KR101466009B1

KR101466009B1 - 고정밀도 다이버시티 동기화 방법 및 이를 이용한 rf 송수신 장치

Info

Publication number: KR101466009B1
Application number: KR1020130095651A
Authority: KR
Inventors: 김창수
Original assignee: (주)루먼텍
Priority date: 2013-08-12
Filing date: 2013-08-12
Publication date: 2014-12-03
Also published as: WO2015023008A1

Abstract

본 발명은 복수의 안테나로부터 수신되는 RF 신호에서 신호의 세기가 큰 신호를 선택적으로 수신하여 우수한 무선 신호 성능을 제공하고자 할 때, 각 안테나로부터 입력되는 RF 신호 사이의 시간차와 위상차를 정밀하게 보정하는 방법과 GPS 수신기와 같이 정밀도가 더욱 요구되는 응용분야로 확대하여 수신되는 신호의 세기가 변하는 경우 시간차와 위상차 보정을 더욱 정밀하게 상호 스위칭 할 수 있도록 이 방법을 이용한 RF 송수신 장치에 관한 것이다.

Description

고정밀도 다이버시티 동기화 방법 및 이를 이용한 RF 송수신 장치{A METHOD FOR HIGH PRECISION DIVERSITY SYNCHRONIZATION AND RF TRANSMITTING/RECEIVING APPARATUS BY USING THE SAME}

본 발명은 고정밀도 다이버시티 동기화 방법 및 이를 이용한 RF 송수신 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 두 개의 다이버시티 안테나로부터 수신되는 RF 신호에서 신호의 세기가 더 큰 신호를 선택적으로 수신하여 우수한 무선 신호 성능을 제공하고자 할 때, 각 안테나로부터 입력되는 RF 신호 사이의 시간차와 위상차를 정밀하게 검출하고 이를 보정하여 동기화하는 방법과 이 방법을 이용한 RF 송수신 장치에 관한 것이다.

두 개의 수신 안테나(antenna)를 일정한 거리로 떨어뜨린 후 신호를 수신하는 종래의 다이버시티(diversity) RF 수신에서, 두 신호 사이의 스위칭(switching)을 원활하게 수행하기 위해서는 두 신호간의 동기가 잘 맞아야 한다.

만약 두 신호간의 동기가 잘 맞지 않을 경우, 스위칭 순간에 인접 신호 사이의 불연속적인 잡음이나 원하지 않는 노이즈 신호가 감지되는 문제점이 있다.

참고로 다이버시티란 무선 전파 환경에서 수신 전계의 불규칙한 변동과 같은 페이딩(fading) 발생 영향을 적게 하기 위해서 취해지는 방식으로 시간, 주파수 또는 공간 영역에서 각기 다르게 전송된 신호의 복제본이 서로 다르므로, 이를 페이딩 영향이 적도록 합성하여 수신 처리하는 방법을 말한다. 이때 페이딩 현상은 수신되는 전파가 지나온 매질의 변화에 따라 그 수신전파의 강도가 급격하게 변동되는 현상을 말한다. 이는 전파가 전달되는 매질의 전기적 상수가 시간적으로 변해서 전파의 손실을 가져오거나, 통로의 굴곡에 의해서 생길 수도 있으며, 같은 송신지점에서 송신된 전파가 둘 이상의 경로를 거쳐서 수신될 때 합성되는 전파의 세기가 각 전파에 의해 발생되는 위상차의 변화에 따라 간섭파가 시간적으로 변하기 때문에 발생할 수도 있다.

이러한 두 신호간의 동기 유지를 위해서 종래에는 보통 외부에서 트리거

(trigger) 신호를 발생하여 두 신호 사이의 시간차에 대한 동기를 맞추는 방식을 이용하였다. 이때 트리거 신호는 비주기의 펄스나 구형파와 같은 것으로 강제적으로 동기를 맞추기 위한 이벤트 신호를 말한다.

이 경우에는 별도의 외부 트리거 장치가 필요하고 또한 두 개의 수신기 사이의 동기화를 위해서 별도의 장비가 추가로 필요하며, 이들 사이에 동기 신호와 트리거 신호를 주고받기 위한 회로나 회선으로 된 결선(wiring)을 필요로 하는 등 복잡한 연결 구조를 가지지만 동기화의 정밀도는 만족스럽지 못한 실정이다.

예컨대 두 개의 안테나로부터 수신되는 RF 신호에서 무선 수신 전력이 강한 부분을 선택적으로 사용하여 우수한 무선 수신 성능을 가지도록 하는 경우, 수신되는 RF 신호간에 스위칭이 필요하며, 만약 각 안테나로부터 수신되는 RF 신호 사이에 동기가 맞지 않으면, 스위칭 순간에 불필요한 잡음이 야기되거나 스위칭 전후의 RF 신호 사이의 불연속이 생기게 되는 문제가 있다. 또 다른 예로써, DAB(digital audio broadcasting)와 FM(frequency modulation)방송으로 동시에 송출하고 있는 경우, 다이버시티 수신 환경에서 DAB의 수신이 더 양호하다가 FM 방송이 더 양호하게 되는 순간 스위칭이 일어나고, 이때 양 방송 신호 사이에 동기가 맞지 않으면 불필요한 잡음이나 스위칭으로 인한 수신신호의 불연속이 발생하게 된다. 따라서 복수의 수신 안테나 사이의 동기화 문제는 매우 중요한 과제이다.

두 개의 수신 장비를 서로 연결하여 트리거 신호를 부가함으로써 사용자가 불편함을 못 느낄 정도의 정밀도를 가진 동기화를 획득하는 것이 가능하지만, 응용분야가 GPS 수신기와 같이 더 높은 정밀도를 요구하는 경우에는 외부 트리거 장치에 의한 동기화에는 한계가 있다. 따라서 장치의 복잡도를 낮추고 또한 정확도를 높이기 위한 대책이 필요한 실정이다.

