KR19980042852A - 초기 주파수 획득 장치를 구비한 이동 통신 단말기 - Google Patents

Abstract

이동통신 단말기에서 스위치(10)은 전원 공급을 켜면 처음에 초기 설정모드로 설정된다. 기준 발신기 제어 회로는 초기화되고, 이런 상태에서, 기준 발전기의 출력 주파수는 통상적으로 크게 시프트된다. 기지국 탐색은 최초로 시행되고, 그 결과, 기지국이 포착될 수 없으면, 오프셋 신호가 주파수 오프셋 발생 회로(12)에 의하여 발생되어, 기준 발진기 제어 회로(5)를 통하여 기준 발진기(6)의 출력주파수를 시프트시킨다. 이런 동작은 기지국이 포착될 때까지 반복되어서, 기지국 탐색은 기준 발진기(6)의 출력 주파수가 시프트되는 동안 계속된다. 기지국 포착이 성공하면, 스위치(10)은 AFC쪽으로 전환되어 자동 주파수 조정을 시행한다.

Description

초기 주파수 획득 장치를 구비한 이동 통신 단말기

본 발명은 부호 분할 다중 접속(CDMA) 시스템에서 수신 신호가 통상적으로 복조될 때 최초로 자동 주파수 제어(AFC)를 수행할 수 있는 이동 통신 시스템의 단말기에 관한 것이고, 더 상세히 말하자면 기준 발진기의 송신 주파수를 조정하는 기술에 관한 것이다.

최근의 이동 통신 시스템에서는 900MHz 내지 몇몇 GHz의 고주파수가 사용되어 왔다. 그런 이유로, 비록 주파수 에러율이 약 3ppm인 고 정확율의 TCXO(온도 보상 수정 발진기)가 사용되지만, 3kHz 이상의 주파수 에러가 발생할 수 있다. 그러나, 그러한 주파수 에러가 수신 신호를 복조하는 것을 어렵게 만들기 때문에, 보다 더 정확율이 높은 TCXO에 대한 연구가 진행되고 있다. 그에 반하여, 보다 더 높은 정확율에 대한 수요에 의해 값비싼 이동 통신 단말기가 등장한다. 그러한 상황하에서, 상기 TCXO에 의하여 발진되는 기준 주파수를 수신 신호에 따라서 조정하는 기술이 요구된다.

수신 신호에 따라서 기준 주파수를 조정하는 종래의 예는, 예를 들면, 일본 미심사 특허 공개 번호 제 헤이 6-326740호에 설명되어 있다. 도 1은 이러한 종래의 예를 설명하는 블록도이다.

도 1에서, 안테나(1)에 의하여 수신된 수신 전파는 중간 주파수 대역 신호 주파수로 변환된 다음, 복조기(3)으로 입력된다. 복조기(3)으로 입력된 중간 주파수 대역 신호는 기준 발진기(6)의 출력 주파수 에러에 기초한 주파수 에러를 포함한다. 복조기(3)는 중간 주파수 대역 신호를 출력 복조 데이터와 재생 반송파의 주파수를 나타내는 주파수 데이터로 복조한다. 상기 주파수 데이터는 주파수 에러 탐지회로(4)로 공급된다.

주파수 에러 탐지 회로(4)는 주파수 데이터와 선지정된 중간 주파수 대역 신호의 주파수사이에 주파수 에러를 탐지한다. 주파수 에러 탐지 회로(4)로부터 나온 탐지 출력은 기준 발진기 제어 회로(5)에 공급된다. 기준 발진기 제어 회로(5)는 주파수 에러를 보상하는 주파수 에러 보상 신호(기준 발진기 제어 신호)를 발생시키고, 상기 주파수 에러 보상 신호를 기준 발진기(6)로 입력시켜, 주파수 에러가 선지정된 값이하로 될 때까지, 그렇게하여 안정화된 동작을 수행할 때까지 기준 발진기(6)의 송신 주파수를 제어한다. 주파수 에러 탐지 회로(4)는 주파수 계수기 등으로 구성될 수 있다. 기준 발진기(6)은 주파수 합성기의 출력 주파수의 기준값으로서 신호를 출력한다.

