KR101023258B1 - A transmitter in digital RF system and a linearization method of transmitter in digital RF system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디지털 무선 송수신 시스템에서의 송신장치 및 송신장치의 선형화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transmitter and a linearization method of a transmitter in a digital wireless transmission / reception system.

본 발명에서, 송신장치는 선형화 성능을 유지하기 위해 송신신호를 수신장치를 통해 피드백 받는다. 그리고, 수신장치를 통해 피드백된 신호에 기초해 송신장치의 선형화 성능을 파악하고, 선형화 성능에 기초해 전치왜곡 값을 산출한다. 그리고, 산출된 전치왜곡 값에 기초해 전압제어발진기 및 전력증폭기를 제어한다. In the present invention, the transmitter receives the feedback signal through the receiver in order to maintain the linearization performance. Then, the linearization performance of the transmitter is determined based on the signal fed back through the receiver, and the predistortion value is calculated based on the linearization performance. Then, the voltage controlled oscillator and the power amplifier are controlled based on the calculated predistortion value.

디지털 RF, polar modulation, 송신기, 송신장치, 전치왜곡, 선형화 Digital RF, polar modulation, transmitter, transmitter, predistortion, linearization

Description

디지털 무선 송수신 시스템에서의 송신장치 및 송신장치의 선형화 방법{A transmitter in digital RF system and a linearization method of transmitter in digital RF system} A transmitter in digital RF system and a linearization method of transmitter in digital RF system

본 발명은 디지털 무선 송수신 시스템에서의 송신장치 및 송신장치의 선형화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transmitter and a linearization method of a transmitter in a digital wireless transmission / reception system.

서로 다른 주파수를 사용하는 다양한 무선 송수신장치들 사이에 통신이 가능하기 위해서는 멀티밴드 및 멀티모드가 가능한 무선 송수신장치가 필요하다. 최근에는 디지털 RF(Radio Frequency) 기술이 멀티밴드 및 멀티모드를 지원하기 위한 기술로 인식되고 있다.In order to enable communication between various radio transceivers using different frequencies, a radio transceiver capable of multiband and multi-mode is required. Recently, digital RF (Radio Frequency) technology has been recognized as a technology for supporting multiband and multimode.

디지털 RF 송수신 시스템에서, 송신장치는 위상변조(polar modulation)기술을 이용하여 구현된다. 여기서, 위상변조 기술은 포락선 제거 및 복원기술을 기반으로 하는 기술로서, 위상변조 기술은 송신장치의 멀티밴드 및 멀티모드 구현을 쉽게 한다. 그러나, 위상변조 기술로 구현된 송신장치는 오픈(open) 루프로 구성되어, 시스템의 열화나 주변환경의 변화에 의해서 송신장치의 특성이 변화하게 되면 송신장치의 선형성을 보장할 수 없다는 단점이 있다. In a digital RF transmission / reception system, a transmitter is implemented using a polar modulation technique. Here, the phase modulation technique is based on the envelope elimination and restoration technique, and the phase modulation technique facilitates the implementation of the multiband and the multimode of the transmitter. However, the transmitter implemented by the phase modulation technique is composed of an open loop, and the linearity of the transmitter cannot be guaranteed when the characteristics of the transmitter change due to deterioration of the system or changes in the surrounding environment. .

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 디지털 무선 송수신시스템에서 송신장치의 선형화 성능을 유지하기 위한 송신장치 및 송신장치의 선형화 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a transmission apparatus and a linearization method of a transmission apparatus for maintaining linearization performance of a transmission apparatus in a digital wireless transmission / reception system.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 수신장치를 포함하는 디지털 무선 송수신 시스템에서, 상기 수신장치와 연계하여 선형화 성능을 유지하는 송신장치는,In a digital wireless transmission / reception system including a receiver according to a feature of the present invention for achieving the above object, a transmitter for maintaining linearization performance in connection with the receiver,

입력되는 신호의 주파수 및 위상을 조정하여 출력하는 전압제어발진기; 상기 전압제어발진기로부터 출력되는 신호의 이득을 조정하여 출력하는 전력증폭기; 상기 전력증폭기에서 출력되는 신호를 선택적으로 상기 수신장치의 입력신호로 인가하는 스위치부; 및 상기 전력증폭기에서 출력되는 신호가 상기 수신장치를 통해 피드백된 신호에 기초해 전치왜곡 값을 산출하며, 상기 전치왜곡 값에 기초해 상기 송신장치의 위상 및 이득 왜곡을 보상하도록 상기 전압제어발진기 및 상기 전력증폭기를 제어하는 송신 디지털 신호처리부를 포함한다. A voltage controlled oscillator for adjusting and outputting a frequency and a phase of an input signal; A power amplifier for adjusting and outputting a gain of a signal output from the voltage controlled oscillator; A switch unit for selectively applying a signal output from the power amplifier as an input signal of the receiver; And a voltage controlled oscillator configured to calculate a predistortion value based on a signal output from the power amplifier fed back through the receiver, and to compensate for phase and gain distortion of the transmitter based on the predistortion value. And a transmission digital signal processor for controlling the power amplifier.

