KR20050027798A - Ｇｓｍ/ｔｄ-ｓｃｄｍａ 이중모드 단말기의 송신장치 - Google Patents

Ｇｓｍ/ｔｄ-ｓｃｄｍａ 이중모드 단말기의 송신장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치에 관한 것으로서, 특히 GSM 전력증폭기 및 TD-SCDMA 전력증폭기를 하나의 칩으로 구현하여 전체 구성을 간단하게 한 GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명에 의한 GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치는 GSM 방식의 베이스밴드 신호를 출력하는 GSM 베이스밴드부 및 베이스밴드 신호를 서비스 주파수로 변환하는 GSM 송신 ASIC을 포함하는 GSM 송신부와, TD-SCDMA 방식의 베이스밴드 신호를 출력하는 TD-SCDMA 베이스밴드부 및 베이스밴드 신호를 서비스 주파수로 변환하는 TD-SCDMA 송신 ASIC을 포함하는 TD-SCDMA 송신부와, 상기 GSM 송신부의 GSM 송신 ASIC 및 상기 TD-SCDMA 송신부의 TD-SCDMA 송신 ASIC에 연결되어 주파수 변환된 신호를 원하는 크기의 신호로 증폭하는 전력증폭기 모듈과, 상기 전력증폭기 모듈에서 출력되는 송신신호를 선택하여 안테나로 보내는 안테나 스위치 블록을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

ＧＳＭ/ＴＤ-ＳＣＤＭＡ 이중모드 단말기의 송신장치{TRANSMITTING APPARATUS OF GSM/TD-SCDMA DUAL MODE TERMINAL}
본 발명은 GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치에 관한 것으로서, 특히 GSM 전력증폭기 및 TD-SCDMA 전력증폭기를 하나의 칩으로 구현하여 전체 구성을 간단하게 한 GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치에 관한 것이다.
도 1은 종래 GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치의 내부 구성도를 나타낸다.
GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치는 크게 GSM 송신부, TD-SCDMA 송신부, 안테나 스위치 블록(10) 및 안테나로 구성되어 있다.
GSM 송신부는 GSM 방식의 베이스밴드 신호를 출력하는 GSM 베이스밴드부(60)와, 베이스밴드 신호를 서비스 주파수로 변환(up-conversion)하는 GSM 송신 ASIC(50)과, 주파수 변환된 신호를 원하는 크기의 신호로 증폭하는 GSM 전력증폭기(20)를 포함한다.
GSM 방식의 경우 GSM 송신 ASIC(50)과 GSM 전력증폭기(20)는 일반적으로 EGSM(Extended GSM)(880-915 MHz), DCS(1710-1785 MHz) 및 PCS(1850-1910 MHz) 주파수대역을 지원한다. 따라서, GSM 전력증폭기(20)는 EGSM 전력증폭기(21) 및 DCS/PCS 전력증폭기(22)로 구성되어 있다. 여기서, DCS/PCS 주파수대역에 대하여 동일한 전력증폭기가 사용될 수 있는 것은 DCS와 PCS의 주파수대역이 비슷하기 때문이다.
TD-SCDMA 송신부는 TD-SCDMA 방식의 베이스밴드 신호를 출력하는 TD-SCDMA 베이스밴드부(80)와, 베이스밴드 신호를 서비스 주파수로 변환(up-conversion)하는 TD-SCDMA 송신 ASIC(70)과, 주파수 변환된 신호를 원하는 크기의 신호로 증폭하는 TD-SCDMA 전력증폭기(30)를 포함한다.
안테나 스위치 블록(10)은 GSM 전력증폭기(20)와 TD-SCDMA 전력증폭기(30)에 연결되어 각각의 전력증폭기(20, 30)에서 출력되는 송신신호를 선택하여 안테나를 통해 방사한다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 종래의 GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치는 GSM 전력증폭기(20) 및 TD-SCDMA 전력증폭기(30)를 각각 포함하고 있다. GSM 전력증폭기와 TD-SCDMA 전력증폭기가 따로 존재하는 이유는 GSM 규격과 TD-SCDMA 규격이 서로 다르기 때문이다. GSM 방식은 비선형 전력증폭기를 사용하고 TD-SCDMA 방식은 선형 전력증폭기를 사용한다.
