KR20040022217A - 위치 확인 기능을 갖는 다중-모드 통신 장치 - Google Patents

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KR20040022217A
KR20040022217A KR10-2003-7014628A KR20037014628A KR20040022217A KR 20040022217 A KR20040022217 A KR 20040022217A KR 20037014628 A KR20037014628 A KR 20037014628A KR 20040022217 A KR20040022217 A KR 20040022217A
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Abstract

본 발명은 위성 통신 시스템 (108, 114) 및 지상 통신 시스템 (120, 122) 모두와 통신할 수 있는 (무선 통신 장치 (WCD) 라고도 하는) 다중 대역 이동 라디오 (102) 를 제공한다. 위성 통신 시스템은 LEO (Low Earth Orbit) 위성 통신 시스템일 수 있다. 지상 통신 시스템은 PCS (Personal Communication System), 또는 아날로그나 디지털 기반의 셀룰러 시스템을 포함하는 셀룰러 시스템일 수 있다. WCD 는 지상 통신 시스템 및 위성 통신 시스템으로부터 동시에 신호를 수신할 수 있다. 또한, WCD (102, 300, 470, 500, 600) 는 GPS 위성 신호를 단독으로 수신하거나 GPS 와 위성 통신 신호 모두를 동시에 수신하는 것과 같이, 위치 확인에 유용한 신호를 수신할 수 있다.

Description

위치 확인 기능을 갖는 다중-모드 통신 장치 {MULTI-MODE COMMUNICATION DEVICE WITH POSITION LOCATION}
발명의 배경
Ⅰ. 발명의 분야
본 발명은 무선 통신에 관련된 것으로서, 더욱 상세하게는, 위성 및 지상 통신 시스템 양자와 통신하고, 위성 위치 확인 시스템으로부터 무선 장치의 위치를 결정할 수 있는 신호를 수신할 수 있는, 무선 전화 또는 모뎀과 같은 무선 장치에 관한 것이다.
Ⅱ. 관련 기술
현재 다양한 지상 기반의 무선 통신 시스템 및 위성 기반의 무선 통신 시스템을 포함하여, 수많은 다양한 종류의 무선 전화기 또는 무선 통신 시스템이 있다. 다양한 지상 기반 무선 시스템은 개인 통신 서비스 (PCS : Personal Communications Service) 및 셀룰러 시스템을 포함할 수 있다. 공지된 셀룰러 시스템의 예에는 셀룰러 AMPS (Analog Advanced Mobile Phone System), 및 부호 분할 다중 접속 (CDMA : Code Division Multiple Access) 시스템; 시 분할 다중 접속 (TDMA : Time Division Multiple Access) 시스템; 및 TDMA 와 CDMA 기술 양자를 사용하는 더욱 새로운 혼성 디지탈 통신 시스템과 같은 디지탈 셀룰러 시스템이 있다. 원거리 통신 산업 협회/전자 산업 협회 (TIA/EIA) 표준 IS-95 에 CDMA 셀룰러 시스템이 개시되어 있다. TIA/EIA 표준 IS-98 에는 결합된 AMPS & CDMA 시스템이 개시되어 있다. 광대역 CDMA (WCDMA), cdma2000 (예를 들어, cdma2000 1x 또는 3x 표준과 같은 것) 또는 TD-SCDMA 로 지칭되는 것을 포함하는 IMT-2000/UM, 즉 국제 모바일 원거리 통신 시스템 2000/세계 모바일 원거리 통신 시스템, 표준에, 다른 통신 시스템이 개시되어 있다.
예시적인 CDMA 형 위성 통신 시스템은 48 개의 저 지구 궤도 (LEO : Low Earth Orbit) 위성의 집합 및 복수의 지상국 (지상 고정국 또는 게이트웨이 (Gateway) 라고도 부름) 으로 구성된다. 게이트웨이는 하나 이상의 알려진 통신 시스템 및 네트워크를 복수의 LEO 위성을 통하여 하나 이상의 위성 사용자 터미널에 연결한다. 게이트웨이와 연결된 지상 기반의 통신 시스템은, 예를 들면, 공중 스위치 전화망 (PSTN : Public Sitched Telephone Network) 과 연결된 전화 통신 지표선, 셀룰러 및 PCS 시스템, 전용 광 또는 마이크로파 연결, 또는 인터넷을 포함할 수 있다. 위성 사용자 터미널은 필요에 따라 모바일, 휴대용이거나, 또는 고정 터미널일 수 있다.
전형적으로, 각각의 위성 사용자 터미널은 다중 위성으로 송수신할 수 있다. 이것은 요구되는 수준의 위성이나 공간 다양성 (spatial diversity) 을 제공한다. 위성 사용자 터미널은 그와 같은 위성 다양성을 이용하여 위성 사용자 터미널과 어떤 주어진 위성 간의 일열 차단 (blockage of a line-of-sight) 을 피함으로써 위성 통신 범위를 증대시킨다. 어떤 시스템에서, 위성은 주파수 번역기 및 중계기로서만 기능을 수행한다. 이 위성은 신호 변조나 복조 능력을 포함하지 않을수도 있다. 사용자 터미널에서 위성으로 전송되는 신호는 위성 업링크 신호 (satellite uplink signal) 또는 주파수로 불린다. 위성에서 사용자 터미널로 전송되는 신호는 위성 다운링크 신호 (satellite down link signal) 또는 주파수로 불린다. 위성이 굽은 관 또는 단순한 중계기인 관점에서는, 게이트웨이에서 사용자 터미널로 넘어가는 신호는 정방향 회선 (통신) 신호라 하고, 사용자 터미널에서 게이트웨이로 넘어가는 신호는 역방향 회선 신호 (사용자 터미널 관점에서 보았을 때) 라 한다.
위성은 위성 업링크 주파수 (사용자 터미널 역방향 회선) 를 위성에서 게이트웨이로 전송되는, 게이트웨이-위성 시스템 역송 또는 정방향 회선 주파수로 변환한다. 또한, 위성은 위성 다운링크 주파수를 위성에서 사용자 터미널로 (사용자 터미널 정방향 회선) 전송되는, 게이트웨이-위성 시스템 역송 또는 역 회선 주파수로 변환한다. 예를 들면, 사용자 터미널 다운링크 주파수가 2500 메가헤르쯔 (㎒) 이고 업링크 주파수가 1600 ㎒인 경우, 위성은 이 주파수의 신호를, 각각 5100 ㎒ 및 6900 ㎒와 같이, 다른 요구되는 회선 주파수로 매핑하거나 변조한다. 각각의 위성 다운링크은 지구 표면상의 조사 범위 (footprint) 를 비추는 “빔 (Beam)” (또는 섹터 (Sector)) 의 연속 내지는 집합을 갖는다. 전형적인 위성은 16개의 그러한 빔을 사용한다. 때때로 다양한 주파수에서의 다중 빔은, 각각이 “하위 빔”으로 불리면서 단일 “빔” 형태로 주어진 동일한 섹션을 비추는데 사용된다.
변조를 위해 의사 잡음 (PN : Pseudo Noise) 또는 의사 랜덤 부호를 사용하는 CDMA 통신 시스템에 대하여, 각각의 다운링크 빔, 및 일반적으로 각각의 위성은, 빔 식별을 위해 분리된 의사 잡음 (PN) 부호 위상 오프셋 (Offset) 값을 사용한다. 각 빔 내에서는, 월시 (Walsh) 부호와 같은, 직교 부호가, 각 사용자 터미널에 대해 통신하기 위한 일련의 개별적인 부호 채널을 형성하면서 빔 또는 하위 빔의 채널화에 사용된다. 실제로, 한 위성에서의 빔은 미국처럼 전체 국가와 같은 커다란 지리적 섹션을 포함할 수 있는 조사 범위를 형성한다. 위성은, 전형적으로 16개인, 빔 (또는 섹터) 의 일련 또는 집합을 하나의 패턴으로 마찬가지로 사용하여 사용자 터미널로부터 위성 업링크 또는 역방향 회선 통신 신호를 수신한다. 정방향 또는 역방향 회선 빔 패턴이 동일할 필요는 없다.
예시적인 CDMA 위성 무선 통신 시스템에 있어서, 공통 주파수, 또는 다양한 빔을 정의하는 주파수 집합이, 위성으로 또는 위성을 통해 전송하는 각 게이트웨이에 의해 사용된다. 공통 무선 주파수는 다중 위성을 통해 게이트웨이로 또는 게이트웨이로부터의 동시적인 통신을 가능하게 한다. 개개의 사용자 터미널은 역방향 통신 신호 회선상의 긴 또는 높은 칩 속도의 PN 부호 및 정방향 통신 신호 회선상의 직교의 또는 월시 부호 (그리고 하위 빔) 를 사용함으로써 분리된다. 고속 PN 부호 및 월시 부호는 게이트웨이 및 사용자 터미널 송수신기로부터 전송된 신호를 변조하는데에 사용된다. 전송 터미널 (게이트웨이 및 사용자 터미널) 은 시간상 서로 다른 PN 부호 (및/또는 월시 부호) 를 사용할 수 있으며, 이로써 수신 터미널에서 분리되어 수신될 수 있는 전송 신호를 생성한다.
각각의 게이트웨이는 다른 게이트웨이의 파일럿 신호 (Pilot Signal) 로부터부호 위상에 있어 상쇄되는 공통 PN 확산 부호 또는 부호 쌍을 갖는 파일럿 신호를 전송한다. PN 부호의 유일한 쌍 (unique pairs of PN codes) 은 특정한 궤도 평면내의 위성을 식별하는데 사용될 수 있다. 게다가, 각 게이트웨이는 고유한 식별 PN 부호를 가지고, 각각의 다운링크 빔 (위성으로부터 사용자 터미널로의) 은 위성에 대한 다른 다운링크 빔에 대해 다른 PN 부호 오프셋을 가진다.
시스템 동작 동안, 사용자 터미널은 위성 배치의 모델을 가지며, 사용자 터미널에는 PN 부호의 목록 및 사용자 터미널 시야로 또는 시야 내에서 오는 각 위성 또는 게이트웨이에 대한 PN 부호 위상 오프셋이 제공된다. 게다가, 외측 PN 부호열은, 여기에서 참조하고 있는, Harms 등에 의한 “Multi-Layered PN Code Spreading In A Multi-User Communications System”이란 명칭의 미국 특허출원 제 09/169,358 에서 설명된 바와 같이, 게이트웨이 또는 위성과 같은 특정한 신호원을 식별하는데 사용될 수 있다. 이 PN 부호는 언제나 시야에 보이거나, 동일 및/또는 상이한 궤도를 갖는 위성들간의 시차 및 위상차를 얻는데 사용될 수 있다. 사용자 터미널은 다중 궤도의 다중 위성으로부터 빔을 동시에 획득하고 추적하는데 유용한 요소로 구성된다.
CDMA 기술은 수신 신호를 복조하거나 디스프레딩하는데 사용되는 PN 부호를 변화시킴으로써 위성 빔간의 통화 채널 전환 기법을 제공한다. 일반적으로, 이는 한 세트의 부호 중 하나 이상의 부호를 사용하고, 다양한 신호원 및 빔 간에 사용된 다양한 부호 위상 오프셋을 접합시키기 위해, 부호의 위상을 변화시킴으로써 달성될 수 있다. 사용자 터미널의 관점에서 하나 이상의 위성이 있는 경우, 사용자 터미널은 하나 이상의 위성을 통해 게이트웨이와 통신할 수 있다. 그 결과, 위성간의 호 핸드-오프는 사용자 터미널용 게이트웨이에서 실현될 수 있다. 다중 위성과 통신하는 이 능력은 시스템 위성 (공간이라고도 함) 다양성을 제공한다. 나무, 산 또는 빌딩이 사용자 터미널로의 위성 회선을 차단한다면, 사용자 터미널은 다른 위성에 핸드 오프하여 통신 회선이 유지되도록 할 수 있다.
예시적인 위성 통신 시스템은 광범위한 로밍 (roaming) 능력을 갖춘 광범위한 통신 시스템이다. 사용자 터미널과 위성 간의 시야 일열 (line-of-sight) 이 있는 경우 최상의 통신 결과를 얻을 수 있다. 바람직하게는, 사용자 터미널이 위성에 대해 차단되지 않은 시야를 갖는 것이다. 도시 및 도회지 환경에서, 그러한 차단되지 않은 시야를 만들기는 어려울 수 있다. 게다가, 위성 터미널 사용자는 빌딩 안에서, 무선 모뎀을 포함하여, 무선 전화 또는 무선 통신 장치를 사용하는 것이 보다 편리함을 알 수 있을 것이다.
현재, 시스템 사용자는, INMARSAT 위성 터미널 및 이동 전화를 함께 사용하여 지구상의 많은 장소의 통신에 대해 광범위한 로밍 능력의 모바일 통신 수준을 달성할 수 있다. INMARSAT 위성 터미널은 불리하게도 거대하고 고가이며, 셀룰러 상호 운용성을 제공하지 못한다. 따라서, 사용자는 제 2의 통신 수단, 즉, 많은 지역에서 작동하지 않을 수도 있는, 이동 전화를 지닐 필요가 있다.
