KR20060001210A

KR20060001210A - 안테나 스위칭 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20060001210A
Application number: KR1020040050272A
Authority: KR
Inventors: 정영욱
Original assignee: 주식회사 팬택앤큐리텔
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2006-01-06

Abstract

본 발명은 안테나 스위칭 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 PDA, 스마트 폰, WLL, GSM, WLAN, 이동통신 단말기 등 무선 통신망을 사용하는 모든 단말기에서 복수개의 안테나를 사용하여 지속적으로 각 안테나의 수신신호 레벨을 모니터링하고 가장 큰 수신신호 레벨을 나타내는 최적의 안테나로 스위칭하여 수신 경로를 설정함으로써 무선망 환경에 가장 적합한 통화품질을 유지하도록 한 안테나 스위칭 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 복수개의 안테나를 사용하고 해당 안테나에 대한 지속적인 수신신호 레벨 모니터링이 이루어지며 수신 경로 설정이 지능적으로 이루어짐에 따라 무선망 환경에 가장 적합한 통화품질을 유지할 수 있고, 임계 수신신호 레벨을 무선망 환경에 따라 가변적으로 운용하여 간단한 레지스터값 조정만으로 사용자 무선환경에 적합한 임계 수신신호 레벨을 설정함으로써 기존 안테나 구조에 비해 효율적이면서 탄력적일 수 있으며, 또한 소형 박막, 스티커 타입의 마이크로 스트립 안테나 어레이를 사용함으로써 제한된 공간내에 복수개의 안테나를 설치하여 무선 환경에 적합한 안테나를 선택 할 수 있다.

이동통신 단말기, 안테나, 수신신호 레벨, GPIO

Description

안테나 스위칭 시스템 및 방법{System And Method For Switching Antenna}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 스위칭 시스템을 나타낸 도면.

도 2a는 정렬전의 조사 테이블을 나타낸 도면.

도 2b는 정렬후의 조사 테이블을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 스위칭 방법을 나타낸 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 안테나 어레이부 20 : 스위칭부

30 : 신호 수신부 40 : 레지스터

50 : 비교부 51 : 버퍼

60 : 제어부

본 발명은 안테나 스위칭 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 PDA(Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone), WLL(Wireless Local Loop), GSM(Global System for Mobile communication), WLAN(Wireless Local Area Network), 이동통신 단말기 등 무선 통신망을 사용하는 모든 단말기에서 복수개의 안테나를 사용하여 지속적으로 각 안테나의 수신신호 레벨을 모니터링하고 가장 큰 수신신호 레벨을 나타내는 최적의 안테나로 스위칭하여 수신 경로를 설정함으로써 무선망 환경에 가장 적합한 통화품질을 유지하도록 한 안테나 스위칭 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 종래에는 하나의 고정(Fixed)되고, 리트랙터블(Retractable)하며 패치형(Patch)인 안테나를 탑재하고, PCS(Personal Communication Service), DCS(Digital Cellular Service) 및 GPS(Global Positioning System)를 지원하는 듀얼 및 트리 모드(Dual & Tri Mode) 단말기에서 해당 단말기와 안테나간 각 모드별 정상 노미널 임피던스 매칭(NOMINAL IMPEDANCE Matching)을 통하여 고정된 안테나 이득으로 단말기의 통화품질을 개선시킨다.

