KR20070021006A - Multi-mode/multi-band wireless transceiver - Google Patents
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Abstract
본 발명의 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기는, 송,수신 채널 필터링 주파수가 각각 외부의 제어에 의해 조정되는 송신 채널 필터 및 수신 채널 필터를 구비하는 가변 듀플렉서와, 송신 채널 필터 및 수신 채널 필터의 송,수신 채널 필터링 주파수를 현재의 서비스 대역의 송,수신 채널에 각각 대응되게 조정하는 제어부를 구비한다. 이에 따르면 RF(Radio Frequency) SAW(Surface Acoustic Wave) 필터를 사용할 필요가 없고 하나의 가변 듀플렉서로서 다중 모드/다중 대역을 지원할 수 있으므로, 부품의 수와 부피를 줄이고 RF 시스템의 스펙을 완화시킬 수 있게 된다.The multi-mode / multi-band wireless transceiver of the present invention includes a variable duplexer having a transmission channel filter and a reception channel filter in which transmission and reception channel filtering frequencies are respectively adjusted by external control, and transmission and reception of the transmission channel filter and the reception channel filter. And a control unit for adjusting the reception channel filtering frequency to correspond to the transmission and reception channels of the current service band, respectively. This eliminates the need for the use of Radio Frequency (RF) Surface Acoustic Wave (SAW) filters and supports multiple modes / multiband as one variable duplexer, reducing component count and volume and easing the specification of RF systems. do.
다중 모드/다중 대역, 무선 송수신기, 듀플렉서, MEMS(Micro-Electro-Mechanical System). Multi-mode / multiband, radio transceivers, duplexers, micro-electro-mechanical systems (MEMS).
Description
도 1은 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기의 예를 보인 블록 구성도,1 is a block diagram showing an example of a multi-mode / multi-band wireless transceiver,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기의 블록 구성도,2 is a block diagram of a multi-mode / multi-band wireless transceiver according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가변 듀플렉서의 주파수 응답 특성을 고정 대역 필터를 가지는 듀플렉서의 주파수 응답과 비교하여 보인 도면,3 is a view illustrating a frequency response of a variable duplexer according to an embodiment of the present invention compared with a frequency response of a duplexer having a fixed band filter;
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 가변 듀플렉서의 등가 회로도,4 is an equivalent circuit diagram of a variable duplexer according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 RF 수신부의 블록 구성도.5 is a block diagram of an RF receiver according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 무선 송수신기에 관한 것으로, 특히 다중 모드/다중 대역을 지원하는 무선 송수신기에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a wireless transceiver, and more particularly, to a wireless transceiver supporting multiple modes / multibands.
통상적으로 이동통신 서비스는 전세계 나라(지역)별로 각각 다른 통신 서비스 방식으로 제공되고 있으며, 각 통신 서비스 방식별로 여러 개의 주파수 대역을 이용하고 있다. 예를 들면 이동통신 서비스 방식은 나라(지역)별로 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식, GSM(Global System for Mobile communication)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution) 방식, WCDMA(Wide band Code Division Multiple Access) 방식 등 여러 가지로 제공되고 있다. CDMA 방식은 800MHz, 1800MHz, 1900MHz의 주파수 대역을 이용하고 있다. GSM 방식은 850MHz, 900MHz의 주파수 대역과, 1800MHz, 1900MHz의 주파수 대역을 이용하고 있다. WCDMA 방식은 850MHz, 1900MHz, 2000MHz의 주파수 대역을 이용하고 있다.In general, mobile communication services are provided in different communication services in different countries (regions) around the world, and each frequency service scheme uses a plurality of frequency bands. For example, a mobile communication service method may include a code division multiple access (CDMA) method, a global system for mobile communication (GSM) / general packet radio service (GPRS) / enhanced data rates for GSM evolution (EDGE) method, It is provided in various ways such as wide band code division multiple access (WCDMA). CDMA uses a frequency band of 800 MHz, 1800 MHz, and 1900 MHz. The GSM method uses a frequency band of 850 MHz and 900 MHz, and a frequency band of 1800 MHz and 1900 MHz. WCDMA uses a frequency band of 850 MHz, 1900 MHz, and 2000 MHz.
이전의 무선 이동국은 각 이동통신 서비스들 중에 서비스받고자 하는 통신 서비스에 대응된 하나 또는 두 개 정도의 주파수 대역의 신호를 이용하도록 구성되어 있었다. 따라서 무선 이동국은 세계 각국 여러 가지의 이동통신 서비스 중 하나 또는 두 개의 이동통신 서비스만을 이용할 수밖에 없었다. 이에 따라 사용자가 여행이나 출장 등으로 인해 통신 서비스가 다른 지역에 가게 되면 그 이동국을 사용할 수 없어 불편하였다.Previously, a wireless mobile station was configured to use one or two frequency band signals corresponding to a communication service to be serviced among the mobile communication services. Therefore, the wireless mobile station was forced to use only one or two mobile communication services of various mobile communication services around the world. Accordingly, when a user goes to another area due to travel or business trip, the user cannot use the mobile station.
