KR100469897B1 - Transmission method and system using multiple frequency - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 다중 주파수 송신 시스템은 복소 주파수 상향부, 신호 결합부, 다중 복소 IF 상향부, I/Q 주파수 변조부 및 IF/RF 주파수 상향부를 포함한다. 복소 주파수 상향부는 복수의 사용자에게 각각 해당하는 송신 신호를 해당 주파수 대역별로 복소 주파수 상향 변환하여 제1 복소 신호를 출력하며, 신호 결합부는 제1 복소 신호를 결합하여 제2 복소 신호를 출력한다. 다중 복소 IF 상향부는 제2 복소 신호를 순차적으로 복소 주파수 상향 변환하여 제3 복소 신호를 출력하고, I/Q 주파수 변조부는 제3 복소 신호를 주파수 변조한다. IF/RF 주파수 상향부는 I/Q 주파수 변조부에서 변조된 실수 신호를 RF 주파수로 상향 변환하여 출력한다. 이와 같이 하면, 영상 신호를 효율적으로 제거할 수 있다.The multi-frequency transmission system according to the present invention includes a complex frequency uplink, a signal combiner, a multiple complex IF uplink, an I / Q frequency modulator, and an IF / RF frequency uplink. The complex frequency upr converts the transmission signal corresponding to each of the plurality of users to the corresponding frequency band by complex frequency up-conversion, and outputs the first complex signal by combining the first complex signal and outputs the second complex signal. The multiple complex IF up-converter sequentially up-converts the second complex signal to output a third complex signal, and the I / Q frequency modulator frequency-modulates the third complex signal. The IF / RF frequency uplink part up-converts the real signal modulated by the I / Q frequency modulator to the RF frequency and outputs the RF signal. In this way, the video signal can be efficiently removed.
Description
본 발명은 다중 주파수 송신 시스템에 관한 것으로, 특히 다중 주파수 송신 시스템에서 영상 신호를 효율적으로 제거하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-frequency transmission system, and more particularly to a method for efficiently removing a video signal in a multi-frequency transmission system.
다중 주파수 송신 시스템은 기지국에서 다수의 신호 주파수 대역(frequency allocation, FA)을 송신하기 위한 시스템이다. 종래의 다중 주파수 송신 시스템에서는 기존의 송신 시스템에 사용된 기저대역 변조 장치, 기저대역 주파수 상향기, IF(intermediate frequency) 상향기 및 RF(radio frequency) 상향기로 이루어지는 주파수 상향기가 각 주파수 대역 별로 독립적으로 설치되어 있다. 주파수 상향기의 출력 신호가 RF 영역에서 합쳐진 후, 선형 전력 증폭기를 사용하여 다중 주파수 송신 시스템을 선형화 한 방법을 주로 사용하였다.A multi-frequency transmission system is a system for transmitting a plurality of signal frequency bands (FA) at a base station. In the conventional multi-frequency transmission system, a frequency uplink device composed of a baseband modulator, a baseband frequency uplinker, an intermediate frequency (IF) uplink, and a radio frequency (RF) uplinker used in the conventional transmission system is independently for each frequency band. It is installed. After the output signals of the frequency uplinkers were summed in the RF domain, the method of linearizing a multi-frequency transmission system using a linear power amplifier was mainly used.
도 1에 나타낸 바와 같이, 종래 기술에 따른 다중 주파수 송신 시스템은 복수의 기저대역 변조기(101∼10N), 복수의 기저대역 변조기(101∼10N)에 각각 연결된 복수의 주파수 상향기(201∼20N), 신호 합산기(30), 선형 전력 증폭기(40) 및 송신 안테나(50)를 포함한다. 주파수 상향기(201∼20N)는 신호를 다른 주파수 대역으로 송신하기 위해 N개의 I/Q 주파수 상향기(211∼21N)와 IF/RF 상향기(221∼22N)를 포함한다. I/Q 주파수 상향기(211∼21N)는 기저대역 변조기(101∼10N)에서 변조된 기저대역 복소 신호를 중간 주파수(IF) 신호로 주파수 상향 변환하고, IF/RF 상향기(221∼22N)는 RF로 상향 변환한다.1, the multi-frequency transmission system according to the prior art has a plurality of frequencies each of the fragrance associated with the (10 1 ~10 N) multiple of the baseband modulator, (10 1 ~10 N) a plurality of baseband modulators ( 20 1 to 20 N ), a signal summer 30, a linear power amplifier 40, and a transmission antenna 50. Frequency phase fragrance (20 1 ~20 N) are N number of I / Q frequency-phase fragrance to transmit a signal to another frequency band (21 1 ~21 N) and the IF / RF phase fragrance comprises a (22 1 ~22 N) do. I / Q frequency-phase fragrance (21 1 ~21 N) is a frequency up-converting the complex baseband signal modulated by the baseband modulator (10 1 ~10 N) to an intermediate frequency (IF) signal, IF / RF phase fragrance ( 22 1 to 22 N ) is upconverted to RF.
