KR100536595B1 - 지에스엠/더블유씨디엠에이 모드에 따라 동작 가능한 다중모드 통신 시스템 - Google Patents

Abstract

GSM/WCDMA 모드에 따라 동작 가능한 다중 모드 통신 시스템이 개시된다. 본 발명의 다중 모드 통신 시스템은 제1 및 제2 스위칭부, 델타-시그마 모듈레이터, 아날로그-디지탈 변환기, 시퀀셜 콘볼루션부들 그리고 선택부를 포함한다. 델타-시그마 모듈레이터는 GSM 모드일 때 제1 스위칭부를 통해 입력되는 아날로그 신호를 1 비트 디지털 신호로 샘플링하고, 아날로그-디지탈 변환기는 WCDMA 모드일 때 제1 스위칭부를 통해 입력되는 아날로그 신호를 8 비트 디지털 신호로 샘플링한다. 시퀀셜 콘볼루션부들은 GSM 모드일 때 제2 스위칭부를 통해 입력되는 델타-시그마 모듈레이터 출력을 필터 계수와 곱하고, WCDMA 모드일 때 제2 스위칭부를 통해 입력되는 아날로그-디지털 변환기의 출력을 의사잡음(PN) 코드들과 곱한 후 합하여 WCDMA 출력 파형을 발생한다. 선택부는 GSM 모드일 때 시퀀셜 콘볼루션부들의 출력을 일정 시간씩 지연시켜 GSM 파형을 복원한다. 따라서,본 발명의 다중 모드 통신 시스템은 GSM 모드 또는 WCDMA 모드에 따라 사용 가능하기 때문에, 소비자에게는 폭넓게 전화를 이용하게 하고 제작자에게는 공통 설계로 인한 비용 절감 효과를 부여한다.

Description

지에스엠/더블유씨디엠에이 모드에 따라 동작 가능한 다중 모드 통신 시스템{Multi mode communication system}

본 발명은 다중 모드 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 GSM/WCDMA 모드에 따라 동작 가능한 다중 모드 통신 시스템에 관한 것이다.

이동 통신용 글로벌 시스템(Global System for Mobile Communication : 이하 "GSM"이라 칭한다) 네트워크에서, 9.6 kbit/s의 데이터 전송 속도는 현재의 표준들에 비하여 상당히 느리고, 끊임없이 성장하는 멀티미디어의 공급 세계에서, 현재의 이동 네크워크드의 전송 용량은 불충분해지고 있다. 차세대 이동 전화를 위하여, 음성의 단순한 전송은 충분하지 않고 데이터 및 비디오 접속 등을 처리할 수 있어야 한다.

유니버셜 이동 원격 통신 시스템(Universial Mobile Telecommunication System : 이하 "UMTS" 라고 칭한다)은 매우 빠른 데이터 전송을 갖는 무선 통신을 제공하고, 사용자에게 새로운 종류의 서비스들의 형태로 더 융통성있는 기능을 제공하는 글로벌 무선 멀티미디어 시스템이다. UMTS 네트워크의 기본적인 요건은 현재의 시스템에서 보다 나은 전송 속도, 가입자 접속 수, 더 큰 용량 뿐아니라 현재의 이동 통신 네트워크에서 보다 더 좋은 서비스 품질, 더 넓은 커버리지 영역, 많은 수의 부가적인 서비스들을 제공하는 능력 등을 포함한다.

UMTS 네트워크는 디지털 포맷으로 가져오게 되는 음성, 멀티미디어 또는 다른 정보를 전송하는 데 사용될 수 있는 유연한 데이터 전송 채널이다. 데이터 전송 채널의 가장 단순한 형태로, UMTS는 거의 전세계에 걸쳐 동작하고 인터넷 네트워크에 일정한 고속 접속을 갖는 전화 또는 휴대용 컴퓨터이다. UMTS는 고속 데이터율을 가지기 때문에 좋은 품질의 비디오 이미지들의 전송에 적합하다.

