KR20000040440A - 단일 위상동기루프 구조를 갖는 무선 주파수 송수신모듈 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시분할 이중화 방식으로 무선 주파수를 송수신하는 무선통신시스템에 있어서 단일 위상동기루프 구조로 운영되는 무선 주파수 송수신 모듈의 정상상태(Steady State) 기간을 확장할 수 있도록 제어하는 방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 방법은, 수신모드로 전환된 후, R-워드 및 F-워드의 래치 인에이블 신호를 무선 주파수 송수신 모듈에 구비되어 있는 위상동기루프로 순차적으로 발생한 뒤, 그 다음 송신모드에서 이용할 R-워드 데이타와 F-워드 데이타를 상술한 위상동기루프로 제공하고, 수신모드가 종료된 후, 송신모드로 전환되는 시점에서 R-워드 및 F-워드 래치 인에이블신호를 위상동기루프로 발생하고, 그 다음 수신모드에서 이용할 R-워드 및 F-워드 데이타를 위상동기루프로 발생한다. 이와 같은 과정을 통신모드가 종료될 때까지 반복 수행한다. 따라서, 1주기당 마이컴으로부터 R-워드에 해당되는 위상동기루프 데이타를 제공받는데 소요되는 시간만큼 정상상태로 운영되는 기간을 연장시킬 수 있다.

Description

단일 위상동기루프 구조를 갖는 무선 주파수 송수신모듈 제어방법

본 발명은 무선통신시스템에 있어서 무선 주파수(Radio Frequency, 이하 RF라고 약함) 송수신모듈(TX/RX Module)에 관한 것으로, 특히 단일 위상동기루프(Phase Locked Loop, 이하 PLL이라 약함) 구조를 갖는 무선 주파수 송수신모듈의 정상상태(Steady State) 기간을 확장할 수 있도록 제어하는 무선 주파수 송수신 모듈 제어방법에 관한 것이다.

무선통신시스템에 구비되는 RF 송수신모듈은 안테나에 연결되어 300GHz보다 낮은 주파수를 무선으로 송수신할 수 있도록 구성된 것으로, 일반적으로 시분할 이중화(Time Division Duplex, 이하 TDD라고 약함)방식으로 RF를 송수신한다. TDD방식은 일정한 간격으로 송신 데이타와 수신 데이타가 전송될 수 있도록 하는 것으로서, 1회의 송신주기와 수신주기가 TDD의 1 프레임이 된다.

이와 같이 TDD방식으로 운영되는 RF 송수신모듈이 단일 PLL구조를 갖는 경우에, 수신주기에는 구비되어 있는 PLL이 선택된 수신채널에 적합한 발진주파수를 출력할 수 있도록 수신모드에 적합한 PLL운영 데이타가 마이컴으로부터 제공되고, 송신주기에는 해당 송신모드에 적합한 PLL운영 데이타가 마이컴으로 부터 제공되도록 되어 있다. 따라서 송신주기에서 수신주기로 변환될 때와 송신주기에서 수신주기로 변환될 때마다 PLL 데이타가 RF 송수신 모듈내의 PLL로 인가된다.

도 1과 도 2를 참조하여 기존의 단일 PLL 구조를 갖는 RF 송수신 모듈의 동작을 설명하면 다음과 같다.

우선, 미도시된 마이컴에 의해 RF송수신 모듈이 수신모드(RX)로 제어되면, RF송수신 모듈내의 미도시된 TX/RX SW는 도 2에 도시된 바와 같이 수신주기동안(RX) 수신경로를 제공한다. 그리고 마이컴(미도시됨)은 도 2에 도시된 바와 같이 RF송수신 모듈(미도시됨)을 수신모드로 제어함과 동시에 수신모드에 적합한 R-워드의 PLL 데이타와 클럭신호를 RF 송수신 모듈내에 구비되어 있는 PLL(미도시됨)로 제공한다. R-워드는 상술한 PLL(미도시됨)운영에 필요한 기준신호에 대한 분주비에 대한 정보(R, M)로 이루어진다.

