KR100705217B1 - Rf transceiver circuit by time division duplex and rf apparatus using the same - Google Patents

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Abstract

시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로 및 그 회로를 이용한 무선 기기가 개시된다. 본 발명에 따른 시분할 이중화 방식(TDD, Time Division Duplex)에 의한 무선 송수신회로는, 중간 대역 또는 기저대역 시분할 스위치를 이용함으로써, 고주파용 회로를 줄일 수 있다. 이에 따라, 시분할 스위치의 격리 성능을 높여, 회로간의 신호간섭을 줄일 수 있으며, 나아가 무선 칩의 면적을 줄이고 동시에 그 설계를 용이하게 할 수 있다.A wireless transmission / reception circuit of a time division duplex system and a wireless device using the circuit are disclosed. The wireless transmission / reception circuit according to the time division duplex (TDD) method according to the present invention can reduce a high frequency circuit by using an intermediate band or a baseband time division switch. Accordingly, it is possible to increase the isolation performance of the time division switch to reduce the signal interference between circuits, and further reduce the area of the wireless chip and facilitate the design thereof.

시분할 이중화, TDD, 무선 회로, RF, 양방향 믹서 Time Division Redundancy, TDD, Wireless Circuits, RF, Bidirectional Mixers

Description

시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로 및 그 회로를 이용한 무선 기기{RF transceiver circuit by time division duplex and RF apparatus using the same}Wireless transceiver circuit of time division duplex system and wireless device using the circuit {RF transceiver circuit by time division duplex and RF apparatus using the same}

도 1은 종래의 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로,1 is a conventional time division duplex wireless transmission and reception circuit,

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로의 회로도,2 is a circuit diagram of a time division duplex wireless transceiver according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로의 회로도, 그리고3 is a circuit diagram of a time division duplex wireless transmission and reception circuit according to another embodiment of the present invention; and

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 믹서를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a bidirectional mixer according to an embodiment of the present invention.

본 발명은, 시분할 이중화 방식(TDD, Time Division Duplex)에 의한 무선 송수신회로에서, 중간 대역 또는 기저대역 시분할 스위치를 이용하여 고주파 신호의 처리 영역을 줄임으로써, 격리도를 높이고 회로간의 신호간섭을 줄임과 동시에 설계를 용이하게 하는, 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로 및 그 회로를 이용한 무선 기기에 관한 것이다.According to the present invention, in a wireless transmission / reception circuit using a time division duplex (TDD) system, an intermediate band or a baseband time division switch is used to reduce the processing area of a high frequency signal, thereby increasing isolation and reducing signal interference between circuits. At the same time, the present invention relates to a wireless transmission / reception circuit of a time division duplex system and a wireless device using the circuit, which facilitates design.

셀룰러 폰(Cellular Phone), 무선랜(WLAN: Wireless LAN), WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 등의 다양한 무선 통신이 소형 단말기 등에 개별 또는 통합으로 적용됨에 따라, 단순하면서도 특성이 우수한 무선 송수신 칩(RF Chip)이 매우 필요한 실정이다. 또한, 많은 무선 통신 서비스가 진행됨에 따라 외부 간섭 신호에 매우 강한 특성의 무선 송수신 칩이 요구되고 있다. As various wireless communications such as cellular phones, wireless LANs, and worldwide interoperability for microwave access (WiMax) are applied individually or integrated to small terminals, wireless transceiver chips (simple and excellent) RF Chip) is very necessary. In addition, as many wireless communication services proceed, a wireless transceiver chip having a very strong characteristic against external interference signals is required.

일반적으로 무선 통신에서 송신과 수신에는 다른 주파수를 사용하지만, 시분할 이중화(TDD, Time Division Duplex) 방식은 동일한 주파수를 시분할하여 송수신용으로 구분 사용함으로써 양방향 통신이 가능하다. In general, different frequencies are used for transmission and reception in wireless communication. However, in time division duplex (TDD), two-way communication is possible by time-dividing the same frequency for transmission and reception.

도 1은 종래의 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로로서, RF(Radio Frequency) 필터(filter)(1), RF TDD 스위치(2), 수신부(3), 송신부(4), 주파수 합성기(Frequency Synthesizer)(5) 및 모뎀(6)으로 구성된다. 1 is a conventional time division duplex wireless transmission / reception circuit, and includes an RF (Radio Frequency) filter 1, an RF TDD switch 2, a receiver 3, a transmitter 4, and a frequency synthesizer. (5) and modem (6).

RF 필터(1)는 RF 송수신 대역 외의 외부 간섭 신호를 필터하는 역할을 한다. RF TDD 스위치(2)는 송신부(4) 및 수신부(3) 중 하나가 안테나와의 사이에 신호 경로를 형성하도록 한다. 이때, 사용하지 않는 송신부(4) 또는 수신부(3)는 전원 오프(OFF) 되기도 한다. The RF filter 1 serves to filter external interference signals outside the RF transmission / reception band. The RF TDD switch 2 allows one of the transmitter 4 and the receiver 3 to form a signal path between the antennas. At this time, the transmitter 4 or the receiver 3 which is not used may be turned off.

