KR102424395B1 - Antenna tuning device and tuning method thereof - Google Patents
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Abstract
안테나 튜닝 장치 및 안테나 튜닝 방법이 제공된다. 본 개시의 실시예에 따른 무선 통신 기기의 안테나 튜닝 방법은, 안테나로 제공되는 송신 신호에 제1 주파수가 할당되는 측정 구간 동안 상기 송신 신호 및 상기 송신 신호에 대응하는 수신 신호를 다중 샘플링하는 단계; 상기 다중 샘플링에 의해 획득된 샘플링 데이터를 기초로 안테나 튜닝을 위한 파라미터를 산출하는 단계; 및 상기 파라미터를 기초로 상기 안테나를 튜닝하는 단계를 포함할 수 있다. An antenna tuning apparatus and an antenna tuning method are provided. An antenna tuning method of a wireless communication device according to an embodiment of the present disclosure includes: multi-sampling the transmission signal and a reception signal corresponding to the transmission signal during a measurement period in which a first frequency is allocated to a transmission signal provided to an antenna; calculating parameters for antenna tuning based on the sampling data obtained by the multi-sampling; and tuning the antenna based on the parameter.
Description
본 개시의 기술적 사상은 무선 통신 기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무선 통신 기기에 구비되는 안테나 튜닝 장치 및 안테나 튜닝 장치의 튜닝 방법에 관한 것이다. The technical idea of the present disclosure relates to a wireless communication device, and more particularly, to an antenna tuning device and a tuning method of the antenna tuning device provided in the wireless communication device.
무선 통신 기기에서, 안테나의 성능은 무선 신호의 전송 효율에 영향을 미친다. 안테나의 성능은 단말과 같은 무선 통신 기기의 사용 환경에 따라 시시각각 변할 수 있다. 예를 들어, 메탈 케이스를 적용한 단말의 경우, 핸드-그립, USB의 사용, 이어폰 잭의 연결 등, 외부 환경 변화에 의하여 안테나의 임피던스 미스매치가 발생할 수 있으며, 안테나의 공진 주파수가 변화되어, 안테나 출력의 효율이 감소될 수 있다. 이로 인해, 단말이 최대 전력을 전달하지 못하여 전력 소비가 증가하며, TRP(total radiated power)를 떨어뜨려 셀 경계에서 통신 단절(call drop)이 발생할 수도 있다. 따라서, 안테나 성능을 개선하기 위해, 실시간으로 안테나 임피던스를 측정하여 임피던스 미스매치 및 공진 주파수를 보상하는 안테나 튜닝이 필요하다.In a wireless communication device, the performance of an antenna affects the transmission efficiency of a wireless signal. The performance of the antenna may change from moment to moment depending on the use environment of a wireless communication device such as a terminal. For example, in the case of a terminal to which a metal case is applied, impedance mismatch of the antenna may occur due to changes in the external environment such as hand-grip, use of USB, connection of earphone jack, etc., and the resonance frequency of the antenna is changed, The efficiency of the output may be reduced. For this reason, the terminal fails to deliver the maximum power, so power consumption increases, and a total radiated power (TRP) is dropped, which may cause a call drop at the cell boundary. Therefore, in order to improve antenna performance, antenna tuning is required to compensate for impedance mismatch and resonant frequency by measuring antenna impedance in real time.
본 개시의 기술적 사상이 해결하려는 과제는 안테나를 통해 송출되는 신호의 주파수가 주기적으로 변하는 통신 환경에서 안테나 튜닝의 정확도를 높임으로써, 안테나 출력 효율을 향상시킬 수 있는 안테나 튜닝 장치 및 안테나 튜닝 방법을 제공하는데 있다. The problem to be solved by the technical idea of the present disclosure is to provide an antenna tuning apparatus and an antenna tuning method that can improve antenna output efficiency by increasing the accuracy of antenna tuning in a communication environment in which the frequency of a signal transmitted through an antenna changes periodically is doing
본 개시의 기술적 사상에 따른 무선 통신 기기의 안테나 튜닝 방법에 따르면, 안테나로 제공되는 송신 신호에 제1 주파수가 할당되는 측정 구간 동안 상기 송신 신호 및 상기 송신 신호에 대응하는 수신 신호를 다중 샘플링하는 단계; 상기 다중 샘플링에 의해 획득된 샘플링 데이터를 기초로 안테나 튜닝을 위한 파라미터를 산출하는 단계; 및 상기 파라미터를 기초로 상기 안테나를 튜닝하는 단계를 포함할 수 있다. According to the antenna tuning method of a wireless communication device according to the technical concept of the present disclosure, the step of multi-sampling the transmission signal and the reception signal corresponding to the transmission signal during a measurement period in which a first frequency is allocated to the transmission signal provided to the antenna ; calculating parameters for antenna tuning based on the sampling data obtained by the multi-sampling; and tuning the antenna based on the parameter.
본 개시의 기술적 사상에 따른 안테나 튜닝 장치의 동작 방법에 따르면, 안테나에 제공되는 제1 주파수에 할당된 송신 신호에 대응하는 포워드 수신 신호를 샘플링함으로써 제1 샘플링 데이터를 획득하는 단계; 상기 송신 신호의 반사 신호에 대응하는 리버스 수신 신호를 샘플링함으로써 제2 샘플링 데이터를 획득하는 단계; 상기 제1 샘플링 데이터 및 상기 제2 샘플링 데이터를 기초로 반사 계수를 산출하는 단계; 상기 반사 계수를 기준 주파수를 기초로 보상하는 단계; 및According to a method of operating an antenna tuning apparatus according to the technical spirit of the present disclosure, the method includes: acquiring first sampling data by sampling a forward reception signal corresponding to a transmission signal allocated to a first frequency provided to an antenna; obtaining second sampling data by sampling a reverse reception signal corresponding to a reflection signal of the transmission signal; calculating a reflection coefficient based on the first sampling data and the second sampling data; compensating the reflection coefficient based on a reference frequency; and
상기 반사 계수를 기초로 안테나의 임피던스 미스매치를 보상하기 위한 튜닝 값을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.The method may include setting a tuning value for compensating for an impedance mismatch of the antenna based on the reflection coefficient.
본 개시의 기술적 사상에 따른 안테나 튜닝 장치는 안테나로 제공되는 송신 신호에 할당되는 주파수가 일정하게 유지되는 측정 구간에 상기 송신 신호 및 상기 송신 신호에 대응하는 수신 신호를 다중 샘플링하고, 다중 샘플링에 의해 획득되는 샘플링 데이터를 기초로 튜닝 값을 설정하는 튜닝 제어 회로; 상기 송신 신호를 상기 주파수를 기초로 변조하고, 상기 송신 신호에 대응하는 귀환 신호 또는 상기 송신 신호가 상기 안테나에 반사되어 출력되는 반사 신호를 상기 수신 신호로서 제공하는 RF 프런트-앤드; 및 상기 튜닝 값에 따라 상기 안테나의 임피던스 또는 공진 주파수를 조정하는 안테나 튜너를 포함할 수 있다.An antenna tuning apparatus according to the technical idea of the present disclosure multi-samples the transmission signal and a reception signal corresponding to the transmission signal in a measurement period in which a frequency allocated to a transmission signal provided to an antenna is kept constant, and by multi-sampling a tuning control circuit for setting a tuning value based on the obtained sampling data; an RF front-end that modulates the transmission signal based on the frequency and provides a feedback signal corresponding to the transmission signal or a reflected signal output by reflection of the transmission signal by the antenna as the reception signal; and an antenna tuner that adjusts an impedance or a resonance frequency of the antenna according to the tuning value.
본 개시의 기술적 사상에 따른 안테나 튜닝 장치 및 안테나 튜닝 방법에 따르면, 송신 신호의 주파수가 일정한 시간 구간에 안테나 튜닝을 위한 파라미터들이 측정됨으로써, 파라미터가 안테나의 주파수 특성을 정확히 반영할 수 있다. 이에 따라, 파라미터의 주파수 보상이 용이하며, 주파수 특성을 반영하는 파라미터를 기초로 최적의 튜닝 값을 설정할 수 있다. According to the antenna tuning apparatus and the antenna tuning method according to the technical concept of the present disclosure, parameters for antenna tuning are measured in a time period in which the frequency of a transmission signal is constant, so that the parameters can accurately reflect the frequency characteristics of the antenna. Accordingly, it is easy to compensate for the frequency of the parameter, and an optimal tuning value can be set based on the parameter that reflects the frequency characteristic.
본 개시의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도1은본 개시의 실시예에 따른 안테나 튜닝 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 안테나 튜닝 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3 은 도 1의 제어 회로의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 안테나 튜닝 장치의 일 구현예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 임피던스 튜닝 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 다중 샘플링의 일 예를 나타낸다.
도 7은 도 4의 양방향성 커플러를 통해 전송되는 신호들을 설명하는 도면이다.
도 8a는 안테나에 적용된 부하 임피던스의 이상적인 반사 계수를 나타내는 그래프이다.
도 8b는 이상적인 반사 계수들 각각에 대응하는 유사 반사 계수를 나타내는 그래프이다.
도 9는 주파수에 따른 유사 반사 계수의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 개시의 실시예에 따른 반사 계수의 위상 보상 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11a는 잔류 지연 오프셋에 의한 위상 차이 보상 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11b는 본 개시의 실시예에 따른 안테나의 주파수 특성에 따른 위상 차이 보상 결과를 나타내는 그래프이다.
도 12는 대표 주파수와 반송 주파수 간의 주파수 오프셋에 기초한 안테나의 주파수 특성에 따른 위상 차이 보상 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 13은 본 개시의 실시예에 따른 안테나 튜닝 장치의 일 구현예를 나타내는 블록도이다.
도 14는 애퍼처 튜너 설정 값에 따른 VSWR의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 개시의 실시예에 따른 애퍼쳐 튜닝 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 16은 본 개시의 실시예에 따른 다중 샘플링의 일 예를 나타낸다.
도 17은 임피던스 튜너 및 애퍼쳐 튜너를 포함하는 안테나를 나타낸다.
도 18은 본 개시의 실시예에 따른 다중 샘플링의 일 예를 나타낸다.
도 19는 본 개시의 실시예에 따른 다중 샘플링 모듈의 일 구현예를 나타낸다.
도 20은 본 개시의 실시예에 따른 안테나 튜닝 장치를 나타내는 블록도이다.
도 21은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 기기의 블록도를 나타낸다.In order to more fully understand the drawings recited in the Detailed Description of the present disclosure, a brief description of each drawing is provided.
1 is a block diagram illustrating an antenna tuning apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a flowchart illustrating an antenna tuning method according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a block diagram illustrating an example of the control circuit of FIG. 1 .
4 is a block diagram illustrating an embodiment of an antenna tuning apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a flowchart illustrating an impedance tuning method according to an embodiment of the present disclosure.
6 illustrates an example of multiple sampling according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 7 is a diagram for explaining signals transmitted through the bidirectional coupler of FIG. 4 .
8A is a graph showing an ideal reflection coefficient of a load impedance applied to an antenna.
8B is a graph showing a pseudo reflection coefficient corresponding to each of the ideal reflection coefficients.
9 is a graph illustrating a change in a pseudo-reflection coefficient according to a frequency.
10 is a flowchart illustrating a method of compensating a phase of a reflection coefficient according to an embodiment of the present disclosure.
11A is a graph illustrating a result of compensating a phase difference by a residual delay offset.
11B is a graph illustrating a result of compensating a phase difference according to a frequency characteristic of an antenna according to an embodiment of the present disclosure.
12 is a flowchart illustrating a method of compensating for a phase difference according to frequency characteristics of an antenna based on a frequency offset between a representative frequency and a carrier frequency.
13 is a block diagram illustrating an embodiment of an antenna tuning apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
14 is a graph illustrating a change in VSWR according to an aperture tuner setting value.
15 is a flowchart illustrating an aperture tuning method according to an embodiment of the present disclosure.
16 illustrates an example of multiple sampling according to an embodiment of the present disclosure.
17 shows an antenna including an impedance tuner and an aperture tuner.
18 illustrates an example of multiple sampling according to an embodiment of the present disclosure.
19 shows an implementation of a multi-sampling module according to an embodiment of the present disclosure.
20 is a block diagram illustrating an antenna tuning apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
21 shows a block diagram of a wireless communication device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들을 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings.
도1은본 개시의 실시예에 따른 안테나 튜닝 장치를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an antenna tuning apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
본 개시의 실시예에 따른 안테나 튜닝 장치(10)는 무선 통신 기기에 탑재될 수 있다. 무선 통신 기기는 스마트폰, 태블릿 PC(Personal Computer), 모바일 의료기기, 카메라, 웨어러블 장치 등과 같은 모바일 전자 장치를 포함할 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니며, 무선 통신 기기는 무선 통신을 위해 사용되는 안테나의 임피던스 및/또는 공진 주파수가 변하는 환경에서 동작하는 다양한 전자 장치를 포함할 수 있다.The
도 1을 참조하면, 안테나 튜닝 장치(10)는 제어 회로(100), RF 프런트-앤드(200), 및 안테나 튜너(300)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , the
안테나 튜너(300)는 안테나(ANT)로부터 반사되는 신호를 최소화하기 위하여 제어 회로(100)의 제어에 따라 내부 임피던스를 동적으로 조정할 수 있다. 실시예에 있어서, 안테나 튜너(300)는 임피던스 튜너(또는 임피던스 매칭 회로라고 함) 및/또는 애퍼쳐(aperture) 튜너를 포함할 수 있다. 애퍼쳐 튜너는 안테나(ANT)의 일부 구성으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서 임피던스 튜너 또한 안테나(ANT)에 포함될 수 있다. The
RF 프런트-앤드(200)는 RF 변조기(210), 전력 증폭기(220) 및 방향성 커플러(230)를 포함할 수 있다. RF 프런트-앤드(200)는 다른 구성들(예컨대, 필터, 위상 쉬프터, 듀플렉서 등)을 더 포함할 수 있다. RF 변조기(210)는 송신 신호(S)의 주파수를 상향 변환(up-conversion)하여 RF 송신 신호(RFin)를 생성할 수 있다. 전력 증폭기(220)는 RF 송신 신호(RFin)의 전력을 증폭할 수 있다. 방향성 커플러(230)는 전력이 증폭된 RF 송신 신호(RFin)를 안테나 튜너(300)를 통해 안테나(ANT)에 제공할 수 있다. 또한, 방향성 커플러(230)는 RF 송신 신호(RFin)의 피드백 신호를 RF 변조기(210)에 제공할 수 있다. 예컨대 안테나(ANT)로부터의 반사 신호 또는 RF 송신 신호(RFin)의 귀환(return) 신호를 RF 변조기(210)에 제공할 수 있다. RF 변조기(210)는 방향성 커플러(230)로부터 수신된 신호의 주파수를 하향 변환(down-conversion)하여 수신 신호(R)를 생성하고, 수신 신호(R)를 제어 회로(100)에 제공할 수 있다. The RF front-
제어 회로(100)는 안테나(ANT)로 제공되는 송신 신호(S) 및 송신 신호(S)에 대응하는 수신 신호(R)를 기초로 안테나(ANT) 튜닝, 예컨대 임피던스 매칭 및/또는 공진 주파수 조정을 위한 튜닝 제어 신호(TCS)를 생성하고, 튜닝 제어 신호(TCS)를 안테나 튜너(300)에 제공할 수 있다. 수신 신호(R)는 송신 신호(S)에 대응하는 피드백 신호로서, 송신 신호(S)의 순방향 신호 및 역방향 신호 중 하나일 수 있다. The
순방향 신호는 송신 신호(S)가 안테나(ANT)로 전송되는 경로에서 귀환되는, 송신 신호(S)의 귀환 신호이고, 역방향 신호는 송신 신호(S)가 안테나(ANT)로부터 반사되어 출력되는 반사 신호일 수 있다. 전술한 바와 같이, 수신 신호(R)는 RF 송신 신호(RFin)의 피드백 신호의 주파수가 하향 변환된 신호를 포함할 수 있다. 송신 신호(S) 및 수신 신호(R)는 기저대역 신호일 수 있다. The forward signal is a return signal of the transmission signal S, which is returned from a path through which the transmission signal S is transmitted to the antenna ANT, and the reverse signal is a reflection output from the transmission signal S reflected from the antenna ANT. It could be a signal. As described above, the reception signal R may include a signal in which the frequency of the feedback signal of the RF transmission signal RFin is down-converted. The transmit signal S and the receive signal R may be baseband signals.