UMTS 시스템의 기본적인 네트워크 솔루션은 GSM 시스템에 기초한다. UMTS는 약 2 ㎓, 즉 현재의 DCS-1800 네트워크(1800 ㎒를 위한 디지털 셀룰러 시스템) 보다 더 높은 주파수에서 동작할 것이다. UMTS는 좋은 품질의 비디오 이미지들의 전송에 충분하고 그래픽 및 멀티미디어의 전송을 가능하게 한다. 최고 속도는 더 넓은 대역폭, 효과적인 데이터 압축 및 광대역 코드 분할 다중 접속(Wideband Code Division Multiple Access : 이하 "WCDMA"라고 칭한다) 무선 기술에 의해 달성된다. 종래의 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access : 이하 "CDMA"라고 칭한다)과 비교할 때, 차이점은 약 2배 큰 주파수 영역 뿐만 아니라 더 큰 전송 용량, 더 좋은 품질, 더 작은 전력 소비 등이다. WCDMA는 사용될 어플리케이션이 더 작은 용량을 요구하는 경우, 더 작은 용량이 할당되고 남은 나머지 용량은 다른 것에 이용 가능하다는 장점을 지닌다.

GSM은 유럽과 아시아에서 사용되고 있고, CDMA는 미국, 중국, 인도 타이완에서 사용되고 있다. 음성 및 데이터 통신이 향상되고 세계 시장으로 확장하려는 시장 분위기가 이어지는 가운데, 여러 국가에서 작동하는 "범세계적인 전화"에 대한 관심이 국제 업무를 위한 여행자들에게 높아지고 있다. 모든 표준하에서 작동하는 최적 구조와 공유 기능을 가지는 다중 모드 셀룰러 전화는 소비자에게는 폭넓게 전화를 이용하게 하고 제작자에게는 공통 설계로 인한 비용 절감을 부여한다.

따라서, GSM/WCDMA 모드를 제공하는 다중 모드 통신 시스템이 절실히 요구된다.

본 발명의 목적은 GSM 모드와 WCDMA 모드를 제공하는 다중 모드 통신 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다중 모드 통신 시스템은 입력되는 아날로그 신호를 수신하는 제1 스위칭부와, 제1 모드일 때 제1 스위칭부를 통해 입력되는 상기 아날로그 신호를 1 비트 디지털 신호로 출력하는 델타-시그마 모듈레이터와, 제2 모드일 때 제1 스위칭부를 통해 입력되는 상기 아날로그 신호를 샘플링하는 아날로그-디지탈 변환기와, 델타-시그마 모듈레이터 출력과 아날로그-디지탈 변환기 출력을 선택적으로 수신하는 제2 스위칭부와, 제1 모드일 때 제2 스위칭부를 통해 입력되는 델타-시그마 모듈레이터 출력을 필터 계수와 곱하고 제2 모드일 때 제2 스위칭부를 통해 입력되는 아날로그-디지털 변환기의 출력을 의사잡음(PN) 코드들과 곱한 후 합하여 제2 모드의 출력 파형을 발생하는 다수개의 시퀀셜 콘볼루션부들과, 그리고 제1 모드일 때 시퀀셜 콘볼루션부들의 출력을 다운 샘플링하는 시간씩 지연시켜 데시메이션된 제1 모드의 출력 파형으로 복원하는 선택부를 포함한다.