수신부(3)는 안테나와 RF TDD 스위치(2)를 통해 입력된 RF신호를 증폭, 주파수 하향 변환 및 채널 필터링을 수행하여 모뎀(6)의 복조부(미도시)에 전달한다. The receiver 3 amplifies, frequency downconverts, and channel filters the RF signal input through the antenna and the RF TDD switch 2 and transmits the RF signal to a demodulator (not shown) of the modem 6.

발신부(4)는 모뎀(6)의 변조부(미도시)에서 출력된 신호를 증폭, 채널 필터링 및 주파수 상향 변환하여 RF TDD 스위치(2)를 통해 안테나에 전달한다. The transmitter 4 amplifies, channel filters, and up-converts the signal output from the modulator (not shown) of the modem 6 and transmits the signal to the antenna through the RF TDD switch 2.

주파수 합성기(5)은 수신부(3) 및 발신부(4) 내에서 주파수 변환을 담당하는 믹서에 국부 발진기(LO: Local Oscillato)의 신호를 제공하는 역할을 한다. The frequency synthesizer 5 serves to provide a signal of a local oscillator (LO) to a mixer in charge of frequency conversion in the receiver 3 and the transmitter 4.

모뎀(6)는 기저대역(base-band) 디지털 신호를 변조(modulation), 복조(demodulation)하는 역할을 한다. The modem 6 modulates and demodulates base-band digital signals.

도 1의 RF TDD 스위치(2)는, 높은 주파수에서 through 손실이 적고, 격리도(Isolation)가 높아야 한다. RF TDD 스위치(2)에서 발생하는 손실은 수신 감도를 떨어뜨린다. 따라서, 이러한 손실을 보상하기 위해, 종래의 무선 송수신회로는 신호의 출력을 더 높여야 하고, 이에 따라 배터리 전력 소모가 증가한다. 이러한 성능을 만족시키는 RF TDD 스위치는 일반적으로 고가격이며, 이에 따른 경제적인 부담도 무시할 수 없다. The RF TDD switch 2 of FIG. 1 should have low through loss and high isolation at high frequencies. Loss in the RF TDD switch 2 lowers the reception sensitivity. Therefore, in order to compensate for such a loss, the conventional radio transceiver circuit must increase the output of the signal, thereby increasing battery power consumption. RF TDD switches that meet these performances are typically expensive, and the economic burden is negligible.

수신부(3)나 발신부(4)는 고성능의 RF회로를 사용해야 하며, 이에 따라 칩 사이즈가 커지고, 고주파인 RF 회로간의 신호 간섭에 의해 전체 칩 특성이 저하될 수 있다. 당연히, 고주파 회로의 여러 가지 특성을 만족시키기 위한 회로 설계도 어려워진다.The receiver 3 or the transmitter 4 should use a high-performance RF circuit, thereby increasing the chip size and deteriorating the overall chip characteristics due to signal interference between high-frequency RF circuits. Naturally, the circuit design for satisfying various characteristics of the high frequency circuit also becomes difficult.

본 발명의 목적은, 시분할 이중화 방식(TDD, Time Division Duplex)에 의한 무선 송수신회로에서, 중간 대역 또는 기저대역 시분할 스위치를 이용하여 고주파용 회로를 줄임으로써 격리도를 높이고, 회로간의 신호간섭을 줄임과 동시에 무선 칩의 크기를 줄이고 그 설계를 용이하게 하는, 시분할 이중화 방식의 무선 송수신 회로 및 그 회로를 이용한 무선 기기를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to increase isolation by reducing high-frequency circuits by using an intermediate band or baseband time-division switch in a wireless transmission / reception circuit using a time division duplex (TDD) method, and to reduce signal interference between circuits. At the same time, to provide a time-division duplex wireless transmission and reception circuit and a wireless device using the circuit that reduces the size of the wireless chip and facilitates its design.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로는, 양방향 믹서(mixer), 수신회로부, 송신회로부 및 시분할 스위치를 포함한다.In order to achieve the above object, a time division duplex wireless transmission / reception circuit according to the present invention includes a bidirectional mixer, a reception circuit unit, a transmission circuit unit, and a time division switch.

양방향 믹서는, 제1단자 및 제2단자를 구비하고, 제1단자로 입력되는 고주파 대역 신호를 저주파 대역 신호로 주파수 변환하여 제2단자를 통해 출력하고, 제2단자로 입력되는 저주파 대역 신호를 고주파 대역 신호로 주파수 변환하여 제1단자를 통해 출력한다.The bidirectional mixer includes a first terminal and a second terminal, and converts a high frequency band signal input to the first terminal into a low frequency signal and outputs it through the second terminal, and outputs a low frequency band signal input to the second terminal. It converts the frequency into a high frequency band signal and outputs it through the first terminal.

수신회로부는 상기 양방향 믹서의 제2단자로부터 출력되는 저주파 대역 신호를 수신하여 필터링하고 증폭하고, 송신회로부는 소정의 저주파 대역 신호를 증폭하고 필터링하여 상기 양방향 믹서의 제2단자로 출력한다.The receiving circuit unit receives, filters, and amplifies a low frequency band signal output from the second terminal of the bidirectional mixer, and the transmitting circuit unit amplifies and filters a predetermined low frequency band signal and outputs the second low frequency band signal to the second terminal of the bidirectional mixer.

