WO2020141647A1 - Srs를 지원하는 이동 단말기 및 그 이동 단말기의 제어 방법 - Google Patents

Srs를 지원하는 이동 단말기 및 그 이동 단말기의 제어 방법 Download PDF

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WO2020141647A1
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switch
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srs
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PCT/KR2019/000166
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강영희
장재혁
조은빛
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엘지전자 주식회사
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    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0404Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas the mobile station comprising multiple antennas, e.g. to provide uplink diversity
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    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station

Definitions

  • SRS technology has appeared to increase communication efficiency by giving more power to an antenna having a better communication environment among the plurality of antennas.
  • a mobile terminal can secure a higher data rate and a more stable communication environment.
  • the switch control unit is characterized in that when any one switch is switched to the second path, the other switches are controlled to switch the plurality of switches such that the first path.
  • 6A to 6D are exemplary views illustrating an example in which a PA is connected to each antenna by controlling a switch by a switching control unit of a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an exemplary view illustrating examples of a wireless communication unit having a switch and a plurality of PAs for supporting SRS in a conventional mobile terminal.
  • controller 180 may control at least some of the components described with reference to FIG. 1A to drive an application program stored in the memory 170. Furthermore, the controller 180 may operate by combining at least two or more of the components included in the electronic device 100 to drive the application program.
  • At least some of the components may operate in cooperation with each other to implement an operation, control, or control method of an electronic device according to various embodiments described below. Further, the operation, control, or control method of the electronic device may be implemented on the electronic device by driving at least one application program stored in the memory 170.
  • the electronic device 100 includes a case (for example, a frame, a housing, a cover, etc.) forming an exterior. As illustrated, the electronic device 100 may include a front case 101 and a rear case 102. Various electronic components are disposed in the inner space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102. At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
  • a case for example, a frame, a housing, a cover, etc.
  • the electronic device 100 may include a front case 101 and a rear case 102.
  • Various electronic components are disposed in the inner space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102.
  • At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a wireless communication unit of a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the switch switch 310 when the switch switch 310 is controlled so that the PA 210 is connected to the first antenna (Ant 1), when the SRS transmission time corresponding to the first antenna (Ant 1) is reached, The SRS signal amplified through the PA 210 may be transmitted through the first antenna (Ant 1).
  • the switch control unit 350 controls the first switch 312, as shown in FIG. 6B, so that the first bypass path 332 The path may be switched to be connected to the circulator 300.
  • the switch control unit 350 may control the switching switch 310 so that the first antenna Ant 1 is connected to the second LNA 262.
  • the second switch 314 and the third switch 316 may be controlled to maintain an initial state, that is, a state in which the third LNA 263 and the fourth LNA 264 are respectively connected to the synthesis unit 360.

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Abstract

본 발명은 SRS(Sounding Reference Signal)를 지원하는 이동 단말기에 관한 것으로, 복수의 안테나와, 수신된 신호들을 합성하는 합성부와 각 안테나 사이에 형성된 복수의 LNA(Low Noise Amplifier)와, 송신되는 신호를 증폭시키는 하나의 PA(Power Amplifier)와, 상기 복수의 LNA 각각과 상기 합성부 사이에 형성되며, 각 LNA를 우회하여 각 안테나와 상기 PA 사이의 경로를 형성하는 복수의 스위치와, 상기 PA를 상기 복수의 스위치 중 어느 하나에 연결시키는 서큘레이터 및, SRS 정보가 송신되는 SRS 전송 타이밍에 근거하여 각 안테나가 순차적으로 상기 PA에 연결되도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 스위치 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

SRS를 지원하는 이동 단말기 및 그 이동 단말기의 제어 방법
본 발명은 SRS(Sounding Reference Signal)를 지원하는 이동 단말기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 안테나 중 통신 환경이 보다 양호한 안테나에 보다 많은 전력을 부여하여 통신의 효율성을 높일 수 있는 이동 단말기에 관한 것이다.
최근 이동 단말기는 LTE 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공하고 있다. 또한, 향후에는 5G 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공할 것으로 기대된다. 한편, LTE 주파수 대역 중 일부를 5G 통신 서비스를 제공하기 위하여 할당될 수 있다.
5G 네트워크 통신 방식은 기존의 통식 방식(LTE, 4G)보다 높은 스펙트럼 효율과 높은 데이터 전송률을 요구한다. 그리고 복수의 안테나(이하 다중 안테나)를 이용하여 보다 넓은 범위를 커버하는 공간 다중화(spatial multiplexing) 및 상기 복수의 안테나를 통해 형성되는 빔을 이용하는 방안이 대두되고 있다. 이러한 공간 다중화 기술은 페이딩(fading), 및 노이즈에 강한 특성을 가지며, 상기 복수의 안테나를 이용하여 다중 경로에 의한 반사파 영향을 최소화하므로 5G에서 요구되는 높은 스펙트럼 효율 및 데이터 전송률이 달성될 수 있다.
이처럼 복수의 안테나를 사용하게 되면서, 복수의 안테나 중 보다 통신 환경이 양호한 안테나에 보다 많은 전력을 부여함으로써 통신의 효율성을 높이고자 하는 SRS 기술이 등장하게 되었다. 이러한 SRS 기술에 의하여 이동 단말기는 보다 높은 데이터 전송률 및 보다 안정적인 통신 환경을 확보할 수 있게 되었다.
그런데 이러한 SRS 기술의 경우 복수의 안테나 중 선택적으로 일부의 안테나에 전력을 집중하는 것으로, 상기 일부의 안테나를 선택하기 위한 구성을 필수 구성요소로 포함한다. 이에 따라 현재 SRS를 지원하는 이동 단말기는, 적어도 하나의 스위치를 이용하여 상기 복수의 안테나로부터 적어도 하나의 안테나가 선택되도록 하는 구성을 가진다.
한편 이처럼 적어도 하나의 스위치를 이용하여 안테나를 선택하는 경우, 상기 복수의 안테나로부터 수신되는 모든 신호들이 스위치를 통해 수신되어야 한다는 문제가 있다. 이 경우 스위치는 스위칭 로스(Switching loss)를 가지므로, 수신되는 모든 신호의 전력이 낭비된다는 문제가 있다.