특히, 각 기저대역 변조기(101∼10N)는 서비스 시스템의 변조 방식에 따라 동일하게 구성될 수도 있으며, 다중 변조 방식의 시스템인 경우 상이한 구조를 가질 수도 있다. 그리고 각 주파수 대역 별로 주파수 변환된 신호는 RF 영역에서 신호 합산기(30)를 통과한 후, 광대역 선형 전력 증폭기(40)에서 증폭되어 송신 안테나(50)로 전달된다.In particular, each baseband modulator 10 1 to 10 N may be configured identically according to a modulation scheme of a service system, or may have a different structure in the case of a system of a multiple modulation scheme. In addition, the frequency-converted signal for each frequency band passes through the signal summer 30 in the RF domain, and is then amplified by the broadband linear power amplifier 40 and transmitted to the transmission antenna 50.
기저대역 변조기(101∼10N)는 각 사용자에 해당하는 신호를 변조하여의 복소 신호를 생성한다. I/Q 주파수 상향기(211)에서는 주파수를 생성하는 발진기(23)에서가 생성되고, 기저대역 복소 신호의 실수 성분에가 곱해지고 허수 성분에가 곱해져서 각각 생성된 두 중간 주파수 신호가 승산기(24)에서 합해진다. 그리고 IF/RF 상향기(221)에서는 발진기(25)와 혼합기(26)에 의해 중간 주파수 신호가 다른 중간 주파수 신호로 변환되고, 변환된 중간 주파수 신호가 다시 발진기(27)와 혼합기(28)에 의해 RF 신호로 변환된다. 이와 같이 변화되어, 송신 안테나(50)로 출력되는 신호[s(t)]는 다음 [수학식 1]과 같다.The baseband modulators 10 1 to 10 N modulate signals corresponding to each user. Generate a complex signal of. In the I / Q frequency booster 21 1 , the frequency In the oscillator 23 to generate Is generated, and the real component of the baseband complex signal is Is multiplied by the imaginary component Is multiplied so that the two intermediate frequency signals each generated are summed in multiplier 24. In the IF / RF uplinker 22 1 , the intermediate frequency signal is converted into another intermediate frequency signal by the oscillator 25 and the mixer 26, and the converted intermediate frequency signal is again converted into the oscillator 27 and the mixer 28. Is converted into an RF signal. The signal [s (t)] changed in this manner and output to the transmitting antenna 50 is expressed by Equation 1 below.
여기서,는 혼합기(26, 28)에 의한 주파수 상향의 특성 함수이다. 종래의 기술에 의한 다중 주파수 송신 시스템에서는 기저대역 변조기(101∼10N)와 동일한 수(N)에 해당하는 주파수 상향기(201∼20N)가 필요하고, 이러한 송신 시스템 구조를 선형화하기 위해서는 일반적으로 광대역의 선형 전력 증폭기(40)가 필요하다는 문제점이 있다. 또한 이러한 송신 시스템 구조에 기저대역 적응 전치 왜곡기를 이용하여 선형화하고자 할 경우 각 주파수 대역 별로 각각의 주파수 상향기(201∼20N)에 기저대역 적응 전치 왜곡기를 장착하여야 하는 문제점이 있다.here, Is a characteristic function of the frequency upwards by the mixers 26 and 28. In a multi-frequency transmission system according to a prior art baseband modulators (10 1 ~10 N) with the same number (N) the frequency flavor (20 1 ~20 N) corresponding to the needs, and to linearize this transmission system structure In general, there is a problem that a wideband linear power amplifier 40 is required. In addition, there is a problem in that the baseband adaptive predistorter should be installed in each frequency uplinker 20 1 to 20 N for linearization using the baseband adaptive predistorter in the transmission system structure.
아래에서는 종래 기술에 따른 다중 주파수 송신 시스템에 전송되는 신호를 수신하는 시스템과 복소 주파수 변환기에 대하여 설명한다.Hereinafter, a system for receiving a signal transmitted to a multi-frequency transmission system according to the related art and a complex frequency converter will be described.
도 2는 종래 기술에 따른 단일 주파수 수신 시스템의 개략적인 구조도이다.2 is a schematic structural diagram of a single frequency receiving system according to the prior art.
도 2에 나타낸 바와 같이, 종래 기술에 따른 단일 주파수 수신 시스템은 수신 안테나(60), 주파수 하향기(70) 및 기저대역 복조기(80)를 포함하며, 주파수 하향기(70)는 IF/RF 하향기(71) 및 I/Q 주파수 하향기(72)로 이루어진다. 수신 안테나(60)에서 수신된 입력 신호는 도 1의 주파수 상향기(201∼20N)에 대응하는 주파수 하향기(70)에서 수신되어 기저대역 복조기(80)에 의해 복조된다.As shown in FIG. 2, a single frequency receiving system according to the prior art includes a receiving antenna 60, a frequency downlinker 70 and a baseband demodulator 80, the frequency downlinker 70 being under IF / RF. Fragrance 71 and I / Q frequency downlink 72. Received by the receiving antenna 60, the input signal is received at a frequency and aroma (70) which corresponds to the frequency a deflector (20 1 ~20 N) of FIG. 1 is demodulated by the baseband demodulator 80.
