KR101003255B1 - Frequency down-converter for wibro base-station system and method of frequency down-converting for the same - Google Patents

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Abstract

와이브로 기지국 시스템에 적용되는 하향 변환 장치로서, M개의 채널 각각으로부터 N배 오버 샘플링된 샘플링 데이터 스트림을 입력받아 중간 주파수 신호와 믹싱하여 주파수 하향 변환하는 M개의 믹서, M개의 믹서에 각각 대응되고, 대응되는 믹서로부터 하향 변환된 샘플링 데이터 스트림을 각각 입력받아, 입력받은 샘플링 데이터 스트림으로부터 순차적으로 N개씩의 샘플링 데이터를 출력하는 M개의 쉬프트 레지스터를 포함하는 데시메이션 탭로더, 데시메이션 탭로더의 M개 쉬트프 레지스터로부터 순차적으로 N개씩의 샘플링 데이터를 입력받아 출력하는 멀티플렉서 및 탭에 각각 대응된 탭수(P)만큼의 쉬프트 레지스터를 구비하여, 상기 M개의 믹서를 통해 입력된 상기 M개의 채널 각각의 샘플링 데이터 스트림을 시분할적으로 처리하는 저역통과필터를 포함하여 주파수 하향 변환 장치를 구성한다. 따라서, 한 기지국이 처리하여야 하는 다수 채널에 대한 저역통과필터링을 하나의 저역 통과 필터 구성만으로 시분할공유 방식으로 처리 가능토록 저역통과필터가 차지하는 구현 복잡도를 줄일 수 있다.

Figure R1020090006565

와이맥스, WiMax, 와이브로, 하향, 변환, DCM, 필터

A downconversion device applied to a WiBro base station system, which corresponds to M mixers and M mixers that receive an N times oversampled sampling data stream from each of M channels and mix with an intermediate frequency signal to downconvert the frequency. A decimation tap loader and M sheets of the decimation tap loader including M shift registers respectively receiving down-converted sampling data streams from a mixer, and outputting N pieces of sampling data sequentially from the input sampling data streams. A multiplexer for sequentially receiving and outputting N pieces of sampling data from a pre-register and a shift register corresponding to the number of taps P corresponding to the taps, respectively, and sampling data of each of the M channels input through the M mixers. Lowpass Fills Time-Splitting Streams Constitute a frequency down converter including. Therefore, it is possible to reduce the implementation complexity occupied by the low pass filter so that low pass filtering for multiple channels that one base station needs to process can be processed in a time-sharing manner using only one low pass filter configuration.

Figure R1020090006565

WiMAX, WiMax, WiBro, Downward, Convert, DCM, Filter

Description

와이브로 기지국 시스템을 위한 주파수 하향 변환 장치 및 주파수 하향 변환 방법{FREQUENCY DOWN-CONVERTER FOR WIBRO BASE-STATION SYSTEM AND METHOD OF FREQUENCY DOWN-CONVERTING FOR THE SAME}Frequency downconversion device and frequency downconversion method for WiBro base station system {FREQUENCY DOWN-CONVERTER FOR WIBRO BASE-STATION SYSTEM AND METHOD OF FREQUENCY DOWN-CONVERTING FOR THE SAME}

본 발명은 와이브로 기지국 시스템에 적용되는 하향 변환 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 CPRI(Common Public Radio Interface) 규격을 지원하는 와이브로 기지국 시스템의 이 기종 RE(Radio Equipment)에 대응된 하향 링크 경로에 적용되는 중간 주파수 변환 및 필터링 등의 동작을 처리하는 주파수 하향 변환 장치 및 주파수 하향 변환 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a downconversion device applied to a WiBro base station system, and more particularly, to a downlink path corresponding to a heterogeneous RE (Radio Equipment) of a WiBro base station system supporting the Common Public Radio Interface (CPRI) standard. The present invention relates to a frequency downconversion device and a frequency downconversion method for processing operations such as intermediate frequency conversion and filtering.

초고속 유선 인터넷 시장이 성숙된 상황에서 정지 및 이동 중에 언제, 어디서나 인터넷에 접속하여 고속의 인터넷 서비스를 제공 받으려는 사용자의 욕구가 증대됨에 따라 서비스 접속의 편리성 (Connectivity)과 유무선 통신 네트워크의 통합, 멀티미디어서비스에 대한 요구로 새롭게 도입된 시스템으로 와이브로(WiBro)가 존재한다(한편, 통칭 '와이브로'는 IEEE 802.16에서 규정하는 OFDM 기반의 모바일 와이맥스와 동류의 기술이며, 이하 본 명세서에서는 모바일 와이맥스(Mobile WiMax)와 동의적인 용어로서 사용됨에 주의하여야 한다.)With the maturity of the high-speed wired internet market, users' desire to access high-speed Internet services anytime, anywhere, while on the move and on the move is increasing, so the convenience of service connection, the integration of wired / wireless communication networks, and multimedia WiBro exists as a system newly introduced as a request for a service (collectively, 'WiBro' is a technology similar to OFDM-based mobile WiMAX as defined in IEEE 802.16, and hereinafter referred to as Mobile WiMax in the present specification. Note that the term is used synonymously with

그러나, 와이브로와 같은 새로운 통신 시스템이 시장에 빠르게 확산되기 위해서는 기존에 전 지구적으로 망이 형성되어 있는 3세대 이동통신망인 3GPP WCDMA에 이용되었던 기지국 및 유무선 망 자원을 활용하는 방법이 필요하게 된다.However, in order for new communication systems such as WiBro to rapidly spread to the market, there is a need for a method of utilizing base station and wired / wireless network resources used in 3GPP WCDMA, which is a third generation mobile communication network in which a global network is formed.

그러한 방법을 제공하기 위하여, 무선 기지국의 주요 내부 인터페이스에 대해서 공개적으로 사용 가능한 규격을 정의하는 것을 목적으로 하는 CPRI(Common Public Radio Interface)와 같은 산업 협력 단체가 결성되어 있다. In order to provide such a method, industry cooperative organizations such as the Common Public Radio Interface (CPRI) have been formed with the aim of defining a publicly available specification for the main internal interface of a wireless base station.

예컨대, CPRI에서는 기지국 시스템을 REC(Radio Equipment Control)와 RE(Radio Equipment)로 분리하여 정의하는 것에 의해서, 이종의 통신 시스템간의 REC와 RE간의 호환적인 사용을 가능케 하는 것을 궁극적인 목적으로 한다.For example, in CPRI, a base station system is divided into RECs (Radio Equipment Control) and REs (Radio Equipment), and the ultimate purpose is to enable compatible use between RECs and REs between heterogeneous communication systems.

이러한 일 예로서, REC는 와이브로 시스템에 대응되도록 구성하되, RE는 종래 설치된 3GPP WCDMA 시스템에 대응되는 것을 재활용 가능하도록 할 수 있다. 이때, 와이브로 REC를 이용하고, 3GPP WCDMA RE를 재활용하기 위해서는 양자간에 상하향 변환 장치(Up/Down Converter Module)가 필요하게 된다.As one example, the REC may be configured to correspond to the WiBro system, but the RE may be recyclable to correspond to a 3GPP WCDMA system that is conventionally installed. At this time, in order to use WiBro REC and recycle the 3GPP WCDMA RE, an up / down converter module is required between them.

