KR100657770B1

KR100657770B1 - 무선통신용 로컬신호 발생 장치 및 로컬신호 생성 방법과이를 이용한 무선통신 시스템의 기지국

Info

Publication number: KR100657770B1
Application number: KR1020060019218A
Authority: KR
Inventors: 임현준
Original assignee: 포스데이타 주식회사
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2006-12-14
Also published as: WO2007100199A1; US20100165891A1

Abstract

본 발명은 무선통신용 로컬신호 발생 장치 및 로컬신호 생성 방법과 이를 이용한 무선통신 시스템의 기지국에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, IF 로컬신호를 생성하고, 상기 생성된 IF 로컬신호를 송신측 및 수신측으로 구분하여 출력하는 IF 로컬부와, RF 로컬신호를 생성하고, 상기 생성된 RF 로컬신호를 송신측 및 수신측으로 구분하여 출력하는 RF 로컬부를 포함하며, 상기 IF 로컬부는, 상기 IF 로컬신호를 생성하는 제1 주파수합성기와, 상기 제1 주파수합성기에서 출력된 IF 로컬신호를 입력받아 송신용 IF 로컬신호와 수신용 IF 로컬신호로 분배하는 제1 분배기를 포함하고, 상기 RF 로컬부는, 상기 RF 로컬신호를 생성하는 제2 주파수합성기와, 상기 제2 주파수합성기에서 출력된 RF 로컬신호를 입력받아, 송신용 RF 로컬신호와 수신용 RF 로컬신호를 구분하여 스위칭하는 스위치를 포함함으로써, 하나의 주파수합성기를 이용하여 송수신용 로컬신호를 생성할 수 있도록 최적화된 회로 구성을 제공하고, 송수신용 IF 로컬신호를 생성함에 있어, 스위치 대신 분배기를 사용하여 IF 로컬신호의 생성에 따른 스프리어스의 발생을 미연에 방지하고 위상잡음 특성을 향상시킬 수 있는 것이다.

또한, 하나의 주파수합성기에 의해 송수신 로컬신호를 생성할 수 있어, 본 발명에 의한 로컬 장치의 크기가 소형화됨은 물론, 상기 로컬신호 발생 장치의 원가를 절감할 수 있는 것이다.

Description

무선통신용 로컬신호 발생 장치 및 로컬신호 생성 방법과 이를 이용한 무선통신 시스템의 기지국{Local signal generator for wireless telecommunication and local signal generation method and Radio Access System of wireless telecommunication system using the same}

도 1은 일반적인 무선통신 시스템을 나타낸 구성도이다.

도 2는 도 1의 기지국의 주요 구성을 나타낸 도면이다.

도 3는 FDD방식을 이용한 무선통신 시스템에서의 기지국 트랜시버 로컬부를 나타낸 구성도이다.

도 4는 본 발명에 적용되는 TDD방식을 이용한 무선통신 시스템에서의 기지국 트랜시버 로컬부를 나타낸 구성도이다.

도 5는 본 발명에 의한 무선통신용 로컬신호 발생 장치의 일 예를 나타낸 상세구성도이다.

도 6은 본 발명에 의한 무선통신용 로컬신호 생성 방법에 대한 순서도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 제1 주파수합성기 112 : 제1 분배기

300 : 제2 분배기 114 : 제3 분배기

210 : 제2 주파수합성기 212 : 스위치

214 : 제4 분배기 118 : 제5 분배기

218 : 제6 분배기

본 발명은 무선통신용 로컬신호 발생 장치 및 로컬신호 생성 방법과 이를 이용한 무선통신 시스템의 기지국에 관한 것으로, 보다 상세하게는 송수신용 RF 및 IF 로컬신호를 각각 하나의 로컬부에서 생성하며, IF 로컬신호는 분배기를 사용하고 RF 로컬신호는 스위칭 동작에 의해 송수신 경로를 선택하여 출력함으로써, 회로의 구성을 최적화할 수 있는 무선통신용 로컬신호 발생 장치 및 로컬신호 생성 방법에 관한 것이다.

전자, 통신 기술이 발달함에 따라 무선통신망(Wireless Network)을 이용하여 음성통화, 데이터 전송, 인터넷 등의 다양한 서비스를 제공하고 있으며, 상기와 같은 무선통신망을 이용하기 위한 통신방식으로는 서로 다른 송수신주파수를 이용하는 주파수분할 이중화(Frequency Division Duplex : 이하 'FDD'라 함)방식과 동일한 송수신주파수를 이용하는 시분할 이중화(Time Division Duplex : 이하 'TDD'라 함)방식이 있다.

