KR100793059B1 - 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치 및 그 방법 - Google Patents

다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 복소 주파수 하향기 및 가변 디지털 필터를 이용하여 다중 모드로 입력된 서로 상이한 다수 개의 통신 혹은 방송 서비스를 단일 모드별 신호로 분할하여 이를 각각 복조하기 위한, 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, RF 전치단, 저잡음 증폭기, IQ(In-phase/Quadrature-phase) 주파수 하향기, 저역 통과 필터 및 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 직접 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치에 있어서, 상기 아날로그-디지털 변환기에 의해 변환된 다중 모드의 기저 대역 IQ 신호의 중심 주파수의 가변에 따라 디지털 국부 발진 주파수를 변경하여 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호로 변환하기 위한 복소 주파수 하향수단; 상기 복소 주파수 하향수단에 의해 변환된 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호를 특정 주파수 대역을 필터링하는 디지털 필터 계수를 이용하여 저역 통과 필터링(Filtering)하기 위한 가변 디지털 필터; 및 상기 가변 디지털 필터에 의해 저역 통과 필터링된 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호를 복조하기 위한 기저 대역 신호 처리수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 등에 이용됨.
무선 시스템, 다중 모드, 복소 주파수 하향기

Description

다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치 및 그 방법{Apparatus and method for receiving multiple band signal of multiple mode}
도 1 은 종래의 이중 변환 방식의 단일 모드 수신 장치의 일실시예 구성도,
도 2 는 종래의 이중 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치의 일실시예 구성도,
도 3 은 종래의 직접 변환 방식의 단일 모드 수신 장치의 일실시예 구성도,
도 4 는 종래의 직접 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치의 일실시예 구성도,
도 5 는 본 발명에 따른 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치의 일실시예 구성도,
도 6a 는 종래의 단일 모드의 RF 신호를 나타내는 일실시예 설명도,
도 6b 는 본 발명에 따른 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치에 입력되는 다중 모드의 RF 신호를 나타내는 일실시예 설명도,
도 6c 및 도 6d 는 본 발명에 따른 복소 주파수 하향기에 의해 처리되는 신호를 나타내는 일실시예 설명도,
도 7 은 본 발명에 따른 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 방법에 대한 일실 시예 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
51 : 광대역 안테나 52 : RF 전치단
53 : 저잡음 증폭기 54 : IQ 주파수 하향기
55 : 저역 통과 필터 56 : 아날로그-디지털 변환기
57 : 복소 주파수 하향기 58 : 복소 주파수 하향기
59 : 가변 디지털 필터 60 : 가변 디지털 필터
61 : 기저 대역 신호 처리부 62 : 기저 대역 신호 처리부
571 : 국부 발진기 572 : 위상 천이기
573 : 제1 혼합기 574 : 제2 혼합기
575 : 제3 혼합기 576 : 제4 혼합기
577 : 합산기 578 : 감산기
본 발명은 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복소 주파수 하향기 및 가변 디지털 필터를 이용하여 다중 모드로 입력된 서로 상이한 다수 개의 통신 혹은 방송 서비스를 단일 모드별 신호로 분할하여 이를 각각 복조할 수 있는, 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
여기서, 다중 모드는 서로 상이한 다수 개의 통신 혹은 방송을 서비스받을 수 있는 방식을 의미한다.
현재, 코드 분할 다중화 방식(CDMA : Code Division Multiple Access)의 통신 방식과 시간 분할 다중화 방식(TDMA : Time Division Multiple Access)의 GSM(Global System for Mobile Communication)을 동시에 수용하는 다중 모드 송/수신 장치가 개발되어 있다. 그러나, 상기의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치는 두 개의 수신기를 독립적으로 운용하여 단순히 고정된 대역폭을 사용하는 두 가지의 서비스를 지원하는 것으로서, 특정한 대역폭을 가진 서비스만을 지원할 수 있어 주파수 대역이 가변적인 서비스에 대해서는 적용이 불가능하다는 문제점이 있다.