바람직하기로, 시퀀셜 콘볼루션부들 각각은 필터 계수를 저장하는 필터 계수 저장부와, 제1 모드 또는 제2 모드에 따라 필터 계수 저장부의 필터 계수와 아날로그-디지탈 변환기 출력을 선택적으로 수신하는 제3 스위칭부와, 제2 모드일 때 PN 코드들을 발생하는 PN 코드 발생부와, 제1 모드 또는 제2 모드에 따라 델타-시그마 모듈레이터 출력과 PN 코드 발생부의 PN 코드들을 선택적으로 수신하는 제4 스위칭부와, 제1 모드일 때 필터 계수 저장부의 필터 계수와 델타-시그마 모듈레이터 출력을 곱하고 제2 모드일 때 아날로그-디지탈 변환기 출력과 PN 코드들을 곱하는 곱셈부와, 그리고 곱셈부의 출력을 합하여 출력 파형을 발생하는 어큐머레이터를 포함한다. 제1 모드는 GSM 모드이고 제2 모드는 WCDMA 모드인 것이 바람직하다. 필터 계수는 제1 모드의 저역 통과 필터의 계수이고, 필터 계수 저장부는 롬(ROM)이다. 델타-시그마 모듈레이터의 출력은 1 비트, PN 발생기의 출력은 1 비트, 아날로그-디지털 변환기의 출력은 8 비트, 그리고 필터 계수는 8 비트인 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 상기 필터 계수는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 n개(C1, C2, C2, …, Cn)의 필터 계수로 구성 가능하다. 이 분야의 통상의 지식을 가진 이들에게 잘 알려져 있는 바와 같이, 필터 계수의 개수가 소정의 개수(예를 들면, n개)로 한정된 필터를 FIR(Finite Impulse Response) 필터라 한다. 통상, n의 개수가 증가할수록 필터의 단가가 증가하고, n의 개수가 감소할수록 필터의 단가가 줄어드는 특징이 있다. 따라서, 필터 계수의 개수는 비용 및 하드웨어의 사이즈에 따라서, 설계시 적절한 개수로 선택된다. 또한, 필터 계수는 그때 그때 달라지는 것이 아니라 고정된 값을 가지기 때문에, 롬(ROM)과 같은 읽기 전용의 메모리를 이용하여 저장된다. 잘 알려져 있는 바와 같이, 롬(ROM)은 타 데이터 저장 장치에 비해 매우 안정적이고 빠른 데이터 감지 속도를 제공한다.

따라서, 본 발명의 다중 모드 통신 시스템에 의하면, GSM 모드 또는 WCDMA 모드에 따라 사용 가능하고, 다수개의 시퀀셜 콘볼루션부들 각각이 GSM 모드와 WCDMA 모드에 대해 곱셈기를 공유하기 때문에 하드웨어의 구성이 단순해지고 시퀀셜 콘볼루션부들의 구동 또한 단순해진다.

이하, 본 명세서는 다중 모드 통신 시스템에 관하여, 특히 GSM모드와 WCDMA 모드를 제공하는 다중 모드 통신 시스템에 대하여 기술된다. 본 명세서에서 GSM 모드는 제1 모드(Mode 1)로, 그리고 WCDMA 모드는 제2 모드(Mode 2)로 칭한다. 본 발명의 다중 모드 통신 시스템은 도 1 및 도 2를 참조하여 구체적으로 설명된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 모드 통신 시스템의 블락 다이어그램이다. 이를 참조하면, 다중 모드 통신 시스템(100)은 델타-시그마 모듈레이터(102), 8 비트 아날로그-디지털 변환기(104), 시퀀셜 콘볼루션부들(106, 108, …, 110), 모드 선택부(112), 그리고 제1 및 제2 스위칭부(120, 130)를 포함한다. 델타-시그마 모듈레이터(102)는 제1 모드일 때 입력되는 아날로그 신호를 1 비트 디지털 신호로 출력시켜 1 구간마다 1 비트의 심볼(symbol)을 발생한다. 8 비트 아날로그-디지털 변환기(104)는 입력되는 아날로그 신호를 샘플링하여 8 비트의 디지털 신호로 변환시킨다. 제1 스위칭부(120)는 입력되는 아날로그 신호를 델타-시그마 모듈레이터(102) 또는 8 비트 아날로그-디지털 변환기(104)로 선택적으로 연결시킨다. 제2 스위칭부(130)는 델타-시그마 모듈레이터(102) 출력 또는 8 비트 아날로그-디지탈 변환기(104) 출력을 선택적으로 시퀀셜 콘볼루션부들(106, 108, 110)로 연결시킨다.