도 1은 종래 기술에 따른 와이브로 기지국 시스템의 하향 주파수 변환 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a downlink frequency conversion apparatus of a conventional WiBro base station system.

즉, 도 1은 앞서 설명된 와이브로 REC와 3GPP WCDMA RE간에 존재하는 상하향 변환 장치 중에서 하향 변환 장치를 예시적으로 설명하기 위한 블록도에 해당된다.That is, FIG. 1 corresponds to a block diagram for exemplarily describing a downconverting device among the uplink and downconverting devices existing between WiBro REC and 3GPP WCDMA RE.

하나의 와이브로 셀(cell)은 총 3-섹터와 섹터당 2개 안테나(안테나 다이버시티 및 공간 다중화를 위한 MIMO 지원 목적)로 구성될 수 있고, 하나의 안테나는 I채널과 Q채널로 구성되므로, 와이브로 REC로부터는 총 12개 채널에 대한 입력 신 호가 RE 쪽으로 전달되게 된다. 도 1에서 예시된 주파수 하향 변환 장치는 12개의 채널 중 하나의 채널에 대응되는 주파수 하향 변환 장치를 예시한 것이다.One WiBro cell can be configured with a total of three sectors and two antennas per sector (for MIMO support for antenna diversity and spatial multiplexing), and one antenna is composed of I and Q channels. From WiBro REC, input signals for a total of 12 channels are passed to the RE. The frequency downconversion device illustrated in FIG. 1 illustrates a frequency downconversion device corresponding to one channel of twelve channels.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 하향 주파수 변환 장치(100)는 믹서(101), 저역통과필터(103) 및 데시메이터(104)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the conventional downlink frequency converter 100 includes a mixer 101, a low pass filter 103, and a decimator 104.

믹서(mixer; 101)는 와이브로 REC로부터 와이브로 신호를 입력받게 되는데, 8.75MHz(10MHz) OFDMA 채널 대역폭에 대하여, 15MHz대역의 중간주파수(IF: Intermediate Frequency)로 상향 변환된 10Msps(samples per second; 예컨대, 1 sample은 16비트) 속도를 가지는 신호가 앨리어싱을 줄이기 위해 일반적으로 6배 오버샘플링되어진 60Msps 신호가 입력되게 된다.The mixer 101 receives the WiBro signal from the WiBRO REC. For the 8.75 MHz (10 MHz) OFDMA channel bandwidth, the mixer 101 samples per second (10 Msps) upconverted to an intermediate frequency (IF) of the 15 MHz band. In order to reduce aliasing, a 60Msps signal is input, which is generally oversampled six times.

이때, 믹서(101)는 국부발진기(LO: local oscillator)인 IF 주파수 발생부(102)로부터 중간주파수 15MHz 대역 신호를 입력받아 와이브로 REC로부터 입력된 신호와 믹싱(mixing)하여 10MHz대역의 신호로 하향변환하게 된다. At this time, the mixer 101 receives an intermediate frequency 15 MHz band signal from the IF frequency generator 102, which is a local oscillator (LO), and mixes it with a signal input from the WiBro REC to downward the signal of the 10 MHz band. Will be converted.

믹서(101) 이후의 저역 통과 필터(LPF: Low Pass Filter; 103)는 이와 같은 주파수 하향 변환에 있어서 믹서 후단부에 필수적으로 구비되어야 하는 구성요소로서, 믹서로부터 출력되는 이미지 주파수(image frequency) 성분을 제거하여 목적하는 하향 변환된 주파수 성분만을 출력하기 위한 이미지 필터(image filter)에 해당된다. 즉, 믹서을 거친 후의 신호에는 2배의 IF 성분과 이전 단계의 스퓨리어스(spurious) 성분들도 함께 하향 변환이 일어나게 되므로, 원치 않는 주파수 신호인 스퓨리어스 성분들은 RF 신호처리를 담당하는 RU(RF Unit)단에서 피드백 루프의 영향을 받거나 하모닉(harmonic) 사이의 인터모듈레이션을 유발하여 RF단의 성능을 급격히 악화시킬 수 있다. 이러한 영향을 줄이기 위해 믹서단을 통과한 기저대역 신호에 대해 채널 대역폭내의 저역 통과 필터링이 반드시 요구된다. The low pass filter (LPF) 103 after the mixer 101 is an essential component to be provided at the rear end of the mixer in such a frequency downconversion, and an image frequency component output from the mixer. The image filter corresponds to an image filter for outputting only a desired down-converted frequency component by eliminating. In other words, the signal after the mixer is down-converted with twice the IF component and the spurious components of the previous stage, so that the spurious components, which are unwanted frequency signals, are responsible for RF signal processing. In this case, the performance of the RF stage can be severely degraded by being affected by a feedback loop or causing intermodulation between harmonics. To reduce this effect, lowpass filtering in the channel bandwidth is required for the baseband signal passing through the mixer stage.

마지막으로, 데시메이터(decimator; 104)는 와이브로 REC로부터 6배 오버-샘플링된 신호를 데시메이션(decimation)함으로써 원래의 신호인 10Msps 신호로 샘플링 주파수를 낮추는 역할을 수행한다. 즉, 데시메이터(104)는 6오버샘플링 된 입력 데이터들에 대해 앨리어싱이 발생하지 않는 범위 내에서 샘플링 율을 낮춤으로써 하드웨어 상에서 효율적인 연산을 가능하게 한다.Finally, the decimator 104 decimates the six times over-sampled signal from the WiBro REC to lower the sampling frequency to the original 10 Msps signal. That is, the decimator 104 enables efficient computation in hardware by lowering the sampling rate within a range where no aliasing occurs for 6 oversampled input data.

마지막으로 데시메이터(104)에서 출력된 10MHz 신호는 와이브로 장치와 WCDMA UMTS 간 레이트 매칭(10MHz -> 3.84MHz)을 수행하기 위한 매퍼(mapper; 110)에 입력되어 WCDMA의 대역폭 3.84MHz에 맞게 매칭되어 3GPP WCDMA RE로 전송된다. Finally, the 10 MHz signal output from the decimator 104 is input to a mapper 110 to perform rate matching (10 MHz-> 3.84 MHz) between the WiBro device and the WCDMA UMTS, and is matched for the bandwidth of 3.84 MHz of the WCDMA. Sent to 3GPP WCDMA RE.

이와 같은 주파수 하향 변환 장치의 설계에 있어서 가장 큰 복잡도와 칩 설계 자원을 소요하는 부분은 저역 통과 필터(103)에 해당된다. In the design of such a frequency downconversion device, the portion requiring the greatest complexity and chip design resources corresponds to the low pass filter 103.