또한 스위칭 로스의 경우 스위칭 되는 경로가 많을수록 로스가 커지는데, 하나의 PA(Power Amplifier)를 사용하는 경우 하나의 PA에 복수의 안테나 중 어느 하나가 선택적으로 연결되어야 하므로, 스위칭 로스가 보다 커지게 되며, 따라서 하나의 PA로 구성하기에는 어렵다는 문제가 있다. 또한 다수의 PA를 구비하는 경우, 다수의 PA 구비에 따른 회로 복잡도 및 비용이 증가한다는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, 수신 신호의 스위칭 로스 없이 SRS 정보의 전송이 가능한 이동 단말기 및 그 이동 단말기의 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명의 목적은 하나의 PA로 다수의 안테나를 통해 SRS 정보를 전송하면서도 스위칭 로스가 발생하지 않을 수 있도록 하는 이동 단말기 및 그 이동 단말기의 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기는, 복수의 안테나와, 수신된 신호들을 합성하는 합성부와 각 안테나 사이에 형성된 복수의 LNA(Low Noise Amplifier)와, 송신되는 신호를 증폭시키는 하나의 PA(Power Amplifier)와, 상기 복수의 LNA 각각과 상기 합성부 사이에 형성되며, 각 LNA를 우회하여 각 안테나와 상기 PA 사이의 경로를 형성하는 복수의 스위치와, 상기 PA를 상기 복수의 스위치 중 어느 하나에 연결시키는 서큘레이터 및, SRS(Sounding Reference Signal) 정보가 송신되는 SRS 전송 타이밍에 근거하여 각 안테나가 순차적으로 상기 PA에 연결되도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 스위치 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 스위치 각각은, 상기 스위치 제어부의 제어에 따라 각 안테나의 LNA와 상기 합성부를 연결하는 제1 경로, 또는 상기 PA와 상기 LNA를 우회하여 각 안테나에 연결되는 제2 경로 중 어느 하나로, 경로를 스위칭하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 스위치 제어부는, 어느 하나의 스위치가 상기 제2 경로로 스위칭되면, 나머지 다른 스위치들은 제1 경로로 스위칭되도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 LNA 각각은, 상기 복수의 스위치 중 어느 하나에 따른 손실을 보상할 수 있도록 증폭 이득이 결정되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 데이터 수신 및 송신이 모두 가능한 송수신 안테나와, 상기 합성부에 연결된 제1 LNA 및, 상기 스위치 제어부의 제어에 따라, 상기 송수신 안테나를 상기 제1 LNA와 상기 PA 중 어느 하나에 연결시키는 전환 스위치를 더 구비하고, 상기 서큘레이터는, 상기 PA와 상기 전환 스위치 사이에 구비되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 스위치 제어부는, 시분할 전송 방식에 따른 신호 송신(TX) 시간이 도달하는 경우, 상기 송수신 안테나를 상기 PA에 연결되도록 상기 전환 스위치를 제어하고, 상기 복수의 LNA와 상기 합성부를 연결하는 제1 경로들로 스위칭되도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 스위칭 제어부는, 상기 신호 송신(TX) 시간 중, SRS 전송 타이밍에 따라 상기 복수의 안테나 중 특정 안테나에 대응하는 SRS 전송 시점에 도달하면, 상기 특정 안테나에 연결된 LNA를 우회하여 상기 PA가 상기 특정 안테나에 연결되는 제2 경로로 스위칭되도록 상기 복수의 스위치 중 어느 하나를 제어하고, 상기 복수의 스위치 중 나머지 스위치들을 상기 제1 경로들로 스위칭되도록 제어 및, 상기 송수신 안테나가 상기 제1 LNA와 연결되도록 상기 전환 스위치를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 스위칭 제어부는, 상기 신호 송신(TX) 시간 중, SRS 전송 타이밍에 따라 각 안테나를 통해 SRS 정보가 전송되는 시간들 사이에는, 상기 송수신 안테나를 상기 PA에 연결되도록 상기 전환 스위치를 제어하고, 상기 복수의 LNA와 상기 합성부를 연결하는 제1 경로들로 스위칭되도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 스위칭 제어부는, 송신할 데이터가 없는 경우, 상기 특정 안테나에 대응하는 SRS 전송 시점으로부터 소정 시간 이전에 상기 제2 경로로 스위칭되도록 상기 복수의 스위치 중 어느 하나를 제어하고, 상기 복수의 스위치 중 나머지 스위치들을 상기 제1 경로들로 스위칭되도록 제어 및, 상기 송수신 안테나가 상기 제1 LNA와 연결되도록 상기 전환 스위치를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 스위치 제어부는, 모뎀 또는 상기 이동 단말기의 제어부임을 특징으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 LNA(Low Noise Amplifier) 각각과 합성부 사이에 형성되며, 각 LNA를 우회하여 각 안테나와 PA(Power Amplifier) 사이의 경로를 형성하는 복수의 스위치, 상기 PA를 상기 복수의 스위치 중 어느 하나에 연결시키는 서큘레이터, 및 상기 복수의 스위치를 제어하는 스위치 제어부를 포함하는 이동 단말기의 제어 방법에 있어서, 상기 스위치 제어부가, 수신된 제어 데이터에 근거하여 SRS(Sounding Reference Signal) 정보 전송 타이밍을 분석하는 단계와, 상기 스위치 제어부가, 분석된 SRS 정보 전송 타이밍에 따라, 데이터를 수신하기 위한 복수의 안테나 중 어느 하나에 대응하는 SRS 정보 전송 시점이 도달하였는지 여부를 판단하는 단계와, 상기 스위치 제어부가, 상기 판단 결과에 따라, 상기 복수의 스위치를 제어하여 상기 어느 하나의 안테나와 PA 사이의 경로를 형성하는 스위치를 제외한 다른 스위치의 안테나와 PA 사이의 경로를 단락시키는 단계와, 상기 스위치 제어부가, 상기 단락되지 않은 어느 하나의 스위치를 제어하여, 상기 서큘레이터를 통해 상기 PA와 상기 어느 하나의 안테나를 연결시키는 단계 및, 상기 스위치 제어부가, 상기 PA에서 증폭된 SRS 신호를 연결된 상기 어느 하나의 안테나를 통해 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 LNA 각각은, 상기 복수의 스위치 중 어느 하나에 따른 손실을 보상할 수 있도록 증폭 이득이 결정되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 스위치 제어부는, 모뎀 또는 상기 이동 단말기의 제어부임을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이동 단말기 및 그 제어 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 서큘레이터(circulator)를 통해 SRS 정보 전송 타이밍에 따라 각각의 안테나가 PA에 순차적으로 연결됨으로써 SRS 정보가 송신될 수 있도록 함으로써, 하나의 PA가 다수의 안테나에 선택적으로 연결되면서도 스위칭 로스를 크게 줄일 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 각각의 안테나에 연결된 LNA 후단에, PA와 안테나 사이 또는 합성부와 LNA 사이를 연결하는 스위치가 구비되도록 함으로써, 상기 스위치에 의해 발생하는 로스를 LNA의 증폭 이득을 통해 보상할 수 있다는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 이동 단말기의 무선 통신부의 구성을 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기의 무선 통신부 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기의 무선 통신부에서, 스위치 제어부의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기에서 설정된 SRS 전송 타이밍의 예를 도시한 예시도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기의 스위칭 제어부가 스위치를 제어하여 PA가 각 안테나에 연결되는 예를 도시한 예시도들이다.
도 7은 통상적인 이동 단말기에서 SRS를 지원하기 위한 스위치 및 복수의 PA를 가지는 무선 통신부의 예들을 도시한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 전자 기기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 본 발명과 관련된 전자 기기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 전자 기기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
상기 전자 기기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 구성요소들은 전자 기기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 전자 기기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 전자 기기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 하나 이상의 네트워크는 예컨대 4G 통신 네트워크 및 5G 통신 네트워크일 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113), 위치정보 모듈(114) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
4G 무선 통신 모듈(111)은 4G 이동통신 네트워크를 통해 4G 기지국과 4G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 4G 무선 통신 모듈(111)은 하나 이상의 4G 송신 신호를 4G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 4G 무선 통신 모듈(111)은 하나 이상의 4G 수신 신호를 4G 기지국으로부터 수신할 수 있다.
이와 관련하여, 4G 기지국으로 전송되는 복수의 4G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다. 또한, 4G 기지국으로부터 수신되는 복수의 4G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다.
5G 무선 통신 모듈(112)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 여기서, 4G 기지국과 5G 기지국은 비-스탠드 얼론(NSA: Non-Stand-Alone) 구조일 수 있다. 예컨대, 4G 기지국과 5G 기지국은 셀 내 동일한 위치에 배치되는 공통-배치 구조(co-located structure)일 수 있다. 또는, 5G 기지국은 4G 기지국과 별도의 위치에 스탠드-얼론(SA: Stand-Alone) 구조로 배치될 수 있다.
5G 무선 통신 모듈(112)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 5G 무선 통신 모듈(112)은 하나 이상의 5G 송신 신호를 5G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈(112)은 하나 이상의 5G 수신 신호를 5G 기지국으로부터 수신할 수 있다.
이때, 5G 주파수 대역은 4G 주파수 대역과 동일한 대역을 사용할 수 있고, 이를 LTE 재배치(re-farming)이라고 지칭할 수 있다. 한편, 5G 주파수 대역으로, 6GHz 이하의 대역인 Sub6 대역이 사용될 수 있다.
반면, 광대역 고속 통신을 수행하기 위해 밀리미터파(mmWave) 대역이 5G 주파수 대역으로 사용될 수 있다. 밀리미터파(mmWave) 대역이 사용되는 경우, 전자 기기(100)는 기지국과의 통신 커버리지 확장(coverage expansion)을 위해 빔 포밍(beam forming)을 수행할 수 있다.