또한 동기화는 시간차뿐만 아니라 위상차도 고려하여야 하고 또한 정밀한 동기화를 획득해야 하나, 현재까지 본 발명에서 제시하는 방법과 같이 정밀하게 시간차 및 위상차를 보정하여 동기화를 수행하는 경우가 없었으며, 정밀한 동기화를 필요로 하는 RF 송수신 장치에서는 반드시 고려되어야 할 사항이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 복수의 RF 신호를 수신하는 장치에서 각 RF 신호 사이의 시간차와 위상차를 정밀하게 보정하여 동기화를 이룩할 수 있는 방법과 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기 복수의 RF 신호를 수신하여 상기 시간차를 보정함에 있어서, 복수의 RF 신호간의 상관도(correlation)를 계산하여 각 RF 신호들 사이의 시간차를 계산한 후, 이를 보정함으로써 동기화를 이룩하는 방법과 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기 복수의 RF 신호를 수신하여 상기 시간차를 보정함에 있어서, 복수의 RF 신호간의 상관도를 계산하여, 각 RF 신호들 사이의 시간차를 개략적으로 계산한 후 리샘플링(resampling)을 통하여 더욱 정밀하게 시간차를 계산하고 다음으로 상기 정밀한 시간차를 보정함으로써 더욱 정밀한 동기화를 이룩하는 방법과 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기 복수의 RF 신호를 수신하여 상기 위상차를 보정함에 있어서, 상기 복수의 RF 신호에 대한 시간차로부터 실수부와 허수부의 값을 구하고, 이를 통해 실수부와 허수부의 계수를 구하며, 다음으로 이 결과를 이용하여 위상차를 계산하고, 이로부터 위상차를 보정함으로써 동기화를 이룩하는 방법과 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러 본 발명은 상기 다이버시티 수신환경에서 정밀한 동기화 방법 및 그 장치를 적용한 RF 신호 송수신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히 수신 장치의 경우, 복수의 각 RF 신호를 서로 동기화된 디지털 신호로 저장하거나 재생하는 등 수신 장치의 기능에 따라 신호 처리할 수 있도록 하고, 송신 장치의 경우 수신 장치로부터 시간차와 위상차 정보를 수신하고, 이를 이용해 동기화된 송신신호를 생성할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 일 실시예에 따른 적어도 하나 이상의 안테나를 통해서 수신된 RF 신호를 서로 동기화하는 고정밀도 다이버시티 동기화 방법은, 적어도 하나 이상의 수신된 RF 신호를 각각 디지털 데이터로 변환하는 아날로그-디지털 변환 단계; 상기 변환된 각 디지털 데이터 상호간의 시간차, 위상차 또는 이들의 조합을 검출하는 검출 단계; 및 상기 검출된 시간차, 위상차 또는 이들의 조합을 상기 변환된 디지털 데이터에 보정하여 상기 수신된 RF 신호를 서로 동기화시키는 보정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명에 따른 고정밀도 다이버시티 동기화 방법에서, 상기 시간차의 검출은 수신된 각 RF 신호에 대한 소정의 길이를 가진 구간의 디지털 데이터 사이의 상관도(correlation)를 계산하여 상기 상관도가 가장 높은 구간 사이의 시간차를 계산함으로서 상기 검출을 수행하며, 상기 위상차의 검출은 상기 검출된 시간차(t)와 아날로그-디지털 변환기에서의 샘플링 주파수(f)를 이용하여, 상기 위상차는

로 계산되어 위상차를 검출하고, 상기 검출된 시간차를 상기 변환된 디지털 데이터에 보정하는 것은, 상기 변환된 디지털 데이터를 개별적으로 혹은 통합하여 저장하는 버퍼, 레지스터, 램 또는 이들의 조합을 포함하는 버퍼링 수단을 통해서 버퍼링하는 단계;를 더 포함하며, 상기 시간차만큼 지연하거나 혹은 미리 읽어서 처리하도록 함으로써 상기 보정을 수행하고, 상기 검출된 위상차를 상기 변환된 디지털 데이터에 보정하는 것은, 상기 변환된 디지털 데이터에 상기 위상차를 나타내는 복소수를 곱함으로써, 상기 위상차를 보정하며, 상기 검출된 시간차를 상기 변환된 디지털 데이터에 보정하는 것은, 임의의 N배 인터폴레이터와 M배 데이메이터를 결합한 N/M 리샘플러를 통해서 더 정밀하게 보정하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 적어도 하나 이상의 안테나를 통해서 수신된 RF 신호를 서로 동기화하는 고정밀도 다이버시티 동기화 장치는, 적어도 하나 이상의 수신된 RF 신호를 각각 디지털 데이터로 변환하는 아날로그-디지털 변환기; 상기 변환된 각 디지털 데이터 상호간의 시간차, 위상차 또는 이들의 조합을 검출하는 검출기; 및 상기 검출된 시간차, 위상차 또는 이들의 조합을 상기 변환된 디지털 데이터에 보정하여 상기 수신된 RF 신호를 서로 동기화시키는 보정기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 적어도 하나 이상의 안테나를 통해서 수신된 RF 신호를 고정밀도로 동기화하여 수신하는 수신 장치는, 적어도 하나 이상의 RF 신호를 수신하는 튜너; 상기 수신된 아날로그 RF 신호를 디지털로 변환하는 아날로그-디지털 변환기; 상기 적어도 하나 이상의 RF 신호에 대한 시간차, 위상차 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상을 검출하는 검출기; 상기 검출된 시간차, 위상차 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 디지털로 변환된 신호에 대해서 각각 해당 시간차 또는 위상차를 보정하는 보정기;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 신호를 고정밀도로 동기화하여 수신하는 수신 장치에서, 상기 검출기는, 수신된 각 RF 신호에 대한 소정의 길이를 가진 구간의 디지털 데이터 사이의 상관도(correlation)를 계산하여 상기 상관도가 가장 높은 구간 사이의 시간차를 계산함으로서 시간차를 검출하고; 상기 검출된 시간차(t)와 상기 아날로그-디지털 변환기에서의 샘플링 주파수(f)를 이용하여, 상기 위상차를