상술한 PLL은 도 1에 도시된 바와 같이 시프트 레지스터(101), 래치 제어부(102), 제 1 래치(103), 기준신호 분주기(104), 제 2 래치(105), 귀환신호 분주기(106) 및 위상비교기(107)를 포함하도록 구성되어 운영되므로, 미도시된 마이컴으로부터 R-워드에 대한 PLL데이타와 클럭신호가 인가되면, 시프트 레지스터(101)로 전송하고, 도 2에 도시된 바와 같은 시점에서 마이컴(미도시됨)으로부터 R-워드에 대한 래치 인에이블신호(Latch Enable, 이하 LE라고 약함)가 인가되면, 제 1 래치(103)에 래치시킨 뒤, 기준신호 분주기(104)에 로드시킨다.

그 다음 F-워드(PLL운영에 필요한 N, A정보)에 대한 PLL데이타가 인가되면, 시프트 레지스터(101)로 전송하고, F-워드에 대한 LE신호가 인가되면, 시프트 레지스터(101)에 저장되어 있던 F-워드를 제 2 래치(105)에 래치시킨 뒤, 귀환신호 분주기(106)에 로드시킨다.

이와 같이 각 R-워드와 F-워드가 로드된 PLL은 인가되는 기준신호를 로드된 R워드에 따라 결정된 분주비에 의해 분주하여 위상비교기(107)로 전송하고, 귀환되는 신호는 로드된 F-워드에 따라 결정된 분주비에 의해 분주하여 위상비교기(107)로 전송하여 위상을 비교한 결과를 미도시된 전압제어발진기로 전송하는데, 이와 같은 과정을 통해 전압제어발진기(미도시됨)로부터 출력되는 발진 주파수가 정상적으로 수신이 가능한 상태(Steady State)가 될때까지 해당되는 RF 송수신 모듈은 도 2에 도시된 바와 같이 수μs에 해당되는 정착시간(Settling Time)을 갖게 된다. 따라서 RF 송수신 모듈은 도 2에 기재된 바와 같이 수신모드로 전환된 후, 수 백μs동안 비정상상태로 운영된 후, 정상상태로 설정되어 TX/RX SW(미도시됨)를 통해 수신되는 데이타에 대한 수신처리를 하게 된다.

송신모드시에도 도 2에 도시된 바와 같은 PLL은 동일하게 운영되므로, 상술한 수신모드시와 마찬가지로 송신모드로 전환된 후, 수 백 μs동안 비정상태로 운영된 후, 정상상태로 설정되어 TX/RX SW(미도시됨)를 통해 송신처리된 데이타를 송신하게 된다.

이와 같이 기존의 단일 PLL구조를 갖는 RF 송수신 모듈은 수신주기로 전환될 때와 송신주기로 전환될 때마다 수 백 μs에 해당되는 비정상상태기간을 갖게 되므로, 송신용 PLL과 수신용 PLL이 각각 구비되어 운영되는 RF 송수신 모듈에 비해 실질적으로 데이타를 송수신할 수 있는 시간이 줄어드는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 시분할 이중화(TDD)방식으로 운영되는 무선통신시스템에 구비되어 있는 무선 주파수 송수신모듈로 제공되는 위상동기루프 데이타의 제공시점을 제어하여 무선 주파수 송수신모듈의 정상상태(Steady State)기간을 연장시킬 수 있는 단일 위상동기루프 구조를 갖는 무선 주파수 송수신 모듈 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 무선 주파수 송수신 모듈 제어방법은, 단일 위상동기루프 구조로 운영되는 무선 주파수 송수신 모듈을 구비한 무선통신시스템에 있어서, 송수신 모드중 하나의 모드로 무선 주파수 송수신 모듈의 동작모드를 제어하는 단계; 동작모드를 제어한 후, 위상동기루프로 기준신호에 대한 분주비에 관련된 정보(R-워드)에 대한 제 1 래치신호를 발생하는 단계; 제 1 래치신호를 발생한 후, 제 1 소정 시간이 경과한 다음 위상동기루프로 귀환신호에 대한 분주비에 관련된 정보(F-워드)에 대한 제 2 래치신호를 발생하는 단계; 제 2 래치신호를 발생한 후, 동작모드 다음에 이어지는 동작모드에 대한 기준신호에 대한 분주비에 관련된 정보(R-워드)를 위상동기루프로 송출하는 단계;제 2 소정시간이 경과한 후, 다음에 이어지는 동작모드에 대한 귀환신호에 대한 분주비에 관련된 정보(F-워드)를 위상동기루프로 송출하는 단계; 하나의 모드가 종료되면, 통신모드가 종료되었는 지를 체크하는 단계;통신모드가 종료되었으면, 작업을 종료하는 단계; 통신모드가 종료되지 않았으면, 무선 주파수 송수신 모듈을 다음에 이어지는 동작모드로 제어한 후, 제 1 래치신호를 발생하는 단계로 리턴되는 단계를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 기존의 단일 위상동기루프 구조를 갖는 무선 주파수 송수신모듈에 구비되어 있는 위상동기루프의 개략적인 기능 블럭도이고,

