KR100583235B1

KR100583235B1 - 시분할 복신 시스템에서 송신신호 제거를 통한 송수신분리도 개선장치

Info

Publication number: KR100583235B1
Application number: KR1020030093779A
Authority: KR
Inventors: 홍헌진; 송명선; 이일규; 김광선; 이동한
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2006-05-24
Also published as: KR20050062106A

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야

본 발명은 시분할 복신 시스템에서 송신신호 제거를 통한 송수신 분리도 개선 장치에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은, 시분할 복신 시스템에서 아이솔레이터를 이용해 송신부와 수신부를 결합시킬 때, 아이솔레이터의 작은 송수신 분리도로 인해 수신부로 들어가는 송신 신호뿐 만아니라 안테나로부터 반사되어 수신부로 들어가는 송신 신호까지 모두 억압시킴으로써, 송수신 분리도를 개선시킬 수 있는, 시분할 복신 시스템에서 송신신호 제거를 통한 송수신 분리도 개선 장치를 제공하는데 그 목적이 있음.

3. 발명의 해결 방법의 요지

본 발명은, 송신부, 수신부, 아이솔레이터, 안테나를 포함하여 이루어진 시분할 복신 시스템에서의 송수신 분리도 개선 장치에 있어서, 송신부로부터 출력되는 송신신호를 아이솔레이터와 분배수단으로 분기하기 위한 제 1 결합 수단; 제 1 결합 수단에 의하여 아이솔레이터로 분기되어 안테나로 전달된 후 안테나에 의하여 반사된 송신신호를, 제어 수단과 아이솔레이터로 분기하기 위한 제 2 결합 수단; 제 1 결합 수단에 의하여 분기되어 수신부쪽으로 들어오는 송신신호와, 제 2 결합 수단에 의하여 분기되어 수신부쪽으로 들어오는 안테나 반사 송신신호가 결합된 송신신호를 제어 수단과 수신부쪽으로 분기하기 위한 제 3 결합 수단; 제 2 결합 수단에 의하여 분기되어 들어온 안테나 반사 송신신호, 제 3 결합 수단에 의하여 분기되어 들어온 결합 송신신호, 및 제 4 결합 수단에 의하여 검출된 신호를 이용하여, 송신신호 제거 수단과 안테나 반사 송신신호 제거 수단을 제어하는 제어신호를 생성하기 위한 제어 수단; 제 1 결합 수단에 의하여 분기된 송신신호를 두개의 신호로 분배하기 위한 분배 수단; 분배 수단에 의하여 분배된 신호를 제어 수단의 제어신호에 따라 변환시켜, 제 3 결합 수단에 의하여 수신부쪽으로 분기되어 들어오는 결합 송신신호 중 아이솔레이터의 작은 분리도로 인한 송신 신호를 제거하기 위한 송신신호 제거 수단; 분배 수단에 의하여 분배된 신호를 제어 수단의 제어신호에 따라 변환시켜, 제 3 결합 수단에 의하여 수신부쪽으로 분기되어 들어오는 결합 송신신호 중 안테나로부터 반사된 송신신호를 제거하기 위한 안테나 반사 송신신호 제거 수단; 및 수신부로 입력되는 최종적인 신호를 제어 수단으로 분기하기 위한 상기 제 4 결합 수단을 포함함.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 시분할 복신 시스템에서의 송수신 분리 등에 이용됨.

시분할 복신 시스템, 송수신 분리, 분리도 개선, 송신신호 제거.

Description

시분할 복신 시스템에서 송신신호 제거를 통한 송수신 분리도 개선 장치{Apparartus for isolation enhancement between transmitter and receiver in a Time Division Duplexing System}

도 1 은 종래의 송수신 분리를 위한 시분할 복신 시스템의 구성도.

도 2 는 종래의 시분할 복신 시스템에서 송신신호 제거를 통한 송수신 분리 장치의 구성도.

도 3 은 본 발명에 따른 시분할 복신 시스템에서 송신신호 제거를 통한 송수신 분리도 개선 장치의 일실시예 구성도.

도 4 는 본 발명에 따른 도 3 의 제어부의 일실시예 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

300: 송신부 310: 수신부

320: 아이솔레이터 330: 안테나

341, 346, 350, 351, 352, 354: 방향성 결합기

342: 분배기 343, 347: 위상지연기

344, 348: 위상변환기 345, 349: 가변증폭기

353: 제어부 355: 송신신호 제거부
356: 안테나 반사 송신신호 제거부

본 발명은 시분할 복신 시스템에서의 송수신 분리도 개선 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시분할 복신 시스템에서 아이솔레이터의 작은 분리도로 인하여 수신부로 들어가는 송신 신호와 안테나로부터 반사되어 수신부로 들어가는 송신 신호 모두를 억압시킴으로써 송수신 분리도를 개선시킬 수 있는, 시분할 복신 시스템에서 송신신호 제거를 통한 송수신 분리도 개선 장치에 관한 것이다.