시퀀셜 콘볼루션부들(106, 108, …, 110)은 제2 스위칭부(130)를 통해 연결되는 델타-시그마 모듈레이터(102) 출력 또는 8 비트 아날로그-디지탈 변환기(104) 출력을 제1 모드 또는 제2 모드에 따라 필터 계수들(C1, C2, C3, …, Cn) 또는 PN 코드들과 곱한다(multiply). 시퀀셜 콘볼루션부들(106, 108, …, 110)을 대표하여 제1 시퀀셜 콘볼루션부(106)가 구체적으로 도 2에 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 시퀀셜 콘볼루션부(106)는 필터 계수들(C1, C2, C3, …, Cn)을 저장한 롬(ROM, 202), PN 코드 발생기(204), 곱셈기(206), 어큐머레이터(208), 그리고 스위칭부(209)를 포함한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 스위칭부(209)는 제3 및 제4 스위칭부(201, 203)로 구성된다. 스위칭부(209)는 제2 스위칭부(130)를 통해 연결되는 델타-시그마 모듈레이터(102) 출력 또는 8 비트 아날로그-디지탈 변환기(104) 출력을 제1 모드 또는 제2 모드에 따라 필터 계수들(C1, C2, C3, …, Cn) 또는 PN 코드들과 곱하는 시퀀셜 콘볼루션부(106)의 기능을 제어한다. 스위칭부(209)의 구성 및 역할에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 스위칭부(209)에 포함되어 있는 제3 스위칭부(201)는 필터 계수들(C1, C2, C3, …, Cn)과 8 비트 아날로그-디지탈 변환기(104, 도 1) 출력을 제1 모드 또는 제2 모드에 따라 곱셈기(206)로 선택적으로 전달한다. 필터 계수들(C1, C2, C3, …, Cn)은 GSM 모드의 저역 통과 필터(Low Pass Filter. 미도시)의 필터 계수를 의미하고, 델타-시그마 모듈레이터(102, 도 1)의 1 비트 출력과 곱해져 출력 신호를 재생(또는 복원)한다.

한편, WCDMA 방식은 PN 코드라고 하는 의사잡음 코드를 사용하여 사용자를 구분하는 방식으로 각 사용자들의 전송 신호들이 동일한 주파수 대역을 통해서 전송하게 된다. 이를 위해, 상기 스위칭부(209)에 포함되어 있는 4 스위칭부(203)는 델타-시그마 모듈레이터(102, 도 1)의 1 비트 출력과 PN 코드 발생기(204)의 1 비트 출력을 제1 모드 또는 제2 모드에 따라 곱셈기(206)로 선택적으로 전달한다. PN 코드 발생기(204)의 1 비트 출력은 8 비트 아날로그-디지탈 변환기(104, 도 1) 출력과 곱해져 출력 파형를 복원한다. 어큐머레이터(208)은 곱셈기(206)의 연산 결과를 합하여 최종적으로 GSM 모드 또는 WCDMA 모드의 출력 파형을 발생한다.

