KR100602271B1 - 초광대역 통신 시스템에서 다중신호 발생장치 및 방법 - Google Patents

초광대역 통신 시스템에서 다중신호 발생장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 2개의 기준주파수들을 이용하여 신호를 송수신하는 광대역 통신 시스템에 있어, 안테나로부터 수신되는 고주파 신호를 저주파 신호로 변환하는 방안을 제안한다. 이를 위해 수신된 고주파 신호를 저주파 신호로 변환하기 위해 설정된 주파수를 갖는 생성주파수들을 생성한다. 또한, 상기 안테나로부터 수신된 고주파 신호의 주파수를 상기 생성주파수들을 이용하여 적어도 2번 믹싱함으로서 한번의 믹싱을 수행하여 저주파 신호로 변환함으로서 발생하던 문제점을 해결한다.
PLL, UWB, 믹서(mixer), 멀티 밴드(multi band), SBG

Description

초광대역 통신 시스템에서 다중신호 발생장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING MULTI RE TONE SINGALS IN UWB COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 초광대역 통신 시스템에서 사용하는 서브밴드 주파수 대역을 도시한 도면,
도 2는 초광대역 통신 시스템의 수신단의 구조를 도시한 도면,
도 3은 초광대역 통신 시스템에서 사용하는 기준주파수를 생성하는 서브밴드생성부를 도시한 도면,
도 4는 초광대역 통신 시스템에서 사용하는 기준주파수를 생성하는 서브밴드생성부를 도시한 다른 도면,
도 5는 본 발명에서 제안하는 광대역 통신시스템의 수신단의 구조를 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 서브밴드생성부에서 생성하는 주파수를 도시한 도면, 및
도 7은 본 발명에 따른 초광대역 통신 시스템에서 사용하는 기준주파수를 생성하는 서브밴드생성부를 도시한 도면.
본 발명은 초광대역 통신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 초광대역 통신 시스템의 멀티 밴드에서 사용하는 무선주파수(RF) 신호들을 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 통신 시스템은 데이터를 전송하기 일정 대역의 주파수를 사용한다. 상기 통신에 사용되는 데이터에는 서킷 데이터(circuit data)과, 패킷 데이터(packet data)로 구분된다. 상기 서킷 데이터는 음성신호와 같이 실시간 송수신을 필요로 하는 데이터이다. 이에 반해 패킷 데이터는 일정 크기 이상의 데이터를 가지며 상기 서킷 데이터와 달리 실시간 전송이 반드시 필요한 것은 아니다. 상기 서킷 데이터를 전송하기 위해 사용되는 주파수 대역은 일반적으로 협소하다. 하지만 상기 패킷 데이터를 전송하기 위해서는 보다 넓은 주파수 대역을 필요로 한다.
상기한 바와 같이 상기 전송하고자 하는 데이터 양의 증가와 더불어 사용하고자 하는 주파수 대역 또한 증가된다. 이하 상기 넓은 주파수 대역을 초광대역(ultra wide band:UWB)라 한다. 상기 UWB은 일정크기의 갖는 복수 개의 서브밴드(sub-band)주파수대역으로 구분한다. 상기 UWB 통신 시스템은 상기 복수 개의 서브밴드주파수대역을 이용하여 데이터를 전송함으로서 단위 시간당 많은 데이터를 송수신할 수 있다. 상기 UWB통신 시스템은 상기 복수 개의 서브밴드주파수대역들 중 하나를 선택하고. 상기 선택된 서브밴드주파수대역을 이용하여 데이터를 전송함으로서 데이터에 대한 보안성을 높일 수 있다. 즉, 복수 개의 서브밴드주파 수대역들을 순차적으로 사용함으로서 데이터에 대한 보안성을 높일 수 있게 된다.
