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KR102385164B1 - 서로 다른 표준의 무선 신호를 전송하는 송신 장치 및 송수신 장치 - Google Patents

서로 다른 표준의 무선 신호를 전송하는 송신 장치 및 송수신 장치 Download PDF

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KR102385164B1
KR102385164B1 KR1020170119720A KR20170119720A KR102385164B1 KR 102385164 B1 KR102385164 B1 KR 102385164B1 KR 1020170119720 A KR1020170119720 A KR 1020170119720A KR 20170119720 A KR20170119720 A KR 20170119720A KR 102385164 B1 KR102385164 B1 KR 102385164B1
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Abstract

본 발명은 서로 다른 무선 통신 표준의 제 1 송신 신호와 제 2 송신 신호를 전송하는 송신 장치가 제공된다. 송신 장치는, 제 1 송신 모드시 상기 제 1 송신 신호의 전력을 증폭하는 전력 증폭기, 상기 증폭된 제 1 송신 신호를 무선 주파수 출력단으로 전달하는 제 1 임피던스 회로, 상기 제 1 임피던스 회로에 연결되며, 상기 제 1 송신 모드시 상기 제 1 임피던스 회로에 추가적인 임피던스를 제공하는 제 2 임피던스 회로, 제 2 송신 모드시 상기 제 2 송신 신호를 상기 제 1 임피던스 회로에 전달하는 제 1 스위치, 그리고 상기 제 1 송신 모드시 상기 제 2 임피던스 회로와 접지를 전기적으로 연결하고, 상기 제 2 송신 모드시에는 상기 제 2 임피던스 회로를 플로팅시키는 제 2 스위치를 포함한다.

Description

서로 다른 표준의 무선 신호를 전송하는 송신 장치 및 송수신 장치{TRANSMITTER DEVICE AND TRANSCEIVER DEVICE FOR TRANSMITTING DIFFERENT WIRELESS STANDARD SIGNAL}
본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 서로 다른 표준의 무선 신호를 전송하는 송신 장치 및 송수신 장치에 관한 것이다.
최근, 스마트폰, 테블릿 PC, 디지털 카메라, MP3 플레이어, PDA 등과 같은 모바일 장치의 이용이 폭발적으로 증가하고 있다. 이러한 모바일 장치들에는 데이터 교환, 전자 결재, 무선 태그 등의 목적을 위해 다양한 표준의 무선 네트워크 기술들이 적용되고 있다. 예를 들면, 가장 대중적인 무선 네트워크 기술로 블루투스(Bluetooth)나 무선 근거리 통신망(이하, WLAN)이 있다. 블루투스와 WLAN은 모두 모바일 장치에 무선 접속성을 제공하도록 설계된 무선 통신 프로토콜들이다. 또한, 블루투스와 WLAN은 동일한 주파수 대역을 사용한다.
블루투스는 통상적으로 수 미터 반경의 커버리지 영역에서 개인 영역 통신망(PAN)을 구현하는데 사용된다. 일례로, 블루투스는 개인용 컴퓨터들, 개인 디지털 보조기기(PDA: personal digital assistant)들, 모바일 전화기들, 무선 헤드셋 등을 접속하는데 사용될 수 있다. 반면, 선 근거리 통신망(WLAN)은 WiFi 또는 좀더 일반적으로는 IEEE 802.11 무선 프로토콜과 같은 네트워킹 프로토콜들을 이용하여 로컬 장치들의 상호 접속에 사용될 수 있다.
무선 네트워크 프로토콜들의 특징 중 하나는 송신을 위해 사용되는 무선 주파수가 유사하다는 점이다. 따라서, 비용의 절감을 위해 모바일 장치들의 안테나가 공유되기도 한다. 하지만, 각각의 무선 방식들은 서로 다른 송신 전력을 사용하며, 정합을 위한 임피던스의 크기도 다르다. 따라서, 동작 모드의 분리와 각 동작 모드에서의 최적 임피던스를 제공하기 위해서는 고가의 스위치들이 사용되어야 한다. 즉, 상이한 표준의 무선 신호를 송수신하기 위한 송수신기 콤보를 하나의 칩에 형성하더라도, 결국은 동작 모드의 분리를 위해서는 고가의 스위치가 제공되어야 한다. 이러한 스위치의 존재는 전자 장치의 부피 증가와 더불어 비용의 증가를 초래한다.
본 발명의 목적은 안테나를 공유하는 서로 다른 표준의 송수신기 모듈을 하나의 칩 내에서 구현하기 위한 기술을 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 임피던스 매칭과 스위치를 하나의 칩 내에 구비하여, 안테나를 공유할 수 있는 무선 송수신 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 서로 다른 무선 통신 표준의 제 1 송신 신호와 제 2 송신 신호를 전송하는 송신 장치는, 제 1 송신 모드시 상기 제 1 송신 신호의 전력을 증폭하는 전력 증폭기, 상기 전력 증폭된 제 1 송신 신호를 무선 주파수 출력단으로 전달하는 제 1 임피던스 회로, 상기 제 1 임피던스 회로에 연결되며, 상기 제 1 송신 모드시 상기 제 1 임피던스 회로에 추가적인 임피던스를 제공하는 제 2 임피던스 회로, 제 2 송신 모드시 상기 제 2 송신 신호를 상기 제 1 임피던스 회로에 전달하는 제 1 스위치, 그리고 상기 제 1 송신 모드시 상기 제 2 임피던스 회로와 접지를 전기적으로 연결하고, 상기 제 2 송신 모드시에는 상기 제 2 임피던스 회로를 플로팅시키는 제 2 스위치를 포함한다.
본 발명의 서로 다른 무선 통신 표준의 제 1 송신 신호와 제 2 송신 신호를 전송하는 송신 장치는, 제 1 송신 모드의 고출력 모드시 상기 제 1 송신 신호의 전력을 증폭하는 전력 증폭기, 상기 전력 증폭된 제 1 송신 신호를 무선 주파수 출력단으로 전달하는 제 1 임피던스 회로, 상기 제 1 송신 모드의 저출력 모드 또는 제 2 송신 모드시, 상기 제 1 송신 신호 또는 상기 제 2 송신 신호를 상기 제 1 임피던스 회로에 전달하는 제 1 스위치, 상기 제 1 임피던스 회로에 연결되며, 상기 고출력 모드시 상기 제 1 임피던스 회로에 추가적인 임피던스를 제공하는 제 2 임피던스 회로, 상기 고출력 모드시 상기 제 2 임피던스 회로를 접지에 연결하고, 상기 저출력 모드 또는 상기 제 2 송신 모드시 상기 제 2 임피던스 회로를 플로팅시키는 제 2 스위치, 그리고 상기 고출력 모드시에는 상기 제 1 송신 신호를 상기 전력 증폭기에 전달하고, 상기 저출력 모드시에는 상기 제 1 송신 신호를 상기 제 1 스위치로 전달하며, 그리고 상기 제 2 송신 모드시에는 상기 제 2 송신 신호를 상기 제 1 스위치로 전달하는 제 3 임피던스 회로를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 송수신 장치는, 제 1 송신 모드시 제 1 송신 신호를 송신 포트로 전달하고, 제 2 송신 모드시 상기 제 1 송신 신호와는 다른 무선 통신 표준의 제 2 송신 신호를 상기 송신 포트로 전달하는 송신기 콤보, 상기 송신 포트와 연결되며 상기 전달된 제 1 송신 신호 또는 상기 전달된 제 2 송신 신호를 무선 채널로 전송하는 안테나, 상기 안테나와 연결된 수신 포트를 통해서 상기 안테나로부터의 수신 신호를 샘플링하는 수신기, 그리고 상기 송신 포트와 상기 수신 포트 사이에 연결되며, 송신 모드와 수신 모드 각각에 대응하는 정합 임피던스를 제공하기 위한 매칭 네트워크를 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 서로 다른 무선 통신 표준의 송신기와 송신 모드를 변경하기 위한 스위치, 그리고 임피던스 매칭을 위한 구성들을 하나의 칩 내에 집적할 수 있다. 따라서, 복수의 통신 표준을 지원하는 송신기 콤보를 저비용으로 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 송수신기를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 송신기 콤보의 구성을 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2의 송신기 콤보의 예시적인 구성을 보여주는 회로도이다.
도 4는 송신 모드에 따른 도 3의 스위치 컨트롤러의 동작을 예시적으로 보여주는 타이밍도이다.
도 5는 도 3의 송신기 콤보의 동작을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 6은 도 2의 송신기 콤보의 다른 예를 보여주는 회로도이다.
도 7은 도 2의 송신기 콤보의 또 다른 예를 보여주는 회로도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 송수신기를 보여주는 블록도이다.
도 9는 도 8의 송신기 콤보의 기본적인 구성을 보여주는 블록도이다.
도 10a, 도 10b, 그리고 도 10c는 송신 모드들 각각에 대한 송신기 콤보의 신호 전달 경로를 보여주는 블록도들이다.
도 11은 도 9의 송신기 콤보의 예시적인 구성을 보여주는 회로도이다.
도 12는 도 11의 송신기 콤보에서의 송신 모드에 따른 증폭기 및 스위치들의 상태를 보여주는 표이다.
도 13은 도 9의 송신기 콤보의 다른 예를 보여주는 회로도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 송수신기의 다른 실시 예를 보여주는 블록도이다.
도 15는 도 14의 무선 송수신기를 좀더 구체적으로 보여주는 회로도이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 송수신기의 또 다른 실시 예를 보여주는 블록도이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치를 간략히 보여주는 블록도이다.
도 18은 도 17의 통신 인터페이스의 구성을 예시적으로 보여주는 도면이다.
이하에서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 송수신기를 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 송수신 장치(100)는 베이스밴드 모뎀(110), 송신기 콤보(120), 수신기(130), 그리고 안테나(140)를 포함할 수 있다. 송신기 콤보(120)와 수신기(130)는 단일 칩으로 집적된 송수신 콤보 칩(150)을 구성할 수 있다.
베이스밴드 모뎀(110)은 전송 요청된 송신 데이터(TX_Data)를 변조하여 송신기 콤보(120)에 제공될 기저대역의 송신 신호들(TX1_BB, TX2_BB)로 생성한다. 여기서, 제 1 송신 신호(TX1_BB)는 제 1 무선 통신 표준의 기저대역 송신 신호이다. 제 2 송신 신호(TX2_BB)는 제 1 무선 통신 표준과는 다른 제 2 무선 통신 표준의 기저대역 송신 신호이다. 베이스밴드 모뎀(110)은 수신기(130)로부터 제공되는 수신 신호(RX_signal)를 제공받아 처리한다. 베이스밴드 모뎀(110)은 수신 신호(RX_signal)를 수신 데이터(RX_Data)로 복조하여 프로세서(미도시)에 제공할 수 있다. 여기서, 제 1 무선 통신 표준 및 제 2 무선 통신 표준은 각각 무선랜 표준인 WiFi와 블루투스(Bluetooth)일 수 있다. 하지만, 제 1 무선 통신 표준 및 제 2 무선 통신 표준의 조합은 다양한 무선 방식들의 조합일 수 있음은 잘 이해될 것이다.
