KR20080071306A - 휴대용 단말기의 무선 송수신 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대 인터넷 서비스와 MBS(Multi-cast and Broad-cast Service)를 지원하는 휴대용 단말기의 무선 송수신 장치에 관한 것으로서, 상기 휴대 인터넷 서비스 신호를 송수신하는 제 1 RF(Radio Frequency) 회로와, 상기 MBS 신호를 송수신하는 제 2 RF 회로와, 상기 두 서비스의 송신신호와 수신신호 간에 간섭이 발생되는지 여부에 따라 입력 3차 교차점(Input 3rd Order Intercept Point; IIP3)의 조절 여부를 결정하는 베이스밴드 칩과, 상기 제어부의 결정에 따라 상기 신호가 수신되는 RF 회로 내에 존재하는 저잡음 증폭기와 믹서의 입력 3차 교차점을 조절하는 IIP3 조절부를 포함하여, 상기 두 서비스의 송수신 신호 간에 발생되는 간섭 구간에서 저잡음 증폭기와 믹서의 입력 3차 교차점을 높게 조절하여 상기 송신 신호가 수신 신호에 미치는 영향을 최소화시킴으로써, 상기 송수신 신호 간의 간섭 에 의해 수신 성능이 감소되는 것을 방지할 수 있다.

WiMAX, 휴대 인터넷, MBS, 송수신 장치, IIP3

Description

휴대용 단말기의 무선 송수신 장치{APPARATUS FOR TRANSMITTING AND RECEIVING IN PORTABLE TERMINAL}

도 1은 휴대 인터넷 서비스와 MBS를 위한 프레임 구조를 도시하는 도면,

도 2는 종래 기술에 따른 휴대용 단말기에서 MBS를 지원하는 송수신 장치의 구성을 도시하는 도면,

도 3은 종래 기술에 따른 휴대용 단말기에서 다이버시티를 이용하여 MBS를 지원하는 송수신 장치의 구성을 도시하는 도면,

도 4는 종래 기술에 따른 휴대용 단말기에서 방해 전파에 의한 MBS 수신 성능의 저하를 나타내는 도면, 및

도 5는 본 발명에 따른 휴대용 단말기에서 MBS를 지원하는 송수신 장치의 구성을 도시하는 도면.

본 발명은 휴대용 단말기에서 무선 송수신 장치에 관한 것으로서, 특히 휴대 인터넷 서비스와 MBS를 지원하는 휴대용 단말기에서 저잡음 증폭기(LNA : Low Noise Amplifier)와 믹서(Mixer)의 입력 3차 교차점(Input 3rd Order Intercept Point; IIP3)을 조절하여 송수신 신호의 간섭을 감소시키는 무선 송수신 장치에 관한 것이다.

종래의 휴대 인터넷 시스템에서는 휴대 인터넷 서비스(예: mobile WiMAX)와 동일한 주파수 및 동일한 프레임 구조를 이용하여 MBS(Multi-cast and Broad-cast Service)를 제공하였으나, 최근에는 보다 효율적인 서비스를 위해 별도의 채널을 이용하여 상기 MBS를 제공하기 위한 방안이 제공되고 있다.

상기 별도의 채널을 이용하여 MBS 서비스를 제공할 경우, 상기 MBS를 위한 프레임 구조는 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 휴대 인터넷의 프레임 구조와 동일한 동기(Synchronous) 구조를 가질 수도 있으며, 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 방송 서비스의 특징상 하향링크(Downlink) 데이터의 양이 많은 것을 고려한 비동기(Asynchronous) 구조를 가질 수도 있다. 여기서, 상기 휴대 인터넷의 프레임 구조와 상기 MBS 프레임 구조가 상기 비동기 구조를 가질 경우, 서로 다른 서비스의 상향링크와 하향링크 간에 간섭이 작용하게 되는 구간(101)이 발생하게 된다. 즉, 상기 MBS 프레임의 하향링크 신호가 상기 휴대 인터넷 서비스의 상향링크 신호에 의해 영향을 받게 되거나, 반대로 상기 휴대 인터넷 서비스의 하향링크 신호가 상기 MBS 프레임의 상향링크 신호에 의해 영향을 받게 되는 구간(101)이 발생하게 된다.

