KR100524735B1 - 시-코드 동시분할다중접속 이동단말기의 자동 제어 장치및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 이동단말기 자동제어시스템은 기지국으로부터 수신된 제어정보를 이용하여 자동제어신호를 발생시켜 상기 이동단말기의 수신모드 시 상기 자동제어신호를 해당 소자로 전달하는 베이스밴드 모뎀을 포함하며, 이동단말기의 송수신 모드를 판단하여 이동단말기가 수신 모드로 진입하면 상위계층으로부터 자동제어명령에 따라 상기 베이스밴드 모뎀이 아날로그 자동제어신호를 생성하여 RF 처리모듈로 전달한다. 본 발명에 따른 이동단말기의 자동제어장치는 별도의 자동제어신호를 위한 제어라인 없이 이동단말기의 수신모드 시 비어 있는 송신데이터라인을 통해 자동제어신호를 보내기 때문에 베이스밴드모뎀과 RF 처리모듈 사이의 송신데이터라인의 활용도를 높일 수 있으며, 종래의 자동제어장치에서 자동제어신호 전달을 위한 제어라인은 물론 PWM신호를 DC신호로 변환하기 위한 필터가 필요없기 때문에 기판상의 다른 소자 실장을 위한 공간을 확보할 수 있으므로 이동단말기 소형화에 기여할 수 있다.

Description

시-코드 동시분할다중접속 이동단말기의 자동 제어 장치 및 방법{AUTOMATIC CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR TD-SCDMA MOBILE TERMINAL}

본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, TD-SCDMA 단말기의 자동 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 시스템에서는 셀 내의 근원문제(near/far problem)를 극복하고 가입자의 수용용량을 최대화하기 위해 기지국은 역방향 링크(Uplink) 전력제어를 수행한다. 역방향 링크 전력제어는 역방향 개방루프 전력제어(open loop power control)와 역방향 폐쇄 루프 전력제어 (closed loop power control)가 있다. 역방향 개방루프 전력제어에서 단말기의 송신 전력은 기지국이 총 CDMA채널로 수신되는 전력을 측정하여 그 평균값에 의해 결정된다. 개방루프 전력제어를 통한 역방향 채널의 송신초기화 후에는 폐쇄 루프 전력제어로 전환되어 기지국으로부터 수신되는 전력제어 신호에 의해 단말기의 송신 전력이 결정된다.

도 1은 TD-SCDMA 시스템에 적용되는 프레임 포맷을 도시한 도면이다. 도 1에서 보는 바와 같이, 하나의 라디오 프레임은 두개의 하위 프레임(sub-frame)으로 구성되며 다시 하나의 하위 프레임은 다수의 타임 슬롯(time slot)으로 구성된다. TPC 심볼은 하위 프레임 주기로 특정 타임 슬롯에 실려 이동 단말기로 전송되며 도 1에서는 자동 제어 신호 전송을 위한 송신 전력 제어(transmit power control :TPC) 심볼이 삽입된 타임 슬롯이 예시되어 있다.

한편, 이동 단말기는 폐쇄 루프 전력제어 과정에서 기지국으로부터 수신된 전력 제어 신호를 근거로 단말기 자체의 송신 전력을 조절한다.

일반적으로 이동 단말기의 전송 채널의 품질을 제어하기 위해서는 3 가지의 자동 제어 신호, 즉, 송신 전력을 제어하기 위한 자동 전력 제어(automatic power control: APC) 신호, 수신 전력을 제어하기 위한 자동 이득 제어(automatic gain control: AGC) 신호, 그리고 기준 주파수의 작은 변화를 보상하기 위한 자동 주파수 제어(automatic frequency control: AFC) 신호가 이용된다.

이러한 자동 제어 신호들은 이동 단말기의 상위 어플리케이션에 의해 베이스밴드 모뎀에서 생성되어 RF 처리 모듈의 송수신 유닛에 전달된다.