도 1은 현재 제안되고 있는 UWB 통신시스템에서 사용하는 주파수 대역을 도시하고 있다. 상기 도 1에서 보이고 있는 바와 같이 현재 제안되고 있는 UWB통신 시스템의 주파수 대역은 3432㎒ 내지 10032㎒을 사용한다. 상기 UWB의 주파수 대역은 크게 4개의 그룹들로 구성된다. 상기 4개의 그룹들을 제 A 그룹 내지 제 D그룹이라 하면, 상기 제 A그룹에는 3개의 서브밴드주파수대역들로 구성되며, 상기 B그룹은 2개의 서브밴드주파수대역들로 구성된다. 상기 제C그룹은 4개의 서브밴드주파수대역들로 구성되며, 상기 제D그룹은 4개의 서브밴드주파수그룹들로 구성된다.
상기 제A그룹의 3개의 서브밴드주파수대역들의 기준주파수(frequency)는 3432㎒, 3960㎒, 4488㎒이며, 상기 제 B그룹의 2개의 서브밴드주파수대역들의 기준주파수는 5016㎒, 5808㎒이다. 상기 제 C그룹의 4개의 서브밴드주파수대역들의 기준주파수는 6336㎒, 6864㎒, 7392㎒, 7920㎒이며, 상기 제D그룹의 서브밴드주파수대역들의 기준주파수는 8448㎒, 8976㎒, 9504㎒, 10032㎒이다. 상기 제 B그룹에 포함되는 서브밴드주파수대역들은 현재 사용되고 있는 무선 LAN(wireless LAN)에서 사용되는 주파수대역과 겹치며, 상기 D그룹에 포함되는 서브밴드주파수대역들은 현재 기술 수준으로 사용하는 것이 불가능하다.
상술한 바와 같이 UWB 통신 시스템에서 사용하는 기준주파수를 갖는 신호들을 생성하기 위한 구성이 필수적으로 필요하다. 이하 먼저 상기 UWB 통신 시스템의 구조에 대해 알아본 후, UWB 통신시스템에서 사용하는 기준주파수를 갖는 신호들을 생성하는 방안에 대해 알아보기로 한다.
도 2는 UWB 통신시스템 중 수신단의 구조를 도시하고 있다. 상기 UWB 통신시스템에서 사용하는 송신단의 구조는 상기 UWB 통신 시스템의 수신단의 구조와 동일하다.
상기 UWB 통신시스템의 수신단은 안테나(200), 대역통과필터(band pass filter: BPF)(202), 믹서들(204, 206), 저대역통과필터들(low pass filter: LPF)(208, 210), 가변이득증폭기들(variable gain amplifier: VGA)(212, 214), 아날로그-디지털 변환기(analog-digital converter)들(216, 218)과 서브밴드주파수생성부(220)로 구성된다. 상기 구성들 이외에 다른 구성들이 UWB 통신시스템에 포함될 수 있으나, 상기 도 2는 설명의 편의를 위해 상술한 구성만으로 한정하여 도시하고 있다.
상기 안테나(200)는 UWB 통신시스템의 송신단의 송신신호를 무선상으로 전달하거나, 무선상으로 전달되는 신호를 수신한다. 상기 BPF(202)는 전달된 송신신호 중 상기 UWB 통신시스템에서 사용하는 주파수를 갖는 신호만을 추출한다. 일반적으로 상기 UWB 통신시스템에서 사용하는 주파는 3 내지 5㎓를 갖는다. 상기 BPF(202)에서 대역통과된 신호는 믹서들(204, 206)로 전달된다. 상기 믹서(204)는 SBG(220)가 생성한 신호를 전달받는다. 상기 SBG(220)에 대해서는 하기 도 3과 도 4에서 상세하게 알아보기로 한다. 상기 SBG(220)는 생성한 신호들 중 위상천이를 수행하지 않은 신호는 믹서(204)로 전달하고, 90도 위상천이를 수행한 신호는 믹서(206)로 전달한다.
