KR20070012093A

KR20070012093A - 이동통신 단말기의 단일톤 둔감도 개선 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20070012093A
Application number: KR1020050066928A
Authority: KR
Inventors: 조정현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2007-01-25

Abstract

본 발명에 따른 이동통신 단말기의 단일톤 둔감도 개선 장치는 송신신호의 일부를 가져오는 커플러; 상기 송신 신호의 위상을 천이시키는 위상 천이부; 상기 위상 천이부의 출력신호의 세기를 적절하게 조절하는 감쇠기; 및 상기 감쇠기의 출력신호와 수신신호를 혼합하는 신호 혼합부를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 단일톤 둔감도 개선 방법은 송신신호 중 일부신호를 커플링시키는 단계; 상기 커플링된 신호를 수신신호에 침범한(혼합된) 송신신호와의 위상이 반전되도록 위상을 천이시키면서 세기가 같도록 조절하는 단계; 및 상기 단계의 출력신호와, 수신신호에 침범한(혼합된) 송신신호를 혼합시켜 서로 상쇄시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

이상에서와 같이, 본 발명은 송신단의 신호가 수신단에 침범하여 일으키는 혼변조(Cross Modulation)를 효과적으로 억제할 수 있으며 그로 인하여 수신단의 저잡음 증폭기의 선형성(Linearity)을 낮게 설계할 수 있어 증폭기의 소모 전류를 줄일 수 있다. 이에 따라 본 발명에서는 대기 시간과 통화시간을 증대시킬 수 있다.

이동통신 단말기, 단일톤, 둔감도, 대역통과필터

Description

이동통신 단말기의 단일톤 둔감도 개선 장치 및 그 방법{Apparatus And Method For Improving Single Tone Insensitivity of Mobile Phone}

도 1은 종래의 이동 통신 단말기의 송수신단 구조를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 단일톤 둔감도 개선 장치를 포함한 이동통신 단말기의 송수신단 구조를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동통신 단말기의 단일톤 둔감도 개선 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이동통신 단말기의 단일톤 둔감도 개선 방법을 설명하기 위해 각 장치 사이의 파형을 더 포함하는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 베이스 밴드 200, 700 : 대역통과필터

300 : 전력증폭기 400 : 듀플렉서

500 : 안테나 600 : 저잡음증폭기

800 : 단일톤 둔감도 개선부 810 : 커플러

820 : 위상 천이부 830 : 감쇠기

840 : 신호 혼합부

본 발명은 이동통신 단말기의 단일톤 둔감도 개선 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 송신 신호의 수신단 침범에 의한 혼변조(Cross Modulation : 크로스 모듈레이션)을 효과적으로 제거시키기 위한 CDMA 이동통신 단말기의 단일톤 둔감도 개선 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

도 1을 참조하여 종래의 이동 통신 단말기의 송수신단 구조를 살펴보면, 먼저 송신단은 기저대역 신호를 처리하여 RF신호(송신신호)를 생성하는 베이스밴드(Base band) 신호 처리기(10)와, 상기 송신 신호의 불요 주파수 방사를 막기 위한 대역통과필터(Band Pass Filter)(20)와, 이동통신단말기의 송신단의 최종단에 위치하여 안테나로 방사하기 위해 RF신호를 증폭시키는 전력 증폭기(30) 및 송신 신호와 수신 신호를 분리시키는 듀플렉서(Duplexer)(40)를 포함하여 이루어진다.

도면부호 50은 안테나로서, 송신신호를 공중에 방사시키며 기지국으로부터 받은 수신신호를 수신단에 전달시킨다.

또한, 수신단은 안테나(50)로부터 들어온 신호를 송신 신호와 분리시키는 듀플렉서(40), 수신된 신호를 충분히 증폭해주는 저잡음 증폭기(LNA)(60), 원하는 대역만 통화시키는 대역통과필터(band pass filter)(70) 및 상기 대역통과필터를 통 과한 신호 중 원하는 정보를 처리하는 베이스밴드(Base band)신호 처리기(10)를 포함하여 이루어진다.