또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 수신장치를 포함하는 디지털 무선 송수신 시스템에서, 전압제어발진기 및 전력증폭기를 포함하는 송신장치의 선형화 방법은,In addition, in a digital wireless transmission / reception system including a receiver according to another aspect of the present invention, a linearization method of a transmitter including a voltage controlled oscillator and a power amplifier,

송신 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 단계; 상기 전압제어발진기를 통해 상기 아날로그 신호로 변환된 신호의 주파수 및 위상을 조정하는 단계; 상기 전력 증폭기를 상기 주파수 및 위상이 조정된 신호의 이득을 조정하는 단계; 상기 이득이 조정된 신호를 상기 수신장치를 통해 피드백 받는 단계; 상기 피드백된 신호에 기초해 전치왜곡 값을 산출하는 단계; 및 상기 전치왜곡 값에 기초해 상기 전압제어발진기에서 조정되는 위상과 상기 전력증폭기에서 조정되는 이득을 제어하는 단계를 포함한다. Converting the transmission data into an analog signal; Adjusting the frequency and phase of the signal converted into the analog signal through the voltage controlled oscillator; Adjusting the gain of the power amplifier with the frequency and phase adjusted signal; Receiving a feedback signal of which the gain is adjusted through the receiver; Calculating a predistortion value based on the fed back signal; And controlling a phase adjusted in the voltage controlled oscillator and a gain adjusted in the power amplifier based on the predistortion value.

본 발명에 따르면, 디지털 RF 송수신 시스템에서의 송신장치는 송신장치의 선형화 성능을 파악하고 유지하는 것이 가능하다. According to the present invention, a transmitter in a digital RF transmission / reception system can grasp and maintain the linearization performance of the transmitter.

또한, 송신신호의 피드백 경로를 별도의 부품을 사용하지 않고, 수신장치를 이용하여 구현함으로써, 복잡도를 낮추고 구현 비용을 감소시키는 효과가 있다. In addition, by implementing the feedback path of the transmission signal using a receiver without using a separate component, there is an effect of reducing the complexity and the implementation cost.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise. In addition, the terms “… unit”, “… group” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.

이제 아래에서는 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 무선(Radio Frequency, RF) 송수신 시스템에서의 송신장치 및 송신장치의 선형화 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. 한편, 본 발명의 실시 예에 따른 송신장치는 위상변조 기술이 적용된 송신장치로서, 위상변조 기술은 포락선 제거 및 복원기술을 기반으로 하는 기술을 의미한다.Now, a transmitter and a linearization method of a transmitter in a digital radio frequency (RF) transceiver system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. On the other hand, the transmission apparatus according to an embodiment of the present invention is a transmission device to which the phase modulation technology is applied, the phase modulation technology means a technology based on the envelope removal and restoration technology.

다음, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 디지털 RF 송수신 시스템에서의 송신장치 및 송신장치의 선형화 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. Next, a transmission apparatus and a linearization method of the transmission apparatus in the digital RF transmission / reception system according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 디지털 RF 송수신 시스템을 도시한 구조도로서, 주파수 분할 방식의 송수신 시스템을 도시한 것이다.1 is a structural diagram showing a digital RF transmission and reception system according to a first embodiment of the present invention, showing a frequency division transmission and reception system.

도 1을 보면, 디지털 RF 송수신 시스템에서 송신장치는 송신 디지털 신호처리부(101), 전압제어발진기(Voltage Controlled Oscillator, 이하 'VCO'라 함)(102), 전력증폭기(Power Amplifier)(103), 제1 가변 대역통과필터(Band Pass Filter, 이하 'BPF'라고 함)(104) 및 스위치부(105)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a transmitter in a digital RF transmission / reception system includes a transmission digital signal processor 101, a voltage controlled oscillator 102, a power amplifier 103, and a power amplifier 103. A first variable band pass filter (hereinafter referred to as BPF) 104 and a switch unit 105 are included.