상기 믹서(204)는 전달받은 신호들을 믹싱한 후 LPF(208)로 전달한다. 상기 LPF(208)는 믹싱 과정을 통해 저주파를 갖는 신호에 포함되어 있는 잡음 성분을 제거한다. 또한, 상기 LPF(208)는 UWB 통신시스템에서 사용하는 복수개의 기준주파수(실제 믹싱 과정을 통해 저주파신호로 변환된 기준주파수)들 중 하나의 기준주파수만을 추출하는 동작을 수행한다. 상기 VGA(212)는 전달받은 신호의 크기를 일정하게 보정하는 기능을 수행한다. 상기 ADC(216)는 전달받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 상기 믹서(206), LPF(210), VGA(214), ADC(218)에서 수행되는 동작은 상기 믹서(204), LPF(208), VGA(212), ADC(216)에서 수행되는 동작과 동일하므로 생략하기로 한다.
도 3은 상기 도 2의 SBG(220)의 구성을 도시하고 있다. 상기 SBG(220)는 국부발진기(300), PLL(302), 두 개의 분주기(분주기 %8, 분주기 %2)(304, 306), 두 개의 SSB(single side band)(308, 312), 선택부(310)로 구성된다. 이하 상기 도 3을 이용하여 A그룹에 구성하고 있는 3개의 기준주파수를 생성하는 SBG(220)에 대해 알아보기로 한다.
상기 국부 발진기(300)는 4224㎒의 주파수를 갖는 신호를 생성한다. PLL(302)은 상기 국부 발진기(300)에서 생성한 신호의 주파수를 안정시킨다. 상기 국부발진기(300)로부터 생성된 신호는 분주기(%8)(304)와 SSB(312)로 전달한다. 상기 분주기(%8)(304)은 전달된 신호의 주파수를 8로 분주한다. 따라서, 상기 분주기(%8)(304)로부터 출력되는 신호의 주파수는 528㎒이다. 상기 분주기(%8)(304)에 의해 분주된 신호는 분주기(%2)(306)와 SSB(308)로 전달된다. 상기 분주기(%2)(306)는 전달된 신호의 주파수를 2로 분주한다. 따라서, 상기 분주 기(%2)(306)로부터 출력되는 신호의 주파수는 264㎒이다. 상기 분주기(%2)(306)에 의해 분주된 신호는 SSB(308)와 선택부(310)로 전달된다. 상기 SSB(308)는 전달된 528㎒의 주파수를 갖는 신호와 264㎒의 주파수를 갖는 신호를 믹싱하여 792㎒의 주파수를 갖는 신호를 생성한다. 상기 SSB(308)로부터 생성된 신호는 선택부(310)로 전달된다. 상기 선택부(310)는 전달된 264㎒의 주파수를 갖는 신호와 792㎒의 주파수를 갖는 신호들 중 하나의 신호를 선택하여 SSB(312)로 전달한다.
상기 SSB(312)는 국부발진기(300)로부터 전달된 4224㎒의 주파수를 갖는 신호와 선택부(310)로부터 전달된 264㎒의 주파수를 갖는 신호 내지 792㎒의 주파수를 갖는 신호들 중 선택된 하나의 신호를 믹싱하여 출력한다. 이에 대해 상세하게 알아보면, 상기 선택부(310)로부터 264㎒의 주파수를 갖는 신호가 전달되면, 상기 SSB(312)는 3960㎒, 4488㎒의 주파수를 갖는 신호를 생성하여 출력한다. 상기 선택부(310)로부터 792㎒의 주파수를 갖는 신호가 전달되면, 상기 SSB(312)는 3432㎒의 주파수를 갖는 신호를 생성하여 출력한다. 상기한 구성들을 이용하여 상기 SBG(220)는 3개의 신호들 중 하나를 선택하여 생성한다.
도 4는 SSB의 구조를 상세하게 도시한 SBG의 구조를 다른 도면이다. 상기 도 4에 도시되어 있는 구성들 중 상기 도 3에서 설명한 구성에 대해서는 설명을 생략하기로 한다. 이하, 위상천이부(410, 420)와 SSB(308, 312)를 중심으로 상기 SBG의 구성에 대해 알아본다. 위상천이부들(410, 420)은 전달받은 신호에 대한 위상천이를 수행한 신호와 위상천이를 수행하지 않은 신호를 생성하여 출력한다. 일반적으로 상기 위상천이부(410 또는 420)로부터 출력되는 두 개의 신호는 서로 90도의 위 상차를 갖는다.