이에 따라 사용자들은 세계 각국의 모든 이동통신 서비스를 제공받을 수 있는 이동국을 원하게 되었다. 또한 이동국 제조업자들도 이러한 사용자들의 요구에 따라 하나의 이동국으로 세계 각국의 모든 이동통신 서비스를 이용할 수 있도록 제조하려고 노력중이다. 세계 각국의 모든 이동통신 서비스와 각 서비스별 주파수 대역을 모두 이용하기 위해서는 다중 모드, 다중 대역을 지원하는 이동국이 필요하다. 다중 모드는 예를 들어 WCDMA 방식에 따른 FDD(Frequency Division Duplex) 모 드, GSM 방식에 따른 TDD(Frequency Division Duplex) 모드 등을 의미하고, 다중 대역은 서로 다른 주파수 대역을 의미한다.Accordingly, users want a mobile station that can receive all mobile communication services from around the world. Mobile station manufacturers are also trying to make all mobile communication services around the world available as a single mobile station according to the needs of these users. In order to use all mobile communication services of each country and frequency bands of each service, a mobile station supporting multiple modes and multiple bands is required. The multi-mode refers to, for example, a frequency division duplex (FDD) mode according to the WCDMA scheme, a frequency division duplex (TDD) mode according to the GSM scheme, and the multi-band refers to a different frequency band.
다중 모드/다중 대역 무선 송수신기의 예로서 도 1처럼 구성하는 것을 고려해 볼 수 있다. 도 1은 멀티 모드로서 FDD 모드 및 TDD 모드, 즉 2가지 모드를 지원함과 아울러, FDD 모드로서 WCDMA 2000, WCDMA 1900, WCDMA 850의 3가지 서비스 대역을 지원하며, TDD 모드로서 PCS(Personal Communication Service) 1900, DCS(Digital Cellular System) 1800, GSM 900, GSM 850의 4가지 서비스 대역을 지원하는 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기의 구성 예를 보인 것이다. 상기 WCDMA 2000, WCDMA 1900, WCDMA 850, PCS 1900, DCS 1800, GSM 900, GSM 850에 있어서 2000, 1900, 1800, 850은 각각의 주파수 대역이 2000MHz, 1900MHz, 1800MHz, 850MHz임을 의미한다.As an example of a multi-mode / multi-band wireless transceiver, one may consider configuring as in FIG. 1 supports FDD mode and TDD mode, that is, two modes as a multi mode, and supports three service bands of WCDMA 2000, WCDMA 1900, and WCDMA 850 as FDD mode, and PCS (Personal Communication Service) as TDD mode. A configuration example of a multi-mode / multi-band radio transceiver supporting four service bands of 1900, DCS (Digital Cellular System) 1800,
상기 WCDMA 2000, WCDMA 1900, WCDMA 850는 WCDMA 방식들 중에 주파수 대역이 각각 2000MHz, 1900MHz, 850MHz인 것을 의미이고, 상기 PCS 1900, DCS 1800, GSM 900, GSM 850은 GSM 계열의 방식들 중에 주파수 대역이 각각 1900MHz, 1800MHz, 900MHz, 850MHz인 것을 의미한다.The WCDMA 2000, WCDMA 1900, and WCDMA 850 mean that the frequency bands are 2000 MHz, 1900 MHz, and 850 MHz, respectively, among the WCDMA schemes. Means 1900MHz, 1800MHz, 900MHz, 850MHz respectively.
상기 도 1을 참조하면, 안테나(104)는 현재 서비스 대역에 따라 스위치(106)에 의해 듀플렉서(duplexer)들(108, 110, 112) 및 T/R(Transmitting/ Receiving) 스위치(156) 중에 하나에 선택적으로 연결된다. 듀플렉서들(108, 110, 112)은 FDD 방식인 WCDMA 2000, WCDMA 1900, WCDMA 850의 3가지 대역들 각각의 송,수신 신호를 분리한다. T/R 스위치(156)는 TDD 방식인 PCS 1900, DCS 1800, GSM 900, GSM 850의 서비스 대역에 대한 송,수신을 스위칭한다.Referring to FIG. 1, the
상기 도 1의 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기의 현재 서비스 대역이 WCDMA 2000, WCDMA 1900, WCDMA 850 중 하나로서 FDD 모드로 동작하는 경우의 수신에 관하여 살피면 다음과 같다. 안테나(104)로부터 스위치(106)에 인입되는 수신 신호는 듀플렉서들(108, 110, 112) 중에 WCDMA 2000, WCDMA 1900, WCDMA 850 중 현재의 서비스 대역에 대응하는 듀플렉서를 통해 RF IC(Radio Frequency Integrated Circuit)(102)의 LNA(Low Noise Amplifier)들(114, 116, 118)들 중 현재의 서비스 대역에 대응하는 하나의 LNA에 인가되어 증폭된다. LNA들(114, 116, 118) 각각에 의해 증폭된 수신 신호는 RF IC(102) 외부에 설치되는 RF(Radio Frequency) SAW(Surface Acoustic Wave) 필터들(120, 122, 124) 각각을 통해 RF 수신부(126)에 입력되어 RF 수신부(126)에 의해 베이스밴드 신호로 변환된 후, 베이스밴드 처리부(100)에 제공된다. 베이스밴드 처리부(100)는 다중 모드/다중 대역 무선 송수신장치가 이동통신단말에 채용되는 경우에는 이동통신용 모뎀이 된다.The present service band of the multi-mode / multi-band radio transceiver of FIG. 1 is one of WCDMA 2000, WCDMA 1900, and WCDMA 850. The received signal entering the