한편, 5G 주파수 대역에 관계없이, 5G 통신 시스템에서는 전송 속도 향상을 위해, 더 많은 수의 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)을 지원할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 기지국으로 전송되는 복수의 5G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) MIMO가 수행될 수 있다. 또한, 5G 기지국으로부터 수신되는 복수의 5G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) MIMO가 수행될 수 있다.
한편, 무선 통신부(110)는 4G 무선 통신 모듈(111)과 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 기지국 및 5G 기지국과 이중 연결(DC: Dual Connectivity) 상태일 수 있다. 이와 같이, 4G 기지국 및 5G 기지국과의 이중 연결을 EN-DC(EUTRAN NR DC)이라 지칭할 수 있다. 여기서, EUTRAN은 Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network로 4G 무선 통신 시스템을 의미하고, NR은 New Radio로 5G 무선 통신 시스템을 의미한다.
한편, 4G 기지국과 5G 기지국이 공통-배치 구조(co-located structure)이면, 이종 반송파 집성(inter-CA(Carrier Aggregation)을 통해 스루풋(throughput) 향상이 가능하다. 따라서, 4G 기지국 및 5G 기지국과 EN-DC 상태이면, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 수신 신호와 5G 수신 신호를 동시에 수신할 수 있다.
근거리 통신 모듈(113)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
한편, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)을 이용하여 전자 기기 간 근거리 통신이 수행될 수 있다. 일 실시 예에서, 기지국을 경유하지 않고 전자 기기들 간에 D2D (Device-to-Device) 방식에 의해 근거리 통신이 수행될 수 있다.
한편, 전송 속도 향상 및 통신 시스템 융합(convergence)을 위해, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112) 중 적어도 하나와 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 4G 무선 통신 모듈(111)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 4G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 또는, 5G 무선 통신 모듈(112)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 5G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다.
위치정보 모듈(114)은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 전자 기기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 전자 기기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 전자 기기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 전자 기기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.
구체적으로, 전자 기기는 5G 무선 통신 모듈(112)을 활용하면, 5G 무선 통신 모듈 과 무선신호를 송신 또는 수신하는 5G 기지국의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 특히, 밀리미터파(mmWave) 대역의 5G 기지국은 좁은 커버리지를 갖는 소형 셀(small cell)에 배치(deploy)되므로, 전자 기기의 위치를 획득하는 것이 유리하다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 전자 기기 내 정보, 전자 기기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 전자 기기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(160)는 전자 기기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전자 기기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 전자 기기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 전자 기기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 전자 기기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 전자 기기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 전자 기기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 전자 기기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 전자 기기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 전자 기기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 전자 기기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 전자 기기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 전자 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 전자 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 전자 기기 상에서 구현될 수 있다.
도 1 b 및 1c를 참조하면, 개시된 전자 기기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 와치 타입, 클립 타입, 글래스 타입 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 폴더 타입, 플립 타입, 슬라이드 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용될 수 있다. 전자 기기의 특정 유형에 관련될 것이나, 전자 기기의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 전자 기기에 일반적으로 적용될 수 있다.
여기에서, 단말기 바디는 전자 기기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.
전자 기기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 전자 기기(100)는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 포함할 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 미들 케이스가 추가로 배치될 수 있다.
단말기 바디의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(151a)는 프론트 케이스(101)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.
경우에 따라서, 리어 케이스(102)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자부품을 덮기 위한 후면커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다. 한편, 리어 케이스(102)의 측면 중 일부가 방사체(radiator)로 동작하도록 구현될 수 있다.
도시된 바와 같이, 후면커버(103)가 리어 케이스(102)에 결합되면, 리어 케이스(102)의 측면 일부가 노출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 결합시 리어 케이스(102)는 후면커버(103)에 의해 완전히 가려질 수도 있다. 한편, 후면커버(103)에는 카메라(121b)나 음향 출력부(152b)를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 구비될 수 있다.
전자 기기(100)에는 디스플레이부(151), 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 및 제2 카메라(121a, 121b), 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b), 마이크로폰(122), 인터페이스부(160) 등이 구비될 수 있다.
디스플레이부(151)는 전자 기기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 전자 기기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
또한, 디스플레이부(151)는 전자 기기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 전자 기기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
이처럼, 디스플레이부(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.
제1음향 출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.
광 출력부(154)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 제어부(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.
제1카메라(121a)는 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 전자 기기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.
한편, 전자 기기(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 제어부(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이부(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.
마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.
인터페이스부(160)는 전자 기기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 전자 기기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.
단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.
제2카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, 어레이(array) 카메라로 명명될 수 있다. 제2카메라(121b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수 있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다.
플래시(124)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.
단말기 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.
단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 한편, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)과 연결되는 복수의 안테나는 단말기 측면에 배치될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(103)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.
한편, 단말기 측면에 배치되는 복수의 안테나는 MIMO를 지원하도록 4개 이상으로 구현될 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈(112)이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 복수의 안테나 각각이 배열 안테나(array antenna)로 구현됨에 따라, 전자 기기에 복수의 배열 안테나가 배치될 수 있다.
단말기 바디에는 전자 기기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190, 도 1a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 다중 송신 시스템 구조 및 이를 구비하는 전자 기기, 특히 이종 무선 시스템(heterogeneous radio system)에서 전력 증폭기 및 이를 구비하는 전자 기기와 관련된 실시 예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 2는 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기의 무선 통신부의 구성을 도시한다. 도 2를 참조하면, 전자 기기는 제1 전력 증폭기(210), 제2 전력 증폭기(220) 및 RFIC(250)를 포함한다. 또한, 전자 기기는 모뎀(Modem, 270) 및 어플리케이션 프로세서(AP: Application Processor, 280)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 모뎀(Modem, 270)과 어플리케이션 프로세서(AP, 280)와 물리적으로 하나의 chip에 구현되고, 논리적 및 기능적으로 분리된 형태로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 물리적으로 분리된 chip의 형태로 구현될 수도 있다.
한편, 전자 기기는 수신부에서 복수의 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier, 261 내지 264)을 포함한다. 여기서, 제1 전력 증폭기(210), 제2 전력 증폭기(220), 제어부(250) 및 복수의 저잡음 증폭기(261 내지 264)는 모두 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템에서 동작 가능하다. 이때, 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템은 각각 4G 통신 시스템과 5G 통신 시스템일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, RFIC(250)는 4G/5G 일체형으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. RFIC(250)가 4G/5G 일체형으로 구성되는 경우, 4G/5G 회로 간 동기화 (synchronization) 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 모뎀(270)에 의한 제어 시그널링이 단순화될 수 있다는 장점이 있다.
한편, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G RFIC 및 5G RFIC로 각각 지칭될 수 있다. 특히, 5G 대역이 밀리미터파 대역으로 구성되는 경우와 같이 5G 대역과 4G 대역의 대역 차이가 큰 경우, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. 이와 같이, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G 대역과 5G 대역 각각에 대하여 RF 특성을 최적화할 수 있다는 장점이 있다.
한편, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우에도 4G RFIC 및 5G RFIC가 논리적 및 기능적으로 분리되고 물리적으로는 하나의 chip에 구현되는 것도 가능하다.
한편, 어플리케이션 프로세서(AP, 280)는 전자 기기의 각 구성부의 동작을 제어하도록 구성한다. 구체적으로, 어플리케이션 프로세서(AP, 280)는 모뎀(270)을 통해 전자 기기의 각 구성부의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 전자 기기의 저전력 동작(low power operation)을 위해 전력 관리 IC (PMIC: Power Management IC)를 통해 모뎀(270)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 모뎀(270)은 RFIC(250)를 통해 송신부 및 수신부의 전력 회로를 저전력 모드에서 동작시킬 수 있다.
