KR101168015B1

KR101168015B1 - Ｉｓｓ 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치

Info

Publication number: KR101168015B1
Application number: KR1020110017759A
Authority: KR
Inventors: 장세주; 김행섭; 박동욱
Original assignee: 주식회사 케이티; 센티스 주식회사
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2012-08-09

Abstract

본 발명은 LTE-Advanced 시스템에서 분배된 다중 반송파를 효과적으로 송수신하기 위한 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치를 제공하기 위한 것이다.
사용조건 변화에 다른 별도의 필터의 튜닝이라든지 필터의 교체 없이 외부 신호 즉 사용자의 조건입력이라든지 제어시스템에서 발생하는 제어 신호에 의하여 필터링 대역을 조정 할 수 있는 즉, 소프트웨어에 의하여 제어되는 PBAR (polymer base bulk acoutic resonator)또는 EAP(ELECTRO-ACTIVE Polymers)공진기로 구성된 필터와 증폭기 및 스위치로 구성된 소프트웨어 제어되는 소프트웨어제어 PBAR 간섭억제시스템 필터유닛(ISS FU ON ELECTRO-ACTIVE Polymers(EPA/ PBAR) FOE SOFTWARE DEFINE RADIO 이하 'ISSFU-PBAR-SDR'이라 합니다)로 구성된 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치를 제공하기 위한 것이다.

Description

ＩＳＳ 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치 {WIRE/WIRELESS TELECOMMUNICATION EQUIPMENTS WITH Interference Suppression System FILTER MODULE}

본 발명은 LTE-Advanced 시스템에서 분산된 다중 반송파들을 효과적으로 송수신하기 위한 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치에 관한 것이다

일반적으로, 광통신(Optical Communication)은 이중 유리로 된 광섬유를 통해 레이저 빛의 전반사를 이용하여 정보를 주고 받는 통신 방식으로, 전기 통신에 비해 외부의 전자파에 의한 간섭이 없고 도청이 어려우며, 동시에 많은 양의 정보를 처리할 수 있고

광통신신호를 디지털 신호로 변환하고 다시 아날로그 신호로 변환하여 필터링과 증폭하여 신호를 중계하거나 안테나를 통하여 송출하게 된다.

이하에서는 입력되는 신호가 디지털 신호 또는 아날로그 신호를 중심으로 설명 되나 이는 설명의 용이를 위하여 입력신호를 디지털 신호나 아날로그 신호를 기준으로 광신호 입력 역시 이건 발명의 출력단으로 입력될 경우에는 디지털 신호 또는 아날로그 신호로 변환하여 입력 되게 됨은 본 분야의 자명한 기술적 사실이라 할 수 있다.

도 1을 참조하면, 광통신의 송신 단말기에서는 전기 신호를 빛 신호로 변환한 후, 광섬유를 통해 전송하고 수신 단말기에서는 빛 신호를 다시 전기 신호로 변환하며, 전기 신호를 빛 신호로 변환하는 데는 레이저 다이오드나 발광 다이오드를 이용하며, 빛 신호를 디지털적인 전기 신호로 바꿀 때에는 광전 다이오드 등의 광전 소자를 이용한다.

또한, 광 중계기(Fiber Optic Repeater)는 광통신 시스템에서 신호를 받아 증폭, 재송신하는 광전자 장치로서, 디지털 신호 중계의 경우, 그 신호의 파형을 정형하고 타이밍을 조정 및 재구성하여 송신하며, 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 기지국의 RF 신호를 전광(E/O) 변환기에서 광신호로 변환한 뒤, 광선로(광케이블)를 따라 원하는 원격지역으로 전송하며, 광전(O/E) 변환기에서 다시 RF 신호로 변환하고 대역통과필터 등을 통해 고조파 성분 제거 및 잡음 대역을 제한한 후, 전력 증폭기를 거쳐 안테나로 송신한다.

여기서, 광 중계기의 송신부(TX)는 광원(Light Source)이 입력단의 RF 출력 변화를 얼마나 충실히 쫓아가도록 만드는지(Dynamic range) 또는 수신부(RX)는 송신부에서 광케이블을 통해 입력된 광신호를 받는 과정에서 발생되는 노이즈 성분들을 얼마나 효과적으로 억제할 것인지에 따라 성능이 달라진다.

이러한 두 가지 특성은 광 링크의 성능(SNR 또는 CNR)과 직접적인 연관성을 가지고 있는데, 송신부에서 광원이 입력 RF 신호의 변화에 충실히 따라가지 못하는 경우, 직접적으로 신호 왜곡(Distortion)이 유발되어 신호대 잡음비(SNR) 특성이 저하되며, 수신부로 전송된 광신호가 다양한 손실로 인해 원 신호레벨이 저하되면, 수신부에서 다시 전기 신호로 변환할 때 발생하는 노이즈 성분에 의해 원 신호가 크게 영향을 받기 때문에, 이 역시 심각한 신호대 잡음비 특성이 낮아지는 결과를 가져오게 된다.

그리고, 광중계기에 있어서 진폭 성형성은 최종 출력단의 전력 증폭기에 의해 대부분의 규격이 결정되고, 이에 따라 광중계기의 전력 증폭기는 선형성이 우수한 특성을 갖는 방식으로 설계되어야 하며, 특히 선형적인 전력 증폭기가 아닌 경우, 효율이 10% 정도밖에 사용하지 못하는 문제가 발생하여 전체 시스템의 성능을 급격히 감소시키게 된다.

또한, 전력 증폭기를 포함한 모든 능동 소자는 정도의 차이는 있지만, 근본적으로 진폭 비선형성 특성을 가지므로, 선형성이 요구되는 시스템에서는 전력 증폭기의 선형 구간에서만 동작하도록 전력 증폭기의 최대 출력보다 훨씬 낮은 출력에서 시스템을 설계하거나 최대한 선형 특성이 좋은 전력 증폭기를 선정하여 사용하고 있다.

한편, 이동통신(Radio Communication)은 전자기파를 매개로 하는 전기통신으로, 송신부(TX: Transmitter)에서는 데이터를 포함한 전송 신호를 고주파 신호로 변환하고, 적절한 전력으로 증폭하여 다른 주파수의 간섭없이 전송하면, 수신부(RX: Receiver)에서는 대기중의 각종 잡음과 간섭신호 중에서 원하는 주파수 대역만을 필터링하여 수신한 후, 잡음을 최소화하면서 미약한 신호를 증폭하여 이용가능한 크기로 생성하고, 변환된 고주파 신호의 주파수를 낮추어 실제 신호를 복구해낸다.

여기서, 고정이동통신장치인 기지국(Base Station)과 중계기(Repeater)의 출력 전력(Output Power) 효율은 대략 10% 정도로 매우 낮으며, 이는 20W의 RF 신호 출력을 얻기 위해서 200W의 전력이 요구됨을 뜻하고, 나머지 200W-20W=180W는 열로 변환되어 열 방출장치에 의해 대기중으로 방출된다는 것을 의미한다.

이때, 이동통신장치 중 출력단의 출력 효율이 낮은 이유는 통신 신호의 특성상 다른 채널이나 주파수에 영향을 주지 않기 위한 특성인 인접채널누설비(ACLR: Adjacent Channel Leakage Power Ratio)를 만족해야 하기 때문이다.

도 3은 종래 기술에 따른 이동통신시스템의 출력단을 도시한 개략도이고, 도 4는 도 3의 단일 채널 출력을 출력 스펙트럼 밀도로 표시한 그래프이다.

도 3을 참조하면, 종래 기술에 따른 이동통신시스템 중 기지국 및 중계기의 출력단은 구동 증폭기(DA: Driving Amplifier)와 전력 증폭기(PA: Power Amplifier)를 포함하며, 도 4를 참조하면, 전력 증폭기의 효율은 전력 증폭기의 포화점(Saturation Point)에 근접할수록 높아지지만, 비선형 특성 영역으로 진입하게 되므로 스펙트럼 성장(Spectral Growth)으로 인해 인접채널누설비가 수용할 수 없는 상태로 훼손(Distortion)된다.

이에 따라, 이러한 회손을 최소화시키기 위해 전력 증폭기의 선형성이 확보된 영역에서 동작시키기 위해 효율을 낮추는 것이며, 이는 광통신 및 이동통신시스템에 모두 해당된다.

따라서, 추가적인 선형회로가 요구되는데, 종래에는 이러한 선형회로로 전력 증폭기의 비선형성 특성과 반대 특성을 전력 증폭기의 입력에서 사전에 가해주는 전치왜곡(Pre-Distortion) 방식과, 두 개의 루프를 이용하여 비선형 특성에 의한 불요파를 원천적으로 제거해주는 피드포워드(Feed Forward) 방식이 사용되고 있다.

또한, 최근 무선 통신량(data traffic)이 급격하게 증가함에 따라 데이터 전송 속도를 증가시키기 위해 3G WCDMA의 최대 속도 15Mbps 보다 40배(600Mbps) 빠른 4G LTE(Long Term Evolution)-Advanced 장비 개발을 위한 연구가 여러 나라에서 경쟁적으로 진행되고 있다. LTE-Advanced 무선 시스템이 600Mbps의 데이터 전송속도를 내기 위해서는 반송주파수(반송파) 대역(carrier frequency band)에서 40MHz 주파수 대역폭이 요구되고, 이론상 주파수 1MHz 당 15Mbps의 속도 구현이 가능하다.

그러나, 이동통신을 위한 주파수 대역은 통신 사업자들에게 이미 할당된 상태로, 단일 반송주파수 대역에서 연속된 40MHz 주파수 대역폭을 확보하기는 어렵다. 이러한 문제는 해외에서도 마찬가지로, 해외에서는 TV에 할당된 주파수대역을 무선통신용으로 확보하려는 노력과 화이트 스페이스(white space) 응용을 시도하고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 분산(분배)된 각각의 반송주파수 대역으로 변조된 신호를 실어 보내고, 이들을 통합하여 단일 반송주파수 대역의 40MHz 대역폭에 신호를 송신 및 수신하는 것과 같은 효과를 얻기 위한 노력들이 계속되고 있다.

