KR100457179B1 - Ｉ/ｑ 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교복조 장치 및 그 방법 - Google Patents

Ｉ/ｑ 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교복조 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은, I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 반송파 복원된 신호의 I 채널 및 Q 채널의 절대값 평균값을 구하고 I 채널의 절대값 평균값을 Q 채널의 절대값 평균값으로 나눔으로써 I/Q 채널간 이득 불일치를 검출하여 보상하고, 또한 반송파 복원된 신호의 I 채널 및 Q 채널의 부호에 따른 자동 이득 조절 장치(AGC : Automatic Gain Control)를 이용하여 I/Q 채널간 이득 불일치를 검출하고 이를 보상하는 직교 복조 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치를 보상하기 위한 직교 복조 장치에 있어서, 수신된 신호를 반송파 주파수 오프셋 보상한 후 디지털 신호로 변환된 신호(이하 "수신 신호"라 함)를 출력하기 위한 아날로그-디지털 변환수단; 반송파 복원된 신호(이하 "반송파 복원 신호"라 함)를 출력하기 위한 복원 수단; 상기 반송파 복원 신호를 입력으로 하여 심볼 결정된 신호(이하 "결정 신호"라 함)를 출력하기 위한 결정 수단; 반송파 주파수 오프셋을 보상하기 위한 반송파 주파수 오프셋 보상 수단; 상기 반송파 복원 신호를 입력으로 하여 I/Q 채널간 이득 불일치를 검출하기 위한 I/Q 채널간 이득 불일치 검출 수단; 상기 I/Q 채널간 이득 불일치 검출 수단에 의해 검출된 이득 불일치를 보상하기 위한 I/Q 채널간 이득 불일치 보상 수단; 상기 반송파 복원 신호와 상기 I/Q 채널간 이득 불일치 보상 수단에 의해 이득 불일치가 보상된 수신 신호를 입력으로 하여 I/Q 채널간 위상 불일치를 검출하기 위한 I/Q 채널간 위상 불일치 검출 수단; 및 상기 I/Q 채널간 위상 불일치 검출 수단에 의해 검출된 위상 불일치를 보상하기 위한 I/Q 채널간 위상 불일치 보상 수단을 포함한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 직교 복조 장치 등에 이용됨.

Description

Ｉ/Ｑ 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치 및 그 방법{Quadrature Demodulating Apparatus and its Method for Compensating Gain and Phase Imbalances between In-Phase and Quadrature-Phase Components}
본 발명은, I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반송파 복원된 신호의 I 채널 및 Q 채널의 절대값 평균값을 구하고 I 채널의 절대값 평균값을 Q 채널의 절대값 평균값으로 나눔으로써 I/Q 채널간 이득 불일치를 검출하여 보상하고, 또한 반송파 복원된 신호의 I 채널 및 Q 채널의 부호에 따른 자동 이득 조절 장치(AGC : Automatic Gain Control)를 이용하여 I/Q 채널간 이득 불일치를 검출하고 이를 보상하는 직교 복조 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 고속 무선 통신 시스템에서는 안테나로부터 수신된 신호를 레디오 주파수(RF : Radio Frequency)단과 중간 주파수(IF : Intermediate Frequency)단을 거쳐 복조한 후 신호를 복원하는 과정을 수행한다. 안테나로부터 수신된 신호를 처리하는 각 단에서는 희망 신호를 획득하기 위하여 주파수 하향 기능과 신호 크기 증폭 기능을 수행한다. 이를 위해 레디오 주파수 및 중간 주파수단에서는 믹서와 증폭기를 포함한 여러가지 아날로그 소자를 사용한다. 이들 소자들은 어느 정도의 규격을 만족하는 것을 사용하게 되나 그 규격은 한계를 가지며, 이들 소자들간의 절연성과 직교성의 불완전성으로 인해 입력신호의 열화가 발생한다. 이러한 열화 요인들 중 하나가 I 채널 및 Q 채널간의 불일치이다. I 채널 및 Q 채널간의 불일치는 각 소자의 절연 상태 및 신호 생성이 I/Q 채널간에 완벽하게 90°의 위상을 제공하지 못하기 때문에 발생하는 것이다. I 채널 및 Q 채널간의 불일치는 신호 복원을 목적으로 하는 모뎀의 복조기 성능 열화 요인으로 작용한다. 따라서, I 채널 및 Q 채널간의 불일치를 제거하기 위한 방안이 필요하다.