도 2는 종래의 TD-SCDMA 송수신기의 자동 제어 장치를 설명하기 위한 블록도로서 상기 자동제어 장치는 베이스밴드 모뎀(20)과 RF 처리 모듈(10)로 이루어진다. 안테나를 통해 수신된 데이터는 상기 RF 처리모듈(10)의 LNA, 믹서, IF VGA, IQ 디코더를 통해 처리된 후 상기 베이스밴드 모뎀(20)에 전달되고, 송신할 데이터는 상기 베이스밴드 모뎀(20)에 의해 변조되어 상기 RF 처리 모듈(20)로 전달되고 RF 처리 모듈(20)을 구성하는 IQ 코더, IF 믹서, VGA(Variable gain amplifier)에 의해 처리된 안테나를 통해 전송된다.

도 2에서 보는 바와 같이, 상기 베이스밴드 모뎀(20)의 제어 유닛(22)에서 처리된 송신 데이터는 ADC/DAC 인터페이스(25)를 통해 상기 RF 처리 모듈(10)의 송수신 유닛(12)으로 전송되며 상기 송수신 유닛(12)에서 처리된 수신 데이터는 상기 ADC/DAC 인터페이스(25)를 통해 상기 베이스밴드 모뎀(20)의 제어 유닛(22)에 전달된다.

또한, 상기 베이스밴드 모뎀(20)의 제어 유닛(22)은 자동 제어 신호들을 생성하여 각각의 제어신호 전송을 위해 별도로 설치되어 있는 제어 라인들(31, 32, 33)을 통해 상기 RF 처리 모듈(10)에 전송한다. 상기 제어신호들은 펄스 폭 변조(pulse width modulation: PWM) 방식에 의해 생성되고 상기 RF 처리 모듈(10)과 베이스밴드 모뎀(20) 사이에 위치한 저역통과필터 (Low Pass Filter: LPF)(30)에 의해 DC 신호로 변환된 후 AGC 및 APC는 상기 송수신 유닛(12)으로 그리고 AFC는 오실레이터(17)로 전달된다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 제어 신호 전송 장치에서는 각각의 제어신호를 전달하기 위해 3개의 신호 라인을 설치해야 함으로 PCB 상의 배선이 복잡해 지고 PCB 라우팅에도 보다 많은 신경을 써야 한다.

또한, 상기 자동제어 신호는 일반적으로 PWM 신호이기 때문에 PWM 신호를 DC 신호로 변환하기 위해 필터가 필요하며. 수동 소자로 구성되는 필터는 IC 칩 내부에 구현하기가 매우 어렵기 때문에 저항과 커패시터 등의 수동 소자를 이용하여 RF 처리 모듈 외부에 별도의 저역 통과 필터(LPF)를 추가해야 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 종래의 TD-SCDMA 단말기의 송수신기 회로에서 자동 제어신호 전달을 위한 신호 라인을 제거함으로써, 회로 설계가 용이하고 PCB 라우팅을 단순화 할 수 있는 TD-SCDMA 단말기의 자동제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제어신호를 ADC/DAC 컨버터를 통해 아날로그 신호로 변환하여 RF 처리 모듈로 전송함으로써, PWM 신호를 DC로 변환하기 위한 필터를 제거할 수 있을 뿐만 아니라 제어 신호 처리를 위한 모든 소자를 RF 처리 모듈에 통합하여 하나의 칩으로 구현할 수 있는 TD-SCDMA 단말기의 자동제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 이동단말기 자동제어시스템은 기지국으로부터 수신된 제어정보를 이용하여 자동제어신호를 발생시켜 상기 이동단말기의 수신모드 시 아날로그의 상기 자동제어신호를 해당 소자로 전달하는 베이스밴드 모뎀을 포함한다.

상기 자동제어시스템은 상기 베이스밴드 모뎀으로부터의 자동제어 신호를 이용하여 송신 채널의 품질을 제어하는 RF 처리 모듈을 더욱 포함한다.

상기 베이스밴드 모뎀은 송신될 디지털 데이터를 아날로그 데이터로, 수신된 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하기 위한 컨버터와 상기 컨버터를 제어하기 위한 제어 유닛을 포함한다.

상기 RF 처리 모듈은 상기 이동단말기의 안테나를 통해 수신된 데이터를 처리하여 상기 베이스밴드 모뎀으로 전달하고 상기 베이스밴드 모뎀으로부터 전달받은 송신데이터를 처리하여 안테나를 통해 전송하기 위한 송수신 유닛, 발진주파수를 생성하기 위한 발진기, 그리고 상기 베이스밴드 모뎀으로부터의 자동제어신호의 종류를 판단하여 송수신 유닛과 발진기에 선택적으로 전달하기 위한 스위치로 이루어진다.