송신 디지털 신호처리부(101)는 송신 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. 그리고, 송신장치로부터 출력되는 송신신호를 수신장치를 통해 피드백 받아서 송신장치의 선형화 성능 즉, 위상 및 이득의 왜곡 정도를 파악한다. 그리고 송신장치의 위상 및 이득 왜곡을 보상하기 위한 전치왜곡 값을 산출한다. 그리고, 산출된 전치왜곡 값에 대응하여 송신신호의 위상 및 이득을 전치왜곡 시켜 송신장치의 위상 및 이득 왜곡을 보상하도록 VCO(102) 및 전력증폭기(103)를 제어한다. The transmission digital signal processing unit 101 converts the transmission data into an analog signal and outputs it. Then, the transmission signal output from the transmitter is fed back through the receiver to determine the linearization performance of the transmitter, that is, the degree of distortion of the phase and the gain. The predistortion value is calculated to compensate for the phase and gain distortion of the transmitter. The VCO 102 and the power amplifier 103 are controlled to predistort the phase and the gain of the transmission signal corresponding to the calculated predistortion value to compensate for the phase and gain distortion of the transmitter.

VCO(102)는 송신 디지털 신호처리부(101)로부터 출력되는 신호의 주파수 및 위상을 조정하여 출력한다. 여기서, VCO(102)는 위상 조정 시, 송신 디지털 신호처리부(101)에 제어에 기초해 입력되는 신호의 위상을 전치왜곡 시켜 출력함으로써, 송신장치의 위상 왜곡을 보상한다.The VCO 102 adjusts the frequency and phase of the signal output from the transmission digital signal processing unit 101 and outputs the adjusted signal. Here, the VCO 102 compensates the phase distortion of the transmission apparatus by predistorting and outputting the phase of the signal input based on the control to the transmission digital signal processing unit 101 during phase adjustment.

전력증폭기(103)는 VCO(102)에서 출력되는 신호의 이득을 증폭하여 출력한다. 여기서, 전력증폭기(103)는 송신 디지털 신호처리부(101)에 제어에 기초해 입력되는 신호의 이득을 전치왜곡 시켜 출력함으로써, 송신장치의 이득 왜곡을 보상한다. The power amplifier 103 amplifies and outputs the gain of the signal output from the VCO 102. Here, the power amplifier 103 compensates the gain distortion of the transmission apparatus by predistorting and outputting the gain of the signal input based on the control to the transmission digital signal processing unit 101.

제1 가변 BPF(104)는 전력증폭기(103)로부터 출력되는 신호로부터 고조파 신호를 제거한 송신신호를 송신 안테나로 출력한다. The first variable BPF 104 outputs a transmission signal from which a harmonic signal is removed from the signal output from the power amplifier 103 to the transmission antenna.

스위치부(105)는 제1 가변 BPF(104)와 송신안테나 사이에 위치하며, 제1 커플러(1001), 제1 스위치(1002), 제2 스위치(1003) 및 제2 커플러(1004)를 포함한다. 또한, 스위치부(105)는 송신신호를 주기적으로 수신장치의 입력신호로 인가한다. The switch unit 105 is positioned between the first variable BPF 104 and the transmission antenna and includes a first coupler 1001, a first switch 1002, a second switch 1003, and a second coupler 1004. do. In addition, the switch section 105 applies the transmission signal periodically as an input signal of the receiving device.

제1 커플러(1001)는 제1 가변 BPF(104)에서 출력되는 송신신호를 제1 스위치(1002) 및 송신 안테나로 전달한다.The first coupler 1001 transfers the transmission signal output from the first variable BPF 104 to the first switch 1002 and the transmission antenna.

제1 스위치(1002) 및 제2 스위치(1003)는 제1 커플러(1001)를 통해 입력되는 송신신호를 주기적으로 제2 커플러(1004)로 전달한다. 즉, 제1 스위치(1002)는 제1 커플러(1001)로부터 출력되는 송신신호와 종단신호(Terminate) 중 하나를 선택하여 출력하고, 제2 스위치(1003)는 제1 스위치(1002)의 출력신호와 종단신호 중 하나를 선택하여 제2 커플러(1004)로 출력한다.The first switch 1002 and the second switch 1003 periodically transmit a transmission signal input through the first coupler 1001 to the second coupler 1004. That is, the first switch 1002 selects and outputs one of a transmission signal and a termination signal output from the first coupler 1001, and the second switch 1003 outputs the output signal of the first switch 1002. One of the signal and the termination signal is selected and output to the second coupler 1004.

제2 커플러(1004)는 제2 스위치(1003)로부터 출력되는 송신신호를 수신장치의 입력신호로 인가한다. 따라서, 수신장치는 수신 안테나를 통해 수신되는 수신신호 및 송신장치에서 출력되는 송신신호 중 적어도 하나를 입력 받아 처리하게 된다. The second coupler 1004 applies the transmission signal output from the second switch 1003 as an input signal of the receiver. Therefore, the receiving apparatus receives and processes at least one of a reception signal received through the reception antenna and a transmission signal output from the transmission apparatus.

