KR20090085795A - 동시대기 휴대 단말기의 정합 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동시대기 휴대 단말기의 정합 장치 및 정합 방법에 관한 것으로, 이러한 본 발명은, 제1 및 제2 모듈을 포함하여 구성되며, 상기 제2 모듈은, 고주파 신호를 공중으로 방사하기 위한 안테나; 고주파 신호를 출력하는 송신단 및 고주파 신호를 수신하는 수신단을 구비하는 무선 통신부; 특정 임피던스 값을 가지는 정합회로부; 상기 송신단, 상기 수신단 및 상기 정합회로부 중 어느 하나를 상기 안테나와 연결시키는 스위치부; 및 상기 스위치부를 제어하여 상기 송신단, 상기 수신단 및 상기 정합회로부 중 어느 하나를 선택적으로 상기 안테나와 연결시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동시대기 휴대 단말기의 정합 장치 및 이를 위한 방법을 제공한다.
Figure P1020080011624
임피던스, 정합,

Description

동시대기 휴대 단말기의 정합 장치{An apparatus of matching impedance in dual standby portable terminal and a method thereof}
본 발명은 동시대기 휴대 단말기의 정합 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 듀얼 모드 이상을 구비하는 동시대기 휴대 단말기에서 어느 일 모듈의 통화시 타 모듈의 임피던스 매칭(impedance matching)으로 일 모듈의 방사 특성을 개선할 수 있도록 하는 정합 장치 및 방법에 관한 것이다.
휴대 단말기의 보급 및 사용이 늘면서 다양한 기능을 제공하는 휴대 단말기들이 개발 되고 있으며, 최근에는 두 가지 또는 그 이상의 무선 프로토콜에 따른 통신 망을 이용할 수 있는 듀얼 모드 휴대 단말기들이 출시되고 있다.
종래와 같이 한 가지 무선 통신 시스템을 지원하는 전용 단말기를 사용하는 경우 해당 무선 통신 시스템의 서비스 지역에서만 통신이 가능하지만, 듀얼 모드 휴대 단말기, 예를 들어 코드분할다중접속(CODE DIVISIONAL MULTIPLE ACCESS: CDMA) 시스템과 이동 통신 세계화 시스템 (Global System for Mobile Communications :GSM)을 지원하는 듀얼 모드 휴대 단말기의 경우 CDMA 서비스 지역과 GSM 서비스 지역에서 통신이 가능하기 때문에 그 활용도가 높아지게 된다.
한편, 종래의 듀얼 모드 휴대 단말기의 경우 시스템 모드 전환은 휴대 단말기의 부팅이 완료된 후 대기 모드(IDLE mode)로 진입하여 메뉴 조작을 통해 이루어지기 때문에 조작이 복잡하고 모드 전환을 위해 많은 시간을 소비된다. 이와 같은 불편함을 해소하기 위해 동시대기(dual standby) 휴대 단말기가 제안되었으며, 동시대기 휴대 단말기는 듀얼 모드 휴대 단말기와는 달리 GSM과 CDMA의 두 개의 모드를 동시에 지원한다. 즉, 동시대기 휴대 단말기의 경우 호를 수신하는 경우에는 호를 자동으로 모드를 전환하여 호를 수신할 수 있다.
이러한 2 이상의 모드를 가지는 동시대기 휴대 단말기의 경우 각 모드별로 안테나를 구비하게 된다. 또한, 동시대기 휴대 단말기는 어느 일 모드를 이용한 통화 중에도 타 모드는 계속해서 동작함으로써, 양 모드의 안테나단에서의 간섭으로 통화 중인 모드의 안테나 방사 특성 및 수신 감도가 열화 되는 문제가 있다.
따라서 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 감안한 본 발명의 목적은 동시대기 휴대 단말기에서 어느 일 모듈의 통화 중 타 모듈을 최적의 임피던스에 매칭시킴으로써, 양 모듈의 상호간에 간섭에 따른 수신 감도 및 방사 특성 저하를 개선함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 동시대기 휴대 단말기의 정합 장치는, 제1 및 제2 모듈을 포함하여 구성되며, 상기 제2 모듈은 고주파 신호를 공중으로 방사하기 위한 안테나; 고주파 신호를 출력하는 송신단 및 고주파 신호를 수신하는 수신단을 구비하는 무선 통신부; 특정 임피던스 값을 가지는 정합회로부; 상기 송신단, 상기 수신단 및 상기 정합회로부 중 어느 하나를 상기 안테나와 연결시키는 스위치부; 및 상기 스위치부를 제어하여 상기 송신단, 상기 수신단 및 상기 정합회로부 중 어느 하나를 선택적으로 상기 안테나와 연결시키는 제어부를 포함한다.