I 채널 및 Q 채널간의 불일치를 제거하기 위한 방안은 레디오 주파수 직접 변환 수신기(RF Direct Conversion Receiver)에서 몇 가지 방법이 언급되고 있다. 이와 관련된 최신의 특허 중 조슈아 엘 코슬로프(Joshua L. Koslov)는 복조기에서 몇 개의 복소수 덧셈기, 곱셈기 및 카운터를 이용하여 이득과 위상의 불일치를 보정해 주는 방법(Method and apparatus for correcting amplitude and phase imbalances in demodulators)을 제시하였다(Joshua L. Koslov, US6044112, Mar. 28, 2000). 상기 조슈아 엘 코슬로프의 방식은 복소수의 곱셈기를 사용함으로써 구현상의 복잡도가 증가하며, 단순한 카운트를 사용하여 구현 시 잡음을 동반한 복조기에서는 잡음에 민감하게 된다. 그리고, I 채널 및 Q 채널간에 불일치되는 양을 카운트 증감에 따라 설정하므로 그 응답 속도가 변화하는 형태를 갖는다. 이는 실제 수신신호의 형태가 그대로 반영되는 것이 아니라 카운트의 증감 간격에 따라 결정되는 단점이 있다. 또한, 수신되는 신호의 부호에 따라 이득 및 위상 불일치를 검출하고 보상하기 때문에 수신 신호에 반송파 위상 오차가 포함된 경우 이를 해소하는 별도의 기능이 요구된다.
이외에도 샤리아 에마미(Shahriar Emami)가 제시한 방법은 복조된 I 채널 및 Q 채널의 진폭 피크치(peak)를 검출하여 I 채널 및 Q 채널간의 불일치를 보상하는 방법(Method and apparatus for correcting phase and gain imbalances between in-phase(I) and Quadrature(Q) components of a received signal based on a determination of peak amplitudes)을 사용하였다(Shahriar Emami, US5949287, Sep. 7, 1999). 상기 샤리아 에마미의 방법에서는 기준 I/Q 채널중 하나를 기준 채널로 설정하고 다른 채널을 불일치 채널로 설정한 후 각 채널의 진폭 피크치를 구하고 위상 불일치를 사인(sine) 함수를 이용하여 구하는 방법을 사용하였다. 그러나, 샤리아 에마미가 제시한 특허에서는 I 채널 및 Q 채널간의 위상 불일치를 획득하는 방법으로 아크 사인(arc sine) 함수를 사용하였는데, 이 함수를 실제 디지털 회로를 통하여 구현하는 경우에 복잡도가 증가하게 되고 정밀도가 낮아지게 된다. 또한, 입력 신호에 반송파 위상 오차가 포함된 경우 이를 해소하는 기능을 포함하여야 하나 이에 대한 해결 방안은 제시되고 있지 않다.
본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 반송파 복원된 신호의 I 채널 및 Q 채널의 절대값 평균값을 구하고 I 채널의 절대값 평균값을 Q 채널의 절대값 평균값으로 나눔으로써 I/Q 채널간 이득 불일치를 검출하여 보상하고, 또한 반송파 복원된 신호의 I 채널 및 Q 채널의 부호에 따른 자동 이득 조절 장치(AGC : Automatic Gain Control)를 이용하여 I/Q 채널간 이득 불일치를 검출하고 이를 보상하는 직교 복조 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
즉, 본 발명은, 고속 무선 통신 시스템 등의 직교 복조 장치에서 발생하는 I 채널 및 Q 채널간의 이득 및 위상 불일치를 제거하기 위하여, 이득 불일치 보정을 위해 수신 신호와 결정된 희망 신호간의 신호 크기 차이를 I/Q 채널에서 각각 검출하고 이를 평균하여 수신 신호에서 감산하며, 위상 불일치를 보정하기 위하여 수신 신호 부호 검출, 역다중화 기능, 수신 신호의 부호에 따른 독립된 신호 크기 보정(AGC) 기능, 다중화 기능을 이용하여 I 채널 및 Q 채널간 위상 불일치를 검출하고 보상하는 직교 복조 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 수신 신호가 반송파 위상 오차를 포함하는 경우 반송파 위상 오차에 대응하기 위해 입력 신호와 입력 신호를 위상 변위시킨 신호를 발생하여 반송파 위상 오차에 따른 I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 능력을 향상시킨 직교 복조 장치 및 그 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 I(In-phase) 채널 및 Q(Quadrature-phase) 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치의 일실시예 상세 구성도.
