KR20060108904A - 프론트 엔드 모듈 및 그 안테나 자동 스위칭 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프론트 엔드 모듈에 있어서, 특히 내장 및 외장 안테나를 구비시켜, MSM(Mobile Station Modem)칩과 연결된 스위치(Switch)가 상기 내장 및 외장 안테나 중 수신파워가 큰 쪽으로 스위칭(Switching)되게 함으로써, 단말기의 전력소모를 줄일 수 있게 하는 프론트 엔드 모듈 및 그 안테나 자동 스위칭 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 프론트 엔드 모듈은, 단말기에 구비된 적어도 2개의 안테나;
상기 안테나와 연결되고, 입력된 신호를 상기 안테나중 어느 하나의 안테나에 스위칭(Switching)시키는 스위치; 및 상기 스위치와 연결되고, 수신감도를 측정하여 상기 안테나중 어느 하나의 안테나로의 스위칭을 제어하는 모뎀(MSM)칩을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
프론트 엔드 모듈, MSM(Mobile Station Modem)칩, 내장 안테나, 외장 안테나, 스위치

Description

프론트 엔드 모듈 및 그 안테나 자동 스위칭 방법{Front end module and antenna autoswitching method thereof}
도 1은 종래 하나의 외장 안테나가 구비된 프론트 엔드 모듈(front end module)의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 안테나 자동 스위칭이 가능한 프론트 엔드 모듈의 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 프론트 엔드 모듈의 안테나 자동 스위칭 방법을 나타낸 플로우챠트.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
200 : 제 1안테나 202 : 제 2안테나
204 : 스위치 206 : 모뎀(MSM)칩
208 : 듀플렉서 210 : 저잡음증폭기(LNA)
212 : 전력증폭모듈(PAM) 214 : 아이솔레이터(Isolator)
216 : 자동전력컨트롤러 218 : 커플러
본 발명은 프론트 엔드 모듈 및 그 안테나 자동 스위칭 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 셀룰러(Cellular) 또는 PCS 휴대폰 단말기 또는 기타 무선 통신 시스템은, 안테나(ANT)에 접속하여 대략 824∼894MHz의 셀룰러(Cellular) 밴드 또는 대략 1750∼1910 MHz의 피씨에스(이하 'PCS'로 표기) 밴드를 구분하여 통과시키는 듀플렉서를 포함한 구성이다.
또한, 상기 셀룰러(Cellular) 또는 PCS 휴대폰 단말기 또는 기타 무선 통신 시스템은, 상기 셀룰러(Cellular) 밴드를 대략 824∼849MHz의 송신(TX)대역 및 대략 869∼894MHzDML 수신(RX)대역으로 구분하는 듀플렉서 또는 상기 PCS 밴드를 송신(TX)대역 및 수신(TX)대역으로 구분하는 듀플렉서를 포함한 구성이다.
여기서, 한국형 PCS(K-PCS) 밴드는 1750MHz∼1780MHz의 송신대역과 1840MHz∼1870MHz의 수신대역을 포함하며, 그리고, 미국형 PCS(US-PCS) 밴드는 1850MHz∼1910MHz의 송신대역과 1930MHz∼1990MHz의 수신대역을 포함한다.
또한, 상기 주파수 대역을 각각 증폭하는 전력증폭모듈(PAM: Power Amplifier Module)이 듀플렉서에 연결되어 듀플렉서의 입력신호 또는 출력신호를 증폭하는 기능을 하게 된다.
도 1은 종래 하나의 외장 안테나가 구비된 프론트 엔드 모듈(front end module)의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 상기 종래 하나의 외장 안테나가 구비된 프론트 엔드 모듈은, 듀플렉서(Duplexer)(100), 안테나(ANT)(102), 저잡음증폭기(LNA,Low Noise Amplifier)(104), 전력증폭모듈(PAM)(106), 아이솔레이터(Isolator)(108), 자동 전 력 컨트롤러(110) 및 커플러(112)를 포함한 구성이다.
