KR101016120B1 - 멀티밴드 무선 통신 방법 및 멀티밴드 무선 통신 장치 - Google Patents

Abstract

제 1 주파수 대역에서 송신 동작을 수행하면서, 제 2 주파수 대역에서 수신 동작을 수행하는 멀티밴드 무선 통신 방법은, 상기 수신 동작의 수행에 근거하여, 상기 제 2 주파수 대역에서 이득이 저하되도록, 상기 송신 동작을 수행하는 전력 증폭기(1 또는 2)의 이득 특성을 선택적으로 변경한다.

Description

멀티밴드 무선 통신 방법 및 멀티밴드 무선 통신 장치{MULTIBAND WIRELESS COMMUNICATION METHOD AND MULTIBAND WIRELESS COMMUNICATION APPARATUS}

관련 출원의 참조

본 출원은 2006년 3월 30일에 출원된 일본 특허 출원 제2006-93081호의 우선권을 주장하고, 그 전체 내용은 여기에 참조로서 통합된다.

본 발명은 멀티밴드 무선 통신 방법 및 멀티밴드 무선 통신 장치에 관한 것이다.

최근, 규격에 따른 복수의 시스템이 휴대 전화 등의 무선 통신 장치에 있어서 존재하고 있다. 예컨대, 일본에서, PDC 시스템, CDMA 시스템, PHS 시스템 등의 휴대 전화 시스템이 보급되고 있다.

통상, 무선 통신 장치는 하나의 규격에 대응하도록 구성되어 있다. 그러나, 예를 들면 최근의 휴대 전화 시스템에서는, 휴대 전화 단말의 보급으로 인해 각 시스템에 할당된 주파수 대역이 부족하기 때문에, 멀티밴드에서 동작하도록 휴대 전 화를 설계하는 것이 고려되어 왔었다. 또한, 안정하고 고성능의 서비스를 제공하기 위해서, 상이한 주파수 대역 사이에서의 핸드오프 및 동작 모드의 이행(예를 들면, 1x 모드와 1xEVDO) 등을 수행함으로써, 다중 모드에서 동작하도록 휴대 전화를 설계하는 것이 고려되어 왔었다.

멀티밴드나 다중 모드에서 동작할 수 있는 이러한 무선 통신 장치는, 예컨대, 일본 특허 공개 제1999-112382호 공보(이하, 특허 문헌 1) 및 일본 특허 공개 제2003-152588호 공보(이하, 특허 문헌 2)에 개시되어 있다.

특허 문헌 1에 개시된 무선 통신 장치는 소형 회로를 갖는 듀얼밴드 무선 통신 장치로서, 송신 IF 신호를 제 1 송신 신호로 변환하고, 제 1 수신 신호를 수신 IF 신호로 변환하는 제 1 주파수 변환 유닛과, 제 1 송신 신호를 제 2 송신 신호로 변환하고, 제 2 수신 신호를 제 1 수신 신호로 변환하는 제 2 주파수 변환 유닛을 구비한다. 제어 신호에 따라 스위치를 제어함으로써, 상기 무선 통신 장치는 제 1 송신 신호와 제 1 수신 신호를 이용하는 800MHz 대역 시스템과, 제 2 송신 신호와 제 2 수신 신호를 이용하는 1900MHz 대역 시스템 사이를 전환할 수 있다.

특허 문헌 2에 개시된 무선 통신 장치는 멀티밴드 안테나 스위칭 회로를 이용하는 통신 장치로서, 제 1 송신 단자와 제 2 수신 단자와 제 1 공통 단자를 갖는 제 1 다이플렉서(1)와, 제 2 송신 단자와 제 1 수신 단자와 제 2 공통 단자를 갖는 제 2 다이플렉서(2)와, 제 1 송수신 단자와 제 2 송수신 단자와 안테나 단자를 갖고 제 1 송수신 단자와 제 2 송수신 단자 중 어느 한쪽을 안테나 단자에 선택적으로 접속시키는 스위칭 회로를 구비한다. 제 1 공통 단자는 제 1 송수신 단자에 접 속되고, 제 2 공통 단자는 제 2 송수신 단자에 접속된다. 또한, 안테나 단자와 전환 회로 사이에는 노치 필터가 접속되어 있다.

이러한 무선 통신 장치에서의 송신 유닛에 포함된 전력 증폭기는 일반적으로 도 17에 나타낸 바와 같이 구성되어 있다.

이 전력 증폭기(51)는 입력 단자(52), 입력 정합 회로(53), 전단 증폭 회로(54), 단간(inter-stage) 정합 회로(55), 후단 증폭 회로(56), 출력 정합 회로(57), 출력 단자(58), 전원 단자(59), 바이어스 회로(60) 및 기준 전압 단자(61)를 갖고 있다. 입력 단자(52)로 입력된 송신 신호는 입력 정합 회로(53)를 지나서 전단 증폭 회로(54)에 의해 증폭된다. 또한 그 후에, 상기 신호는 단간 정합 회로(55)를 지나서 후단 증폭 회로(56)에 의해 사전 결정된 전력 레벨로 증폭된다. 또한 그 후에, 상기 신호는 출력 정합 회로(57)에 의해 임피던스 정합되어, 출력 단자(58)로부터 출력된다.

전단 증폭 회로(54) 및 후단 증폭 회로(56)에는, 예컨대, 휴대 전화에 있어 서는, 배터리 전압을 입력하는 DC/DC 컨버터(65)로부터 전원 단자(59)를 거쳐서 사전 결정된 전압이 인가되고, 또한, 기준 전압 단자(61)로부터 바이어스 회로(60)를 거쳐서 사전 결정된 바이어스 전압이 인가된다. DC/DC 컨버터(65)의 출력 전압, 즉 전원 단자(59)의 전압은, 도시하지 않은 CPU 등의 제어 유닛으로부터의 제어 신호에 의해 전력 증폭기(51)의 송신 전력에 따라 최적 레벨로 설정된다.

출력 정합 회로(57)는, 후단 증폭 회로(56)의 출력 단자와 전력 증폭기(51)의 출력 단자(58) 사이에 직렬 접속된 인덕터 L1과, 송신 라인인 스트립 라인 SL 과, 캐패시터 C1과, 인덕터 L1 및 스트립 라인 SL의 접속점 S1과 전원 단자(59) 사이에 접속된 인덕터 L2와, 접속점 S1과 그라운드 사이에 접속된 캐패시터 C2와, 스트립 라인 SL 및 캐패시터 C1의 접속점 S2와 그라운드 사이에 접속된 캐패시터 C3와, 전원 단자(59)와 그라운드 사이에 접속된 캐패시터 C4를 갖고 있다.

상기 전력 증폭기(51)에 의해 전력이 증폭된 송신 신호의 주파수 대역이 예를 들어 800MHz 대역인 경우, 도 18에 나타낸 바와 같이, 상기 출력 정합 회로(57)는 800MHz 대역에서 최대 이득을 갖도록 설계되어 있다.

상기한 특허 문헌 1, 2에 개시된 2개의 무선 통신 장치에서는, 상이한 대역에 대한 복수의 송수신 유닛이 동시에 동작하지 않기 때문에, 상기 출력 정합 회로는, 각 송신 유닛에 포함된 전력 증폭기가 대응하는 대역에서 최대의 이득을 갖도록 바람직하게 설계된다.

또한, 최근의 이동통신 장치에서는, 상술한 멀티밴드나 다중 모드에 부가하여, 다른 밴드에서 신호를 송수신하면서, 어떤 밴드에서 신호를 수신하는 하이브리드 동작을 수행하도록 고려되고 있다.

도 19는 하이브리드 동작이 가능한 멀티밴드 무선 통신 장치의 주요부의 개략도이다.

이 멀티밴드 무선 통신 장치는 800MHz 대역에서 동작하는 CDMA 시스템(예를 들면, ARIB STD-T53, 이하 800MHz 대역 시스템이라고 함), 2GHz 대역에서 동작하는 CDMA 시스템(예를 들면, ARIB STD-T64,이하, 2GHz 대역 시스템이라고 함), 및 GPS 수신 회로를 갖는다. 800MHz 대역 시스템 및 2GHz 대역 시스템에 의한 데이터 통 신에서의 스루풋을 향상시키고, 하이브리드 동작을 실행시키기 위해서, 다이버시티 시스템을 채용한다.

구체적으로 할당된 주파수는, 800MHz 대역 시스템에서는 송신 주파수가 898~901MHz 및 915~925MHz, 수신 주파수가 843~846MHz 및 860~870MHz, 2GHz 대역 시스템에서는 송신 주파수가 1920~1980MHz, 수신 주파수가 2110~2170MHz이다. 또한, GPS 수신 주파수는 1575.42MHz이다.

