KR102656996B1 - Multi-channel phase synchronization device, method and base station in base station - Google Patents

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Abstract

본 개시는 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치, 방법 및 기지국에 관한 것이며, 본 개시에 따른 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치는, 복수의 채널, 클럭 회로 및 교정 회로를 포함한다. 각 채널 상에는 국부 발진 신호를 생성하는 국부 발진 회로가 설치되고, 클럭 회로는 각 채널로 클럭 신호를 제공하도록 각 채널에 연결된다. 교정 회로는 각 채널과 기준채널과의 위상차를 획득하고, 위상차에 의해 각 채널에 대해 위상 교정을 수행하도록 구성된다. 본 개시에 따른 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치는 각 채널에 국부 발진 회로가 별도로 설치되고, 모든 채널이 하나의 동기화 클럭을 공동으로 사용한다.The present disclosure relates to a multi-channel phase synchronization device for a base station, a method, and a base station. The multi-channel phase synchronization device for a base station according to the present disclosure includes a plurality of channels, a clock circuit, and a calibration circuit. A local oscillation circuit that generates a local oscillation signal is installed on each channel, and a clock circuit is connected to each channel to provide a clock signal to each channel. The correction circuit is configured to obtain a phase difference between each channel and a reference channel and perform phase correction for each channel based on the phase difference. In the multi-channel phase synchronization device of a base station according to the present disclosure, a local oscillator circuit is separately installed in each channel, and all channels jointly use one synchronization clock.

Description

기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치, 방법 및 기지국Multi-channel phase synchronization device, method and base station in base station

본 개시는 통신기술 분야에 관한 것으로, 특히 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치, 방법 및 기지국에 관한 것이다.The present disclosure relates to the field of communication technology, and in particular to a multi-channel phase synchronization apparatus, method, and base station of a base station.

최신 통신기술은 신호 위상 제어에 대한 요구가 더 높고, Massive MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 및 빔포밍(beamforming) 기술은 어레이 유닛의 위상 및 진폭을 정밀하게 제어할 것을 요구하고 있다.Latest communication technologies place higher demands on signal phase control, and Massive MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) and beamforming technologies require precise control of the phase and amplitude of array units.

채널 간 위상의 동기화 상태를 유지하기 위하여, 관련 기술 중 대다수의 기지국은 공통 국부 발진 방식을 사용하고 있다. 그러나, 시스템 어레이 유닛의 개수가 지속적으로 증가하고 채널 개수가 증가함에 따라, 공통 국부 발진 방식 중 국부 발진 분배 및 배선에 대한 설계가 어려울 뿐만 아니라 PCB면적을 차지하므로 장치의 전체 부피를 증가시킨다.In order to maintain phase synchronization between channels, most base stations in related technologies use a common local oscillation method. However, as the number of system array units continues to increase and the number of channels increases, not only is it difficult to design local oscillation distribution and wiring among common local oscillation methods, but it also occupies PCB area, increasing the overall volume of the device.

본 개시는 기지국의 다중 채널 위상 동기화 문제를 해결하는 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치, 방법 및 기지국을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present disclosure is to provide a multi-channel phase synchronization apparatus, method, and base station for a base station that solves the multi-channel phase synchronization problem of the base station.

본 개시의 실시예에 따른 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치는, 각 채널마다 국부 발진 신호(local oscillation signal)를 생성하는 국부 발진 회로가 설치되어 있는 복수의 채널; 각 상기 채널로 클럭 신호를 제공하도록 각 상기 채널에 연결되는 클럭 회로(clock circuit); 각 채널과 기준채널과의 위상차를 획득하고 상기 위상차에 의해 각 상기 채널에 대해 위상 교정을 수행하도록 구성되는 교정 회로;를 포함한다.A multi-channel phase synchronization device for a base station according to an embodiment of the present disclosure includes a plurality of channels in which a local oscillation circuit for generating a local oscillation signal is installed for each channel; a clock circuit connected to each said channel to provide a clock signal to each said channel; It includes a calibration circuit configured to obtain a phase difference between each channel and a reference channel and perform phase correction for each channel based on the phase difference.

본 개시의 실시예에 따른 기지국의 다중 채널 위상 동기화 방법은, 상기 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치를 이용하여 다중 채널 위상 동기화를 진행하되, 상기 방법은 기지국의 각 채널과 기준채널과의 위상차를 획득하는 단계; 상기 위상차에 의해 각 상기 채널에 대해 위상 교정을 수행하는 단계;를 포함한다.The multi-channel phase synchronization method of the base station according to an embodiment of the present disclosure performs multi-channel phase synchronization using the multi-channel phase synchronization device of the base station, and the method obtains the phase difference between each channel of the base station and the reference channel. steps; and performing phase correction for each channel based on the phase difference.

본 개시의 실시예에 따른 기지국은 상기 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치를 다중 채널 위상 동기화 장치로 포함한다.The base station according to an embodiment of the present disclosure includes a multi-channel phase synchronization device of the base station as a multi-channel phase synchronization device.

본 개시의 실시예에 따른 기지국은 각 채널마다 별도의 국부 발진 회로가 설치되어 있고, 모든 채널이 하나의 클럭을 공동으로 사용한다.The base station according to an embodiment of the present disclosure has a separate local oscillator circuit installed for each channel, and all channels commonly use one clock.

본 개시의 실시예에 따른 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치는, 각 채널마다 국부 발진 회로가 별도로 설치되되, 모든 채널이 하나의 동기화 클럭을 공동으로 사용한다. 이에 따라, 공통의 클럭 기준을 통해 각 채널의 위상을 어느 정도 동기화시킬 수 있다. 이에, 시스템 배선이 더욱 간편하고, 유연해질 수 있다. 게다가, 클럭 신호의 주파수가 낮고 삽입 손실(insertion loss)이 적으므로 증폭기를 설치할 필요가 없을 뿐만 아니라 스퍼(spur)의 영향을 지나치게 고려하지 않아도 되므로 기지국의 전체 구조를 효율적으로 단순화시켜 기지국의 다중 채널 위상 동기화의 문제를 해결하였다. 한편, 각 채널에 대해 실시간으로 위상 교정을 진행하므로 하드웨어를 단순화시킨 후에도 위상 동기화 성능에 영향 주지 않도록 보장할 수 있다.In the multi-channel phase synchronization device of a base station according to an embodiment of the present disclosure, a local oscillator circuit is installed separately for each channel, but all channels commonly use one synchronization clock. Accordingly, the phase of each channel can be synchronized to some extent through a common clock reference. Accordingly, system wiring can be simpler and more flexible. In addition, since the frequency of the clock signal is low and the insertion loss is low, there is no need to install an amplifier and the effect of spurs does not need to be excessively considered, effectively simplifying the overall structure of the base station and enabling multiple channels of the base station. The problem of phase synchronization was solved. Meanwhile, since phase correction is performed for each channel in real time, it can be ensured that phase synchronization performance is not affected even after hardware simplification.