상기 도 1의 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기의 현재의 서비스 대역이 WCDMA 2000, WCDMA 1900, WCDMA 850 중 하나로서 FDD 모드로 동작하는 경우의 송신에 관하여 살피면 다음과 같다. 베이스밴드 처리부(100)로부터 RF 송신부(128)로 인가되는 베이스밴드의 송신 신호는 RF 송신부(128)에 의해 RF 신호로 변환된 후, PPA(Pre-Power Amplifier)들(130, 132, 134) 중에 현재의 서비스 대역에 대응하는 PPA에 의해 전치 전력 증폭된다. PPA들(130, 132, 134) 각각에 의해 전치 전력 증폭된 송신 신호는 BPF(Band Pass Filter)들(136, 138, 140) 중 대응하는 BPF를 거 쳐 PA(Power Amplifier)들(142, 144, 146) 각각에 의해 전력 증폭된 후, 듀플렉서들(108, 110, 112) 중에 현재의 서비스 대역에 대응하는 듀플렉서를 통해 스위치(106)에 인가되고, 스위치(106)를 거쳐 안테나(104)를 통해 송신된다.The present service band of the multi-mode / multi-band wireless transceiver of FIG. 1 is one of WCDMA 2000, WCDMA 1900, and WCDMA 850. The transmission in the case of operating in the FDD mode is as follows. The baseband transmission signal applied from the
상기 도 1의 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기의 현재 서비스 대역이 PCS 1900, DCS 1800, GSM 850, GSM 900 중 하나로서 TDD 모드로 동작하는 경우의 수신에 관하여 살피면 다음과 같다. 안테나(104)로부터 스위치(106)에 인입되는 수신 신호는 T/R 스위치 및 PA(Power Amplifier) 모듈(154)의 T/R 스위치(156)를 통해 BPF들(162, 164, 166, 168) 중에 현재의 서비스 대역에 대응하는 BPF를 거쳐 RF IC(102)의 LNA들(170, 172, 174, 176)들 중 현재의 서비스 대역에 대응하는 하나의 LNA에 인가되어 증폭된다. LNA들(170, 172, 174, 176) 각각에 의해 증폭된 수신 신호는 RF 수신부(178)에 입력되어 RF 수신부(178)에 의해 베이스밴드 신호로 변환된 후, 베이스밴드 처리부(100)에 제공된다.The present service band of the multi-mode / multi-band wireless transceiver of FIG. 1 is one of PCS 1900, DCS 1800,
상기 도 1의 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기의 현재의 서비스 대역이 PCS1900, DCS1800, GSM850, GSM900 중 하나로서 TDD 모드로 동작하는 경우의 송신에 관하여 살피면 다음과 같다. 베이스밴드 처리부(100)로부터 RF 송신부(148)로 인가되는 베이스밴드의 송신 신호는 RF 송신부(148)에 의해 RF 신호로 변환된 후, PPA들(150, 152) 중에 현재의 서비스 대역에 대응하는 PPA에 의해 전치 전력 증폭된다. PPA들(150, 152) 각각에 의해 전치 전력 증폭된 송신 신호는 T/R 스위치 및 PA 모듈(154)의 PA들(158, 160) 각각에 의해 전력 증폭된 후, T/R 스위치(156)를 통해 스위치(106)에 인가되고, 스위치(106)를 거쳐 안테나(104)를 통해 송신된다.The present service band of the multi-mode / multi-band wireless transceiver of FIG. 1 is one of PCS1900, DCS1800, GSM850, and GSM900. In case of operating in the TDD mode, the transmission is as follows. The baseband transmission signal applied from the
상기한 도 1의 예처럼 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기를 구성하는 경우, FDD 모드에 관하여는 서비스 모드별 또는 서비스 대역별로 별도의 듀플렉서가 사용된다. 이는 송,수신 필터링 대역이 고정되어 있는 듀플렉서를 사용하기 때문이다. 또한 서비스 대역 통과 필터인 RF SAW 필터도 서비스 모드별 또는 서비스 대역별로 별도로 사용하여야 한다. 이는 듀플렉서의 송,수신 필터가 대역 필터이기 때문이다. RF SAW 필터를 사용하는 가장 큰 이유는 FDD 시스템인 경우 송신 신호가 수신 대역에 간섭을 주는 영향을 감쇠시키기 위함이다. 그런데 듀플렉서나 SAW 필터는 서비스 대역을 통과시키는 대역 필터이므로, 인 밴드 블록킹(in-band blocking) 특성의 개선이나 RF 수신부에서 수신 신호를 저역 변환하는 믹서의 IIP3(Input 3rd Order Intercept Point), IIP2(Input 2nd Order Intercept Point) 특성의 완화에 도움이 되지 않는다. 이에 따라 RF 시스템의 스펙(specification)의 완화가 곤란하다.In the case of configuring a multi-mode / multi-band wireless transceiver as in the example of FIG. 1, a separate duplexer is used for each service mode or each service band with respect to the FDD mode. This is because a duplexer with fixed transmission and reception filtering bands is used. In addition, the RF SAW filter, which is a service band pass filter, must also be used separately for each service mode or service band. This is because the transmit / receive filter of the duplexer is a band pass filter. The biggest reason for using the RF SAW filter is to attenuate the effect that the transmitted signal interferes with the reception band in the FDD system. However, since the duplexer or SAW filter is a band pass filter that passes the service band, IIP3 (Input 3rd Order Intercept Point) or IIP2 (IIP3) of the mixer that improves in-band blocking characteristics or low-pass converts the received signal at the RF receiver. Input 2nd Order Intercept Point) does not help to mitigate the characteristics. Accordingly, it is difficult to relax the specification of the RF system.
또한 서비스 모드별 또는 주파수 대역별로 별도의 듀플렉서와 RF SAW 필터를 각각 사용해야 하므로 가격과 부피 및 실장 면적의 측면에서 큰 부담을 가질 수밖에 없다. 특히 회로 기술의 발전으로 인해 능동 소자는 그 사이즈가 계속 작아지는 추세이나, RF SAW 필터와 같은 수동 소자는 여전히 그렇지 못하므로 큰 부담이 된다.In addition, a separate duplexer and RF SAW filter must be used for each service mode or frequency band, which is a burden in terms of price, volume, and footprint. In particular, due to advances in circuit technology, active devices continue to shrink in size, but passive devices such as RF SAW filters still do not.