상기에서 언급된 바와 같이, 종래의 시스템은 주파수 에러가 어떤 방식에 의하여 탐지되고, 탐지된 주파수 에러는 기준 발진기의 출력 주파수로 귀환되고, 그에 의하여 주파수 에러를 감소시키는 방법을 사용한다.

그런데, 미국의 IS95 시스템 등에 의하여 대표되는 CDMA를 사용하는 이동 통신 시스템에서는, 확장 스펙트럼 시스템이 변조 시스템으로 사용되고, 확장 부호에 의하여 채널이 결정된다. 그래서, 다수의 부호 채널이 동일 주파수 채널에 존재하여, 서로 다른 신호가 각각의 부호 채널을 통하여 송신된다. 그리고, 기지국도 또한 동일 주파수 채널을 사용하기 때문에 여러 기지국 및 부호 채널이 단말기에 의하여 수신되는 전파에 혼재된다. 이런 점이 통상적인 아나로그 시스템 또는 TDMA-디지털 시스템과 CDMA 시스템간의 주요한 차이점이다.

그래서, CDMA 시스템이 동일 주파수 채널에 포함된 다수의 신호로부터 조작자에게 송신되는 신호를 추출하도록 요구된다. 이런 요건을 달성하려면, 기지국 탐색, 동기화 또는 스펙트럼 복귀와 같은 복잡한 처리과정이 요구된다.

종래의 주파수 조정 방법이 CDMA 시스템에서 사용되는 방안이 제안되어 있다. 이 방안은, 기지국 탐색, 동기화 또는 스펙트럼 복귀와 같은 복잡한 모든 처리과정이 잘 수행된 후 최초로 주파수 에러가 탐지될 수 있다는 첫 번째 문제점을 가지고 있다. 달리 말하자면, 기지국 탐색, 동기화 또는 스펙트럼 복귀와 같은 처리과정은 주파수 조정이 시행되기 전에 잘 수행되어야 한다.

종래의 주파수 조정 방법이 CDMA 시스템에서 사용되는 경우, 기지국 탐색, 동기화 또는 스펙트럼 복귀와 같은 처리 과정을 정상적으로 시행할 정도로 기준 주파수의 에러는 아주 작아야 한다는 두 번째 문제점이 또한 있다.

상기와 같은, 첫 번째 문제점과 두 번째 문제점에는 우선 순위가 없고, 다른 문제점이 해결되지 않고서는 어느 한 문제점이 해결될 수 없다는 점에서 서로 상충적이다.

본 발명은 종래 시스템에 있는 상기 문제점들을 해결하기 위하여 만들어졌고, 그래서, 본 발명의 목적은 전원 공급이 켜졌을 때의 초기 상태로부터 주파수 에러가 잘 압축되어 기지국이 포착되는 기술을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 이동 통신 단말기의 구조를 도시한 블록도

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 통신 단말기를 도시한 블록도

도 3은 본 발명에 따른 이동 통신 단말기의 동작을 설명하는 흐름도

도 4는 기준 발진기의 조정 형태를 도시한 설명도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

2 : 수신 회로3 : 복조기

4 : 주파수 에러 탐지 회로5 : 기준 발진기 제어 회로

6 : 기준 발진기7 : 주파수 합성기

8 : 변조 회로9 : 전력 증폭기

10 : 초기 설정11 : 기지국 탐색 회로

12 : 주파수 오프셋 발생 회로13 : 메모리

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따라, 아래와 같은 구성품을 포함하는 이동 통신 단말기가 제공된다.

기지국으로부터 송신되는 전파를 수신하는 수신 회로;

수신 회로에 로컬 신호를 출력하는 로컬 신호 발생 수단;

로컬 신호 발생 수단의 발진 주파수의 기준을 지칭하는 기준 신호를 송신하는 기준 발진기;

기준 발진기의 송신 주파수를 제어하는 제어 신호를 발생시키는 기준 발진기 제어 수단;

수신회로에 의하여 수신된 신호를 복조하는 복조 수단;

복조 수단으로부터 출력되는 복조 신호를 입력하여, 기지국의 실재/부재를 탐지하기 위하여 복조 신호에 포함되고 기지국을 지칭하는 식별 신호를 탐색하는 기지국 탐색 수단; 및

기지국 탐색 수단의 탐색 결과에 따라, 기준 발진기 제어 수단에 의하여 발생되는 제어 신호를 변경하여, 기준 신호 발진기의 송신 주파수를 오프셋하는 주파수 오프셋 발생 수단.