IF/RF 하향기(71)에서는 [수학식 1]의 다중 주파수 송신 신호[s(t)]가 발진기(73)에 발생된 RF 신호 주파수()와 혼합기(74)에서 곱해져서 원하는 신호가 추출되어 중간 주파수 신호로 하향 변환된다. 하향 변환된 중간 주파수 신호는 발진기(75)와 혼합기(76)에 의해 보다 낮은 중간 주파수() 신호로 하향 변환된다. 그리고 중간 주파수 신호는 IQ 주파수 하향기(72)에서 기저대역 신호로 변환된다.In the IF / RF downlinker 71, the multi-frequency transmission signal [s (t)] of [Equation 1] is generated by the oscillator 73. ) Is multiplied by the mixer 74 and the desired signal is extracted and downconverted to an intermediate frequency signal. The downconverted intermediate frequency signal is reduced by the oscillator 75 and mixer 76 to a lower intermediate frequency ( ) Is down converted to a signal. The intermediate frequency signal is then converted into a baseband signal at IQ frequency downlink 72.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다수의 신호 주파수 대역을 동일한 안테나로 송신하기 위한 다중 주파수 송신 시스템을 제공하는 것이다. 또한 본 발명은 다중 주파수 송신 시스템에서 영상 신호를 효율적으로 제거할 수 있는 것을 기술적 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a multi-frequency transmission system for transmitting a plurality of signal frequency bands to the same antenna. Another object of the present invention is to efficiently remove a video signal in a multi-frequency transmission system.
도 1은 종래 기술에 따른 다중 주파수 송신 시스템의 개략적인 구조도이다.1 is a schematic structural diagram of a multi-frequency transmission system according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 따른 단일 주파수 수신 시스템의 개략적인 구조도이다.2 is a schematic structural diagram of a single frequency receiving system according to the prior art.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 주파수 송신 시스템의 개략적인 구조도이다.3 is a schematic structural diagram of a multi-frequency transmission system according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 복소 주파수 상향기의 개략적인 구조도이다.4 is a schematic structural diagram of a complex frequency upgrader according to an embodiment of the present invention.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 실시예에 따른 다중 주파수 송신 시스템에서의 주파수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.5 and 6 are diagrams illustrating frequency spectrums in a multi-frequency transmission system according to an embodiment of the present invention, respectively.
본 발명에 따른 다중 주파수 송신 시스템은 복소 주파수 상향부, 신호 결합부, 다중 복소 IF 상향부, I/Q 주파수 변조부 및 IF/RF 주파수 상향부를 포함한다. 복소 주파수 상향부는 복수의 사용자에게 각각 해당하는 송신 신호를 해당 주파수 대역별로 복소 주파수 상향 변환하여 제1 복소 신호를 출력하며, 신호 결합부는 제1 복소 신호를 결합하여 제2 복소 신호를 출력한다. 다중 복소 IF 상향부는 제2 복소 신호를 순차적으로 복소 주파수 상향 변환하여 제3 복소 신호를 출력하고, I/Q 주파수 변조부는 제3 복소 신호를 주파수 변조하여 영상 신호를 제거한다. IF/RF 주파수 상향부는 I/Q 주파수 변조부에서 변조된 실수 신호를 RF 주파수로 상향 변환하여 출력한다.The multi-frequency transmission system according to the present invention includes a complex frequency uplink, a signal combiner, a multiple complex IF uplink, an I / Q frequency modulator, and an IF / RF frequency uplink. The complex frequency upr converts the transmission signal corresponding to each of the plurality of users to the corresponding frequency band by complex frequency up-conversion, and outputs the first complex signal by combining the first complex signal and outputs the second complex signal. The multiple complex IF up-converter sequentially converts the second complex signal to a complex frequency up-converter to output a third complex signal, and the I / Q frequency modulator removes the image signal by frequency-modulating the third complex signal. The IF / RF frequency uplink part up-converts the real signal modulated by the I / Q frequency modulator to the RF frequency and outputs the RF signal.