한편, 안테나(ANT) 튜닝이 요구되는 경우 또는 주기적으로, 제어 회로(100)는 안테나(ANT) 튜닝과 관련된 파라미터를 실시간으로 측정할 수 있다. 제어 회로(100)는 소정의 측정 구간(시간 구간) 내에서, 송신 신호(S) 및 수신 신호(R)를 다중 샘플링하여, 안테나(ANT)와 관련된 파라미터를 산출할 수 있다. 이를 위해, 제어 회로(100)는 다중 샘플링 모듈(110)을 구비할 수 있다.Meanwhile, when antenna ANT tuning is required or periodically, the
다중 샘플링 모듈(110)은 측정 구간 내에서 송신 신호(S) 및 수신 신호(R)를 다중 샘플링할 수 있다. 이때, 주파수가 상향 변환된 송신 신호(RFin), 즉 RF 송신 신호(RFin)가 동일한 주파수를 유지하는 구간이 측정 구간으로서 설정될 수 있다. 예를 들어, 안테나 튜닝 장치(10)가 LTETM(Long Term Evolution), 3G(3rd Generation) 방식을 통해 통신하는 전자 장치에 탑재될 경우, 하나의 슬롯(slot)이 튜닝 구간에 해당할 수 있다. The
제어 회로(100)는 다중 샘플링에 의하여 획득된 데이터를 기초로 유사 반사 계수 또는 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio) 등의 파라미터를 산출하고, 이를 기초로 튜닝 값을 설정하거나 튜닝 제어 신호(TCS)를 생성할 수 있다. 이때 유사 반사 계수는 반사 계수와 근사한 값이다. 본 개시에서 유사 반사 계수는 반사 계수 또는 측정된 반사 계수와 혼용하여 사용될 수 있다. The
한편, 반사 계수 또는 VSWR(Voltage Standing Wave Ration) 등의 안테나(ANT)와 관련된 파라미터는 주파수에 따라 크기 및 위상이 변한다. 이때, 파리미터의 주파수는 파라미터 산출의 기초가 되는 RF 송신 신호(RFin)의 주파수를 의미한다, 이하 본 개시에서 기술되는 일 구성과 관련된 주파수는 상기 구성과 관련된 RF 송신 신호(RFin)의 주파수를 의미한다. 파라미터가 서로 다른 주파수에서 샘플링된 데이터에 기초하여 산출될 경우, 산출된 파라미터가 안테나(ANT)의 주파수 특성을 정확히 반영하기 어렵다.On the other hand, parameters related to the antenna (ANT), such as a reflection coefficient or voltage standing wave rate (VSWR), change in magnitude and phase according to frequency. At this time, the frequency of the parameter means the frequency of the RF transmission signal (RFin) that is the basis of parameter calculation. Hereinafter, the frequency related to one configuration described in the present disclosure means the frequency of the RF transmission signal (RFin) related to the configuration do. When the parameters are calculated based on data sampled at different frequencies, it is difficult for the calculated parameters to accurately reflect the frequency characteristics of the antenna ANT.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)과 같은 다중 반송 주파수를 이용하는 통신 방식에서는 데이터가 할당된 주파수, 다시 말해, RF 송신 신호(RFin)의 주파수가 시간에 따라 변할 수 있다. 예컨대, 송신 신호에 할당되는 부반송 주파수가 시간에 따라 변할 수 있다. 따라서, 측정되는 파라미터들의 크기와 위상이 주파수에 따른 편차를 가질 수 있으므로 파라미터들이 대표 주파수(또는 기준 주파수라고 함)를 기초로 보상될 수 있다. In a communication method using a multi-carrier frequency such as orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), a frequency to which data is allocated, that is, a frequency of an RF transmission signal RFin, may change with time. For example, a subcarrier frequency allocated to a transmission signal may change with time. Accordingly, since magnitudes and phases of measured parameters may have a deviation according to frequency, the parameters may be compensated based on a representative frequency (or referred to as a reference frequency).
그런데, 서로 다른 주파수에서 샘플링된 데이터에 기초하여 파라미터가 산출되는 경우 파라미터가 안테나(ANT)의 주파수 특성을 정확히 반영하지 못해 파라미터 보상이 용이하지 않다. 나아가, 한 주파수에서 산출한 파라미터를 다른 주파수에서 산출한 파라미터와 비교하게 되면, 주파수 조건이 달라 잘못된 튜닝 값이 설정될 수 있으며, 이로 인해 안테나(ANT)의 성능 열화가 발생할 수 있다.However, when the parameter is calculated based on data sampled at different frequencies, the parameter does not accurately reflect the frequency characteristic of the antenna ANT, so it is difficult to compensate for the parameter. Furthermore, when a parameter calculated at one frequency is compared with a parameter calculated at another frequency, an erroneous tuning value may be set due to different frequency conditions, which may result in degradation of the performance of the antenna ANT.
따라서, 본 개시의 실시예에 따른 안테나 튜닝 장치(10)의 제어 회로(100)는 주파수가 유지되는 측정 구간 내에서 송신 신호(S) 및 수신 신호(R)를 다중 샘플링하고, 다중 샘플링에 의하여 획득된 샘플링 데이터를 기초로 파라미터를 산출함으로써, 파라미터가 안테나(ANT)의 주파수 특성을 정확히 반영할 수 있도록 한다. 이에 따라 안테나 튜닝 장치(10)는 파라미터 보상을 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 다중 샘플링에 의하여 획득된 데이터를 기초로 복수의 파라미터 값을 생성하고, 복수의 파라미터 값들 간의 비교를 통하여 튜닝 값을 찾는 경우에도 안테나 튜닝 장치(10)는 동일한 주파수에서 생성된 복수의 파라미터 값을 비교함으로써, 최적의 튜닝 값을 찾을 수 있다. Therefore, the
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 안테나 튜닝 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 2의 안테나 튜닝 방법은 무선 통신 기기, 예컨대 모바일 단말의 안테나 튜닝 장치(예컨대, 도 1의 10)에서 수행될 수 있다. 2 is a flowchart illustrating an antenna tuning method according to an embodiment of the present disclosure. The antenna tuning method of FIG. 2 may be performed in a wireless communication device, for example, an antenna tuning apparatus of a mobile terminal (eg, 10 in FIG. 1 ).
도 2를 참조하면, 안테나 튜닝 장치는 다중 샘플링을 위한 구성(configuration)을 설정할 수 있다(S100). 안테나 튜닝 장치는 다중 샘플링을 위한 안테나 튜닝 장치 내의 구성들의 동작 타이밍 등을 설정할 수 있다. 예컨대 샘플링 시작 시점, 샘플링 구간, RF 프런트-앤드(200) 구성들의 타이밍 등이 설정될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the antenna tuning apparatus may set a configuration for multi-sampling ( S100 ). The antenna tuning apparatus may set operation timings of components in the antenna tuning apparatus for multi-sampling. For example, the sampling start time, the sampling period, the timing of the RF front-
안테나 튜닝 장치는 설정된 구성에 따라, 송신 신호의 주파수가 일정한 측정 구간 동안 다중 샘플링을 수행할 수 있다(S100). 안테나 튜닝 장치는 측정 구간 동안, 송신 신호 및 수신 신호를 복수 회 샘플링함으로써, 안테나 튜닝을 위한 데이터를 획득하고 이를 저장할 수 있다. 이때 측정 구간은 송신 신호에 할당된 주파수,즉 주파수 변조된 송신 신호(예컨대 도 1의 RFin)의 주파수가 일정한 구간이다. 측정 구간 동안 적어도 2회의 샘플링이 수행될 수 있다. The antenna tuning apparatus may perform multiple sampling during a measurement period in which a frequency of a transmission signal is constant according to a set configuration (S100). The antenna tuning apparatus may acquire and store data for antenna tuning by sampling the transmission signal and the reception signal a plurality of times during the measurement period. In this case, the measurement period is a period in which the frequency assigned to the transmission signal, that is, the frequency of the frequency-modulated transmission signal (eg, RFin of FIG. 1 ) is constant. At least two samplings may be performed during the measurement period.
안테나 튜닝 장치는 다중 샘플링에 의해 획득된 데이터를 기초로 안테나 튜닝을 위한 파라미터를 산출할 수 있다(S130). 예컨대, 반사 계수, VSWR 등의 파라미터들이 산출될 수 있다. The antenna tuning apparatus may calculate a parameter for antenna tuning based on data obtained by multi-sampling (S130). For example, parameters such as reflection coefficient, VSWR, etc. can be calculated.
안테나 튜닝 장치는 산출된 파라미터를 기초로 튜닝 값을 설정할 수 있다(S140). 실시예에 있어서, 안테나 튜닝 장치는 산출된 파라미터를 기초로, 복수의 파라미터 값들 각각에 대응하는 튜닝 값을 포함하는 룩-업 테이블을 참조함으로써, 튜닝 값을 설정할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 안테나 튜닝 장치는 복수의 파라미터 값을 기초로 최저 파라미터 값을 도출하고, 최저 파라미터 값에 대응하는 튜닝 값을 설정할 수 있다. The antenna tuning apparatus may set a tuning value based on the calculated parameter (S140). In an embodiment, the antenna tuning apparatus may set a tuning value by referring to a look-up table including a tuning value corresponding to each of a plurality of parameter values, based on the calculated parameter. In another embodiment, the antenna tuning apparatus may derive a lowest parameter value based on a plurality of parameter values and set a tuning value corresponding to the lowest parameter value.
안테나 튜닝 장치는 안테나 튜너(도 1의 300)에 튜닝 값을 적용할 수 있다(S150). 안테나 튜닝 장치는 튜닝 값에 대응하는 튜닝 제어 신호(TCS)를 생성하고, 이를 안테나 튜너(300)에 제공할 수 있다. 이에 따라 안테나 튜너(300)가 내부 임피던스를 조정함으로써, 안테나가 튜닝될 수 있다. The antenna tuning apparatus may apply a tuning value to the antenna tuner (300 of FIG. 1 ) ( S150 ). The antenna tuning apparatus may generate a tuning control signal (TCS) corresponding to the tuning value and provide it to the
도 3 은 도 1의 제어 회로의 일 예를 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating an example of the control circuit of FIG. 1 .