상기 자동제어신호는 자동전력제어신호, 자동이득제어신호, 자동주파수제어신호를 포함하며, 상기 스위치는 자동주파수제어신호는 발진기로 전달하고, 자동전력제어신호 및 자동이득제어신호는 상기 송수신 유닛의 해당 소자로 전달한다.

베이스밴드모뎀과 RF 처리모듈을 포함하는 시분할 이중화(TDD)방식 이동통신시스템용 이동단말기에 있어서,

본 발명에 따른 이동단말기의 자동제어방법은 이동단말기의 송수신 모드를 판단하는 단계, 이동단말기가 수신 모드로 진입하면 상위 계층으로부터의 자동제어명령이 있는지 판단하는 단계와, 상기 상위계층으로부터 자동제어명령이 있으면 그 자동제어명령에 따라 상기 베이스밴드 모뎀이 아날로그의 자동제어신호를 생성하는 단계와, 상기 아날로그의 자동제어신호를 RF 처리모듈로 전달하는 단계와, 상기 자동제어신호를 바탕으로 송신채널의 품질을 설정하는 단계로 이루어진다. 상기 자동제어신호는 상기 이동단말기가 송신모드로 전환되기 전에 상기 베이스밴드모뎀과 RF 처리모듈을 연결하는 송신데이터라인을 통해 RF 처리모듈로 전달된다.

본 발명의 이동단말기 자동제어방법은 상기 자동제어신호의 종류를 판단하는 단계를 더욱 포함하며 상기 자동제어신호는 자동전력제어신호, 자동이득제어신호, 그리고 자동주파수제어 신호를 포함한다. 상기 자동제어신호가 자동전력제어신호 혹은 자동이득제어신호이면 상기 스위치는 송수신 유닛의 해당 소자로 스위칭하고, 자동주파수제어신호이면 발진기로 스위칭한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 TD-SCDMA 단말기의 자동제어장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해,

일반적으로 TD-SCDMA 와 같이 시분할 이중화 (time division duplexing: TDD) 방식을 이용하는 이동통신시시템에서는 이동단말기의 송수신 채널이 주파수가 아닌 시간에 의해 전환되므로 수신모드시에는 송신 채널은 비어 있게 된다. 본 발명의 이동단말기 자동제어장치는 이러한 시분할 이중화 방식을 사용하는 이동통신시스템의 송수신 채널의 시간상 분리 특징을 이용한다. 별도의 자동제어신호 전송 라인없이 수신모드시의 비어있는 데이터 전송 라인을 이용하여 자동제어신호를 이동단말기의 송수신모듈에 전달한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 단말기의 자동 제어 장치를 설명하기 위한 개략도이다. 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 이동 단말기 자동제어장치는 송신데이터라인(500)과 수신데이터라인(600)으로 연결되어 있는 베이스밴드 모뎀(200)과 RF 처리 모듈(100)로 구성된다.

상기 베이스벤드 모뎀(200)은 송수신 데이터의 변복조하기 위한 아날로그/디지탈-디지털/아날로그 컨버터(ADC/DAC)(250)와 상기 아날로그/디지털-디지털/아날로그 컨버터(250)를 제어하고 자동 제어 신호를 생성하기 위한 제어 유닛(220)으로 구성된다.

상기 RF 처리모듈(100)은 송수신 데이터를 처리하기 위한 송수신 유닛 (120), 발진 수파수를 생성하기 위한 발진기(TCXO)(170), 그리고 상기 베이스밴드 모뎀(200)으로부터 수신되는 송신데이터와 자동 제어 신호를 선택적으로 공급하기 위한 스위치(300)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 자동제어장치에서 이동단말기가 송신모드에 있을 경우 상기 아날로그/디지털-디지털/아날로그 컨버터(250)에 의해 아날로그 신호로 변환된 송신데이터는 상기 송신데이터라인(500)을 통해 상기 RF 처리모듈(100)로 전송된다. 송신데이터가 입력되면 상기 RF 처리모듈(100)의 스위치(300)는 입력된 데이터를 상기 송수신 유닛(120)에 전달하고 상기 송수신 유닛(120)에 의해 처리된 후 안테나를 통해 전송된다.