이하, 이러한 문제점을 해결하기 위해 제시된 서로 상이한 다수 개의 주파수를 수용할 수 있는 이중 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치와 직접 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치에 대해 개략적으로 살펴보기로 한다.
도 1 은 종래의 이중 변환 방식의 단일 모드 수신 장치의 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 이중 변환 방식의 단일 모드 수신 장치는, 안테나(11), RF 전치단(12), 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier)(13), 국부 발진기(LA : Local Oscillator)(14), 주파수 하향 혼합기(15), 대역 통과 필터(BPF : Band-Pass Filter)(16), IQ 주파수 하향기(17), 저역 통과 필터(LPF : Low Pass Filter)(18, 19), 아날로그-디지털 변환기(ADC : Analog to Digital Converter)(20, 21) 및 기저 대역 신호 처리부(22)를 포함한다.
상기와 같은 이중 변환 방식의 단일 모드 수신 장치의 동작 과정을 살펴보면, 안테나(11)에 신호가 수신되면, RF 전치단(12)은 수신된 RF 신호를 필터링하여 송/수신 신호로 각각 분리하고, 저잡음 증폭기(13)는 RF 전치단(12)에 의해 분리된 낮은 크기의 RF 신호를 높은 크기의 RF 신호로 변환(증폭)한다. 그리고, 주파수 하향 혼합기(15)는 저잡음 증폭기(13)에 의해 증폭된 RF 신호의 주파수와 국부 발진기(14)로부터 출력된 주파수를 혼합하여 중간 주파수(IF : Intermediate Frequency)로 변환하고, 대역 통과 필터(BPF)(16)는 주파수 하향 혼합기(15)에 의해 중간 주파수(IF)로 변환된 신호를 인접 채널 필터링한다. 그리고, IQ 주파수 하향기(17)는 대역 통과 필터(BPF)(16)에 의해 필터링된 신호를 기저 대역의 IQ(In-phase/Quadrature-phase) 신호로 변환하고, 저역 통과 필터(LPF)(18)는 IQ 주파수 하향기(17)에 의해 변환된 기저 대역 IQ 신호의 스퓨리어스(Spurious)를 제거(필터링)한다. 그리고, 아날로그-디지털 변환기(ADC)(19)는 저역 통과 필터(LPF)(18)에 의해 필터링된 기저 대역 IQ 신호를 디지털 기저 대역 IQ 신호로 각각 변환하고, 기저 대역 신호 처리부(20)는 아날로그-디지털 변환기(ADC)(19)에 의해 변환된 디지털 기저 대역 IQ 신호를 각각 복조한다.
이러한 종래의 이중 변환 방식 수신 장치는 다수의 아날로그 소자를 필요로 하고, 서비스의 형태가 다중 모드나 다중 대역을 지원하기 어렵다는 문제점이 있다.
도 2 는 종래의 이중 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치의 일실시예 구성도로서, 상기 이중 변환 방식의 단일 모드 수신 장치(도 1 참조)를 병렬로 배치한 장치를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 이중 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치는, 안테나(21), RF 전치단(22), 저잡음 증폭기(LNA)(23), 다수의 국부 발진기(LA)(24), 다수의 주파수 하향 혼합기(25), 다수의 대역 통과 필터(BPF)(26), 다수의 IQ 주파수 하향기(27), 다수의 저역 통과 필터(LPF)(28), 다수의 아날로그-디지털 변환기(ADC)(29) 및 다수의 기저 대역 신호 처리부(30)를 포함한다.