또한, 이렇게 분산된 반송주파수 대역에 서로 다른 대역폭에 실린 신호를 효과적으로 공중(free space)으로 송신하거나 수신하는 기술도 요구된다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출한 것으로 여러 형태, 즉 크기와 다양한 주파수의 ANT로 들어온 RF 신호들 중 원하는 신호만을 ISSFU-PBAR-SDR로 선택하여 일차 증폭하고, 필요에 따라 Analog RF 혹은 Digital 신호로 변환하여 다음 단의 출력 단을 위한 구동증폭기(DA) 단으로 신호를 공급하는 입력단을 제공하는데 있고,

또한, 본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 안출한 것으로, 입력 신호가 디지털인 경우, 전치왜곡장치에 DA(구동증폭기, 이하 'DA' 라 한다)를 거쳐서 소프트웨어제어 PBAR 간섭억제시스템 필터유닛(ISS FU ON ELECTRO- ACTIVE Polymers(EPA/ PBAR) FOE SOFTWARE DEFINE RADIO 이하 'ISSFU-PBAR-SDR'이라 한다.) 을 연결하는 구성을 적용하거나,

입력신호가 아날로그인 경우에는 전치왜곡장치 입력단에 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 디지털아날로그 변환기(ADC)를 부가한 변형된 전치왜곡장치에 구동증폭기에 ISSFU-PBAR-SDR을 연결하는 구성을 적용하거나,

입력된 신호 구동증폭기를 통하여 ISSFU-PBAR-SDR 로 입력되게 하고 ISSFU-PBAR-SDR 후단에 전치왜곡장치을 연결하며 아울러 구동증폭기를 병렬로 연결하여 이를 가산기로 가산하도록 출력단을 구성하는 등으로,

전치왜곡장치의 선형화 및 ISSFU-PBAR-SDR의 인접채널누설비 특성 증가로 인한 시너지 효과를 유도하여 각각의 방법을 응용했을 경우보다 더 높은 출력단 효율을 얻을 수 있는 이동통신시스템의 출력단을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 전력 증폭기로 입력되는 주파수 신호의 인접채널누설비 특성을 극대화시킴과 동시에 구동 증폭기(DA) 및 전력 증폭기(PA 이하 PA 라한다.)의 이득을 조정하여 전력증폭기가 선형 영역 및/또는 비선형 영역에서 동작 될지라도 선형 영역에서 동작한 것과 같은 효과를 가질 수 유무선통신장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전력 효율을 증가시켜 입력된 전원의 대부분이 열로 변환되지 않도록 하여 방열 장치 및 방열판을 제거 및 최소화시켜 기지국 및 중계기를 포함한 장치의 크기 및 무게를 줄여 시스템의 초소형화를 이룰 수 있는 유무선통신장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 반송주파수 대역 및 주파수 대역폭이 각각 다른 분산된 신호들을 동시에 필터링하여 출력하는 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치를 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 입력된 신호 및 출력단의 신호를 피드백 신호로 입력받고, 혼변조 왜곡(IMD)을 상쇄시켜 상기 신호를 선형화하는 전치왜곡장치;

상기 전치왜곡장치에서 출력된 상기 신호를 입력받아 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 제1구동 증폭기(DA1); 상기 구동 증폭기에서 출력된 주파수 신호를 통과 또는 저지시켜 인접채널누설비(ACLR)를 증가 시키고, 상기 주파수 신호의 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 ISSFU-PBAR-SDR;

상기 전치왜곡장치에서 출력된 상기 신호를 입력받아 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 제2구동 증폭기(DA2);

상기 DA1 출력 또는 ISSFU-PBAR-SDR의 출력과 DA2의 출력을 합산하는 가산기(Adder);

상기와 같이 전치 왜곡장치에서 출력되는 신호를 제1 및 제2구동증폭기로 분배하여 입력하고 이를 가산기에서 가산하여 함으로서 하나의 구동 증폭기를을 통하여 입력되는 전치왜곡장치에서 출력에 비하여 잡음대 신호비(ACLR)가 우수한 신호가 전력증폭기로 입력되게 된다.

상기 가산기에서 출력된 주파수 신호의 전력을 증폭시키고, 일정 전력 및 이득을 가진 RF 아날로그 신호로 변환하여 안테나를 통해 방사 하도록 출력하는 전력 증폭기(PA)를 포함한다.

그리고, 상기 피드백 신호는 상기 전력 증폭기의 출력인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 전치왜곡장치는 안테나 또는 다수개의 안테나 또는 ISSFU-PBAR-SDR를 통해 입력된 RF 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 제1 A/D 변환기(입력이 디지털 신호인 경우에는 필요하지 아니하며, 즉 안테나 또는 중계기 등의 입력단으로부터 입력되는 신호가 아날로그인 경우에는 불필요한 구성이며 입력되는 신호가 디지털인 경우에는 후술하는 CFR 로 바로 입력되는 구조임); 상기 제1 A/D 변환기에서 출력된 디지털 신호 또는 중계기의 입력단 등에서 입력되는 디지털 신호 의 피크대평균전력비를 감소시켜 출력하는 CFR(Crest Factor Reduction) ; 상기 전력 증폭기의 출력인 아날로그 신호를 피드백 신호로 입력받아 디지털로 변환시키는 제2 A/D 변환기; 상기 제2 A/D 변환기에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 상기 전력 증폭기에서 발생된 왜곡의 크기로 위상이 반전되도록 왜곡시켜 출력하는 DPD(Digital Pre-Distortion); 상기 DPD에서 출력된 주파수 신호를 아날로그로 변환하는 D/A 변환기; 를 기본 구성으로 하며

필요에 따라 상기 D/A 변환기에서 출력된 신호의 주파수를 높이기 위한 제1 믹서; 상기 제2 A/D 변환기로 입력되는 주파수 신호를 낮추기 위한 제2 믹서; 상기 제1 믹서 및 제2 믹서로 입력되는 각각의 주파수를 위한 국부 발진기; 상기 구동 증폭기 또는 전력 증폭기의 출력을 추출하여 상기 제2 A/D 변환기로 입력시키는 커플러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 분야의 당업자가 필요에 따라, 상기 전치왜곡장치는 광선로를 통해 입력된 디지털 신호의 피크대평균전력비를 감소시켜 출력하는 CFR(Crest Factor Reduction); 상기 구동 증폭기 또는 전력 증폭기의 출력인 아날로그 신호를 피드백 신호로 입력받아 디지털로 변환시키는 제2 A/D 변환기; 상기 제2 A/D 변환기에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 상기 전력 증폭기에서 발생된 왜곡의 크기로 위상이 반전되도록 왜곡시켜 출력하는 DPD(Digital Pre-Distortion); 상기 DPD에서 출력된 주파수 신호를 아날로그로 변환하는 D/A 변환기; 상기 D/A 변환기에서 출력된 신호의 주파수를 높이기 위한 제1 믹서; 상기 제2 A/D 변환기로 입력되는 주파수 신호를 낮추기 위한 제2 믹서; 상기 제1 믹서 및 제2 믹서로 입력되는 각각의 주파수를 위한 국부 발진기; 상기 구동 증폭기 또는 전력 증폭기의 출력을 추출하여 상기 제2 A/D 변환기로 입력시키는 커플러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 전력 증폭기의 이득은 상기 ISSFU-PBAR-SDR에서 출력된 신호를 선형성을 가지는 영역 및/또는 비선형성을 가지는 영역에서 선형적인 출력을 낼 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 구동 증폭기의 이득은 상기 출력단 전체 이득에서 상기 전력 증폭기의 이득과 상기 간섭억제시스템 필터모듈의 이득 또는 손실의 합을 뺀 나머지 이득을 가지는 것을 특징으로 한다. 하나 이는 당업자의 필요에 따라 선택하여 하여 활용될 수 있다

더불어, 상기 ISSFU-PBAR-SDR은, PBAR 구조의 공진기 와 스위치 군으로 이루어진 제1 PBAR 공진기군과

이와 동일한 형상의 제2 PBAR 공진기군과

상기 제1 및 제2PBAR 공진기군 사이에 배치된 아날로그 증폭기

상기 제1및 2 PBAR 공진기군은

일정 대역의 주파수 신호를 통과 및 저지시키는 PBAR 구조의 공진기가 병열로 배치된 공진기 뱅크와

상기 공진기 뱅크의 각 공진기의 하나하나 와 전단 또는 후단 또는 전후단에 배치되어 외부 제어 신호(SDR/CPU 에 의하여 제어)에 의하여 온, 오프 되는 스위치로 구성되며,

제1 PBAR 공진기군 후단에 연결되는 아날로그 증폭기는 공진기와 연결된 스위치 후단의 일괄과 연결된 하나 또는 하나이상(이는 본 발명의 실시자가 용량과 설계기준에 다 증감할수 있습니다. 설명의 편의를 위하여 1개를 기준하여 기술합니다)아날로그 증폭기이며

상기 아날로그 증폭기 출력단은 제2PBAR 공진기군의 스위치 입력단에 연결 된다. 아울러 제2 PBAR 공진기군은 아날로그 신호를 출력하게 된다.

여기서, 제1 및 제2 PBAR 공진기군의 개별 공진기 전단, 후단, 또는 전후단에 배치되는 스위치는 본 발명을 실시자가 설계하는 용량과 특성에 따라 전단에만 배치 또는 후단에만 배치 또는 전후 단 배치 등이 선택될 수 있으며 그 선택에 따라 아날로그 증폭기와의 연결은 스위치 후단과 연결되거나 공진기의 전후단에 연결될수 있다.

여기서, 상기 공진기는 PBAR (polymer base bulk acoutic resonator) 또는 EAP(ELECTRO- ACTIVE Polymers)공진기인 것이 바람직하나. 하나 실시자의 설계에 따라 유전체, 금속제 세라믹 등 본 분야에서 관용적으로 활용되는 공진기도 사용 될 수 있음은 자명하다 할 수 있다.

즉 ISSFU-PBAR-SDR에 사용되는 공진기는 PBAR 또는 EAP타입의 공진기 만을 한정 하는 것이 아니라 PBAR 또는 EAP타입 도는 금속제, 세라믹, 기타 유전체 등 본분야에서 관용화 된 공진기를 사용할 수 있음을 말하는 것이다.

또한, 본 발명은 LTE-Advanced 시스템에 있어서, 입력되는 분산된 신호들을 동시에 필터링하여 일차 증폭하여 출력하는 ISSFU-PBAR-SDR(30); 상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)로부터 출력되는 신호를 증폭하여 안테나로 출력하는 전력증폭기(50); 상기 분산된 신호들을 입력으로 받아 상기 분산된 신호들 송출 시 발생되는 왜곡을 보상하기 위한 왜곡신호를 생성하여 상기 전력증폭기를 통해 출력되는 신호의 왜곡을 상쇄하도록 하는 전치왜곡장치(20)를 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 이동통신시스템의 입력단의 ANT로 입력되는 여러 형태의 신호들 중 원하는 신호를 ISSFU-PBAR-SDR를 통해 매우 우수한 S/N 특성의 RF Analog신호를 선택하고 필요에 의해 Analog 혹은 ADC를 이용해 Digital 신호로 장비의 다음 단으로 전달한다.

또한 이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 이동통신시스템에서 출력단에 디지털 신호가 입력되는 경우, 비선형 소자인 전력 증폭기 또는 구동 증폭기의 비선형 출력 신호를 피드백 신호로 입력받아 입력 신호를 미리 왜곡시킴으로써, 비선형 출력 신호가 서로 상쇄되어 선형성을 가지는 출력 신호를 얻을 수 있음과 동시에, ISSFU-PBAR-SDR에 의해 인접채널누설비의 특성을 높임으로써 잡음 및 다른 대역과의 간섭이 없도록 분리도를 높일 수 있으며, 구동 증폭기에서 인접채널특성 비를 고려하지 않고 이득을 높일 수 있으므로, 또한 구동증폭기를 병렬로 사용함 으로서 전력 증폭기에서 선형 영역 또는 비선형 영역에서 동작할지라도 선형 영역에서 동작한 것과 동일한 효과를 가질 수 있어 전력 증폭기로 공급되는 전원 대 출력 전원인 효율을 증가시킨다.

이로 인하여 열로 손실되는 전력을 최소화시켜 전력효율을 증가시킴과 동시에 방열장치 및 방열판 등을 삭제 및 최소화시켜 이동통신장치의 크기 및 부피를 초소형화시킬 수 있는 등의 효과뿐만이 아니라

사용조건 변화에 다른 별도의 필터의 튜닝이라든지 필터의 교체 없이 외부 신호 즉 사용자의 조건입력이라든지 제어시스템에서 발생하는 제어 신호에 의하여 필터링 대역을 조정할 수 있음으로 인하여 이동통신중계기 단말기 등의 효율적인 운영을 할 수 있다.

본 발명은 ISS 필터 모듈을 응용하여 각기 다른 반송주파수 대역 및 주파수 대역폭으로 실린 분산된 신호를 동시에 송수신하므로 단일 반송주파수 대역의 연속된 40MHz 대역폭으로 신호를 송수신하는 것과 같은 전송속도를 제공할 수 있다.