이하 상기 SSB(308)의 동작에 대해 알아보기로 한다. 상기 믹서(412)로 IF 신호(위상천이부(410)으로 전달된 신호)의 Q 성분이 입력되며, 상기 믹서(414)로 IF 신호의 I 성분이 입력되는 경우에 대해 알아보기로 한다. 따라서 상기 믹서(412)로 입력되는 IF신호의 Q 성분은
Figure 112004022138419-pat00001
이며, 상기 믹서(414)로 입력되는 IF 신호의 I 성분은
Figure 112004022138419-pat00002
이다. 또한, 상기 믹서(412)는 LO 신호(위상천이부(408)로부터 전달된 신호)의 I 성분이 입력되며, 상기 믹서(414)는 LO 신호의 Q 성분이 입력된다. 상기 믹서들(412, 414)에서 수행되는 동작을 수식을 이용하여 알아본다.
Figure 112004022138419-pat00003
Figure 112004022138419-pat00004
상기 〈수학식 1〉는 상기 믹서(412)에서 수행되는 동작이며, 상기 〈수학식 2〉는 상기 믹서(414)에서 수행되는 동작이다. 상기 믹서들(412, 414)에서 믹싱된 신호는 가산기(416)로 전달된다. 상기 가산기(416)는 상기 믹서들(412, 414)로부터 전달된 신호를 가산한다. 하기 〈수학식 3〉은 상기 가산기(416)에서 수행되는 동작을 나타내고 있다.
Figure 112004022138419-pat00005
상기 〈수학식 3〉에서 나타내고 있는 바와 같이 상기 가산기(416)는 LO 신호의 주파수에서 IF 신호의 주파수가 가산된 주파수를 갖는 신호인 상측파대 신호를 출력한다. 즉, 상기 위상천이부(410)으로부터 528㎒의 주파수를 갖는 신호가 전달되고, 상기 위상천이부(408)로부터 264㎒의 주파수를 갖는 신호가 전달되면 상기 SSB(308)은 792㎒의 주파수를 갖는 신호를 출력한다.
상기 SSB(312)에서 수행되는 동작은 상기 SSB(308)에서 수행되는 동작과 동일하다. 즉, 위상천이부(420)으로부터 4224㎒의 주파수를 갖는 신호가 전달되고, 상기 스위치부(418)로부터 264㎒의 주파수를 갖는 신호가 전달되면 감산기(430)는 3960㎒의 주파수를 갖는 신호를 출력한다. 상기 위상천이부(420)으로부터 4224㎒의 주파수를 갖는 신호가 전달되고, 상기 스위치부(418)로부터 264㎒의 주파수를 갖는 신호가 전달되면 가산기(432)는 4488㎒의 주파수를 갖는 신호를 출력한다. 상기 위상천이부(420)으로부터 4224㎒의 주파수를 갖는 신호가 전달되고, 상기 스위치부(418)로부터 792㎒의 주파수를 갖는 신호가 전달되면 감산기(430)는 3432㎒의 주파수를 갖는 신호를 출력한다. 상기 위상천이부(420)으로부터 4224㎒의 주파수를 갖는 신호가 전달되고, 상기 스위치부(418)로부터 792㎒의 주파수를 갖는 신호가 전달되면 가산기(432)는 5016㎒의 주파수를 갖는 신호를 출력한다.
상술한 바와 같이 상기 SBG는 복수개의 SSB들, 분주기들, 스위치들, 위상 천이부들로 구성됨으로서 상기 SBG에서 소모되는 전력의 양이 많다. 또한 고주파 대역을 사용함으로서 믹싱과정에서 여러 기생성분이 발생하고, 이로 인해 I신호와 Q신호간의 정확한 매칭을 수행할 수 없게 된다. 고주파 대역을 사용함으로서 스위치의 아이솔레이션(isolation) 성능이 떨어진다. 또한 다수의 분주기와 믹서에 의해 하모닉스(harmonics) 성분이 발생함으로서 원하지 않는 주파수를 갖는 신호들이 생성된다. 따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안이 논의된다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 SBG에서 소모되는 전력을 감소시키기 위해 SBG를 구성하고 있는 장치들의 개수를 감소시키는 장치 및 방법을 제안함에 있다.