위성 전화를 사용하여 광범위한 로밍을 이루어 내는 대체 시스템이 활용 가능하다. 그러나, 그러한 전화는 고가에, 비교적 크고, 다수의 통신 부속품을 필요로 한다.
따라서, 위성 시스템과 동작가능하고 지상 PCS 시스템 및/또는 CDMA 셀룰러 시스템, TDMA 셀룰러 시스템, 또는 아날로그 셀룰러 시스템과 같은, 셀룰러 시스템과 동작 가능한 작고, 저렴한 모바일 무선 전화 또는 무선 장치가 필요하다.
전술한 위성 및 지상 기초 통신 시스템에 더하여, 모바일 터미널 위치 정보를 모바일 터미널에 제공하는 공지 시스템이 있다. 그러한 시스템의 하나는 전세계 측위 시스템 (GPS : Golbal Positioning System) 에 기초한다. GPS는 지구 표면상의 GPS 수신기에 연결하여 정확하고, 연속적인 전세계 삼차원 위치 정보를 제공할 수 있다. GPS 위성에 대한 시야가 지상의 물체 (예를 들면, 빌딩, 나무 또는 산) 에 의해 차단되지 않는다면, 지상 기초 GPS 수신기는, 예를 들어, 적어도 4 개인, 복수의 GPS 위성을 지구상 어디에서나 볼 수 있다.
동작하는 동안, GPS 수신기는 GPS 위성 신호를 GPS 수신기의 시야에 있는 GPS 위성 각각으로부터 수신한다. GPS 수신기는 각각의 수신된 GPS 위성 신호의 도착 시간 (TOA : Time Of Arrival) 을 결정한다. TOA 에 기초하여, GPS 수신기는 GPS 수신 신호의 수신기-위성 전송 시간 및 각 위성에 대해 대응하는 수신기-위성 이격 거리 (separation distance) 를 결정한다. GPS 수신기는 3 개의 수신기-위성 이격 거리에 기초하여 지구상의 GPS 수신기 위치를 삼각 측량한다. 실제로, GPS 수신기는 지구상의 위치를 계산하기 위해 네번째 수치 (시간) 를 사용한다. 예를 들면, GPS 수신기는 GPS 시간을 필요로 한다. GPS 시간은 네번째 GPS 위성, 지상 CDMA 무선 전화 기지국, 및/또는 LEO CDMA 위성 시스템으로부터 얻을 수 있다.
사용자가 지상 및/또는 위성 통신 시스템과 통신하고 사용자 (즉, 모바일 송수신기) 위치를 결정할 수 있도록 하기 위해, 위치 결정 능력을 모바일 송수신기의 지상 및/또는 위성 통신 기능과 결합하는 것이 바람직하다.
또한 그러한 모바일 송수신기에 대한 크기, 무게, 전력 요구, 및 비용을 최소화하는 것이 바람직하다.
발명의 요약
본 발명은 위성 통신 시스템 및 지상 통신 시스템 양자와 통신할 수 있는 다중 대역 모바일 무선 전화 (모바일 라디오 및 무선 통신 장치 (WCD : Wireless Communication Device) 라고도 부름) 를 제공한다. 위성 통신 시스템은 LEO 위성 시스템일 수 있다. 지상 통신 시스템은 아날로그 및 디지탈 기초의 셀룰러 시스템을 포함하여, PCS 및/또는 셀룰러 시스템일 수 있다. 셀룰러 아날로그 시스템은 AMPS 일 수 있다. 디지탈 기초의 셀룰러 시스템은 CDMA 시스템일 수 있다. WCD는 지상 통신 시스템 및 위성 통신 시스템으로부터 신호를 동시에 수신할 수 있다. 이것은 지상 통신 시스템과 통신하는 동안 위성 통신 시스템으로부터 호출 신호를 수신하고, 위성 커버리지를 모니터링하는데 유용하다. 또한, WCD는 하나 이상의 GPS 위성 신호만을 수신하거나, GPS 및 위성 통신 신호 양자를, 동시에 수신할 수 있다.
WCD는 위성 통신 전송 채널 (위성 전송 채널이라고도 함) 및 지상 통신 전송 채널 (지상 전송 채널이라고도 함) 을 포함한다. 이들 전송 채널 각각은 중간 주파수 (IF : Intermediate Frequency) 섹션, 상향 변환기 또는 주파수 믹서, 및무선 주파수 (RF : Radio Frequency) 섹션을 포함한다. 두 전송 채널의 IF 섹션은 공통의 전송 IF 컴포넌트를 포함하는 공통의 전송 IF 신호 경로를 공유한다.
WCD 는 위성 통신 수신 채널 (위성 수신 채널이라고도 함), 지상 통신 수신 채널 (지상 수신 채널이라고도 함), 및 GPS 수신 채널을 포함한다. 이들 수신 채널 각각은 RF 섹션, 상향 변환기 또는 주파수 믹서, 및 IF 섹션을 포함한다. 이들 3 개 수신 섹션의 IF 섹션은 공통의 수신 IF 컴포넌트를 포함하는 공통의 수신 IF 신호 경로를 공유한다.
WCD는 위성 및 지상 통신 전송 채널 양자, 지상 통신 수신 채널, 및 GPS 수신 채널에 제 1 국부 발진기 (LO : Local Oscillator) 기준 신호를 제공하는 제 1 신호원을 포함한다. 제 2 신호원은, 제 1 LO 기준 신호와는 독립적으로, 위성 통신 수신 채널에 제 2 LO 기준 신호를 제공한다.
전술한 공통 전송 및 공통 수신 IF 구성, 전송 경로에 대한 공통 국부 발진원, 및 독립적인 위성 수신 채널 국부 발진기는, WCD를 작고, 운반 가능한 손바닥 크기의 무선 전화기로 유리하게 구성될 수 있도록 한다. 따라서, WCD의 사용자는, 예를 들어, 3 개의 장치 : 지상 이동 전화, 광범위 전화 가능 구역을 위한 크고 고가인 위성 전화, 및 GPS 수신기 대신에 하나의 작은 무선 전화를 편리하게 휴대할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 위성 시스템 및 CDMA, TDMA 또는 아날로그 (예를 들면, AMPS) 셀룰러 시스템과 같은, 지상 PCS/셀룰러 시스템과 함께 동작 가능한 작고 저렴한 모바일 송수신기를 유익하게 제공한다.
본 발명은 사용자가 지상 및/또는 위성 통신 시스템과 통신할 수 있도록 하고 사용자 (즉, 모바일 송수신기) 위치를 결정할 수 있도록, 모바일 송수신기의 지상 및/또는 위성 통신 능력을 위치 결정 능력과 결합하는 유익한 구성을 갖고 있다.
본 발명은 송수신기의 다양한 동작 모드 사이에 모바일 송수신기의 공통 신호 경로 및 요소를 공유함으로써, 최소화된 비용, 최소화된 크기, 무게 및 전력 소요의 이점을 가지고 있다.
도면의 간단한 설명
발명의 상기 및 다른 특징과 이점은, 첨부 도면에 도시된 바와 같이, 이하의, 발명의 예시적인 실시형태에 대한 보다 상세한 설명으로부터 명백할 것이다.
도 1 은 본 발명의 무선 통신 장치 (WCD) 의 실시형태가 동작할 수 있는 예시 환경을 도시한 것이다.
도 2 는 도 1 의 WCD를 구현하기 위해 유용한 WCD의 고차 블록도이다.
도 3a 는 도 2 의 WCD의 상세한 블록도이다.
도 3b는 도 3a 및 후속 도면의 프로세서 (310) 를 구현하기 위해 유용한 기저 밴드 프로세서의 상세한 블록도이다.
도 4는 GPS 수신 채널 및 위성 수신 채널이 발명의 실시형태에 따라, 동시에 동작할 수 있는, WCD의 블록도이다.
도 5는 다른 실시형태에 따른, WCD의 블록도이다.
도 6은 또 다른 실시형태에 따른, WCD의 블록도이다.
도 7은 WCD의 GPS 기초의 위치를 빠르게 설정할 수 있도록 위성 통신 모드 및 GPS 수신 모드 양자에서 본 발명의 WCD를 동시에 동작시키는 예시 방법의 흐름도이다.
실시형태의 상세한 설명
Ⅰ. 개관
도 1은 본 발명의 무선 통신 장치 WCD (102) 가 동작할 수 있는 예시 환경 (100) 을 도시한 것이다. 환경 (100) 은 GPS 위성 (104) 의 집합을 포함하며, 각 GPS 위성은 실질적으로 지구에서 보아 정지하고 있는 궤도를 점유하고 있다. GPS 위성 (104) 은 지구를 향해 RF GPS 신호 (106) 를 전송한다. 또한, 환경 (100) 은 통신 위성 (108) 의 배치를 포함한다. 위성 (108) 은 위성 기초의 통신 시스템의 부분이다. 각각의 위성 (108) 은 저 지구 궤도를 점유할 수 있으며, 지구로 다운링크 RF 통신 신호 (110) 를 전송한다. 각각의 위성 (108) 은 지구로 다운링크 RF 통신 신호 (110) 를 전송한다. 각각의 위성은 위성 (108) 과 호환가능한 지상 기초의 전송기로부터 업링크 RF 통신 신호 (112) 를 수신할 수 있다. 위성 (108) 은 지상 기저 (ground-based) 게이트웨이국과 통신할 수 있다. 게이트웨이국 (114) 은, PSTN, 인터넷, 전용 고속 데이터 서비스, 광 전송선 등과 같은 다양한 통신 시스템 및 네트워크와 연결되어 있다.
환경 (100) 은 지상 기초의 통신 시스템 및 네트워크를 더 포함한다. 예를 들면, 지상 기초의 통신 시스템은 제 1의 복수 PCS 및/또는 셀룰러 통신 셀 기지국 (Cell Site) (120), 및 제 2의 복수 PCS 및/또는 셀룰러 기지국 (122) 을 포함할 수 있다. 기지국 (120) 은 지상 기초의 CDMA 또는 TDMA (또는 혼성 CDMA/TDMA) 디지털 통신 시스템과 연계될 수 있다. 따라서, 기지국 (120) 은 지상 CDMA 또는 CDMA 형 신호 (123) 를 모바일 국 또는 사용자 터미널에 전송할 수 있고, 모바일 유닛 또는 사용자 터미널로부터 TDMA 또는 CDMA 신호 (124) 를 수신할 수 있다. 지상 신호는 IMT-2000/UMT 표준 (즉, 국제 모바일 원거리 통신 시스템 2000/세계 모바일 원거리 통신 시스템 표준) 에 따라 포맷될 수 있다. 지상 신호는 광대역 CDMA 신호 (WCDMA 라고도 함), 또는 cdma2000 표준 (예를 들면, cdma2000 1x 또는 3x 표준) 에 따른 신호, 또는 TD-SCDMA 신호일 수 있다.
한편, 기지국 (122) 은 아날로그 기초의 지상 통신 시스템 (AMPS 와 같은 것) 과 연계될 수 있다. 따라서, 기지국 (122) 은 아날로그 기초의 통신 신호 (126) 를 모바일 유닛에 전송할 수 있고 아날로그 기초의 통신 신호 (128) 를 모바일 유닛으로부터 수신할 수 있다.
무선 통신 장치는 각각은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 무선 송수화기 또는 전화기, 이동 전화, 데이타 송수신기, 또는 호출이나 위치 결정 수신기와 같은 장치를 가지거나 구비하고, 필요에 따라, 휴대가능하거나, 차량 (자동차, 트럭, 보트, 기차, 비행기를 포함) 에 부착된 것처럼 운반 가능한 것일 수 있다. 그러나, 무선 통신 장치가 일반적으로 모바일한 것으로 여겨지지만, 본 발명의 원리는 어떤 구성의 고정 유닛에 대해서도 적용가능하다는 것을 알 수 있다. 게다가, 본 발명의 원리는 데이터 및/또는 음성 트래픽을 전송하는데 사용될 수 있는 하나 이상의 데이터 모듈 (Module) 또는 모뎀과 같은 무선 장치에 이용될 수 있고, 예를들면, 정보, 명령, 또는 음성 신호를 전달하기 위해 케이블이나 공지된 다른 무선 회선 또는 접속을 사용하여 다른 장치와 통신할 수 있다. 또한, 소정의 통합되거나 연합된 방식으로 모뎀이나 모듈이 동작하여 다중 통신 채널을 통해 정보를 전달하도록, 명령이 사용될 수 있다. 또한, 무선 통신 장치는 때때로 사용자 터미널, 모바일국, 모바일 유닛, 가입자 유닛, 모바일 라디오 또는 무선 전화, 무선 유닛, 또는 기호에 따라, 어떤 통신 시스템에서는 단순히 “사용자” 및 “모바일”로 지칭된다.
Ⅱ. 4중-모드 (Quad-Mode) WCD
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른, WCD (102) 의 고차 블록도이다. WCD (102) 는 다음 모드에서 어느 하나 그리고, 어떤 상황에서는 하나 이상에서 동작하도록 구성될 수 있다.