이때, 복소 주파수 상향부는 각 주파수 대역에 해당하는 송신 신호가 짝수개인 경우 송신 신호 중 일부를 음의 주파수 성분으로 상향 변환하고 나머지 일부를 양의 주파수 성분으로 상향 변환하는 것이 바람직하다. 또한, 복소 주파수 상향부는 각 주파수 대역에 해당하는 송신 신호가 홀수개인 경우 하나의 송신 신호는 복소 주파수 상향 변환하지 않고 나머지 송신 신호를 음의 주파수 성분 및 양의 주파수 성분으로 상향 변환하는 것이 좋다.In this case, when the number of transmission signals corresponding to each frequency band is an even number, the complex frequency uplink unit may up-convert some of the transmission signals to negative frequency components and up-convert some of them to positive frequency components. In addition, when the number of transmission signals corresponding to each frequency band is an odd number, the complex frequency uplink unit may up-convert the remaining transmission signals to negative frequency components and positive frequency components without complex up-conversion.
복소 주파수 상향부에서, 발진기는 각 주파수 대역에 해당하는 상향 주파수를 발진한다. 제1 혼합기는 송신 신호의 실수 성분에 상향 주파수 성분 및 상향 주파수가 90°위상 변환된 성분을 혼합하여 각각 제1 실수 성분 및 제1 허수 성분을 출력하고, 제2 혼합기는 송신 신호의 허수 성분에 상향 주파수 성분 및 상향 주파수 성분이 90°위상 변환된 성분을 혼합하여 각각 제2 허수 성분 및 제2 실수 성분을 출력한다. 합산기는 제1 및 제2 실수 성분을 합산하여 제1 복소 신호의 실수 성분으로 출력하고, 감산기는 제1 및 제2 허수 성분을 감산하여 제1 복소 신호의 허수 성분으로 출력한다.In the complex frequency upstream, the oscillator oscillates an uplink frequency corresponding to each frequency band. The first mixer outputs a first real component and a first imaginary component by mixing an uplink frequency component and a component whose uplink frequency is 90 ° phase-converted to the real component of the transmission signal, respectively, and the second mixer is configured to the imaginary component of the transmission signal. The second imaginary component and the second real component are output by mixing the uplink frequency component and the uplink frequency component by 90 ° phase-converted components, respectively. A summer adds the first and second real components and outputs the real components of the first complex signal, and a subtractor subtracts the first and second imaginary components and outputs the imaginary components of the first complex signal.
신호 결합부는, 각 주파수 대역의 제1 복소 신호의 실수 성분을 결합하여 제2 복소 신호의 실수 성분으로 출력하며 각 주파수 대역의 제1 복소 신호의 허수 성분을 결합하여 제2 복소 신호의 허수 성분으로 출력한다.The signal combiner combines the real component of the first complex signal of each frequency band and outputs the real component of the second complex signal, and combines the imaginary component of the first complex signal of each frequency band to form an imaginary component of the second complex signal. Output
다중 복소 IF 상향부는, 제2 복소 신호를 차례로 주파수 상향 변환하며 서로 직렬로 연결된 복수의 복소 주파수 상향 수단을 포함하는 것이 바람직하다.The multiple complex IF upstream unit preferably includes a plurality of complex frequency uplinking means connected in series with each other in frequency upconversion of the second complex signal.
본 발명에 따른 다중 주파수 송신 시스템은 제2 복소 신호를 기저대역 적응 전치 왜곡 처리를 하는 다중 주파수 신호 처리부를 더 포함하는 것이 바람직하다.The multi-frequency transmission system according to the present invention preferably further includes a multi-frequency signal processing unit for performing the baseband adaptive predistortion process on the second complex signal.
I/Q 주파수 변조부에서, 혼합기는 제3 복소 신호의 실수 성분에 소정의 주파수 성분을 혼합하여 제1 성분을 출력하고 제3 복소 신호의 허수 성분에 소정의 주파수 성분이 90°위상 변환된 성분을 혼합하여 제2 성분을 출력한다. 합산기는 제1 및 제2 성분을 합산하여 실수 신호를 출력한다.In the I / Q frequency modulator, the mixer outputs a first component by mixing a predetermined frequency component with a real component of a third complex signal and outputs a first component by 90 ° out of phase with the imaginary component of the third complex signal. Mixed to output the second component. A summer sums the first and second components to output a real signal.
본 발명에 따르면, 복수의 주파수 대역의 신호를 동일한 송신 안테나로 송신하는 다중 주파수 송신 방법이 제공된다. 이 방법에 의하면, 먼저 복수의 사용자에게 각각 해당하는 송신 신호를 해당 주파수 대역별로 복소 주파수 상향 변환하고, 상향 변환된 각 주파수 대역의 복소 신호를 실수 및 허수 성분별로 각각 결합한다. 결합된 복소 신호를 중간 주파수로 상향 변환하고, 중간 주파수로 변환된복소 신호를 실수 신호로 주파수 변조한다. 그리고 변조된 실수 신호를 송신 주파수로 상향 변환한다.According to the present invention, there is provided a multi-frequency transmission method for transmitting signals of a plurality of frequency bands to the same transmission antenna. According to this method, first, a complex frequency upconversion of a transmission signal corresponding to a plurality of users is performed for a corresponding frequency band, and a complex signal of each upconverted frequency band is combined for each real and imaginary component. The combined complex signal is upconverted to an intermediate frequency, and the complex signal converted to the intermediate frequency is frequency modulated into a real signal. The modulated real signal is then upconverted to the transmission frequency.