로 계산하여 위상차를 검출하며, 상기 보정기는, 상기 변환된 디지털 데이터를 개별적으로 혹은 통합하여 저장하는 버퍼, 레지스터, 램 또는 이들의 조합을 포함하는 버퍼링 수단;을 더 포함하여, 상기 시간차만큼 지연하거나 혹은 미리 읽어서 처리하도록 함으로써 상기 보정을 수행하거나, 상기 변환된 디지털 데이터에 상기 위상차를 나타내는 복소수를 곱함으로써, 상기 위상차를 보정하고, 상기 보정기는, 임의의 N배 인터폴레이터와 M배 데이메이터를 결합한 N/M 리샘플러를 통해서 더 정밀하게 보정하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 적어도 하나 이상의 안테나를 통해서 수신된 RF 신호를 고정밀도로 동기화하여 수신하는 수신 방법은, 적어도 하나 이상의 튜너를 통해서 RF 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 아날로그 RF 신호를 디지털로 변환하는 아날로그-디지털 변환 단계; 상기 적어도 하나 이상의 RF 신호에 대한 시간차, 위상차 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상을 검출하는 검출 단계; 및 상기 검출된 시간차, 위상차 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 디지털로 변환된 신호에 대해서 각각 해당 시간차 또는 위상차를 보정하는 보정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 고정밀도로 동기화된 RF 신호를 송신하는 송신 장치는, 고정밀도로 동기화된 RF 수신기로부터 시간차, 위상차 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상의 정보를 수신하는 수신 수단; 상기 수신된 상기 시간차, 위상차 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상을 포함하는 정보를 이용하여 복수의 송신 신호를 세밀하게 보정하는 보정 수단; 및 상기 보정된 송신 신호를 동시에 아날로그로 변환하여 RF 신호로 송신하는 송신 수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 아울러 본 발명에 의한 RF 신호를 고정밀도로 동기화하여 송신하는 송신 장치에서, 상기 보정 수단은, 저장수단을 이용하여 상기 디지털 데이터를 시간차만큼 지연하거나 혹은 미리 읽어서 처리하도록 함으로써 상기 보정을 수행하거나, 상기 디지털 데이터에 상기 위상차를 나타내는 복소수를 곱함으로써, 상기 위상차를 보정하고, 상기 보정 수단은, 임의의 N배 인터폴레이터와 M배 데이메이터를 결합한 N/M 리샘플러를 통해서 더 정밀하게 보정하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 고정밀도로 동기화된 RF 신호를 송신하는 송신 방법은, 고정밀도로 동기화된 RF 수신기로부터 시간차, 위상차 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상을 수신하는 수신 단계; 상기 수신된 상기 시간차, 위상차 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상을 포함하는 정보를 이용하여 복수의 송신 신호를 세밀하게 보정하는 보정 단계; 상기 보정된 송신 신호를 동시에 아날로그로 변환하여 RF 신호로 송신하는 송신 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 고정밀도 다이버시티 동기화 방법 및 이를 이용한 RF 송수신 장치에 관한 것으로서, 복수의 안테나로부터 수신되는 RF 신호에서 신호의 세기가 큰 신호를 선택적으로 수신하거나 또는 신호 대 잡음비(SNR : signal to noise ratio)를 비교하여 신호 대 잡음비가 좋은 쪽에 중요도를 주어 합성하는 다이버시티 방식을 사용함에 따라 각 안테나로부터 수신되는 RF 신호 사이의 스위칭으로 인한 시간차와 위상차를 정밀하게 보정하여 동기화하는 방법과 그 장치를 제공함으로써, 수신되는 RF 신호가 지나온 매질의 변화에 따라 그 수신 신호의 강도가 급격하게 변동되는 페이딩 현상에 효과적으로 대처할 수 있도록 하는 효과가 있다. 또한 RF 신호를 수신함에 있어서, 상기 시간차와 위상차에 대한 검출 및 보정을 통한 동기화를 보다 정밀하게 수행하여 방송, 통신 또는 이들이 융합된 응용분야에서 수신 신호 간의 스위칭으로 인한 잡음과 신호의 지연으로 인한 신호의 불연속을 제거하는 데 효과적으로 적용될 수 있으며, 특히 GPS 수신 장치와 같이 정밀도가 더욱 요구되는 응용분야로 확대 적용할 수 있는 효과가 있다. 아울러 RF 송수신 장치에 외부의 트리거 장치를 별도로 필요로 하거나 복수의 RF 송수신 장치를 사용한 상호 결선을 통할 필요 없이 RF 송수신 장치에 동기화 장치가 내장되도록(embedded) 구성함으로써, 저렴하면서도 고품질의 동기화를 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정밀도 다이버시티 동기화 장치를 내장한 RF 수신 장치의 구성을 보인 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정밀도 다이버시티 동기화를 위한 구체적인 구성을 보인 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정밀도 다이버시티 동기화부에서 시간차 및 위상차 검출기의 블록도.
도 4는 본 발명의 기재에서 사용하는 (a) 시간차 및 위상차의 개념과 리샘플링의 개념을 설명하기 위한 파형도와 (b) 리샘플러의 구조를 나타내는 블록도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정밀도 다이버시티 RF 수신 장치의 시간차 및 위상차 정보를 RF 송신 장치에 적용하여 보다 정밀한 RF 신호 송신이 가능하도록 구성하는 방법을 보인 예시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 동기화 방법의 실행 순서를 보인 순서도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고정밀도 다이버시티 동기화 방법 및 이를 이용한 RF 송수신 장치를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정밀도 다이버시티 동기화 장치를 내장한 RF 수신 장치의 구성을 보인 블록도로서, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의해 정밀하게 동기화된 RF 수신 장치는 복수의 안테나(antenna)(200);튜너(tuner)(310)와 아날로그-디지털 변환기(ADC: analog to digital converter)(320)를 포함하는 RF 수신부(300); 시간차와 위상차를 검출하는 검출기(detector)(420)와 시간차와 위상차를 보정하는 보정기(410)를 포함하는 동기화부(400); 및 하드디스크드라이브(HDD: hard disk drive)에 데이터를 저장하거나 멀티미디어 수신 데이터를 재생하는 등 수신기의 신호처리부(500)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에서는 두 개의 수신 안테나(200)를 일정한 거리로 이격시킨 후 RF 신호를 다이버시티(diversity) 방식으로 수신한다. 상기 다이버시티 방식은 안테나 두 개로 같은 신호를 수신한 후 선택(selective), 동일 이득(equal gain) 또는 최대비(maximal rate)를 포함한 3가지 방법 중 하나로 합성한다.

먼저 선택 방법은 두 신호 중에서 신호의 세기가 큰 신호를 골라 선택적으로 수신하여 합성한 것이며, 동일 이득 방법은 두 신호를 같은 이득으로 합성한 것이며, 최대비 방법은 두 신호의 잡음의 에너지비인 신호 대 잡음비(SNR : signal to noise ratio)를 비교하여 신호 대 잡음비가 좋은 신호에 중요도를 주어 합성하는 방식이다.

이렇게 두 개의 안테나로 들어오는 신호를 상기 3가지 합성방식을 통하여 합성하면 수신되는 신호가 지나온 매질의 변화에 따라 그 수신전파의 강도가 급격하게 변동되는 페이딩 현상을 상당히 방지할 수 있다.

또한 이러한 합성은 보통 RF 아날로그단에서 합성하는 것이 아니라 별도의 RF단을 거쳐서 디지털 신호처리단에서 합성된다. CDMA에서는 주로 동일 이득 방식과 최대비 방식을 주로 사용한다.

이러한 방식은 그 방식상의 단말기(혹은 이동국)보다는 기지국에서 많이 사용된다. 기지국에는 보통 한 섹터에 3개의 안테나가 있는 것을 볼 수 있는데, 송신 안테나 한 개와 다이버시티용 수신 안테나 두 개로 구성된다. 간혹 안테나를 송수신 겸용(duplexing)하여 사용하는 경우에는 기지국의 한 섹터(sector)에 2개의 안테나로 구성될 수 있다. 기지국 다이버시티 안테나(diversity antenna)의 이격거리는 약 15~20λ 정도이며, 지역 특성마다 다르게 배치한다.

또한 RF 수신 장치는 송신단에서 전송된 미약한 신호를 키워야 하므로 많은 증폭이 필요하다. 이때 공기 중에서 타고 들어오는 잡음이나 원하지 않는 노이즈 신호를 최대한 억제해야 한다. 수신기에서 여러 주파수 채널을 사용할 경우 원하는 채널만 정확하게 골라내어야 하며, 외부에서 수신되는 불필요한 주파수 성분이 전송되는 것을 막거나 걸러내야 한다.

먼저 RF 신호는 복수의 안테나(200)에서 수신되며, 안테나에 수신된 RF 신호는 튜너(310)에 전송된다. 상기 튜너(310)는 주로 무선수신 장치의 입력부에 사용되는 것으로 일정한 전파(또는 전기신호)의 주파수에 동조하여 그 전파만 선택하여 꺼내기 위한 것이다. 적당한 인덕턴스(또는 코일)와 용량(또는 콘덴서)을 조합시킨 장치로 일반적으로 코일과 콘덴서의 한쪽 또는 양쪽을 가변으로 하고, 또는 조합을 바꿀 수 있게 하여 여러 가지 주파수에 동조할 수 있게 한 것이다.

로컬 오실레이터(또는 국부발진기)는 튜너에 주파수 합성을 위한 로컬 오실레이터 주파수를 공급해준다. 채널 선택이 필요한 통신의 경우에는 로컬 오실레이터 주파수를 변화시켜 채널선택을 할 수 있다.

아날로그-디지털 변환기(ADC)(320)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 변환기로, 튜너에서 수신된 RF 아날로그 신호를 RF 디지털 신호로 변환한다. 이때 아날로그-디지털 변환기에서는 튜너와 같이 수신 장치에 수신된 복수의 RF 신호 간의 시간차와 위상차를 발생시킬 수 있다.

