KR20070081823A

KR20070081823A - 이동통신 단말기에서 알에프 수신기 장치

Info

Publication number: KR20070081823A
Application number: KR1020060013992A
Authority: KR
Inventors: 장영균
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-02-14
Filing date: 2006-02-14
Publication date: 2007-08-20

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기에서 모든 주파수 대역을 지원하기 위한 RF 수신기(Radio Frequency Receiver) 장치에 관한 것으로서, 수신되는 신호 중에서 지원하고자 하는 주파수 대역을 갖는 신호를 선택한 후 상기 선택된 신호의 전력레벨을 증가시켜 변형믹서에 제공하기 위한 신호 처리부와, 상기 지원하고자 하는 주파수 대역에 따라 변형믹서에 제공하기 위한 기준 주파수원을 다르게 변경시키기 위한 멀티밴드 전압조정 발진기와, 상기 지원하고자 하는 주파수 대역에 따라 임피던스 매칭을 달리 수행하여 상기 신호처리부에서 출력된 신호를 제공받고, 상기 기준 주파수원을 이용하여 상기 제공받은 신호의 중심주파수를 변경시키기 위한 변형 믹서와, 상기 중심주파수가 변경된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키기 위한 아날로그 디지털 변환기를 포함하여, 하나의 RF 수신기로 모든 주파수 대역을 지원하여 새로운 주파수 대역을 사용하는 무선통신 기술이 나타나더라도 RF 수신기를 새로 구성할 필요가 없으며, 비용 절감 및 개발 기간을 단축시킬 수 있다.

RF 수신기, 믹서(Mixer), 주파수 대역, 임피던스 매칭, 이동통신 단말기

Description

이동통신 단말기에서 알에프 수신기 장치{APPARATUS FOR RF RECEIVER IN MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}

도 1은 본 발명에 따른 이동통신 단말기에서 RF 수신기(Radio Frequency Receiver)의 구성을 도시하는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 이동통신 단말기에서 모든 주파수 대역을 지원하기 위한 재구성 가능한 믹서의 구성을 도시하는 도면, 및

도 3은 본 발명에 따른 이동통신 단말기에서 가변 입력 매칭 네트워크의 구성을 도시하는 도면.

본 발명은 이동통신 단말기에서 RF 수신기(Radio Frequency Receiver) 장치에 관한 것으로서, 특히 상기 이동통신 단말기에서 모든 주파수 대역을 지원하기 위한 RF 수신기의 장치에 관한 것이다.

현재 CDMA(Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile communication), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)를 비롯한 휴대 이동통신 기술과 802.11a/b 등을 지원하는 WLAN(Wireless LAN)과 같은 무선통신 기술들이 발전하고 있다. 상기 통신 기술들이 발달함에 따라, 최근 이동통신 단말기와 무선랜의 중간 영역의 위치에 있는 WiBro(Wireless Broadband Internet) 무선 휴대 인터넷 통신과 같은 기술들이 새로이 나타나고 있다.

여러 통신 기술들이 나타나면서 네트워크 운영자는 상기 CDMA, GSM, WCDMA, WLAN 등과 같은 통신기술을 동시에 사용할 수 있는 통합형 이동통신 단말기를 사용자에게 제공해야할 필요성을 느끼게 되었다. 이에 따라 최근에는 여러 통신 기술을 통합하여 사용할 수 있는 이동통신 단말기를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 일 예로, 현재 상기 여러 통신 기술 중 CDMA(Code Division Multiple Access)와 WLAN(Wireless LAN)을 동시에 사용할 수 있는 멀티 밴드형 이동통신 단말기가 출시되고 있다.

상기 CDMA와 WLAN을 동시에 사용할 수 있는 이동통신 단말기는 상기 CDMA가 지원하는 800MHz, 1800MHz와 상기 WLAN이 지원하는 5.8GHz, 2.4GHz의 주파수 대역만을 지원하고 있다. 상술한 바와 같이, 상기 멀티 밴드형 이동통신 단말기는 사용하고자 하는 통신 기술의 주파수 대역만을 지원하고 있다.

