KR100616168B1 - 무선 랜 시스템의 신호 보상 회로 및 방법 - Google Patents

무선 랜 시스템의 신호 보상 회로 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 간섭 신호에 대한 신호를 보상한다는 것으로, 이를 위하여 본 발명은, PN 코드(Pseudo Noise code)를 이용하여 이러한 중첩에 의한 간섭을 해결하는 종래 방법과는 달리, 신호 보상 회로의 수신단에서 저 잡음 증폭되어 입력되는 무선신호를 중간주파수와 혼합하여 DC 수준의 신호로 주파수 다운컨버팅을 수행하고, 커플러를 통해 분리된 무선 신호를 디지털 신호로 변환하며, 디지털 신호의 간섭이 발생하는지를 체크하고, 간섭이 발생하는 대역을 차단하여 간섭에 따른 신호의 왜곡이 보상된 변환 신호를 전달하거나 혹은 신호의 왜곡이 보상된 신호를 송신할 경우 신호 보상 회로의 송신단에서 보상 변환된 신호를 PN 코드를 이용하여 혼합하고, DC 수준의 신호로 주파수 다운컨버팅된 신호를 중간 주파수와 혼합하여 주파수 업컨버팅하여 간섭에 따른 신호의 왜곡이 보상된 신호를 송신함으로써, 무선 랜 시스템에서 간섭에 따른 신호의 왜곡을 효과적으로 보상할 수 있는 것이다.

Description

무선 랜 시스템의 신호 보상 회로 및 방법{CIRCUIT AND METHOD FOR COMPENSATION SIGNAL IN WIRELESS LAN SYSTEM}
도 1은 본 발명에 따라 무선 랜 시스템에서 수신단의 경우 ADC 회로와 모듈레이터를 이용하여 간섭 신호에 대한 신호의 왜곡을 보상하고, 송신단의 경우 변환된 신호와 PN 코드를 이용하여 보상된 신호를 송신하는데 적합한 신호 보상 회로의 블록구성도,
도 2는 본 발명에 따라 무선 랜 시스템의 신호 보상 회로에서 무선 신호를 수신하는 경우 ADC 회로와 모듈레이터를 이용하여 간섭 신호에 대한 신호의 왜곡을 보상하는 과정을 도시한 플로우차트
도 3a는 간섭에 따른 신호의 왜곡이 발생하는 주파수 대역에 대한 정보를 예시한 도면이고, 3b는 간섭에 따른 신호의 왜곡이 보상 변환된 신호의 주파수 대역에 대한 정보를 예시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
102 : LNA 104 : 수신 믹서기
106 : 커플러 108, 110 : ADC 회로
112 : 모듈레이터 114 : 믹서기
116 : 송신 믹서기 118 : PA
본 발명은 간섭 신호에 따른 신호 왜곡을 보상하는 회로 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간섭 주파수 대역에 대한 변환된 신호를 이용하여 간섭 신호에 따른 왜곡된 신호를 보상하는데 적합한 무선 랜 시스템의 신호 보상 회로 및 방법에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 무선 랜 시스템이라 함은 트위스트 페어(twist pair), 동축케이블, 광파이버(optical fiber) 등과 같은 유선 전송선로를 이용하는 유선 랜(wire lan)과는 달리 대기를 통해서 전송 신호를 전달하는 시스템을 말하는 것으로, 크게는 신호를 생성·송신하는 전송기(transmitter) 부분, 무선 신호가 목적지까지 도달하는 경로인 채널(channel), 그리고 도달한 신호를 수신·처리하는 수신기 (receiver)로 구성된다.
또한, 무선 랜 시스템의 기술 발전으로 무선 개인망 시스템을 이용한 사무실, 일반 가정에서의 무선 통신망 구축이 보편화되고 있으나, 다수의 독립군을 갖는 빌딩이나 다수의 가구가 밀집되어 있는 아파트 같은 환경에서 동종 또는 이종간 무선 랜 및 무선 개인망들 간에 상호 간섭이 발생한다.
그리고, 현재 상용화되고 있는 무선 랜 시스템은 2.4-2.4835GHz의 주파수 대역에서 동작하는데 직접 확산 스펙트럼(DDS : Direct Spread Spectrum)방식은 전술한 주파수 대역을 5MHz간격으로 분할하여 14개의 채널을 구성하고, 사무실이나 가 정에서 하나의 무선 랜 시스템을 구성할 경우 14개 채널 중 하나의 채널을 사용하는데 인접 지역에서 다른 무선 랜 시스템을 설치하면 이들간의 주파수 간격은 최소 30MHz 이상이 확보되어야 하며, 밀집 지역에서 4개 이상의 무선 랜 시스템을 설치할 경우 사용 주파수 구간의 중복으로 인해 혼선이나 간섭이 발생한다.