시분할 복신 시스템이란 시간을 정해 놓고 정해진 시간에만 신호의 송신 혹은 수신을 함으로써, 송신과 수신이 서로 다른 시각에 일어날 수 있게 하는 시스템으로서, 이러한 방식은 주파수분할 시스템에 비해 하향 링크나 상향 링크의 전송 데이터량 변화를 유연하게 할 수 있는 장점을 갖고 있다.

그래서, 멀티미디어, 인터넷 데이터 등을 서비스하기 위한 휴대 인터넷 등과 같은 시스템들은 시분할 방식을 사용하는 추세이다.

시분할 복신 시스템은 송신과 수신이 다른 시각에 일어나므로 하나의 주파수 채널을 사용해 신호를 송신이나 수신한다. 시분할 복신 시스템은 신호를 수신하기 위한 수신부가 있으며, 이들을 공중으로 방사해 주는 안테나로 구성된다. 송신 주파수와 수신 주파수가 같으므로 안테나는 하나만 사용하며, 송신부와 수신부와 안 테나를 함께 연결시켜 주기 위해 아이솔레이터를 사용한다.

이론적으로 아이솔레이터는 송신시에 송신 신호가 안테나로만 전달되고 수신부로는 전달되지 않도록 하며, 수신 시에는 안테나부터의 수신 신호가 수신부로만 전달되고 송신부로는 전달되지 않도록 하는 역할을 한다.

그러나, 실제 아이솔레이터는 각 단자간 분리도 특성이 무한대로 크지 못하고 제한된 값(8~20 dB)을 갖게 되며, 이로 인해 시스템에 다음과 같은 영향을 미치게 된다.

송신시에는 송신부의 증폭기에서 큰 레벨로 증폭된 신호가 안테나로 전달될 때, 아이솔레이터의 적은 분리도로 인해 상당량의 송신 신호가 수신부쪽으로 전달되게 된다.

수신부쪽으로 전달된 신호는 수신부가 다룰 수 있는 신호 레벨 범위보다 큰 레벨을 갖고 있어서 수신부의 하드웨어에 영향을 미치게 되고, 수신부 입력단의 완벽하지 못한 정합도 때문에 반사된 신호는 아이솔레이터를 거쳐 다시 송신부에 입력되어 송신부 하드웨어에도 영향을 미치게 된다.

송신시 아이솔레이터에서 안테나로 전달된 신호중 일부도 안테나 입력단 정합도에 따라 반사되어 다시 아이솔레이터를 거쳐 수신부에 입력되고, 그 입력된 신호는 레벨 정도에 따라 수신부 하드웨어에 영향을 미치게 된다.

외부에 세워지는 안테나는 온도, 바람, 습도 등과 같은 환경 변화나 장시간 사용에 따른 내부 신호선 전식 등으로 입력단 정합도에 변동이 있을 수 있다. 이럴 경우, 안테나에서 반사되는 신호량이 증가하여 수신부에 미치는 영향이 커지게 된 다.

수신시에는, 송신부에서 열 잡음이 증폭기에서 증폭되고 아이솔레이터를 거치며 분리도만큼 억압된 잡음 신호가 수신부로 입력되는데, 이 신호 레벨은 안테나로부터 수신부에 전달되는 미약한 수신 신호 레벨에 비해 크거나 무시할 수 없는 신호가 된다. 이 경우 신호대잡음비(S/N) 열화로 통신 성능에 영향을 미치게 되어, 시스템 전체의 성능에 영향을 끼치게 된다.

상기와 같이 분리도는 송신시 송신부 출력단과 수신부 입력단의 하드웨어를 보호해 주는 역할을 하며, 수신시 송신부 열잡음으로 인해 발생하는 수신부 성능 열화를 막아주는 역할을 하는 것으로서, 시분할 복신 시스템에서 매우 중요한 요소이다.

최근에는 무선 통신용 시스템의 초소형화 및 대용량화가 동시에 요구되고 있는 추세이다. 이런 요구사항 중 대용량화를 만족시키기 위해서는 더 큰 이득을 갖는 증폭기가 필요한데, 송신 전력이 점점 커지더라도 수신부에 이전과 같은 정도의 영향만 주도록 설계하기 위해서는 분리도가 더욱 커져야 하는 실정이다.

종래의 시스템에서는 분리도 특성을 높이기 위해 송신부와 수신부 사이에 가변감쇄기, 위상변환기, 방향성결합기 등으로 이루어진 부가 회로를 사용하는 방법 등을 사용해 왔다. 그러나, 복잡도에 비해 만족할 만한 성능을 이루지 못하였고, 특히 안테나 입력 단의 정합도에 따른 송신 반사 신호를 억압하지 못하는 문제점이 있었다.

도 1 은 종래의 송수신 분리를 위한 시분할 복신 시스템의 구성도이다.

