KR100554507B1 - Phase Error Control System for Receiver of Smart Antenna System - Google Patents

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 발명은, 스마트 안테나 시스템의 RF 수신부에 적용되는 위상오차 제어장치 및 그 방법에 관한 것임.The present invention relates to a phase error control apparatus and method applied to an RF receiver of a smart antenna system.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention

본 발명은, 스마트 안테나 시스템의 RF 수신부를 제작함에 있어서 위상 보정을 하기 위해 고도의 정밀성을 요하는 제작작업을 요하지 않으면서도 스마트 안테나 시스템이 정확한 빔 형성을 할 수 있도록 제어하는 위상오차 제어장치 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있음.The present invention provides a phase error control device for controlling the smart antenna system to accurately form the beam without requiring a high precision manufacturing work to phase correction in the RF receiver of the smart antenna system and its The purpose is to provide a method.

3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention

본 발명은, 스마트 안테나 시스템의 RF(Radio Frequency) 수신부 위상오차 제어장치에 있어서, 다수의 안테나 소자를 통해 수신되는 각각의 주 RF 수신신호의 위상을 검출하기 위한 기준신호를 제공하는 파일럿 신호 제공수단; 상기 파일럿 신호 제공수단으로부터 입력받은 파일럿 신호를 각각의 주 RF 수신 신호에 첨가하기 위한 다수의 제 1 커플링수단; 상기 제 1 커플링수단으로부터 입력받은 각각의 수신 신호를 주파수 하향 변환하여 처리하기 위한 신호처리수단; 상기 신호처리수단으로부터 제공받는 각각의 출력 신호에서 위상정보를 인출하기 위한 다수의 제 2 커플링수단; 상기 파일럿 신호 제공수단으로부터 제공받은 기준 파일럿 신호 위상과 상기 제 2 커플링 수단으로부터 입력된 각 RF 수신신호 경로상의 주 RF 신호위 상을 비교하여 변화된 위상을 검출하고, 그 결과에 따라 상기 신호처리수단을 제어하기 위한 제어수단; 및 상기 신호처리수단에 의해 신호처리된 각 신호 경로상의 수신 신호에서 파일럿 신호를 제거하기 위한 여파수단을 포함함.The present invention provides a pilot signal providing means for providing a reference signal for detecting a phase of each main RF received signal received through a plurality of antenna elements in a radio frequency (RF) receiver phase error control apparatus of a smart antenna system. ; A plurality of first coupling means for adding a pilot signal received from the pilot signal providing means to each main RF received signal; Signal processing means for down-converting and processing each received signal received from the first coupling means; A plurality of second coupling means for extracting phase information from each output signal provided from the signal processing means; Comparing the reference pilot signal phase provided from the pilot signal providing means with the main RF signal phase on each RF received signal path input from the second coupling means to detect the changed phase, and accordingly the signal processing means Control means for controlling the; And filtering means for removing the pilot signal from the received signal on each signal path signal-processed by the signal processing means.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

본 발명은 스마트 안테나 시스템 등에 이용됨.The present invention is used for smart antenna system and the like.

스마트 안테나, RF, 위상오차 보정, 파일럿 신호Smart Antenna, RF, Phase Error Correction, Pilot Signal

Description

스마트 안테나 시스템의 알에프 수신부에 적용되는 위상오차 제어장치{Phase Error Control System for Receiver of Smart Antenna System} Phase error control device applied to RF receiver of smart antenna system {Phase Error Control System for Receiver of Smart Antenna System}             

도 1 은 본 발명이 적용되는 스마트 안테나 시스템의 기술개념을 설명하기 위한 개략적인 구성도.1 is a schematic configuration diagram for explaining a technical concept of a smart antenna system to which the present invention is applied.

도 2 는 본 발명이 적용되는 스마트 안테나 시스템에서의 위상배열 안테나를 이용한 빔 형성방식을 설명하기 위한 개념도.2 is a conceptual diagram illustrating a beamforming method using a phased array antenna in a smart antenna system to which the present invention is applied.