종래에 제공되는 멀티 밴드형 이동통신 단말기는 지원하고자 하는 주파수 대역별로 서로 다른 송수신 선로를 사용하고 있어 새로운 주파수 대역을 사용하는 통신 표준이 나타나 새로운 주파수 대역을 추가로 지원해야 할 경우 RF 수신기를 새롭게 구성해야 하는 불편함이 있고, 상기 RF 수신기의 구성이 매우 복잡해지는 문 제가 발생한다. 이러한 RF 수신기를 새로이 구성하는 것은 시간과 비용의 낭비를 가져오며, 호환성의 문제를 초래할 수 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 이동통신 단말기에서 RF 수신기(Radio Frequency Receiver) 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이동통신 단말기에서 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 모든 주파수 대역을 지원할 수 있는 RF 수신기 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 단말기에서 재구성 가능한 믹서(Reconfigurable Mixer) 이용하여 모든 주파수 대역을 지원할 수 있는 RF 수신기 장치를 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1견지에 따르면, 이동통신 단말기에서 모든 주파수 대역을 지원하기 위한 RF 수신기 장치는, 수신되는 신호 중에서 지원하고자 하는 주파수 대역을 갖는 신호를 선택한 후 상기 선택된 신호의 전력레벨을 증가시켜 변형믹서에 제공하기 위한 신호 처리부와, 상기 지원하고자 하는 주파수 대역에 따라 변형믹서에 제공하기 위한 기준 주파수원을 다르게 변경시키기 위한 멀티밴드 전압조정 발진기와, 상기 지원하고자 하는 주파수 대역에 따라 임피던스 매칭을 달리 수행하여 상기 신호 처리부에서 출력된 신호를 제공받고, 상기 기준 주파수원을 이용하여 상기 제공받은 신호의 중심주파수를 변경시키기 위한 변형 믹서와, 상기 중심주파수가 변경된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키기 위한 아날로그 디지털 변환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명에서는, 이동통신 단말기에서 재구성 가능한 믹서(Mixer)를 이용하여 모든 주파수 대역을 지원할 수 있는 RF 수신기(Radio Frequency Receiver) 장치에 관해 설명할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 이동통신 단말기에서 RF 수신기의 구성을 도시하고 있다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이 RF 수신기는 안테나(110), 변형 대역통과필터(Variable Bnad Pass Filter: Variable BPF)(100), 멀티밴드 저잡음 증폭기(Multiband Low Noise Amplifier: Multiband LNA)(102), 멀티밴드 전압조정 발진기(Multiband Voltage Controlled Oscillator: Multiband VCO)(104), 변형 믹서(Reconfigurable Mixer)(106), 아날로그/디지털 변환기(Analog to Digital Converter: ADC)(108)를 포함하여 구성된다.

상기 변형 대역통과필터(100)는 일반적인 대역통과필터(Bnad Pass Filter: BPF)와 같이 안테나(110)를 통해 수신되는 신호 중 특정 주파수 대역에 속하는 신호만을 통과시키는 역할을 하고, 추가적으로 전압의 변화에 따라 통과시키고자 하는 특정 주파수 대역을 변경시킨다.

상기 멀티밴드 저잡음 증폭기(102)는 상기 변형 대역 통과 필터(100)에서 제공되는 신호의 잡음을 최소화 하여 전력을 증폭시키는 역할을 한다. 일반적으로, 상기 안테나(110)를 통해 수신된 신호는 감쇄 및 잡음의 영향으로 인해 매우 낮은 전력 레벨을 갖게 되기 때문에 상기 수신된 신호의 증폭이 필요하다. 따라서, RF 수신기는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA)를 이용하여 상기 신호에 포함된 잡음이 증폭되는 것을 최소화시키면서 신호를 증폭시킨다. 본 발명에 따른, 상기 멀티밴드 저잡음 증폭기(102)는 특정 주파수 대역만을 지원하는 일반적인 저잡음 증폭기를 여러 개 통합시킨 것과 같은 효과를 낸다. 즉, 상기 멀티밴드 저잡음 증폭기(102)는 상기 변형 대역 통과 필터(100)에서 출력되는 다양한 주파수 대역의 신호들의 전력을 증폭시킬 수 있다.