도 3을 참조하면, 제어 회로(100)는 다중 샘플링 모듈(110), 파라미터 산출 모듈(120), 튜닝 값 설정 모듈(130), 송신기(140) 및 수신기(150)를 포함할 수 있다. 실시예에 있어서, 제어 회로(100a)는 모뎀의 일부로서 구현될 수 있다. Referring to FIG. 3 , the
송신기(140)는 인코더(141), 송신 필터(142) 및 디지털-아날로그 변환기(143)를 포함할 수 있다. 인코더(141)는 수신된 데이터를 설정된 인코딩 방식에 따라 인코딩함으로써 인코딩된 데이터를 출력할 수 있다. 인코딩된 데이터는 송신 필터(142)를 통해 특정 주파수 대역을 기초로 필터링되어 송신 데이터(SD)(또는 디지털 송신 데이터라고 함)로서 출력될 수 있다. 디지털-아날로그 변환기(143)는 송신 데이터(SD)를 아날로그 신호로 변환하여 송신 신호(S)로서 출력할 수 있다. The
수신기(150)는 디코더(151), 수신 필터(152), 및 아날로그-디지털 변환기(153)를 포함할 수 있다. 아날로그-디지털 변환기(153)는 수신 신호(R)를 아날로그 신호로 변환하여 수신 데이터(RD)(또는 디지털 수신 신호라고 함)로서 출력할 수 있다. 수신 데이터(RD)는 수신 필터(152)를 통해 특정 주파수 대역을 기초로 필터링되어 출력될 수 있다. 디코더(151)는 수신 필터(152)를 통해 출력되는 수신 신호, 즉 디지털 수신 신호를 설정된 디코딩 방식에 따라 디코딩하고, 디코딩된 데이터를 출력할 수 있다. The
다중 샘플링 모듈(110)은 측정 구간 내에서 송신기(140)로부터 복수 회 송신 데이터(SD)를 수신하여 저장하고, 수신기(150)로부터 복수 회 수신 데이터(RD)를 수신하여 저장할 수 있다. 이에 따라 다중 샘플링 모듈(110)은 측정 구간 내에 송신 신호(S) 및 수신 신호(R)를 다중 샘플링하고, 다중 샘플링에 따른 데이터를 획득할 수 있다. The
파라미터 산출 모듈(120)은 다중 샘플링에 따라 획득된 데이터를 기초로 안테나 튜닝을 위한 파라미터를 산출할 수 있다. 실시예에 있어서, 파라미터 산출 모듈(120)은 산출된 파라미터의 위상 및/또는 크기를 보상할 수 있다. The
튜닝 값 설정 모듈(130)은 산출된 파라미터를 기초로 튜닝 값을 설정하고 설정된 튜닝 값에 따른 튜닝 제어 신호(TCS)를 출력할 수 있다. 실시예에 있어서, 튜닝 값 설정 모듈(130)은 복수의 파라미터 값에 대응하는 튜닝 값을 포함하는 룩-업 테이블을 포함할 수 있다. The tuning
한편, 다중 샘플링 모듈(110), 파라미터 산출 모듈(120) 및 튜닝 값 설정 모듈(130) 중 적어도 하나는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 파라미터 산출 모듈(120) 및 튜닝 값 설정 모듈(130)은 프로그램 코드로 구현되어, 메모리에 탑재되고, 프로세서(예컨대, 모뎀의 마이크로 프로세서, 전자 장치의 애플리케이션 프로세서 등)에 의하여 실행될 수 있다. Meanwhile, at least one of the
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 안테나 튜닝 장치의 일 구현예를 나타내는 블록도이다. 도 4의 안테나 튜닝 장치(10a)는 반사 계수를 기초로 안테나의 임피던스 미스매치를 보상함으로써, 안테나를 튜닝할 수 있다. 4 is a block diagram illustrating an embodiment of an antenna tuning apparatus according to an embodiment of the present disclosure. The
도 4를 참조하며, 안테나 튜닝 장치(10a)는 제어 회로(100a), RF 프런트-앤드(200a), 임피던스 튜너(300a)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the
임피던스 튜너(300a)는 커패시터, 인덕터 등의 소자로 구성될 수 있으며, 커패시터는 인가되는 전압에 따라 용량이 가변될 수 있다. 임피던스 제어 신호(ICS)에 기초하여 임피던스 튜너(300a)에 제공되는 전압이 변경됨으로써, 임피던스의 크기 및 위상 중 적어도 하나가 변경될 수 있다. The
RF 프런트-앤드(200a)는 RF 변조기(210a), 전력 증폭기(220a), 양방향성 커플러(230a) 및 스위치(240a)를 포함할 수 있다. RF 프런트-앤드(200a)의 구성은 도 1의 RF 프런트-앤드(200)의 구성과 유사하며, 다만 RF 프런트-앤드(200a)는 방향성 커플러로서, 양방향성 커플러(230a)를 포함할 수 있으며, 스위치(240)를 더 포함할 수 있다. The RF front-
양방향성 커플러(230a)는 전력 증폭기(220a) 와 임피던스 튜너(300a) 사이에연결되어 안테나(ANT)에 제공되는 신호 또는 안테나(ANT)로부터 수신되는 신호를 출력할 수 있다. 양방향성 커플러(230a)는 수신되는 신호를 방향 설정에 따른 포트를 통해 출력할 수 있다. 예컨대, 양방향성 커플러(230a)는 포워드 방향 설정에 따라, 제1 포트(P1)를 통해 입력되는 신호를 제3 포트(P3)를 통해 포워드 수신 신호로서 출력할 수 있다. 또한, 양방향성 커플러(230a)는 리버스 방향 설정에 따라, 안테나(ANT)로부터 반사된 신호를 제4 포트(P4)를 통해 리버스 수신 신호로서 출력할 수 있다. 양방향성 커플러(230a)의 방향은 제어 회로(100a)로부터 제공되는 커플러 설정 신호(CSS)에 따라 설정될 수 있다.The
스위치(240)는 양방향성 커플러(230a)의 제3 포트(P3) 및 제4 포트(P4)를 통해 출력되는 신호, 예컨대 포워드 수신 신호 및 리버스 수신 신호를 RF 변조기(210a)에 제공할 수 있다. 실시예에 있어서 스위치(240a)는 스위치 신호(SWS)에 따라 포워드 수신 신호 및 리버스 수신 신호를 교번적으로 RF 변조기(210a)에 제공할 수 있다. 스위치 신호(SWS)는 제어 회로(100a)로부터 제공될 수 있으며, 커플러 설정 신호(CSS)에 동기될 수 있다. The switch 240 may provide signals output through the third port P3 and the fourth port P4 of the
RF 변조기(210a)는 스위치(240a)를 통해 제공되는 포워드 수신 신호 및 리버스 수신 신호를 다운 변환하여 제어 회로(100a)에 제공할 수 있다. RF 변조기(210a) 및 전력 증폭기(220a)의 동작은 도 1을 참조하여 설명한 바, 중복되는 설명은 생략하기로 한다. The
제어 회로(100a)는 다중 샘플링 모듈(110a), 파라미터 산출 모듈(120a), 튜닝 값 설정 모듈(130a) 및 룩-업 테이블(160a)을 포함할 수 있다. 이외에도, 안테나 튜닝 장치(10a)는 다른 구성들(예컨대, 도 3의 송신기(140) 및 수신기(150))을 더 포함할 수 있다. 제어 회로(100a)의 구성 및 동작은 도 3의 제어 회로(100)의 구성 및 동작과 유사하며, 도 3을 참조하여 설명한 내용은 본 실시예의 제어 회로(100a)에도 적용될 수 있다. The
다중 샘플링 모듈(110a)은 송신 신호(S)가 할당된 주파수가 일정한 측정 구간, 다시 말해서 RF 송신 신호(RFin)의 주파수가 일정한 구간에서, 적어도 두 번 송신 신호(S) 및 수신 신호(R)를 각각 샘플링할 수 있다. The
예를 들어, 다중 샘플링 모듈(110a)은 측정 구간 내에서 양방향성 커플러의 방향 설정이 적어도 한번 변하도록 양방향성 커플러(230a)를 제어한다. 다중 샘플링 모듈(110a)은 양방향성 커플러(230a)가 포워드 방향으로 설정되었을 때, 송신 신호(S) 및 수신 신호(R)를 샘플링할 수 있다. 이를 제1 샘플링이라고 지칭할 수 있다. 이후, 다중 샘플링 모듈(110a)은, 양방향성 커플러(230a)가 리버스 방향으로 설정되었을 때, 송신 신호(S) 및 수신 신호(R)를 샘플링할 수 있다. 이를 제2 샘플링이라고 지칭할 수 있다. 이에 따라, 다중 샘플링 모듈(110a)은 측정 구간 내에서 적어도 두 번 샘플링을 수행할 수 있다. For example, the
파라미터 산출 모듈(120a)은 적어도 두 번의 샘플링을 통하여 획득된 데이터를 기초로 반사 계수를 산출할 수 있다. 파라미터 산출 모듈(120a)은 송신 신호(S)와 수신 신호(R)의 상관(correlation) 연산을 통해 반사 계수를 산출할 수 있다. The
또한, 파라미터 산출 모듈(120a)은 산출된 반사 계수의 크기 및/또는 위상을 대표 주파수를 기초로 보상할 수 있다. 전술한 바와 같이, 통신 방식에 따라 송신 신호(S)가 할당되는 주파수가 계속 바뀔 수 있으며, 주파수에 따라 반사 계수의 크기 및 위상이 변경될 수 있다. 따라서, 산출된 반사 계수를 대표 주파수, 예컨대 룩-업 테이블(160a)의 주파수를 기초로 보상할 수 있다. Also, the
튜닝 값 설정 모듈(130a)은 파라미터 산출 모듈(120a)로부터 제공되는 반사 계수를 기초로 튜닝 값을 설정하고, 튜닝 값에 따른 임피던스 제어 신호(ICS)를 생성할 수 있다. 튜닝 값 설정 모듈(130a)은 반사 계수를 기초로 룩-업 테이블을 참조하여 튜닝 값을 설정할 수 있다. The tuning
룩-업 테이블(160a)은 반사 계수의 다양한 값들에 대응하는 튜닝 값, 즉 임피던스 튜닝 값을 포함할 수 있다. 튜닝 값은 대응하는 반사 계수 값을 기초로 반사 계수를 최대 매칭 상태의 반사 계수 값을 가지도록 안테나(ANT)의 임피던스 설정을 조절하는 설정 값일 수 있다. 대표 주파수에서 임피던스의 다양한 조건에 따라 측정된 반사 계수의 값들에 대응하는 튜닝 값이 미리 산출되어, 룩-업 테이블(160a)에 저장될 수 있다. 이때 대표 주파수는 임피던스 튜닝 값이 비교적 일정한 주파수 구간의 중심 주파수일 수 있다. The look-up table 160a may include tuning values corresponding to various values of reflection coefficients, that is, impedance tuning values. The tuning value may be a setting value for adjusting the impedance setting of the antenna ANT so that the reflection coefficient has the maximum matching state of the reflection coefficient based on the corresponding reflection coefficient value. Tuning values corresponding to values of reflection coefficients measured according to various conditions of impedance at a representative frequency may be calculated in advance and stored in the look-up table 160a. In this case, the representative frequency may be a center frequency of a frequency section in which the impedance tuning value is relatively constant.
튜닝 값 설정 모듈(130a)은 반사 계수를 기초로 룩-업 테이블(160a)을 검색할 수 있다. 튜닝 값 설정 모듈(130a)은 룩-업 테이블(160a)에서 반사 계수에 대응하는 튜닝 값을 선택함으로써, 튜닝 값을 설정할 수 있다. The tuning
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 임피던스 튜닝 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 5의 임피던스 튜닝 방법은 도 4의 안테나 튜닝 장치(10a)에서 수행될 수 있으며, 도 4 를 참조하여 설명한 내용은 도 5의 임피던스 튜닝 방법에 적용될 수 있다. 5 is a flowchart illustrating an impedance tuning method according to an embodiment of the present disclosure. The impedance tuning method of FIG. 5 may be performed by the
도 5 및 도 4를 참조하며, 제어 회로(100a)는 다중 샘플링을 위한 구성(configuration)을 설정할 수 있다(S200). 제어 회로(100a)는 다중 샘플링이 수행될 수 있도록 안테나 튜닝 장치(10a) 내의 구성들의 동작 타이밍 등을 설정할 수 있다. 예컨대 적어도 두 번의 샘플링 시작 시점, 샘플링 구간, 스위치 신호(SWS), 커플러 설정 신호(CSS)의 값 변화 시점 등이 설정될 수 있다. 5 and 4 , the
다중 샘플링 모듈(110a)은 설정된 구성에 따라 주파수가 일정한 측정 구간 동안 적어도 두 번 샘플링을 수행할 수 있다(S210, S220). 송신 신호(S)는 측정 구간 동안 차례로 안테나(ANT)로 제공되는 제1 송신 신호 및 제2 송신 신호를 포함할 수 있다. 다중 샘플링 모듈(110a)은 제1 송신 신호 및 제1 송신 신호의 귀환 신호에 대응하는 제1 수신 신호, 예컨대 포워드 수신 신호를 샘플링함으로써 제1 샘플링을 수행할 수 있다(S210). 제1 샘플링에 의하여 제1 송신 신호의 샘플링 데이터 및 포워드 수신 신호의 샘플링 데이터를 포함하는 제1 샘플링 데이터를 획득할 수 있다. The
다중 샘플링 모듈(110a)은 제2 송신 신호 및 제2 송신 신호가 안테나에 반사되어 출력되는 반사 신호에 대응하는 제 2 수신 신호, 예컨대 리버스 수신 신호를 샘플링함으로써 제2 샘플링을 수행할 수 있다(S220). 제2 샘플링에 의하여 제2 송신 신호의 샘플링 데이터 및 포워드 수신 신호의 샘플링 데이터를 포함하는 제2 샘플링 데이터를 획득할 수 있다. The
도 5에는 포워드 수신 신호를 샘플링한 후 리버스 수신 신호를 샘플링하는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 리버스 수신 신호를 샘플링한 후 포워드 수신 신호를 샘플링할 수도 있다. 다시 말해, S220 단계가 S210 단계 이전에 수행될 수 있다. Although FIG. 5 illustrates that the reverse reception signal is sampled after sampling the forward reception signal, the present invention is not limited thereto, and the forward reception signal may be sampled after sampling the reverse reception signal. In other words, step S220 may be performed before step S210.
파라미터 산출 모듈(120a)은 제1 샘플링 및 제2 샘플링에 의해 획득된 제1 샘플링 데이터 및 제2 샘플링 데이터를 기초로 반사 계수를 산출할 수 있다(S230). 제1 샘플링 데이터 및 제2 샘플링 데이터 각각은 송신 신호 및 수신 신호의 샘플링 데이터를 포함할 수 있다. The
파라미터 산출 모듈(120a)은 또한 반사 계수를 보상할 수 있다(S240). 파라미터 산출 모듈(120a)은 송신 신호의 주파수와 룩-업 테이블(160a)의 주파수, 즉 대표 주파수와의 주파수 차이를 기초로 반사 계수를 보상할 수 있다.The
튜닝 값 설정 모듈(130a)은 룩-업 테이블(160a)을 기초로, 보상된 반사 계수에 대응하는 튜닝 값을 설정하고(S250), 임피던스 튜너(300a)에 튜닝 값을 적용할 수 있다(S260). 튜닝 값 설정 모듈(130a)은 튜닝 값에 대응하는 임피던스 제어 신호(ICS)를 생성하고, 임피던스 제어 신호(ICS)를 임피던스 튜너(300a)에 제공할 수 있다. 임피던스 튜너(300a)가 임피던스 제어 신호(ICS)를 기초로 내부의 커패시턴스 또는 인덕턴스를 변화시킴으로써, 임피던스의 미스매치를 보상할 수 있다.The tuning
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 다중 샘플링의 일 예를 나타낸다. 도 6의 다중 샘플링은 도 4의 안테나 튜닝 장치(10a)에서 수행될 수 있다. 6 illustrates an example of multiple sampling according to an embodiment of the present disclosure. The multi-sampling of FIG. 6 may be performed by the
도 6 및 도 4를 참조하면, 측정 구간, 예컨대 제1 구간(T1) 동안 적어도 두 번의 샘플링이 수행될 수 있다. 도 6에는 두 번의 샘플링, 예컨대 제1 샘플링(SAMP1) 및 제2 샘플링(SAMP2)이 수행되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 측정 구간(T1) 동안 짝수 번의 샘플링이 수행될 수 있다. 제1 구간(T1)에는 변조된 송신 신호의 주파수(RFin(f))가 동일하며, 예컨대 제1 주파수(f1)로 설정될 수 있다. 이후, 제2 구간(T2)에는 변조된 송신 신호의 주파수(RFin(f))가 제2 주파수(f2)로 설정될 수 있다. 제1 구간(T1)은 예컨대 하나의 슬롯에 해당할 수 있다. 6 and 4 , sampling may be performed at least twice during a measurement period, for example, a first period T1. Although it is illustrated in FIG. 6 that two samplings, for example, the first sampling SAMP1 and the second sampling SAMP2 are performed, the present invention is not limited thereto, and an even number of samplings may be performed during the measurement period T1. In the first period T1, the frequency RFin(f) of the modulated transmission signal is the same, and may be set to, for example, the first frequency f1. Thereafter, in the second period T2 , the frequency RFin(f) of the modulated transmission signal may be set as the second frequency f2. The first period T1 may correspond to, for example, one slot.