도 3 은 본 발명에 따른 RF 수신부 위상오차 제어장치 일실시예 구성도.Figure 3 is a configuration diagram of an RF receiver phase error control device according to an embodiment of the present invention.

도 4 는 상기 도 3 의 위상오차 제어기 일실시예 구성도.4 is a diagram illustrating an embodiment of the phase error controller of FIG. 3.

도 5 는 상기 도 3 의 신호처리기 일실시예 구성도.FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment of the signal processor of FIG. 3. FIG.

도 6 은 본 발명에 따른 위상오차 제어장치를 이용하여 구성한 RF 수신부의 일예시도.6 is an exemplary view illustrating an RF receiver configured using a phase error control apparatus according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

11A∼11N : 제 1 커플러 12A∼12N : 신호처리기11A to 11N: first coupler 12A to 12N: signal processor

13A∼13N : 제 2 커플러 14A∼14N : 여파기 13A-13N: 2nd coupler 14A-14N: Filter

41 : 아날로그/디지털 변환기 42 : 프로세서 41: analog-to-digital converter 42: processor

43A∼43N : 디지털/아날로그 변환기 121 : 주파수 하향 변환기43A to 43N: Digital to Analog Converter 121: Frequency Down Converter

122 : 증폭기 123 : 대역통과 여파기122: amplifier 123: bandpass filter

124 : 위상 변환기 125 : 감쇄기124: phase shifter 125: attenuator

151 : 스위치 161 : 파일럿 신호 발생기151 switch 161 pilot signal generator

152 : 위상검출기 162 : 분배기152: phase detector 162: divider

153 : 위상오차 제어기 163 : 파일럿 신호 송신기153: phase error controller 163: pilot signal transmitter

본 발명은 스마트 안테나 시스템의 RF 수신부에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스마트 안테나 시스템에 있어서 RF 수신부에 적용되는 위상오차 제어하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an RF receiver of a smart antenna system, and more particularly, to an apparatus and method for controlling a phase error applied to the RF receiver in a smart antenna system.

스마트 안테나 시스템에 있어서, 각 RF 경로에 따른 위상 및 크기 오차를 보정하기 위해서는 각 RF 경로마다 서로 다른 전달함수를 추정하고, 각 RF 경로간 전달함수의 차이를 보정해주어야 하는데 이를 RF 오차 보정이라 한다. 전달함수 오차는 아날로그 도메인에서 신호를 보정하는 방법과 디지털 도메인에서 보정하는 방법이 있다. In the smart antenna system, in order to correct phase and magnitude errors for each RF path, different transfer functions should be estimated for each RF path, and the difference in transfer functions between the RF paths should be corrected. This is called RF error correction. The transfer function error can be corrected in the analog domain or in the digital domain.

디지털 도메인에서의 보정 방법은 시스템 내부에서 발생한 오차 보정 신호를 수신 안테나 뒤쪽 입력단에 입력하고 이를 디지털 기저대역에서 분석하는 방법으 로, 보다 정밀한 크기 오차의 보정 성능을 제공한다는 측면에서 유리한 반면, 크기 오차와 위상오차를 동시에 보정하는데 어려움이 있었다.The correction method in the digital domain is a method of inputting an error correction signal generated inside the system to an input terminal behind the receiving antenna and analyzing it at the digital baseband, which is advantageous in that it provides a more accurate correction of the magnitude error. There was a difficulty in correcting both phase and phase error.

