KR20030007624A - Ｒｆ ｉｃ와 베이스밴드 ｉｃ 사이에서 디지털 신호의교환을 위한 인터페이스 개념 - Google Patents

Ｒｆ ｉｃ와 베이스밴드 ｉｃ 사이에서 디지털 신호의교환을 위한 인터페이스 개념 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신호의 변환을 위한 적어도 하나의 A/D 컨버터(13) 및 적어도 하나의 D/A 컨버터(14)를 포함하는 아날로그 수신 및 전송 유닛과, 디지털 신호의 프로세싱을 위한 디지털 프로세싱 유닛도 제공되는 회로 장치에 관한 것이다. 본 발명은 이런 종류의 회로 장치를 포함하는 이동 통신을 위한 사용자 세트와, 아날로그 수신 및 전송 유닛과 디지털 프로세싱 유닛 사이에 디지털 신호의 전송을 위한 방법에도 관한 것이다. 디지털 프로세싱 유닛과 아날로그 수신 및 전송 유닛 사이에 디지털 신호의 신뢰할 수 있는 전송이 거의 노력을 들이지 않고 실현될 수 있는 회로 장치가 제안된다; 이 목적을 위하여, 아날로그 수신 및 전송 유닛과 디지털 프로세싱 유닛 사이에 디지털 신호의 교환을 위하여 배치되는 저장 유닛(17)과 인터페이스(18,19)를 제공하는 것이 제안되고, 수신 및 전송 유닛과 디지털 프로세싱 유닛 사이에 신호 또는 데이터 교환은 전송 및 수신 갭(43)에서 독점적으로 발생한다.

Description

ＲＦ ＩＣ와 베이스밴드 ＩＣ 사이에서 디지털 신호의 교환을 위한 인터페이스 개념{INTERFACE CONCEPT FOR THE EXCHANGE OF DIGITAL SIGNALS BETWEEN AN RF IC AND A BASEBAND IC}
휴대용 전자 장치에서 구성요소의 집적 밀도를 지속적으로 증가시키는 것은 훨씬 더 적은 수의 회로 장치를 가져오고, 궁극적으로 더 적은 비용, 더 작은 장치 및 더 큰 사용 가능성을 가져온다. 그래서 이동 전화에 대한 칩 세트는 더 적은 수의 칩으로 감소될 수 있다. 요구되는 회로 장치는 가령, 수신 및 송신 유닛이 수용되는 유닛, 디지털 프로세싱 유닛 및 입력 및 출력 유닛을 포함한다.
신호의 프로세싱은 디지털 기반에서 높은 정도까지 발생한다. 그러나, 데이터 또는 신호의 수신 및 전송은 둘 다 아날로그이다. 아날로그 회로의 프로세싱을 위하여, RF IC(RF=무선 주파수)로도 불릴 수신 및 전송 유닛을 구비하는 회로 장치가 제공된다.
수신된 아날로그 신호의 다른 프로세싱에 대하여, 이 신호들은 A/D 변환을 받아서 디지털 신호로 컨버팅된다. 이 변환 이후에, 신호의 프로세싱은 오직 디지털뿐이다; 신호는 출력 가령, 라우드스피커(loudspeaker)를 통한 오디오 신호의 출력을 위하여 아날로그 신호로 다시 컨버팅 된다. 유사하게, 전송되어야 하는 신호나 데이터는 D/A 변환 되어서 아날로그 형태로 전송된다.
아날로그와 디지털 신호의 프로세싱을 위한 구성요소는 매우 상당히 다르다 모든 아날로그 기능 가령, 혼합기 및 필터는 원칙적으로 디지털로 실현될 수 있다. 그러나 이는 이런 종류의 기능을 상당한 속도와 레졸루션(resolution)으로 실현하는 것은 매우 복잡한 동작이다. 관찰된 아날로그 성분은 주로 주파수 혼합기, 증폭기 또는 필터이며, 디지털 프로세싱은 디지털 신호 프로세서 및 시스템 제어기를 사용한다. 디지털 신호 프로세서도 필터 기능을 포함하나 디지털 형태의 RF 필터의 구현은 너무 느리거나 그 전류 소모가 너무 높을 것이다.
수신된 신호는 매우 낮은 레벨을 가질수 있다; 이 레벨은 통상적으로 -102dBm에서 -12dBm까지여서 이들은 중첩(superposition) 및 교란에 매우 민감할 수있다.