이 밖에, 기지국을 지칭하는 식별 신호가 기지국 탐색 수단에 의하여 정확하게 탐지될 수 있는 경우, 기지국 탐색 수단은 기지국 오프셋 발생 수단이 기준 신호 발진기의 송신 주파수를 오프셋하지 않게 한다.

이동 통신 단말기는 복조 수단으로부터 출력되는 복조 신호를 입력하여, 기준 발진기의 주파수 에러를 탐지하는 주파수 에러 탐지 수단을 또한 포함하고, 동 단말기에서, 주파수 오프셋 발생 수단에 의한 주파수 신호 발진기의 출력 주파수 오프셋 기능이 중단된 후, 기준 발진기 제어 수단에 의하여 발생되는 제어 신호가 주파수 에러 탐지 수단에 의하여 출력되는 주파수 에러 신호에 따라 생성되어, 기준 신호 발진기의 송신 주파수를 제어한다.

이 밖에도, 어떤 한 모드의 본 발명에 있어서, 이동 통신 단말기는 상기 구성품에 추가하여 기준 발진기 제어 수단으로 출력되는 제어 신호를 저장하는 저장 수단을 포함하여서, 저장 수단에 저장된 데이터는 이동 통신 단말기의 전원 공급이 켜질 때 제어 신호의 초기값으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 이동 통신 단말기는, 전원 공급 등등이 켜질 때 회로의 최적제어 상태를 알지 못하는 상태하에, CDMA 시스템에 있어서 수신 신호를 복조하기 위하여 기지국 탐색, 동기화 또는 스펙트럼 복귀와 같은 복잡한 처리 과정을 시행하는데 요구되는 주파수가 이동 통신 시스템의 단말기에서 조정되도록 설계된다. 이 점을 수행하는 수단으로서, 본 발명의 이동 통신 단말기는 기지국을 지칭하는 식별 신호를 탐지하는 기지국 탐색 회로를 포함한다.

전원 공급을 켜면, 기지국 탐색 회로가 작동되어 기지국의 실재/부재를 탐색한다. 기지국이 탐지되지 않는 경우, 기준 주파수는 선지정된 주파수에 의하여 시프트되어 다시 기지국을 탐색한다. 이러한 과정은 기지국이 탐지될 때까지 계속되어서 자연적으로 기준 주파수를 조정한다.

본 발명의 상기 목적, 기타 목적 및 특징들은 첨부 도면들과 연계하여 기술된 다음의 설명으로부터 더욱 명백해 질 것이다.

양호한 실시예의 상세한 설명

이제, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명된다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 통신 단말기를 도시한 블록도이다. 도 1과 도 2를 비교하면 명백해지듯이, 본 실시예는 기지국 탐색 회로(11) 및 탐색 결과에 따라 작동하는 주파수 오프셋 발생 회로(12)가 제공되어 있다는 점에서 도 1에서 도시된 이전 기술과 다르다. 이 외에도, 본 실시예는, 기지국이 포착되고 동기화가 확립되고 스펙트럼 복귀가 작동가능한 상태가 된 후, 전원 공급을 켤 때 초기화 상태에서 기준 발진기를 조정하는 동작을 주파수 에러 탐지기를 사용하는 종래의 시스템의 주파수 조정 동작으로 전환하는 스위치 (10)이 제공되어 있다는 점에서 이전 기술과 다르다. 상기 차이점을 제외한 본 발명과 이전 기술간의 기타 차이점들은 설명이 진행되면서 명백해진다.