도 2 는 I 채널 및 Q 채널간 불일치를 포함하는 I 채널 및 Q 채널의 성상도.
도 3 은 본 발명에 따른 I 채널 및 Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치중 I 채널 및 Q 채널간 이득 불일치 검출기의 일실시예 상세 구성도.
도 4 는 I 채널 및 Q 채널간 불일치에 따른 신호 크기 차이를 나타내는 I 채널 및 Q 채널의 성상도.
도 5 는 본 발명에 따른 I 채널 및 Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치중 I 채널 및 Q 채널간 위상 불일치 검출기의 일실시예 상세 구성도.
도 6 은 본 발명에 따른 I 채널 및 Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치중 I 채널 및 Q 채널간 위상 불일치 보상기의 일실시예 상세 구성도.
도 7 은 본 발명에 따른 I 채널 및 Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치중 반송파 위상 오차를 고려한 I/Q 채널간 위상 불일치 검출기의 일실시예 상세 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
103 : I/Q 이득 불일치 보상기 104 : I/Q 위상 불일치 보상기
108 : I/Q 위상 불일치 검출기 109 : I/Q 이득 불일치 검출기
117 : 복원부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치를 보상하기 위한 직교 복조 장치에 있어서, 수신된 신호를 반송파 주파수 오프셋 보상한 후 디지털 신호로 변환된 신호(이하 "수신 신호"라 함)를 출력하기 위한 아날로그-디지털 변환수단; 반송파 복원된 신호(이하 "반송파 복원 신호"라 함)를 출력하기 위한 복원 수단; 상기 반송파 복원 신호를 입력으로 하여 심볼 결정된 신호(이하 "결정 신호"라 함)를 출력하기 위한 결정 수단; 반송파 주파수 오프셋을 보상하기 위한 반송파 주파수 오프셋 보상 수단; 상기 반송파 복원 신호를 입력으로 하여 I/Q 채널간 이득 불일치를 검출하기 위한 I/Q 채널간 이득 불일치 검출 수단; 상기 I/Q 채널간 이득 불일치 검출 수단에 의해 검출된 이득 불일치를 보상하기 위한 I/Q 채널간 이득 불일치 보상 수단; 상기 반송파 복원 신호와 상기 I/Q 채널간 이득 불일치 보상 수단에 의해 이득 불일치가 보상된 수신 신호를 입력으로 하여 I/Q 채널간 위상 불일치를 검출하기 위한 I/Q 채널간 위상 불일치 검출 수단; 및 상기 I/Q 채널간 위상 불일치 검출 수단에 의해 검출된 위상 불일치를 보상하기 위한 I/Q 채널간 위상 불일치 보상 수단을 포함한다.