상술한 종래의 기술로 PCS 전용 또는 DCS 전용의 단일 모드(Single Mode)를 많이 사용하는 내수용 단말기 등에서는 어느 정도 만족 할 만한 통화품질을 유지할 수 있지만 여러 모드를 동시에 스위칭하여 사용되는 단말기에서는, 특히 단말기 통화품질의 척도인 약전계(Poor Coverage)구간에서는 각각의 모드별 안테나 특성이 독립적이지 않으므로 서로 상관 관계(Trade_Off)에 있어 각 모드별 최적의 안테나 이득으로 통화품질을 만족하기가 어려운 문제점이 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 각 모드별 최적의 안테나 이득과 노미널 임피던스 매칭조건을 갖춘 안테나를 구현하고 지속적인 통화품질 수준을 모니터링하여 지능적인 안테나 스위칭 컨트롤이 가능하도록 하는데 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 복수개의 안테나를 사용자의 요구에 맞춰 각 밴드별로 최적의 안테나 이득을 얻을 수 있도록 하는데 있다.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 단말기와 안테나의 정합을 위해 수신신호 레벨을 이용하여 최적의 안테나를 선택하도록 하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 DCS, PCS 및 GPS 등 각 모드별 통화품질의 차이가 발생되지 않고 약전계(Weak Signal) 구간에서 월등한 통화품질을 가져오도록 하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여, 본 발명의 안테나 스위칭 시스템은, 신호를 수신하는 복수개의 안테나로 구성되는 안테나 어레이부와; 스위칭 신호에 따라 상기 복수개의 안테나를 순차적으로 스위칭하고 최적 스위칭 선택 제어 신호에 따라 해당 안테나 중 가장 큰 수신신호 레벨을 갖는 안테나로 스위칭하여 수신 경로를 설정하는 스위칭부와; 상기 순차적으로 스위칭되는 안테나를 통해 수신 된 신호의 수신신호 레벨을 측정하는 신호수신부와; 임계 수신신호 레벨을 저장하는 레지스터와; 상기 스위칭 신호를 생성하고 상기 복수개의 안테나 수신신호 레벨과 상기 임계 수신신호 레벨을 비교하여 해당 임계 수신신호 레벨보다 작은 안테나의 수신신호 레벨을 버퍼의 조사 테이블에 순차적으로 저장하여 처리하는 비교부와; 상기 조사 테이블에서 가장 큰 수신신호 레벨을 나타내는 최적의 안테나 GPIO를 검출하여 해당 GPIO에 대응하는 안테나로의 수신 경로 설정을 위한 상기 최적 스위칭 선택 제어 신호를 전송하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 안테나 스위칭 방법은, 스위칭 신호에 따라 복수의 안테나 중 어느 하나의 안테나로 스위칭하고 수신된 신호의 수신신호 레벨을 측정하는 과정과; 상기 측정된 수신신호 레벨이 임계 수신신호 레벨보다 작은 경우에 상기 현재 스위칭된 안테나의 수신신호 레벨을 조사 테이블에 저장하는 과정과; 상기 현재 스위칭된 안테나가 상기 복수개의 안테나 중 마지막번째 안테나인 경우에 상기 조사 테이블에서 수신신호 레벨이 큰 순으로 수신신호 레벨 데이터를 정렬하고 단말기가 약전계 상태에 있음을 보고하는 과정과; 상기 약전계 상태 보고에 따라 상기 조사 테이블을 검색하여 가장 큰 수신신호 레벨을 나타내는 최적의 안테나에 관한 GPIO를 인식하고 해당 GPIO에 대응하는 안테나로의 수신 경로 설정을 위한 최적 스위칭 선택 제어 신호를 전송하는 과정과; 상기 최적 스위칭 선택 제어 신호에 따른 안테나로 스위칭하여 수신 경로를 설정하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 안테나 스위칭 시스템을 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 스위칭 시스템을 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 안테나 스위칭 시스템은 안테나 어레이부(Antenna Array)(10), 스위칭부(20), 신호수신부(30), 비교부(Comparator)(50), 레지스터(Register)(40) 및 제어부(60)를 포함하여 이루어진다.

상기 안테나 어레이부(10)는 신호를 수신하는 복수개의 안테나(R1,R2,~,RN)로 구성된다. 여기서, 상기 안테나 구조는 마이크로 스트립 필름타입으로 소형, 경량 스티커 방식으로 단말기 내부 기구면에 부착가능하다. 즉, 안테나 구조는 마이크로 필름타입의 패턴형상으로 한개의 필름에 복수개의 안테나 패턴을 설계하여 단말기 내부에 부착가능한 형태이다. 그리고, 적용가능한 안테나 수는 단말기 내부 공간에 비례하며 안테나 수를 가변적으로 조절할 수 있다.