상기 멀티밴드 전압조정 발진기(104)는 전압을 조정하여 기준 주파수원을 변경시켜 상기 변형 믹서(106)에 공급하는 역할을 한다. 즉, 지원하고자 하는 주파수 대역에 따라 전압을 달리하여 상기 기준 주파수원을 변경시킨다.

상기 변형 믹서(106)는 상기 멀티밴드 전압조정 발진기(104)에서 제공되는 기준 주파수원을 이용하여 상기 멀티밴드 저잡음 증폭기(102)에서 제공되는 신호의 중심주파수를 상기 아날로그/디지털 변환기(108)에서 사용 가능한 범위의 주파수로 변환해주는 역할을 담당한다. 즉, 상기 멀티밴드 저잡음 증폭기(102)에서 제공되는 고주파 신호를 주파수 하강시켜 상기 아날로그/디지털 변환기(108)에서 사용 가능한 저주파 신호로 변환시킨다.

또한, 본 발명에 따라 상기 변형 믹서(106)는 모든 주파수 대역을 지원하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 믹서(201)에 가변 매칭 네트워크(203, 205)를 추가하여 넓은 주파수 범위에서 임피던스 매칭을 수행한다. 즉, 상기 가변 매칭 네트워크(203, 205)는 상기 멀티밴드 저잡음 증폭기(102)의 출력단과 상기 변형 믹서(106)의 입력단의 임피던스를 지원하고자 하는 주파수 대역에 따라 달리 매칭시켜 상기 지원하고자 하는 주파수 대역의 신호 흐름을 원활하게 하는 역할을 한다.

상기 믹서(201)는 상기 멀티밴드 저잡음 증폭기(102)에서 출력된 신호가 상기 믹서(201)의 M1(207)과 M2(209)에 입력되면, LO포트에 있는 트랜지스터가 LO신호의 반주기마다 온/오프(ON/OFF)를 수행하여 전류를 스위칭하게 된다. 이때, 상기 멀티밴드 전압조정 발진기에서 출력된 신호가 LO+(211)에 입력되어 상기 M1(207)과 M2(209)로 입력된 신호와 곱해져서 소자의 비선형적 특성으로 인해 주파수가 변환된 신호가 생성되어 IF+(213) 와 IF-(215)로 출력된다. 여기서, 상기 IF+(213) 와 IF-(215)에서 출력된 신호는 하기 아날로그/디지털 변환기(108)에 제공된다.

상기 가변 매칭 네트워크(203, 205)는 도 3에 도시된 바와 같이, 인덕터(L1, L2, L3)(301, 303, 305)와 캐패시터(C1, C2, C3)(313, 315, 317), 스위칭 트랜지스터(Switching Transistor)(307, 309, 311, 319, 321, 323)를 포함하여 구성된다.

상기 가변 매칭 네트워크(203, 205)는 서비스되는 주파수 대역에 따라 상기 스위칭 트랜지스터(307, 309, 311, 319, 321, 323)의 온/오프를 조절하여 상기 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 조절한다. 즉, 낮은 주파수 대역을 지원하기 위해서는 낮은 주파수 공진이 일어나야 하므로 높은 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 가지도록 상기 스위칭 트랜지스터(307, 309, 311, 319, 321, 323)의 온/오프를 조절하고, 높은 주파수 대역을 지원하기 위해서는 높은 주파수 공진이 일어나야 하므로 낮은 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 가지도록 상기 스위칭 트랜지스터(307, 309, 311, 319, 321, 323)의 온/오프를 조절한다.