이렇게 발생된 시간차와 위상차를 보정하기 위해서는 검출기(420) 및 보정기(410)를 포함하여 구성된 RF 동기화부(400)를 통해서 각 안테나로부터 수신되는 RF 신호 사이의 시간차와 위상차를 정밀하게 보정하여 동기화(synchronization) 할 수 있다. 이때 시간차와 위상차의 보정이 완료되어 동기화된 RF 신호는 하드디스크드라이브(HDD)에 데이터를 저장하거나 멀티미디어 수신 데이터를 재생하는 등 수신기의 신호처리를 수행할 수 있다.

즉, ADC를 통해서 입력되는 디지털 신호는 보정기(410)와 검출기(420)를 통해서 신호처리부(500)를 통해서 처리되며, 이 과정에서 입력된 디지털 신호는 검출기에서 시간차와 위상차에 대한 정보를 추출하게 되며, 이 결과를 피드백하여 보정기(410)에서는 시간차와 위상차에 대해서 보정을 수행한다. 이 과정을 통해서 입력된 복수의 디지털 데이터는 서로 정밀하게 동기화되어 신호처리부로 전달됨으로써, 신호처리시에 동기가 맞지 않아 잡음이 생기거나 채널간의 불연속적인 잡음이 포함되지 않고, 자연스럽게 스위칭이 되도록 하는 것이 가능하다.

이와 같이 RF 수신 장치의 다이버시티 수신 환경 하에서 RF 신호간이 정밀한 동기화를 위해 시간차와 위상차 보정을 수행하여 보다 정밀한 동기화를 획득하는 방법은 다음과 같이 이루어진다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정밀도 다이버시티 동기화를 위한 구체적인 구성을 보인 블록도이다. 도 2에 도시된 동기화부는 검출기(420) 및 보정기(410)로 구성되며, 상기 검출기(420)는 적어도 하나 이상의 RF 신호에 대한 시간차, 위상차 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상을 검출할 수 있다. 상기 보정기는 콤플렉스 멀티플라이어(complex multiplier), FIFO(first in first out) 및 리샘플러(resampler)를 포함하여 구성되며 상기 검출기(420)에서 검출된 시간차, 위상차 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 디지털로 변환된 신호에 대해서 각각 해당 시간차 또는 위상차를 보정할 수 있다.

먼저 시간차를 보정하기 위해서는 도 2에 도시된 것과 같이 RF 수신기에 수신된 각 RF 신호에 대한 소정의 길이를 가진 구간의 디지털 데이터 사이의 상관도(correlation)를 계산하여 상기 상관도가 가장 높은 구간 사이의 시간차를 검출하여 FIFO에서 데이터를 읽어 내거나 쓸 때 그 만큼 보정해 주도록 코스 캘리브레이션(coarse calibration)을 수행하여 개략적인 보정을 수행할 수 있다.

대부분의 응용에서는 상기 코스 캘리브레이션 만으로도 만족할 만한 동기화가 이루어 진 것으로 볼 수 있으나, 일부 정밀한 응용에서는 이것으로는 부족한 실정이다. 즉, 코스 캘리브레이션에서 시간차 보정에 대한 정밀도가 만족스럽지 못할 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 다시 리샘플러에서 리샘플링 하도록 파인 캘리브레이션(fine calibration)하여 더욱 세밀하게 동기화 할 수 있다.

이와 같이 검출된 시간차를 상기 변환된 디지털 데이터에 보정하는 것은, 상기 변환된 디지털 데이터를 개별적으로 혹은 통합하여 저장하는 버퍼, 레지스터, 램 또는 이들의 조합을 포함하는 버퍼링 수단을 통해서 버퍼링 할 수 있으며, 상기 시간차만큼 지연하거나 혹은 미리 읽어서 처리하도록 하여 상기 시간차 보정을 수행할 수 있다.

다음으로 위상차를 보정하기 위해서는 도 2에 도시된 것과 같이 시간차 및 위상차 검출기(420)에서 위상 정보의 값을 검출한 다음 그 값을 콤플렉스 멀티플라이어로 입력한다. 시간차 및 위상차 검출기(420)에서 위상차로부터 실수부(a)와 허수부(b)를 검출해서 콤플렉스 멀티플라이어로 전송하면, 실수부(a)와 허수부(b)의 값을 디지털 신호로 변환된 데이터에 곱하여 위상차를 보정할 수 있다. 위상차의 보정을 위한 실수부(a)와 허수부(b)의 도출은 시간차 및 위상차 검출기(420)에서 수행하거나 위상차 보정기(411)에서 수행하거나 관계없다.

이와 같이 도 2에 도시된 시간차 보정 및 위상차 보정의 수행 순서는 제한이 없으므로 임의의 순서대로 수행할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정밀도 다이버시티 동기화부에서 시간차 및 위상차 검출기의 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 디지털로 변환된 수신 신호 데이터 스트림(data stream), x1과 x2는 각각 메모리에 저장되고, 저장된 신호에 대해서 일정구간의 데이터 심볼에 대해서 x1과 x2 신호의 평균치(Avg(x1), Avg(x2))를 계산한다. 상기 평균치는 하나의 신호 즉 x2의 평균치를 x1의 데이터 스트림에 하나의 샘플씩 이동해 가면서 매칭시켜 보고 서로 차이(Diff(t))가 얼마나 나는지 체크한다. 체크 결과 가장 차이가 적은 구간을 도출(Min(Diff(t))하여 상관도가 가장 높은 심볼로 선택하고, 상기 심볼이 서로 얼마나 시간적으로 차이가 나는지 검출하면 두 개의 신호 사이에 시간차를 검출할 수 있다. 이러한 역할을 수행하는 것이 상관기(correlator, 421)이며, 본 발명에서는 반드시 상기 상관기(421)를 사용하여 두 신호사이의 매칭 정도를 검출하여야 하는 것으로 한정하는 것이 아니며, 필요에 따라 상기 상관기 이외의 다른 방법을 사용하여 두 개의 신호 사이의 일치 정도를 검출하여도 무방하다.

또한 상기 검출된 시간차 정보를 이용하여 위상차에 대한 보정값을 계산할 수 있다. 이 경우에는 RF 신호의 수신부에서 사용한 샘플링 주파수를 알아야 하며, 상기 샘플링 주파수와 시간차를 곱하여 위상차를 계산할 수 있다. 이것에 대한 것이 도 3의 위상차 검출기(422)에 나타나 있다.

이와 같이 검출된 시간차와 위상차를 이용하여 디지털화된 수신 신호의 시간차와 위상차를 보정하여야 하는 개념에 대해서 설명하고자 한다.