이러한 하이브리드 동작 가능한 휴대 전화 단말에서는, 예컨대 800MHz 대역 시스템의 1차 회로에 의해 음성 통신이 수행되는 동시에, 2GHz 대역 시스템의 2차 수신 회로 또는 GPS 수신 회로를 구동함으로써 하이브리드 동작이 수행될 때에, 800MHz 대역 시스템으로부터의 송신 신호에 포함되는 2GHz 대역 시스템의 주파수 성분 또는 GPS 수신 주파수 성분이, 2차 안테나를 경유하거나 또는 부품 장치 및 기판의 아이솔레이션을 넘어서 2GHz 대역 시스템의 2차 수신 회로 또는 GPS 수신 회로에 노이즈로서 들어가서, 수신 감도를 저하시킨다.

도 19에서는, 800MHz 대역 시스템의 1차 회로는, 송신 유닛을 구성하는 전력 증폭기(71)의 후단에 직렬로 접속되어 있는, 2GHz 대역 시스템의 주파수 성분을 억제하기 위한 필터(FIL)(72)와, GPS 수신 주파수 성분을 억제시키기 위한 필터(73)를 갖는다. 전력 증폭기(71)에 의해 사전 결정된 레벨로 증폭된 송신 신호는, 필터(72, 73), 듀플렉서(DUP)(74) 및 안테나 스위치(ANT SW)(75)를 지나서 1차(메인) 안테나(76)로부터 방사된다.

또한, 800MHz 대역 시스템의 1차 회로의 수신 유닛은, 메인 안테나(76)에 의 해 수신된 수신 신호를, 안테나 스위치(75) 및 듀플렉서(74)를 지나서 저잡음 증폭기(77)에 제공한다. 상기 저잡음 증폭기(77)는 800MHz 대역의 수신 신호를 저잡음 증폭한다. 또한 그 후에, 800MHz 대역 수신 필터(78)는 수신 신호 내의 불필요한 성분을 필터링하여, 그 결과를 출력한다.

마찬가지로, 2GHz 대역 시스템의 1차 회로는, 송신 유닛을 구성하는 전력 증폭기(81)의 후단에 직렬로 접속되어 있는, 800MHz 대역 시스템의 주파수 성분을 억제시키기 위한 필터(82)와, GPS 수신 주파수 성분을 억제시키기 위한 필터(83)를 갖는다. 전력 증폭기(81)에 의해 사전 결정된 레벨로 증폭된 송신 신호는, 필터(82, 83), 듀플렉서(84) 및 안테나 스위치(75)를 지나서 메인 안테나(76)로부터 방사된다.

2GHz 대역 시스템의 1차 회로의 수신 유닛은, 메인 안테나(76)에 의해 수신된 신호를, 안테나 스위치(75) 및 듀플렉서(84)를 지나서 저잡음 증폭기(87)에 제공한다. 상기 저잡음 증폭기(87)는 2GHz 대역의 수신 신호를 저잡음 증폭한다. 또한 그 후에, 2GHz 대역 수신 필터(88)는 수신 신호 내의 불필요한 부분을 필터링하여, 그 결과를 출력한다. 계측용 커넥터(89)는 메인 안테나(76)로 전환될 수 있도록 안테나 스위치(75)에 접속되어 있다.

2차(서브) 안테나(91)에 의해 수신된 신호는, 주파수를 분리하는 트리플렉서(Tri)(92)를 지나서, 800MHz 대역의 수신 신호를 추출하는 800MHz 대역 수신 필터(93) 및 이 필터(93)의 출력을 저잡음 증폭하는 저잡음 증폭기(94)를 갖는 800MHz 대역 시스템의 2차 수신 회로와, 2GHz 대역의 수신 신호를 추출하는 2GHz 대역 수신 필터(95) 및 이 필터(95)의 출력을 저잡음 증폭하는 저잡음 증폭기(96)를 갖는 2GHz 대역 시스템의 2차 수신 회로와, GPS 수신 주파수 대역의 수신 신호를 추출하는 GPS 수신 주파수 대역 수신 필터(97) 및 이 필터(97)의 출력을 저잡음 증폭하는 저잡음 증폭기(98)를 갖는 GPS 수신 회로에 공급된다.

도 19에 도시된 휴대 전화에 의하면, 예컨대 메인 안테나(76)에 접속된 800MHz 대역 시스템의 1차 회로에 의해 음성 통신이 수행됨과 동시에, 서브 안테나(91)에 접속된 2GHz 대역 시스템의 2차 수신 회로 또는 GPS 수신 회로를 구동함으로써 하이브리드 동작이 수행되는 경우에, 800MHz 대역 시스템의 전력 증폭기(71)에서 발생되는 2GHz 대역 시스템의 주파수 성분 및 GPS 수신 주파수 성분은 각각 필터(72, 73)에 의해 억제된다. 따라서, 서브 안테나(91)에 접속된 2GHz 대역 시스템의 2차 수신 회로 및 GPS 수신 회로로의 커플링이 저감되어, 수신 감도의 저하를 방지할 수 있다.

마찬가지로, 메인 안테나(76)에 접속된 2GHz 대역 시스템의 1차 회로에 의해 음성 통신이 수행됨과 동시에, 서브 안테나(91)에 접속된 800MHz 대역 시스템의 2차 수신 회로 또는 GPS 수신 회로를 구동함으로써 하이브리드 동작이 수행되는 경우에, 2GHz 대역 시스템의 전력 증폭기(81)에서 발생되는 800MHz 대역 시스템의 주파수 성분 및 GPS 수신 주파수 성분은 각각 필터(82, 83)에 의해 억제된다. 따라서, 서브 안테나(91)에 접속된 800MHz 대역 시스템의 2차 수신 회로 또는 GPS 수신 회로로의 커플링이 저감되어, 수신 감도의 저하를 방지할 수 있다.

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

그러나, 도 19에 도시된 휴대 전화에서는, 800MHz 대역 시스템의 송신 유닛은, 2GHz 대역 시스템의 주파수 성분을 억제시키기 위한 필터(72)와, GPS 수신 주파수 성분을 억제시키기 위한 필터(73)를 구비하고, 2GHz 대역 시스템의 송신 유닛은, 800MHz 대역 시스템의 주파수 성분을 억제시키기 위한 필터(82)와, GPS 수신 주파수 성분을 억제시키기 위한 필터(83)를 구비하고 있기 때문에, 많은 부품 장치가 필요하게 되어, 전체적으로 장치의 크기 및 비용이 상승하게 될 수 있다. 또한, 필터(72, 73) 및 필터(82, 83)에 의한 삽입 손실의 보상을 위한 전력 증폭에 전력 증폭기(71, 81)가 필요하게 되어, 전력 소비가 증가하고 배터리 수명이 짧아진다.

마찬가지의 문제점은, 상술한 휴대 전화뿐만 아니라, 다른 대역의 신호를 송수신함과 동시에, 어떤 대역의 신호를 수신하는 하이브리드 동작을 수행할 수 있는 그 밖의 휴대 단말 및 고정 단말에서도 존재한다.

상기 문제점의 관점에서, 본 발명의 목적은 회로의 삽입 손실을 저감할 수 있고, 소형화, 저가격화 및 저소비 전력화의 무선 통신 장치를 달성하기에 적합한 하이브리드 동작 가능한 멀티밴드 무선 통신 방법 및 멀티밴드 무선 통신 장치를 제공하는 것이다.

발명의 요약

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1에 따른 멀티밴드 무선 통신 방법은, 제 1 주파수 대역에서 송신 동작을 수행하면서, 제 2 주파수 대역에서 수신 동작을 수행하고, 상기 수신 동작의 수행에 근거하여, 상기 송신 동작을 수행하는 전력 증폭기의 이득 특성을, 상기 제 2 주파수 대역에서 이득이 저하되도록 변경한다.

청구항 2의 발명에 의하면, 청구항 1의 멀티밴드 무선 통신 방법에 있어서, 상기 수신 동작의 수행에 동기하여, 상기 전력 증폭기의 이득 특성을, 상기 제 2 주파수 대역에서 이득이 저하되도록 변경한다.

청구항 3의 발명에 의하면, 청구항 1의 멀티밴드 무선 통신 방법에 있어서, 상기 수신 동작이 수행되어, 상기 전력 증폭기의 설정 송신 레벨이 사전에 설정된 송신 레벨 임계값을 초과하는 경우, 상기 전력 증폭기의 이득 특성을, 상기 제 2 주파수 대역에서 이득이 저하되도록 변경한다.