도 1은 일반적인 광통신 시스템을 도시한 개략도.
도 2는 종래 기술에 따른 광중계기를 도시한 블록도.
도 3은 종래 기술에 따른 이동통신시스템의 출력단을 도시한 개략도.
도 4는 도 3의 단일 채널 출력을 출력 스펙트럼 밀도로 표시한 그래프.
도 5는 본 발명의 제1 실시예의 디지털 신호가 입력되는 경우 유무선통신장치의 출력단 도시된 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예로서 아날로그 신호가 입력되는 경우 유무선통신장치의 출력단이 도시된 도면.
도 7은 본 발명에 따른 전치왜곡장치(20) 또는 변형된 전치왜곡장치(20-1)의 개념을 설명하기 위한 도면.
도8은 상기한 전치왜곡장치(Pre-Distorter, 20) 또는 변형된 전치왜곡장치(20-1) 의 세부 구성도.
도 8a는 본 발명에 따른 적응형 피드포워드 선형화회로의 개념을 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 유무선통신장치에 활용되는 ISSFU-PBAR-SDR(30) 구조도.
도 10은 본 발명의 제3실시예로서 디지털신호가 입력되는 경우 유무선통신장치를 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 제4 실시예로서 아날로그 신호가 입력되는 적응형 포워드 선형회로(adaptive feed forward Linearization, AFL)가 부가된 유무선통신장치를 도시한 도면.
도 12는 본 발명에 따른 제5실시예로서 DPD 와 AFL이 결합된 유무선통신장치를 도시한 도면.
도 13은 본 발명에 따른 제6실시 예로서 DPD 와 AFL이 결합된 디지털 신호입력의 유무선통신장치를 도시한 도면.
도 14는 본 발명에 따른 제7실시 예로서 ISSFU-PBAR-SDR(30)와 도허티증폭가 결합된 아날로그 입력의 유무선통신장치를 도시한 도면.
도 15는 본 발명에 따른 제8실시예로서 전치왜곡장치(20)과 구동증폭기(10), ISSFU-PBAR-SDR(30)와 도허티증폭기(50-1), 그리고 AFL(70)이 결합된 디지털 입력의 유무선통신장치를 도시한 도면.
도 16은 본 발명에 따른 제10 실시예로서 유무선통신장치에 관한 도면.
도 17은 본 발명의 또 다른 제10실시예로서 디지털 신호가 입력되는 유무선통신장치를 도시한 도면.
도 18은 본 발명의 또 다른 제11실시예로서 디지털 신호가 입력되는 유무선통신장치를 도시한 도면.
도 19는 본 발명의 또 다른 제12실시예로서 디지털 신호가 입력 되는 유무선통신장치를 도시한 도면.
도 20은 본 발명의 또 다른 제13 실시예로서 디지털 신호가 입력되는 유무선통신장치를 도시한 도면.
도 21은 본 발명의 또 다른 제14실시예로서 디지털 신호가 입력되는 유무선통신장치가 도시된 도면.
도 22는 본 발명의 또 다른 제15실시예로서 신호가 입력되는 유무선통신장치가 도시된 도면.
도 23은 본 발명의 또 다른 제16실시예로서 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치를 도시한 블록구성도.
도 24는 본 발명의 또 다른 제17실시예로서 디지털 신호가 입력될 때 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치를 도시한 블록구성도.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 LTE(Long Term Evolution)-Advanced 시스템에 적용 가능한 ISS(Interference Suppression System) 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치에 관한 것이다. 여기서, ISS 필터 모듈은 스위칭 필터 뱅크(switching filter bank)이다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예로서 디지털 신호가 입력될 때 유무선통신장치의 출력단이 도시된 도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 신호가 입력되는 유무선통신장치(일반적으로 광통신 신호가 입력되면 이 광통신 신호를 디지털 신호로 변환 시켜 사용)의 출력단은 전치왜곡장치(20), 제1구동 증폭기(DA, 10), 제2 구동 증폭기(DA, 11), ISSFU-PBAR-SDR(30), 가산기(Adder, 40), 전력 증폭기(50)를 포함한다.

도 5에서는 디지털신호를 입력으로 받는 경우를 예로 들어 설명한다.

여기서, 상기 전치왜곡장치(20)는 상기 선로를 통해 입력된 신호를 입력으로 받고, 이를 상기 제1 및 제2구동 증폭기(10, 11) 측으로 출력한다.

우선, 전치왜곡장치(20)가 미리 왜곡신호를 주기 위해서는 출력단, 즉 구동 증폭기(10), ISSFU-PBAR-SDR(30), 전력 증폭기(50)를 거친 출력단의 출력 신호가 피드백 신호로 상기 전치왜곡장치(20)에 입력되어야 하며, 이를 위해서 첫번째 신호는 전치왜곡장치(20), 제1,2구동 증폭기(10, 11), ISSFU-PBAR-SDR(30), 가산기(40), 전력 증폭기(50)를 통과해야 한다.

그리고 나서, 상기 전력 증폭기(50)에서 출력된 신호는 각각의 구성 요소를 거치면서 간섭이 일어나고 손실이 발생하였으며, 혼변조 왜곡(IMD) 등이 발생할 수 있으므로, 이를 전치왜곡장치(20)에서 피드백 신호로 받고, 혼변조 왜곡이 일어난 만큼을 보상하도록 왜곡 신호를 출력하여 상기 전력 증폭기(50)에서 출력된 신호의 왜곡을 상쇄하도록 하는 것이다.

여기서, 전치왜곡장치(20)에서 출력된 신호는 제1구동 증폭기(10)로 입력되며 동시에 제2구동증폭기(11)입력되며, 제1구동증폭기(10)으로 입력되어 ISSFU-PBAR-SDR(30)을 거친 신호와 제2구동증폭기(11)에서 증폭된 신호는 가산기(40)에서 합산되어 전력증폭기(50)로 입력되며 상기 전력 증폭기(50)에서 이득(Gain)과 전력 효율(Power)을 모두 만족시키지 못하기 때문에, 상기 전력 증폭기(50)를 구동시키기 위해 전단에서 높은 이득(Gain)을 가지고 상기 전력 증폭기(50)의 이득을 보상하도록 이루어진다.

본 발명에서 제1 및 제2구동 증폭기(10,11)는 전력 효율보다는 이득 보상을 위해 구비되며, 상기 전력 증폭기(50)에 요구되는 충분한 크기의 입력 신호를 공급하기 위함이다.

상기와 같은 제1 및 제2구동 증폭기(10,11) 2개를 병렬로 사용하는 것은 ACLR(Adjacent Channel Power Leakage Ratio)가 매우 우수한 두 출력을 Balanced Power Combiner(가산기 또는 결합기로 표시됨. 40)를 통하여 전력증폭기(50)에 ACLR가 큰 신호를 입력하기 위함이다.

즉, 하나의 전치왜곡장치(20)의 출력을 하나의 구동 증폭기만으로 증폭할 경우와 2개의 병렬로 연결되고 가산기에서 가산되는 경우를 비교하면, 상기 전치 왜곡장치(20)의 출력이 1 mW이며, 신호 크기가 0 dBm 이고 잡음(Noise Level)이 -10dBm 인 신호를 증폭이득이 30dB인 구동증폭기로 증폭하면 증폭기 후단에서는 신호의 크기가 +30dBm이고 잡음이 +20dBm이며 ACLR가 -10 dB 인 신호가 출력되어 전력증폭기(50)에 입력 되게 된다.

하나의 동일한 신호를 동일한 증폭이득 30dB인 두 개의 구동증폭기(제1 및 제2 구동증폭기)에 입력하고 이들 출력을 동기(In-Phase)시켜 필요 시 어느 한쪽의 구동기 출력단에 시간지연기 등을 통하여 동기화하여 가산기(40)입력하고 가산하면, 가산기(40)의 출력은 신호의 크기는 30dBm 이고 잡음(Noise Level)이 17 dBm이며 ACLR가 -13dB 인 신호가 출력된다. 즉, 하나의 증폭기를 사용하여 증폭하는 것에 비하여 ACLR가 큰 신호가 얻어지는 것이다.

증폭기 후단에서는 신호의 크기가 +30 dBm 이고 잡음이 +20 dBm이며 ACLR가 -10 dB 인 신호가 출력되어 전력증폭기(50)에 입력 되게 된다.

하나의 동일한 신호를 동일한 증폭이득 30dB인 두 개의 구동증폭기(제1 및 제2 구동증폭기)에 입력하고 이들 출력을 동기(In-Phase)시켜 필요 시 어느 한쪽의 구동기 출력단에서 시간지연기 등을 통하여 동기화하여 가산기(40)로 입력하고 가산하면, 가산기(40)의 출력은 신호의 크기 30dBm, 잡음(Noise Level) 17 dBm, ACLR가 -13dB 인 신호가 출력된다. 즉 하나의 증폭기를 사용하여 증폭하는 것에 비하여 ACLR가 큰 신호가 얻어지는 것이다.

물론, 상기한 바는 증폭기의 내부적 특성 가산기의 효율 등에 따라 차이가 있을 수 있으며 본 발명에서 상기한 제시는 개념을 설명하기 위한 일 예를 설명하는 것일 뿐이다.

또, 상기 전력 증폭기(50)는 출력단에서 안테나(ANT)를 통해 대기중으로 방사할 신호를 높은 전력으로 송출해야 하므로, 높은 전력을 상기 전력 증폭기(50)에서 보상한다면, 높은 이득은 상기 제1, 2구동 증폭기(10,11)에서 보상하는 것이다.

더불어, 본 발명에 따른 ISSFU-PBAR-SDR(30)은 신호를 통과 또는 저지시켜 인접채널누설비(ACLR)를 증가시키고, 상기 주파수 신호의 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 ISSFU-PBAR-SDR(30)로서 작동 주파수 대역에서 삽입 손실이 낮고, 스커트, 리플 및 아이솔레이션 특성이 우수함과 동시에 부피 및 무게도 작고 가벼운 것을 특징으로 하며,

외부신호 즉 사용자의 사용조건 변화 또는 사용자가 원하는 밴드만을 필터링하기 위하여 통신중계기의 중앙제어부 등에 탑재되어 있는 운용 프로그램(SDR/ CPU 에 의하여 제어되는 것을 의미한다)에 일정 입력 값에 따라 스위칭 조작 개수를 결정하여 개별스위치 조작신호를 발생할 수 있는 본 분야에서 관용적으로 활용 될 수 있는 스위치 온 오프 조작 소프트웨어를 사용하여 선정하는 소프트웨어에 의하여 스위치를 조작하는 본 분야의 관용기술을 활용하는 것이다.

그리고, 상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)을 통하여 인접채널누설비가 필터링 된 신호와 제2구동증폭기(11)에 의하여 증폭된 신호가 가산기(40)에서 가산되어 전력 증폭기(50)로 입력된다.

그리고, 전력 증폭기(50)는 상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)에서 다른 주파수 대역과 분리도가 높도록 인접채널누설비를 높였고, 다시 한번 전치 왜곡 장치(20)에서 전력 증폭기(50)의 비선형성을 제거하고자 미리 왜곡을 시킨 신호를 출력했으므로, 상기 전력 증폭기(50)는 비선형 영역에서 동작할지라도, 높은 인접채널누설비 특성을 가짐과 동시에 선형적인 특성을 출력할 수 있어 효율을 극대화시킬 수 있다.

다시 말하면, 전치 왜곡 장치(20)는 전력 증폭기(50)에서 출력된 신호의 왜곡 정도를 피드백 신호로 검출하고, 왜곡된 정도와 동일한 크기를 가지는 주파수의 위상을 반전시켜 미리 왜곡(Pre-Distortion)시킴으로써, 출력단에서의 비선형성을 상쇄 및 제거하는 것이다.

한편, 전치 왜곡 장치(20)는 전력 증폭기(50)에서 출력된 신호를 피드백 신호로 받아 상기 전력 증폭기(50)에서 출력된 신호의 왜곡 정도에 따른 왜곡 신호를 출력한다.

