KR101140111B1 - 멀티 모드 무선 단말에서 디지털 하강 변환을 위한 장치 및방법 - Google Patents

멀티 모드 무선 단말에서 디지털 하강 변환을 위한 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

입력되는 중간 주파수 신호를 에어 인터페이스 표준에서 선택된 하나의 표준에 따른 기저대역으로 하강 변환하기 위한 멀티 모드 디지털 하강 변환기가 개시된다.
상기 멀티 모드 디지털 하강 변환기는 상기 중간 주파수 신호를 증폭할 수 있는 제1 이득 파라미터(gain parameter)에 의해 제어되는 재구성가능 이득 제어 블록, 제1 인-페이즈(in-phase) 기저대역 신호를 생성하기 위해서 상기 증폭된 중간 주파수 신호를 수신 및 하강 변환하고, 프로그램가능 오실레이터로부터 제1 기준 신호를 수신하는 믹서단 및 제2 이득 파라미터 및 제1 데시메이션 파라미터(decimation parameter)에 의해 제어되는 재구성가능한 CIC(Cascaded integrator/Comb) 데이메이션 필터 블록을 포함한다.
이동국, 하강 변환기(DOWN CONVERTER), FIR(Finite Impulse Response)

Description

멀티 모드 무선 단말에서 디지털 하강 변환을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DIGITAL DOWN-CONVERSION IN A MULTI-MODE WIRELESS TERMINAL}
도 1은 멀티 모드 이동국 또는 무선 단말이 상이한 에어 인터페이스 표준하에서 동작하는 기지국들과 통신할 수 있는 무선 통신 시스템을 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 멀티 모드 이동국을 나타낸 블록도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 멀티 모드 이동국의 멀티 모드 디지털 하강 변환기를 상세히 나타낸 블록도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 GSM, CDMA 및 WCDMA 에어 인터페이스 표준에 대한 멀티 모드 디지털 하강 변환기를 위한 파라미터의 구성도.
본 발명은 무선 네트워크에 관한 것으로서, 특히 상이한 표준하에 동작하는 무선 네트워크와 통신하는 멀티 모드 이동국에서 사용되는 멀티 모드 디지털 하강 변환기(down-converter)에 관한 것이다.
본 발명은 2004년 3월 15일에 출원된 미 합중국 가특허 출원 제 60/553,273 호 "Common Platform of Multi-Mode Wireless Terminal Digital Down Converter"에 관련된다. 미 합중국 가특허 출원 제 60/553,273 호는 본 출원의 양수인에게 양도된다. 미 합중국 가특허 출원 제 60/553,273 호에 개시된 요지는 본 발명의 참조로서 활용된다. 본 발명은 미 합중국 가특허 출원 제 60/553,273 호에 대해 미 합중국 특허법 제 35조 U.S.C.§119(e)를 기초로 우선권을 주장한다.
최근, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code-Division Multiple Access), WCDMA(Wideband CDMA) 및 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)-801.16 등과 같은 무선 네트워크에 사용되기 위한 다양한 액세스 표준(access standard)들이 개발되었다. 그러나, 이러한 무선 액세스 표준들의 급증에 따라, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant) 장치 및 무선 랩탑과 같은 무선 이동국 또는 이동 단말의 제조업체들의 불편과 부담이 증가하는 것으로 판명 되었다. 유비쿼터스(ubiquitous) 네트워크의 최종 사용자 기대는 잠재적인 표준의 서브 세트만을 제공하는 이동국으로는 만족될 수 없다.
따라서, 무선 이동국은 다중 에어 인터페이스(air interface) 기술을 위한 공통 하드웨어 플랫폼을 제공하기 위해 소프트웨어 기반 무선 SDR(Software-Defined Radio) 구조로 변화되고 있다. 반도체 처리 기술의 지속적인 발전에 따라 재구성가능한(reconfigurable) 하드웨어가 이동국의 신호 처리 기능의 더욱더 많은 부분을 수행하게 되었다. 상기 재구성가능한 하드웨어는 맞춤형 파라미터를 갖는 고정 기능 블록 및 유연한 상호 연결을 포함하여, 여러 형태 중 하나를 취할 수 있 다. 상기 재구성가능 하드웨어는, 예컨대, 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (Field-Programmable Gate Array:FPGA)로 구현될 수 있다.
그러나, 이러한 재구성가능한 하드웨어 블록은 전형적으로 상기 이동국의 모뎀(modem) 부분에 이용되고 있다. 일반적으로, 수신기의 하강 변환기 부분은 특별한 변조 방식에 적응되는 하드웨어 회로의 이용을 여전히 요구한다. 이로 인해, 일부 멀티 모드 이동국들은 상이한 에어 인터페이스 표준하에서 동작하기 위해 여러 하강 변환 회로를 실행한다.