상기 제1 모듈의 통화 수행 중 수신하는 슬롯 시간에서 상기 제2 모듈의 제어부는 상기 제2 모듈의 수신단과 안테나가 연결되도록 상기 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 모듈의 통화 수행 중 송신하는 슬롯 시간에서 상기 제2 모듈의 제어부는 상기 제2 모듈의 송신단과 안테나가 연결되도록 상기 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 모듈의 통화 수행 중 송신 및 수신하는 슬롯 시간 외의 슬롯 시간에서 상기 제2 모듈의 제어부는 상기 제2 모듈의 정합회로부와 안테나가 연결되도록 상기 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 모듈을 사용하지 않는 경우, 상기 제2 모듈의 제어부는 상기 제2 모듈의 정합회로부와 안테나가 연결되도록 상기 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2 모듈은 동종 또는 이종의 무선 통신 프로토콜에 따라 통화를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 모듈은 GSM(Global System for Mobile Communications) 및 CDMA(CODE DIVISIONAL MULTIPLE ACCESS) 중 어느 하나의 무선 통신 프로토콜에 따라 무선 통신을 수행하는 모듈이며, 상기 제2 모듈은 GSM에 따른 무선 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 모듈은 고주파 신호를 공중으로 방사하기 위한 안테나; 고주파 신호를 출력하는 송신단 및 고주파 신호를 수신하는 수신단을 구비하는 무선 통신부; 특정 임피던스 값을 가지는 정합회로부; 상기 송신단, 상기 수신단 및 상기 정합회로부 중 어느 하나를 상기 안테나와 연결시키는 스위치부; 및 상기 스위치부를 제어하여 상기 송신단, 상기 수신단 및 상기 정합회로부 중 어느 하나를 상기 안테나와 연결시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 모듈이 CDMA에 따른 무선 통신을 수행하는 모듈인 경우, 상기 제1 모듈의 제어부는 상기 제1 모듈의 스위치부를 제어하여 상기 제1 모듈의 무선통신부와 안테나를 연결시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 모듈이 GSM에 따른 무선 통신을 수행하는 모듈인 경우, 상기 제1 모듈의 제어부는 상기 제1 모듈의 스위치부를 제어하여 상기 제1 모듈의 송신단, 수신단 및 정합회로부 중 어느 하나를 상기 제1 모듈의 안테나와 연결시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 모듈은 USIM부를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, GSM용 USIM부가 부착된 경우 상기 제1 모듈은 GSM에 따른 무선 통신을 수행하고, CDMA용 USIM부가 부착된 경우 상기 제1 모듈은 CDMA에 따른 무선 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 모듈은 CDMA에 따른 무선 통신을 수행하는 모듈이고, 상기 제2 모듈은 GSM에 따른 무선 통신을 수행하는 모듈인 것을 특징으로 하며, 상기 제1 모듈은 고주파 신호를 공중으로 방사하기 위한 안테나; 고주파 신호를 출력하는 송신단 및 고주파 신호를 수신하는 수신단을 구비하는 무선 통신부; 및 상기 무선 통신부를 통해 무선 통신을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 동시대기 휴대 단말기의 정합 방법은, 상기 휴대 단말기의 제1 모듈을 이용하여 무선 통신을 수행하는 과정과, 제2 모듈의 슬롯 시간을 판별하는 과정과, 상기 슬롯 시간에 따라 상기 제2 모듈의 송신단, 수신단 및 정합회로부 중 어느 하나와 상기 제2 모듈의 안테나를 연결시키는 과정을 포함한다.
상기 연결시키는 과정은, 상기 슬롯 시간이 수신하는 시간인 경우, 상기 제2 모듈의 수신단과 안테나가 연결되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 연결시키는 과정은, 상기 슬롯 시간이 송신하는 시간인 경우, 상기 제2 모듈의 송신단과 안테나가 연결되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 연결시키는 과정은, 상기 슬롯 시간이 송신 및 수신하는 시간 외의 시간인 경우, 상기 제2 모듈의 정합회로부와 안테나가 연결되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 동시대기 휴대 단말기에서 어느 일 모듈의 통화 중에 타 모듈을 최적의 임피던스에 매칭시킴으로써, 일 모듈의 통화 성능을 향상 시킬 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
설명에 앞서 본 발명의 실시 예에서는 동시대기 휴대 단말기를 이동 통신 단말기를 예로 하여 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기는, 바람직하게는 듀얼 모드 이상이며 듀얼 모드가 동시대기 가능한 이동통신 단말기, 디지털 방송 단말기, 개인 정보 단말기(PDA, Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone), IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000) 단말기, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 단말기 및 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 단말기 등과 같은 모든 정보통신기기 및 멀티미디어 기기와, 그에 대한 응용에도 적용될 수 있음은 자명할 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 동시대기 휴대 단말기(이하, "휴대 단말기"로 축약함)의 정합 장치를 설명하기로 한다. 먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 개략적인 구성에 대해서 살펴보기로 한다. 도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 개략적인 구성을 설명하기위한 도면이다.
동시대기 휴대 단말기의 특성상, 동종 또는 이종의 복수의 무선 통신 프로토콜에 따른 기능 모듈이 존재하며, 각각 제1 모듈(100) 및 제2 모듈(200)로 구분하였으며, 각 모듈의 기능 모듈은 "제1", "제2"와 같은 수식어를 사용하였다. 예컨대, "제1"이란 수식이 붙은 기능 모듈은 GSM에 대응하는 프로토콜을 사용하는 기능 모듈일 수 있으며, "제2"이란 수식이 붙은 기능 모듈은 GSM(Global System for Mobile communication) 또는 CDMA(Code Division Modulation Access)에 대응하는 프로토콜을 사용하는 기능 모듈일 수 있다. 또한 반대의 경우에도 가능하다. 도 1의 기능 모듈을 참조로 하는 상세한 설명에서, "대응하는"의 의미는 같은 수식어("제1" 또는 "제2")가 명기된 기능 모듈 간에 대응한다는 의미로 사용될 것이다. 또한, 같은 수식어("제1" 또는 "제2")가 명기되지 않은 경우에는 동일한 기능 및 동작을 수행하여 서로 구분할 필요가 없는 경우에 사용될 것이다. 따라서 구분할 필 요가 있는 경우 도면 부호 a 및 b를 추가하여 사용하며, 구분할 필요가 없는 경우에는 도면 부호에 a 및 b를 사용하지 않을 것이다.