그래서 알려진 해결책에 따르면, 신호의 하나 또는 다른 형태로의 변환이 A/D 및 D/A 변환의 수단에 의해 독점적으로 수행되는 회로 장치가 제공된다. 이 회로 장치에 변환을 위하여 아날로그 신호가 제공된다; 또한 동시에 신호는 디지털 형태로 제공되어서 아날로그 신호로 변환된다. 회로 장치는 디지털화된 신호를 인터페이스를 통하여 디지털 프로세싱 유닛으로 출력한다. 유사하게, 디지털 프로세싱 유닛에 의해 나타난 신호는 인터페이스를 통하여 상기 회로 장치의 D/A 변환기로 인가된다.
이 해결책은 전자 장치에서 상당한 정도의 공간을 점유하는 추가적인 회로 장치를 요구한다는 단점을 가진다.
다른 실시예에서 회로 장치의 구성요소는 적절한 A/D 및 D/A 컨버터와 해당하는 인터페이스를 구비하는 인터페이스 유닛이 제공된 RF IC 상에 집적된다. 디지털 데이터를 디지털 프로세싱 유닛을 구비하는 회로 장치로 높은 데이터 레이트로 전송하는 것이 가능해야 하기 때문에, 그 때 인터페이스에 대하여 엄격한 요구사항이 부과되어야 한다. 디지털 프로세싱 유닛을 구비하는 이러한 회로 장치는 후술에서 베이스밴드 IC로도 칭해질 것이다.
이 시스템은 디지털 및 매우 민감한 아날로그 신호가 RF-IC 상에서 동시에 활성한다는 단점을 지닌다. 예를 들면, 이동 전화의 안테나로부터의 입력 신호는 매우 낮은 레벨을 가지고, RF IC에서 VCO(votage-controlled oscillator) 신호는 간섭에도 매우 민감하다. 아날로그 신호의 프로세싱과 동시에 인터페이스를 통한디지털 신호의 전송은 상기 아날로그 신호의 심각한 변동을 야기할 수 있다. 이러한 중첩 효과를 감소시키기 위하여, 인터페이스가 적절한 특성을 지닐것을 보증하는 것이 필요하다. 예를 들면, 디지털 신호는 디지털 에지에서 가능한 한 긴 라이즈 타임(rise time)을 가져야 해서, RF 성분의 스펙트럼은 감소된다; 작은 신호 스윙(swing)도 유리하다. 이 특성은 베이스밴드 IC에 대해서 뿐만 아니라 RF IC에 대하여 요구되는 추가적인 구성요소에 의해 실현된다.
이 개념에 따라서, 오직 두 개의 회로 장치가 요구되는 것이 유리하다. 이 개념의 단점은 RF IC와 베이스밴드 IC 사이에서 인터페이스가 민감한 아날로그 신호의 중첩 및 교란이 예방되는 방식으로 제조되어야 하고, 이 인터페이스가 특히 이에 따라 제조되어야 한다는 것이다. 이 목적을 위하여, 위에서 설명한 바와 같이, 아날로그 유닛은 아날로그 필터 -이 자체가 베이스밴드 IC 또는 RF IC를 새로운 프로세스 기술에 적응시키기 위해 요구되는 노력을 증가시킴- 에 의해 디지털 신호의 에지의 가파름(steepness)을 감소하기 위하여 요구된다.
훨씬 더 좁은 컨덕터 트랙, 이 컨덕터 트랙간의 더 작은 거리, 및 트랜지스터의 감소된 항복 전압을 갖춘 새로운 기술이 사용될 때 다른 문제에 봉착된다. 그래서 사용 가능한 전압 범위는 감소되어서 해당하는 아날로그 함수의 구현은 더 어려워지거나 심지어 불가능하게 된다.
발명의 개요
그러므로, 본 발명의 목적은 디지털 프로세싱 유닛과 아날로그 수신 및 전송유닛 사이에서 신뢰할 수 있는 디지털 신호의 전송이 적은 노력으로 실현될 수 있는 회로 장치를 제공하는 것이다.
적어도 하나의 A/D 컨버터 및 적어도 하나의 D/A 컨버터를 포함하는 아날로그 수신 및 전송 유닛과, 디지털 신호를 프로세싱하기 위한 디지털 프로세싱 유닛과, 적어도 하나의 저장 유닛과 인터페이스 -그 구성요소들은 아날로그 수신 및 전송 유닛과 디지털 프로세싱 유닛 사이에서 디지털 데이터의 교환을 위하여 배치됨- 도 제공되는 회로 장치에 의해 본 목적은 달성된다.
