KR100629245B1

KR100629245B1 - 이동통신시스템의 잡음전력 차단장치

Info

Publication number: KR100629245B1
Application number: KR1020040090733A
Authority: KR
Inventors: 최상일
Original assignee: 주식회사 피플웍스
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2006-09-27
Also published as: KR20060041499A

Abstract

본 발명은 RF부와 다수의 증폭기들을 구비하여 TDD방식으로 송수신을 실행하는 이동통신시스템에서, 상기 출력증폭기의 입력단에 설치되어 수신모드시에 RF부로부터의 출력신호의 유입을 차단하는 제1 스위치와, 상기 출력증폭기와 출력증폭기사이에 설치되어 수신모드시에 상기 증폭기로부터 출력되는 잡음전력을 차단하는 제2 스위치와, 상기 RF부의 RF입력포트와 RF출력포트로부터 RF신호의 송신 및 수신을 검출하여 절체신호를 생성하는 절체신호 검출부와, 상기 절체신호 검출부의 절체신호에 따라 수신모드 혹은 송신모드에 따라 절체제어신호를 생성하여 출력하는 절체신호 처리부와, 상기 절체신호 처리부의 절체제어신호에 따라 최종단에 위치한 증폭기의 구동전압을 제어하는 파워스위치부를 포함하는 이동통신시스템의 잡음전력 차단장치를 제공한다.

상기와 같은 본 발명은 송신경로와 수신경로상에서 송신 및 수신신호를 검출하여 상기 스위치들의 절체신호로 활용하므로써, 고가의 RF스위치를 사용하지 않고도 TDD방식의 송수신모드를 구현할 수가 있으므로 그에 따라 이동통신시스템의 제조비용도 상당히 개선할 수 있다.

송신경로, 수신경로, 절체신호, 절체신호 검출부, 절체신호 처리부, 파워 스위치부

Description

이동통신시스템의 잡음전력 차단장치{noise power cutoff device of the mobile communication system}

도 1은 종래 TDD방식의 RF스위치를 사용하는 이동통신시스템을 설명하는 설명도.

도 2는 본 발명의 잡음전력 차단장치를 설명하는 설명도.

도 3의 (a)-(b)는 절체신호 검출부의 구성 및 논리표를 설명하는 설명도.

도 4의 (a)-(b)는 파워 스위칭부의 구성 및 논리표를 설명하는 설명도.

도 5는 본 발명의 절체타임을 설명하는 파형도.

<부호의 상세한 설명>

1 : RF부 2A-C : 출력증폭기

3 : 제1 스위치 4 : 제2 스위치

5 : 절체신호 검출부 6 : 절체신호 처리부

7 : 파워스위치부 8 : 제1 다이오드

9 : 제1 인버터 10 : 제2 다이오드

11: 제2 인버터 12: 앤드게이트

13: 플립플롭 14: 스위칭 레귤레이터

15: 제3 스위치 16: 제3 다이오드

17: 제4 스위치 18: 제4 다이오드

19: 프로세서부 20: 아이솔레이터

21: 안테나 22: 이동통신시스템

본 발명은 이동통신시스템의 잡음전력 차단장치에 관한 것으로, 특히 송신경로상에 위치한 증폭기들의 입출력단에 스위치를 구비하고 송신경로와 수신경로상에서 송신 및 수신신호를 검출하여 상기 스위치들의 절체신호로 활용하므로써, 고가의 RF스위치를 사용하지 않는 이동통신시스템의 잡음전력 차단장치에 관한것이다.

일반적으로 무선 데이터 통신(wireless data communication)은 이동중인 사람이 무선 송수신이 가능한 휴대형 단말기를 이용하여 문자, 숫자, 영상 등 각종 데이터를 무선으로 주고 받는 통신기능을 말한다. 즉, 셀룰러폰, 휴대용 컴퓨터, 팩시밀리, 신용카드 조회기등 각종 단말기를이용하여 이동중에 양방향으로 자료를 교환하거나 검색하는 이동 통신체계이다. 그리고, 그러한 무선 테이터 통신을 원할히 이루어지기 위해서 통상 다수의 지역에는 단말기들의 통신신호를 중계해 줄 수 있는 기지국 시스템 혹은 중계기들이 분산 설치되게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래 중계기 및 기지국 시스템은 FDD(Frequency division duplex)방식에서 최근에는 TDD(Time division duplex) 즉, 시분할 전송방식을 사용하고 있는데, 이 시분할 전송방식은 1개의 프레임 내부를 송신용과 수 신용으로 분할하여 1개의 주파수로 양방향통신을 수행하는 통신이다.