GSM의 변조방식은 비선형 변조방식으로서 변조신호의 크기 변화와 관계 없이 반송파의 진폭이 일정한 GMSK 변조를 사용한다. 따라서, GSM 방식의 전력증폭기는 진폭 선형성이 나쁘지만 전력효율이 좋은 증폭기(C급 증폭기)를 사용할 수 있다.
이에 대하여 TD-SCDMA의 변조방식은 선형 변조방식으로서 OQPSK 변조를 사용한다. TD-SCDMA 방식에서 다중 접속 정보는 RF 관점에서 볼 때 실질적인 진폭의 변화로 나타나므로, TD-SCDMA 송신부에서 진폭 선형성이 손상된다면 불필요한 신호가 증가하거나 코드의 잡음 레벨이 증가하게 된다. 따라서, TD-SCDMA 방식의 전력증폭기는 전력효율은 좋지 않으나 진폭 선형성이 좋은 증폭기(A급 증폭기)를 사용한다.
한 편, 이동통신 시스템에서는 단말기의 배터리 수명을 연장하고 균일한 통화품질을 유지하며 셀의 용량을 증가시키기 위해 전력제어(power control)를 수행한다.
전력제어를 수행하기 위해서, GSM 방식의 경우 GSM 전력증폭기(20)가 레벨 제어(level control)되어야 한다. 이를 위해 GSM 베이스밴드부(60)는 GSM 전력증폭기(20)에 PA_Level 신호를 보내어 송신신호의 레벨을 제어한다.
이에 대하여, TD-SCDMA 방식의 경우에는 TD-SCDMA 송신 ASIC(70) 내부에 있는 AGC 증폭기(미도시)에 의해 전력제어가 수행되므로 TD-SCDMA 전력증폭기(30)는 레벨 제어될 필요가 없고 송신장치의 특성을 보완하는 차원에서 고이득/저이득 모드의 두 단계 정도로만 이득 변화가 있으면 된다. 이를 위해, TD-SCDMA 베이스밴드부(80)는 TD-SCDMA 전력증폭기(30)에 PA_Mode 신호(하이/로우 신호)를 보내어 고이득/저이득 모드를 선택할 수 있다.
이와 같이 전력제어 방식이 다른 이유는 GSM 방식에서는 전력제어범위가 약 30dB 정도이므로 GSM 전력증폭기(20)의 이득조정만으로 전력제어가 가능하지만, TD-SCDMA 방식에서는 간섭 레벨(interference level)에 의해 셀의 용량이 결정되므로 약 80dB 이상의 전력제어범위가 필요하기 때문이다. 따라서, 단순히 TD-SCDMA 전력증폭기(30)의 이득조정만으로는 전력제어가 수행될 수 없어서 TD-SCDMA 송신 ASIC(70) 내부의 AGC 증폭기에 의해 수행되며 TD-SCDMA 전력증폭기(30)는 고이득/저이득 모드로 전환되는 보조적인 역할만을 담당한다.