시분할 스위치는, 소정의 시분할 제어신호에 따라, 상기 제2단자의 출력이 상기 수신회로부로 입력되거나, 상기 송신회로부의 출력이 상기 제2단자로 입력되도록 스위칭하며, CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 트랜지스터 소자로 구현될 수 있다.The time division switch switches the output of the second terminal to the reception circuit unit or the output of the transmission circuit unit to the second terminal according to a predetermined time division control signal, and performs CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor). It may be implemented as a transistor device.

여기서, 상기 저주파 대역 신호는 중간대역(IF: Intermediate Frequency) 신호 및 기저대역(BB: Base Band) 신호 중 하나일 수 있다.The low frequency band signal may be one of an intermediate frequency (IF) signal and a base band (BB) signal.

또한, 상기 양방향 믹서는, 이중 밸런스 수동 믹서(double balanced passive mixer) 및 이중 밸런스 능동 믹서 중 하나일 수 있다.The bidirectional mixer may also be one of a double balanced passive mixer and a dual balanced active mixer.

본 발명의 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로는, 상기 고주파 대역 신호를 송수신하는 안테나 및 상기 안테나와 상기 양방향 믹서의 제1단자 사이에 연결되어, 상기 고주파 대역 신호에서 소정의 송수신 대역을 신호를 필터링하는 RF 필터를 더 포함할 수 있다.The time-division duplex wireless transmission / reception circuit of the present invention is connected between an antenna for transmitting and receiving the high frequency band signal and a first terminal of the antenna and the bidirectional mixer to filter a signal for a predetermined transmission / reception band in the high frequency band signal. It may further include an RF filter.

상기 수신회로부는, 상기 저주파 대역 신호가 중간대역(IF: Intermediate Frequency) 신호인 경우, IF 필터 및 가변이득 증폭기(VGA: Variable gain Amplifier)를 포함할 수 있다. 여기서, IF 필터는 상기 시분할 스위치의 스위칭에 의해, 상기 양방향 믹서의 제2단자로부터 수신한 저주파 대역 신호를 필터링하며, 가변이득 증폭기는 상기 IF 필터에서 출력되는 신호를 소정 레벨을 유지하도록 증폭한다.The reception circuit unit may include an IF filter and a variable gain amplifier (VGA) when the low frequency band signal is an intermediate frequency (IF) signal. Here, the IF filter filters the low frequency band signal received from the second terminal of the bidirectional mixer by switching the time division switch, and the variable gain amplifier amplifies the signal output from the IF filter to maintain a predetermined level.

또한, 상기 송신회로부도, 상기 저주파 대역 신호가 중간대역(IF: Intermediate Frequency) 신호인 경우, IF 필터 및 가변이득 증폭기(VGA: Variable gain Amplifier)를 포함할 수 있다. 여기서, 가변이득 증폭기는 소정의 저주파 대역 신호를 소정 레벨을 유지하도록 증폭하며, IF 필터는 상기 가변이득 증폭기에서 증폭된 신호를 필터링하여 상기 시분할 스위치로 출력한다.Also, the transmission circuit unit may include an IF filter and a variable gain amplifier (VGA) when the low frequency band signal is an intermediate frequency (IF) signal. Here, the variable gain amplifier amplifies a predetermined low frequency band signal to maintain a predetermined level, and the IF filter filters the signal amplified by the variable gain amplifier and outputs the signal to the time division switch.

본 발명의 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로는 하나의 칩(chip)으로 형성될 수 있다.The time division duplex wireless transmission / reception circuit of the present invention may be formed as one chip.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 기기는, 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로를 포함하여, 소정의 데이터를 시분할 이중화 방식으로 송수신할 수 있다.A wireless device according to another embodiment of the present invention may include a time division duplex wireless transmission / reception circuit and may transmit / receive predetermined data in a time division duplex manner.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로의 회로도이다. 2 is a circuit diagram of a time division duplex wireless transmission and reception circuit according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 무선 송수신회로(200)는 다양한 무선 규격에 따른 통신기기의 RF(Radio Frequency)회로로 사용할 수 있으며, 셀룰러 폰(Cellular Phone), 무선랜(WLAN: Wireless LAN), WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access), UWB(Ultra Wide Band) 등이 해당할 수 있다.The wireless transmission / reception circuit 200 of the present invention may be used as a radio frequency (RF) circuit of a communication device according to various wireless standards, and may be a cellular phone, a wireless LAN, or a WiMax worldwide. Microwave Access), UWB (Ultra Wide Band), and the like may correspond.

무선 송수신회로(200)는 슈퍼헤테로다인(Super Heterodyne) 방식이나 다이렉트 변환(Direct conversion) 방식에 모두 사용할 수 있다. The wireless transmission / reception circuit 200 may be used in both a super heterodyne method and a direct conversion method.

본 발명의 무선 송수신회로(200)는 시분할 스위치(207)를 고주파 대역이 아닌 중간대역 또는 기저대역 영역에 마련하여, 무선 송수신을 위한 고주파 회로부를 간단히 함으로써, 시분할 스위칭 과정에서 발생할 수 있는 고주파 간섭을 근본적으로 차단하고, 전체 RF칩 사이즈를 줄임과 동시에 그 설계의 용이성을 확보하였다. The wireless transceiver circuit 200 of the present invention provides a time division switch 207 in a middle band or baseband region instead of a high frequency band, thereby simplifying a high frequency circuit for wireless transmission and reception, thereby preventing high frequency interference that may occur in a time division switching process. It fundamentally cuts off and reduces the overall RF chip size while ensuring ease of design.