그러면, 상기와 같은 종래 TDD방식을 사용하는 이동통신시스템을 도 1을 참고로 살펴보면, 먼저 하위단으로부터 입력된 중간주파신호를 RF신호로 변환하여 출력하거나 혹은 수신된 RF신호를 중간주파신호로 변환하여 출력하는 RF부(70)와, 상기 RF부(70)를 통해 출력된 RF신호들을 다단계로 증폭하는 고출력증폭기들(71-73)과, 상기 고출력증폭기(71-73)로부터 출력된 RF전송신호가 수신모드시 역유입되는 것을 차단하는 아이솔레이터(74)와, 상기 아이솔레이터(74)를 통해 출력된 RF신호를 송신모드에서 안테나(75)를 통해 외부로 전송하고 수신모드에서 아이솔레이터(74)의 출력을 차단하는 RF스위치(76)와, 상기 RF스위치(76)의 스위칭기능을 제어함과 더불어 이동통신시스템(77) 예컨대, 기지국 혹은 중계기의 기능을 제어하는 프로세서부(78)를 포함한다.

여기서, 상기 RF 스위치(76)는 고출력신호의 RF 특성이 열화되지 않도록 Peak to average power ratio(PAPR)를 고려하여 Peak power가 충분히 높은 고출력용 이어야하고, 스위칭 절체시간이 충분히 짧아 절체에 문제가 없는 high speed용이어야 하고, 송신선로와 수신선로간의 상호간섭이 발생하지 않도록 충분히 높은 아이솔레이션을 갖아야 한다.

한편, 상기와 같은 종래 TDD방식을 사용하는 이동통신시스템의 동작을 살펴보면, 먼저, 기지국(77)에서 단말기(도시안됨)로 RF신호를 전송하는 송신모드시 RF부(70)가 그 전송할 RF신호를 일정신호처리하여 고출력증폭기들(71-73)로 출력시킨다. 그러면, 상기 고출력증폭기들(71-73)은 RF부(70)로부터 출력된 RF신호를 다단 계로 고출력증폭시켜 아이솔레이터(74)를 경유하여 RF스위치(76)로 출력시킨다. 이때, 상기 기지국(77)의 프로세서부(78)는 시스템클럭에 동기되어 상기 RF스위치(76)에 송신모드를 위한 절체신호를 입력시킨다. 그러면, 상기 RF스위치(76)는 절체신호에 따라 스위칭모드를 송신모드로 절체시키게 되는데, 이때, 상기 RF스위치(76)는 아이솔레이터(74)를 경유하여 RF출력신호를 안테나(75)를 통해 외부로 방출시킨다.

반면에, 상기 RF스위치(76)는 상기 프로세서부(78)로부터 수신모드를 위한 절체신호가 입력될 경우 수신모드로 절체하여 아이솔레이터(74)를 경유하는 송신경로를 차단시키고 안테나(75)를 통해 입력되는 외부의 RF신호를 RF부(70)로 스위칭시킨다.