최근에는, 사용자가 보행 또는 주행을 하게 되는 이동환경에서 고속으로 인터넷에 접속하여 필요한 정보를 이용할 수 있는 휴대인터넷이 보급되고 있으며, 이러한 휴대인터넷의 일반적인 구성은 도 1에 나타난 바와 같다. 먼저, 사용자가 자 신이 휴대한 단말기(PSS : Portable Subscriber Station)(10)를 통해 무선인터넷 서비스를 받기 위해서는, 상기 단말기(10)가 기지국(RAS : Radio Access System)(20) 및 제어국(ACR : Access Control Router)(30)을 통해 인증서버(40)와 사용자에 대한 인증을 수행하며, 상기 사용자에 대한 인증이 완료되면, 사용자는 상기 단말기(10)를 이용하여 공용 IP 망(60)을 통해 인터넷을 이용하게 된다. 여기서, 도 1에 나타난 사업자 IP 망(50)은 상기 제어국(30)과 인증서버(40)가 데이터를 전송할 수 있는 유무선통신망을 말한다.

상기와 같은 휴대인터넷 시스템의 기지국(20)은 도 2에 나타난 바와 같이, 휴대단말기(10)와 무선신호를 송수신하는 안테나(21)와, 상기 안테나(21)로 송수신되는 신호를 처리하는 프론트-엔드(Front-End)(23)와, 송신신호를 증폭하는 증폭기(25)와, IF 및 RF를 업/다운 컨버팅(Converting)하는 트랜시버(Transceiver)(27) 및 상기 트랜시버(27)를 제어하고 송수신 신호를 체크하며 전송채널을 제어하는 채널제어부(29)를 포함하여 구성된다. 특히, 상기 트랜시버(27)는 송수신 신호의 주파수를 변환하는 장치로, 무선통신 시스템의 가장 중요한 구성요소 중 하나이다. 이하에서, 상기 트랜시버(27)에 대해 보다 상세히 살펴보기로 한다.

FDD방식의 무선통신 시스템에서 기지국의 트랜시버는 도 3에 나타난 바와 같이, 주파수합성기(511), 대역통과필터(513), 증폭기(515), 분배기(517), 감쇄저항(519) 등으로 구성된 수신측 로컬부(510)와, 주파수합성기(521), 대역통과필터(523), 증폭기(525), 감쇄저항(529) 등으로 구성된 송신측 로컬부(520)로 구성된 로컬(Local) 장치를 포함한다.

상기 수신측 로컬부(510)의 동작을 살펴보면, 기준 신호를 동기로 하여 상기주파수합성기(511)의 출력이 수신주파수 로컬신호로 출력되면, 상기 수신주파수 로컬신호는 상기 대역통과필터(513)에서 고조파(Harmonic) 성분이 제거되며, 상기 증폭기(515)에서 특정한 크기를 갖도록 증폭된 후, 상기 분배기(517)로 입력된다. 상기 분배기(517)로 입력된 수신주파수 로컬신호는 수신경로의 수에 따라 분배되어 출력되며, 각 수신경로에 구성된 감쇄저항(R)(5191 내지 519L)(L은 자연수)에 의해 수신주파수 로컬신호의 출력레벨이 조절된다. 여기서, 상기 수신경로의 수는 당업자의 요구에 따라 둘 이상으로 구성될 수 있음은 당연하다.

그리고, 상기 송신측 로컬부(520)의 동작을 살펴보면, 기준 신호를 동기로 하여 상기 주파수합성기(521)의 출력이 송신주파수 로컬신호로 출력되면, 상기 송신주파수 로컬신호는 상기 대역통과필터(523)에서 고조파 성분이 제거되며, 상기 증폭기(525)에서 특정한 크기를 갖도록 증폭된 후, 상기 감쇄저항(R)(529)에 의해 송신주파수 로컬신호의 레벨이 조절된다.

따라서, 서로 다른 송수신주파수에 의해 통신하는 FDD방식의 무선통신 시스템에서 기지국의 트랜시버는, FDD방식의 특성상 송신주파수 및 수신주파수에 대응되는 주파수합성기가 개별적으로 구성된 수신측 로컬부(510)와 송신측 로컬부(520)를 각각 포함해야 하므로, 상기 수신측 로컬부(510)와 송신측 로컬부(520)로 구성된 로컬장치의 크기가 커지고 비용이 증가되며, 서로 다른 송수신 주파수를 이용하므로 서비스 제공 비용이 상승되는 문제점이 있다.

한편, 무선통신망에서 사용되는 통신방식의 하나인 TDD방식은 양방향 통신을 위한 상향링크(Up-Link)와 하향링크(Down-Link)가 동일한 주파수 대역을 이용하기 때문에, 타임슬롯의 동적 할당으로 비대칭(Asymmetric)전송이나 버스트(Burst)전송이 가능하다는 기술적인 특성 이외에도 FDD방식에 비해 1/2의 주파수대역으로 서비스를 제공할 수 있는 장점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 TDD방식에 의해 데이터를 송수신하는 무선통신 시스템의 기지국 트랜시버로서, 특히 TDD방식을 이용한 휴대인터넷 시스템의 기지국 트랜시버에 구성되는 로컬신호 발생 장치 및 로컬신호 생성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 휴대인터넷 시스템에 TDD방식을 적용함에 있어, IF 로컬신호의 스위칭에 따른 스프리어스의 발생을 미연에 방지하고 위상잡음 특성을 향상시키도록 한 무선통신용 로컬신호 발생 장치 및 로컬신호 생성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 송수신용 RF 및 IF 로컬신호를 각각 하나의 로컬부에서 생성하고, RF 로컬신호만을 스위칭 동작에 의해 송수신 경로를 선택하도록 함으로써, 로컬신호 발생 장치의 회로구성을 최적화할 수 있는 무선통신용 로컬신호 발생 장치 및 로컬신호 생성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기와 같은 목적을 달성하는 무선통신용 로컬신호 발생장치 및 로컬신호 생성 방법을 이용한 무선통신 시스템의 기지국을 제공하는 것이다.