도 2를 참조하면, 본 발명의 무선 송수신회로(200)는 안테나(201), RF 필터(Filter)(203), 양방향 믹서(BI-directional Mixer)(205), 시분할 스위치(207), 수신회로부(210) 및 송신회로부(230)를 포함한다. 도 2는 슈퍼 헤테로다인 방식에 의해 중간대역 신호를 처리하는 경우를 도시하였다. Referring to FIG. 2, the wireless transceiver 200 of the present invention includes an antenna 201, an RF filter 203, a bi-directional mixer 205, a time division switch 207, and a reception circuit unit. 210 and a transmitting circuit 230. 2 illustrates a case where a mid-band signal is processed by a super heterodyne method.

RF 필터(203)는 안테나(201)와 양방향 믹서(205) 사이에 마련되어, 송수신되 는 신호에서 RF 송수신 대역 외의 외부 간섭 신호를 필터링 한다.The RF filter 203 is provided between the antenna 201 and the bidirectional mixer 205 to filter external interference signals outside the RF transmission / reception band from the transmitted / received signals.

양방향 믹서(205)는 국부 발진기(LO: Local Oscillator)로부터 소정 주파수의 신호를 받아 송신 또는 수신되는 신호에 믹싱함으로써 주파수 변환한다. 양방향 믹서(205)는 다양한 실시 예에 따른 회로로 설계될 수 있다.The bidirectional mixer 205 converts the frequency by receiving a signal of a predetermined frequency from a local oscillator (LO) and mixing the signal with a transmitted or received signal. The bidirectional mixer 205 may be designed as a circuit according to various embodiments.

무선 송신의 경우, 양방향 믹서(205)는 시분할 스위치(207)로부터 입력되는 중간대역(IF: Intermediate Frequency) 신호를 고주파(RF) 신호로 변환하여, RF 필터(203)로 출력한다.In the case of wireless transmission, the bidirectional mixer 205 converts an intermediate frequency (IF) signal input from the time division switch 207 into a high frequency (RF) signal and outputs it to the RF filter 203.

무선 수신의 경우, 양방향 믹서(205)는 RF 필터(203)로부터 입력되는 고주파(RF)신호를 중간대역 신호로 변환하여 시분할 스위치(207)로 출력한다.In the case of wireless reception, the bidirectional mixer 205 converts a high frequency (RF) signal input from the RF filter 203 into an intermediate band signal and outputs it to the time division switch 207.

양방향 믹서(205)에 대한 일예는 아래의 도 4를 기초로 다시 설명한다.An example for the bidirectional mixer 205 is described again based on FIG. 4 below.

시분할 스위치(207)는 소정의 제어신호에 따라, 양방향 믹서(205)의 출력을 수신회로부(210)에 연결하거나, 송신회로부(230)의 출력을 양방향 믹서(205)에게 전달한다. The time division switch 207 connects the output of the bidirectional mixer 205 to the receiving circuit unit 210 or transmits the output of the transmitting circuit unit 230 to the bidirectional mixer 205 according to a predetermined control signal.

시분할 스위치(207)는 고주파 대역에서 동작하는 것이 아니며, 고주파 대역보다 낮은 주파수 대역의 신호를 처리하므로, 복잡한 고주파 집적회로에 의할 필요가 없으며, CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 트랜지스터 등의 소자를 이용한 스위치를 사용할 수 있다. The time division switch 207 does not operate in a high frequency band, and processes signals in a frequency band lower than that of a high frequency band, thereby eliminating the need for complicated high frequency integrated circuits, and employing devices such as CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) transistors. Used switch can be used.

이와 같이, 시분할 스위치(207)가 저주파 대역의 신호를 처리함으로써, 스위칭 동작에서 발생할 수 있는 각 노드(node) 간 무선 간섭이 현저하게 개선될 수 있으며, 이에 따라 무선 회로의 품질 중 하나인 격리(Isolation) 성능이 개선된다. As such, since the time division switch 207 processes the low frequency band signal, the radio interference between each node that may occur in the switching operation can be remarkably improved, and thus, one of the quality of the radio circuit is isolation ( Isolation) performance is improved.

수신회로부(210)와 송신회로부(230)는 본 발명의 적절한 설명을 위하여 제시된 일 예에 지나지 아니하며, 중간대역의 신호를 처리함에 있어 가능한 한 다양한 회로가 해당할 수 있다. The reception circuit unit 210 and the transmission circuit unit 230 are only examples given for the proper description of the present invention, and various circuits may correspond to the signals of the intermediate band as much as possible.