상기 스위칭부(20)는 스위칭 신호에 따라 상기 복수개의 안테나를 순차적으로 스위칭하고 최적 스위칭 선택 제어 신호에 따라 해당 안테나 중 가장 큰 수신신호 레벨을 갖는 안테나로 스위칭하여 수신 경로를 설정한다.

상기 신호수신부(30)는 상기 순차적으로 스위칭되는 안테나를 통해 수신된 신호의 수신신호 레벨을 측정한다.

상기 레지스터(40)는 약전계 구간 판단의 임계 수신신호 레벨(Fixed Threshold Value)을 저장한다. 여기서, 상기 임계 수신신호 레벨은 무선 환경에 따라 가변적으로 지정될 수 있고 약전계 구간으로 판단되는 임계 값을 갖는다.

상기 비교부(50)는 상기 스위칭 신호를 생성하고 상기 복수개의 안테나 수신신호 레벨과 상기 임계 수신신호 레벨을 비교하여 해당 임계 수신신호 레벨보다 작은 안테나의 수신신호 레벨을 버퍼(51)에 순차적으로 저장하여 처리한다. 여기서, 상기 버퍼(51)는 상기 비교부(50) 내에 구비되는 것으로 상기 복수개의 안테나 수신신호 레벨 데이터가 순차적으로 저장되는 조사 테이블을 구비한다. 여기서, 조사 테이블은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 복수 안테나의 고유 번호를 나타내는 안테나 필드, 상기 각각의 안테나와 일대일 대응하는 입출력 핀번호인 GPIO(General Purpose Input/Output Pin) 필드 및 상기 각각의 안테나의 수신신호 레벨을 나타내는 수신신호 레벨 필드를 포함하여 이루어진다. 도 2a는 정렬전의 조사 테이블을 나타낸 도면이고, 도 2b는 정렬후의 조사 테이블을 나타낸 도면이다.

상기 제어부(60)는 상기 조사 테이블에서 가장 큰 수신신호 레벨을 나타내는 최적의 안테나 GPIO를 검출하여 해당 GPIO에 대응하는 안테나로의 수신 경로 설정을 위한 상기 최적 스위칭 선택 제어 신호를 상기 스위칭부(20)로 전송한다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 안테나 스위칭 방법을 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 스위칭 방법을 나타낸 순서도이다.

먼저, 스위칭부(20)는 비교부(50)의 스위칭 신호에 따라 안테나 어레이부(10)에 구비된 복수의 안테나(R1,R2,~,RN) 중 어느 하나인 첫번째 안테나(Rn=R1,n=1)로 스위칭한다(S101).

이에, 신호수신부(30)는 상기 스위칭된 안테나를 통해 수신된 신호의 수신신호 레벨을 측정한다(S102).

그리고, 상기 비교부(50)는 상기 측정된 안테나의 수신신호 레벨이 레지스터(40)로부터 읽어들인 임계 수신신호 레벨보다 작은지를 판단한다(S103).

이때, 상기 판단결과(S103), 상기 수신신호 레벨이 상기 임계 수신신호 레벨보다 작지않은 경우에, 상기 비교부(50)는 단말기가 약전계가 아닌 중전계 또는 강전계 상태에 있음을 제어부(60)에 보고한다(S104).

이에, 상기 제어부(60)는 상기 중전계/강전계 상태 보고에 따라 상기 비교부(50)의 버퍼(51)에 저장된 조사 테이블을 검색하여 현재 스위칭된 안테나의 GPIO를 인식한다(S105).

그리고, 상기 제어부(60)는 상기 인식된 GPIO에 대응하는 안테나로의 수신 경로 설정을 위한 최적 스위칭 선택 제어 신호를 상기 스위칭부(20)로 전송한다(S106).