본 개시에 따른 기지국의 다중 채널 위상 동기화 방법은, 각 채널마다 국부 발진 회로가 별도로 설치되되, 모든 채널이 하나의 동기화 클럭을 공동으로 사용한다. 이에 따라, 공통의 클럭 기준을 통해 각 채널의 위상을 어느 정도 동기화시킬 수 있다. 이에 시스템 배선이 더욱 간편하고, 유연해질 수 있다. 게다가, 클럭 신호의 주파수가 낮고 삽입 손실(insertion loss)이 적으므로 증폭기를 설치할 필요가 없을 뿐만 아니라 스퍼(spur)의 영향을 지나치게 고려하지 않아도 되므로 기지국의 전체 구조를 효율적으로 단순화시켜 기지국의 다중 채널 위상 동기화의 문제를 해결하였다. 한편, 각 채널에 대해 실시간으로 위상 교정을 진행하므로 하드웨어를 단순화시킨 후에도 위상 동기화 성능에 영향 주지 않도록 보장할 수 있다.In the multi-channel phase synchronization method of a base station according to the present disclosure, a local oscillator circuit is installed separately for each channel, but all channels commonly use one synchronization clock. Accordingly, the phase of each channel can be synchronized to some extent through a common clock reference. As a result, system wiring can become simpler and more flexible. In addition, since the frequency of the clock signal is low and the insertion loss is low, there is no need to install an amplifier and the effect of spurs does not need to be excessively considered, effectively simplifying the overall structure of the base station and enabling multiple channels of the base station. The problem of phase synchronization was solved. Meanwhile, since phase correction is performed for each channel in real time, it can be ensured that phase synchronization performance is not affected even after hardware simplification.

도 1은 관련 기술 중 공통 국부 발진 방식의 시스템 개략도이다.
도 2는 관련 기술 중 공통 국부 발진 방식의 시스템 위상차 분석도이다.
도 3은 본 개시의 실시예에 따른 공통 클럭 방식의 시스템 개략도이다.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 공통 클럭 방식의 시스템 위상차 분석도이다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 기지국의 다중 채널 위상 동기화 방법의 플로우 차트이다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 기지국의 각 채널과 기준채널과의 위상차를 획득하는 방법의 플로우 차트이다.
도 7은 본 개시의 실시예에 따른 기지국의 다중 채널 위상 동기화 방법의 플로우 차트이다.
도 8은 본 개시의 실시예에 따른 기지국의 다중 채널 위상 동기화 방법의 플로우 차트이다.
도 9는 관련 기술 중 참조용 시스템 실예의 개략도이다.
도 10은 본 개시의 실시예에 따른 공통 클럭 기준의 실예를 보여준 개략도이다.
Figure 1 is a system schematic diagram of a common local oscillation method among related technologies.
Figure 2 is a system phase difference analysis diagram of a common local oscillation method among related technologies.
Figure 3 is a schematic diagram of a common clock system according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 4 is a system phase difference analysis diagram of the common clock method according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 5 is a flow chart of a multi-channel phase synchronization method of a base station according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 6 is a flow chart of a method for obtaining a phase difference between each channel of a base station and a reference channel according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 7 is a flow chart of a multi-channel phase synchronization method of a base station according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 8 is a flow chart of a multi-channel phase synchronization method of a base station according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 9 is a schematic diagram of a reference system example in the related art.
Figure 10 is a schematic diagram showing an example of a common clock reference according to an embodiment of the present disclosure.

본 개시의 목적을 구현하기 위해 사용된 기술수단 및 효과를 더욱 상세하게 설명하기 위하여, 이하 첨부된 도면 및 바람직한 실시예를 결합하여 본 개시를 상세하게 설명한다.In order to explain in more detail the technical means and effects used to implement the purpose of the present disclosure, the present disclosure will be described in detail below by combining the attached drawings and preferred embodiments.

관련 기술에서, 기지국의 각 채널 간 위상 동기화 상태를 유지하기 위하여, 대다수 기지국에서는 도 1에 도시된 공통 국부 발진 방식을 사용한다. 공통 국부 발진 방식의 기지국 시스템은 동일한 클럭 발생기(122), PLL(국부 발진기)(101), 국부 발진 분배기(102) 및 증폭 회로(103, 109, 114)로 구성된다.In related technology, in order to maintain phase synchronization between each channel of the base station, most base stations use the common local oscillation method shown in FIG. 1. The common local oscillation type base station system consists of the same clock generator 122, PLL (local oscillator) 101, local oscillation divider 102, and amplifier circuits 103, 109, and 114.

공통 국부 발진 방식의 가장 큰 특징은 전체 장치의 모든 송수신 채널의 국부 발진 신호가 모두 하나의 국부 발진기(101)로부터 수신되는 것인데, 이를 통해 각 채널의 믹서에 도착한 위상이 동일하도록 보장할 수 있으며 기저대역 신호 위상이 일치하기만 하면 N개의 채널(TX1~N)이 같은 위상을 송신하도록 보장할 수 있다.The biggest feature of the common local oscillation method is that the local oscillation signals of all transmitting and receiving channels of the entire device are all received from one local oscillator 101. This ensures that the phase arriving at the mixer of each channel is the same, and the base As long as the band signal phase matches, it can be guaranteed that N channels (TX1 to N) transmit the same phase.

공통 국부 발진 방식은 교정을 진행해야 하는데, 이는 국부 발진 분배기의 각 채널의 인쇄회로판(Printed Circuit Board; PCB)의 배선 및 연결 헤드 등의 차이로 인해 일정한 위상차가 생겨 교정을 진행한 후 기저대역에서 보상을 진행해야 하기 때문이다. 공통 국부 발진 방식의 위상차가 시간에 따른 변화가 적으므로 공통 국부 발진의 교정이 아주 간단하며, 교정을 초기화한 후 몇 시간 지나서 교정을 한번 진행하기만 하면 된다.Common local oscillation methods require calibration. This is because a certain phase difference occurs due to differences in the wiring and connection head of the printed circuit board (PCB) of each channel of the local oscillation distributor, so calibration is performed at the baseband. This is because compensation must be processed. Since the phase difference of the common local oscillation method has little change over time, correction of the common local oscillation is very simple, and only needs to be performed once a few hours after initializing the calibration.

도 1에 도시된 바와 같이, 공통 국부 발진 방식을 사용할 경우 동일한 PLL(국부 발진기)에서 N개의 송수신 링크로 국부 발진 신호를 제공해야 하는데, 이 경우 국부 발진 신호가 분배되어 각 링크에 도착할 때 레벨(Level)이 낮아질 뿐만 아니라 국부 발진 신호 주파수가 높고, PCB 소모가 크므로 증폭 회로 등을 증설해야 한다. 이로 인해 시스템에 칩면적을 별도로 추가해야 하고, 전력소모 및 원가도 증가하게 된다. 동시에 국부 발진 신호 주파수가 상대적으로 높으므로 국부 발진의 분배 배선에 의해 시스템에 스퍼(spur)가 쉽게 발생하므로 불안정한 리스크를 초래한다. 시스템 어레이 유닛의 개수가 지속적으로 증가하고 채널의 개수가 증가함에 따라 64 채널 또는 128 채널의 전체 장치에서 국부 발진 분배 및 배선과 면적 간의 모순은 거의 해결할 수 없다.As shown in Figure 1, when using a common local oscillator method, the same PLL (local oscillator) must provide a local oscillation signal to N transmitting and receiving links. In this case, when the local oscillating signal is distributed and arrives at each link, the level ( Not only is the level lowered, but the local oscillation signal frequency is high and PCB consumption is large, so an amplification circuit must be expanded. As a result, additional chip area must be added to the system, and power consumption and costs also increase. At the same time, since the local oscillation signal frequency is relatively high, spurs easily occur in the system due to the distribution wiring of the local oscillation, resulting in instability risk. As the number of system array units continues to increase and the number of channels increases, the contradiction between local oscillation distribution and wiring and area in a full device of 64 channels or 128 channels can hardly be resolved.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예에 따른 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치는, 복수의 채널, 클럭 회로 및 교정 회로를 포함한다.As shown in FIG. 3, the multi-channel phase synchronization device of the base station according to an embodiment of the present disclosure includes a plurality of channels, a clock circuit, and a calibration circuit.

