 W-CDMA RF 채널을 위한 1.92 MHz, 및/또는 하나의 1xRF 채널을 위한 610 KHz의 조정 가능한 대역폭으로 설계될 수도 있다.
다이버시티 수신기 모두 또는 대부분의 다이버시티 수신기는 하나 이상의 RFIC (RF Integrated Circuits) 에서 구현될 수도 있다. 예를 들어, SAW 필터를 제외한, 스위치 및 필터부와 수신기는 하나 이상의 RFIC에서 구현될 수도 있다. 또한, 다이버시티 안테나는 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), BJT (Bipolar Junction Transistor), BiCMOS (Bipolar-CMOS), SiGe (Silicon Germanium), GaAs (Gallium Arsenide) 등과 같은 다양한 IC 프로세스 기술로 제조될 수도 있다. 또한, 다이버시티 수신기는 이산 회로 컴포넌트로 구현될 수도 있다.
개시된 실시 형태의 이전의 설명은 본 개시를 실행하거나 사용하는 것이 가능하도록 당업자에게 제공된다. 이들 실시 형태에 대한 다양한 수정은 당업자에게 분명하고 본 명세서에 정의된 일반적인 원리는 본 개시의 정신 및 범위에 벗어남 없이 다른 실시 형태에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 개시는 본 명세서에 개시된 실시 형태로 제한되지 않으며 본 명세서에 개시된 원리 및 신규한 특성과 일치하는 가장 넓은 범위를 따른다.

Claims (34)

  1. UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 를 위한 제 1 수신기;
    GSM (Global System for Mobile Communications) 및 UMTS를 위한 제 2 수신기; 및
    UMTS 신호를 수신할 때 상기 제 1 수신기를 1차 안테나에 커플링시키고 상기 제 2 수신기를 다이버시티 안테나에 커플링시키고, GSM 신호를 수신할 때 상기 제 2 수신기를 상기 1차 안테나에 커플링시키도록 구성된 유닛을 포함하는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 수신기는 UMTS를 위한 송신 주파수 범위를 감쇠시키는 대역통과 필터를 포함하는, 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 수신기는 GSM 및 UMTS에 대해 조정 가능한 대역폭을 갖는 저역통과 필터를 포함하는, 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 저역통과 필터는 GSM을 위한 100 KHz의 대역폭과 UMTS를 위한 1.92 MHz의 대역폭으로 설정되는, 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 수신기는, GSM 신호를 수신할 때 전체 바이어스 전류로 작동되고, UMTS 신호를 수신할 때 감소된 바이어스 전류로 작동되는, 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 수신기는 UMTS를 위한 사양 대응적 (spec-compliant) 이고 상기 제 2 수신기는 GSM을 위한 사양 대응적인, 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 안테나 및 상기 다이버시티 안테나는 2가지 상이한 유형의 안테나이고, 상기 1차 안테나는 상기 다이버시티 안테나보다 양호한 성능을 갖는, 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 유닛은 상기 1차 안테나를 상기 제 1 수신기 또는 상기 제 2 수신기에 커플링하도록 구성된 스위치를 포함하는, 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 유닛은,
    상기 스위치와 상기 제 1 수신기 사이에 커플링된 듀플렉서; 및
    상기 스위치와 상기 제 2 수신기 사이에 커플링된 대역통과 필터를 더 포함하는, 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 수신기는 GSM과 UMTS 모두를 위해 사용되는 다운컨버터를 포함하는, 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 수신기는 GSM과 UMTS 모두를 위해 사용되는 저잡음 증폭기 (LNA) 를 포함하는, 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 수신기는 GSM과 UMTS 모두를 위해 사용되는 가변 이득 증폭기 (VGA) 를 포함하는, 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치를 위한 작동 조건들을 결정하도록 구성된 적어도 하나의 검출기; 및
    상기 결정된 작동 조건들에 기초하여 상기 제 1 수신기 및 상기 제 2 수신기의 작동을 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함하는, 장치.
  15. UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 신호를 수신하는 수단;
    적어도 하나의 공통 회로 블록을 이용하여 GSM (Global System for Mobile Communications) 및 UMTS 신호들을 수신하는 수단; 및
    UMTS 신호를 수신할 때 상기 UMTS 신호를 수신하는 수단을 1차 안테나에 커플링시키고 상기 GSM 및 UMTS 신호들을 수신하는 수단을 다이버시티 안테나에 커플링시키고, GSM 신호를 수신할 때 상기 GSM 및 UMTS 신호들을 수신하는 수단을 상기 1차 안테나에 커플링시키는 수단을 포함하는, 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 GSM 및 UMTS 신호들을 수신하는 수단은,
    GSM 및 UMTS에 대해 조정 가능한 대역폭으로 필터링하는 수단을 포함하는, 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 UMTS 신호를 수신하는 수단과 상기 GSM 및 UMTS 신호들을 수신하는 수단에 1차 안테나를 커플링시키는 수단을 더 포함하는, 장치.