수신장치는 제2 가변 BPF(201), 저잡음증폭기(Low Noise Amplifier, LNA)(202), 가변감쇠기(Variable ATTenuator, VATT)(203) 및 수신 디지털 신호처리부(204)를 포함하며, 입력되는 신호를 복조하여 출력한다. The receiving apparatus includes a second variable BPF 201, a low noise amplifier (LNA) 202, a variable ATTenuator (VATT) 203, and a receiving digital signal processor 204, and receives an input signal. Demodulate and output

제2 가변 BPF(201)는 수신 안테나를 통해 입력되는 수신신호와 송신장치로부터 입력되는 송신신호로부터 불필요한 성분을 제거하여 출력한다. 여기서, 제2 가변 BPF(201)의 동작 주파수 대역은 수신신호와 송신신호의 주파수 대역을 모두 포함하는 광대역이므로, 제2 가변 BPF(201)는 수신신호와 송신신호를 모두 처리하는 것이 가능하다. The second variable BPF 201 removes and outputs unnecessary components from the reception signal input through the reception antenna and the transmission signal input from the transmission apparatus. Here, since the operating frequency band of the second variable BPF 201 is a wide band including both frequency bands of the reception signal and the transmission signal, the second variable BPF 201 can process both the reception signal and the transmission signal.

LNA(202)는 제2 가변 BPF(201)에서 출력되는 송신신호 또는 수신신호를 저잡음 증폭하여 출력하고, VATT(203)는 LNA(202)에서 출력되는 송신신호 또는 수신신호를 기 설정된 범위 내 크기로 조정하여 출력한다.The LNA 202 low noise amplifies and outputs a transmission signal or a reception signal output from the second variable BPF 201, and the VATT 203 outputs a transmission signal or reception signal output from the LNA 202 within a preset range. Adjust it to output.

수신 디지털 신호처리부(204)는 VATT(203)로부터 출력되는 신호를 수신신호와 송신신호로 분리한다. 그리고, 대역통과샘플링 기술을 통해 분리된 수신신호로 부터 수신데이터를 검출하고, 송신신호는 송신장치의 송신 디지털 신호처리부(101)로 전달한다. 여기서, 수신신호와 송신신호는 서로 다른 주파수 대역의 신호이므로, 수신 디지털 신호처리부(204)는 VATT(203)로부터 출력되는 신호로부터 수신신호와 송신신호를 분리하는 것이 가능하다.The reception digital signal processing unit 204 separates the signal output from the VATT 203 into a reception signal and a transmission signal. Then, the reception data is detected from the reception signal separated by the band pass sampling technique, and the transmission signal is transmitted to the transmission digital signal processing unit 101 of the transmission apparatus. Here, since the reception signal and the transmission signal are signals of different frequency bands, the reception digital signal processing unit 204 can separate the reception signal and the transmission signal from the signal output from the VATT 203.

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 송신장치의 선형화 방법을 도시한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a linearization method of a transmitter according to a first embodiment of the present invention.

도 2를 보면, 송신데이터가 입력되면, 송신장치의 송신 디지털 신호처리부(101)는 송신 데이터를 아날로그 신호로 변환한다(S101). 그리고, VCO(102)는 송신 디지털 신호처리부(101)에서 출력되는 신호의 주파수 및 위상을 조정하여 출력한다(S102). 2, when transmission data is input, the transmission digital signal processing unit 101 of the transmission device converts the transmission data into an analog signal (S101). Then, the VCO 102 adjusts the frequency and phase of the signal output from the transmission digital signal processing unit 101 and outputs it (S102).

이를 수신한 전력증폭기(103)는 입력된 신호의 이득을 증폭하여 출력하고(S103), 제1 가변 BPF(104)는 전력증폭기(103)에서 출력되는 신호로부터 고조파 신호를 제거하여 송신신호를 출력한다(S104). The received power amplifier 103 amplifies and outputs the gain of the input signal (S103), and the first variable BPF 104 removes the harmonic signal from the signal output from the power amplifier 103 to output the transmission signal. (S104).

이후, 스위치부(105)는 제1 가변 BPF(104)에서 출력되는 송신신호를 수신장치의 입력신호로 인가한다(S105). 이에 따라, 수신장치에 의해 송신신호가 처리되어 출력되고, 송신 디지털 신호처리부(101)는 수신장치에서 처리되어 출력되는 송신신호로부터 송신장치의 위상 및 이득 왜곡 정도를 산출한다. 그리고, 산출된 위상 및 이득 왜곡에 반대되도록 위상 및 이득의 전치왜곡 값을 산출한다(S106). 그리고, 송신 디지털 신호처리부(101)는 산출된 전치왜곡 값에 기초해 송신신호의 위상 및 이득을 전치 왜곡시키도록 VCO(102) 및 전력증폭기(103)를 제어한다(S107). 즉, 전치왜곡 값만큼 송신신호의 위상이 전치 왜곡되도록 VCO(102)에서 조정되는 위상을 제어하고, 전치왜곡 값만큼 송신신호의 이득이 전치 왜곡되도록 전력증폭기(103)의 이득 증폭 정도를 조정한다.Thereafter, the switch unit 105 applies the transmission signal output from the first variable BPF 104 as an input signal of the receiving apparatus (S105). Accordingly, the transmission signal is processed and output by the reception apparatus, and the transmission digital signal processing unit 101 calculates the phase and gain distortion degree of the transmission apparatus from the transmission signal processed and output by the reception apparatus. Then, the predistortion value of the phase and the gain is calculated to be opposite to the calculated phase and the gain distortion (S106). The transmission digital signal processor 101 controls the VCO 102 and the power amplifier 103 to predistort the phase and the gain of the transmission signal based on the calculated predistortion value (S107). That is, the phase adjusted by the VCO 102 is controlled so that the phase of the transmission signal is predistorted by the predistortion value, and the gain amplification degree of the power amplifier 103 is adjusted so that the gain of the transmission signal is predistorted by the predistortion value. .