특히, 도 1a에 도시된 것은 CDMA/GSM을 무선 통신 프로토콜로 사용할 수 있는 제1 모듈(100)과 GSM을 프로토콜로 사용할 수 있는 제2 모듈(200)을 구비하는 휴대 단말기의 개략적인 구성이다. 본 발명의 실시 예에서 이러한 구성을 가지는 휴대 단말기를 "CDMA/GSM-GSM 동시대기 휴대 단말기"로 칭하기로 한다. 또한, 도 1b에 도시된 것은 CDMA를 무선 통신 프로토콜로 사용할 수 있는 제1 모듈(100)과 GSM을 프로토콜로 사용할 수 있는 제2 모듈(200)을 구비하는 휴대 단말기의 개략적인 구성이다. 본 발명의 실시 예에서 이러한 구성을 가진 휴대 단말기를 "CDMA-GSM 동시대기 휴대 단말기"라 칭하기로 한다.
도 1a를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기는 제1 및 제2 안테나(110a, 110b), 제1 및 제2 스위치부(120a, 120b), 제1 및 제2 정합회로부(130a, 130b), 제1 및 제2 무선통신부(140a, 140b), 제1 및 제2 제어부(150a, 150b) 및 공통 모듈부(160)를 포함하여 구성된다. 또한, 선택적으로 제1 및 제2 USIM부를 더 포함하여 구성될 수 있다. 공통 모듈부(160)는 특히 오디오 처리 장치(161), 입력 장치(163), 저장 장치(165) 표시 장치(167) 등을 포함한다.
제1 및 제2 안테나(110a, 110b)는 각 안테나에 상응하는 주파수의 고주파 신호를 송신하거나, 고주파 신호를 수신하기 위한 것이다. 특히, 제1 및 제2 안테나(110a, 110b)는 대응하는 무선 통신 프로토콜에 따른 주파수에 따른 고주파 신호를 선택하여 수신하거나, 해당 주파수에 따른 고주파 신호를 공중(air)으로 방사한 다.
제1 및 제2 스위치부(120a, 120b)는 다수개의 포트를 구비하며, 각 포트는 제1 및 제2 스위치부(120a, 120b)에 대응하는 제1 및 제2 안테나(110a, 110b), 제1 및 제2 정합회로부(130a, 130b), 제1 및 제2 무선통신부(140a, 140b)의 송신단(Tx) 및 수신단(Rx)에 연결할 수 있다. 이러한 연결은 선택적으로 이루어지며, 각 연결은 슬롯 시간(slot time)에 따라 달리 연결된다. 여기서, 슬롯 시간은 시분할 방식으로 일 프레임의 시간을 다수의 슬롯 시간으로 구분한 것이며, 다수의 슬롯 시간 중 일부를 송신, 수신 동작에 할당하여 사용할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라 제1 및 제2 스위치부(120a, 120b)는 배정된 슬롯 시간에 따라 그 연결을 달리 한다. 즉, 송신 및 수신 시간 동안 제1 및 제2 스위치부(120a, 120b)는 대응하는 제1 및 제2 안테나(110a, 110b)와 대응하는 제1 및 제2 무선통신부(140a, 140b)를 연결한다. 특히, 특정 신호를 수신하는 수신 슬롯 시간 동안에는 제1 및 제2 스위치부(120a, 120b)는 제1 및 제2 무선통신부(140a, 140b)의 수신단(Rx)과 연결된다. 또한, 특정 신호를 송신하는 시간 동안에는 제1 및 제2 스위치부(120a, 120b)는 제1 및 제2 무선통신부(140a, 140b)의 송신단(Tx)과 연결된다.
한편, 송신 및 수신 시간이 아닌 동안에는 제1 및 제2 스위치부(120a, 120b)는 각 대응하는 제1 및 제2 정합회로부(130a, 130b)와 제1 및 제2 안테나(110a, 110b)를 연결시킨다.
제1 및 제2 무선통신부(140a, 140b)는 사용자 데이터 및 음성 등의 신호를 외부 다른 휴대 단말기 등으로 무선 송수신하는 일련의 통신을 담당한다. 제1 및 제2 무선통신부(140a, 140b)는 대응하는 제1 및 제2 제어부(150a, 150b)로부터 받은 변조된 신호를 고주파 신호로 변환 및 증폭하여 출력하는 송신단(Tx)과, 고주파 신호를 수신하여, 수신된 고주파 신호를 저잡음 증폭하여 기저 대역으로 순차적으로 변환하여 제어부(170)로 제공하는 수신단(Rx)을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 제어부(150a, 150b)는 무선 통신을 위한 음성신호 처리 시 오디오 처리 장치(161)로부터 제공받은 음성신호를 코딩 및 인터리빙을 통해 변환한 후 변조하여 대응하는 제1 및 제2 무선통신부(140a, 140b)로 제공한다. 또한, 대응하는 제1 및 제2 무선통신부(140a, 140b)로부터 제공되는 음성신호를 복조, 등화, 디코딩 및 디인터리빙을 거쳐 음성신호로 생성한 후 이를 오디오 처리 장치(161)로 출력한다. 이러한 기능을 수행하기 위하여 제1 및 제2 제어부(150a, 150b)는 모뎀(MODEM) 및 코덱(CODEC)을 포함할 수 있다. 여기서 코덱은 패킷 데이터 등을 처리하는 데이터 코덱과 음성 등의 오디오 신호를 처리하는 오디오 코덱, 비디오 신호를 처리하는 비디오 코덱을 포함한다.