따라서, 종래의 스마트 안테나 시스템에서는 디지털 보정 방법의 크기 오차 보정만을 수행하고, 위상오차는 고도의 정밀성을 요하는 제작 기술을 사용하여 위상오차를 보정하는 기술을 사용하여 왔다. 그러나, 이러한 위상오차 보정 방법은 초기에 정밀하게 위상 조정을 하였다 할지라도, 수신부에 있는 액티브 소자의 동작 영역이 비선형 영역으로 들어가는 경우에 발생할 수 있는 위상 특성의 변동 같은 오차들은 보정해 주지 못하는 문제점이 있었다.Therefore, in the conventional smart antenna system, only the size error correction of the digital correction method is performed, and the phase error has been used to correct the phase error using a manufacturing technique requiring high precision. However, even if the phase error correction method is precisely adjusted in the initial stage, errors such as fluctuations in phase characteristics that may occur when the operating region of the active element in the receiver enters the nonlinear region cannot be corrected. there was.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 스마트 안테나 시스템의 아날로그부를 제작함에 있어서 위상 보정을 하기 위해 고도의 정밀성을 요하는 제작 작업을 요하지 않으면서도 스마트 안테나 시스템에서 정확한 빔 형성이 이루어지도록 하는 위상오차 제어장치 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.
The present invention has been proposed to solve the above problems, and in order to achieve accurate beam formation in a smart antenna system without requiring a high precision work for the phase correction in the analog portion of the smart antenna system An object of the present invention is to provide a phase error control device and a method thereof.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위상오차 장치는, 스마트 안테나 시스템의 RF(Radio Frequency) 수신부 위상오차 제어장치에 있어서, 다수의 안테나 소자를 통해 수신되는 각각의 주 RF 수신신호의 위상을 검출하기 위한 기준신호를 제공하는 파일럿 신호 제공수단; 상기 파일럿 신호 제공수단으로부터 입력받은 파일 럿 신호를 각각의 주 RF 수신 신호에 첨가하기 위한 다수의 제 1 커플링수단; 상기 제 1 커플링수단으로부터 입력받은 각각의 수신 신호를 주파수 하향 변환하여 처리하기 위한 신호처리수단; 상기 신호처리수단으로부터 제공받는 각각의 출력 신호에서 위상정보를 인출하기 위한 다수의 제 2 커플링수단; 상기 파일럿 신호 제공수단으로부터 제공받은 기준 파일럿 신호 위상과 상기 제 2 커플링 수단으로부터 입력된 각 RF 수신신호 경로상의 주 RF 신호위상을 비교하여 변화된 위상을 검출하고, 그 결과에 따라 상기 신호처리수단을 제어하기 위한 제어수단; 및 상기 신호처리수단에 의해 신호처리된 각 신호 경로상의 수신 신호에서 파일럿 신호를 제거하기 위한 여파수단을 포함함.The phase error device of the present invention for achieving the above object, in the phase error control device of the RF (Radio Frequency) receiver of the smart antenna system, detecting the phase of each main RF received signal received through a plurality of antenna elements Pilot signal providing means for providing a reference signal for; A plurality of first coupling means for adding a pilot signal received from the pilot signal providing means to each main RF received signal; Signal processing means for down-converting and processing each received signal received from the first coupling means; A plurality of second coupling means for extracting phase information from each output signal provided from the signal processing means; Comparing the reference pilot signal phase provided from the pilot signal providing means with the main RF signal phase on each RF receiving signal path input from the second coupling means to detect the changed phase, and accordingly the signal processing means Control means for controlling; And filtering means for removing the pilot signal from the received signal on each signal path signal-processed by the signal processing means.

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.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

일반적으로 CDMA 이동통신시스템의 성능 및 채널 용량은 셀 간 혹은 셀 내에서 발생되는 동일채널 간섭신호와 경로손실, 다중경로 페이딩, 신호의 지연과 도플러 확산 및 음영현상 등의 무선 전파채널 특성에 의해 근본적으로 제한된다. 즉, 셀 내에 존재하는 다수 사용자로 인한 간섭신호와 단말기와 기지국간 전파 채널 특성에 의해 채널 용량이 저하되므로, 이러한 성능 저하를 극복하기 위한 기술이 요구된다. 이러한 다른 사용자에 의한 간섭신호 및 무선 채널 특성에 의한 성능열화 현상에 대해 효과적으로 성능 및 채널 용량을 개선할 수 있는 기술이 스마트 안테나 시스템이다. In general, the performance and channel capacity of a CDMA mobile communication system are fundamentally determined by the characteristics of radio propagation channels such as co-channel interference signals, path loss, multipath fading, signal delay, Doppler spread, and shadowing. Limited to. In other words, the channel capacity is reduced by the interference signal due to the large number of users present in the cell and the propagation channel characteristics between the terminal and the base station. Therefore, a technique for overcoming such performance degradation is required. The smart antenna system is a technology that can effectively improve performance and channel capacity against performance degradation caused by interference signals and radio channel characteristics caused by other users.