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 기지국은 복수의 채널을 포함하고, 각 채널에는 국부 발진 신호를 생성하는 국부 발진 회로가 설치된다. 클럭 회로는 각 채널로 클럭 신호를 제공하도록 각 채널에 연결된다. 교정 회로는 각 채널과 기준채널과의 위상차를 획득하고, 위상차에 의해 각 채널에 대해 위상 교정을 수행하도록 구성된다.Specifically, as shown in FIG. 3, the base station includes a plurality of channels, and a local oscillator circuit that generates a local oscillation signal is installed in each channel. A clock circuit is connected to each channel to provide a clock signal to each channel. The correction circuit is configured to obtain a phase difference between each channel and a reference channel and perform phase correction for each channel based on the phase difference.

본 개시의 실시예에 따른 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치는, 각 채널마다 국부 발진 회로가 별도로 설치되되, 모든 채널이 하나의 동기화 클럭을 공동으로 사용한다. 이에 따라, 공통의 클럭 기준을 통해 각 채널의 위상을 어느 정도 동기화시킬 수 있다. 이에 시스템 배선이 더욱 간편하고, 유연해질 수 있다. 게다가, 클럭 신호의 주파수가 낮고 삽입 손실(insertion loss)이 적으므로 증폭기를 설치할 필요가 없을 뿐만 아니라 스퍼(spur)의 영향을 지나치게 고려하지 않아도 되므로 기지국의 전체 구조를 효율적으로 단순화시켜 기지국의 다중 채널 위상 동기화의 문제를 해결하였다. 한편, 각 채널에 대해 실시간으로 위상 교정을 진행하므로 하드웨어를 단순화시킨 후에도 위상 동기화 성능에 영향 주지 않도록 보장할 수 있다.In the multi-channel phase synchronization device of a base station according to an embodiment of the present disclosure, a local oscillator circuit is installed separately for each channel, but all channels commonly use one synchronization clock. Accordingly, the phase of each channel can be synchronized to some extent through a common clock reference. As a result, system wiring can become simpler and more flexible. In addition, since the frequency of the clock signal is low and the insertion loss is low, there is no need to install an amplifier and the effect of spurs does not need to be excessively considered, effectively simplifying the overall structure of the base station and enabling multiple channels of the base station. The problem of phase synchronization was solved. Meanwhile, since phase correction is performed for each channel in real time, it can be ensured that phase synchronization performance is not affected even after hardware simplification.

본 개시의 일부 실시예에 따르면, 교정 회로는 획득 모듈 및 교정 모듈을 포함한다.According to some embodiments of the present disclosure, the calibration circuit includes an acquisition module and a calibration module.

여기서, 획득 모듈은 기지국의 각 채널과 기준채널과의 위상차를 획득하도록 구성된다.Here, the acquisition module is configured to acquire the phase difference between each channel of the base station and the reference channel.

교정 모듈은 위상차에 의해 각 채널에 대해 위상 교정을 수행하도록 구성된다.The calibration module is configured to perform phase calibration for each channel by phase difference.

유의해야 할 것은, 본 개시에서, 각 채널에는 국부 발진 회로가 별도로 설치되고, 모든 채널이 하나의 동기화 클럭을 공동으로 사용한다. 본 개시는 이를 공통 클럭 기준 방식으로 정의한다.Note that, in the present disclosure, a local oscillation circuit is installed separately in each channel, and all channels jointly use one synchronization clock. This disclosure defines this as a common clock reference method.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일부 실시예에 따르면, 획득 모듈은,As shown in Figure 6, according to some embodiments of the present disclosure, the acquisition module:

교정 신호를 각 채널로 송신하고;transmit a calibration signal to each channel;

복수의 채널 중 하나를 선택하여 기준 채널로 사용하고 교정 신호에 의해 나머지 채널과 기준채널과의 위상차를 계산하도록 구성된다.It is configured to select one of a plurality of channels to use as a reference channel and calculate the phase difference between the remaining channels and the reference channel using a calibration signal.

도 3를 결합하면, 디지털 기저대역 처리 유닛(208)은 각 채널로 하나의 특수 교정 신호를 발송할 수 있으며, 이 교정 신호는 각 채널을 통과한 후 교정 채널(226)에서 디지털 기저대역 처리 유닛(208)으로 리턴한다. 복수의 채널 중 하나를 선택하여 기준채널로 사용하고, 기준채널을 기준으로 나머지 채널과 기준채널과의 위상차를 계산한다.Combining Figure 3, the digital baseband processing unit 208 can send one special calibration signal to each channel, which after passing through each channel is sent to the digital baseband processing unit (226) in the calibration channel 226. 208). One of the plurality of channels is selected and used as a reference channel, and the phase difference between the remaining channels and the reference channel is calculated based on the reference channel.

이에 따라, 디지털 기저대역 처리 유닛(208)은 위상차에 의해 각 채널에 대해 위상 보상을 수행하여 모든 채널의 위상이 기준채널에 정렬되도록 할 수 있다.Accordingly, the digital baseband processing unit 208 can perform phase compensation for each channel based on the phase difference so that the phases of all channels are aligned with the reference channel.

본 개시의 일부 실시예에서, 위상차는 각 채널의 국부 발진 위상차 및 배선 위상차를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present disclosure, the phase difference may include a local oscillation phase difference and a wiring phase difference for each channel.

여기서, 국부 발진 위상차는 전압 제어 발진기 위상차, 주파수 분주기 위상차 및 위상 검출기 위상차를 포함할 수 있고, 배선 위상차는 국부 발진 배선 위상차 및 클럭 배선 위상차를 포함할 수 있다.Here, the local oscillation phase difference may include a voltage-controlled oscillator phase difference, a frequency divider phase difference, and a phase detector phase difference, and the wiring phase difference may include a local oscillation wiring phase difference and a clock wiring phase difference.

도 4에 도시된 바와 같이, PLL(국부 발진기)은 위상 잡음을 발생시킬 수 있는데, 이 위상 잡음은 VCO(전압 제어 발진기), 주파수 분주기 및 위상 검출기에 존재한다. 이러한 잡음 성분은 PLL(국부 발진기)의 위상이 기준 클럭의 위상으로부터 편이되게 만든다. 그러므로 서로 다른 PLL이 출력한 위상들 간에 위상 변동(Δpll)이 존재한다. 클럭 회로(CLK)와 PLL 사이의 배선은 Δclkpath를 발생시킬 수 있으며, 국부 발진 회로 배선은 ΔLO_path를 발생시킬 수 있다. 즉, 본 개시에 사용된 공통 기준 방식에서, 위상 변동은 Δpll, Δclkpath 및 ΔLO_path를 포함한다. 여기서, Δclkpath 및 ΔLO_path은 모두 배선에 의해 발생된 위상차에 속하며, 위상차는 PCB 배선의 길이, 굵기, 재질, 코너에 의해 발생할 수 있고, 또한 동축 케이블의 어댑터, 길이, 재질에 의해서도 발생할 수 있음을 실험을 통해 알 수 있다.As shown in Figure 4, the local oscillator (PLL) can generate phase noise, which is present in the voltage controlled oscillator (VCO), frequency divider, and phase detector. These noise components cause the phase of the local oscillator (PLL) to deviate from the phase of the reference clock. Therefore, there is a phase variation (Δpll) between the phases output by different PLLs. The wiring between the clock circuit (CLK) and the PLL can generate Δclkpath, and the local oscillator circuit wiring can generate ΔLO_path. That is, in the common reference method used in this disclosure, the phase variation includes Δpll, Δclkpath, and ΔLO_path. Here, Δclkpath and ΔLO_path both belong to the phase difference caused by wiring, and the experiment showed that phase difference can be caused by the length, thickness, material, and corner of the PCB wiring, and can also be caused by the adapter, length, and material of the coaxial cable. This can be known through .