1. 위성 (108) 을 경유하여 위성 통신 시스템과 통신하는 위성 통신 모드;
2. 지상 아날로그 통신 시스템과 통신하는 지상 아날로그 통신 모드;
3. 지상 디지탈 통신 시스템과 통신하는 지상 디지탈 통신 모드; 및
4. GPS 위성 신호를 수신하고 프로세싱하여 WCD 의 GPS 기반 위치를 결정하는 GPS 수신 모드
이러한 다중-모드 동작을 달성하기 위해, WCD (102) 는 다음의 다중-모드 송수신기 안테나에 결합된 고유한 다중-모드 송수신기 (202) 를 포함한다.
1. 위성 (108) 에 RF 신호 (112) 를 전송하는 전송 안테나 (204);
2. 위성 (108) 으로부터 RF 신호 (110) 를 수신하는 수신 안테나 (206);
3. RF 신호 (124/128) 를 연계된 상기 지상 통신 시스템에 전송하고, RF 신호 (123/126) 를 지상 통신 시스템으로부터 수신하는, 휩 안테나 (Whip Antenna) 또는 헬리컬 안테나 (Helical Antenna) 와 같은, 공통 전송/수신 안테나 (208); 및
4. RF GPS 위성 신호 (106) 를 GPS 위성 (108) 으로부터 수신하는, 패치 안테나 (Patch Antenna) 와 같은, GPS 안테나 (210)
다중-모드 송수신기 (202) 는 위성 통신 전송 채널 (214) (위성 전송 채널 (214) 이라고도 함) 및 위성 통신 수신 채널 (216) (위성 수신 채널 (216) 이라고도 함) 을 갖는 위성 통신 송수신기 (212) 를 포함한다. 위성 전송 채널 (214) 은 기저 대역, IF, 및 RF 신호 프로세싱 섹션 (경로라고도 함) 을 포함하여, RF 전송 신호 (218) 를 생성하고, 안테나 (204) 에 RF 전송 신호를 제공한다. 수신 안테나 (206) 는 RF 수신 신호 (220) 를 위성 수신 채널 (216) 에 제공한다. 위성 수신 채널 (216) 은 수신 신호를 프로세싱하기 위한 RF, IF 및 기저 대역 컴포넌트를 포함한다.
다중-모드 송수신기 (202) 도 지상 통신 전송 채널 (224) (지상 전송 채널 (224) 이라고도 함) 및 지상 통신 수신 채널 (226) (지상 수신 채널 (226) 이라고도 함) 을 갖는 지상 모드 송수신기 (222) 를 포함한다. 지상 전송 채널 (224) 은 RF, IF, 및 기저 대역 신호 프로세싱 섹션을 포함하여, RF 전송 신호 (227) 를 생성하고, RF 전송 신호를 공통 안테나 (208) 에 제공한다. 위성 전송 채널 (214) 및 지상 전송 채널 (224) 은 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 송수신기 (202) 의 공통 IF 및 기저 대역 신호 경로를 공유한다. 공통 안테나 (208) 는또한 RF 수신 신호 (228) 를 지상 수신 채널 (226) 에 제공한다. 지상 수신 채널 (226) 은 수신 신호 (228) 를 프로세싱하기 위한 RF, IF, 및 기저 대역 신호 프로세싱 섹션을 포함한다. 다른 실시형태에서는, 분리된 수신 및 전송 안테나가 공통 안테나 (208) 를 대신할 수 있다.
또한, WCD (102) 는 전형적으로 GPS 수신 채널 (230) 을 포함한다. GPS 수신 채널 (230) 은 RF GPS 수신 신호 (232) 를 GPS 안테나 (210) 로부터 수신하며, 수신 신호를 RF, IF 및 기저 대역 신호 프로세싱 섹션을 사용하여 프로세싱한다. GPS 수신 채널 (230), 위성 수신 채널 (216), 및 지상 수신 채널 (226) 은, 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 송수신기 (202)의 공통 IF 및 기저 대역 신호 경로를 공유한다.
도 3a는 일 실시형태에 따른, WCD (102) 의 상세한 블록도이다.
A. 위성 통신 전송 채널
WCD (102) 는 RF 전송 신호 (112) 를 생성하는 위성 전송 채널 (214) (도 2에 도시됨) 을 포함한다. 도 3a에 따르면, 위성 전송 채널 (214) 은 RF 위성 전송 신호 (112) 에 대응하는 IF 전송 신호 (312) 를 생성하는 기저 대역 프로세서 (BBP : Baseband Processor) (310) 를 포함한다. 바람직하게도, BBP (310) 는 IF 신호 (312) 를 차동 (differential) 전송 IF 신호로서 생성한다. 또한, IF 신호 (312) 는 228.6 ㎒ 의 예시적인 IF 전송 주파수를 갖는다. BBP (310) 는 IF 전송 신호 (312) 를 공통 IF 이득 제어형 증폭기 (314) 를 포함하는 공통 전송IF 신호 경로 (공통 전송 IF 섹션이라고도 불림) 에 제공한다. 이득 제어형 증폭기 (314) 는 IF 신호 (312) 를 증폭하고 증폭된 IF 신호를 공통의 IF 신호 라우팅 메커니즘 (316) 의 입력에 제공한다. AGC 증폭기 (314), 및 라우팅 메커니즘 (316) 은, 반드시 그런 것은 아니지만, 차동인 것이 바람직하다. 라우팅 메커니즘 (316) 는 다음의 둘 중 하나에 대한 스위치 입력에서 증폭된 IF 신호를 선택적으로 라우팅하는 IF 스위치일 수 있다.
1. 위성 전송 채널 (214) 의 위성 IF 경로 (318); 또는
2. 스위치에 제공되는 라우팅 (모드) 선택 신호 (도시되지 않음) 에 기초하는, 지상 전송 채널 (224) 의 지상 IF 경로 (319) (아래에 더 설명됨)
위성 통신 전송 통신이 요구되는 경우, 스위치 (316) 는 증폭된 IF 신호를 스위치 입력에서 위성 IF 경로 (318) 로 라우팅 한다. 위성 IF 경로 (318) 는 표면 탄성파 (SAW : Surface Acoustic Wave) 필터일 수 있는, IF 기저 대역 필터 (BPF) (320) 의 입력으로 이어진다. BPF (320) 는 라우팅 메커니즘 (316) 에 의해 BPF로 라우팅된 IF 신호를 기저 대역 필터링한다. 믹서 (322) 는 믹서 (322) 에 제공된 제 1 국부 발진기 (LO) 기준 신호 (326) 에 기초하여, 증폭되고 필터링된 IF 신호를 RF 전송 신호 (324) 로 주파수 상향 변환한다. RF 전송 신호 (324) 는 위성 통신 주파수 전송 (위성에 대한 WCD) 대역에 대응하는 주파수를 갖는다.
믹서 (322) 는 RF 신호 (324) 를 위성 전송 채널 (214) 의 RF 전송 섹션에 제공한다. RF 전송 섹션은 직렬로 접속된, 다음의 RF 신호 프로세싱 컴포넌트: RF 신호 (324) 를 필터링하는 제 1 RF BPF (326); BPF (326) 에 의해 생성된 필터링 RF 신호를 증폭하는 RF 증폭기 (328); RF 증폭기 (328) 에 의해 생성된 증폭 RF 신호를 추가적으로 필터링하는 제 2 RF BPF (330); 및 BPF (330) 에 의해 생성된 RF 신호를 추가적으로 증폭하는 RF 전력 증폭기 (332) 를 포함한다. RF 전송 섹션은 약 50 ㏈, 또는 특정한 애플리케이션에 필요한 RF 이득을 가질 수 있다. 위성 전력 증폭기 (332) 는 위성 전송 안테나 (204) 에 전력 증폭된 RF 신호 (218) 를 제공한다. 위성 전송 안테나 (204) 는 RF 위성 전송 신호 (112) 로서 RF 신호 (218) 를 전송한다.
B. 지상 통신 전송 채널
지상 전송 채널 (224) 은, 위성 전송 채널 (214) 와 함께, 전술한 기저 대역 프로세서 (310), IF 이득 제어형 증폭기 (314), 및 IF 신호 라우팅 메커니즘 (316) 를 공유한다. 이러한 IF 공통성은 송수신기 비용, 및 공간과 전력 소요를 유익하게 감소시킨다. 지상 모드에서, BBP (310) 는, 이 경우, 지상 RF 전송 신호 (124/128) 에 대응하는 IF 전송 신호 (312) 를 이득 제어형 증폭기 (314) 로 제공한다. 지상 전송 통신이 요구되는 경우, IF 스위치 (316) 는 증폭기 (314) 에 의해 생성된 증폭 IF 신호를 지상 전송 IF 경로 (319) 로, 그리하여, 믹서 (334) 로, 라우팅한다. 믹서 (332) 와 마찬가지로, 믹서 (334) 는 전송 IF 신호를 믹서에 제공되는 LO 기준 신호 (326) 에 기초하여 RF 전송 신호 (336) 로 주파수 상향 변환한다. RF 전송 신호 (336) 는 지상 통신 주파수 전송 (기지국에 대한WCD) 대역에 대응하는 주파수를 갖는다.
믹서 (334) 는 RF 전송 신호 (336) 를 지상 전송 채널 (224) 의 RF 전송 섹션으로 제공한다. RF 전송 섹션은 직렬로 접속된 다음의 RF 컴포넌트 : 제 1 RF BPF (338), RF 증폭기 (340), 제 2 RF BPF (342), 및 전력 증폭기 (334) 를 포함한다. RF BPF (338 및 342) 는 아날로그 또는 디지탈 셀룰러, PCS, cdma2000 1x 또는 2x, 또는 WCDMA 신호 등과 같이, 그에 의해 필터링될 지상 전송 신호와 호환가능한 주파수 대역폭을 갖는다. 전력 증폭기 (344) 는 전력 증폭된 지상 RF 신호를 듀플렉서 (346) 의 입력으로 제공한다. RF 전송 섹션은 위성 전송 채널 (214) 의 RF 전송 섹션의 RF 이득과 유사한 전반적 RF 이득을 가질 수 있다.
듀플렉서 (346) 는 RF 전송 및 수신 필터 (Filter) 섹션을 포함하여 지상 RF 전송 및 수신 신호를 서로간에 분리시킨다. 이는 지상 RF 전송 및 수신 신호 (124/128 및 123/126) 가 공통의 지상 안테나 (208) 에 결합되어 있기 때문이다. 듀플렉서 (346) 는 필터링되고, 전력 증폭된, 지상 RF 전송 신호 (예를 들면, RF 신호 (226)) 를 공통 안테나 (208) 에 제공한다. 분리된 지상 RF 전송 및 수신 안테나를 포함하는 다른 실시형태에서는, 듀플렉서 (346) 가 생략될 수 있다.
다른 실시형태에서는 분리된 위성 및 지상 RF 전송 섹션을 지상 모드 주파수 및 위성 주파수 양자를 증폭하는 단일 광대역 RF 전력 증폭기를 포함하는, 단일 RF 전송 경로로 대체한다. 그러나, 이 실시형태에서는, 위성 또는 지상 전송 모드의 선택 여부에 따라, 위성 및 지상 RF 필터가 단일 전송 경로로 스위칭되어야 한다.
C. 위성 통신 수신 채널
위성 수신 채널 (216) (도 3의 아래 좌측에 도시됨) 에서, 안테나 (206) 는 저전력 수신 RF 신호 (220) 를 직렬로 접속된 다음의 RF 컴포넌트 : RF 섹션의 초과 구동을 피하기 위해, 수신 RF 신호 (220) 로부터 간섭 (PCS 및/또는 셀룰러 신호, 및 위성 전송 채널 (214) 에 의해 생성된 전송 신호 (218) 를 포함하여 화상 대역 주파수, 지상 신호와 같은 것) 을 필터링하는 BPF (352); BPF (352) 에 의해 생성된 필터링된 RF 신호를 증폭하는 제 1 저잡음 증폭기 (LNA : Low Noise Amplifier) (354) (25 ㏈의 예시적인 RF 이득을 가짐); 제 1 LNA (354) 에 의해 생성된 증폭 RF 신호를 필터링하는 제 2 RF BPF (356); 및 BPF (356) 에 의해 생성된 필터링 RF 신호를 추가적으로 증폭하는 제 2 LNA (358) 를 포함하는 RF 섹션으로 제공한다. 제 2 LNA (358) 는 조정된 RF 신호를 RF 믹서 (360) 로 제공한다.
믹서 (360) 는 조정된 RF 신호를 믹서 (360) 에 제공되는 LO 기준 신호 (364) 에 기초하여 IF 신호 (362) 로 주파수 하향 변환한다. 수신 IF 신호 (362) 는 약 186.3 ㎒의 예시적인 IF 주파수를 가질 수 있다. 믹서 (360) 는 IF 신호를 증폭하는 IF 증폭기 (366) 에 바람직한 차동 IF 신호를 제공한다. 증폭기 (366) 는 제 1 수신 IF 신호 경로 (368) 로, 그에 따라, IF 신호 라우팅 메커니즘 (370) 의 제 1 입력으로 증폭된 IF 신호를 제공한다. 라우팅 메커니즘 (370) 은, 후술하는 바와 같이, GPS 수신 채널 (230) 및 지상 수신 채널 (224) 양자와 관련되는 제 2 수신 IF 신호 경로 (372) 에 결합되는 제 2 입력을 포함한다.