다음, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 디지털 RF 송수신 시스템에서의 송신장치 및 송신장치의 선형화 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. 3 and 4, a transmission apparatus and a linearization method of the transmission apparatus in the digital RF transmission / reception system according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 디지털 RF 송수신 시스템을 도시한 구조도로서, 시분할 방식의 송수신 시스템을 도시한 것이다.3 is a structural diagram illustrating a digital RF transmission and reception system according to a second embodiment of the present invention, and illustrates a time division transmission and reception system.

도 3을 보면, 디지털 RF 송수신 시스템은 송신장치, 수신장치 및 입출력장치를 포함하며, 송신장치는 송신 디지털 신호처리부(301), VCO(302), 전력증폭기(303) 및 스위치부(304)를 포함한다. 한편, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 송신 디지털 신호처리부(301), VCO(302), 전력증폭기(303)는 전술한 제1 실시 예의 송신 디지털 신호처리부(101), VCO(102), 전력증폭기(103)와 유사한 동작을 수행하므로, 아래에서는 해당 구성요소들에 대한 상세한 설명은 생략한다. Referring to FIG. 3, the digital RF transmission / reception system includes a transmitter, a receiver, and an input / output device. The transmitter includes a transmission digital signal processor 301, a VCO 302, a power amplifier 303, and a switch 304. Include. Meanwhile, the transmission digital signal processing unit 301, the VCO 302, and the power amplifier 303 according to the second embodiment of the present invention may transmit the digital signal processing unit 101, the VCO 102, and the power of the first embodiment. Since the operation similar to the amplifier 103 is performed, detailed description of the corresponding components will be omitted below.

스위치부(304)는 전술한 제1 실시 예의 스위치부(105)와 유사한 동작을 수행한다. 단, 본 발명의 제2 실시예에서는 스위치부(304)가 전력증폭기(303)와 입출력장치 사이에 위치하며, 전력증폭기(303)에서 출력되는 송신신호를 주기적으로 수신장치의 입력신호로 인가한다. The switch unit 304 performs an operation similar to the switch unit 105 of the first embodiment described above. However, in the second embodiment of the present invention, the switch unit 304 is positioned between the power amplifier 303 and the input / output device, and periodically transmits a transmission signal output from the power amplifier 303 as an input signal of the receiving device. .

수신장치는 LNA(401), VATT(402) 및 수신 디지털 신호처리부(403)를 포함하며, LNA(401), VATT(402) 및 수신 디지털 신호처리부(403)는 전술한 제1 실시 예의 LNA(202), VATT(203) 및 수신 디지털 신호처리부(204)와 유사한 동작을 수행하므로 상세한 설명을 생략한다. The receiving apparatus includes an LNA 401, a VATT 402 and a receiving digital signal processor 403. The LNA 401, VATT 402 and a receiving digital signal processor 403 are LNAs of the first embodiment described above. 202, the VATT 203 and the reception digital signal processing unit 204 perform similar operations, and thus detailed description thereof will be omitted.

입출력장치는 가변 BPF(501) 및 제3 스위치(502)를 포함하며, 수신구간에는 안테나를 통해 수신되는 수신신호를 수신장치로 전달하고, 송신구간에는 송신장치로부터 출력되는 송신신호를 안테나로 전달한다. The input / output device includes a variable BPF 501 and a third switch 502, and transmits a reception signal received through an antenna to a reception device in a reception section, and transmits a transmission signal output from the transmission device to an antenna in a transmission section. do.

가변 BPF(501)는 수신구간에는 안테나를 통해 수신되는 수신신호로부터 불필요한 성분을 제거하여 제3 스위치(502)로 출력하고, 송신구간에는 제3 스위치(502)를 통해 입력되는 송신신호로부터 고조파 성분을 제거하여 안테나로 출력한다.The variable BPF 501 removes unnecessary components from the received signal received through the antenna in the reception section and outputs them to the third switch 502, and harmonic components from the transmission signal input through the third switch 502 in the transmission section. Remove it and output it to the antenna.