또한, 앞서 언급된 바와 같이, 총 12개의 채널을 지원하기 위해서는 주파수 하향 변환 장치(100)가 한 기지국마다 12개가 존재하여야 되며 저역 통과 필터 또한 12개가 존재하여야함을 의미한다. 더욱이, 6배 오버샘플링된 60Msps 신호에 대해서 저역통과필터링을 수행하여야 하기 때문에 고속 회로 구조로 설계하는데 따른 비용 및 개발기간이 많이 소요되는 문제점이 있다.In addition, as mentioned above, in order to support a total of 12 channels, 12 means that the frequency downconversion device 100 should exist for each base station and 12 low pass filters should also exist. In addition, since low pass filtering has to be performed on the 6 times oversampled 60Msps signal, there is a problem in that it takes a lot of cost and development time for designing a high speed circuit structure.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 와이브로 기지국 시스템에서 CPRI를 지원하는 주파수 하향 변환 장치로서, 오버샘플링된 와이브로 중간주파수 신호에 대하여 수행되는 주파수 하향 변환, 저역통과필터링 및 데시메이션의 일련의 처리 과정을 개선하여, 저역통과필터의 복잡도를 낮추고, 한 기지국이 처리하여야 하는 복수의 채널에 대한 저역통과필터링을 하나의 저역 통과 필터 구성만으로 시분할공유(time sharing) 방식으로 처리 가능토록 하는 주파수 하향 변환 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above problems is a frequency downconversion device for supporting CPRI in a WiBro base station system, the frequency downconversion, lowpass filtering and decimation performed on an oversampled WiBro intermediate frequency signal. By improving a series of processing processes, the complexity of the low pass filter is reduced, and the low pass filtering of a plurality of channels that a base station needs to process can be processed in a time sharing manner using only one low pass filter configuration. It is to provide a frequency down converter.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 와이브로 기지국 시스템에서 CPRI를 지원하는 주파수 하향 변환 방법으로서, 오버샘플링된 와이브로 중간주파수 신호에 대하여 수행되는 주파수 하향 변환, 저역통과필터링 및 데시메이션의 일련의 처리 과정을 개선하여, 저역통과필터의 복잡도를 낮추고, 한 기지국이 처리하여야 하는 복수의 채널에 대한 저역통과필터링을 하나의 저역 통과 필터 구성만으로 시분할공유(time sharing) 방식으로 처리 가능토록 하는 주파수 하향 변환 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention for solving the above problems is a frequency downconversion method for supporting CPRI in a WiBro base station system, frequency downconversion, lowpass filtering and decimation performed on an oversampled WiBro intermediate frequency signal. The low pass filter complexity is reduced by improving the series of processing processes, and the low pass filtering for a plurality of channels to be processed by one base station can be processed in a time sharing manner using only one low pass filter configuration. The present invention provides a frequency downconversion method.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 와이브로 기지국 시스템에 적용되는 하향 링크(down link) 주파수 하향 변환(down converter) 장치로서, M개(M은 복수)의 채널 각각으로부터 N배(N은 자연수) 오버 샘플링된 샘플링 데이터 스트림을 입 력받아, 중간(IF) 주파수 발생부로부터 입력받은 중간 주파수 신호와 믹싱하여 주파수 하향 변환하는 M개의 믹서, 상기 M개의 믹서에 각각 대응되고, 대응되는 믹서로부터 주파수 하향 변환된 샘플링 데이터 스트림을 각각 입력받아, 입력받은 샘플링 데이터 스트림으로부터 순차적으로 N개씩의 샘플링 데이터를 출력하는 M개의 쉬프트 레지스터를 포함하는 데시메이션 탭로더, 상기 데시메이션 탭로더의 M개 쉬트프 레지스터로부터 순차적으로 N개씩의 샘플링 데이터를 입력받아 출력하는 멀티플렉서 및 탭수(P)만큼의 탭에 각각 대응된 쉬프트 레지스터를 구비하여, 상기 멀티플렉서로부터 순차적으로 출력되는 N개씩의 샘플링 데이터를 상기 P개의 쉬프트 레지스터 중 일련의 N개 탭에 대응된 쉬프트 레지스터에 저장하며, 상기 N개의 쉬프트 레지스터를 동시에 쉬프트시키고, 상기 멀티플렉서로부터 출력되는 다음 N개 샘플링 데이터를 상기 일련의 N개 탭에 대응된 쉬프트 레지스터에 저장하면서, 상기 M개의 믹서를 통해 입력된 상기 M개의 채널 각각의 샘플링 데이터 스트림을 시분할적으로 처리하는 저역통과필터를 포함한 주파수 하향 변환 장치를 제공한다.The present invention for achieving the above object is a downlink frequency down converter device applied to a WiBro base station system, N times (N is a natural number) from each of M channels (M is a plurality) M mixers that receive the oversampled sampling data stream, mix with the intermediate frequency signal received from the IF frequency generator, and down-convert the frequency, respectively corresponding to the M mixers, and frequency down from the corresponding mixers. A decimation tap loader comprising M shift registers each receiving the converted sampling data streams and sequentially outputting N pieces of sampling data from the received sampling data streams, and from the M shift registers of the decimation tap loaders. Multiplexer that sequentially receives and outputs N pieces of sampling data and taps as many taps as P A shift register corresponding to a series of N taps of the P shift registers, wherein the N pieces of sampling data sequentially output from the multiplexer are stored in the shift register corresponding to the N shift registers, and the N shift registers are simultaneously shifted. And time-divisionally process the sampling data stream of each of the M channels input through the M mixers, while storing the next N sampling data output from the multiplexer in a shift register corresponding to the series of N taps. A frequency downconversion device including a low pass filter is provided.

여기에서, 상기 M개 믹서가 상기 M개의 채널 중 대응되는 채널로부터 입력받는 N배 오버 샘플링된 샘플링 데이터 스트림은 상기 와이브로 기지국 시스템에 대응되는 안테나 당 출력되는 신호의 I 채널 또는 Q 채널일 수 있다.Here, the N-times oversampled sampling data stream received by the M mixers from a corresponding channel among the M channels may be an I channel or a Q channel of an output signal per antenna corresponding to the WiBro base station system.

또한, 상기 믹서는 디지털믹서이며, 상기 IF 주파수 발생부는 I 채널 또는 Q채널에 대응되는 직교 정현파 중간 주파수 신호를 발생시키는 국부발진기이고, 상기 믹서는 상기 국부발진기의 출력으로부터 +1 또는 -1 값만으로 구성된 I 성분 또는 Q성분을 상기 대응되는 채널로부터 입력받는 N배 오버 샘플링된 샘플링 데이터 스트림에 곱셈 연산 자원을 이용하지 않고 부호 변환만으로 곱셈하도록 구성될 수 있다.In addition, the mixer is a digital mixer, the IF frequency generator is a local oscillator for generating an orthogonal sinusoidal intermediate frequency signal corresponding to the I channel or Q channel, the mixer is only +1 or -1 value from the output of the local oscillator The configured I component or Q component may be configured to multiply the N times oversampled sampling data stream received from the corresponding channel by only sign conversion without using a multiplication operation resource.