특히, 제1 제어부(150a)는 두 개의 무선 통신 프로토콜을 이용하여 무선 통신을 수행할 수 있다. 특히, 제1 제어부(150a)가 CDMA를 이용한 무선 통신을 수행할 경우, 제1 제어부(150a)는 제1 스위치부(120a)를 제어하여 제1 무선통신부(140a)와 제1 안테나(110a)를 연결하는 상태를 유지한다.
공통 모듈부(160)는 오디오 처리 장치(161), 입력 장치(163), 저장 장치(165) 표시 장치(167) 등을 포함할 수 있다.
오디오 처리 장치(161)는 스피커(speaker) 및 마이크(mike)를 구비하며, 제1 제어부(150a)에서 출력되는 오디오 신호를 재생하거나 또는 마이크로부터 입력되는 음성 등의 오디오 신호를 제1 제어부(150a)에 전송하는 기능을 수행한다.
입력 장치(163)는 숫자 또는 문자 정보를 입력받고 각종 기능들을 설정하기 위한 다수의 입력키들 및 기능키들을 포함한다. 상기 기능키들은 특정 기능을 수행하도록 설정된 방향키, 사이드 키 및 단축키 등을 포함할 수 있다. 또한, 입력 장치(163)는 사용자 설정 및 휴대 단말기의 기능 제어와 관련하여 입력되는 키 신호를 제1 제어부(150a)에 전달한다.
저장 장치(165)는 본 발명의 실시 예에 따른 기능 동작에 필요한 응용 프로그램을 비롯하여, 다운로드하는 콘텐츠 및 사용자에 의해 생성되는 사용자 데이터 등을 저장한다. 저장 장치는 프로그램 영역 및 데이터 영역을 포함할 수 있다. 여기서, 프로그램 영역은 휴대 단말기를 부팅(booting)시키는 운영체제(OS, Operating System), 휴대 단말기의 기타 옵션(options) 기능 등에 필요한 응용 프로그램 등을 저장한다. 또한, 데이터 영역은 휴대 단말기 사용에 따른 사용자 데이터가 저장되는 영역이다.
표시 장치(167)는 휴대 단말기의 메뉴, 사용자가 입력한 사용자 데이터, 기능 설정 정보 및 사용자에게 다양한 정보를 시각적으로 제공한다. 표시 장치(167)는 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display)로 형성될 수 있다.
동시대기 휴대 단말기의 특성상, 제1 및 제2 제어부(150a, 150b)는 공통 모듈부(160)를 공통으로 사용한다. 이때, 제1 및 제2 제어부(150a, 150b) 중 어느 하나는 마스터 디바이스(master device)로 동작하며, 다른 하나는 슬레이브 디바이 스(slave device)로 동작한다. 도 1을 참조로 하는 설명에서는 제1 제어부(150a)가 마스터 디바이스로 동작하는 것을 가정하여 설명하였으나, 제2 제어부(150b)가 마스터 디바이스로 동작하는 것도 가능하다.
제1 제어부(150a)가 마스터 디바이스이고, 제2 제어부(150b)가 슬레이브 디바이스라고 가정하면, 제1 제어부(150a)는 공통 모듈부(160)를 직접 제어한다. 예컨대, 제1 제어부(150a)는 입력 장치(163)로 입력되는 입력 신호(예컨대, 키 입력 신호, 터치스크린을 터치하는 터치 이벤트)에 따라 휴대 단말기의 각 기능을 제어하며, 이러한 기능 수행에 따른 현재 상태 및 사용자 메뉴 등의 정보를 표시 장치(167)를 통해 표시하거나, 저장 장치(165)에 저장한다. 한편, 제2 제어부(150b)는 제1 제어부(150a)를 통해 공통 모듈부(160)를 제어할 수 있다.
제1 및 제2 USIM(Universal Subscriber Identify module)부(170a, 170b)는 선택적인 구성으로써, 해당 모듈이 USIM을 사용할 경우에 추가로 포함될 수 있다. 제1 및 제2 USIM부(170a, 170b)는 ICC(IC card) 기능을 수행할 수 있으며, 저장 장치 및 연산 장치를 구비할 수 있다. 여기서, 저장 장치는 RAM(Random Access Memory) 및 ROM(Read Only Memory)을 포함하며, 연상 장치는 CPU(Central Processing Unit)임이 바람직하다. 제1 및 제2 USIM부(170a, 170b)는 착탈식으로 장착될 수 있으며, 그 장치적인 측면으로 UICC(Universal IC Card)가 될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 USIM부(170a, 170b)는 서비스 식별자를 내장하고, 무선 통신을 수행하기 위한 해당 기지국으로 연결을 위한 인증, 암호화, 암호화를 위한 터널링 등에 사용될 수 있다.
특히, 도 1a과 같은 구성의 CDMA/GSM-GSM 동시대기 휴대 단말기에서, 사용자가 GSM-GSM 동시대기 휴대 단말기로 사용하기 위해서는 제1 및 제2 USIM부(170a, 170b)를 GSM용 USIM부로 부착하여 사용할 수 있다. 또한, 사용자가 CDMA-GSM 동시대기 휴대 단말기로 사용하기 위해서는 제1 USIM부(170a)를 CDMA용 USIM부로 부착하고, 제2 USIM부(170b)를 GSM용 USIM부로 부착하여 사용할 수 있다.
도 1b는 CDMA-GSM 모드를 가지는 휴대 단말기로, 도 1b에 도시한 바와 같이, 제2 모듈(200)의 구성은 도 1a에서 설명한 제2 모듈(200)의 구성과 같다.