다시, 도 1로 돌아가서, 다수개의 시퀀셜 콘볼루션부들(106, 108, …, 110)의 출력은 선택부(112)와 연결된다. 선택부(112)는 제2 모드, 즉 WCDMA 모드일 때 발생되는 시퀀셜 콘볼루션부들(106, 108, …, 110)의 출력을 일정 시간씩 지연시킨 후 합하여 핑거 콤비네이션시킨 WCDMA 출력 파형을 복원하게 된다. 잘 알려져 있는 바와 같이, WCDMA 방식의 통신 네트워크에서는 동일 신호를 다중 경로를 이용하여 전송하며, 다중 경로를 통해 수신된 신호 중 가장 세기가 큰 신호를 복원하게 된다. 이 때, 사용되는 기술을 "핑거 콤비네이션"(또는 "핑거 콤바이닝")이라 한다. 즉, 핑거 콤비네이션을 수행하는 선택부(112)는 WCDMA 모드의 수행시 일종의 병렬 상관기(즉, 핑거)로서의 기능을 수행하며, 다중 모드 통신 시스템에 수신된 다중 경로의 신호들(즉, 시퀀셜 콘볼루션부들(106, 108, …, 110)의 출력) 중 신호의 세기가 가장 큰 신호를 콤비네이션하는 기능을 수행한다. 각 경로에 해당되는 신호는 각각의 시퀀셜 콘볼루션부들(106, 108, …, 110)을 통해 콘볼루션되고, 콘볼루션 결과들이 선택부(112)를 통해 핑거 콤비네이션 된다. 그 결과, WCDMA 출력 파형이 복원된다. 이에 반하여, 제1 모드일 때는 선택부(112)를 이용하여 데시메이션하는 간격 만큼의 시간 간격을 두고 콘볼루션 결과치를 출력하여 GSM 출력 파형으로 복원한다. 여기서, 데시메이션이란 원하는 채널 밖의 불필요한 신호와 잡음을 제거한 후 직렬 출력 디지털 스트림을 생성하는 과정을 의미한다. 즉, GSM 모드의 경우 본 발명에 따른 다중 모드 통신 시스템에서 선택되는 콘볼루션 동작은 저역통과 필터 계수들(C1, C2, C3, …, Cn)에 의해 수행되므로, 저역통과 필터링에 의해 데시메이션 동작이 수행되고, 신호에 포함되어 있는 불필요한 신호와 잡음이 제거되어 GSM 출력 파형이 복원된다. 이 때, 상기 콘볼루션 결과치는 데시메이션 간격만큼의 시간 간격을 두고 출력되는데, 이를 다운 샘플링이라 한다. 다운 샘플링은, 입력된 신호의 주기 보다 낮은 주기로 신호를 출력하는 것으로서, 마치 신호가 일정 시간의 간격을 두고 출력되는 것과 같은 효과를 가지게 된다. 이와 같은 다운 샘플링 기법은, 낮은 동작 속도를 갖는 GSM 출력 파형의 주기를 지원하기 위해서 사용된다. 왜냐하면, 본 발명에 따른 다중 모드 통신 시스템은 저속의 GSM 모드와 고속의 WCDMA 모드가 모두 동일한 곱셈기(206)와 어큐머레이터(208)를 사용하기 때문에, 곱셈기(206)와 어큐머레이터(208)의 동작 속도는 고속의 WCDMA 모드를 지원할 수 있도록 설계되는 것은 자명하기 때문이다. 즉, 곱셈 동작과 어큐머레이션 동작은 GSM 모드와 고속의 WCDMA 모드를 모두 지원할 수 있도록 고속으로 수행되고, 출력에서 그 속도를 조절하여 출력하게 된다. 따라서, 선택기(112)는 저속의 GSM 모드의 경우 다운 샘플링을 통해서 데시메이션하는 간격 만큼의 시간 간격을 두고 콘볼루션 결과치를 출력하여 GSM 출력 파형으로 복원하게 된다.

그러므로, 본 발명의 다중 모드 통신 시스템에 의하면, GSM 모드 또는 WCDMA 모드에 따라 사용 가능하다. 이는 개별적인 통신 시스템들(GSM 모드 또는 WCDMA 모드)에 대한 각각의 하드웨어 구성을 하나로 구성하므로 하드웨어 구성이 단순화된다. 즉, 다수개의 시퀀셜 콘볼루션부들 각각이 GSM 모드와 WCDMA 모드에 대해 곱셈기를 공유하기 때문에 하드웨어의 구성이 단순해진다. 이에 따라 시퀀셜 콘볼루션부들의 구동이 단순해진다.

이상에서, 본 발명은 실시예들을 들어 기술하였지만 이는 예시적인 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 제한하거나 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 다중 모드 통신 시스템은 GSM 모드 또는 WCDMA 모드를 제공하는 것에 대하여 기술하고 있으나, 이는 예시적인 것으로써 다양한 통신 모드들을 제공할 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 본 발명의 다중 모드 통신 시스템은 GSM 모드 또는 WCDMA 모드에 따라 사용 가능하기 때문에, 소비자에게는 폭넓게 전화를 이용하게 하고 제작자에게는 공통 설계로 인한 비용 절감 효과를 부여한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 모드 통신 시스템의 블락 다이어그램을 나타내는 도면이다.