본 발명에 따르면, 복수의 사용자에게 각각 해당하는 송신 신호를 해당 주파수 대역별로 복소 주파수 상향 변환한 후 실수 및 허수 성분별로 결합하는 제1 복소 주파수 상향부, 복소 주파수 상향부에서 출력되는 복소 신호를 복소 주파수 상향 변환하며 직렬로 연결된 적어도 하나의 제2 복소 주파수 상향부, 그리고 제2 복소 주파수 상향부에서 출력되는 복소 신호를 실수 신호로 주파수 변조하는 I/Q 주파수 상향부를 포함하는 다중 주파수 송신 시스템이 제공된다.According to the present invention, a complex frequency upconversion unit for complex frequency upconversion of a transmission signal corresponding to a plurality of users for each frequency band and then a complex signal output from a first complex frequency uplink unit and a complex frequency uplink unit for combining real and imaginary components Provided is a multi-frequency transmission system including at least one second complex frequency upstream connected in series with frequency up-conversion and an I / Q frequency upstream for frequency modulating a complex signal output from the second complex frequency upstream into a real signal. do.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.
이제 본 발명의 실시예에 따른 다중 주파수 송신 시스템 및 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.A multi-frequency transmission system and method according to an embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 주파수 송신 시스템의 개략적인 구조도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 복소 주파수 상향기의 개략적인 구조도이다.3 is a schematic structural diagram of a multi-frequency transmission system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic structural diagram of a complex frequency upgrader according to an embodiment of the present invention.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다중 주파수 송신 시스템은 복수의 기저대역 복소 주파수 상향기(1001∼100N), 신호 합산기(210, 220), 다중 주파수 기저대역 신호 처리기(300), 다중 복소 IF 상향기(400), I/Q 주파수 상향기(500), IF/RF 상향기(600), 전력 증폭기(700) 및 송신 안테나(800)를 포함한다.As shown in FIG. 3, a multi-frequency transmission system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of baseband complex frequency uplinkers 100 1 to 100 N , signal summers 210 and 220, and a multi-frequency baseband signal processor. 300, a multiple complex IF uplinker 400, an I / Q frequency uplinker 500, an IF / RF uplinker 600, a power amplifier 700, and a transmit antenna 800.
복수의 기저대역 복소 주파수 상향기(1001∼100N)는 각각 기저대역 변조기(1101∼110N) 및 복소 주파수 상향기(1201∼120N)를 포함한다. 기저대역 변조기(1101∼110N)는 각 사용자에 해당하는 신호를 기저대역 복소 신호로 변조하고, 복소 주파수 상향기(1201∼120N)는 변조된 기저대역 복소 신호를 복소 형태로 주파수 상향 변환한다.A plurality of baseband complex frequency the fragrance (100 1 ~100 N) are each include a baseband modulator (110 1 ~110 N) and complex frequency the fragrance (120 1 ~120 N). A baseband modulator (110 1 ~110 N) is up-modulating a signal corresponding to each user to a baseband complex signal and the complex frequency fragrance (120 1 ~120 N) is a frequency modulated complex baseband signal to the complex form of To convert.
이러한 복소 주파수 상향기(120i)는 도 4에 나타낸 바와 같이 발진기(121), 90°위상 천이기(122), 혼합기(123∼126), 합산기(127) 및 감산기(128)를 포함한다.This complex frequency uplinker 120 i includes an oscillator 121, 90 ° phase shifter 122, mixers 123-126, adder 127 and subtractor 128, as shown in FIG. .
발진기(121)는 상향 주파수()에 해당하는를 생성하여를 제공하며 90°위상 천이기(122)는를 90°위상 천이시켜를 제공한다.와는 혼합기(123, 124)에서 입력되는 수신 신호의 실수 성분()과 각각 곱해져 출력 복소 신호의 실수 성분() 및 허수 성분()으로 출력된다. 마찬가지로와는 각각 혼합기(125, 126)에서 수신 신호의 허수 성분()과 곱해져 출력 복소 신호의 실수 성분() 및 허수성분()으로 출력된다. 출력되는 각 실수 성분(,)과 허수 성분(,)은 합산기(127)와 감산기(128)에서 결합된 후 복소 신호()로서 출력되며, 복소 신호()는 [수학식 2]와 같이 주어진다.Oscillator 121 has an upward frequency ( ) By creating 90 ° phase shifter 122 provides Phase shift by 90 ° To provide. Wow Is the real component of the received signal input from the mixers 123 and 124 ( ) And multiply each by the real component of the output complex signal ( ) And imaginary components ( ) Likewise Wow Are the imaginary components of the received signal at mixers 125 and 126, respectively. Multiplied by) to represent the real component of the output complex signal ( ) And imaginary components ( ) Each real component ( , ) And the imaginary component ( , ) Is combined in the summer 127 and the subtractor 128 and then the complex signal ( ) As a complex signal ( ) Is given by Equation 2.