각 채널과 기준채널과의 위상차를 계산하여 상기 위상차에 의해 각 채널에 대해 위상 보상을 수행함으로써 모든 채널 위상이 기준채널에 정렬되도록 할 수 있다.By calculating the phase difference between each channel and the reference channel and performing phase compensation for each channel based on the phase difference, the phases of all channels can be aligned with the reference channel.

본 개시의 일부 실시예에서, 장치는,In some embodiments of the present disclosure, the device:

예정된 위상 교정 조건을 만족하는지 여부를 판단하고;determine whether predetermined phase correction conditions are satisfied;

예정된 위상 교정 조건을 만족할 경우, 각 채널과 기준채널과의 위상차를 획득하도록 획득 모듈을 트리거하는 판단 모듈을 더 포함한다.It further includes a determination module that triggers the acquisition module to obtain the phase difference between each channel and the reference channel when the predetermined phase correction condition is satisfied.

본 개시의 일부 실시예에 따르면, 예정된 위상 교정 조건은 기지국의 시스템 온도 변화가 예정된 온도를 초과하는 것과; 및/또는, 예정된 교정 시간에 도달한 것을 포함한다.According to some embodiments of the present disclosure, the predetermined phase correction condition includes: the change in system temperature of the base station exceeds the predetermined temperature; and/or reaching a scheduled calibration time.

다시 말해, 기지국의 시스템 온도 변화가 예정된 온도를 초과할 경우, 각 채널에 대해 위상 교정 보상을 수행한다. 또는, 바로 이전 교정 보상과의 시간간격이 예정된 교정 시간에 도달한 경우, 각 채널에 대해 위상 교정 보상을 수행한다. 또는, 기지국의 시스템 온도 변화가 예정된 온도를 초과하되, 바로 이전 교정 보상과의 시간간격이 예정된 교정 시간에 도달한 경우, 각 채널에 대해 위상 교정 보상을 수행한다.In other words, if the change in system temperature of the base station exceeds the predetermined temperature, phase correction compensation is performed for each channel. Alternatively, when the time interval from the immediately previous calibration compensation reaches the scheduled calibration time, phase calibration compensation is performed for each channel. Alternatively, if the change in system temperature of the base station exceeds the predetermined temperature, but the time interval from the immediately previous calibration compensation reaches the predetermined calibration time, phase calibration compensation is performed for each channel.

유의해야 할 것은, 앞서 설명한 바와 같이, 본 개시에 사용된 공통 클럭 기준 방식에서, 위상 변동은 Δpll, Δclkpath 및 ΔLO_path을 포함한다. 비록 이러한 위상차들은 일정하지만, 온도가 변화할 경우, 위상차 변동이 생기므로 공통 기준 방식의 전체 장치는 교정된 후 각 채널 위상이 이미 정렬되었으나, 온도가 크게 변화한 경우에 Δclkpath 및 ΔLO_path로 인한 위상차 변화가 과도하게 커져 각 채널 간의 위상차가 상응한 요구를 벗어나 트래픽에 영향을 미친다. 그러므로 전체 장치 설계에서 Δclkpath 및 ΔLO_path가 최대한 작은 값을 유지하도록 PCB배선을 제어해야 하지만 시스템의 복잡성으로 인해 Δclkpath 및 ΔLO_path가 완전히 해소되지 못하므로 교정 보상을 수행해야 한다. Pll에 의해 발생한 위상차(Δpll)도 시간 및 온도에 따라 수시로 변화하므로 마찬가지로 교정 보상을 수행해야 한다.Note that, as previously explained, in the common clock reference scheme used in this disclosure, the phase variations include Δpll, Δclkpath, and ΔLO_path. Although these phase differences are constant, when the temperature changes, the phase difference changes, so the entire device of the common reference method is calibrated and the phase of each channel is already aligned, but when the temperature changes significantly, the phase difference changes due to Δclkpath and ΔLO_path. becomes excessively large, causing the phase difference between each channel to deviate from the corresponding demand and affect traffic. Therefore, in the overall device design, the PCB wiring must be controlled so that Δclkpath and ΔLO_path maintain the smallest possible values, but due to the complexity of the system, Δclkpath and ΔLO_path cannot be completely resolved, so calibration compensation must be performed. Since the phase difference (Δpll) generated by Pll also changes depending on time and temperature, calibration compensation must be performed similarly.

본 개시의 일부 실시예에 따르면, 각 채널 상의 국부 발진 회로의 국부 발진 배선의 길이는 동일하다. 각 채널 상의 국부 발진 회로의 국부 발진 배선의 길이를 동일하게 하므로 각 채널의 서로 다른 PLL가 출력한 위상에 존재하는 위상 변동(Δpll)을 낮출 수 있으며, 이로써 각 채널의 위상 일치성을 향상시키는데 유리함을 이해할 수 있다.According to some embodiments of the present disclosure, the length of the local oscillation wiring of the local oscillation circuit on each channel is the same. By making the length of the local oscillation wiring of the local oscillation circuit on each channel the same, the phase variation (Δpll) that exists in the phase output from different PLLs of each channel can be reduced, which is advantageous in improving the phase consistency of each channel. can understand.

본 개시의 일부 실시예에서, 클럭 회로에서 각 상기 채널로 연결되는 클럭 배선의 길이는 동일하다. 클럭 회로에서 각 상기 채널에 연결되는 클럭 배선의 길이를 동일하게 설치하므로 클럭 회로(CLK)와 PLL 사이의 배선에 의해 발생되는 클럭 배선 위상차(Δclkpath)를 낮출 수 있고, 이로써 각 채널의 위상 일치성을 향상시키는데 유리함을 이해할 수 있다.In some embodiments of the present disclosure, the length of the clock wires connected to each channel in the clock circuit is the same. Since the length of the clock wiring connected to each channel in the clock circuit is installed the same, the clock wiring phase difference (Δclkpath) caused by the wiring between the clock circuit (CLK) and the PLL can be reduced, thereby ensuring phase consistency of each channel. It is understandable that it is advantageous to improve .

도 3 및 도 5에서 도시된 바와 같이, 본 개시의 기지국의 다중 채널 위상 동기화 방법에 따르면, 상기 방법은 상기 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치를 이용하여 다중 채널 위상 동기화를 수행하며, 상기 방법은,As shown in FIGS. 3 and 5, according to the multi-channel phase synchronization method of the base station of the present disclosure, the method performs multi-channel phase synchronization using the multi-channel phase synchronization device of the base station, and the method includes:

S101: 기지국의 각 채널과 기준채널과의 위상차를 획득하는 단계;S101: Obtaining the phase difference between each channel of the base station and the reference channel;

S102: 위상차에 의해 각 채널에 대해 위상 교정을 수행하는 단계;를 포함한다.S102: performing phase correction for each channel by phase difference.