따라서, 상이한 에어 인터페이스 표준하에서 동작할 수 있는 개선된 SDR 이동국이 필요하게 되었다. 특히, 재구성가능한 멀티 모드 디지털 하강 변환기를 구현할 수 있는 개선된 SDR 이동국이 필요하게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 상이한 에어 인터페이스 표준하에서 동작하는 다양한 무선 네트워크에서 통신할 수 있는 이동국 또는 무선 단말에 이용될 수 있는 멀티 모드 디지털 하강 변환기와 그에 따른 멀티 모드 이동국을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 입력되는 중간 주파수(IF:Intermediate frequency) 신호를 다수의 에어 인터페이스 표준들에서 선택된 하나의 표준에 따라 기저대역 레벨로 하강 변환하기 위한 멀티 모드 디지털 하강 변환기를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 멀티 모드 디지털 하강 변환기는 상기 중간 주파수 신호를 증폭할 수 있는 제1 이득 파라미터(gain parameter)에 의해 제어되는 재구성가능 이득 제어 블록, 제1 인-페이즈(in-phase) 기저대역 신호를 생성하기 위해서 상기 증폭된 중간 주파수 신호를 수신 및 하강 변환하고, 프로그램가능 오실레이터로부터 제1 기준 신호를 수신하는 믹서단 및 제2 이득 파라미터 및 제1 데시메이션 파라미터(decimation parameter)에 의해 제어되는 재구성가능한 CIC(Cascaded integrator/Comb) 데이메이션 필터 블록을 포함한다.
상기 재구성가능한 CIC 데시메이션 필터 블록은 상기 제2 이득 파라미터에 따라 상기 제1 인-페이즈 기저대역 신호를 필터링하고, 필터링된 제1 인-페이즈 기저대역 신호를 생성하기 위해서 상기 제1 데시메이션 파라미터에 따라 상기 제1 인-페이즈 기저대역 신호를 데시메이팅(decimating)하고, 상기 제1 및 제2 이득 파라미터와 상기 제1 데시메이션 파라미터는 상기 선택된 에어 인터페이스 표준에 의해 결정되며, 상기 프로그램가능 오실레이터는 상기 선택된 에어 인터페이스 표준에 따라 프로그램된다.
또한, 상이한 에어 인터페이스 표준하에서 동작하는 무선 네트워크에 액세스(access)하는 멀티 모드 이동국은 다수의 에어 인터페이스 표준들에서 선택된 하나의 표준에 따라, 입력되는 무선 주파수 신호를 하강 변환하여 제1 중간 주파수 신호를 생성하는 무선 주파수-중간 주파수 하강 변환기 및 상기 제1 중간 주파수 신호를 상기 선택된 표준에 따라 기저대역 레벨로 하강 변환하는 멀티 모드 디지털 하강 변환기를 포함한다.
상기 멀티 모드 디지털 하강 변환기는 상기 제1 중간 주파수 신호를 증폭할 수 있는 제1 이득 파라미터에 의해 제어되는 재구성가능한 이득 제어 블록과, 제1 인-페이즈 기저대역 신호를 생성하기 위해서 상기 증폭된 제1 중간 주파수 신호를 수신 및 하강 변환하고, 프로그램가능한 오실레이터로부터 제1 기준 신호를 수신하는 믹서단과, 그리고 제2 이득 파라미터 및 제1 데시메이션 파라미터에 의해 제어되는 재구성가능한 CIC(Cascaded integrator/Comb) 데이메이션 필터 블록을 포함한다.
상기 재구성가능한 CIC 데시메이션 필터 블록은 상기 제2 이득 파라미터에 따라 상기 제1 인-페이즈 기저대역 신호를 필터링하고, 필터링된 제1 인-페이즈 기저대역 신호를 생성하기 위해서 상기 제1 데시메이션 파라미터에 따라 상기 제1 인-페이즈 기저대역 신호를 데시메이팅하고, 상기 제1 및 제2 이득 파라미터와 상기 제1 데시메이션 파라미터는 상기 선택된 에어 인터페이스 표준에 의해 결정되며, 상기 프로그램가능 오실레이터는 상기 선택된 에어 인터페이스 표준에 따라 프로그램되는 것을 특징으로 한다.
이하에서 본 발명의 상세한 설명을 시작하기전에, 본 명세서 전반에서 사용되는 특정 단어들과 문구들의 정의를 설명하도록 한다. 용어 "구비하다(include)"와 "포함하다(comprise)" 그리고 그들의 파생어들은 제한없이 포함을 의미한다. 용어 "또는(or)"은 그리고/또는 (and/or)의 의미를 포함한다. 문구 "~와 관계되다(associated with)" 와 "그것과 관계되다(associated therewith)" 그리고 그것들의 파생어들은 "포함하다", "~안에 포함되다", "~와 함께 상호 연결되다", "함유하다 ", "~안에 함유되다", "~에 또는 ~와 연결하다", "~와 또는 ~에 결합하다", "~와 연통되다", "협동하다", "삽입되다", "병행 배열되다", "에 근접하다", "~에 또는 ~와 묶이다", "갖다", ~의 특성을 갖다", 등을 의미한다. 용어 "제어기"는 하나 이상의 동작을 제어하는 장비, 시스템 또는 그 일 부분을 의미한다. 그와 같은 장비는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 그들의 두개이상의 결합으로 구현될 수 있다. 특별한 제어기와 관련된 기능은 국부적으로 또는 원격적으로 집중되거나 분산될 수 있음을 알아야한다. 상기 단어들과 구어들에 대한 정의는 본 명세서 전반을 통해서 제공된다. 당업자들에게 있어서, 상기 정의된 단어들과 구어들의 대부분은 종래기술에서 뿐만아니라 미래에도 적용될 수 있음을 자명하게 알것이다.