송신기 콤보(120)는 기저대역의 송신 신호들(TX1_BB, TX2_BB)을 무선 주파수의 송신 신호들로 변조한다. 송신기 콤보(120)는 무선 주파수로 변조된 송신 신호들을 안테나(140)로 전달한다. 이하에서, 기저대역의 송신 신호들은 'TX1_BB', 'TX2_BB'로 표기하고, 무선 주파수(Radio Frequency)의 송신 신호들은 'TX1', 'TX2'로 표기하기로 한다.
제 1 송신 모드(TX1 mode)에서, 송신기 콤보(120)는 제 1 송신 신호(TX1)를 선택하고 증폭하여 안테나(140)로 전달할 것이다. 반면, 제 2 송신 모드(TX2 mode)에서, 송신기 콤보(120)는 제 2 송신 신호(TX2)를 선택하여 안테나(140)로 전달할 것이다.
송신기 콤보(120)는 송신 모드에 따라 서로 다른 표준의 송신 신호들 중 어느 하나를 선택하기 위한 스위치 유닛(123)과 임피던스 유닛(125)을 포함할 수 있다. 스위치 유닛(123)은 송신 모드에 따라 무선 주파수의 송신 신호가 전달되는 경로를 선택한다. 즉, 송신 모드에 따라 송신기 콤보(120)가 제공하는 이득 또는 출력이 달라야 하기 때문에, 각 송신 모드에 대응하는 무선 주파수의 송신 신호 경로가 선택될 것이다. 임피던스 유닛(125)은 송신 모드에 따라 각 표준에서 규정된 매칭 임피던스(Matching Impedance)를 제공한다.
수신기들(130, 160)은 안테나(140)를 통해서 수신된 무선 신호를 샘플링하여 기저대역의 수신 신호들(RX_signal_1, RX_signal_2)로 변환한다. 예를 들면, 무선 근거리 통신망(이하, WLAN)과 블루투스의 경우, 유사한 무선 주파수 대역을 사용한다. 따라서, 이러한 통신 표준들의 무선 신호들은 공유되는 안테나(140)를 통해서 수신될 수 있다. 수신기들(130, 160)은 샘플링된 수신 신호들(RX_signal_1, RX_signal_2)을 베이스밴드 모뎀(110)에 전달할 것이다.
안테나(140)는 송신기 콤보(120)로부터 제공되는 무선 주파수 송신 신호를 무선 채널로 전송한다. 더불어, 안테나(140)는 무선 채널을 통해서 전달되는 무선 주파수 수신 신호를 수신하여 전기적인 신호로 변환한다. 안테나(140)에는 수신 모드와 송신 모드를 선택하고 분기시키기 위한 듀플렉서(Duplexer, 미도시)가 포함될 수 있음은 잘 이해될 것이다. 즉, 안테나(140)는 무선 주파수 송신 신호만을 선택하는 대역 통과 필터(BPF)와 무선 주파수 수신 신호만을 선택하는 대역 통과 필터(BPF)를 포함할 수 있다. 하지만, 본 발명의 송신기 콤보(120)의 기능과는 크게 관련이 없기 때문에 안테나(140)의 구체적인 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
여기서, 송신기 콤보(120)와 수신기(130)는 하나의 칩(Single Chip)에 집적될 수 있다. 즉, 송신기 콤보(120)와 수신기(130)는 송수신기 콤보 칩(150)을 구성할 수 있다. 송수신기 콤보 칩(150)에 포함되는 송신기 콤보(120)는 내부적으로 서로 다른 표준의 송신 신호들을 전송하기 위한 스위칭 유닛(123)과 임피던스 유닛(125)을 구비한다. 따라서, 송수신기 콤보 칩(150)과 안테나(140) 사이에는 송신 모드의 전환을 수행하기 위한 고가의 스위칭 장치가 별도로 제공될 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 송수신기 콤보 칩(150)을 적용하는 송수신 장치(100)의 제작이나 운용 비용은 효과적으로 감소될 것으로 기대된다.
도 2는 도 1의 송신기 콤보의 기본적인 구성을 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 송신기 콤보(120)는 전력 증폭기(122), 스위치 유닛(123), 그리고 임피던스 유닛(125)을 포함한다. 스위치 유닛(123)은 제 1 스위치(123a)와 제 2 스위치(123b)를 포함할 수 있다. 임피던스 유닛(125)은 제 1 임피던스 회로(125a)와 제 2 임피던스 회로(125b)를 포함할 수 있다.
전력 증폭기(122)는 입력되는 무선 주파수의 제 1 송신 신호(TX1)의 전력을 증폭하여 제 1 임피던스 회로(125a)에 전달한다. 제 1 송신 모드(TX1 mode)시, 전력 증폭기(122)는 제 1 송신 신호(TX1)의 전체 전력을 안테나(140)를 통해서 방사 가능한 레벨로 증폭한다. 전력 증폭기(122)는 출력 파형의 모양에 따라 분류되는 다양한 급(Class)의 증폭기들 중 어느 하나가 선택될 수 있다. 특히, 제 1 송신 신호(TX1)는 모바일 단말기에 적용되는 WiFi 송신 신호일 수 있다. 모바일 단말기에서 이용하는 WiFi 표준으로는 802.11a/b/g/n/ac 중 적어도 하나일 수 있다. 최근에는 WiFi 규격이 802.11ad/ah/af까지 확장되는 추세이다. 차세대 WiFi 규격을 만족시키기 위해 오류 벡터 크기(Error Vector Magnitude: 이하, EVM) 스펙이 강화되는 추세이다. 따라서, 전력 증폭기(122)는 강화된 EVM 스펙을 만족시키기 위해서 높은 증폭기 바이어스 전압을 제공받을 수 있어야 할 것이다.
스위치 유닛(123)은 제 1 스위치(123a)와 제 2 스위치(123b)를 포함할 수 있다. 제 1 스위치(123a)는 제 2 송신 모드(TX2 mode)에서 무선 주파수의 제 2 송신 신호(TX2)를 제 1 노드(N1)로 전달한다. 반면, 제 1 스위치(123a)는 제 1 송신 모드(TX1 mode)에서 제 2 송신 신호(TX2)가 제 1 노드(N1)로 전달되지 못하도록 차단한다.
제 2 스위치(123b)는 제 1 송신 모드(TX1 mode)에서, 제 2 임피던스 회로(125b)와 접지 사이에 전기적인 경로를 제공한다. 따라서, 제 1 송신 모드(TX1 mode)에서 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 형성되는 출력 임피던스는 제 1 및 제 2 임피던스 회로들(125a, 125b)에 의해서 설정된다. 반면, 제 2 송신 모드(TX2 mode)에서 제 2 스위치(123b)는 제 2 임피던스 회로(125b)와 접지 사이를 차단한다. 따라서, 제 2 송신 모드(TX2 mode)에서 제 2 스위치(123b)에 의해서 무선 주파수 출력단(RF_TX)의 출력 임피던스는 제 1 임피던스 회로(125a)에 의해서만 설정될 수 있다.
임피던스 회로(125)는 전력 증폭기(122)에 의해서 증폭된 제 1 송신 신호(TX1)를 무선 주파수 출력단(RF_TX)으로 전달한다. 제 1 및 제 2 임피던스 회로(125a, 125b)는 제 1 송신 신호(TX1)를 전송하기 위한 제 1 무선 통신 표준에서 정의하는 출력단 임피던스를 제공할 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 임피던스 회로(125a, 125b)는 전력 증폭기(122)에 의해서 증폭된 제 1 송신 신호(TX1)를 최소의 감쇄값으로 안테나(140)에 전달하기 위한 임피던스 매칭을 제공할 수 있다. 제 1 및 제 2 임피던스 회로(125a, 125b)에 의해서 제공되는 임피던스 값에 의해서 제 1 송신 신호(TX1)의 전력은 안테나(140)에 최적의 효율로 제공될 수 있다.
이상에서는, 본 발명의 송신기 콤보(120)의 개략적인 구조가 설명되었다. 본 발명의 송신기 콤보(120)는 증폭된 제 1 송신 신호(TX1)가 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 전달되도록 제 1 송신 모드(TX1 mode)에서만 활성화되는 전력 증폭기(122)를 포함한다. 그리고 제 1 송신 모드(TX1 mode)시에는 제 1 및 제 2 임피던스 회로(125a, 125b)에 의해서 출력 임피던스가 설정된다. 반면, 제 2 송신 모드(TX2 mode)시에는 제 2 송신 신호(TX2)가 무선 주파수 출력단(RF_TX)으로 전달되도록 제 1 스위치(123a)가 턴온된다. 더불어, 제 2 송신 모드(TX2 mode)시에는 제 2 스위치(123b)가 턴오프됨에 따라, 제 1 임피던스 회로(125a)에 의해서만 출력 임피던스 값이 설정된다.
도 3은 도 2의 송신기 콤보의 예시적인 구성을 보여주는 회로도이다. 도 3을 참조하면, 송신기 콤보(120a)는, 스위치 컨트롤러(121), 전력 증폭기(122), 제 1 스위치(123a), 제 2 스위치(123b), 제 1 임피던스 회로(125a), 그리고 제 2 임피던스 회로(125b)를 포함한다.
스위치 컨트롤러(121)는 송신 모드(TX_mode)에 따라 전력 증폭기(122) 및 제 1 및 제 2 스위치(123a, 123b)를 제어한다. 예를 들면, 스위치 컨트롤러(121)는 송신 모드(TX_mode)에 따라 전력 증폭기(122)를 활성화하기 위한 증폭기 인에이블 신호(PA_EN)를 생성한다. 또한, 스위치 컨트롤러(121)는 송신 모드(TX_mode)에 따라 제 1 스위치(123a)를 제어하기 위한 스위치 제어 신호(SCNTL1)와, 제 2 스위치(123b)를 제어하기 위한 스위치 제어 신호(SCNTL2)를 생성한다.
제 1 송신 모드(TX1_EN)가 활성화되면, 스위치 컨트롤러(121)는 전력 증폭기(122)를 턴온시키기 위해 증폭기 인에이블 신호(PA_EN)를 활성화한다. 그리고 스위치 컨트롤러(121)는 제 1 스위치(123a)를 차단하도록 스위치 제어 신호(SCNTL1)를 출력한다. 또한, 스위치 컨트롤러(121)는 제 2 스위치(123b)를 턴온(Turn-on)하도록 스위치 제어 신호(SCNTL2)를 출력할 것이다. 여기서, 제 1 스위치(123a) 및 제 2 스위치(123b)는 트랜지스터로 구현될 수 있다.
제 1 송신 모드(TX1_EN)에서의 스위치 상태에서, 무선 주파수(RF)의 제 1 송신 신호(TX1)는 전력 증폭기(122)에 의해서 증폭될 것이다. 전력 증폭기(122)는 증폭된 제 1 송신 신호(TX1)를 발룬(Blaun)의 평형 입력단(Balanced Input Port)으로 전달한다. 평형 입력단으로 제공된 증폭된 제 1 송신 신호(TX1)는 발룬(Balun)의 유도 작용에 의해 불평형 출력단(Unbalanced Output Port)으로 출력된다. 그리고 제 1 송신 신호(TX1)는 발룬(Balun)의 불평형 출력단은 안테나(140)와 연결되는 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 전달된다. 이때, 제 2 스위치(123b)가 턴온(Turn-on) 상태이기 때문에, 무선 주파수 출력단(RF_TX)의 출력 임피던스 값은 발룬(Balun)과 제 1 커패시터(C1), 그리고 제 2 커패시터(C2)에 의해서 설정된다.