여기서, CDMA를 그 무선 통신 프로토콜로 사용하는 제1 모듈(100)의 구성은 제1 안테나(110a), 제1 안테나(110a)와 연결되는 제1 무선통신부(140a), 제1 무선통신부(140a)와 연결되는 제1 제어부(150a) 및 공통 모듈부(160)를 포함하여 구성된다. 또한, 선택적으로 제1 USIM부(170a)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이하로는, GSM-GSM 동시대기 휴대 단말기로 동작하는 상태를 "GSM-GSM 모드"라고 칭하기로 하며, CDMA-GSM 동시대기 휴대 단말기로 동작하는 상태를 "CDMA-GSM 모드"라고 칭하기로 한다. 특히, 도 1a과 같은 CDMA/GSM-GSM 동시대기 휴대 단말기의 경우, CDMA-GSM 모드로 동작시, 제1 제어부(150a)는 제1 안테나(110a)와 제1 무선통신부(140a)를 연결하도록 제어한다.
또한 도시되진 않았으나, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기는, 그 공통 모듈로 방송 신호 수신 모듈, 카메라 모듈, 충전용 단자, MP3 모듈과 같은 디지털 음원 재생 모듈 등의 부가 기능을 갖는 유닛들을 선택적으로 더 포함하여 구성될 수 있다. 디지털 기기의 컨버전스(convergence) 추세에 따라 휴대 기기의 변형이 매우 다양하여 모두 열거할 수는 없으나, 상기 언급된 유닛들과 동등한 수준의 유닛이 본 발명에 따른 휴대 단말기에 추가로 더 포함되어 구성될 수 있다는 것은 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
다음으로, 그러면, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 정합 장치에 대해 좀 더 자세히 설명하고, 이를 이용한 정합 방법에 대해서 설명하기로 한다. 앞서 설명한 바와 같이, 도 2를 참조로 하는 상세한 설명에서는 동일한 동작을 함에 따라 "제1 및 제2"와 같은 수식어를 사용하지 않으며, a 및 b와 같은 도면 부호도 사용하지 않는다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 정합 장치를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 정합 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 2에 안테나(110), 스위치부(120), 정합회로부(130), 무선통신부(140) 및 제어부(150)가 도시되었다.
스위치부(120)는 안테나(110)와 무선통신부(140)의 송신단(Tx) 또는 수신단(Rx)을 연결하거나, 안테나(110)와 정합 회로부(130)를 연결한다. 이를 위하여, 스위치부(120)는 다수개의 포트(port) 및 각 포트를 선택하기 위한 스위치(40)를 구비한다. 여기서, 제1, 제2 및 제3 포트(10, 20, 30)를 도시하였다. 제1 포트(10)는 무선통신부(140)의 송신단(Tx)과 연결되며, 제2 포트(20)는 무선통신부(140)의 수신단(Rx)과 연결된다. 특히, 제3 포트(30)는 정합회로부(130)와 연결된다.
따라서 제어부(150)의 제어에 따라 스위치(40)가 제1, 제2, 및 제3 포트(10, 20, 30) 중 어느 하나를 선택하면, 안테나(110)는 송신단(Tx), 수신단(Rx) 또는 정 합 회로부(130)와 연결된다. 이러한 방법은 제1 및 제2 스위치부(120a, 120b)가 동일하다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따르면 안테나와 정합 회로 간의 연결은 슬롯 시간에 따라 이루어진다. 그러면, 본 발명의 실시 예에 따른 임피던스 매칭 방법을 설명하기로 한다.
도 3은 일 프레임(frame)의 시간을 8 구간의 슬롯 시간으로 구분한 그래프를 도시하였다. 이러한 스롯 시간의 구분은 각 모듈(100 또는 200)에 대응하는 서빙 기지국을 통해 이루어진다. 여기서, 8 구간의 슬롯 시간으로 구분하였으므로, 슬롯 1 내지 슬롯 8의 시간으로 구분된다. 이때, 휴대 단말기는 슬롯 1의 시간 동안 송신하고, 슬롯 2의 시간 동안 수신한다고 가정한다. 그러면, 스위치부(120)는 슬롯 1의 시간 동안 제1 포트(10)를 선택함으로써, 안테나(110)와 송신단(Tx)을 연결한다. 또한, 스위치부(120)는 슬롯 2의 시간 동안 제2 포트(20)를 선택함으로써, 안테나(110)와 수신단(Rx)을 연결한다. 그리고 스위치부(120)는 나머지 슬롯 3 내지 슬롯 8의 시간 동안 제3 포트(30)를 선택함으로써, 안테나(110)와 정합 회로부(130)를 연결시킨다.
정합 회로부(130)는 저항, 캐패시터 및 콘덕터 등의 수동 소자나, 트랜지스터 등의 능동 소자를 모두 사용할 수 있다. 도 2에서는 수동 소자인 저항 및 캐패시터를 이용하여 정합회로를 구성하였다. 이때, 저항은 50 옴(
Figure 112008009406618-PAT00001
)이며, 캐패시터는 100 피코패럿(pF)을 이용한다. 이때, 저항 및 캐패시터의 값은 최적의 임피던스 매칭이 가능한 값이며, 무선 환경에 따라 다른 값으로 변경할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 및 제2 모듈(100, 200) 중 어느 일 모듈을 이용한 통화 수행 중 타 모듈의 스위치부(120)는 각각 할당된 슬롯 시간 동안 다른 연결을 수행하여 임피던스를 매칭한다. 즉, 타 모듈의 스위치부는 송신 슬롯 시간동안 안테나(110)와 송신단(Tx)을 연결시키고, 수신 슬롯 시간 동안 안테나(110)와 수신단(Rx)을 연결시킨다. 또한, 타 모듈의 스위치부(120)는 송신 및 수신 슬롯 시간을 제외한 나머지 슬롯 시간 동안 안테나(110)와 정합 회로부(130)를 연결시킨다.