이하 기술될 도 1 내지 도 5 및 본 발명의 원리를 설명하기 위해서 사용되는 여러가지 실시예들은 단지 예시에 불과하며, 본 발명의 범주를 제한 하기 위한 것은 아니다. 본 발명의 원리는 적절하게 설치된 무선 이동국에서 구현될 수 있음을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 멀티 모드 이동국 또는 무선 단말이 상이한 에어 인터페이스 표준하에서 동작하는 기지국들과 통신할 수 있는 무선 통신 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 1에서, 기지국(Base Station:BS)(101)은 제1 에어 인터페이스 표준(예컨대, 본 예에서는 CDMA2000)에 따라 동작하는 제1 무선 네트워크의 부분이라 가정한다. 또한, 기지국(102)은 제2 에어 인터페이스 표준(예컨대, 본 예에서는 GSM)에 따라 동작하는 제2 무선 네트워크의 부분이라 가정한다. 이동국(111)은 상기 기지국(101)과 통신하기 위해 제1 소프트웨어 로드(software load)로 구성될 수 있으 며, 상기 기지국(101)과 통신하기 위해 제2 소프트웨어 로드로 재구성될 수도 있다. 상기 소프트웨어 로드는 사용자 입력을 통해 수동으로 선택될 수 있거나 상기 기지국(101), 기지국(102)으로부터의 신호를 검출함으로써 자동으로 선택될 수 있다.
본 발명은 이동 장치들을 사용하는 것에 제한되지 않는다. 본 발명은 고정 무선 단말을 포함하여 다른 종류의 무선 액세스 단말(access terminal)들을 포함한다. 간략히, 이하에서는 이동국만이 도시되고 설명된다. 그러나, 이하의 청구항 및 설명에서 사용된 "이동국"은 휴대폰 및 무선 랩탑과 같은 이동 장치뿐만 아니라 무선 기능을 갖는 기구 모니터와 같은 고정 무선 단말을 포함한다는 것에 유의해야 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 멀티 모드 이동국을 나타낸 블록도이다.
상기 이동국(111)은 안테나(205), 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier:LNA)(210), 무선 주파수-중간 주파수 하강 변환기(Radio Frequency-Intermediate Frequency down converter:RF-IF down converter)(220), 아날로그-디지털 변환기(Analog-to-Ditatal Converter:ADC)(230), 멀티 모드 디지털 하강 변환기(240), 아날로그 모뎀(250) 및 디지털 모뎀(260)을 포함한다. 상기 안테나(205), 저잡음 증폭기(210), 무선 주파수-중간 주파수 하강 변환기(220), 아날로그 모뎀(250) 및 디지털 모뎀(260)은 종래의 회로 구성 요소이다. 본 실시예에서, 상기 아날로그 모뎀(250) 및 디지털 모뎀(260)은 SDR 구성 요소로서 구현될 수 있다. 본 발명은 멀티 모드 디지털 하강 변환기(240)에서 구현된다.
상기 저잡음 증폭기(210)는 상기 안테나(205)를 통해서 수신된 무선 주파수 신호를 증폭한다. 이후, 상기 무선 주파수-중간 주파수 하강 변환기(220)가 상기 증폭된 무선 주파수 신호를 아날로그 중간 주파수로 하강 변환한다. 상기 아날로그-디지털 변환기(230)는 상기 무선 주파수-중간 주파수 하강 변환기(220)에 의해 생성된 상기 아날로그 중간 주파수 신호를 디지털 샘플 스트림으로 변환한다. 상기 멀티 모드 디지털 하강 변환기(240)는 본 발명의 원리에 따른 기저대역 주파수를 생성하기 위해서 상기 아날로그-디지털 변환기(230)로부터 상기 디지털 샘플 스트림을 수신 및 복조한다.
본 실시예에 따르면, 상기 멀티 모드 디지털 하강 변환기(240)는, 예를 들면, BPSK(Binart Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature PSK), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)과 같은 상이한 변조-복조 방식하에 동작하기 위해 재프로그램(reprogrammed)될 수 있는 재구성가능한 장치이다. 상기 멀티 모드 디지털 하강 변환기(240)는 상기 아날로그 모뎀(250)에 입력되는 아날로그 기저대역 신호 및 상기 디지털 모뎀(260)에 입력되는 디지털 기저대역 신호를 생성한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 멀티 모드 이동국의 멀티 모드 디지털 하강 변환기를 상세히 나타낸 블록도이다.
도 3에서, 상기 멀티 모드 디지털 하강 변환기(240)는 다수의 제어 레지스터(control registers)에 저장된 파라미터 또는 변수들에 의해 제어 및 재프로그램되는 다수의 재구성가능 또는 재프로그램가능한 기능적 블록들을 포함한다. 상기 멀티 모드 디지털 하강 변환기(240)는 재구성가능한 포맷(format) 및 커스(coarse) 이득 제어 블록(305), 믹서(mixer)들(311, 312), 재구성가능한 CIC(Cascaded integrator/Comb) 필터 블록(320), 재구성가능한 유한 임펄스 응답1(Finite Impulse Response:FIR1) 필터 블록(330) 및 재구성가능한 FIR2 필터 블록(340)을 포함한다.