라우팅 메커니즘 (370) 은 경로 (368) 의 IF 신호, 또는 경로 (372) 의 IF 신호 둘 중 하나를, 스위치의 출력에 결합되는 공통 출력 수신 IF 경로 (374) 로 선택적으로 라우팅하는 IF 스위치일 수 있다. 위성 수신 통신이 요구되는 경우, 스위치 (370) 는 경로 (368) 의 IF 신호를 공통 출력 경로 (374) 로, 그에 따라, 공통의 IF BPF (376) 로 라우팅한다. BPF (376) 는 SAW 필터일 수 있다. IF BPF (376) 는 그에 의해 필터링될 위성 신호의 주파수 대역폭과 호환가능한 주파수 대역폭을 가진다. 또한, BPF (376) 는 그에 의해 필터링될 수신 지상 신호의 주파수 대역폭과 호환가능한 주파수 대역폭을 가진다.
예를 들어, BPF (376) 는 cdma2000 1x 신호 (1.25 ㎒의 대략적인 대역폭을 가짐) 에 대해 1.5 ㎒의 대략적인 대역폭을, WCDMA 신호 (3.75 ㎒의 대략적인 대역폭을 가짐) 에 대해 5 ㎒를, 그리고 cdma2000 3x 신호 (3.75 ㎒의 대략적인 대역폭을 가짐) 에 대해 4 ㎒를 가진다 (다른 방법으로, 5 ㎒ 대역폭 IF 필터는 WCDMA 및 cdma2000 신호 양자를 필터링하는데 사용될 수 있다). BPF (376) 는 필터링된 IF 신호를 IF AGC 증폭기 (378) 로 제공한다. AGC 증폭기 (378) 는 증폭된 IF 신호를 AGC 결합 증폭기 (380) 로 제공한다. AGC 결합 증폭기 (380) 는 공통 IF 신호 경로 (382) 를 경유하여 IF 신호 (381) 을 기저 대역 프로세서 (310) 로 제공한다. 상기 수신 IF 신호 프로세싱 컴포넌트 및 관련된 IF 수신 신호 모두는, 필수적인 것은 아니지만, 차동인 것이 바람직하다.
D. GPS 수신 채널
GPS 수신 채널 (230) 에서, 안테나 (210) 는 GPS RF 수신 신호 (232) 를 RFBPF (386) 와 LNA (388) 를 포함하는 RF GPS 수신 섹션으로 제공한다. BPF (386) 는 GPS RF 수신 신호 (232) 로부터 이미지 밴드 주파수들과 지상 PCS 및/또는 셀룰러 신호들과 같은 간섭을 필터링하여, LNA (388) 가 초과 구동되는 것을 방지한다. GPS 수신 모드에 있을 경우, 위성 전송 채널 (214) 은 간섭을 더욱 더 감소시키기 위해서 비활성화될 수 있다. BPF (386) 는 필터링된 RF GPS 신호를 GPS LNA (388) 로 제공한다. LNA (388) 는 증폭된 GPS RF 신호를 믹서 (390) 로 제공한다.
믹서 (390) 는 GPS RF 신호를 GPS IF 신호 (392) 로 주파분할기 하향 변환한다. 믹서 (390) 는 IF 신호 (392) 를 (상술한 바와 같이 위성 분할기신 채널 (216) 에 연결되는) 제 2 IF 신호 경로 (372) 로 제공하여, IF 스위치 (370) 의 제 2 입력이 되도록 한다. GPS 분할기신을 원할 경우, 스위치 (370) 는 IF 신호 (392) 를 공통의 BPF (376), AGC 증폭기 (378), AGC 결합 증폭기 (380) 를 거쳐 결국 BPF (310) 로 라우팅한다.
E. 지상 수신 채널
지상 수신 채널 (226) 에서, 공통 안테나 (208) 는 지상 수신 RF 신호 (228) (지상 신호 (124/126) 에 해당) 를 듀플렉서 (346) 로 제공한다. 듀플렉서 (346) 는 지상 수신 RF 신호를 직렬로 접속된 다음의 RF 신호 프로세싱 컴포넌트 : LNA (396), RF BPF (398) 및 선택적 RF 신호 라우팅 메카니즘 (400) 을 포함하는 지상 수신 채널 RF 섹션으로 제공한다. 라우팅 메카니즘 (114) 은 RF 스위치로제공되는 선택 제어 신호 (도시하지 않음) 에 기초하여, 스위치 입력에서의 RF 신호를 제 1 RF 신호 출력 경로 (402) 또는 제 2 RF 신호 출력 경로 (404) 로 선택적으로 라우팅한다.
1. 지상 수신 아날로그 서브-채널
지상 수신 채널 (226) 은 제 1 스위칭된 RF 출력 경로 (402) 와 관련되는 제 1 서브-채널을 포함한다. 일 실시형태에서, 이러한 제 1 서브-채널은 AMPS 신호와 같은 셀룰러 아날로그 신호들을 수신하고 프로세싱할 수 있다. 셀룰러 아날로그 모드에서, RF 스위치 (400) 는 스위칭된 RF 신호를 경로 (402) 로 제공하여, 제 1 서브-채널 내의 믹서 (406) 로 제공한다. 믹서 (406) 는 믹서 (406) 로 제공된 LO 기준 신호 (326) 에 기초하여 스위칭된 RF 신호를 IF 신호 (408) 로 주파수 하향 변환한다. 믹서 (406) 는 IF 신호 (408)를 SAW 필터일 수도 있는 BPF (410) 로 제공한다. BPF (410) 는 셀룰러 FM 수신 신호의 주파수 대역폭에 적합한 주파수 대역폭을 가지며, 필터링을 수행한다. BPF (410) 는 필터링된 IF 신호를 IF AGC 증폭기 (412) 로 제공하고, 증폭기 (412) 는 증폭된 신호를 AGC 결합 증폭기 (380) 로 제공한다. AGC 결합 증폭기 (380) 는 증폭된 IF 신호 (IF 신호 (381) 로 표현됨) 를 기저대역 프로세서 (310) 로 제공한다. RF 스위치 (400) 와 IF 스위치 (370) 가 도 3 에 도시된 바와 같이 위치할 때, WCD (102) 는 지상 아날로그 신호들과 위성 신호들을 함께 수신하여 프로세싱할 수 있다.
2. 지상 수신 디지털 서브-채널
지상 수신 채널 (226) 은 또한 제 2 의 스위칭된 RF 출력 경로 (404) 와 관련되는 제 2 서브-채널을 포함한다. 일 실시형태에서, 제 2 서브-채널은 셀룰러 CDMA 또는 TDMA 디지털 신호들을 수신하고 프로세싱한다. 디지털 셀룰러 모드에서, RF 스위치 (400) 는 스위칭된 RF 신호를 신호 경로 (404) 로 제공하여, 제 2 서브 채널 내의 믹서 (414) 로 제공한다. 믹서 (414) 는 스위칭된 RF 신호를 수신 IF 신호 (416) 으로 주파수 하향 변환한다. 믹서 (414) 는 IF 신호 (416) 를 IF 수신 경로 (372) 로 제공하여 IF 스위치 (370) 의 제 2 입력으로 제공한다. 디지털 셀룰러 모드에서, 스위치 (370) 는 IF 신호 (416) 를 출력 경로 (374) 로 라우팅하여, BPF (376), AGC 증폭기 (378) 및 AGC 결합 증폭기 (380) 로 라우팅한다.
상술한 바와 같이, 지상 수신 채널 (226), 위성 수신 채널 (216) 및 GPS 수신 채널 (230) 은 공통의 차동 IF 신호 경로 및 IF 컴포넌트를 공유한다. 이러한 구성은 비용 및 수신기 공간 그리고 전력 소요를 유용하게 감소시킨다. 이것은 휴대용 모바일 애플리케이션에 특히 유용하다.
송, 수신 경로의 RF 스위치들 (400) 과 차동 IF 스위치들 (316과 370) 은 다이오드들, 트랜지스터들, 전계 효과 트랜지스터들 (FETs), 기계적인 중계기들, 및/또는 다른 스위칭 장치들로 구현될 수 있다. 다른 구성에서는 차동 전력 분할기들과 차동 전력 결합기를 이용하여 차동 스위치들을 대체하게 된다. 또한, 지상 및 위성 수신 채널들은 중간 수파수들이 상이한 경우에 차동 디플렉서(differential diplexer) 를 사용하여 결합될 수 있다.
F. 로컬 오실레이터들
WCD (102) 는 LO 기준 신호 (326) 를 생성하는 기준 신호원 (417) 을 포함한다. 일 실시형태에서, 신호원 (417) 은 듀얼-밴드 위상 동기 루프 (PLL) 와 같은 듀얼-밴드 주파수 신시사이저이다. 신호원 (417) 은 LO 출력을 하나 이상의 전력 분할기 (도시하지 않음) 로 제공하여, 기준 신호 (326) 를 믹서들 (322, 334, 390, 406 및 414) 각각에 대한 각각의 LO 입력으로 제공한다. 따라서, 신호원 (417) 은 LO 기준 신호를 위성 전송 채널 (214), 지상 전송 및 수신 채널들 (224 및 226), 그리고 GPS 수신 채널 (230) 로 제공한다.
WCD (102) 는 또한 LO 기준 신호 (364) 를 생성하는 제 2 기준 신호원 (418) 을 포함하며, 제 2 기준 신호원 (418) 은 주파수 신시사이저/PLL일 수 있다. 따라서, 제 2 신호원 (418) 은 LO 기준 신호 (364) 를 위성 수신 채널 (216) 로 제공한다. 본 발명에서, 신호원 (417과 418) 은, LO 기준 신호 (326 과 364) 의 각 주파수들이 독립적으로 제어되는 것과 같이, 이에 대응하여 독립적으로 제어된다. 이것은 서로에게 의존하는 주파수의 전송 및 수신 기준 신호들을 생성하는 전송 및 수신 LO 신호원을 갖는 몇가지 공지된 송수신기에 대비된다.
본 실시형태에서, 신호원 (417 과 418) 의 독립 제어는 지구상의 상이한 지리적 영역과 관련되는 상이한 전송 및 수신 주파수 스펙트럼 할당에 유용하게 적용된다. 예를 들어, 제 1 국가는 위성 수신 주파수 스펙트럼으로 2480 에서 2490MHz 를 그리고 위성 전송 주파수 스펙트럼으로 1615 에서 1617 MHz 를 할당할 수 있다. 제 2 국가는 다르게 할당할 수 있다. 예를 들어, 제 2 국가는 위성 수신 주파수 스펙트럼에 2485 에서 2491 MHz 를, 그리고 위성 전송 주파수 스펙트럼에 1610 에서 1613 MHz를 할당할 수 있다. 이러한 환경에서, 독립적인 전송 및 수신 LO 주파수 제어를 사용하여 다른 주파수 스펙트럼 할당들이 쉽게 적용되기 때문에, 본 발명은 통신 시스템 오퍼레이터들 (operations) 에게 글로벌 로밍을 위한 최대 유연성을 제공한다. 또한, 위성 수신기가 독립적으로 그리고 동시에 지상 수신 및 전송 채널들로서 동작할 수 있다.
마찬가지로, LO 신호원 (417 및 418) 의 독립적인 주파분할기 제어는 WCD 의 글로벌 지상 동작을 가능하게할 수 있다. 예를 들어, 신호원 (417 및 418) 은, 예를 들어 미국, 일본, 한국, 중국 및 유럽에서의 지상 전송 및 수신 주파수 할당에 대체 가능한 주파수를 갖는 각각의 LO 기준 신호들 (326 및 364) 을 생성할 수 있다.
G. 주파수 계획
WCD (102) 는 위성 및 지상 채널 (214 및 216) 모두에 일반적인 228.6 MHz 의 예시적인 전송 IF 주파수를 갖는다. WCD (102) 는 전송 IF 주파수에 비해 45 MHz 낮은 183.6 MHz 의 예시적인 수신 IF 주파수를 갖는다. 이러한 45 MHz 의 주파수 오프셋은 미국에서의 셀룰러 전송 및 수신 주파수 밴드 간의 45 MHz 주파수 오프셋과 동일하다. 또 다른 방법으로, WCD (300) 는 130.38 MHz 의 예시적인 제 2 전송 IF 주파수 및 85.38 MHz 의 예시적인 제 2 수신 IF 주파수를 갖는다. 다른 전송 및 수신 IF 주파수 쌍도 가능하다.