본 개시에 따른 기지국의 다중 채널 위상 동기화 방법은, 각 채널마다 국부 발진 회로가 별도로 설치되되, 모든 채널이 하나의 동기화 클럭을 공동으로 사용한다. 이에 따라, 공통의 클럭 기준을 통해 각 채널의 위상을 어느 정도 동기화시킬 수 있다. 이에 시스템 배선이 더욱 간편하고, 유연해질 수 있다. 게다가, 클럭 신호의 주파수가 낮고 삽입 손실(insertion loss)이 적으므로 증폭기를 설치할 필요가 없을 뿐만 아니라 스퍼(spur)의 영향을 지나치게 고려하지 않아도 되므로 기지국의 전체 구조를 효율적으로 단순화시켜 기지국의 다중 채널 위상 동기화의 문제를 해결하였다. 한편, 각 채널에 대해 실시간으로 위상 교정을 진행하므로 하드웨어를 단순화시킨 후에도 위상 동기화 성능에 영향 주지 않도록 보장할 수 있다.In the multi-channel phase synchronization method of a base station according to the present disclosure, a local oscillator circuit is installed separately for each channel, but all channels commonly use one synchronization clock. Accordingly, the phase of each channel can be synchronized to some extent through a common clock reference. As a result, system wiring can become simpler and more flexible. In addition, since the frequency of the clock signal is low and the insertion loss is low, there is no need to install an amplifier and the effect of spurs does not need to be excessively considered, effectively simplifying the overall structure of the base station and enabling multiple channels of the base station. The problem of phase synchronization was solved. Meanwhile, since phase correction is performed for each channel in real time, it can be ensured that phase synchronization performance is not affected even after hardware simplification.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일부 실시예에 따르면, 기지국의 각 채널과 기준채널과의 위상차를 획득하는 단계는,As shown in FIG. 6, according to some embodiments of the present disclosure, the step of acquiring the phase difference between each channel of the base station and the reference channel is:

S201: 교정 신호를 각 채널로 송신하는 단계;S201: Transmitting a calibration signal to each channel;

S202: 복수의 채널 중 하나를 선택하여 기준채널로 사용하고, 교정 신호에 의해 나머지 채널과 기준채널과의 위상차를 계산하는 단계;를 포함하고,S202: selecting one of the plurality of channels to use as a reference channel and calculating the phase difference between the remaining channels and the reference channel using a calibration signal,

도 3을 결합하면, 디지털 기저대역 처리 유닛(208)은 각 채널로 하나의 특수 교정 신호를 발송할 수 있으며, 이 교정 신호는 각 채널을 통과한 후 교정 채널(226)에서 디지털 기저대역 처리 유닛(208)으로 리턴하고Combining Figure 3, the digital baseband processing unit 208 can send one special calibration signal to each channel, which after passing through each channel is sent to the digital baseband processing unit (226) in the calibration channel 226. 208) and return

도 3을 결합하면, 복수의 채널 중 하나를 선택하여 기준채널로 사용하고, 기준채널을 기준으로 나머지 채널과 기준채널과의 위상차를 계산한다.Combining Figure 3, one of the plurality of channels is selected and used as a reference channel, and the phase difference between the remaining channels and the reference channel is calculated based on the reference channel.

이에 따라, 디지털 기저대역 처리 유닛(208)은 위상차에 의해 각 채널에 대해 위상 보상을 수행하여 모든 채널의 위상이 기준채널에 정렬되도록 한다.Accordingly, the digital baseband processing unit 208 performs phase compensation for each channel based on the phase difference so that the phases of all channels are aligned with the reference channel.

본 개시의 일부 실시예에서, 위상차는 각 채널의 국부 발진 위상차 및 배선 위상차를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present disclosure, the phase difference may include a local oscillation phase difference and a wiring phase difference for each channel.

여기서, 국부 발진 위상차는 전압 제어 발진기 위상차, 주파수 분주기 위상차 및 위상 검출기 위상차를 포함할 수 있고, 배선 위상차는 국부 발진 배선 위상차 및 클럭 배선 위상차를 포함할 수 있다.Here, the local oscillation phase difference may include a voltage-controlled oscillator phase difference, a frequency divider phase difference, and a phase detector phase difference, and the wiring phase difference may include a local oscillation wiring phase difference and a clock wiring phase difference.

유의해야 할 것은, 도 2에 도시된 바와 같이, 관련 기술에 사용된 공통 국부 발진 방식에서, PLL(국부 발진기)에서 믹서까지의 배선 차이로 인해 위상 변동(ΔLO_path)을 발생할 수 있다. 이에 따라, 공통 국부 발진 방식의 위상 변동에는 국부 발진 회로 배선에 의해 발생한 ΔLO_path만 존재하게 되는데, 이는 기존 방식이 복잡한 국부 발진 방식에 의해 위상에 영향주는 요소가 감소하였기 때문이다.Note that, as shown in FIG. 2, in the common local oscillation method used in related technologies, phase variation (ΔLO_path) may occur due to wiring differences from the PLL (local oscillator) to the mixer. Accordingly, only the ΔLO_path caused by the local oscillation circuit wiring exists in the phase variation of the common local oscillation method. This is because the factors affecting the phase in the existing method have been reduced by the complex local oscillation method.

본 개시에 따른 공통 클럭 방식에서, 도 4에 도시된 바와 같이, PLL(국부 발진기)은 위상 잡음을 발생시킬 수 있는데, 이 위상 잡음은 VCO(전압 제어 발진기), 주파수 분주기 및 위상 검출기에 존재한다. 이러한 잡음 성분은 PLL(국부 발진기)의 위상이 기준 클럭의 위상으로부터 편이되게 만든다. 그러므로 서로 다른 PLL 출력 위상에 위상 변동(Δpll)이 존재한다. 클럭 회로(CLK)와 PLL 사이의 배선은 Δclkpath를 발생시킬 수 있으며, 국부 발진 회로 배선은 ΔLO_path를 발생시킬 수 있다. 즉, 본 개시에 사용된 공통 기준 방식에서, 위상 변동은 Δpll, Δclkpath 및 ΔLO_path를 포함한다. 여기서, Δclkpath 및 ΔLO_path은 모두 배선에 의해 발생한 위상차에 속하며, 위상차는 PCB 배선의 길이, 굵기, 재질, 코너에 의해 발생할 수 있고, 또한 동축 케이블의 어댑터, 길이, 재질에 의해서도 발생할 수 있음을 실험을 통해 알 수 있다.In the common clock scheme according to the present disclosure, as shown in FIG. 4, the local oscillator (PLL) may generate phase noise, which is present in the voltage controlled oscillator (VCO), frequency divider, and phase detector. do. These noise components cause the phase of the local oscillator (PLL) to deviate from the phase of the reference clock. Therefore, there is a phase variation (Δpll) in different PLL output phases. The wiring between the clock circuit (CLK) and the PLL can generate Δclkpath, and the local oscillator circuit wiring can generate ΔLO_path. That is, in the common reference method used in this disclosure, the phase variation includes Δpll, Δclkpath, and ΔLO_path. Here, Δclkpath and ΔLO_path both belong to the phase difference caused by wiring, and experiments have shown that phase difference can be caused by the length, thickness, material, and corner of the PCB wiring, and can also be caused by the adapter, length, and material of the coaxial cable. You can find out through it.

각 채널과 기준채널과의 위상차를 계산하고 상기 위상차에 의해 각 채널에 대해 위상 보상을 수행함으로써 모든 채널 위상이 기준채널에 정렬되도록 할 수 있다.By calculating the phase difference between each channel and the reference channel and performing phase compensation for each channel based on the phase difference, the phases of all channels can be aligned with the reference channel.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일부 실시예에서, 상기 방법은,As shown in Figure 7, in some embodiments of the present disclosure, the method includes:

S301: 예정된 위상 교정 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계;S301: determining whether predetermined phase correction conditions are satisfied;

S302: 예정된 위상 교정 조건을 만족할 경우, 기지국의 각 채널과 기준채널과의 위상차를 획득하는 단계;를 포함한다.S302: If the predetermined phase correction condition is satisfied, obtaining a phase difference between each channel of the base station and the reference channel.

본 개시의 일부 실시예에 따르면, 예정된 위상 교정 조건은, 기지국의 시스템 온도 변화가 예정된 온도를 초과하는 것과; 및/또는, 예정된 교정 시간에 도달한 것을 포함한다.According to some embodiments of the present disclosure, the predetermined phase correction conditions include: the system temperature change of the base station exceeds the predetermined temperature; and/or reaching a scheduled calibration time.