한편, 본 발명은, /Q 채널간 이득 및 위상 불일치를 보상하기 위한 직교 복조 장치에 적용되는 I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 방법에 있어서, 상기 반송파 복원 신호를 입력으로 하여 I/Q 채널간 이득 불일치를 검출하는 제 1 단계; 상기 I/Q 채널간 이득 불일치 검출 수단에 의해 검출된 이득 불일치를 보상하는 제 2 단계; 상기 I/Q 채널간 이득 불일치 보상 수단에 의해 이득 불일치가 보상된 수신 신호와 상기 반송파 복원 신호를 입력으로 하여 I/Q 채널간 위상 불일치를 검출하는 제 3 단계; 및 상기 제 2 단계에서 이득 불일치가 보상된 신호에 대해 상기 I/Q 채널간 위상 불일치 검출 수단에 의해 검출된 위상 불일치를 보상하는 제 4 단계를 포함한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 I(In-phase) 채널 및 Q(Quadrature-phase) 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치의 일실시예 상세 구성도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 안테나와 RF(Radio Frequency)단 및 IF(Intermediate Frequency)단을 거쳐서 입력된 신호는 직교 변환기를 거쳐서 복소수 신호로 생성되고, 반송파 주파수 오프셋 보상부의 출력과 복소수 곱셈기(101)에서 곱해져서 반송파 주파수 오프셋이 보상된다. 반송파 주파수 오프셋 보상된 수신 신호는 아날로그-디지털 변환기(102)에 의해 디지털 신호로 변환된다. 디지털 변환된 신호는 I/Q 채널간 이득 불일치 검출기(109)에서 제공되는 I/Q 채널간 이득 불일치 보상값을 받아 I/Q간 이득 불일치 보상기(103)에서 이득 불일치가 보상된다. I/Q 채널간 이득 불일치가 보상된 신호는 I/Q 채널간 위상 불일치 검출기(108)에서 검출된 값에 따라 I/Q 채널간 위상 불일치 보상기(104)에 의해 I/Q 채널간 위상 불일치가 보상된다. I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치가 보상된 신호는 정합필터(105)에서 정합 필터링되고 보간기(106)에서는 심볼 타이밍 복원기(114)에서 제공되는심볼 타이밍 보정값에 따라 보간된 심볼값을 출력한다.
한편, 반송파 루프(107, 110 내지 113)에서는 루프에 입력되는 신호와 상기 입력되는 신호의 하드 결정값을 이용하여 반송파 복원을 행한다. 즉, 반송파 루프를 통해 이전에 반송파 복원된 신호(이하 "반송파 복원 신호"라 함) 및 반송파 복원 신호의 하드 결정값을 이용하여 다음 신호의 반송파를 복원하게 된다. 이렇게 반송파 복원된 신호는 결정기(110)에 의해 신호값에 대한 심볼값(이하 "결정신호"라 함)이 결정된다. 그리고, 상기 반송파 복원 신호는 I/Q 채널간 이득 불일치 검출기(109)와 I/Q 채널간 위상 불일치 검출기(108)의 입력이 되며, 결정 신호는 I/Q 채널간 위상 불일치 검출기(108)의 입력이 된다. I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치에 대한 검출 및 보상과 관련한 사항은 후술하기로 한다.
도 2 는 I 채널 및 Q 채널간 불일치를 포함하는 I 채널 및 Q 채널의 성상도이다. 여기서 점으로 나타난 것은 희망하는 복원 신호의 위치이고 o 로 나타난 점은 I/Q 채널간 불일치로 나타난 신호를 나타낸다. 도 2 의 (A)와 (B)는 I 채널을 기준으로 했을 때 나타나는 Q 채널의 위상 불일치를, (C)와 (D)에서는 Q 채널을 기준으로 했을 때 나타나는 I 채널의 위상 불일치를 나타낸다.
또한, (E)는 I/Q 채널간 불일치가 존재하면서 반송파 위상 오차를 45도 포함한 경우의 성상도를 나타낸다.
도 3 은 본 발명에 따른 I 채널 및 Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치중 I 채널 및 Q 채널간 이득 불일치 검출기의 일실시예 상세 구성도이다.
도 3 에 도시된 바와 같이, I/Q 채널간 이득 불일치 검출기(109)는 복소수 곱셈기(107)에 의해 반송파 복원된 반송파 복원 신호의 절대값을 I/Q 채널별로 분리하여 계산하기 위한 절대값 연산기(301, 302), 상기 각 절대값 연산기(301, 302)의 출력을 입력으로하여 그 평균값을 계산하기 위한 평균값 필터(303, 304), 그리고, 상기 각 평균값 필터의 출력을 이용하여, I 채널 평균값 필터 출력을 Q 채널 평균값 필터 출력으로 나누는 나눗셈 연산기(305)를 포함한다.