여기에서 시간 지연기를 도시하지 않으나, 필요에 따라 제1구동 증폭기(10) 과 제2 구동 증폭기(11)에서 증폭된 신호는 서로의 위상차 보상을 위하여 상기 제1구동 증폭기(10) 또는 제2 구동 증폭기(11)의 어느 하나의 후단에 시간지연기를 배치하여 시간보상을 통한 동일 위상의 신호가 가산기(40)로 입력 되게 함으로서 이로 인하여 가산기(40)에서는 동일 위상의 제1 및 제2구동 증폭기에서 증폭된 신호가 합산되면 높은 ACLR신호가 전력 증폭기(50)로 입력 되게 된다.

도6 은 본 발명의 제2 실시예로서 아날로그 신호가 입력되는 유무선통신장치의 출력단이 도시된 도이다.

여기서, 구동증폭기(10)는 상기 선로를 통해 입력된 아날로그 신호를 입력으로 받고, 이를 증폭하여 ISSFU-PBAR-SDR(30)로 출력하며 ISSFU-PBAR-SDR(30)은 입력된 신호를 필터링하여 가산기(40)와 아날로그 신호를 디지털신호로 변화시키는 ADC 가 포함된 변형된 전치왜곡장치 (20-1)로 출력하게 된다.

변형된 전치왜곡장치(20-1)가 미리 왜곡신호를 주기 위해서는 출력단, 즉 구동 증폭기(10), ISSFU-PBAR-SDR(30), 전력 증폭기(50)를 거친 출력단의 출력 신호가 피드백 신호로 상기 변형된 전치왜곡장치(20-1)에 입력되어야 하며, 이를 위해서 첫번째 신호는 구동증폭기(20), ISSFU-PBAR-SDR(30), 변형된 전치왜곡장치(20-1), 제1구동 증폭기(10), 가산기(40), 전력 증폭기(50)를 통과해야 한다.

그리고 나서, 상기 전력 증폭기(50)에서 출력된 신호는 각각의 구성 요소를 거치면서 간섭이 일어나고 손실이 발생하였으며, 혼변조 왜곡(IMD) 등이 발생할 수 있으므로, 이를 변형된 전치왜곡장치(20-1)에서 피드백 신호로 받고, 혼변조 왜곡이 일어난 만큼을 보상하도록 왜곡 신호를 출력하여 상기 전력 증폭기(50)에서 출력된 신호의 왜곡을 상쇄하도록 하는 것이다.

여기서, 제1구동증폭기(10)를 거처 ISSFU-PBAR-SDR(30)에서 필터링된 신호는 변형된 전치왜곡장치(20-1)를 거처 제2구동 증폭기(11)로 입력되며 동시에 가산기(40)에 입력된다. ISSFU-PBAR-SDR(30)을 거친 신호와 제2구동증폭기(11)에서 증폭된 신호는 가산기(40)에서 합산되어 전력증폭기(50)로 입력되며 상기 전력 증폭기(50)에서 이득(Gain)과 전력 효율(Power)을 모두 만족시키지 못하기 때문에, 상기 전력 증폭기(50)를 구동시키기 위해 전단에서 높은 이득(Gain)을 가지고 상기 전력 증폭기(50)의 이득을 보상하도록 이루어진다.

또, 상기 전력 증폭기(50)는 출력단에서 안테나(ANT)를 통해 대기중으로 방사할 신호를 높은 전력으로 송출하게 된다.

그리고, 상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)을 통하여 인접채널누설비가 필터링된 신호와 제2구동증폭기(11)에 의하여 증폭된 신호가 가산기(40)에서 가산되어 전력 증폭기(50)로 입력된다.

전치 왜곡 장치(20)는 전력 증폭기(50)에서 출력된 신호의 왜곡 정도를 피드백 신호로 검출하고, 왜곡된 정도와 동일한 크기를 가지는 주파수의 위상을 반전시켜 미리 왜곡(Pre-Distortion)시킴으로써, 출력단에서의 비선형성을 상쇄 및 제거하는 것이다.

도 7은 본 발명에 따른 전치왜곡장치(20) 또는 변형된 전치왜곡장치(20-1)의 개념을 설명하기 위한 도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 전치왜곡장치(20) 또는 변형된 전치왜곡장치(20-1)는 전력 증폭기(50)의 출력을 피드백 신호로 받고, 상기 전력 증폭기(50)의 입력 신호를 원래 출력 신호와 반대의 왜곡 신호(예: 진폭은 같고, 위상이 180°(도) 차이가 있는 신호)를 생성하도록 실시간으로 보상하여, 출력 신호의 특성을 개선하여 결과적으로 출력단의 효율을 높이는 장치를 의미한다.

도 7을 보면, 전력 증폭기(PA, 50)의 출력이 왜곡된 경우, 전치왜곡장치(Pre-Distorter, 20) 또는 변형된 전치왜곡장치(20-1) 에서 상기 왜곡된 주파수 신호가 선형화될 수 있도록, 상기 왜곡된 주파수의 반대의 왜곡 신호를 생성시켜 상쇄되도록 결합시킨다.

즉, 고의적으로 상기 전력 증폭기(50)와 반대되는 비선형성을 만들어 입력시키면, 비선형성이 합쳐져 선형성을 가지게 되는 것으로, 전력 증폭기(50)는 비선형성 영역에서 동작하더라도, 선형성 영역에서 동작하는 것과 같은 효과를 가질 수 있다.

덧붙여서, 전치왜곡장치(Pre-Distorter, 20) 또는 변형된 전치왜곡장치(20-1)의 디지털 전치 왜곡(Digital Pre-Distortion)은 광통신 및 이동통신시스템 출력의 혼변조 왜곡(Inter-Modulation Distortion)을 제거하는 방법 중 하나이며, 본 발명에서 전치왜곡장치(Pre-Distorter, 20) 또는 변형된 전치왜곡장치(20-1)는 디지털 전치 왜곡을 수행하는 장치로 정의한다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 잔치왜곡장치(20) 또는 변형된 전치왜곡장치(20-1)은 디지털 전치왜곡과 아날로그 전치왜곡을 수행하는 장치로 설계변경이 가능하다.

여기서, 혼변조(Inter-Modulation)란 시스템 내에 존재하는 능동회로에 포함된 비선형 소자(예: 트랜지스터로 이루어진 전력 증폭기(50))로 인해 발생하는 것으로서, 입력에는 없으나 출력에는 나타나는 신호 성분이며, 비선형 소자의 비선형성으로 인해 고조파 특성을 가진 비선형 출력들이 출력되게 되는 것이다.

도8은 상기한 전치왜곡장치(Pre-Distorter, 20) 또는 변형된 전치왜곡장치(20-1) 의 세부 구성도이다.

이하에서는 도 8을 참조하여 전치왜곡장치(Pre-Distorter, 20) 또는 변형된 전치왜곡장치(20-1)를 구체적으로 기술한다.

먼저, 전치왜곡장치(Pre-Distorter, 20)은 광선로를 통해 입력되어 광전(O/E) 변환기 등에 의해 변환된 신호는 디지털 신호이므로 이를 바로 입력받아 CFR(Crest Factor Reduction, 22), DPD(Digital Pre-Distortion, 23), 커플러(Coupler, 미도시), 제1 믹서(25), 제2 A/D 변환기(26), D/A 변환기(27), 국부 발진기(LO: Local Oscillator, 28), 제2 믹서(29)를 포함한다.

여기서, 디지털 신호는 CFR(22)로 입력되어 피크대평균전력비(Peak to Average Ratio)를 감소시키며, DPD(Digital Pre-Distorter, 23)로 입력된다.

변형된 전치왜곡장치(20-1)는 입력이 아날로그 신호인 경우의 전치왜곡장치로서 모든 동작과정은 상기한 전치왜곡장치(20)와 동일하나 CFR(22)의 전단에 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC 가 추가된 것임으로 구체적 설명은 생략한다.

여기서, DPD(23) 및 CFR(22)은 미국 회사인 TI(Texas Instrument)사, 옵티크론(Optichron)사, 캐나다 회사인 PMC가 있으며, 상기 회사의 소자를 이용하며, 기본 DPD(23)에 대한 설명은 "RF and Microwave Circuit Design for Wireless Communications", by L.E.Larson, Chapter 4, Artech House(1996)에 자세히 기술되어 있으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에서의 전치왜곡장치(Pre-Distorter, 20), 전력증폭기(50) 및 DPD(Digital Pre-Distorter, 23)등과 같은 소자 또는 부품들은 통신시스템에서 범용적으로 활용되는 것이고 그 일예로 특정사의 제품을 한정 하여 설명 하였으나 본 발명에 사용되는 소자 또는 부품들은 이에 한정 되지 아니하고, 특히 고속 데이터 전송을 위해 각각 다른 반송주파수 대역과 주파수 대역폭으로 다중 신호(multi-band signals)를 분산하여 송수신하는 LTE-Advanced 통신시스템에 적합하게 신호처리를 수행할 수 있는 소자 및 부품들이 사용 됨은 자명하다 할 것 이다. 다시 말해서, 본 발명에서 DPD(23)(또는 APD(Analog Pre-Distorter)) 및 전력증폭기(50), 전치왜곡장치(20)는 다중 신호를 동시에 처리할 수 있다.

도 8a는 본 발명에 따른 적응형 피드포워드 선형화회로의 개념을 설명하기 위한 도로서 이는 본분야에서 활용되는 공지의 적응형 피드포워드 선형화회로(AFL)이어서 구체적 설명은 생략한다.

도9는 본 발명의 유무선통신장치에 활용되는 ISSFU-PBAR-SDR(30)로서, 이는 PBAR 구조의 공진기(36)와 스위치군(33)로 이루어진 제1 PBAR 공진기군(31)과, 제1공진기군(31)과 동일한 형상의 제2 PBAR 공진기군(32)과, 상기 제1 및 제2PBAR 공진기군 사이에 배치된 아날로그 증폭기(34)를 포함한다.

상기 제1 및 2 PBAR 공진기군(31,32)은 일정 대역의 주파수 신호를 통과 및 저지시키는 PBAR 구조의 공진기가 병열로 배치된 공진기 뱅크(36)와 상기 공진기 뱅크(36)의 각 공진기의 하나하나와 전단 또는 후단 또는 전후단에 배치되어 외부 제어 신호(SDR/CPU(35) 에 의하여 제어)에 의하여 온, 오프 되는 스위치(33-1)로 구성되며, 제1 PBAR 공진기군(31) 후단에 연결되는 아날로그 증폭기(34)는 공진기와 연결된 스위치 후단의 일괄과 연결되는 하나 또는 하나 이상(이는 본 발명의 실시자가 용량과 설계기준에 다 증 할 수 있다. 설명의 편의를 위하여 1개를 기준하여 기술합니다)의 아날로그 증폭기(34)이며 상기 아날로그 증폭기(34)의 출력단은 제2PBAR 공진기군(32)의 스위치 입력단에 연결 된다. 아울러 제2 PBAR 공진기군(32)은 아날로그 신호를 출력하게 된다.

여기서, 제1 및 제2 PBAR 공진기군(31,32)의 개별 공진기 전단, 후단, 또는 전후단에 배치되는 스위치(33-1)는 본 발명을 실시자가 설계하는 용량과 특성에 따라 전단에만 배치 또는 후단에만 배치 또는 전후단 배치 등이 선택될 수 있으며 그 선택에 따라 아날로그 증폭기(34)와의 연결은 스위치 후단과 연결되거나 공진기의 전. 후단에 연결될 수 있다.