도 1 은 본 발명이 적용되는 스마트 안테나 시스템의 기술개념을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram illustrating a technical concept of a smart antenna system to which the present invention is applied.

도 1 에 도시된 바와 같이, 스마트 안테나 시스템은 여러 개의 안테나 소자들을 구비한 배열 안테나를 이용하여 원하는 사용자에게는 안테나 이득이 크도록 빔 패턴을 생성하고, 간섭을 주는 사용자(간섭신호원)에게는 안테나 이득이 최소화 되도록 빔 패턴을 형성함으로써 채널 용량을 증대시키는 기술이다.As shown in FIG. 1, the smart antenna system generates a beam pattern such that an antenna gain is large for a desired user by using an array antenna having a plurality of antenna elements, and an antenna gain for an interfering user (interfering signal source). It is a technique of increasing the channel capacity by forming a beam pattern to minimize this.

도 2 는 본 발명이 적용되는 스마트 안테나 시스템에서의 위상배열 안테나를 이용한 빔 형성방식을 설명하기 위한 개념도이다.2 is a conceptual view illustrating a beamforming method using a phased array antenna in a smart antenna system to which the present invention is applied.

도 2 에 도시된 바와 같이, 입사되는 신호

Figure 112002043066139-pat00001
의 방향
Figure 112002043066139-pat00002
를 알기 위해서는 위상 배열 안테나를 사용하며, 안테나 엘리먼트간 간격 d 로 인해 생기는 각 엘리먼트 수신 신호들간의 위상 차와 각 경로간 가중치를 이용해 입사 방향을 알아내게 된다. 그리고, 이와같은 방식으로 통화 신호원의 입사 방향을 알아내야 도 1 에서와 같은 빔 패턴 형성이 가능해진다.As shown in Fig. 2, the incident signal
Figure 112002043066139-pat00001
Direction of
Figure 112002043066139-pat00002
In order to know, phase array antenna is used, and the direction of incidence is determined by using the phase difference between each element received signals due to the distance d between antenna elements and the weight of each path. In this way, it is possible to form the beam pattern as shown in FIG. 1 by finding the incident direction of the call signal source.

본 발명이 적용되는 스마트 안테나 시스템에 있어서, RF(Radio Frequency) 수신부 위상오차 제어장치는 수신부 경로상의 각 수신 RF 신호에 파일럿 신호(pilot signal)를 첨가하여 위상정보를 추출하는 원리로 작동한다. 즉, RF 수신부의 위상오차 제어장치는 N 개의 안테나 소자로부터 수신되는 주 RF 신호(Main Radio Frequency Signal)의 N 개의 경로에 파일럿 신호를 각각 인가한 후, 주파수 하향 변환된 RF 또는 IF(Intermediate Frequency) 신호로부터 위상검출기를 통해 위상정보를 추출하고, 위상오차 제어기는 상기 추출된 위상정보를 이용하여 N 개의 각 RF 신호 경로상에 위치한 신호처리기 내의 위상 변환기(도 4 의 124 참조)를 제어함으로써 동일한 위상차를 얻게된다.In the smart antenna system to which the present invention is applied, the RF (Radio Frequency) receiver phase error control device operates on a principle of extracting phase information by adding a pilot signal to each received RF signal on the receiver path. That is, the phase error control apparatus of the RF receiver applies pilot signals to N paths of the main radio frequency signals received from the N antenna elements, and then frequency downconverts the RF or IF (Intermediate Frequency). Phase information is extracted from the signal through a phase detector, and the phase error controller uses the extracted phase information to control a phase shifter (see 124 of FIG. 4) in a signal processor located on each of the N RF signal paths. You get

도 3 은 본 발명에 따른 RF 수신부 위상오차 제어장치의 일실시예 구조도이다.3 is a structural diagram of an embodiment of an RF receiver phase error control apparatus according to the present invention.