한편, 상기 나눗셈 연산기의 출력은 이득 불일치 보상기(103)에서 I 채널에 곱하여져서 I/Q 채널간 이득 불일치가 보상된다.
도 4 는 I 채널 및 Q 채널간 불일치에 따른 신호 크기 차이를 나타내는 I 채널 및 Q 채널의 성상도이다. 도 4 에 도시된 바와 같이, I/Q 채널간의 불일치를 I 채널 및 Q 채널의 부호에 대한 신호 크기 차이로 인식할 수 있다.
도 5 는 본 발명에 따른 I 채널 및 Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치중 I 채널 및 Q 채널간 위상 불일치 검출기의 일실시예 상세 구성도이다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 수신 신호의 부호에 따라 적용되는 자동 이득 조절기(AGC : Automatic Gain Control) 기능을 분리하여 제공함으로써 위상 불일치를 부호에 따른 신호 크기 차이 형태로 인식하여 위상 불일치를 검출한다. 반송파 복원 신호에 대해 제어기(501)에서 신호의 부호를 인식하여 신호의 부호에 따른 자동 이득 조절기(503, 504, 505, 506)에 신호를 제공하여 부호에 따른 자동 이득 조절 기능과 위상 불일치 복원 기능을 수행한다. 역다중화기(502) 및 다중화기(508)는신호의 부호에 따른 자동 이득 조절 기능을 수행하기 위한 신호 분리 기능 및 합체 기능을 수행한다. 역다중화기(502) 및 다중화기(508)의 신호 선택 기능인 제어기(501, 507)는 반송파 복원 신호와 I/Q 이득 불일치가 보상된 신호를 이용하여 제어 기능을 수행한다. [표 1]은 입력 신호(반송파 복원 신호)의 부호에 따른 제어기(501, 507)의 출력값을 나타낸다.
수신신호의 부호에 따른 제어기의 출력
I Q SEL
I>0 Q>0 00
I<0 Q>0 01
I>0 Q<0 10
I<0 Q<0 11
도 6 은 본 발명에 따른 I 채널 및 Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치중 I 채널 및 Q 채널간 위상 불일치 보상기의 일실시예 상세 구성도이다.
도 6 에 도시된 바와 같이, 지연기(601)에 의해 한스텝 지연된 이득 불일치 보상된 수신 신호를 I/Q 채널간 위상 불일치 검출 기능을 수행한 결과와 곱하여, 그 결과 I/Q 위상 불일치를 보상한 결과를 얻을 수 있다.
도 7 은 본 발명에 따른 I 채널 및 Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치중 반송파 위상 오차를 고려한 I/Q 채널간 위상 불일치 검출의 일실시예 상세 구성도이다.
도 7 에 도시된 바와 같이, 수신 신호가 반송파 위상 오차를 포함한 경우 I 채널 및 Q 채널 위상 불일치를 보상할 때 입력되는 신호의 부호를 이용하여 반송파 위상 오차 정도에 따라 반송파 위상 오차의 범위를 제한하여 I채널 및 Q채널 위상 불일치를 보상할 수 있다. 반송파 복원 신호를 위상 불일치 검출기(702)로 입력하는 신호 경로와 위상 변위 생성기에서 생성된 위상 변위된 신호를 위상 불일치 검출기(703)로 입력시키는 경로를 두어 반송파 위상 오차로 인한 I/Q 위상 불일치 검출 능력의 저하를 방지한다. 이득 불일치 보상된 신호는 I 채널 및 Q 채널 위상 불일치를 검출할 때와 마찬가지로 다중화기의 제어를 위하여 사용된다. 복소수 곱셈기(701)의 기능은 입력 신호의 위상을 위상 변위 생성기(705)에서 생성하는 위상 변위 양만큼 위상 변위를 행하여 주는 역할을 한다. 일례로 QPSK 경우 위상을 45도 변위시킨다. 스위치(704)는 두 경로의 결과를 비교하여 위상 불일치를 제대로 검출한 경로를 위상 불일치 복원 경로 선택하는 기능을 수행한다. 그리고 제어기(706)는 반송파 복원 신호와 결정 신호를 이용하여 두 경로 중 왜곡 정도가 적은 경로를 선택하도록 하는 기능을 수행한다.