상기 목적을 위하여, 본 발명에 따른 무선통신용 로컬신호 발생 장치는, IF 로컬신호를 생성하고, 상기 생성된 IF 로컬신호를 송신측 및 수신측으로 구분하여 출력하는 IF 로컬부와, RF 로컬신호를 생성하고, 상기 생성된 RF 로컬신호를 송신측 및 수신측으로 구분하여 출력하는 RF 로컬부를 포함하며, 상기 IF 로컬부는, 상기 IF 로컬신호를 생성하는 제1 주파수합성기와, 상기 제1 주파수합성기에서 출력된 IF 로컬신호를 입력받아 송신용 IF 로컬신호와 수신용 IF 로컬신호로 분배하는 제1 분배기를 포함하고, 상기 RF 로컬부는, 상기 RF 로컬신호를 생성하는 제2 주파수합성기와, 상기 제2 주파수합성기에서 출력된 RF 로컬신호를 입력받아, 송신용 RF 로컬신호와 수신용 RF 로컬신호를 구분하여 스위칭하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 스위치는 단말기와 기지국 간의 송수신 구간에 동기화되어 스위칭하는 것이 바람직하다.

따라서, 하나의 주파수합성기에 의해 송수신 로컬신호의 생성이 가능함은 물론, RF 로컬신호를 스위칭 동작에 의해 송수신 경로를 선택하도록 함으로써, 로컬신호 발생 장치의 회로구성을 최적화 할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 무선통신용 로컬신호 발생 방법은, IF 로컬신호를 생성하는 단계와, 상기 IF 로컬신호를 분배기에 의해 송수신용 IF 로컬신호로 분배하는 단계를 포함하는 송수신용 IF 로컬신호 생성 방법과, RF 로컬신호를 생성하는 단계와, 상기 RF 로컬신호는 스위치에 의해 송수신용 RF 로컬신호로 분배하는 단계 를 포함하는 송수신용 RF 로컬신호 생성 방법을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 무선통신 시스템의 기지국은, 휴대단말기와 무선신호를 송수신하는 안테나; 상기 안테나를 통해 송수신되는 송수신 신호를 처리하고, 수신신호를 트랜시버로 전송하는 프론트-엔드; IF 로컬신호 및 RF 로컬신호를 생성하고, 상기 생성된 IF 로컬신호는 분배기를 거쳐 송신용 IF 로컬신호와 수신용 IF 로컬신호로 분배하며, 상기 생성된 RF 로컬신호는 스위치에 의해 송신용 RF 로컬신호와 수신용 RF 로컬신호를 출력하는 로컬신호 발생 장치에 의해 RF신호 및 IF신호의 주파수를 업/다운 컨버팅하여 출력하는 트랜시버; 상기 트랜시버에서 출력되는 송신신호를 증폭하여 상기 프론트-엔드로 전송하는 증폭기; 및 상기 트랜시버를 제어하고 송수신 신호를 체크하며 전송채널을 제어하는 채널제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 참고로, 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하였다.

먼저, TDD방식의 무선통신 시스템에서 기지국 트랜시버의 로컬신호 발생장치는 도 4에 나타난 바와 같이, 수신로컬부(410)와 송신로컬부(420) 및 스위치(430)로 구성된다.

상기 수신로컬부(410)는 주파수합성기(411), 대영통과필터(413), 증폭기(415), 분배기(417), 감쇄저항(419) 등을 포함하여 구성된다. 상기 주파수합성기(411)에서 수신용 로컬신호가 출력되면, 상기 수신용 로컬신호는 대역통과필터 (413)에서 고조파 성분이 제거되며, 이 수신용 로컬신호는 증폭기(415)를 거쳐 특정한 크기를 갖도록 증폭된다. 상기 증폭기(415)에서 출력된 신호는 휴대단말기와 기지국 간의 송수신 구간에 대응되도록 스위칭 동작을 하는 스위칭부(430)로 입력되며, 수신 구간일 경우 상기 증폭기(415)에서 출력된 신호는 분배기(417)를 거쳐, 감쇄저항(R)(4191 내지 419m)(m은 자연수)에 의해 수신용 로컬신호의 출력레벨이 조절되어 출력된다.