도 3은 도 2에 도시된 이동 통신 단말기의 작동을 설명하는 흐름도이다. 주로 도 1과 도 3을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시예는 보다 더 상세히 설명된다. 도 1의 이전 기술의 부품들로부터 변경되지 않은 부품에 대한 상세한 설명은 본 명세서에서 생략된다는 점을 유의하여야 한다.

전원 공급이 켜지는 초기 상태에서, 스위치 (10)은 초기 설정 쪽, 즉, 주파수 오프셋 발생 회로(12) (도 3의 단계 S1)의 출력으로 접속되는데, 이 회로는 초기 설정 모드로 설정되어 있다. 기준 발진기 제어 회로(5)가 초기화되며(도 3의 단계 S2), 이런 상태에서 기준 발진기의 출력 주파수는 통상적으로 수신 신호의 주파수로부터 크게 시프트된다.

도 4는 기준 발진기의 조정 형태를 도시한다. 예를 들면, 기준 발진기(6)의 주파수는 목표 주파수 f_t에 대하여 f₁이다. 이 도면에서 (1)로 표시되는 범위는 기준 발진기의 주파수가 f₁일 때 기지국 탐색이 작동가능한 범위를 나타낸다.

이런 상태에서, 기지국 탐색이 최초로 수행된다.(도면의 단계 S3). 그 결과, 기지국이 포착될 수 없으면, 주파수 △f 에 상응하는 오프셋 신호가 주파수 오프셋 발생 회로(12)에 의하여 발생되고, 기준 발진기(6)의 출력 주파수는 단계 S15에서 기준 발진기 제어 회로(5)를 통하여 f₂로 시프트된다.

상기 동작으로, 기지국 탐색이 작동가능한 범위는 범위 (2)가 된다. 이 단계에서, 기지국 탐색이 다시 시행된다. 도 4에서, 범위 (2)에 어떠한 목표 주파수 f_t도 포함되어있지 않기 때문에 기지국 탐색은 다시 실패한다. 다음 번에, 주파수 오프셋 발생 회로(12)는 단계 S15에서 (주파수 - 2x △f)에 상응하는 오프셋 신호를 다시 발생하게 되고, 기준 발진기(6)의 출력 주파수는 기준 발진기 제어 회로(5)를 통하여 f₃로 시프트된다. 그 결과, 기지국 탐색이 작동가능한 범위는 도 4의 범위(3)가 된다. 이런 상황에서, 기지국 탐색이 또 시행되면, 목표 주파수 f_t가 도 4의 범위 (3)에 포함되어있기 때문에 기지국이 포착될 수 있다. 이에 반하여, 기지국이 범위 (3)에서도 포착될 수 없으면, 2x △f 에 상응하는 오프셋 신호가 이제는 단계 S5에서 공급된다. 기지국 포착이 성공하면, 스위치(10)은 단계 S6에서 AFC 쪽으로 전환되어, 도 1을 참조하여 설명된 종래의 자동 주파수 제어가 시동된다.

이 외에, 이전 동작중에 수행되었던 주파수 조정에 의하여 얻어진 제어 신호, 즉, 기지국 포착이 성공할 때 얻어진 제어 신호는 메모리(13)에 저장되어서, 이 신호는 후속의 초기 주파수 조정의 초기값으로 사용될 수 있다. 본 방식에 따르면, 전원 공급이 켜진 후, 즉시 기지국을 포착하는 데 요구되는 주기는 더욱 단축될 수 있다.

상기에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따라, 기준 주파수는, 종래의 기준 주파수 조정 방법을 적용하기가 어려운 경우에도, 예를 들면, CDMA 시스템을 사용하는 이동 통신 단말기의 전원 공급을 켜는 초기 상태에서도 신속하고 정확하게 조정될 수 있다. 그리하여, 본 발명은, 값비싸고 정확율이 높은 TCXO를 사용하지 않고서도 기준 주파수를 신속하고 정확하게 조정할 수 있는 이동 통신 단말기를 공급할 수 있다.

본 명세서에 공개된 발명의 변형이 본 기술에 숙달된 사람에 의하여 실시될 수 있으며, 그러한 모든 변형도 첨부된 청구항에 의하여 정의되는 본 발명의 범위내에 있는 것으로 간주된다.