그 동작 과정을 보다 상세히 살펴보면, 베이스 밴드(base band) 신호 처리기(10)에서 나온 송신 신호는 원하는 주파수만 통과시키는 대역통과필터(band pass filter)(20)를 지나게 된다.

상기 대역통과필터(band pass filter)(20)를 지난 송신 신호는 전력 증폭기(30)로 입력되는데, 전력 증폭기(30)는 송신단 가장 말단에 위치하는 증폭기로서 이동 통신 단말기가 기지국과 통신할 수 있는 정도의 신호만큼 증폭하는 역할을 한다.

상기 전력 증폭기(30)를 통해 충분히 커진 송신 신호는 수신단과 공통으로 연결되어 있는 듀플렉서(Duplexer)(40)를 통과하여 안테나(50)로 들어간다. 상기 듀플렉서(Duplexer)(40)는 수신단과 송신단을 분리하고 하나의 안테나(50)를 사용할 수 있도록 하는 부분이나 실제적으로는 송신신호를 100% 차단할 수 없고 일부 송신 신호는 수신단으로 침범(혼합)하게 된다.

상기 듀플렉서(Duplexer)(40)를 통과한 신호는 안테나(50)를 통하여 공중으로 방사한다.

한편, 안테나(50)를 통하여 들어오는 수신신호 역시 듀플렉서(Duplexer)(40)를 통과하여 수신단으로 들어온다.

수신단의 초단(初段)부에는 저잡음 증폭기(LNA)(60)가 있는데, 상기 저잡음 증폭기(LNA)(60)를 통해 수신할 수 있는 충분한 신호로 증폭된다. 상기 저잡음 증 폭기(LNA)(60)를 통과한 수신 신호는 베이스 밴드(base band) 신호 처리기(10)로 들어가서 원하는 수신 정보를 처리한다.

CDMA 이동 통신 단말기는 여러 가지 다양한 전파 환경에서도 기지국에서 보내는 신호를 정확히 수신할 수 있어야 한다. 실사용 환경에서는 수신을 방해하는 여러 가지 방해 신호가 존재하고 그 방해 신호의 영향에 대해 얼마나 둔감한지를 나타내는 한 척도가 '단일 톤 둔감도'라고 할 수 있다.

수신단으로 들어오는 단일 톤의 방해 신호(jammer)가 수신신호를 악화시키는 이유는 송신단에서 수신단으로 넘어오는 송신신호와 함께 상호 혼변조(cross modulation)를 일으키기 때문이다.

이러한 혼변조(cross modulation)를 극복하기 위해서 일반적으로 아이솔레이션(isolation)이 우수한 듀플렉서(duplexer)를 사용하고, 수신단의 저잡음 증폭기의 선형성(linearity)을 증대시키는 방법 등을 이용하고 있다.

그러나, 실제로 듀플렉서(duplexer)의 아이솔레이션(isolation)은 어느 정도 한계가 있으며 저잡음 증폭기의 선형성을 증대시키기 위해서는 소비 전류를 증가시켜야 한다. 이러한 소비 전류의 증가는 대기 시간과, 통화 시간의 감소를 일으킨다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 송신단의 신호가 수신단에 침범하여 일으키는 혼변조(cross modulation)를 효과적으로 억제하여 수신단의 저잡음 증폭기의 선형성(linearity)을 낮게 설계시킬 수 있는 이동통신 단말기의 단일톤 둔감도 개선 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 이루기 위해 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 단일톤 둔감도 개선 장치는 송신신호의 일부를 가져오는 커플러; 상기 송신 신호의 위상을 천이시키는 위상 천이부; 상기 위상 천이부의 출력신호의 세기를 적절하게 조절하는 감쇠기; 및 상기 감쇠기의 출력신호와 수신신호를 혼합하는 신호 혼합부를 포함함을 특징으로 한다.