상기와 같은 이중 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치의 동작 과정을 살펴보면, 안테나(21)에 신호가 수신되면, RF 전치단(22)은 수신된 RF 신호를 필터링하여 송/수신 신호로 각각 분리하고, 저잡음 증폭기(23)는 RF 전치단(22)에 의해 분리된 낮은 크기의 RF 신호를 높은 크기의 RF 신호로 변환(증폭)한다. 그리고, 각각의 주파수 하향 혼합기(25)는 저잡음 증폭기(23)에 의해 증폭된 RF 신호의 주파수와 각각의 국부 발진기(24)로부터 출력된 주파수를 혼합하여 동일한 중간 주파수(IF)로 변환하고, 다중 대역을 지원하기 위한 각각의 대역 통과 필터(BPF)(26)는 각각의 주파수 하향 혼합기(25)에 의해 동일한 중간 주파수(IF)로 변환된 각각의 신호를 다중 모드 및 다중 대역으로 채널 필터링한다. 그리고, 각각 의 IQ 주파수 하향기(27)는 각각의 대역 통과 필터(BPF)(26)에 의해 다중 모드 및 다중 대역으로 채널 필터링된 신호를 기저 대역의 IQ 신호로 각각 변환하고, 각각의 저역 통과 필터(LPF)(28)는 각각의 IQ 주파수 하향기(27)에 의해 각각 변환된 기저 대역 IQ 신호의 스퓨리어스(Spurious)를 제거(필터링)한다. 그리고, 각각의 아날로그-디지털 변환기(ADC)(29)는 각각의 저역 통과 필터(LPF)(28)에 의해 필터링된 기저 대역 IQ 신호를 디지털 기저 대역 IQ 신호로 각각 변환하고, 각각의 기저 대역 신호 처리부(30)는 각각의 아날로그-디지털 변환기(ADC)(29)에 의해 변환된 각 모드의 디지털 기저 대역 IQ 신호를 각각 복조한다.
이러한 종래의 이중 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치는 동시에 통신하고자 하는 신호에 대한 다수 개의 주파수와 동일한 수의 무선 장치 및 기저 대역 신호 처리 장치가 요구될 뿐만 아니라, 주파수 대역이 가변적일 경우에는 채널 필터링을 위해 다수 개의 아날로그 대역 통과 필터가 병렬로 구성되어야하므로 수신 장치의 구조가 매우 복잡해지며, 전력 소모가 크다는 문제점이 있다. 또한, 이러한 이중 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치는 확장성이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
도 3 은 종래의 직접 변환 방식의 단일 모드 수신 장치의 일실시예 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 직접 변환 방식의 단일 모드 수신 장치는, 안테나(31), RF 전치단(32), 저잡음 증폭기(LNA)(33), IQ 주파수 하향기(34), 저역 통과 필터(LPF)(35), 아날로그-디지털 변환기(ADC)(36) 및 기저 대역 신호 처리 부(37)를 포함한다.
상기와 같은 직접 변환 방식 수신 장치의 동작 과정을 살펴보면, 안테나(31)에 신호가 수신되면, RF 전치단(32)이 수신된 RF 신호를 필터링하여 송/수신 신호로 각각 분리하고, 저잡음 증폭기(33)는 RF 전치단(32)에 의해 분리된 낮은 크기의 RF 신호를 높은 크기의 RF 신호로 변환(증폭)한다. 그리고, IQ 주파수 하향기(34)는 저잡음 증폭기(33)에 의해 증폭된 RF 신호를 직접 기저 대역의 IQ 신호로 변환하고, 저역 통과 필터(LPF)(35)는 IQ 주파수 하향기(34)에 의해 변환된 기저 대역 IQ 신호의 스퓨리어스(Spurious)를 제거(필터링)한다. 그리고, 아날로그-디지털 변환기(ADC)(36)는 저역 통과 필터(LPF)(35)에 의해 필터링된 기저 대역 IQ 신호를 디지털 기저 대역 IQ 신호로 각각 변환하고, 기저 대역 신호 처리부(37)는 아날로그-디지털 변환기(ADC)(36)에 의해 변환된 디지털 기저 대역 IQ 신호를 복조한다.