그러나, 상기와 같은 종래 TDD방식을 사용하는 이동통신시스템은 송신경로상에 위치한 증폭기들이 증폭이득이 매우 높은 고출력증폭기들이기 때문에 최종단에서 스위칭하는 RF스위치는 수신모드시 이들 증폭기들의 노이즈를 차단하기위해 높은 출력 차단특성을 갖아야하므로 그에 따라 매우 고가의 소자를 사용해야 하며, 또한, 상기 RF 스위치는 삽입손실이나 아이솔레이션특성, 절체특성등에서 매우 뛰어난 특성을 나타내야하므로 그에 따라 이 RF스위치로 인하여 이동통신시스템의 만족스런 설계가 매우 어렵다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 고가의 RF스위치를 사용하지 않고도 TDD방식의 송수신모드를 구현할 수가 있으 므로 그에 따라 이동통신시스템의 제조비용도 상당히 개선할 수 있는 이동통신시스템의 잡음전력 차단장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 최종단의 출력신호를 그대로 사용하므로 RF 스위치로 인한 발열현상이나 구동을 위한 고전압이 필요없어 그에 따라 이동통신시스템의 동작 신뢰성도 상당히 향상시키는 이동통신시스템의 잡음전력 차단장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 RF부와 다수의 증폭기들을 구비하여 TDD방식으로 송수신을 실행하는 이동통신시스템에서, 상기 출력증폭기의 입력단에 설치되어 수신모드시에 RF부로부터의 출력신호의 유입을 차단하는 제1 스위치와, 상기 출력증폭기와 출력증폭기사이에 설치되어 수신모드시에 상기 증폭기로부터 출력되는 잡음전력을 차단하는 제2 스위치와, 상기 RF부의 RF입력포트와 RF출력포트로부터 RF신호의 송신 및 수신을 검출하여 절체신호를 생성하는 절체신호 검출부와, 상기 절체신호 검출부의 절체신호에 따라 수신모드 혹은 송신모드에 따라 절체제어신호를 생성하여 출력하는 절체신호 처리부와, 상기 절체신호 처리부의 절체제어신호에 따라 최종단에 위치한 증폭기의 구동전압을 제어하는 파워스위치부를 포함하는 이동통신시스템의 잡음전력 차단장치를 제공한다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명 장치는 도 2에 도시된 바와같이 하위단으로부터 입력된 중간주파신호를 RF신호로 변환하여 출력하거나 혹은 수신된 RF신호를 중간주파신호로 변환하 여 출력하는 RF부(1)와, 상기 RF부(1)의 출력신호를 다단계로 증폭하여 출력하는 출력증폭기들(2A-C)과, 상기 출력증폭기(2A-C)의 입력단에 설치되어 수신모드시에 RF부(1)로부터의 출력신호의 유입을 차단하는 제1 스위치(3)와, 상기 출력증폭기(2A-C)와 출력증폭기(2A-C)사이에 설치되어 수신모드시에 증폭기들(2A-C)로부터 출력되는 잡음전력을 차단하는 제2 스위치(4)와, 상기 RF부(1)의 RF입력포트와 RF출력포트로부터 RF신호의 송신 및 수신을 검출하여 절체신호를 생성하는 절체신호 검출부(5)와, 상기 절체신호 검출부(5)의 절체신호에 따라 수신모드 혹은 송신모드에 따라 절체제어신호를 생성하여 출력하는 절체신호 처리부(6)와, 상기 절체신호 처리부(6)의 절체제어신호에 따라 최종단에 위치한 증폭기의 구동전압을 제어하는 파워스위치부(7)로 이루어진다.

그리고, 상기 절체신호 검출부(5)는 도 3의 (a)에 도시된 바와같이 RF부(1)의 RF출력포트에 연결되어 RF부(1)의 출력신호(TX)를 검출하는 제1 다이오드(8)와, 상기 제1 다이오드(8)의 출력신호를 인버팅시키는 제1 인버터(9)와, 상기 RF부(1)의 RF입력포트에 연결되어 RF부(1)의 입력신호(RX)를 검출하는 제2 다이오드(10)와, 상기 제2 다이오드(10)의 출력신호를 인버팅시키는 제2 인버터(11)와, 상기 제1 인버터(9)와 제2 인버터(11)의 출력신호를 앤드조합하여 출력하는 앤드게이트(12)와, 상기 앤드게이트(12)의 출력신호에 따라 절체신호를 출력하는 플립플롭(13)으로 이루어진다.

여기서, 상기 플립플롭(13)은 T-플립플롭을 사용하며, 도 3의 (b)에 도시된 논리표와 같이 동작된다.

또한, 상기 절체신호 처리부(6)는 도 4의 (a)에 도시된 바와같이 상기 절체신호 처리부(6)의 송신모드 절체 제어신호에 따라 턴온되어 스위칭 레귤레이터(14)의 전압(VDD1)을 출력하는 제3 스위치(15)와, 상기 제3 스위치(15)의 출력전압을 증폭기(2C)로 공급하는 제3 다이오드(16)와, 상기 절체신호 처리부(6)의 수신모드 절체 제어신호에 따라 턴온되어 드레인 억제 전압(VDD2)을 출력하는 제4 스위치(17)와, 상기 제4 스위치(17)의 출력전압을 증폭기(2C)로 공급하는 제4 다이오드(18)로 구성된다.

여기서, 상기 제3 스위치(15)와 제4 스위치(17)는 반도체 스위치을 사용할 수도 있다.