청구항 4의 발명에 의하면, 청구항 3의 멀티밴드 무선 통신 방법에 있어서, 상기 송신 레벨 임계값은 상기 전력 증폭기에 의한 송신 신호의 데이터 레이트에 근거하여 설정된다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 5에 따른 멀티밴드 무선 통신 장치는, 전력 증폭기를 포함하는 송신 유닛과, 상기 송신 유닛에 의한 송신 신호의 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역의 신호를 수신하는 수신 유닛을 갖되, 상기 송신 유닛에 의한 송신 동작을 수행하면서, 상기 수신 유닛에 의한 수신 동작을 선택적으로 수행하며, 상기 전력 증폭기의 출력 정합 회로에 스위칭 유닛을 통해서 선택적 으로 접속 가능하게 마련되고, 상기 수신 유닛의 주파수 대역에 있어서의 상기 전력 증폭기의 이득을 저하시키는 정합 특성 변경 회로와, 상기 수신 유닛에 의한 수신 동작에 근거하여 상기 스위칭 유닛을 제어하는 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 6에 따른 멀티밴드 무선 통신 장치는, 메인 안테나 및 서브 안테나와, 상기 메인 안테나에 접속되고 선택적으로 구동되는 상이한 주파수 대역에서 동작하는 복수의 송수신 유닛과, 상기 서브 안테나에 접속되고 상이한 주파수 대역에서 동작하는 복수의 수신 유닛과, 상기 복수의 송수신 유닛의 각 송신 유닛에 마련되는 전력 증폭기의 출력 정합 회로에 각각의 스위칭 유닛을 통해서 선택적으로 접속 가능하도록 마련되고, 상기 서브 안테나에 접속된 상기 복수의 수신 유닛의 주파수 대역 중에서, 상기 전력 증폭기가 마련되어 있는 송신 유닛의 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역에서의 이득을 저하시키는 정합 특성 변경 회로와, 상기 복수의 송수신 유닛의 선택적 구동 및 상기 송수신 유닛의 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역에서의 상기 수신 유닛의 수신 동작에 근거하여, 상기 송수신 유닛의 상기 전력 증폭기에 대응하는 상기 스위칭 유닛을 제어하는 제어 유닛을 포함한다.

청구항 7의 발명에 의하면, 청구항 6의 멀티밴드 무선 통신 장치에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 전력 증폭기의 설정 송신 레벨과, 사전에 설정된 송신 레벨 임계값의 비교에 근거하여, 상기 설정 송신 레벨이 상기 송신 레벨 임계값을 초과할 때에 상기 스위칭 유닛이 온되도록, 상기 스위칭 유닛을 제어한다.

청구항 8의 발명에 의하면, 청구항 7의 멀티밴드 무선 통신 장치에 있어서, 상기 스위칭 유닛을 오프로 한 상태에서 상기 송신 유닛에 의해 송신이 수행될 때에, 상기 송신 레벨 임계값은, 상기 송신 유닛의 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역에서의 상기 수신 유닛에 의한 수신 신호에 포함되는 송신 노이즈량의 측정값에 근거하여 설정된다.

청구항 9의 발명에 의하면, 청구항 7의 멀티밴드 무선 통신 장치에 있어서, 상기 송신 레벨 임계값은 상기 송신 유닛에 의한 송신 신호의 데이터 레이트에 근거하여 설정된다.

청구항 10의 발명에 의하면, 청구항 6의 멀티밴드 무선 통신 장치에 있어서, 상기 각 송수신 유닛은, 상기 송수신 유닛의 주파수 대역에서의 수신 신호의 수신 레벨 또는 수신 C/N에 근거하여, 상기 수신 레벨 또는 수신 C/N이 작을 때에 상기 대응하는 전력 증폭기의 설정 송신 레벨이 증대되도록 제어하고, 상기 제어 유닛은, 상기 송수신 유닛의 주파수 대역에서의 수신 신호의 수신 레벨 또는 수신 C/N과, 사전에 설정된 대응하는 임계값의 비교에 근거하여, 상기 수신 레벨 또는 수신 C/N이 상기 임계값 미만일 때에 상기 스위칭 유닛이 온되도록, 상기 스위칭 유닛을 제어한다.

청구항 11의 발명에 의하면, 청구항 6의 멀티밴드 무선 통신 장치에 있어서, 상기 각 송수신 유닛은, 상기 송수신 유닛의 주파수 대역에서의 QoS 제어의 존재 여부에 근거하여, QoS 제어를 수행할 때에 상기 대응하는 전력 증폭기의 설정 송신 레벨이 증대되도록 제어하고, 상기 제어 유닛은, 상기 송수신 유닛의 주파수 대역 에서의 수신 신호의 수신 레벨과, QoS 제어의 존재 여부에 따라 사전에 설정된 대응하는 임계값의 비교에 근거하여, 상기 수신 레벨이 상기 임계값 미만일 때에 상기 스위칭 유닛이 온되도록, 상기 스위칭 유닛을 제어한다.

청구항 12의 발명에 의하면, 청구항 5의 멀티밴드 무선 통신 장치에 있어서, 상기 스위칭 유닛은 반도체 스위치를 갖는다.

청구항 13의 발명에 의하면, 청구항 12의 멀티밴드 무선 통신 장치에 있어서, 상기 반도체 스위치는 PIN 다이오드로 이루어진다.

청구항 14의 발명에 의하면, 청구항 6의 멀티밴드 무선 통신 장치에 있어서, 상기 스위칭 유닛은 반도체 스위치를 갖는다.

청구항 15의 발명에 의하면, 청구항 14의 멀티밴드 무선 통신 장치에 있어서, 상기 반도체 스위치는 PIN 다이오드로 이루어진다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 멀티밴드 무선 통신 장치가 제 1 주파수 대역에서 송신 동작을 수행하면서 제 2 주파수 대역에서 수신 동작을 수행하는 하이브리드 동작을 수행하는 경우에, 송신 동작을 수행하는 전력 증폭기의 이득 특성은, 수신 동작이 수행되는 제 2 주파수 대역에서 이득이 낮아지도록, 수신 동작의 수행에 근거하여 변경되기 때문에, 전력 증폭기의 후단에서 제 2 주파수 대역 내의 불필요한 성분을 억제하기 위한 필터를 마련할 필요가 없고, 수신 동작이 수행되는 제 2 주파수 대역에서의 노이즈를 저감할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 회로 내의 필터 갯수를 줄일 수 있어, 회로의 삽입 손실이 저감된다. 또한, 무선 통신 장치의 소형화, 저가격화 및 저소비 전력화를 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 멀티밴드 무선 통신 장치로서의 휴대 전화의 주요부의 블록도,

도 2는 도 1에 도시된 800MHz 대역 시스템의 1차 회로 내의 전력 증폭기의 회로도,

도 3은 도 2에 도시된 전력 증폭기의 이득 특성을 나타내는 도면,

도 4는 실시예 1에 있어서의 전력 증폭기의 송신 전력과 DC/DC 컨버터의 출력 전압 사이의 관계를 나타내는 도면,

도 5는 실시예 1에 있어서의 비교 전압 테이블을 나타내는 도면,

도 6은 실시예 1의 프로세스를 나타내는 흐름도,

도 7은 실시예 2에 있어서의 비교 전압 테이블을 나타내는 도면,

도 8은 실시예 2의 프로세스를 나타내는 흐름도,

도 9는 실시예 3에 따른 휴대 전화의 주요부의 블록도,

도 10은 실시예 3의 프로세스를 나타내는 흐름도,

도 11은 실시예 4에 있어서의 송신 레벨 임계값 테이블을 나타내는 도면,

도 12는 실시예 4의 프로세스를 나타내는 흐름도,

도 13은 실시예 5에 있어서의 송신 레벨 임계값 테이블을 나타내는 도면,

도 14는 실시예 5의 프로세스를 나타내는 흐름도,

도 15는 실시예 6에 있어서의 수신 레벨 임계값 테이블을 나타내는 도면,

도 16은 실시예 6의 프로세스를 나타내는 흐름도,

도 17은 종래의 전력 증폭기의 구성을 나타내는 도면,

도 18은 종래의 전력 증폭기의 이득 특성을 나타내는 도면,

도 19는 하이브리드 동작을 수행할 수 있는 멀티밴드 무선 통신 장치로서의 휴대 전화의 주요부의 블록도.

참조 부호

1, 2: 전력 증폭기, 11, 21: 정합 특성 변경 회로, 12: 비교 단자, 15, 25: 제어 유닛, D1: PIN 다이오드, 22: 제어 신호 단자, 52: 입력 단자, 53: 입력 정합 회로, 54: 전단 증폭 회로, 55: 단간 정합 회로, 56: 후단 증폭 회로, 57: 출력 정합 회로, 58: 출력 단자, 59: 전원 단자, 60: 바이어스 회로, 61: 기준 전압 단자, 65: DC/DC 컨버터, 74, 84: 듀플렉서, 75: 안테나 스위치, 76: 메인 안테나, 77, 87, 94, 96, 98: 저잡음 증폭기, 78, 93: 800MHz 대역 수신 필터, 88, 95: 2GHz 대역 수신 필터, 97: GPS 수신 주파수 대역 수신 필터, 89: 계측용 커넥터, 91: 서브 안테나, 92: 트리플렉서

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

(실시예 1)

도 1은 실시예 1에 따른 멀티밴드 무선 통신 장치로서의 휴대 전화의 주요부의 블록도이다.