수신회로부(210)는 제1 IF필터(211) 및 제1 가변이득 증폭기(VGA: Variable gain Amplifier. 이하 'VGA'라 함)(213)를 포함하며, 시분할 스위치(207)에서 출력되는 중간대역 신호를 필터링하고 증폭하여 중간대역 회로부(미도시)로 출력한다. 중간대역회로부(미도시)는 수신회로부(210)에서 출력되는 신호를 기저대역으로 변환하여 기저대역 단계의 처리를 수행할 수 있게 한다. The receiving circuit unit 210 includes a first IF filter 211 and a first variable gain amplifier (VGA) 213, and an intermediate band output from the time division switch 207. The signal is filtered and amplified and output to the middle band circuit unit (not shown). The intermediate band circuit unit (not shown) converts the signal output from the receiving circuit unit 210 to the baseband to perform the baseband processing.

제1 IF 필터(211)는, 시분할 스위치(207)에서 출력되는 중간대역 신호를 필터링함으로써 채널 신호를 개선하며, 제1 VGA(213)는 필터링된 신호가 소정 레벨의 신호를 가지도록 하기 위해 가변 이득으로 증폭한다. The first IF filter 211 improves the channel signal by filtering the midband signal output from the time division switch 207, and the first VGA 213 is variable so that the filtered signal has a predetermined level of signal. Amplify to gain.

송신회로부(230)는 제2 IF필터(231) 및 제2 VGA(233)를 포함하며, 중간대역 회로부(미도시)로부터 입력되는 중간대역 신호를 소정 레벨의 신호로 증폭하고, 필터링하여 시분할 스위치(207)로 출력한다. The transmission circuit unit 230 includes a second IF filter 231 and a second VGA 233. The transmission circuit unit 230 amplifies the middle band signal input from the middle band circuit unit (not shown) into a signal of a predetermined level and filters the time division switch. Output to (207).

제2 IF필터(231)는 입력되는 중간대역의 신호를 필터링하여 채널 특성을 개선하고, 제2 VGA(233)는 필터링된 신호가 소정 레벨의 신호를 가지도록 하기 위해 가변 이득으로 증폭하여 시분할 스위치(207)로 출력한다. The second IF filter 231 filters the input midband signal to improve channel characteristics, and the second VGA 233 amplifies the variable signal with a variable gain to time-switch the signal to have a predetermined level. Output to (207).

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로의 회로도로서, 직접 변환(Direct conversion)방식에 적용된 시분할 이중화 방식 의 무선 송수신회로의 일예이다. 3 is a circuit diagram of a time division duplex wireless transmission / reception circuit according to another embodiment of the present invention, and is an example of a time division duplex wireless transmission / reception circuit applied to a direct conversion method.

도 3의 무선 송수신회로(300)는, 안테나(301), RF 필터(Filter)(303), 양방향 믹서(BI-directional Mixer)(305), 시분할 스위치(307), 시분할 스위치(307) 및 송신회로부(330)를 포함한다.The wireless transmit / receive circuit 300 of FIG. 3 includes an antenna 301, an RF filter 303, a bi-directional mixer 305, a time division switch 307, a time division switch 307, and a transmission. The circuit unit 330 is included.

RF필터(303)는 도 2의 RF필터(203)와 같이, 안테나(301)와 양방향 믹서(305) 사이에 마련되어, 송수신되는 신호에서 RF 송수신 대역 외의 외부 간섭 신호를 필터링 한다.Like the RF filter 203 of FIG. 2, the RF filter 303 is provided between the antenna 301 and the bidirectional mixer 305 to filter external interference signals outside the RF transmission / reception band from the transmitted / received signal.

양방향 믹서(305)는 국부 발진기(LO: Local Oscillator)로부터 소정 주파수의 신호를 받아 송신 또는 수신되는 신호에 믹싱함으로써 주파수 변환한다. The bidirectional mixer 305 converts the frequency by receiving a signal of a predetermined frequency from a local oscillator (LO) and mixing the signal with a transmitted or received signal.

무선 송신의 경우, 양방향 믹서(305)는 시분할 스위치(307)로부터 입력되는 기저대역(BB: Base Band) 신호를 고주파(RF) 신호로 변환하여, RF필터(303)로 출력한다.In the case of wireless transmission, the bidirectional mixer 305 converts a base band (BB) signal input from the time division switch 307 into a high frequency (RF) signal and outputs the RF signal to the RF filter 303.

무선 수신의 경우, 양방향 믹서(305)는 RF필터(303)로부터 입력되는 고주파(RF)신호를 기저대역 신호로 변환하여 시분할 스위치(307)로 출력한다.In the case of wireless reception, the bidirectional mixer 305 converts a high frequency (RF) signal input from the RF filter 303 into a baseband signal and outputs it to the time division switch 307.

시분할 스위치(307)는 기본적으로 도 2의 시분할 스위치(207)에 대응되는 특성을 가지며, 소정의 제어신호에 따라, 양방향 믹서(305)의 출력을 수신회로부(310)에 연결하거나, 송신회로부(330)의 출력을 양방향 믹서(305)에게 전달한다. The time division switch 307 basically has a characteristic corresponding to the time division switch 207 of FIG. 2, and according to a predetermined control signal, the output of the bidirectional mixer 305 is connected to the reception circuit unit 310 or the transmission circuit unit ( The output of 330 is passed to the bidirectional mixer 305.

수신회로부(310)와 송신회로부(330)는 본 발명의 적절한 설명을 위하여 제시된 일 예에 지나지 아니하며, 기저대역의 신호를 처리함에 있어 가능한 한 다양한 회로가 해당할 수 있다. The reception circuit unit 310 and the transmission circuit unit 330 are only examples given for the proper description of the present invention, and various circuits may correspond to the baseband signal as much as possible.