예를 들면, 휴대 단말기는 제1 모듈(100)을 이용하여 통화를 수행하는 상태에 있다고 가정한다. 그러면, 제2 스위치부(120b)는 슬롯 3 내지 슬롯 8의 시간 동안 제2 안테나(110b)와 제2 정합회로부(130b)를 연결시킨다. 그러면, 동시대기 휴대 단말기의 통화시 제1 안테나(110a) 및 제2 안테나(110b)의 상호간의 간섭에 따른 상호간의 방사 특성의 열화를 방지할 수 있다. 전술한 방법은 GSM-GSM 모드에서 제2 모듈(200)을 이용한 통화시에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 휴대 단말기는 제2 모듈(200)을 이용하여 통화를 수행하는 상태에 있다고 가정한다. 그러면, 제1 스위치부(120a)는 슬롯 3 내지 슬롯 8의 시간 동안 제1 안테나(110a)와 제1 정합회로부(130a)를 연결시킨다.
다음의 <표 1>은 본 발명의 실시 예에 따른 임피던스 매칭을 한 경우에 방사 특성이 향상됨을 설명하기 위한 것이다.
여기서, 'TIS'란, 'Total Isotropic Sensitivity'의 약자로서, 단말기의 수신 성능을 체크하기 위하여 휴대 단말기의 전방향에서 측정한 "수신 감도"를 의미 하고, 'TRP'란, 'Total Radiated Power'의 약자로서, 단말기의 전체적인 특성을 측정하기 위하여 휴대 단말기의 전방향에서 측정한 "방사 전력"을 의미한다. 단위는 모두 "dbm"을 사용한다.
제2 모듈(200) GSM 제1 모듈(100) CDMA (TIS/TRP) 제1 모듈(100) GSM (TIS/TRP)
1 제2 모듈을 분리한 경우. 107.5/19.0 106.3/29.5
2 오픈(open)으로 매칭 105.0
3 쇼트(short)로 매칭 103.5/27
4 50 옴으로 매칭 107.0/19.0
5 50 옴으로 매칭 105.7/29.2
<표 1>은 제1 모듈(100)이 통화 수행 중인 경우, 제2 모듈(200)의 임피던스 매칭에 따른 제1 모듈(100)의 수신 감도 및 방사 전력을 측정한 것이다. 이때, 제2 모듈(200)은 GSM 방식이라고 가정한다.
첫 번째 경우는 통화 품질의 기준이 되는 값을 설정하기 위한 실험 결과이다. 두 번째 및 세 번째 경우는 종래 기술에 따른 임피던스 매칭시 수신 감도 및 방사 전력을 측정한 값이며, 네 번째 및 다섯 번째 경우는 본 발명의 실시 예에 따른 임피던스 매칭시 수신 감도 및 방사 전력을 측정한 값이다.
통화 품질의 기준이 되는 첫 번째 경우는 제2 모듈(200)을 분리하여 독립적으로 제1 모듈(100)의 통화 수행 중에 측정한 값이며, 제1 모듈(100)이 CDMA 방식인 경우 수신 감도는 107.5 dbm이며, 방사 전력은 19.0 dbm이다.
또한, 제1 모듈(100)이 GSM 방식인 경우 제1 모듈(100)의 수신 감도는 106.3 dbm이며, 방사 전력은 29.5 dbm이다. 이러한 값들은 단일 모드의 휴대 단말기들이 제공할 수 있는 수신 감도 및 방사 전력이다.
두 번째의 경우, 제1 모듈(100)은 CDMA 방식이며, 제2 모듈(200)은 송신 및 수신 시 외의 시간 동안 임피던스를 오픈(open) 값으로 매칭한 경우이다. 이때 제1 모듈(100)의 수신 감도는 105.0 dbm이며, 방사 전력은 17.5 dbm으로, 첫 번째 경우와 비교하여, 수신 감도는 2.5dbm 떨어졌으며, 방사 전력은 2dbm이 떨어졌다.
반면, 본 발명의 실시 예에 따른 네 번째는, 제1 모듈(100)은 CDMA 방식이며, 제2 모듈(200)은 송신 및 수신 시 외의 시간 동안 제2 정합회로부(130b)에 연결하여 임피던스를 50옴으로 매칭한 경우이다. 이때 제1 모듈(100)의 수신 감도는 107.0 dbm이며, 방사 전력은 19.0 dbm으로, 첫 번째 경우와 비교하여, 수신 감도는 0.5dbm 떨어졌으며, 방사 전력은 그대로 유지되었다. 특히, 이 결과는 두 번째 경우와 비교하여 수신 감도는 2.0 dbm 향상되었으며, 방사 전력은 1.5 dbm 향상되었음을 알 수 있다.
세 번째의 경우, 제1 모듈(100)은 GSM 방식이며, 제2 모듈(200)은 송신 및 수신 시 외의 시간 동안 임피던스를 쇼트(short) 값으로 매칭한 경우이다. 이때 제1 모듈(100)의 수신 감도는 103.5 dbm이며, 방사 전력은 27.0 dbm으로, 첫 번째 경우와 비교하여, 수신 감도는 2.8 dbm 떨어졌으며, 방사 전력은 2.5 dbm이 떨어졌다.