상기 송신신호는 듀플렉서를 거치기 전의 신호이고, 수신신호는 듀플렉서를 거친 후의 신호인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위상 천이부에서는 수신신호에 침범한(혼합된) 송신신호와의 위상이 반전되도록 위상을 천이시키고, 상기 감쇠기는 커플링된 송신신호의 크기를 수신신호에 침범한(혼합된) 송신신호의 크기와 같게 조절시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 이동통신 단말기의 단일톤 둔감도 개선 방법은 송신신호 중 일부신호를 커플링시키는 단계; 상기 커플링된 신호를 수신신호에 침범한(혼합된) 송신신호와의 위상이 반전되도록 위상을 천이시키면서 세기가 같도록 조절하는 단계; 및 상기 단계의 출력신호와, 수신신호에 침범한(혼합된) 송신신호를 혼합시켜 서로 상쇄시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

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

도 2를 참조하여 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 송수신단 구조를 살펴보면, 종래의(일반적인) 이동통신 단말기의 송수신단 구조를 기초로 하고, 상기 수신단에 침범한(혼합된) 송신신호를 제거하기(상쇄시키기) 위한 장치(이하, '단일톤 둔감도 개선부'라고도 함)(800)를 더 포함한다.

즉, 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 송수신단의 구조 중 먼저, 송신단에 대해 살펴보면 기저대역 신호를 처리하여 RF신호(송신신호)를 생성하는 베이스밴드(Base band) 신호 처리기(100)와, 상기 송신 신호의 불요 주파수 방사를 막기 위한 대역통과필터(Band Pass Filter)(200)와, 이동통신 단말기 송신단 최종단에 위치하여 안테나로 방사하기 위해 RF신호를 증폭시키는 전력 증폭기(300) 및 송신 신호와 수신 신호를 분리시키는 듀플렉서(Duplexer)(400)를 포함하여 이루어진다.

또한, 수신단은 안테나(500)로부터 들어온 신호를 송신 신호와 분리시키는 듀플렉서(400), 수신된 신호를 충분히 증폭해주는 저잡음 증폭기(LNA)(600), 원하 는 대역만 통화시키는 대역통과필터(band pass filter)(700) 및 상기 대역통과필터를 통과한 신호 중 원하는 정보를 처리하는 베이스밴드(Base band)신호 처리기(100)를 포함하여 이루어진다.

뿐만 아니라 본 발명에서는 상기 수신단에서 재머(jammer)와 상호 혼변조를 일으켜서 수신 신호를 방해하는 송신(TX) 신호를 제거하는 단일톤 둔감도 개선부(800)를 더 포함한다.

상기 단일톤 둔감도 개선부(800)는 송신 신호의 일부를 가져오기 위한 커플러(Coupler)(810), 상기 송신 신호의 위상을 천이시킬 수 있는 위상 천이부(Phase Shifter)(820), 상기 송신신호의 세기를 적절히 조절하기 위한 감쇠기(830) 및 상기 감쇠기(830)의 출력신호와 수신신호를 더하기(혼합하기) 위한 신호 혼합부(840)를 포함하여 이루어진다.

상기 송신신호는 듀플렉서를 거치기 전의 신호, 즉 전력증폭기(300)를 거친 신호를 말하며, 상기 수신신호는 듀플렉서를 거친 후의 신호, 즉 저전력증폭기(600)를 거치기 전의 신호를 말한다.

상기 위상 천이부(820)에서는 수신신호에 침범한(혼합된) 송신신호와의 위상이 반전되도록 위상을 천이시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 감쇠기(830)에서는 송신신호의 크기를 수신신호에 침범한(혼합된) 송신신호의 크기와 같게 조절시키는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동통신 단말기의 단일톤 둔감도 개선 방법을 설명하기 위한 순서도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이동통신 단말기의 단일톤 둔감도 개선 방법을 설명하기 위해 각 장치 사이의 파형을 더 포함하는 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 단일톤 둔감도 개선 방법을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2에 설명한 바와 같이, 송신단의 최종 전력증폭기(300)를 통과한 신호는 듀플렉서(400)를 거쳐서 안테나(500)를 통해 공중으로 방사된다. 이 과정에서 일부의 송신(TX) 신호가 수신단으로 침범을 하고, 이 신호가 재머(jammer)와 함께 혼변조(Cross modulation)를 일으킨다.

상기와 같이 수신단에 침범한 송신 신호를 제거하기 위해서 다음 방법으로 회로가 동작하게 된다. 먼저, 전력증폭기(300)를 통과한 송신 신호의 일부분을 커플러(coupler)(810)를 통해서 가져온다.