제1 구간(T1)의 시작 전 다중 샘플링을 위한 구성들(configurations)이 설정될 수 있다. 송신 신호 및 수신 신호에 대한 샘플링 지연 시간(예컨대 Tx_S1, Rx_S1, Tx_S2, Rx_S2), 샘플링 길이(예컨대 Tx_L1, Rx_L1, Tx_L2, Rx_L2), 방향성 커플러(230a)의 방향 변화 시점 등이 설정될 수 있다. 실시예에 있어서, 구성들에 대한 값들이 레지스터에 저장되고, 안테나 튜닝 수행 시, 레지스터 값들에 따라 구성들이 설정될 수 있다. Configurations for multiple sampling before the start of the first period T1 may be set. A sampling delay time (eg, Tx_S1, Rx_S1, Tx_S2, Rx_S2), a sampling length (eg, Tx_L1, Rx_L1, Tx_L2, Rx_L2), a direction change time of the
트리거링 신호가 인가되면, 설정된 구성들에 따라 송신 신호(S) 및 수신 신호(R)가 샘플링될 수 있다. 초기에 방향성 커플러(230a)가 포워드 방향으로 설정되고, 제1 샘플링(SAMP1) 수행 시, 제1 송신 신호 및 포워드 수신 신호가 샘플링될 수 있다. 이후, 방향성 커플러(230a)가 리버스 방향으로 변경되고, 제2 샘플링(SAMP2) 수행 시, 제2 송신 신호 및 리버스 수신 신호가 샘플링될 수 있다. 그러나, 이에 제한 되는 것은 아니며, 제1 샘플링(SAMP1) 수행 시 방향성 커플러(230a)가 리버스 방향으로 설정되고, 이후 제2 샘플링(SAMP2) 수행 시 방향성 커플러(230a)가 포워드 방향으로 설정될 수도 있다. 제1 샘플링(SAMP1) 수행 시의 송신 신호와 수신 신호 간의 샘플링 지연 시간의 차이(d1)와 제2 샘플링(SAMP2) 수행 시의 송신 신호와 수신 신호 간의 샘플링 지연 시간의 차이(d2)는 동일하게 또는 상이하게 설정될 수 있다. When the triggering signal is applied, the transmission signal S and the reception signal R may be sampled according to set configurations. Initially, the
이하, 도 7 내지 11b를 참조하여 전술한 파라미터 산출 방법, 파라미터 보상 방법에 대하여 상세하게 후술하기로 한다.Hereinafter, the above-described parameter calculation method and parameter compensation method will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 11B .
도 7은 도 4의 양방향성 커플러를 통해 전송되는 신호들을 설명하는 도면이다. FIG. 7 is a diagram for explaining signals transmitted through the bidirectional coupler of FIG. 4 .
도 7을 참조하면, 양방향성 커플러(230a)는 4-포트 네트워크를 포함할 수 있으며, 제1 내지 제4 포트(P1~P4)를 포함할 수 있다. b1 내지 b4는 각 포트를 통해 출력되는 출력 신호이며, a1 및 a2는 제1 포트(P1) 및 제2 포트(P2) 각각에 입력되는 입력 신호를 나타낸다. Referring to FIG. 7 , the
제2 포트(P2)에는 임피던스 튜너(300a)가 연결될 수 있다. 제1 포트(P1)를 통해 RF 송신 신호가 수신되고, 제2 포트(P2)를 통해 RF 송신 신호가 임피던스 튜너(300a)로 출력될 수 있다. 제3 포트(P3)를 통해 RF 송신 신호의 귀환 신호가 포워드 수신 신호(Rfwd)로서 출력되고, 제4 포트(P3)를 통해 RF 송신 신호의 반사 신호가 리버스 수신 신호(Rrev)로서 출력될 수 있다. An
4-포트 네트워크를 S 파라미터로 표현하면 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. A 4-port network can be expressed as in Equation (1) when expressed as an S parameter.
이때, 는 안테나의 반사 계수이다. At this time, is the reflection coefficient of the antenna.
양방향성 커플러(230a)의 크로스-톡(cross-talk)이 작다고 가정하며,, 이고, 양방향성 커플러(230a)가 대칭적 구조를 갖는다(symmetry)고 가정하면 이므로, , 는 수식 2와 같이 근사화 될 수 있다.It is assumed that the cross-talk of the
따라서, 반사 계수 는 수학식 3으로 근사화될 수 있다. Therefore, the reflection coefficient can be approximated by Equation (3).
수학식 3으로부터 를 구할 수 있으며, 수학식 4로 나타낼 수 있다. from Equation 3 can be obtained, and can be expressed by Equation (4).
반송 주파수가 같을 경우, 이 일정하므로, 수학식 4를 기초로 반사 계수의 추정이 가능하다. 는 유사 반사 계수이다. 유사 반사 계수는 다중 샘플링에 따라 획득된 데이터를 기초로 산출될 수 있다. 수학식 5와 같이, 송신 신호(S)와 수신 신호(R)의 상관 연산의 최대값의 비에 따라 산출될 수 있다. If the carrier frequencies are the same, is constant, so the reflection coefficient based on Equation 4 can be estimated. is the pseudo-reflection coefficient. The pseudo-reflection coefficient may be calculated based on data obtained according to multiple sampling. As in Equation 5, it can be calculated according to the ratio of the maximum value of the correlation operation between the transmission signal S and the reception signal R.
이때, Pfwd, Prev는 양방향성 커플러(230a)가 각각 포워드, 리버스 방향으로 설정되었을 때의 ,송신 신호(S)의 전력이다. Sfwd, Srev 는 양방향성 커플러(230a)가 각각 포워드, 리버스 방향으로 설정되었을 때의 송신 신호(S)를 나타내며, Rfwd와 Srev는 각각 포워드 수신 신호 및 리버스 수신 신호를 나타낸다. 상관 연산은 수학식 6과 같이 정의될 수 있으며, 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명하다. In this case, P fwd , Prev is the power of the transmission signal S when the
와 는 각각 양방향성 커플러(230a)가 각각 포워드, 리버스 방향으로 설정되었을 때의, 송신 신호(S)에 할당된 주파수, 다시 말해 부반송 주파수와 반송 주파수 사이의 오프셋이다. 와 는 양방향성 커플러(230a)가 각각 포워드, 리버스 방향으로 설정되었을 때의 송신 신호(S)와 수신 신호(S) 간의 잔류 지연 오프셋(residual delay offset)이며, 최대 상관(correlation)을 가지는 지연 값(,)에서의 오프셋을 나타낸다. 잔류 지연 오프셋은 하드웨어의 기생 성분에 기인하여 발생할 수 있다. Wow are the frequencies assigned to the transmission signal S, that is, the offset between the subcarrier frequency and the carrier frequency, respectively, when the
도 8a는 안테나에 적용된 부하 임피던스의 이상적인 반사 계수를 나타내는 그래프이며, 도 8b는 이상적인 반사 계수들 각각에 대응하는 유사 반사 계수들을 나타내는 그래프이다. 도 8a 및 도 8b는 복소 평면 상에 이상적인 반사 계수들 및 유사 반사 계수들을 나타낸다.8A is a graph illustrating an ideal reflection coefficient of a load impedance applied to an antenna, and FIG. 8B is a graph illustrating similar reflection coefficients corresponding to each of the ideal reflection coefficients. 8a and 8b show the ideal reflection coefficients and pseudo reflection coefficients on the complex plane.
도 8a는 안테나 튜닝 장치(도 4의 10a)의 하드웨어의 기생 성분을 고려하지 않은 조건에서의 이상적인 반사 계수를 나타낸다. 따라서, 이상적인 반사 계수는 부하 임피던스의 크기 및 위상과 동일할 수 있다. 8A shows an ideal reflection coefficient under a condition in which parasitic components of hardware of the antenna tuning device (10a of FIG. 4) are not considered. Therefore, the ideal reflection coefficient may be equal to the magnitude and phase of the load impedance.
도 8b를 참조하면, 유사 반사 계수는 도 8a의 이상적인 반사 계수와 유사한 분포를 나타낸다. 따라서 유사 반사 계수를 반사 계수 또는 측정된 반사 계수라고 지칭할 수 있다. 다만, 유사 반사 계수는 안테나 튜닝 장치(10a)의 (도 4의 10a)의 제조 단계 또는 초기 설정 단계에서, 안테나의 로드 임피던스가 변경되면서, 측정된 값으로서, 안테나 튜닝 장치(10a)의 하드웨어의 기생 성분을 반영한다. 따라서, 유사 반사 계수의 크기 및 위상이 이상적인 반사 계수와 차이가 있으며, 유사 반사 계수의 중심점은 원점(0,0)에 대해 바이어스된 값을 가질 수 있다.Referring to FIG. 8B , the pseudo-reflection coefficient exhibits a distribution similar to that of the ideal reflection coefficient of FIG. 8A . Therefore, the pseudo-reflection coefficient may be referred to as a reflection coefficient or a measured reflection coefficient. However, the pseudo reflection coefficient is a value measured while the load impedance of the antenna is changed in the manufacturing stage or initial setting stage of the
유사 반사 계수가 이상적인 반사 계수와 유사한 분포를 나타내므로, 안테나 튜닝 장치(10a)는 각 유사 반사 계수들 및 이에 대한 튜닝 값들을 룩-업 테이블(도 4의 160)에 미리 저장하고, 안테나 튜닝 수행 시 이를 이용할 수 있다. 튜닝 값 설정 모듈(도 4의 130a)이 룩-업 테이블에서, 실시간으로 산출된 유사 반사 계수와 가장 가까운 유사 반사 계수를 선택하고, 선택된 유사 반사 계수에 대응하는 튜닝 값을 임피던스 미스매칭을 보상하기 위한 최적의 튜닝 값으로서 설정할 수 있다.Since the pseudo-reflection coefficient shows a distribution similar to the ideal reflection coefficient, the
그러나, 전술한 바와 같이, 반사 계수는 주파수에 따라 크기 및 위상이 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 임피던스 미스매칭 보상 방식은 실시간으로 산출되는 유사 반사 계수, 즉 측정된 반사 계수의 주파수가 룩-업 테이블의 반사 계수들의 주파수와 동일한 경우에 수행될 수 있다. However, as described above, the reflection coefficient may vary in magnitude and phase depending on the frequency. Therefore, this impedance mismatch compensation scheme may be performed when the frequency of the real-time calculated pseudo reflection coefficient, that is, the measured reflection coefficient, is the same as the frequency of the reflection coefficients of the look-up table.
도 9는 주파수에 따른 유사 반사 계수의 변화를 나타내는 그래프이다. 9 is a graph illustrating a change in a pseudo-reflection coefficient according to a frequency.
도 9에서, RB offset(Resource Block offset)은 자원 블록이 할당된 주파수의 통신 대역폭(Bandwidth) 상에서의 상대적 위치를 나타낸다. RB offset은 통신 대역폭을 동일한 주파수 단위로 100개로 구분했을 때, 구분된 주파수 구간들 각각의 위치를 나타내는 index이다. 반송 주파수에 대해서 RB offset이 50으로 할당될 수 있다. 도 9에 표시된 유사 반사 계수들은 각각의 RB offset에 대해 안테나의 부하 임피던스의 반사 계수의 크기가 0, 0.4, 0.8로 설정되고, 반사 계수의 위상이 0, 90, 180, 270 도(degree)로 설정된 후, 각각의 이상적인 반사 계수들에 대응하여 측정된 유사 반사 계수들이다. In FIG. 9 , RB offset (Resource Block offset) indicates a relative position on a communication bandwidth of a frequency to which a resource block is allocated. The RB offset is an index indicating a position of each of the divided frequency sections when the communication bandwidth is divided into 100 in the same frequency unit. An RB offset of 50 may be allocated for the carrier frequency. As for the pseudo reflection coefficients shown in FIG. 9, for each RB offset, the magnitude of the reflection coefficient of the load impedance of the antenna is set to 0, 0.4, 0.8, and the phase of the reflection coefficient is set to 0, 90, 180, and 270 degrees. After being set, the measured pseudo reflection coefficients corresponding to the respective ideal reflection coefficients.
도 9를 참조하면, 송신 신호(TS)에 할당된 주파수가 통신 대역폭의 양쪽 가장자리에 위치할 경우(RB offset이 0 또는 99일 때)의 유사 반사 계수는 송신 신호(TS)에 할당된 주파수가 반송 주파수일 경우의 유사 반사 계수에 대해 유사 반사 계수의 중심점을 기준으로 위상이 회전하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 9 , when the frequency allocated to the transmission signal TS is located at both edges of the communication bandwidth (when the RB offset is 0 or 99), the similar reflection coefficient is the frequency allocated to the transmission signal TS. It can be seen that the phase is rotated with respect to the pseudo-reflection coefficient in the case of the carrier frequency based on the center point of the pseudo-reflection coefficient.
이와 같이, 주파수에 따라 유사 반사 계수가 변하므로, 유사 반사 계수를 정확히 비교하려면, 모든 주파수에 대한 유사 반사 계수와 그에 대응하는 튜닝 값을 룩-업 테이블에 저장하여야 한다. 그러나, 모든 주파수에 대해서 룩-업 테이블을 생성하여 저장하는 것은 지나치게 큰 저장 공간을 요구하므로 불가능하다.As such, since the pseudoreflection coefficients change according to frequencies, in order to accurately compare the pseudoreflection coefficients, the pseudoreflection coefficients for all frequencies and their corresponding tuning values should be stored in a look-up table. However, it is impossible to generate and store a look-up table for all frequencies because it requires an excessively large storage space.