또한, 상기 제3 스위치(15)와 제4 스위치(17)는 도 4의 (b)에 도시된 논리표와 같이 동작된다. 그리고, 상기 제3 다이오드(16)와 제4 다이오드(18)는 서로에 대해 역방향으로 설치된다.

다음에는 상기와 같은 본 발명 장치의 작용,효과를 설명한다.

본 발명 장치는 먼저 절체신호 검출부(5)의 제1 다이오드(8)와 제2 다이오드(10)가 현재 RF부(1)가 송신상태인지 혹은 수신상태인지를 체킹하게된다. 이때, 상기 RF부(1)가 프로세서부(19)의 송신모드 제어하에 RF신호를 일정신호처리하여 외부의 단말기(도시안됨)로 전송할 경우 그 해당 RF신호를 증폭기(2A)로 출력시킨다. 여기서, 상기와 같이 송신모드가 실행될 경우 즉, 도 3의 (a-b)에 도시된 바와같이 RF신호(HIGH)가 출력될 경우 상기 절체신호 검출부(5)의 제1 다이오드(8)가 이를 검출하여 제1 인버터(9)를 통해 인터팅시킨 다음 앤드게이트(12)로 전송한다. 물론 이때, 상기 절체신호 검출부(5)의 제2 다이오드(10)는 RF부(1)에 외부로부터 수신되는 RF수신신호가 없으므로 즉, 도 3의 (b)에서처럼 "로우"상태이므로 제2 인버터(9)를 통해 인버팅된 하이신호를 앤드게이트(12)로 출력한다. 따라서, 상기 앤드게이트(12)는 절체신호를 발생시키지 않고 현상태 즉, 송신모드상태를 유지한다.

그러므로, 상기 절체신호 검출부(5)의 출력신호가 송신모드상태이므로 절체신호 처리부(6)는 제1 스위치(3) 및 제2 스위치(4), 제3 스위치(15) 및 제4 스위치(17)를 구동시킨다.

따라서, 상기 RF부(1)는 제1 스위치(3)와 제2 스위치(4)가 턴온됨에 따라 전송되는 RF신호를 제1 스위치(3)를 경유하여 증폭기들(2A-C)로 출력시킨다. 그리고, 상기 증폭기들(2A-C)은 입력된 RF신호들을 일정레벨로 증폭시켜 제2 스위치(4)를 경유하여 최종단에 위치한 증폭기(2C)로 출력시킨다. 또한, 상기 증폭기(2C)는 입력된 RF신호를 일정레벨로 증폭하여 아이솔레이터(20)와 안테나(21)를 통해 외부로 방출한다. 여기서, 상기 증폭기(2C)는 현재 송신모드상태에 있기 때문에 상기 파워 스위치부(7)의 제3 다이오드(16)로부터 정상동작전압(VDD1)을 공급받아 정상동작한다(이때, 제4 스위치는 턴오프상태임).

그런데, 상기 과정중에 절체신호 검출부(5)의 제1 다이오드(8)와 제2 다이오드(10)가 송신 혹은 수신신호를 검출하지 못해 도 5에 도시된 바와같이 가드타임(GUARD TIME)에 위치할 경우 각기 로우신호를 검출함에 따라 제1 인버터(9)와 제2 인버터(11)를 거처 하이신호로 변환된 다음 앤드게이트(12)로 입력된다. 따라서, 상기 절체신호 검출부(5)의 플립플롭(13)은 절체제어신호를 생성하여 절체신호 처 리부(6)로 출력시킨다. 그러면, 상기 절체신호 처리부(6)는 절체제어신호를 제1 스위치(3)와 제2 스위치(4), 제3 스위치(15) 및 제4 스위치(17)로 출력시킨다.

즉, 상기 이동통신시스템(22)을 수신모드로 전환하여 제1 스위치(3)와 제2 스위치(4)를 턴오프시켜 RF부(1)로부터 출력되는 모든 신호를 차단하고 그와 동시에 파워 스위치부(7)의 제3 스위치(15)와 제4 스위치(17)로도 제어신호를 인가하여 제3 스위치(15)는 턴오프시키고 제4 스위치(17)는 턴온시킨다.