반면, 제 2 송신 모드(TX2_EN)에서의 스위치 상태에서 전력 증폭기(122)는 턴오프(Turn-off)된다. 따라서, 전력 증폭기(122)를 경유하는 제 1 송신 신호(TX1)의 송신 경로는 차단될 것이다. 하지만, 제 1 스위치(123a)가 턴온(Turn-on)되고, 제 2 스위치(123b)가 턴오프(Turn-off)됨에 따라, 제 2 송신 신호(TX2)가 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 전달될 것이다. 이때, 무선 주파수 출력단(RF_TX)의 출력 임피던스 값은 제 1 커패시터(C1)에 의해서 결정된다. 제 2 스위치(123b)의 턴오프(Turn-off)에 따라 제 2 커패시터(C2)는 접지와 차단되고, 결과적으로 플로팅(Floating)된다.
이상에서는 일 실시 예에 따른 송신기 콤보(120a)의 구성 및 동작이 간략히 설명되었다. 본 발명의 송신기 콤보(120a)는 집적되는 스위치들(123a, 123b)과 임피던스 유닛(125a, 125b)들을 사용하여 서로 다른 표준의 무선 신호들을 시분할 방식으로 전송할 수 있다. 즉, 제 1 송신 모드(TX1_EN)와 제 2 송신 모드(TX2_EN)에 따라 송신기 콤보(120a) 내에서 스위칭이 실행되고, 출력 임피던스도 조정될 수 있다.
도 4는 송신 모드에 따른 도 3의 스위치 컨트롤러의 동작을 예시적으로 보여주는 타이밍도이다. 도 4를 참조하면, 스위치 컨트롤러(121)는 송신 모드(TX_mode)에 따라 전력 증폭기(122), 제 1 스위치(123a), 그리고 제 2 스위치(123b)를 제어한다.
우선 T0 시점에서의 송신 모드(TX_mode)는 제 1 송신 모드(TX1_EN)라 가정하기로 한다. 즉, T0 시점에서는 제 1 송신 모드(TX1_EN)가 논리 하이(H) 상태, 제 2 송신 모드(TX2_EN)가 논리 로우(L) 상태로 스위치 컨트롤러(121)에 제공된다고 가정하기로 한다. 그러면 스위치 컨트롤러(121)는 증폭기 인에이블 신호(PA_EN)를 논리 하이(H) 상태로 활성화시킨다. 그리고 스위치 컨트롤러(121)는 스위치 제어 신호(SCNTL1)를 논리 로우(L) 상태로, 스위치 제어 신호(SCNTL2)를 논리 하이(H) 상태로 출력할 것이다.
T0와 T1 시점까지는, 상술한 스위치 컨트롤러(121)의 제어에 따라, 전력 증폭기(122)는 제 1 송신 신호(TX1)의 전력을 증폭하여 발룬(Balun) 측으로 전달할 것이다. 더불어, 제 2 송신 신호(TX2)는 제 1 스위치(123a)에 의해서 차단된다. 제 2 스위치(123b)의 턴온(Turn-on)에 의해 제 2 커패시터(C2)는 접지에 연결된다. 결국, 증폭된 제 1 송신 신호(TX1)는, 발룬(Blaun) 및 직렬 연결되는 커패시터들(C1, C2)에 의해서 형성되는 출력 임피던스를 갖는 무선 주파수 출력단(RF_TX)으로 전달될 것이다. 무선 주파수 출력단(RF_TX)은 송수신 콤보 칩(150, 도 1 참조)의 출력단으로 안테나(140)와 직접 연결되는 포트이다.
T1 시점에서 송신 모드(TX_mode)는 제 1 송신 모드(TX1_EN)로부터 제 2 송신 모드(TX2_EN)로 전환된다. 즉, 제 1 송신 모드(TX1_EN)는 논리 로우(L) 상태, 제 2 송신 모드(TX2_EN)가 논리 하이(H) 상태로 전환될 것이다. 그러면 스위치 컨트롤러(121)는 증폭기 인에이블 신호(PA_EN)를 논리 로우(L) 상태로 비활성화시킨다. 그리고 스위치 컨트롤러(121)는 스위치 제어 신호(SCNTL1)를 논리 하이(H) 상태로, 스위치 제어 신호(SCNTL2)를 논리 로우(L) 상태로 출력할 것이다.
제 2 송신 모드(TX2_EN)에서 스위치 컨트롤러(121)의 제어에 따라, 전력 증폭기(122)는 턴오프(Turn-off)된다. 그리고 제 2 송신 신호(TX2)는 턴온되는 제 1 스위치(123a)에 의해서 제 1 노드(N1)로 전달된다. 더불어, 제 2 스위치(123b)의 턴오프에 의해 제 2 커패시터(C2)는 접지와 분리된다. 결국, 제 2 송신 신호(TX2)는 제 1 스위치(123a)와 제 1 커패시터(C1)를 경유하여 무선 주파수 출력단(RF_TX)으로 전달될 것이다. 즉, 제 2 송신 모드(TX2_EN)에서, 무선 주파수 출력단(RF_TX)의 출력 임피던스는 제 1 커패시터(C1)가 제공하는 임피던스 값으로 설정될 것이다. 결국, 발룬(Balun)의 인덕턴스(Inductance)와 커패시터들(C1, C2)의 커패시턴스(Capacitance)의 선택을 통해서 각 송신 모드에서 요구되는 출력 임피던스가 용이하게 제공될 수 있다.
도 5는 도 3의 송신기 콤보의 동작을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 도 5를 참조하면, 송신기 콤보(120a)는 송신 모드에 따라 무선 신호들 중 어느 하나를 선택하고, 송신 모드에 대응하는 출력 임피던스를 제공할 수 있다.
S110 단계에서, 송신기 콤보(120a)는 송신 모드(TX_mode)를 모니터링한다. 여기서, 송신 모드(TX_mode)는 제 1 송신 모드(TX1 mode)와 제 2 송신 모드(TX2 mode)를 갖는 것으로 가정하기로 한다. 예를 들면, 제 1 송신 모드(TX1 mode)는 WiFi 송신을 위한 모드이고, 제 2 송신 모드(TX2 mode)는 블루투스 송신을 위한 모드일 수 있다. 하지만, 본 발명의 송신 모드들은 여기의 개시에 국한되지 않음은 잘 이해될 것이다.
S120 단계에서, 송신 모드(TX_mode)에 따른 동작 분기가 실행된다. 검출된 송신 모드(TX_mode)가 제 1 송신 모드(TX1 mode)인 경우, 절차는 S130 단계로 이동한다. 그리고 검출된 송신 모드(TX_mode)가 제 2 송신 모드(TX2)인 경우, 절차는 S140 단계로 이동한다.
S130 단계에서, 스위치 컨트롤러(121)는 전력 증폭기(122)를 턴온(Turn-on)시킨다. 그리고 스위치 컨트롤러(121)는 스위치 제어 신호(SCNTL1)를 논리 로우(L) 상태로, 스위치 제어 신호(SCNTL2)를 논리 하이(H) 상태로 생성한다. 스위치 제어 신호들(SCNTL1, SCNTL2)에 의해서 제 1 스위치(123a)는 턴오프(Turn-off)되고, 제 2 스위치(123b)는 턴온(Turn-on)된다. 전력 증폭기(122)와 스위치들(123a, 123b)의 상태에 따라 제 2 송신 신호(TX2)의 무선 주파수 출력단(RF_TX)으로의 전달은 차단된다. 반면, 제 1 송신 신호(TX1)가 전력 증폭기(122)에 의해서 증폭되어 무선 주파수 출력단(RF_TX)으로 전달될 것이다. 이때, 무선 주파수 출력단(RF_TX)의 출력 임피던스는 발룬(Blaun) 및 직렬 연결되는 커패시터들(C1, C2)에 의해서 설정된다.
S140 단계에서, 스위치 컨트롤러(121)는 전력 증폭기(122)를 턴오프(Turn-off)시킨다. 그리고 스위치 컨트롤러(121)는 스위치 제어 신호(SCNTL1)를 논리 하이(H) 상태로, 스위치 제어 신호(SCNTL2)를 논리 로우(L) 상태로 설정한다. 스위치 제어 신호들(SCNTL1, SCNTL2)에 의해서 제 1 스위치(123a)는 턴온(Turn-on)되고, 제 2 스위치(123b)는 턴오프(Turn-off)된다. 전력 증폭기(122)와 스위치들(123a, 123b)의 상태에 따라 제 1 송신 신호(TX1)의 무선 주파수 출력단(RF_TX)으로의 전달은 차단된다. 반면에, 제 2 송신 신호(TX2)는 무선 주파수 출력단(RF_TX)으로 전달될 것이다. 이때, 무선 주파수 출력단(RF_TX)의 출력 임피던스는 커패시터(C2)에 의해서 설정된다.
S150 단계에서, 송신기 콤보(120a)는 턴오프(Turn-off) 요청이 존재하는지 검출한다. 예를 들면, 송수신기(100)가 장착된 장치나 시스템의 턴오프(Turn-off) 요청이 발생하거나, 사용자에 의한 절전 모드로의 변경과 같은 상황에서 송신기 콤보(120a)가 턴오프(Turn-off)될 수 있다. 송신기 콤보(120a)의 턴오프 요청이 존재하지 않는 경우(No 방향), 절차는 S110 단계로 이동한다. 반면, 송신기 콤보(120a)의 턴오프 요청이 존재하는 경우(Yes 방향), 송신기 콤보(120a)의 제반 동작은 종료될 것이다.
이상에서는, 송신 모드(TX_mode)에 따른 전력 증폭기(122), 스위치들(123a, 123b)의 동작이 간략히 설명되었다. 송신 모드(TX_mode)의 변경 정보는 베이스밴드 모뎀(110, 도 1 참조)이나 프로세서 등으로부터 제공받을 수 있다.
도 6은 도 2의 송신기 콤보의 다른 예를 보여주는 회로도이다. 도 6을 참조하면, 송신기 콤보(120b)는 스위치 컨트롤러(121), 전력 증폭기(122), 제 1 스위치(123a), 제 2 스위치(123b), 제 1 임피던스 회로(125a), 제 2 임피던스 회로(125b), 멀티플렉서(124a), 믹서(124b), 그리고 구동 증폭기(126)를 포함할 수 있다. 여기서, 스위치 컨트롤러(121), 전력 증폭기(122), 제 1 스위치(123a), 제 2 스위치(123b), 제 1 임피던스 회로(125a), 그리고 제 2 임피던스 회로(125b)는 도 3의 그것들과 실질적으로 동일하다. 따라서, 이것들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
스위치 컨트롤러(121)는 송신 모드(TX_mode)에 따라 전력 증폭기(122), 제 1 및 제 2 스위치(123a, 123b), 그리고 멀티플렉서(124a)를 제어한다. 스위치 컨트롤러(121)는 송신 모드(TX_mode)에 따라 전력 증폭기(122)를 활성화하기 위한 증폭기 인에이블 신호(PA_EN)를 생성한다. 또한, 스위치 컨트롤러(121)는 송신 모드(TX_mode)에 따라 제 1 스위치(123a)를 제어하기 위한 스위치 제어 신호(SCNTL1)와, 제 2 스위치(123b)를 제어하기 위한 스위치 제어 신호(SCNTL2)를 생성한다. 스위치 컨트롤러(121)의 전력 증폭기(122), 제 1 스위치(123a) 그리고 제 2 스위치(123b)의 제어 절차는 도 3의 방식과 동일하다.