본 실시예에서는, 도 19의 휴대 전화와 비교하여, 800MHz 대역 시스템의 1차 회로 내의 전력 증폭기(1) 및 2GHz 대역 시스템의 1차 회로 내의 전력 증폭기(2)를 적절히 설계하고, 상기 휴대 전화는, 도 19에 도시된 800MHz 대역 시스템의 1차 회로에서의 2GHz 대역 시스템의 주파수 성분을 억제시키기 위한 필터(72) 및 GPS 수신 주파수 성분을 억제시키기 위한 필터(73)뿐만 아니라, 2GHz 대역 시스템의 1차 회로에서의 800MHz 대역 시스템의 주파수 성분을 억제시키기 위한 필터(82) 및 GPS 수신 주파수 성분을 억제시키기 위한 필터(83)도 생략할 수 있다. 도 1에서, 도 19에서와 마찬가지의 동작을 수행하는 부품 장치는 동일한 참조 번호를 갖고, 그에 대해 상세히 설명하지 않는다.

도 2는 도 1에 도시된 800MHz 대역 시스템의 1차 회로 내의 전력 증폭기(1)의 회로도이다. 본 실시예에서는, 전력 증폭기(1)는 스위칭 유닛인 PIN 다이오드 D1을 통해서 도 17에 도시된 전력 증폭기(51)의 출력 정합 회로(57)에 선택적으로 접속 가능한 정합 특성 변경 회로(11)를 갖는다.

정합 특성 변경 회로(11)는 전류 제한 저항 R1, 인덕터 L3 및 캐패시터 C5를 갖는다. PIN 다이오드 D1의 애노드 단자는 인덕터 L1 및 스트립 라인 SL의 접속점 S1에 접속된다. 이 PIN 다이오드 D1의 캐소드 단자는 인덕터 L3 및 캐패시터 C5를 지나서 그라운드에 접속되고, 또한 전류 제한 저항 R1을 지나서 비교 단자(12)에 접속된다.

비교 단자(12)는 CPU 등으로 이루어지는 제어 유닛(15)에 접속된다. 제어 유닛(15)은, 하이브리드 동작에 따라서 비교 단자(12)에 사전 결정된 비교 전압을 인가하여, 전원 단자(59)에 인가되는 DC/DC 컨버터(65)의 출력 전압과 비교 단자(12)에 인가되는 비교 전압간의 전위차에 근거하여 PIN 다이오드 D1을 온/오프 제어함으로써, 출력 정합 회로(57)에 정합 특성 변경 회로(11)를 선택적으로 접속시킨다. PIN 다이오드 D1이 온일 때에, 전력 증폭기(1)는 그 정합 특성, 즉 이득 특성을 변경하여, 2GHz 대역 시스템의 수신 대역(2110~2170MHz) 및 GPS 수신 대역(1575.42MHz)에서의 이득을 저감시킨다.

800MHz 대역 시스템이 전력 증폭기(1)를 이용하여 신호를 송신할 때에, 도 1에 도시된 2GHz 대역 시스템의 2차 수신 회로인 저잡음 증폭기(96)의 입력 단자에 들어가는, 2GHz 대역 시스템의 수신 대역(2110~2170MHz)에서의 커플링 신호량이 Nr이면, Nr은 열잡음(-174[dBm])보다 충분히 낮은 값으로 할 필요가 있다.

가령, Nr이 -184[dBm], 2GHz 대역 수신 필터(95)에 의한 수신 대역(2110~2170MHz)에서의 감쇠가 3dB, 트리플렉서(92)에 의한 동일한 수신 대역에서의 감쇠가 0.5dB, 메인 안테나(76)와 서브 안테나(91) 사이의 아이솔레이션이 10dB, 안테나 스위치(75)의 삽입 손실이 0.5dB, 듀플렉서(74)에 의한 상기 수신 대역(2110~2170MHz)에서의 감쇠가 15dB, 듀플렉서(74)의 송신 단자에서의 노이즈가 Nt이면, Nt는 이하의 수학식에 의해 계산된다.

[수학식 1]

한편, 도 2에 도시된 800MHz 대역의 전력 증폭기(1)에 있어서, PIN 다이오드 D1을 오프로 하여, 정합 특성 변경 회로(11)를 출력 정합 회로(57)에 접속시키지 않으면, 전력 증폭기(1)는 도 17에 도시된 전력 증폭기(51)와 동일한 구성을 갖고, 그 수신 대역의 노이즈가 통상 약 -140[dBm/Hz]으로 되도록 설계된다.

본 실시예에서는, PIN 다이오드 D1을 온으로 하여, 정합 특성 변경 회로(11)를 출력 정합 회로(57)에 접속시켰을 때에, 도 1에 도시된 듀플렉서(74)의 송신 단자에서의 노이즈 Nt가 -155[dBm] 이하로 되도록, 정합 특성 변경 회로(11)에 있어서의 인덕터 L3 및 캐패시터 C5의 값을 결정한다.

이러한 구성에 의해, 도 3에 나타낸 바와 같이, PIN 다이오드 D1을 오프로 한 경우에, 전력 증폭기(1)의 이득 특성은 실선으로 표시된 바와 같이 도 18과 동일하게 된다. 또한, PIN 다이오드 D1을 온으로 한 경우에, 전력 증폭기(1)는 파선으로 표시된 이득 특성을 갖는다. 즉, PIN 다이오드 D1을 온으로 함으로써, 전력 증폭기(1)는 800MHz 대역 시스템에서 충분한 이득을 가질 수 있고, 또한 PIN 다이오드 D1을 오프로 할 때의 이득과 비교하여, 2GHz 대역 시스템의 수신 대역(2110~2170MHz)에서의 이득에 있어서 15dB 이상의 저감량 Lt를 달성할 수도 있다. 또한, 전력 증폭기(1)는 GPS 수신 대역(1575.42MHz)에서의 이득도 충분히 저감할 수 있다.

상세히 도시하고 있지 않지만, 도 1에 도시된 2GHz 대역 시스템의 1차 회로에서의 전력 증폭기(2)는, 전력 증폭기(1)와 마찬가지로, PIN 다이오드를 통해서 그 출력 정합 회로에 선택적으로 접속 가능한 정합 특성 변경 회로를 갖고 있다. 제어 유닛(15)은 하이브리드 동작에 근거하여 PIN 다이오드가 온/오프되도록 제어하여, 전력 증폭기(2)의 이득 특성을 변경한다. 상기 전력 증폭기(2)의 정합 특성 변경 회로는, 800MHz 대역 시스템의 수신 대역(843~870MHz) 및 GPS 수신 대역(1575.42MHz)에 있어서 충분히 저감된 양이 얻어질 수 있도록 구성되어 있다.

상술한 전력 증폭기(1, 2)에서 생성된 원하지 않는 송신 노이즈는 송신 전력에 의해 변동된다. 따라서, 송신 전력이 감소하면, 송신 노이즈도 감소된다. 그 결과, 하이브리드 동작이 수행될 때에, 2GHz 대역 시스템 및 800MHz 대역 시스템의 2차 수신 회로 내의 저잡음 증폭기(96) 및 저잡음 증폭기(94), 또는 GPS 수신 회로 내의 저잡음 증폭기(98)에 들어가는 송신 노이즈량이 감소하여, 송신 노이즈의 커플링에 의한 감도 열화를 무시할 수 있다. 즉, 전력 증폭기(1)나 전력 증폭기(2)의 정합 상태를 변경할 필요가 없다.

DC/DC 컨버터(65)가 전력 증폭기(1, 2)를 구동하는 경우, DC/DC 컨버터(65)의 출력 전압과 송신 전력 사이의 관계는 일반적으로 이하와 같다. 송신 전력이 작아지면, 도 4에 도시된 바와 같이, DC/DC 컨버터(65)의 출력 전압은 작게 설정된다. 일반적으로, 메인 안테나(76)와 서브 안테나(91) 사이의 아이솔레이션은 2GHz 대역에서 더욱 높아서, 수신 회로로 들어가는 송신 노이즈도 감소된다.

본 실시예에서는, 무선 통신 장치는 제어 유닛(15)으로부터 전력 증폭기(1) 의 비교 단자(12)에 인가되는 비교 전압, 및 제어 유닛(15)으로부터 전력 증폭기(2)의 비교 단자(도시하지 않음)에 인가되는 비교 전압을, 도 5에 나타낸 바와 같이 사전에 설정하고, 전력 증폭기(1, 2)의 이득 특성을 하이브리드 동작에 따라 제어한다. 도 5에 도시된 비교 전압 테이블은, 예를 들면 제어 유닛(15)에 포함된 메모리에 저장된다.