송신부(100)는 주파수를 상향 변환시키는 주파수상향변환기(101)와 입력된 신호를 증폭시켜 출력시키는 증폭기(102)로 구성되고, 수신부(110)는 수신한 신호를 증폭시키는 저잡음증폭기(111)와 수신 신호를 주파수 하향 변환시키는 주파수하향변환기(112)로 구성된다.

아이솔레이터(120)는 세 개의 단자를 갖고 있는데, 어느 한 단자에 신호가 입력되었을때, 인접한 단자로만 신호를 손실없이 출력시키고, 그 다음 단자로는 분리도만큼 억압된 신호를 출력시키는 특성을 갖고 있다.

아이솔레이터(120)의 세 단자는 각각 송신부(100), 수신부(110), 안테나 (130)와 연결되어 있다.

송신시 주파수상향변환기(101)에서 출력한 RF 신호는 증폭기(102)에서 증폭되어 아이솔레이터(120)로 전달된다. 그러면, 아이솔레이터(120)는 송신 신호와 인접 단자인 안테나(130)쪽 단자로 신호를 손실없이 전달하며, 그 다음 단자인 수신부(110)쪽으로는 분리도만큼 레벨을 억압시켜 전달하게 된다.

이때, 수신부(110)쪽으로 전달되는 신호의 레벨은 분리도만큼 억압되었다할 지라도 수신부(110)가 핸들링할 수 있는 레벨보다 큰 레벨의 신호이다. 그러므로, 수신부(110)의 입력단 하드웨어에 영향을 미치게 된다.

수신시에는 안테나(130)를 통하여 아이솔레이터(120)로 수신 신호가 전달되며, 안테나쪽 단자와 인접한 단자인 수신부(110)로 수신 신호가 전달되게 된다. 따라서, 수신시에는 주파수상향변환기(101)의 출력이 없다.

그러나, 열 잡음은 증폭기(102)에서 증폭되므로, 증폭된 열 잡음은 아이솔레 이터(120)에서 분리도만큼 억압된 후 수신부(110)쪽으로 전달되게 된다.

이러한 열 잡음 레벨은 분리도만큼 억압되었다 할 지라도, 수신 신호 레벨에 비교해 무시할 수 없거나 더 큰 신호가 되므로 시스템의 신호대잡읍비(S/N비)를 열화시키거나 통신 불능 상태로 만드는 문제점이 있었다.

도 2 는 종래의 시분할 복신 시스템에서 송신신호 제거를 통한 송수신 분리 장치의 구성도이다.

송신부(200)는 주파수를 상향 변환시키는 주파수상향변환기(201)와 입력된 신호를 증폭시켜 출력시키는 증폭기(202)로 구성되고, 수신부(210)는 수신한 신호를 증폭시키는 저잡음증폭기(211)와 수신 신호를 주파수 하향 변환시키는 주파수하향변환기(222)로 구성된다.

증폭기(202)의 출력단에 방향성결합기1(240)이 연결되어 있다.

방향성결합기는 3개의 단자를 갖는데, 단자의 각각은 주(主)신호 입력, 주 신호 출력, 연결방향에 따라 입력 혹은 출력으로 바뀌는 결합 단자로 사용된다.

위상변환기(241)는 신호의 위상을 조정하는 기능을 하며, 가변증폭기(242)는 이득을 가변시켜 입력 레벨이 일정하더라도 출력 레벨을 크거나 작게 변동시키는 기능을 한다.

송신시, 증폭기(202)에서 증폭된 신호는 방향성결합기1(240)에 전달되고, 그 전달된 신호의 대부분의 전력은 방향성결합기1(240)의 출력 단자로 출력되고, 일부 전력만이 결합단자로 나오게 된다. 방향성결합기1(240)의 출력 단자의 신호는 아이솔레이터(220)를 거쳐 대부분이 안테나(230)에 전달되고, 일부만이 분리도만큼 억 제된 후 수신부(210)로 들어가게 된다.

수신부(210)로 전달된 송신 신호는 방향성결합기2(243)에 전달된다. 방향성결합기1(240)의 결합 단자에서 출력된 신호는 위상변환기(241)와 가변증폭기(242)를 거치며, 방향성결합기2(243) 내에서 만날, 아이솔레이터(220)로부터 전달된 송신 신호와 크기는 같고 위상은 180˚차이가 나도록 조절된다.

그래서, 방향성결합기2(243)의 출력 단자에서는 입력 단자로 입력된 신호와 결합 단자로 입력된 신호가 서로 제거되어 아무런 신호가 나오지 않게 되며, 이로서 분리도가 개선되는 효과가 있다.

그러나, 이러한 종래의 구조는, 아이솔레이터(220)에서 안테나(230)로 전달된 신호 중 안테나의 정합도에 따라 반사되어 수신부(210)로 들어오는 일부 송신 신호를 제거할 수는 없다는 문제점이 있었다.