상기 커플러(coupler)(810)를 통해 얻어지는 송신신호의 위상은 위상 천이부(phase shifter)(820)를 통해 변화된다. 상기 위상의 천이(shift) 정도는 경우에 따라서 달라지는데, 실제 듀플렉서(duplexer)(400)를 지나 수신단 저잡음 증폭기(600)에 입력되는 송신신호 즉, 제거하고자 하는 송신신호와의 위상이 반전되도록 위상을 천이시킨다.

상기와 같이 위상이 반전된 송신 신호를 듀플렉서(duplexer)(400)를 통해 들어온 송신신호(즉, 수신신호에 침범한 송신신호임)와 동일한 크기가 되도록 감쇠기(830)를 통해 크기를 조절시킨 후 최종적으로 신호 혼합부(combiner)(830)를 통해 수신단 신호와 합친다.

상기에서 신호 혼합부(combiner)(830)에서 신호가 더해질 때 위상이 반대이고 크기가 동일한 두 개의 송신 신호는 서로 상쇄되어 결국에는 수신단 저잡음 증폭기(600)에는 혼 변조(cross modulation)를 일으키는 송신 신호가 입력되는 것이 방지된다.

상기와 같은 장치(방법)를 이동통신 단말기에 적용시킴으로써 단일 톤에 대하여 기존의 방법보다 성능을 월등하게 개선할 수 있으며, 또한 종래의 기술에서 높은 아이솔레이션(isolation)을 가진 듀플렉서(duplexer)의 적용이나 수신단 저잡음 증폭기의 과도한 소모 전류를 현저하게 줄일 수 있게 된다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 송신단의 신호가 수신단에 침범하여 일으키는 혼변조(cross modulation)를 효과적으로 억제할 수 있으며 그로 인하여 수신단의 저잡음 증폭기의 선형성(linearity)을 낮게 설계할 수 있어 증폭기의 소모 전류를 줄일 수 있다. 이에 따라 본 발명에서는 대기 시간과 통화시간을 증대시킬 수 있 다.

Claims

송신신호의 일부를 가져오는 커플러; 상기 송신 신호의 위상을 천이시키는 위상 천이부; 상기 위상 천이부의 출력신호의 세기를 적절하게 조절하는 감쇠기; 및 상기 감쇠기의 출력신호와 수신신호를 혼합하는 신호 혼합부를 포함하는 단일톤 둔감도 개선 장치.
제 1항에 있어서, 송신신호는 듀플렉서를 거치기 전의 신호이고, 수신신호는 듀플렉서를 거친 후의 신호인 것을 특징으로 하는 단일톤 둔감도 개선 장치.
제 1항 또는 2항에 있어서, 위상 천이부에서는 수신신호에 침범한(혼합된) 송신신호와의 위상이 반전되도록 위상을 천이시키는 것을 특징으로 하는 단일톤 둔감도 개선 장치.
제 1항 또는 2항에 있어서, 감쇠기는 커플링된 송신신호의 크기를 수신신호에 침범한(혼합된) 송신신호의 크기와 같게 조절시키는 것을 특징으로 하는 단일톤 둔감도 개선 장치.
제 1항 또는 2항의 단일톤 둔감도 개선장치를 포함하는 이동통신 단말기.
이동통신 단말기의 단일톤 둔감도 개선 방법에 있어서, 송신신호 중 일부신호를 커플링시키는 단계; 상기 커플링된 신호를 수신신호에 침범한(혼합된) 송신신호와의 위상이 반전되도록 위상을 천이시키면서 세기가 같도록 조절하는 단계; 및 상기 단계의 출력신호와, 수신신호에 침범한(혼합된) 송신신호를 혼합시켜 서로 상쇄시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 단일톤 둔감도 개선 방법.
제 6항에 있어서, 송신신호는 듀플렉서를 거치기 전의 신호이고, 수신신호는 듀플렉서를 거친 후의 신호인 것을 특징으로 하는 단일톤 둔감도 개선 방법.
제 6항 또는 7항의 단일톤 둔감도 개선방법을 이용하는 이동통신 단말기.