이에 따라, 상기 스위칭부(20)는 상기 스위칭 선택 제어 신호에 따라 상기 스위칭된 현재의 안테나로의 수신 경로를 설정한다(S107).

반면에, 상기 판단결과(S103), 상기 수신신호 레벨이 상기 임계 수신신호 레벨보다 작은 경우에, 상기 비교부(50)는 상기 현재 스위칭된 안테나의 수신신호 레벨을 상기 조사 테이블에 저장한다(S108).

그리고, 상기 비교부(50)는 상기 현재 스위칭된 안테나가 상기 안테나 어레이부(10)의 복수개의 안테나 중 마지막번째 안테나(Rn=RN, n=N)인가를 판단한다(S109).

이때, 상기 판단결과(S109), 상기 현재 스위칭된 안테나가 마지막번째 안테나가 아닌 경우에, 상기 비교부(50)는 다음번째 안테나로의 스위칭을 위한 스위칭 신호를 상기 스위칭부(20)로 전송한다(S110).

이에 따라, 상기 스위칭부(20)는 상기 스위칭 신호에 따라 다음번째 안테나(n=n+1)로 스위칭한다(S111). 그리고, 상기 스위칭된 다음번째 안테나를 통해 수신된 신호의 수신신호 레벨 측정 과정(S102)으로 회귀하여 나머지 상술한 과정(S103~S109)을 반복 수행한다.

반면에, 상기 판단결과(S109), 상기 현재 스위칭된 안테나가 마지막번째 안테나인 경우에, 상기 비교부(50)는 상기 조사 테이블에서 수신신호 레벨이 큰 순으로 수신신호 레벨 데이터를 정렬하고(S112), 단말기가 약전계 상태에 있음을 상기 제어부(60)로 보고한다(S113). 예컨대, 도 2a는 정렬전의 조사 테이블을 나타낸 도면이고, 도 2b는 정렬후의 조사 테이블을 나타낸 도면이다.

이에, 상기 제어부(60)는 상기 약전계 상태 보고에 따라 상기 조사 테이블을 검색하여 가장 큰 수신신호 레벨을 나타내는 최적의 안테나에 관한 GPIO를 인식한다(S114).

그리고, 상기 제어부(60)는 상기 인식된 GPIO에 대응하는 안테나로의 수신 경로 설정을 위한 최적 스위칭 선택 제어 신호를 상기 스위칭부(20)로 전송한다(S115).

이에 따라, 상기 스위칭부(20)는 상기 최적 스위칭 선택 제어 신호에 따른 안테나로 스위칭하여 수신 경로를 설정한다(S116).

또한, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 것으로 한정되지 않고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 복수개의 안테나를 사용하고 해당 안테나에 대한 지속적인 수신신호 레벨 모니터링이 이루어지며 수신 경로 설정이 지능적으로 이루어짐에 따라 무선망 환경에 가장 적합한 통화품질을 유지할 수 있고, 임계 수신신호 레벨을 무선망 환경에 따라 가변적으로 운용하여 간단한 레지스터값 조정만으로 사용자 무선환경에 적합한 임계 수신신호 레벨을 설정함으로써 기존 안테나 구조에 비해 효율적이면서 탄력적일 수 있으며, 또한 소형 박막, 스티커 타입의 마이크로 스트립 안테나 어레이를 사용함으로써 제한된 공간내에 복수개의 안테나를 설치하여 무선 환경에 적합한 안테나를 선택 할 수 있다.