그리고 FDD와 TDD처럼 서로 다른 방식의 서비스 모드를 함께 지원하는 경우에는 FDD를 위한 듀플렉서와 T/R 스위칭을 위한 T/R 스위치를 별도로 사용하여야 하므로, 역시 가격과 부피 및 실장 면적의 측면에서 큰 부담을 가질 수밖에 없다.In case of supporting different service modes such as FDD and TDD, duplexer for FDD and T / R switch for T / R switching must be used separately, which is a big burden in terms of price, volume, and mounting area. There is no choice but to have.
따라서 본 발명은 단일 모드나 단일 대역뿐만 아니라 다중 모드나 다중 대역에 대하여도 부품의 수와 부피를 줄이고 RF 시스템의 스펙을 완화시킬 수 있는 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기를 제공한다.Accordingly, the present invention provides a multimode / multiband radio transceiver capable of reducing the number and volume of components and easing the specification of an RF system for a single mode or a single band as well as a multimode or a multiband.
이를 위한 본 발명의 하나의 견지(aspect)에 따른 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기는,To this end, a multi-mode / multi-band radio transceiver according to an aspect of the present invention,
송,수신 채널 필터링 주파수가 각각 외부의 제어에 의해 조정되는 송신 채널 필터 및 수신 채널 필터를 구비하는 가변 듀플렉서(tunable duplexer)와,A tunable duplexer having a transmit channel filter and a receive channel filter, each of which transmit and receive channel filtering frequencies are adjusted by external control;
송신 채널 필터 및 수신 채널 필터의 송,수신 채널 필터링 주파수를 현재의 서비스 대역의 송,수신 채널에 각각 대응되게 조정하는 제어부를 구비함을 특징으로 한다.And a control unit for adjusting the transmission and reception channel filtering frequencies of the transmission channel filter and the reception channel filter to correspond to the transmission and reception channels of the current service band, respectively.
본 발명의 다른 견지(aspect)에 따른 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기는,According to another aspect of the present invention (multi-mode / multi-band radio transceiver),
송,수신 채널 필터링 주파수가 각각 외부의 제어에 의해 조정되는 송신 채널 필터 및 수신 채널 필터를 구비하는 가변 듀플렉서와,A variable duplexer having a transmission channel filter and a reception channel filter in which transmission and reception channel filtering frequencies are respectively adjusted by external control;
다수의 서비스 대역 각각에 대응하는 송신 경로 및 수신 경로와,A transmission path and a reception path corresponding to each of the plurality of service bands;
수신 경로들 중에 현재의 서비스 대역에 대응하는 수신 경로를 수신 채널 필터와 선택적으로 연결하는 수신 대역 스위치와,A reception band switch for selectively connecting a reception path corresponding to a current service band among the reception paths with a reception channel filter;
송신 경로들 중에 상기 현재의 서비스 대역에 대응하는 송신 경로를 송신 채 널 필터와 선택적으로 연결하는 송신 대역 스위치와,A transmission band switch for selectively connecting a transmission path corresponding to the current service band among transmission paths with a transmission channel filter;
송,수신 채널 필터링 주파수를 현재의 서비스 대역의 송,수신 채널에 각각 대응되게 조정하며, 수신 대역 스위치와 송신 대역 스위치를 현재의 서비스 대역에 대응되게 제어하는 제어부를 구비함을 특징으로 한다.And a control unit for adjusting the transmission and reception channel filtering frequencies to correspond to the transmission and reception channels of the current service band, and controlling the reception band switch and the transmission band switch to correspond to the current service band.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the annexed drawings, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기의 블록 구성도이다. 도 2의 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기는 가변 듀플렉서(208)를 사용한다. 가변 듀플렉서(208)는 전술한 도 1의 듀플렉서들(108, 110, 112)이 서비스 대역 필터링을 하는 대역 필터인 것과 달리, 도 3에 보인 바와 같은 주파수 응답(304, 306) 특성을 가지며, 송,수신 채널 필터링 주파수가 가변되는 채널 필터가 사용된다.2 is a block diagram of a multi-mode / multi-band wireless transceiver according to an embodiment of the present invention. The multimode / multiband radio transceiver of FIG. 2 uses a