상기 송신로컬부(420)는 주파수합성기(421), 대역통과필터(423), 증폭기(425), 감쇄저항(429) 등을 포함하여 구성된다. 상기 주파수합성기(421)에서 송신용 로컬신호가 출력되면, 상기 송신용 로컬신호는 대역통과필터(423)에서 고조파 성분이 제거되며, 이 송신용 로컬신호는 증폭기(425)를 거쳐 특정한 크기를 갖도록 증폭된다. 상기 증폭기(425)에서 출력된 신호는 휴대단말기와 기지국 간의 송수신 구간에 대응되도록 스위칭 동작을 하는 스위칭부(430)로 입력되며, 송신 구간일 경우 상기 증폭기(425)에서 출력된 신호는 송신용 로컬신호의 출력레벨을 조절하는 감쇄저항(429)을 거쳐 출력된다.

따라서, TDD방식의 무선통신 시스템에서 기지국의 트랜시버는, 하나의 주파수합성기에 의해 송수신 주파수의 제어가 가능하기 때문에, 비대칭전송이나 버스트전송이 가능하며, FDD방식에 비해 1/2의 주파수대역으로 서비스를 제공할 수 있는 것이다.

한편, 상기 로컬신호는 RF 로컬신호 및 IF로컬신호로 구분되며, 상기 기지국 안테나를 통해 송수신되는 RF신호를, 기저 대역과 캐리어(Carrier) 주파수 사이의 중간 주파수를 갖는 IF신호로 컨버팅하여 중계기 등과의 인터페이스에 사용하게 된다.

따라서, 기지국 시스템은 단말기로부터 RF신호(예를 들어, 2.345GHz의 신호)가 수신되면, 상기 RF 로컬신호(예를 들어, 2.205GHz의 신호)에 의해 상기 RF신호를 주파수 다운 컨버팅하여, 잡음신호 등을 제거하기 위한 필터링 등에 사용되는 IF신호(예를 들어, 140MHz의 신호)를 생성하며, 상기 IF신호는 IF 로컬신호(예를 들어, 130MHz의 신호)에 의해 주파수 다운 컨버팅되어 디지털 신호처리를 위한 주파수를 갖는 신호(예를 들어, 10MHz의 신호)로 변환된다. 송신의 경우에는 상기 수신의 경우에 역순으로 각각 업 컨버팅 된다. 즉, 상기 RF 로컬신호는 RF신호와 IF신호의 주파수 업/다운 컨버팅을 위한 것이고, 상기 IF 로컬신호는 IF신호와 디지털 신호의 주파수 업/다운 컨버팅을 위한 것이다.

상기 도 4와 같은 로컬신호 발생장치를 사용하는 경우에는, 상기 RF신호를 다운 컨버팅하여 IF신호로 변환하게 되면 필터링 등에 의해 잡음신호 등이 제거되므로, 상기 RF 로컬신호의 생성과정에서 스위칭 동작에 의해 스프리어스(Spurious)가 발생된다 하더라도 상기 필터링 등의 과정에 의해 충분히 제거될 수 있으나, IF 로컬신호는 상기 IF신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 주파수 다운 컨버팅에 사용되기 때문에, 상기 IF 로컬신호를 생성함에 있어 스위칭 동작에 의해 스프리어스가 발생하는 것을 미연에 방지해야 할 필요가 있다.

따라서, 본 발명은 TDD방식의 무선통신 시스템에서, 송수신용 RF 및 IF 로컬신호를 각각 하나의 로컬부에서 생성하고, 상기 IF 로컬신호를 생성함에 있어 스프 리어스가 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 도 5와 같은 무선통신용 로컬신호 발생장치를 제안한다.

도 5는 상기와 같은 요구에 따른 본 발명에 의한 무선통신용 로컬신호 발생 장치의 일 예를 나타낸 구성도로서, IF 로컬신호를 생성하고, 상기 생성된 IF 로컬신호를 송신측 및 수신측으로 구분하여 출력하는 IF 로컬부(100)와, RF 로컬신호를 생성하고, 상기 생성된 RF 로컬신호를 송신측 및 수신측으로 구분하여 출력하는 RF 로컬부(200)로 구성된다.

상기 IF 로컬부(100)는 IF 로컬신호를 생성하기 위한 제1 주파수합성기(110), 상기 IF 로컬신호를 송신용 IF 로컬신호 및 수신용 IF 로컬신호로 분배하여 출력하는 제1 분배기(112), 상기 수신용 IF 로컬신호를 둘 이상으로 분배하여 출력하는 제3 분배기(114), 상기 제3 분배기(114)의 출력신호의 레벨을 조절하는 감쇄저항(R)(1161 내지 116n)(n은 자연수), 송신용 IF 로컬신호 및 모니터링 신호를 분배하여 출력하는 제5 분배기(118), 상기 IF 로컬신호의 고조파 성분을 제거하는 저대역통과필터(LPF)(120)를 포함하여 구성된다.