따라서, 상기 파워 스위치부(7)의 제4 스위치(17)가 턴온됨에 따라 VDD2 전압 즉, 증폭기(2C)를 최소 활성영역에 있도록 해주는 Drain 전압만을 증폭기(2C)로 공급하게된다. 따라서, 상기 증폭기(2C)는 상기 드레인전압에 의해 최소의 증폭이득을 가지므로 증폭된 잡음 전력이 수신 감도에 영향을 주지 않는다.

한편, 상기와 같이 이동통신시스템(22)이 수신모드로 절체된 후에 상기 절체신호 검출부(5)의 제2 다이오드(10)가 수신신호를 검출할 경우 플립플롭(13)은 현상태 즉, 수신모드상태를 유지하여 절체제어신호를 출력하지 않는다.

따라서, 상기 이동통신시스템(22)은 상기와 같이 송신경로가 완전히 차단된 상태에서 증폭기들(2A-C)의 잡음전력에 영향을 받지않은 상태로 RF신호를 수신신호처리하게된다.

여기서, 상기 절체작용은 도 5의 (a)-(b)에 도시된 바와같이 계속 반복적으로 실행된다.

이상 설명에서와 같이 본 발명은 송신경로상에 위치한 증폭기들의 입출력단 에 스위치를 구비하고 송신경로와 수신경로상에서 송신 및 수신신호를 검출하여 상기 스위치들의 절체신호로 활용하므로써, 고가의 RF스위치를 사용하지 않고도 TDD방식의 송수신모드를 구현할 수가 있으므로 그에 따라 이동통신시스템의 제조비용도 상당히 개선할 수 있는 장점을 가지고 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 최종단의 출력신호를 그대로 사용하므로 RF 스위치로 인한 발열현상이나 구동을 위한 고전압이 필요없어 그에 따라 이동통신시스템의 동작 신뢰성도 상당히 향상시키는 효과도 있다.

Claims

RF부와 다수의 증폭기들을 구비하여 TDD방식으로 송수신을 실행하는 이동통신시스템에 있어서,

상기 출력증폭기의 입력단에 설치되어 수신모드시에 RF부로부터의 출력신호의 유입을 차단하는 제1 스위치와, 상기 출력증폭기와 출력증폭기사이에 설치되어 수신모드시에 상기 증폭기로부터 출력되는 잡음전력을 차단하는 제2 스위치와, 상기 RF부의 RF입력포트와 RF출력포트로부터 RF신호의 송신 및 수신을 검출하여 절체신호를 생성하는 절체신호 검출부와, 상기 절체신호 검출부의 절체신호에 따라 수신모드 혹은 송신모드에 따라 절체제어신호를 생성하여 출력하는 절체신호 처리부와, 상기 절체신호 처리부의 절체제어신호에 따라 최종단에 위치한 증폭기의 구동전압을 제어하는 파워스위치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 잡음전력 차단장치.
제1항에 있어서, 상기 절체신호 검출부는 RF부의 RF출력포트에 연결되어 RF부의 출력신호(TX)를 검출하는 제1 다이오드와, 상기 제1 다이오드의 출력신호를 인버팅시키는 제1 인버터와, 상기 RF부의 RF입력포트에 연결되어 RF부의 입력신호(RX)를 검출하는 제2 다이오드와, 상기 제2 다이오드의 출력신호를 인버팅시키는 제2 인버터와, 상기 제1 인버터와 제2 인버터의 출력신호를 앤드조합하여 출력하는 앤드게이트와, 상기 앤드게이트의 출력신호에 따라 절체신호를 출력하는 플립플롭 으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 잡음전력 차단장치.
제2항에 있어서, 상기 플립플롭은 T-플립플롭인 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 잡음전력 차단장치.
제1항에 있어서, 상기 절체신호 처리부는 상기 절체신호 검출부의 송신모드 절체 제어신호에 따라 턴온되어 스위칭 레귤레이터의 전압(VDD1)을 출력하는 제3 스위치와, 상기 제3 스위치의 출력전압을 증폭기(2C)로 공급하는 제3 다이오드와, 상기 절체신호 처리부의 수신모드 절체 제어신호에 따라 턴온되어 드레인 억제 전압(VDD2)을 출력하는 제4 스위치와, 상기 제4 스위치의 출력전압을 증폭기(2C)로 공급하는 제4 다이오드로 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 잡음전력 차단장치.
제4항에 있어서, 상기 제3 스위치와 제4 스위치는 반도체 스위치인 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 잡음전력 차단장치.