상기 재구성가능한 포맷 및 커스 이득 제어 블록(305)은 제어 레지스터(306)에 저장된 이득1(GAIN1) 및 포맷1 파라미터들에 의해 제어된다. 상기 재구성가능한 CIC 필터 블록(320)은 제어 레지스터(324)에 저장된 이득2(GANIN2) 및 데심1(DECIM1) 파라미터들에 의해 제어된다. 상기 재구성가능한 FIR1 필터 블록(330)은 제어 레지스터(334)에 저장된 이득3(GAIN3), 탭스1(TAPS1) 및 데심2(DECIM2) 파라미터들에 의해 제어된다. 상기 재구성가능한 FIR2 필터 블록(340)은 제어 레지스터(344)에 저장된 이득4(GAIN4) 및 탭스2(TAPS2) 파라미터들에 의해 제어된다. 상기 믹서들(311, 312)은 수치 제어 오실레이터(Numerical Controlled Oscillator:NCO)(310)로부터 사인(sine) 및 코사인(cosine) 기준 신호들을 수신하며, 상기 수치 제어 오실레이터(310)는 제어 레지스터(315)에 저장된 주파수 파라미터(예컨대, 32비트 값) 및/또는 위상(phase) 파라미터(예컨대, 16비트 값)에 의해 제어된다.
도 4에서, 상기 멀티 모드 디지털 하강 변환기(240)는 재구성가능한 FIR3 필터 블록(410), 재구성가능한 자동 이득 제어 및 수신 신호 강도 표시기(Automatic Gain Control & Received Signal Strength Indicator:AGC & RSSI) 블록(420), 보간 하프 대역 통과 필터(Interpolation Half-band Pass Filter:IHPF)(425), 재구성가 능한 리샘플러(Resampler)(430), 라운드(round) 및 DC 오프셋 블록(Direct Current offset block)(440), FIFO(First Input First Output)(450), IQ 스왑 (swap) 및 포맷 블록(460), IQ 스왑 및 포맷 블록(470) 및 디지털-아날로그 변환기(480)를 더 포함한다.
상기 재구성가능한 FIR3 필터 블록(410)은 제어 레지스터(414)에 저장된 이득5(GAIN5) 및 탭스3(TAPS3) 파라미터들에 의해 제어된다. 상기 재구성가능한 자동 이득 제어 및 수신 신호 강도 표시기 블록(420)은 제어 레지스터(421)에 저장된 임계치 및 트랙킹(trackin) 파라미터에 의해 제어된다. 상기 재구성가능한 리샘플러(resampler)(430)의 리샘플링율은 제어 레지스터(431)에 저장된 리샘플링 파라미터에 의해 제어된다. 상기 라운드 및 DC 오프셋 블록(440)은 제어 레지스터(441)에 저장된 라운드(round) 및 오프셋 파라미터(offset parameters)들에 의해 제어된다. 상기 IQ 스왑 및 포맷 블록(460)은 제어 레지스터(461)에 저장된 IQ 스왑1(SWAP1) 및 포맷2(FORMAT2) 파라미터들에 의해 제어된다. 상기 IQ 스왑 및 포맷 블록(470)은 제어 레지스터(471)에 저장된 IQ 스왑2(SWAP2) 및 포맷3(FORMAT3) 파라미터들에 의해 제어된다.
상기 아날로그-디지털 변환기(230)로부터 수신된 상기 디지털 중간 주파수 신호 A(in)의 데이터 폭은 상기 상기 아날로그-디지털 변환기(230)에 대한 상용 스펙(commercial specification)에 의해서 좌우된다. 본 실시예에서, 상기 신호 A(in) 샘플은 12에서 16 비트의 범위내에 포함될 수 있다. 상기 신호 A(in) 샘플은 상기 이득1(GAIN1) 파라미터의 값에 따라 상기 재구성가능한 포맷 및 커스 이득 제 어 블록(305)에 의해 증폭된다. 상기 신호 A(in)의 포맷이 오프셋 바이너리(offset binary)이면, 상기 신호 A(in)의 포맷은 상기 포맷1(FORMAT1) 파라미터의 값에 따라 상기 재구성가능한 포맷 및 커스 이득 제어 블록(305)에 의해 2의 보수로 변환된다. 상기 이득1(GAIN1) 파라미터는 상기 멀티 모드 이동국(111)이 동작하고 있는 GSM, WCDMA, CDMA, IEEE 802.16과 같은 에어 인터페이스 표준에 따라 선택된다.
상기 믹서(311)는 상기 재구성가능한 포맷 및 커스 이득 제어 블록(305)으로부터 증폭된 디지털 중간 주파수 데이터에 상기 수치 제어 오실레이터(310)로부터의 코사인 기준 신호를 곱하여, 예를 들면, 19 비트 폭의 샘플을 갖는 인-페이즈(in-phase) I 데이터 스트림을 생성한다. 상기 믹서(312)는 상기 재구성가능한 포맷 및 커스 이득 제어 블록(305)으로부터 증폭된 디지털 중간 주파수 데이터에 상기 수치 제어 오실레이터(310)로부터의 사인 기준 신호를 곱하여, 예를 들면, 19 비트 폭의 샘플을 갖는 쿼드러쳐(quadrature) Q 데이터 스트림을 생성한다.