다시 말해, 기지국의 시스템 온도 변화가 예정된 온도를 초과할 경우, 각 채널에 대해 위상 교정 보상을 수행한다. 또는, 바로 이전 교정 보상과의 시간간격이 예정된 교정 시간에 도달한 경우, 각 채널에 대해 위상 교정 보상을 수행한다. 또는, 기지국의 시스템 온도 변화가 예정된 온도를 초과하되, 바로 이전 교정 보상과의 시간간격이 예정된 교정 시간에 도달한 경우, 각 채널에 대해 위상 교정 보상을 수행한다.In other words, if the change in system temperature of the base station exceeds the predetermined temperature, phase correction compensation is performed for each channel. Alternatively, when the time interval from the immediately previous calibration compensation reaches the scheduled calibration time, phase calibration compensation is performed for each channel. Alternatively, if the change in system temperature of the base station exceeds the predetermined temperature, but the time interval from the immediately previous calibration compensation reaches the predetermined calibration time, phase calibration compensation is performed for each channel.

유의해야 할 것은, 앞서 설명한 바와 같이, 본 개시에 사용된 공통 클럭 기준 방식에서, 위상 변동은 Δpll, Δclkpath 및 ΔLO_path을 포함한다. 비록 이러한 위상차들은 일정하지만, 온도가 변화할 경우, 위상차 변동이 생기므로 공통 기준 방식의 전체 장치는 교정된 후 각 채널 위상이 이미 정렬되었으나, 온도가 크게 변화한 경우에 Δclkpath 및 ΔLO_path로 인한 위상차 변화가 과도하게 커져 각 채널 간의 위상차가 상응한 요구를 벗어나 트래픽에 영향을 미친다. 그러므로 전체 장치 설계에서 Δclkpath 및 ΔLO_path가 최대한 작은 값을 유지하도록 PCB배선을 제어해야 하지만 시스템의 복잡성으로 인해 Δclkpath 및 ΔLO_path가 완전히 해소되지 못하므로 교정 보상을 수행해야 한다. Pll에 의해 발생한 위상차(Δpll)도 시간 및 온도에 따라 수시로 변화하므로 마찬가지로 교정 보상을 수행해야 한다.Note that, as previously explained, in the common clock reference scheme used in this disclosure, the phase variations include Δpll, Δclkpath, and ΔLO_path. Although these phase differences are constant, when the temperature changes, the phase difference changes, so the entire device of the common reference method is calibrated and the phase of each channel is already aligned, but when the temperature changes significantly, the phase difference changes due to Δclkpath and ΔLO_path. becomes excessively large, causing the phase difference between each channel to deviate from the corresponding demand and affect traffic. Therefore, in the overall device design, the PCB wiring must be controlled so that Δclkpath and ΔLO_path maintain the smallest possible values, but due to the complexity of the system, Δclkpath and ΔLO_path cannot be completely resolved, so calibration compensation must be performed. Since the phase difference (Δpll) generated by Pll also changes depending on time and temperature, calibration compensation must be performed similarly.

도 8에 도시된 바와 같이, 각 채널에 대한 교정 보상을 촉발시키는 요소는 시간 및 온도이다. 전체 장치의 온도 변화가 일정 범위를 초과하거나 또는 일정 시간을 경과하면 위상 교정 보상을 수행하기 시작한다. 운영 사업자가 제시한 5°이하의 위상 오차 요구에 따라 전체 장치의 온도 변화가 10℃를 초과하는 것과, 30분의 시간 변화를 교정 촉발 조건으로 설정할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 먼저 시스템에 전원을 연결한 후 교정을 초기화한다. 기지국이 작동하는 과정에 시스템 CPU은 전체 장치의 온도를 되판독할 수 있으며, 온도 변화가 10℃를 초과할 경우, 위상 교정을 1회 수행한다. 동시에 바로 이전 위상 교정한 시점으로부터 30분이 지나면, 시스템은 위상 교정을 1회 수행한다. 이에 따라, 공통 기준 방식의 기지국 시스템의 트래픽 등 서비스가 정상으로 이루어지도록 보장할 수 있다.As shown in Figure 8, the factors that trigger calibration compensation for each channel are time and temperature. When the temperature change of the entire device exceeds a certain range or passes a certain time, phase correction compensation begins to be performed. Depending on the phase error requirement of 5° or less presented by the operator, the temperature change of the entire device exceeding 10°C and the time change of 30 minutes can be set as calibration trigger conditions. As shown in Figure 8, first connect power to the system and then initialize calibration. During the operation of the base station, the system CPU can read back the temperature of the entire device, and if the temperature change exceeds 10℃, phase correction is performed once. At the same time, 30 minutes after the previous phase correction, the system performs phase correction once. Accordingly, it is possible to ensure that services such as traffic of the common standard base station system are performed normally.

도 3 및 도 4를 결합하면, 신호는 안테나 포트로부터 커플링되어 N-웨이 결합기에 진입하여 교정 채널을 통과한 후 기저대역에 진입하고, 디지털 기저대역 처리 유닛(208)은 N채널과 기준채널과의 위상차(ΔPhaseN)를 계산하고, 기저대역 신호에서 위상 보상(ΔCalN)를 수행한다. 이를 통해 보상한 후의 N채널과 기준채널과의 위상차가 0이 된다. 여기서,Combining Figures 3 and 4, the signal is coupled from the antenna port, enters the N-way combiner, passes through the calibration channel, and then enters the baseband, and the digital baseband processing unit 208 combines the N channel and the reference channel. Calculate the phase difference (ΔPhaseN) and perform phase compensation (ΔCalN) on the baseband signal. Through this, the phase difference between the N channel and the reference channel after compensation becomes 0. here,

ΔPhaseN=Δpll+Δclkpath+ΔLO_path;ΔPhaseN=Δpll+Δclkpath+ΔLO_path;

ΔPhaseN+ΔCalN=0.ΔPhaseN+ΔCalN=0.

본 개시의 공통 클럭 기준 방식은 5G 기지국 중 Massive 및 beamforming이 위상에 대한 요구를 만족할 수 있으며, 동시에 레이어아웃이 더욱 유연하고, 부피가 작을 뿐만 아니라 원가 및 전력소모를 낮출 수 있어 다중 채널(64 또는 128)의 빔포밍에 사용 가능하다.The common clock reference method of the present disclosure can satisfy the phase requirements of massive and beamforming among 5G base stations, and at the same time, layer-out is more flexible, size is smaller, and cost and power consumption can be lowered, enabling multi-channel (64 or 128) can be used for beamforming.

도 10은 공통 클럭 기준 방식이 적용된 전체 장치의 송수신 시스템의 회로 실예를 도시한다. 동시에 도 9은 N채널 공통 국부 발진 방식(관련 기술 방식)이 적용된 전체 장치의 송수신 시스템의 회로 실예를 대조예로 도시하고 있다. 도 10에서 시스템은 2T2R 송수신 집적 칩을 사용하며, N개의 송신 채널과 N개의 수신 채널을 공동으로 사용한다. 하나의 클럭 칩은 N/2개의 집적 칩에 기준을 제공하고, 각 집적 칩 중 두 채널은 공통 국부 발진이다. N개의 수신 채널은 하나의 채널을 송신 위상 교정 채널(이로써, 아날로그 채널의 개수를 줄일 수 있음)로 선택하고, N개의 채널은 결합기를 통해 교정 채널에 진입하게 되는데(N개의 채널은 동시에 교정을 수행할 수 있으므로 교정 효율을 향상시킬 수 있다) 이렇게 되면 송신 교정이 끝난다. 하나의 송신 채널을 수신 위상 교정 채널로 선택하고, 결합기를 통해 교정 채널을 각 수신 채널에 할당하여 수신 채널의 교정을 완료한다. 전체 장치의 단일 보드 배선에서 클럭 배선, RF배선 및 cable의 길이는 가능한 동일해야 한다.Figure 10 shows a circuit example of the transmission and reception system of the entire device to which the common clock reference method is applied. At the same time, Figure 9 shows a circuit example of the transmission and reception system of the entire device to which the N-channel common local oscillation method (related technology method) is applied as a comparative example. In Figure 10, the system uses a 2T2R transmit/receive integrated chip and jointly uses N transmit channels and N receive channels. One clock chip provides a reference to N/2 integrated chips, and two channels of each integrated chip are common local oscillations. N receiving channels select one channel as the transmit phase calibration channel (this can reduce the number of analog channels), and N channels enter the calibration channel through a combiner (N channels are calibrated simultaneously). (This can improve calibration efficiency) This completes the transmission calibration. One transmission channel is selected as the reception phase correction channel, and the calibration channel is assigned to each reception channel through a combiner to complete the calibration of the reception channel. In the single board wiring of the entire device, the clock wiring, RF wiring, and cable length should be the same as possible.