이때, 다중 주파수 송신 시스템이 수용해야 하는 주파수 대역의 수(N), 즉 기저대역 복소 주파수 상향기(1001∼100N)의 수(N)에 따라 상향 주파수()의 값이 결정된다. 만약, 다중 주파수 송신 시스템이 수용해야 하는 주파수 대역의 수(N)가 짝수 개이면, 기저대역 복소 주파수 상향기(1001∼100N)내의 복소 주파수 상향기(1201∼120N)는 주파수 대역의 수(N)의 반(N/2)에 해당하는 기저대역 복소 신호는 음의 주파수로 주파수 상향 변환하고, 나머지 반은 양의 주파수로 주파수 상향 변환한다. 즉,(k=1, …, 2/N)가 성립한다.At this time, the uplink frequency (N) according to the number (N) of the frequency bands that the multi-frequency transmission system should accommodate, that is, the number (N) of the baseband complex frequency uplinkers (100 1 to 100 N ) ) Is determined. If, even when the number (N) of the band pieces to a multi-frequency transmission system and needs to be accommodated, the perfume in the complex frequency baseband complex frequency the fragrance (100 1 ~100 N) (120 1 ~120 N) is a frequency band The baseband complex signal corresponding to half (N / 2) of the number (N) is frequency upconverted to the negative frequency, and the other half is frequency upconverted to the positive frequency. In other words, (k = 1, ..., 2 / N) holds.
이와는 달리, 다중 주파수 송신 시스템이 수용해야 하는 주파수 대역의 수(N)가 홀수 개이면, 복소 주파수 상향기(1201∼120N)는 하나의 주파수 대역에 해당하는 기저대역 복소 신호는 주파수 상향 변환을 하지 않고 출력한다. 그리고 나머지 (N-1)개의 주파수 대역에 대해서는 앞에서 설명한 것처럼 주파수 대역의 수(N-1)의 반((N-1)/2)에 해당하는 기저대역 복소 신호는 음의 주파수로 주파수 상향 변환하고, 나머지 반((N-1)/2)에 해당하는 기저대역 복소 신호는 양의 주파수로 주파수 상향 변환한다. 즉,(k=2, …, (N+1)/2)가 성립한다.On the contrary, if the number N of frequency bands that a multi-frequency transmission system has to accommodate is an odd number, the complex frequency uplinkers 120 1 to 120 N may convert the baseband complex signal corresponding to one frequency band into frequency upconversion. Output without For the remaining (N-1) frequency bands, as described above, the baseband complex signal corresponding to half ((N-1) / 2) of the number (N-1) of frequency bands is frequency upconverted to a negative frequency. The baseband complex signal corresponding to the other half ((N-1) / 2) is frequency upconverted to a positive frequency. In other words, (k = 2, ..., (N + 1) / 2) holds.
각 주파수 대역(∼)별로 복소 주파수 변환된 복소 신호는 각각 실수 성분과 허수 성분으로 분리되어 [수학식 3]과 같이 신호 합산기(210, 220)에서 합하여 진다.Each frequency band ( To The complex signal, which is complex frequency-converted by), is divided into a real component and an imaginary component, respectively, and summed by the signal summers 210 and 220 as shown in Equation 3.
여기서,는 각 사용자에 해당하는 신호가 각 주파수 대역(∼)별로 기저대역 변조기(1101∼110N)를 통과하고 복소 주파수 상향기(1201∼120N)를 통과한 후 합해진 복소 신호이다. 이와 같이 합해진 복소 신호는 다중 주파수 기저대역 신호 처리기(300)로 입력된다.here, Is the signal corresponding to each user. To Is a complex signal summed after passing through the baseband modulators 110 1 to 110 N and passing through the complex frequency uplinkers 120 1 to 120 N. The complex signal thus summed is input to the multi-frequency baseband signal processor 300.
다중 주파수 기저대역 신호 처리기(300)는 기저대역 적응 전치 왜곡기로 구현되며, 송신 시스템 외부의 신호 처리부(도시하지 않음)에서 계산된 송신 시스템의 왜곡 함수 파라미터인 복소 값을 입력 신호()와 곱하여 입력 신호를 전치 왜곡시킨다.The multi-frequency baseband signal processor 300 is implemented as a baseband adaptive predistorter and inputs a complex value which is a distortion function parameter of a transmission system calculated by a signal processor (not shown) outside the transmission system. Multiply by) to predistort the input signal.