이하, 상기 종래 하나의 외장 안테나가 구비된 프론트 엔드 모듈의 동작을 살펴보면, 상기 듀플렉서(100)는 입력주파수를 송신(TX) 및 수신(RX) 대역으로 분리시켜, 송신 대역의 입력주파수는 안테나(ANT)(102)로 전송하고, 상기 안테나(ANT)(102)로부터 수신된 수신 대역의 주파수는 저잡음증폭기(LNA,Low Noise Amplifier)(104)를 통해 수신단(미도시)으로 전송된다.
상기 듀플렉서(100)는 통신시스템으로부터 전력증폭모듈(PAM)(106)을 통해 증폭되어 아이솔레이터(Isolator)(108)를 거쳐 들어오는 신호를 안테나(102)에 전달하게 된다.
이때 상기 전력증폭모듈(106) 에는 전력증폭모듈(106)로부터의 전력을 감지하여, 이를 자동 전력 컨트롤러(110)를 통해 피드백시켜, 전력증폭을 제어하는 커플러(112)가 연결되어 있다.
상기 설명한 바와 같은 종래의 프론트 엔드 모듈이 구비된 CDMA(Code Division Multiple Access) 단말기의 경우, 항상 기지국과의 통신을 하면서, 전력을 측정하여, 단말기의 출력 전력을 결정하게 된다.
따라서, 상기 단말기의 전력소모를 막아, 사용시간을 늘리기 위해서는 단말기 출력 전력이 낮고, 기지국으로부터 수신받는 전력이 커야만 한다.
그러나, 종래 하나의 외장 안테나만을 구비하고 있는 프론트 엔드 모듈은, 만일 사용자의 부주의로 인해 상기 외장 안테나가 파손되거나 분실된 경우, 상기 단말기 출력 전력은 높아지고, 기지국으로부터 수신받는 전력은 낮아지게 되어 전 력소모가 증가되는 문제점이 있다.
또한, 종래 하나의 외장 안테나만을 구비하고 있는 프론트 엔드 모듈은 심하게 훼손된 경우 매칭이 틀어져서, 듀플렉서나 그 외의 부품이 전력에 의해서 파괴될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 프론트 엔드 모듈에 내장 및 외장 안테나를 구비시켜, MSM(Mobile Station Modem)칩과 연결된 스위치(Switch)가 상기 내장 및 외장 안테나 중 수신파워가 큰 쪽으로 스위칭(Switching)되게 함으로써 단말기의 전력소모를 줄일 수 있게 하는 프론트 엔드 모듈 및 그 안테나 자동 스위칭 방법을 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 프론트 엔드 모듈은 단말기에 구비된 적어도 2개의 안테나; 상기 안테나와 연결되고, 입력된 신호를 상기 안테나중 어느 하나의 안테나에 스위칭(Switching)시키는 스위치; 및 상기 스위치와 연결되고, 수신감도를 측정하여 상기 안테나중 어느 하나의 안테나로의 스위칭을 제어하는 모뎀(MSM)칩을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 프론트 엔드 모듈의 상기 안테나중 적어도 하나는 상기 단말기 내부에 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 프론트 엔드 모듈의 상기 안테나중 적어도 하나는 칩 안테나, meander line 안테나, PIFA(Planar Inverted-Fantenna) 안테나 중 어느 한 가지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 프론트 엔드 모듈의 안테나 자동 스위칭 방법은 기지국으로부터 신호가 수신되는 단계; 제 1안테나 및 제 2안테나의 상기 수신된 신호에 대한 수신감도가 판단되는 단계; 및 상기 판단결과, 수신감도가 더 높은 안테나로 스위칭되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 프론트 엔드 모듈의 안테나 자동 스위칭 방법의 상기 수신감도는 단말기 내부의 출력 전력이 낮고, 기지국으로부터 수신되는 전력이 크기에 비례하여 높아지는 것을 특징으로 한다.
통상적으로 단말기에서 송신 전력의 크기는 수신 전력을 측정하여 이루어진다. 즉, 이동통신 시스템의 기지국에서 수신되는 전력의 하강(Down) 또는 상승(Up) 명령에 의거하여 송신 전력이 결정된다. 상기 수신 전력은 송신 전력의 크기를 정하는 기초적인 정보가 되고, 실제적인 단말기의 송신 전력의 결정은 기지국에서 오는 전력의 상승 또는 하강의 정보를 통해 결정된다.