도 3 에 도시한 바와 같이, N 개의 안테나소자 각각에 대해 RF 신호 경로가 각각 존재한다. 파일럿 신호 발생기(161)는 수신된 주 RF 신호와 수 MHz 이격된 CW(Continuous Wave) 신호인 파일럿 신호를 발생시키며, 이렇게 발생된 파일럿 신호는 주 RF 수신신호의 위상을 검출하기 위한 기준신호로 사용된다. As shown in FIG. 3, RF signal paths exist for each of the N antenna elements. The pilot signal generator 161 generates a pilot signal, which is a continuous wave (CW) signal spaced several MHz from the received main RF signal, and the generated pilot signal is used as a reference signal for detecting a phase of the main RF received signal. do.

상기 파일럿 신호 발생기(161)로부터 출력되는 파일럿 신호는 분배기(162)와 파일럿 신호 송신기(163)에 입력된다. 분배기(162)에 입력되는 파일럿 신호는 N 개로 분배되어, 각 RF 경로에 존재하는 제 1 커플러들(11A∼11N)에 입력된다. 상기 제 1 커플러들(11A~11N)은 각각 해당 경로상의 주 RF 수신신호에 상기 파일럿 신호 발생기(161)로부터 인가받은 파일럿 신호를 첨가하기 위해 커플링한다.The pilot signal output from the pilot signal generator 161 is input to the splitter 162 and the pilot signal transmitter 163. The pilot signals input to the divider 162 are divided into N and input to the first couplers 11A to 11N existing in each RF path. The first couplers 11A to 11N are coupled to each other to add a pilot signal applied from the pilot signal generator 161 to a main RF received signal on a corresponding path.

한편, 파일럿 신호 송신기(163)는 제공받은 파일럿 신호를 주파수를 하향변환시키며, 주파수 하향변환된 파일럿 신호는 위상검출기(152)에 입력된다. 각 RF 경로에 존재하는 신호처리기들(12A~12N)은 커플링된 RF 신호의 주파수 하향변환, 증폭, 대역통과 여파 및 위상변환 및 감쇄 기능을 하며, 각각의 출력 신호를 각 RF 경로마다 구비된 존재하는 제 2 커플러들(13A~13N)에 입력한다. 또한, 스위치(151)는 각 RF 신호 경로에 존재하는 다수의 제 2 커플러들(13A~13N)의 출력신호중 특정 경로의 신호만을 위상검출기(152)에 입력되도록 스위칭한다. Meanwhile, the pilot signal transmitter 163 down-converts the received pilot signal in frequency, and the frequency down-converted pilot signal is input to the phase detector 152. The signal processors 12A to 12N present in each RF path function to perform frequency downconversion, amplification, bandpass filtering, phase shift, and attenuation of the coupled RF signal, and each output signal is provided in each RF path. Input to existing second couplers 13A to 13N. In addition, the switch 151 switches only a signal of a specific path among the output signals of the plurality of second couplers 13A to 13N existing in each RF signal path to be input to the phase detector 152.

위상검출기(152)는 파일럿 신호 송신기(163)로부터 받은 기준 파일럿 신호의 위상과 각 RF 경로에 존재하는 제 2 커플러들(13A~13N)을 거친 후의 주 RF 신호의 위상을 상호 비교하여 변화된 만큼의 위상을 검출해낸다. 위상오차 제어기(153)는 위상검출기(152)로부터 N 개의 RF 신호 경로에서 대해서 검출된 위상정보를 입력받아, 각 RF 경로의 신호처리기들(12A~12N) 내부에 존재하는 위상 변환기(124)를 제어한다. The phase detector 152 compares the phase of the reference pilot signal received from the pilot signal transmitter 163 with the phase of the main RF signal after passing through the second couplers 13A to 13N present in each RF path. Detect the phase. The phase error controller 153 receives the phase information detected in the N RF signal paths from the phase detector 152 and uses the phase converter 124 existing in the signal processors 12A to 12N of each RF path. To control.