위성 통신 및 GPS 가 결합된 수신 모드에서, WCD (102) 는 예시적인 LEO CDMA 위성 통신 시스템과 통신하여, GPS 위성 신호들을 동시에 수신할 수 있다. 따라서, 위성 수신 채널 (216) 은 2480 에서 2500 MHz 의 주파수 범위에서 위성 다운링크 신호들을 수신한다. 위성 전송 채널 (214) 은 1610 에서 1622 MHz 의 주파수 범위에서 위성 업링크 신호들을 전송한다.
예를 들어, 1620.42 MHz 의 위성 시스템 역 채널 (즉, 전송/업링크) (또는, 30 KHz 채널 스텝 크기들 내에서의 채널) 주파수 및 228.6 MHz의 전송 IF 주파수를 가정하면, LO 기준 신호 (326) 의 주파수 (즉, 위성 전송 LO 주파수) 는 다음의 관계에 따라 결정될 수 있다:
위성 전송 LO = 1620.42 - 228.6 MHz = 1391.82 MHz, 또는 다른 방법으로,
위성 전송 LO = 1620.42 - 130.38 MHz = 1490.04 MHz.
다른 주파수의 LO 기준 신호 (326) 도 가능하다.
GPS 수신 모드에서 GPS 수신 채널 (230) 이 약 1575.42 MHz 의 주파수를 갖는 GPS 신호들을 수신하고, 수신된 IF 신호가 183.6 MHz 의 주파수를 갖는다고 가정하면, LO 기준 신호 (364) 의 주파수는 다음의 관계에 따라 구할 수 있다:
GPS 주파수 - 위성 전송 LO 주파수 = 1575.42 - 1391.82
= 183.6 MHz (수신기 IF).
지상 디지털 또는 아날로그 통신 모드에서, WCD (102) 는 셀룰러 신호들을전송하고 수신한다. 상술한 바와 같이, 듀플렉서 (346) 는 셀룰러 수신 신호 (228) 로부터 셀룰러 전송 신호 (227) 를 분리하도록 구성된다. 일 실시형태에서, 미국식 셀룰러 스펙트럼 할당에 맞게, 셀룰러 전송 주파수 (예를 들어, 825 에서 845 MHz 까지) 는 대응하는 셀룰러 수신 주파수 (예를 들어, 870 에서 890 MHz 까지) 에 비해 45 MHz 낮다. 따라서, 듀플렉서 (346) 는 주파수에서 서로 45 MHz 만큼 오프셋된 전송 및 수신 필터 섹션들을 포함하며, 전송 및 수신 필터 섹션들은 각각 셀룰러 전송 및 수신 주파수들과 일치한다. 또한, WCD (102) 에 사용되는 전송 및 수신 IF 주파수들은 서로 45 MHz 만큼 오프셋되어 있으며, 셀룰러 전송 및 수신 주파수들간의 45 MHz 주파수 오프셋에 대응한다.
다른 실시형태들이 PCS, GSM, ETACS 또는 TACS 시스템들과 같은 다른 지상 시스템들에 사용될 수 있다. 예를 들어, 미국에서의 예시적인 PCS 전송 주파수 밴드는 1850 에서 1910 MHz 이상의 셀룰러 주파수 영역 또는 1850 에서 1910 MHz 의 PCS 전용 전송 주파수 영역에 대응할 수 있다. 마찬가지로, 예를 들어, 미국에서의 예시적인 PCS 수신 주파수 밴드는 1930 에서 1990 MHz 이상의 셀룰러 주파수 영역 또는 1930 에서 1990 MHz 의 PCS 전용 전송 주파수 영역에 대응할 수 있다. 상술한 전송/수신 IF 주파수 오프셋을 적절히 조정하거나 전송 및 수신 필터 섹션들간에 대응하는 적절한 주파수 오프셋을 갖는 듀플렉서를 사용함으로써, 다른 실시형태들을 상이한 다른 지상 시스템의 상이한 전송/수신 주파수 오프셋에 적용할 수 있다. 예를 들어, 다른 실시형태들은 상술한 주파수들과 다른 IF 수신 및 전송 주파수들을 적절하게 사용할 수 있다.
H. 송수신기 전송 전력 제어
전송 IF 이득 제어형 증폭기 (214) 와 수신 IF AGC 증폭기들 (378, 380 및 412) 이 WCD (102) 내에서의 개루프 및 폐루프 전력 제어 모두에 사용될 수 있다. 개루프 전력 제어는 WCD (102) 외부에서 실현된 전력 제어이다. 반면, 폐루프 전력 제어는 그 중에서도, 예를 들어, 게이트 웨이 또는 지상 기지국에 의해 WCD (102) 로 전송되는 명령어를 사용하여 실현되는 전력 제어이다. 지상 통신의 예로서, 여기에서 참조하는, Gilhousen 등에게 허용된 미국특허 제 5,056,109 호에 CDMA 개루프 전력 제어가 상세히 개시되어 있다.
1. 지상 모드 전력 제어
일 실시형태로서, 본 발명은 상술한 전송 및 수신 IF AGC 증폭기들을 사용하는 지상 통신 모드에서 폐루프 전력 제어를 수행한다. 다음의 예시적 프로세스는 폐루프 전력 제어를 수행하는데 이용될 수 있다. 우선, 지상 신호들 (123/126) 이 WCD (102) 에 의해 수신될 경우, 수신 IF AGC 증폭기들 (412, 378 및 380) 각각의 이득은, AGC 증폭기 (380) 가 적절한 전력 레벨에서 수신된 IF 신호 (381) 를 BBP (310) 로 제공하도록 조절될 수 있다. IF 신호 (381) 가 적절한 전력 레벨에 있을 경우, WCD (102) 는 적절하게 수신 신호를 복조할 수 있고, 수신 신호 전력 레벨을 측정할 수 있다.
다음으로, 전송 IF AGC 증폭기 (314) 의 이득은, 예를 들어, 전송 RF 신호(226) 의 전력 레벨이 측정된 수신 신호 전력 레벨 미만의 소정량이 되도록 조절될 수 있다. 이러한 전송 전력 레벨은, 예를 들어, 지상 기지국에 의해 WCD (102) 로 전송된 전송 전력 수정 데이터에 기초하여 증가 또는 감소되도록 더 조절될 수 있다. 일 실시형태에서, 이득 제어형 증폭기 (314) 의 이득은 RF 신호 (226) 의 전송 전력 레벨이 수신 전력 레벨보다 73 데시벨 (dB) 높아지도록, 조절될 수 있다.
폐루프 전력 제어는 다음의 식에 따라서 실현될 수 있다:
평균 전송 출력 전력 = k - 평균 수신 전력 + 0.5*NOM_PWR +
0.5*INIT_PWR + 모든 분할기 프로브 전력 수정치들의 합]
+ 모든 폐루프 전력 제어 수정치들의 합.
여기서, NOM_PWR 과 INIT_PWR 은 각각 통상 0 으로 세팅되는 시스템 파라미터들 (공칭 및 초기 전력) 이다. 분할기 프로브 전력 및 폐루프 전력 제어 수정치들은 각각 시스템 분할기 및 폐루프 수신 신호 전력 레벨 지시들을 요구하는 사용자 터미널들 또는 이동국들로부터의 신호에 대한 전력과 관계되는 기지국으로부터 수신한 데이터이다.
파라미터 k 는 다음의 식으로 주어지는 턴-어라운드 (Turn-Around) 상수이다:
k = (Pt)c- 134 + (NF)c+ 10·Log(1+ζ1+ζ2) - 10·Log(1-X)
여기서, (Pt)c는 기지국 전송 전력,
(NF)c는 기지국 수신 잡음 특성,
ζ1, ζ2는 다른 기지국으로부터의 간섭 전력비, 및
X 는 셀 로딩 팩터이다.
보통, 턴-어라운드 상수 (k) 는 -73 dB 이다.
2. 위성 모드 전력 제어
위성 통신 모드는 일반적으로 지상 통신 모드에 이용되는 것과 상이한 전력 제어 메카니즘을 이용한다. 이러한 경우에, 전송된 상향 링크 신호 (112) 의 전력 레벨은 수신된 다운링크 신호 (110) 의 전력 레벨과 독립적일 수 있다. 전송 신호의 전력 레벨은 일반적으로 게이트 웨이 (114) 에 의해 제어된다. 게이트 웨이 (114) 가 소정의 또는 원하는 전력 레벨에서 (WCD 에 의해 전송된) 상향 링크 신호를 수신하도록, 게이트 웨이 (114) 는 상향 링크 신호 (110) 의 전력 레벨을 증가시키거나 감소시킬 것을 WCD (102) 에 명령한다. 그러나, WCD (102) 는, 그와 관련된 전송 전력을 조절하는 기준으로서 수신 신호들의 전력 레벨을 사용할 수도 있다.
Ⅰ. 기저대역 프로세싱 함수들
1. 전송 방향
WCD (102) 사용자는 마이크로폰 (420) 을 이용하여 오디오 입력을 WCD 에 제공할 수 있다. 마이크로폰 (420) 은 아날로그 오디오 신호 (422) 를 오디오 프로세서 (424) 로 제공한다. 오디오 프로세서 (424) 는 오디오 신호를 프로세싱하고 디지털화하여 디지털 오디오 전송 신호를 생성한다. 오디오 프로세서 (424) 는 디지털 오디오 전송 신호를 양방향 디지털 버스 (430) 를 통해 제어기 및 메모리 (428) 로 제공한다. 제어기 및 메모리 (428) 는 디지털 오디오 전송 신호를 제 2 의 양방향 디지털 버스 (434) 를 통해 사용자 모뎀 (432) 과 결합한다. 모뎀 (432) 은 선택된 전송 모드 (예를 들어, 위성 전송 모드 또는 지상 전송 모드) 에 따라 디지털 오디오 전송 신호를 변조하여 변조된 디지털 기저대역 전송 신호 (436) 를 생성한다. 신호 (436) 는 I (동위상) 및 Q (직교위상) 성분 모두를 포함할 수 있다. 오디오 프로세서 (424), 제어기 및 메모리 (428), 그리고 모뎀 (432) 은 하나로 묶여 WCD (102) 의 디지털 기저대역 섹션 (DBS) 을 형성한다.
모뎀 (432) 은 디지털 기저대역 전송 신호 (436) 를 BBP (310) 의 기저대역 입력 (438) 으로 제공한다. 기저대역 입력 (438) 은 디지털 기저대역 전송 신호를 디지털-아날로그 변환기 (DAC : 440) 로 제공한다. DAC (440) 는 디지털 기저대역 전송 신호 (436) 를 아날로그 기저대역 전송 신호로 변환한다. DAC (440) 는 아날로그 기저대역 전송 신호를 믹서 (442) 로 제공한다. 믹서 (442) 는 믹서 (442) 로 제공되는 기준 신호 (444a) 에 기초하여 아날로그 기저대역 전송 신호를 IF 전송 신호 (312) 로 주파수 상향 변환한다.
2. 수신 방향
수신 방향에서, AGC 결합 증폭기 (380) 는 수신 IF 신호 (381) 를 BBP (310)의 믹서 (446) 로 제공한다. 믹서 (446) 는 믹서로 제공된 기준 신호 (444a) 에 기초하여 수신 IF 신호 (381) 를 주파수 하향 변환하여 기저대역 아날로그 수신 신호를 생성한다. 믹서 (446) 는 기저대역 아날로그 수신 신호를 아날로그-디지털 변환기 (ADC : 448) 로 제공한다. ADC (448) 는 기저대역 아날로그 수신 신호를 디지털화하여 디지털 기저대역 수신 신호 (450) 를 생성한다. 신호 (450) 는 I (동위상) 및 Q (직교위상) 성분 모두를 포함할 수 있다. BBP (310) 는 디지털 기저대역 수신 신호 (450) 를 사용자 모뎀 (432) 으로 제공한다. 사용자 모뎀 (432) 은 디지털 기저대역 수신 신호 (450) 를 복조하여 복조된 디지털 신호를 생성한다. 모뎀 (432) 은 디지털 버스 (434) 를 통해 복조된 디지털 신호를 제어기 및 메모리 (428) 로 제공한다. 제어기 및 메모리 섹션 (428) 은 복조된 디지털 신호를 디지털 버스 (430) 를 통해 오디오 프로세서 (424) 에 결합시킨다. 오디오 프로세서 (424) 는 복조된 디지털 신호를 아날로그 신호 (452) 로 변환한다. 오디오 프로세서 (424) 는 아날로그 신호 (452) 를 스피커로 제공한다.
3. 기저대역 프로세서
CDMA 와 FM 타입의 통신 시스템들 또는 신호 프로세싱에 사용되는, 그리고 본 발명의 실시형태의 구현에 유용한 기저대역 프로세서 (310') 의 더욱 상세한 도면이 도 3b 에 도시되어 있다. 도 3b 에서, 사용자 모뎀 (387') 은 I 및 Q 성분 RX 데이터 신호들 (450a 및 450b) 을 각각 수신하여, I 및 Q 성분 TX 데이터 신호들 (450a 및 450b) 을 각각 제공한다.