한편, 이동단말기가 송신모드에서 수신모드로 전환되면 안테나를 통해 수신된 신호는 상기 RF 처리 모듈(100)의 송수신 유닛(120)에 의해 처리된 후 상기 수신데이터라인(600)을 통해 상기 베이스밴드모뎀(200)으로 전달된다. 이동단말기의 수신모드 시 상기 송신데이터라인(500)은 비어 있게 되고, 따라서 상기 베이스밴드모뎀(200)은 자동제어신호를 생성하여 아날로그/디지털-디지털/아날로그 컨버터(250)를 제어하여 상기 자동제어신호를 아날로그신호로 변환한 후 상기 비어 있는 송신데이터라인(500)을 통해 상기 RF 처리모듈(100)의 스위치(300)로 보낸다. 상기 스위치(300)는 자동제어신호를 종류에 따라 자동 주파수 제어(AFC) 신호는 발진기 (170)로 전달하고 자동 전력 제어(APC) 신호와 자동 이득 제어(AGC) 신호는 상기 송수신유닛(120)의 해당 소자로 전달한다.

상기 자동제어신호들은 이동단말기의 수신모드 시 송신데이터라인을 이용하여 RF 처리모듈로 전송되기 때문에 다운링크 타임슬롯의 후반부 데이터 심볼 타임(Data symbol period)이 끝나기 전에 자동제어 신호 수준을 미리 결정해 놓을 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동단말기의 자동제어방법을 설명한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동단말기의 자동제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 4에서 보는 바와 같이, 일단 이동단말기가 수신모드로 전환되면 (S10), 베이스밴드 모뎀은 상위계층 어플리케이션으로부터 자동제어 명령이 있는지 판단하여(S11) 자동제어명령에 따라 아날로그 자동제어신호를 생성하여 (S12) 송신데이터라인(500)을 통해 RF 처리모듈(100)로 전달한다(S13). 상기 자동제어신호가 수신되면 상기 RF 처리모듈(100)의 스위치(300)는 상기 자동제어신호의 종류를 판단하여 자동제어신호의 종류에 따라 자동주파수제어(AFC) 신호는 발진기(170)로 전달하고 자동전력제어(APC) 신호와 자동이득제어(AGC) 신호는 송수신유닛(120)의 해당 소자로 전달한다(S14). 따라서, 상기 RF 처리모듈(100)은 상기 자동제어신호들을 근거로 송신 채널의 품질을 조정한다(S15).

상기한 본 발명의 실시예는 본 발명의 전반적인 이해를 제공하기 위해 예시된 것으로 명세서에 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니며, 여러 가지 상이한 형태로 변경 또는 구현될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 이동단말기의 자동제어장치 및 방법에서는 별도의 자동제어신호를 위한 제어라인 없이 이동단말기의 수신모드 시 비어 있는 송신데이터라인을 통해 자동제어신호를 보내기 때문에 베이스밴드모뎀과 RF 처리모듈 사이의 송신데이터라인의 활용도를 높일 수 있으며, 종래의 자동제어장치에서 자동제어신호 전달을 위한 제어라인은 물론 PWM신호를 DC신호로 변환하기 위한 필터가 필요없기 때문에 기판상의 다른 소자 실장을 위한 공간을 확보할 수 있으므로 이동단말기 소형화에 기여할 수 있다.

또한, 상기 자동제어신호들은 이동단말기의 수신모드 시 송신데이터라인을 이용하여 RF 처리모듈로 전송되기 때문에 다운링크 타임슬롯의 후반부 데이터 심볼 타임(Data symbol period)이 끝나기 전에 자동제어 신호 수준을 미리 결정해 놓을 수 있다.

더욱이, 본 발명의 RF 처리모듈에 아날로그 신호로 변환된 자동제어신호를 해당 소자로 스위칭하기 위해 설치되는 스위치는 종래의 PWM 신호를 DC 신호로 변환하기 위해 수동소자들로 구성되는 필터와는 달리 구현상 간단하기 때문에 RF 처리모듈과 함께 하나의 칩으로 통합하는 것이 용이하다.

도 1은 TD-SCDMA 시스템에 적용되는 프레임 포맷을 설명하기 위한 도면.