이와 관련하여, 어플리케이션 프로세서(AP, 280)는 전자 기기가 대기 모드(idle mode)에 있다고 판단되면, 모뎀(270)을 통해 RFIC(250)를 다음과 같이 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 대기 모드(idle mode)에 있다면, 제1 및 제2 전력 증폭기(110, 120) 중 적어도 하나가 저전력 모드에서 동작하거나 또는 오프(off)되도록 모뎀(270)을 통해 RFIC(250)를 제어할 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 어플리케이션 프로세서(AP, 280)는 전자 기기가 low battery mode이면, 저전력 통신이 가능한 무선 통신을 제공하도록 모뎀(270)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 4G 기지국, 5G 기지국 및 액세스 포인트 중 복수의 엔티티와 연결된 경우, 어플리케이션 프로세서(AP, 280)는 가장 저전력으로 무선 통신이 가능하도록 모뎀(270)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 스루풋을 다소 희생하더라도 어플리케이션 프로세서(AP, 280)는 근거리 통신 모듈(113)만을 이용하여 근거리 통신을 수행하도록 모뎀(270)과 RFIC(250)를 제어할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 전자 기기의 배터리 잔량이 임계치 이상이면, 최적의 무선 인터페이스를 선택하도록 모뎀(270)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 프로세서(AP, 280)는 배터리 잔량과 가용 무선 자원 정보에 따라 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(270)을 제어할 수 있다. 이때, 어플리케이션 프로세서(AP, 280)는 배터리 잔량 정보는 PMIC로부터 수신하고, 가용 무선 자원 정보는 모뎀(270)으로부터 수신할 수 있다. 이에 따라, 배터리 잔량과 가용 무선 자원이 충분하면, 어플리케이션 프로세서(AP, 280)는 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(270)과 RFIC(250)를 제어할 수 있다.
한편, 도 2의 다중 송수신 시스템(multi-transceiving system)은 각각의 무선 시스템(radio System)의 송신부와 수신부를 하나의 송수신부로 통합할 수 있다. 이에 따라, RF 프론트 엔드(Front-end)에서 두 종류의 시스템 신호를 통합하는 회로부분을 제거할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 프론트 엔드 부품을 통합된 송수신부로 제어 가능하므로, 송수신 시스템이 통신 시스템 별로 분리되었을 경우보다 효율적으로 프론트 엔드 부품을 통합할 수 있다.
또한, 통신 시스템 별로 분리되는 경우, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 불가능하거나, 이로 인한 시스템 지연(system delay)를 가중시키기 때문에 효율적인 자원 할당이 불가능하다. 반면에, 도 2와 같은 다중 송수신 시스템은, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 가능하고, 이로 인한 시스템 지연을 최소화할 수 있어 효율적인 자원 할당이 가능한 장점이 있다.
한편, 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)는 제1 및 제2 통신 시스템 중 적어도 하나에서 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 통신 시스템이 4G 대역 또는 Sub6 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(220)는 제1 및 제2 통신 시스템에서 모두 동작 가능하다.
반면에, 5G 통신 시스템이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)는 어느 하나는 4G 대역에서 동작하고, 다른 하나는 밀리미터파 대역에서 동작할 수 있다.
한편, 송수신부와 수신부를 통합하여, 송수신 겸용 안테나를 이용하여 하나의 안테나로 2개의 서로 다른 무선 통신 시스템을 구현할 수 있다. 이때, 도 2와 같이 4개의 안테나를 이용하여 4x4 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 하향링크(DL)를 통해 4x4 DL MIMO가 수행될 수 있다.
한편, 5G 대역이 Sub6 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 4G 대역과 5G 대역에서 모두 동작하도록 구성될 수 있다. 반면에, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 4G 대역과 5G 대역 중 어느 하나의 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 이때, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 별도의 복수 안테나 각각이 밀리미터파 대역에서 배열 안테나로 구성될 수 있다.
한편, 4개의 안테나 중 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)에 연결된 2개의 안테나를 이용하여 2x2 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 상향링크(UL)를 통해 2x2 UL MIMO (2 Tx)가 수행될 수 있다. 또는, 2x2 UL MIMO에 한정되는 것은 아니고, 1 Tx 또는 4 Tx로 구현 가능하다. 이때, 5G 통신 시스템이 1 Tx로 구현되는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220) 중 어느 하나만 5G 대역에서 동작하면 된다. 한편, 5G 통신 시스템이 4Tx로 구현되는 경우, 5G 대역에서 동작하는 추가적인 전력 증폭기가 더 구비될 수 있다. 또는, 하나 또는 두 개의 송신 경로 각각에서 송신 신호를 분기하고, 분기된 송신 신호를 복수의 안테나에 연결할 수 있다.
한편, RFIC(250)에 해당하는 RFIC 내부에 스위치 형태의 분배기(Splitter) 또는 전력 분배기(power divider)가 내장되어 있어, 별도의 부품이 외부에 배치될 필요가 없고 이로 인해 부품 실장성을 개선시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(250)에 해당하는 RFIC 내부에 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태의 스위치를 사용하여 2개의 서로 다른 통신 시스템의 송신부(TX) 선택이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기는 듀플렉서(duplexer, 231), 필터(232) 및 스위치(233)를 더 포함할 수 있다.
듀플렉서(231)는 송신 대역과 수신 대역의 신호를 상호 분리하도록 구성된다. 이때, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)를 통해 송신되는 송신 대역의 신호는 듀플렉서(231)의 제1 출력 포트를 통해 안테나(ANT1, ANT4)에 인가된다. 반면에, 안테나(ANT1, ANT4)를 통해 수신되는 수신 대역의 신호는 듀플렉서(231)의 제2 출력포트를 통해 저잡음 증폭기(261, 264)로 수신된다.
필터(232)는 송신 대역 또는 수신 대역의 신호를 통과(pass)시키고 나머지 대역의 신호는 차단(block)하도록 구성될 수 있다. 이때, 필터(232)는 듀플렉서(231)의 제1 출력 포트에 연결되는 송신 필터와 듀플렉서(231)의 제2 출력포트에 연결되는 수신 필터로 구성될 수 있다. 대안적으로, 필터(232)는 제어 신호에 따라 송신 대역의 신호만을 통과시키거나 또는 수신 대역의 신호만을 통과시키도록 구성될 수 있다.
스위치(233)는 송신 신호 또는 수신 신호 중 어느 하나만을 전달하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시 예에서, 스위치(233)는 시분할 다중화(TDD: Time Division Duplex) 방식으로 송신 신호와 수신 신호를 분리하도록 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 이때, 송신 신호와 수신 신호는 동일 주파수 대역의 신호이고, 이에 따라 듀플렉서(231)는 서큘레이터(circulator) 형태로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에서, 스위치(233)는 주파수 분할 다중화(FDD: Time Division Duplex) 방식에서도 적용 가능하다. 이때, 스위치(233)는 송신 신호와 수신 신호를 각각 연결 또는 차단할 수 있도록 DPDT (Double Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 한편, 듀플렉서(231)에 의해 송신 신호와 수신 신호의 분리가 가능하므로, 스위치(233)가 반드시 필요한 것은 아니다.
한편, 본 발명에 따른 전자 기기는 제어부에 해당하는 모뎀(270)을 더 포함할 수 있다. 이때, RFIC(250)와 모뎀(270)을 각각 제1 제어부 (또는 제1 프로세서)와 제2 제어부(제2 프로세서)로 지칭할 수 있다. 한편, RFIC(250)와 모뎀(270)은 물리적으로 분리된 회로로 구현될 수 있다. 또는, RFIC(250)와 모뎀(270)은 물리적으로 하나의 회로에 논리적 또는 기능적으로 구분될 수 있다.
모뎀(270)은 RFIC(250)를 통해 서로 다른 통신 시스템을 통한 신호의 송신과 수신에 대한 제어 및 신호 처리를 수행할 수 있다. 모뎀(270)은 4G 기지국 및/또는 5G 기지국으로부터 수신된 제어 정보(Control Information)을 통해 획득할 수 있다. 여기서, 제어 정보는 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel)을 통해 수신될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
모뎀(270)은 특정 시간 및 주파수 자원에서 제1 통신 시스템 및/또는 제2 통신 시스템을 통해 신호를 송신 및/또는 수신하도록 RFIC(250)를 제어할 수 있다. 이에 따라, RFIC(250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 송신하도록 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)를 포함한 송신 회로들을 제어할 수 있다. 또한, RFIC(250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 수신하도록 제1 내지 제4 저잡음 증폭기(261 내지 264)를 포함한 수신 회로들을 제어할 수 있다.