상기 RF 로컬부(200)는 RF 로컬신호를 생성하기 위한 제2 주파수합성기(210), 상기 RF 로컬신호를 송신용 RF 로컬신호 및 수신용 RF 로컬신호로 분배하여 출력하는 스위치(212), 상기 수신용 RF 로컬신호를 둘 이상으로 분배하여 출력하는 제4 분배기(214), 상기 제4 분배기(214)의 출력신호의 레벨을 조절하는 감쇄저항(R)(2161 내지 216n)(n은 자연수), RF 로컬신호 및 모니터링 신호를 분배하여 출력하는 제6 분배기(218), 상기 제6 분배기(218)에서 출력되는 반사파를 제거하는 아 이솔레이터(220), 상기 제6 분배기(218)에서 출력되는 RF 로컬신호를 증폭하는 증폭기(222), 온도변화에 따라 상기 RF 로컬신호를 보상하는 온도패드(TP)(224), 상기 RF 로컬신호의 고조파 성분을 제거하는 대역통과필터(BPF)(226)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 도 5에 나타난 구성은 무선통신 시스템의 기지국을 나타낸 도 2의 트랜시버(24)에 포함됨은 당연하다.

이하에서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 무선통신용 로컬신호 발생 장치에 대하여 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

특정 주파수를 갖는 동기신호(예를 들어, 10MHz의 정현파 신호)가 제2 분배기(300)로 입력되면, 상기 제2 분배기(300)는 입력된 동기신호를 분배하여 상기 IF 로컬부(100)의 제1 주파수합성기(110)와 RF 로컬부(200)의 제2 주파수합성기(210)의 동기신호로 제공하게 된다(S100). 여기서, 상기 제1 주파수합성기(110)와 제2 주파수합성기(210)에 각각 동기신호를 제공할 수도 있으나, 이러한 경우에는 상기 제1 주파수합성기(110)와 제2 주파수합성기(210)에 동기신호를 제공하기 위한 회로구성이 필요하게 되므로, 본 발명에 나타난 바와 같이 하나의 동기신호를 입력받아 분배기로 분배하여 상기 제1 주파수합성기(110)와 제2 주파수합성기(210)에 입력함으로써, 회로의 구성을 최적화할 수 있는 것이다. 또한, 상기 동기신호는 기지국 전체 시스템 또는 기지국내에 구성된 장치들 중 어느 하나 이상의 장치에 제공되는 동기신호를 말한다.

상기 제1 주파수합성기(110)는 상기 제2 분배기(300)로부터 제공되는 동기신호에 대응하여 IF 로컬신호를 생성(S102)하며, 상기 제1 주파수합성기(110)에서 생 성된 IF 로컬신호는 상기 제1 분배기(112)로 입력된다. 이때, 바람직하게는 상기 제1 주파수합성기(110)에서 생성되어 출력되는 IF 로컬신호는 저대역통과필터(120)를 거쳐 고조파 성분이 제거된 후(S104), 상기 제1 분배기(112)로 입력된다.

상기 제1 분배기(112)로 입력된 IF 로컬신호는 송신용 IF 로컬신호와 수신용 IF 로컬신호로 분배되어 출력되며(S106), 상기 수신용 IF 로컬신호는 제3 분배기(114)에서 분배되어 둘 이상의 출력단(Rx_IF)으로 출력되고(S108), 상기 송신용 IF 로컬신호는 하나 이상의 출력단(Tx_IF)으로 출력된다. 여기서, 상기 IF 로컬신호의 송수신 출력단의 개수는 당업자의 요구에 따라 다양하게 적용될 수 있음은 당연하다. 그리고, 상기 수신용 IF 로컬신호 출력단(Rx_IF)에는, 출력되는 수신용 IF 로컬신호의 레벨을 조절하기 위한 둘 이상의 감쇄저항(1161 내지 116n)(n은 자연수)이 구성되며, 상기 송신용 IF 로컬신호 출력단(Tx_IF)에는, 출력되는 송신용 IF 로컬신호의 레벨을 조절하기 위한 하나 이상의 감쇄저항(116')이 구성된다.

또한, 상기 제1 분배기(112)와 송신용 IF 로컬신호 출력단(Tx_IF) 사이에는 제5 분배기(118)를 구성하여, 상기 제1 분배기(112)에서 출력된 송신용 IF 로컬신호를 입력받아 둘 이상의 출력단으로 분배하여 출력하며, 상기 제5 분배기(118)의 출력단 중 어느 하나의 출력단으로 출력되는 신호는, 상기 송신용 IF 로컬신호 출력단(Tx_IF)으로 출력되는 송신용 IF 로컬신호로 사용하고, 상기 제5 분배기(118)의 출력단 중 다른 하나의 출력단으로 출력되는 신호는, IF 로컬신호를 모니터링하는 신호(IF M_S)로 사용한다(S110).