도 2는 종래의 TD-SCDMA 단말기의 자동제어장치를 설명하기 위한 블록도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 TD-SCDMA 단말기의 자동제어장치를 설명하기 위한 블록도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동단말기의 자동제어방법을 설명하기 위한 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10, 100...RF처리모듈 12, 120...송수신유닛

15...필터 17, 170...발진기

20, 200...베이스밴드모뎀 22, 220...제어유닛

25, 250...ADC/DAC 컨버터 31, 32, 33...제어라인

500...송신데이터라인 600...수신데이터라인

Claims (21)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 시분할 이중화(TDD)방식 이동통신시스템용 이동단말기에 있어서,

    송신 채널의 품질을 제어하는 RF 처리모듈과;

    상기 RF 처리모듈과 송신데이터라인 및 수신 데이터라인으로 연결되어 있고 기지국으로부터 수신된 제어정보를 이용하여 자동제어신호를 발생시켜, 그 자동제어신호를 이동단말기의 수신모드시 상기 송신데이터라인을 통해 상기 RF 처리모듈로 전송하는 베이스밴드 모뎀으로 구성된 것을 특징으로 하는 이동단말기의 자동제어시스템.
12. 제11항에 있어서, 상기 베이스밴드 모뎀은,

    송신될 디지털 데이터를 아날로그 데이터로, 수신된 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하기 위한 컨버터와;

    상기 컨버터를 제어하기 위한 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동단말기의 자동제어시스템.
13. 제12항에 있어서, 상기 RF 처리 모듈은,

    상기 이동단말기의 안테나를 통해 수신된 데이터를 처리하여 상기 베이스밴드 모뎀으로 전달하고 상기 베이스밴드 모뎀으로부터 전달받은 송신데이터를 처리하여 안테나를 통해 전송하기 위한 송수신 유닛과;

    발진주파수를 생성하기 위한 발진기와;

    상기 베이스밴드 모뎀으로부터의 자동제어신호의 종류를 판단하여 송수신 유닛과 발진기에 선택적으로 전달하기 위한 스위치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동단말기의 자동제어시스템.
14. 제13항에 있어서, 상기 자동제어신호는 자동전력제어신호, 자동이득제어신호, 자동주파수제어신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동단말기의 자동제어시스템.
15. 제14항에 있어서, 상기 스위치는 자동주파수제어신호는 발진기로 전달하고, 자동전력제어신호 및 자동이득제어신호는 상기 송수신 유닛으로 전달하는 것을 특징으로 하는 이동단말기의 자동제어시스템.
16. 베이스밴드모뎀과 RF 처리모듈을 포함하는 시분할 이중화(TDD)방식 이동통신시스템용 이동단말기에 있어서,

    이동단말기의 송수신 모드를 판단하는 단계와;

    상기 이동단말기가 수신 모드로 진입하면 상위 계층으로부터의 자동제어명령이 있는지 판단하는 단계와;

    상기 상위계층으로부터 자동제어명령이 있으면 그 자동제어명령에 따라 상기 베이스밴드 모뎀이 자동제어신호를 생성하는 단계와;

    상기 자동제어신호를 상기 RF 처리모듈로 전달하는 단계와;

    상기 자동제어신호를 바탕으로 송신채널의 품질을 설정하는 단계로 이루어지는 이동단말기의 자동제어방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 자동제어신호는 상기 베이스밴드모뎀과 RF 처리모듈을 연결하는 송신데이터라인을 통해 전달되는 것을 특징으로 하는 이동단말기의 자동제어방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 자동제어신호는 이동단말기가 송신모드로 전환되기 전에 RF 처리모듈로 전달되는 것을 특징으로 하는 이동단말기의 자동제어방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 자동제어신호는 자동전력제어신호, 자동이득제어신호, 그리고 자동주파수제어 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동단말기의 자동제어방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 자동제어신호의 종류를 판단하는 단계를 더욱 포함하는 이동단말기의 자동제어방법.
21. 제20항에 있어서, 상기 자동제어신호가 자동전력제어신호 혹은 자동이득제어신호이면 송수신 유닛의 해당 소자로 스위칭하고, 자동주파수제어신호이면 발진기로 스위칭하는 것을 특징으로 하는 이동단말기의 자동제어방법.