도 4는 본 발명의 기재에서 사용하는 (a) 시간차 및 위상차의 개념과 리샘플링의 개념을 설명하기 위한 파형도와 (b) 리샘플러의 구조를 나타내는 블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수신 장치에 수신된 신호의 디지털 데이터 x1과 x2의 샘플링 값이 파형으로 표시될 수 있다. 이 때 상기 디지털 데이터의 소정의 길이를 가진 샘플 값으로 된 데이터 심볼로 각 데이터 스트림을 상호 비교하여 상관도를 체크하고, 상기 상관도가 가장 높은 구간 사이의 시간차를 계산한다. x1과 x2는 각 신호의 시간차에 의해 서로 상이한 신호를 나타내는 것처럼 보이나, x1과 x2에 대한 각 신호 사이의 상관도를 매칭 하여 보면 서로 일치한 것으로 나타난다. 이때 x1과 x2의 상관도 계산은 먼저 도 4와 같이 서로 잘 매칭 되는 구간을 선택하고 선택된 구간을 비교하여 시간차를 계산할 수 있으며, x1과 x2의 곡선 파형 부분을 잇는 점선은 서로 잘 매칭 되는 구간을 나타낸 것이다.

또한 x1과 x2의 상관도가 정확하게 일치할 수도 있지만 정확하게 일치 않고 서로 유사하게 일치할 수도 있다. 여기서 상관도는 두 신호 사이의 일치되는 정도를 검출하기 위한 것으로, 일정 시간 간격을 두고 입력되는 데이터에 윈도우(window)를 씌워서 윈도우를 옮겨가면서 서로 비교해 본 다음 가장 값(예: 평균값)이 일치하는 부분을 선택하여 상관도가 가장 높은 구간으로 선택하고, 이 때 두 신호 사이의 시간차이를 계산하여 시간차를 계산할 수 있으며, 향후 FIFO에서 그 만큼 보정하여 시간 보정을 수행할 수 있는 보정 값이 된다.

참고로 윈도우는 주파수 특성을 분석하기 위한 연산자를 설계할 때와 같이 어떠한 분석을 수행하기 위하여 선택되는 자료의 구간으로 보통은 이 구간에서 특정한 방법으로 진폭 또는 위상을 변화시켜 원하는 출력 값을 얻는데, 그 폭은 입력되는 신호의 최대 주기내로 잡아주는 것이 바람직하다.

또한 FIFO(First In First Out)는 대기행렬에서의 선입선처리 제어방식으로 복수의 신호 혹은 잡(job)이 처리대기로 되어 있을 경우 처리의 우선순위를 붙이지 않고 먼저 도착한 순서(혹은 시계열순서)로 처리하는 방식을 말하는 것으로, 본 발명에서는 시간 보정을 위해서 FIFO에 데이터를 쓰거나 읽어내는 타이밍을 조절하여 두 신호 간의 시간차를 보정하는 것이 가능하다는 것을 예시적으로 보여주고 있다.

또한 상기 코스 캘리브레이션에서 시간차 보정에 대한 정밀도가 만족스럽지 못할 경우, 다음과 같이 리샘플러에서 리샘플링 하여 더욱 세밀하게 시간차를 보정하도록 파인 캘리브레이션을 추가로 수행하여 세밀하게 동기화할 수 있다.

이는 도 2의 도시된 코스 캘리브레이션을 통하여 x1과 x2의 선택된 매칭 구간에서 도 4의 (a)에 도시된 실선의 디지털 신호에 대한 샘플링 간격보다 더 세밀하게 간격을 줄여서 상기 실선의 디지털 신호 사이에 점선의 디지털 신호를 더 생성하도록 인터폴레이션(interpolation)함으로써 리샘플링하고, 선택된 구간에 대해서 다시 상관도를 검사하며, 미세한 시간차와 위상차에 대해서도 추가적으로 보정하는 것이 가능하다.

특히 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 리샘플러는 임의의 비율에 대한 리샘플링이 가능하도록 구성할 수 있으며, 특히 N배(N은 양의 정수)의 인터폴레이터(interpolator)와 M배(M은 양의 정수)의 데시메이터(decimator)를 결합하여 임의의 비율 N/M의 리샘플러를 구현하는 것이 가능하다.

예컨대, 본 발명에서는 N배의 인터폴레이터와 1/M배의 데시메이터를 조합하여 임의의 N/M 비율(레이트: rate)에 대한 리샘플러를 구현함에 있어, 곱셈기 및 쉬프트 레지스터 등의 하드웨어 자원(resource)을 최소화하기 위해, 독립된 2개의 인터폴레이터를 직렬로 연결하여 전단부의 인터폴레이터는 고정된 상수 값(예: 2)을 가지도록 구성하고, 후단부의 인터폴레이터는 N/(상수 값(예: 2))배가 되도록 구성하여, 결과적으로 주파수 천이가 완만하게 되도록 함으로써 필터의 계수를 현저히 줄일 수 있도록 한 새로운 필터링 방법을 사용하며, 이는 본 출원의 발명자가 발명한본 발명에 앞서 창작하여 특허 출원중인 구조이다.

여기서 상기 임의의 비율로 인터폴레이션하는 N 인터폴레이터 또는 데시메이션하는 M 데시메이터를 구현하는 것은 그 세밀한 주파수 대역을 결정하기 위해서 수많은 인터폴레이션 또는 데시메이션 필터의 탭 수가 필요하게 되므로, 효율적인 구조를 가진 리샘플러를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

이와 같은 임의의 N/M의 리샘플러를 이용하여 보다 더 정밀한 디지털 신호를 얻을 수 있으며, 이는 다시 더 정밀한 시간차에 대한 △T+α를 통하여 미세하게 또는 정밀하게 시간차를 보정하는 것이 가능함은 물론 저비용으로 경제적인 시간차 보정을 통하여 동기화 할 수 있다.

또한, 도 4의 (a)에 도시된 x1과 x2 신호의 함수는

와

로 V1과 V2는 진폭을 나타내고, wt와 wt-θ는 위상을 나타내며, 이 위상값이 사인(sine)함수의 값을 결정한다. 따라서 주기와 진폭이 같은 두 파동이 같은 위상을 갖는다면 완전히 동일한 상태가 되며, 위상차가 있을 경우 두 파동이 엇갈린 형태를 갖는다. 이러한 위상차는 각 파동의 진행경로의 차이 혹은 진행시간의 차이에서 나타나게 된다. 즉 위상은 주파수가 동일한 2개 이상의 교류가 존재할 때 상호간의 시간적인 차이로 각 속도로 표현하면

이며, 위상차는 2개 이상의 교류 사이에서 발생하는 위상의 차를 말한다. 또한 v2는 v1보다 θ2 뒤진 교류를 나타낸다.

이와 같이 복수의 RF 신호를 RF 수신 장치에 수신할 때 기준 위상보다 θ2 뒤진 교류를 포함한 다양한 위상차가 발생할 수 있으므로 각 안테나로부터 입력되는 복수의 RF 신호 사이 위상차를 정밀하게 보정하여 동기화하는 방법은 다음 설명과 같다.

즉, 도 2의 시간차 및 위상차 검출기(420)에서 위상 정보를 검출(422)한 다음, 검출한 위상 정보의 값을 각각의 콤플렉스 멀티플라이어(411)로 입력한다. 상기 검출기에서 실수부(a)와 허수부(b)를 검출하여 각각의 콤플렉스 멀티플라이어로 입력할 경우, 실수부(a)와 허수부(b)의 값을 이용하여

의 수식을 계산하고,

이므로 위상

로 각각의 위상

를 보정할 수 있다.