도 9와 도 10의 실예를 비교하여 알 수 있듯이, 본 개시에 사용된 공통 기준 방식의 시스템은 리스크가 작고 스퍼(spur)가 더욱 적을 뿐만 아니라 관련 기술에 사용된 공통 국부 발진 방식의 시스템에 비해 칩의 개수, 원가, 전력소모, 면적이 모두 적은 편이다. 또한, 적어도 하나의 PLL칩, N개의 증폭기 및 N/4개의 전력 분할기를 절감할 수 있다. 한편, 송수신기 및 RF 샘플링 칩 내부 PLL에 대한 낭비를 감소시킬 수 있다.As can be seen by comparing the examples of FIGS. 9 and 10, the common reference system used in the present disclosure not only has less risk and fewer spurs, but is also more efficient than the common local oscillation system used in related technologies. The number of chips, cost, power consumption, and area are all relatively small. Additionally, at least one PLL chip, N amplifiers, and N/4 power dividers can be saved. Meanwhile, waste on the PLL inside the transceiver and RF sampling chip can be reduced.

본 출원에 사용된 공통 기준 방식 및 관련 기술에 사용된 공통 국부 발진 방식은 배선에 대한 요구가 각각 다르다. 공통 기준 방식은 클럭 배선의 난이도를 증가시키는 반면, 공통 국부 발진 방식은 국부 발진 배선의 복잡도를 증가시킨다. 결과적으로 국부 발진 신호의 주파수가 클럭 신호보다 높으므로 공통 기준 방식이 배선에 대한 요구가 낮다.The common reference method used in this application and the common local oscillation method used in related technologies each have different requirements for wiring. The common reference method increases the difficulty of clock wiring, while the common local oscillation method increases the complexity of local oscillation wiring. As a result, the frequency of the local oscillation signal is higher than that of the clock signal, so the common reference method has lower wiring requirements.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예에 따른 기지국은, 상기 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치를 다중 채널 위상 동기화 장치로 포함한다.As shown in FIG. 3, the base station according to an embodiment of the present disclosure includes a multi-channel phase synchronization device of the base station as a multi-channel phase synchronization device.

여기서, 각 채널에는 국부 발진 신호를 생성하는 국부 발진 회로가 설치된다. 클럭 회로는 각 채널로 클럭 신호를 제공하도록 각 채널에 연결된다. 교정 회로는 각 채널과 기준채널과의 위상차를 획득하고, 위상차에 의해 각 채널에 대해 위상 교정을 수행한다.Here, a local oscillation circuit that generates a local oscillation signal is installed in each channel. A clock circuit is connected to each channel to provide a clock signal to each channel. The correction circuit obtains the phase difference between each channel and the reference channel and performs phase correction for each channel based on the phase difference.

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 본 개시에 사용된 공통 클럭 기준 방식의 기지국은 클럭 생성 및 분배 회로(distribution circuit), 송수신 회로 및 시스템 위상 교정의 3부분으로 구성된다.Specifically, as shown in FIG. 3, the base station of the common clock reference method used in this disclosure consists of three parts: a clock generation and distribution circuit, a transmission and reception circuit, and system phase correction.

여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 클럭 생성 및 분배 회로는 주로 클럭 발생기(224), 클럭 분배기(225), 클럭 칩에서 각 채널까지의 배선(204, 211, 219)을 포함한다. 상기 회로는 주로 클럭을 회복하고 스퍼(spur)를 필터링한 후 각 채널로 분배하는 역할을 담당한다. 배선(204, 211, 219) 상의 위상 지연이 일치하면 각 채널의 국부 발진기에 도착한 클럭 위상의 일치성을 보장할 수 있다.Here, as shown in FIG. 3, the clock generation and distribution circuit mainly includes a clock generator 224, a clock distributor 225, and wiring lines 204, 211, and 219 from the clock chip to each channel. The circuit is mainly responsible for recovering the clock, filtering spurs, and then distributing them to each channel. If the phase delays on the wires 204, 211, and 219 are consistent, the consistency of the clock phases arriving at the local oscillator of each channel can be guaranteed.

송수신 회로는 각 채널을 송수신하는 주파수 합성기(frequency synthesizer, 201, 209, 216), 국부 발진 배선(205, 212, 220) 및 RF 송수신 링크 상의 다른 디바이스를 포함한다. 주파수 합성기1~3는 클럭 신호를 기준으로 국부 발진(LO) 신호를 생성하고, 기저대역 신호와 주파수를 혼합한 후 RF 링크를 통해 송신한다. 이상적인 상태에서, 국부 발진 신호의 위상은 기준 위상과 일치하고, 배선과 기타 디바이스의 위상 지연이 일치하므로 안테나의 각 채널에 도착하는 위상도 일치하다.The transmit/receive circuit includes frequency synthesizers (201, 209, 216) that transmit and receive each channel, local oscillator wiring (205, 212, 220), and other devices on the RF transmit/receive link. Frequency synthesizers 1 to 3 generate a local oscillation (LO) signal based on the clock signal, mix the baseband signal and frequency, and transmit it through the RF link. In an ideal state, the phase of the local oscillation signal matches the reference phase, and the phase delays of wiring and other devices match, so the phases arriving at each channel of the antenna also match.

본 개시의 실시예에 따른 기지국은, 각 채널의 국부 발진 회로가 상대적으로 독립적이고, 모든 채널이 하나의 동기화 클럭을 공동으로 사용한다. 이에 따라, 시스템 배선이 더욱 간편하고, 유연해질 수 있다. 클럭 신호의 주파수가 낮고 삽입 손실(insertion loss)이 적으므로 증폭기를 설치할 필요가 없을 뿐만 아니라 스퍼(spur)의 영향을 지나치게 고려하지 않아도 되므로 기지국의 다중 채널 위상 동기화 문제를 해결하였다. 5G 기지국 중 Massive 및 beamforming이 위상에 대한 요구를 만족할 수 있으며, 다중 채널(64 또는 128)의 빔포밍에 사용 가능하다.In the base station according to an embodiment of the present disclosure, the local oscillator circuit of each channel is relatively independent, and all channels commonly use one synchronization clock. Accordingly, system wiring can be simpler and more flexible. Since the frequency of the clock signal is low and the insertion loss is small, there is no need to install an amplifier and the effect of spurs does not have to be excessively considered, solving the multi-channel phase synchronization problem of the base station. Among 5G base stations, massive and beamforming can meet the requirements for phase, and can be used for beamforming of multiple channels (64 or 128).

발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대한 설명을 통해, 본 개시에서 해결하려는 과제를 위해 사용된 기술수단 및 효과에 대하여 더 깊이 더 구체적으로 이해하게 될 것이다. 그러나 첨부된 도면은 참조 및 설명의 용도로 제공될 뿐, 본 개시를 한정하기 위한 것은 아니다.Through the description of the specific details for carrying out the invention, you will gain a deeper and more detailed understanding of the technical means and effects used for the problem to be solved in the present disclosure. However, the attached drawings are provided for reference and explanation only and are not intended to limit the present disclosure.