이는 아이솔레이터에서 직접 수신부(210)로 전달되는 신호와 안테나(230)의 입력단까지 갔다가 되돌아 오는 신호간에는 양 신호간 경로차에 의한 시간차가 있어, 하나의 위상변환기로는 두 신호 중 하나 밖에 제거하지 못하기 때문이다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 시분할 복신 시스템에서 아이솔레이터를 이용해 송신부와 수신부를 결합시킬 때, 아이솔레이터의 작은 송수신 분리도로 인하여 수신부로 들어가는 송신 신호뿐 만아니라 안테나로부터 반사되어 수신부로 들어가는 송신 신호까지 모두 억압시킴으로써, 송수 신 분리도를 개선시킬 수 있는, 시분할 복신 시스템에서 송신신호 제거를 통한 송수신 분리도 개선 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 송신부, 수신부, 아이솔레이터 (isolator), 안테나를 포함하여 이루어진 시분할 복신 시스템에서의 송수신 분리도 개선 장치에 있어서, 상기 송신부로부터 출력되는 송신신호를 상기 아이솔레이터와 분배수단으로 분기하기 위한 제 1 결합 수단; 상기 제 1 결합 수단에 의하여 상기 아이솔레이터로 분기되어 상기 안테나로 전달된 후 상기 안테나에 의하여 반사된 송신신호를, 제어 수단과 상기 아이솔레이터로 분기하기 위한 제 2 결합 수단; 상기 제 1 결합 수단에 의하여 분기되어 상기 아이솔레이터를 통하여 수신부쪽으로 들어오는 송신신호와, 상기 제 2 결합 수단에 의하여 분기되어 상기 아이솔레이터를 통하여 수신부쪽으로 들어오는 안테나 반사 송신신호가 결합된 송신신호를 상기 제어 수단과 수신부쪽으로 분기하기 위한 제 3 결합 수단; 상기 제 2 결합 수단에 의하여 분기되어 들어온 안테나 반사 송신신호, 상기 제 3 결합 수단에 의하여 분기되어 들어온 결합 송신신호, 및 제 4 결합 수단에 의하여 검출된 신호를 이용하여, 송신신호 제거 수단과 안테나 반사 송신신호 제거 수단을 제어하는 제어신호를 생성하기 위한 상기 제어 수단; 상기 제 1 결합 수단에 의하여 분기된 송신신호를 두개의 신호로 분배하기 위한 상기 분배 수단; 상기 분배 수단에 의하여 분배된 신호를 상기 제어 수단의 제어신호에 따라 변환시켜, 상기 제 3 결합 수단에 의하여 수신부쪽으로 분기되어 들어오는 결합 송신신호 중 상기 아이솔레이터의 작은 분리도로 인한 송신 신호를 제거하기 위한 상기 송신신호 제거 수단; 상기 분배 수단에 의하여 분배된 신호를 상기 제어 수단의 제어신호에 따라 변환시켜, 상기 제 3 결합 수단에 의하여 수신부쪽으로 분기되어 들어오는 결합 송신신호 중 상기 안테나로부터 반사된 송신신호를 제거하기 위한 상기 안테나 반사 송신신호 제거 수단; 및 상기 수신부로 입력되는 최종적인 신호를 상기 제어 수단으로 분기하기 위한 상기 제 4 결합 수단을 포함한다.

본 발명은, 시분할 복신 시스템에서 송신시 아이솔레이터의 작은 분리도로 인해 수신부로 들어가는 송신 신호를 억압해 분리도를 개선시키며, 안테나로부터 반사되어 수신부로 들어가는 송신 신호까지도 억압시켜 분리도를 개선시키고, 시간이나 환경 변화에 따라 안테나의 정합도가 변하고 이로 인해 반사되는 신호량이 변한다할 지라도 분리도가 열화되는 것을 방지할 수 있게 하는 기술에 관한 것이다.

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 3 은 본 발명에 따른 시분할 복신 시스템에서 송신신호 제거를 통한 송수신 분리도 개선 장치의 일실시예 구성도이다.

송수신 분리도 개선 장치는 방향성결합기1(341), 분배기(342), 송신신호 제거부(355), 안테나 반사 송신신호 제거부(356), 방향성결합기2(351), 제어부 (353), 방향성결합기3(352), 방향성결합기4(354) 등으로 구성된다.

여기서, 송신신호 제거부(355)는 아이솔레이터의 낮은 분리도로 인하여 수신부로 들어가는 송신신호를 제거하는 것으로서, 위상지연기1(343), 위상변환기1 (344), 가변증폭기1(345), 및 방향성 결합기5(346)로 구성된다. 즉, 송신신호 제거부(355)는 분배기(342)에 의하여 분배된 신호를 제어부(353)의 제어신호에 따라 변환시켜, 제 3 방향성결합기(352)에 의하여 수신부쪽으로 분기되어 들어오는 결합 송신신호 중 아이솔레이터의 작은 분리도로 인한 송신 신호를 제거한다.

