KR20050034036A - 두 개의 안테나를 이용한 트라이모드 이동통신단말기 - Google Patents

두 개의 안테나를 이용한 트라이모드 이동통신단말기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 두 개의 안테나를 이용하여 CDMA 모드와 GSM 모드에 GPS 모드를 추가시킨 트라이모드 이동통신단말기에 관한 것이다. 상기 트라이모드 이동통신단말기는 CDMA 신호 및 GPS 신호의 송수신을 위한 외부 안테나, 상기 외부 안테나에 연결되어 임피던스 정합을 하기 위한 제1 정합회로, 상기 제1 정합회로로부터 수신한 CDMA신호 및 GPS 신호를 분리하여 각각의 경로를 통해 출력하는 다이플렉서, 상기 다이플렉서에 연결된 GPS 무선회로부, 상기 다이플렉서에 연결된 CDMA 듀플렉서부, 상기 CDMA 듀플렉서부에 연결된 CDMA 무선회로부, 인에이블 신호와 제어신호를 발생시키는 제어부, GSM 신호의 송수신을 위한 내부 칩 안테나, 상기 내부 칩 안테나에 연결되어 임피던스 정합을 하기 위한 제2 정합회로, 상기 제2 정합회로에 연결되어 상기 제어부의 상기 인에이블 신호에 의해 전원이 온/오프 되고, 상기 제어신호에 의해 상기 제2 정합회로와 GSM TX 단자, GSM RX 단자 사이를 스위칭하는 안테나 스위치, 상기 GSM TX 단자와 상기 GSM RX 단자에 연결된 GSM 무선회로부를 포함한다.