이러한 종래의 직접 변환 방식의 단일 모드 수신 장치는 다중 모드와 다중 대역을 지원하는 단말 장치에 응용이 용이하며, 아날로그 소자가 이중 변환 방식의 단일 모드 수신 장치에 비해 적어 고집적 및 신뢰성 확보에 유리하다. 하지만, 이러한 직접 변환 방식 수신 장치 역시, 동시에 통신하고자 하는 신호에 대한 다수 개의 주파수와 동일한 수의 무선 장치가 요구되므로 수신 장치의 구조가 매우 복잡해지는 문제점이 있다.
도 4 는 종래의 직접 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치의 일실시예 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 종래의 직접 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치는, 안테나(41), RF 전치단(42), 저잡음 증폭기(LNA)(43), 다수의 IQ 주파수 하향기(44), 다수의 저역 통과 필터(LPF)(45), 다수의 아날로그-디지털 변환기(ADC)(46) 및 다수의 기저 대역 신호 처리부(47)를 포함한다.
상기와 같은 직접 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치의 동작 과정을 살펴보면, 안테나(41)에 신호가 수신되면, RF 전치단(42)은 수신된 RF 신호를 필터링하여 송/수신 신호로 각각 분리하고, 저잡음 증폭기(43)는 RF 전치단(42)에 의해 분리된 낮은 크기의 RF 신호를 높은 크기의 RF 신호로 변환(증폭)한다. 그리고, 각각의 IQ 주파수 하향기(44)는 저잡음 증폭기(43)에 의해 증폭된 RF 신호를 기저 대역의 IQ 신호로 각각 변환하고, 각각의 저역 통과 필터(LPF)(45)는 각각의 IQ 주파수 하향기(44)에 의해 변환된 기저 대역 IQ 신호의 스퓨리어스(Spurious)를 제거(필터링)한다. 그리고, 각각의 아날로그-디지털 변환기(ADC)(46)는 각각의 저역 통과 필터(LPF)(45)에 의해 필터링된 기저 대역 IQ 신호를 디지털 기저 대역 IQ 신호로 각각 변환하고, 각각의 기저 대역 신호 처리부(47)는 각각의 아날로그-디지털 변환기(ADC)(46)에 의해 변환된 각 모드의 디지털 기저 대역 IQ 신호를 각각 복조한다.
이러한 종래의 직접 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치는 이중 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치(도 2 참조)에 비해 요구되는 아날로그 소자가 적으나, 다수 개의 인접 채널 필터가 필요하고, 다중 모드의 수가 변경될 경우 수신 경로의 수를 변경할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 복소 주파수 하향기 및 가변 디지털 필터를 이용하여 다중 모드로 입력된 서로 상이한 다수 개의 통신 혹은 방송 서비스를 단일 모드별 신호로 분할하여 이를 각각 복조하기 위한, 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, RF 전치단, 저잡음 증폭기, IQ(In-phase/Quadrature-phase) 주파수 하향기, 저역 통과 필터 및 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 직접 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치에 있어서, 상기 아날로그-디지털 변환기에 의해 변환된 다중 모드의 기저 대역 IQ 신호의 중심 주파수의 가변에 따라 디지털 국부 발진 주파수를 변경하여 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호로 변환하기 위한 복소 주파수 하향수단; 상기 복소 주파수 하향수단에 의해 변환된 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호를 특정 주파수 대역을 필터링하는 디지털 필터 계수를 이용하여 저역 통과 필터링(Filtering)하기 위한 가변 디지털 필터; 및 상기 가변 디지털 필터에 의해 저역 통과 필터링된 단일 모드별 기저 대 역 IQ 신호를 복조하기 위한 기저 대역 신호 처리수단을 포함한다.
또한, 본 발명은, 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 방법에 있어서, 직접 변환 방식에 의해 디지털 기저 대역 IQ 신호로 변환된 RF 신호의 중심 주파수의 가변에 따라 디지털 국부 발진 주파수를 변경하여 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호로 변환하는 단계; 상기 변환된 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호를 특정 주파수 대역을 필터링하는 디지털 필터 계수를 이용하여 저역 통과 필터링(Filtering)하는 단계; 및 상기 저역 통과 필터링된 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호를 복조하는 단계를 포함한다.