또한, 주파수 호핑 확산 스펙트럼(FHS : Frequency Hopping Spread Spectrum)방식은 독립된 무선 랜 또는 무선 개인망간의 주파수 호핑 패턴이 각각 랜덤한 특성을 갖기 때문에 다수의 무선 랜 또는 무선 개인망 시스템을 설치할 수 있지만, 밀집 지역내에서 다수의 독립된 무선 랜 또는 무선 개인망 시스템을 설치하면 주파수 중복 확률이 그 만큼 증가하기 때문에 신호 왜곡에 의한 간섭도 증가한다.
따라서, 확산 스펙트럼 방식의 특성상 간섭 신호에 비해 넓은 주파수 스펙트럼을 갖게 되어 주파수의 중첩은 피할 수 없는데, 종래에는 PN 코드(Pseudo Noise code)를 이용하여 이러한 중첩에 의한 간섭을 해결하지만(즉, 송신 시에 신호와 이진코드를 이용하여 잡음을 만들어낸 PN 코드를 곱하여 전체적으로 잡음처럼 변환된 신호를 전송하면, 수신 시에 PN 코드를 다시 곱하여 신호로 변환함으로써 간섭을 해결), 실제 간섭 신호가 매우 클 경우 ADC 회로에서 세츄레이션(saturation) 및 잡음 층(noise floor)의 증가 등의 영향으로 간섭에 따른 신호의 왜곡이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 모듈레이터를 통해 간섭 주파수 대역을 차단하는 변환된 신호를 전달하여 간섭에 따른 신호의 왜곡을 보상할 수 있는 무선 랜 시스템의 신호 보상 회로 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 관점에 따른 본 발명은, 무선으로 통신하는 무선 랜 시스템에서 간섭에 따른 신호의 왜곡을 보상하는 신호 보상 회로로서, 상기 신호 보상 회로의 수신단에서 저 잡음 증폭되어 입력되는 무선신호를 중간주파수와 혼합하여 DC 수준의 신호로 주파수 다운컨버팅을 수행하여 커플러로 전달하는 수신 믹서기와, 상기 커플러를 통해 분리된 무선 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC 회로와, 상기 ADC 회로를 통해 변환된 디지털 신호의 간섭이 발생하는지를 체크하고, 간섭이 발생하는 대역을 차단하여 변환된 신호를 출력하는 모듈레이터를 포함하는 무선 랜 시스템의 신호 보상 회로를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점에 따른 본 발명은, 무선으로 통신하는 무선 랜 시스템에서 간섭에 따른 신호의 왜곡을 보상하는 신호 보상 방법으로서, 저 잡음 증폭되어 입력된 무선 신호를 믹서기를 통해 중간 주파수와 혼합하여 DC 수준의 신호로 주파수 다운컨버팅을 수행하여 커플러로 전달하는 단계와, 상기 커플러를 통해 분리된 무선 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC 회로로 인가하는 단계와, 상기 디지털 신호에 대해 모듈레이터를 이용하여 기준값과 비교하여 시간축과 주파수축에서 간섭이 발생하는지를 체크하는 단계와, 상기 간섭이 발생할 경우 간섭이 발생하는 대역에 신호를 차단하여 변환된 신호를 출력하는 단계를 포함하는 무선 랜 시스템의 신호 보상 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명은, PN 코드(Pseudo Noise code)를 이용하여 이러한 중첩에 의한 간섭을 해결하는 종래 방법과는 달리, 무선 랜 시스템에서 수신단의 경우 ADC 회로와 모듈레이터를 이용하여 간섭 신호에 대한 신호의 왜곡이 보상된 변환 신호를 전달하고, 송신단의 경우 변환된 신호와 PN 코드를 이용하여 보상된 신호를 송신한다는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 무선 랜 시스템에서 수신단의 경우 ADC 회로와 모듈레이터를 이용하여 간섭 신호에 대한 신호의 왜곡을 보상하고, 송신단의 경우 변환된 신호와 PN 코드를 이용하여 보상된 신호를 송신하는데 적합한 신호 보상 회로의 블록구성도로서, LNA(102), 수신 믹서기(104), 커플러(106), ADC 회로(108, 110), 모듈레이터(112), 믹서기(114), 송신 믹서기(116), PA(118)을 포함한다.
도 1을 참조하면, 무선 랜 시스템의 수신단에서 LNA(102)는 저 잡음 증폭기(Low Noise Amplifier)로서, RF(Radio Frequency) 수신단에서 수신된 전력은 감쇄 및 잡음의 영향으로 인해 매우 낮은 전력레벨을 갖고 있는데, 이에 따라 반드 시 증폭이 필요하고, 이미 외부에서 많은 잡음을 포함해서 날아온 신호이기 때문에 무엇보다도 잡음을 최소화하는 증폭기능이 필요하며, NF(잡음지수 : Noise Figure, 증폭기의 입력신호와 출력신호의 비)가 낮도록 동작점과 매칭포인트를 잡아서 설계된 증폭기로서, 보통 1.5-2.5 사이의 NF 값이 요구된다. 또한, LNA(102)는 잡음을 최소화하여 증폭된 RF 신호를 중간 주파수로 혼합하여 주파수 다운컨버팅을 수행하도록 믹서기(104)로 전달한다.