상기 믹서(311), 믹서(312)로부터 출력되는 필터링되지 않은 상기 I 및 Q 기저대역 데이터는 불필요한 신호들이 제거되고 데이터 전송율이 감소되기 위해서 상기 재구성가능한 필터 블록들(320, 330, 340 및 410)을 거친다. 여기서, 상기 멀티 모드 이동국(111)이 동작하고 있는 상기 에어 인터페이스 표준에 따라, 상기 재구성가능한 필터 블록들(320, 330, 340 및 410) 중 하나 이상이 필요에 따라 바이패스(bypass)될 수 있다. 상기 이득 파라미터를 1로 설정하고 상기 데이터 샘플들을 필터링하지 않거나 또는 데시메이팅(decimating)하여 필터 블록이 간단히 바이패스(bypass)됨으로써, 데이터 샘플들이 변화 없이 상기 필터 블록에 진입하거나 상기 필터 블록으로부터 유출하게 된다.
상기 재구성가능한 CIC 필터 블록(320)은 상기 이득2(GAIN2) 파라미터의 값에 따라 상기 I 및 Q 샘플을 증폭하는 입력 이득(gain)(또는 시프터(shifter))단(stage)(321)을 포함한다. 또한, 상기 재구성가능한 CIC 필터 블록(320)은 상기 증폭된 I 샘플을 위한 CIC 데시메이션 필터단(322) 및 상기 증폭된 Q 샘플을 위한 CIC 데시메이션 필터단(323)을 포함한다. 상기 CIC 데시메이션율(Cascaded Integrator/Comb decimation rate)은 상기 표준에 따라 상기 데심1(DECIM1)에 의해 제어되고 2에서 24의 범위내에 포함된다. 상기 재구성가능한 CIC 필터 블록(320)의 상기 데시메이트된(decimated) I와 Q 출력은, 예를 들어 18 비트일 수 있다.
상기 재구성가능한 FIR1 필터 블록(330)은 상기 I 샘플을 위한 대칭 유한 임펄스 응답1 필터단(331) 및 상기 Q 샘플을 위한 대칭 유한 임펄스 응답1 필터단(332)을 포함한다. 상기 대칭 유한 임펄스 응답1 필터 블록의 필터 탭의 수는 상기 표준에 따라, 상기 탭스1(TAPS1) 파라미터에 의해 제어되고, 상기 대칭 유한 임펄스 응답1 필터 블록의 데시메이션율(decimation rate)은 상기 데심2(DECIM2) 파라미터에 의해 제어되며 2에서 4의 범위내에 포함된다. 또한, 상기 재구성가능한 FIR1 필터 블록(330)은 상기 이득3(GAIN3) 파라미터의 값에 따라 상기 유한 임펄스 응답1 필터단들로부터의 상기 I 및 Q 샘플을 증폭 및 반올림(round off)하여 18 비트 I 및 Q 출력 스트림을 생성하는 이득 및 라운드단(gain and round stage)(333)을 포함한다.
상기 재구성가능한 FIR2 필터 블록(340)은 상기 I 샘플을 위한 대칭 유한 임 펄스 응답2 필터단(341) 및 상기 Q 샘플을 위한 대칭 유한 임펄스 응답2 필터단(342)을 포함한다. 상기 대칭 유한 임펄스 응답2 필터 블록의 필터 탭의 수는 상기 표준에 따라, 상기 택스2(TAPS2) 파라미터에 의해 제어된다. 또한, 상기 재구성가능한 FIR2 필터 블록(340)은 상기 이득4(GAIN4) 파라미터의 값에 따라 상기 유한 임펄스 응답2 필터단들로부터의 상기 I 및 Q 샘플을 증폭 및 반올림하여 18 비트의 I 및 Q 출력 스트림을 생성하는 이득 및 라운드단(gain and round stage)(343)을 포함한다.
상기 재구성가능한 FIR3 필터 블록(410)은 상기 I 샘플을 위한 대칭 유한 임펄스 응답3 필터단(411) 및 상기 Q 샘플을 위한 대칭 유한 임펄스 응답3 필터단(412)을 포함한다. 상기 대칭 유한 임펄스 응답3 필터 블록의 필터 탭의 수는 상기 표준에 따라, 상기 TAPS3 파라미터에 의해 제어된다. 또한, 상기 재구성가능한 FIR3 필터 블록(410)은 상기 이득5(GAIN5) 파라미터의 값에 따라 상기 유한 임펄스 응답3 필터단들로부터의 상기 I 및 Q 샘플을 증폭 및 반올림하여 18 비트의 I 및 Q 출력 스트림을 생성하는 이득 및 라운드단(gain and round stage)(413)을 포함한다.
상기 FIR2 및 FIR3 필터 블록들은 데시메이션(decimation)없이 대칭하는 필터들이다. WCDMA와 같이 상대적으로 넓은 대역폭의 에어 인터페이스 표준에 대해, 상기 FIR2 및 FIR3 필터 블록들은 대역폭을 증가시키기 위해 연동, 즉 직렬로 연결된다(cascaded). CDMA 및 GSM과 같이 상대적으로 좁은 대역폭의 에어 인터페이스 표준에 대해, 상기 FIR3 필터 블록은 상기 이동국(111)의 전력 소모를 줄이기 위해 바이패스(bypass)될 수 있다. 모든 FIR 필터 블록들은 곱셈기/시프터 엔진(multiplier/shifter engines)(또는 로직 셀(logic cells))의 크기를 감소시키기 위해 대칭적이다.