한편, 도 2와 같은 다중 송수신 시스템이 구비된 본 발명에 따른 전자 기기의 구체적인 동작 및 기능에 대해서 이하에서 검토하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기의 무선 통신부 구성을 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신부는, 복수의 안테나(Ant 1 내지 Ant 4) 및, 각 안테나에 연결되는 필터(232), 각 안테나에 연결되는 복수의 저잡음 증폭기(262 내지 264), 상기 복수의 저잡음 증폭기(262 내지 264) 후단에 연결되는 복수의 스위치(312 내지 316), 상기 복수의 스위치(312 내지 316) 각각과 연결되는 합성부(360) 및, 하나의 PA(power Amplifier, 210) 및 서큘레이터(circulator, 300), 그리고 상기 복수의 스위치(312 내지 316)를 제어하는 스위치 제어부(350)를 포함할 수 있다. 그리고 복수의 안테나(Ant 1에서 Ant 4)에서 수신된 신호들을 합성하는 합성부(360)를 포함할 수 있다.
한편 상기 복수의 안테나(Ant 1 내지 Ant 4) 중 제1 안테나(Ant 1)는 데이터 송신 및 수신 겸용으로 사용되는 안테나일 수 있다. 따라서 제1 안테나(Ant 1)는 제1 LNA(261)에 연결되는 데이터 수신 경로 및 PA(210)에 연결되는 데이터 송신 경로에 연결될 수 있다. 그리고 상기 제1 안테나(Ant 1)에 연결되는 전환 스위치(310)는 제1 안테나(Ant 1)에 연결된 다수의 경로 중 어느 하나의 경로를 선택적으로 제1 안테나(Ant 1)에 연결시킬 수 있다. 따라서 상기 전환 스위치(310)에 의해 제1 안테나(Ant 1)는 제1 LNA(261)에 연결되는 데이터 수신 경로 및 PA(210)에 연결되는 데이터 송신 경로 중 어느 하나의 경로에 연결될 수 있다.
반면 제2 안테나 내지 제4 안테나(Ant 2 내지 Ant 4)는 데이터 수신에 주로 사용되는 안테나일 수 있다. 따라서 제2 안테나 내지 제4 안테나(Ant 2 내지 Ant 4)는 각 안테나에 대응하는 LNA(262 내지 264 중 어느 하나)에 연결되는 경로에 연결될 수 있다.
한편 상기 PA(210)와 전환 스위치(310) 사이에는 서큘레이터(300)가 구비될 수 있다. 그리고 서큘레이터(300)는 전환 스위치(310) 및 상기 복수의 스위치(312 내지 316) 각각과 연결될 수 있다. 그리고 상기 복수의 스위치(312 내지 316)는 각 LNA(262 내지 264)를 우회하는 우회 경로(332 내지 336)와 각각 연결될 수 있다.
상기 우회 경로(332 내지 336)는 각 LNA(262 내지 264)를 우회하여 각 안테나(Ant 1 내지 Ant 4)에 연결되는 경로일 수 있다. 즉, 각 우회 경로는 LNA를 우회하여 각 안테나에 연결된 필터에 연결되어, 각 안테나와 상기 서큘레이터(300)가 연결되도록 형성될 수 있다.
따라서 상기 복수의 스위치(312 내지 316)는 각 안테나를 LNA를 통해 합성부(360)에 연결시거나, 또는 각 우회 경로(332 내지 336)를 통해 서큘레이터(300)를 각 안테나에 연결시킬 수 있다. 여기서 상기 서큘레이터(300)는 상기 PA(210)에 연결되므로, 상기 복수의 스위치(312 내지 316)는 LNA를 통해 합성부(360)가 각 안테나에 연결되는 경로를 형성하거나, 또는 상기 LNA를 우회하여 상기 PA(210)가 각 안테나에 연결되는 경로를 형성할 수 있다.
한편 스위치 제어부(350)는 상기 복수의 스위치(312 내지 316)와 상기 전환 스위치(310)를 제어할 수 있다. 일 예로 상기 스위치 제어부(350)는 전환 스위치(310)를 제어하여, 상기 시분할 다중화 방식에 따라 송신 경로 또는 수신 경로 중 어느 하나를 제1 안테나(Ant 1)에 연결시킬 수 있다. 또는 스위치 제어부(350)는 각 안테나의 LNA가 합성부(360)와 연결되도록 경로가 형성된 상태에서, 우회 경로(332 내지 336)와 서큘레이터(300)가 연결되도록 상기 복수의 스위치(312 내지 316) 중 어느 하나를 제어할 수 있다. 즉, 상기 복수의 스위치(312 내지 316)는, 각 안테나의 LNA와 합성부(360)가 연결되도록 경로가 형성된 초기 상태에서, 상기 스위치 제어부(350)의 제어에 따라 우회 경로(332 내지 336 중 어느 하나)와 서큘레이터(300)를 연결하여, 각 안테나가 LNA를 우회하여 서큘레이터(300)로 연결되도록 경로를 스위칭할 수 있다.
한편 SRS 기술은 상술한 바와 같이 복수의 안테나 중 보다 통신 환경이 양호한 안테나에 보다 많은 전력을 부여하기 위한 것으로, 통신 환경이 보다 양호한 어느 하나의 안테나를 검출함으로서 구현될 수 있다. 이를 위해 SRS 기술은 제어 데이터를 통해 기지국과 이동 단말기 간에 SRS 기능을 위한 시험 정보(이하 SRS 정보라고 하기로 한다)를 전송하는 전송 시각들을 결정하고, 이동 단말기가 각각의 전송 시각에 동일한 SRS 정보를 서로 다른 안테나를 통해 기지국에 전송하여, 상기 통신 환경이 양호한 어느 하나의 안테나를 검출하는 과정을 포함할 수 있다.
따라서 스위치 제어부(350)는 상기 제어 데이터를 통해 결정된 SRS 전송 타이밍에 따라, 각 전송 시각에 서로 다른 안테나가 PA(210)에 연결되도록 상기 전환 스위치(310) 및 복수의 스위치(312 내지 316) 중 어느 하나를 제어할 수 있다. 또한 서큘레이터(300)는 어느 하나의 안테나가 연결되는 경우, 연결된 안테나와 PA(210)를 연결시킬 수 있다. 이 경우 서큘레이터(300)는 회로가 형성되는 경로로 PA(210)를 연결시키는 것으로, 하나의 안테나가 서큘레이터에 연결될 때 즉, 특정 안테나와 연결되는 회로가 형성될 때 상기 특정 안테나에 PA(210)를 연결시킬 수 있다. 따라서 스위치를 이용하는 방식보다 로스를 크게 줄일 수 있다.
한편 TDD 방식에 따른 데이터 송신 주기가 되면 스위치 제어부(350)는 전환 스위치(310)를 데이터 송신 경로로 연결할 수 있다. 그러면 PA(210)는 제1 안테나(Ant 1)와 연결될 수 있으며, 상기 제1 안테나(Ant 1)를 통해 송신 신호가 전송될 수 있다. 이 경우 상기 제1 안테나(Ant 1)에 대응하는 SRS 정보 전송 시각이 되면 상기 제1 안테나(Ant 1)를 통해 SRS 정보가 전송될 수 있다.
그리고 상기 데이터 송신 주기 중 제2 안테나(Ant 2)에 대응하는 SRS 정보 전송 시각이 될 때에, 스위치 제어부(350)는 제1 스위치(312)가 제1 우회 경로(332)로 연결되도록 제어할 수 있다. 따라서 PA(210)는 서큘레이터(300) 및 제1 우회 경로(332)를 통해 제2 안테나(Ant 2)로 연결될 수 있으며, 이에 따라 상기 제2 안테나(Ant 2)를 통해 SRS 정보가 송신될 수 있다. 마찬가지로 제3 안테나(Ant 3) 또는 제4 안테나(Ant 4)에 대응하는 SRS 정보 전송 시각에 각각 도달하는 경우, 스위치 제어부(350)는 제2 스위치(314) 또는 제3 스위치(316)가 각각 제2 우회 경로(334) 또는 제3 우회 경로(336)로 연결되도록 제어할 수 있다. 따라서 PA(210)는 서큘레이터(300)를 통해 제3 안테나(Ant 3) 또는 제4 안테나(Ant 4)로 연결될 수 있으며, SRS 정보는 상기 제3 안테나(Ant 3) 또는 제4 안테나(Ant 4)를 통해 송신될 수 있다. 이하 이러한 스위치 제어부(350)의 제어 동작을 하기 도 4를 참조하여 살펴보기로 한다. 그리고 상기 스위치 제어부(350)의 제어에 따라 전환 스위치(310) 및 복수의 스위치(312 내지 314)가 제어되어 제1 안테나 내지 제4 안테나 각각에 PA(210)가 연결되는 예를 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 보다 자세하게 살펴보기로 한다.