이와 같이 기지국으로부터 수신되는 전력의 상승 또는 하강의 정보에 의해 이동통신 단말기에서 전력의 크기를 결정하는 과정을 역방향 전력제어(RLPC : Reverse Link Power Control)라 한다. 이러한 역방향 전력제어는 송신 전력의 크기를 결정하는 중요한 과정이다. 이는 상기 역방향 전력제어가 정상적으로 이루어지지 않는 경우 정확한 송신 전력의 크기를 결정할 수 없기 때문이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 안테나 자동 스위칭이 가능한 프론트 엔드 모듈의 구 성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 프론트 엔드 모듈은 제 1안테나(ANT)(200), 제 2안테나(ANT)(202), 스위치(204), 모뎀(MSM)칩(206), 듀플렉서(Duplexer)(208) 저잡음증폭기(LNA,Low Noise Amplifier)(210), 전력증폭모듈(PAM)(212), 아이솔레이터(Isolator)(214), 자동 전력 컨트롤러(216) 및 커플러(218)를 포함한 구성이다.
상기 제 1안테나(200)는 단말기의 외부로 도출되어 있는 외장형 안테나이고, 제 2안테나(202)는 상기 단말기의 내부에 구비된 내장형 안테나이다.
상기 제 2안테나(202)는 칩 안테나(Chip antenna), meander line 안테나, 평판 역F형 안테나(PIFA : planar inverted-Fantenna) 등으로 구비될 수 있다.
또한, 스위치(204)는 상기 제 1안테나(200) 및 제 2안테나(202)와 연결되어, 상기 단말기에서 측정된 수신감도의 결과에 따라 상기 제 1안테나(200) 또는 제 2안테나(202)로 스위칭(Switching)되게 한다.
또한, 모뎀(MSM: Mobile Station Modem)칩(206)은 상기 단말기 내부에 위치되어, 상기 수신감도를 측정하여 그 결과치에 따라, 상기 제 1안테나(200) 또는 제 2안테나(202)에 스위칭되도록 상기 스위치(204)에 명령을 전달한다.
상기 모뎀칩(206)의 수신감도 측정과정을 알아보면, 상기 단말기의 제 1안테나(200) 또는 제 2안테나(202)를 통해 소정의 신호가 수신되면 이는 듀플렉서(208) 혹은 안테나 스위치 모듈(ASM)이나 프론트 엔드 모듈(FEM)을 통해서 송신신호와 수신신호가 분리된다.
따라서, 상기 분리된 수신신호는 저잡음증폭기(210)를 통해 증폭이 이루어진 후, 수신 자동 이득 조절 증폭기(미도시)에서 수신된 신호의 전력이 조정되어 모뎀칩(206)에 전달된다.
즉, 상기 신호의 전력을 조정하여, 송신 전력값을 결정하는 방법은 일반적인 경우에는 원활하게 사용할 수 있으나, 일례로 제 1안테나(200)가 사용자의 부주의나 외부환경에 의해 훼손되면, 상기 모뎀칩(206)은 수신감도를 측정하여 상대적으로 수신파워가 큰 제 2안테나(202)에 스위칭(Switching)되도록 스위치(204)에 명령하게 된다.
따라서, 상기 제 1안테나(200)가 훼손된다 하더라도, 상기 제 2안테나(202)를 이용하여 단말기의 전력소모를 줄일 수 있게 된다
한편, 모뎀칩(206)이 수신감도를 측정하여 제 1안테나(200) 또는 제 2안테나(202) 중 상대적으로 수신파워가 큰 쪽으로 스위칭되는 기능 외의 동작은 종래기술과 유사하다.
다시말해, 듀플렉서(208)는 입력주파수를 송신(TX) 및 수신(RX) 대역으로 분리시켜, 송신 대역은 제 1안테나(200) 또는 제 2안테나(202) 중 수신파워가 큰 쪽으로 전송한다.
또한, 상기 듀플렉서(208)는, 상기 수신파워가 큰 안테나(ANT)로부터 수신된 신호의 수신 대역을 저잡음증폭기(LNA)(210)를 통해 수신단으로 전송한다.