상기와 같이, I 채널 및 Q 채널간 불일치 검출하고 보상하는 장치는 선행 발명과 달리 수신 신호의 복소수 신호의 크기 검출과 자동 이득 조절 기능을 이용한 위상 불일치를 신호 크기 차이로 간주하여 수신 신호의 부호에 따라 자동 이득 조절 기능을 별도로 제공하여 I 채널 및 Q 채널간 이득 및 위상 불일치 양의 검출 없이도 I 채널 및 Q 채널 간 위상 불일치도 보정하는 기능을 수행하여 고속 무선 통신에서의 활용도를 높였다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명은, 직교 복조 장치에서 나타나는 I 채널 및 Q 채널간 불일치를 검출하고 이를 보상하는 기능을 제공하여 I 채널 및 Q 채널간 불일치로 인해 발생하는 복조 장치의 성능 저하를 막아줄 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 일반적인 I 채널 및 Q 채널간 불일치 보상기와 달리 I/Q 채널간의 이득 불일치에 대해 수신 신호와 희망 신호의 결정 신호간의 신호 크기 차이를 I/Q 채널에 각각 적용하여 이득 불일치를 보상하고, 위상 불일치 보상 방법은 수신 신호의 위상 불일치를 신호 크기 변화로 인식하여 수신 신호의 부호에 따라 자동 이득 조절 기능을 별도로 제공하여 희망 신호에 대한 신호 크기를 보상하도록 구성하여, I 채널 및 Q 채널간 위상 불일치 양의 검출 없이도 I 채널 및 Q 채널간 위상 불일치도 보상할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 반송파 위상 오차를 포함하는 신호에 대해서도 I 채널 및 Q 채널간 불일치를 보상하기 위해, 입력 신호와 입력 신호를 위상 변위시킨 신호를 발생하여 반송파 위상 오차에 따른 I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 능력을 향상시킴으로써, 고속 무선 통신에서의 활용도를 높이는 효과가 있다.

Claims (15)

  1. I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치에 있어서,
    수신된 신호를 반송파 주파수 오프셋 보상한 후 디지털 신호로 변환된 신호(이하 "수신 신호"라 함)를 출력하기 위한 아날로그-디지털 변환수단;
    반송파 복원된 신호(이하 "반송파 복원 신호"라 함)를 출력하기 위한 복원 수단;
    상기 반송파 복원 신호를 입력으로 하여 심볼 결정된 신호(이하 "결정 신호"라 함)를 출력하기 위한 결정 수단;
    반송파 주파수 오프셋을 보상하기 위한 반송파 주파수 오프셋 보상 수단;
    상기 반송파 복원 신호를 입력으로 하여 I/Q 채널간 이득 불일치를 검출하기 위한 I/Q 채널간 이득 불일치 검출 수단;
    상기 I/Q 채널간 이득 불일치 검출 수단에 의해 검출된 이득 불일치를 보상하기 위한 I/Q 채널간 이득 불일치 보상 수단;
    상기 반송파 복원 신호와 상기 I/Q 채널간 이득 불일치 보상 수단에 의해 이득 불일치가 보상된 수신 신호를 입력으로 하여 I/Q 채널간 위상 불일치를 검출하기 위한 I/Q 채널간 위상 불일치 검출 수단; 및
    상기 I/Q 채널간 위상 불일치 검출 수단에 의해 검출된 위상 불일치를 보상하기 위한 I/Q 채널간 위상 불일치 보상 수단
    을 포함하는 I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 I/Q 채널간 이득 불일치 검출 수단은,
    I 채널 및 Q채널로 각각 분리되고 상기 반송파 복원 신호의 I 채널 및 Q채널 신호를 각각의 입력으로 하여 I/Q 채널의 절대값을 각각 계산하기 위한 절대값 연산기;
    I 채널 및 Q채널로 각각 분리되고 상기 각 절대값 연산기의 출력 신호를 입력하여 I/Q 채널의 절대값의 평균값을 각각 계산하기 위한 평균값 필터; 및