여기에서, 상기 저역통과필터가 구비한 상기 P개의 쉬프트레지스터는 M+N-1 깊이를 가지도록 구성될 수 있다.Here, the P shift registers included in the low pass filter may be configured to have a depth of M + N-1.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 와이브로 기지국 시스템에 적용되는 하향 링크(down link) 주파수 하향 변환(down converter) 방법으로서, M개(M은 복수)의 채널 각각으로부터 N배(N은 자연수) 오버 샘플링된 샘플링 데이터 스트림을 입력받아, 중간(IF) 주파수 발생부로부터 입력받은 중간 주파수 신호와 믹싱하여 주파수 하향 변환하는 단계, 상기 주파수 하향 변환된 샘플링 데이터 스트림들을 입력받아, 입력받은 샘플링 데이터 스트림들로부터 순차적으로 N개씩의 샘플링 데이터를 출력하는 단계 및 탭수(P)만큼의 쉬프트 레지스터를 이용하여, 상기 순차적으로 출력되는 N개씩의 샘플링 데이터를 상기 P개의 쉬프트 레지스터 중 일련의 N개 쉬프트 레지스터에 저장하며, 상기 N개의 쉬프트 레지스터를 동시에 쉬프트시키고, 상기 멀티플렉서로부터 출력되는 다음 N개 샘플링 데이터를 상기 일련의 N개 쉬프트 레지스터에 저장하면서, 상기 주파수 하향 변환하는 단계에서 입력된 상기 M개의 채널 각각의 샘플링 데이터 스트림을 시분할적으로 처리하는 저역통과필터링 단계를 포함한 주파수 하향 변환 방법을 제공한다.The present invention for achieving the above another object is a downlink frequency down converter method applied to a WiBro base station system, wherein N times (N is a natural number) from each of M channels (M is a plurality). Receiving an oversampled sampling data stream, mixing an intermediate frequency signal received from an intermediate frequency generator, down-converting the frequency, receiving the frequency down-converted sampling data streams, and receiving the received sampling data stream. Sequentially outputting N pieces of sampling data from the plurality of taps and the number of taps (P) shift registers, and sequentially outputting the N pieces of sampling data sequentially output to a series of N shift registers of the P shift registers. Store and shift the N shift registers simultaneously, from the multiplexer A low pass filtering step of time-divisionally processing the sampling data streams of each of the M channels input in the frequency downconverting step, while storing the next N sampling data output in the series of N shift registers. Provides a down conversion method.

여기에서, 상기 주파수 하향 변환 단계에서 입력되는, 상기 N배 오버 샘플링된 샘플링 데이터 스트림은 상기 와이브로 기지국 시스템에 대응되는 안테나 당 출력되는 신호의 I 채널 또는 Q 채널일 수 있다.Here, the N times oversampled sampling data stream input in the frequency downconversion step may be an I channel or a Q channel of an output signal per antenna corresponding to the WiBro base station system.

이때, 상기 주파수 하향 변환 단계는, I 채널 또는 Q채널에 대응되는 직교 정현파 중간 주파수 신호를 발생시키는 국부발진기인 IF 주파수 발생부로부터, +1 또는 -1 값만으로 구성된 I 성분 또는 Q성분을 상기 대응되는 채널로부터 입력받는 N배 오버 샘플링된 샘플링 데이터 스트림에 곱셈 연산 자원을 이용하지 않고 부호 변환만으로 곱셈하도록 구성될 수 있다.In this case, the frequency down-conversion step corresponds to the I component or Q component consisting of only +1 or -1 values from an IF frequency generator which is a local oscillator for generating an orthogonal sinusoidal intermediate frequency signal corresponding to an I channel or a Q channel. The N times oversampled sampling data stream received from a channel to be multiplied may be configured to be multiplied only by sign conversion without using a multiplication operation resource.

상기와 같은 본 발명에 따른 주파수 하향 변환 장치를 이용할 경우에는, 종래 기술의 하향 변환 장치에서는 채널별로 저역 통과 필터가 각각 구비되어야 하는 것과는 달리, 여러 채널이 하나의 저역통과필터를 시분할적으로 공유(sharing)하는 구조를 가져, 상대적으로 많은 칩 면적을 차지하는 필터의 곱셈 자원을 효율화시킬 수 있다.In the case of using the frequency downconversion device according to the present invention as described above, in the prior art downconversion device, different channels have to be provided with a low pass filter for each channel, but several channels share one low pass filter in time division ( With a sharing structure, the multiplication resource of the filter which occupies a relatively large chip area can be made efficient.

이를 통하여, 본 발명에 따른 주파수 하향 변환 장치를 이용 와이브로 기지국 시스템을 구성할 경우는, 채널마다 존재하여야 하는 저역통과필터를 여러 개의 채널이 공유하여 이용하도록 구성할 수 있으므로 시스템의 복잡도를 낮추어 시스템의 가격을 저렴하게 하는 효과를 가져올 수 있다. Thus, in the case of constructing a WiBro base station system using the frequency downconversion device according to the present invention, since a low pass filter which must exist for each channel can be configured to be shared by several channels, the system complexity can be reduced. It can bring the effect of lowering the price.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것 으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징 들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 와이브로 기지국 시스템의 하향링크 주파수 하향 변환 장치의 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating an embodiment of a downlink frequency downconversion device of a WiBro base station system according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 와이브로 기지국 시스템의 하향 링크 주파수 하향 변환 장치(200)는, 믹서(101), 데시메이션 탭로더(211), 멀티플렉서(212) 및 저역통과필터(220)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2, the downlink frequency down-conversion device 200 of the WiBro base station system according to the present invention includes a mixer 101, a decimation tap loader 211, a multiplexer 212, and a low pass filter 220. It can be configured to include.

먼저, 믹서(101)는 도 1을 통하여 설명된 종래 기술에 따른 주파수 하향 변환 장치의 믹서(101)와 동일한 구성요소로서, 동일한 참조번호를 사용하여 인용되었다. First, the mixer 101 is referred to using the same reference numerals as the same components as the mixer 101 of the frequency down converter according to the prior art described with reference to FIG.

도 1을 통하여 설명된 종래 기술의 주파수 하향 변환장치에서는 채널당 하나 씩의 믹서(101), 저역통과필터(103) 및 데시메이터(104)가 대응되어야 하지만, 본 발명에 따른 주파수 하향 변환 장치는 채널당 하나의 믹서(101)만 존재하고, 여러 채널(예컨대, 12채널)이 하나의 저역통과필터(220)을 시분할하여 동작할 수 있도록 하는 데시메이션 탭로더(211)와 멀티플렉서(212)를 포함하여 구성될 수 있다.In the conventional frequency down converter described with reference to FIG. 1, one mixer 101, a low pass filter 103, and a decimator 104 have to correspond to each channel. There is only one mixer 101 and includes a decimation tap loader 211 and a multiplexer 212 that allow multiple channels (e.g., 12 channels) to operate by time-dividing one low pass filter 220. Can be configured.

즉, 도 2에 예시된 믹서(101)는 채널 당 필요한 구성요소이며, 데시메이션 탭로더(211), 멀티플렉서(212) 및 저역통과필터(220)는 여러 개의 채널이 시분할적으로 공유하는 구성요소에 해당한다.That is, the mixer 101 illustrated in FIG. 2 is a necessary component per channel, and the decimation tap loader 211, the multiplexer 212, and the low pass filter 220 are components shared by several channels in time division. Corresponds to

앞서 언급된 바와 같이, 본 발명의 목적은, 도 1을 통하여 예시된 종래기술에서 설명된 바와 같이 60Msps로 오버 샘플링된 신호에 대하여 저역통과필터부에서 저역통과필터링을 수행하여, 저역통과필터부의 복잡도 및 칩내에서 차지하는 면적이 증대되는 점을 해결하기 위한 것이다. As mentioned above, an object of the present invention is to perform the low pass filtering in the low pass filter for the signal over-sampled at 60Msps as described in the prior art illustrated in FIG. And to increase the area occupied in the chip.