여기서 상기 위상차의 검출은 상기 검출된 시간차(t)와 아날로그-디지털 변환기의 샘플링 주파수(f)를 이용하여 위상차는

로 계산되어 위상차를 검출할 수 있다. 예를 들어 주파수가 120㎐이고, θ가 60도인 경우 지연시간은 1.38㎳가 되며, 또한 지연시간이 1㎳인 경우 500㎐에서 위상차가 180도 이므로 지연시간은

와 같이 계산될 수 있다. 즉 지연시간을 알고 있을 경우에는, 위상차의 θ값을 구할 수 있고, 이를 통해서 상기 실수부(a)와 허수부 (b)를 구할 수 있다. 또한 지연시간을 알고 있을 경우, 실수부(a)와 허수부(b) 중 둘 중 하나는 고정값을 갖게 하여 위상차를 구할 수도 있다.

이때 상기 검출된 위상차를 상기 변환된 디지털 데이터에 보정하는 것은, 상기 변환된 디지털 데이터에 상기 위상차를 나타내는 복소수를 곱함으로써, 상기 위상차를 보정할 수 있음을 알 수 있다.

도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정밀도 다이버시티 RF 수신 장치의 시간차 및 위상차 정보를 RF 송신 장치에 적용하여 보다 정밀한 RF 신호 송신이 가능하도록 구성하는 방법을 보인 예시도이다.

도 5의 (a)는 송신 장치(700)가 특정 수신 장치(800)로부터 시간차와 위상차에 대한 정보를 수신하는 경우, 상기 수신된 시간차와 위상차의 정보를 송신 장치에 적용하여 보다 정밀한 송신 신호를 출력하기 위한 송신기 및 수신기의 신호 송수신 개념을 나타낸 것이다. 즉, 수신 장치(800)는 일단 송신 장치(700)로부터 전송된 신호로부터 시간차와 위상차를 검출하고 이에 따라 시간차와 위상차를 보정할 것이며, 동시에 상기 시간차와 위상차에 대한 정보를 송신 장치(700)로 보내면 송신 장치는 상기 시간차 및 위상차 정보를 이용하여 내부에서 디지털 신호의 동기를 보정한 다음, 일괄적으로 DAC, RF 송신부 및 안테나를 통해서 신호를 송출한다.

이 경우, 동기화 모듈이 마련되어 있지 않은 타 수신 장치(900)에 대해서도 양호한 동기화가 수립된 송신신호를 송출할 수 있다.

도 5의 (b)에 도시되어 있듯이, 송신 장치(600)는 수신 장치에서 입력받은 시간차와 위상차에 대한 정보를 이용하여 송신 장치(600)의 송신 신호처리부(610)에서 입력받은 정보에 대해서 보정기(621)에서 보정을 수행한다. 보정된 정보는 다시 RF 송신단(630)을 통해서 안테나(640)로 송출된다. 여기서 RF 송신단(630)은 DAC(631)과 RF 송신부(632)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서 송신 장치의 디지털 처리부는 방송, 통신 또는 이들이 융합된 멀티미디어 콘텐츠를 포함한 정보일 수 있으며, 이들을 포함하는 각 채널이나 방송 규격의 방송, 통신 또는 이들의 조합을 포함한 변조방식을 포함하여 아날로그 신호로 변환되기 전의 디지털 데이터를 포함하는 것을 말한다.

즉, 동일한 소스 정보를 서로 다른 통신 혹은 방송 방식으로 전송할 경우, 각 신호를 송신 타이밍에 정확하게 맞추어 정확하게 전송하는 것이 필요하다. 따라서 최소한 디지털 단에서의 동기화가 조금이라도 맞지 않으면 수신 단에서 신호를 수신한 다음에는 그 신호의 동기는 심각한 영향을 받을 수 있으므로, 정밀하게 동기화된 데이터를 송신할 필요가 있다.

또한 수신 장치는 송신 장치로부터 전송된 RF 신호를 수신한 후 다시 송신 장치로 RF 신호를 송신해야 하는 경우, 수신 장치의 신호에 대한 동기가 정밀하지 않으면, 수신 장치에서 송신 장치로 전송한 신호의 동기는 더욱 맞추기 힘들므로 본 발명의 수신 장치에 대한 정밀한 동기화가 필요하다.

아울러 수신 장치에서 송신 장치로 전송된 신호를 다른 수신 장치로 재전송할 경우 수신 장치의 동기화는 더욱 중요한 요소로 작용된다. 이 경우에는 송수신 장치가 결합되어 존재하는 경우에, 수신된 신호의 시간차와 위상차를 정확하게 일치시키도록 동기화한 다음에 타 수신 장치로 재전송 하여야 하므로, 본 발명에 의한 동기화부를 상기 송수신 장치가 내장하고 있으면, 정밀한 RF 신호의 재전송이 가능하게 된다.

한편, 송신 장치에서는 동일한 콘텐츠에 대해서 개별적인 신호 지연을 가지도록 한 다음 동시에 신호를 송신한 후, 수신 장치에서 시간차와 위상차를 수신하여 각각의 동기 상황을 체크하여 송신단의 지연(혹은 동기)을 튜닝(tuning) 시킬 수 있다. 이 경우 송신 장치는 복수의 송신 신호를 세밀하게 시간차를 가지도록 조정한 후 동시에 신호를 송신하고, 수신 장치에서는 수신한 신호의 지연을 체크함으로써, 송신 장치와 수신 장치 사이의 신호 지연을 손쉽게 알 수 있다.

또한 본 발명에 의할 경우, 송수신 장치에 외부의 트리거 장치를 연결할 필요가 없고, 또한 이로 인한 동기에 대한 트레이드오프 없이도 송수신 장치 내에서 간단하게 시간차와 위상차를 보정하여 경제적으로 동기화 할 수 있는 이점이 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 동기화 방법의 실행 순서를 보인 순서도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 안테나를 통해서 RF 신호를 수신하고 이들을 디지털 신호로 변환(S100)하며, 디지털로 변환된 복수의 신호에 대해서 각 신호 사이의 시간차 및 위상차를 검출(S110)하게 된다. 상기 검출된 시간차를 복수의 디지털 신호에 적용하여 시간차 및 위상차를 보정(S120)한다. 이러한 과정은 RF 신호를 수신하는 수신 장치의 입장에서 신호를 수신하는 동안 항상 수신 상태가 변할 수 있으므로, 시간차와 위상차의 검출 및 보정의 과정을 반복적으로 수행하는 것이 바람직하다. 물론 한 번의 동기화를 수행하고 다음부터는 동기화를 수행하지 않을 수 있으며, 이 경우에는 신호를 최초로 수신하는 짧은 기간 동안에만 동기화 절차가 필요하게 될 것이다. 배터리 전원을 이용하는 수신 장치의 경우 전력소모를 줄이기 위해서 동기화부의 동작을 제한적으로 운영하는 것이 필요할 경우가 있다.

상기 시간차와 위상차를 대략적(coarse)으로 보정하기만 하여도 충분한 응용분야에서는 정밀한 보상을 수행할 필요가 없으며, 소프트웨어 프로그래밍을 통해서도 충분히 커버하는 것이 가능할 것이다. 만약 응용분야가 정밀한 동기화를 요구한다면(S130), 다시 수신된 신호를 리샘플링하여 더욱 세밀하게 입력 데이터 스트림을 마련한 후 다시 세밀하게 시간차와 위상차를 도출하고 이를 이용하여 보정을 수행(S140)한다. 이렇게 시간차 및 위상차에 대한 보정이 완료된 신호에 대해서는 저장, 재생 또는 수신 장치에서 필요로 하는 신호처리 기능을 수행(S150)하도록 한다.