그리고 다중 복소 IF 상향기(400)는 직렬로 연결된 K개의 복소 주파수 상향기(4101∼410K)를 포함하며, 다중 주파수 기저대역 신호 처리기(300)에서 처리된 신호()를 차례로 주파수 상향 변환하여 중간 주파수로 변환한다. 중간 주파수로 변환된 신호는 [수학식 4]와 같이 주어진다.And a multi-phase aroma of the complex IF 400 is a series of complex frequency K associated with include a fragrance (410 1 ~410 K), processing in a multi-frequency base band signal processor 300, the signal ( ) Is sequentially frequency upconverted to an intermediate frequency. The signal converted to the intermediate frequency is given by Equation 4.
여기서,는 다중 주파수 기저대역 신호 처리 장치(300)와 K개의 복소 주파수 상향기(4101∼410K)를 통과한 후의 복소 신호이다.here, Is a complex signal after passing through the multi-frequency baseband signal processing apparatus 300 and the K complex frequency uplinkers 410 1 to 410 K.
[수학식 4]의 신호()는 각 주파수 대역에 해당하는 영상 신호[]가 포함된 복소 신호이며, 이 복소 신호()가 I/Q 주파수 상향기(500)에 입력된다.Signal of equation (4) ) Is the video signal [ ] Is a complex signal containing ) Is input to the I / Q frequency uplinker 500.
I/Q 주파수 상향기(500)는 발진기(510), 90°위상 천이기(520), 혼합기(530, 540) 및 합산기(550)를 포함한다. 발진기(510)는 주파수()에 해당하는를 제공하며 90°위상 천이기(520)는를 90°위상 천이시켜를 제공한다.와는 혼합기(530, 540)에서 복소 신호()의 실수 성분() 및 허수 성분()과 각각 곱해져및로 각각 출력된다.및는 합산기(550)에서 합해져 [수학식 5]에 나타낸 실수신호()로 출력된다.I / Q frequency booster 500 includes oscillator 510, 90 ° phase shifter 520, mixers 530, 540, and summer 550. Oscillator 510 has a frequency ( ) 90 ° phase shifter (520) Phase shift by 90 ° To provide. Wow Is a complex signal at mixers 530, 540. Real component of ) And imaginary components ( Multiplied by) And Are printed respectively. And Are summed in the summer 550, and the real signal shown in [Equation 5] ( Will be printed).
[수학식 5]에서 주파수 대역의 수(N)를 2로 가정하여 복소 주파수 상향기(1001, 1002)의 상향 주파수(,)를 각각및로 설정하고 다중 복소 IF 주파수 상향기(400) 내의 복소 주파수 상향기(4101∼410K)의 주파수()를 각각로 설정하면, 송신 신호()는 [수학식 6]과 같이 주어진다.In Equation 5, assuming that the number N of frequency bands is 2 , the uplink frequencies of the complex frequency uplinkers 100 1 and 100 2 ( , ) Each And Frequency and the frequency of the complex frequency uplinkers 410 1 to 410 K in the multiple complex IF frequency uplinker 400 ) Each When set to, the transmit signal ( ) Is given by Equation 6.
[수학식 6]에서 나타난 바와 같이 I/Q 주파수 상향기(500)를 통과하면서 [수학식 4]에서로 표시되는 영상 신호 성분이 제거된다. I/Q 주파수 상향기(500)를 통과한 실수 신호()는 IF/RF 상향기(600)에 입력된다.As shown in Equation 6, while passing through the I / Q frequency uplinker 500, Equation 4 The video signal component indicated by is removed. Real signal passing through I / Q frequency uplinker 500 ( ) Is input to the IF / RF uplinker 600.
IF/RF 상향기(600)는 복수의 발진기(610, 620)와 복수의 혼합기(630, 640)를 포함한다. IF/RF 상향기(600)에 입력된 실수 신호()는 혼합기(630, 640)에서 발진기(610, 620)에서 생성된 주파수()와 차례로 혼합되어 [수학식 7]과같이 출력된다. 이 신호()는 전력 증폭기(700)에서 증폭된 후 송신 안테나(800)를 통하여 송신된다.The IF / RF uplinker 600 includes a plurality of oscillators 610, 620 and a plurality of mixers 630, 640. The real signal input to the IF / RF uplinker 600 ( Is the frequency generated by oscillators 610 and 620 in mixers 630 and 640. ) Are mixed in order and output as shown in [Equation 7]. This signal ( ) Is amplified by the power amplifier 700 and then transmitted via the transmit antenna 800.
아래에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다중 주파수 송신 시스템에서의 주파수 상향 과정에 대하여 설명한다.Hereinafter, a process of increasing frequency in a multi-frequency transmission system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 실시예에 따른 다중 주파수 송신 시스템에서의 주파수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.5 and 6 are diagrams illustrating frequency spectrums in a multi-frequency transmission system according to an embodiment of the present invention, respectively.