반면, 본 발명의 실시 예에 따른 다섯 번째의 경우, 제1 모듈(100)은 GSM 방식이며, 제2 모듈(200)은 송신 및 수신 시 외의 시간 동안 제2 정합회로부(130b)에 연결하여 임피던스를 50 옴으로 매칭한 경우이다. 이때 제1 모듈(100)의 수신 감도는 105.7 dbm이며, 방사 전력은 29.0 dbm으로, 첫 번째 경우와 비교하여, 수신 감도는 0.6 dbm 떨어졌으며, 방사 전력은 0.3 dbm이 떨어졌다. 특히, 이 결과는 세 번째 경우와 비교하여 수신 감도는 2.2 dbm 향상되었으며, 방사 전력은 2.2 dbm 향상되었음을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 동시대기 휴대 단말기에서 어느 일 모듈의 통화 중에 타 모듈을 최적의 임피던스에 매칭시킴으로써 일 모듈의 통화 성능을 향상 시킬 수 있다.
다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 정합 방법에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 정합 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 여기서, 제1 모듈(100)은 GSM 및 CDMA 방식 중 어느 하나를 사용하며, 제2 모듈(200)은 GSM 방식이라고 가정한다. 즉, CDMA-GSM 모드 및 GSM-GSM 모드로 동작하는 상태 모두를 가정한다.
도 4에서 제1 모듈(100) 및 제2 모듈(200)은 대기 모드 중에 있다. 이때, 제1 모듈(100)은 S401 단계에서 해당 무선 프로토콜에 따라 통화를 수행한다. 그러면, 제2 제어부(150b)는 S403 단계에서 기 할당된 슬롯 시간을 판별한다. 여기서, 슬롯 시간은, 도 3에 설명한 바와 같이, 슬롯 1에 송신 시간을 할당하고, 슬롯 2에 수신 시간을 할당하였다고 가정한다.
상기 S403 단계의 판별 결과, 슬롯 시간이 송신 시간이면, 제2 제어부(150b)는 S405 단계에서 제2 스위치부(130b)를 제어하여 제2 안테나(110b)와 제2 무선통신부(140b)의 송신단(Tx)을 연결한다. 예컨대, 슬롯 1의 시간 동안 제2 안테나(110b)와 제2 무선통신부(140b)의 송신단(Tx)을 연결한다.
한편, 상기 S403 단계의 판별 결과, 슬롯 시간이 수신 시간이면, 제2 제어부(150b)는 S407 단계에서 제2 스위치부(130b)를 제어하여 제2 안테나(110b)와 제2 무선통신부(140b)의 수신단(Rx)을 연결한다. 예컨대, 슬롯 2의 시간 동안 제2 안테나(110b)와 제2 무선통신부(140b)의 수신단(Rx)을 연결한다.
또한, 상기 S403 단계의 판별 결과, 슬롯 시간이 송신 및 수신 시간 외의 시간이면, 제2 제어부(150b)는 S409 단계에서 제2 스위치부(130b)를 제어하여 제2 안테나(110b)와 제2 정합회로부(130b)를 연결한다. 예컨대, 슬롯 3 내지 슬롯 8의 시간 동안 제2 안테나(110b)와 제2 정합회로부(130b)를 연결한다.
다음으로, 제2 제어부(150b)는 S411 단계에서 제1 제어부(150a)를 통해 제1 모듈(100)의 통화가 종료되는지 판단하고, 통화가 종료되지 않은 경우, 제2 제어부(150b)는 S403 단계로 진행한다. 그런 다음, 제2 제어부(150b)는 전술한 S403 내지 S411 단계를 반복한다. 한편, 통화가 종료된 경우, 제1 및 제2 모듈(100, 200)은 대기 모드로 천이한다.
다음으로 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대 단말기의 정합 방법에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다. 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대 단말기의 정합 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5에서 제1 모듈(100) 및 제2 모듈(200)은 대기 모드 중에 있다. 이때, 제1 모듈(100)은 S501 단계에서 해당 무선 프로토콜에 따라 통화를 수행한다. 그러면, 제2 제어부(150b)는 S503 단계에서 제2 스위치부(130b)를 제어하여 제2 안테나(110b)와 제2 정합회로부(130b)를 연결한다.
다음으로, 제2 제어부(150b)는 S505 단계에서 제1 제어부(150a)를 통해 제1 모듈(100)의 통화가 종료되는지 판단하고, 통화가 종료되지 않은 경우, 제2 제어부(150b)는 S503 단계로 진행한다. 그런 다음, 제2 제어부(150b)는 전술한 S503 내지 S505 단계를 반복한다. 한편, 통화가 종료된 경우, 제1 및 제2 모듈(100, 200)은 대기 모드로 천이한다.
전술한 도 5를 참조로 하는 실시 예에서는 일 모듈의 통화 수행 중에 타 모듈은 정합 회로부와 연결된다. 즉, 일 모듈의 통화 수행 중에는 타 모듈을 이용한 기지국 검색 등을 잠시 중단할 수 있음을 가정한 것이다.
한편, 불가피한 상황의 경우, 동시대기 휴대 단말기 중 어느 일 모듈을 사용할 수 없는 경우, 일 모듈은 사용하지 않는 동안 그 일 모듈의 안테나(110)와 정합회로부(130)를 연결한다. 불가피한 상황의 경우란, 해당 모듈의 USIM부(170a 또는 170b)가 연결이 되지 않아, 해당 모듈을 사용할 수 없는 경우를 상정할 수 있다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 개략적인 구성을 설명하기위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 정합 장치를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 정합 방법을 설명하기 위한 그래프.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 정합 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대 단말기의 정합 방법을 설명하기 위한 흐름도.