예를 들어, 상기 인덕턴스 값을 L1+L2+L3로 조절하고, 상기 캐패시턴스 값을 C1+C2+C3로 조절하고자 할 경우, 상기 인덕턴스 값을 조절하기 위한 스위칭 트랜지스터(307, 309, 311)를 모두 오프시키고, 상기 상기 캐패시턴스 값을 조절하기 위한 스위칭 트랜지스터(319, 321, 323)를 모두 온 시켜 상기 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 얻을 수 있다.

여기서, 상기 서비스되는 주파수 대역에 따라 상기 스위칭 트랜지스터를 온/오프하기 위한 제어신호는 모뎀(325)에서 제공된다. 상기 모뎀(325)은 지원하고자 하는 주파수 대역에 따라 상기 인덕턴스와 캐패시턴스 값을 변경시키기 위하여 상기 트랜지스터(307, 309, 311, 319, 321, 323)를 온/오프 시키기 위한 제어신호를 출력한다.

상기 아날로그/디지털 변환기(108)는 상기 변형 믹서(106)에서 출력되는 저주파 대역의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 베이스밴드에 제공하는 역할 을 수행한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 이동통신 단말기에서 재구성 가능한 믹서(Reconfigurable Mixer) 이용하여 모든 주파수 대역을 지원할 수 있는 RF 수신기 장치를 제공함으로써, 새로운 주파수 대역을 사용하는 무선통신 기술이 나타나더라도 RF 수신기를 새로 구성할 필요가 없다. 또한, 상기 RF 수신기의 구조가 간단해지고 부피가 감소되며, 비용 절감 및 개발 기간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

이동통신 단말기에서 모든 주파수 대역을 지원하기 위한 RF 수신기(Radio Frequency Receiver) 장치에 있어서,

수신되는 신호 중에서 지원하고자 하는 주파수 대역을 갖는 신호를 선택한 후 상기 선택된 신호의 전력레벨을 증가시켜 변형믹서에 제공하기 위한 신호 처리부와,

상기 지원하고자 하는 주파수 대역에 따라 변형믹서에 제공하기 위한 기준 주파수원을 다르게 변경시키기 위한 멀티밴드 전압조정 발진기와,

상기 지원하고자 하는 주파수 대역에 따라 임피던스 매칭을 달리 수행하여 상기 신호처리부에서 출력된 신호를 제공받고, 상기 기준 주파수원을 이용하여 상기 제공받은 신호의 중심주파수를 변경시키기 위한 변형 믹서와,

상기 중심주파수가 변경된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키기 위한 아날로그 디지털 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서,

상기 신호 처리부는,

신호를 송수신하기 위한 안테나와,

모든 주파수 대역이 지원가능하여 통과시키고자 하는 신호의 주파수 대역을 전압에 따라 변경시킬 수 있는 멀티밴드 대역통과 필터와,

상기 멀티밴드 대역통과 필터에서 출력되는 다양한 주파수 대역을 갖는 신호의 전력레벨을 증가시키기 위한 멀티밴드 저잡음 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서,

상기 변형믹서는,

지원하고자 하는 주파수 대역에 따라 임피던스 매칭 값을 달리하여 각 주파수 대역에 따른 신호의 흐름을 원활하게 하기 위한 가변 입력 매칭 네트워크와,

상기 가변 입력 매칭 네트워크를 통해 입력되는 신호의 중심주파수를 상기 아날로그 디지털 변환기에서 지원가능한 주파수로 변경시키기 위한 믹서를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 3항에 있어서,

상기 가변 입력 매칭 네트워크는,

인덕터, 캐패시터 및 스위칭 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서,

상기 임피턴스 매칭 값을 변경시키기 위한 제어신호를 출력하는 모뎀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.