따라서, 본 개시의 실시예에 따른 안테나 튜닝 장치(도 4의 10a)는 튜닝 값이 비교적 일정한 주파수 구간의 대표 주파수에서 생성된 룩-업 테이블(도 4의 160a)을 저장하고, 안테나의 임피던스 튜닝 시, 이를 이용할 수 있다. 파라미터 산출 모듈(도 4의 120a)은 실시간으로 산출되는 반사 계수를 대표 주파수를 기초로 보상하고, 보상된 반사 계수를 기초로 룩-업 테이블(160a)을 참조하여 튜닝 값을 설정함으로써, 최적의 튜닝 값을 찾을 수 있다. Therefore, the antenna tuning apparatus (10a in FIG. 4) according to an embodiment of the present disclosure stores a look-up table (160a in FIG. 4) generated at a representative frequency of a frequency section in which a tuning value is relatively constant, and performs impedance tuning of the antenna. city, you can use it. The parameter calculation module (120a of FIG. 4 ) compensates the reflection coefficient calculated in real time based on the representative frequency, and sets the tuning value by referring to the look-up table 160a based on the compensated reflection coefficient, so that the optimal Tuning values can be found.
한편, 반사 계수 산출 시, 포워드 수신 신호(Rfwd) 및 리버스 수신 신호(Rrev)가 서로 다른 주파수에서 샘플링되면, 산출된 반사 계수가 주파수 변화에 따른 반사 계수의 크기 및 위상의 변화를 정확히 반영하지 못하여 대표 주파수를 기초로 반사 계수를 보상하기가 어렵다. 그러므로, 본 개시의 실시예에 따른 안테나 튜닝 장치(10a)는 반사 계수가 주파수 오프셋에 따른 크기 및 위상의 변화를 반영하도록, 전술한 바와 같이 다중 샘플링을 통해 같은 주파수에서 포워드 수신 신호(Rfwd) 및 리버스 수신 신호(Rrev)를 샘플링한다. On the other hand, when calculating the reflection coefficient, if the forward reception signal Rfwd and the reverse reception signal Rrev are sampled at different frequencies, the calculated reflection coefficient does not accurately reflect the change in the magnitude and phase of the reflection coefficient according to the frequency change. It is difficult to compensate for the reflection coefficient based on the representative frequency. Therefore, the
나아가, 본 개시의 실시예에 따른 안테나 튜닝 장치(10a)는 다중 샘플링을 통해, 잔류 지연 오프셋에 의한 위상 오차도 보상할 수 있다. 수학식 5를 참조하면, 송신 신호(S)와 수신 신호(R) 사이에 잔류 지연 오프셋 값(,)이 존재할 경우, 주파수 오프셋(,)과의 곱만큼, 위상 변화(수학식 5에서 에서 지수항(exponential term) 부분 참조)가 발생한다. 반사 계수는 복소 평면 상의 원점(0,0)을 중심으로 위상 변화만큼 회전할 수 있다. 이를 보상하기 위해서는, 잔류 지연 오프셋(,)이 정확하게 측정되어야 하나, 잔류 지연 오프셋(,)을 정확하게 측정하는 것은 용이하지 않다. Furthermore, the
그러나, 다중 샘플링에 따라, 같은 주파수에서 포워드 수신 신호(Rfwd) 및 리버스 수신 신호(Rrev)를 샘플링하면, 주파수 오프셋 과 이 동일하므로, 반사 계수, 즉 유사 반사 계수를 산출하기 위한 수학식 5는 수학식 7로 나타낼 수 있다. However, according to multi-sampling, if the forward receive signal (R fwd ) and the reverse receive signal (R rev ) are sampled at the same frequency, the frequency offset class Since Equation 5 for calculating the reflection coefficient, that is, the pseudo reflection coefficient, is the same, Equation 7 can be expressed as Equation 7.
따라서, 안테나 튜닝 장치(10a)는 잔류 지연 오프셋(,) 각각을 측정할 필요 없이, 단위 주파수 당 잔류 지연 오프셋 차이를 산출하거나 또는 오프셋 주파수 에 따른 위상 변화 값을 측정하고, 이를 이용하여 잔류 지연 오프셋에 의한 반사 계수의 위상 차이를 보상할 수 있다. 안테나 튜닝 장치(10a)는 단위 주파수 당 잔류 지연 오프셋 차이 또는 위상 변화 값을 미리 저장하고, 반사 계수 보상 시, 이를 기초로 반사 계수의 위상을 보상할 수 있다. Therefore, the
반사 계수의 위상 보상을 도 10 내지 도 12를 참조하여 상세하게 후술하기로 한다. Phase compensation of the reflection coefficient will be described later in detail with reference to FIGS. 10 to 12 .
도 10은 본 개시의 실시예에 따른 반사 계수의 위상 보상 방법을 나타내는 흐름도이다. 10 is a flowchart illustrating a method of compensating a phase of a reflection coefficient according to an embodiment of the present disclosure.
도 10을 참조하면, 반사 계수의 위상 보상 방법은 잔류 지연 오프셋에 의한 위상 차이(또는 위상 오차)를 보상하는 단계(S310) 및 안테나의 주파수 특성에 따른 위상 차이를 보상하는 단계(S320)를 포함할 수 있다. S310 단계 및 S320 단계에서 반사 계수의 위상 차이는 주파수 오프셋에 기인한 것을 의미한다. Referring to FIG. 10 , the method for compensating the phase of the reflection coefficient includes compensating for a phase difference (or phase error) due to a residual delay offset ( S310 ) and compensating for a phase difference according to a frequency characteristic of an antenna ( S320 ). can do. It means that the phase difference of the reflection coefficients in steps S310 and S320 is due to a frequency offset.
우선, 잔류 지연 오프셋에 의한 위상 차이를 보상하는 단계(S310)가 수행될 수 있다. 안테나 튜닝 장치(도 4의 10a)의 파라미터 산출 모듈(도 4의 120a)은 반송 주파수와 송신 신호에 할당된 주파수 간의 주파수 오프셋 Δf1을 산출할 수 있다(S311). 파라미터 산출 모듈(120a)은 송신 신호 전송 전 RB offset 정보를 수신하고, 이를 기초로 송신 신호가 할당된 주파수와 반송 주파수간의 주파수 오프셋 Δf1을 산출할 수 있다. First, compensating for a phase difference due to a residual delay offset ( S310 ) may be performed. The parameter calculating module ( 120a of FIG. 4 ) of the antenna tuning apparatus ( 10a of FIG. 4 ) may calculate a frequency offset Δf1 between the carrier frequency and the frequency allocated to the transmission signal ( S311 ). The
파라미터 산출 모듈(120a)은 미리 측정하여 저장한 단위 위상 보상 값 N1과 주파수 오프셋 Δf1을 기초로 제1 위상 보상 값 CV1을 산출할 수 있다(S312). 이때, 단위 위상 보상 값 N1은 룩-업 테이블(도 4의 160a)의 중심점이 Δf1에 의해 회전한 위상 값을 주파수를 기초로 정규화(normalize) 한 값으로서, 잔류 지연 오프셋에 의한 영향을 측정한 값이다. 룩-업 테이블(160a)의 중심점은 대표 주파수에서 최대 임피던스 매칭 상태의 반사 계수이다. 파라미터 산출 모듈(120a)은 단위 위상 보상 값 N1과 주파수 오프셋 Δf1의 곱을 제1 위상 보상 값 CV1으로서 산출할 수 있다. The
파라미터 산출 모듈(120a)은 반사 계수에 원점을 기준으로 제1 위상 보상 값 CV1을 적용할 수 있다(S313). 파라미터 산출 모듈(120a)은 원점을 기준으로 제1 위상 보상 값 CV1만큼 반사 계수의 위상을 회전시킴으로써, 잔류 지연 오프셋에 의한 위상 차이를 보상할 수 있다.The
이상에 따라 잔류 지연 오프셋에 의한 위상 차이가 보상될 수 있다. 한편, 잔류 지연 오프셋에 의한 위상 차이의 보상은 LTE와 같이, 통신 대역폭 중 특정 주파수 영역에 송신 신호가 할당되는 통신 방식에서는 수행될 수 있으며, 3G와 같이 전체 대역폭을 사용하는 통신 방식에서는 잔류 지연 오프셋에 의한 위상 차이를 보상하는 단계(S310)가 생략될 수 있다. According to the above, the phase difference due to the residual delay offset may be compensated. On the other hand, compensation of the phase difference due to the residual delay offset may be performed in a communication method in which a transmission signal is allocated to a specific frequency region of a communication bandwidth, such as LTE, and in a communication method using the entire bandwidth such as 3G, the residual delay offset Compensating for the phase difference by ( S310 ) may be omitted.
다음으로 안테나의 주파수 특성에 따른 위상 차이를 보상하는 단계(S320)가 수행될 수 있다. Next, compensating for a phase difference according to the frequency characteristic of the antenna ( S320 ) may be performed.
파라미터 산출 모듈(120a)은 주파수 오프셋 Δf1 및 단위 위상 보상 값 N2를 기초로 제2 위상 보상 값 CV2 산출할 수 있다(S321). 단위 위상 보상 값 N2는 안테나의 주파수 특성에 의해 반사 계수의 위상이 룩-업 테이블(160a)의 중심점을 기준으로 회전한 위상 값을 주파수를 기초로 정규화한 값이다. 파라미터 산출 모듈(120a)은 주파수 오프셋 Δf1과 단위 위상 보상 값 N2의 곱을 제2 위상 보상 값 CV2로서 산출할 수 있다. The
파라미터 산출 모듈(120a)은 반사 계수에 룩-업 테이블(160a)의 중심을 기준으로 제2 위상 보상 값 CV2를 적용할 수 있다(S322). 파라미터 산출 모듈(120a)은 룩-업 테이블(160a)의 중심점을 기준으로 제2 위상 보상 값 CV2만큼 반사 계수의 위상을 회전시킴으로써, 안테나의 주파수 특성에 따른 위상 차이를 보상할 수 있다. The
도 11a는 잔류 지연 오프셋에 의한 위상 차이 보상 결과를 나타내는 그래프이고, 도 11b는 안테나의 주파수 특성에 따른 위상 차이 보상 결과를 나타내는 그래프이다. 도 11a 및 도 11b는 도 9와 동일한 조건에서의 위상 보상에 따른 유사 반사 계수의 변화를 나타낸다. 이때, 룩-업 테이블 생성 주파수는 반송 주파수와 동일하다고 가정한다. 11A is a graph illustrating a result of compensating a phase difference by a residual delay offset, and FIG. 11B is a graph illustrating a result of compensating a phase difference according to a frequency characteristic of an antenna. 11A and 11B show a change in the pseudo-reflection coefficient according to the phase compensation under the same conditions as in FIG. 9 . In this case, it is assumed that the look-up table generation frequency is the same as the carrier frequency.
도 11a를 도 9와 비교하면, RB offset이 0 또는 99일 때의 유사 반사 계수가 RB offset이 50인 유사 반사 계수에 가까워 질 수 있다. 그러나, 안테나의 주파수 특성에 의해 룩-업 테이블(160a)의 중심점을 기준으로 회전하는 위상 오차는 여전히 남아있다. Comparing FIG. 11A with FIG. 9 , when the RB offset is 0 or 99, the pseudo reflection coefficient may be close to the pseudo reflection coefficient having the RB offset 50. However, due to the frequency characteristic of the antenna, the phase error of rotation based on the center point of the look-up table 160a still remains.
도 11b를 참조하면, 안테나의 주파수 특성에 따른 위상 변화 차이 보상에 따라 RB offset에 관계 없이 유사 반사 계수가 한 점으로 모일 수 있다. Referring to FIG. 11B , according to compensation for a phase change difference according to a frequency characteristic of an antenna, similar reflection coefficients may be gathered into one point regardless of an RB offset.
이와 같이, 반사 계수의 주파수에 따른 위상 차이를 보상하기 위해서는 반사 계수 산출을 위하여 측정된 데이터, 다시 말해서 샘플링된 데이터가 같은 주파수의 송신 신호에 기초한 것이어야 한다. LTE의 경우, PUSCH(Physical Uplink Shared Channel )는 TTI 마다, PUCCH(Physical Uplink Control Channel)는 슬롯 마다 RB offset이 바뀔 수 있다. 따라서, LTE 통신 방식이 적용되는 경우, 파라미터 산출 모듈(120a)은 한 슬롯 내에, 양방향성 커플러(230a)의 포워드 방향 설정에 따른 샘플링 및 리버스 방향 설정에 따른 샘플링을 수행할 수 있다. As such, in order to compensate for the phase difference according to the frequency of the reflection coefficient, the data measured for calculating the reflection coefficient, that is, the sampled data, should be based on the transmission signal of the same frequency. In the case of LTE, the RB offset may be changed for each TTI (Physical Uplink Shared Channel) and PUCCH (Physical Uplink Control Channel) for each slot. Accordingly, when the LTE communication method is applied, the
한편, 룩-업 테이블(160a) 생성 주파수, 즉 대표 주파수와 반송 주파수가 상이한 경우, 안테나의 주파수 특성에 따른 위상 차이 보상 단계(S320)에서 대표 주파수와 반송 주파수 간의 주파수 오프셋에 대한 보상이 수행되어야 한다. 이에 대해 도 12를 참조하여 설명하기로 한다. On the other hand, when the look-up table 160a generation frequency, that is, the representative frequency and the carrier frequency are different, compensation for the frequency offset between the representative frequency and the carrier frequency should be performed in the phase difference compensating step S320 according to the frequency characteristic of the antenna. do. This will be described with reference to FIG. 12 .
도 12는 본 개시의 실시예에 따른 안테나의 주파수 특성에 따른 위상 차이 보상 방법을 나타내는 흐름도이다.12 is a flowchart illustrating a method for compensating for a phase difference according to a frequency characteristic of an antenna according to an embodiment of the present disclosure.
도 12를 참조하면, 파라미터 산출 모듈(도 4의 120a)은 반송 주파수와 룩-업 테이블(160a) 생성 주파수 간의 주파수 오프셋 Δf2을 산출할 수 있다(S323). 파라미터 산출 모듈(120a)은 미리 측정하여 저장한 룩-업 테이블(160a) 생성 주파수와 설정된 반송 주파수 간의 주파수 차를 기초로 주파수 오프셋 Δf2를 산출할 수 있다. Referring to FIG. 12 , the parameter calculating module ( 120a of FIG. 4 ) may calculate a frequency offset Δf2 between the carrier frequency and the look-up table 160a generation frequency ( S323 ). The
파라미터 산출 모듈(120a)은 단위 위상 보상 값 N1과 주파수 오프셋 Δf2를 기초로 제3 위상 보상 값 CV3을 산출할 수 있다(S324). 파라미터 산출 모듈(120a)은 단위 위상 보상 값 N1과 주파수 오프셋 Δf2의 곱을 제3 위상 보상 값 CV3으로서 산출할 수 있다. The
파라미터 산출 모듈(120a)은 반사 계수에 룩-업 테이블(160a)의 중심점을 기준으로 제3 위상 보상값 CV3를 적용할 수 있다(S325). 파라미터 산출 모듈(120a)은 룩-업 테이블(160a)의 중심점을 기준으로 제3 위상 보상 값 CV3만큼 반사 계수의 위상을 회전시킴으로써, 대표 주파수와 반송 주파수 간의 주파수 오프셋에 따른 위상 차이를 보상할 수 있다. The
이러한 대표 주파수와 반송 주파수 간의 주파수 오프셋에 기초한 위상 차이 보상은 반송 주파수와 송신 신호의 주파수 간의 주파수 오프셋에 기초한 위상 차이 보상 이후, 또는 이전에 수행될 수 있다. The phase difference compensation based on the frequency offset between the representative frequency and the carrier frequency may be performed after or before the phase difference compensation based on the frequency offset between the carrier frequency and the frequency of the transmission signal.