상기 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가변 듀플렉서(208)의 주파수 응답 특성을 전술한 도 1의 듀플렉서들(108, 110, 112)처럼 고정 대역 필터인 듀플렉서의 주파수 응답과 비교하여 보인 것이다. 도 3에서 참조부호 300과 302는 각각 고정 대역 필터인 듀플렉서의 송신 주파수 응답과 수신 주파수 응답을 보인 것이고, 참조부호 304와 306은 각각 가변 듀플렉서(208)의 송신 주파수 응답과 수신 주파수 응답을 보인 것이다. 도 3에서 보는 바와 같이, 고정 대역 필터인 듀플렉서의 주파수 응답(300, 302)은 송신 대역과 수신 대역에 대한 대역 필터링을 하는데 반하여, 가변 듀플렉서(208)는 송신 채널 TX CH 및 수신 채널 RX CH에 대한 채널 필터링을 함을 알 수 있다. 또한 좌,우 방향의 화살표는 가변 듀플렉서(208)의 송,수신 채널 필터링 주파수가 가변됨을 나타낸다.3 illustrates the frequency response of the
상기 가변 듀플렉서(208)는 송,수신 채널 필터링 주파수가 각각 외부의 제어에 의해 조정되는 송신 채널 필터 및 수신 채널 필터를 구비한다. 이러한 가변 듀플렉서(208)의 송,수신 채널 필터링 주파수는 베이스밴드 처리부(200)에 의해 조정된다. 베이스밴드 처리부(200)는 SPI(serial peripheral interface)나 I2C(Inter Integrated Circuit) 인터페이스를 통해 가변 듀플렉서(208)의 송,수신 채널 필터링 주파수를 현재의 서비스 대역의 송,수신 채널에 각각 대응되게 조정한다. 이에 따라 가변 듀플렉서(208)는 현재의 서비스 대역의 송,수신 채널에 따른 채널 필터링에 의해 송,수신 신호를 분리한다.The
상기한 가변 듀플렉서(208)의 등가 회로도를 보인 도 4를 참조하면, 가변 듀플렉서(208)는 안테나 단자 ANT와 송신 신호 입력단자 TX 사이에 접속되는 송신 채널 필터(400)와, 안테나 단자 ANT와 수신 신호 출력단자 RX 사이에 접속되는 수신 채널 필터(402)를 구비한다. 송신 채널 필터(400)는 안테나 단자 ANT와 송신 신호 입력단자 TX 사이에 직렬 접속된 인덕터(L)와, 인덕터(L)의 양단과 접지 사이에 병렬 접속된 가변 캐패시터들(C1, C2)로 이루어지는 등가 회로로 나타내어 진다. 수신 채널 필터(400)는 안테나 단자 ANT와 수신 신호 출력단자 RX 사이에 직렬 접속된 가변 캐패시터(C)와, 가변 캐패시터(C)의 양단과 접지 사이에 병렬 접속된 인덕 터들(L1, L2)로 이루어지는 등가 회로로 나타내어 진다.Referring to FIG. 4, which shows an equivalent circuit diagram of the
상기한 송,수신 채널 필터(400, 402) 각각의 송,수신 채널 필터링 주파수는, 베이스밴드 처리부(200)에 의한 캐패시턴스 가변, 즉 가변 캐패시터들(C1, C2)과 가변 캐패시터(C)의 캐패시턴스 가변에 의해 조정된다. 이러한 가변 캐패시터들(C1, C2)과 가변 캐패시터(C)의 캐패시턴스 조정을 위해 송,수신 채널 필터(400, 402)는 캐패시터 뱅크(capacitor bank)(도시하지 않았음)를 포함한다.The transmission and reception channel filtering frequencies of each of the transmission and reception channel filters 400 and 402 are variable in capacitance by the
캐패시터 뱅크는 여러 가지 기준 캐패시턴스를 가지는 다수의 캐패시터를 구비하며, 캐패시터 뱅크의 캐패시터들 중에 필요한 캐패시턴스에 해당하는 캐패시터들의 조합이 베이스밴드 처리부(200)의 제어에 따라 선택되어 가변 캐패시터들(C1, C2)과 가변 캐패시터(C)로 제공된다. 이처럼 캐패시터 뱅크의 캐패시터들중에 필요한 캐패시터들을 선택하여 가변 캐패시턴스를 제공하는 것은, 예를 들어 레지스터와 스위치를 이용하여 이루어질 수 있다. 즉, 캐패시터들을 스위치들에 의해 선택할 수 있도록 하고, 베이스밴드 처리부(200)의 스위치들에 대한 스위칭 제어는 레지스터를 통해 이루어지도록 할 수 있다.The capacitor bank includes a plurality of capacitors having various reference capacitances, and a combination of capacitors corresponding to the required capacitances among the capacitors of the capacitor bank is selected according to the control of the
이와 같은 커패시터 뱅크를 이용한 가변 주파수 범위와 송,수신 채널 필터(400, 402)의 대역폭 및 특성은 사용되는 서비스 대역에 따라 결정된다. 캐패시터 뱅크는 도 2의 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기의 서비스 가능한 모든 서비스 대역에 따른 채널들의 주파수에 대응하여 용량을 조정할 수 있도록 설계된다.The variable frequency range using the capacitor bank and the bandwidth and characteristics of the transmit and receive
상기한 가변 듀플렉서(202)는 사이즈도 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 절연(isolation) 특성 및 삽입 손실(insertion loss) 특성이 우수한 MEMS(Micro- Electro-Mechanical System) 디바이스로 구현하는 것이 바람직하다.The