Claims (7)

1. 기지국으로부터 송신되는 전파를 수신하는 수신 회로 수단;

   상기 수신 회로에 로컬 신호를 출력하는 로컬 신호 발생 수단;

   상기 로컬 신호 발생 수단의 발진 주파수의 기준을 표시하는 기준 신호를 송신하는 기준 발진기 수단;

   상기 기준 발진기의 발진 주파수를 제어하는 제어 신호를 발생시키는 기준 발진 제어 수단;

   상기 수신 회로에 의하여 수신된 신호를 복조하는 복조 수단;

   상기 복조 수단으로부터 출력되는 복조 신호를 입력하여, 상기 기지국의 실재/부재를 탐지하도록 복조 신호에 포함되고 기지국을 지칭하는 식별 신호를 탐색하는 기지국 탐색 수단; 및

   상기 기지국 탐색 수단의 탐색 결과에 따라, 상기 기준 발진기 제어 수단에 의하여 발생되는 제어 신호를 변경하여, 상기 기준 신호 발진기의 출력 주파수를 오프셋하는 주파수 오프셋 발생 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 기지국 탐색 수단이 기지국을 지칭하는 식별 신호를 정확하게 탐지할 때, 상기 기지국 탐색 수단은, 상기 주파수 오프셋 발생수단이 상기 주파수 신호 발진기의 출력 주파수를 오프셋하는 것을 중단시키는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 기지국 탐색 수단은, 상기 복조 수단으로부터 출력되는 복조 신호를 입력하여, 상기 기준 발진기의 주파수 에러를 탐지하는 주파수 에러 탐지 수단을 포함하며

   상기 기지국 탐색 수단은 상기 주파수 오프셋 발생수단이 상기 기준 신호 발진기의 출력 주파수를 오프셋하는 것을 중단시킨 후, 상기 기준 발진기 제어 수단이 상기 주파수 에러 탐지 수단에 의하여 출력되는 주파수 에러 신호에 따라서 상기 기준 발진기 제어 수단에 의하여 발생되는 제어 신호를 변경하여, 상기 기준 신호 발진기의 출력 주파수를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 기지국 탐색 수단은 상기 복조 수단으로부터 출력되는 복조 신호를 입력하여, 상기 기준 발진기의 주파수 에러를 탐지하는 주파수 에러 탐지 수단을 포함하며

   상기 기지국 탐색 수단은 상기 주파수 오프셋 발생수단이 상기 기준 신호 발진기의 출력 주파수를 오프셋하는 것을 중단시킨 후, 상기 기준 발진기 제어 수단이 상기 주파수 에러 탐지 수단에 의하여 출력되는 주파수 에러 신호에 따라서 상기 기준 발진기 제어 수단에 의하여 발생되는 제어 신호를 변경하여, 상기 기준 신호 발진기의 출력 주파수를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 주파수 오프셋 발생 수단은 기지국을 지칭하는 정확한 식별 신호를 탐지할 때, 상기 주파수 발진기 제어 수단으로부터 출력되는 제어 신호를 저장하는 저장 수단을 포함하고, 상기 저장 수단에 저장된 데이터는 후속의 지지국 탐색을 시행할 때 상기 제어 신호의 초기값으로 사용되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 주파수 오프셋 발생 수단은 기지국을 지칭하는 정확한 식별 신호를 탐지할 때, 상기 주파수 발진기 제어 수단으로부터 출력되는 제어 신호를 저장하는 저장 수단을 포함하고, 상기 저장 수단에 저장된 데이터는 후속의 지지국 탐색을 시행할 때 상기 제어 신호의 초기값으로 사용되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기.
7. 제 3 항에 있어서,

   상기 주파수 오프셋 발생 수단은 기지국을 지칭하는 정확한 식별 신호를 탐지할 때, 상기 주파수 발진기 제어 수단으로부터 출력되는 제어 신호를 저장하는 저장 수단을 포함하고, 상기 저장 수단에 저장된 데이터는 후속의 지지국 탐색을 시행할 때 상기 제어 신호의 초기값으로 사용되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기.