도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다중 주파수 송신 시스템에서 송신하고자 하는 주파수 대역의 수가 짝수인 경우에, 주파수 대역의 반(FA1, FA3, FA5, …)은 음의 주파수 영역으로 복소 주파수 변환되고 나머지 반(FA2, FA4, FA6, …)은 양의 주파수 영역으로 복소 주파수 변환된다. 복소 주파수 변환된 신호는 다중 복소 IF 상향기(400)에서 주파수 상향되어 도 5의 (b)와 같이 된다.As shown in FIG. 5A, when the number of frequency bands to be transmitted in the multi-frequency transmission system according to the embodiment of the present invention is even, half of the frequency bands FA1, FA3, FA5, ... are negative. The complex frequency conversion is performed in the frequency domain of and the other half FA2, FA4, FA6, ... is complex frequency converted in the positive frequency domain. The complex frequency-converted signal is frequency up in the multiple complex IF uplinker 400, as shown in FIG.
도 5의 (b)에 나타낸 신호 스펙트럼에서, FA1의 복소 신호에는 FA2의 영상신호 성분이, FA3의 복소 신호에는 FA4의 영상 신호 성분이, FA5의 복소 신호에는 FA6의 영상 신호 성분이 각각 포함되어 있다. 또한, FA2, FA4 및 FA6의 복소 신호에는 각각 FA1, FA3 및 FA5의 영상 신호 성분이 각각 포함되어 있다. 앞에서 설명한 것처럼 영상 신호가 포함된 각 복소 신호는 도 4의 I/Q 주파수 상향기(500)를통과하면서 영상 신호 성분이 제거되어, RF 주파수에서는 원하는 신호만이 송신될 수 있다.In the signal spectrum shown in Fig. 5B, the complex signal of FA1 includes the video signal component of FA2, the complex signal of FA3 includes the FA4 video signal component, and the FA5 complex signal contains the FA6 video signal component. have. In addition, the complex signals of FA2, FA4, and FA6 include video signal components of FA1, FA3, and FA5, respectively. As described above, each complex signal including the video signal is removed from the video signal component while passing through the I / Q frequency uplinker 500 of FIG. 4, so that only a desired signal can be transmitted at the RF frequency.
도 6은 다중 주파수 송신 시스템에서 송신하고자 하는 주파수 대역의 수가 홀수인 경우를 나타낸다. 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이, 하나의 주파수 대역에 해당하는 신호(FA0)는 복소 주파수 변환되지 않고, 나머지 주파수 대역의 반(FA1, FA3, FA5, …)은 음의 주파수 영역으로 복소 주파수 변환되고, 나머지 반(FA2, FA4, FA6, …)은 양의 주파수 영역으로 복소 주파수 변환된다. 복소 주파수 변환된 신호는 다중 복소 IF 상향기(400)에서 주파수 상향되어 도 6의 (b)와 같이 된다.6 illustrates a case where the number of frequency bands to be transmitted in the multi-frequency transmission system is odd. As shown in Fig. 6A, the signal FA0 corresponding to one frequency band is not complex frequency converted, and half of the remaining frequency bands FA1, FA3, FA5, ... are complex in the negative frequency region. The frequency half is converted, and the other half FA2, FA4, FA6, ... is complex frequency converted into the positive frequency domain. The complex frequency-converted signal is frequency up in the multiple complex IF uplinker 400, as shown in FIG.
도 6의 (b)에 나타낸 신호 스펙트럼에서도 각 주파수 대역에는 다른 주파수 대역의 영상 신호 성분이 포함되어 있으며, 이러한 영상 신호 성분은 I/Q 주파수 상향기(500)에서 제거된다.In the signal spectrum shown in FIG. 6B, each frequency band includes video signal components of different frequency bands, and these video signal components are removed from the I / Q frequency uplinker 500.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
본 발명에 의하면, RF 영역에서 선형화 동작을 수행하는 대신 기저대역 영역에서 선형화 동작을 수행할 수 있으며, 따라서 광대역 선형 전력 증폭기 대신에 다중 주파수 기저대역 신호 처리 장치로서 적응 전치 왜곡기를 사용할 수 있다. 또한 영상 신호를 효율적으로 제거할 수 있으며, 송신하고자 하는 주파수 대역의 수에 관계없이 동일한 I/Q 주파수 상향기와 IF/RF 주파수 상향기를 사용할 수 있어 송신 시스템의 용이하게 구성할 수 있다.According to the present invention, the linearization operation may be performed in the baseband region instead of the linearization operation in the RF domain, and thus an adaptive predistorter may be used as the multi-frequency baseband signal processing apparatus instead of the broadband linear power amplifier. In addition, the video signal can be efficiently removed, and the same I / Q frequency uplinker and IF / RF frequency uplinker can be used regardless of the number of frequency bands to be transmitted, thereby easily configuring a transmission system.
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