더불어, 스위치 컨트롤러(121)는 제 1 송신 모드(TX1_EN)가 활성화되면, 멀티플렉서(124a)가 기저대역의 제 1 송신 신호(TX1_BB)를 선택하도록 선택 신호(SEL)를 생성할 수 있다. 그리고 스위치 컨트롤러(121)는 제 2 송신 모드(TX2_EN)가 활성화되면, 멀티플렉서(124a)가 기저대역의 제 2 송신 신호(TX2_BB)을 선택하도록 선택 신호(SEL)를 생성할 것이다.
멀티플렉서(124a)는 선택 신호(SEL)에 따라 기저대역의 제 1 송신 신호(TX1_BB)와 제 2 송신 신호(TX2_BB) 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
믹서(124b)는 기저대역의 제 1 송신 신호(TX1_BB)와 제 2 송신 신호(TX2_BB)를 무선 주파수(RF)로 변조한다. 무선 주파수로 변조된 제 1 송신 신호(TX1) 또는 제 2 송신 신호(TX2)는 구동 증폭기(126)에 전달된다.
구동 증폭기(126)는 무선 주파수의 제 1 송신 신호(TX1) 또는 제 2 송신 신호(TX2)를 증폭한다. 일반적으로 증폭기 구조 특성상 이득(Gain)과 전력(Power) 모두를 만족시키기는 어렵다. 높은 송신 전력이 필요한 제 1 송신 모드(TX1 mode)에서는 전력 증폭기(122)가 턴온되어 제 1 송신 신호(TX1)의 전력을 증폭할 것이다. 제 1 송신 모드(TX1 mode)에서 제공되어야 하는 이득(Gain)은 구동 증폭기(126)를 통해서 제공될 수 있다. 구동 증폭기(126)와 전력 증폭기(122)를 통해서 제공된 이득 및 출력으로 제 1 송신 신호(TX1)가 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 제공될 수 있다.
상대적으로 저전력으로 동작하는 제 2 송신 모드(TX2 mode)에서는 전력 증폭기(122)는 턴오프(Turn-off)되고, 구동 증폭기(126)에 의해서만 제 2 송신 신호(TX2)가 증폭된다. 그리고 제 2 송신 신호(TX2)는 제 1 스위치(123a)와 제 1 커패시터(C1)을 경유하여 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 전달될 것이다.
상술한 송신기 콤보(120b)는 하나의 구동 증폭기(126)와 하나의 전력 증폭기(122)를 포함하는 구조를 갖는다. 따라서, 도시된 형태의 송신기 콤보(120b)의 구조를 적용하는 경우, 상대적으로 저비용으로 송수신 장치(100)를 제작할 수 있을 것이다.
도 7은 도 2의 송신기 콤보의 또 다른 예를 보여주는 회로도이다. 도 7을 참조하면, 송신기 콤보(120c)는 스위치 컨트롤러(121), 전력 증폭기(122), 제 1 스위치(123a), 제 2 스위치(123b), 제 1 임피던스 회로(125a), 제 2 임피던스 회로(125b), 구동 증폭기들(126a, 126b), 그리고 발룬들(127a, 127b)을 포함할 수 있다. 여기서, 스위치 컨트롤러(121), 전력 증폭기(122), 제 1 스위치(123a), 제 2 스위치(123b), 제 1 임피던스 회로(125a), 그리고 제 2 임피던스 회로(125b)는 도 3의 그것들과 실질적으로 동일하다. 따라서, 이것들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 더불어, 제 1 송신 신호(TX1)와 제 2 송신 신호(TX2)는 무선 주파수로 변조된 신호라 가정하기로 한다.
구동 증폭기들(126a, 126b)은 각각 제 1 송신 신호(TX1)와 제 2 송신 신호(TX2)를 증폭한다. 제 1 송신 신호(TX1)와 제 2 송신 신호(TX2)는 각각 상이한 이득과 전력으로 안테나(140)에 제공될 수 있다. 이때, 제 1 구동 증폭기(126a)는 제 1 송신 신호(TX1)를 전송하기 위한 최적의 이득을 제공하도록 설계될 수 있다. 또한, 제 2 구동 증폭기(126b)는 제 2 송신 신호(TX2)를 전송하기 위한 최적의 이득을 제공하도록 제 1 구동 증폭기(126a)와는 독립적으로 설정될 수 있다.
발룬들(127a, 127b)은 각각 구동 증폭기들(126a, 126b)에 의해서 증폭된 제 1 송신 신호(TX1)와 제 2 송신 신호(TX2)를 불평형 신호로 변환한다. 제 1 발룬(127a)은 제 1 구동 증폭기(126a)에 의해서 증폭된 제 1 송신 신호(TX1)를 전력 증폭기(122)의 입력단으로 전달한다. 제 2 발룬(127b)은 제 2 구동 증폭기(126b)에 의해서 증폭된 제 2 송신 신호(TX2)를 제 1 스위치(123a)에 전달한다. 여기서, 발룬들(127a, 127b)의 입출력단이 평형 입력-불평형 출력 방식에만 국한되지 않는다. 발룬들(127a, 127b)의 입출력단이 평형 입력-평형 출력 방식으로도 구현될 수 있다.
상술한 구조의 송신기 콤보(120c), 송신 모드(TX_mode)에 따라 각각 독립된 구동 증폭기와 발룬들(Balun)을 사용한다. 따라서, 제 1 송신 신호(TX1)와 제 2 송신 신호(TX2)가 전달되는 경로들간 간섭이 최소화될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 송수신기를 보여주는 블록도이다. 도 8을 참조하면, 무선 송수신기(200)는 베이스밴드 모뎀(210), 송신기 콤보(220), 수신기(230), 안테나(240), 그리고 외부 전력 증폭기(260) 및 스위치(265)를 포함할 수 있다. 여기서, 송신기 콤보(220)와 수신기(230)는 단일 칩으로 집적되는 송수신기 콤보 칩(250)을 구성할 수 있다. 여기서, 베이스밴드 모뎀(210)과 안테나(240)는 도 1의 그것들과 실질적으로 동일하므로, 이것들의 동작이나 구성의 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 송신기 콤보(220)는 제 1 송신 모드(TX1 mode)를 고전력(HP) 모드와 저전력 모드(LP)로 구분하여 동작한다. 예를 들면, 송신기 콤보(220)에 포함되는 전력 증폭기(PA)로 제공하기 어려운 전력이 요구되는 경우, 외부 전력 증폭기(260)를 사용하여 요구되는 전력으로 추가적으로 증폭할 수 있다. 이때, 스위치(265)는 턴오프(Turn-off)되고 외부 전력 증폭기(260)를 통한 제 1 송신 신호(TX1)의 전력 증폭이 수행된다. 여기서, 외부 전력 증폭기(260)의 출력은 송신기 콤보(220)에 포함되는 전력 증폭기(PA)의 출력보다 큰 값으로 제공될 수 있다.
예시적으로, 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 고전력 모드에서는 외부 전력 증폭기(260)는 턴오프(Turn-off)되고, 스위치(265)는 턴온(Turn-on)될 수 있다. 즉, 송신기 콤보(220)에 포함되는 전력 증폭기(PA)에 의해서만 제 1 송신 신호(TX1)의 전력이 증폭된다. 반면, 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 저전력 모드에서는 외부 전력 증폭기(260)는 턴온(Turn-on)되고, 스위치(265)는 턴오프(Turn-off)될 수 있다. 즉, 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 저전력 모드에서, 제 1 송신 신호(TX1)는 송신기 콤보(220)에 포함되는 전력 증폭기(PA)를 바이패스하고, 외부 전력 증폭기(260)에 의해서만 증폭될 수 있다. 하지만, 보다 높은 출력이 요구되는 경우에는 제 1 송신 신호(TX1)는 송신기 콤보(220)에 포함되는 전력 증폭기(PA)와 외부 전력 증폭기(260) 모두에 의해서 증폭될 수도 있음은 잘 이해될 것이다. 물론, 제 2 송신 모드(TX2 mode)에서 제 2 송신 신호(TX2)는 송신기 콤보(220)에 포함되는 전력 증폭기(PA)와 외부 전력 증폭기(260) 어느 것에 의해서도 증폭되지 않고 안테나(240)에 전달될 것이다.
베이스밴드 모뎀(210)은 전송 데이터(TX_Data)를 송신기 콤보(220)에 전달하기 위한 기저대역 송신 신호들(TX1_BB, TX2_BB)을 생성한다. 기저대역의 제 1 송신 신호(TX1_BB)와 제 2 송신 신호(TX2_BB)는 서로 다른 무선 통신 표준의 신호들이다. 베이스밴드 모뎀(210)은 수신기(230)로부터 제공되는 수신 신호(RX_signal)를 제공받아 처리한다.
송신기 콤보(220)는 기저대역의 송신 신호들(TX1_BB, TX2_BB)을 무선 주파수 대역 신호들 변조한다. 그리고 변조된 무선 주파수 대역의 송신 신호들(TX1, TX2) 중 어느 하나를 처리하여 외부 전력 증폭기(260)에 전달한다. 송신기 콤보(220)는 제 1 송신 신호(TX1)를 전송할 경우에는 고전력(HP) 모드 또는 저전력(LP) 모드 중 어느 하나의 방식으로 처리하여 출력한다. 제 1 송신 신호(TX1)를 고전력(HP) 모드 또는 저전력(LP) 모드로 처리하기 위해, 송신기 콤보(220)는 스위치 유닛(223)과 임피던스 유닛(225)을 사용한다. 예를 들면, 고전력(HP) 모드에서 송신기 콤보(220)는 전력 증폭기(PA)를 사용하여 제 1 송신 신호(TX1)를 증폭한다. 반면, 저전력(LP) 모드에서 송신기 콤보(220)는 제 1 송신 신호(TX1)가 전력 증폭기(PA)를 바이패스하도록 스위치 유닛(223)과 임피던스 유닛(225)을 제어한다. 그리고 제 2 송신 신호(TX2)가 저전력(HP) 모드 또는 고전력(LP) 모드와는 다른 신호 경로를 경유하여 안테나(240)에 전달되도록 스위치 유닛(223)과 임피던스 유닛(225)이 제어될 것이다.