도 2는 도 1의 다중 모드 통신 시스템 내 시퀀셜 콘볼루션부를 구체적으로 나타내는 도면이다.

Claims (6)

1. 입력되는 아날로그 신호를 수신하고, 제1 모드 및 제2 모드에 따라 상기 아날로그 신호를 선택적으로 출력하는 제1 스위칭부;

   상기 제1 모드일 때, 상기 제1 스위칭부로부터 상기 아날로그 신호를 입력받아 샘플링하는 델타-시그마 모듈레이터;

   상기 제2 모드일 때, 상기 제1 스위칭부로부터 상기 상기 아날로그 신호를 입력받아 샘플링하는 아날로그-디지탈 변환기;

   상기 제1 모드일 때 상기 델타-시그마 모듈레이터 출력을 수신하고, 상기 제2 모드일 때 상기 아날로그-디지탈 변환기 출력을 수신하는 제2 스위칭부;

   상기 제1 모드일 때 상기 제2 스위칭부를 통해 입력되는 상기 델타-시그마 모듈레이터 출력을 필터 계수와 곱하고, 상기 제2 모드일 때 상기 제2 스위칭부를 통해 입력되는 상기 아날로그-디지털 변환기의 출력을 의사잡음(PN) 코드들과 곱한 후 합하여 상기 제2 모드의 출력 파형을 발생하는 다수개의 시퀀셜 콘볼루션부들; 및

   상기 제1 모드일 때 상기 시퀀셜 콘볼루션부들의 출력을 다운 샘플링하는 시간씩 지연시켜, 데시메이션된 상기 제1 모드의 출력 파형으로 복원하는 선택부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 모드 통신 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 시퀀셜 콘볼루션부들 각각은

   상기 필터 계수를 저장하는 필터 계수 저장부;

   상기 제1 모드일 때 상기 필터 계수 저장부의 상기 필터 계수를 수신하고, 상기 제2 모드일 때 상기 아날로그-디지탈 변환기 출력을 수신하는 상기 제3 스위칭부;

   상기 제2 모드일 때, 상기 PN 코드들을 발생하는 PN 코드 발생부;

   상기 제1 모드일 때 상기 델타-시그마 모듈레이터 출력을 수신하고, 상기 제2 모드일 때 상기 PN 코드 발생부의 상기 PN 코드들을 수신하는 제4 스위칭부;

   상기 제1 모드일 때 상기 필터 계수 저장부의 상기 필터 계수와 상기 델타-시그마 모듈레이터 출력을 곱하고, 상기 제2 모드일 때 상기 아날로그-디지탈 변환기 출력과 상기 PN 코드들을 곱하는 곱셈부; 및

   상기 곱셈부의 출력을 합하여 출력 파형을 발생하는 어큐머레이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 모드 통신 시스템.
3. 제1항 및 제2항에 있어서,

   상기 제1 모드는 GSM 모드이고, 상기 제2 모드는 WCDMA 모드인 것을 특징으로 하는 다중 모드 통신 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 필터 계수는

   상기 제1 모드의 저역 통과 필터의 계수인 것을 특징으로 하는 다중 모드 통신 시스템.
5. 제2항에 있어서, 상기 필터 계수 저장부는

   롬(ROM)인 것을 특징으로 하는 다중 모드 통신 시스템.
6. 제3항에 있어서,

   상기 델타-시그마 모듈레이터의 출력은 1 비트, 상기 PN 발생기의 출력은 1 비트, 상기 아날로그-디지털 변환기의 출력은 8 비트, 그리고 상기 필터 계수는 8 비트인 것을 특징으로 하는 다중 모드 통신 시스템.