제3 스위치(502)는 수신구간에는 가변 BPF(501)로부터 출력되는 수신신호를 수신장치로 전달하고, 송신구간에는 송신장치로부터 출력되는 송신신호를 가변 BPF(501)로 전달한다. The third switch 502 transfers the reception signal output from the variable BPF 501 to the reception device in the reception section, and transmits the transmission signal output from the transmission device to the variable BPF 501 in the transmission section.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 송신장치의 선형화 방법을 도시한 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a linearization method of a transmitter according to a second embodiment of the present invention.

도 4를 보면, 송신데이터가 입력되면, 송신장치의 송신 디지털 신호처리부(301)는 송신 데이터를 아날로그 신호로 변환한다(S201). 그리고, VCO(302)는 송신 디지털 신호처리부(301)에서 출력되는 신호의 주파수 및 위상을 조정하여 출력한다(S202). 4, when transmission data is input, the transmission digital signal processing unit 301 of the transmission device converts the transmission data into an analog signal (S201). The VCO 302 adjusts and outputs the frequency and phase of the signal output from the transmission digital signal processing unit 301 (S202).

이를 수신한 전력증폭기(303)는 입력된 신호의 이득을 증폭하여 출력하고(S203), 스위치부(304)는 송신구간에 전력증폭기(303)에서 출력되는 신호를 수신장치의 입력신호로 인가한다(S204). 이에 따라, 송신구간 동안 수신장치에 의해 송 신신호가 처리되어 출력되고, 송신 디지털 신호처리부(301)는 수신장치에서 처리되어 출력되는 송신신호로부터 송신장치의 위상 및 이득 왜곡 정도를 산출한다. 그리고, 산출된 위상 및 이득 왜곡에 반대되도록 위상 및 이득의 전치왜곡 값을 산출한다(S205). 그리고, 송신 디지털 신호처리부(301)는 산출된 전치왜곡 값에 기초해 송신신호의 위상 및 이득을 전치 왜곡시키도록 VCO(302) 및 전력증폭기(303)를 제어한다(S206). 즉, 전치왜곡 값만큼 송신신호의 위상이 전치 왜곡되도록 VCO(302)에서 조정되는 위상을 제어하고, 전치왜곡 값만큼 송신신호의 이득이 전치 왜곡되도록 전력증폭기(303)의 이득 증폭 정도를 조정한다.The received power amplifier 303 amplifies and outputs the gain of the input signal (S203), and the switch unit 304 applies the signal output from the power amplifier 303 to the transmission section as an input signal of the receiving device. (S204). Accordingly, the transmission signal is processed and output by the receiving device during the transmission period, and the transmission digital signal processing unit 301 calculates the phase and gain distortion degree of the transmission device from the transmission signal processed and output by the receiving device. Then, the predistortion value of the phase and the gain is calculated to be opposite to the calculated phase and the gain distortion (S205). Then, the transmission digital signal processor 301 controls the VCO 302 and the power amplifier 303 to predistort the phase and the gain of the transmission signal based on the calculated predistortion value (S206). That is, the phase adjusted by the VCO 302 is controlled so as to predistort the phase of the transmission signal by the predistortion value, and the gain amplification degree of the power amplifier 303 is adjusted so that the gain of the transmission signal is predistorted by the predistortion value. .