수신기(230)는 실질적으로 도 1의 수신기들(130, 160)과 동일한 구성 및 기능을 갖는다. 따라서, 수신기(230)의 기능이나 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상술한 송신기 콤보(220)와 수신기(230)는 하나의 칩(Single Chip)에 집적될 수 있다. 송신기 콤보(220)와 수신기(230)는 송수신기 콤보 칩(250)을 구성할 수 있다. 송수신기 콤보 칩(250)에 포함되는 송신기 콤보(220)는 내부적으로 서로 다른 표준의 송신 신호를 전송하기 위한 스위칭 유닛(223)과 임피던스 유닛(225)을 구비한다. 따라서, 송수신기 콤보 칩(250)과 안테나(240) 사이에는 송신 모드의 전환을 수행하기 위한 스위칭 장치가 별도로 제공될 필요가 없다. 더불어, 본 발명의 송신기 콤보(220)는 고전력 모드(HP) 및 저전력 모드(HP)로 제 1 송신 신호(TX1)를 처리할 수 있다. 외부 전력 증폭기(260)가 사용되어야 하는 경우에는 송수신기 콤보 칩(250)에 포함되는 전력 증폭기(PA)가 굳이 사용될 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 송수신기 콤보 칩(250)에 따르면, 다양한 레벨의 전력으로 제 1 송신 신호(TX1)가 전송될 수 있다.
도 9는 도 8의 송신기 콤보의 기본적인 구성을 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 9를 참조하면, 송신기 콤보(220)는 전력 증폭기(222), 스위치 유닛(223), 임피던스 유닛(225)을 포함한다. 스위치 유닛(223)은 제 1 스위치(223a)와 제 2 스위치(223b)를 포함할 수 있다. 임피던스 유닛(225)은 제 1 임피던스 회로(225a)와 제 2 임피던스 회로(225b), 그리고 제 3 임피던스 회로(225c)를 포함할 수 있다.
여기서, 송신 모드는 크게 2가지 모드로 분류될 수 있다. 즉, 송신 모드는 제 1 송신 모드(TX1 mode)와 제 2 송신 모드(TX2 mode)로 구분된다. 더불어, 제 1 송신 모드(TX1 mode)는 다시 고전력 모드와 저전력 모드로 세분화된다.
제 3 임피던스 회로(225c)는 제 1 송신 신호(TX1)를 송신 모드에 따라 전력 증폭기(222)와 제 1 스위치(223a) 중 어느 하나로 전달한다. 예를 들면, 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 고전력(HP) 모드시, 제 3 임피던스 회로(225c)는 제 1 송신 신호(TX1)를 전력 증폭기(222)로 전달한다. 반면, 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 저전력(LP) 모드시, 제 3 임피던스 회로(225c)는 제 1 송신 신호(TX1)를 제 1 스위치(223a)로 전달한다. 그리고 제 3 임피던스 회로(225c)는 제 2 송신 모드(TX2 mode)시에는 제 2 송신 신호(TX2)를 제 1 스위치(223a)로 전달할 것이다.
더불어, 제 3 임피던스 회로(225c)는 명칭과도 같이 송신 모드에 따라 상이한 임피던스를 제공할 수 있다. 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 고전력(HP) 모드 및 저전력(LP) 모드 각각에서 제 3 임피던스 회로(225c)는 상이한 임피던스를 제공할 수 있다. 더불어, 제 2 송신 모드(TX2 mode)에서는 제 3 임피던스 회로(225c)는 저전력 모드(LP)와 동일한 신호 경로를 제공한다. 하지만, 저전력 모드(LP)에서는 제 1 송신 신호(TX1)가 제 1 스위치(223a)에 전달되지만, 제 2 송신 모드(TX2 mode)에서는 제 2 송신 신호(TX2)가 제 1 스위치(223a)에 전달될 것이다.
전력 증폭기(222)는 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 고전력(HP) 모드에서 입력되는 제 1 송신 신호(TX1)의 전력을 증폭하여 제 1 임피던스 회로(225a)에 전달한다. 반면, 전력 증폭기(222)는 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 저전력(LP) 모드 및 제 2 송신 모드(TX2_Mdoe)시에는 비활성화될 것이다. 앞서 언급한 바와 같이, 제 1 송신 신호(TX1)는 모바일 단말기에 적용되는 WiFi 송신 신호일 수 있다. 반면, 제 2 송신 신호(TX2)는 블루투스 송신 신호일 수 있다.
스위치 유닛(223)은 제 1 스위치(223a)와 제 2 스위치(223b)를 포함할 수 있다. 제 1 스위치(223a)는 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 고전력(HP) 모드시에 턴오프된다. 반면, 제 1 스위치(223a)는 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 저전력(LP) 모드와 제 2 송신 모드(TX2 mode)시에 턴온된다. 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 저전력(LP) 모드시, 제 1 스위치(223a)는 제 1 송신 신호(TX1)를 제 1 노드(N1)로 전달한다. 또한, 제 2 송신 모드(TX2 mode)시, 제 1 스위치(223a)는 제 2 송신 신호(TX2)를 제 1 노드(N1)로 전달한다.
제 2 스위치(223b)는 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 고전력(HP) 모드시에, 제 2 임피던스 회로(225b)와 접지 간의 경로를 제공한다. 따라서, 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 고전력(HP) 모드시에 송신기 콤보(220)의 출력 임피던스는 제 1 및 제 2 임피던스 회로들(225a, 225b)에 의해서 설정된다. 반면, 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 저전력(LP) 모드 및 제 2 송신 모드(TX2 mode)에서 제 2 스위치(123b)는 제 2 임피던스 회로(225b)와 접지 간의 경로를 차단한다. 따라서, 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 저전력(LP) 모드 및 제 2 송신 모드(TX2 mode)에서 출력 임피던스는 제 1 임피던스 회로(225a)와 제 3 임피던스 회로(225c)에 의해서 설정될 수 있다.
이상에서는, 본 발명의 송신기 콤보(220)의 개략적인 구조가 간략히 설명되었다. 본 발명의 송신기 콤보(220)는 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 고전력(HP) 모드에서만 활성화되는 전력 증폭기(222)를 포함한다. 전력 증폭기(222)는 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 저전력(LP) 모드 및 제 2 송신 모드(TX2 mode)에서는 비활성화된다. 그리고 송신기 콤보(220)는 각각의 송신 모드에 따른 최적의 신호 경로와 출력 임피던스를 제공하기 위한 스위치들(223a, 223b)과 임피던스 회로들(225a, 225b, 225c)을 포함한다. 상술한 구성들을 통하여 다양한 표준의 송신 신호들을 다양한 출력 레벨로 제공할 수 있는 송수신기 콤보 칩(250, 도 8 참조)를 구현할 수 있다.
도 10a, 도 10b, 그리고 도 10c는 송신 모드들 각각에 대한 도 9의 송신기 콤보의 신호 전달 경로를 보여주는 블록도들이다.
도 10a는 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 고전력(HP) 모드에서의 스위치들(223a, 223b)의 상태 및 그에 따른 신호 전달 경로를 보여준다. 도 10a를 참조하면, 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 고전력(HP) 모드에서, 제 3 임피던스 회로(225c)는 제 1 송신 신호(TX1)를 선택하여 전력 증폭기(222)에 전달한다. 그리고 제 1 스위치(223a)는 차단되고, 제 2 스위치(223b)는 턴온되어 제 2 임피던스 회로(225b)를 접지와 연결한다. 전력 증폭기(222)에 의해서 증폭된 제 1 송신 신호(TX1)는 제 1 임피던스 회로(225a)를 경유하여 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 전달된다. 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 고전력(HP) 모드시에는 무선 주파수 출력단(RF_TX)의 출력 임피던스는 제 1 및 제 2 임피던스 회로(225a, 225b)에 의해서 설정된다.
도 10b는 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 저전력(LP) 모드에서의 스위치들(223a, 223b)의 상태 및 그에 따른 신호 전달 경로를 보여준다. 도 10b를 참조하면, 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 저전력(LP) 모드에서, 제 3 임피던스 회로(225c)는 제 1 송신 신호(TX1)를 선택하여 제 1 스위치(223a)로 전달한다. 이때, 전력 증폭기(222)는 비활성화된다. 그리고 제 2 스위치(223b)는 차단되고 제 2 임피던스 회로(225b)는 접지와 차단된다. 제 1 스위치(223a)에 의해서 제 1 송신 신호(TX1)는 제 1 임피던스 회로(225a)를 경유하여 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 전달된다. 제 1 송신 모드(TX1 mode)의 저전력(LP) 모드시에는 무선 주파수 출력단(RF_TX)의 출력 임피던스는 제 1 및 제 3 임피던스 회로(225a, 225c)에 의해서 설정된다.
제 1 송신 모드(TX1 mode)의 저전력(LP) 모드시, 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 전달된 제 1 송신 신호(TX1_BB)는 외부 전력 증폭기(260)에 의해서 증폭되다. 그리고 외부 전력 증폭기(260)에 의해서 증폭된 출력값으로 제 1 송신 신호(TX1)가 안테나(240)에 전달될 것이다.
도 10c는 제 2 송신 모드(TX2 mode)에서의 스위치들(223a, 223b)의 상태 및 그에 따른 신호 전달 경로를 보여준다. 도 10c를 참조하면, 제 2 송신 모드(TX2 mode)에서, 제 3 임피던스 회로(225c)는 제 2 송신 신호(TX2)를 선택하여 제 1 스위치(223a)로 전달한다. 이때, 전력 증폭기(222)는 비활성화된다. 그리고 제 2 스위치(223b)는 차단되고, 제 2 임피던스 회로(225b)는 접지와 차단된다. 제 1 스위치(223a)에 의해서 제 2 송신 신호(TX2)는 제 1 임피던스 회로(225a)를 경유하여 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 전달된다. 제 2 송신 모드(TX2 mode)시에는 무선 주파수 출력단(RF_TX)의 출력 임피던스는 제 1 및 제 3 임피던스 회로(225a, 225c)에 의해서 설정된다.
도 11은 도 9의 송신기 콤보의 예시적인 구성을 보여주는 회로도이다. 도 11을 참조하면, 송신기 콤보(220a)는, 스위치 컨트롤러(221), 전력 증폭기(222), 제 1 스위치(223a), 제 2 스위치(223b), 믹서(224), 제 1 임피던스 회로(225a), 그리고 제 2 임피던스 회로(225b), 제 3 임피던스 회로(225c), 그리고 구동 증폭기(226)를 포함할 수 있다.
스위치 컨트롤러(221)는 송신 모드(TX_mode)에 따라 전력 증폭기(222) 및 제 1 및 제 2 스위치(223a, 223b)를 제어한다. 더불어, 스위치 컨트롤러(221)는 송신 모드(TX_mode)에 따라 제 3 임피던스 회로(225c)에 포함되는 제 3 스위치(SW3)를 접지와 연결한다. 스위치 컨트롤러(221)는 송신 모드(TX_mode)에 따라 전력 증폭기(222)를 활성화하기 위한 증폭기 인에이블 신호(PA_EN)를 생성한다. 또한, 스위치 컨트롤러(221)는 송신 모드(TX_mode)에 따라 제 1 스위치(223a)를 제어하기 위한 스위치 제어 신호(SCNTL1)와, 제 2 스위치(223b)를 제어하기 위한 스위치 제어 신호(SCNTL2)를 생성한다. 스위치 컨트롤러(221)는 또한, 제 3 임피던스 회로(225c)에 포함되는 제 3 스위치(SW3)를 제어하기 위한 스위치 제어 신호(SCNTL3)를 생성한다.