한편, 안테나 반사 송신신호 제거부(356)는 안테나에 의하여 반사되어 수신부로 들어 오는 송신신호를 제거하기 위한 것으로서, 위상지연기2(347), 위상변환기2(348), 가변증폭기2(349), 및 방향성 결합기6(350)로 구성된다.

즉, 안테나 반사 송신신호 제거부(356)는 분배기(342)에 의하여 분배된 신호를 제어부(353)의 제어신호에 따라 변환시켜, 제 3 방향성결합기(352)에 의하여 수신부쪽으로 분기되어 들어오는 결합 송신신호 중 안테나로부터 반사되어 수신부로 들어오는 송신신호를 제거한다.

이하, 송수신 분리도 개선 장치에서의 전반적인 동작과정을 설명하기로 한다.

송신부(300)의 증폭기(302)로부터 출력된 신호가 방향성결합기1(341)에 전달되면, 방향성결합기1(341)은 대부분의 신호량이 결합기 출력단자로 출력되고 결합 단자로는 일부만 출력된다.

방향성결합기1(341)의 출력 단자로 출력된 신호가 아이솔레이터(isolator) (320)로 전달되면, 아이솔레이터(320)에서는 대분분의 신호가 안테나(330)로 전달 되고, 수신부(310)쪽으로는 분리도만큼 억압된 신호가 입력되며, 수신부(310)로 입력된 신호는 방향성결합기3(352)을 거쳐 방향성결합기5(346)에 입력된다.

방향성결합기1(341)의 결합 단자로 출력된 신호는 분배기(342)에서 2개의 신호로 나뉘고, 각각 시간지연기1(343)과 시간지연기2(344)에 입력된다.

분배기(342)에 의하여 분배된 신호는 시간지연기1(343), 위상변환기1(344),및 가변증폭기1(345)을 거치면서 시간이 지연되고 위상과 크기가 정밀 조정되어, 방향성결합기5 (346)에서 아이솔레이터의 낮은 분리도에 의하여 수신부(310)쪽으로 들어오는 송신신호를 제거하게 된다. 여기서, 위상 및 크기 조정의 최종목표는 "343" 내지 "345"의 출력신호가 아이솔레이터의 낮은 분리도에 의하여 수신부(310)쪽으로 들어오는 송신신호와 서로 도달시간과 크기가 같고 위상이 180˚ 차이가 나도록 제어부(353)에 의하여 조정되는 것이다.

그래서, 방향성결합기5(346)의 출력 단자에서는 송신부(300)의 증폭기(302)로부터 아이솔레이터(320)를 거쳐 수신부(310)로 입력된 신호에 대한 분리도를 향상시킬 수 있다.

아이솔레이터(320)에서 안테나(330)로 전달된 신호 중 일부는 안테나 입력 단의 정합도에 따라 반사된 후, 아이솔레이터(320)를 거쳐 수신부(310)로 입력되게 되는데, 이 신호는 방향성결합기5(346)에서 제거될 수 없다. 왜냐하면, 증폭기 (302)로부터 아이솔레이터(320)를 거쳐 입력된 신호와 안테나(330)에서 반사되어 입력된 신호간에는 전송 길이의 차이에 의해 시간 차가 나게 되기 때문이다.

따라서, 안테나(330)에서 반사되어 수신부(310)로 입력된 신호는 방향성결합 기6(350)에서 제거하게 된다.

분배기(342)에 의하여 분배된 신호는 시간지연기2(347), 위상변환기2(348),및 가변증폭기2(349)를 거치면서 시간이 지연되고 위상과 크기가 정밀 조정되어, 방향성결합기6(350)에서 안테나에 의하여 반사되어 아이솔레이터를 통하여 수신부(310)쪽으로 들어오는 안테나 반사 송신신호를 제거하게 된다. 여기서, 위상 및 크기 조정의 최종목표는 "347" 내지 "349"의 출력신호가 안테나에 의하여 반사되어 아이솔레이터를 통하여 수신부(310)쪽으로 들어오는 안테나 반사 송신신호와 서로 도달시간과 크기가 같고 위상이 180˚ 차이가 나도록 제어부(353)에 의하여 조정되는 것이다.

방향성결합기2(351)의 결합단자로부터 제어부(353)로 입력되는 신호는 안테나(330)에서 반사되어 돌아오는 신호 중 일부이므로 이 신호의 크기를 측정하고, 이를 바탕으로 위상변환기2(348)와 가변증폭기2(349)를 적절히 조정한다.

시간지연기2(347)는 초기 설치시, 송신신호가 증폭기(302)로부터 출력되어 안테나까지 송신된 후 다시 안테나(330)로부터 반사되어 방향성결합기6(350)까지 오는데 걸리는 시간과 시간지연기2(347)가 있는 경로를 통하여 방향성결합기6 (350)까지 오는데 걸리는 시간의 차이가 시간지연값으로 설정(setting)된다.