도 13은 본 개시의 실시예에 따른 안테나 튜닝 장치의 일 구현예를 나타내는 블록도이다. 도 13의 안테나 튜닝 장치(10b)는 수신 신호(R)의 정규화된 전력을 나타내는 파라미터, 예컨대 VSWR을 기초로 안테나의 애퍼쳐 튜너를 조정함으로써, 안테나의 공진 주파수를 보상할 수 있다. 13 is a block diagram illustrating an embodiment of an antenna tuning apparatus according to an embodiment of the present disclosure. The
도 13을 참조하면, 안테나 튜닝 장치(10b)는 제어 회로(100b), RF 프런트-앤드(200b), 애퍼쳐 튜너(300b)를 포함할 수 있다. 애퍼쳐 튜너(300b)는 안테나(ANT)의 일부로서 안테나(ANT)에 포함될 수 있다. Referring to FIG. 13 , the
도 13의 RF 프런트-앤드(200b)의 구성 및 동작은 도 4의 프런트-앤드(200b)의 구성 및 동작과 유사하다. 다만, 양방향성 커플러(230b)는 리버스 방향으로 설정될 수 있으며, 스위치(240b)는 제4 포트(P4)로부터 출력되는 리버스 수신 신호를 RF 변조기(210b)에 제공할 수 있다. 실시예에 있어서, 리버스 커플러가 양방향성 커플러(230b) 및 스위치(240b) 대신 적용되며, 리버스 수신 신호를 RF 변조기(210b)에 제공할 수 있다. RF 변조기(210b)는 리버스 수신 신호를 다운 변환하여 제어 회로(100b)에 제공할 수 있다.The configuration and operation of the RF front-
제어 회로(100b)는 다중 샘플링 모듈(110b), 파라미터 산출 모듈(120b), 및 튜닝 값 설정 모듈(130b)을 포함할 수 있다. 이외에도, 안테나 튜닝 장치(10b)는 다른 구성들(예컨대, 도 3의 송신기(140) 및 수신기(150))을 더 포함할 수 있다. 제어 회로(100b)의 구성 및 동작은 도 3의 제어 회로(100)의 구성 및 동작과 유사하며, 도 3을 참조하여 설명한 내용은 본 실시예의 제어 회로(100b)에도 적용될 수 있다.The
다중 샘플링 모듈(110b)은 송신 신호(S)가 할당된 주파수가 일정한 측정 구간, 다시 말해서 RF 송신 신호(RFin)의 주파수가 일정한 구간에서, 적어도 세 번 이상 송신 신호(S) 및 수신 신호(R)를 샘플링할 수 있다. 이때, 수신 신호(R)는 리버스 수신 신호이다. 다중 샘플링 모듈(110b)은 애퍼쳐 튜너(300b)의 설정을 변경하기 위한 튜닝 코드(TNCD)를 변경하고, 튜닝 코드(TNCD) 변경 시 마다 송신 신호(S) 및 리버스 수신 신호를 샘플링할 수 있다. The
파라미터 산출 모듈(120b)은 적어도 세 번의 샘플링에 따라 획득된 데이터를 기초로 복수의 VSWR, 즉 적어도 세 개의 VSWR 값들을 산출할 수 있다. 파라미터 산출 모듈(120b)은 송신 신호(S)의 전력 및 수신 신호(R)(구체적으로 리버스 수신 신호)의 전력을 기초로 VSWR을 산출할 수 있다. VSWR이 작을수록 안테나(ANT)의 반사율이 낮다. 따라서, 튜닝 값 설정 모듈(130b)은 복수의 VSWR을 비교하여 VSWR의 최저 값을 찾고, 최저 VSWR에 대응하는 튜닝 값, 즉 튜닝 코드를 설정할 수 있다. 애퍼쳐 튜너(300b)는 수신되는 튜닝 코드(TNCD)를 기초로 내부의 커패시턴스를 변화시킴으로써 안테나(ANT)의 공진 주파수를 보상할 수 있다. The
애퍼쳐 튜너(300b)는 안테나(ANT)에 포함된 형태로 이루어져 있어서, 안테나(ANT)의 반사 계수를 임의로 설정하여 룩-업 테이블을 생성하기가 용이하지 않다. 그러므로, 안테나 튜닝 장치(10b)는 안테나(ANT) 튜닝을 위하여, 애퍼쳐 튜너(300b)의 설정을 변경하기 위한 튜닝 코드(TNCD)를 변경하면서 복수의 VSWR을 산출하고, 복수의 VSWR들을 비교함으로써 최저 VSWR에 대응하는 튜닝 코드를 설정할 수 있다.Since the
도 13에서, 수신 신호(R)의 전력을 나타내는 파라미터로서, VSWR을 예로서 설명하였으나, 이는 일 예일 뿐이며, 수신 신호(R)의 정규화된 전력을 나타내는 다른 종류의 파라미터를 산출하고, 이를 기초로 애퍼쳐 튜너(300b)를 제어할 수 있다.In FIG. 13 , VSWR has been described as an example as a parameter representing the power of the received signal R, but this is only an example, and another type of parameter representing the normalized power of the received signal R is calculated, based on this The
도 14는 애퍼처 튜너 설정 값에 따른 VSWR의 변화를 나타내는 그래프이다. 14 is a graph illustrating a change in VSWR according to an aperture tuner setting value.
도 14를 참조하면, RB offset이 동일한, 같은 주파수에서 산출된 복수의 VSWR 간에는 튜닝 코드, 즉 애퍼쳐 튜너(300b) 설정 값에 따른 VSWR 변화 경향성이 나타나며, VSWR의 변화 경향성을 기초로 최저 VSWR 및 이에 대응하는 튜닝 코드를 찾을 수 있다. RB offset이 달라 측정 주파수가 다를 경우 VSWR 변화 경향성을 찾기 어려우므로, 최저 VSWR을 찾는 것이 용이하지 않다. 따라서, 안테나 튜닝 장치(도 14의 10b)는 동일한 주파수 에서 다중 샘플링을 통해 복수의 VSWR을 산출하고 산출된 복수의 VSWR을 기초로 최저 VSWR을 도출하고, 최저 VSWR에 대응하는 튜닝 코드를 설정할 수 있다. Referring to FIG. 14 , between a plurality of VSWRs having the same RB offset and calculated at the same frequency, the VSWR variation tendency according to the tuning code, that is, the
도 15는 본 개시의 실시예에 따른 애퍼쳐 튜닝 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 15의 애퍼쳐 튜닝 방법은 도 13의 안테나 튜닝 장치(10b)에서 수행될 수 있으며, 도 13을 참조하여 설명한 내용은 도 15의 애퍼쳐 튜닝 방법에 적용될 수 있다. 15 is a flowchart illustrating an aperture tuning method according to an embodiment of the present disclosure. The aperture tuning method of FIG. 15 may be performed by the
도 15 및 도 13를 참조하며, 제어 회로(100b)는 다중 샘플링을 위한 구성(configuration)을 설정할 수 있다(S400). 제어 회로(100b)는 다중 샘플링이 수행되도록 안테나 튜닝 장치(10b) 내의 구성들의 동작 타이밍 등을 설정할 수 있다. 예컨대 n번(n은 3 이상의 정수)의 샘플링 시작 시점, 샘플링 구간, 튜닝 코드(TNCD) 변경 시점 및 단위 변경 값 등이 설정될 수 있다. 한편, 측정 구간 동안 샘플링 횟수가 많을수록 많은 VSWR들을 비교할 수 있으므로, 안테나 튜닝 장치(10b)는 측정 구간 내에서 가능한 많이 샘플링이 수행될 수 있도록 구성들을 설정할 수 있다. 15 and 13 , the
다중 샘플링 모듈(110b)은 변경되는 튜닝 코드에 따라 주파수가 일정한 측정 구간 동안 n번 샘플링할 수 있다(S410). 다중 샘플링 모듈(110b)은 튜닝 코드를 n번(또는 n-1번) 변경하고, 튜닝 코드가 변경될 때마다 송신 신호 및 리버스 수신 신호를 샘플링할 수 있다. The
파라미터 산출 모듈(120b)은 n번의 샘플링에 의하여 획득된 제1 내지 제n 데이터를 기초로 n개의 VSWR을 산출할 수 있다(S420). 제1 내지 제n 데이터 각각은 송신 신호 및 수신 신호의 샘플링 데이터를 포함할 수 있다. 파라미터 산출 모듈(120b)은 송신 신호의 전력 및 수신 신호의 전력을 정규화하고, 정규화된 송신 신호의 전력 및 수신 신호의 전력을 기초로 VSWR을 산출할 수 있다. The
튜닝 값 설정 모듈(130b)은 최저 VSWR 값에 대응하는 튜닝 코드를 설정할 수 있다(S430). 튜닝 값 설정 모듈(130b)은 n개의 VSWR을 비교하여 최저 VSWR을 도출하고, 최저 VSWR에 대응하는 튜닝 코드를 설정할 수 있다. 예컨대, 튜닝 값 설정 모듈(130b)은 n개의 VSWR중 가장 낮은 값을 최저 VSWR로서 도출할 수 있다. 다른 예로서, 튜닝 값 설정 모듈(130b)은 n개의 VSWR을 기초로 튜닝 코드에 따른 VSWR의 변화 경향(예컨대, 튜닝 코드 값에 따른 VSWR의 변화를 나타내는 함수)을 산출하고, 산출된 변화 경향에 기초하여 최저 VSWR을 산출할 수 있다. The tuning
튜닝 값 설정 모듈(130b)은 애퍼쳐 튜너(300b)에 튜닝 코드를 적용할 수 있다(S440). 튜닝 값 설정 모듈(130b)은 튜닝 코드를 애퍼쳐 튜너(300b)에 제공할 수 있다. 애퍼쳐 튜너(300b)가 튜닝 코드를 기초로 내부의 커패시턴스 또는 인덕턴스를 변화시킴으로써, 임피던스의 미스매치를 보상할 수 있다.The tuning
도 16은 본 개시의 실시예에 따른 다중 샘플링의 일 예를 나타낸다. 도 16의 다중 샘플링은 도 13의 안테나 튜닝 장치(10b)에서 수행될 수 있다. 16 illustrates an example of multiple sampling according to an embodiment of the present disclosure. The multi-sampling of FIG. 16 may be performed by the
도 16 및 도 4를 참조하면, 측정 구간, 예컨대 제1 구간(T1) 동안 n 번의 샘플링이 수행될 수 있다. 제1 구간(T1)에는 변조된 송신 신호의 주파수(RFin(f))가 동일하며, 예컨대 제1 주파수(f1)로 설정될 수 있다. 이후, 제2 구간(T2)에는 변조된 송신 신호의 주파수(RFin(f))가 제2 주파수(f2)로 설정될 수 있다. 제1 구간(T1)은 예컨대 하나의 슬롯에 해당할 수 있다. 16 and 4 , sampling n times may be performed during a measurement period, for example, a first period T1. In the first period T1, the frequency RFin(f) of the modulated transmission signal is the same, and may be set to, for example, the first frequency f1. Thereafter, in the second period T2 , the frequency RFin(f) of the modulated transmission signal may be set as the second frequency f2. The first period T1 may correspond to, for example, one slot.
제1 구간(T1)의 시작 전 다중 샘플링을 위한 구성들(configurations)이 설정될 수 있다. 송신 신호 및 수신 신호에 대한 샘플링 지연 시간(예컨대 Tx_S1, Rx_S1, Tx_S2, Rx_S2,..., Tx_Sn, Rx_Sn), 샘플링 길이(예컨대 Tx_L1, Rx_L1, Tx_L2, Rx_L2, ..., Tx_Ln, Rx_Ln), 튜닝 코드의 변화 시점, 튜닝 코드의 단위 변화 값 등이 설정될 수 있다. Configurations for multiple sampling before the start of the first period T1 may be set. Sampling delay time (eg Tx_S1, Rx_S1, Tx_S2, Rx_S2,..., Tx_Sn, Rx_Sn), sampling length (eg Tx_L1, Rx_L1, Tx_L2, Rx_L2, ..., Tx_Ln, Rx_Ln) for the transmit signal and the received signal; A change point of the tuning code, a unit change value of the tuning code, and the like may be set.
트리거링 신호가 인가되면, 설정된 구성들에 따라 송신 신호(S) 및 수신 신호(R)가 샘플링될 수 있다. 샘플링이 수행될 때마다 튜닝 코드(TNCD)가 변화되고, 변화된 튜닝 코드(TNCD)에 따라 이후 샘플링이 수행될 수 있다. When the triggering signal is applied, the transmission signal S and the reception signal R may be sampled according to set configurations. The tuning code TNCD is changed whenever sampling is performed, and subsequent sampling may be performed according to the changed tuning code TNCD.