수신회로부(310)와 송신회로부(330)는 도 2의 수신회로부(210)와 송신회로부(230)에 대응되며, 다만, 제1 IF필터(211) 및 제2 IF필터(231) 대신에 제1 ZIF(Zero IF)필터(311) 및 제2 ZIF필터(331)를 사용한다. 또한, 도 2의 중간대역 회로부(미도시)에 대응하여, 수신회로부(310)는 기저대역 회로부(미도시)로 신호를 출력하고, 송신회로부(330)는 기저대역회로부(미도시)로부터 소정의 기저대역 신호를 수신한다. The reception circuit unit 310 and the transmission circuit unit 330 correspond to the reception circuit unit 210 and the transmission circuit unit 230 of FIG. 2, except that the reception circuit unit 310 and the transmission circuit unit 330 are formed instead of the first IF filter 211 and the second IF filter 231. One ZIF (Zero IF) filter 311 and a second ZIF filter 331 are used. In addition, corresponding to the intermediate band circuit unit (not shown) of FIG. 2, the reception circuit unit 310 outputs a signal to the baseband circuit unit (not shown), and the transmission circuit unit 330 is predetermined from the baseband circuit unit (not shown). Receive a baseband signal of.

도 2의 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로(200)에서, 양방향 믹서(205), 시분할 스위치(207), 수신회로부(210) 및 송신회로부(230)를 포함하는 중간대역 신호를 처리하는 영역은 하나의 칩(chip)으로 집적할 수 있다. In the time division duplex wireless transmission / reception circuit 200 of FIG. 2, an area for processing an intermediate band signal including a bidirectional mixer 205, a time division switch 207, a reception circuit unit 210, and a transmission circuit unit 230 is one. It can be integrated into a chip of.

또한, 도 3의 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로(300)에서, 양방향 믹서(305), 시분할 스위치(307), 수신회로부(310) 및 송신회로부(330)를 포함하는 기저대역 신호를 처리하는 영역도 하나의 칩(chip)으로 집적할 수 있다. Also, in the time division duplex wireless transmission / reception circuit 300 of FIG. 3, an area for processing a baseband signal including a bidirectional mixer 305, a time division switch 307, a reception circuit unit 310, and a transmission circuit unit 330. It can also be integrated into one chip.

이상의 무선 송수신회로나 그 칩은 차동(differential) 입출력 구조나, I/Q(In-phase, Quadrature-phase) 신호 구조로 구현될 수 있다.The wireless transceiver circuit or the chip may be implemented in a differential input / output structure or an I / Q (in-phase, quadrature-phase) signal structure.

이러한 칩은 저주파 대역의 신호를 처리함으로써, 간단한 회로구조에 의해 구현될 수 있으며, 따라서, 그 집적도를 높이거나 칩의 크기를 현저하게 줄일 수 있다. Such a chip can be implemented by a simple circuit structure by processing a signal of a low frequency band, and therefore, it is possible to increase its density or to significantly reduce the size of the chip.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 믹서를 도시한 도면이다. 4 is a diagram illustrating a bidirectional mixer according to an embodiment of the present invention.

도 4의, 양방향 믹서(400)는, 도 2 및 도 3의 양방향 믹서(205,305)에 대응되는 것으로, 다양한 양방향 믹서 중 이중 밸런스 수동 믹서(double balanced passive mixer)를 도시한 것이다. The bidirectional mixer 400 of FIG. 4 corresponds to the bidirectional mixers 205 and 305 of FIGS. 2 and 3 and illustrates a double balanced passive mixer among various bidirectional mixers.

양방향 믹서(400)는 고주파대역(RF), 국부발진기(LO) 및 중간대역 IF(또는 기저대역 BB)에 대응되는 각 노드를 모두 격리시키기 위한 구조이다. The bidirectional mixer 400 is a structure for isolating each node corresponding to the high frequency band (RF), the local oscillator (LO), and the intermediate band IF (or baseband BB).

양방향 믹서(400)는 믹싱을 위한 비선형 소자로 다이오드(diode)를 사용하였으며, 격리를 위한 소자로 트랜스포머(transformer)를 사용하였다. 또한, 양방향 믹서(400)는 다이오드 뿐 아니라 FET(Field-Effect Transistor)와 같은 소자를 사용하여 구성할 수 있으며, 트랜스포머에 대응하여 커플러(coupler) 등을 사용할 수도 있다. The bidirectional mixer 400 used a diode as a nonlinear device for mixing and a transformer as a device for isolation. In addition, the bidirectional mixer 400 may be configured using a device such as a field-effect transistor (FET) as well as a diode, and may use a coupler or the like corresponding to the transformer.

도 4의 양방향 믹서(400)는 슈퍼 헤테로다인 방식을 위한 것으로, 고주파 영역에 연결되는 RF 단자, 국부 발진기(LO)의 신호를 입력받는 LO 단자 및 중간대역 영역에 연결되는 IF 단자를 포함한다. 다만, 직접 변환방식에 의한 양방향 믹서는 IF 단자 대신에 기저대역에 연결되는 BB 단자(미도시)를 포함할 수 있다. The bidirectional mixer 400 of FIG. 4 is for a super heterodyne method and includes an RF terminal connected to a high frequency region, an LO terminal receiving a signal of a local oscillator (LO), and an IF terminal connected to an intermediate band region. However, the bidirectional mixer by the direct conversion method may include a BB terminal (not shown) connected to the baseband instead of the IF terminal.