Description

두 개의 안테나를 이용한 트라이모드 이동통신단말기 {Trimode mobile phone using two antennas}
본 발명은 트라이모드 이동통신단말기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두 개의 안테나를 이용하여 CDMA 모드와 GSM 모드에 GPS 모드를 추가시킨 트라이모드 이동통신단말기에 관한 것이다.
트라이모드란 이동통신단말기에 적용되는 세가지 통신모드라는 의미이다. 상기 세가지 통신모드는 GSM(Global System for Mobile telecommunication), CDMA(Code Division Multiple Access), GPS(Global Positioning System)를 의미한다.
CDMA 모드는 800MHz의 주파수 대역폭을 사용한다.
GSM 모드는 유럽에서 채택하고 있는 디지털 이동전화 방식이다. 현재 국내에 보급되고 있는 CDMA 모드와 디지털 이동전화 시장을 놓고 치열하게 경쟁을 벌이고 있다.
종합정보통신망(ISDN)과의 연동을 중시한 GSM 모드는 기존 아날로그 방식과는 호환성이 없으며 유럽 내 모든 국가들이 자유롭게 통신할 수 있도록 설계된 미래 이동 셀룰러 전화 서비스에 바탕을 두고 있다.
GSM 모드는 기지국 송신 주파수가 935∼960MHz, 기지국 수신 주파수가 890∼915MHz로 송수신 주파수 간격은 45MHz다. RF 듀플렉스 채널 수는 124채널, 셀반경은 0.5∼35㎞ 정도며 전송속도는 270.833kbps다. 현재 1.8GHz 대역 DCS1800 방식도 개발되고 있다.
GPS는 미국 국방부(DOD)가 개발하여 추진한 전 지구적 무선 항행 위성 시스템이다. 이 시스템은 고도 약 2만 km, 주기 약 12시간, 궤도 경사각 55도인 6개의 원궤도에 각각 4개씩 발사된 도합 24개의 항행 위성과 위성을 관리하는 지상 제어국, 이용자의 이동국으로 구성된다. 각 위성에는 원자 시계가 탑재되어 있다. 이 시스템은 지구 어디에서나 항상 4개 이상의 위성이 시계(視界) 내에 있도록 배치되기 때문에, 이용자는 이들 위성 중에서 적당한 4개를 선택하여 그것들로부터의 시각(時刻) 신호를 수신하여 각각의 거리를 측정한다. 4개 위성의 위치는 알려져 있으므로, 이 측정에서 이용자의 위도·경도·고도의 3차원의 위치와 시계(時計)의 시각 편차를 알 수 있다. 위성으로부터의 송신 주파수는 약 1.5GHz이다.
한편, 2004년부터 시행될 예정인 이동통신서비스의 010번호통합제도와 번호이동성제도에 의해 트라이모드 이동통신단말기의 개발이 시급한 상황이다.
종래에는 CDMA전용이나 GSM전용의 단말기에 GPS가 탑재되어 개발, 출시되었다. 그리고, 각각의 방식에 적합한 Front/End 단과 RF단의 회로구성이 이루어져 있는 상태이다. 따라서, 세가지 방식을 하나의 단말기로 구현하기 위한 회로 구성은 전무한 상태이다.
종래기술은 하나의 안테나를 사용하므로 각각의 모드별로 최적의 수신감도를 제공하지 못하는 문제점이 있었다. 또한, TDMA(Time Division Multiple Access)방식 즉, 시분할다중접속방식인 GSM전용 단말기의 경우, 그에 탑재된 GPS 신호는 시간이 분할되어 수신되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, CDMA 모드, GSM 모드, GPS 모드가 포함된 트라이모드 이동통신단말기에 CDMA 모드 및 GPS 모드용 외부 안테나와 GSM 모드용 내부 칩 안테나를 사용하여, Front/End단과 RF단을 효율적으로 설계하고, 각 모드별로 수신감도가 최적이 되게하는 트라이모드 이동통신단말기를 제공함에 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 두 개의 안테나를 이용한 트라이모드 이동통신단말기를 제공한다. 트라이모드는 GSM 모드, CDMA 모드, GPS 모드이다.
상기 트라이모드 이동통신단말기의 안테나는 CDMA 모드 및 GPS 모드의 듀얼밴드용 외부 안테나에 GSM 모드용 내부 칩 안테나를 사용한다. CDMA 모드와 GPS 모드는 내부 안테나를 사용할 경우 급격한 감도의 저하를 나타내므로 외부 안테나를 사용한다. GSM 모드는 내부 안테나를 사용하여도 수신감도에 큰 영향이 없음이 이미 출시된 제품에 의해 검증된 상태이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 트라이모드 이동통신단말기의 내부구성도이다.
상기 장치는 외부 안테나(100), 제1 정합회로(110), 다이플렉서(120), GPS 무선회로부(130), 제어부(140), CDMA 듀플렉서(150), CDMA 무선회로부(160), GSM용 내부 칩 안테나(170), 제2 정합회로(180), 안테나 스위치(190), GSM 무선회로부(200) 등으로 구성된다.
외부 안테나(100)는 듀얼밴드용 외부 안테나로, 듀얼밴드는 CDMA 모드와 GPS 모드이다.
제1 정합회로(110)는 외부 안테나(100)와 다이플렉서(120)사이의 임피던스 정합을 위한 회로이다.
다이플렉서(120)는 제1 정합회로(110)로부터 수신한 CDMA 대역의 신호와 GPS 대역의 신호를 분리하고 각각의 경로를 통하여 출력한다.
GPS 무선회로부(130)는 다이플렉서(120)로부터 GPS 신호를 수신하여 제어부(140)로 전송하거나 제어부(140)로부터 신호를 수신하여 다이플렉서(120)로 전송한다.
CDMA 듀플렉서(150)는 다이플렉서(120)로부터 CDMA 신호를 수신하고, TX신호와 RX신호가 분리되어 CDMA 무선회로부(160)와 통신이 이루어진다.
CDMA 무선회로부(160)는 CDMA 듀플렉서(150)로부터 신호를 수신하여 제어부(140)로 전송하거나 제어부(140)로부터 신호를 수신하여 CDMA 듀플렉서(150)로 전송한다.
제어부(140)는 트라이모드 이동통신단말기의 전체 동작을 제어하는 역할을 한다. 제어부(140)는 마이크로프로세서나 DSP(Digital Signal Processor) 등으로 이루어질 수 있다. 제어부(140)에는 또한 각 무선회로부로부터의 기저대역신호의 처리를 위한 기저대역신호처리회로가 포함되어 있다. 본 발명의 일실시예에서 제어부(140)는 GPS 무선회로부(130), CDMA 무선회로부(160), GSM 무선회로부(200)와 통신하고 인에이블(Enable) 신호와 제어신호를 발생시키고 이를 통해 안테나 스위치(190)를 제어한다.
GSM용 내부 칩 안테나(170)는 GSM 신호를 수신하기 위한 것으로 CDMA용 및 GPS용의 듀얼밴드 안테나(100)가 이동통신단말기 외부에 장착되는 것과는 달리 이동통신단말기 내부에 칩 형태로 구현된다. 왜냐하면, CDMA나 GPS는 내부 안테나를 사용할 경우 급격한 감도의 저하를 나타내는 반면, GSM은 내부 안테나를 사용하여도 수신감도에 큰 영향이 없음이 검증된 상태이기 때문이다. 이로써 두 개의 안테나를 사용함에 따른 디자인상의 걸림돌이 제거된다.
제2 정합회로(180)는 GSM용 내부 칩 안테나(170)와 안테나 스위치(190)사이의 임피던스 정합을 위한 회로이다.
안테나 스위치(190)는 GSM 모드용 안테나 스위치로써, 제어부(140)의 제어에 의해 제2 정합회로(180)와 GSM TX 단자 및 GSM RX 단자 사이를 스위칭한다.
안테나 스위치(190)는 제어부(140)의 인에이블 신호에 의해 전원이 온/오프 (On/Off) 된다. GSM 모드에서 동작중일 경우 제어부(140)의 인에이블 신호에 의해 전원이 온 되며, 제어부(140)로부터의 제어신호에 의해 제2 정합회로(180)와 GSM TX 단자 및 GSM RX 단자를 스위칭하면서 연결한다. 즉, GSM 표준에 따른 일정 시간마다 제2 정합회로(180)가 GSM TX 단자와 GSM RX 단자를 번갈아 가면서 연결된다.
GSM 무선회로부(200)는 GSM RX 단자로부터 신호를 수신하여 제어부(140)로 전송하거나 제어부(140)로부터 신호를 수신하여 GSM TX 단자로 전송한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 안테나 스위치의 온/오프 에 의한 GSM 모드, CDMA 모드, GPS 모드의 동작상태를 나타낸 도면이다.
안테나 스위치(190) 전원의 온/오프는 제어부(140)의 인에이블 신호에 의해 제어된다.
CDMA 모드에서 동작중일 경우 제어부(140)의 인에이블 신호에 의해 안테나 스위치(190)는 오프 되어 동작하지 않는다. 따라서, CDMA 모드와 GPS 모드는 동작상태이지만 GSM 모드는 동작하지 않는다.
GSM 모드에서 동작중일 경우 제어부(140)의 인에이블 신호에 의해 안테나 스위치(190)는 온 되어 동작한다. 따라서, GSM 모드와 GPS 모드는 동작상태이지만 제어부(140)에 의해 CDMA 모드단의 전원은 오프되어 CDMA 모드는 동작하지 않는다.
즉, 도 2에서 보는바와 같이 안테나 스위치(190)가 오프 일때는, 제어부(140)에 의해 CDMA 모드와 GPS 모드가 동작하고, 안테나 스위치(190)가 온 일때는, 제어부(140)에 의해 GSM 모드와 GPS 모드가 동작한다. GPS 모드는 CDMA 모드 및 GSM 모드에서 모두 동작하게 된다.
GSM 모드에서 동작중일 경우 안테나 스위치(190)는 제어부(140)로부터의 제어신호에 의해 제2 정합회로(180)와 GSM TX 단자 및 GSM RX 단자를 스위칭하면서 연결한다. 즉, GSM 표준에 따른 일정 시간마다 제2 정합회로(180)가 GSM TX 단자와 GSM RX 단자를 번갈아 가면서 연결된다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 CDMA신호와 GPS신호를 위한 외부 안테나와 GSM신호를 위한 별도의 내부 안테나를 사용함으로써, 각 모드별 수신감도의 저하를 방지하는 효과가 있다. 또한 GSM 모드는 내부 안테나로 구현하여 두 개의 안테나를 사용함에 따른 디자인상의 걸림돌을 제거하였다. 별도의 안테나를 사용하여 GPS를 GSM과 분리하여 시간분할 없이 항상 GPS 신호를 수신할 수 있도록 하였고, 제어신호와 관련된 부분을 단순화 시켰다. 아울러 향후 새로운 분야인 CDMA+GSM+GPS 다중모드 이동통신단말기에 응용이 가능할 것으로 예상된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 트라이모드 이동통신단말기의 내부구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 안테나 스위치의 온/오프 에 의한 GSM 모드, CDMA 모드, GPS 모드의 동작상태를 나타낸 도면이다.