도 17은 임피던스 튜너 및 애퍼쳐 튜너를 포함하는 안테나를 나타낸다. 도 17의 안테나(400c)는 planar inverted-F 안테나를 포함할 수 있다. 17 shows an antenna including an impedance tuner and an aperture tuner. The
안테나(400c)는 쇼팅 핀(401), 방사 소자(402), 피드 포인트(403), 접지판(ground plane)(404), 임피던스 튜너(410) 및 애퍼쳐 튜너(420)를 포함할 수 있다. 쇼팅 핀(401)은 안테나(400c)를 접지판(404)에 연결한다. 방사 소자(402)는 자유 공간 파를 수신하거나 방사할 수 있다. 피드 포인트(403)는 안테나의 입력, 예컨대 RF 수신 신호(RFin)를 임피던스 튜너(410)를 통해 수신할 수 있다. The
안테나(400c)는 도 4의 안테나 튜닝 장치(10a)에 연결되어, 제어 회로(100a)의 제어에 따라 임피던스 및 공진 주파수가 보상될 수 있다. 도 4 내지 도 12를 참조하여 설명한 다중 샘플링을 통한 임피던스 튜닝 방법에 따라 튜닝 값이 설정되고, 튜닝 값이 튜닝 제어 신호(도 4의 TCS)로서 임피던스 튜너(410)에 제공될 수 있다. 임피던스 튜너(410)는 튜닝 제어 신호에 기초하여 내부 커패시턴스를 변경할 수 있다. The
또한, 도 13 내지 도 16을 참조하여 설명한 다중 샘플링을 통한 애퍼처 튜닝 방법에 따라 튜닝 코드가 설정되고, 튜닝 코드가 애퍼처 튜너(420)에 제공될 수 있다. 애퍼처 튜너(420)는 튜닝 코드에 기초하여 내부 커패시턴스를 변경할 수 있다. Also, a tuning code may be set according to the aperture tuning method through multiple sampling described with reference to FIGS. 13 to 16 , and the tuning code may be provided to the
이에 따라 안테나(400c)의 임피던스의 크기 및 위상, 그리고 공진 주파수가코드 변경될 수 있으며, 안테나(400c)의 출력 효율이 향상될 수 있다. Accordingly, the magnitude and phase of the impedance of the
한편, 임피던스 튜닝 및 애퍼쳐 튜닝은 송신 신호가 할당된 주파수, 예컨대 RF 수신 신호(RFin)의 주파수가 일정한 측정 구간 내에 수행될 수 있다. 이에 대하여 도 18을 참조하여 설명하기로 한다.Meanwhile, impedance tuning and aperture tuning may be performed within a measurement period in which a frequency to which a transmission signal is allocated, for example, a frequency of the RF reception signal RFin is constant. This will be described with reference to FIG. 18 .
도 18은 본 개시의 실시예에 따른 다중 샘플링의 일 예를 나타낸다. 도 18에 도시된 다중 샘플링은 도 17의 안테나(400c)에 연결되는 안테나 튜닝 장치, 예컨대 도 4의 안테나 튜닝 장치(10a)에서 수행될 수 있다. 18 illustrates an example of multiple sampling according to an embodiment of the present disclosure. Multiple sampling shown in FIG. 18 may be performed by an antenna tuning device connected to the
도 18을 참조하면, 측정 구간, 예컨대 제1 구간(T1) 동안 복수 회(예컨대 n번) 샘플링이 수행될 수 있으며, 코어스 튜닝 구간 동안 임피던스 매칭을 위한 적어도 두 번의 샘플링이 수행되고, 파인 튜닝 구간 동안 애퍼쳐 튜닝을 위한 적어도 두 번의 샘플링이 수행될 수 있다. 코어스 튜닝 구간에는 샘플링이 수행된 후 커플러 방향이 변경될 수 있다. 파인 튜닝 구간에는 샘플링이 수행된 후 튜닝 코드(TNCD)가 변경될 수 있다. 이에 따라, 코어스 튜닝 구간에 임피던스 매칭이 수행되고, 파인 튜닝 구간에 애퍼처 튜닝이 수행될 수 있다. Referring to FIG. 18 , sampling may be performed a plurality of times (eg, n times) during the measurement period, for example, the first period T1, and at least two samplings for impedance matching are performed during the coarse tuning period, and fine tuning period At least two sampling times for aperture tuning may be performed during the period. In the coarse tuning section, after sampling is performed, the coupler direction may be changed. In the fine tuning section, the tuning code TNCD may be changed after sampling is performed. Accordingly, impedance matching may be performed in the coarse tuning section, and aperture tuning may be performed in the fine tuning section.
도 19는 본 개시의 실시예에 따른 다중 샘플링 모듈의 일 구현예를 나타낸다. 도 19의 다중 샘플링 모듈(110)은 도 1, 도4 및 도 13의 안테나 튜닝 장치들(10, 10a, 10b)에 적용될 수 있다. 19 shows an implementation of a multi-sampling module according to an embodiment of the present disclosure. The
도 19를 참조하면, 다중 샘플링 모듈(110)은 타이밍 컨트롤러(111), 송신 덤프부(112), 수신 덤프부(113), 버퍼부(114), RF 프런트-앤드 컨트롤러(115), 제1 레지스터부(116) 및 제2 레지스터부(117)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 19 , the
타이밍 컨트롤러(111)는 다중 샘플링 동작과 관련된 타이밍을 제어할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(111)는 제1 레지스터부(116) 및 제2 레지스터부(117)에 저장된 다양한 지연 정보를 기초로 다중 샘플링을 수행하기 위한 안테나 튜닝 장치(도 1의 10, 도 4의 10a 및 도 13의 10b)의 각 구성들의 타이밍을 제어할 수 있다. The
제1 레지스터부(116)는 복수의 송/수신 지연 레지스터(116_1~116_n)를 포함할 수 있으며, 복수의 레지스터(116_1~116_n) 각각에는 송신 신호(S) 및 수신 신호(R)의 샘플링과 관련된 지연(delay) 정보, 예컨대 샘플링 시점, 샘플링 길이 등과 관련된 지연 정보가 저장될 수 있다. 제1 송/수신 지연 레지스터(116_1)에는 제1 샘플링 수행에 대한 지연(delay) 정보가 저장될 수 있다. 제2 송/수신 지연 레지스터(116_2)에는 제2 샘플링 수행에 대한 지연 정보가 저장될 수 있다. 이와 같이, 복수의 송/수신 지연 레지스터(116_1~116_n) 각각에는 대응하는 샘플링 순서에 따른 송신 신호 및 수신 신호의 샘플링과 관련된 지연 정보가 저장될 수 있다. The
제2 레지스터부(117)는 복수의 프런트-앤드 지연 레지스터((117_1~117_m)를 포함할 수 있다. 복수의 프런트-앤드 지연 레지스터(117_1~117_m) 각각에는 RF 프런트-앤드(도 1의 200, 도 4의 200a 및 도 13의 200b) 구성들의 설정 변경과 관련된 지연 정보가 저장될 수 있다. 예컨대 지연 정보는 양방향성 커플러(도 4의 230a)의 방향 설정 변경과 관련된 지연 정보, 스위치(도 4의 240a) 설정 변경과 관련된 지연 정보, 튜닝 코드(도 13의 TNCD) 변경과 관련된 지연 정보 등을 포함할 수 있다. 제1 프런트-앤드 지연 레지스터(117_1)에는 제1 샘플링 수행 후 RF 프런트-앤드의 구성들의 설정 변경과 관련된 지연 정보가 저장되고, 제2 프런트-앤드 지연 레지스터(117_2)에는 제2 샘플링 수행 후 RF 프런트-앤드의 구성들의 설정 변경과 관련된 지연 정보가 저장될 수 있다. 이와 같이, 복수의 프런트-앤드 지연 레지스터(117_1~117_m) 각각에는 대응하는 샘플링 순서에 따른 RF 프런트-앤드의 구성들의 설정 변경과 관련된 지연 정보가 저장될 수 있다. The
타이밍 컨트롤러(111)는 외부, 예컨대 마이크로 컨트롤러로부터 수신되는 트리거 신호(TRGS) 및 제1 레지스터부(116)에 저장된 지연 정보를 기초로 송신 덤프부(112), 수신 덤프부(113)에 다중 샘플링과 관련된 타이밍 정보를 제공할 수 있다. 또한, 타이밍 컨트롤러(111)는 트리거 신호(TRGS) 및 제2 레지스터부(117)에 저장된 지연 정보를 기초로 RF 프런트-앤드 컨트롤러(115)에 다중 샘플링과 관련된 타이밍 정보를 제공할 수 있다. The
송신 덤프부(112) 및 수신 덤프부(113)는 각각 타이밍 컨트롤러(111)로부터의 제공되는 타이밍 정보에 기초하여 송신 데이터(SD) 및 수신 데이터(RD)를 측정 구간 동안 다중 샘플링하고, 샘플링된 데이터를 버퍼부(114)에 저장할 수 있다.The
버퍼부(114)는 복수의 버퍼(BUF1, BUF2, ? BUFn)를 포함할 수 있다. 제1 버퍼(BUF1)에는 제1 샘플링 수행에 따른 송신 데이터 및 수신 데이터가 저장될 수 있다. 제2 버퍼(BUF2)에는 제2 샘플링 수행에 따른 송신 데이터 및 수신 데이터가 저장될 수 있다. 복수의 버퍼(BUF1, BUF2, ? BUFn) 각각에는 대응하는 샘플링 순서에 따라 획득된 샘플링 데이터가 저장될 수 있다. The
RF 프런트-앤드 컨트롤러(115)는 타이밍 컨트롤러(111)로부터 제공되는 타이밍 정보에 기초하여 프런트-앤드 제어 신호(FECS)를 생성할 수 있다. 예컨대, 프런트-앤드 제어 신호(FECS)는 커플러 설정 신호(도 4의 CSS), 스위치 신호(도 4의 SWS), 안테나 튜닝 수행 시 애퍼쳐 튜너(도 13의 300b)에 제공되는 튜닝 코드(도 13의 TNCD) 등을 포함할 수 있다. The RF front-
도 20은 본 개시의 실시예에 따른 안테나 튜닝 장치를 나타내는 블록도이다.20 is a block diagram illustrating an antenna tuning apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
도 20을 참조하면, 안테나 튜닝 장치(10c)는 제어 회로(100c), RF 프런트-앤드(200c), 및 복수의 안테나 튜너(301~30k)를 포함할 수 있다. 복수의 안테나 튜너(301~30k)는 복수의 안테나(ANT1~ANTk)에 각각 연결될 수 있다. 복수의 안테나(ANT1~ANTk)의 개수는 RF band, RAT(radio access technology), MIMO(multi-input multi-output), 빔포밍 등 용도에 따라 달라질 수 있다. Referring to FIG. 20 , the
한편, 도 20에서 복수의 안테나 튜너(301~30k)는 하나의 방향성 커플러(230c)에 연결되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 복수의 안테나 튜너(301~30k)가 서로 다른 방향성 커플러에 연결되거나 또는 복수의 안테나 튜너(301~30k)가 복수의 방향성 커플러에 연결될 수 있다. Meanwhile, in FIG. 20 , the plurality of
도 20의 제어 회로(100c) 및 RF 프런트-앤드(200c)의 구성 및 동작은 도 1의 제어 회로(100) 및 RF 프런트-앤드(200)의 구성 및 동작과 유사한 바 중복되는 설명은 생략하기로 한다. The configuration and operation of the
안테나 튜닝 장치(10c)는 도 1 내지 도 19를 참조하여 전술한 다중 샘플링을 기초로 임피던스 튜닝 또는 애퍼쳐 튜닝을 수행할 수 있다. 실시예에 있어서, 복수의 안테나(ANT1~ANTk)를 통해 송출되는 송신 신호들 각각에 할당된 주파수가 같다면, 복수의 안테나(ANT1~ANTk) 중 하나에 대하여 안테나 튜닝이 수행되고, 안테나 튜닝에 따라 생성되는 튜닝 제어 신호(TCS)가 복수의 안테나 튜너(301~30k)에 제공될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 복수의 안테나(ANT1~ANTk)에 대한 안테나 튜닝이 동시에 수행되고, 복수의 안테나 튜너(301~30k)에 동일한 튜닝 제어 신호(TCS)가 제공될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 동시에 복수의 안테나(ANT1~ANTk)에 대한 안테나 튜닝이 각각 수행되고, 그 결과로서, 복수의 안테나 튜너(301~30k)에 서로 다른 튜닝 제어 신호(TCS)가 제공될 수 있다.The
한편, 복수의 안테나(ANT1~ANTk)를 통해 송출되는 송신 신호들 각각에 할당되는 주파수가 서로 다르다면, 복수의 안테나(ANT1~ANTk)에 대한 안테나 튜닝이 차례로 수행될 수 있다. 예컨대 복수의 측정 구간에 복수의 안테나(ANT1~ANTk)에 대한 안테나 튜닝이 차례로 수행되고, 안테나 튜닝에 따른 튜닝 제어 신호(TCS)가 대응하는 안테나 튜닝 모듈에 제공될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 동시에 복수의 안테나(ANT1~ANTk)에 대한 안테나 튜닝이 각각 수행되고, 그 결과로서, 복수의 안테나 튜너(301~30k)에 서로 다른 튜닝 제어 신호(TCS)가 제공될 수 있다.Meanwhile, if frequencies allocated to each of the transmission signals transmitted through the plurality of antennas ANT1 to ANTk are different from each other, antenna tuning for the plurality of antennas ANT1 to ANTk may be sequentially performed. For example, antenna tuning for a plurality of antennas ANT1 to ANTk may be sequentially performed in a plurality of measurement sections, and a tuning control signal TCS according to the antenna tuning may be provided to a corresponding antenna tuning module. In another embodiment, the antenna tuning for the plurality of antennas ANT1 to ANTk is respectively performed at the same time, and as a result, different tuning control signals TCS may be provided to the plurality of
도 21은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 기기(1000)의 블록도를 나타낸다. 도 21에 도시된 바와 같이, 무선 통신 기기(1000)는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)(1100), ASIP(Application Specific Instruction set Processor)(1300), 메모리(1500), 메인 프로세서(1700) 및 메인 메모리(1900)를 포함할 수 있다. ASIC(1100), ASIP(1300) 및 메인 프로세서(1700) 중 2개 이상은 서로 통신할 수 있다. 또한, ASIC(1100), ASIP(1300), 메모리(1500), 메인 프로세서(1700) 및 메인 메모리(1900) 중 적어도 2개 이상은 하나의 칩에 내장될 수 있다. 21 shows a block diagram of a
ASIC(1100)은 특정한 용도를 위하여 커스텀화된 집적 회로로서, 예를 들면 RFIC, 변조기, 복조기 등을 포함할 수 있다. ASIP(1300)는 특정 어플리케이션을 위한 전용의 명령어 세트(instruction set)를 지원할 수 있고, 명령어 세트에 포함된 명령어를 실행할 수 있다. 메모리(1500)는 ASIP(1300)와 통신할 수 있고, 비일시적인 저장장치로서 ASIP(1300)에 의해서 실행되는 복수의 명령어들을 저장할 수 있다. 메모리(1500)는 또한 ASIP(1300)에서 복수의 명령어들이 실행되는 과정에서 생성되는 데이터들을 저장할 수도 있다. 예를 들면, 메모리(1500)는, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 테이프, 자기디스크, 광학디스크, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 및 이들의 조합일 수 있다. 이외에도 메모리(1500)는, ASIP(1300)에 의해서 접근 가능한 임의의 유형의 메모리를 포함할 수 있다.The
메인 프로세서(1700)는 복수의 명령어들을 실행함으로써 무선 통신 기기(1000)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 메인 프로세서(1700)는 ASIC(1100) 및 ASIP(1300)를 제어할 수도 있고, 무선 통신 네트워크를 통해서 수신된 데이터를 처리하거나 무선 통신 기기(1000)에 대한 사용자의 입력을 처리할 수도 있다. 메인 메모리(1900)는 메인 프로세서(1700)와 통신할 수 있고, 비일시적인 저장장치로서 메인 프로세서(1900)에 의해서 실행되는 복수의 명령어들을 저장할 수도 있다. 예를 들면, 메인 메모리(1900)는, 예컨대 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 테이프, 자기디스크, 광학디스크, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 및 이들의 조합과 같이, 메인 프로세서(1700)에 의해서 접근가능한 임의의 유형의 메모리를 포함할 수 있다.The
전술된 본 개시의 예시적 실시예들에 따른 안테나 튜닝 장치(도 1의 10, 도4의 10a, 도 13의 10b 및 도 20의 10c)의 구성요소는 도 21의 무선 통신 기기(1000)에 포함된 구성요소들 중 적어도 하나에 포함될 수 있으며 또는 전술한 안테나 튜닝 방법은 무선 통신 기기(1000)에 포함된 구성요소들 중 적어도 하나에 의하여 수행될 수 있다. The components of the antenna tuning apparatus (10 in FIG. 1, 10A in FIG. 4, 10B in FIG. 13, and 10C in FIG. 20) according to the exemplary embodiments of the present disclosure described above are in the
예를 들면, 도 3의 다중 샘플링 모듈(110), 파라미터 산출 모듈(120) 및 튜닝 값 설정 모듈(130) 중 적어도 하나는 하드웨어 블록으로 구현되어 ASIC(1100)에 포함될 수도 있다. 다른 예로서, 다중 샘플링 모듈(110), 파라미터 산출 모듈(120) 및 튜닝 값 설정 모듈(130) 중 적어도 하나는 복수의 명령어들로서 구현되어 메모리(1500)에 저장될 수 있다. ASIP(1300)이 메모리(1500)에 저장된 복수의 명령어들을 실행함으로써 다중 샘플링 모듈(110), 파라미터 산출 모듈(120) 및 튜닝 값 설정 모듈(130) 중 적어도 하나의 기능이 수행될 수 있다. 또한 본 개시의 실시예들에 따른 안테나 튜닝 방법 중 적어도 하나의 단계가 복수의 명령어들로서 구현되어 메모리(1500)에 저장될 수 있으며, 안테나 튜닝 시, ASIP(1300)이 저장된 복수의 명령어들을 실행함으로써, 안테나 튜닝 방법 중 적어도 하나의 단계가 수행될 수 있다. For example, at least one of the
또 다른 예시로서, 도 4의 다중 샘플링 모듈(110), 파라미터 산출 모듈(120) 및 튜닝 값 설정 모듈(130) 중 적어도 하나 또는 안테나 튜닝 방법의 단계들 중 적어도 하나의 단계는 메인 메모리(1900)에 저장된 복수의 명령어들로서 구현될 수 있고, 메인 프로세서(1700)가 메인 메모리(1900)에 저장된 복수의 명령어들을 실행함으로써 다중 샘플링 모듈(110), 파라미터 산출 모듈(120) 및 튜닝 값 설정 모듈(130) 중 적어도 하나의 기능 또는 안테나 튜닝 방법 중 적어도 하나의 단계를 수행할 수 있다. As another example, at least one of the
본 개시는 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present disclosure has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present disclosure should be defined by the technical spirit of the appended claims.