Claims (16)

  1. 동시대기 휴대 단말기의 정합 장치에 있어서,
    제1 및 제2 모듈을 포함하여 구성되며,
    상기 제2 모듈은 고주파 신호를 공중으로 방사하기 위한 안테나; 고주파 신호를 출력하는 송신단 및 고주파 신호를 수신하는 수신단을 구비하는 무선 통신부; 특정 임피던스 값을 가지는 정합회로부; 상기 송신단, 상기 수신단 및 상기 정합회로부 중 어느 하나를 상기 안테나와 연결시키는 스위치부; 및 상기 스위치부를 제어하여 상기 송신단, 상기 수신단 및 상기 정합회로부 중 어느 하나를 선택적으로 상기 안테나와 연결시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동시대기 휴대 단말기의 정합 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 모듈의 통화 수행 중 수신하는 슬롯 시간에서
    상기 제2 모듈의 제어부는
    상기 제2 모듈의 수신단과 안테나가 연결되도록 상기 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 하는 동시대기 휴대 단말기의 정합 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 모듈의 통화 수행 중 송신하는 슬롯 시간에서
    상기 제2 모듈의 제어부는
    상기 제2 모듈의 송신단과 안테나가 연결되도록 상기 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 하는 동시대기 휴대 단말기의 정합 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 모듈의 통화 수행 중 송신 및 수신하는 슬롯 시간 외의 슬롯 시간에서
    상기 제2 모듈의 제어부는
    상기 제2 모듈의 정합회로부와 안테나가 연결되도록 상기 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 하는 동시대기 휴대 단말기의 정합 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 모듈을 사용하지 않는 경우,
    상기 제2 모듈의 제어부는
    상기 제2 모듈의 정합회로부와 안테나가 연결되도록 상기 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 하는 동시대기 휴대 단말기의 정합 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 모듈은
    동종 또는 이종의 무선 통신 프로토콜에 따라 통화를 수행하는 것을 특징으 로 하는 동시대기 휴대 단말기의 정합 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 모듈은 GSM(Global System for Mobile Communications) 및 CDMA(CODE DIVISIONAL MULTIPLE ACCESS) 중 어느 하나의 무선 통신 프로토콜에 따라 무선 통신을 수행하는 모듈이며, 상기 제2 모듈은 GSM에 따른 무선 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 동시대기 휴대 단말기의 정합 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 모듈은 고주파 신호를 공중으로 방사하기 위한 안테나; 고주파 신호를 출력하는 송신단 및 고주파 신호를 수신하는 수신단을 구비하는 무선 통신부; 특정 임피던스 값을 가지는 정합회로부; 상기 송신단, 상기 수신단 및 상기 정합회로부 중 어느 하나를 상기 안테나와 연결시키는 스위치부; 및 상기 스위치부를 제어하여 상기 송신단, 상기 수신단 및 상기 정합회로부 중 어느 하나를 상기 안테나와 연결시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동시대기 휴대 단말기의 정합 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 모듈이 CDMA에 따른 무선 통신을 수행하는 모듈인 경우, 상기 제1 모듈의 제어부는 상기 제1 모듈의 스위치부를 제어하여 상기 제1 모듈의 무선통신 부와 안테나를 연결시키는 것을 특징으로 하는 동시대기 휴대 단말기의 정합 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 모듈이 GSM에 따른 무선 통신을 수행하는 모듈인 경우, 상기 제1 모듈의 제어부는 상기 제1 모듈의 스위치부를 제어하여 상기 제1 모듈의 송신단, 수신단 및 정합회로부 중 어느 하나를 상기 제1 모듈의 안테나와 연결시키는 것을 특징으로 하는 동시대기 휴대 단말기의 정합 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 모듈은 USIM부를 더 포함하는 것을 특징으로 하며,
    GSM용 USIM부가 부착된 경우 상기 제1 모듈은 GSM에 따른 무선 통신을 수행하고,
    CDMA용 USIM부가 부착된 경우 상기 제1 모듈은 CDMA에 따른 무선 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 동시대기 휴대 단말기의 정합 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 모듈은 CDMA에 따른 무선 통신을 수행하는 모듈이고, 상기 제2 모듈은 GSM에 따른 무선 통신을 수행하는 모듈인 것을 특징으로 하며,
    상기 제1 모듈은 고주파 신호를 공중으로 방사하기 위한 안테나; 고주파 신호를 출력하는 송신단 및 고주파 신호를 수신하는 수신단을 구비하는 무선 통신부; 및 상기 무선 통신부를 통해 무선 통신을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동시대기 휴대 단말기의 정합 장치.
  13. 동시대기 휴대 단말기의 정합 방법에 있어서,
    상기 휴대 단말기의 제1 모듈을 이용하여 무선 통신을 수행하는 과정과,
    제2 모듈의 슬롯 시간을 판별하는 과정과,
    상기 슬롯 시간에 따라 상기 제2 모듈의 송신단, 수신단 및 정합회로부 중 어느 하나와 상기 제2 모듈의 안테나를 연결시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 동시대기 휴대 단말기의 정합 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 연결시키는 과정은,
    상기 슬롯 시간이 수신하는 시간인 경우,
    상기 제2 모듈의 수신단과 안테나가 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 동시대기 휴대 단말기의 정합 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 연결시키는 과정은,
    상기 슬롯 시간이 송신하는 시간인 경우,
    상기 제2 모듈의 송신단과 안테나가 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 동 시대기 휴대 단말기의 정합 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 연결시키는 과정은,
    상기 슬롯 시간이 송신 및 수신하는 시간 외의 시간인 경우,
    상기 제2 모듈의 정합회로부와 안테나가 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 동시대기 휴대 단말기의 정합 방법.
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