상기 본 발명의 다른 목적은 고주파 대역을 사용하는 UWB 통신시스템에서 수행되는 동작을 중간 주파수 대역에서 수행되도록 하는 장치 및 방법을 제안함에 있다.
상기한 본 발명의 목적들을 이루기 위해 적어도 2개의 기준주파수들을 이용하여 신호를 송수신하는 광대역 통신 시스템에 있어, 안테나로부터 수신되는 고주파 신호를 저주파 신호로 변환하는 방법에 있어서, 수신된 고주파 신호를 저주파 신호로 변환하기 위해 설정된 주파수를 갖는 생성주파수들을 생성하는 단계; 및 상기 안테나로부터 수신된 고주파 신호의 주파수를 상기 생성주파수들을 이용하여 적 어도 2번 믹싱하는 단계;로 구성됨을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 목적들을 이루기 위해 적어도 2개의 기준주파수들을 이용하여 신호를 송수신하는 광대역 통신 시스템에 있어, 안테나로부터 수신되는 고주파 신호를 저주파 신호로 변환하는 장치에 있어서, 수신된 고주파 신호를 저주파 신호로 변환하기 위해 설정된 주파수를 갖는 생성주파수들을 생성하는 서브밴드생성부(SBG); 및 상기 안테나로부터 수신된 고주파 신호의 주파수를 상기 생성주파수들을 이용하여 적어도 2번 믹싱을 수행하는 적어도 2개의 믹서들;로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 도 2에 의하면 SBG로부터 생성된 신호들은 하나의 믹싱 과정을 통해 LPF로 전달된다. 하지만 본원 발명은 SBG로부터 생성한 신호들이 적어도 두 개의 믹싱 과정을 통해 LPF로 전달하는 방안을 제안한다. 즉, 적어도 두 번의 믹싱 과정을 수행함으로서 고주파 대역을 사용함으로서 발생하였던 문제점을 해결한다.
이하 도면들을 이용하여 본원 발명에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 UWB 통신시스템 중 수신단의 구조를 도시하고 있다. 상기 UWB 통신시스템의 수신단은 안테나(500), BPF(502), 3개의 믹서들(504 내지 508), SBG(510), 두 개의 LPF들(512, 514), 두 개의 VGA들(516, 518), 두 개의 ADC들(520, 522)로 구성된다. 상기 도 5는 수신된 신호를 두 번의 믹싱 과정을 통해 LPF로 전달하는 예를 도시하고 있으나, 사용자의 선택에 따라 적어도 두 번의 믹싱 과정을 수행할 수 있다. 이 경우 믹싱 과정을 수행하는 횟수와 믹서의 개수는 비례한다.
상기 안테나(500)는 UWB 통신시스템의 송신단의 송신신호를 무선상으로 전달하거나, 무선상으로 전달되는 신호를 수신한다. 상기 BPF(502)는 전달된 송신신호 중 상기 UWB 통신시스템에서 사용하는 주파수를 갖는 신호만을 추출한다. 상기 BPF(502)에서 대역통과된 신호는 믹서(504)로 전달된다. 상기 믹서(504)는 SBG(510)가 생성한 신호를 전달받는다. 상기 SBG(510)에 대해서는 하기 도 6과 도 7에서 상세하게 알아보기로 한다. 상기 믹서(504)는 BPF(502)와 SBG(510)로부터 전달받은 신호를 믹싱한 후 믹서들(506, 508)로 전달한다. 상기 믹서(506)는 믹서(504)로부터 전달된 신호와 SBG(510)로부터 전달된 신호에 대한 믹싱 과정을 수행한 후 LPF(512)로 전달한다. 상기 LPF(512)는 믹싱 과정을 통해 저주파를 갖는 신호에 포함되어 있는 잡음 성분을 제거한다. 또한, 상기 LPF(512)는 UWB 통신시스템에서 사용하는 복수개의 기준주파수(실제 믹싱 과정을 통해 저주파신호로 변환된 기준주파수)들 중 하나의 기준주파수만을 추출하는 동작을 수행한다. 상기 VGA(516)는 전달받은 신호의 크기가 일정하게 보정하는 기능을 수행한다. 상기 ADC(520)는 전달받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 상기 믹서(508), LPF(514), VGA(518), ADC(522)에서 수행되는 동작은 상기 믹서(506), LPF(512), VGA(516), ADC(520)에서 수행되는 동작과 동일하므로 생략하기로 한다.