즉, 본 발명에 따른 하향링크 주파수 하향 변환 장치에서는 믹서부()의 바로 후단에서 저역 통과 필터링을 수행하는 것이 아니라, 데시메이션이 어차피 수행되어야한다는 점에 착안하여 저역통과필터링 이전에 데시메이션을 먼저 수행하고, 저역통과필터에 복수개의 채널로부터 출력되는 입력 데이터를 시분할적으로 처리할 수 있도록 저역통과필터의 탭별로 쉬프트레지스터를 구비하여 복수개 채널의 저역통가필터링을 시분할하여 처리할 수 있도록 할 수 있다. That is, in the downlink frequency downconversion apparatus according to the present invention, the decimation is performed first before the lowpass filtering, not by performing the low pass filtering immediately after the mixer unit (), but by performing the decimation anyway. And a shift register for each tap of the low pass filter so as to time-division process the input data output from the plurality of channels to the low pass filter so that the low pass filtering of the plurality of channels may be time-divided. .

따라서, 종래 기술의 하향 변환 장치에서는 채널별로 저역 통과 필터가 각각 구비되어야 하지만, 본 발명에 따른 하향 변환 장치에서는 여러 채널이 하나의 저역통과필터를 시분할적으로 공유(sharing)하는 구조를 가져, 상대적으로 많은 칩 면적을 차지하는 필터의 곱셈 자원을 효율화시킬 수 있다.Therefore, in the conventional downconversion device, each low pass filter should be provided for each channel. However, the downconversion device according to the present invention has a structure in which several channels share a single lowpass filter in a time-division manner. Therefore, the multiplication resources of the filter which occupy a large chip area can be improved.

먼저, 믹서(101)는 와이브로 REC로부터 6배 오버샘플링되어진 60Msps 신호를 입력받고, IF 주파수 발생부(102)로부터 15MHz 중간 주파수 신호를 입력받아 와이브로 REC로부터 입력된 신호와 믹싱(mixing)하여 10MHz대역의 신호로 하향변환하게 된다. First, the mixer 101 receives a 60Msps signal six times oversampled from WiBro REC, receives a 15MHz intermediate frequency signal from the IF frequency generator 102, and mixes with a signal input from WiBro REC to 10MHz band. Downconvert to the signal of.

한편, 믹서부(101)는 주파수 하향 변환 장치로 입력된 신호가 I(In-Phase) 채널 신호인지, Q() 채널 신호인지에 따라서 각각 직교 정현파(cos, sin)을 곱하여 주파수 하향 변환을 하게 된다.On the other hand, the mixer 101 multiplies orthogonal sinusoids (cos, sin) according to whether the signal input to the frequency downconversion device is an I (In-Phase) channel signal or a Q () channel signal to perform frequency downconversion. do.

이때, IF 주파수 발생부(102)에서 발생되는 디지털 15MHz IF 데이터를 60MHz으로 샘플링할 경우, 실제로 곱해지는 I 성분의 경우 polarity 값에 따라 [-1, -1, +1, +1]/[+1, +1, -1, -1], Q성분의 경우 polarity symmetry 이므로 [+1, -1, -1, +1] 가 된다. 따라서 이 점을 고려하여 디지털 믹서를 설계한다면 곱셈기가 없이 부호 전환(sign change)만으로 구현이 가능해지고 이는 대상 FPGA 내의 전용 곱셈 연산 자원을 사용하지 않고도 효율적인 주파수 하향 변환장치의 구현이 가능해짐을 의미한다. 이는 추후 FIR 필터의 가능 탭 수를 길게 함으로써 필터의 특성을 향상시키는 효율적인 설계 방법이기도 하다.In this case, when the digital 15 MHz IF data generated by the IF frequency generator 102 is sampled at 60 MHz, the I component that is actually multiplied is [-1, -1, +1, +1] / [+ according to the polarity value. 1, +1, -1, -1], and Q component is [+1, -1, -1, +1] because it is polarity symmetry. Therefore, if the digital mixer is designed in consideration of this point, it can be implemented by only sign change without a multiplier, which means that an efficient frequency down converter can be implemented without using a dedicated multiplication resource in the target FPGA. . This is also an efficient design method to improve the characteristics of the filter by increasing the number of possible taps of the FIR filter in the future.

도 3은 본 발명에 따른 주파수 하향 변환 장치에 적용되는 저역 통과 필터 및 데시메이션 처리를 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a low pass filter and a decimation process applied to a frequency downconversion device according to the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 주파수 하향 변환 장치에 적용되는 저역 통과 필터 및 데시메이션 처리의 구성예는 탭 연산(Tap Processing or Coefficients Processing)을 처리하는 구성요소(302), 멀티채널의 구현을 위한 멀티플렉싱 및 쉬프팅(MAS: Multiplexing And Shifting)을 처리하는 구성요소(301) 및 곱셈과 누적(MACC: Multiply and Accumulation)을 처리하는 구성요소(303)로 나뉠 수 있다.Referring to FIG. 3, a configuration example of a low pass filter and decimation processing applied to a frequency downconversion device according to the present invention includes a component 302 for processing tap processing or coefficients processing, and an implementation of multichannel. It can be divided into a component 301 that handles multiplexing and shifting (MAS) and a component 303 that handles multiply and accumulation (MACC).

먼저, MAS 구성요소(301)는 믹서로부터 입력되는 다중 채널의 신호입력에 대해 시분할 개념을 적용함으로써 각각의 채널에 대해 필요한 FIR 연산을 다중 채널 수만큼 줄일 수 있도록 한다. 이를 구현하기 위해선 빠른 동작 클럭이 요구되지만, 저역통과필터의 개수를 줄일 수 있어 전체적인 칩의 면적과 복잡도를 줄일 수 있게 된다.First, the MAS component 301 may reduce the required FIR operation for each channel by the number of multiple channels by applying the time division concept to the multi-channel signal input from the mixer. To achieve this, a fast operating clock is required, but the number of lowpass filters can be reduced, thereby reducing the overall chip area and complexity.

이러한 멀티플렉싱 및 쉬프팅을 수행하는 구성요소(301)는 도 2에서 예시된 본 발명에 따른 주파수 하향 변환 장치(200)에서 데시메이션 탭 로더(211)와 멀티플렉서(212), 도 5를 통하여 후술될 저역통과필터에 포함되는 탭에 대응되는 탭수만큼의 쉬프트 레지스터들에 대응되는 것으로 설명될 수 있다.The component 301 for performing such multiplexing and shifting may be implemented by the decimation tap loader 211 and the multiplexer 212 in the frequency downconversion device 200 according to the present invention illustrated in FIG. 2. It may be described as corresponding to shift registers corresponding to the number of taps corresponding to the taps included in the pass filter.