상기 MBS를 위해 별도의 프레임 구조를 사용하고자 할 경우, 상기 휴대용 단 말기에서는 도 2 혹은 도 3에 도시된 바와 같이, MBS를 위한 별도의 RF 송수신기를 구비해야한다. 여기서, 상기 도 2는 상기 휴대 인터넷 서비스와 MBS를 위해 각각 하나의 RF 수신기를 가지는 경우이며, 상기 도 3은 상기 휴대 인터넷 서비스를 위해 듀얼 수신기를 가지며, MBS를 위해 하나의 수신기를 가지는 구조이다.

종래의 휴대용 단말기에서 상술한 바와 같이 휴대 인터넷 서비스와 MBS를 위해 각각의 RF 수신기를 구비할 경우, 상기 간섭 작용 구간(101)에서 단말의 하향링크 신호는 상기 단말 자신 혹은 다른 단말의 상향링크 신호에 의해 간섭을 받거나 기지국의 하향링크 신호에 의해 간섭을 받을 수 있다. 또한, 상기 휴대 인터넷 서비스와 MBS를 지원하는 휴대용 단말기에서는 FDD 시스템과 같이 듀플렉서(duplexer)를 사용하지 않으므로, 수신기로 간섭신호가 크게 입력될 수 있는 문제점이 있다.

특히, 상기 휴대 인터넷의 송신 신호가 상기 MBS의 수신기로 들어오는 경우, 방해전파(jammer)가 존재하게 된다면 상기 MBS 수신기는 직접적인 영향으로 인해 정상 동작하기 어려워지는 문제점이 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 두 서비스 채널 사이에 방해전파(401)가 존재할 경우(a)에는 크로스 모듈레이션(cross modulation)에 의해 상기 MBS의 수신 성능이 저하될 수 있으며, 상기 두 서비스 채널 외부에 방해전파(411)가 존재할 경우(b)에는 상기 방해전파와 휴대 인터넷 서비스 신호의 인터모듈레이션(intermodulation) 성분에 의해 상기 MBS의 수신 성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.

상술한 수신 성능의 저하는 무선 송수신 장치 내의 저잡음 증폭기와 믹서의 IIP3 특성과 밀접한 관계가 있으므로, 상기 IIP3를 이용하여 상기 송수신 신호 간의 간섭으로 인해 수신 성능이 저하되는 것을 방지하는 방법이 제공될 필요성이 제기된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 휴대용 단말기에서 무선 송수신 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 휴대 인터넷 서비스와 MBS를 지원하는 휴대용 단말기에서 송신 신호가 수신 신호에 미치는 영향을 최소화하는 무선 송수신 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 휴대 인터넷 서비스와 MBS를 지원하는 휴대용 단말기에서 저잡음 증폭기와 믹서의 입력 3차 교차점을 조절하여 송수신 신호의 간섭을 감소시키는 무선 송수신 장치를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1견지에 따르면, 휴대 인터넷 서비스와 MBS(Multi-cast and Broad-cast Service)를 지원하는 휴대용 단말기의 무선 송수신 장치는, 상기 휴대 인터넷 서비스 신호를 송수신하는 제 1 RF(Radio Frequency) 회로와, 상기 MBS 신호를 송수신하는 제 2 RF 회로와, 상기 두 서비스의 송신신호와 수신신호 간에 간섭이 발생되는지 여부에 따라 입력 3차 교차점(Input 3rd Order Intercept Point; IIP3)의 조절 여부를 결정하는 베이스밴드 칩과, 상기 제어부의 결정에 따라 상기 신호가 수신되는 RF 회로 내에 존재하는 저 잡음 증폭기와 믹서의 입력 3차 교차점을 조절하는 IIP3 조절부를 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 휴대 인터넷 서비스와 MBS를 지원하는 휴대용 단말기에서 저잡음 증폭기와 믹서의 입력 3차 교차점을 조절하여 송수신 신호의 간섭을 감소시키는 무선 송수신 장치에 관해 설명할 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 휴대용 단말기에서 MBS를 지원하는 송수신 장치의 구성을 도시하고 있다. 상기 송수신 장치는 베이스밴드 칩(Baseband Chip)(501), 두 개의 안테나(503, 505), 휴대 인터넷 서비스를 지원하는 두 개의 수신부와 하나의 송신부를 가지는 제 1 RF 집적회로(501), MBS를 지원하는 하나의 송수신부를 가지는 제 2 RF 집적회로(551)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제 1 RF 집적회로(501)는 스위치(507), 전력 증폭기(Power Amplifier)(509), 세 개의 대역 통과 필터(Band Pass Filter)(511, 513, 515), 두 개의 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier)(517, 525), 두 개의 믹서(519, 527), 두 개의 가변 이득 증폭 기(Variable Gain Amplifier)(521, 529), 두 개의 필터(523, 531), IIP3 제어부(533), 송신기(transmitter)(535)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 제 2 RF 집적회로(551)는 스위치(553), 전력 증폭기(555), 대역 통과 필터(557, 559), 저잡음 증폭기(561), 믹서(563), 가변 이득 증폭기(565), 필터(567), IIP3 제어부(569) 및 송신기(571)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제 1 RF 집적회로(501)와 상기 제 2 RF 집적회로(551)는 하나의 RF 집적회로로 이루어질 수도 있다.