도 2는 기존의 단일 위상동기루프 구조를 갖는 무선 주파수 송수신 모듈의 동작 타이밍도이고,

도 3은 단일 위상동기루프 구조를 갖는 무선 주파수 송수신 모듈을 구비한 무선통신시스템의 기능블럭도이고,

도 4는 본 발명에 따른 무선 주파수 송수신모듈 제어방법에 대한 동작 흐름도이고,

도 5는 본 발명에 따른 제어방법에 의한 무선 주파수 송수신모듈의 동작 타이밍도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

300:안테나 310:무선 주파수 송수신 모듈

317:위상동기루프(PLL) 318:전압제어발진기(VCO)

320:마이컴 330:키입력부

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 단일 위상동기루프(Phase Locked Loop, 이하 PLL이라 약함) 구조를 갖는 무선 주파수 송수신 모듈을 구비한 무선통신시스템의 개략적인 블럭도로서, 안테나(300), 무선 주파수(Radio Frequency, 이하 RF라고 약함) 송수신모듈(310), 무선통신시스템의 전기능을 제어하는 마이컴(320), 및 키입력부(330)로 구성된다.

무선 주파수 송수신모듈(310)은 안테나(300)와 연결되어 있는 대역통과필터(311), 송수신 스위치(TX/RX SW)(312), 저잡음 증폭기(Low Noise Amp, 이하 LNA라고 약함)(313), 혼합기(314), 중간주파 증폭기(Intermediate Frequency AMP, 이하 IF AMP라고 약함)(315), 주파수변조(Frequency Modulation, 이하 FM이라 약함) 검파기(316), 송수신시 발진주파수를 제공하기 위한 PLL(317)과 전압제어발진기(Voltage Controlled Oscillator, 이하 VCO라고 약함)(318), 및 전력 증폭기(Power Amp, 이하 PA라고 약함)(319)로 구성된다.

도 4는 본 발명에 따른 단일 PLL 구조를 갖는 RF 송수신 모듈 제어방법에 대한 동작 흐름도이고, 도 5는 도 4에 도시된 바와 같이 운영시 RF 송수신 모듈의 동작 타이밍도이다.

그러면, 도 3 및 도 5를 참조하여 도 4에 도시된 흐름도에 따른 동작을 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 무선통신시스템이 통신모드로 설정되면, 마이컴(320)은 키입력부(330)를 통해 송수신 모드변환이 요구되었는 지를 체크하여 수신모드를 먼저 수행할 지 송신모드를 먼저 수행할 지를 결정한 후에 다음 동작을 수행하게 되는데, 이는 기본적으로 거치는 처리단계이므로 도 4에서는 이에 대한 과정을 생략하였다.

따라서, 통신모드가 설정되면, 마이컴(320)은 제 401 단계로 진행되어 RF 송수신 모듈(310)을 수신모드로 제어한다. 이에 따라 RF 송수신 모듈(310)내의 TX/RX SW(312)의 기준접점(S0)은 접점(S1)과 스위칭되어 도 5에 도시된 바와 같이 수신주기(RX)동안 수신경로를 제공한다.