데시메이션 탭로더(201)는 상기 M개의 믹서에 각각 대응되고, 대응되는 믹서로부터 주파수 하향 변환된 샘플링 데이터 스트림을 각각 입력받아, 입력받은 샘플링 데이터 스트림으로부터 순차적으로 N개씩의 샘플링 데이터를 출력하는 M개의 쉬프트 레지스터를 포함하는 구성요소이다.The decimation tap loader 201 corresponds to the M mixers, respectively, and receives the sampling data streams frequency down-converted from the corresponding mixers, and outputs N pieces of sampling data sequentially from the input sampling data streams. A component containing two shift registers.

또한, 상기 데시메이션 탭로더의 M개 쉬트프 레지스터로부터 순차적으로 N개 씩의 샘플링 데이터를 입력받아 출력하는 구성요소이다.In addition, it is an element that sequentially receives and outputs N pieces of sampling data from the M sheet registers of the decimation tap loader.

도 4는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 데시메이션 탭로더와 멀티플렉서를 상세 설명하기 위한 블록도이다.4 is a block diagram illustrating in detail the decimation tab loader and multiplexer according to the present invention.

도 4를 참조하면, 데시메이션 탭로더(211)는 와이브로 기지국 시스템이 지원하는 채널 수(예컨대, 12개)만큼의 쉬프트 레지스터(211-1, ..., 211-12)들을 구비하여 구성될 수 있다. 이때 채널 수만큼의 쉬프트 레지스터 각각은 이후에 설명될 저역통과필터의 탭수와 각각의 채널로부터 입력된 샘플링 데이터의 비트수(샘플링 양자화비트수)를 곱한 만큼의 크기를 가지는 쉬프트레지스터(SRL16_16)으로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the decimation tap loader 211 is configured to include shift registers 211-1,..., 211-12 as many as the number of channels (eg, 12) supported by the WiBro base station system. Can be. In this case, each shift register corresponding to the number of channels includes a shift register SRL16_16 having a size equal to the number of taps of the low pass filter to be described later and the number of bits (sampling quantization bits) of sampling data input from each channel. Can be.

예컨대, 채널#1에 대응되는 쉬프트 레지스터(211-1)는 채널#1로부터 입력되어 믹서(101)를 통해서 주파수 하향 변환된 샘플링 입력 데이터 스트림(60Msps)의 샘플링 입력 데이터를 순차적으로 입력받아 저장하고 한번에 N개씩의 샘플링 데이터를 이후 설명될 저역통과필터의 탭에 대응된 쉬프트 레지스터로 옮기기 위하여 멀티플렉서(212)로 출력한다. For example, the shift register 211-1 corresponding to the channel # 1 may sequentially receive and store sampling input data of the sampling input data stream 60Msps inputted from the channel # 1 and down-converted through the mixer 101. N sampling data at a time is output to the multiplexer 212 to move to the shift register corresponding to the tap of the low pass filter, which will be described later.

하기 표 1은 본 발명에 따른 하향 변환 장치에 적용가능한 데시메이션 탭로더(211), 멀티플렉서(212) 및 저역통과필터(220)의 동작을 보다 자세히 설명하기 위한 것으로, 하기 표 1의 탭 로딩 동작을 통하여 설명될 수 있다.Table 1 below describes the operation of the decimation tap loader 211, the multiplexer 212 and the low pass filter 220 applicable to the downconversion device according to the present invention in detail. This can be explained through.

하기 표 1을 참조하면, 필터 입력 데이터를 처리하기 위한 흐름도를 나타낸다. 여기에서 데시메이션(decimation) 시점의 결과만 취하고 나머지 시점의 값들은 쓸모없는 것이 됨으로 필터 연산의 탭 입력으로 넣지 않는 방법이다. 이 최적화 설계방법을 활용하면 병렬 채널을 시분할 기법을 통해 멀티채널 Systolic FIR 구현이 가능해지기 때문에 곱셈 후 누적연산을 위한 DSP 자원 활용도를 높이는 장점이 있다. Referring to Table 1 below, a flowchart for processing filter input data is shown. Here, only the result of the decimation time point is taken and the values of the other time points are obsolete, so they are not put into the tap input of the filter operation. This optimization design method enables the implementation of multichannel Systolic FIR through time-division of parallel channels, which increases the DSP resource utilization for multiplication after multiplication.

[표 1] TABLE 1

샘플 타임Sample time 데시메이션 포인트Decimation points 현재 탭 값Current tab value 점프jump 다음 탭 값Next tab value -16-16 Tap16Tap16 -15-15 Tap15Tap15 -14-14 Tap14Tap14 -13-13 Tap13Tap13 -12-12 OO Tap12Tap12 -11-11 Tap11Tap11 -10-10 Tap10Tap10 -9-9 Tap9Tap9 ->-> Tap15Tap15 -8-8 Tap8Tap8 ->-> Tap14Tap14 -7-7 Tap7Tap7 ->-> Tap13Tap13 -6-6 OO Tap6Tap6 ->-> Tap12Tap12 -5-5 Tap5Tap5 ->-> Tap11Tap11 -4-4 Tap4Tap4 ->-> Tap10Tap10 -3-3 Tap3Tap3 ->-> Tap9Tap9 -2-2 Tap2Tap2 ->-> Tap8Tap8 -1-One Tap1Tap1 ->-> Tap7Tap7 00 OO Tap0Tap0 ->-> Tap6Tap6 1One Tap5Tap5 22 Tap4Tap4

이 개념을 표 1에 도식화하였다. 즉 이전 연속된 6개 16비트 샘플링 데이터를 Tap0부터 Tap5에 쌓게 되고, 다음 메인 클럭(120MHz)에선 들어온 값들이 6 데시메이션을 고려하여 6탭씩 건너뛰는 점핑(Jumping)구조를 취하게 된다. 즉, Tap0부터 Tap5에 저장되어 있던 값들이 6 탭씩 건너뛰어 Tap6부터 Tap11로 옮겨지게 된다.This concept is illustrated in Table 1. In other words, six consecutive 16-bit sampling data are stacked from Tap0 to Tap5, and the next main clock (120MHz) takes a jumping structure in which values are skipped by six taps in consideration of six decimations. That is, the values stored in Tap0 through Tap5 are skipped by 6 taps and moved from Tap6 to Tap11.

이러한 동작은 상기 멀티플렉서(212)로부터 데시메이션 팩터(N)개 만큼의 순차적으로 샘플링 데이터를 채널별로 순차적으로 입력받아 저역필터통과(220)에 입력시키는 것으로 가능해진다.Such an operation may be performed by sequentially inputting sampling data for each channel from the multiplexer 212 to the low pass filter 220.

도 5는 본 발명에 따른 저역 통과 필터의 구성예를 설명하기 위한 블록도이다.5 is a block diagram for explaining a configuration example of a low pass filter according to the present invention.