본 발명에서의 신호 수신 및 처리 과정은 기존의 직접 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치와 동일하다. 그러나, 본 발명은 광대역의 기저 대역 신호를 생성함으로써, 서로 다른 중심 주파수를 가지는 다중 모드를 수용할 수 있다. 이때, 다중 모드는 다중 대역을 포함할 수 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 5 는 본 발명에 따른 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치의 일실시예 구성도로서, 복소 주파수 하향기를 적용한 직접 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치를 나타낸다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치는, 광대역의 RF 신호를 수신하는 광대역 안테나(51)와, 광대역 안테나(51)를 통해 수신된 다중 모드의 RF 신호의 대역 외 신호를 필터링하여 송/수신 신호를 분리하기 위한 RF 전치단(52)과, RF 전치단(52)에 의해 분리된 낮은 크기의 RF 수신 신호를 높은 크기의 RF 신호로 증폭하기 위한 저잡음 증폭기(53)와, 저잡음 증폭기(53)에 의해 증폭된 다중 모드의 RF 신호를 직접 변환 방식을 이용하여 기저 대역의 IQ(In-phase/Quadrature-phase) 신호로 변환하기 위한 IQ 주파수 하향기(54)와, IQ 주파수 하향기(54)에 의해 변환된 다중 모드의 기저 대역 IQ 신호의 스퓨리어스(Spurious)를 제거(필터링)하기 위한 저역 통과 필터(LPF)(55)와, 저역 통과 필터(LPF)(55)에 의해 필터링된 다중 모드의 기저 대역 IQ 신호를 디지털 기저 대역 IQ 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환기(ADC)(56)와, 아날로그-디지털 변환기(ADC)(56)에 의해 변환된 다중 모드의 기저 대역 IQ 신호를 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호로 변환(각 모드에 해당하는 주파수 대역을 분리)하기 위한 복소 주파수 하향기(57, 58)와, 복소 주파수 하향기(57, 58)에 의해 변환된 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호를 특정 주파수 대역을 필터링하는 디지털 필터 계수를 이용하여 저역 통과 필터링(서비스 주파수 대역폭으로 가변 채널 필터링)하기 위한 가변 디지털 필터(유한 임펄스 응답 필터(FIR : Finite Impulse Response))(59, 60)와, 가변 디지털 필터(FIR)(59, 60)에 의해 필터링된 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호를 복조하기 위한 기저 대역 신호 처리부(61, 62)를 포함한다.
여기서, IQ 주파수 하향기(54)에 의해 변환된 기저 대역 IQ 신호는 다중 모드를 포함하고 있으며, 모드별로 다른 주파수 대역으로 수신된다.
이하, 상기의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치의 복소 주파수 하향기(57)의 기능에 대해 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
복소 주파수 하향기(57)는 입력되는 복소 신호
Figure 112006083297526-pat00001
로부터 출력되는 복소 신호
Figure 112006083297526-pat00002
을 생성하기 위해 하기의 [수학식 1]을 수행한다.
Figure 112006083297526-pat00003
복소 주파수 하향기(57)의 국부 발진기(571)는 주파수
Figure 112006083297526-pat00004
에 해당하는
Figure 112006083297526-pat00005
를 생성하여, 생성한
Figure 112006083297526-pat00006
를 위상 천이기(572), 제1 혼합기(573) 및 제4 혼합기(576)로 전달한다.
그리고, 위상 천이기(572)는 국부 발진기(571)로부터 전달된
Figure 112006083297526-pat00007
를 90°위상변환하여
Figure 112006083297526-pat00008
를 생성하고, 생성한
Figure 112006083297526-pat00009
를 제2 혼합기(574) 및 제3 혼합기(575)로 전달한다.