이하, 도 6에 도시된 흐름도를 참조하여, 본 발명에 따른 무선 통신 장치의 프로세스를 설명한다.

먼저, 수신 대기중(단계 S1)에 송신 요구가 있으면(단계 S2), 무선 통신 장치는 그 송신 요구가 800MHz 대역 시스템인지 2GHz 대역 시스템인지, 즉 1차 경로가 800MHz 대역 경로인지 2GHz 대역 경로인지를 판정한다(단계 S3).

여기서, 800MHz 대역에서의 송신 요구이면, 무선 통신 장치는 또한 하이브리드 동작인지 여부를 판정한다(단계 S4). 하이브리드 동작이면, 제어 유닛(15)으로부터 800MHz 대역의 전력 증폭기(PA)인 전력 증폭기(1)의 비교 단자(12)로 1.0[V]의 비교 전압을 인가하고(단계 S5), 하이브리드 동작이 아니면, 배터리 전압(Vbatt)의 비교 전압을 비교 단자(12)에 인가한다(단계 S6). 또한 그 후에, 송신을 수행한다(단계 S7).

한편, 단계 S3에서, 2GHz 대역에서의 송신 요구라고 판정된 경우에는, 무선 통신 장치는 또한 하이브리드 동작인지 여부를 판정한다(단계 S8). 하이브리드 동작이면, 제어 유닛(15)으로부터 2GHz 대역에 대한 전력 증폭기(PA)인 전력 증폭기(2)의 비교 단자로 1.5[V]의 비교 전압을 인가하고(단계 S9), 하이브리드 동작이 아니면, 배터리 전압(Vbatt)의 비교 전압을 비교 단자에 인가한다(단계 S10). 또한 그 후에, 송신을 수행한다(단계 S7).

따라서, 본 실시예에서는, 도 4에 명백히 도시된 바와 같이, 800MHz 대역의 송신을 위한 하이브리드 동작을 수행하는 경우, 전력 증폭기(1)의 송신 전력이 12[dBm] 이상이면, PIN 다이오드 D1이 온으로 되고, 또한 정합 특성 변경 회로(11)가 출력 정합 회로(57)에 접속되어, 이득 특성이 변경된다. 또한 그 후에, 송신 전력이 10[dBm] 이하로 되는 경우에, PIN 다이오드 D1이 오프로 되고, 또한 정합 특성 변경 회로(11)가 출력 정합 회로(57)로부터 분리된다. 따라서, 이득 특성은 원래 상태로 되돌아간다.

2GHz 대역의 송신을 위한 하이브리드 동작을 수행하는 경우, 전력 증폭기(2)의 송신 전력이 18[dBm] 이상이면, PIN 다이오드가 온으로 되고, 또한 정합 특성 변경 회로가 접속되어, 이득 특성이 변경된다. 또한 그 후에, 송신 전력이 16[dBm] 이하로 되는 경우에, PIN 다이오드가 오프로 되고, 또한 정합 특성 변경 회로가 출력 정합 회로로부터 분리된다. 따라서, 이득 특성은 원래 상태로 되돌아간다.

본 실시예에서는, 800MHz 대역 시스템의 1차 회로가 신호를 송수신하면서, 2GHz 대역 시스템의 2차 수신 회로나 GPS 수신 회로가 신호를 수신하는 하이브리드 동작이 수행되는 경우에, 800MHz 대역 시스템에서의 전력 증폭기(1)의 이득이 2GHz 대역 시스템의 수신 대역 및 GPS 수신 대역에 있어서 충분히 저감되도록, 전력 증폭기(1)의 정합 특성을 변경한다. 따라서, 도 19에 도시된 800MHz 대역 시스템의 1차 회로에서의 2GHz 대역 시스템의 주파수 성분을 억제시키기 위한 필터(72) 및 GPS 수신 주파수 성분을 억제시키기 위한 필터(73)를 사용할 필요가 없다.

마찬가지로, 2GHz 대역 시스템의 1차 회로가 신호를 송수신하면서, 800MHz 대역 시스템의 2차 수신 회로나 GPS 수신 회로가 신호를 수신하는 하이브리드 동작이 수행되는 경우에, 2GHz 대역 시스템에서의 전력 증폭기(2)의 이득이 800MHz 대역 시스템의 수신 대역 및 GPS 수신 대역에 있어서 충분히 저감되도록, 전력 증폭기(2)의 정합 특성을 변경한다. 따라서, 도 19에 도시된 2GHz 대역 시스템의 1차 회로에서의 800MHz 대역 시스템의 주파수 성분을 억제시키기 위한 필터(82) 및 GPS 수신 주파수 성분을 억제시키기 위한 필터(83)를 사용할 필요가 없다.

따라서, 본 실시예에 의하면, 800MHz 대역 시스템 및 2GHz 대역 시스템의 각각의 1차 회로로의 회로의 삽입 손실을 유효하게 저감할 수 있어, 무선 통신 장치의 소형화, 저가격화 및 저소비 전력화를 달성할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 1차 회로에서의 송신 전력이 낮으면, 하이브리드 동작을 수행하는 동안에도 이득 특성을 변경하기 위한 정합 특성 변경 회로를 접속하지 않는다. 따라서, 한층 더한 전력 소비를 절약할 수 있어, 배터리 수명이 연장된다.

(실시예 2)

본 발명의 실시예 2에서는, 전력 증폭기(1)의 PIN 다이오드 D1을 온하는 경우에, 무선 통신 장치는 PIN 다이오드 D1의 양단 사이에 인가되는 전압이 일정해지도록 전압을 제어한다. 또한, 무선 통신 장치는 마찬가지로 전력 증폭기(2)를 제 어한다.

즉, 무선 통신 장치가 배터리를 전원으로서 이용하는 경우에, 그 배터리 전압은, 예를 들면 3.3~4.2[V]로 변동한다. 따라서, DC/DC 컨버터(65)의 출력 전압이 배터리 전압으로 설정된 경우에, PIN 다이오드를 온하면, 그 양단에 인가된 전압도 변동한다. 따라서, 양단 사이의 DC 저항 및 캐패시턴스가 변동하여, 정합 특성 변경 회로의 정합 상태가 변경된다.

본 실시예에서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 무선 통신 장치는 DC/DC 컨버터(65)의 입력 전압인 배터리 전압(Vbatt) 및 제어 유닛(15)에 의해서 설정되는 DC/DC 컨버터(65)의 출력 전압(Vdc)에 대응하는 비교 전압 테이블을 사전에 설정한다. 제어 유닛(15)은 배터리 전압을 검출하면서, 그 배터리 전압과, 제어 신호에 따라 설정되는 DC/DC 컨버터(65)의 출력 전압에 근거하여, 전력 증폭기(1, 2)의 PIN 다이오드를 온하는 경우의 비교 전압을 도 7에 나타내는 비교 전압 테이블로부터 설정함으로써, PIN 다이오드의 양단 사이에 인가되는 전압이 일정해지도록 전압을 제어한다.

도 8은 본 실시예에 따른 무선 통신 장치의 프로세스를 나타내는 흐름도이다. 도 6에서와 동일한 동작을 수행하는 단계는 동일한 참조 번호를 갖는다.

본 실시예에서는, 송신 요구가 단계 S3에서 800MHz 대역에서의 송신 요구라고 판정되는 경우, 또한 단계 S4에서 하이브리드 동작이라고 판정되는 경우에는, 무선 통신 장치는 DC/DC 컨버터(65)의 출력 전압이 1.5[V] 또는 Vbatt[V]로 설정되어 있는지 여부를 확인한다(단계 S11). DC/DC 컨버터(65)의 출력 전압이 배터리 전압(Vbatt)으로 설정되어 있으면, 무선 통신 장치는 실제의 배터리 전압을 검출하고(단계 S12), 제어 유닛(15)에 의해, 검출한 실제로의 배터리 전압으로부터 0.5[V]를 차감함으로써 계산된 비교 전압(Vbatt-0.5[V])을, 800MHz 대역에서의 전력 증폭기(1)의 비교 단자(12)에 인가한다(단계 S13). DC/DC 컨버터(65)의 출력 전압이 1.5[V]로 설정되면, 무선 통신 장치는 제어 유닛(15)에 의해, 전력 증폭기(1)의 비교 단자(12)에 1.0[V]의 비교 전압을 인가하여(단계 S14), 단계 S7에서 송신을 수행한다.