전송의 경우, 신호들 (436a 및 436b) 은, 아날로그 출력들을 저역 통과 필터들과 믹서들 (442a 및 442b) 로 각각 제공하는, DAC 소자들 (440a 및 440b) 로 각각 입력된다. 믹서들 (442a 및 442b) 은 신호들을 적절한 IF 주파수로 상향 변환하여, 도면에 도시된 바와 같이 추가적으로 프로세싱되는 합산된 차동 TX IF 출력 신호 (312) 를 제공하는 합산기 (316) 로 그들을 입력한다. 위상 분할기 (458) 는 TX IF 신시사이저로부터의 입력을 수신하도록 접속되어 신시사이저 입력 (444a) 을 믹서 (442a) 로 제공하고 90도의 위상차가 있는 신시사이저 입력 (444c) 을 두 개의 믹서 중 나머지 하나의 믹서 (442b) 로 제공한다.
FM 신호 프로세싱의 경우, DAC (440) 에 직렬로 접속된 스위치 소자 (441) 는 주파수 변조를 위한 아날로그 기저대역으로서 사용하기 위해 아날로그 신호를 필터로, 그리고 TX IF 신시사이저로 전달한다.
신호 수신의 경우, 공통의 IF 신호 (381) 가 하향 변환을 위해 두 개의 믹서들 (446a 및 446b) 각각으로 입력을 제공하는 분할기 (384) 로 입력되고, 순서대로 그들 각각의 기저대역 아날로그 출력들은 저역 통과 필터들 및 아날로그-디지털 변환기들 또는 ADC 소자들 (448a 및 448b) 로 각각 제공된다. 위상 분할기 (456) 는 RX 신시사이저로부터의 입력을 수신하도록 접속되어 신시사이저 입력 (444b) 을 믹서 (446a) 로 제공하고, 90도의 위상차를 갖는 신시사이저 입력 (444d) 을 나머지의 다른 믹서 (446b) 로 제공한다. 위상 분할기들 (456 및 458) 모두는 2 이상의 팩터로 입력 주파수를 나누고, 필요하다면, 개별적인 IF 신시사이저의 미리선택된 출력 주파수에 의존하는 적절한 믹서 입력 주파수를 생성하는 "분할 (divide-by)" 함수를 더 포함한다.
ADC 소자들 (448a 및 448b) 은 신호들을 적절하게 디지털화하고, I (동위상) RX 데이터 신호 (450a) 및 Q (직교위상) RX 데이터 신호 (450b) 를 제공하는데, 이들은 도면에 도시된 바와 같이 사용자 모뎀에 의해 프로세싱된다.
4. 송수신기 제어 및 모뎀 제어
사용자는 WCD 가 (상술한, 그리고 아래에서 보다 상세히 설명될) 다른 동작 모드들에서 동작하도록 구성하기 위해서 정보와 모드 제어 명령들을 WCD (102) 로 제공할 수 있으며, 이러한 모드들은 기존의 서비스 제공자 또는 생산자에 의해 제공된 정보 또는 표준에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 이러한 모드 선택 신호는 특정한 모드가 선택되는 매뉴얼 사용자 입력의 결과로서, 또는 현재의 신호 품질, 서비스 또는 피처 가용성, 비용 또는 주기에 기초하는 위치 정보에 대한 요구와 같은 어떠한 값이나 기준에 기초하여 모드 선택이 이루어지는 미리 선택되거나 미리 저장된 명령들 또는 방법의 단계들을 프로세싱하는 부분으로서 제공될 수 있다. 사용자 또는 제공자는 이러한 모드 제어 정보를 입/출력 (I/O) 인터페이스 (460) 를 통해 (제어기 (428) 라고도 하는) 제어기 및 메모리 (428) 로 제공한다. 사용자에 의해 제공된 모드 제어 정보에 응답하여, 제어기 (428) 는 사용자 모뎀 (432) 과 송수신기 채널 (214, 216, 224, 226 및 230) 을 그에 상응하게 구성한다.
제어기 (428) 는 제어기 (428) 와 송수신기 채널들 사이에 결합된 송수신기 모드 제어 버스 (462) 에 의해 집합적으로 표현되는 복수의 제어 라인들/신호들을 사용하여 송수신기 채널들을 구성한다. 송수신기 모드 제어 버스 (462) 는 신호 라우팅 스위치들 (316, 400 및 370) 각각에 스위치 선택 제어 신호를 제공한다. 따라서, 제어기 (428) 는 선택된 동작 모드에 일치하도록 이러한 라우팅 스위치들을 제어함으로써, WCD 동작 모드를 구성할 수 있다.
송수신기 모드 제어 버스 (462) 또한 전력-온 및 전력-오프 제어 라인들을 포함하며, I/O 인터페이스 (460) 를 통해 수신된 모드 컨트롤 명령들에 일치하도록 다양한 송수신기 채널들의 섹션들을 활성화 또는 비활성화한다.
제어기 (428) 는 또한 주파수 동조 명령들을 신호원 (417 및 418) 에 제공하여 기준 신호들 (326 및 364) 의 주파수들을 각각 제어한다. 주파수 동조 명령들은 송수신기 모드 제어 버스 또는 분리된 전용의 동조 제어 버스들을 사용하여 신호원 (417 및 418) 에 제공될 수 있다.
제어기 (428) 는 또한 I/O 인터페이스 (460) 를 통해 들어오는 사용자 명령들 및 정보에 따라, 위성 및 지상 호 설정들 (call set-ups) (확립 또는 활성화들) 및 해제 (비활성화 또는 종료) 를 제어한다. 따라서, 제어기 (428) 는 호 설정 및 해제를 달성하는데 필요한 위성 및 지상 호 프로세싱 프로토콜들을 구현할 수 있다.
도 2 를 참조하여 상술한 바와 같이, 사용자는 WCD (102) 가 다음의 동작 모드들 중 하나 이상에서 동작하도록 구성할 수 있다:
1. 위성들 (108) 을 사용하여 위성 통신 시스템과 통신하는 위성 통신 모드;
2. 지상 아날로그 통신 시스템과 통신할 수 있는 지상 아날로그 통신 모드;
3. 지상 디지털 통신 시스템과 통신할 수 있는 지상 디지털 통신 모드; 및
4. GPS 위성 신호들을 수신하고 프로세싱하여 WCD 의 GPS 위치를 결정하도록 하는 GPS 수신 모드.
위성 통신 모드 (모드 1) 가 선택되는 경우, 제어기 (468) 는 IF 라우팅 스위치 (316) 가 IF AGC 증폭기 (314) 의 출력을 출력 경로 (318) 로 라우팅하도록 구성한다 (즉, 스위치 (316) 가 도 3a 에 도시된 위치와 반대되는 위치에 있도록 구성된다). 또한, 도 3a 에 도시된 바와 같이, 수신 IF 스위치 (370) 는 입력 IF 경로 (368) 로부터의 신호가 출력 IF 경로 (374) 로 라우팅되도록 구성된다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 지상 아날로그 통신 모드 (모드 2) 가 선택된 경우, 제어기 (468) 는 IF 라우팅 스위치 (316) 가 AGC 증폭기 (314) 의 IF 출력을 출력 IF 경로 (319) 로 라우팅하도록 구성한다. 도 3a 에 도시된 바와 같이, 지상 수신 RF 스위치 (400) 는 스위치 입력에서의 신호들이 출력 RF 경로 (402) 로 라우팅되어, 결국 아날로그 서브-채널로 라우팅되도록 구성된다. 또한, 수신 IF 라우팅 스위치 (370) 는 IF 신호가 수신 IF 경로 (372) 로부터 출력 IF 경로 (374) 로 라우팅되도록 구성될 수 있으나, 디지털 신호를 원한 것이 아니므로, 이 경로에 대한 이득은 0 일 수 있다. 다른 방법으로, 스위치 (370) 가 경로들 (368과 370) 사이에 위치하도록 구성되어 위성이나 디지털 셀룰러 어느 것도 선택되지 않는다.
지상 디지털 통신 모드 (모드 3) 가 선택되면, 제어기 (468) 는 도 3a 에 도시된 바와 같이 전송 IF 라우팅 스위치 (316) 를 구성한다. 한편, 지상 수신 RF 스위치 (400) 는 스위치 입력의 신호들을 출력 RF 경로 (404) 로, 그리고 디지털 서브-채널로 라우팅하도록 구성된다. 또한, 수신 IF 라우팅 스위치 (370) 는 수신 IF 경로 (372) 로부터의 IF 신호들을 출력 IF 경로 (374) 로 라우팅하도록 구성된다 (즉, 스위치 (370) 가 도 3a 에 나타낸 위치와 반대되는 위치에 있도록 구성된다).
GPS 수신 모드 (모드 4) 가 선택되면, 제어기 (468) 는 수신 IF 경로 (372) 로부터의 IF 신호들이 출력 IF 경로 (374) 로 라우팅되도록 수신 IF 라우팅 스위치 (370) 를 구성한다 (즉, 스위치 (370) 가 도 3a 에 도시된 위치와 반대되는 위치에 있도록 구성된다). 또한, 제어기 (428) 는 전송 채널들 (214와 216) 을 비활성화하여 전송 채널들에 의해 GPS 채널 (230) 에 도입되는 간섭을 줄일 수 있게 된다.
III. 동시 위성 수신 및 GPS 수신의 실시형태
상술한 WCD (102) 에서, GPS 수신 채널 (230) 및 위성 수신 채널 (216) 은 일반적으로 상호간에 배타적인 방식으로 작동되는데, 그 이유는 수신 IF 라우팅 스위치 (370) 가, 선택된 수신 모드에 따라, 이들 2 개 채널 사이에서 선택하기 때문이다. 도 4 는 다른 실시형태에 따른 WCD (470) 의 블록도로서, 여기에서 GPS 수신 채널 (230) 과 위성 수신 채널 (216) 은 동시에 동작할 수 있다.
WCD (470) 는 수신된 GPS IF 신호 (392) 가 IF 라우팅 스위치 (370) 대신 GPS 수신 IF BPF (472) 에 제공된다는 점을 제외하고는 WCD (102) 와 유사하다. WCD (470) 에서, GPS 수신 IF BPF (472) 는 필터링된 GPS IF 신호를 IF 스위치 (474) 로 제공한다. IF 스위치 (474) 는 또한 BPF (410) 에 의해 출력된 IF 수신 신호를 수신한다. 따라서, IF 라우팅 스위치 (474) 는 GPS 수신 신호 또는 지상 수신 IF 신호 중에서 선택하고, 선택된 신호를 AGC 증폭기 (312) 로 제공한다.
IV. 위성 송수신기와 GPS 만, 제 1 실시형태
도 5 는 또 다른 실시형태에 따른 WCD (500) 의 블록도이다. WCD (500) 는 단지 위성 전송 및 수신 채널 (214 와 216), 그리고 GPS 수신 채널 (230) 을 포함한다. WCD (500) 는 지상 전송 및 수신 채널 (224와 226), 그리고 관련된 전송 및 수신 라우팅 스위치 (316과 370) 가 생략된다는 점을 제외하면, WCD (102) 와 유사하다. 따라서, WCD (500) 는 상술한 실시형태들보다 더 간단하고, 더 컴팩트하며, 더 가볍고, 덜 비싸며, 더 전력 효율적이다. 또한, WCD (500) 는 GPS 및 위성 통신 수신 신호들을 동시에 수신하고 프로세싱할 수 있다.
WCD (500) 와 WCD (102) 간의 또 다른 차이점은 전송 IF 이득 제어형 증폭기 (314) 와 IF BPF 사이에 결합된 전송 IF 증폭기 (504) 를 포함한다는 것이다. 기준 신호원 (506) 은 지상 통신 채널들이 생략되므로 단일 대역 신호원일 수 있다.
V. 위성 송수신기와 GPS 만, 제 2 실시형태
도 6 은 또 다른 실시형태에 따른 WCD (600) 의 블록도이다. WCD (600) 은 IF AGC 증폭기 (380 ; 도 5 참조) 대신에 전력 결합기 (604) 가 믹서 (392) 에 의해 생성된 GPS 수신 IF 신호와 수신 IF 증폭기 (326) 에 의해 생성된 위성 통신 수신 IF 신호 (606)을 결합한다는 점을 제외하면 WCD (500) 과 유사하다. 전력 결합기 (604) 는 결합된 신호를 수신 IF BPF (601), 및 제 1 과 제 2 의 수신 IF AGC 증폭기 (612 및 614) 를 연속으로 포함하는 공통의 IF 경로/섹션 (608) 으로 제공한다.
VI. 위성 지원형 GPS 방법
도 7 은 WCD 의 GPS 에 기초한 위치를 빠르게 확립하기 위해서 위성 통신과 GPS 수신 모드의 양자에서 WCD (예를 들어, WCD (102), 또는 상술한 다른 WCD 실시형태들) 를 동시에 동작시키는 예시적인 방법 (700) 의 흐름도이다. 이것을 "위성 지원형 GPS" 라 한다. 방법 (700) 은 WCD (102) 에 의해 실행되는 연속적인 방법 단계들을 나타낸다.