상기 도 5를 참조하면, 상기 베이스밴드 칩(500)은 상기 휴대 인터넷 서비스와 MBS 송수신을 위해 SPI(Serial Peripheral Interface) 혹은 I2C를 이용하여 각 소자들의 동작을 제어한다. 특히, 본 발명에 따라 상기 베이스밴드 칩(500)은 상기 두 서비스의 송신신호와 수신신호 간에 간섭이 발생될 경우, 하이(high) IIP3 혹은 로우(low) IIP3 모드로의 결정을 통해 IIP3값을 조절하여 상기 송신신호와 수신신호 간의 간섭을 줄이기 위한 기능을 제어 및 처리한다.

다시 말해, 상기 베이스밴드 칩(500)은 상기 제 1 RF 집적회로(501)를 통해 송신되는 휴대 인터넷 서비스의 상향링크 신호가 상기 제 2 RF 집적회로(551)를 통해 수신되는 MBS의 하향링크 신호에 간섭을 일으킬 경우, 상기 제 2 RF 집적회로(551)내의 IIP3 제어부(569)에 하이 IIP3모드로 동작할 것을 알리는 신호를 출력한다. 또한, 상기 반대의 경우, 즉, 상기 제 1 RF 집적회로(501)를 통해 수신되는 휴대 인터넷 서비스의 하향링크 신호가 상기 제 2 RF 집적회로(551)를 통해 송신되는 MBS의 상향링크 신호에 간섭을 받을 경우, 상기 베이스밴드 칩(500)은 상기 제 1 RF 집적회로(501)내의 IIP3 제어부(569)에 하이 IIP3모드로 동작할 것을 알리는 신호를 출력할 수 있다. 그리고, 상기 베이스밴드 칩(500)은 상기 송수신 신호 간에 간섭이 발생되지 않을 경우, 해당 IIP3 제어부(533, 569)에 로우 IIP3모드로 동작할 것을 알리는 신호를 출력한다.

이때 ,상기 베이스밴드 칩(500)은 상기 두 서비스의 송신신호와 수신신호 간에 간섭이 발생되는 구간을 판단하여 해당 구간 전체에서 상기 하이 IIP3모드로 동작할 것을 알리는 신호를 출력할 수도 있고, 상기 해당 구간에서 송신신호 레벨이 기 설정된 임계값 이상이 될 경우에 한하여 상기 하이 IIP3모드로 동작할 것을 알리는 신호를 전송할 수도 있을 것이다. 여기서, 상기 임계값은 실험을 통해 설정될 수 있으며, 상기 송신신호의 레벨이 기 설정된 값 이상일 경우에 한하여 상기 IIP3값을 제어할 경우, 상기 무선 송수신 장치의 소모 전류를 감소시킬 수 있을 것이다.

상기 제 1 안테나(503)는 상기 휴대 인터넷 서비스 신호를 수신하고, 상기 제 2 안테나(505)는 상기 휴대 인터넷 서비스 및 MBS 신호를 송수신한다.

여기서, 상기 무선 송수신 장치의 구성 중 상기 제 1 RF 집적회로(501)의 구성에 대해 먼저 살펴보기로 한다.

먼저, 상기 제 1 RF 집적회로(501) 내의 스위치(507)는 상기 베이스밴드 칩(500)의 제어에 따라 스위칭을 수행하여 상기 제 2 안테나(505)로부터 수신되는 휴대 인터넷 서비스 신호를 상기 전력 증폭기(509)로 제공하고, 송신측 대역 통과 필터(513)로부터 입력되는 신호를 상기 안테나로 출력한다.