  18. GSM (Global System for Mobile Communications) 을 위한 제 1 수신기;
    UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 및 GSM을 위한 제 2 수신기; 및
    GSM 신호를 수신할 때 상기 제 1 수신기를 1차 안테나에 커플링시키고 상기 제 2 수신기를 다이버시티 안테나에 커플링시키고, UMTS 신호를 수신할 때 상기 제 2 수신기를 상기 1차 안테나에 커플링시키도록 구성된 유닛을 포함하는, 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 수신기는 UMTS 및 GSM에 대해 조정 가능한 대역폭을 갖는 저역통과 필터를 포함하는, 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 수신기는 GSM을 위한 사양 대응적이고 상기 제 2 수신기는 UMTS를 위한 사양 대응적인, 장치.
  21. 삭제
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 유닛은 상기 1차 안테나를 상기 제 1 수신기 또는 상기 제 2 수신기에 커플링하도록 구성된 스위치를 포함하는, 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 유닛은,
    상기 스위치와 상기 제 1 수신기 사이에 커플링된 대역통과 필터; 및
    상기 스위치와 상기 제 2 수신기 사이에 커플링된 듀플렉서를 더 포함하는, 장치.
  24. GSM (Global System for Mobile Communications) 및 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 신호들을 수신하도록 작동하는 제 1 수신기;
    UMTS 및 GSM 신호들을 수신하도록 작동하는 제 2 수신기; 및
    GSM 신호를 수신할 때 상기 제 1 수신기를 1차 안테나에 커플링시키고 상기 제 2 수신기를 다이버시티 안테나에 커플링시키고, UMTS 신호를 수신할 때 상기 제 2 수신기를 상기 1차 안테나에 커플링시키고 상기 제 1 수신기를 상기 다이버시티 안테나에 커플링시키도록 구성된 유닛을 포함하고,
    상기 제 1 수신기 및 상기 제 2 수신기는 UMTS 및 GSM을 위한 수신 다이버시티를 제공하도록 작동하는, 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 수신기는 GSM을 위한 사양 대응적이고 상기 제 2 수신기는 UMTS를 위한 사양 대응적인, 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 1 수신기는 UMTS를 위한 비 사양 대응적 (non-spec compliant) 이고 상기 제 2 수신기는 GSM을 위한 비 사양 대응적인, 장치.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 수신기는 GSM 및 UMTS에 대해 조정 가능한 대역폭을 갖는 제 1 저 역통과 필터를 포함하고,
    상기 제 2 수신기는 UMTS 및 GSM에 대해 조정 가능한 대역폭을 갖는 제 2 저역통과 필터를 포함하는, 장치.
  28. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 수신기 또는 상기 제 2 수신기에 1차 안테나를 커플링하도록 작동하는 제 1 스위치; 및
    상기 제 1 수신기 또는 상기 제 2 수신기에 다이버시티 안테나를 커플링하도록 작동하는 제 2 스위치를 더 포함하는, 장치.
  29. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 수신기 및 상기 제 2 수신기는 다중 주파수 대역에 대해 작동 가능한, 장치.
  30. TDMA (Time Division Multiple Access) 시스템 신호를 수신하도록 작동하는 제 1 수신기;
    CDMA (Code Division Multiple Access) 시스템 신호를 수신하도록 작동하는 제 2 수신기; 및
    TDMA 신호를 수신할 때 상기 제 1 수신기를 1차 안테나에 커플링시키고, CDMA 신호를 수신할 때 상기 제 2 수신기를 상기 1차 안테나에 커플링시키도록 구성된 유닛을 포함하고,
    상기 제 1 수신기는 또한 상기 CDMA 시스템 신호를 수신하도록 작동하거나, 상기 제 2 수신기는 또한 상기 TDMA 시스템 신호를 수신하도록 작동하거나, 또는 상기 제 1 수신기는 또한 상기 CDMA 시스템 신호를 수신하도록 작동하고 상기 제 2 수신기는 또한 상기 TDMA 시스템 신호를 수신하도록 작동하는, 장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 TDMA 시스템은 GSM (Global System for Mobile Communications) 시스템이고 상기 CDMA 시스템은 W-CDMA (Wideband-CDMA) 시스템인, 장치.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 TDMA 시스템은 GSM (Global System for Mobile Communications) 시스템이고 상기 CDMA 시스템은 cdma2000 시스템인, 장치.
  33. GSM (Global System for Mobile Communications) 또는 UMTS (Universal Mobile Telecommunicaions System) 신호를 수신하는 것을 선택하는 단계;
    GSM이 선택되는 경우에, GSM 신호를 수신하도록 제 1 수신기를 인에이블하고, 제 2 수신기에 의해 지원된다면 GSM 신호를 수신하도록 상기 제 2 수신기를 인에이블하는 단계;
    UMTS가 선택되는 경우에, UMTS 신호를 수신하도록 상기 제 2 수신기를 인에이블하고, 상기 제 1 수신기에 의해 지원된다면 UMTS 신호를 수신하도록 상기 제 1 수신기를 인에이블하는 단계; 및
    GSM이 선택되는 경우에, 상기 제 1 수신기를 1차 안테나에 커플링하는 단계; 및
    UMTS가 선택되는 경우에, 상기 제 2 수신기를 상기 1차 안테나에 커플링하는 단계를 포함하는, 방법.
  34. 삭제
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