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 RF 송수신 시스템에서의 송신장치는 수신장치를 통해 송신신호를 피드백 받아 선형화 성능을 유지하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 RF 송수신 시스템은 종래의 송수신 시스템과는 달리 채널필터, 국부 발진기, 믹서(mixer) 등을 포함하지 않으므로, 복잡도가 낮고 구현이 간단한 장점이 있다. 또한, 디지털 RF 기술을 적용하여 광대역에서 동작하도록 설계가 용이하여 송신장치의 피드백 경로를 별도로 설계하지 않고, 수신장치를 그대로 송신장치의 송신신호를 피드백하기 위한 피드백 경로로 사용하는 것이 가능하여 송수신 시스템의 복잡도를 줄이고 비용을 감소시키는 효과가 있다. As described above, the transmission apparatus in the digital RF transmission and reception system according to an embodiment of the present invention can receive the transmission signal through the reception device to maintain the linearization performance. In addition, the digital RF transmission and reception system according to an embodiment of the present invention does not include a channel filter, a local oscillator, a mixer, etc., unlike the conventional transmission and reception system, it has a low complexity and simple implementation. In addition, it is easy to design to operate in wide band by applying digital RF technology, so it is possible to use the receiving device as a feedback path for feeding back the transmission signal of the transmitting device without designing a feedback path separately. This has the effect of reducing complexity and reducing costs.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 송신장치의 송신 디지털 신호처리부 및 VCO와 수신장치의 수신 디지털 신호처리부를 각각 별도의 부품으로 구성하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 송신장치의 송신 디지털 신호처리부 및 VCO와 수신장치의 수신 디지털 신호처리부를 하나의 집적회로로 집적화하는 것 또한 가능하다. 이 경우, 송수신 시스템의 복잡도는 더욱 감소하고 그에 따라 송수신 시스템 구현 시 비용이 감소하는 효과가 있다.Meanwhile, in the exemplary embodiment of the present invention, the transmission digital signal processor of the transmitter and the VCO and the receiver digital signal processor of the receiver are respectively configured as separate components, but the present invention has been described as a transmission digital signal processor of the transmitter. And it is also possible to integrate the VCO and the receiving digital signal processing unit of the receiver into one integrated circuit. In this case, the complexity of the transmission and reception system is further reduced, thereby reducing the cost of implementing the transmission and reception system.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not only implemented by the apparatus and method but may be implemented through a program for realizing the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, The embodiments can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 송수신 시스템을 도시한 구조도이다.1 is a structural diagram showing a transmission and reception system according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 송신장치의 선형화 방법을 도시한 구조도이다.2 is a structural diagram illustrating a linearization method of a transmission apparatus according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 송수신 시스템을 도시한 구조도이다.3 is a structural diagram illustrating a transmission and reception system according to a second embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 송신장치의 선형화 방법을 도시한 구조도이다.4 is a structural diagram illustrating a linearization method of a transmitting apparatus according to a second embodiment of the present invention.

Claims (13)