회로 장치는, 아날로그 신호를 수신하고 다른 한 쪽으로 가령, 기지국 또는 사용자 세트로 아날로그 신호를 전송하기 위하여 배치되는 아날로그 수신 및 전송 유닛을 포함한다. 아날로그 수신 및 전송 유닛은, 그 중에서도 특히, 수신 유닛에서 I 및 Q 신호 성분으로 변환 이후, 수신된 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 적어도 하나의 A/D 컨버터를 포함한다. 디지털 프로세싱 유닛에 의해 나타나는 신호를 그 자체가 안테나를 통하여 전송되는 아날로그 신호로 컨버팅하는 D/A 컨버터도 제공된다.
아날로그 수신 및 전송 유닛은 매우 낮은 레벨의, 안테나로부터 수신된 신호를 해당하는 신호 레벨까지 증폭시키는 적당한 증폭기를 포함한다. 유사하게, 이 아날로그 수신 및 전송 유닛은 수신된 신호에서 다른 주파수 대역에서 다른 이동 무선 사용자나 높은 레벨의 신호 가령, 무선 기지국으로부터 신호 성분의 필터를 포함한다. 아날로그 수신 및 전송 유닛에 혼합기 유닛이 제공되고 그에 따라, 신호는 하나의 캐리어 주파수로부터 다른 캐리어 주파수로 설정된다.
디지털 프로세싱 유닛에 디지털 데이터를 프로세싱 하기 위하여 배치되는 디지털 신호 프로세서 및 시스템 제어기, 가령 복조 및 균등이 스피치를 인코딩하거나 디코딩하고, 디스플레이 드라이버를 제어하기 위하여 배치된다.
본 발명에 따라서, 디지털 신호가 버퍼링 되는 저장 유닛을 아날로그 수신 및 전송 유닛에 집적하는 것이 제안된다. 본 저장 장치는 저장 유닛에 저장된 디지털 신호를 아날로그 수신 및 전송 유닛과 디지털 프로세싱 유닛 사이에서 교환하기 위하여 배치되는 인터페이스에 결합된다. 이러한 버퍼링의 결과로, 디지털 신호는 아날로그 수신 및 전송 유닛과 디지털 프로세싱 유닛 사이에서 민감한 아날로그 신호의 영향이 낮은 순간에 전송될 수 있다. 결과적으로, 인터페이스는 더 간단한 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 이로운 실시예에서, 아날로그 수신 및 전송 유닛은 RF IC로도 칭해지는 회로 내에 배치된다. 디지털 프로세싱 유닛은 베이스밴드 IC로도 칭해지는다른 회로 내에 배치된다. 그래서 개개의 회로 장치는 복잡한 아날로그 성분을 집적할 필요 없이 새로운 프로세스 기술에 대하여 적합하게 제조될 수 있다. 게다가, 변환 및 전송을 위하여 아무런 추가적인 회로 -이러한 회로는 추가적인 공간 및 전류를 요구할 것임- 가 요구되지 않는다.
본 발명의 이로운 실시예에서, 저장 유닛과 제 1 인터페이스 유닛은 RF IC 상에 배치된다. 이 때 저장 유닛은 A/D 및 D/A 컨버터와 제 1 인터페이스 유닛 사이에서 연결된다. 저장 장치는 A/D 컨버터에서 디지털 신호로 변환되는 수신된 신호를 저장한다. 동시에 베이스밴드 IC에 의하여 제공된 신호는 안테나를 통하여 전송되도록 해당 순간에 D/A 컨버터에서 아날로그 신호로 변환되기 위하여 저장된다.
아날로그 수신 및 전송 유닛과 디지털 프로세싱 유닛 사이에서 디지털 신호의 교환을 위한 베이스밴드-RF 인터페이스는 제 1 인터페이스 유닛 및 제 2 인터페이스 유닛을 포함한다. 제 1 인터페이스 유닛은 아날로그 수신 및 전송 유닛이 제공된 RF IC 상에 수용되고, 제 2 인터페이스 유닛은 디지털 프로세싱 유닛을 구비하는 베이스밴드 IC 상에 수용된다. 데이터는 IC 사이에서 직렬적으로 교환된다. 제 1 인터페이스 유닛에서 수신된 데이터는 직렬 데이터 스트림으로 변환되어서 다시 병렬인 데이터로 출력하는 제 2 인터페이스 유닛으로 직렬적으로 전송된다. 전송되어야 하는 데이터는 직렬 데이터 스트림으로 변환되는 제 2 인터페이스로 병렬로 전송되어서 제 1 인터페이스 유닛에 직렬적으로 전송되고, 저장 유닛으로 병렬로 출력된다. 직렬 데이터 전송은 인터페이스 유닛 사이에서 요구된 연결의 수를 최소화하는 이점을 제공한다.