국부 발진기의 신호에 포함된 대신호에 따라 반주기 마다 다이오드가 턴 온(on)되는 경로로 변하게 되므로, 형성된 경로상의 다이오드에서 수신되는 고주파 신호와 국부 발진기의 신호가 혼합되어 중간대역 신호가 만들어 진다. Since the diode is turned on every half cycle according to the large signal included in the signal of the local oscillator, the high frequency signal received from the diode on the formed path and the signal of the local oscillator are mixed to form an intermediate band signal.

또한, 국부 발진기의 신호와 송신될 중간대역 신호가 혼합되어 고주파 신호가 만들어 진다. 이때, IF 단자는 각각 RF 단자 및 LO 단자의 가상 그라운드(virtual ground) 지점에 연결되어, LO-IF간 격리 성능 및 RF-IF간 격리 성능을 높 인다. In addition, the signal of the local oscillator and the intermediate band signal to be transmitted are mixed to produce a high frequency signal. In this case, the IF terminal is connected to a virtual ground point of the RF terminal and the LO terminal, respectively, to increase the isolation performance between LO-IF and the isolation between RF-IF.

LO 단자와 RF 단자간의 격리는 턴 온된 다이오드의 경로에 의해 형성된다.Isolation between the LO and RF terminals is formed by the path of the turned on diode.

본 발명은 무선에 의한 통신기기 등에 적용될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 시분할 이중화 무선 송수신회로가 적용된 통신 기기는 개선된 통신 품질과 함께 소비전력의 감소 및 소형화를 효과적으로 이룰 수 있다.The present invention can be applied to a wireless communication device or the like. Accordingly, the communication device to which the time division duplex wireless transceiver circuit of the present invention is applied can effectively reduce power consumption and downsizing with improved communication quality.

또한 본 발명이 시뮬레이션 등을 위한 컴퓨터 소프트웨어로 구현될 때는, 본 발명의 구성요소는 필요한 동작의 수행에 필요한 코드 세그먼트(code segment)로 대치될 수 있다. 프로그램이나 코드 세그먼트는 마이크로프로세서에 의해 처리될 수 있는 매체에 저장될 수 있으며, 전송매체나 통신 네트워크를 통하여 반송파(carrier waves)와 결합된 컴퓨터 데이터로서 전송될 수 있다. In addition, when the present invention is implemented in computer software for simulation or the like, the components of the present invention may be replaced with code segments necessary for performing necessary operations. The program or code segment may be stored in a medium that can be processed by a microprocessor and transmitted as computer data coupled with carrier waves via a transmission medium or communication network.

마이크로프로세서에 의해 처리될 수 있는 매체는 전자회로, 반도체 메모리 소자, 롬(ROM), 플래시 메모리, EEPROM, 플로피 디스크, 광학적 디스크, 하드 디스크, 광섬유, 무선 네트워크 등과 같이 정보를 전달하고 저장할 수 있는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터 데이터는 전기적 네트워크 채널, 광섬유, 전자기장, 무선 네트워크 등을 통해 전송될 수 있는 데이터를 포함한다. Media that can be processed by a microprocessor include those capable of transmitting and storing information such as electronic circuits, semiconductor memory devices, ROMs, flash memories, EEPROMs, floppy disks, optical disks, hard disks, optical fibers, wireless networks, and the like. Include. Computer data also includes data that can be transmitted over electrical network channels, optical fibers, electromagnetic fields, wireless networks, and the like.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들 은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described above, the present invention is not limited to the above-described specific embodiment, the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 시분할 이중화 방식(TDD, Time Division Duplex)에 의한 무선 송수신회로는, 중간 대역 또는 기저대역 시분할 스위치를 이용함으로써, 고주파용 회로를 줄임으로써 격리도를 높이고, 회로간의 신호간섭을 줄임과 동시에 무선 칩의 크기를 줄이고 그 설계를 용이하게 할 수 있다.As described in detail above, the wireless transmission / reception circuit according to the time division duplex (TDD) method according to the present invention uses an intermediate band or a baseband time division switch to increase isolation by reducing a circuit for high frequency and between circuits. It can reduce the signal interference and at the same time reduce the size of the radio chip and facilitate its design.

본 발명의 구조는 고주파 회로 영역이 획기적으로 줄어, 칩 면적의 감소, 가격 절감, 소비 전력 절감의 효과와 함께 칩 설계가 쉬워짐으로써 time-to-market에 유리하다.The structure of the present invention is advantageous for the time-to-market by drastically reducing the high frequency circuit area, making chip design easier with the effect of chip area reduction, cost reduction, and power consumption reduction.