Claims (16)

각 채널마다 클럭 신호에 의해 국부 발진 신호(local oscillation signal)를 생성하는 국부 발진 회로가 설치되어 있는 복수의 채널;
각 상기 채널로 상기 클럭 신호를 제공하도록 각 상기 채널에 연결되는 클럭 회로(clock circuit);
각 채널과 기준채널과의 위상차를 획득하고, 상기 위상차에 의해 각 상기 채널에 대해 위상 교정하도록 구성되는 교정 회로;를 포함하되,
상기 교정 회로는,
교정 신호를 각 상기 채널로 송신하고, 상기 복수의 채널 중 하나를 선택하여 기준채널로 사용하되, 상기 교정 신호에 의해 나머지 상기 채널과 상기 기준채널과의 위상차를 계산하도록 구성되고, 상기 교정 신호는 각 채널을 통과한 후 교정 채널에서 교정 회로로 리턴하는 획득 모듈; 및
상기 위상차에 의해 각 상기 채널에 대해 위상 교정을 수행하도록 구성되는 교정 모듈;을 포함하는 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치.
A plurality of channels in which a local oscillation circuit for generating a local oscillation signal by a clock signal is installed in each channel;
a clock circuit connected to each channel to provide the clock signal to each channel;
A correction circuit configured to obtain a phase difference between each channel and a reference channel and perform phase correction for each channel using the phase difference,
The correction circuit is,
A calibration signal is transmitted to each channel, one of the plurality of channels is selected and used as a reference channel, and the phase difference between the remaining channels and the reference channel is calculated using the calibration signal, and the calibration signal is configured to an acquisition module that passes through each channel and then returns from the calibration channel to the calibration circuit; and
A multi-channel phase synchronization device of a base station comprising: a calibration module configured to perform phase calibration for each channel based on the phase difference.
청구항 1에 있어서,
상기 위상차는 각 상기 채널의 국부 발진 위상차 및 배선 위상차를 포함하는 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치.
In claim 1,
The phase difference includes a local oscillation phase difference and a wiring phase difference for each channel.
청구항 2에 있어서,
상기 국부 발진 위상차는 전압 제어 발진기(Voltage controlled oscillator) 위상차, 주파수 분주기(frequency divider) 위상차 및 위상 검출기(phase detector) 위상차를 포함하고,
상기 배선 위상차는 국부 발진 배선 위상차 및 클럭 배선 위상차를 포함하는 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치.
In claim 2,
The local oscillation phase difference includes a voltage controlled oscillator phase difference, a frequency divider phase difference, and a phase detector phase difference,
The multi-channel phase synchronization device of a base station wherein the wiring phase difference includes a local oscillation wiring phase difference and a clock wiring phase difference.
청구항 1에 있어서,
상기 장치는,
예정된 위상 교정 조건을 만족하는지 여부를 판단하고, 상기 예정된 위상 교정 조건을 만족할 경우, 상기 획득 모듈을 트리거하여 기지국의 각 채널과 기준채널과의 위상차를 획득하도록 구성되는 판단 모듈;을 더 포함하는 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치.
In claim 1,
The device is,
A base station further comprising a determination module configured to determine whether a predetermined phase correction condition is satisfied, and when the predetermined phase correction condition is satisfied, trigger the acquisition module to obtain a phase difference between each channel of the base station and a reference channel. of multi-channel phase synchronizer.
청구항 4에 있어서,
상기 예정된 위상 교정 조건은,
상기 기지국의 시스템 온도 변화가 예정된 온도를 초과하는 것과; 및/또는, 예정된 교정 시간에 도달하는 것을 포함하는 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치.
In claim 4,
The scheduled phase correction conditions are,
a change in system temperature of the base station exceeds a predetermined temperature; and/or, a multi-channel phase synchronization device in a base station, including reaching a scheduled calibration time.
청구항 1에 있어서,
각 상기 채널 상의 국부 발진 회로의 국부 발진 배선 길이가 동일한 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치.
In claim 1,
A multi-channel phase synchronization device of a base station where the local oscillation wiring length of the local oscillator circuit on each channel is the same.
청구항 1에 있어서,
상기 클럭 회로부터 각 상기 채널까지 연결되는 클럭 배선의 길이가 동일한, 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치.
In claim 1,
A multi-channel phase synchronization device for a base station, wherein the clock wires connected from the clock circuit to each channel have the same length.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 따른 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치를 이용하여 다중 채널 위상 동기화를 진행하되,
교정 신호를 각 상기 채널로 송신하되, 상기 교정 신호는 각 채널을 통과한 후 교정 채널에서 교정 회로로 리턴하는 단계;
상기 복수의 채널 중 하나를 선택하여 기준채널로 사용하되, 상기 교정 신호에 의해 나머지 상기 채널과 상기 기준채널과의 위상차를 계산하는 단계; 및
상기 위상차에 의해 각 상기 채널에 대해 위상 교정을 수행하는 단계;를 포함하는 기지국의 다중 채널 위상 동기화 방법.
Multi-channel phase synchronization is performed using the multi-channel phase synchronization device of the base station according to any one of claims 1 to 7,
transmitting a calibration signal to each of the channels, wherein the calibration signal passes through each channel and then returns from the calibration channel to the calibration circuit;
selecting one of the plurality of channels to use as a reference channel and calculating a phase difference between the remaining channels and the reference channel using the calibration signal; and
A multi-channel phase synchronization method of a base station comprising: performing phase correction for each channel based on the phase difference.
청구항 8에 있어서,
상기 위상차는 각 상기 채널의 국부 발진 위상차 및 배선 위상차를 포함하는 기지국의 다중 채널 위상 동기화 방법.
In claim 8,
The multi-channel phase synchronization method of a base station wherein the phase difference includes a local oscillation phase difference and a wiring phase difference for each channel.
청구항 9에 있어서,
상기 국부 발진 위상차는 전압 제어 발진기 위상차, 주파수 분주기 위상차 및 위상 검출기 위상차를 포함하고,
상기 배선 위상차는 국부 발진 배선 위상차 및 클럭 배선 위상차를 포함하는 기지국의 다중 채널 위상 동기화 방법.
In claim 9,
The local oscillation phase difference includes a voltage-controlled oscillator phase difference, a frequency divider phase difference, and a phase detector phase difference,
The multi-channel phase synchronization method of a base station wherein the wiring phase difference includes a local oscillation wiring phase difference and a clock wiring phase difference.
청구항 8에 있어서,
상기 방법은,
예정된 위상 교정 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계;
상기 예정된 위상 교정 조건을 만족할 경우, 기지국의 각 채널과 기준채널과의 위상차를 획득하는 단계;를 더 포함하는 기지국의 다중 채널 위상 동기화 방법.
In claim 8,
The above method is,
determining whether predetermined phase correction conditions are satisfied;
If the predetermined phase correction condition is satisfied, obtaining a phase difference between each channel of the base station and the reference channel.
청구항 11에 있어서,
상기 예정된 위상 교정 조건은,
상기 기지국의 시스템 온도 변화가 예정된 온도를 초과하는 것과; 및/또는, 예정된 교정 시간에 도달하는 것을 포함하는 기지국의 다중 채널 위상 동기화 방법.
In claim 11,
The scheduled phase correction conditions are,
a change in system temperature of the base station exceeds a predetermined temperature; and/or, a method for multi-channel phase synchronization of a base station, including reaching a scheduled calibration time.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 따른 기지국의 다중 채널 위상 동기화 장치를 다중 채널 위상 동기화 장치로 포함하는 기지국.A base station comprising the multi-channel phase synchronization device of the base station according to any one of claims 1 to 7 as a multi-channel phase synchronization device. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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