상기한 가변 듀플렉서(202)의 수신 채널 필터에는 수신 대역 스위치(210)가 연결된다. 수신 대역 스위치(210)는 다수의 서비스 대역 각각에 대응하는 수신 경로들(244, 246, 248) 중에 현재의 서비스 대역에 대응하는 수신 경로를 수신 채널 필터와 선택적으로 연결한다. 또한 가변 듀플렉서(202)의 송신 채널 필터에는 송신 대역 스위치(212)가 연결된다. 송신 대역 스위치(212)는 다수의 서비스 대역 각각에 대응하는 송신 경로들(250, 252, 254) 중에 현재의 서비스 대역에 대응하는 송신 경로를 송신 채널 필터와 선택적으로 연결한다.A
상기한 수신 대역 스위치(210) 및 송신 대역 스위치(212)도 MEMS 디바이스로 구현하는 것이 바람직하다. 특히 가변 듀플렉서(208)와 수신 대역 스위치(210) 및 송신 대역 스위치(212)를 절연 특성 및 삽입 손실 특성이 우수한 하나의 MEMS 디바이스로 일체화하는 것이 바람직하다. 참조부호 206은 이처럼 가변 듀플렉서(208)와 수신 대역 스위치(210) 및 송신 대역 스위치(212)를 포함하는 MEMS 디바이스를 나타낸다. 또한 수신 대역 스위치(210) 및 송신 대역 스위치(212)의 스위칭도 베이스밴드 처리부(200)의 제어에 의해 이루어진다. 베이스밴드 처리부(200)는 SPI 또는 I2C 인터페이스를 통해 수신 대역 스위치(210) 및 송신 대역 스위치(212)를 현재의 서비스 대역에 대응되게 제어한다.It is preferable that the
상기 수신 대역 스위치(210)는 수신 경로들(244, 246, 248)을 통해 RF IC(Radio Frequency Integrated Circuit)(202)의 RF 수신부(220)에 연결되고, 송신 대역 스위치(212)는 송신 경로들(250, 252, 254)을 통해 RF IC(202)의 RF 송신부(222)에 연결된다. RF IC(202)는 가변 LNA(Low Noise Amplifier)들(214, 216, 218)과 RF 수신부(220)와 RF 송신부(222)와 가변 PPA(Pre-Power Amplifier)들(224, 226, 228)을 포함한다. RF IC(202)의 RF 수신부(220) 및 RF 송신부(222)는 베이스밴드 처리부(200)에 연결된다.The
상기 수신 경로들(244, 246, 248)과 송신 경로들(250, 252, 254)은 도 2의 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기가 서비스하는 서비스 대역들을 3가지, 즉 고역, 중역, 저역으로 구분하여 지원하는 경우의 예를 든 것이다. 즉, 수신 경로(244) 및 송신 경로(250)는 고역의 RF 신호를 송,수신하는 경로이고, 수신 경로(246) 및 송신 경로(252)는 중역의 RF 신호를 송,수신하는 경로이며, 수신 경로(248) 및 송신 경로(254)는 저역의 RF 신호를 송,수신하는 경로이다.The receive
예를 들어 고역은 2000MHz 대역, 중역은 1800MHz∼1900MHz 대역, 저역은 800MHz∼900MHz 대역으로 정해질 수 있다. 그러면 전술한 도 1의 예처럼 WCDMA 2000, WCDMA 1900, WCDMA 850와 PCS 1900, DCS 1800, GSM 850, GSM 900를 지원한다고 가정하면, WCDMA 2000에 따른 RF 신호는 수신 경로(244) 및 송신 경로(250)를 통해 송,수신되고, WCDMA 1900, PCS 1900, DCS 1800에 따른 RF 신호는 수신 경로(246) 및 송신 경로(252)를 통해 송,수신되며, WCDMA 850, GSM 850, GSM 900은 수신 경로(248) 및 송신 경로(254)를 통해 송,수신된다.For example, the high range may be defined as the 2000 MHz band, the
상기 수신 경로들(244, 246, 248) 각각은, RF IC(202)에서 고역, 중역, 저역의 수신 신호를 각각 증폭하는 가변 LNA들(214, 216, 218)을 각각 포함한다. LNA들 (214, 216, 218)은 각각 고역, 중역, 저역에 대응하는 증폭 특성을 갖는 LNA가 사용된다.Each of the receive
상기 송신 경로들(250, 252, 254) 각각은, RF IC(202)에서 고역, 중역, 저역의 송신 신호를 전치 전력 증폭하는 가변 PPA들(224, 226, 228)을 각각 포함하며, 이처럼 전치 전력 증폭된 송신 신호를 전력 증폭하는 PA(Power Amplifier)들(238, 240, 242)을 각각 포함한다. PPA들(224, 226, 228)과 PA들(238, 240, 242)Y 각각 고역, 중역, 저역에 대응하는 증폭 특성을 갖는 PPA가 사용된다. 또한 송신 경로들(250, 252, 254)은 PPA들(224, 226, 228)과 PA들(238, 240, 242) 사이에 접속되는 입력 스위치(232), BPF(Band Pass Filter)(234), 출력 스위치(236)를 포함한다.Each of the
상기 입력 스위치(232)는 송신 경로들(250, 252, 254) 각각의 PPA(224, 226, 228) 중에 현재의 서비스 대역에 대응하는 하나의 출력단을 BPF(234)의 입력단에 선택적으로 연결한다. BPF(234)는 외부의 베이스밴드 제어부(200)의 제어에 의해 필터링 대역이 현재의 서비스 대역에 대응되게 조정된다. 출력 스위치(236)는 BPF(234)의 출력단을 송신 경로들(250, 252, 254) 각각의 PA(238, 240, 242) 중에 현재의 서비스 대역에 대응하는 하나의 입력단에 선택적으로 연결한다.The
상기한 BPF(234)와 입,출력 스위치(232, 236)도 절연 특성 및 삽입 손실 특성이 우수한 하나의 MEMS 디바이스로 일체화하여 구현하는 것이 바람직하다. 참조부호 230은 이처럼 BPF(234)와 입,출력 스위치(232, 236)를 포함하는 MEMS 디바이스를 나타낸다. 또한 입,출력 스위치(232, 236)의 스위칭도 베이스밴드 처리부 (200)의 제어에 의해 이루어진다. 베이스밴드 처리부(200)는 SPI 또는 I2C 인터페이스를 통해 BPF(234)와 입,출력 스위치(232, 236)를 현재의 서비스 대역에 대응되게 제어한다.The
상기 도 2의 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기의 수신 동작을 살피면 다음과 같다. 가변 듀플렉서(208)는 안테나(204)로부터 인입되는 수신 신호 중에 현재의 서비스 대역의 채널에 대응하는 신호를 수신 채널 필터에 의해 분리하여 수신 대역 스위치(210)로 출력한다. 수신 대역 스위치(210)는 가변 듀플렉서(208)로부터 입력되는 수신 신호를 수신 경로들(244, 246, 248) 중에 현재의 서비스 대역에 대응하는 수신 경로로 출력한다. 이에 따라 현재의 서비스 대역의 채널에 대응하는 수신 신호는 가변 LNA들(214, 216, 218) 중에 현재의 서비스 대역의 채널에 대응하는 LNA에 의해 증폭된 후 RF 수신부(220)에 입력되어 RF 수신부(220)에 의해 베이스밴드 신호로 변환된 후, 베이스밴드 처리부(200)에 제공된다.Looking at the reception operation of the multi-mode / multi-band wireless transceiver of Figure 2 as follows. The