위상변환기2(348)와 가변증폭기2(349)를 각각 제어하기 위한 제어신호 c3, c4는 제어부(353)로부터 전달받는다. 제어부(353)에서는 제어신호 c1과 c2를 고정시킨 상태에서 c4 → c3의 순서로 조정해, 방향성결합기4(354)로부터 제어부(353)에 전달되는 신호량이 최소가 되게 한다.

제어신호 c4, c3 에 따른 위상변환기 2(348)와 가변증폭기2(349)에서의 위상 및 이득 조정 과정을 상세히 설명하면, 다음과 같다.

먼저, 가변증폭기2(349)의 이득을 일정한 크기(Δ)만큼 조정한 후, 위상변환기2(348)의 위상을 일정한 범위 내에서 일정한 크기만큼씩 변화시켜 가면서, 방향성 결합기4(354)의 출력신호를 검출한다. 이러한 과정을 Δ만큼씩 이득을 계속 증가시켜 가면서, 가변증폭기2(349)의 이득 변환의 전범위에 대해서 수행할 때까지 반복한다. 이러한 위상/이득 변화 과정에서 검출되었던 방향성 결합기4 (354)의 출력신호들 중에서 최소값을 가질 때의 이득과 위상이 최종적인 제어신호값이 된다.

방향성결합기3(352)의 결합 단자로부터 제어부(353)로 출력되는 신호에는 증폭기(302) 출력에서 아이솔레이터(320)를 거쳐 수신부(310)로 입력되는 신호와 안테나(330)로부터 반사되어 수신부(310)로 입력되는 신호가 합쳐져 있으므로, 제어부(353)에서 이 신호 크기로부터 이미 계산된 반사 신호의 크기 만큼을 빼주면 순수히 증폭기(302) 출력에서 아이솔레이터(320)를 거쳐 수신부(310)로 입력되는 신호의 크기를 계산할 수 있다. 이렇게 계산된 신호의 크기를 "0"이 되도록 하기 위하여, 즉 방향성결합기4(354)로부터 제어부(353)로 전달되는 신호량이 최소가 되게 하기 위하여, 제어부(353)는 c3와 c4의 제어신호를 고정시킨 상태에서 c2 →c1의 순서로 조정한다. 상세한 이득 및 위상 조정과정은 다음과 같다.

시간지연기1(343)은 초기 설치시, 송신신호가 증폭기(302)로부터 출력되어 아이솔레이터(320)를 거쳐 방향성결합기5(346)까지 오는데 걸리는 시간과 시간지연기1(347)이 있는 경로를 통하여 방향성결합기5(346)까지 오는데 걸리는 시간의 차 이가 시간지연값으로 설정(setting)된다.

도 4 는 본 발명에 따른 도 3 의 제어부의 일실시예 구성도이다.

제어부(353)는 수신부쪽으로 들어오는 송신신호가 제거될도록, 제어신호c1, c2, c3, c4를 통하여 위상변환기1, 2(344, 348), 가변증폭기1, 2(345, 349)들을 조정한다.

레벨 검출기1, 2, 3(401, 403, 405)이 방향성결합기3, 2, 4(352, 351, 354)로부터 아날로그 신호를 받아 신호 크기를 측정하면, 아날로그-디지털(A/D) 컨버터 1, 2, 3(402, 404, 406)은 그 측정 결과를 디지털 신호로 바꾼다.

처리기(Processor)(407)가 디지털 신호로 변환된 신호레벨 측정 결과에 따라 디지털 제어신호를 출력하면, D/A컨버터1, 2, 3, 4(408 내지 411)는 디지털 제어신호를 아날로그 신호로 바꾸어 준다.

더욱 상세하게 설명하면, 다음과 같다.

방향성결합기3(352)의 결합단자의 출력은 레벨검출기1(401)에 인가되고, 방향성결합기2(351)의 결합단자 출력은 레벨검출기2(403)에 인가되며, 방향성결합기4 (354)의 결합단자의 출력은 레벨검출기3(405)에 인가된다.

그러면, 레벨검출기1(401)의 출력은 A/D 컨버터1(402)에 인가되어 디지털신호로 변환된 후, 처리기(407)에 인가되고, 레벨검출기2(403)의 출력은 A/D 컨버터2(404)에 인가되어 디지털신호로 변환된 후 처리기(407)에 인가되며, 레벨검출기3(405)의 출력은 A/D 컨버터3(406)에 인가되어 디지털 신호로 변환된 후 처리기(407)에 인가된다.

처리기(407)의 출력 4개 중 첫번째는 D/A 컨버터1(408)에 인가되고, 두번째는 D/A 컨버터2(409)에 인가되고, 세번째는 D/A 컨버터3(410)에 인가되고, 네번째는 D/A 컨버터4(411)에 인가되어, 아날로그 제어신호로 변환된다.