그리고, 제1 혼합기(573)는 아날로그-디지털 변환기(56)로부터 입력되는 신호의 실수 성분(
Figure 112006083297526-pat00010
)과 국부 발진기(571)로부터 전달된
Figure 112006083297526-pat00011
를 곱하여 출력 복소 신호의 실수 성분(
Figure 112006083297526-pat00012
)을 출력한다.
그리고, 제2 혼합기(574)는 아날로그-디지털 변환기(56)로부터 입력되는 신호의 실수 성분(
Figure 112006083297526-pat00013
)과 위상 천이기(572)로부터 전달된
Figure 112006083297526-pat00014
를 곱하여 출력 복소 신호의 허수 성분(
Figure 112006083297526-pat00015
)을 출력한다.
그리고, 제3 혼합기(575)는 아날로그-디지털 변환기(56)로부터 입력되는 신호의 허수 성분(
Figure 112006083297526-pat00016
)과 위상 천이기(572)로부터 전달된
Figure 112006083297526-pat00017
를 곱하여 출력 복소 신호의 실수 성분(
Figure 112006083297526-pat00018
)을 출력한다.
그리고, 제4 혼합기(576)는 아날로그-디지털 변환기(56)로부터 입력되는 신호의 허수 성분(
Figure 112006083297526-pat00019
)과 국부 발진기(571)로부터 전달된
Figure 112006083297526-pat00020
를 곱하여 출력 복소 신호의 허수 성분(
Figure 112006083297526-pat00021
)을 출력한다.
그리고, 합산기(577) 및 감산기(578)는 제1 혼합기(573)로부터 입력된 출력 복소 신호의 실수 성분(
Figure 112006083297526-pat00022
)과 제4 혼합기(576)로부터 입력된 출력 복소 신호의 허수 성분(
Figure 112006083297526-pat00023
) 및 제2 혼합기(574)로부터 입력된 출력 복소 신호의 허수 성분(
Figure 112006083297526-pat00024
)과 제3 혼합기(575)로부터 입력된 출력 복소 신호의 실수 성분(
Figure 112006083297526-pat00025
)을 결합하여 복소 신호(
Figure 112006083297526-pat00026
)를 생성하 고, 생성한 복소 신호(
Figure 112006083297526-pat00027
)를 디지털 가변 필터(59)를 통해 기저 대역 신호 처리부(61)로 출력한다.
상기와 같은 과정으로, 복소 주파수 하향기(57)는 아날로그-디지털 변환기(56)로부터 입력된 신호를 왜곡없이 주파수만을 이동시켜 각 모드별로 출력한다.
도 6a 는 종래의 단일 모드의 RF 신호를 나타내는 일실시예 설명도이다.
본 발명에 따른 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치가 도 6a과 같은 단일 모드의 RF 신호를 수신할 경우, 통상의 방법과 동일하게 다수 개의 수신 경로 중 하나의 경로만을 사용하여 입력된 단일 모드의 RF 신호를 단일 모드로 처리한다.
도 6b 는 본 발명에 따른 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치에 입력되는 다중 모드의 RF 신호를 나타내는 일실시예 설명도이다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치에 입력되는 RF 신호의 모드를 대역폭
Figure 112006083297526-pat00028
를 점유하는 모드 a와 대역폭
Figure 112006083297526-pat00029
를 점유하는 모드 b로 가정하고, 모드 a의 RF 신호와 모드 b의 RF 신호의 주파수는 G 만큼의 간격을 가진다고 가정한다.
IQ 주파수 하향기(54)는 상기와 같은 다중 모드의 RF 신호를
Figure 112006083297526-pat00030
의 국부 주파수를 발생하여 직접 변환 방식에 의해 기저 대역 IQ 신호를 생성한다. IQ 주파수 하향기(54)에 의해 생성된 기저 대역 IQ 신호는 저역 통과 필터(LPF)(55) 및 아날로그-디지털 변환기(56)를 통해 필터링 및 디지털 기저 대역 IQ 신호로 변환되어 복소 주파수 하향기(57)로 입력된다.