각 RF 경로에 존재하는 제 2 커플러들(13A~13N)은 각 RF 경로의 신호처리기들(12A~12N)을 통해 주파수 하향변환된 주 RF 신호와 파일럿 신호를 추출하여 스위치(151)의 입력단자로 입력하는 기능을 하는데, 이는 각 RF 경로에 존재하는 제 2 커플러들(13A~13N)을 통해 신호를 추출함으로써 파일럿 신호가 수신기를 통과하면서 변화된 위상정보를 상기 위상검출기(152)를 통해 위상오차 제어기(153)에 입력하기 위함이다. 각 RF 경로에 존재하는 대역통과 여파기들(14A~14N)은 주 RF 신호에 커플링된 파일럿 신호를 제거하기 위한 기능을 한다. 즉, 위상오차 보정을 위해 사용한 파일럿 신호는 일종의 간섭신호로 작용할 수 있기 때문에 위상오차 보정 후에는 필히 제거되어야 한다. 따라서, 주 RF 수신신호 대역만 통과할 수 있는 대역통과 여파기(14A∼14N)를 사용하여 파일럿 신호를 제거하게 된다. The second couplers 13A to 13N present in each RF path extract frequency downconverted main RF signals and pilot signals through signal processors 12A to 12N of each RF path, and then input terminals of the switch 151. It extracts the signal through the second couplers 13A to 13N present in each RF path, and the phase error is changed through the phase detector 152 while the pilot signal passes through the receiver. This is for input to the controller 153. The bandpass filters 14A-14N present in each RF path serve to cancel the pilot signal coupled to the main RF signal. That is, the pilot signal used for the phase error correction may act as a kind of interference signal, so it must be removed after the phase error correction. Therefore, the bandpass filters 14A to 14N, which can pass only the main RF received signal band, are used to eliminate the pilot signal.

도 4 는 본 발명에 따른 위상오차 제어기(153)의 일실시예 구성도이다.4 is a configuration diagram of an embodiment of the phase error controller 153 according to the present invention.

도 4 에 도시된 바와 같이, 제어기는 아날로그/디지털 변환부(41), 프로세서부(42), 디지털/아날로그 변환부들(43A∼43N)로 구성된다. 상기 아날로그/디지털 변환부(41)는 위상검출기의 아날로그 출력신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 장치이다. 또한 프로세서부(42)는 아날로그/디지털 변환부(41)로부터 인가되는 정보에 따라 디지털/아날로그 변환부들(43A∼43N)의 입력 정보를 설정하고, 스위치(151)를 제어하기 위한 제어 신호를 발생시킨다. 한편, 디지털/아날로그 변환부들(43A∼43N)은 상기 프로세서부(42)에서 인가 받은 디지털 위상 교정 정보를 아날로그 전압으로 변환하는 기능을 한다. As shown in Fig. 4, the controller is composed of an analog / digital converter 41, a processor 42, and digital / analog converters 43A to 43N. The analog / digital converter 41 is a device for converting an analog output signal of a phase detector into a digital signal. In addition, the processor 42 sets input information of the digital / analog converters 43A to 43N according to the information applied from the analog / digital converter 41, and generates a control signal for controlling the switch 151. Let's do it. Meanwhile, the digital / analog converters 43A to 43N convert the digital phase calibration information received from the processor 42 into an analog voltage.

따라서, 위상오차 제어기(153)는 위상검출기(152)로부터 검출된 N 개의 경로에 대한 RF 신호의 위상정보를 통해 N 개의 RF 신호가 동일한 위상차이를 갖도록 제어하고, 각 RF 경로상에 존재하는 신호처리기(12A∼12N) 내부의 위상 변환기(124)에 독립적인 위상 보정 정보를 제공하게 된다.Accordingly, the phase error controller 153 controls the N RF signals to have the same phase difference through the phase information of the RF signals for the N paths detected from the phase detector 152, and the signals existing on the respective RF paths. Independent phase correction information is provided to the phase converter 124 in the processors 12A to 12N.