상기와 같이, 종래의 GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치는 GSM 전력증폭기와 TD-SCDMA 전력증폭기를 각각 따로 포함하고 있어서 송신장치의 전체 면적이 증가한다는 문제점이 있다. 또한, TD-SCDMA 전력증폭기로서 선형성이 우수한 A급 전력증폭기를 사용해야 하므로 단말기의 전력소모가 크다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 GSM 전력증폭기와 TD-SCDMA 전력증폭기를 하나의 칩으로 구성하여 전체 구성을 간단하게 한 GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 전력효율이 좋은 전력증폭기를 사용하여 단말기의 전력소모를 줄일 수 있는 GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치를 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명에 의한 GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치는 GSM 방식의 베이스밴드 신호를 출력하는 GSM 베이스밴드부 및 베이스밴드 신호를 서비스 주파수로 변환하는 GSM 송신 ASIC을 포함하는 GSM 송신부와, TD-SCDMA 방식의 베이스밴드 신호를 출력하는 TD-SCDMA 베이스밴드부 및 베이스밴드 신호를 서비스 주파수로 변환하는 TD-SCDMA 송신 ASIC을 포함하는 TD-SCDMA 송신부와, 상기 GSM 송신부의 GSM 송신 ASIC 및 상기 TD-SCDMA 송신부의 TD-SCDMA 송신 ASIC에 연결되어 주파수 변환된 신호를 원하는 크기의 신호로 증폭하는 전력증폭기 모듈과, 상기 전력증폭기 모듈에서 출력되는 송신신호를 선택하여 안테나로 보내는 안테나 스위치 블록을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하며 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치의 내부 구성도를 나타낸다. 도 2에서, 도 1에 도시된 종래의 GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치의 구성요소와 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고 있음에 유의한다.
도 2에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치는 GSM 송신부, TD-SCDMA 송신부, 전력증폭기 모듈(PAM)(40), 안테나 스위치 블록(10') 및 안테나로 구성되어 있다.
GSM 송신부는 GSM 방식의 베이스밴드 신호를 출력하는 GSM 베이스밴드부(60) 및 베이스밴드 신호를 서비스 주파수로 변환(up-conversion)하는 GSM 송신 ASIC(50)를 포함하고, TD-SCDMA 송신부는 TD-SCDMA 방식의 베이스밴드 신호를 출력하는 TD-SCDMA 베이스밴드부(80) 및 베이스밴드 신호를 서비스 주파수로 변환(up-conversion)하는 TD-SCDMA 송신 ASIC(70)를 포함한다.
전력증폭기 모듈(40)은 각 송신부의 GSM 송신 ASIC(50) 및 TD-SCDMA 송신 ASIC(70)에 연결되어 주파수 변환된 신호를 원하는 크기의 신호로 증폭한다.
전력증폭기 모듈(40)은 종래 따로 존재했던 GSM 전력증폭기(20) 및 TD-SCDMA 전력증폭기(30)를 하나의 칩으로 구현한 것으로서, 이중모드 4-주파수대역(EGSM, DCS, PCS, TD-SCDMA)을 지원할 수 있는 전력증폭기이다.
상기 설명한 바와 같이 GSM 변조방식과 TD-SCDMA의 변조방식이 다르기 때문에 전력증폭기의 특성도 달라야 하지만, 본 발명에서는 TD-SCDMA 주파수대역(2010-2025 MHz)이 DCS/PCS 주파수대역에 가깝다는 사실에 착안하여 TD-SCDMA 방식에서 TD-SCDMA 전력증폭기 대신에 DCS/PCS 전력증폭기를 활용한다.
도 3은 전력증폭기 모듈(40)의 내부 구성도를 나타낸다.
도 3에서 도시된 바와 같이, 전력증폭기 모듈(40)은 EGSM 주파수대역 신호를 증폭하기 위한 EGSM 전력증폭기와, DCS, PCS 및 TD-SCDMA 주파수대역 신호를 증폭하기 위한 DCS/PCS 전력증폭기와, DCS/PCS 전력증폭기의 입력단에 설치되어 비선형성을 보상하기 위한 전치왜곡 선형화기(predistortion linearizer)(41)로 구성되어 있다.