Claims

신호를 수신하는 복수개의 안테나로 구성되는 안테나 어레이부와;

스위칭 신호에 따라 상기 복수개의 안테나를 순차적으로 스위칭하고 최적 스위칭 선택 제어 신호에 따라 해당 안테나 중 가장 큰 수신신호 레벨을 갖는 안테나로 스위칭하여 수신 경로를 설정하는 스위칭부와;

상기 순차적으로 스위칭되는 안테나를 통해 수신된 신호의 수신신호 레벨을 측정하는 신호수신부와;

임계 수신신호 레벨을 저장하는 레지스터와;

상기 스위칭 신호를 생성하고 상기 복수개의 안테나 수신신호 레벨과 상기 임계 수신신호 레벨을 비교하여 해당 임계 수신신호 레벨보다 작은 안테나의 수신신호 레벨을 버퍼의 조사 테이블에 순차적으로 저장하여 처리하는 비교부와;

상기 조사 테이블에서 가장 큰 수신신호 레벨을 나타내는 최적의 안테나 GPIO를 검출하여 해당 GPIO에 대응하는 안테나로의 수신 경로 설정을 위한 상기 최적 스위칭 선택 제어 신호를 전송하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 안테나 스위칭 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 안테나 구조는,

마이크로 스트립 필름타입으로 소형, 경량 스티커 방식으로 단말기 내부 기구면에 부착되는 것을 특징으로 하는 안테나 스위칭 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 안테나 수는,

단말기 내부 공간에 비례하며 가변적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 안테나 스위칭 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 임계 수신신호 레벨은,

무선 환경에 따라 가변적으로 지정될 수 있고 약전계 구간으로 판단되는 임계 값을 갖는 것을 특징으로 하는 안테나 스위칭 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 버퍼는,

상기 복수개의 안테나 수신신호 레벨 데이터가 순차적으로 저장되는 조사 테이블을 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나 스위칭 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 조사 테이블은,

상기 복수 안테나의 고유 번호를 나타내는 안테나 필드, 상기 각각의 안테나와 일대일 대응하는 입출력 핀번호인 GPIO 필드 및 상기 각각의 안테나의 수신신호 레벨을 나타내는 수신신호 레벨 필드를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 안테나 스위칭 시스템.
스위칭 신호에 따라 복수의 안테나 중 어느 하나의 안테나로 스위칭하고 수신된 신호의 수신신호 레벨을 측정하는 과정과;

상기 측정된 수신신호 레벨이 임계 수신신호 레벨보다 작은 경우에 상기 현재 스위칭된 안테나의 수신신호 레벨을 조사 테이블에 저장하는 과정과;

상기 현재 스위칭된 안테나가 상기 복수개의 안테나 중 마지막번째 안테나인 경우에 상기 조사 테이블에서 수신신호 레벨이 큰 순으로 수신신호 레벨 데이터를 정렬하고 단말기가 약전계 상태에 있음을 보고하는 과정과;

상기 약전계 상태 보고에 따라 상기 조사 테이블을 검색하여 가장 큰 수신신호 레벨을 나타내는 최적의 안테나에 관한 GPIO를 인식하고 해당 GPIO에 대응하는 안테나로의 수신 경로 설정을 위한 최적 스위칭 선택 제어 신호를 전송하는 과정 과;

상기 최적 스위칭 선택 제어 신호에 따른 안테나로 스위칭하여 수신 경로를 설정하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 안테나 스위칭 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 수신신호 레벨이 상기 임계 수신신호 레벨보다 작지않은 경우에 상기 단말기가 중전계 또는 강전계 상태에 있음을 보고하는 과정과;

상기 중전계/강전계 상태 보고에 따라 상기 조사 테이블을 검색하여 현재 스위칭된 안테나의 GPIO를 인식하고 해당 GPIO에 대응하는 안테나로의 수신 경로 설정을 위한 최적 스위칭 선택 제어 신호를 전송하는 과정과;

상기 스위칭 선택 제어 신호에 따라 상기 스위칭된 현재의 안테나로의 수신 경로를 설정하는 과정을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 안테나 스위칭 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 현재 스위칭된 안테나가 마지막번째 안테나가 아닌 경우에 다음번째 안테나로의 스위칭을 위한 스위칭 신호를 전송하는 과정과;

상기 스위칭 신호에 따라 다음번째 안테나로 스위칭하고 수신된 신호의 수신 신호 레벨 측정 과정으로 회귀하는 과정을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 안테나 스위칭 방법.