IC 상에 충분한 공간이 사용 가능한 애플리케이션의 경우에, 데이터의 직접적인 병렬 전송은 RF IC와 베이스밴드 IC 사이에서 실현될 수 있다.
본 발명에 따라서, 아날로그 신호의 아무런 전송이나 수신도 발생하지 않는 경우에만 디지털 프로세싱 유닛과 아날로그 수신 및 전송 유닛 사이에서 디지털 신호의 전송을 수행하는 것이 제안된다.
저장 유닛은 제 1 및 제 2 인터페이스 유닛을 통하여 즉, 전송과 수신 갭에서 디지털 프로세싱 유닛으로 인가되는 디지털화된 I 및 Q 신호를 저장한다. 유사하게, 디지털 프로세싱 유닛에 의해 나타난 디지털 신호는 제 1 및 제 2 인터페이스 유닛을 통하여 저장 유닛으로 전송되어서, 전송 버스트(burst)가 다시 발생할 때에만 아날로그 I 및 Q 신호로 (해당하는 D/A 컨버터에 의해) 변환되고, 그 후 이 신호는 안테나로 인가된다.
타임 멀티플렉스 전송 방법(가령, GSM 표준에 따른 TDMA 시스템)에서 보통 타임 슬롯의 단지 1/8만이 수신 또는 전송 버스트의 전송 또는 수신을 위하여 이용 가능하기 때문에 베이스밴드 RF 인터페이스가 디지털 형태로 베이스밴드 IC 와 RF IC 사이에서 해당하는 데이터를 전송하기 위하여 충분한 시간이 남는다. 이는 아무런 RF IC의 전송이나 수신 실행이 없을 때마다 활성되는 디지털 구성요소로만 독점적으로 구성되는 상당히 더 간단한 인터페이스를 허가한다. 그래서 디지털 신호의 중첩에 의한 아날로그 신호의 영향은 더 이상 가능할 수 없다.
본 발명의 다른 실시예에서, 저장 유닛은 두 개의 부분으로 나뉘어지도록 제조된다. 이 때 저장 유닛의 한 부분은 수신 경로(RX)의 데이터를 위한 것이고, 저장 유닛의 다른 부분은 전송 경로(TX)의 데이터를 위한 것으로 의도된다.
적어도 하나의 A/D 컨버터 및 적어도 하나의 D/A 컨버터와, 디지털 신호의 프로세싱을 위한 디지털 프로세싱 유닛, 적어도 하나의 저장 유닛과 인터페이스 - 그 요소들은 아날로그 수신 및 전송 유닛과 디지털 프로세싱 유닛 사이에서 디지털 신호의 교환을 위하여 배치됨- 를 포함하는 아날로그 수신 및 전송 유닛을 구비하는 회로 장치를 포함하는 이동 통신에 대한 사용자 세트에 의해서도 이 목적이 달성된다.
아날로그 수신 및 전송 유닛과 디지털 프로세싱 유닛 사이에서 디지털 신호의 전송을 위한 방법에 의해서도 이 목적은 달성되고 이 방법으로, 아날로그 수신 및 전송 유닛과 디지털 프로세싱 유닛 사이에서의 신호의 교환을 위하여 저장 유닛에서 신호가 버퍼링된다.
이 종류의 구조는 GSM, DECT 또는 블루투스 전송 시스템을 위하여 사용될 수 있다.
이 개념의 상당한 이점은 IC 상에서 혼합 신호(아날로그와 디지털 신호)와 디지털 기능의 분리에 있다. 그 결과, 디지털 기능 유닛만이 베이스밴드 IC 상에 집적되고, 새로운 프로세스 기술인 경우에 더 빠르고 더 쉬운 적응의 이점을 제공한다.
본 발명은 적어도 하나의 A/D 컨버터 및 적어도 하나의 D/A 컨버터를 포함하는 아날로그 수신 및 전송 유닛(analog receive and transmit unit)과 디지털 신호의 프로세싱을 위한 디지털 프로세싱 유닛도 함께 제공되는 회로 장치에 관한 것이다. 본 발명은 이런 종류의 회로 장치를 포함하는 이동 통신을 위한 사용자 세트와, 아날로그 수신 및 전송 유닛과 디지털 프로세싱 유닛 사이에서 디지털 신호의 전송을 위한 방법에도 관한 것이다.