수신측 대역통과 필터(511, 513)는 해당 안테나(503, 505)를 통해 수신되는 신호 중 특정 주파수 대역에 속하는 신호만을 통과시켜 상기 저잡음 증폭기(517, 525)로 제공한다.

상기 저잡음 증폭기(517, 525)는 상기 대역 통과 필터(511, 513)에서 제공되는 신호의 잡음을 최소화하여 전력을 증폭시키는 역할을 한다. 특히, 본 발명에 따라 상기 저잡음 증폭기(517, 525)는 상기 IIP3 제어부(533)에 의해 높거나 낮게 조절된 IIP3를 이용한다. 여기서, 상기 IIP3가 높아지면 상기 저잡음 증폭기의 선형성이 증가하여 상기 저잡음 증폭기로 간섭 신호가 들어와도 간섭이 발생되지 않는 효과를 얻을 수 있다.

상기 믹서(519, 527)는 상기 저잡음 증폭기(517, 525)에서 저잡음 증폭된 고대역 RF신호에 소정의 국부발진 신호를 혼합함으로써, 상기 RF신호를 기저대역 신호 혹은 중간 주파수 대역의 신호로 변환하여 출력한다. 특히, 본 발명에 따라 상기 믹서(519, 527)는 상기 IIP3 제어부(533)에 의해 높거나 낮게 조절된 IIP3를 이용한다. 여기서, 상기 IIP3가 높아지면 상기 믹서의 선형성이 증가하여 상기 믹서로 간섭 신호가 들어와도 간섭이 발생되지 않는 효과를 얻을 수 있다.

상기 가변 이득 증폭기(521, 529)는 상기 저잡음 증폭기와 믹서를 통해 대략적으로 이득이 제어된 신호의 이득을 보다 정밀하게 제어하는 역할을 수행하고, 상기 필터(523, 531)는 잡음을 제거하는 역할을 수행한다.

상기 IIP3 제어부(533)는 상기 베이스밴드 칩(500)으로부터 입력되는 신호를 분석하여 로우(Low) IIP3 모드로 진입할 것인지 하이(High) IIP3 모드로 진입할 것인지 판단하여 상기 판단된 IIP3 모드에 따라 상기 제 1 RF 집적회로(501)내에 존 재하는 상기 저잡음 증폭기(517, 525)와 상기 믹서(519, 527)의 IIP3를 높게 조절하거나 낮게 조절한다.

상기 송신기(535)는 상기 휴대 인터넷 서비스를 통해 송신하기 위한 신호를 처리하여 해당 대역 통과 필터(515)로 출력하고, 상기 송신측 대역 통과 필터(515)는 상기 입력되는 신호 중 특정 주파수 대역에 속하는 신호만을 통과시켜 상기 전력 증폭기(509)로 출력한다. 상기 전력 증폭기(509)는 입력되는 신호를 미리 설정된 세기를 갖는 신호로 증폭하여 상기 스위치(507)로 출력한다.

다음으로, 상기 무선 송수신 장치의 구성 중 상기 제 2 RF 집적회로(551)의 구성에 대해 살펴보기로 한다.

먼저, 상기 제 2 RF 집적회로(551)내의 스위치(553)는 상기 베이스밴드 칩(500)의 제어에 따라 스위칭을 수행하여 상기 제 2 안테나(505)로부터 수신되는 MBS 신호를 상기 전력 증폭기(555)로 제공하고, 송신측 대역 통과 필터(557)로부터 입력되는 신호를 상기 제 2 안테나(505)로 출력한다.

수신측 대역통과 필터(557)는 상기 제 2 안테나(505)를 통해 수신되는 신호 중 특정 주파수 대역에 속하는 신호만을 통과시켜 상기 저잡음 증폭기(561)로 제공한다.

상기 저잡음 증폭기(561)는 입력되는 신호의 잡음을 최소화하여 전력을 증폭시키는 역할을 한다. 특히, 본 발명에 따라 상기 저잡음 증폭기(557)는 상기 IIP3 제어부(569)에 의해 높거나 낮게 조절된 IIP3를 이용한다. 여기서, 상기 IIP3가 높아지면 상기 저잡음 증폭기의 선형성이 증가하여 상기 저잡음 증폭기로 간섭 신호 가 들어와도 간섭이 발생되지 않는 효과를 얻을 수 있다.