송신 요구가 단계 S3에서 2GHz 대역에서의 송신 요구라고 판정되는 경우, 또한 단계 S8에서 하이브리드 동작이라고 판정되는 경우에는, 무선 통신 장치는 즉시 배터리 전압을 검출하고(단계 S15), 제어 유닛(15)에 의해, 검출한 실제로의 배터리 전압으로부터 0.5[V]를 차감함으로써 계산된 비교 전압(Vbatt-0.5[V])을, 2GHz 대역의 전력 증폭기(2)의 비교 단자에 인가하여(단계 S16), 단계 S7에서 송신을 수행한다.

상기한 바와 같이, 본 실시예에서는, 전력 증폭기(1, 2)의 정합 특성 변경 회로를 접속하는 PIN 다이오드를 온하는 경우에, 무선 통신 장치는 그 양단에 인가되는 전압이 일정해지도록 전압을 제어하기 때문에, 소망하는 이득 특성을 항상 달성할 수 있다. 따라서, 장치의 신뢰성이 향상한다.

(실시예 3)

실시예 3에 따른 무선 통신 장치에서는, 도 1에 나타낸 휴대 전화의 800MHz 대역 시스템의 1차 회로에서의 전력 증폭기(1)를, 도 9에 나타낸 바와 같이 구성한다.

본 실시예에서는, 전력 증폭기(1)의 출력 정합 회로(57) 내의 인덕터 L1 및 스트립 라인 SL의 접속점 S1은, 캐패시터 C5, 인덕터 L3 및 PIN 다이오드 D1의 애노드-캐소드 경로를 지나서 그라운드에 접속된다. 또한, 인덕터 L3과 PIN 다이오드 D1의 접속점 S3은, 전류 제한 저항 R1을 지나서 제어 신호 단자(22)에 접속된다. PIN 다이오드 D1은 스위칭 유닛을 구성하고, 전류 제한 저항 R1, 인덕터 L3 및 캐패시터 C5는 정합 특성 변경 회로(21)를 구성한다.

제어 신호 단자(22)는 CPU 등으로 이루어지는 제어 유닛(25)에 접속된다. 제어 유닛(25)은 하이브리드 동작에 근거해 제어 신호 단자(22)에 사전 결정된 전압 신호를 인가함으로써, PIN 다이오드 D1를 온/오프 제어하여, 정합 특성 변경 회로(21)를 출력 정합 회로(57)에 선택적으로 접속시킬 수 있다. 이렇게 하여, PIN 다이오드 D1이 온일 때에, 전력 증폭기(1)는 그 정합 특성, 즉 이득 특성을, 2GHz 대역 시스템의 수신 대역(2110~2170MHz) 및 GPS 수신 대역(1575.42MHz)에서 감쇠되도록 변경할 수 있다.

도 1에 나타내는 2GHz 대역 시스템의 1차 회로에서의 전력 증폭기(2)는, 도 9에 나타내는 전력 증폭기(1)와 마찬가지로 구성된다. 정합 특성 변경 회로는 PIN 다이오드를 통해서 출력 정합 회로에 선택적으로 접속 가능하게 마련된다. 제어 유닛(25)은 하이브리드 동작에 근거하여 온/오프되도록 PIN 다이오드를 제어하여, 전력 증폭기(2)의 이득 특성을 변경한다. 전력 증폭기(2)에 마련된 정합 특성 변 경 회로는, 실시예 1과 마찬가지로, 800MHz 대역 시스템의 수신 대역(843~870MHz) 및 GPS 수신 대역(1575.42MHz)에 있어서 충분한 저감량을 달성할 수 있도록 설계되어 있다.

무선 통신 장치는 CDMA 시스템을 채용함으로써, 제어 유닛(25)은 CDMA 시스템의 1차 경로에 있어서, 도 1에 나타낸 필터(78, 88) 및 저잡음 증폭기(94, 96)의 수신 레벨 및 수신 C/N을 감시한다. 수신 레벨 및 수신 C/N이 낮아지는 경우에, 기지국과의 안정한 통신을 확보하기 위해서, 무선 통신 장치는 1차 경로에서의 송신 전력을 증대시키도록 DC/DC 컨버터(65)의 출력 전압을 제어한다.

본 실시예에서는, 하이브리드 동작을 수행할 때에, 제어 유닛(25)은, CDMA 시스템에 있어서의 수신 레벨의 감시 결과를 감시하여, 수신 레벨과 사전 결정된 임계값을 비교한다. 수신 레벨이 임계값 미만인 경우에, 제어 유닛(25)은, 1차 경로에서의 전력 증폭기(1) 또는 전력 증폭기(2)의 송신 전력을 증대시키기 위해서, 대응하는 전력 증폭기에 마련된 PIN 다이오드를 온으로 함으로써, 정합 특성 변경 회로를 출력 정합 회로에 접속시킨다.

도 10은 본 실시예에 따른 무선 통신 장치의 프로세스를 나타내는 흐름도이다. 도 6에서와 마찬가지의 동작을 수행하는 단계는 동일한 참조 번호를 갖는다.

본 실시예에서는, 단계 S3에서 800MHz 대역에서의 송신 요구라고 판정되는 경우, 또한 단계 S4에서 하이브리드 동작이라고 판정되는 경우에는, 무선 통신 장치는 800MHz 대역에서의 수신 레벨이 임계값 미만인지 여부를 판정한다(단계 S21). 800MHz 대역에서의 수신 레벨이 임계값 미만이라고 판정되면, 무선 통신 장치는 제 어 유닛(25)에 의해 800MHz 대역에서의 전력 증폭기(1)의 제어 신호 단자(22)에 그라운드 전위보다 높은 레벨의 사전 결정된 전압 신호를 인가함으로써, PIN 다이오드 D1을 온으로 하여(단계 S22), 단계 S7에서 송신을 수행한다.

단계 S4에서 하이브리드 동작이라고 판정되지 않은 경우, 또는 수신 레벨이 임계값 이상이라고 판정되는 경우, 무선 통신 장치는 제어 유닛(25)에 의해 전력 증폭기(1)의 제어 신호 단자(22)에 그라운드 전위 이하 레벨의 사전 결정된 전압 신호를 인가함으로써, PIN 다이오드 D1을 오프로 하여(단계 S23), 단계 S7에서 송신을 수행한다.

한편, 2GHz 대역에서의 송신 요구라고 판정되는 경우, 또한 단계 S8에서 하이브리드 동작이라고 판정되는 경우에, 무선 통신 장치는 2GHz 대역에서의 수신 레벨이 임계값 미만인지 여부를 판정한다(단계 S24). 임계값 미만이라고 판정되면, 제어 유닛(25)에 의해 2GHz 대역의 전력 증폭기(2)의 제어 신호 단자에 그라운드 전위보다 높은 레벨의 사전 결정된 전압 신호를 인가함으로써, PIN 다이오드를 온으로 하여(단계 S25), 단계 S7에서 송신을 수행한다.

단계 S8에서 하이브리드 동작이라고 판정되지 않은 경우, 또는 단계 S24에서 수신 레벨이 임계값 이상인 경우에, 제어 유닛(25)에 의해 전력 증폭기(2)의 제어 신호 단자에 그라운드 전위 이하 레벨의 사전 결정된 전압 신호를 인가함으로써, PIN 다이오드를 오프로 하여(단계 S26), 단계 S7에서 송신을 수행한다.

상기한 바와 같이, 본 실시예에서는, 하이브리드 동작이 수행될 때에, 1차 경로의 수신 레벨이 사전 결정된 임계값 미만이면, 1차 경로에서의 전력 증폭기의 송신 전력을 증대시키기 위해서, 무선 통신 장치는 PIN 다이오드를 온으로 하여, 2차 수신 회로가 신호를 수신하는 주파수 대역에서 이득을 저감하도록 1차 경로에서의 전력 증폭기의 정합 특성을 변경한다. 따라서, 실시예 1과 마찬가지의 이점을 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 무선 통신 장치는 제어 유닛(25)이 감시하고 있는 수신 레벨을 이용하여 PIN 다이오드를 온/오프 제어하지만, 제어 유닛(25)이 감시하고 있는 수신 C/N을 이용하여 마찬가지로 PIN 다이오드를 제어할 수 있다.

(실시예 4)

본 발명의 실시예 4에서는, 무선 통신 장치는 800MHz 대역의 전력 증폭기(1)의 PIN 다이오드 D1을 오프로 했을 때에 발생하는 송신 노이즈량을, 2GHz 대역의 2차 수신 회로에서 측정하고, 그 측정값에 근거하여 800MHz 대역의 송신 레벨 임계값(송신 전력 임계값)[dBm]을 설정한다. 마찬가지로, 무선 통신 장치는 2GHz 대역의 전력 증폭기(2)의 PIN 다이오드를 오프로 했을 때에 발생하는 송신 노이즈량을, 800MHz 대역의 2차 수신 회로에서 측정하고, 그 측정값에 근거하여 2GHz의 송신 레벨 임계값을 설정한다.