이런 종류의 회로 장치는 통신 시스템 가령, TDMA 시스템(가령, GSM 시스템)에서 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 명세서에서 더 상세히, 예로 도면을 참조하여 후술될 것이다.
도 1은 현재 기술 상태에 따른 배치를 도시한다.
도 2는 RF IC 상에 A/D 및 D/A 컨버터와 인터페이스가 집적되는 배치를 도시한다.
도 3은 RF IC상에 메모리를 구비하는 본 발명에 따른 회로 장치를 도시한다.
도 4는 타임도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 배치의 인터페이스 구조의 상세도이다.
도 1은 세 개의 개개의 회로 장치가 제공되는 현재 기술 상태에 따른 배치를 도시한다. RF IC(1)는 아날로그 수신 및 전송 유닛을 포함하고, 도시되지 않은 안테나를 통하여 아날로그 신호 R을 수신하고, 아날로그 신호 T를 전송한다.
안테나로부터 수신된 아날로그 신호 R의 레벨을 적합하게 증가시키고, 간섭을 제거하며, 그로부터 이웃하는 채널로부터의 신호 성분을 제거하기 위하여 수신 유닛(11)에 적당한 증폭기, 필터 및 혼합기 유닛이 제공된다. 수신 유닛(11)은 I 및 Q 성분 형태인 신호를 인터페이스 칩(3) 상에 배치되는 A/D 컨버터(13)로 인가한다. 아날로그 I 및 Q 신호 성분은 그 안에서 디지털 신호로 변환된다. 그 후, 디지털 신호가 제 1 인터페이스 유닛(15)을 통하여 제 2 인터페이스 유닛(1)으로 인가된다. 제 2 인터페이스 유닛(16)은 디지털 프로세싱 유닛을 포함하는 베이스밴드 IC(2) 상에 수용된다. 베이스밴드 IC(2)는 디지털 신호 프로세서(21) 및 시스템 제어기(22)를 수용한다.
이러한 장치에서, 신호 R이 수신될 뿐만 아니라 신호 T도 다른 시스템으로 전송되기 때문에, 디지털로 인코딩된 신호는 인터페이스 유닛(16)을 통해, 디지털 프로세싱 유닛을 구비하는 베이스밴드 IC(2)로부터 인터페이스 유닛(15)을 구비하는 인터페이스 칩(3)으로 디지털 신호 프로세서(21) 또는 시스템 제어기(22)에 의해 전송된다. 그 후, 디지털 신호는, 디지털 신호를 I 및 Q 성분의 형태인 해당하는 아날로그 신호로 변환하는 D/A 컨버터로 인가된다. 이러한 I 및 Q 신호는 인터페이스 칩(3)으로부터 RF IC(1)로 인가된다; 그 후 이들은 전송 유닛(12)에서 적당한 레벨로 맞춰지고, 안테나를 통한 전송을 위하여 필요한, 원하는 캐리어 주파수로도 맞춰진다.
상기 현재의 기술 상태에 따른 회로 장치는 세 개의 회로를 포함하다; 이것은 각 회로가 인쇄된 회로 보드 상에 배치되어야 하고, 다른 회로에 연결되어야 하는 것이 단점이라서, 상당한 양의 공가이 인쇄 회로 기판의 제한된 표면상에 자리 잡는다.
이러한 단점을 회피하기 위하여, 도 1에 있는 배치는 인터페이스 칩(3) 상에 위치가 정해지는 인터페이스에서 아날로그 수신 및 전송 유닛을 구비하는 RF IC(1) 상에 배치되는, 대응하는 A/D 및 D/A 컨버터(13,14)와 제 1 인터페이스 유닛(15)과 함께 배치되는 배치를 제안한다. 이는 실제로 동일한 구성요소들이 도 1과같이 제공되는 도 2에 도시된 배치가 되는데, 이 경우에 직렬적인 제 1 및 제 2 인터페이스 유닛 대신에 두 개의 칩(1,2) 각각에 제공되는 비트 스트림 인터페이스 유닛(15a,16a)이 이용된다는 차이가 있다. 이러한 비트 스트림 인터페이스는 입력 신호의 대역보다 훨씬 더 높은 데이터 레이트로 비트 스트림을 산출한다. 고주파 양자화 잡음을 제거하는 데시메이션(decimation) 필터(디지털 필터)는 도시되어 있지 않다.