도 5 는 위에서 살펴본 본 발명의 위상오차 제어장치를 이용하여 RF 수신부를 구성한 일실시예도로써, 도시된 바와 같이, 믹서 1~N 과 파일럿 수신기에 포함되는 믹서 D 의 로칼 발생기를 공통으로 사용함으로써 각 경로 간의 코히어런스 특성을 유지할 수 있게 되며, 또한 동일한 위상잡음을 가질 수 있게 된다.FIG. 5 is a diagram illustrating an example of configuring an RF receiver by using the phase error controller of the present invention as described above. As shown in FIG. It is possible to maintain coherence characteristics between the paths and to have the same phase noise.

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.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.

상기와 같은 본 발명은, 스마트 안테나의 RF 수신부의 위상오차를 최소화 하기 위해 수신부를 정밀 제작하지 않고도 정확한 빔 형성을 할 수 있도록 하는 효과가 있다. As described above, the present invention has the effect of enabling accurate beam formation without precisely manufacturing the receiver in order to minimize the phase error of the RF receiver of the smart antenna.

한편, 액티브 소자들이 비 선형 영역에서 동작함에 따라 발생하는 위상오차를 선형 영역에서만 동작하도록 설계된 고가의 부품을 사용하지 않고도 각 수신기의 위상특성을 같도록 유지할 수 있는 다른 효과가 있다.On the other hand, there is another effect of maintaining the phase characteristics of each receiver to be the same without using expensive components designed to operate only in the linear region, the phase error generated by the active elements in the non-linear region.

Claims (5)