도 5를 참조하면, 앞서 도 3을 통하여 설명되었던, 믹서로부터 입력되는 다중 채널의 신호입력에 대해 시분할 개념을 적용함으로써 각각의 채널에 대해 필요한 FIR 연산을 다중 채널 수만큼 줄일 수 있도록 MAS 구성요소(301)를 실현하기 위해서 저역통과필터를 구성하는 탭간에 쉬프트 레지스터(502-1, ..., 502-16)를 둠으로써 구현이 이뤄진다. Referring to FIG. 5, the MAS component (such as the number of multiple channels) may be reduced by applying the time division concept to the signal input of the multi-channel input from the mixer, which has been described with reference to FIG. Implementation is achieved by placing shift registers 502-1, ..., 502-16 between taps constituting the low pass filter to realize 301.

또한, 저역통과필터에는 곱셈과 누적(MACC: Multiply and Accumulation)을 처리하는 구성요소들(501-1, ..., 501-16)이 탭별로 존재하게 되며, 가장 마지막 탭의 MACC 구성요소(501-16)에서 필터 출력이 최종적으로 출력되게 된다.In addition, the low pass filter has components (501-1, ..., 501-16) that process multiply and accumulation (MACC) for each tap, and the MACC component of the last tap ( In 501-16, the filter output is finally output.

이때 쉬프트 레지스터(502-1, ..., 502-16)의 깊이(Dynamic Depth)는 점핑되는 탭수(즉, 오버샘플링 배수 N = 데시메이션 배수와 동일)와 저역통과필터가 시분할 방식으로 처리하여야 하는 복수 채널의 수를 함께 고려하여 결정될 수 있다. In this case, the depth (Dynamic Depth) of the shift registers (502-1, ..., 502-16) must be processed in a time division manner by the number of jumped taps (i.e., oversampling multiple N = decimation multiple) and the low pass filter. It may be determined in consideration of the number of the plurality of channels.

예컨대, 쉬프트 레지스터(502-1, ..., 502-16)로 구현되는 SRL32_16컴포넌트의 깊이는 하기 수학식 1의 채널 수와 데시메이션 팩터간 연산에 의해 결정될 수 있다.For example, the depth of the SRL32_16 component implemented by the shift registers 502-1,.

[수학식 1][Equation 1]

쉬프트 레지스터의 깊이 = 지원 채널 수(Number of channels) + 데시메이션 팩터(decimation factor) -1Shift register depth = Number of channels + decimation factor -1

예를 들어, 도 1 및 도 2를 통하여 설명되었던 실시예를 가정하면, 12개의 채널을 지원하고, 데시메이션 팩터가 6이므로, 쉬프트 레지스터(502-1, ..., 502-16)의 깊이는 17이 된다.For example, assuming the embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2, since 12 channels are supported and the decimation factor is 6, the depths of the shift registers 502-1,. Becomes 17.

도 6과 도 7은 본 발명에 따른 주파수 하향 변환 장치에 적용된 저역 통과 필터의 매그니튜드 응답 및 임펄스 응답을 예시한 그래프이다.6 and 7 are graphs illustrating the magnitude response and the impulse response of the low pass filter applied to the frequency downconversion device according to the present invention.

도 6 및 도 7을 참조하면, 통과 대역(pass band)내에서 우수한 리플(ripple) 특성을 가짐을 확인 가능하다.Referring to FIGS. 6 and 7, it can be seen that it has excellent ripple characteristics in a pass band.

한편, 상술된 저역 통과 필터의 실시예에서는 16 탭으로 필터를 구성한 경우를 예시하였지만, 스퓨리어스 성분이 더 많이 포함되는 환경을 고려하여 32탭 이상의 구성도 가능함은 자명하다. On the other hand, in the above-described low pass filter, the filter is configured with 16 taps, but it is apparent that a configuration of 32 taps or more is possible in consideration of an environment in which more spurious components are included.

마지막으로 저역통과필터(220)을 통해 하향 변환 장치(200)에서 출력된 10MHz 신호는 와이브로 장치와 WCDMA UMTS 간 레이트 매칭(10MHz -> 3.84MHz)을 수행하기 위한 매퍼(mapper; 110)에 입력되어 WCDMA의 대역폭 3.84MHz에 맞게 매칭되어 3GPP WCDMA RE로 전송된다. 매퍼(110)는 도 1을 통하여 설명된 종래 기술의 매 퍼(110)와 동일한 구성요소로서 동일한 참조번호를 이용하여 인용되었다.Finally, the 10 MHz signal output from the downconversion device 200 through the low pass filter 220 is input to a mapper 110 to perform rate matching (10 MHz-> 3.84 MHz) between the WiBro device and the WCDMA UMTS. Matched for 3.84MHz bandwidth of WCDMA and sent to 3GPP WCDMA RE. Mapper 110 is cited using the same reference numerals as the same components as the prior art mapper 110 described with reference to FIG. 1.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

도 1은 종래 기술에 따른 와이브로 기지국 시스템의 하향 주파수 변환 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a downlink frequency conversion apparatus of a conventional WiBro base station system.

도 2는 본 발명에 따른 와이브로 기지국 시스템의 하향링크 주파수 하향 변환 장치의 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating an embodiment of a downlink frequency downconversion device of a WiBro base station system according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 주파수 하향 변환 장치에 적용되는 저역 통과 필터 및 데시메이션 처리를 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a low pass filter and a decimation process applied to a frequency downconversion device according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 데시메이션 탭로더와 멀티플렉서를 상세 설명하기 위한 블록도이다.4 is a block diagram illustrating in detail the decimation tab loader and multiplexer according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 저역 통과 필터의 구성예를 설명하기 위한 블록도이다.5 is a block diagram for explaining a configuration example of a low pass filter according to the present invention.

도 6과 도 7은 본 발명에 따른 주파수 하향 변환 장치에 적용된 저역 통과 필터의 매그니튜드 응답 및 임펄스 응답을 예시한 그래프이다.6 and 7 are graphs illustrating the magnitude response and the impulse response of the low pass filter applied to the frequency downconversion device according to the present invention.

<도면에 사용된 주요부호의 설명><Description of Major Symbols Used in Drawings>

200: 주파수 하향 변환 장치200: frequency down converter

211: 데시메이션 탭로더 212: 멀티플렉서211: Decimation Tab Loader 212: Multiplexer

220: 저역통과필터220: low pass filter

Claims (7)