Claims (4)

  1. CDMA 신호 및 GPS 신호의 송수신을 위한 외부 안테나;
    상기 외부 안테나에 연결되어 임피던스 정합을 하기 위한 제1 정합회로;
    상기 제1 정합회로로부터 수신한 CDMA 대역의 신호와 GPS 대역의 신호를 분리하고 각각의 경로를 통해 출력하는 다이플렉서;
    상기 다이플렉서에 연결된 GPS 무선회로부;
    상기 다이플렉서에 연결된 CDMA 듀플렉서;
    상기 CDMA 듀플렉서에 연결된 CDMA 무선회로부;
    인에이블(Enable) 신호와 제어신호를 발생시키는 제어부;
    GSM 신호의 송수신을 위한 내부 칩 안테나;
    상기 내부 칩 안테나에 연결되어 임피던스 정합을 하기 위한 제2 정합회로;
    상기 제2 정합회로에 연결되어 상기 제어부의 상기 인에이블 신호에 의해 온/오프(On/Off) 되고, 상기 제어신호에 의해 상기 제2 정합회로와 GSM TX 단자, GSM RX 단자 사이를 스위칭하는 안테나 스위치;
    상기 GSM TX 단자와 상기 GSM RX 단자에 연결된 GSM 무선회로부
    를 포함하는 두 개의 안테나를 이용한 트라이모드 이동통신단말기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 GSM 모드에서는 상기 안테나 스위치를 온 시키며 CDMA 모드에서는 상기 안테나 스위치를 오프 시키는 것을 특징으로 하는 두 개의 안테나를 이용한 트라이모드 이동통신단말기.
  3. 제 2항에 있어서,
    GSM 모드에서 상기 제어부는 상기 GSM TX 단자 및 상기 GSM RX 단자를 번갈아 연결하도록 상기 안테나 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 두 개의 안테나를 이용한 트라이모드 이동통신단말기.
  4. 제 3항에 있어서,
    GSM 모드에서 상기 제어부는 CDMA 단의 전원을 모두 오프 하는 것을 특징으로 하는 두 개의 안테나를 이용한 트라이모드 이동통신단말기.
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