상기 재구성가능한 자동 이득 제어 및 수신 신호 강도 표시기 블록(420)은 상기 재구성가능한 FIR3 필터 블록(410)으로부터의 상기 I 및 Q 샘플에 이득 제어(gain control)를 적용하고, RSSI 데이터를 상기 디지털 모뎀(260) 및 아날로그 모뎀(250)에 전달한다. 상기 재구성가능 자동 이득 제어 및 수신 신호 강도 표시기 블록(420)의 상기 I 및 Q 출력은 상기 보간 하프 대역 통과 필터(425)에 의해 필터링된다. 상기 필터링된 I 및 Q 출력은 상기 아날로그 모뎀(250) 또는 디지털 모뎀(260)에 전달된다. 아날로그 모뎀 인터페이스 회로는 상기 보간 하프 대역 통과 필터(425)의 상기 필터링된 I 및 Q 출력을 상기 아날로그 모뎀(250)으로 전달한다. 상기 아날로그 모뎀(250)이 사용중이면, 상기 IQ 스왑 및 포맷 블록(470)은 상기 디지털-아날로그 변환기(480)에 의한 아날로그 신호로의 변환 전에 상기 디지털 I 및 Q 샘플을 스왑(필요에 따라) 및 포맷한다. 상기 IQ 스왑 및 포맷 블록(470)은 상기 아날로그 모뎀(250)의 스펙에 의해 요구되는 상기 디지털-아날로그 변환기(480)의 포맷, 라우팅(routing) 및 상기 I 및 Q의 스와핑(swapping)을 만족하기 위해 상기 포맷(예컨대, 2의 보수, 오프셋 바이너리(offset binary) 등)을 결정하는 IQ 스왑2(SWAP2) 및 포맷3(FORMAT3) 파라미터에 의해 제어된다.
디지털 모뎀 인터페이스 회로는 상기 보간 하프 대역 통과 필터(425)의 상기 필터링된 I 및 Q 출력을 상기 디지털 모뎀(260)으로 전달한다. 상기 디지털 모뎀 (260)이 사용중이면, 상기 재구성가능한 리샘플러(430)는 상기 보간 하프 대역 통과 필터(425)로부터의 상기 I 및 Q 데이터를 리샘플(resample)하여 상기 디지털 모뎀(260)의 데이터 전송율을 매칭시킨다(matching). 상기 라운드 및 DC 오프셋 블록(440)은 추가적인 라운딩(rounding) 및 DC 오프셋(Direct Current offset)을 상기 리샘플된 데이터에 적용하여 상기 디지털 모뎀(260)을 매칭시킨다. 이후, 상기 I 및 Q 데이터 샘플은 상기 FIFO(450)에 저장된다. 상기 IQ 스왑 및 포맷 블록(460)은 상기 FIFO(450)로부터 상기 I 및 Q 샘플을 독취하고, 상기 디지털 I 및 Q 샘플의 스와핑(swapping)(필요에 따라) 및 포맷팅(formatting)(예를 들면, 2의 보수, 오프셋 바이너리(ofset binary) 등)을 실행하여, 상기 디지털 모뎀(260)을 매칭시킨다. 상기 IQ 스왑 및 포맷 블록(460)의 출력은 상기 디지털 모뎀(260)으로 전달된다.
또한, 본 발명은 상기 자동 이득 제어 및 수신 신호 강도 표시기 블록(420), 상기 보간 하프 대역 통과 필터(425) 및 상기 리샘플러(430)를 위한 바이패스 옵션(bypass options)을 제공하며, 상기 바이패스 옵션은 무선 모뎀 스펙에 좌우된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 GSM, CDMA 및 WCDMA 에어 인터페이스 표준에 대한 멀티 모드 디지털 하강 변환기를 위한 파라미터의 구성도이다.
상기 필터 블록들(320, 330, 340 및 410) 및 상기 보간 하프 대역 통과 필터(425)에서 사용된 상기 재구성가능한 필터들에 대해 특별한 필터 구조가 본 발명에 의해 요구되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 상기 재구성가능한 CIC 필터 블록(320)의 상기 재구성가능한 CIC 데시메이션 필터들(Cascaded integrator/Comb decimation filters) 및 상기 필터 블록들(330, 340 및 410)의 상기 재구성가능한 FIR 필터들은 상기 이동국(111)에서 사용된 필수 에어 인터페이스 표준에 적합한 종래의 필터들이 될 수 있다. 마찬가지로, 상기 보간 하프 대역 통과 필터(425)는 특정 애플리케이션에 적합한 종래의 필터 구조가 될 수 있다.