여기서, 상기 공진기는 PBAR (polymer base bulk acoutic resonator)또는 EAP(ELECTRO- ACTIVE Polymers)공진기인 것을 특징으로 설명하였으나 이에 한정 되는 것이 아니며 본 발명의 실시자가 세라믹 등의 유전체 공진기, 세라믹 공진기, 금속제공진기 등의 분야에서 특정 주파수를 필터링하기 위하여 활용되는 공진기를 활용할 수 있음은 자명하다 할 것이다. 다만, 본 발명의 최적의 조건으로 도는 설명의 편의를 위하여 PBAR (polymer base bulk acoutic resonator) 또는 EAP(ELECTRO- ACTIVE Polymers)공진기를 중심으로 설시 하고자 한다. 즉, ISSFU-PBAR-SDR에 사 되는 공진기는 PBAR 또는 EAP타입의 공진기만을 한정 하는 것이 아니라 PBAR 또는 EAP타입 도는 금속제, 세라믹, 기타 유전체 등의 분야에서 관용화 된 공진기를 사용 할 수 있음을 말하는 것이다.

상기한 공진기 중 PBAR (polymer base bulk acoutic resonator)또는 EAP(ELECTRO- ACTIVE Polymers)공진기는 본 발명자에 의하여 등록된 기술을 활용 한 것이며 또한 본 분야에 공지된 공지 기술임으로 구체적 설명을 생략한다.

또한, 외부신호 즉 사용자의 사용조건 변화 또는 사용자가 원하는 밴드만을 필터링하기 위하여 온/오프되는 스위치(33-1)들로 이루어진 스위치군(33)은 SDR/ CPU (35)에 의하여 제어 되며 이는 통신중계기의 중앙제어부 등에 탑재되어 있는 운용 프로그램에 탑재된 소프트웨어 등에 의하여 동작되며 이의 동작은 일정 입력치에 따라 스위칭 조작 개수를 결정하여 개별스위치 조작신호를 발생할 수 있는 본 분야에서 관용적으로 활용될 수 있는 스위치 온 오프 조작 소프트웨어를 사용하여 선정하는 소프트웨어에 의하여 스위치를 조작하는 본 분야의 관용기술을 활용하는 것이다.

도 10은 본 발명의 제3실시예로서 디지털신호가 입력되는 유무선통신장치의 또 다른 실시예이다.

이를 보면. 전치왜곡장치(20)에서 바로 출력된 신호는 구동 증폭기(10), ISSFU-PBAR-SDR(30), 전력 증폭기(50)를 거쳐 출력되며, 상기 전력 증폭기(50) 또는 구동 증폭기(10)의 비선형성을 제거하고자 피드백 신호를 커플러(미도시)를 통해 전달받아 제1 믹서(25)에서 국부 발진기(LO: Local Oscillator, 28)에 의해 다운된 주파수를 출력하게 된다.

그리고 나서, 제2 A/D 변환기(26)로 입력되어 아날로그 주파수 신호를 디지털 주파수 신호로 변환시키며, 이를 DPD(23)로 입력시킨다.

간단히 말해서, DPD(23)로는 CFR(22)을 거친 신호는 입력된 기준 주파수 신호와 전력 증폭기(50) 또는 구동 증폭기(10)에서 출력된 실제 주파수 신호가 입력되는 것이며, 기준 주파수 신호를 기준으로 상기 실제 주파수 신호를 피드백 신호로 입력받아 왜곡된 정도를 파악하고, 상기 실제 주파수 신호의 왜곡을 제거하기 위한 비선형 신호를 출력하는 것이다.

마지막으로, 왜곡된 신호를 제거하기 위한 미리 왜곡된 주파수 신호를 D/A 변환기(27)를 거쳐 아날로그 주파수 신호로 변환하고, 국부 발진기(28)의 주파수에 따라 제2 믹서(29)에서 주파수를 높여준 뒤, 그 다음단에 직렬로 연결된 구동 증폭기(10)로 출력하게 된다.

이렇게 되면, 왜곡된 정도만큼 반대의 왜곡 신호가 구동 증폭기(10)에서 결합되기 때문에, 전력 증폭기(50)의 출력에 나타난 비선형성은 제거되게 되고, 이에 따라 전력 증폭기(50)의 비선형도 제거하며, ISSFU-PBAR-SDR(30)에 의해 다른 주파수 대역과 분리도도 높아진 주파수 신호를 출력할 수 있으므로, 그 효율이 극대화될 수 있다.

본 발명에 따른 전치 왜곡 장치(20)는 CFR(22)을 수행하는 소자(Chip)와 함께 사용해야 하며, 발표된 자료에 의하면 WCDMA의 경우에 출력단 효율을 20% 전후까지 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

도 11은 본 발명의 제4 실시예로서 아날로그 신호가 입력되는 적응형 포워드 선형회로(adaptive feed forward Linearization(AFL)가 부가된 유무선통신장치를 도시한 도면이다.

도11에 도시된 바와 같이, 아날로그 입력 신호를 입력받은 신호를 구동 증폭기(10)에서 증폭하고 이를 입력 받은 ISSFU-PBAR-SDR(30)은 사용자가 요구하는 적정한 형태로 필터링하며 필터링된 신호는 전력증폭기(70)와 AFL에 입력된다.

한편, 적응형 피드포워드 선형화회로(70)는, 제1 시간 지연기(72), 제2, 제1 결합기(74), 에러 증폭기(75), 제2 시간 지연기(76), 제2 결합기(80) 및 감쇄기(77)를 포함한다.

적응형 피드포워드 선형화회로(70)는 도 8a에 나타난 바와 같이 본 분야에서 공지된 적응형 피드포워드 선형화회로이다.

여기서, ISSFU-PBAR-SDR(30)에서 출력된 인접채널누설비가 높은 주파수 신호 중 일부 신호를 추출하여 제1 시간 지연기(72)로 입력시키는데, 그 이유는 상기 전력 증폭기(50)의 구동 시간에 맞춰 상기 전력 증폭기(50)의 출력 신호 중 일부를 추출하는 신호의 일부를 감쇄기(77)을 통하여 입력 받아서 전력증폭기(50)에서 출력되는 신호와 일치시키기 위함이다.

즉, 상기 제1 결합기(74)는 어떠한 증폭기를 거치지 않고 바로 출력된 신호와, 전력 증폭기(50) 및 증폭기를 거친 신호와의 시간을 맞춰야 하기 때문이다.

그리고 나서, 제1 결합기(74)에서 (원래 신호) - (원래 신호 + 혼변조 왜곡)을 수행하게 되면, - 성분의 혼변조 왜곡만이 남게 된다, 이는 전력 증폭기(50)의 출력 신호를 추출했기 때문에, 전력 레벨이 낮고, 이에 따라 에러 증폭기(EA: 75)를 통과시켜 혼변조 왜곡의 크기를 증폭시킨다.

여기서, 제2 결합기(80)는 에러 증폭기(75)를 거친 신호와 전력 증폭기(50)에서 출력된 신호의 시간을 맞추어야 하기 때문에, 전력 증폭기(50)와 제2 결합기(80) 사이에 제2 시간 지연기(76)를 구비한다.

따라서, 전력 증폭기(50)의 출력 신호에서 성분의 혼변조 왜곡을 합산함으로써, 혼변조 왜곡을 상쇄시켜 출력 신호의 선형화를 극대화시키며 각종 간섭, 잡음, 고조파, 혼변조 왜곡 등을 제거시킴으로써 대기중에 높은 인접채널누설비를 가진 신호가 방사되게 되는 것이다.

즉, 1차적으로 간섭억제시스템 필터유닛에서 인접채널누설비을 극대화시켜놓고, 2차적으로 전력 증폭기의 앞단에서 피드백 방식을 이용하여 입력단에서 미리 왜곡을 제거시켜주며, 3차적으로 전력 증폭기의 뒷단에서 피드포워드 방식을 이용하여 출력단의 왜곡을 완벽하게 제거할 수 있도록 이루어진다.

도 12는 본 발명에 따른 제5실시예로서 DPD 와 AFL이 결합된 유무선통신장치의 출력단을 도시한 도면이다.

도 12를 참조하면, 유무선통신장치의 출력단은 입력에 아날로그 신호를 증폭하는 구동증폭기(10)와, 구동 증폭기(10)에서 증폭된 신호를 필터링하는 전술한 ISSFU-PBAR-SDR(30)과, 상기ISSFU-PBAR-SDR(30)로부터의 출력신호와 전력증폭기(50)의 출력에 커플링에 의하여 입력되는 신호를 입력받는 변형된 전치 왜곡장치(20-1)와, 상기 변형된 전치왜곡장치(20-1)로부터 출력되는 신호를 증폭하는 제2구동 증폭기(11)와, 상기 제2구동증폭기(11)의 출력과 ISSFU-PBAR-SDR(30)의 출력을 가산하는 가산기(40) 및 이를 증폭하는 전력 증폭기(50)와, 상기 전력증폭기(50)의 출력과 가산기(40)의 출력을 입력받는 AFL(70)으로 구성되어진다. 상기한 각각의 기능과 동작에 대하여는 전술한 실시예에서 설명하였음으로 그 구체적 설명을 생략한다.

본 실시예처럼 구성함으로서 1차적으로 ISSFU-PBAR-SDR(30)에서 인접채널누설비을 극대화시켜놓고, 2차적으로 전력 증폭기의 앞단에서 피드백 방식을 이용하여 입력단에서 미리 왜곡을 제거시켜주며, 3차적으로 전력 증폭기의 뒷단에서 적응형피드포워드 방식을 이용하여 출력단의 왜곡을 완벽하게 제거할 수 있도록 이루어진다.

도13는 본 발명에 따른 제6실시 예로서 DPD 와 AFL이 결합된 디지털 신호입력의 유무선통신장치의 출력단을 도시한 도면이다.

도 13을 참조하면, 유무선통신장치의 출력단은 입력에 디지털 신호를 미리 왜곡제거 시켜주는 전치왜곡장치(20)와, 상기 전치왜곡장치(20)의 출력을 증폭하는 구동증폭기(10)와, 증폭기(10)에서 증폭된 신호를 필터링하는 전술한 ISSFU-PBAR-SDR(30)와, 상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)로부터의 출력신호를 증폭하는 전력 증폭기(50)와 ISSFU-PBAR-SDR(30)의 출력의 일부와 전력증폭기(50)의 출력을 일부 감쇄하여 입력받는 AFL(70)로 구성되어진다.

상기한 실시예에서 각각의 기능과 동작에 대하여는 전술한바 있음으로 그 구체적 설명을 생략한다.

본 실시예와 같이 구성함으로서1차적으로 디지털 신호 입력시에도 ISSFU-PBAR-SDR(30)에서 인접채널누설비을 극대화시켜놓고, 2차적으로 구동증폭기 전단에서 미리 왜곡을 제거시켜주며, 3차적으로 전력 증폭기의 뒷단에서 적응형 피드포워드 방식을 이용하여 출력단의 왜곡을 완벽하게 제거할 수 있도록 이루어진다.

도14는 본 발명에 따른 제7실시 예로서 ISSFU-PBAR-SDR(30)와 도허티(Doherty) 증폭기가 결합된 아날로그입력의 유무선통신장치의 출력단을 도시한 도면이다.

이는 도 14에 나타난 바와 같이 입력에 아날로그 신호를 증폭시켜 주는 증폭하는 구동증폭기(10)와, 구동 증폭기(10)에서 증폭된 신호를 필터링하는 전술한 ISSFU-PBAR-SDR(30)와, 상기ISSFU-PBAR-SDR(30)로부터의 출력신호을 증폭하는 도허티 증폭기(50-1)와 상기 도허티 증폭기(50-1)의 출력을 안테나로 출력하는 것으로 구성되어진다.