한편 상기 스위치 제어부(350)는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기 무선 통신부(110)의 기능을 제어하기 위한 제어부일 수 있다. 일 예로 상기 스위치 제어부(350)는 상기 무선 통신부(110)에 구비되는 모뎀(MODEM : MOdulation and DEModulation)일 수 있다. 또는 상기 스위치 제어부(350)는 상기 이동 단말기(1)에서 애플리케이션 또는 프로그램 등 이동 단말기(1)에서 실행되는 전반적인 기능을 제어하는 제어부(180)일 수 있다.
한편 도 3에서는 4개의 안테나를 구비하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위해 가정할 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다. 즉, 도 3에서 도시하고 있는 것 보다 더 많은 안테나가 구비되는 경우 또는 더 적은 안테나가 구비되는 경우 역시 본 발명이 적용될 수 있음은 물론이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기(1)의 무선 통신부(110)에서, 스위치 제어부(350)의 동작 과정을 도시한 흐름도이다. 그리고 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기에서 설정된 SRS 정보 전송 타이밍의 예를 도시한 예시도이다.
도 4를 참조하여 살펴보면 스위치 제어부(350)는 먼저 수신된 제어 데이터에 근거하여 SRS 정보가 전송될 전송 타이밍을 분석할 수 있다(S400). 예를 들어 제어 데이터에는 기지국과의 동기를 통해 TDD 방식에 따라 신호가 송신될 시간 및 신호를 수신하는 시간에 대한 정보가 포함되어 있을 수 있다. 그리고 상기 신호 송신 시간에는 SRS 정보가 전송될 시점에 대한 정보를 포함할 수 있다.
즉, 도 5에서 보이고 있는 바와 같이, 제어 데이터의 분석에 의해 신호 수신(RX) 시간대(530)와 신호 송신(TX) 시간대(510)가 미리 설정될 수 있다. 신호 수신(RX) 시간대(530)와 신호 송신(TX) 시간대(510) 사이에는 소정의 전환기(500)가 있을 수 있다. 그리고 신호 송신(TX) 시간대(510)에는 복수의 SRS 정보 전송 시간들(520 내지 526)이 포함될 수 있으며, 각 SRS 정보 전송 시간에는 각각 서로 다른 안테나를 통해 SRS 정보가 전송될 수 있다.
이에 따라 스위치 제어부(350)는 신호 수신(RX) 시간대(530)와 신호 송신(TX) 시간대(510)에 각각 다르게 스위치들을 제어할 수 있다. 보다 자세하게 수신(RX) 시간대(530)에는 모든 스위치들이 LNA를 통해 합성부(360)에 연결되도록 각 스위치들을 제어할 수 있다. 그리고 신호 송신(TX) 시간대(510)에는 전환 스위치(310)를 제어하여 서큘레이터(300)와 제1 안테나(Ant 1)가 연결되도록 할 수 있다. 따라서 PA(210)를 통해 증폭된 송신 신호가 제1 안테나(Ant 1)를 통해 송신될 수 있다. 이 경우 다른 스위치들은 LNA를 통해 합성부(360)에 연결되는 상태를 유지할 수 있다.
한편 이처럼 TDD 방식에 따라 신호 수신(RX) 제어 및 신호 송신(TX) 제어를 하는 동안, 스위치 제어부(350)는 SRS 정보 전송 시점이 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다(S402). 그리고 SRS 전송 시점에 도달하는 경우 기 설정된 순서에 따른 안테나의 LNA 우회 경로와 PA(210)가 연결되도록 어느 하나의 스위치를 제어할 수 있다(S404).
일 예로 제1 안테나(Ant 1)가 서큘레이터(300)에 연결된 상태에서 제1 안테나(Ant 1)에 대응하는 SRS 전송 시점에 도달하는 경우, 스위치 제어부(350)는 상기 제1 안테나(Ant 1)를 통해 SRS 정보를 송신할 수 있다. 이 경우 신호 송신을 위해 PA(210)가 제1 안테나(Ant 1)에 이미 연결된 상태이므로, 스위치 제어부(350)는 제1 안테나(Ant 1)에 연결된 전환 스위치(310)를 다르게 제어할 필요 없이, 제1 안테나(Ant 1)를 통해 SRS 정보를 송신할 수 있다.
반면 제1 안테나(Ant 1, 송수신 겸용 안테나, 메인 송신 채널의 안테나)가 서큘레이터(300)에 연결된 상태(신호 송신(TX) 시간대인 경우)에서 수신 안테나들 중 어느 하나(Ant 2 내지 Ant 4)에 대응하는 SRS 전송 시점에 도달하는 경우, 스위치 제어부(350)는 복수의 스위치(312 내지 314)를 각각 제어하여 각 우회 경로(332 내지 336) 중 어느 하나가 서큘레이터(300)가 연결되도록 제어할 수 있다.
이 경우 복수의 스위치(312 내지 316) 중 어느 하나를 통해, 우회 경로(332 내지 336 중 어느 하나)와 서큘레이터(300)가 연결되는 경로가 형성될 수 있으며, 형성된 경로를 통해 어느 하나의 안테나가 PA(210)에 연결될 수 있다. 이 경우 전환 스위치(310)는 LNA(261)와 제1 안테나(Ant 1)가 연결되도록 제어될 수 있으며, 나머지 스위치들은 LNA와 합성부(360)가 서로 연결되도록 제어될 수 있다. 즉, 서큘레이터(300)의 경로들 중 어느 하나만 안테나와 연결됨으로써 상기 서큘레이터(300)에 연결된 PA(210)가 우회 경로로 연결된 어느 하나의 안테나를 통해 SRS 정보를 전송할 수 있다(S406).
한편 기 설정된 SRS 전송 시간 동안 SRS 정보가 전송되면, 스위치 제어부(350)는 다시 전환 스위치(310) 및 복수의 스위치(312 내지 316)를 초기 상태로 복원할 수 있다(S408). 이 경우 현재 시점이 신호 송신(TX) 시간대 인 경우 상기 전환 스위치(310)는 PA(210)가 제1 안테나(Ant 1)에 연결되는 경로로 스위칭될 수 있다. 또는 현재 시점이 신호 수신(RX) 시간대 인 경우 상기 전환 스위치(310)는 LNA(261)가 제1 안테나(Ant 1)에 연결되는 경로로 스위칭될 수 있다. 한편 상기 S408 단계에서 복수의 스위치(312 내지 316)는 모두 각 LNA(262 내지 264)가 합성부(360)에 연결되는 경로로 스위칭될 수 있다.
그리고 스위치 제어부(350)는 모든 안테나를 통해 SRS 정보가 전송되었는지 여부를 판단할 수 있다(S410). 그리고 모든 안테나를 통해 SRS 정보가 전송되지 않은 경우라면, 다시 S402 단계로 진행하여 상기 S404 단계 내지 S408 단계에 이르는 과정을 다시 수행할 수 있다. 반면 상기 S410 단계에서 모든 안테나를 통해 SRS 정보가 전송된 상태라면, 현재 분석된 SRS 전송 타이밍에 SRS 정보를 전송하는 도 4의 과정을 종료할 수 있다.