상기 듀플렉서(208)는 통신시스템으로부터 전력증폭모듈(PAM)(212)을 통해 증폭되어 아이솔레이터(Isolator)(214)를 거쳐 들어오는 신호를 제 1안테나(200) 또는 제 2안테나(202) 중 수신파워가 큰 쪽으로 전달하게 된다.
이때 상기 전력증폭모듈(212) 에는 전력증폭모듈(212)로 들어오는 전력을 감지하여, 이를 자동 전력 컨트롤러(216)를 통해 피드백시켜, 전력증폭을 제어하는 커플러(218)가 연결되어 있다.
도 3은 본 발명에 따른 프론트 엔드 모듈의 안테나 자동 스위칭 방법을 나타낸 플로우챠트이다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저 단말기에 신호가 수신되면(S300), 듀플렉서(208) 혹은 안테나 스위치 모듈(ASM)이나 프론트 엔드 모듈(FEM)을 통해서 수신신호가 분리되고, 저잡음증폭기(210) 및 수신 자동 이득 조절 증폭기(미도시)에서 수신된 신호의 전력이 조정되어, 모뎀칩(206)에 전달된다.
그런다음, 상기 모뎀칩(206)에서 제 1안테나(200) 또는 제 2안테나(202)의 수신감도를 측정한다(S302).
상기 모뎀칩(206)은 상기 측정결과치를 가지고, 상기 제 1안테나(200) 또는 제 2안테나(202) 중 어느쪽이 수신감도가 높은지 판단한다(S304).
상기 판단결과, 만일 상기 제 2안테나(202)가 상기 제 1안테나(200) 보다 수신감도가 높다면, 상기 모뎀칩(206)은 스위치(204)에 명령을 보내어, 상기 제 2안테나(202)로 스위칭되도록 한다(S306).
그러나, 단계 304에서 상기 제 1안테나(200)가 상기 제 2안테나(202) 보다 수신감도가 높다면, 상기 모뎀칩(206)은 스위치(204)에 명령을 보내어, 상기 제 1안테나(200)로 스위칭되도록 한다(S308).
따라서, 상기 제 1안테나(200)가 훼손된다 하더라도, 상기 제 2안테나(202) 를 이용하여 단말기의 전력소모를 줄일 수 있게 된다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다.
예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 프론트 엔드 모듈에 내장 및 외장 안테나를 구비시켜, 모뎀(MSM,Mobile Station Modem)칩과 연결된 스위치(Switch)가 상기 내장 및 외장 안테나 중 수신파워가 큰 쪽으로 스위칭(Switching)되게 함으로써, 외장 안테나가 훼손되어도 내장 안테나를 사용하여 단말기의 전력소모를 줄일 수 있다.

Claims (5)

  1. 단말기에 구비된 적어도 2개의 안테나;
    상기 안테나와 연결되고, 입력된 신호를 상기 안테나중 어느 하나의 안테나에 스위칭(Switching)시키는 스위치; 및
    상기 스위치와 연결되고, 수신감도를 측정하여 상기 안테나중 어느 하나의 안테나로의 스위칭을 제어하는 모뎀(MSM)칩을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 프론트 엔드 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 안테나중 적어도 하나는 상기 단말기 내부에 구비된 것을 특징으로 하는 프론트 엔드 모듈.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 안테나중 적어도 하나는 칩 안테나, meander line 안테나, PIFA(Planar Inverted-Fantenna) 안테나 중 어느 한가지를 포함하는 것을 특징으로 하는 프론트 엔드 모듈.
  4. 기지국으로부터 신호가 수신되는 단계;
    제 1안테나 및 제 2안테나의 상기 수신된 신호에 대한 수신감도가 판단되는 단계; 및
    상기 판단결과, 수신감도가 더 높은 안테나로 스위칭되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프론트 엔드 모듈의 안테나 자동 스위칭 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 수신감도는 단말기 내부의 출력 전력이 낮고, 기지국으로부터 수신되는 전력이 크기에 비례하여 높아지는 것을 특징으로 하는 프론트 엔드 모듈의 안테나 자동 스위칭 방법.
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