무선 통신 장치는 전력 증폭기(1, 2)에 대하여 실제로 설정되는 송신 레벨(송신 전력)과 송신 레벨 임계값을 비교하고, 그 비교 결과에 근거하여 제어 유닛(25)에 의해 전력 증폭기(1, 2)의 2개의 PIN 다이오드를 온/오프 제어한다.

여기서, 송신 레벨 임계값은, 예를 들면, 도 11에 나타낸 바와 같이, 주파수 및 온도에 따른 테이블로서 설정된다. 도 11에서는, 주파수가 높아질수록 임계값은 커지고, 또한 온도가 높아질수록 임계값은 낮아진다. 도 11은 800MHz 대역에 대한 송신 레벨 임계값을 나타내고 있지만, 2GHz 대역에 대한 송신 레벨 임계값은 마찬가지로 주파수 및 온도에 따른 테이블로서 설정된다. 또한, 휴대 전화는 온도 센서를 갖고, 제어 유닛(25)은 그 온도를 검출한다.

도 12는 본 실시예에 따른 무선 통신 장치의 프로세스를 나타내는 흐름도이다. 도 6 및 도 10과 마찬가지의 동작을 수행하는 단계는 동일한 참조 번호를 갖는다.

본 실시예에서는, 단계 S3에서 800MHz 대역에서의 송신 요구라고 판정되는 경우, 또한 단계 S4에서 하이브리드 동작이라고 판정되는 경우에, 도 11에 나타낸 800MHz 대역의 송신 레벨 임계값 테이블로부터 송신 주파수 및 검출 온도에 대응한 송신 레벨 임계값을 결정하여(단계 S31), 전력 증폭기(1)에 대하여 실제로 설정된 송신 레벨과 비교한다(스텝 S32).

그 결과, 전력 증폭기(1)에 대하여 실제로 설정된 송신 레벨이 단계 S31에서 결정한 송신 레벨 임계값보다 큰 경우에는, 단계 S22에서 800MHz 대역의 전력 증폭기(1)의 PIN 다이오드 D1을 온으로 하여(단계 S22), 단계 S7에서 송신을 수행한다. 이와 반대로, 전력 증폭기에 대하여 실제로 설정된 송신 레벨이 단계 S31에서 결정된 송신 레벨 임계값 이하인 경우에는, 단계 S23에서 전력 증폭기(1)의 PIN 다이오드 D1을 오프로 하여, 단계 S7에서 송신을 수행한다.

한편, 단계 S3에서 2GHz 대역에서의 송신 요구라고 판정되는 경우, 또한 단 계 S8에서 하이브리드 동작이라고 판정되는 경우에, 무선 통신 장치는 2GHz 대역에 대한 송신 레벨 임계값 테이블로부터 송신 주파수 및 검출 온도에 대응한 송신 레벨 임계값을 결정하여(단계 S33), 전력 증폭기(2)에 대하여 실제로 설정된 송신 레벨과 비교한다(단계 S34). 그 결과, 전력 증폭기(2)에 대하여 실제로 설정된 송신 레벨이 단계 S33에서 결정한 송신 레벨 임계값보다 큰 경우에는, 단계 S25에서 2GHz 대역의 전력 증폭기(2)의 PIN 다이오드를 온으로 하고, 전력 증폭기(2)에 대하여 실제로 설정된 송신 레벨이 단계 S33에서 결정한 송신 레벨 임계값 이하인 경우에는, 단계 S23에서 전력 증폭기(2)의 PIN 다이오드를 오프로 하여, 단계 S7에서 송신을 수행한다.

상기한 바와 같이, 본 실시예에서는, 무선 통신 장치는 800MHz 대역에서의 전력 증폭기(1)에 의해 발생하는 2GHz 대역에서의 2차 수신 회로에 대한 송신 노이즈량, 및 2GHz 대역에서의 전력 증폭기(2)에 의해 발생하는 800MHz 대역에서의 2차 수신 회로에 대한 송신 노이즈량을, 주파수 및 온도에 따라 사전에 측정하여, 송신 레벨 임계값 테이블을 작성한다. 하이브리드 동작을 수행할 때에, 실제로 설정되는 송신 레벨과, 송신 레벨 임계값 테이블의 대응하는 주파수 및 온도에 있어서의 송신 레벨 임계값 사이의 비교 결과에 근거하여, 제어 유닛(25)은 전력 증폭기(1, 2)의 2개의 PIN 다이오드를 온/오프 제어한다. 따라서, 장치의 특성에 따라 효율적으로 전력 소비를 줄일 수 있다.

(실시예 5)

본 발명의 실시예 5에 따른 무선 통신 장치는, 상기 실시예 4에서의 송신 레벨 임계값을, 도 13에 나타낸 바와 같이 데이터 레이트가 높아질수록 낮아지도록 설정한다.

도 14는 본 실시예의 무선 통신 장치의 프로세스를 나타내는 흐름도이다. 도 12에서와 마찬가지의 동작을 수행하는 단계는 동일한 참조 번호를 갖는다.

본 실시예에서는, 무선 통신 장치는 송신 요구에 따라 데이터 레이트를 확인하여(단계 S41), 상기 송신 요구가 800MHz 대역에서의 송신 요구인 경우, 또한 하이브리드 동작이라고 판정되는 경우에, 도 13에 나타낸 송신 레벨 임계값 테이블로부터, 단계 S41에서 확인한 데이터 레이트에 대응하는 송신 레벨 임계값을 결정한다(단계 S42). 그리고, 전력 증폭기(1)에 대하여 실제로 설정된 송신 레벨과, 단계 S42에서 결정한 송신 레벨 임계값을 비교한다. 그 결과, 전력 증폭기(1)에 대하여 실제로 설정된 송신 레벨이 단계 S42에서 결정한 임계값을 초과하는 경우에는, 단계 S22에서 전력 증폭기(1)의 PIN 다이오드 D1을 온으로 한다. 전력 증폭기(1)에 대하여 실제로 설정된 송신 레벨이 단계 S42에서 결정한 임계값 이하인 경우에는, 단계 S23에서 전력 증폭기(1)의 PIN 다이오드 D1을 오프로 한다.

한편, 단계 S41에서 송신 요구에 따른 데이터 레이트를 확인한 후, 상기 송신 요구가 2GHz 대역에서의 송신 요구인 경우, 또한 하이브리드 동작이다고 판정되는 경우에는, 무선 통신 장치는 단계 S41에서 확인한 데이터 레이트에 따른 송신 레벨 임계값을 결정하여(단계 S43), 전력 증폭기(2)에 대하여 실제로 설정된 송신 레벨과 비교한다(단계 S34). 그 결과, 전력 증폭기(2)에 대하여 실제로 설정된 송신 레벨이 단계 S43에서 결정한 송신 레벨 임계값을 초과하는 경우에는, 단계 S25에서 전력 증폭기(2)의 PIN 다이오드를 온으로 한다. 전력 증폭기(2)에 대하여 실제로 설정된 송신 레벨이 단계 S43에서 결정한 송신 레벨 임계값 이하인 경우에는, 단계 S26에서 전력 증폭기(2)의 PIN 다이오드를 오프로 한다.

본 실시예에서는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 송신 레벨 임계값을 데이터 레이트가 높아질수록 낮아지도록 설정하므로, 데이터 레이트가 높기 때문에 송신 레벨을 올려서 수신 C/N을 향상시킬 때에, 무선 통신 장치는 하이브리드 동작시에 전력 증폭기(1 또는 2)의 PIN 다이오드를 확실히 온할 수 있다. 따라서, 하이브리드 동작을 수행할 때에 2차 수신 회로에 들어가는 원하지 않는 노이즈를 효율적이고 확실하게 저감할 수 있다.

(실시예 6)

본 발명의 실시예 6에 따른 무선 통신 장치는, 상기한 실시예 3에 있어서의 수신 레벨의 임계값을, VoIP 등의 QoS(Quality of Survice) 제어의 존재 여부에 따라, QoS 제어가 있는 경우는 QoS 제어가 없는 경우보다 높게 설정한다.

도 16은 본 실시예의 무선 통신 장치의 프로세스를 나타내는 흐름도이다. 도 10에서와 마찬가지의 동작을 수행하는 단계는 동일한 참조 번호를 갖는다.

본 실시예에서는, 무선 통신 장치는 송신 요구에 따라 QoS 제어의 존재 여부를 확인하여(단계 S51), 상기 송신 요구가 800MHz 대역에서의 송신 요구인 경우, 또한 하이브리드 동작이라고 판정되는 경우에, 도 15에 나타낸 수신 레벨 임계값 테이블로부터, 단계 S51에서 확인한 QoS 제어의 존재 여부에 대응하는 수신 레벨 임계값을 결정한다(단계 S52). 계속해서, 실제로의 수신 레벨이 단계 S52에서 결정한 수신 레벨 임계값 미만인지 여부를 판정하여, 실제로의 수신 레벨이 단계 S52에서 결정한 수신 레벨 임계값 미만인 경우에는, 단계 S22에서 전력 증폭기(1)의 PIN 다이오드 D1을 온으로 한다. 실제로의 수신 레벨이 단계 S52에서 결정한 수신 레벨 임계값 이상인 경우에는, 단계 S23에서 전력 증폭기(1)의 PIN 다이오드 D1을 오프로 한다.