제 1 송신 모드(TX1 mode)의 고전력(HP) 모드에서, 스위치 컨트롤러(221)는 전력 증폭기(222)를 활성화화고, 제 1 스위치(223a)와 제 3 스위치(SW3)를 차단하고, 제 2 스위치(223b)를 턴온시킨다. 그러면, 구동 증폭기(226)에 의해서 증폭된 제 1 송신 신호(TX1)는 발룬(227)에 의해서 전력 증폭기(222)로 전달된다. 전력 증폭기(222)에 의해서 증폭된 제 1 송신 신호(TX1)는 제 1 임피던스 회로(225a)를 경유하여 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 전달된다. 고전력(HP) 모드시에는 무선 주파수 출력단(RF_TX)의 출력 임피던스는 제 1 및 제 2 임피던스 회로(225a, 225b)에 의해서 설정된다.
제 1 송신 모드(TX1 mode)의 저전력(LP) 모드에서, 스위치 컨트롤러(221)는 전력 증폭기(222)를 턴오프시키고, 제 1 스위치(223a)와 제 3 스위치(SW3)를 턴온시킨다. 그리고 스위치 컨트롤러(221)는 제 2 스위치(223b)를 턴오프시킨다. 그러면, 발룬(227)의 탭 연결이, 예를 들면, 1:1 비율이 아닌 3:2로 변경된다. 따라서, 발룬(227)에 의해서 유도된 제 1 송신 신호(TX1)는 제 1 스위치(223a)를 경유하여 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 전달될 수 있다. 저전력(LP) 모드에서는 전력의 증폭없이 제 1 송신 신호(TX1)는 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 전달된다. 그리고 이후, 외부 전력 증폭기(ExPA)에 의해서 전력 증폭이 수행된다.
제 2 송신 모드(TX2 mode)에서, 스위치 컨트롤러(221)는 전력 증폭기(222)를 턴오프시키고, 제 1 스위치(223a)와 제 3 스위치(SW3)를 턴온시킨다. 그리고 스위치 컨트롤러(221)는 제 2 스위치(223b)를 턴오프시킨다. 즉, 제 2 송신 모드(TX2 mode)에서 스위치 컨트롤러(221)는 저전력(LP) 모드에서와 동일하게 스위치들(SW1, SW2, SW3)을 제어한다. 하지만, 제 2 송신 모드(TX2 mode)는 외부 전력 증폭기(ExPA)에 의한 전력 증폭 절차는 포함하지 않는다.
도 12는 도 11의 송신기 콤보에서의 송신 모드에 따른 증폭기 및 스위치들의 상태를 보여주는 표이다. 도 12를 참조하면, 구동 증폭기(DA, 226)는 송신 모드에 관계없이 턴온 상태를 유지한다. 반면, 전력 증폭기(PA, 222) 및 제 1 내지 제 3 스위치들(223a, 223b, SW3)들은 송신 모드에 따라 상태가 가변된다.
제 1 송신 모드(TX1 mode)의 고전력(HP) 모드에서, 스위치 컨트롤러(221)에 의해서 전력 증폭기(222)는 활성화(ON)되고, 제 1 스위치(223a)와 제 3 스위치(SW3)는 차단(OFF)된다. 그리고 제 2 스위치(223b)는 턴온(ON)된다. 그러면, 구동 증폭기(226)에 의해서 증폭된 제 1 송신 신호(TX1)는 발룬(227)에 의해서 전력 증폭기(222)로 전달될 것이다. 전력 증폭기(222)에 의해서 증폭된 제 1 송신 신호(TX1)는 제 1 임피던스 회로(225a)를 경유하여 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 전달된다.
제 1 송신 모드(TX1 mode)의 저전력(LP) 모드에서, 전력 증폭기(222)는 턴오프(OFF)되고, 제 1 스위치(223a)와 제 3 스위치(SW3)는 턴온(ON)된다. 그리고 제 2 스위치(223b)는 턴오프(OFF)된다. 그러면, 발룬(227)에 의해서 감소된 레벨의 제 1 송신 신호(TX1)가 전력 증폭기(222)를 경유하지 않고 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 전달될 수 있다.
제 2 송신 모드(TX2 mode)에서, 전력 증폭기(222)는 턴오프(OFF)되고, 제 1 스위치(223a)와 제 3 스위치(SW3)는 턴온(ON)된다. 그리고 제 2 스위치(223b)는 턴오프(OFF)된다. 그러면, 발룬(227)에 의해서 감소된 레벨의 제 2 송신 신호(TX2)가 전력 증폭기(222)를 경유하지 않고 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 전달될 것이다.
도 13은 도 9의 송신기 콤보의 다른 예를 보여주는 회로도이다. 도 13을 참조하면, 송신기 콤보(220b)는, 스위치 컨트롤러(221), 전력 증폭기(222), 제 1 스위치(223a), 제 2 스위치(223b), 멀티플렉서(224a), 믹서(224b), 제 1 임피던스 회로(225a), 그리고 제 2 임피던스 회로(225b), 구동 증폭기들(226a, 226b), 그리고 발룬들(227a, 227b)을 포함할 수 있다. 여기서, 멀티플렉서(224a)와 믹서(224b)의 동작은 도 11의 그것들과 실질적으로 동일하다. 따라서, 이것들에 대한 설명은 생략하기로 한다.
스위치 컨트롤러(221)는 송신 모드(TX_mode)에 따라 전력 증폭기(222) 및 제 1 및 제 2 스위치(223a, 223b)를 제어한다. 스위치 컨트롤러(221)는 송신 모드(TX_mode)에 따라 전력 증폭기(222)를 활성화하기 위한 증폭기 인에이블 신호(PA_EN)를 생성한다. 또한, 스위치 컨트롤러(221)는 송신 모드(TX_mode)에 따라 제 1 스위치(223a)를 제어하기 위한 스위치 제어 신호(SCNTL1)와, 제 2 스위치(223b)를 제어하기 위한 스위치 제어 신호(SCNTL2)를 생성한다.
제 1 송신 모드(TX1 mode)의 고전력(HP) 모드에서, 스위치 컨트롤러(221)는 제 1 구동 증폭기(226a)와 전력 증폭기(222)를 활성화한다. 추가적으로 스위치 컨트롤러(221)는 고전력(HP) 모드에서 제 2 구동 증폭기(226b)를 턴오프시킬 수 있음은 잘 이해될 것이다. 제 1 구동 증폭기(226a) 및 제 2 구동 증폭기(226b)를 제어하기 위한 제어 신호의 도시는 생략하기로 한다. 더불어, 스위치 컨트롤러(221)는 고전력(HP) 모드시 제 1 스위치(223a)를 차단하고, 제 2 스위치(223b)를 턴온시킨다. 그러면, 제 1 구동 증폭기(226a)에 의해서 증폭된 제 1 송신 신호(TX1)는 발룬(227a)에 의해서 전력 증폭기(222)로 전달된다. 전력 증폭기(222)에 의해서 증폭된 제 1 송신 신호(TX1)는 제 1 임피던스 회로(225a)와 제 2 임피던스 회로(225b)에 의해서 형성되는 출력 임피던스의 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 전달된다.
제 1 송신 모드(TX1 mode)의 저전력(LP) 모드에서는, 스위치 컨트롤러(221)는 제 1 구동 증폭기(226a)와 전력 증폭기(222)를 턴오프시키고, 제 2 구동 증폭기(226b) 및 제 1 스위치(223a)를 턴온시킨다. 또한, 스위치 컨트롤러(221)는 제 2 스위치(223b)를 턴오프시킨다. 그러면, 제 1 송신 신호(TX1)는 제 2 구동 증폭기(226b) 및 제 1 스위치(223a)를 경유하여 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 전달될 수 있다. 저전력(LP) 모드에서는 전력의 증폭없이 제 1 송신 신호(TX1)가 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 전달된다. 이후, 외부 전력 증폭기(ExPA)에 의해서 전력의 증폭일 수행될 수 있다.
제 2 송신 모드(TX2 mode)에서, 스위치 컨트롤러(221)는 제 1 구동 증폭기(226a)와 전력 증폭기(222)를 턴오프시키고, 제 2 구동 증폭기(226b) 및 제 1 스위치(223a)를 턴온시킨다. 또한, 스위치 컨트롤러(221)는 제 2 스위치(223b)를 턴오프시킨다. 그러면, 제 2 송신 신호(TX2)는 제 2 구동 증폭기(226b) 및 제 1 스위치(223a)를 경유하여 무선 주파수 출력단(RF_TX)에 전달될 수 있다. 하지만, 제 2 송신 모드(TX2 mode)는 외부 전력 증폭기(ExPA)에 의한 전력 증폭 절차는 포함하지 않는다. 여기서 제 2 송신 모드(TX2 mode)가 외부 전력 증폭기(ExPA)를 사용하지 않는 것으로 설명되었으나, 본 발명은 여기에 국한되지 않는다. 즉, 제 2 송신 모드(TX2 mode)에서도 제 2 송신 신호(TX2)가 외부 전력 증폭기(ExPA)에 의해서 증폭되도록 구성될 수 있을 것이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 송수신기의 다른 실시 예를 보여주는 블록도이다. 도 14를 참조하면, 무선 송수신기(300)는 베이스밴드 모뎀(310), 송신기 콤보(320), 수신기(330), 안테나(340), 그리고 매칭 네트워크(360)를 포함할 수 있다. 송신기 콤보(320)와 수신기(330)는 단일 칩으로 집적되는 송수신기 콤보 칩(350)을 구성할 수 있다. 여기서, 베이스밴드 모뎀(310), 송신기 콤보(320), 수신기(330), 안테나(340)는 도 1의 그것들과 실질적으로 동일하다. 따라서, 이것들에 대한 설명은 생략하기로 한다.
매칭 네트워크(360)는 송수신기 콤보 칩(350)과 안테나 사이에서 송신 모드와 수신 모드 각각에 대응하는 임피던스를 제공한다. 예를 들면, 매칭 네트워크(360)는 안테나(340)를 통해 송신 신호가 전송될 때, 송신기 콤보(320)와 수신기(330), 그리고 안테나(340) 사이에서 정합 임피던스를 제공한다. 더불어, 매칭 네트워크(360)는 안테나(340)를 통해 무선 신호를 수신할 때, 안테나와 수신기(330) 사이에서 정합 임피던스를 제공한다.
도 15는 도 14의 무선 송수신기를 좀더 구체적으로 보여주는 회로도이다. 도 15를 참조하면, 무선 송수신기(300)는 송신기 콤보(320), 수신기(330), 안테나(340), 그리고 매칭 네트워크(360)를 포함한다. 송신기 콤보(320)는 실질적으로 도 3에 도시된 송신기 콤보(120)와 동일하다.
제 1 송신 모드(TX1_EN)에서, 송신기 콤보(320)는 제 1 송신 신호(TX1)를 전송하기 위해 제 1 스위치(323a)를 차단하고, 제 2 스위치(323b)를 턴온시킨다. 더불어, 제 1 송신 모드(TX1_EN)에서 수신기(330)는 스위치(SW4)를 턴온시켜, 수신기 입력단을 접지에 연결한다. 상술한 조건에서, 안테나(340)의 임피던스는 커패시터들(C1, C2, Cm)과 인덕터(Lm)에 의해서 설정된다.