상기 도 5는 UWB 통신 시스템의 수신단의 구조를 도시하고 있으나, 송신단의 구조는 상기 수신단의 역구조로 구성된다. 이하 도 6과 도 7을 이용하여 본 발명에 따른 SBG(510)의 구조에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
상기 도 6은 상기 SBG(510)가 생성하여 출력되는 신호들의 주파수를 도시하고 있다. 특히, 상기 도 6은 상술한 바와 같이 A그룹을 구성하고 있는 기준주파수를 생성하는데 필요한 주파수들을 도시하고 있다. 상기 A그룹을 제외한 다른 그룹들을 구성하고 있는 기준주파수를 생성하는 필요한 주파수들도 상기 도 6과 같은 방법으로 생성할 수 있다.
상기 도 6은 A그룹을 구성하고 있는 기준주파수들을 생성하기 위해 1320㎒의 주파수를 갖는 신호의 I신호와 Q신호, 2640㎒, 2112㎒, 3168㎒의 주파수를 갖는 신호들을 출력한다.
이하, 도 7을 이용하여 상기 SBG(510)에서 1320㎒의 주파수를 갖는 신호의 I신호와 Q신호, 2640㎒, 2112㎒, 3168㎒의 주파수를 갖는 신호들을 생성하는 과정에 대해 알아보기로 한다. 이하 상기 SBG(700)에서 생성되는 주파수를 생성주파수라 한다.
상기 SBG(510)는 국부 발진기(700), PLL(702), 분주기(706), 믹서(708), 선택부(710)로 구성된다. 상기 도 7은 상기 도 2와 비교할 때 SBG를 구성하고 있는 구성들의 개수가 감소되었음을 알 수 있다. 이하 상기 도 7을 이용하여 본 발명에 따른 SBG에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
상기 국부 발진기(700)는 1320㎒와 2640㎒의 주파수를 갖는 신호를 생성한다. 일반적으로 상기 국부 발진기(700)은 1320㎒의 주파수를 생성과 동시에 두 배의 주파수를 갖는 2640㎒의 주파수를 갖는 신호를 생성한다. 또한, 1320㎒의 주파수의 신호들로부터 I신호와 Q신호를 생성한다. 상기 국부 발진기(700)로부터 생성 된 1320㎒의 주파수를 갖는 I신호와 Q신호는 믹서들(506, 508)로 전달된다. 상기 PLL(702)은 상기 국부 발진기(700)에서 생성한 신호의 주파수를 안정화시킨다.