수신모드를 제어한 마이컴(320)은 제 402 단계로 진행되어 PLL(317)로 R-워드에 해당되는 래치 인에이블신호(PLL LE)를 도 5에 도시된 시점에서 발생한다. 이에 따라 도 1에 도시된 바와 같이 구성된 PLL(317)은 바로 전주기에서 인가된 R-워드 정보를 기준신호 분주기(104)로 로딩시키게 된다. R-워드는 인가되는 기준신호에 대한 분주비에 관련된 정보로서, R과 M정보로 이루어지는데, R정보는 프로그램 가능한 기준 카운터의 분주비이고, M은 모듈 프리스케일러(Modules Prescaler)의 분주비이다.

그 다음, 마이컴(320)은 제 403 단계로 진행되어 F-워드에 해당되는 래치 인에이블신호(PLL LE)를 도 5에 도시된 바와 같이 R-워드에 해당되는 래치 인에이블 신호를 발생한 후, 소정 시간이 경과된 시점에서 발생한다. F-워드는 귀환되는 신호에 대한 분주비에 관련된 정보로서, N과 A정보로 이루어지는데, N은 프로그램 가능한 카운터의 분주비이고, A는 스왈로우 카운터(Swallow Counter)의 분주비이다. 그리고 상술한 소정 시간은 F-워드가 마이컴(320)으로부터 입력되는데 소요되는 시간이 된다.

이에 따라 PLL(317)은 F-워드에 대한 분주비에 관련된 정보를 귀환신호 분주기(106)에 로드시키고, RF 송수신 모듈(310)은 도 5에 도시된 바와 같은 시점에서 정착시간이 발생된 후, R-워드가 시프트 레지스터(101)에 로드되는 시간만큼 연장된 정상상태를 갖게 된다.

상술한 RF송수신 모듈(310)의 동작과 병행하여 마이컴(320)은 F-워드에 대한 래치신호를 발생한 후, 제 404 단계로 진행되어 도 5에 도시된 바와 같이 다음의 송신모드에 해당되는 R-워드 데이타를 PLL(317)로 송출한다. 이에 따라 PLL(317)은 인가된 R-워드에 대한 데이타를 시프트 레지스터(101)의 해당 영역에 저장시키게 된다. 그 다음 제 405 단계로 진행되어 마이컴(320)은 송신용 F-워드에 대한 데이타를 PLL(317)로 송출하고, PLL(317)은 수신된 F-워드를 시프트 레지스터(101)의 해당 영역에 저장시킨다.

그 다음 마이컴(320)은 제 406 단계로 진행되어 수신모드가 종료되었는 지를 체크한다. 이에 대한 체크는 정해진 시간을 기준으로 이루어지는데, 이는 수신모드와 송신모드가 정해진 시간에 의해 규칙적으로 설정되기 때문이다. 제 406 단계의 체크결과, 수신모드가 종료되었으면, 제 407 단계로 진행되어 마이컴(320)은 통신모드가 종료되었는 지를 체크한다. 통신모드 종료 여부는 수신된 데이타에 의한 분석에 의해 이루어진다.

제 407 단계의 체크결과, 통신모드가 종료되지 않았으면, 마이컴(320)은 제 408 단계로 진행된다. 제 408 단계에서 마이컴(320)은 RF 송수신 모듈(310)의 동작모드를 송신모드로 제어한다. 이에 따라 TX/RX SW(312)의 기준접점(S0)은 접점(S2)로 스위칭되어 도 5에 도시된 바와 같은 송신주기(TX)동안 송신경로를 제공한다.

그리고 제 409 단계로 진행되어 R-워드 래치 인에이블신호를 발생하면, 상술한 제 402 단계에서와 같이 PLL(317)에서 시프트 레지스터(101)에 저장되어 있던 R-워드가 제 1 래치(103)에 래치되고, 기준신호 분주기(104)로 로드되게 된다. 그 다음 제 410 단계로 진행되어 마이컴(320)이 F-워드 래치 인에이블신호를 PLL(317)로 발생하면, 상술한 제 403 단계에서와 같이 PLL(317)에서 F-워드에 대한 로드가 이루어진다.