WCD (102) 의 사용자는 위성 지원형 GPS 에 대한 요청을, 예를 들어, I/O 인터페이스를 사용하여 WCD (102) 로 입력함으로써 개시할 수 있다. 첫번째 단계 (705) 에서, WCD (102) 는 위성 지원형 GPS 에 대한 요청을 수신한다.
다른 방법으로, 위성 지원형 GPS 모드는, 통신 서비스로서, 사용자 명령에응답하거나 하나 이상의 통신 시스템 사용자들에게 제공되는 특정 피처로서 서비스 제공자로부터의 명령들에 응답하여 주기적 간격으로 자동 선택될 수 있다.
위성 지원형 GPS 에 대한 요청에 대응하여, 다음 단계 (710) 에서, WCD (102) 는 위성 송수신기 (212) 를 활성화시켜 위성 통신 시스템의 소정 분할기 번호로의 위성 호를 개시한다. WCD (102) 는 분할기 프로브라고도 하는 호 설정 요청을 상향 링크 신호 (112) 를 사용하는 위성 시스템의 게이트웨이 (114) 로 전송한다. 소정의 액세스 번호는 WCD 위치/확인 서비스에 대한 요청에 대응한다.
게이트웨이 (114) 는 WCD (102) 로부터 호 설정 요청을 수신하여 WCD 위치 서비스에 대한 요청에 관련되는 소정의 숫자를 인식한다. 그에 따라, 게이트웨이 (114) 는 WCD (102) 와의 호를 확립한다. 예를 들어, 게이트웨이 (114) 는 WCD (102) 로 하여금, 예를 들어, 위성 페이징 채널을 사용하여, 소정의 역방향 링크 채널을 사용하도록 명령한다.
이와 관련하여, 다음 단계 (715) 에서, WCD (102) 는 게이트웨이에 기원하는, 다운링크 신호 (110) 에서 위성 호를 확립하는 명령들을 수신한다.
일단 위성 호가 확립되면, 다음 단계 (720) 에서, WCD (102) 는 WPF (Wireless Position Function) 이라 하는 위성 시스템 설비를 위한 게이트웨이 (114) 에 요청을 전송한다. 위성 시스템의 WPF 는, 그를 통해 WCD (102) 가 게이트웨이 (114) 와 통신하는 공지된 위성(들)과 같은 팩터들 (또는, 그들의 위치 등)에 기초하여 WCD (102) 의 대략적인 지리적 위치를 계산한다. 이들 모두를 여기에서 참조하고 있는, 2000년 8월 22일 공고된 "Position Determination UsingOne Low-Earth Orbit Satellite" 라는 명칭의 미국특허 제 6,107,959 호, 2000년 6월 20일 공고된 "Passive Position Determination Using Two Low-Earth Orbit Satellites" 라는 명칭의 미국특허 제 6,078,284 호 및 "Unambiguous Position Determination Using Two Low-Earth Orbit Satellites" 라는 명칭의 미국 특허출원 제 08/723,725 호에, 이러한 위치 결정 기술들이 개시되어 있다.
WPF 요청에 응답하여, 게이트웨이 (114) 는 WPF 설비를 시동시킨다. WPF 설비는 게이트웨이 (114) 에 WCD (102) 의 대략적인 위치를 돌려보낸다. 게이트웨이 (114) 는 위치 (GPS) 보조 (Aiding) 메시지 내의 대략적인 위치를 WCD (102) 로 전송한다. GPS 보조 메시지는 또한 WCD (102) 의 대략적인 위치에 기초하여, WCD (102) 에 의해 볼 수 있는 가능성이 가장 높은 GPS 위성의 리스트를 포함한다. 리스트는 각각의 리스트된 GPS 위성들로부터 GPS 신호들을 수신하고 프로세싱하는데 필요한 정보를 포함한다.
이와 관련하여, 다음 단계 (725) 에서, WCD (102) 는 GPS 보조 메시지를 수신한다. GPS 보조 메시지에 대응하여, WCD (102) 는 위성 호를 중단한다. 그 다음, WCD (102) 는 GPS 수신기 (230) 를 활성화시키고, GPS 보조 메시지 내의 GPS 위성의 리스트에 기초하여, WCD 의 관점에서, GPS 위성들을 식별하기 위한 독립적인 GPS 위치 추적을 개시한다. 이것을 GPS 위성 신호 조사, 획득 및 추적이라고도 한다.
일단 GPS 위치 추적이 완료되면, 다음 단계 (730) 에서, WCD (102) 는 WCD 의 GPS 위치를 결정하는 독립형 (stand-alone) GPS 수신기로서 동작한다.
바람직스럽지 않게도, GPS 보조 메시지 없이, GPS 위성 신호 조사, 획득 및 추적에는 10 분이 넘게 걸릴 수 있다. 그러나, 본 발명에서는, GPS 위성들의 리스트와 GPS 보조 메시지 내의 관련 정보(예를 들어, 추산 위치표 데이터) 로 인해, 이 시간을 30 초 미만으로 줄일 수 있다.
다른 실시형태에서는, 단계 (705) 에서, 사용자가 "E911" 위성 호를 사용하여 비상 위치 확인 서비스를 요청할 수 있다. 이러한 호 동안, WCD (102) 는 GPS 수신과 위성 전송 모드 사이에서 교대하여, 위성 호를 유지한다. 따라서, E911 방법은, WCD (102) 가 수신된 GPS 위성 신호들에 기초한 포지션을 결정하는 동안, 상술한 방법 전체에 걸쳐 위성 호가 유지된다는 점을 제외하면, 상술한 방법 (700) 과 유사하다. WCD (102) 는 위성 통신 시스템에 전송할 때 GPS 수신 채널의 전원을 끄고, 그 다음, GPS 신호를 수신하는 동안 위성 전송 채널의 전원을 끈다. 그러나, 위성 수신 채널은 그 동안 내내 액티브 상태를 유지한다. 이러한 방식으로, WCD (102) 는 GPS 위치 확인 추적을 수행할 수 있고 LEO 위성 음성/데이터 링크를 유지할 수 있다. E911 호 동안, WCD 는 연속적으로 게이트웨이에 WCD 위치 업데이트 정보를 전송한다. 그 다음, 게이트웨이는 차동 GPS 위치 고정을 위해 이 정보와 GPS 시각 정보를 WPF 에 제공한다. 이 방법은 시간의 90 % 동안 비상 발신자 (예를 들어, 사용자, 사용자 터미널, 또는 무선 장치) 의 위치를 수 미터 내로 고정시킬 수 있고, 발신자와 음성/데이터 통신 링크를 유지할 수 있게 한다.
본 발명의 많은 애플리케이션 중 일부는 다음과 같다:
1. LEO 위성 서비스 제공자들을 위한 위치 의존형 요금 부과 (Location Sensitive Billing).
2. 셀 방식 서비스 제공자들을 위한 위치 의존형 요금 부과.
3. 지상 네트워크 커버리지와 무관한 개인 위치 및 위치 추적.
4. 글로벌 위치 추적과 통신.
5. 육지 또는 바다에서 차대 관리 및 배송 서비스.
6. 부정 방지 (Fraud Management).
7. 시스템 정보 프로세싱 상호 운영 (system interoperability) 을 포함하는 LEO 위성 시스템과 지상 시스템을 위한 글로벌 네트워크 최적화.
8. 개인적 보안 대응.
9. 자연재해가 있는 동안, 지역 및 국가 범위의 큰 규모의 조사와 구조.
10. 지진, 허리케인, 태풍, 화재 및 산업 사고 후의 재앙 구호의 협조.
11. 대륙적 규모의 도로변 도움.
12. 도둑맞은 차량 회수.
13. 모든 비상사태들.
14. 산, 사막, 정글 및 바다와 같이 원거리에 위치한 비상 구출.
15. 작은 크기의 휴대형 글로벌 개인 통신 장비.
16. 휴대형 장치의 도시 및 시골 지역의 통신 서비스.
17. 글로벌 데이터 통신 서비스.
18. WCD (102) 가 원거리 데이터 수집 터미널로 사용될 때 위치 확인 및 추적.
19 전투에 나가 있는 부대들의 휴대형 이동 군사 명령, 통신 조절 및 추적.
20. 첩보원들에게 글로벌 통신, 위치 확인 및 추출을 제공하는 국가 첩보기관 작전본부(National intelligence operations) 지원.
21. 현장에 나가 있는 요원들을 추적하고 통신하는 연방 조사국(Federal Bureau of Investigation).
22. 법 실행 통신 및 위치 서비스.
VII. 결론
본 발명의 다양한 실시형태들을 상술하였지만, 이들은 예로서 제시된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 당업자는, 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서, 본 발명의 형태와 세부적인 것에 다양한 변화를 가할 수 있다.
본 발명은 지정된 기능들과 그들의 관계에 대한 성능을 설명하는 기능적인 빌딩 블록들을 참조하여 기술되었다. 이러한 기능 빌딩 블록들의 범주는 발명의 상세한 설명의 편리를 위해 여기에서 임의로 규정된 것이다. 지정된 기능들과 그들의 관계가 적절히 수행되기만 한다면, 다른 범주가 정의될 수 있다. 따라서, 임의의 이러한 다른 범주들도 청구된 본 발명의 범위와 원리 내에 있다. 당업자라면 이러한 기능적인 빌딩 블록들이 개개의 컴포넌트들, 주문형 집적 회로들, 적절한 소프트웨어를 실행시키는 프로세서 등 또는 그들의 조합에 의해 구현될수 있음을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 깊이와 범위는 상술한 대표적인 실시형태들에 의해 한정되는 것이 아니며, 단지 이하의 청구항들과 그들의 등가물에 의해서만 한정될 뿐이다.

Claims (50)

  1. 제 1 통신 시스템과 호환가능한 제 1 RF (Radio Frequency) 전송 신호를 생성하는 제 1 전송 채널;
    상기 제 1 통신 시스템으로부터 제 1 RF 수신 신호를 수신하는 제 1 수신 채널; 및
    위성 위치 확인 시스템 (satellite positioning system) 으로부터 WCD (Wireless Communication Device ; 무선 통신 장치) 의 위치를 구하는데 이용할 수 있는 제 2 RF 수신 신호를 수신하는 제 2 수신 채널을 구비하고,
    상기 제 1 및 제 2 수신 채널은 공통의 수신 경로를 공유하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위성 위치 확인 시스템은 GPS (Global Positioning System) 인, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 통신 시스템은 위성 통신 시스템, 지상 셀룰러 통신 시스템 및 지상 PCS (Personal Communication Service) 시스템 중 하나인, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 수신 채널은,
    제 1 기준 신호에 기초하여, 상기 제 1 RF 수신 신호를 제 1 IF (Intermediate Frequency) 신호로 주파수 하향 변환하는 제 1 믹서; 및
    상기 제 1 믹서에 수반되는 제 1 IF 섹션 (section) 을 구비하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 수신 채널은,
    제 2 기준 신호에 기초하여, 상기 제 2 RF 수신 신호를 제 2 IF 신호로 주파수 하향 변환하는 제 2 믹서; 및
    상기 제 2 믹서에 수반되며, 상기 제 1 IF 섹션과는 별개의 제 2 IF 섹션을 구비하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 공통의 수신 경로는 공통의 수신 IF 경로를 구비하고,
    상기 제 1 및 제 2 수신 채널은 상기 제 1 및 제 2 IF 신호를 상기 제 1 및 제 2 의 별개의 IF 섹션 각각으로부터 상기 공통의 수신 IF 경로로 라우팅하는 신호 라우팅 메커니즘을 더 포함하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  7. 제 5 항에 있어서,
    제 1 주파수에서 상기 제 1 기준 신호를 생성하는 제 1 LO (Local Osillator); 및
    상기 제 1 주파수와 무관한 제 2 주파수에서 상기 제 2 기준 신호를 생성하는 제 2 LO 를 더 구비하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    제 2 통신 시스템과 호환가능한 제 2 RF 전송 신호를 생성하는 제 2 전송 채널을 더 구비하고,
    상기 제 1 및 제 2 전송 채널은 공통의 전송 경로를 공유하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 전송 채널은,
    제 1 IF 신호를 프로세싱하는 제 1 IF 섹션; 및
    상기 제 1 IF 섹션에 수반되며, 제 1 기준 신호에 기초하여, 상기 제 1 IF 신호를 제 1 RF 신호로 주파수 상향 변환하는 제 1 믹서를 구비하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 전송 채널은,
    제 2 IF 신호를 프로세싱하는 제 2 IF 섹션; 및
    상기 제 2 IF 섹션에 수반되며, 제 2 기준 신호에 기초하여, 상기 제 2 IF 신호를 제 2 RF 신호로 주파수 상향 변환하는, 상기 제 1 믹서와는 별개의 제 2 믹서를 구비하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 공통의 전송 경로는 공통의 전송 IF 경로, 상기 제 1 및 제 2 IF 신호를 상기 공통의 전송 IF 경로로부터 상기 제 1 및 제 2 의 별개의 믹서로 각각 라우팅하는 공통 신호 라우팅 메커니즘을 포함하는 상기 제 1 및 제 2 전송 채널을 구비하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 통신 시스템으로부터 제 3 RF 수신 신호를 수신하는 제 3 수신 채널을 더 구비하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 3 수신 채널은,
    제 1 기준 신호에 기초하여, 상기 제 3 RF 수신 신호를 IF 신호로 주파수 하향 변환하는 믹서; 및
    상기 IF 신호를 수신하여 프로세싱하는 IF 섹션을 포함하고,
    상기 IF 섹션은 상기 제 1 및 제 2 수신 채널 중 적어도 하나와 공통의 수신 IF 경로를 공유하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 통신 시스템은 디지털 변조 기술을 이용하여 변조된 제 1 신호 및 아날로그 변조 기술을 이용하여 변조된 제 2 신호를 전송할 수 있는 하나 이상의 지상 통신 시스템을 포함하고,
    상기 제 3 수신 채널은,
    상기 디지털 변조 기술을 이용하여 변조된 제 1 신호를 수신하는 제 1 서브-채널; 및
    상기 아날로그 변조 기술을 이용하여 변조된 제 2 신호를 수신하는 제 2 서브-채널을 포함하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 신호를 상기 제 1 서브-채널로 그리고 상기 제 2 신호를 상기 제 2 서브-채널로 선택적으로 라우팅하는 라우팅 메커니즘을 더 구비하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  16. 위성 통신 시스템과의 통신을 위한 위성 전송 채널 및 위성 수신 채널을 포함하는 위성 송수신기;
    셀룰러 시스템 및 PCS 시스템 중 하나와의 통신을 위한 지상 전송 채널 및 지상 수신 채널을 포함하는 지상 송수신기; 및
    하나 이상의 GPS 위성으로부터, WCD 의 위치가 결정될 수 있는 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신 채널을 구비하고,
    상기 위성 전송 채널과 상기 지상 전송 채널은 공통의 전송 경로를 공유하며,
    상기 위성 수신 채널과 상기 지상 수신 채널 중 적어도 하나는 상기 GPS 수신 채널과 공통의 수신 경로를 공유하는, 4중-모드 WCD (Quad-mode Wireless Communication Device).