본 실시예와 같이 구성함으로서, 1차적으로 디지털신호 입력시에도 ISSFU-PBAR-SDR(30)에서 인접채널누설비을 극대화시켜놓고, 입력되는 신호의 최대 진폭이 절반 이하인 입력에서는 제1구간 증폭기만 동작하고 입력레벨이 증가하면 제2구간 증폭기가 동작을 개시하는 도허티 증폭기(50-1)로 구성됨으로 최대 입력에 있어서 양 구간의 부하를 분담하여 안테나로 출력하게되어 출력단의 선형성과 효율성이 증가 된다.

상기한 도허티 증폭기(50-1)의 세부구성 및 동작 등은 본 분야에서 관용적으로 활용되는 증폭기임으로 그 구체적인 설명을 생략한다.

도15는 본 발명에 따른 제8실시예로서 전치왜곡장치(20)와 구동증폭기(10)와 ISSFU-PBAR-SDR(30)와 도허티(Doherty) 증폭기(50-1) 그리고 AFL(70)이 결합된 디지털 입력의 유무선통신장치의 출력단을 도시한 도면이다.

이는 도 15에 나타난 바와 같이 입력에 입력되는 아날로그 신호와 구동증폭기(10)의 출력을 입력받아서 전치 왜곡시키는 전치 왜곡장치(20)와 전치왜곡장치로부터 출력되는 아날로그 신호를 증폭하여 출력하는 구동 증폭기(10)와, 구동 증폭기(10)에서 증폭된 신호를 필터링하는 전술한 ISSFU-PBAR-SDR(30)와, 상기ISSFU-PBAR-SDR(30)로부터의 출력신호을 증폭하는 도허티 증폭기(50-1)와, ISSFU-PBAR-SDR(30)의 출력과 도허티 증폭기(50-1)의 출력을 피드포워드 방식을 이용하여 출력단의 왜곡을 제거하는 AFL(70)으로 이루어진 유무선통신장치의 출력단이다.

상기한 실시예에서 각 구성요소의 기능과 동작에 대하여는 전술한바 있음으로 그 구체적 설명을 생략한다.

본 실시와 같이 구성 함으로서 1차적으로 전치왜곡장치(20)에서 입력신호를 왜곡 처리하고, ISSFU-PBAR-SDR(30)에서 인접채널누설비을 극대화시켜놓고, 입력되는 신호의 최대 진폭이 절반 이하인 입력에서는 제1구간 증폭기만 동작하고 입력레벨이 증가하면 제2구간 증폭기가 동작을 개시하는 도허티 증폭기(50-1)에서 증폭하여 AFL을 통하여 안테나로 출력함으로서 증폭의 효율과 출력단의 왜곡을 제거하게 된다.

도 16은 본 발명에 따른 제10 실시예로서 이동통신 중계기기에 관한 본 발명의 또 다른 실시 예이다.

이는 중계기로서 양방향 신호 흐름의 방향만 다를 뿐이며 동작 되는 과정은 동일 하다. 여기서, 유무선통신장치의 입력단의 ANT로 입력되는 여러 형태의 신호들 중 원하는 신호를 ISSFU-PBAR-SDR(30)를 통해 매우 우수한 S/N 특성의 RF Analog신호를 선택하고 필요에 의해 Analog 혹은 ADC를 이용해 Digital 신호로 장비의 다음 단으로 전달한다. 즉, 이는 유무선통신장치의 입력단(100)이라 할 수 있으며

이 유무선통신장치의 입력단은 도16에 결합되어 있어서 별도의 도시는 하지는 아니하나 안테나로부터 입력된 신호를 SDR/CPU에 의하여 제어되는 ISSFU-PBAR-SDR(30)에서 우수한 S/N 특성의 RF Analog신호를 출력하는 유무선통신장치의 입력단(100)을 구성 하게 된다.

본 실시예에서는 상기한 이동통신 입력단을 포함하는 중계기를 중심으로 설시한다.

이의 구성을 보면 먼저 입력안테나를 통하여 입력된 신호는 먼저 중계기의 중앙제어 장치(SDR/CPU)에 의하여 제어되는 ISSFU-PBAR-SDR(30)로 입력되며 ISSFU-PBAR-SDR(30)에서 필터링된 신호는 아날로그 신호임으로 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC가 포함된 변형된 전치왜곡장치(20-1)로 입력되고 변형된 전치왜곡장치(20-1)의 출력은 구동증폭(10)에서 증폭되어 다시 한 번더 ISSFU-PBAR-SDR(30)에서 필터링된 후 도허티 증폭기(50-1)와 AFL(70)을 거처서 안테나를 통하여 출력 되게 된다.

상기와 같이 구성함으로서 본 발명에 따른 변형된 전치왜곡장치(20-1)에서 디지털 신호로 변환되고, 구동 증폭기(10), ISSFU-PBAR-SDR(30), 도허티 증폭기(50-1)를 통해 이득, 전력, 인접채널누설비의 특성이 높아진 신호가 출력된다.

또한, 구동 증폭기(10) 또는 전력 증폭기(50)의 신호를 변형된 전치왜곡장치(20-1)에서 입력 신호로 받아 출력단의 선형성을 증가시키도록 왜곡 신호를 출력시켜 출력단의 혼변조 왜곡을 상쇄시키도록 한다.

마지막으로, 도허티 증폭기(50-1)에서 비선형 영역의 주파수 신호가 출력될지라도 적응형 피드포워드 선형화회로(70)에서 이를 완벽하게 제거하게 되므로, 인접채널누설비 및 선형성의 특성을 모두 만족시켜 이득, 전력, 효율을 모두 극대화시킬 수 있도록 이루어진다.

따라서, 본 발명은 결과적으로 도허티증폭기(50-1)의 효율을 높이게 되므로, 입력 전원이 열로 손실되는 비율을 줄일 수 있어 전력사용량을 줄일 수 있으며, 방열장치 및 방열판 등의 구성을 최소화시킬 수 있어, 본 발명의 출력단이 장착되는 유무선통신장치(이동통신장치)의 부피 및 무게를 초소형화시킬 수 있고, 인접채널누설비의 특성이 WIBRO 규격등 이동통신 중계기 부합하게 되므로, 정제되고 깨끗한 신호를 수신할 수 있도록 이루어지며, 선형성을 가진 주파수 신호를 출력할 수 있으므로 효율을 극대화시킬 수 있다.

덧붙여서, 반대측의 안테나로 수신되는 신호도 상기 언급된 과정과 동일하게 처리되므로 생략하기로 한다.

도 17은 본 발명의 또 다른 제10실시예로서 디지털 신호가 입력되는 유무선통신장치의 출력단이 도시된 도면이다.

도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유무선통신장치의 출력단은 전치왜곡장치(20), 제1구동 증폭기(DA, 10), 시간지연기, 제2 구동 증폭기(DA, 11), 가산기(Adder 40), 전력 증폭기(50)를 포함한다.

이는 제5도에서 ISSFU-PBAR-SDR(30)가 제거되어 구동증폭기(10)에 의해 증폭된 신호가 시간지연기를 통하여 가산기(50)에 입력되는 것으로 상기한 도5의 동작설명에서 ISSFU-PBAR-SDR(30)에서 필터링되는 과정이 생략된 회로 동작과 동일 함으로 구체적 설명을 생략한다.

본 실시예는 ISSFU-PBAR-SDR(30)에서 신호를 필터링하지 아니함으로 인접주파수간 혼신 등의 단점은 있으나 전치왜곡장치에의 부담을 줄여 주는 유무선통신장치의 출력단을 제공하고자 함이다.

본 실시예는 ISSFU-PBAR-SDR(30)에서 신호를 필터링하지 아니함으로 필터링을 함으로 해서 얻을 수 있는 최대 효과는 조금 희생하는 단점은 있으나 전치왜곡장치에의 부담을 줄여 주고 제조 원가를 줄여주는 유무선통신장치의 출력단을 제공하고자 함이다.

도 18은 본 발명의 또 다른 제11실시예로서 디지털 신호가 입력되는 유무선통신장치의 출력단이 도시된 도이다.

도 18도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유무선통신장치의 출력단은 전치왜곡장치(20), 제1구동 증폭기(DA, 10), 시간지연기, 제2 구동 증폭기(DA, 11), 가산기(Adder 40)와 ISSFU-PBAR-SDR(30)와 전력 증폭기(50)로 구성되며 이는 제5도에서 ISSFU-PBAR-SDR(30)의 위치가 가산기(40) 후단에 연결되며, 제2구동증폭기(10)와 가산기(40) 사이에 제1구동증폭기(10)와 제2구동 증폭기(11)에서 증폭된 신호의 동기를 위한 시간지연기가 추가되는 구성임을 알 수 있다.

상기한 각 구성 요소의 기능과 동작 과정은 제1실시예 등 상기한 실시예에서 설시 하였음으로 구체적 설명은 생략한다.

도 19도는 본 발명의 또 다른 제12실시예로서 디지털 신호가 입력되는 유무선통신장치의 출력단이 도시된 도이다.

도 19도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유무선통신장치의 출력단은 전치왜곡장치(20)와, 제1구동 증폭기(DA, 10)와, ISSFU-PBAR-SDR(30)와, 시간지연기와, 제2 구동 증폭기(DA, 11)와, 가산기(Adder 40)와, 도허터 증폭기(50-1)로 구성되며 이는 제5도에서 전력증폭기(50)가 도허터 증폭기(50-1)로 대치되는 구성임을 알 수 있다.

상기한 각 구성 요소의 기능과 동작 과정은 제1실시예 및 제8, 9 등의 실시예에서 도허터증폭기(50-1)등에 대하여 설시된 바 있어서 각 구성의 기능 및 동작에 대한 구체적 설명은 생략한다.

도 20은 본 발명의 또 다른 제13 실시예로서 디지털 신호가 입력되는 유무선통신장치의 출력단이 도시된 도이다.

도 20도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유무선통신장치의 출력단은 전치왜곡장치(20), 제1구동 증폭기(DA, 10), 시간지연기, 제2구동 증폭기(DA, 11), 가산기(Adder, 40), 도허티 증폭기(50-1)로 구성되며 이는 제17도에 나타난 제11 실시예에서 전력증폭기(50)가 도허티 증폭기(50-1)로 대치되는 구성임을 알 수 있다.

상기한 각 구성 요소의 기능과 동작 과정은 제1실시예 및 제8, 9, 11 등의 실시예에서 도허티증폭기(50-1) 등에 대하여 설시 된 바 있어서 각 구성의 기능 및 동작에 대한 구체적 설명은 생략한다.

도 21은 본 발명의 또 다른 제14실시 예로서 디지털 신호가 입력되는 유무선통신장치의 출력단이 도시된 도면이다.

도 21도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유무선통신장치의 출력단은 전치왜곡장치(20)와, 제1구동 증폭기(DA, 10)와, 시간지연기와, 제2 구동 증폭기(DA, 11)와, 가산기(Adder, 40)와, ISSFU-PBAR-SDR(30)와, 전력 증폭기(50)로 구성되며 이는 제5도에서 ISSFU-PBAR-SDR(30)의 위치가 가산기(40) 후단에 연결되며 제2구동증폭기(10)과 가산기(40) 사이에 제1구동증폭기(10)과 제2구동 증폭기(11)에서 증폭된 신호의 동기를 위한 시간 지연기가 추가되는 구성임을 알 수 있고 전력증폭기(50)가 도허티 증폭기(50-1)로 대체된 것이다.

상기한 각 구성 요소의 기능과 동작 과정은 제1실시예 및 제8, 9, 11, 12등의 실시예에서 도허티증폭기(50-1)등에 대하여 설 시 된바 있어서 각 구성의 기능 및 동작에 대한 구체적 설명은 생략한다.

도 22는 본 발명의 또 다른 제15실시예로서 신호가 입력되는 유무선통신장치의 출력단이 도시된 도면이다.