도 6c 및 도 6d 는 본 발명에 따른 복소 주파수 하향기에 의해 처리되는 신호를 나타내는 일실시예 설명도이다.
복소 주파수 하향기(57)는 아날로그-디지털 변환기(56)에 의해 변환된 디지털 기저 대역 IQ 신호 즉, 모드 a의 신호를
Figure 112006083297526-pat00031
의 주파수로 주파수 하향 변환하여, 모드 a에 해당하는 기저 대역의 IQ 디지털 신호로 변환한다(도 6c 참조).
그리고, 복소 주파수 하향기(58)는 아날로그-디지털 변환기(56)에 의해 변환된 디지털 기저 대역 IQ 신호 즉, 모드 b의 신호를
Figure 112006083297526-pat00032
의 주파수로 주파수 하향 변환하여, 모드 b에 해당하는 기저 대역의 IQ 디지털 신호로 변환한다(도 6d 참조).
상기와 같은 과정을 통해 복소 주파수 하향기(57, 58)에 의해 각 모드별로 생성된 기저 대역 IQ 디지털 신호는 가변 대역폭을 가진 저역 디지털 필터(가변 디지털 필터)(59, 60)에 의해 저역 통과 필터링된다.
이때, 가변 디지털 필터(59, 60)는 디지털 필터 계수를 대역폭
Figure 112006083297526-pat00033
에 따라 적절히 조정하여 모드 a의 신호를 대역폭
Figure 112006083297526-pat00034
로 저역 통과 필터링시키고, 디지털 필터 계수를 대역폭
Figure 112006083297526-pat00035
에 따라 적절히 조정하여 모드 b의 신호를 대역폭
Figure 112006083297526-pat00036
로 저역 통과 필터링시킨 후 각 모드의 기저 대역 신호 처리부(61, 62)로 전달한다.
도 7 은 본 발명에 따른 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, RF 전치단(52)은 광대역 안테나(51)를 통해 수신된 다중 모드의 RF 신호를 필터링하여 송/수신 신호를 분리한다(701).
이후, 저잡음 증폭기(53)는 RF 전치단(52)에 의해 분리된 낮은 크기의 RF 수신 신호를 높은 크기의 RF 신호로 증폭하고(702), IQ 주파수 하향기(54)는 저잡음 증폭기(53)에 의해 증폭된 다중 모드의 RF 신호를 직접 변환 방식을 이용하여 다중 모드의 기저 대역의 IQ 신호로 변환한다(703).
그리고, 저역 통과 필터(LPF)(55)는 IQ 주파수 하향기(54)에 의해 변환된 다중 모드의 기저 대역 IQ 신호의 스퓨리어스(Spurious)를 제거(필터링)하고(704), 아날로그-디지털 변환기(ADC)(56)는 저역 통과 필터(LPF)(55)에 의해 필터링된 다중 모드의 기저 대역 IQ 신호를 디지털 기저 대역 IQ 신호로 변환한다(705).
다음으로, 복소 주파수 하향기(57, 58)는 아날로그-디지털 변환기(ADC)(56)에 의해 변환된 다중 모드의 기저 대역 IQ 신호를 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호로 변환하고(706), 가변 디지털 필터(59, 60)는 복소 주파수 하향기(57, 58)에 의해 변환된 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호를 특정 주파수 대역을 필터링하는 디지털 필터 계수를 이용하여 저역 통과 필터링한다(707).
이후, 기저 대역 신호 처리부(61, 62)는 가변 디지털 필터(59, 60)에 의해 필터링된 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호를 복조한다(708).