제 2 송신 모드(TX2_EN)에서, 송신기 콤보(320)는 제 2 송신 신호(TX2)를 전송하기 위해 제 1 스위치(323a)를 턴온시키고, 제 2 스위치(323b)를 차단시킨다. 더불어, 제 2 송신 모드(TX2_EN)에서 수신기(330)는 스위치(SW4)를 턴온시켜, 수신기 입력단을 접지에 연결한다. 이러한 조건에서, 안테나(340)의 임피던스는 커패시터들(C1, Cm)과 인덕터(Lm)에 의해서 설정된다.
수신 모드에서, 송신기 콤보(320)는 제 1 스위치(323a)를 턴오프시키고, 제 2 스위치(323b)를 턴온시킨다. 그리고 수신기(330)는 스위치(SW4)를 차단시켜, 수신기 입력단을 접지와 차단한다. 그러면, 안테나(340)로부터 수신된 무선 신호가 저잡음 증폭기(332)에 전달될 수 있다. 이러한 조건에서, 수신기(330)의 무선 신호 입력단(RF_RX)에서 보여지는 임피던스는 커패시터들(C1, C2, Cm)과 인덕터(Lm)에 의해서 설정된다.
상술한 매칭 네트워크(360)에 포함되는 커패시터(Cm)와 인덕터(Lm)의 크기를 조정하면, 송신 모드와 수신 모드 각각에서의 최적의 정합 임피던스가 제공될 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 송수신기의 또 다른 실시 예를 보여주는 블록도이다. 도 16을 참조하면, 무선 송수신기(400)는 베이스밴드 모뎀(410), 송신기 콤보(420), 수신기(430), 안테나(440), 그리고 매칭 네트워크(460)를 포함할 수 있다. 여기서, 송신기 콤보(420)와 수신기(430), 그리고 매칭 네트워크(460)는 단일 칩으로 집적되는 송수신기 콤보 칩(450)을 구성할 수 있다. 매칭 네트워크(460)는 송수신기 콤보 칩(450)에 내장되며, 도 15의 매칭 네트워크(360)와 동일한 기능을 가질 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치를 간략히 보여주는 블록도이다. 도 17을 참조하면, 전자 장치(1100)는 프로세싱 유닛(1110), 워킹 메모리(1120), 입출력(I/O) 인터페이스(1130), 디스플레이(1140), 통신 인터페이스(1150), 그리고 버스(1160)를 포함할 수 있다.
버스(1160)는 상술한 프로세싱 유닛(1110), 워킹 메모리(1120), 입출력(I/O) 인터페이스(1130), 디스플레이(1140), 통신 인터페이스(1150)들을 전기적으로 연결한다. 버스(1160)는 전자 장치(1100)의 내부에서 네트워크를 제공하기 위한 시스템 버스(System Bus)일 수 있다. 버스(1160)는 예를 들면, 데이터 버스(Data bus), 어드레스 버스(Address bus) 및 컨트롤 버스(Control bus)를 포함할 것이다. 데이터 버스(Data bus)는 데이터가 이동하는 경로이다. 주로, 워킹 메모리(미도시됨)이나 저장 장치(미도시)로의 메모리 접근 경로를 제공될 것이다. 어드레스 버스(Address bus)는 기능 블록들(IPs) 간의 어드레스 교환 경로를 제공한다. 컨트롤 버스(Control bus)는 기능 블록들(IPs) 간의 제어 신호를 전달하는 경로를 제공한다. 하지만, 버스(1160)의 구성은 상술한 설명에만 국한되지 않으며, 효율적인 관리를 위한 다양한 중재 수단들을 더 포함할 수 있다.
프로세싱 유닛(1110)은 예컨대, 다른 구성 요소들(가령, 워킹 메모리(1120), 입출력 인터페이스(1130), 디스플레이(1140), 또는 통신 인터페이스(1150)로부터 명령어들을 수신하고, 수신된 명령어들을 해석하고, 해석된 명령어들에 따라 계산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
워킹 메모리(1120)는 예컨대, 다른 구성요소들(가령, 워킹 메모리(1120), 입출력 인터페이스(1130), 디스플레이(1140), 또는 통신 인터페이스(1150))로부터 수신되거나 그들에 의해 생성되는 명령어들이나 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어 워킹 메모리(1120)는 커널(1124), 미들웨어(1123), API(Application Programming Interface)(1122), 또는 애플리케이션(1121)과 같은 프로그래밍 모듈들을 포함할 수 있다. 상술한 프로그래밍 모듈들 각각은 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어 중 적어도 둘의 조합을 포함할 수 있다.
커널(1124)은 예컨대, 미들웨어(1123), API(1122) 또는 애플리케이션(1121)과 같은 다른 프로그래밍 모듈들에서 구현되는 동작들이나 기능들을 실행할 때 사용될 수 있는 시스템 자원들(가령, 버스(1160), 프로세싱 유닛(1110)나 워킹 메모리(1120))를 제어하거나 관리할 수 있다. 또한 커널(1124)은 미들웨어(1123), API(1122), 또는 애플리케이션(1121)이 전자 장치(101)의 개별 구성요소들을 액세스할 수 있게 하는 인터페이스를 제공할 수 있다.
미들웨어(1123)는 커널(1124)이 API(1122)나 애플리케이션(1121)과 통신하여 데이터를 송수신할 수 있게 하는 매체일 수 있다. 또한 미들웨어(1123)는 하나 이상의 애플리케이션들(124)에 의해, 전자 장치(101)의 시스템 자원들을 사용하기 위한 우선순위들을 애플리케이션(1121)에 할당함으로써 작업 요청들을 제어(가령, 스케줄링 또는 로드 밸런싱)할 수 있다.
API(1122)는 애플리케이션(1121)이 커널(1124)이나 미들웨어(1123)에서 제공할 수 있는 기능들을 제어할 수 있는 인터페이스이다. 예컨대 API(1122)는 파일 제어, 윈도우 제어, 비디오 처리 또는 캐릭터 제어를 위한 적어도 한 인터페이스나 기능(가령, 명령)을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 애플리케이션(1121)은 예컨대, SMS/MMS 애플리케이션, 이메일 애플리케이션, 캘린더 애플리케이션, 알람 애플리케이션, 건강관리 애플리케이션(가령, 운동량 또는 혈당 수준 측정 애플리케이션) 또는 환경 정보 애플리케이션(가령, 기압, 습도 또는 온도 정보를 제공할 수 있는 애플리케이션)을 포함할 수 있다. 또한, 애플리케이션(1121)은 전자 장치(1100)와 다른 전자 장치(1200) 간 정보 교환과 관련되는 애플리케이션일 수 있다. 정보 교환과 관련된 애플리케이션은 예컨대, 피어 전자 장치에 소정 유형의 정보, 또는 피어 전자 장치를 관리할 수 있는 장치 관리 애플리케이션을 제공할 수 있는 통지 전달 애플리케이션을 포함할 수 있다. 예컨대, 통지 전달 애플리케이션은 전자 장치(101)에서 다른 애플리케이션들(가령, SMS/MMS 애플리케이션, 이메일 애플리케이션, 건강관리 애플리케이션 또는 환경 정보 애플리케이션)에 의해 생성되는 통지를 피어 전자 장치(1200)로 제공하는 기능을 포함할 수 있다. 추가적으로나 대안적으로, 통지 전달 애플리케이션은 예컨대, 피어 전자 장치(1200)로부터 통지를 수신하고 사용자에게 그 통지를 제공할 수 있다. 장치 관리 애플리케이션은 예컨대, 전자 장치(1100)와 통신하는 피어 전자 장치(1200)의 적어도 일부와 관련된 기능들의 가능 또는 불능을 관리하거나, 피어 전자 장치의 디스플레이 밝기(또는 해상도)나 피어 전자 장치에 의해 동작되는 애플리케이션이나 제공되는 서비스(가령, 음성 통화 서비스나 메시징 서비스)를 제어할 수 있다.
입출력 인터페이스(1130)는 예컨대, 사용자로부터 명령어나 데이터를 수신하고, 버스(1160)를 통해 그 명령어나 데이터를 프로세싱 유닛(1110), 워킹 메모리(1120) 또는 통신 인터페이스(1150)로 보낼 수 있다. 예를 들어, 입출력 인터페이스(1130)는 터치 스크린을 통해 수신된 사용자 입력과 관련된 데이터를 프로세싱 유닛(1110)으로 제공할 수 있다. 또한, 입출력 인터페이스(1130)는 예컨대, 프로세싱 유닛(1110), 워킹 메모리(1120), 또는 통신 인터페이스(1150)로부터 버스(1160)를 경유하여 수신되는 명령어들이나 데이터를 출력할 수 있다. 예를 들어, 입출력 인터페이스(1130)는 프로세싱 유닛(1110)을 사용하여 처리된 음성 데이터를 스피커를 통해 출력할 수 있다.
디스플레이(1140)는 다양한 유형의 정보(가령, 멀티미디어 또는 텍스트 데이터)를 사용자에게 디스플레이할 수 있다. 디스플레이(1140)는 터치패드 형태의 입출력 인터페이스(1130)와 결합된 형태로 제공될 수도 있음은 잘 이해될 것이다.
통신 인터페이스(1150)는 인접한 전자 장치(1200)이나 하나 이상의 피어 전자 장치들(가령, 전자 장치(1300)나 서버(1400)) 사이에서 통신을 지원할 수 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스(1150)는 무선 또는 유선 통신을 이용하여 네트워크(1500)와 연결을 설정함으로써 피어 전자 장치와 통신할 수 있다. 무선 통신은 예컨대, WiFi, 블루투스, 근거리 통신(NFC), GPS(Global Positioning System), 또는 셀룰라 통신(가령, LTE, LTE-A, CDMA, WDCMA, UMTS, WiBro 또는 GSM) 중 적어도 하나일 수 있다. 유선 통신은 가령, USB(Universal Serial Bus), HDMI(High Definition Multimedia Interface), RS-232(Recommended Standard 232) 또는 POTS(Plain Olod Telephone Service) 중 적어도 하나일 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 네트워크(1500)는 무선 근거리 통신망(WLAN)일 수 있다. 네트워크(1500)는 예컨대, 컴퓨터 네트워크, 인터넷, 사물 인터넷, 또는 전화 네트워크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(1150)는 네트워크(1500)와는 제 1 무선 통신 표준(예를 들면, WiFi)에 따라 통신하고, 전자 장치(1200)와는 제 2 무선 통신 표준(예를 들면, 블루투스)에 따라 통신할 수 있다. 이때, 통신 인터페이스(1150)는 도 1 내지 도 16에서 설명된 송수신기 콤보 칩을 적용하여 상이한 표준의 신호를 전송할 수 있다.
도 18은 도 17의 통신 인터페이스의 구성을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 18을 참조하면, 통신 인터페이스(1150)는 복수의 통신 모듈들(1151~1156) 및 RF 모듈, 그리고 안테나(1159)를 포함할 수 있다. 복수의 통신 모듈들(1151~1156)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(1151), WiFi 모듈(1152), 블루투스 모듈(1153), GPS 모듈(1154), NFC 모듈(1155), 및 MST 모듈(1156)을 포함할 수 있다.