한편, 단계 S51에서 송신 요구에 따라 QoS 제어의 존재 여부를 확인한 후, 상기 송신 요구가 2GHz 대역에서의 송신 요구인 경우, 또한 하이브리드 동작이라고 판정되는 경우에, 무선 통신 장치는 도 15에 나타낸 수신 레벨 임계값 테이블로부터, 단계 S51에서 확인한 QoS 제어의 존재 여부에 대응하는 수신 레벨 임계값을 결정하여(단계 S53), 실제로의 수신 레벨이 단계 S53에서 결정한 수신 레벨 임계값 미만인지 여부를 판정한다. 그 결과, 실제로의 수신 레벨이 단계 S53에서 결정한 수신 레벨 임계값 미만인 경우에는, 단계 S25에서 전력 증폭기(2)의 PIN 다이오드를 온으로 한다. 실제로의 수신 레벨이 단계 S53에서 결정한 수신 레벨 임계값 이상인 경우에는, 단계 S26에서 전력 증폭기(2)의 PIN 다이오드를 오프로 한다.

본 실시예에서는, 도 15에 나타낸 바와 같이, QoS 제어가 존재하는 경우의 수신 레벨 임계값을, QoS 제어가 없는 경우보다 높게 설정했으므로, QoS 제어가 있기 때문에 송신 레벨을 올려서 수신 C/N을 향상시킬 때에, 무선 통신 장치는 하이 브리드 동작시에 전력 증폭기(1 또는 2)의 PIN 다이오드를 확실히 온할 수 있다. 따라서, 하이브리드 동작을 수행할 때에 2차 수신 회로에 들어가는 원하지 않는 노이즈를 효율적이고 확실하게 저감할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에만 한정되는 것이 아니라, 수많은 변형 또는 변경이 가능하다. 예컨대, 상기 실시예에서는, 정합 특성 변경 회로를 전력 증폭기의 출력 정합 회로에 선택적으로 접속시키는 스위칭 유닛으로서 PIN 다이오드를 이용하고 있지만, 다이오드 스위치, 트랜지스터 스위치 등의 다른 반도체 스위치, 또는 릴레이 스위치 등을 이용할 수도 있다.

또한, 하이브리드 동작을 수행할 수 있는 수신 주파수 대역에 따라, 복수의 정합 특성 변경 회로를 각각 스위칭 유닛을 통해서 출력 정합 회로에 선택적으로 접속시킬 수 있고, 하이브리드 동작의 수신 주파수 대역에 따라, 대응하는 정합 특성 변경 회로를 접속시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 멀티밴드 무선 통신 장치는 상기 실시예에서 설명한 휴대 전화에 한정되는 것이 아니라, 다른 주파수 대역에서 송신 동작을 수행하면서, 어떤 주파수 대역에서 선택적으로 수신 동작을 수행하는 하이브리드 동작 가능한 이동형 또는 고정형의 멀티밴드 무선 통신 장치에 적용할 수 있다.

Claims (15)

1. 제 1 주파수 대역에서 송신 동작을 수행하면서, 제 2 주파수 대역에서 수신 동작을 수행하는 멀티밴드 무선 통신 방법으로서,

   상기 수신 동작의 수행에 근거하여, 상기 송신 동작을 수행하는 전력 증폭기의 이득 특성을, 상기 제 2 주파수 대역에서 이득이 저하되도록 변경하는 것

   을 특징으로 하는 멀티밴드 무선 통신 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수신 동작의 수행에 동기하여, 상기 전력 증폭기의 이득 특성을, 상기 제 2 주파수 대역에서 이득이 저하되도록 변경하는 것을 특징으로 하는 멀티밴드 무선 통신 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 수신 동작이 수행되어, 상기 전력 증폭기의 설정 송신 레벨이 사전에 설정된 송신 레벨 임계값을 초과하는 경우, 상기 전력 증폭기의 이득 특성을, 상기 제 2 주파수 대역에서 이득이 저하되도록 변경하는 것을 특징으로 하는 멀티밴드 무선 통신 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 송신 레벨 임계값은 상기 전력 증폭기에 의한 송신 신호의 데이터 레이트에 근거하여 설정되는 것을 특징으로 하는 멀티밴드 무선 통신 방법.
5. 전력 증폭기를 포함하는 송신 유닛과, 상기 송신 유닛에 의한 송신 신호의 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역에서의 신호를 수신하는 수신 유닛을 갖고, 상기 송신 유닛에 의한 송신 동작을 수행하면서, 상기 수신 유닛에 의한 수신 동작을 선택적으로 수행하는 멀티밴드 무선 통신 장치로서,

   상기 전력 증폭기의 출력 정합 회로에 스위칭 유닛을 통해서 선택적으로 접속 가능하게 마련되고, 상기 수신 유닛의 주파수 대역에 있어서의 상기 전력 증폭기의 이득을 저하시키는 정합 특성 변경 회로와,

   상기 수신 유닛에 의한 수신 동작에 근거하여 상기 스위칭 유닛을 제어하는 제어 유닛

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티밴드 무선 통신 장치.
6. 멀티밴드 무선 통신 장치로서,

   메인 안테나 및 서브 안테나와,

   상기 메인 안테나에 접속되고, 선택적으로 구동되는 상이한 주파수 대역에서 동작하는 복수의 송수신 유닛과,

   상기 서브 안테나에 접속되고, 상이한 주파수 대역에서 동작하는 복수의 수신 유닛과,

   상기 복수의 송수신 유닛의 각 송신 유닛에 마련되는 전력 증폭기의 출력 정합 회로에, 각각의 스위칭 유닛을 통해서 선택적으로 접속 가능하게 마련되고, 상기 서브 안테나에 접속된 상기 복수의 수신 유닛의 주파수 대역 중에서, 상기 전력 증폭기가 마련되어 있는 송신 유닛의 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역에서의 이득을 저하시키는 정합 특성 변경 회로와,

   상기 복수의 송수신 유닛의 선택적 구동 및 상기 송수신 유닛의 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역에서의 상기 수신 유닛의 수신 동작에 근거하여, 상기 송수신 유닛의 상기 전력 증폭기에 대응하는 상기 스위칭 유닛을 제어하는 제어 유닛

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티밴드 무선 통신 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제어 유닛은, 상기 전력 증폭기의 설정 송신 레벨과, 사전에 설정된 송신 레벨 임계값의 비교에 근거하여, 상기 설정 송신 레벨이 상기 송신 레벨 임계값을 초과할 때에 상기 스위칭 유닛이 온되도록, 상기 스위칭 유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티밴드 무선 통신 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 스위칭 유닛을 오프로 한 상태에서 상기 송신 유닛에 의해 송신이 수행될 때에, 상기 송신 레벨 임계값은, 상기 송신 유닛의 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역에서의 상기 수신 유닛에 의한 수신 신호에 포함되는 송신 노이즈량의 측정값에 근거하여 설정되는 것을 특징으로 하는 멀티밴드 무선 통신 장치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 송신 레벨 임계값은 상기 송신 유닛에 의한 송신 신호의 데이터 레이트에 근거하여 설정되는 것을 특징으로 하는 멀티밴드 무선 통신 장치.
10. 삭제
11. 제 6 항에 있어서,

    상기 각 송수신 유닛은, 상기 송수신 유닛의 주파수 대역에서의 QoS 제어의 존재 여부에 근거하여, QoS 제어를 수행할 때에 상기 대응하는 전력 증폭기의 설정 송신 레벨이 증대되도록 제어되고,

    상기 제어 유닛은, 상기 송수신 유닛의 주파수 대역에서의 수신 신호의 수신 레벨과, QoS 제어의 존재 여부에 따라 사전에 설정된 대응하는 임계값의 비교에 근거하여, 상기 수신 레벨이 상기 임계값 미만일 때에 상기 스위칭 유닛이 온되도록, 상기 스위칭 유닛을 제어하는 것

    을 특징으로 하는 멀티밴드 무선 통신 장치.
12. 제 5 항에 있어서,

    상기 스위칭 유닛은 반도체 스위치를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티밴드 무선 통신 장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 반도체 스위치는 PIN 다이오드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 멀티밴드 무선 통신 장치.
14. 제 6 항에 있어서,

    상기 스위칭 유닛은 반도체 스위치를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티밴드 무선 통신 장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 반도체 스위치는 PIN 다이오드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 멀티밴드 무선 통신 장치.

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