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 복소 주파수 하향기 및 가변 디지털 필터를 이용하여 다중 모드로 입력된 신호를 단일 모드별 신호로 분할함으로써, 다수 개의 다중 모드로 경로 수를 유연하게 조정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 다중 대역폭에 따라 디지털 필터의 계수를 조정하여 서비스하고자 하는 특정 모드의 신호를 적합하게 채널 필터링할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 기존의 단일 주파수 영역에서 사용하는 직접 변환 방식의 수신 장치 구조의 변경하지 않고 그대로 활용함으로써, 수신 장치 구조가 복잡하지 않으며 확장이 용이하다는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. RF 전치단, 저잡음 증폭기, IQ(In-phase/Quadrature-phase) 주파수 하향기, 저역 통과 필터 및 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 직접 변환 방식의 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치에 있어서,
    상기 아날로그-디지털 변환기에 의해 변환된 다중 모드의 기저 대역 IQ 신호의 중심 주파수의 가변에 따라 디지털 국부 발진 주파수를 변경하여 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호로 변환하기 위한 복소 주파수 하향수단;
    상기 복소 주파수 하향수단에 의해 변환된 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호를 특정 주파수 대역을 필터링하는 디지털 필터 계수를 이용하여 저역 통과 필터링(Filtering)하기 위한 가변 디지털 필터; 및
    상기 가변 디지털 필터에 의해 저역 통과 필터링된 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호를 복조하기 위한 기저 대역 신호 처리수단
    을 포함하는 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복소 주파수 하향수단은,
    모드별로 처리하기 위해 적어도 두 개이상이 구비되고,
    상기 가변 디지털 필터는,
    모드별로 I와 Q 신호를 처리하기 위해 적어도 4개 이상이 구비되는 것을 특징으로 하는 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복소 주파수 하향수단은,
    상기 아날로그-디지털 변환기에 의해 변환된 다중 모드의 기저 대역 IQ 신호를 실수 성분 및 허수 성분으로 각각 구분하여 처리하고, 처리된 실수 성분 및 허수 성분을 합산 및 감산하여 주파수가 이동된 복소 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 각각의 복소 주파수 하향수단은,
    상기 기저대역 신호 처리수단으로부터 입력된 주파수 제어 신호에 따라 중심 주파수를 가변시켜 출력하는 국부 발진기;
    상기 국부 발진기에 의해 생성된 주파수의 위상을 천이하는 위상 천이기;
    상기 아날로그-디지털 변환기로부터 입력되는 신호의 실수 성분과 상기 국부 발진기로부터 입력된 주파수를 혼합하는 제1 혼합기;
    상기 아날로그-디지털 변환기로부터 입력되는 신호의 실수 성분과 상기 위상 천이기에 의해 위상 천이된 주파수를 혼합하는 제2 혼합기;
    상기 아날로그-디지털 변환기로부터 입력되는 신호의 허수 성분과 상기 위상 천이기에 의해 위상 천이된 주파수를 혼합하는 제3 혼합기;
    상기 아날로그-디지털 변환기로부터 입력되는 신호의 허수 성분과 상기 국부 발진기로부터 입력된 주파수를 혼합하는 제4 혼합기;
    상기 제1 혼합기에 의해 혼합된 신호와 상기 제3 혼합기에 의해 혼합된 신호를 합산하는 제1 합산기; 및
    상기 제2 혼합기에 의해 혼합된 신호와 상기 제4 혼합기에 의해 혼합된 신호를 합산하는 제2 합산기
    를 포함하는 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 디지털 필터의 디지털 필터 계수는,
    다중 모드 주파수 대역폭에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 장치.
  6. 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 방법에 있어서,
    직접 변환 방식에 의해 디지털 기저 대역 IQ 신호로 변환된 RF 신호의 중심 주파수의 가변에 따라 디지털 국부 발진 주파수를 변경하여 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호로 변환하는 단계;
    상기 변환된 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호를 특정 주파수 대역을 필터링하는 디지털 필터 계수를 이용하여 저역 통과 필터링(Filtering)하는 단계; 및
    상기 저역 통과 필터링된 단일 모드별 기저 대역 IQ 신호를 복조하는 단계
    를 포함하는 다중 모드의 다중 대역 신호 수신 방법.
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