그리고, 수신 믹서기(104)는 두 주파수 성분을 합성하여 그 차이에 해당하는 주파수 신호만 검출하는 회로로서, 수신된 무선 신호 주파수의 중간 주파수 변환을 위해 도시 생략된 국부 발진기(local oscillator)로부터 발생된 중간주파수가 입력되는데, 무선 신호는 수신 믹서기(104)에서 입력된 중간주파수와 혼합되어 DC 수준의 중간주파수 신호로 주파수 변환된다.
다음에, 커플러(coupler, 106)는 하나의 신호에서 특정 전력만큼만 추출해내고자 하거나 혹은 전력을 특정비율로 배분하거나 신호의 특성을 조사하기 위해 샘플링(sampling) 하고 싶을 때 사용하는데, 수신 믹서기(104)를 통해 주파수 다운컨버팅된 신호를 같은 전위의 신호로 분리하여 ADC 회로(108, 110)로 전달한다.
한편, ADC 회로(108, 110)는 ADC는 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸는 변환 장치로서, 연속적인 값을 표현하는 아날로그 형태로 구성된 신호를 입력 받아서 이산적인 양의 값을 표현하는 디지털 형태의 신호로 변환하여 주는 장치를 말하는데, ADC 회로(108)에서는 분리된 무선 신호를 디지털 신호로 변환하고, 다른 ADC 회로(110)에서는 기준값보다 큰 출력을 나타내는 간섭 신호의 주파수 대역을 시간 과 주파수에 따른 정보로써 모듈레이터(112)에 전달한다.
그리고, 모듈레이터(112)는 ADC 회로(110)로부터 제공되는 신호에서 간섭이 발생하는 시간 대역에 신호를 차단하여 변환된 신호를 전달함으로써, 간섭에 따른 신호의 왜곡을 보상하여 변환된 신호를 전달한다.
한편, 간섭에 따른 신호의 왜곡이 보상된 신호를 송신할 경우, 무선 랜 시스템의 송신단에서는 이진코드를 이용해서 잡음을 만들어내는 PN 코드를 이용하여 믹서기(114)를 통해 간섭에 따른 신호의 왜곡 현상이 보상 변환된 신호를 혼합하여 송신 믹서기(116)로 전달하고, 송신 믹서기(116)에서는 DC 수준의 신호로 주파수 다운컨버팅된 신호를 중간 주파수와 혼합하여 주파수 업컨버팅하고, PA(Power Amplifier, 118)로 전달하면, PA(118)에서는 RF 신호로 출력할 수 있도록 증폭하여 송신한다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 무선 랜 시스템의 신호 보상 회로에서 ADC 회로와 모듈레이터를 이용하여 간섭 신호에 대한 신호의 왜곡을 보상하는 과정에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명에 따라 무선 랜 시스템의 신호 보상 회로에서 무선 신호를 수신하는 경우 ADC 회로와 모듈레이터를 이용하여 간섭 신호에 대한 신호의 왜곡을 보상하는 과정을 도시한 플로우차트이다.
도 2를 참조하면, 무선 랜 시스템의 신호 보상 회로에서 RF(Radio Frequency) 신호를 수신할 경우에(단계202), LNA(저 잡음 증폭기, 102)를 통해 감쇄 및 잡음으로 인한 낮은 레벨의 전력을 갖는 신호를 잡음을 최소화하여 증폭한다(단계204).
그리고, 믹서기(104)에서는 수신된 무선 신호 주파수의 중간 주파수 변환을 위해 도시 생략된 국부 발진기(local oscillator)로부터 발생된 중간주파수가 입력되는데, 무선 신호는 입력된 중간주파수와 혼합되어 DC 수준의 중간주파수 신호로 주파수 변환된다(단계206).
다음에, 커플러를 통해 분리된 무선 신호는 디지털 신호로 변환하기 위해 각각의 ADC 회로로 전달된다(단계208). 여기에서, 변환된 디지털 신호에서 기준값보다 큰 출력을 보이는 간섭 신호의 주파수 대역을 시간으로 환산하여 간섭 신호에 대한 정보에 따라 모듈레이터(112)에서 간섭 발생을 체크한다(단계210).