Claims (9)

소정 주파수의 발진신호(LO)를 출력하는 신호발생기;A signal generator for outputting an oscillation signal LO of a predetermined frequency; 제1, 제2 및 제3단자를 구비하고, 제3단자로 입력되는 상기 발진신호를 기초로, 제1단자로 입력되는 고주파 대역 신호를 저주파 대역 신호로 주파수 변환하여 제2단자를 통해 출력하고, 제2단자로 입력되는 저주파 대역 신호를 고주파 대역 신호로 주파수 변환하여 제1단자를 통해 출력하는 양방향 믹서;A first terminal having a first terminal, a second terminal and a third terminal, and based on the oscillation signal input to the third terminal, converts a high frequency band signal input to the first terminal into a low frequency band signal and outputs the frequency through the second terminal. A bidirectional mixer for frequency converting the low frequency band signal input to the second terminal into a high frequency band signal and outputting the first frequency signal; 상기 양방향 믹서의 제2단자로부터 출력되는 저주파 대역 신호를 수신하여 필터링하고 증폭하는 수신회로부;A receiving circuit unit for receiving, filtering, and amplifying a low frequency band signal output from the second terminal of the bidirectional mixer; 소정의 저주파 대역 신호를 증폭하고 필터링하여 상기 양방향 믹서의 제2단자로 출력하는 송신회로부; 및A transmitting circuit unit for amplifying and filtering a predetermined low frequency band signal and outputting the filtered signal to a second terminal of the bidirectional mixer; And 소정의 시분할 제어신호에 따라, 상기 제2단자의 출력이 상기 수신회로부로 입력되거나, 상기 송신회로부의 출력이 상기 제2단자로 입력되도록 스위칭하는 시분할 스위치;를 포함하여 이루어지는 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로. A time division switch configured to switch the output of the second terminal to the reception circuit unit or the output of the transmission circuit unit to the second terminal according to a predetermined time division control signal; Circuit. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 저주파 대역 신호는 중간대역(IF: Intermediate Frequency) 신호 및 기저대역(BB: Base Band) 신호 중 하나인 것을 특징으로 하는 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로. The low frequency band signal is a time division duplex wireless transmission / reception circuit, characterized in that one of an intermediate band (IF) and a base band (BB) signal. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 양방향 믹서는, 다이오드 또는 전계효과트랜지스터(FET)를 이용하는 수동 믹서인 것을 특징으로 하는 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로.The bidirectional mixer is a time division duplex wireless transmission and reception circuit, characterized in that the passive mixer using a diode or a field effect transistor (FET). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고주파 대역 신호를 송수신하는 안테나; 및An antenna for transmitting and receiving the high frequency band signal; And 상기 안테나와 상기 양방향 믹서의 제1단자 사이에 연결되어, 상기 고주파 대역 신호에서 소정의 송수신 대역을 신호를 필터링하는 RF 필터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로.And an RF filter connected between the antenna and the first terminal of the bidirectional mixer to filter a signal of a predetermined transmission / reception band from the high frequency band signal. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 저주파 대역 신호는 중간대역 신호 또는 기저대역 신호이며,The low frequency signal is an intermediate band signal or baseband signal, 상기 수신회로부는, The receiving circuit unit, 상기 시분할 스위치의 스위칭에 의해, 상기 양방향 믹서의 제2단자로부터 수신한 저주파 대역 신호를 필터링하는 IF 필터; 및An IF filter for filtering the low frequency band signal received from the second terminal of the bidirectional mixer by switching of the time division switch; And 상기 IF 필터에서 출력되는 신호를 소정 레벨을 유지하도록 증폭하는 가변이득 증폭기(VGA: Variable gain Amplifier);를 포함하는 것을 특징으로 하는 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로.And a variable gain amplifier (VGA) for amplifying the signal output from the IF filter so as to maintain a predetermined level. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 저주파 대역 신호는 중간대역 신호 또는 기저대역 신호이며,The low frequency signal is an intermediate band signal or baseband signal, 상기 송신회로부는,The transmitting circuit unit, 소정의 저주파 대역 신호가 소정 레벨을 유지하도록 증폭하는 가변이득 증폭기; 및A variable gain amplifier for amplifying the predetermined low frequency band signal to maintain a predetermined level; And 상기 가변이득 증폭기에서 증폭된 신호를 필터링하여 상기 시분할 스위치로 출력하는 필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로.And a filter for filtering the signal amplified by the variable gain amplifier and outputting the filtered signal to the time division switch. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 신호발생기, 양방향 믹서, 시분할 스위치, 수신회로부 및 송신회로부는 하나의 칩(chip)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로. And the signal generator, the bidirectional mixer, the time division switch, the reception circuit unit, and the transmission circuit unit are formed as a single chip. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 양방향 믹서, 시분할 스위치, 수신회로부 및 송신회로부 간의 신호방식은 단일 신호, 차동 신호, 및 I/Q 차동신호 방식 중 적어도 하나를 지원하는 것을 특징으로 하는 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로. And a signal system between the bidirectional mixer, the time division switch, the reception circuit unit, and the transmission circuit unit supports at least one of a single signal, a differential signal, and an I / Q differential signal system. 제 1항의 시분할 이중화 방식의 무선 송수신회로를 포함하여, 소정의 데이터를 시분할 이중화 방식으로 송수신할 수 있는 무선 기기.A wireless device comprising the time division duplex wireless transmission / reception circuit according to claim 1, capable of transmitting and receiving predetermined data in a time division duplex system.
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