한편 도 4의 설명에서는, 상기 S402 단계에서 각 안테나에 대응하는 SRS 전송 시점에 도달하는 경우에, 스위치 제어부(350)가 기 복수의 안테나 중 특정 안테나에 대응하는 SRS 전송 시점에 도달하면, 특정 안테나에 연결된 LNA를 우회하여 상기 PA가 상기 특정 안테나에 연결되는 경로로 스위칭되도록 상기 복수의 스위치 중 어느 하나를 제어하고, 상기 복수의 스위치 중 나머지 스위치들은 LNA와 합성부(360)에 연결되는 경로로 스위칭되도록 제어하는 구성을 도시하였으나, 이와는 달리 SRS 전송 시점이 도달하기 이전에 특정 안테나가 PA에 연결되도록 먼저 스위칭될 수도 있음은 물론이다.
즉, 신호 송신(TX) 시간임에도 불구하고 송신할 데이터가 없는 경우라면, 스위치 제어부(350)는 소정 시간 먼저 각 스위치에 대한 스위칭을 수행하여 상기 특정 안테나에 대응하는 SRS 전송 시점 이전에 PA(210)와 상기 특정 안테나를 연결할 수도 있다. 이 경우 상기 SRS 전송 시점 이전에 상기 특정 안테나를 제외한 다른 안테나들은 전환 스위치(310) 및 복수의 스위치를 통해 합성부(360)와 연결될 수 있다. 이는 SRS 전송 시간의 경우 매우 짧은 시간이므로, 보다 정확한 SRS 전송이 이루어지도록 하기 위함이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기의 스위칭 제어부가 스위치를 제어하여 PA가 각 안테나에 연결되는 예를 도시한 예시도들이다.
먼저 도 6a를 참조하여 살펴보면, 신호 송신(TX) 시간대인 경우에 제1 안테나(Ant 1)와 서큘레이터(300)가 연결되도록 전환 스위치(310)가 제어되는 예를 보이고 있는 것이다. 이 경우 도 6a에서 보이고 있는 바와 같이, 복수의 스위치(312 내지 316)는 각각 초기 상태, 즉 각각의 LNA(262 내지 264)와 합성부(360)를 연결하는 경로가 형성된 상태를 유지할 수 있다. 따라서 서큘레이터(300)의 경로들 중 제1 안테나(Ant 1)와 연결되는 경로만을 제외하고 다른 경로들은 모두 단락된 상태가 될 수 있으며, 이에 따라 서큘레이터(300)는 PA(210)와 제1 안테나(Ant 1)를 연결시킬 수 있다. 이에 따라 상기 PA(210)를 통해 증폭된 송신 신호는 제1 안테나(Ant 1)를 통해 송신될 수 있다.
도 6a에서 보이고 있는 바와 같이 PA(210)가 제1 안테나(Ant 1)에 연결되도록 전환 스위치(310)가 제어되는 상태에서 제1 안테나(Ant 1)에 대응하는 SRS 전송 시점에 도달하는 경우, PA(210)를 통해 증폭된 SRS 신호는 제1 안테나(Ant 1)를 통해 송신될 수 있다.
한편 제2 안테나(Ant 2)에 대응하는 SRS 전송 시점에 도달하는 경우, 스위치 제어부(350)는 도 6b에서 보이고 있는 바와 같이, 제1 스위치(312)를 제어하여 제1 우회 경로(332)가 서큘레이터(300)와 연결되도록 경로를 스위칭할 수 있다. 그리고 스위치 제어부(350)는 전환 스위치(310)를 제어하여 제1 안테나(Ant 1)가 제2 LNA(262)에 연결되도록 제어할 수 있다. 그리고 제2 스위치(314)와 제3 스위치(316)는 초기 상태, 즉 합성부(360)에 제3 LNA(263)와 제4 LNA(264)가 각각 연결된 상태를 유지하도록 제어할 수 있다.
그러면 서큘레이터(300)는 제2 안테나(Ant 2) 하나에만 연결될 수 있으며, 이에 따라 PA(210)가 서큘레이터(300)를 통해 제2 안테나(Ant 2)와 연결될 수 있다. 따라서 PA(210)를 통해 증폭된 SRS 정보, 즉 SRS 신호가 제2 안테나(Ant 2)를 통해 송신될 수 있다.
한편 제3 안테나(Ant 3)에 대응하는 SRS 전송 시점에 도달하는 경우, 스위치 제어부(350)는 도 6c에서 보이고 있는 바와 같이, 제2 스위치(314)를 제어하여 제2 우회 경로(334)가 서큘레이터(300)와 연결되도록 경로를 스위칭할 수 있다. 그리고 스위치 제어부(350)는 전환 스위치(310)를 제어하여 제1 안테나(Ant 1)가 제1 LNA(261)에 연결되도록 제어할 수 있다. 그리고 제1 스위치(312)와 제3 스위치(316)는 초기 상태, 즉 합성부(360)에 제2 LNA(262)와 제4 LNA(264)가 각각 연결된 상태를 유지하도록 제어할 수 있다.
따라서 서큘레이터(300)는 제3 안테나(Ant 3)에만 연결될 수 있다. 이에 따라 PA(210)가 서큘레이터(300)를 통해 제3 안테나(Ant 3)와 연결될 수 있으며, PA(210)를 통해 증폭된 SRS 신호가 제3 안테나(Ant 3)를 통해 송신될 수 있다.
한편 제4 안테나(Ant 4)에 대응하는 SRS 전송 시점에 도달하는 경우, 스위치 제어부(350)는 도 6d에서 보이고 있는 바와 같이, 제3 스위치(316)를 제어하여 제3 우회 경로(336)가 서큘레이터(300)와 연결되도록 경로를 스위칭할 수 있다. 그리고 스위치 제어부(350)는 전환 스위치(310)를 제어하여 제1 안테나(Ant 1)가 제1 LNA(261)에 연결되도록 제어할 수 있다. 그리고 제1 스위치(312)와 제2 스위치(314)는 초기 상태, 즉 합성부(360)에 제2 LNA(262)와 제3 LNA(263)가 각각 연결된 상태를 유지하도록 제어할 수 있다.
따라서 서큘레이터(300)는 제4 안테나(Ant 4) 하나에만 연결될 수 있다. 따라서 PA(210)가 서큘레이터(300)를 통해 제4 안테나(Ant 4)와 연결될 수 있으며, PA(210)를 통해 증폭된 SRS 신호가 제4 안테나(Ant 4)를 통해 송신될 수 있다.
한편 상기 도 6a 내지 도 6d에서 도시한 스위치 제어부(350)의 제어 과정은 SRS 전송 시점에 동기화되어 수행될 수 있다. 즉, 도 6a는 신호 송신 시간 및 제1 안테나(Ant 1)에 대응하는 SRS 전송 시점에, 도 6b는 제2 안테나(Ant 2)에 대응하는 SRS 전송 시점에, 도 6c는 제3 안테나(Ant 3)에 대응하는 SRS 전송 시점에, 그리고 도 6d는 제4 안테나(Ant 4)에 대응하는 SRS 전송 시점에 수행될 수 있다. 한편 도 5에서 보이고 있는 바와 같이, 각 SRS 전송 시점 사이에서는 도 6a에서 보이고 있는 바와 같이 제어되어, 송수신 겸용 안테나, 즉 제1 안테나(Ant 1)를 통해 데이터가 송신되도록 전환 스위치(310) 및 복수의 스위치(312 내지 316)가 제어될 수 있다.
이에 따라 본 발명은 하나의 PA(210) 만으로 각 안테나를 통해 SRS 정보를 전송할 수 있도록 형성되면서도, 서큘레이터(300)를 통해 PA(210)가 어느 하나의 안테나에 연결되도록 함으로써, 경로 스위칭에 다른 로스를 크게 줄일 수 있다. 더욱이 복수의 스위치(312 내지 316)의 경우 LNA 후단에 연결되도록 함으로써, LNA의 증폭 이득을 통해 스위칭 로스를 보상할 수 있다는 효과가 있다.
한편 도 7은 통상적인 이동 단말기에서 SRS를 지원하기 위한 스위치 및 복수의 PA를 가지는 무선 통신부의 예들을 도시한 예시도이다.