D/A 컨버터1(408)의 출력(c1)은 위상변환기1(344)에 인가되어 위상을 조정하고, D/A 컨버터2(409)의 출력(c2)은 가변증폭기1(345)에 인가되어 크기를 조정하며, D/A 컨버터3(410)의 출력(c3)은 위상변환기2(348)에 인가되어 위상을 조정하고, D/A 컨버터4(411)의 출력(c4)은 가변증폭기2(349)에 인가되어 크기를 조정한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상기와 같은 본 발명은, 시분할 복신 시스템에서 송신부와 수신부간 결합에 아이솔레이터 사용시, 아이솔레이터의 작은 분리도로 인하여 수신부로 들어가는 송신 신호를 억압함으로써 분리도를 개선시키고, 또한 안테나로부터 반사되어 수신부 로 들어가는 송신 신호까지도 억압시켜 분리도를 개선시키며, 시간이나 환경 변화에 따라 안테나의 정합도가 변하고 이로 인해 반사되는 신호량이 변한다 할 지라도 분리도가 열화되는 것을 방지하는 효과가 있다..

또한, 본 발명은, 시분할 방식을 사용하며 큰 송신 출력과 동시에 높은 분리도가 요구되는 이동통신시스템, 휴대인터넷 시스템, 기타 무선 통신 시스템에도 적용할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims

송신부, 수신부, 아이솔레이터(isolator), 안테나를 포함하여 이루어진 시분할 복신 시스템(TDDS: Time Division Duplexing System)에서의 송수신 분리도 개선 장치에 있어서,

상기 송신부로부터 출력되는 송신신호를 상기 아이솔레이터와 분배수단으로 분기하기 위한 제 1 결합 수단;

상기 제 1 결합 수단에 의하여 상기 아이솔레이터로 분기되어 상기 안테나로 전달된 후 상기 안테나에 의하여 반사된 송신신호를, 제어 수단과 상기 아이솔레이터로 분기하기 위한 제 2 결합 수단;

상기 제 1 결합 수단에 의하여 분기되어 상기 아이솔레이터를 통하여 수신부쪽으로 들어오는 송신신호와, 상기 제 2 결합 수단에 의하여 분기되어 상기 아이솔레이터를 통하여 수신부쪽으로 들어오는 안테나 반사 송신신호가 결합된 송신신호를 상기 제어 수단과 수신부쪽으로 분기하기 위한 제 3 결합 수단;

상기 제 2 결합 수단에 의하여 분기되어 들어온 안테나 반사 송신신호, 상기 제 3 결합 수단에 의하여 분기되어 들어온 결합 송신신호, 및 제 4 결합 수단에 의하여 검출된 신호를 이용하여, 송신신호 제거 수단과 안테나 반사 송신신호 제거 수단을 제어하는 제어신호를 생성하기 위한 상기 제어 수단;

상기 제 1 결합 수단에 의하여 분기된 송신신호를 두개의 신호로 분배하기 위한 상기 분배 수단;

상기 분배 수단에 의하여 분배된 신호 중 어느 하나의 신호를 상기 제어 수단의 제어신호에 따라 변환시켜, 상기 제 3 결합 수단에 의하여 수신부쪽으로 분기되어 들어오는 결합 송신신호 중 상기 아이솔레이터의 작은 분리도로 인한 송신 신호를 제거하기 위한 상기 송신신호 제거 수단;

상기 분배 수단에 의하여 분배된 신호 중 다른 한 신호를 상기 제어 수단의 제어신호에 따라 변환시켜, 상기 제 3 결합 수단에 의하여 수신부쪽으로 분기되어 들어오는 결합 송신신호 중 상기 안테나로부터 반사된 송신신호를 제거하기 위한 상기 안테나 반사 송신신호 제거 수단; 및

상기 수신부로 입력되는 최종적인 신호를 상기 제어 수단으로 분기하기 위한 제 4 결합 수단

을 포함하는 시분할 복신 시스템에서 송신신호 제거를 통한 송수신 분리도 개선 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 송신신호 제거 수단은,

상기 분배 수단에 의하여 분배된 송신신호 중 하나의 신호를 시간지연시키기 위한 제 1 시간 지연 수단;

상기 제 1 시간 지연 수단에 의하여 시간 지연된 신호를 상기 제어 수단의 제어 신호에 따라, 상기 제 3 결합 수단에 의하여 수신부쪽으로 분기되어 들어오 는 결합 송신신호 중 상기 아이솔레이터의 작은 분리도로 인한 송신 신호와 180도의 위상차가 나도록 위상 변환시키기 위한 제 1 위상 변환 수단;

상기 제 1 위상 변환 수단에 의하여 위상 변환된 신호를 상기 제어 수단의 제어 신호에 따라, 상기 제 3 결합 수단에 의하여 수신부쪽으로 분기되어 들어오는 결합 송신신호 중 상기 아이솔레이터의 작은 분리도로 인한 송신 신호와 신호 레벨이 같도록 신호레벨을 조정하기 위한 제 1 가변 증폭 수단; 및