수신장치를 포함하는 디지털 무선 송수신 시스템에서, 상기 수신장치와 연계하여 선형화 성능을 유지하는 송신장치에 있어서,In a digital wireless transmission / reception system including a receiving apparatus, the transmitting apparatus maintaining linearization performance in association with the receiving apparatus, 송신 신호의 주파수 및 위상을 조정하여 출력하는 전압제어발진기;A voltage controlled oscillator for adjusting and outputting a frequency and phase of a transmission signal; 상기 전압제어발진기로부터 출력되는 신호의 이득을 조정하여 출력하는 전력증폭기;A power amplifier for adjusting and outputting a gain of a signal output from the voltage controlled oscillator; 상기 전력증폭기에서 출력되는 신호를 선택적으로 상기 수신장치의 입력신호로 인가하는 스위치부;A switch unit for selectively applying a signal output from the power amplifier as an input signal of the receiver; 상기 수신장치의 출력 신호에서 상기 스위치부가 인가한 신호로부터 생성된 신호를 분리하여 출력하는 수신 디지털 신호처리부; 및A reception digital signal processor for separating and outputting a signal generated from a signal applied by the switch unit from an output signal of the receiver; And 상기 수신 디지털 신호처리부의 출력 신호에 기초해 상기 송신 신호의 전치왜곡 값을 산출하며, 상기 전치왜곡 값에 기초해 상기 송신 신호의 위상 및 이득 왜곡을 보상하도록 상기 전압제어발진기 및 상기 전력증폭기를 제어하는 송신 디지털 신호처리부The predistortion value of the transmission signal is calculated based on the output signal of the receiving digital signal processor, and the voltage controlled oscillator and the power amplifier are controlled to compensate for the phase and gain distortion of the transmission signal based on the predistortion value. Transmitting digital signal processor 를 포함하는 송신장치.Transmission device comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수신장치는,The receiving device, 수신 안테나를 통해 수신되는 수신신호 및 상기 전력증폭기에서 출력되는 신호 중 적어도 하나의 신호를 저잡음 증폭하여 출력하는 저잡음 증폭기; 및A low noise amplifier for low noise amplifying and outputting at least one of a received signal received through a receiving antenna and a signal output from the power amplifier; And 상기 저잡음 증폭기에서 출력되는 신호의 이득을 기 설정된 내로 조정하여 출력하는 가변감쇠기Variable attenuator for outputting by adjusting the gain of the signal output from the low noise amplifier within a predetermined 를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신장치.Transmitter comprising a. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 수신장치는,The receiving device, 상기 스위치부와 상기 저잡음 증폭기 사이에 위치하며, 상기 수신신호 및 상기 전력증폭기에서 출력되는 신호 중 적어도 하나의 신호로부터 불필요한 성분을 제거하여 상기 저잡음 증폭기로 출력하는 가변대역통과필터A variable bandpass filter positioned between the switch unit and the low noise amplifier and removing unnecessary components from at least one of the received signal and the signal output from the power amplifier and outputting the unnecessary components to the low noise amplifier 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신장치.Transmitter further comprises a. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 송신장치는, 주파수 분할 방식으로 동작하는 것을 특징으로 하는 송신장치. And the transmitter is operated by a frequency division method. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수신장치는,The receiving device, 수신구간에는 수신 안테나를 통해 수신되는 수신신호를 저잡음 증폭하여 출력하고, 송신구간에는 상기 전력증폭기에서 출력되는 신호를 저잡음 증폭하여 출력하는 저잡음 증폭기; 및A low noise amplifier for low noise amplifying and outputting a received signal received through a receiving antenna in a receiving section, and a low noise amplifying and outputting a signal output from the power amplifier in a transmitting section; And 상기 저잡음 증폭기에서 출력되는 신호의 이득을 기 설정된 내로 조정하여 출력하는 가변감쇠기Variable attenuator for outputting by adjusting the gain of the signal output from the low noise amplifier within a predetermined 를 포함하는 송신장치.Transmission device comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 송신장치는, 시간분할 방식으로 동작하는 것을 특징으로 하는 송신장치.And said transmitting device operates in a time division manner. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전력증폭기와 상기 스위치부 사이에 위치하며, 상기 전력증폭기에서 출력되는 신호로부터 고조파 성분을 제거하여 상기 스위치부로 전달하는 가변대역통과필터Located between the power amplifier and the switch unit, the variable bandpass filter to remove the harmonic components from the signal output from the power amplifier to the switch unit 를 더 포함하는 송신장치.Transmission device further comprising. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스위치부는,The switch unit, 입력되는 복수의 신호 중 하나를 선택하여 출력하는 스위치;A switch for selecting and outputting one of a plurality of input signals; 상기 전력증폭기에서 출력되는 신호를 상기 스위치의 입력신호로 출력하는 제1 커플러; 및A first coupler outputting a signal output from the power amplifier as an input signal of the switch; And 상기 스위치에서 출력되는 신호를 상기 수신장치의 입력신호로 인가하는 제2 커플러A second coupler for applying a signal output from the switch as an input signal of the receiving device 를 포함하는 송신장치.Transmission device comprising a. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 8, 상기 송신 디지털 신호처리부 및 상기 전압제어발진기는 하나의 집적회로로 집적된 것을 특징으로 하는 송신장치.And said transmitting digital signal processor and said voltage controlled oscillator are integrated into one integrated circuit. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 송신장치는 위상변조 기술로 구현된 송신장치인 송신장치.And the transmitter is a transmitter implemented by a phase modulation technique. 수신장치를 포함하는 디지털 무선 송수신 시스템에서, 전압제어발진기 및 전력증폭기를 포함하는 송신장치에서 송신 신호를 선형화하는 방법에 있어서,In a digital wireless transmission / reception system including a receiving device, a method of linearizing a transmission signal in a transmitting device including a voltage controlled oscillator and a power amplifier, 상기 송신 신호를 아날로그 신호로 변환하는 단계;Converting the transmission signal into an analog signal; 상기 전압제어발진기를 통해 상기 아날로그 신호로 변환된 신호의 주파수 및 위상을 조정하는 단계;Adjusting the frequency and phase of the signal converted into the analog signal through the voltage controlled oscillator; 상기 전력증폭기를 통해 상기 주파수 및 위상이 조정된 신호의 이득을 조정하는 단계;Adjusting the gain of the frequency and phase adjusted signal through the power amplifier; 상기 이득이 조정된 신호를 상기 수신장치로 전달하는 단계;Transmitting the gain-adjusted signal to the receiver; 상기 수신장치의 출력 신호에서 상기 이득이 조정된 신호가 입력되어 생성된 신호를 분리하는 단계;Separating a signal generated by inputting the gain-adjusted signal from an output signal of the receiver; 상기 분리된 신호에 기초해 상기 송신 신호의 전치왜곡 값을 산출하는 단계; 및Calculating a predistortion value of the transmission signal based on the separated signal; And 상기 전치왜곡 값에 기초해 상기 송신 신호의 위상 및 이득 왜곡을 보상하도록 상기 전압제어발진기와 상기 전력증폭기를 제어하는 단계Controlling the voltage controlled oscillator and the power amplifier to compensate for phase and gain distortion of the transmission signal based on the predistortion value 를 포함하는 선형화 방법.Linearization method comprising a. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 전달하는 단계는,The delivering step, 상기 수신장치에 의해 상기 이득이 조정된 신호가 저잡음 증폭되는 단계;Low noise amplifying the gain-adjusted signal by the receiver; 상기 수신장치에 의해 상기 저잡음 증폭된 신호의 이득이 기 설정된 범위 내로 조정되는 단계; 및Adjusting, by the receiving device, a gain of the low noise amplified signal within a preset range; And 상기 수신장치에 의해 이득이 조정된 신호를 전달받는 단계Receiving a signal whose gain is adjusted by the receiver; 를 포함하는 선형화 방법.Linearization method comprising a. 삭제delete
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