스마트 안테나 시스템의 RF(Radio Frequency) 수신부 위상오차 제어장치에 있어서,In the RF (Radio Frequency) receiver phase error control device of the smart antenna system, 파일럿 신호를 제공하는 파일럿 신호 제공수단;Pilot signal providing means for providing a pilot signal; 상기 파일럿 신호 제공수단으로부터 입력받은 파일럿 신호를 복수의 안테나 소자를 통해 수신되는 각각의 주 RF 수신 신호에 첨가하기 위한 복수의 제 1 커플링수단;A plurality of first coupling means for adding a pilot signal received from the pilot signal providing means to each main RF received signal received through a plurality of antenna elements; 상기 제 1 커플링수단으로부터 입력받은 각각의 수신 신호를 주파수 하향 변환하여 처리하기 위한 신호처리수단;Signal processing means for down-converting and processing each received signal received from the first coupling means; 상기 신호처리수단으로부터 제공받는 각각의 출력 신호에서 위상정보를 인출하기 위한 다수의 제 2 커플링수단; 및A plurality of second coupling means for extracting phase information from each output signal provided from the signal processing means; And 상기 파일럿 신호 제공수단으로부터 제공받은 기준 파일럿 신호 위상과 상기 제 2 커플링 수단으로부터 입력된 각 RF 수신신호 경로상의 주 RF 신호위상을 비교하여 변화된 위상을 검출하고, 그 결과에 따라 상기 신호처리수단을 제어하기 위한 제어수단; 및 Comparing the reference pilot signal phase provided from the pilot signal providing means with the main RF signal phase on each RF receiving signal path input from the second coupling means to detect the changed phase, and accordingly the signal processing means Control means for controlling; And 상기 신호처리수단에 의해 신호처리된 각 신호 경로상의 수신 신호에서 파일럿 신호를 제거하기 위한 여파수단을 포함하며,Filter means for removing a pilot signal from a received signal on each signal path signal-processed by said signal processing means, 상기 신호처리수단은 상기 제어수단의 제어에 따라, 입력된 신호를 아날로그적으로 위상변환하는 스마트 안테나 시스템의 RF 수신부 위상오차 제어장치.The signal processing means is an RF receiver phase error control apparatus of a smart antenna system for analog-phase shifting the input signal under the control of the control means. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 파일럿 신호 제공수단은,The pilot signal providing means, 상기 파일럿 신호를 생성하기 위한 파일럿 신호 발생수단;Pilot signal generating means for generating the pilot signal; 상기 파일럿 신호 발생수단으로부터 입력받은 상기 파일럿 신호를 주파수 하향변환시켜 상기 제어수단에 제공하기 위한 파일럿 신호 송신수단; 및Pilot signal transmission means for frequency downconverting the pilot signal received from the pilot signal generation means and providing the pilot signal to the control means; And 상기 파일럿 신호 발생수단으로부터 입력받은 상기 파일럿 신호를 상기 다수의 제 1 커플링수단에 분배하기 위한 분배수단Distribution means for distributing the pilot signal received from the pilot signal generating means to the plurality of first coupling means 을 포함하는 스마트 안테나 시스템의 RF 수신부 위상오차 제어장치.RF receiver phase error control device of a smart antenna system comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어수단은,The control means, 상기 다수의 제 2 커플링수단으로부터 입력받은 신호들 중 특정 커플링 수단으로부터 입력된 신호만을 선택하기 위한 스위칭수단;Switching means for selecting only a signal input from a specific coupling means among signals received from the plurality of second coupling means; 상기 스위칭수단으로부터 입력된 신호와 상기 파일럿 신호 제공수단으로부터 입력된 신호의 위상을 비교하여 그 차이를 검출하기 위한 위상오차 검출수단; 및Phase error detection means for comparing the phase of the signal input from the switching means with the signal input from the pilot signal providing means and detecting the difference; And 상기 위상오차 검출수단으로부터 신호를 받아 상기 스위칭 수단 및 상기 신호처리수단을 제어하기 위한 상기 위상오차 제어수단The phase error control means for receiving the signal from the phase error detection means and controlling the switching means and the signal processing means; 을 포함하는 스마트 안테나 시스템의 RF 수신부 위상오차 제어장치.RF receiver phase error control device of a smart antenna system comprising a. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 위상오차 제어수단은,The phase error control means, 상기 위상검출부로부터 입력받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 제 1 변환부;A first converter converting the analog signal received from the phase detector into a digital signal; 상기 제 1 변환부로부터 디지털 신호를 입력받아 디지털 위상오차 보정 신호를 발생시키고, 상기 스위칭 수단을 제어하며, 상기 디지털 위상보정 신호를 발생시키기 위한 프로세서부; 및A processor unit for receiving a digital signal from the first converter to generate a digital phase error correction signal, to control the switching means, and to generate the digital phase correction signal; And 상기 프로세서부로부터 입력받은 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 각 RF 수신신호 경로상의 신호처리수단에 입력하기 위한 다수의 제 2 변환부A plurality of second converters for converting the digital signal received from the processor unit into an analog signal for input to the signal processing means on each RF receiving signal path 를 포함하는 스마트 안테나 시스템의 RF 수신부 위상오차 제어장치.RF receiver phase error control device of a smart antenna system comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 신호처리수단은,The signal processing means, 상기 제 1 커플링수단으로부터 입력된 신호의 주파수를 하향변환 하기 위한 주파수 하향 변환수단;Frequency downconverting means for downconverting the frequency of the signal input from the first coupling means; 상기 주파수 하향 변환수단으로부터 입력된 신호를 증폭하기 위한 증폭수단;Amplifying means for amplifying a signal input from said frequency downconverting means; 상기 증폭수단으로부터 입력된 신호를 대역통과 여파하기 위한 대역통과 여파수단;Bandpass filtering means for bandpassing the signal input from said amplifying means; 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 여파수단으로부터 입력된 신호의 위상을 변환시키기 위한 위상 변환수단; 및Phase shifting means for shifting a phase of a signal input from the filtering means in accordance with control of the control means; And 상기 위상 변환수단으로부터 입력받은 신호의 크기를 감쇄시키기 위한 감쇄수단을 포함하는 스마트 안테나 시스템의 RF 수신부 위상오차 제어장치.RF receiver phase error control apparatus of the smart antenna system including attenuating means for attenuating the magnitude of the signal received from the phase shifting means.
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