상기 도 2의 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기의 송신 동작을 살피면 다음과 같다. 베이스밴드 처리부(200)로부터 RF 송신부(222)로 인가되는 베이스밴드의 송신 신호는 RF 송신부(222)에 의해 RF 신호로 변환된 후, 송신 경로들(250, 252, 254) 각각의 PPA들(224, 226, 228) 중에 현재의 서비스 대역에 대응하는 PPA에 의해 전치 전력 증폭된다. PPA들(224, 226, 228) 각각에 의해 전치 전력 증폭된 송신 신호는 입력 스위치(232)를 통해 BPF(234)에 입력되어 현재의 서비스 대역에 따라 필터링된다. BPF(234)에 의해 필터링된 송신 신호는 출력 스위치(236)를 통해 PA 들(238, 240, 242) 중에 현재의 서비스 대역에 대응하는 PA에 의해 전력 증폭된 후, 송신 대역 스위치(212) 및 가변 듀플렉서(208)를 거쳐 안테나(204)를 통해 송신된다.Looking at the transmission operation of the multi-mode / multi-band wireless transceiver of Figure 2 as follows. The baseband transmission signal applied from the
상기한 바와 같은 도 2의 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기를 전술한 도 1과 비교해 보면, 듀플렉서들(108, 110, 112) 및 T/R 스위치(156)가 하나의 가변 듀플렉서(208)로 대체되었음을 알 수 있다. 즉, 가변 듀플렉서(208)의 송,수신 채널 필터링 주파수가 현재의 서비스 대역의 채널에 대응되게 조정되므로, 듀플렉서들(108, 110, 112) 및 T/R 스위치(156) 대신에 하나의 가변 듀플렉서(208)만을 사용할 수 있게 된 것이다.Comparing the multi-mode / multiband radio transceiver of FIG. 2 as described above with FIG. 1 above, the
또한 가변 듀플렉서(208)는 대역 필터가 아니라 송,수신 채널 필터링을 하는 채널 필터로 이루어지므로, 도 3에서 보인 바와 같이 매우 우수한 채널 선택도를 가진다. 특히 가변 듀플렉서(208)의 송,수신 채널 필터로서 하이(high) Q 채널 필터를 사용하게 되면 대역 필터링을 하는 듀플렉서보다 우수한 감쇠 특성과 절연(isolation) 특성을 가질 수 있다. 이에 따라 FDD 방식에서 필요로 하는 수동 소자, 즉 도 1에서처럼 수신 경로에 있었던 RF SAW 필터들(120, 122, 124)을 사용하지 않아도 된다. 즉, 도 1의 LNA들(114, 116, 118)과 RF 수신부(126) 내의 수신 신호의 저역 변환을 위한 믹서 사이에 사용해야만 했던 RF SAW 필터들(120, 122, 124)은 가변 듀플렉서(208)의 우수한 절연 특성과 감쇠 특성에 따라 제거된다. 또한 가변 듀플렉서(208)는 채널 필터이므로, 인 밴드 블록킹 특성을 크게 개선시킬 수 있고 RF 수신부(220)에서 수신 신호를 저역 변환하는 믹서의 IIP3(Input 3rd Order Intercept Point), IIP2(Input 2nd Order Intercept Point) 특성을 완화함으로써, 시스템적인 측면에서도 스펙을 완화시킬 수 있다. In addition, since the
또한 도 1의 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기에 있어서 만일 RF SAW 필터들(120, 122, 124)을 사용치 않는다면, RF 수신부(126) 내의 믹서의 선형성을 높여야 하며 그에 따라 전류 소모가 크게 된다. 이에 반하여 도 2의 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기에서는 RF SAW 필터를 사용치 않더라도 가변 듀플렉서(208)에서 양호한 필터링을 제공하므로, 전류 소모가 커지게 될 필요가 없다.In addition, in the multi-mode / multi-band wireless transceiver of FIG. 1, if the RF SAW filters 120, 122, and 124 are not used, the linearity of the mixer in the
또한 도 2의 다중 모드/다중 대역 무선 송수신기는 서로 다른 모드, 예를 들어 FDD 모드와 TDD 모드를 함께 지원함과 아울러 여러 서비스 대역을 지원하는 경우에도, 하나의 RF 시스템 구조, 즉 가변 듀플렉서(208)와 각각 하나의 RF 수신부(220) 및 RF 송신부(222)를 공용한다. 이에 따라 단말에서 중요시되는 실장 면적을 줄이고 가격을 낮출 수 있으며 SDR(Software Defined Radio) 방식의 한가지로 적용 가능하게 된다.In addition, the multi-mode / multi-band wireless transceiver of FIG. 2 supports different modes, for example, FDD mode and TDD mode, and also supports a single RF system structure, that is, a
한편 RF 수신부(220)의 구성 예를 보이면 도 5와 같다. 도 5에 보인 RF 수신부(220)는 믹서(500), 가변 아날로그 필터(tunable analog filter)(502), VGA(Variable Gain Amplifier)(504), ADC(Analog-to-Digital Converter)(506), 디지털 필터 및 디지털 VGA(508), DAC(Digital-to-Analog Converter)(510)를 포함한다. 가변 아날로그 필터(502)와 디지털 필터 및 디지털 VGA(508)는 베이스밴드 처리부(200)에 의해 필터링 주파수 및 증폭 이득이 가변된다. 베이스밴드 처리부 (200)는 SPI나 I2C 인터페이스를 통해 가변 아날로그 필터(502)와 디지털 필터 및 디지털 VGA(508)를 현재의 서비스 대역의 수신 채널 주파수에 대응되게 조정한다.5 shows a configuration example of the