와이브로 기지국 시스템에 적용되는 하향 링크(down link) 주파수 하향 변환(down converter) 장치로서,A downlink frequency down converter device applied to a WiBro base station system, M개(M은 복수)의 채널 각각으로부터 N배(N은 자연수) 오버 샘플링된 샘플링 데이터 스트림을 입력받아, 중간(IF) 주파수 발생부로부터 입력받은 중간 주파수 신호와 믹싱하여 주파수 하향 변환하는 M개의 믹서;M (M is a plurality) M (N is a natural number) received from each of the channels over-sampled sampling data streams are input, M (M) which down-converts the frequency by mixing with the intermediate frequency signal received from the intermediate (IF) frequency generator mixer; 상기 M개의 믹서에 각각 대응되고, 대응되는 믹서로부터 주파수 하향 변환된 샘플링 데이터 스트림을 각각 입력받아, 입력받은 샘플링 데이터 스트림으로부터 순차적으로 N개씩의 샘플링 데이터를 출력하는 M개의 쉬프트 레지스터를 포함하는 데시메이션 탭로더;A decimation including M shift registers respectively corresponding to the M mixers and receiving the frequency down-converted sampling data streams from the corresponding mixers and sequentially outputting N pieces of sampling data from the received sampling data streams. Tap loader; 상기 데시메이션 탭로더의 M개 쉬트프 레지스터로부터 순차적으로 N개씩의 샘플링 데이터를 입력받아 출력하는 멀티플렉서; 및A multiplexer for receiving and outputting N pieces of sampling data sequentially from M sheet registers of the decimation tap loader; And 탭수(P)만큼의 탭에 각각 대응된 쉬프트 레지스터를 구비하여, 상기 멀티플렉서로부터 순차적으로 출력되는 N개씩의 샘플링 데이터를 상기 P개의 쉬프트 레지스터 중 일련의 N개 탭에 대응된 쉬프트 레지스터에 저장하며, 상기 N개의 쉬프트 레지스터를 동시에 쉬프트시키고, 상기 멀티플렉서로부터 출력되는 다음 N개 샘플링 데이터를 상기 일련의 N개 탭에 대응된 쉬프트 레지스터에 저장하면서, 상기 M개의 믹서를 통해 입력된 상기 M개의 채널 각각의 샘플링 데이터 스트림을 시분할적으로 처리하는 저역통과필터를 포함한 주파수 하향 변환 장치.A shift register corresponding to each tap as many taps as P, and storing N sampling data sequentially output from the multiplexer in a shift register corresponding to a series of N taps among the P shift registers, Shifting the N shift registers simultaneously and storing the next N sampling data output from the multiplexer in a shift register corresponding to the series of N taps, each of the M channels input through the M mixers Frequency downconversion device including a lowpass filter for time-division processing of sampling data streams. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 M개 믹서가 상기 M개의 채널 중 대응되는 채널로부터 입력받는 N배 오버 샘플링된 샘플링 데이터 스트림은 상기 와이브로 기지국 시스템에 대응되는 안테나 당 출력되는 신호의 I 채널 또는 Q 채널인 것을 특징으로 하는 주파수 하향 변환 장치.N-times oversampled sampling data streams received by the M mixers from corresponding channels among the M channels are I or Q channels of signals output per antenna corresponding to the WiBro base station system. Converter. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 믹서는 디지털믹서이며, 상기 IF 주파수 발생부는 I 채널 또는 Q채널에 대응되는 직교 정현파 중간 주파수 신호를 발생시키는 국부발진기이고,The mixer is a digital mixer, the IF frequency generator is a local oscillator for generating an orthogonal sinusoidal intermediate frequency signal corresponding to the I channel or Q channel, 상기 믹서는 상기 국부발진기의 출력으로부터 +1 또는 -1 값만으로 구성된 I 성분 또는 Q성분을 상기 대응되는 채널로부터 입력받는 N배 오버 샘플링된 샘플링 데이터 스트림에 곱셈 연산 자원을 이용하지 않고 부호 변환만으로 곱셈하는 것을 특징으로 하는 주파수 하향 변환 장치.The mixer multiplies an I component or Q component consisting of only +1 or -1 values from the output of the local oscillator to an N times oversampled sampling data stream received from the corresponding channel using only sign conversion without using multiplication operation resources. Frequency downconversion device, characterized in that. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 저역통과필터가 구비한 상기 P개의 쉬프트레지스터는 M+N-1 깊이를 가지는 것을 특징으로 하는 주파수 하향 변환 장치.And the P shift registers of the low pass filter have an M + N-1 depth. 와이브로 기지국 시스템에 적용되는 하향 링크(down link) 주파수 하향 변환(down converter) 방법으로서,A downlink frequency down converter method applied to a WiBro base station system, M개(M은 복수)의 채널 각각으로부터 N배(N은 자연수) 오버 샘플링된 샘플링 데이터 스트림을 입력받아, 중간(IF) 주파수 발생부로부터 입력받은 중간 주파수 신호와 믹싱하여 주파수 하향 변환하는 단계;Receiving down-sampled sampling data streams N times (N is a natural number) from each of M channels (N is a plurality of channels), mixing the intermediate frequency signals received from an intermediate frequency generator, and down-converting the frequencies; 상기 주파수 하향 변환된 샘플링 데이터 스트림들을 입력받아, 입력받은 샘플링 데이터 스트림들로부터 순차적으로 N개씩의 샘플링 데이터를 출력하는 단계; 및Receiving the frequency down-converted sampling data streams and sequentially outputting N pieces of sampling data from the received sampling data streams; And 탭수(P)만큼의 쉬프트 레지스터를 이용하여, 상기 순차적으로 출력되는 N개씩의 샘플링 데이터를 상기 P개의 쉬프트 레지스터 중 일련의 N개 쉬프트 레지스터에 저장하며, 상기 N개의 쉬프트 레지스터를 동시에 쉬프트시키고, 상기 순차적으로 출력되는 다음 N개 샘플링 데이터를 상기 일련의 N개 쉬프트 레지스터에 저장하면서, 상기 주파수 하향 변환하는 단계에서 입력된 상기 M개의 채널 각각의 샘플링 데이터 스트림을 시분할적으로 처리하는 저역통과필터링 단계를 포함한 주파수 하향 변환 방법.By using the shift register equal to the number of taps (P), the N-sampling data sequentially output is stored in a series of N shift registers among the P shift registers, and the N shift registers are simultaneously shifted. A low-pass filtering step of time-divisionally processing the sampling data streams of each of the M channels input in the frequency down-conversion step, while storing the next N sampling data sequentially output in the series of N shift registers; Frequency downconversion method included. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 주파수 하향 변환 단계에서 입력되는, 상기 N배 오버 샘플링된 샘플링 데이터 스트림은 상기 와이브로 기지국 시스템에 대응되는 안테나 당 출력되는 신호의 I 채널 또는 Q 채널인 것을 특징으로 하는 주파수 하향 변환 방법.And the N times oversampled sampling data stream input in the frequency downconversion step is an I channel or a Q channel of an output signal per antenna corresponding to the WiBro base station system. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 주파수 하향 변환 단계는, I 채널 또는 Q채널에 대응되는 직교 정현파 중간 주파수 신호를 발생시키는 국부발진기인 IF 주파수 발생부로부터, +1 또는 -1 값만으로 구성된 I 성분 또는 Q성분을 상기 대응되는 채널로부터 입력받는 N배 오버 샘플링된 샘플링 데이터 스트림에 곱셈 연산 자원을 이용하지 않고 부호 변환만으로 곱셈하는 것을 특징으로 하는 주파수 하향 변환 방법.In the frequency downconverting step, an I component or a Q component including only +1 or -1 values is generated from the IF frequency generator, which is a local oscillator for generating an orthogonal sinusoidal intermediate frequency signal corresponding to an I channel or a Q channel. And multiplying the N times oversampled sampling data stream received from the multiplication using only sign conversion without using a multiplication operation resource.
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새로운 자동 튜닝 기능을 가지고 있는 CMOS 다중 모드 기저 대역 필터의 설계 - 전자공학회논문지 제43권 SD편 제2호, 2006. 2

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