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 지상 송수신기는,
    (a) CDMA (Code Division Multiple Access) 셀룰러 시스템; 및
    (b) 아날로그 셀룰러 시스템 중 하나와 선택적으로 통신하도록 구성되는, 4중-모드 WCD.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 위성 전송 채널 및 상기 지상 전송 채널 각각은,
    IF 신호를 생성하는 IF 섹션; 및
    상기 IF 섹션에 수반되며, LO 기준 신호에 기초하여, 상기 IF 신호를 RF 신호로 주파수 상향 변환하는 믹서를 구비하고,
    상기 위성 전송 채널의 IF 섹션 및 상기 지상 전송 채널의 IF 섹션은 공통의 전송 IF 경로를 공유하는, 4중-모드 WCD.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 위성 수신 채널 및 상기 지상 수신 채널 각각은,
    제 1 LO 기준 신호에 기초하여, 수신된 RF 신호를 IF 신호로 주파수 하향 변환하는 믹서; 및
    상기 IF 신호를 수신하여 프로세싱하는 IF 섹션을 구비하고,
    상기 위성 수신 채널의 IF 섹션 및 상기 지상 수신 채널의 IF 섹션은 공통의 수신 IF 경로를 공유하는, 4중-모드 WCD.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 GPS 수신 채널은,
    제 2 LO 기준 신호에 기초하여, 수신된 GPS RF 신호를 GPS IF 신호로 주파수 하향 변환하는 믹서; 및
    상기 GPS IF 신호를 수신하여 프로세싱하는 IF 섹션을 구비하고,
    상기 GPS 수신 채널의 IF 섹션, 상기 위성 수신 채널의 IF 섹션, 및 상기 셀룰러 수신 채널의 IF 섹션은 공통의 IF 신호 경로를 공유하는, 4중-모드 WCD.
  21. 위성 통신 시스템과 통신할 수 있으며, 위성 위치 확인 시스템으로부터 WCD 의 위치를 나타내는 신호를 수신할 수 있는 송수신기를 포함하는 WCD 의 위치를 결정하는 방법으로서,
    (a) 위치 결정을 위한 초기 요청을 수신하는 단계;
    (b) 상기 초기 요청에 응답하여, 호 설정 요청 (call set-up request) 을 상기 위성 통신 시스템으로 전송하는 단계;
    (c) 상기 위성 통신 시스템으로부터 호 설정 정보를 수신하여 상기 위성 통신 시스템과의 호를 확립하는 단계;
    (d) 상기 위성 통신 시스템으로부터 PA (Position Aiding) 메시지를 수신하는 단계;
    (e) 상기 위성 위치 확인 시스템의 위성들로부터 신호를 수신하는 단계; 및
    (f) 상기 단계 (e) 및 상기 PA 메시지의 정보에 기초하여, WCD 의 위치를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 호 설정 요청은 소정의 위치 서비스 액세스 번호를 포함하며,
    상기 PA 메시지는 상기 WCD 의 대략적인 위치에 기초하며 상기 위성 확인 시스템의 위성들에 관한 정보를 포함하는, WCD 의 위치 결정 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 위성 위치 확인 시스템은 GPS 이고,
    상기 단계 (e) 는 복수개의 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하는 단계를 포함하는, WCD 의 위치 결정 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 단계 (d) 와 상기 단계 (e) 사이에,
    상기 위성 송수신기의 수신 채널을 비활성화하는 단계; 및
    상기 위성 통신 시스템과의 상기 호를 중단하는 단계를 더 포함하는, WCD 의 위치 결정 방법.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 단계 (f) 에서 상기 WCD 의 위치를 결정하는 동안, 상기 위성 통신 시스템과의 상기 호를 유지하는 단계를 더 포함하는, WCD 의 위치 결정 방법.
  25. 제 1 통신 시스템과 호환가능한 제 1 RF 전송 신호를 생성하는 수단;
    상기 제 1 통신 시스템으로부터 제 1 RF 수신 신호를 수신하는 수단; 및
    위성 위치 확인 시스템으로부터, WCD 의 위치를 구하는데 이용할 수 있는 제 2 RF 수신 신호를 수신하는 수단을 구비하고,
    상기 제 1 RF 수신 신호를 수신하는 수단 및 상기 제 2 RF 수신 신호를 수신하는 수단은 공통의 수신 경로를 공유하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 위성 위치 확인 시스템은 GPS 인, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 1 통신 시스템은 위성 통신 시스템, 지상 셀룰러 통신 시스템 및 지상 PCS 시스템 중 하나인, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 1 수신 채널은,
    제 1 기준 신호에 기초하여, 상기 제 1 RF 수신 신호의 주파수를 제 1 IF 신호로 하향 변환하는 수단; 및
    상기 제 1 RF 수신 신호를 하향 변환하는 수단에 수반되는 제 1 IF 섹션을 구비하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 제 2 수신 채널은,
    제 2 기준 신호에 기초하여, 상기 제 2 RF 수신 신호의 주파수를 제 2 IF 신호로 하향 변환하는 제 2 수단; 및
    상기 하향 변환하는 제 2 수단에 수반되는, 상기 제 1 IF 섹션과는 별개의제 2 IF 섹션을 구비하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 공통의 수신 경로는 공통의 수신 IF 경로이고,
    상기 하향 변환하는 제 1 수단 및 제 2 수단은 상기 제 1 및 제 2 IF 신호를 상기 제 1 및 제 2 의 별개의 IF 섹션 각각으로부터 공통의 수신 IF 경로로 라우팅하는 수단을 포함하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  31. 제 29 항에 있어서,
    제 1 주파수에서 상기 제 1 기준 신호를 생성하는 수단; 및
    상기 제 1 주파수와 무관한 제 2 주파수에서 상기 제 2 기준 신호를 생성하는 수단을 더 구비하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  32. 제 1 항에 있어서,
    제 2 통신 시스템과 호환가능한 제 2 RF 전송 신호를 생성하는 수단을 더 구비하고,
    상기 RF 전송 신호를 생성하는 제 1 및 제 2 수단은 공통의 전송 경로를 공유하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  33. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 2 통신 시스템으로부터 제 3 RF 수신 신호를 수신하는 수단을 더 구비하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 2 통신 시스템은 디지털 변조 기술을 이용해 변조된 제 1 신호 및 아날로그 변조 기술을 이용해 변조된 제 2 신호를 전송할 수 있는 하나 이상의 지상 통신 시스템을 포함하고,
    상기 디지털 변조 기술을 이용해 변조된 제 1 신호를 제 1 서브-채널을 통해 수신하는 수단; 및
    상기 아날로그 변조 기술을 이용해 변조된 제 2 신호를 제 2 서브-채널을 통해 수신하는 수단을 구비하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 제 1 신호를 상기 제 1 서브-채널로 그리고 상기 제 2 신호를 상기 제 2 서브-채널로 선택적으로 라우팅하는 수단을 더 구비하는, WCD 용 다중-모드 송수신기.
  36. 위성 통신 시스템과 통신할 수 있으며, 위성 위치 확인 시스템으로부터 WCD 의 위치를 나타내는 신호를 수신할 수 있는 송수신기를 포함하는 하나 이상의 WCD 의 위치를 결정하는 방법으로서,
    위치 결정을 위한 초기 요청을 수신하는 단계;
    상기 초기 요청에 응답하여, 상기 위성 통신 시스템을 통해 호를 확립하는 단계;
    상기 위성 통신 시스템으로부터 PA (Position Aiding) 메시지를 수신하는 단계;
    상기 위성 위치 확인 시스템의 위성들로부터 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 위성 위치 확인 시스템 및 상기 PA 메시지의 정보에 기초하여, WCD 의 위치를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 PA 메시지는 상기 WCD 의 대략적인 위치에 기초하며 상기 위성 위치 확인 시스템의 위성들에 관한 정보를 포함하는, WCD 의 위치 결정 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 위치 결정을 위한 초기 요청은 초기 서비스 제공자 (preset service provider) 또는 WCD 제조자에 의해 공급되는 정보 또는 기준에 응답하여 만들어지는, WCD 의 위치 결정 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 위치 결정을 위한 초기 요청은, 현재의 신호 품질, 서비스 또는 피처 가용성 (feature availability), 비용 및 소정의 주기적 근거와 같은 소정값 또는 기준에 기초하여 사전에 선택되거나 사전에 저장된 명령어를 프로세싱하는 것, WCD사용자의 수동 입력 중 하나에 응답하여 만들어지는, WCD 의 위치 결정 방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    WCD 사용자는 "E911" 호를 이용하여 응급 위치 확인 서비스를 요청하는, WCD 의 위치 결정 방법.
  40. 제 39 항에 있어서,
    이러한 호 동안, 상기 WCD 는 위성 호를 유지하기 위해, 상기 위성 위치 확인 시스템으로부터 신호를 수신하는 모드와 위성 전송 모드 사이에서 교대하는, WCD 의 위치 결정 방법.
  41. 제 36 항에 있어서,
    상기 WCD 에 통신 서비스를 제공하는 위성 통신 서비스 제공자에게 위치 의존형 요금 부과 (location sensitive billing) 를 제공하는 단계를 더 포함하는, WCD 의 위치 결정 방법.
  42. 제 36 항에 있어서,
    상기 WCD 에 통신 서비스를 제공하는 셀룰러 서비스 제공자에게 위치 의존형 요금 부과를 제공하는 단계를 더 포함하는, WCD 의 위치 결정 방법.
  43. 제 36 항에 있어서,
    지상 네트워크 커버리지와 무관하게, 사람의 위치 및 위치 추적을 제공하는 단계를 더 포함하는, WCD 의 위치 결정 방법.
  44. 제 36 항에 있어서,
    상기 WCD 에 차대 관리 및 배송 서비스 (fleet management and dispatch service) 를 제공하는 단계를 더 포함하는, WCD 의 위치 결정 방법.
  45. 제 36 항에 있어서,
    부정 방지 (Fraud Management) 를 제공하는 단계를 더 포함하는, WCD 의 위치 결정 방법.
  46. 제 36 항에 있어서,
    WCD 사용자에게 개인적 보안 대응 (personal security response) 을 제공하는 단계를 더 포함하는, WCD 의 위치 결정 방법.
  47. 제 36 항에 있어서,
    검색 및 구조 노력을 지원하는데 유용한 정보를 지역적 및 국가적 커버리지로 제공하는 단계를 더 포함하는, WCD 의 위치 결정 방법.
  48. 제 36 항에 있어서,
    대륙적 규모의 도로변 지원 (roadside assistance on a continental scale) 을 위한 정보를 제공하는 단계를 더 포함하는, WCD 의 위치 결정 방법.
  49. 제 36 항에 있어서,
    원격지에서 소정 인명 그룹의 한 명 이상의 멤버에 대해 이동 명령 및 위치 추적을 위한 통신을 제공하는 단계를 더 포함하는, WCD 의 위치 결정 방법.
  50. 제 36 항에 있어서,
    차량 배치 (vehicle location) 용 통신을 제공하는 단계를 더 포함하는, WCD 의 위치 결정 방법.
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