도 22에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유무선통신장치의 출력단은 디지털 통신의 출력단에서 전치왜곡장치(20)등의 구성 요소로부터 입력되는 신호를 병렬로 연결된 제1구동증폭기(10)과 제2구동증폭기(11)에 의하여 증폭하고 어느 하나의 구동증폭기에 시간지연기를 연결하여 동기화된 제1 및 제2구동 증폭기(10, 11)의 출력을 가산기(40)에서 가산하여 전력증폭기(50)에 증폭하여 안테나를 통하여 출력하는 유무선통신장치의 출력단에 관한 것이다.

상기한 바에서 구동증폭기들을 병렬로 연결함으로서 ACLR가 우수한 신호를 전력증폭(50)에 공급하는 바를 설시 하였음으로 구체적 설시는 생략한다.

이는 최근 저전력화 되고 소형화되는 이동통신기기에서의 절전과 효율 향상을 위하여 채용될수 있는 구조의 유무선통신장치의 출력단의 일부로서 전치왜곡장치, AFL 등의 부가장치에서 소모되는 전력을 제거한 저전력 고효율의 유무선통신장치 출력단에 활용하고자 함이다.

도 23는 본 발명의 또 다른 제16실시예로서 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치를 도시한 블록구성도이다.

도 23을 참조하면, ISSFU-PBAR-SDR(30)은 외부로부터 분산(분배)된 다중 반송파들(multi-band signals)을 안테나(ANT)를 통해 수신되면, 이에 상응하는 필터들의 스위치를 닫아(close) 동시에 분산된 다중 반송파들을 동시에 수신한다. 다시 말해서, ISSFU-PBAR-SDR(30)는 분산되어 송신되는 신호를 수신하면 각각의 분산된 신호가 실려오는 반송주파수 대역을 필터링하여 분산된 신호를 수신한다. 상기 분산된 신호들은 반송주파수 대역과 주파수 대역폭이 각각 다른 통신 신호이다.

그리고, ISSFU-PBAR-SDR(30)는 상기 수신된 분산된 신호들을 multi-band LNA(low noise amplifier, 미도시)를 통해 동시에 일차 증폭한다. 또한, ISSFU-PBAR-SDR(30)는 복수의 주파수대역으로 분산되어 수신되는 신호들을 헤테로다인(Heterodyne) 기법을 이용하여 하나의 신호로 결합한다. 여기서, 헤테로다인 방법은 공지된 기술로 “Microelectronics”, chapter 5, B. Razavi, Prentice Hall, 1998을 통해 참조할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

예를 들어, 반송주파수 대역 500MHz, 900MHz, 2100MHz에 각각 주파수 대역폭 10MHz, 20MHz, 10MHz으로 분산되어 실린 신호를 상향(up) 또는 하향(down) 전환(conversion)하여 중간주파수(Intermediate frequency)가 반송주파수(Fo)가 되도록 각각의 국부발진 주파수를 조정하여 그 조정된 국부발진 주파수를 중심으로 반송주파수와 주파수 대역폭이 다른 복수의 신호를 연속적인 주파수 대역폭 40MHz 신호로 재구성한다. 여기서, 중간주파수와 Fo는 임의로 선택될 수 있으며, 이 주파수를 중심으로 연속적인 주파수 대역폭 40MHz 신호로 재구성할 수 있다.

ADC는 상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)에 의해 필터링된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 다시 말해서, ADC는 재구성된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.

압축 인터페이스(compression interface)(90)는 공지된 압축 기술을 사용하여 상기 변환된 디지털 신호를 압축하여 UTP(unshielded twisted pair) 케이블 또는 광케이블을 통해 전송한다. 본 실시 예에서는 분산된 신호들을 헤테로다인 방법을 이용하여 원하는 대역폭의 신호를 재구성한 후 재구성한 신호를 디지털 신호로 변환하여 압축하는 것을 개시하고 있으나, 분산된 신호들에 대해 디지털 신호로 각각 전환한 후 압축하도록 구현할 수도 있다.

상기 UTP 케이블 또는 광케이블을 통해 압축 신호가 출력단(송신부)의 복원 인터페이스(decompression interface, 압축해제)(91)에 전달된다.

상기 복원 인터페이스(91)는 UTP 케이블 또는 광케이블을 통해 수신되는 신호의 압축을 풀어 DAC로 전송한다.

DAC는 복원 인터페이스(91)로부터 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다.

ISSFU-PBAR-SDR(30-1)는 상기 변환된 아날로그 신호를 헤테로다인 기법을 이용하여 하향 또는 상향 전환하여 원래의 분산된 신호들로 복원한다.

전력 증폭기(50)는 상기 ISSFU-PBAR-SDR(30-1)로부터 출력되는 신호를 증폭한다. 상기 전력 증폭기(50)는 비대칭 도허티(asymmetry Doherty) 기술 및 시그마-델타 변조(Sigma-Delta modulation)를 기반으로 구현된다.

그리고, 전치왜곡장치(20)는 상기 변환된 아날로그 신호의 출력효율을 높여 송출하기 위해 상기 변환된 아날로그 신호에 일어날 왜곡을 보상하도록 왜곡 신호를 생성하여 출력한다. 따라서, 전력증폭기(50)로부터 출력되는 신호의 왜곡을 상쇄하게 한다.

도 24는 본 발명의 또 다른 제17실시예로서 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치를 도시한 블록구성도이다. 본 실시 예는 광케이블을 통해 디지털 신호를 수신하여 종단 단말기로 전송하는 경우를 예로 들어 설명한다.

먼저, 유무선통신장치는 광 케이블을 통해 전송되는 디지털 신호를 수신한다. 상기 수신된 디지털 신호는 분산되어 송신된 신호로, 광 케이블을 통해 원하는 목적지로 전달된다.

복원 인터페이스(91)는 UTP 케이블 또는 광케이블을 통해 수신되는 분산된 신호들 각각에 대해 압축해제를 수행한다. 그리고, 복원 인터페이스(91)은 압축해제된(복원된) 신호들을 DAC로 전송한다.

DAC는 복원 인터페이스(91)에 의해 복원된 디지털 신호들을 아날로그 신호로 변환한다.

ISSFU-PBAR-SDR(30-1)는 상기 변환된 아날로그 신호를 헤테로다인 기법을 이용하여 하향 또는 상향 전환하여 원래의 분산된 신호들로 복원한다. 또한, ISSFU-PBAR-SDR(30-1)는 상기 분산된 신호들을 각각 다른 반송주파수 대역으로 선별하여 출력한다.

전력 증폭기(50)는 상기 ISSFU-PBAR-SDR(30-1)로부터 출력되는 신호를 증폭하여 안테나(ANT)를 통해 송출한다.

그리고, 전치왜곡장치(20)는 상기 변환된 아날로그 신호들의 출력효율을 높여 송출하기 위해 상기 변환된 아날로그 신호들에 일어날 왜곡을 보상하도록 왜곡 신호를 생성하여 출력한다. 따라서, 전력증폭기(50)로부터 출력되는 신호들의 왜곡을 상쇄하도록 한다. 상기 전치왜곡장치(20) 및 전력증폭기(50)는 동시에 다수의 신호를 처리할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시예에 만 한정되지 않으며 특히 디지털 신호 입력과 아날로그 입력을 구분하여 설명하였으나 아날로그 입력 시와 디지털 입력시의 차이는 ADC 변환부의 유무에 의한 차이일 일뿐 실질적인 신호 처리와 흐름은 본 발명의 실시자 등이 입력되는 신호에 따라 설계변경하여 활용 할 수 있는 것이다. 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

10: 구동 증폭기 20: 전치 왜곡 장치
21: 제1 A/D 변환기 22: CFR
23: DPD 25: 제1 믹서
26: 제2 A/D 변환기 27: D/A 변환기
28: 국부 발진기 29: 제2 믹서
30, 31: ISSFU-PBAR-SDR 50: 전력 증폭기
70: 적응형 피드포워드 선형화회로 72: 제1 시간 지연기
74: 제1 결합기 75: 에러 증폭기
76: 제2 시간 지연기 80: 제2 결합기