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 상기 제1 주파수합성기(110) 하나에 의 해 송수신용 IF 로컬신호의 생성이 가능하게 되므로, 본 발명에 의한 IF 로컬신호 발생 장치의 구성을 최적화하여 로컬 장치의 크기가 소형화됨은 물론, 상기 로컬 장치의 원가를 절감할 수 있는 것이다. 특히, 분배기를 이용하여 IF 수신용 로컬신호 및 IF 송신용 로컬신호를 출력함으로써, 스위치의 동작에 따른 스프리어스의 발생을 미연에 방지하고 위상잡음 특성을 향상시킬 수 있는 것이다.

한편, 상기 제2 주파수합성기(210)는 상기 제2 분배기(300)로부터 제공되는 동기신호에 대응하여 RF 로컬신호를 생성하며(S112), 상기 제2 주파수합성기(210)에서 생성된 RF 로컬신호는 단말기와 기지국 간의 송수신 구간에 동기화되어 작동되는 스위치(212)로 입력된다.

상기 스위치(212)로 입력된 RF 로컬신호는 상기 스위치(212)의 스위칭동작에 의해 송신용 RF 로컬신호와 수신용 IF 로컬신호로 분배되어 출력되며(S124), 상기 수신용 RF 로컬신호는 제4 분배기(214)에서 분배되어 둘 이상의 출력단(Rx_RF)으로 출력되고(S126), 상기 송신용 RF 로컬신호는 하나 이상의 출력단(Tx_RF)으로 출력된다. 여기서, 상기 RF 로컬신호의 송수신 출력단의 개수는 당업자의 요구에 따라 다양하게 적용될 수 있음은 당연하다. 그리고, 상기 수신용 RF 로컬신호 출력단(Rx_RF)에는, 출력되는 수신용 RF 로컬신호의 레벨을 조절하기 위한 둘 이상의 감쇄저항(2161 내지 216n)(n은 자연수)이 구성되며, 상기 송신용 RF 로컬신호 출력단(Tx_RF)에는, 출력되는 송신용 RF 로컬신호의 레벨을 조절하기 위한 하나 이상의 감쇄저항(216')이 구성된다.

또한, 상기 제2 주파수합성기(210)와 스위치(212) 사이에는 제6 분배기(218) 를 구성하여, 상기 제2 주파수합성기(210)에서 출력된 RF 로컬신호를 입력받아 둘 이상의 출력단으로 출력하며, 상기 제6 분배기(218)의 출력단 중 어느 하나의 출력단으로 출력되는 신호는 상기 스위치(212)에 입력되도록 하고, 상기 제6 분배기(218)의 출력단 중 다른 하나의 출력단으로 출력되는 신호는 RF 로컬신호를 모니터링하는 신호(RF M_S)로 사용한다(S116).

한편, 상기 제2 주파수합성기(210)와 제6 분배기(218) 사이에는 아이솔레이터(220)를 구성하며, 상기 아이솔레이터(220)는 상기 제6 분배기(218)에서 발생되는 반사파가 상기 제2 주파수합성기(210)로 입력되는 것을 방지하는 것이다(S114). 또한, 상기 제6 분배기(218)와 스위치(212) 사이에는 증폭기(222), 온도패드(224) 및 대역통과필터(BPF)(226)를 구성하며, 상기 제6 분배기(218)의 출력단 중 어느 하나의 출력단으로 출력되는 RF 로컬신호는 상기 증폭기(222)를 거쳐 증폭된 후(S118), 상기 온도패드(224)를 통해 온도에 따른 신호의 보상이 이루어지며(S120), 상기 대역통과필터(226)에서 고조파 성분이 제거되어 상기 스위치(121)로 입력된다(S122).

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 상기 제2 주파수합성기(210) 하나에 의해 송수신용 RF 로컬신호의 생성이 가능하게 되므로, 본 발명에 의한 로컬신호 발생 장치의 크기가 소형화됨은 물론, 상기 로컬신호 발생 장치의 원가를 절감할 수 있는 것이다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

예컨대, 본 발명에 의한 무선통신용 로컬신호 발생 장치는, 무선통신 시스템의 고정기지국 트랜시버에 포함되는 것이나 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 무선통신용 로컬 장치는 당업자의 요구에 따라 이동식 기지국, 차량 등의 이동수단, 휴대단말기 등에 소형화되어 탑재가 가능함은 당연하다.

그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따르면, 하나의 주파수합성기에 의해 송수신 로컬신호의 생성이 가능하게 되므로, 본 발명에 의한 로컬 장치의 크기가 소형화됨은 물론, 상기 로컬 장치의 원가를 절감하는 효과를 가진다.

본 발명에 따르면, 스위치를 사용하지 않고 분배기를 통해 IF 로컬신호의 송수신 경로를 분배함으로써, 스위치의 동작에 따른 스프리어스의 발생을 미연에 방지하며, IF신호를 디지털 신호로 변환함에 있어, 위상잡음 특성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

본 발명에 따르면, RF 로컬신호는 단순한 회로구성에 의한 스위칭 동작으로 송수신 경로를 선택하도록 함으로써, 로컬 장치의 회로구성을 최적화할 수 있는 효과를 가진다.