여기서 정밀한 시간차 및 위상에 대한 보정의 경우도, RF 신호를 수신하는 동안 항상 수신 상태가 변할 수 있으므로, 시간차와 위상차의 검출 및 보정의 과정을 반복적으로 수행하는 것이 바람직하다.

따라서 상기 시간차와 위상차를 대략적(coarse)으로 검출 및 보정하는 과정과 세밀(fine)하게 검출하고 보정하는 과정을 상호 결합하여 응응 분야에 따라 적응적으로 구동하면서 사용할 수 있다. 이렇게 하면, 모든 응용분야에 걸쳐서 본 발명에 의한 동기화 방법과 장치를 적용하는 것이 가능하다.

이와 같은 고정밀도 다이버시티 동기화 방법 및 이를 이용한 RF 송수신 장치는 복수복의 안테나로부터 수신되는 RF 신호에서 신호의 세기가 큰 신호를 선택적으로 수신하여 합성하거나 또는 복수의 신호를 같은 이득으로 합성하거나 또는 복수의 신호의 신호 대 잡음비를 비교하여 신호 대 잡음비가 좋은 쪽에 중요도를 주어 합성하는 다이버시티 방식을 사용함에 따라 각 안테나로부터 입력되는 RF 신호 사이의 시간차와 위상차를 정밀하게 보정하여 동기화 할 수 있으며, 수신되는 RF 신호가 지나온 매질의 변화에 따라 그 수신신호의 강도가 급격하게 변동되는 페이딩 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다. 또한 RF 신호를 수신함에 있어서 시간차와 위상차 보정에 대한 동기화를 보다 간단하게 획득하여 GPS 수신 장치와 같이 정밀도가 더욱 요구되는 응용분야로 확대할 수 있으며, 수신되는 신호의 세기가 변하는 경우 시간차와 위상차 보정을 더욱 정밀하게 상호 스위칭 할 수 있는 이점이 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 위주로 상술하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정 되는 것은 아니며 본 발명의 각 구성요소는 동일한 목적 및 효과의 달성을 위하여 본 발명의 기술적 범위 내에서 변경 또는 수정될 수 있을 것이다.

100: RF 수신 장치 200: 안테나(수신)
300: RF 수신부 310: 튜너
320: ADC(Analog-to-digital converter) 400: 동기화부
410, 621: 보정기(CALIB: Calibrator) 420: 검출기(DETCT: Detector)
421: 상관기(correlator) 422: 위상차검출기
500: 신호처리부 600: RF 송신 장치
610: 송신 신호처리부 620: 보정부
630: 송신단 632: RF 송신부
631: DAC(Digital-to-analog converter) 640: 안테나(송신)