GSM 송신부에서 나온 신호(①, ②)는 종래와 같이 자신의 주파수대역(EGSM, DCS, PCS)에 해당하는 전력증폭기에 입력되고, TD-SCDMA 송신부에서 나온 신호(③)는 DCS/PCS 전력증폭기에 입력된다. 다만, TD-SCDMA 방식에서는 진폭 선형성이 유지되어야 하므로 비선형 증폭기인 DCS/PCS 전력증폭기의 입력단에 전치왜곡 선형화기(41)를 설치하여 DCS/PCS 전력증폭기가 선형 전력증폭기로서 사용될 수 있게 한다. 전치왜곡 선형화기(41)는 전력증폭기의 비선형성을 보상하기 위해 전력증폭기의 입력신호를 전력증폭기의 비선형성만큼 미리 왜곡시켜서 전체 입출력 특성이 선형성을 가질 수 있도록 하는 장치이다.
안테나 스위치 블록(10')은 전력증폭기 모듈(40)에서 출력되는 송신신호(④, ⑤)를 선택하여 안테나로 보내고, 안테나는 그 송신신호를 공중에 방사한다. 안테나 스위치 블록(10')의 입력 포트는 TD-SCDMA 방식에서 DCS/PCS 전력증폭기를 공통으로 사용하기 때문에 종래의 3포트에서 2포트로 감소되어 있다.
한편, 전력제어를 위한 전력증폭기 이득의 조정에 있어서 GSM 방식의 경우 종래와 같이 GSM 베이스밴드부(60)가 EGSM 전력증폭기 및 DCS/PCS 전력증폭기에 PA_Level 신호를 보내어 송신신호의 레벨을 제어하고, TD-SCDMA 방식의 경우 DCS/PCS 전력증폭기에 PA_Mode 신호(하이/로우 신호)를 보내어 고이득/저이득 모드를 선택한다.
상기와 같이, 본 발명은 GSM 전력증폭기와 TD-SCDMA 전력증폭기를 하나의 칩으로 구현함으로써, 전력증폭기가 차지하는 면적이 1/2로 감소하고, 안테나 스위치 블록의 입력 포트가 줄어들어, GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치의 전체 구성이 간단해지는 효과가 있다.
또한, TD-SCDMA 전력증폭기로서 전력효율이 우수한 C급 전력증폭기를 사용할 수 있어서 단말기의 전력소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치의 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 원칩(one chip) 전력증폭기 모듈(PAM)의 구성도.
** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 **
10, 10' : 안테나 스위치 블록 20 : GSM 전력증폭기
21 : EGSM 전력증폭기 22 : DCS/PCS 전력증폭기
30 : TD-SCDMA 전력증폭기 40 : 전력증폭기 모듈
50 : GSM 송신 ASIC 60 : GSM 베이스밴드부
70 : TD-SCDMA 송신 ASIC 80 : TD-SCDMA 베이스밴드부

Claims (2)

  1. GSM 방식의 베이스밴드 신호를 출력하는 GSM 베이스밴드부 및 베이스밴드 신호를 서비스 주파수로 변환하는 GSM 송신 ASIC을 포함하는 GSM 송신부와,
    TD-SCDMA 방식의 베이스밴드 신호를 출력하는 TD-SCDMA 베이스밴드부 및 베이스밴드 신호를 서비스 주파수로 변환하는 TD-SCDMA 송신 ASIC을 포함하는 TD-SCDMA 송신부와,
    상기 GSM 송신부의 GSM 송신 ASIC 및 상기 TD-SCDMA 송신부의 TD-SCDMA 송신 ASIC에 연결되어 주파수 변환된 신호를 원하는 크기의 신호로 증폭하는 전력증폭기 모듈과,
    상기 전력증폭기 모듈에서 출력되는 송신신호를 선택하여 안테나로 보내는 안테나 스위치 블록을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전력증폭기 모듈은, EGSM 주파수대역 신호를 증폭하는 EGSM 전력증폭기와,
    DCS, PCS 및 TD-SCDMA 주파수대역 신호를 증폭하는 DCS/PCS 전력증폭기와,
    상기 DCS/PCS 전력증폭기의 입력단에 설치되어 비선형성을 보상하기 위한 전치왜곡 선형화기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 GSM/TD-SCDMA 이중모드 단말기의 송신장치.
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