이 배치는 높은 데이터 레이트의 디지털 신호가 존재한다는 단점을 지닌다. 신호가 큰 양자화 잡음 성분을 포함하기 때문에, 실제 사용하는 신호에 대하여 실제로 필요한 것보다 더 많은 비트가 전송되어야 한다. 결과적으로, 가령, 안테나로부터 수신된 아날로그 신호가 높은 데이터 레이트 및 베이스 밴드 IC(2)로부터 RFIC(1)로의 스팁(steep) 에지로 디지털 풀 스윙(full swing) 신호의 전송에 의해 교란되는 것이 발생할 수 있다. 이러한 중첩이나 교란을 감소시키거나 예방하기 위하여, 섹션(15a, 16a)을 구비하는 정교한 비트 스트림 인터페이스가 요구되며, 민감한 아날로그 신호의 영향을 예방하는 적당한 필터(도시되지 않음)가 이러한 인터페이스에 제공된다. 이러한 필터는 특히 디지털 에지에서 라이즈 타임에 영향을 주어 신호 스펙트럼에서 RF 성분은 감소된다. 이 목적을 위하여, 예를 들면, 아날로그 로우-패스 필터링이 적용된다. 신호도 영향을 받아서 더 낮은 신호 진폭을 실현하게 된다.
도 3은 두 개의 회로만을 포함하는 본 발명에 따른 회로 개념을 도시하며, 아날로그 수신 및 전송 유닛은 RF-IC(1)에서 수용되되, 디지털 신호 프로세서(21) 및 시스템 제어기(22)는 베이스밴드 IC(2) 상에 디지털 프로세싱 유닛으로 배치된다. 아날로그 수신 및 전송 유닛은 안테나로부터 아날로그 신호 R을 수신한다; 이 신호는 수신 유닛(11)에서 적절히 증폭되고 필터링되어서 I 및 Q 신호로서 디지털 변환을 위하여 A/D 컨버터(13)에 인가된다. 디지털화된 I 및 Q 신호는 저장 유닛(17)에서 버퍼링 된다.
아날로그 수신 및 전송 유닛이 신호를 전송하거나 수신하지 않는 간격(interval) 동안, 저장 유닛(17)에 저장된 신호나 데이터는 제 1 직렬 인터페이스 유닛(18)을 통하여 베이스밴드 IC(2)에 있는 제 2 직렬 인터페이스 유닛(19)으로 인가된다.
베이스밴드 IC(2)에 의해 나타난 디지털 신호는 제 2 직렬 인터페이스유닛(19)으로부터 RF IC(1) -이들이 직렬 인터페이스 유닛(18)에 도달해서 이들이 버퍼링 되는 저장 유닛(17)으로 인가되게 함- 로 인가된다. 디지털 프로세싱 유닛으로부터 아날로그 수신 및 전송 유닛으로의 전송은 회로 배치가 신호를 수신하거나 전송하지 않을 동안만 재발생한다.
전송될 데이터는 D/A 컨버터(14)에 의해 아날로그 I 및 Q 신호로 컨버팅되어서 전송 유닛(12)에서 정확한 레벨로 맞춰지고, 이후에 이들은 안테나를 통하여 아날로그 신호 T로 전송된다.
도 3에 도시된 배치의 대안으로서, RF IC(1)에 제 2 저장 유닛(도시되지 않음)이 제공될 수 있어서 수신 경로 및 전송 경로를 위한 메모리가 분리된다.
도 4는 시간도(time diagram)를 도시한다. 그 안에서 바(41,41a)는 각각의 전송 버스트를 나타내고 바(42,42a)는 각각의 수신 버스트를 나타낸다. 이 버스트(41,42)와 버스트(41a,42a) 사이에서 참조 번호(43)에 의해 표시되는 경우에, 디지털 신호는 베이스밴드 IC(2)와 RF IC(1) 사이에 전송된다.
도 5는 본 발명에 따른 회로 장치의 상세한 대표도이다. 그 안에서, A/D 및 D/A 컨버터, 저장 유닛(16) 및 직렬 인터페이스(18,19)를 포함하는 전송 및 수신 유닛의 부분만이 도시되어 있다. 베이스밴드 IC(2)의 제 2 직렬 인터페이스 유닛(19) 및 대응하는 필터 유닛(23)도 도시되어 있다.