Claims

적어도 하나 이상의 안테나를 통해서 수신된 RF 신호를 서로 동기화하는 고정밀도 다이버시티 동기화 방법에 있어서,
적어도 하나 이상의 수신된 RF 신호를 각각 디지털 데이터로 변환하는 아날로그-디지털 변환 단계;
상기 변환된 각 디지털 데이터 상호간의 시간차, 위상차 또는 이들의 조합을 검출하는 검출 단계; 및
상기 검출된 시간차, 위상차 또는 이들의 조합을 상기 변환된 디지털 데이터에 보정하여 상기 수신된 RF 신호를 서로 동기화시키는 보정 단계;를 포함하고,
상기 보정 단계에서는, 저장수단을 이용하여 디지털 데이터를 시간차만큼 지연하거나 혹은 미리 읽어서 처리하도록 함으로써 상기 보정을 수행하거나; 또는 상기 디지털 데이터에 상기 위상차를 나타내는 복소수를 곱함으로써 상기 위상차를 보정하며,
상기 검출된 시간차를 상기 변환된 디지털 데이터에 보정하는 것은, 임의의 N배 인터폴레이터와 M배 데시메이터를 결합한 N/M 리샘플러를 통해서 더 정밀하게 보정하는 것을 특징으로 하는 고정밀도 다이버시티 동기화 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 시간차의 검출은 수신된 각 RF 신호에 대한 소정의 길이를 가진 구간의 디지털 데이터 사이의 상관도(correlation)를 계산하여 상기 상관도가 가장 높은 구간 사이의 시간차를 계산함으로서 상기 검출을 수행하는 것을 특징으로 하는 고정밀도 다이버시티 동기화 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 위상차의 검출은 상기 검출된 시간차(t)와 아날로그-디지털 변환기에서의 샘플링 주파수(f)를 이용하여, 상기 위상차는
로 계산되어 위상차를 검출하는 것을 특징으로 하는 고정밀도 다이버시티 동기화 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 검출된 시간차를 상기 변환된 디지털 데이터에 보정하는 것은,
상기 변환된 디지털 데이터를 개별적으로 혹은 통합하여 저장하는 버퍼, 레지스터, 램 또는 이들의 조합을 포함하는 버퍼링 수단을 통해서 버퍼링하는 단계;를 더 포함하며,
상기 시간차만큼 지연하거나 혹은 미리 읽어서 처리하도록 함으로써 상기 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 고정밀도 다이버시티 동기화 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 검출된 위상차를 상기 변환된 디지털 데이터에 보정하는 것은,
상기 변환된 디지털 데이터에 상기 위상차를 나타내는 복소수를 곱함으로써, 상기 위상차를 보정하는 것을 특징으로 하는 고정밀도 다이버시티 동기화 방법.
삭제
적어도 하나 이상의 안테나를 통해서 수신된 RF 신호를 서로 동기화하는 고정밀도 다이버시티 동기화 장치에 있어서,
적어도 하나 이상의 수신된 RF 신호를 각각 디지털 데이터로 변환하는 아날로그-디지털 변환기;
기 변환된 각 디지털 데이터 상호간의 시간차, 위상차 또는 이들의 조합을 검출하는 검출기; 및
상기 검출된 시간차, 위상차 또는 이들의 조합을 상기 변환된 디지털 데이터에 보정하여 상기 수신된 RF 신호를 서로 동기화시키는 보정기;를 포함하고,
상기 보정기에서는, 저장수단을 이용하여 디지털 데이터를 시간차만큼 지연하거나 혹은 미리 읽어서 처리하도록 함으로써 상기 보정을 수행하거나; 또는 상기 디지털 데이터에 상기 위상차를 나타내는 복소수를 곱함으로써 상기 위상차를 보정하며,
상기 검출된 시간차를 상기 변환된 디지털 데이터에 보정하는 것은, 임의의 N배 인터폴레이터와 M배 데시메이터를 결합한 N/M 리샘플러를 통해서 더 정밀하게 보정하는 것을 특징으로 하는 고정밀도 다이버시티 동기화 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 시간차의 검출은 수신된 각 RF 신호에 대한 소정의 길이를 가진 구간의 디지털 데이터 사이의 상관도(correlation)를 계산하여 상기 상관도가 가장 높은 구간 사이의 시간차를 계산함으로서 상기 검출을 수행하는 것을 특징으로 하는 고정밀도 다이버시티 동기화 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 위상차의 검출은 상기 검출된 시간차(t)와 상기 아날로그-디지털 변환기에서의 샘플링 주파수(f)를 이용하여, 상기 위상차는
로 계산되어 위상차를 검출하는 것을 특징으로 하는 고정밀도 다이버시티 동기화 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 검출된 시간차를 상기 변환된 디지털 데이터에 보정하는 것은,
상기 변환된 디지털 데이터를 개별적으로 혹은 통합하여 저장하는 버퍼, 레지스터, 램 또는 이들의 조합을 포함하는 버퍼링 수단;을 더 포함하여,
상기 시간차만큼 지연하거나 혹은 미리 읽어서 처리하도록 함으로써 상기 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 고정밀도 다이버시티 동기화 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 검출된 위상차를 상기 변환된 디지털 데이터에 보정하는 것은,
상기 변환된 디지털 데이터에 상기 위상차를 나타내는 복소수를 곱함으로써, 상기 위상차를 보정하는 것을 특징으로 하는 고정밀도 다이버시티 동기화 장치.
삭제
적어도 하나 이상의 안테나를 통해서 수신된 RF 신호를 고정밀도로 동기화하여 수신하는 수신 장치에 있어서,
적어도 하나 이상의 RF 신호를 수신하는 튜너;
상기 수신된 아날로그 RF 신호를 디지털로 변환하는 아날로그-디지털 변환기;
상기 적어도 하나 이상의 RF 신호에 대한 시간차, 위상차 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상을 검출하는 검출기; 및
상기 검출된 시간차, 위상차 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 디지털로 변환된 신호에 대해서 각각 해당 시간차 또는 위상차를 보정하는 보정기;를 포함하고,
상기 보정기에서는, 저장수단을 이용하여 디지털 데이터를 시간차만큼 지연하거나 혹은 미리 읽어서 처리하도록 함으로써 상기 보정을 수행하거나; 또는 상기 디지털 데이터에 상기 위상차를 나타내는 복소수를 곱함으로써 상기 위상차를 보정하며,
상기 보정기는 임의의 N배 인터폴레이터와 M배 데시메이터를 결합한 N/M 리샘플러를 통해서 더 정밀하게 보정하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
청구항 13에 있어서,
상기 검출기는, 수신된 각 RF 신호에 대한 소정의 길이를 가진 구간의 디지털 데이터 사이의 상관도(correlation)를 계산하여 상기 상관도가 가장 높은 구간 사이의 시간차를 계산함으로서 시간차를 검출하고;
상기 검출된 시간차(t)와 상기 아날로그-디지털 변환기에서의 샘플링 주파수(f)를 이용하여, 상기 위상차를
로 계산하여 위상차를 검출하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 보정기는, 상기 변환된 디지털 데이터를 개별적으로 혹은 통합하여 저장하는 버퍼, 레지스터, 램 또는 이들의 조합을 포함하는 버퍼링 수단;을 더 포함하여, 상기 시간차만큼 지연하거나 혹은 미리 읽어서 처리하도록 함으로써 상기 보정을 수행하거나,
상기 변환된 디지털 데이터에 상기 위상차를 나타내는 복소수를 곱함으로써, 상기 위상차를 보정하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
삭제
적어도 하나 이상의 안테나를 통해서 수신된 RF 신호를 고정밀도로 동기화하여 수신하는 수신 방법에 있어서,
적어도 하나 이상의 튜너를 통해서 RF 신호를 수신하는 단계;
상기 수신된 아날로그 RF 신호를 디지털로 변환하는 아날로그-디지털 변환 단계;
상기 적어도 하나 이상의 RF 신호에 대한 시간차, 위상차 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상을 검출하는 검출 단계; 및
상기 검출된 시간차, 위상차 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 디지털로 변환된 신호에 대해서 각각 해당 시간차 또는 위상차를 보정하는 보정 단계;를 포함하고,
상기 보정 단계에서는, 저장수단을 이용하여 디지털 데이터를 시간차만큼 지연하거나 혹은 미리 읽어서 처리하도록 함으로써 상기 보정을 수행하거나; 또는 상기 디지털 데이터에 상기 위상차를 나타내는 복소수를 곱함으로써 상기 위상차를 보정하며,
상기 보정 단계는 임의의 N배 인터폴레이터와 M배 데시메이터를 결합한 N/M 리샘플러를 통해서 더 정밀하게 보정하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 검출 단계는, 수신된 각 RF 신호에 대한 소정의 길이를 가진 구간의 디지털 데이터 사이의 상관도(correlation)를 계산하여 상기 상관도가 가장 높은 구간 사이의 시간차를 계산함으로서 시간차를 검출하고;
상기 검출된 시간차(t)와 아날로그-디지털 변환기에서의 샘플링 주파수(f)를 이용하여, 상기 위상차를
로 계산하여 위상차를 검출하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
청구항 18에 있어서,
상기 보정 단계는, 상기 변환된 디지털 데이터를 개별적으로 혹은 통합하여 저장하는 버퍼, 레지스터, 램 또는 이들의 조합을 포함하는 버퍼링 수단을 통해 버퍼링하는 단계;를 더 포함하여, 상기 시간차만큼 지연하거나 혹은 미리 읽어서 처리하도록 함으로써 상기 보정을 수행하거나,
상기 변환된 디지털 데이터에 상기 위상차를 나타내는 복소수를 곱함으로써, 상기 위상차를 보정하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
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고정밀도로 동기화된 RF 신호를 송신하는 송신 장치에 있어서,
고정밀도로 동기화된 RF 수신기로부터 시간차, 위상차 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상의 정보를 수신하는 수신 수단;
상기 수신된 상기 시간차, 위상차 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상을 포함하는 정보를 이용하여 복수의 송신 신호를 세밀하게 보정하는 보정 수단; 및
상기 보정된 송신 신호를 동시에 아날로그로 변환하여 RF 신호로 송신하는 송신 수단;을 포함하고,
상기 보정 수단에서는, 저장수단을 이용하여 디지털 데이터를 시간차만큼 지연하거나 혹은 미리 읽어서 처리하도록 함으로써 상기 보정을 수행하거나; 또는 상기 디지털 데이터에 상기 위상차를 나타내는 복소수를 곱함으로써 상기 위상차를 보정하며,
상기 보정 수단은 임의의 N배 인터폴레이터와 M배 데시메이터를 결합한 N/M 리샘플러를 통해서 더 정밀하게 보정하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
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고정밀도로 동기화된 RF 신호를 송신하는 송신 방법에 있어서,
고정밀도로 동기화된 RF 수신기로부터 시간차, 위상차 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상의 정보를 수신하는 수신 단계;
상기 수신된 상기 시간차, 위상차 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상을 포함하는 정보를 이용하여 복수의 송신 신호를 세밀하게 보정하는 보정 단계; 및
상기 보정된 송신 신호를 동시에 아날로그로 변환하여 RF 신호로 송신하는 송신 단계;를 포함하고,
상기 보정 단계에서는, 저장수단을 이용하여 디지털 데이터를 시간차만큼 지연하거나 혹은 미리 읽어서 처리하도록 함으로써 상기 보정을 수행하거나; 또는 상기 디지털 데이터에 상기 위상차를 나타내는 복소수를 곱함으로써 상기 위상차를 보정하며,
상기 보정 단계는 임의의 N배 인터폴레이터와 M배 데시메이터를 결합한 N/M 리샘플러를 통해서 더 정밀하게 보정하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
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