본 발명이 예시적인 실시예에 의해 설명되었으나, 다양한 변화 및 변형이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다. 본 발명은 첨부된 청구항의 범위내에서 이러한 변화 및 변형을 포함한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 상이한 에어 인터페이스 표준하에서 동작하는 다양한 무선 네트워크에서 통신할 수 있는 이동국 또는 무선 단말에 이용될 수 있는 멀티 모드 디지털 하강 변환기와 그에 따른 멀티 모드 이동국을 제공함으로써, 입력되는 중간 주파수 신호를 에어 인터페이스 표준에서 선택된 하나의 표준에 따른 기저대역으로 하강 변환할 수 있는 효과가 있다.

Claims (20)

  1. 입력되는 중간 주파수(IF:Intermediate frequency) 신호를 다수의 에어 인터페이스(air interface) 표준들에서 선택된 하나의 표준에 따라 기저대역 레벨로 하강 변환하기 위한 멀티 모드 디지털 하강 변환기에 있어서,
    상기 중간 주파수 신호를 증폭할 수 있는 제1 이득 파라미터(gain parameter)에 의해 제어되는 재구성가능 이득 제어 블록;
    제1 인-페이즈(in-phase) 기저대역 신호를 생성하기 위해서 상기 증폭된 중간 주파수 신호를 수신 및 하강 변환하고, 프로그램가능 오실레이터로부터 제1 기준 신호를 수신하는 믹서단;
    제2 이득 파라미터 및 제1 데시메이션 파라미터(decimation parameter)에 의해 제어되는 재구성가능한 CIC(Cascaded integrator/Comb) 데이메이션 필터 블록;
    제3 이득 파라미터, 제1 탭스 파라미터(taps parameter) 및 제2 데시메이션 파라미터에 의해 제어되는 제1 재구성가능한 유한 임펄스 응답 필터 블록; 및
    제4 이득 파라미터 및 제2 탭스 파라미터에 의해 제어되는 제2 재구성가능한 유한 임펄스 응답 필터 블록을 포함하고,
    상기 재구성가능한 CIC 데시메이션 필터 블록은 상기 제2 이득 파라미터에 따라 상기 제1 인-페이즈 기저대역 신호를 필터링하고, 필터링된 제1 인-페이즈 기저대역 신호를 생성하기 위해서 상기 제1 데시메이션 파라미터에 따라 상기 제1 인-페이즈 기저대역 신호를 데시메이팅(decimating)하고, 상기 제1 및 제2 이득 파라미터와 상기 제1 데시메이션 파라미터는 상기 선택된 에어 인터페이스 표준에 의해 결정되며, 상기 프로그램가능 오실레이터는 상기 선택된 에어 인터페이스 표준에 따라 프로그램되는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 디지털 하강 변환기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 재구성가능한 유한 임펄스 응답 필터 블록은 상기 제3 이득 파라미터 및 상기 제1 탭스 파라미터에 따라 상기 필터링된 제1 인-페이즈 기저대역 신호를 필터링하고, 상기 제2 데시메이션 파라미터에 따라 상기 필터링된 제1 인-페이즈 기저대역 신호를 데시메이팅하여 필터링된 제2 인-페이즈 기저대역 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 디지털 하강 변환기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 재구성가능한 유한 임펄스 응답 필터 블록은 상기 제4 이득 파라미터 및 상기 제2 탭스 파라미터에 따라 상기 필터링된 제2 인-페이즈 기저대역 신호를 필터링하여 필터링된 제3 인-페이즈 기저대역 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 디지털 하강 변환기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제2 재구성가능한 유한 임펄스 응답 필터 블록은 상기 필터링된 제3 인-페이즈 기저대역 신호가 상기 필터링된 제2 인-페이즈 기저대역 신호와 동일하도록 바이패스(bypass)되는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 디지털 하강 변환기.
  5. 제 3항에 있어서,
    제5 이득 파라미터 및 제3 탭스 파라미터에 의해 제어되는 제3 재구성가능한 유한 임펄스 응답 필터 블록을 더 포함하고,
    상기 제3 재구성가능한 유한 임펄스 응답 필터 블록은 상기 제5 이득 파라미터 및 상기 제3 탭스 파라미터에 따라 상기 필터링된 제3 인-페이즈 기저대역 신호를 필터링하여 필터링된 제4 인-페이즈 기저대역 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 디지털 하강 변환기.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제3 재구성가능한 유한 임펄스 응답 필터 블록은 상기 필터링된 제4 인-페이즈 기저대역 신호가 상기 필터링된 제3 인-페이즈 기저대역 신호와 동일하도록 바이패스되는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 디지털 하강 변환기.
  7. 제 5항에 있어서,
    이득 조정된 인-페이즈 기저대역 신호를 생성하기 위해서 상기 필터링된 제4 인-페이즈 기저대역 신호를 증폭할 수 있는 자동 이득 제어 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 디지털 하강 변환기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 자동 이득 제어 블록은 상기 이득 조정된 인-페이즈 기저대역 신호와 상기 필터링된 제4 인-페이즈 기저대역 신호가 동일하도록 바이패스되는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 디지털 하강 변환기.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 자동 이득 제어 블록에 결합되어 상기 이득 조정된 인-페이즈 기저대역 신호를 아날로그 모뎀에 적용되는 아날로그 기저대역 출력 신호로 변환하는 아날로그 인터페이스 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 디지털 하강 변환기.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 자동 이득 제어 블록에 결합되어 상기 이득 조정된 인-페이즈 기저대역 신호를 디지털 모뎀에 적용되는 디지털 기저대역 출력 신호로 변환하는 디지털 인터페이스 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 디지털 하강 변환기.