I 및 Q 성분의 형태로 수신된 아날로그 신호는 리드(132p,132n) 및 (131p,131n)을 통하여 각각의 시그마-델타 A/D 컨버터(132,131)로 인가된다. 신호(131p,132p)는 매번 I 신호 또는 Q 신호의 양의 성분을 포함하고,신호(131n,132n)은 매번 I 신호 또는 Q 신호의 음의 성분을 포함한다. 시그마-델타 A/D 컨버터(131,132)는 아날로그 I 및 Q 신호를 각각의 디지털 신호(131a,132a)로 변환하며, 상기 신호는 저장 유닛(17)으로 인가되고 실제로 더 나아가 제 1 직렬 인터페이스 유닛(18)을 통하여 전송된다. 시그마-델타 A/D 컨버터는 아날로그 입력 신호로부터 비트 스트림 신호를 산출한다.
전송될 디지털 신호는 메모리(17)에 저장되고 FIRDAC 컨버터(141,142)를 통하여 I 및 Q 성분을 지니는 아날로그 신호로 변환된다. (141p,142p)는 매번 양의 성분을 타내고, (141n,142n)은 매번 음의 성분을 각각 나타낸다. FIRDAC 컨버터(Finite Impulse Response Digital-to-Analog Converter)는 비트 스트림 신호로부터 아날로그 신호를 산출한다. 이 동작 동안, RF 양자화 잡음 성분이 동시에 필터링 아웃된다.
베이스밴드 IC(2)는 잡음 셰이퍼(shaper) 유닛(24) 및 디지털 데시메이션 필터(25)를 포함하는 필터 유닛(23)이며, 각각은 입력되는 또는 출력되는 디지털 신호의 프로세싱을 위하여 서비스한다.
잡음 셰이퍼는 데시메이션 필터 기능과 반대의 기능을 지닌다. 12 비트의 버스 폭과 초당 13/24 백만 샘플 값의 데이터 레이트(=초당 541,700 샘플 값)의 디지털 신호는 상당히 대량의 RF 양자화 잡음도 포함하는 비트 스트림 신호(초당 13 백만 비트)로 변환된다.
공급된 I 및 Q 신호와 출력되는 I 및 Q 신호의 대역폭은 NZIF(Near Zero Intermediate Frequency) 모드에서 0부터 200kHz까지 해당한다. A/D 및 D/A 컨버터에 의해 신호(132a,131a)에서 전송된 데이터와, 메모리(17)로부터 유래하는 신호(141a,142a)는 초당 13 메가샘플을 전송할 수 있는 1 비트 레졸루션(resolution)을 가진다.
디지털화된 베이스밴드 신호는 베이스밴드 IC(2)에서 12 비트 분해능을 가진 PCM(Pulse Code Modulated)으로 발생해서 초당 13/24 메가샘플이 전송되게 된다. 적정 레벨까지의 디지털 필터, 혼합기, 어뎁테이션(adaptation)을 사용하여, 데이터 레이트 및 레졸루션의 감소가 수신 경로에서 발생하는 것이다. 더 낮은 레졸루션 및 데이터 레이트, 더 적은 계산을 요구하는 노력이 요구되어서, 더 낮은 전력소모도 가능할 것이다.
본 발명은 신호가 버스트에서 전송되고 수신되는 어떠한 TDMA 시스템에서도 사용될 수 있다. GSM 시스템에 추가하여, 본 발명은 미국에서 사용되는 IS 54 및 IS 136 시스템에서 사용될 수 있다. 게다가, 미국에서 사용되는 WACS-PACS 시스템에서와, 일본에서 사용되는 Handy/Phone 시스템에서뿐만 아니라 영국에서 사용되는 DCS-1800에서도 사용될 수 있다. 이것은 유럽에서 사용되는 DECT 시스템에서도 적절히 사용될 수 있다.
저장 유닛의 용량은 시그마-델타 컨버터의 버스트 폭(burst width) 및 오버샘플링 비에 의존한다. GSM 시스템에 대하여 충분한 16 킬로비트 저장 용량은 GPRS 시스템에 대해서는 확대되어야 한다.
저장 유닛(17)의 디지털 신호가 D/A 컨버터(142,141)에서 아날로그 신호로 변환되는 동안 인터페이스는 비활성되고, 아날로그 신호는 IF 또는 RF 주파수를 다시 갖는다. 아날로그 수신 및 전송 유닛이 거의 0 IF 신호로 혼합되는 안테나 신호를 수신하는 동안에도 인터페이스는 비활성한다. 데이터는 수신 버스트가 종료되는 순간에 메모리(17)로부터 인터페이스를 통해서 베이스밴드 IC(2)로 전송될 수 있다.