상기한 도 2의 LNA들(214, 216, 218) 중 현재의 서비스 대역에 대응하는 하나의 LNA로부터 입력되는 수신 신호는 믹서(500)에 의해 로컬 주파수 신호 LO와 혼합됨으로써 저역 변환되고, 가변 아날로그 필터(502)에 의해 현재의 서비스 대역의 채널에 대응되게 필터링된다. 이후 ADC(506)에 의해 디지털 신호로 변환되고, 디지털 필터 및 디지털 VGA(508)를 거쳐 디지털 신호 처리된 다음에 DAC(510)에 의해 아날로그 신호로 변환되어 베이스밴드 처리부(200)에 제공된다.The received signal input from one of the
상기한 바와 같이, 가변 아날로그 필터(502), 그리고 디지털 필터(508)가 가변 듀플렉서(208)와 마찬가지로, 모두 채널 필터이므로 매우 우수한 채널 선택도를 가질 수 있다.As described above, the
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위 내에서 이루어질 수 있다.Meanwhile, in the above description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made within the scope of the present invention.
특히 본 발명의 실시 예에서는 다중 모드/다중 대역을 지원하는 경우를 설명하였으나, 단일 모드/다중 대역을 지원하는 무선 송수신기에도 마찬가지로 적용된다. 이러한 경우에도 가변 듀플렉서(208)를 사용함으로써 수신 경로에 RF SAW 필터가 필요없게 된다.In particular, although the embodiment of the present invention has been described to support the multi-mode / multi-band, the same applies to the wireless transceiver supporting a single mode / multi-band. Even in this case, the use of the
또한 도 2에서는 수신 경로와 송신 경로를 3가지 대역으로 구분하는 예를 들었으나, LNA들(214, 216, 218)과 PPA들(224, 226, 228) 그리고 PA들(238, 240, 242)의 대역 증폭 특성에 문제가 없다면 하나의 수신 경로와 송신 경로만을 사용할 수 있다. 특히 단일 모드는 물론이고 다중 모드에서도 서비스 대역이 다중 대역이 아니라 단일 대역만을 지원하는 경우에는 더욱 그러하다. 이러한 경우에는 송,수신 대역 스위치(212, 210)와 입,출력 스위치(232, 236)는 사용할 필요가 없으며, LNA들(214, 216, 218)과 PPA들(224, 226, 228) 그리고 PA들(238, 240, 242)도 각각 하나씩만을 사용하면 된다.In addition, in FIG. 2, the reception path and the transmission path are divided into three bands, but the
그리고 RF 송신부(222)의 구조에 따라 BPF(234)도 사용할 필요가 없을 수 있다. 즉, RF 송신부(222)가 직접 변환(direct conversion) 방식을 채용한 경우에는 BPF(234)를 필요로 하지만, 그렇지 않은 경우, 예를 들어 폴라(polar) 형태를 채용한 경우라면 BPF(234)는 없어도 된다.In addition, the
또한 가변 듀플렉서(208), 송,수신 대역 스위치(210, 212), 입,출력 스위치(232, 236), BPF(234)뿐만 아니라 RF 수신부(220)의 가변 아날로그 필터(502), 디지털 필터 및 디지털 VGA(508)에 대한 제어를 베이스밴드 처리부(200)에 의해 하는 예를 들었으나, 베이스밴드 처리부(200) 대신에 CPU(Central Processing Unit)를 가지는 별도의 제어부를 사용하여 제어할 수도 있다.In addition to the
따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 한정되는 것이 아니며 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be defined by the equivalents of the claims and claims.
상술한 바와 같이 본 발명의 다중 모드/다중 대역 무선 송수신 장치는 가변 듀플렉서를 채용함으로써, 하나의 듀플렉서만으로 다중 모드와 다중 대역을 모두 지원 가능하게 된다.As described above, the multi-mode / multi-band wireless transceiver of the present invention employs a variable duplexer, so that only one duplexer can support both multi-mode and multi-band.
또한 채널 선택도가 우수하고 우수한 감쇠 특성과 절연 특성을 가지는 채널 필터인 가변 듀플렉서를 사용함으로써, FDD 방식의 수신 경로에서 필요한 RF SAW 필터를 사용할 필요가 없을 뿐만 아니라, 인 밴드 블록킹 특성을 크게 개선시키며, 수신 신호의 저역 변환을 위한 믹서의 IIP3, IIP2 특성을 완화시킬 수 있다.In addition, by using a variable duplexer, which is a channel filter with excellent channel selectivity and excellent attenuation and isolation characteristics, it is not necessary to use an RF SAW filter required in an FDD reception path, and greatly improves in-band blocking characteristics. In addition, the IIP3 and IIP2 characteristics of the mixer for low frequency conversion of the received signal can be alleviated.
따라서 부품의 수를 줄이고 실장 면적을 줄일 수 있으며, RF 시스템 스펙을 완화시킬 수 있다.This reduces component count, footprint and eases RF system specifications.
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