Claims

TDD방식을 이용하는 무선통신에서 로컬신호를 생성하는 로컬신호 발생 장치로서,

상기 로컬신호 발생 장치는,

IF 로컬신호를 생성하고, 상기 생성된 IF 로컬신호를 송신측 및 수신측으로 구분하여 출력하는 IF 로컬부와,

RF 로컬신호를 생성하고, 상기 생성된 RF 로컬신호를 송신측 및 수신측으로 구분하여 출력하는 RF 로컬부를 포함하며,

상기 IF 로컬부는, 상기 IF 로컬신호를 생성하는 제1 주파수합성기와, 상기 제1 주파수합성기에서 출력된 IF 로컬신호를 입력받아 송신용 IF 로컬신호와 수신용 IF 로컬신호로 분배하는 제1 분배기를 포함하고,

상기 RF 로컬부는, 상기 RF 로컬신호를 생성하는 제2 주파수합성기와, 상기 제2 주파수합성기에서 출력된 RF 로컬신호를 입력받아, 송신용 RF 로컬신호와 수신용 RF 로컬신호를 구분하여 스위칭하는 스위치를 포함하는 무선통신용 로컬신호 발생 장치.
제 1항에 있어서,

상기 스위치는, 단말기와 기지국 간의 송수신 구간에 동기화되어 스위칭되는 것을 특징으로 하는 무선통신용 로컬신호 발생 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

시스템의 동기신호를 입력받아, 상기 제1 주파수합성기와 제2 주파수합성기에 동기신호를 제공하는 제2 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신용 로컬신호 발생 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 IF 로컬부는, 상기 수신용 IF 로컬신호를 입력받아 둘 이상의 출력단으로 분배하여 출력하는 제3 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신용 로컬신호 발생 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 IF 로컬부는, 상기 제1 분배기에서 출력된 송신용 IF 로컬신호를 입력받아, 송신용 IF 로컬신호 및 모니터링 신호로 분배하는 제5 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신용 로컬신호 발생 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 IF 로컬부는, 상기 제1 주파수합성기에서 출력된 IF 로컬신호의 고조파성분을 제거하여 상기 제1 분배기로 전송하는 저대역통과필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신용 로컬신호 발생 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 RF 로컬부는, 상기 수신용 RF 로컬신호를 입력받아 둘 이상의 출력단으로 분배하여 출력하는 제4 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신용 로컬신호 발생 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 RF 로컬부는, 상기 제2 주파수합성기에서 출력된 RF 로컬신호를 입력받아, 상기 스위치로 입력되는 RF 로컬신호 및 모니터링 신호로 분배하는 제6 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신용 로컬신호 발생 장치.
제 8항에 있어서,

상기 RF 로컬부는,

상기 제6 분배기에서 발생되는 반사파가 상기 제2 주파수합성기로 입력되는 것을 방지하는 아이솔레이터;

상기 제6 분배기에서 출력되는 RF 로컬신호를 증폭하는 증폭기;

상기 증폭기에서 증폭된 신호를 온도에 따라 보상하는 온도패드 및

상기 온도패드에서 보상된 신호의 고조파 성분을 제거하여 상기 스위치로 전송하는 대역통과필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신용 로컬신호 발생 장치.
TDD방식을 이용하는 무선통신용 로컬신호 생성 방법으로서,

a) 기저대역과 RF신호의 중간주파수를 갖는 IF신호를 IF 주파수합성기를 이용하여 IF 로컬신호로 변환하는 단계와,

b) 상기 IF 로컬신호를 분배기에 의해 송신용 IF 로컬신호 및 수신용 IF 로컬신호로 분배하는 단계와,

c) 상기 TDD 구간 중 하향링크 구간 동안 상기 송신용 IF 로컬신호를 송신경로(Tx)로 출력하고, 상기 TDD 구간 중 상향링크 구간 동안 상기 수신용 IF 로컬신호를 분배기에 의해 둘 이상의 수신경로(Rx)로 출력하는 단계를 포함하는 무선통신용 로컬신호 생성 방법.
제 10항에 있어서,

상기 단계 a)에서,

상기 IF 로컬신호는 시스템의 동기신호에 응답하여 RF 로컬신호와 동기되는 것을 특징으로 하는 무선통신용 로컬신호 생성 방법.
제 10항 또는 제 11항에 있어서,

상기 수신경로는 4개의 Rx를 지원하고, 상기 송신경로는 1개의 Tx를 지원하는 것을 특징으로 하는 무선통신용 로컬신호 생성 방법.
제 10항 또는 제 11항에 있어서,

상기 단계 b) 전에,

상기 송신용 IF 로컬신호를 분배기에 의해 송신용 IF 로컬신호 및 모니터링 신호로 분배하여 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신용 로컬신호 생성 방법.
제 10항 또는 제 11항에 있어서,