    상기 각 평균값 필터의 출력을 입력으로 하여 I 채널 평균값 필터 출력을 Q 채널 평균값 필터 출력으로 나누기 위한 나눗셈 연산기
    를 포함하는 I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 I/Q 채널간 이득 불일치 보상 수단은,
    상기 I/Q 채널간 이득 불일치 검출 수단의 출력을 수신 신호에 곱하여 I/Q채널간 이득 불일치를 보상하는 것을 특징으로 하는 I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치를 보상하기 위한 직교 복조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 I/Q 채널간 위상 불일치 검출 수단은,
    상기 반송파 복원 신호를 이용하여 역다중화기에 선택 신호를 제공하기 위한 제어 수단;
    상기 제어 수단의 선택 신호에 따라 상기 반송파 복원 신호를 그 부호에 따라 분리된 자동 이득 조절 수단에 역다중화하기 위한 역다중화 수단;
    상기 반송파 복원 신호에 따라 분리되고, 상기 역다중화 수단에 의해 역다중화된 상기 반송파 복원 신호를 입력으로 하여 자동 이득 조절 기능을 이용하여 반송파 위상 오차를 검출하기 위한 자동 이득 조절 수단;
    상기 I/Q 채널간 이득 불일치 보상 수단에 의해 이득 보상된 신호를 입력으로 하여 다중화기의 출력을 제어하기 위한 제어 수단; 및
    상기 제어 수단의 출력에 따라 상기 자동 이득 조절 수단의 출력을 다중화하기 위한 다중화 수단
    을 포함하는 I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 I/Q 채널간 위상 불일치 보상 수단은,
    상기 I/Q 채널간 이득 불일치 보상 수단에 의해 이득 불일치 보상된 수신 신호를 한스텝 지연시키기 위한 지연 수단; 및
    I/Q 채널간 위상 불일치를 보상하기 위하여 상기 지연 수단에 의해 한 스텝 지연된 신호와 상기 I/Q 채널간 위상 불일치 검출 수단의 출력을 곱하는 기능을 제공하기 위한 곱셈 수단
    을 포함하는 I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    수신 신호가 반송파 위상 오차를 포함한 경우 상기 반송파 위상 오차를 고려하여 I/Q 채널간 위상 불일치를 검출하기 위한 반송파 위상 오차를 고려한 I/Q 채널간 위상 불일치 검출 수단
    을 더 포함하는 I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 반송파 위상 오차를 고려한 I/Q 채널간 위상 불일치 검출 수단은,
    상기 반송파 복원 신호와 상기 I/Q 채널간 이득 불일치 보상 수단에 의해 이득 불일치가 보상된 수신 신호를 입력으로 하여 I/Q 채널간 위상 불일치를 검출하기 위한 I/Q 채널간 위상 불일치 검출 수단;
    상기 수신 신호에 따라 위상을 변위시키기 위한 위상 변위 생성 수단;
    상기 위상 변위 생성 수단에 의해 변위된 위상의 양만큼 상기 반송파 복원 신호의 위상을 변위시키기 위한 위상 변위 수단;
    상기 위상 변위 수단에 의해 위상 변위된 반송파 복원 신호와 상기 I/Q 채널간 이득 불일치 보상 수단에 의해 이득 불일치가 보상된 수신 신호를 입력으로 하여 I/Q 채널간 위상 불일치를 검출하기 위한 위상 변위된 신호에 대한 I/Q 채널간 위상 불일치 검출 수단;
    I/Q 채널간 위상 불일치 검출 수단의 출력과 상기 위상 변위된 신호에 대한 I/Q 채널간 위상 불일치 검출 수단의 출력을 입력으로 하여 하기 제어 수단의 출력에 따라 그 중 어느 하나를 출력하기 위한 스위칭 수단; 및
    상기 결정 신호를 입력으로 하여 상기 스위칭 수단의 출력을 제어하기 위한 제어 수단
    을 포함하는 I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치.