상기 국부발진기(700)로부터 생성된 2640㎒의 주파수를 갖는 신호는 선택부(710), 믹서(708), 분주기(%5)(706)로 전달된다. 상기 분주기(%5)(706)는 전달된 2640㎒의 주파수를 신호의 주파수를 5로 분주한다. 따라서, 상기 분주기(%5)(706)는 전달된 신호를 분주하여 생성한 528㎒의 주파수를 갖는 신호를 상기 믹서(708)로 전달한다. 상기 믹서(708)는 국부 발진기(700)로부터 전달된 2640㎒의 주파수를 갖는 신호와 상기 분주기(%5)(706)로부터 전달된 528㎒의 주파수를 갖는 신호에 대한 믹싱 과정을 수행한다. 상기 믹싱과정을 수행함으로서 상기 믹서(708)는 2112㎒의 주파수를 갖는 신호와 3168㎒의 주파수를 갖는 신호를 생성한다. 상기 믹서(708)에서 생성한 신호들은 선택부(710)로 전달된다. 상기 선택부(710)는 전달된 신호들 중 하나를 선택하고, 상기 선택한 신호들 믹서(504)로 전달한다. 상기 도 7은 상술한 바와 같이 A그룹에 포함된 서브밴드주파수 대역의 기준주파수들을 생성하는 일 예를 도시하고 있다. 하지만, 다른 A그룹을 제외한 다른 그룹에 포함된 서브밴드주파수 대역의 기준주파수들을 생성하는 방법도 상기 도 7과 유사한 과정을 통해 수행할 수 있다.
이하 도 5를 이용하여 믹서들(504 내지 508)에서 수행되는 동작에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
상기 믹서(504)는 상기 BPF로부터 전달된 신호와 상기 SBG로부터 전달된 2112㎒, 2640㎒, 3168㎒의 주파수를 갖는 신호들 중 하나의 신호와 믹싱 과정을 수 행한다. 상기 믹서(504)에서 믹싱 과정을 수행함으로서 상기 BPF로부터 전달된 고주파 성분을 갖는 신호는 중간 주파수 대역의 신호로 변환된다. 상기 중간 주파수 대역의 신호로 변환된 신호는 믹서들(506, 508)로 전달된다.
상기 믹서(506)는 믹서(504)로부터 전달된 중간 주파수 대역 신호와 국부 발진기(700)로부터 전달된 신호(I신호)에 대한 믹싱 과정을 수행한다. 상기 믹서(508) 역시 믹서(504)로부터 전달된 중간 주파수 대역 신호와 국부 발진기(700)로부터 전달된 신호(Q신호)에 대한 믹싱 과정을 수행한다. 상기 도 2와 비교할 때 상기 도 5는 믹서의 개수가 증가되었음을 알 수 있다. 하지만, 상기 믹서들(506, 508)로 전달되는 신호의 주파수는 상기 믹서(504)로 전달되는 신호의 주파수에 비해 저주파이다. 일반적으로 저주파 대역에서 믹싱과정을 수행할 경우 고주파 대역에서 믹싱과정을 수행하는 것보다 믹싱동작의 신뢰도가 높고, 전력소모가 작다. 따라서, 상기 도 5는 상기 도 2에 비해 믹서의 개수는 증가되지만 믹서 자체소모전력이 작다. 또한, 도 7을 살펴보면 간략화된 SBG 구조로 인해 송수신단 전체 실제 소모 전력량은 상기 도 2에 비해 작다.
하기 〈표 1〉은 상기 도 2와 도 5의 각 믹서로 전달되는 신호의 주파수를 비교한 표이다.
도 2 도 5
믹서(204) 믹서(208) 믹서(504) 믹서(506) 믹서(508)
고주파 신호(I신호)(3 내지 5㎓),3432㎒, 3960㎒, 4488㎒ 고주파 신호(Q 신호)(3 내지 5㎓)3432㎒, 3960㎒, 4488㎒ 고주파 신호(3 내지 5㎓), 2112㎒, 2640㎒, 3168㎒ 저주파 신호, 1320(I신호)㎒ 저주파 신호, 1320(Q신호)㎒
상술한 바와 같이 상기 본 발명의 믹서들로 전달되는 신호의 주파수는 종래의 믹서들로 전달되는 신호의 주파수에 비해 저주파임을 알 수 있다. 즉, 전달된 신호들의 고주파를 적어도 2단계의 믹싱과정을 이용하여 저주파로 변환함으로서 각 구성들에서 발생할 수 있는 오류를 감소시킴과 동시에 전력 소모를 감소시킬 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 본원 발명은 UWB 통신시스템의 안테나로부터 전달된 고주파를 적어도 2단계의 믹싱과정을 이용하여 저주파로 변환하는 방안을 제안하고 있다. 이와 같이, 2단계의 믹싱 과정을 수행함으로서 각 구성들에서 소모되는 전력의 양을 감소시킴과 동시에 오류 발생확률이 낮아지게 된다. 또한 본원 발명은 SBG에서 하나의 하나의 주파수에 대해 I신호와 Q신호를 생성하는 방안을 제안함으로서 오류를 줄일 수 있게 된다.