셀룰러 모듈(1151)은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈(1151)은 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드)을 이용하여 네트워크(1500, 도 17 참조) 내에서 다른 전자 장치(1300)의 구별 및 인증을 수행할 수 있다.
RF 모듈(1157)은 송수신기 콤보(1158)를 포함할 수 있다. 도시하지는 않았지만, RF 모듈(1157)은 주파수 필터, LNA(low noise amplifier) 등을 더 포함할 수 있다. 송수신기 콤보(1158)는 셀룰러 모듈(1151), WiFi 모듈(1152), 블루투스 모듈(1153), 또는 NFC 모듈(225) 중 적어도 두 개로부터 제공되는 무선 송신 신호를 안테나(1159)로 전송할 수 있다. 이러한 동작을 위하여 송수신기 콤보(1158)는 스위치 유닛(SW Unit)과 임피던스 유닛(Impedance Unit)을 포함할 수 있다. 송수신기 콤보(1158)의 기능 및 구성은 도 2 및 도 9를 통해서 설명된 기능 및 구성을 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 송수신 장치
110, 210, 310, 410 : 베이스밴드 모뎀
121, 221 : 스위치 컨트롤러
122, 222, 322 : 전력 증폭기
123 : 스위치 유닛
123a, 223a, 323a : 제 1 스위치
123b, 223b, 323b : 제 2 스위치
124a, 224a : 멀티플렉서
124b, 224b : 믹서
125 : 임피던스 유닛
125a : 제 1 임피던스 회로
125b : 제 2 임피던스 회로
125c : 제 3 임피던스 회로
126, 226 : 구동 증폭기
126a, 226a : 제 1 구동 증폭기
126b, 226b : 제 2 구동 증폭기
127a, 227a : 제 1 발룬
127b, 227b : 제 2 발룬
120, 220, 320, 420 : 송신기 콤보
130, 240, 330, 440 : 수신기
140, 240, 340, 440 : 안테나
150, 250, 350, 450 : 송수신기 콤보
332 : 저잡음 증폭기
334 : 스위치
360, 460 : 매칭 네트워크
1110, 1200, 1300 : 전자 장치
1110 : 프로세싱 유닛
1120 : 워킹 메모리
1230 : 입출력 인터페이스
1240 : 디스플레이
1250 : 통신 인터페이스
1160 : 버스
1400 : 서버
1500 : 네트워크

Claims (20)

  1. 서로 다른 무선 통신 표준의 제 1 송신 신호와 제 2 송신 신호를 전송하는 송신 장치에 있어서:
    제 1 송신 모드시 상기 제 1 송신 신호의 전력을 증폭하는 전력 증폭기;
    상기 전력 증폭된 제 1 송신 신호를 무선 주파수 출력단으로 전달하는 제 1 임피던스 회로;
    상기 제 1 임피던스 회로에 연결되며, 상기 제 1 송신 모드시 상기 제 1 임피던스 회로에 추가적인 임피던스를 제공하는 제 2 임피던스 회로;
    제 2 송신 모드시 상기 제 2 송신 신호를 상기 제 1 임피던스 회로에 전달하는 제 1 스위치; 그리고
    상기 제 1 송신 모드시 상기 제 2 임피던스 회로와 접지를 전기적으로 연결하고, 상기 제 2 송신 모드시에는 상기 제 2 임피던스 회로를 플로팅시키는 제 2 스위치를 포함하는 송신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 임피던스 회로는:
    상기 전력 증폭기의 평형 출력을 불평형 출력으로 변환하여 상기 무선 주파수 출력단으로 전달하는 발룬; 그리고
    상기 무선 주파수 출력단과 상기 제 2 임피던스 회로를 연결하는 제 1 커패시터를 포함하는 송신 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 송신 모드시, 상기 제 2 임피던스 회로와 상기 제 1 커패시터는 상기 무선 주파수 출력단과 상기 접지 사이에 직렬로 연결되는 송신 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 임피던스 회로는 용량성 임피던스를 제공하는 제 2 커패시터를 포함하고, 상기 제 2 송신 모드시 상기 제 2 송신 신호는 상기 제 1 커패시터와 상기 제 2 커패시터 사이의 노드에 전달되는 송신 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 송신 모드 및 상기 제 2 송신 모드 각각에서 상기 전력 증폭기, 상기 제 1 스위치, 그리고 상기 제 2 스위치를 제어하는 스위치 컨트롤러를 더 포함하는 송신 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스위치 컨트롤러는,
    상기 제 1 송신 모드시 상기 제 1 스위치를 턴오프, 상기 제 2 스위치를 턴온시키고,
    상기 제 2 송신 모드시 상기 제 1 스위치를 턴온, 상기 제 2 스위치를 턴오프시키는 송신 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 스위치 컨트롤러는, 상기 제 1 송신 모드시에 상기 전력 증폭기를 턴온시키고, 상기 제 2 송신 모드시에는 상기 전력 증폭기를 턴오프시키는 송신 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 증폭기, 상기 제 1 임피던스 회로, 상기 제 2 임피던스 회로, 상기 제 1 스위치, 그리고 상기 제 2 스위치는 단일 칩에 집적되는 송신 장치.
  9. 서로 다른 무선 통신 표준의 제 1 송신 신호와 제 2 송신 신호를 전송하는 송신 장치에 있어서:
    제 1 송신 모드의 고출력 모드시 상기 제 1 송신 신호의 전력을 증폭하는 전력 증폭기;
    상기 전력 증폭된 제 1 송신 신호를 무선 주파수 출력단으로 전달하는 제 1 임피던스 회로;
    상기 제 1 송신 모드의 저출력 모드 또는 제 2 송신 모드시, 상기 제 1 송신 신호 또는 상기 제 2 송신 신호를 상기 제 1 임피던스 회로에 전달하는 제 1 스위치;
    상기 제 1 임피던스 회로에 연결되며, 상기 고출력 모드시 상기 제 1 임피던스 회로에 추가적인 임피던스를 제공하는 제 2 임피던스 회로;
    상기 고출력 모드시 상기 제 2 임피던스 회로를 접지에 연결하고, 상기 저출력 모드 또는 상기 제 2 송신 모드시 상기 제 2 임피던스 회로를 플로팅시키는 제 2 스위치; 그리고
    상기 고출력 모드시에는 상기 제 1 송신 신호를 상기 전력 증폭기에 전달하고, 상기 저출력 모드시에는 상기 제 1 송신 신호를 상기 제 1 스위치로 전달하며, 그리고 상기 제 2 송신 모드시에는 상기 제 2 송신 신호를 상기 제 1 스위치로 전달하는 제 3 임피던스 회로를 포함하는 송신 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 임피던스 회로는,
    상기 전력 증폭기의 평형 출력을 불평형 출력으로 변환하여 상기 무선 주파수 출력단으로 전달하는 제 1 발룬; 그리고
    상기 무선 주파수 출력단과 상기 제 2 임피던스 회로를 전기적으로 연결하는 제 1 커패시터를 포함하는 송신 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 고출력 모드시 상기 무선 주파수 출력단과 상기 접지 사이에서 상기 제 1 커패시터와 상기 제 2 임피던스 회로는 직렬로 연결되는 송신 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    동작 모드에 따라 입력 신호 중 어느 하나를 증폭하여 상기 제 1 송신 신호 또는 상기 제 2 송신 신호로써 상기 제 3 임피던스 회로에 제공하는 구동 증폭기를 더 포함하는 송신 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 3 임피던스 회로는:
    상기 고출력 모드시 상기 구동 증폭기에서 출력되는 상기 제 1 송신 신호를 상기 전력 증폭기의 평형 입력단으로 제공하고, 상기 저출력 모드 또는 상기 제 2 송신 모드시 상기 구동 증폭기에서 출력되는 상기 제 1 송신 신호 또는 상기 제 2 송신 신호를 상기 제 1 스위치에 전달하는 제 2 발룬을 포함하는 송신 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 3 임피던스 회로는, 상기 제 2 발룬의 출력단을 불평형 단자로 변환시키기 위해 접지에 연결하는 제 3 스위치를 더 포함하는 송신 장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 송신 신호를 출력하기 위한 제 1 구동 증폭기; 그리고
    상기 제 1 송신 신호 또는 상기 제 2 송신 신호를 출력하기 위한 제 2 구동 증폭기를 더 포함하는 송신 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 3 임피던스 회로는:
    상기 제 1 구동 증폭기의 출력을 상기 전력 증폭기의 평형 입력단에 전달하는 제 1 발룬; 그리고
    상기 제 2 구동 증폭기의 출력을 불평형 출력 신호로 변환하여 상기 제 1 스위치에 전달하는 제 2 발룬을 포함하는 송신 장치.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 전력 증폭기, 상기 제 1 내지 제 3 임피던스 회로들, 상기 제 1 및 제 2 스위치들은 단일 칩으로 형성되며, 상기 저출력 모드시 상기 무선 주파수 출력단으로 출력되는 상기 제 1 송신 신호의 전력을 증폭하여 안테나로 제공하는 외부 전력 증폭기를 더 포함하는 송신 장치.
  18. 제 1 송신 모드시 제 1 송신 신호를 송신 포트로 전달하고, 제 2 송신 모드시 상기 제 1 송신 신호와는 다른 무선 통신 표준의 제 2 송신 신호를 상기 송신 포트로 전달하는 송신기 콤보;
    상기 송신 포트와 연결되며 상기 전달된 제 1 송신 신호 또는 상기 전달된 제 2 송신 신호를 무선 채널로 전송하는 안테나;
    상기 안테나와 연결된 수신 포트를 통해서 상기 안테나로부터의 수신 신호를 샘플링하는 수신기; 그리고
    상기 송신 포트와 상기 수신 포트 사이에 연결되며, 송신 모드와 수신 모드 각각에 대응하는 정합 임피던스를 제공하기 위한 매칭 네트워크를 포함하되,
    상기 송신기 콤보는:
    상기 제 1 송신 모드 시 상기 제 1 송신 신호의 전력을 증폭하는 전력 증폭기;
    상기 전력 증폭된 제 1 송신 신호를 상기 송신 포트로 전달하는 제 1 임피던스 회로;
    상기 제 1 임피던스 회로에 연결되며, 상기 제 1 송신 모드 시 상기 제 1 임피던스 회로에 추가적인 임피던스를 제공하는 제 2 임피던스 회로;
    상기 제 2 송신 모드시 상기 제 2 송신 신호를 상기 제 1 임피던스 회로에 전달하는 제 1 스위치; 그리고
    상기 제 1 송신 모드시 상기 제 2 임피던스 회로와 접지를 전기적으로 연결하고, 상기 제 2 송신 모드시에는 상기 제 2 임피던스 회로를 플로팅시키는 제 2 스위치를 포함하는 송수신 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 매칭 네트워크는:
    상기 안테나와 상기 송신 포트 사이에 연결되는 매칭 커패시터; 그리고
    상기 안테나와 상기 수신 포트 사이에 연결되는 매칭 인덕터를 포함하는 송수신 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 송신기 콤보, 상기 수신기, 그리고 상기 매칭 네트워크는 단일 칩에 집적되는 송수신 장치.
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