도 7의 (a)를 먼저 살펴보면, 도 7의 (a)는 하나의 스위치(제1 스위치 : 710)를 통해 하나의 PA(700)가 선택적으로 어느 하나의 안테나에 연결될 수 있도록 하는 구성을 보이고 있다. 그리고 각각의 안테나들은, PA(700)와 연결되는 경로 또는 LNA(702 내지 708)에 연결되는 경로 중 어느 하나로 스위칭하는 스위치들(710, 720 내지 724)을 통해 신호를 수신하는 구성을 개시하고 있다.
도 7의 (a)와 같은 구성의 경우, SRS 전송 여부에 상관없이 모든 안테나가 스위치를 통해 신호를 수신하게 되므로, 스위치에서 로스가 발생한 이후에 LNA를 통해 증폭하는 구성을 가진다. 즉, 도 7의 (a)와 같은 구성은, LNA에 의해 증폭이 이루어진다 하더라도 수신된 신호로부터 손실이 발생한 이후에 증폭이 이루어지는 것으로, 신호가 약한 경우 스위치 손실로 인한 데이터가 유실이 발생할 수 있다는 위험이 있다.
또한 PA(210)의 경우 제1 스위치(710)에서 각 안테나의 개수만큼 경로가 형성되어야 하므로, 그에 따른 스위칭 로스로 인해 송신되는 SRS 정보의 손실 역시 발생할 수 있다는 문제가 있다.
한편 도 7의 (a)에서 보이고 있는 바와 같이 하나의 PA로 SRS 정보가 송신되도록 하기에는 어렵다는 문제가 있으므로, 도 7의 (b)에서 보이고 있는 바와 같이 복수의 PA(760, 780)를 구비하는 구성이 있을 수 있으나, 이 경우 역시 데이터 수신 시에, 각 안테나가 스위치(772, 792)를 통해 신호를 수신하게 된다. 따라서 스위칭 로스가 발생한 이후의 신호가 LNA(762, 764 또는 782, 784)를 통해 증폭하는 구성을 가진다. 그러므로 신호가 약한 경우 스위치 손실로 인한 데이터가 유실이 발생할 수 있다는 위험이 있으며, 복수의 PA를 구비하는 경우 그에 따른 회로 복잡도 및 비용이 증가한다는 문제가 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
전술한 본 발명과 관련하여, 전력 증폭기와 트랜시버를 포함하는 송신부와 저잡음 증폭기를 포함하는 수신부와 RFIC의 설계 및 이의 구동은 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (13)

  1. 복수의 안테나;
    수신된 신호들을 합성하는 합성부와 각 안테나 사이에 형성된 복수의 LNA(Low Noise Amplifier);
    송신되는 신호를 증폭시키는 하나의 PA(Power Amplifier);
    상기 복수의 LNA 각각과 상기 합성부 사이에 형성되며, 각 LNA를 우회하여 각 안테나와 상기 PA 사이의 경로를 형성하는 복수의 스위치;
    상기 PA를 상기 복수의 스위치 중 어느 하나에 연결시키는 서큘레이터; 및,
    SRS(Sounding Reference Signal) 정보가 송신되는 SRS 전송 타이밍에 근거하여 각 안테나가 순차적으로 상기 PA에 연결되도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 스위치 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 스위치 각각은,
    상기 스위치 제어부의 제어에 따라 각 안테나의 LNA와 상기 합성부를 연결하는 제1 경로, 또는 상기 PA와 상기 LNA를 우회하여 각 안테나에 연결되는 제2 경로 중 어느 하나로, 경로를 스위칭하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스위치 제어부는,
    어느 하나의 스위치가 상기 제2 경로로 스위칭되면, 나머지 다른 스위치들은 제1 경로로 스위칭되도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 LNA 각각은,
    상기 복수의 스위치 중 어느 하나에 따른 손실을 보상할 수 있도록 증폭 이득이 결정되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  5. 제1항에 있어서,
    데이터 수신 및 송신이 모두 가능한 송수신 안테나;
    상기 합성부에 연결된 제1 LNA; 및,
    상기 스위치 제어부의 제어에 따라, 상기 송수신 안테나를 상기 제1 LNA와 상기 PA 중 어느 하나에 연결시키는 전환 스위치를 더 구비하고,
    상기 서큘레이터는,
    상기 PA와 상기 전환 스위치 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 스위치 제어부는,
    시분할 전송 방식에 따른 신호 송신(TX) 시간이 도달하는 경우,
    상기 송수신 안테나를 상기 PA에 연결되도록 상기 전환 스위치를 제어하고,
    상기 복수의 LNA와 상기 합성부를 연결하는 제1 경로들로 스위칭되도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 스위치 제어부는,
    상기 신호 송신(TX) 시간 중, SRS 전송 타이밍에 따라 상기 복수의 안테나 중 특정 안테나에 대응하는 SRS 전송 시점에 도달하면, 상기 특정 안테나에 연결된 LNA를 우회하여 상기 PA가 상기 특정 안테나에 연결되는 제2 경로로 스위칭되도록 상기 복수의 스위치 중 어느 하나를 제어하고,
    상기 복수의 스위치 중 나머지 스위치들을 상기 제1 경로들로 스위칭되도록 제어 및, 상기 송수신 안테나가 상기 제1 LNA와 연결되도록 상기 전환 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 스위치 제어부는,
    상기 신호 송신(TX) 시간 중, SRS 전송 타이밍에 따라 각 안테나를 통해 SRS 정보가 전송되는 시간들 사이에는, 상기 송수신 안테나를 상기 PA에 연결되도록 상기 전환 스위치를 제어하고,
    상기 복수의 LNA와 상기 합성부를 연결하는 제1 경로들로 스위칭되도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  9. 제7항에 있어서, 상기 스위치 제어부는,
    송신할 데이터가 없는 경우, 상기 특정 안테나에 대응하는 SRS 전송 시점으로부터 소정 시간 이전에 상기 제2 경로로 스위칭되도록 상기 복수의 스위치 중 어느 하나를 제어하고,
    상기 복수의 스위치 중 나머지 스위치들을 상기 제1 경로들로 스위칭되도록 제어 및, 상기 송수신 안테나가 상기 제1 LNA와 연결되도록 상기 전환 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 스위치 제어부는,
    모뎀 또는 상기 이동 단말기의 제어부임을 특징으로 하는 이동 단말기.
  11. 복수의 LNA(Low Noise Amplifier) 각각과 합성부 사이에 형성되며, 각 LNA를 우회하여 각 안테나와 PA(Power Amplifier) 사이의 경로를 형성하는 복수의 스위치, 상기 PA를 상기 복수의 스위치 중 어느 하나에 연결시키는 서큘레이터, 및 상기 복수의 스위치를 제어하는 스위치 제어부를 포함하는 이동 단말기의 제어 방법에 있어서,
    상기 스위치 제어부가, 수신된 제어 데이터에 근거하여 SRS(Sounding Reference Signal) 정보 전송 타이밍을 분석하는 단계;
    상기 스위치 제어부가, 분석된 SRS 정보 전송 타이밍에 따라, 데이터를 수신하기 위한 복수의 안테나 중 어느 하나에 대응하는 SRS 정보 전송 시점이 도달하였는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 스위치 제어부가, 상기 판단 결과에 따라, 상기 복수의 스위치를 제어하여 상기 어느 하나의 안테나와 PA 사이의 경로를 형성하는 스위치를 제외한 다른 스위치의 안테나와 PA 사이의 경로를 단락시키는 단계;
    상기 스위치 제어부가, 상기 단락되지 않은 어느 하나의 스위치를 제어하여, 상기 서큘레이터를 통해 상기 PA와 상기 어느 하나의 안테나를 연결시키는 단계; 및,
    상기 스위치 제어부가, 상기 PA에서 증폭된 SRS 신호를 연결된 상기 어느 하나의 안테나를 통해 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 복수의 LNA 각각은,
    상기 복수의 스위치 중 어느 하나에 따른 손실을 보상할 수 있도록 증폭 이득이 결정되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 스위치 제어부는,
    모뎀 또는 상기 이동 단말기의 제어부임을 특징으로 하는 이동 단말기의 제어 방법.
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