상기 제 1 가변 증폭 수단의 출력신호와 상기 제 3 결합 수단의 출력신호를 결합하여, 상기 아이솔레이터의 작은 분리도로 인하여 수신부쪽으로 들어오는 송신 신호를 제거하기 위한 제 4 결합 수단

을 포함하는 시분할 복신 시스템에서 송신신호 제거를 통한 송수신 분리도 개선 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제 1 시간 지연 수단의 시간 지연 과정은,

송신신호가 상기 송신부에서 출력된 후부터 상기 안테나에 의하여 반사되어 상기 제 5 결합 수단까지 오는데 걸리는 시간과 상기 제 1 시간 지연 수단이 있는 경로를 통하여 상기 제 5 결합 수단까지 오는데 걸리는 시간의 차이만큼 시간지연시키는 것을 특징으로 하는 시분할 복신 시스템에서 송신신호 제거를 통한 송수신 분리도 개선 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 안테나 반사 송신신호 제거 수단은,

상기 분배 수단에 의하여 분배된 송신신호 중 하나의 신호를 시간지연시키기 위한 제 2 시간 지연 수단;

상기 제 2 시간 지연 수단에 의하여 시간 지연된 신호를 상기 제어 수단의 제어 신호에 따라, 상기 제 3 결합 수단에 의하여 수신부쪽으로 분기되어 들어오는 결합 송신신호 중 상기 안테나로부터 반사된 송신신호와 180도의 위상차가 나도록 위상 변환시키기 위한 제 2 위상 변환 수단;

상기 제 2 위상 변환 수단에 의하여 위상 변환된 신호를 상기 제어 수단의 제어 신호에 따라, 상기 제 3 결합 수단에 의하여 수신부쪽으로 분기되어 들어오는 결합 송신신호 중 상기 안테나로부터 반사된 송신신호와 신호 레벨이 같도록 신호레벨을 조정하기 위한 제 2 가변 증폭 수단; 및

상기 제 2 가변 증폭 수단의 출력신호와 상기 제 4 결합 수단의 출력신호를 결합하여 상기 안테나로부터 반사되어 수신부로 들어오는 송신신호를 제거하기 위한 제 5 결합 수단

을 포함하는 시분할 복신 시스템에서 송신신호 제거를 통한 송수신 분리도 개선 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 제 2 시간 지연 수단의 시간 지연은,

송신신호가 상기 송신부에서 출력된 후부터 상기 안테나에 의하여 반사되어 상기 제 5 결합 수단까지 오는데 걸리는 시간과 상기 제 2 시간 지연 수단이 있는 경로를 통하여 제 5 결합 수단까지 오는데 걸리는 시간의 차이만큼 시간지연시키는 것을 특징으로 하는 시분할 복신 시스템에서 송신신호 제거를 통한 송수신 분리도 개선 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 수단은,

상기 제 3 결합 수단에 의하여 분기되어 들어온 송신신호, 상기 제 2 결합 수단에 의하여 분기되어 들어온 안테나 반사 송신신호, 상기 제 4 방향서 결합 수단에 의하여 분기되어 들어온 신호의 레벨을 검출하기 위한 레벨 검출 수단;

상기 레벨 검출 수단에 의하여 검출된 레벨정보를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털(A/D) 변환 수단;

상기 디지털신호로 변환된 레벨 정보들을 이용하여 제어신호를 생성하기 위한 처리 수단; 및

상기 처리 수단에 의하여 생성된 각각의 제어신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 디지털-아날로그(D/A) 변환 수단

을 포함하는 시분할 복신 시스템에서 송신신호 제거를 통한 송수신 분리도 개선 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 처리 수단의 제어신호 생성 과정은,

상기 제 1 가변증폭 수단과 상기 제 1 위상변환 수단이 소정의 크기만큼씩 이득과 위상을 변화시킬 수 있도록 하는 제어신호를 계속적으로 생성하면서, 상기 제 4 결합 수단으로부터 입력되는 신호의 레벨값을 비교하여, 최소가 될 때의 이득과 위상을 상기 제 1 가변증폭 수단과 상기 제 1 위상변환 수단에 대한 최종적인 제어신호로 하는 것을 특징으로 하는 시분할 복신 시스템에서 송신신호 제거를 통한 송수신 분리도 개선 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 처리 수단의 제어신호 생성 과정은,

상기 제 2 가변증폭 수단과 상기 제 2 위상변환 수단이 소정의 크기만큼씩 이득과 위상을 변화시킬 수 있도록 하는 제어신호를 계속적으로 생성하면서, 상기 제 4 결합 수단으로부터 입력되는 신호의 레벨값을 비교하여, 최소가 될 때의 이득과 위상을 상기 제 2 가변증폭 수단과 상기 제 2 위상변환 수단에 대한 최종적인 제어신호로 하는 것을 특징으로 하는 시분할 복신 시스템에서 송신신호 제거를 통한 송수신 분리도 개선 장치.