상기 단계 a) 이후에,

상기 IF 로컬신호의 고조파성분을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신용 로컬신호 생성 방법.
TDD방식을 이용하는 무선통신용 로컬신호 생성 방법으로서,

a) RF신호를 RF 주파수합성기를 이용하여 RF 로컬신호로 변환하는 단계와,

b) 상기 TDD 구간 중 상향링크 구간에 상기 수신용 RF 로컬신호를 스위치에 의해 스위칭하고, 상기 TDD 구간 중 하향링크 구간에 상기 송신용 RF 로컬신호를 상기 스위치에 의해 스위칭하는 단계와,

c) 상기 상향링크 구간 동안 상기 수신용 RF 로컬신호를 분배기에 의해 둘 이상의 수신경로(Rx)로 출력하고, 상기 하향링크 구간 동안 상기 송신용 IF 로컬신호를 송신경로(Tx)로 출력하는 단계를 포함하는 무선통신용 로컬신호 생성 방법.
제 15항에 있어서,

상기 RF 로컬신호는 단말기와 기지국 간의 송수신 구간에 동기화되어 동작되는 스위치에 의해 송신용 RF 로컬신호 및 수신용 RF 로컬신호로 분배되는 것을 특징으로 하는 무선통신용 로컬신호 생성 방법.
제 15항에 있어서,

상기 RF 로컬신호는 시스템의 동기신호를 제공받아 생성되는 것을 특징으로 하는 무선통신용 로컬신호 생성 방법.
제 15항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 단계 a) 이후에,

상기 RF 로컬신호를 분배기에 의해 RF 로컬신호 및 모니터링 신호로 분배하여 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신용 로컬신호 생성 방법.
제 18항에 있어서,

상기 단계 a) 이후에,

a-1) 분배기에 의해 발생되는 반사파를 제거하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신용 로컬신호 생성 방법.
제 18항에 있어서,

상기 단계 a) 이후에,

a'-1) 상기 분배기에 의해 분배된 RF 로컬신호를 증폭하는 과정;

a'-2) 상기 증폭된 신호를 온도에 따라 보상하는 과정; 및

a'-3) 상기 보상된 신호의 고조파 성분을 제거하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신용 로컬신호 생성 방법.
TDD방식을 이용하는 기지국 시스템의 무선통신용 로컬신호 생성 방법으로서,

상기 TDD방식은 동일한 송수신주파수를 이용하며, 기지국에서 수신하는 상향링크 구간과 기지국에서 송신하는 하향링크 구간을 포함하며,

a) 상기 기지국 시스템의 동기신호에 응답하여 RF신호를 RF 주파수합성기를 이용하여 RF 로컬신호로 변환하고, 기저대역과 RF신호의 중간주파수를 갖는 IF신호를 IF 주파수합성기를 이용하여 IF로컬 신호로 변환하는 단계와, 상기 RF 로컬신호 및 IF 로컬신호로의 변환은 동일 로컬부에서 변환되며,

b) 상기 TDD 구간 중 상향링크 구간에 상기 RF 로컬신호는 스위치를 통해 수신경로로 스위칭되고, 상기 IF 로컬신호는 분배기를 통해 수신경로로 출력되며, 상기 TDD 구간 중 하향링크 구간에 상기 RF 로컬신호는 스위치를 통해 송신경로로 스위칭되고, 상기 IF 로컬신호는 분배기를 통해 송신경로로 출력되는 단계와,

c) 상기 수신경로로 출력된 RF 로컬신호 및 IF 로컬신호는 상기 TDD 구간 중 상향링크 구간 동안 분배기를 통해 둘 이상의 수신경로로 분배되어 출력되고, 상기 송신경로로 출력된 RF 로컬신호 및 IF 로컬신호는 상기 TDD 구간 중 하향링크 구간 동안 송신경로로 출력되는 단계를 포함하는 무선통신용 로컬신호 생성 방법.
TDD 방식을 이용하는 무선통신 시스템의 기지국으로서,

휴대단말기와 무선신호를 송수신하는 안테나;

상기 안테나를 통해 송수신되는 송수신 신호를 처리하고, 수신신호를 트랜시버로 전송하는 프론트-엔드;

IF 로컬신호 및 RF 로컬신호를 생성하고, 상기 생성된 IF 로컬신호는 분배기을 거쳐 송신용 IF 로컬신호와 수신용 IF 로컬신호로 분배하며, 상기 생성된 RF 로컬신호는 스위치에 의해 송신용 RF 로컬신호와 수신용 RF 로컬신호를 출력하는 로컬신호 발생 장치에 의해 RF신호 및 IF신호의 주파수를 업/다운 컨버팅하여 출력하는 트랜시버;

상기 트랜시버에서 출력되는 송신신호를 증폭하여 상기 프론트-엔드로 전송하는 증폭기; 및

상기 트랜시버를 제어하고 송수신 신호를 체크하며 전송채널을 제어하는 채널제어부를 포함하는 무선통신 시스템의 기지국.