Claims

엘티이 어드반스드(LTE-Advanced) 시스템에 있어서,
입력된 신호 및 출력단의 신호를 피드백 신호로 입력받고, 혼변조 왜곡(IMD)을 상쇄시켜 상기 신호를 선형화하는 전치왜곡장치(20);
상기 전치왜곡장치(20)에서 출력된 신호를 입력받아 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 제1구동 증폭기(10);
상기 전치왜곡장치(20)에서 출력된 신호를 입력받아 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 제2구동 증폭기(11);
상기 제1구동 증폭기에서 출력된 신호를 통과 또는 저지시켜 인접채널누설비(ACLR)를 증가시키고, 상기 주파수 신호의 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 ISSFU-PBAR-SDR(30);
제1구동증폭기(10)으로 입력되어 ISSFU-PBAR-SDR(30)을 거친 신호와 제2구동증폭기(11)에서 증폭된 신호를 합산하는 가산기(40);
가산기(40)에서 합산된 신호를 증폭하여 안테나로 출력시키는 전력증폭기(50)로 구성된 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치.
엘티이 어드반스드 시스템에 있어서,
선로를 통해 입력된 신호를 입력으로 증폭하는 제1구동 증폭기(10);
상기 제1구동 증폭기(10)에서 출력된 신호를 통과 또는 저지시켜 인접채널누설비(ACLR)를 증가시키고, 상기 출력된 신호의 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 ISSFU-PBAR-SDR(30);
상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)로부터 입력된 신호와 전력증폭기(50)로부터 피드백 신호를 입력받아 혼변조 왜곡(IMD)을 상쇄시켜 상기 신호를 선형화하는 변형된 전치왜곡장치(20-1);
상기 변형된 전치왜곡장치(20-1)로부터 출력되는 신호를 증폭하는 제2 구동 증폭기(11);
상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)로부터 입력된 신호와 상기 제2 구동 증폭기(11)로부터 입력된 신호를 가산하는 가산기(40);
가산기(40)에서 합산된 신호를 증폭하여 안테나로 출력시키는 전력증폭기(50)로 구성된 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치.
엘티이 어드반스드 시스템에 있어서,
입력된 신호 및 출력단의 신호를 피드백 신호로 입력받고, 혼변조 왜곡(IMD)을 상쇄시켜 상기 신호를 선형화하는 전치왜곡장치(20);
상기 전치왜곡장치(20)로부터 출력되는 신호를 증폭하는 제1 구동 증폭기(10);
상기 제1구동 증폭기에서 출력된 신호를 통과 또는 저지시켜 인접채널누설비(ACLR)를 증가시키고, 상기 출력된 신호의 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 ISSFU-PBAR-SDR(30);
상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)로부터 출력되는 신호를 입력받아 신호를 증폭하여 안테나로 출력시키는 전력증폭기(50)로 구성된 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치.
엘티이 어드반스드 시스템에 있어서,
선로를 통해 입력된 신호를 입력으로 증폭하는 제1구동 증폭기(10);
상기 제1구동 증폭기에서 출력된 신호를 통과 또는 저지시켜 인접채널누설비(ACLR)를 증가시키고, 상기 출력된 신호의 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 ISSFU-PBAR-SDR(30);
상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)로부터 출력되는 신호를 입력받아 신호를 증폭하여 안테나로 출력시키는 전력증폭기(50);
상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)로부터 출력되는 신호를 입력받아 혼변조 왜곡을 제거하고 선형화 하는 적응형 피드포워드 선형화 회로(70)로 구성된 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치.
엘티이 어드반스드 시스템에 있어서,
선로를 통해 입력된 신호를 입력으로 증폭하는 제1구동 증폭기(10);
상기 제1구동 증폭기에서 출력된 신호를 통과 또는 저지시켜 인접채널누설비(ACLR)를 증가시키고, 상기 출력된 신호의 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 ISSFU-PBAR-SDR(30);
상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)로부터 입력된 신호와 전력증폭기(50)로부터 피드백 신호를 입력받아 혼변조 왜곡(IMD)을 상쇄시켜 상기 신호를 선형화하는 변형된 전치왜곡장치 (20-1);
상기 변형된 전치왜곡장치(20-1)로부터 출력되는 신호를 증폭하는 제2 구동 증폭기(11);
상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)로부터 입력된 신호와 상기 제2 구동 증폭기(11)로부터 입력된 신호를 가산하는 가산기(40);
상기 가산기(40)에서 가산된 신호를 증폭하여 안테나로 출력시키는 전력증폭기(50);
상기 전력증폭기(50)의 출력을 입력받고 상기한 가산기(40)의 출력을 입력받아 혼변조 왜곡을 제거하고 선형화하는 적응형 피드포워드 선형화 회로(70)로 구성된 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치.
엘티이 어드반스드 시스템에 있어서,
입력된 신호 및 제1구동 증폭기(10)출력단의 신호로 입력받고, 혼변조 왜곡(IMD)을 상쇄시켜 상기 신호를 선형화하는 전치왜곡장치(20);
상기 전치왜곡장치(20)로부터 출력되는 신호를 증폭하는 제1 구동 증폭기(10);
상기 제1구동 증폭기에서 출력된 신호를 통과 또는 저지시켜 인접채널누설비(ACLR)를 증가시키고, 상기 출력된 신호의 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 ISSFU-PBAR-SDR(30);
상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)로부터 출력되는 신호를 입력받아 신호를 증폭하여 안테나로 출력시키는 전력증폭기(50)
상기 전력증폭기(50)의 출력을 입력받고 상기한 ISSFU-PBAR-SDR(30)의 출력을 입력받아 혼변조 왜곡을 제거하고 선형화하는 적응형 피드포워드 선형화 회로(70)로 구성된 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치.
엘티이 어드반스드 시스템에 있어서,
입력된 신호를 증폭하는 제1구동 증폭기(10);
상기 제1구동 증폭기에서 출력된 신호를 통과 또는 저지시켜 인접채널누설비(ACLR)를 증가시키고, 상기 출력된 신호의 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 ISSFU-PBAR-SDR(30);
상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)의 출력 신호를 증폭하여 안테나로 출력하는 도허티 증폭기(50-1)로 구성된 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치.
엘티이 어드반스드 시스템에 있어서,
입력된 신호 및 제1구동 증폭기(10)출력단의 신호로 입력받고, 혼변조 왜곡(IMD)을 상쇄시켜 상기 신호를 선형화하는 전치왜곡장치(20);
상기 전치왜곡장치(20)로부터 출력되는 신호를 증폭하는 제1 구동 증폭기(10);
상기 제1구동 증폭기에서 출력된 신호를 통과 또는 저지시켜 인접채널누설비(ACLR)를 증가시키고, 상기 출력된 신호의 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 ISSFU-PBAR-SDR(30);
상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)로부터 출력되는 신호를 입력받아 신호를 증폭하여 안테나로 출력시키는 도허티 증폭기(50-1);
상기 도허티 증폭기 (50-1)의 출력과 상기한 ISSFU-PBAR-SDR(30)의 출력을 입력받아 혼변조 왜곡을 제거하고 선형화하는 적응형 피드포워드 선형화 회로(70)로 구성된 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치.
엘티이 어드반스드 시스템에 있어서,
어느 한 안테나로부터 입력되는 신호를 인접채널누설비(ACLR)를 증가시키고, 상기 입력된 신호의 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 ISSFU-PBAR-SDR(30);
상기 ISSFU-PBAR-SDR(30) 및 제1구동 증폭기(10) 출력단의 신호로 입력받고, 혼변조 왜곡(IMD)을 상쇄시켜 상기 신호를 선형화하는 변형된 전치왜곡장치(20-1);
변형된 전치왜곡장치(20-1)의 입력을 증폭하는 구동증폭기(10);
상기 구동증폭기(10)로부터 입력된 신호를 인접채널누설비(ACLR)를 증가시키고, 상기 주파수 신호의 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 ISSFU-PBAR-SDR(30-1);
상기 ISSFU-PBAR-SDR(30-1)의 출력신호를 증폭하는 도허티 증폭기(50-1);
상기한 ISSFU-PBAR-SDR(30-1)의 출력을 입력받아 혼변조 왜곡을 제거하고 선형화 하는 적응형 피드포워드 선형화 회로(70);
상기 ISSFU-PBAR-SDR(30-1) 등을 제어하는 중앙제어 장치(SDR/CPU)로 구성되며
신호 흐름은 반대이나 동일한 구조의 또 다른 안테나로 입력되는 신호는 처리하는
신호를 인접채널누설비(ACLR)를 증가시키고, 상기 주파수 신호의 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 ISSFU-PBAR-SDR(30);
상기 ISSFU-PBAR-SDR(30) 및 제1구동 증폭기(10)출력단의 신호로 입력받고, 혼변조 왜곡(IMD)을 상쇄시켜 상기 신호를 선형화하는 변형된 전치왜곡장치(20-1);
변형된 전치왜곡장치(20-1)의 입력을 증폭하는 구동증폭기(10);
상기 구동증폭기(10)로부터 입력된 신호를 인접채널누설비(ACLR)를 증가시키고, 상기 주파수 신호의 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 ISSFU-PBAR-SDR(30-1);
상기 SSFU-PBAR-SDR(30-1)의 출력신호를 증폭하는 도허티 증폭기(50-1);
상기한 ISSFU-PBAR-SDR(30-1)의 출력을 입력받아 혼변조 왜곡을 제거하고 선형화 하는 적응형 피드포워드 선형화 회로(70)로 구성됨을 특징으로 하는 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치.
엘티이 어드반스드 시스템에 있어서,
입력된 신호 및 출력단의 신호를 피드백 신호로 입력받고, 혼변조 왜곡(IMD)을 상쇄시켜 상기 신호를 선형화하는 전치왜곡장치(20);
상기 전치왜곡장치(20)에서 출력된 신호를 입력받아 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 제1구동 증폭기(10);
상기 전치왜곡장치(20)에서 출력된 신호를 입력받아 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 제2구동 증폭기(11);
상기 제1구동증폭기(10) 또는 제2구동 증폭기(11)중 어느 하나에 연결되어 증폭된 신호를 지연시키는 시간지연기;
상기 어느 하나의 제1구동 증폭기(10) 또는 제2구동 증폭기(11) 중 어느 하나에서 시간지연기를 통하여 입력되는 신호와 상기 제1구동 증폭기(10) 또는 제2구동 증폭기(11) 중 어느 하나에서 시간지연기를 통하지 아니하고 입력되는 신호를 가산하는 가산기(40);
상기 가산기(40)으로부터 입력된 신호를 인접채널누설비(ACLR)를 증가시키고, 상기 주파수 신호의 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 ISSFU-PBAR-SDR(30);
상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)로부터 출력되는 신호를 증폭하여 안테나로 출력하는 전력증폭기(50)로 구성된 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치.
엘티이 어드반스드 시스템에 있어서,
입력된 신호 및 출력단의 신호를 피드백 신호로 입력받고, 혼변조 왜곡(IMD)을 상쇄시켜 상기 신호를 선형화하는 전치왜곡장치(20);
상기 전치왜곡장치(20)에서 출력된 신호를 입력받아 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 제1구동 증폭기(10);
상기 전치왜곡장치(20)에서 출력된 신호를 입력받아 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 제2구동 증폭기(11);
상기 제1구동 증폭기(10)로부터 입력된 신호를 인접채널누설비(ACLR)를 증가시키고, 상기 주파수 신호의 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 ISSFU-PBAR-SDR(30)
상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)의 출력 신호를 증폭된 신호를 지연시키는 시간지연기;
상기 시간지연기와 제2구동증폭기(11)의 출력 신호를 가산하는 가산기(40);
상기 가산기(40)로부터 출력되는 신호를 증폭하여 도허티 증폭기(50-1)로 구성된 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치.
엘티이 어드반스드 시스템에 있어서,
입력된 신호 및 출력단의 신호를 피드백 신호로 입력받고, 혼변조 왜곡(IMD)을 상쇄시켜 상기 신호를 선형화하는 전치왜곡장치(20);
상기 전치왜곡장치(20)에서 출력된 신호를 입력받아 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 제1구동 증폭기(10);
상기 전치왜곡장치(20)에서 출력된 신호를 입력받아 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 제2구동 증폭기(11);
상기 제1구동증폭기(10) 또는 제2구동증폭기(11)중 어느 하나에 연결되어 증폭된 신호를 지연시키는 시간지연기;
상기 어느 하나의 제1구동 증폭기(10) 또는 제2구동 증폭기(11) 중 어느 하나에서 시간지연기를 통하여 입력되는 신호와 상기 제1구동 증폭기(10) 또는 제2구동 증폭기(11) 중 어느 하나에서 시간지연기를 통하지 아니하고 입력되는 신호를 가산하는 가산기(40);
상기 가산기(40)로부터 입력된 신호를 인접채널누설비(ACLR)를 증가시키고, 상기 주파수 신호의 일정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 변환하는 ISSFU-PBAR-SDR(30);
상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)로부터 출력되는 신호를 증폭하여 안테나로 출력하는 도허티 증폭기(50-1)로 구성된 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치.
엘티이 어드반스드 시스템에 있어서,
안테나로부터 입력된 신호를 SDR/CPU 에 의하여 제어되는 ISSFU-PBAR-SDR(30)로 구성된 것을 특징으로 하는 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치
엘티이 어드반스드 시스템에 있어서,
입력되는 분산된 신호들을 동시에 필터링하여 상향 또는 하향 전환을 통해 재구성하여 출력하는 제1 ISSFU-PBAR-SDR(30);
상기 제1 ISSFU-PBAR-SDR(30)에 의해 재구성된 신호를 압축하여 송출하는 압축 인터페이스(90);
상기 압축 인터페이스(90)로부터 출력되는 압축 신호를 유무선 통신을 통해 수신하면 그 수신된 압축 신호에 대해 압축해제를 수행하는 복원 인터페이스(91);
상기 복원 인터페이스(91)로부터 출력되는 신호를 상기 분산된 신호들로 복원하는 제2 ISSFU-PBAR-SDR(31);
상기 복원된 신호들을 일정 이득과 전력으로 증폭하여 안테나로 출력하는 전력증폭기(50);
상기 복원 인터페이스(91)로부터 출력되는 신호를 입력으로 받아 상기 분산된 신호들 송출 시 발생되는 왜곡을 보상하기 위한 왜곡신호를 생성하여 상기 전력증폭기(50)를 통해 출력되는 신호의 왜곡을 상쇄하도록 하는 전치왜곡장치(20);
상기 제1 및 제2 ISSFU-PBAR-SDR(30, 30-1)를 제어하는 중앙제어 장치(SDR/CPU)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치.
엘티이 어드반스드 시스템에 있어서,
선로를 통해 입력되는 분산된 신호들을 수신하여 각각 다른 반송주파수 대역으로 선별하여 출력하는 ISSFU-PBAR-SDR(30);
상기 ISSFU-PBAR-SDR(30)로부터 출력되는 신호를 소정 이득 및 전력을 가진 주파수 신호로 증폭하여 안테나로 출력하는 전력증폭기(50);
상기 분산된 신호들을 입력으로 받아 상기 분산된 신호들 송출 시 발생되는 왜곡을 보상하기 위한 왜곡신호를 생성하여 상기 전력증폭기를 통해 출력되는 신호의 왜곡을 상쇄하도록 하는 전치왜곡장치(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ISS 필터 모듈을 응용한 유무선통신장치.