상기 믹서(563)는 상기 저잡음 증폭기(561)에서 저잡음 증폭된 고대역 RF신호에 소정의 국부발진 신호를 혼합함으로써, 상기 RF신호를 기저대역 신호 혹은 중간 주파수 대역의 신호로 변환하여 출력한다. 특히, 본 발명에 따라 상기 믹서(563)는 상기 IIP3 제어부(569)에 의해 높거나 낮게 조절된 IIP3를 이용한다. 여기서, 상기 IIP3가 높아지면 상기 믹서의 선형성이 증가하여 상기 믹서로 간섭 신호가 들어와도 간섭이 발생되지 않는 효과를 얻을 수 있다.

상기 가변 이득 증폭기(565)는 상기 저잡음 증폭기와 믹서를 통해 대략적으로 이득이 제어된 신호의 이득을 보다 정밀하게 제어하는 역할을 수행하고, 상기 필터(567)는 상기 가변 이득 증폭기(565)로부터의 신호에서 잡음을 제거하는 역할을 수행한다.

상기 IIP3 제어부(569는 상기 베이스밴드 칩(500)으로부터 입력되는 신호를 분석하여 로우(Low) IIP3 모드로 진입할 것인지 하이(High) IIP3 모드로 진입할 것인지 판단하여 상기 판단된 IIP3 모드에 따라 상기 제 2 RF 집적회로(551)내에 존재하는 저잡음 증폭기(561)와 믹서(563)의 IIP3를 높게 조절하거나 낮게 조절한다.

상기 송신기(571)는 상기 MBS를 통해 송신하기 위한 신호를 처리하여 송신측에 해당하는 대역 통과 필터(559)로 출력하고, 상기 해당 대역 통과 필터(559)는 상기 입력되는 신호 중 특정 주파수 대역에 속하는 신호만을 통과시켜 상기 전력 증폭기(555)로 출력한다. 상기 전력 증폭기(555)는 입력되는 신호를 미리 설정된 세기를 갖는 신호로 증폭하여 상기 스위치(553)로 출력한다.

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 휴대 인터넷 서비스와 MBS를 지원하는 휴대용 단말기기의 무선 송수신 장치에서 상기 두 서비스의 송수신 신호 간에 발생되는 간섭 구간에서 저잡음 증폭기와 믹서의 입력 3차 교차점을 높게 조절하여 상기 송신 신호가 수신 신호에 미치는 영향을 최소화시킴으로써, 상기 송수신 신호 간의 간섭 에 의해 수신 성능이 감소되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 두 개의 안테나만을 이용하여 상기 무선 송수신 장치를 구성함으로써, 공간적 및 경제적으로 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 휴대 인터넷 서비스와 MBS(Multi-cast and Broad-cast Service)를 지원하는 휴대용 단말기의 무선 송수신 장치에 있어서,

   상기 휴대 인터넷 서비스 신호를 송수신하는 제 1 RF(Radio Frequency) 회로와,

   상기 MBS 신호를 송수신하는 제 2 RF 회로와,

   상기 두 서비스의 송신신호와 수신신호 간에 간섭이 발생되는지 여부에 따라 입력 3차 교차점(Input 3rd Order Intercept Point; IIP3)의 조절 여부를 결정하는 베이스밴드 칩과,

   상기 제어부의 결정에 따라 상기 신호가 수신되는 RF 회로 내에 존재하는 저잡음 증폭기와 믹서의 입력 3차 교차점을 조절하는 IIP3 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 베이스밴드 칩은, 상기 두 서비스의 송신신호와 수신신호 간에 간섭이 발생될 경우, 상기 간섭이 발생되는 전체 구간에 대해 상기 입력 3차 교차점을 높게 조절할 것을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 베이스밴드 칩은, 상기 두 서비스의 송신신호와 수신신호 간에 간섭이 발생되고 상기 송신신호의 레벨이 기 설정된 임계값 이상일 경우, 상기 입력 3차 교차점을 높게 조절할 것을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1 RF 회로는, 두 개의 수신부와 하나의 송신부를 포함하며,

   상기 제 2 RF 회로는, 하나의 수신부와 하나의 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제 1 RF 회로에서 하나의 수신부와 연결되는 제 1 안테나와,

   상기 제 1 RF 회로에서 다른 하나의 수신부 및 하나의 송신부와 연결되고, 상기 제 2 RF 회로에서 하나의 송신부 및 하나의 수신부와 연결되는 제 2 안테나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.

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