  8. I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치에 적용되는 I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 방법에 있어서,
    상기 반송파 복원 신호를 입력으로 하여 I/Q 채널간 이득 불일치를 검출하는 제 1 단계;
    상기 I/Q 채널간 이득 불일치 검출 수단에 의해 검출된 이득 불일치를 보상하는 제 2 단계;
    상기 I/Q 채널간 이득 불일치 보상 수단에 의해 이득 불일치가 보상된 수신 신호와 상기 반송파 복원 신호를 입력으로 하여 I/Q 채널간 위상 불일치를 검출하는 제 3 단계; 및
    상기 제 2 단계에서 이득 불일치가 보상된 신호에 대해 상기 I/Q 채널간 위상 불일치 검출 수단에 의해 검출된 위상 불일치를 보상하는 제 4 단계
    를 포함하는 I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 단계는;
    상기 반송파 복원 신호에 대해 I 채널 및 Q 채널로 각각 분리된 신호의 절대값을 각각 계산하는 제 5 단계;
    상기 각각 계산된 I/Q 채널의 절대값에 대해 그 평균값을 각각 계산하는 제6 단계; 및
    상기 각각 계산된 평균값에 대해 I 채널 평균값을 Q 채널 평균값으로 나누는 제 7 단계
    를 포함하는 I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    상기 제 7 단계에서 나눈 값을 수신 신호에 곱하여 I/Q 채널간 이득 불일치를 보상하는 것을 특징으로 하는 I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 반송파 복원 신호를 그 부호에 따라 역다중화하는 제 5 단계;
    상기 역다중화된 반송파 복원 신호에 대해 자동 이득 조절을 이용하여 위상 불일치를 검출하는 제 6 단계; 및
    상기 제 6 단계에서 검출된 위상 불일치를 상기 I/Q 채널간 이득 불일치 보상 수단에 의해 이득 불일치가 보상된 수신 신호의 부호에 따라 다중화하는 제 7 단계
    를 포함하는 I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 4 단계는,
    상기 제 2 단계에서 이득 불일치 보상된 수신 신호를 한스텝 지연시키는 제 5 단계; 및
    I/Q 채널간 위상 불일치를 보상하기 위하여 상기 한 스텝 지연된 신호와 상기 제 3 단계에서 검출된 위상 불일치값을 곱하는 제 6 단계
    을 포함하는 I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 방법.
  13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    수신 신호가 반송파 위상 오차를 포함한 경우 상기 반송파 위상 오차를 고려하여 I/Q 채널간 위상 불일치를 검출하는 제 8 단계
    를 더 포함하는 I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 8 단계는,
    상기 수신 신호에 따라 위상을 변위시키는 제 9 단계;
    상기 제 9 단계에서 의해 변위된 위상의 양만큼 상기 반송파 복원 신호의 위상을 변위시키는 제 10 단계;
    상기 제 10 단계에서 위상 변위된 반송파 복원 신호와 상기 결정 신호를 이용하여 I/Q 채널간 위상 불일치를 검출하는 제 11 단계; 및
    상기 반송파 복원 신호와 상기 결정 신호에 따라 상기 제 3 단계에서 검출된 위상 불일치와 상기 제 11 단계에서 검출된 위상 불일치 중 어느 하나를 출력하는 제 12 단계
    를 포함하는 I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 방법.
  15. 프로세서가 구비된, I/Q 채널간 이득 및 위상 불일치 보상 기능을 갖는 직교 복조 장치에,
    상기 반송파 복원 신호를 입력으로 하여 I/Q 채널간 이득 불일치를 검출하는 제 1 기능;
    상기 I/Q 채널간 이득 불일치 검출 수단에 의해 검출된 이득 불일치를 보상하는 제 2 기능;
    상기 I/Q 채널간 이득 불일치 보상 수단에 의해 이득 불일치가 보상된 수신 신호와 상기 반송파 복원 신호를 입력으로 하여 I/Q 채널간 위상 불일치를 검출하는 제 3 기능; 및
    상기 제 2 단계에서 이득 불일치가 보상된 신호에 대해 상기 I/Q 채널간 위상 불일치 검출 수단에 의해 검출된 위상 불일치를 보상하는 제 4 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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