10, 10a, 10b, 10c: 안테나 튜닝 장치
100, 100a, 100b, 100c: 제어 회로
110, 110a, 110b, 110c: 다중 샘플링 모듈
120, 120a, 120b: 파라미터 산출 모듈
130, 130a, 130b: 튜닝 값 설정 모듈
160a: 룩-업 테이블10, 10a, 10b, 10c: antenna tuning device
100, 100a, 100b, 100c: control circuit
110, 110a, 110b, 110c: multi-sampling module
120, 120a, 120b: parameter calculation module
130, 130a, 130b: tuning value setting module
160a: look-up table
Claims (20)
상기 다중 샘플링에 의해 획득된 샘플링 데이터를 기초로 안테나 튜닝을 위한 파라미터를 산출하는 단계; 및
상기 파라미터를 기초로 상기 안테나를 튜닝하는 단계를 포함하고,
상기 다중 샘플링이 수행되는 상기 측정 구간은 하나의 슬롯에 해당하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기의 안테나 튜닝 방법. multi-sampling the transmission signal and a reception signal corresponding to the transmission signal during a measurement period in which a first frequency is allocated to a transmission signal provided to an antenna;
calculating parameters for antenna tuning based on the sampling data obtained by the multi-sampling; and
tuning the antenna based on the parameter;
The method for tuning an antenna of a wireless communication device, characterized in that the measurement period in which the multi-sampling is performed corresponds to one slot.
상기 다중 샘플링하는 단계는,
상기 제1 송신 신호 및 상기 제1 송신 신호의 귀환 신호에 대응하는 제1 수신 신호를 샘플링하는 제1 샘플링 단계; 및
상기 제2 송신 신호 및 상기 제2 송신 신호의 반사 신호에 대응하는 제2 수신 신호를 샘플링하는 제2 샘플링 단계를 포함하는 무선 통신 기기의 안테나 튜닝 방법. The method of claim 1, wherein the transmission signal comprises a first transmission signal and a second transmission signal sequentially provided to the antenna during the measurement period,
The multi-sampling step includes:
a first sampling step of sampling a first reception signal corresponding to the first transmission signal and a feedback signal of the first transmission signal; and
and a second sampling step of sampling the second transmission signal and a second reception signal corresponding to a reflected signal of the second transmission signal.
상기 제1 샘플링 단계에서 획득되는 제1 샘플링 데이터 및 상기 제2 샘플링 단계에서 획득되는 제2 샘플링 데이터에 기초하여 반사 계수를 산출하는 단계; 및
상기 반사 계수의 크기 및 위상 중 적어도 하나를 기준 주파수에 기초하여 보상하는 단계를 포함하는 무선 통신 기기의 안테나 튜닝 방법. The method of claim 2, wherein calculating the parameter comprises:
calculating a reflection coefficient based on the first sampling data obtained in the first sampling step and the second sampling data obtained in the second sampling step; and
and compensating for at least one of a magnitude and a phase of the reflection coefficient based on a reference frequency.
상기 제1 송신 신호와 상기 제1 수신 신호 간의 상관 연산의 최대값 및 상기 제2 송신 신호와 상기 제2 수신 신호 간의 상관 연산의 최대값의 비에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기의 안테나 튜닝 방법. According to claim 4, wherein the reflection coefficient,
Wireless communication device, characterized in that calculated based on the ratio of the maximum value of the correlation operation between the first transmission signal and the first reception signal and the maximum value of the correlation operation between the second transmission signal and the second reception signal How to tune the antenna.
상기 기준 주파수를 기초로 생성된 룩-업 테이블에서 상기 보상된 반사 계수에 대응하는 튜닝 값을 선택하는 단계; 및
상기 튜닝 값에 대응하는 안테나 임피던스 제어 신호를 기초로 상기 안테나의 임피던스를 조절하는 단계를 포함하는 무선 통신 기기의 안테나 튜닝 방법. 5. The method of claim 4, wherein tuning the antenna comprises:
selecting a tuning value corresponding to the compensated reflection coefficient from a look-up table generated based on the reference frequency; and
and adjusting the impedance of the antenna based on an antenna impedance control signal corresponding to the tuning value.
상기 제1 수신 신호와 상기 제2 수신 신호 간의 잔류 지연 오프셋 차이에 따른 상기 반사 계수의 제1 위상 오차를 보상하는 단계; 및
상기 안테나의 주파수 특성에 따른 상기 반사 계수의 제2 위상 오차를 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기의 안테나 튜닝 방법. The method of claim 4, wherein the compensating comprises:
compensating for a first phase error of the reflection coefficient according to a residual delay offset difference between the first received signal and the second received signal; and
and compensating for a second phase error of the reflection coefficient according to the frequency characteristic of the antenna.
상기 잔류 지연 오프셋에 따른 제1 단위 위상 보상 값과 반송 주파수와 상기 제1 주파수 간의 제1 주파수 오프셋을 곱하여 제1 위상 보상 값을 산출하는 단계; 및
복소수 좌표 상의 원점을 기준으로 상기 제1 위상 보상 값만큼 상기 반사 계수의 위상을 변경하는 단계를 포함하는 무선 통신 기기의 안테나 튜닝 방법. The method of claim 7, wherein compensating for the first phase error comprises:
calculating a first phase compensation value by multiplying a first unit phase compensation value according to the residual delay offset by a first frequency offset between a carrier frequency and the first frequency; and
and changing the phase of the reflection coefficient by the first phase compensation value based on the origin on the complex coordinates.
상기 안테나의 주파수 특성에 따른 제2 단위 위상 보상 값과 반송 주파수와 상기 제1 주파수 간의 제1 주파수 오프셋을 곱하여 제2 위상 보상 값을 산출하는 단계; 및
룩-업 테이블에 포함된 반사 계수 값들의 중심 값을 기준으로 상기 제2 위상 보상 값만큼 상기 반사 계수의 위상을 변경하는 단계를 포함하는 무선 통신 기기의 안테나 튜닝 방법. The method of claim 7, wherein compensating for the second phase error comprises:
calculating a second phase compensation value by multiplying a second unit phase compensation value according to the frequency characteristic of the antenna and a first frequency offset between a carrier frequency and the first frequency; and
An antenna tuning method for a wireless communication device, comprising changing the phase of the reflection coefficient by the second phase compensation value based on the center value of the reflection coefficient values included in the look-up table.
상기 안테나의 주파수 특성에 따른 제2 단위 위상 보상 값과 기준 주파수와 상기 제1 주파수 간의 제2 주파수 오프셋을 곱하여 제3 위상 보상 값을 산출하는 단계; 및
룩-업 테이블에 포함된 반사 계수 값들의 중심 값을 기준으로 상기 제3 위상 보상 값만큼 상기 반사 계수의 위상을 변경하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 기기의 안테나 튜닝 방법. The method of claim 7, wherein compensating for the second phase error comprises:
calculating a third phase compensation value by multiplying a second unit phase compensation value according to the frequency characteristic of the antenna and a second frequency offset between a reference frequency and the first frequency; and
The antenna tuning method of a wireless communication device further comprising changing the phase of the reflection coefficient by the third phase compensation value based on the center value of the reflection coefficient values included in the look-up table.
상기 수신 신호는 상기 송신 신호의 반사 신호이고,
상기 다중 샘플링하는 단계는, 상기 송신 신호 및 상기 수신 신호를 적어도 세 번 샘플링하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기의 안테나 튜닝 방법. The method of claim 1,
The received signal is a reflection signal of the transmitted signal,
The multi-sampling includes sampling the transmitted signal and the received signal at least three times.
상기 샘플링 데이터를 기초로 상기 수신 신호의 정규화된 전력을 나타내는 복수의 파라미터 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기의 안테나 튜닝 방법. 13. The method of claim 12, wherein calculating the parameter comprises:
An antenna tuning method for a wireless communication device, characterized in that calculating a plurality of parameter values representing normalized power of the received signal based on the sampling data.
상기 복수의 파라미터 값을 기초로 상기 파라미터의 최저 값을 도출하고 상기 파라미터의 최저 값에 대응하는 튜닝 코드를 튜닝 값으로서 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기의 안테나 튜닝 방법. 14. The method of claim 13, wherein tuning the antenna comprises:
An antenna tuning method for a wireless communication device, characterized in that a minimum value of the parameter is derived based on the plurality of parameter values and a tuning code corresponding to the minimum value of the parameter is set as a tuning value.
상기 송신 신호의 반사 신호에 대응하는 리버스 수신 신호를 샘플링함으로써 제2 샘플링 데이터를 획득하는 단계;
상기 제1 샘플링 데이터 및 상기 제2 샘플링 데이터를 기초로 반사 계수를 산출하는 단계;
상기 반사 계수를 기준 주파수를 기초로 보상하는 단계; 및
상기 반사 계수를 기초로 안테나의 임피던스 미스매치를 보상하기 위한 튜닝 값을 설정하는 단계를 포함하는 안테나 튜닝 장치의 동작 방법. obtaining first sampling data by sampling a forward reception signal corresponding to a transmission signal allocated to a first frequency provided to an antenna;
obtaining second sampling data by sampling a reverse reception signal corresponding to a reflection signal of the transmission signal;
calculating a reflection coefficient based on the first sampling data and the second sampling data;
compensating the reflection coefficient based on a reference frequency; and
and setting a tuning value for compensating for an impedance mismatch of the antenna based on the reflection coefficient.
상기 기준 주파수는 복수의 반사 계수 값들에 대응하는 튜닝 값들을 포함하는 룩-업 테이블과 관련되고,
상기 튜닝 값을 설정하는 단계는, 상기 룩-업 테이블에서 상기 반사 계수에 대응하는 튜닝 값을 선택하는 것을 특징으로 하는 안테나 튜닝 장치의 동작 방법. 18. The method of claim 17,
the reference frequency is associated with a look-up table comprising tuning values corresponding to a plurality of reflection coefficient values;
The setting of the tuning value comprises selecting a tuning value corresponding to the reflection coefficient from the look-up table.
미리 설정된 단위 위상 보상 값 및 상기 기준 주파수에 대한 상기 제1 주파수의 주파수 오프셋을 기초로 산출되는 위상 보상 값을 기초로 상기 반사 계수의 위상을 보상하는 것을 특징으로 하는 안테나 튜닝 장치의 동작 방법. The method of claim 17, wherein the compensating comprises:
The method of operating an antenna tuning apparatus, characterized in that the phase of the reflection coefficient is compensated for based on a preset unit phase compensation value and a phase compensation value calculated based on a frequency offset of the first frequency with respect to the reference frequency.
복소 평면상의 원점을 기준으로 보상하는 단계; 및
룩-업 테이블에 포함된 반사 계수들의 중심 값을 기준으로 보상하는 단계를 포함하는 안테나 튜닝 장치의 동작 방법.The method of claim 17, wherein the compensating comprises:
Compensating based on the origin on the complex plane; and
A method of operating an antenna tuning apparatus comprising compensating based on a center value of reflection coefficients included in a look-up table.
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