도 4는 가령 GSM 시스템을 위하여 대략 575μs인 전송 및 수신 버스트를 도시한다. 시그마-델타 컨버터에서 13MHz 오버샘플링 주파수(32.5의 오버샘플링 계수)가 사용될 때, 해당하는 비트 레이트를 가지는 비트 스트림 신호가 산출된다. 시그마-델타 컨버터로부터 버스트로 향한 비트 출력의 수는 다음과 같이 계산될 수 있다:
두 개의 채널(I,Q)이 시그마-델타 컨버터에서 동시에 변환되어야 하기 때문에 여기서 계산된 비트의 수는 두배가 되어야 하고, 그래서 16 킬로비트의 메모리 용량만이 요구된다.
복수의 전송 및 수신 버스트가 GPRS 시스템에 있는 하나의 타임 슬롯에서 전송되고 수신되기 때문에, 저장 용량은 증가되어야 한다. 본 회로 장치의 이점은 만족되어야 하는 EMC 요구사항이 엄격하지 않다는 것이어서 인터페이스에서 복잡한 아날로그 필터와 작은-스윙 신호 생성을 구현 -이 단계는 추가적인 공간 및 전류를 요구함- 이 필요 없는 간단한 디지털 인터페이스가 구현될 수 있다.

Claims (10)

  1. 회로 장치에 있어서,
    신호의 변환을 위한 적어도 하나의 A/D 컨버터(13)와 적어도 하나의 D/A 컨버터(14)를 포함하는 아날로그 수신 및 전송 유닛과,
    디지털 신호의 프로세싱을 위한 디지털 프로세싱 유닛과,
    적어도 하나의 저장 장치 유닛(17)과,
    인터페이스(18,19) -상기 인터페이스의 요소들이 상기 아날로그 수신 및 전송 유닛 및 상기 디지털 프로세싱 유닛 사이에 디지털 신호의 교환을 위하여 배치됨- 가 제공되는
    회로 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 아날로그 수신 및 전송 유닛과 상기 디지털 프로세싱 유닛이 각각의 회로에서 배치되는 것을 특징으로 하는
    회로 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장 유닛(17)이 상기 아날로그 수신 및 전송 유닛과 함께 상기 회로(1)에 배치되는 것을 특징으로 하는
    회로 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장 유닛(17)이 상기 A/D(14)및 D/A(14) 컨버터와 제 1 인터페이스 유닛(18) 사이에서 배치되는 것을 특징으로 하는
    회로 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 프로세싱 유닛이 상기 제 1 인터페이스 유닛(18)으로의 상기 디지털 신호의 전송을 위하여 제 2 인터페이스 유닛(19)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    회로 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로 장치가
    상기 아날로그 수신 및 전송 유닛과 상기 디지털 프로세싱 유닛 사이에서 전송 및 수신 갭(43)에서 디지털 신호를 교환하기 위하여 배치되는 것을 특징으로 하는
    회로 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장 장치가 적어도 두 개의 저장 섹션을 포함하는 것을 특징으로 하는
    회로 장치.
  8. 이동 통신을 위한 사용자 세트에 있어서,
    신호의 변환을 위한 적어도 하나의 A/D 컨버터 및 적어도 하나의 D/A 컨버터를 포함하는 아날로그 수신 및 전송 유닛과
    디지털 신호의 프로세싱을 위한 디지털 프로세싱 유닛과,
    적어도 하나의 저장 장치와,
    적어도 하나의 인터페이스 -상기 인터페이스의 요소들이 상기 아날로그 수신 및 전송 유닛과, 상기 디지털 프로세싱 유닛 사이에서 상기 디지털 신호의 교환을 위하여 배치됨- 를 포함하는 회로 장치를 포함하는
    사용자 세트.
  9. 아날로그 수신 유닛 및 디지털 프로세싱 유닛 사이에서의 디지털 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 아날로그 수신 및 전송 유닛과 상기 프로세싱 유닛 사이에서 신호가 교환되자마자 상기 신호가 상기 저장 장치에서 버퍼링되는
    디지털 신호를 전송하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 신호는 상기 전송 및 수신 갭에서 교환되는
    디지털 신호를 전송하는 방법.
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