상기 단계(210)에서의 체크 결과, 간섭이 발생하지 않을 경우 변환된 디지털 신호를 무선 랜 시스템으로 전달하고, 간섭이 발생할 경우 모듈레이터(112)에서는 제공되는 정보로부터 간섭이 발생하는 대역을 차단하는 변환된 신호를 생성한 후에(단계214), 무선 랜 시스템에 간섭 신호에 따른 신호의 왜곡이 보상된 신호를 제공한다(단계216).
따라서, 무선 랜 시스템의 신호 보상 회로에서 무선 신호를 수신하는 경우 ADC 회로와 모듈레이터를 이용하여 간섭 신호의 정보에 따라 간섭 발생 대역을 차단하는 변환된 신호를 생성 전달하여 간섭 신호에 따른 신호의 왜곡을 보상할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 무선 랜 시스템에서 무선 신호를 수신할 경우 간섭 신호에 대한 신호의 왜곡을 보상하는 과정에 대해 설명하였으나, 보상된 신호를 송 신할 경우에는 모듈레이터를 통해 보상 변환된 신호를 PN 코드를 이용하여 혼합하고, 주파수 업컨버팅하며, 송신 가능하도록 증폭하여 간섭에 따른 신호의 왜곡이 보상된 무선 신호를 송신할 수 있음도 물론이다.
이상 설명한 것과 같이 본 발명은, PN 코드(Pseudo Noise code)를 이용하여 이러한 중첩에 의한 간섭을 해결하는 종래 방법과는 달리, 신호 보상 회로의 수신단에서 저 잡음 증폭되어 입력되는 무선신호를 중간주파수와 혼합하여 DC 수준의 신호로 주파수 다운컨버팅을 수행하고, 커플러를 통해 분리된 무선 신호를 디지털 신호로 변환하며, 디지털 신호의 간섭이 발생하는지를 체크하고, 간섭이 발생하는 대역을 차단하여 간섭에 따른 신호의 왜곡이 보상된 변환 신호를 전달하거나 혹은 신호의 왜곡이 보상된 신호를 송신할 경우 신호 보상 회로의 송신단에서 보상 변환된 신호를 PN 코드를 이용하여 혼합하고, DC 수준의 신호로 주파수 다운컨버팅된 신호를 중간 주파수와 혼합하여 주파수 업컨버팅하여 간섭에 따른 신호의 왜곡이 보상된 신호를 송신함으로써, 무선 랜 시스템에서 간섭에 따른 신호의 왜곡을 효과적으로 보상할 수 있는 것이다.

Claims (4)

  1. 무선으로 통신하는 무선 랜 시스템에서 간섭에 따른 신호의 왜곡을 보상하는 신호 보상 회로로서,
    상기 신호 보상 회로의 수신단에서 저 잡음 증폭되어 입력되는 무선신호를 중간주파수와 혼합하여 DC 수준의 신호로 주파수 다운컨버팅을 수행하여 커플러로 전달하는 수신 믹서기와,
    상기 커플러를 통해 분리된 무선 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC 회로와,
    상기 ADC 회로를 통해 변환된 디지털 신호의 간섭이 발생하는지를 체크하고, 간섭이 발생하는 대역을 차단하여 변환된 신호를 출력하는 모듈레이터
    를 포함하는 무선 랜 시스템의 신호 보상 회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 신호 보상 회로는, 송신단에서 상기 모듈레이터를 통해 변환된 신호를 PN 코드를 이용하여 혼합하는 믹서기와,
    상기 믹서기를 통해 혼합된 신호를 중간 주파수와 혼합하여 주파수 업컨버팅을 수행하는 송신 믹서기와,
    상기 송신 믹서기를 통해 주파수 업컨버팅된 신호를 증폭하여 안테나를 통해 송신하는 증폭기
    를 더 포함하는 무선 랜 시스템의 신호 보상 회로.
  3. 무선으로 통신하는 무선 랜 시스템에서 간섭에 따른 신호의 왜곡을 보상하는 신호 보상 방법으로서,
    저 잡음 증폭되어 입력된 무선 신호를 믹서기를 통해 중간 주파수와 혼합하여 DC 수준의 신호로 주파수 다운컨버팅을 수행하여 커플러로 전달하는 단계와,
    상기 커플러를 통해 분리된 무선 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC 회로로 인가하는 단계와,
    상기 디지털 신호에 대해 모듈레이터를 이용하여 기준값과 비교하여 시간축과 주파수축에서 간섭이 발생하는지를 체크하는 단계와,
    상기 간섭이 발생할 경우 간섭이 발생하는 대역에 신호를 차단하여 변환된 신호를 출력하는 단계
    를 포함하는 무선 랜 시스템의 신호 보상 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 변환된 신호를 PN 코드를 이용하여 혼합하고 주파수 업컨버팅하여 간섭 신호에 대한 신호의 왜곡을 보상한 무선 신호를 증폭 송신하는 단계를 더 포함하는 무선 랜 시스템의 신호 보상 방법.
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