그 다음 마이컴(320)은 제 411 단계로 진행되어 그 다음 수신주기에서 이용될 수신용 R-워드 데이타를 PLL(317)로 송출하고, 제 412 단계로 진행되어 상술한 제 405 단계에서 언급한 바와 같은 시간이 경과하면, 수신용 F-워드 데이타를 PLL(317)로 송출한다. 이와 같이 송출되는 R-워드 및 F-워드 데이타에 대한 PLL(317)의 처리는 상술한 수신모드시와 동일하게 이루어진다.

그 다음 마이컴(320)은 제 413 단계로 진행되어 송신모드가 종료되었는 지를 체크한다. 체크결과, 송신모드가 종료되었으면, 제 414 단계로 진행되어 통신모드가 종료되었는 지를 체크한다. 체크결과, 통신모드가 종료되지 않았으면, 제 401 단계로 리턴되어 상술한 과정을 반복 수행한다. 그러나 제 414 단계 또는 제 407 단계에서 통신모드가 종료된 것으로 판단되면, 마이컴(320)은 통신모드를 종료한다.

상술한 도 4와 도 5는 수신모드를 먼저 수행하고, 송신모드를 수행하는 경우에 대해 예시하였으나, 송신모드를 먼저 수행하고 수신모드를 그 다음에 수행하는 경우에도 상술한 바와 동일하게 이루어진다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 시분할 이중화(TDD)방식으로 무선 주파수를 송수신하는 무선통신시스템에 구비되어 있는 무선 주파수 송수신 모듈로 제공되는 위상동기루프 데이타를 수신주기동안에는 그 다음 송신주기에 이용할 위상동기루프 데이타를 제공하고 송신주기동안에는 그 다음 수신주기에 이용할 위상동기루프 데이타를 제공하여 주기전환시점(송신주기에서 수신주기로 또는 수신주기에서 송신주기로 전환되는 시점)에서 위상동기루프가 바로 위상동기루프 데이타에 대한 래치처리를 할 수 있도록 함으로써, 1주기당 마이컴으로부터 R-워드에 해당되는 위상동기루프 데이타를 제공받는데 소요되는 시간만큼 정상상태로 운영되는 기간을 연장시킬 수 있는 효과가 있다. 이는 통신시간이 길 경우에 더 큰 효과를 기대할 수 있다.

Claims (1)

1. 단일 위상동기루프 구조로 운영되는 무선 주파수 송수신 모듈을 구비한 무선통신시스템에 있어서,

   송수신 모드중 하나의 모드로 상기 무선 주파수 송수신 모듈의 동작모드를 제어하는 단계;

   상기 동작모드를 제어한 후, 상기 위상동기루프로 기준신호에 대한 분주비에 관련된 정보(R-워드)에 대한 제 1 래치신호를 발생하는 단계;

   상기 제 1 래치신호를 발생한 후, 제 1 소정 시간이 경과한 다음 상기 위상동기루프로 귀환신호에 대한 분주비에 관련된 정보(F-워드)에 대한 제 2 래치신호를 발생하는 단계;

   상기 제 2 래치신호를 발생한 후, 상기 동작모드 다음에 이어지는 동작모드에 대한 상기 기준신호에 대한 분주비에 관련된 정보(R-워드)를 상기 위상동기루프로 송출하는 단계;

   제 2 소정시간이 경과한 후, 상기 다음에 이어지는 동작모드에 대한 상기 귀환신호에 대한 분주비에 관련된 정보(F-워드)를 상기 위상동기루프로 송출하는 단계;

   상기 하나의 모드가 종료되면, 통신모드가 종료되었는 지를 체크하는 단계;

   상기 통신모드가 종료되었으면, 작업을 종료하는 단계;

   상기 통신모드가 종료되지 않았으면, 상기 무선 주파수 송수신 모듈을 상기 다음에 이어지는 동작모드로 제어한 후, 상기 제 1 래치신호를 발생하는 단계로 리턴되는 단계를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 단일 위상동기루프 구조를 갖는 무선 주파수 송수신 모듈 제어방법.