Claims (12)

  1. 적어도 2개의 기준주파수들을 이용하여 신호를 송수신하는 광대역 통신 시스템에 있어, 안테나로부터 수신되는 고주파 신호의 주파수를 변환하는 방법에 있어서,
    수신된 고주파 신호의 주파수를 변환하기 위해 설정된 주파수를 갖는 생성주파수들을 생성하는 단계;
    상기 고주파 신호의 주파수를 상기 생성주파수들 중 일부와 믹싱하는 제1믹싱 단계; 및,
    상기 제1믹싱에 의해 생성된 신호와, 상기 생성주파수들 중 나머지와 믹싱하는 제2믹싱 단계;로 구성됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 2개의 기준주파수들의 주파수는 3432㎒, 3960㎒, 4488㎒임을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 생성주파수들의 주파수는 1320㎒, 2112㎒, 2640㎒, 3168㎒임을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1믹싱 단계는, 수신된 고주파 신호에 대해 2112㎒, 2640㎒, 3168㎒ 중 어느 하나의 생성주파수를 이용하여 믹싱하는 단계이고,
    상기 제2믹싱 단계는, 제1믹싱을 수행한 고주파 신호에 대해 1320㎒를 이용하여 믹싱하는 단계인 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 1320㎒에 대한 I성분과 Q성분을 추출하고, 상기 추출한 I성분과 Q성분 각각을 이용하여 제2믹싱단계를 수행함을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 2112㎒와 3168㎒는,
    상기 2640㎒를 분주기를 이용하여 528㎒를 생성하고, 상기 생성한 528㎒와 상기 2640㎒를 믹싱하여 생성함을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 적어도 2개의 기준주파수들을 이용하여 신호를 송수신하는 광대역 통신 시스템에 있어, 안테나로부터 수신되는 고주파 신호의 주파수를 변환하는 장치에 있어서,
    수신된 고주파 신호의 주파수를 변환하기 위해 설정된 주파수를 갖는 생성주파수들을 생성하는 서브밴드생성부(SBG);
    상기 고주파 신호의 주파수를 상기 서브밴드생성부에서 생성된 상기 생성주파수들 중 일부와 믹싱하는 제1믹서; 및,
    상기 제1믹서에 의해 생성된 신호와, 상기 생성주파수들 중 나머지와 믹싱하는 적어도 하나의 제2믹서를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  8. 제 8항에 있어서, 상기 적어도 2개의 기준주파수들의 주파수는 3432㎒, 3960㎒, 4488㎒임을 특징으로 하는 상기 장치.
  9. 제 9항에 있어서, 상기 SBG는,
    1320㎒, 2112㎒, 2640㎒, 3168㎒의 주파수를 갖는 생성주파수를 생성함을 특징으로 하는 상기 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제1믹서는, 수신된 고주파 신호에 대해 2112㎒, 2640㎒, 3168㎒ 중 어느 하나의 생성주파수를 이용하여 제1믹싱을 수행하며,
    상기 각 제2믹서는, 제1믹싱을 수행한 고주파 신호에 대해 1320㎒를 이용하여 제2믹싱을 수행하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 제2믹서들은,
    상기 SBG로부터 전달된 1320㎒의 I성분과 Q성분 각각을 이용하여 제2믹싱을 수행함을 특징으로 하는 상기 방법.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 SBG는,
    상기 2640㎒를 이용하여 528㎒를 생성하는 분주기;
    상기 생성한 528㎒와 상기 2640㎒를 믹싱하여 상기 2112㎒와 3168㎒를 생성하는 믹서;를 포함함을 특징으로 하는 상기 장H치.
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