  11. 상이한 에어 인터페이스 표준하에서 동작하는 무선 네트워크에 액세스(access)하는 멀티 모드 이동국에 있어서,
    다수의 에어 인터페이스 표준들에서 선택된 하나의 표준에 따라, 입력되는 무선 주파수 신호를 하강 변환하여 제1 중간 주파수 신호를 생성하는 무선 주파수-중간 주파수 하강 변환기; 및
    상기 제1 중간 주파수 신호를 상기 선택된 표준에 따라 기저대역 레벨로 하강 변환하는 멀티 모드 디지털 하강 변환기를 포함하고,
    상기 멀티 모드 디지털 하강 변환기는,
    상기 제1 중간 주파수 신호를 증폭할 수 있는 제1 이득 파라미터에 의해 제어되는 재구성가능한 이득 제어 블록과,
    제1 인-페이즈 기저대역 신호를 생성하기 위해서 상기 증폭된 제1 중간 주파수 신호를 수신 및 하강 변환하고, 프로그램가능한 오실레이터로부터 제1 기준 신호를 수신하는 믹서단과,
    제2 이득 파라미터 및 제1 데시메이션 파라미터에 의해 제어되는 재구성가능한 CIC(Cascaded integrator/Comb) 데이메이션 필터 블록과,
    제3 이득 파라미터, 제1 탭스 파라미터 및 제2 데시메이션 파라미터에 의해 제어되는 제1 재구성가능한 유한 임펄스 응답 필터 블록과,
    제4 이득 파라미터 및 제2 탭스 파라미터에 의해 제어되는 제2 재구성가능한 유한 임펄스 응답 필터 블록을 포함하고,
    상기 재구성가능한 CIC 데시메이션 필터 블록은 상기 제2 이득 파라미터에 따라 상기 제1 인-페이즈 기저대역 신호를 필터링하고, 필터링된 제1 인-페이즈 기저대역 신호를 생성하기 위해서 상기 제1 데시메이션 파라미터에 따라 상기 제1 인-페이즈 기저대역 신호를 데시메이팅하고, 상기 제1 및 제2 이득 파라미터와 상기 제1 데시메이션 파라미터는 상기 선택된 에어 인터페이스 표준에 의해 결정되며, 상기 프로그램가능 오실레이터는 상기 선택된 에어 인터페이스 표준에 따라 프로그램되는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 이동국.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제1 재구성가능한 유한 임펄스 응답 필터 블록은 상기 제3 이득 파라미터 및 상기 제1 탭스 파라미터에 따라 상기 필터링된 제1 인-페이즈 기저대역 신호를 필터링하고, 상기 제2 데시메이션 파라미터에 따라 상기 필터링된 제1 인-페이즈 기저대역 신호를 데시메이팅하여 필터링된 제2 인-페이즈 기저대역 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 이동국.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제2 재구성가능한 유한 임펄스 응답 필터 블록은 상기 제4 이득 파라미터 및 상기 제2 탭스 파라미터에 따라 상기 필터링된 제2 인-페이즈 기저대역 신호를 필터링하여 필터링된 제3 인-페이즈 기저대역 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 이동국.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제2 재구성가능한 유한 임펄스 응답 필터 블록은 상기 필터링된 제3 인-페이즈 기저대역 신호가 상기 필터링된 제2 인-페이즈 기저대역 신호와 동일하도록 바이패스되는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 이동국.
  15. 제 13항에 있어서,
    제5 이득 파라미 및 제3 탭스 파라미터에 의해 제어되는 제3 재구성가능한 유한 임펄스 응답 필터 블록을 더 포함하고,
    상기 제3 재구성가능한 유한 임펄스 응답 필터 블록은 상기 제5 이득 파라미터 및 상기 제3 탭스 파라미터에 따라 상기 필터링된 제3 인-페이즈 기저대역 신호 를 필터링하여 필터링된 제4 인-페이즈 기저대역 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 이동국.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 제3 재구성가능한 유한 임펄스 응답 필터 블록은 상기 필터링된 제4 인-페이즈 기저대역 신호가 상기 필터링된 제3 인-페이즈 기저대역 신호와 동일하도록 바이패스되는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 이동국.
  17. 제 15항에 있어서,
    이득 조정된 인-페이즈 기저대역 신호를 생성하기 위해서 상기 필터링된 제4 인-페이즈 기저대역 신호를 증폭할 수 있는 자동 이득 제어 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 이동국.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 자동 이득 제어 블록은 상기 이득 조정된 인-페이즈 기저대역 신호와 상기 필터링된 제4 인-페이즈 기저대역 신호가 동일하도록 바이패스되는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 이동국.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 자동 이득 제어 블록에 결합되어 상기 이득 조정된 인-페이즈 기저대역 신호를 아날로그 모뎀에 적용되는 아날로그 기저대역 출력 신호로 변환하는 아날로그 인터페이스 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 이동국.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 자동 이득 제어 블록에 결합되어 상기 이득 조정된 인-페이즈 기저대역 신호를 디지털 모뎀에 적용되는 디지털 기저대역 출력 신호로 변환하는 디지털 인터페이스 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 모드 이동국.
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