KR101587961B1 - 단일 주파수 합성기 기반의 ｆｄｄ 트랜시버 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버에 관한 것으로서, 한 개의 단일 주파수 합성기를 사용하여 송신과 수신시 주파수 상향변환 및 하향변환 할 수 있도록 캐리어 주파수를 생성하여 제공함으로써 전체적인 시스템의 면적, 전력 소모 및 설계 복잡도를 줄일 수 있어 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

단일 주파수 합성기 기반의 ＦＤＤ 트랜시버{SINGLE-PLL BASED FDD TRANSCEIVER}
본 발명은 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 한 개의 단일 주파수 합성기를 사용하여 송신과 수신시 주파수 상향변환 및 하향변환 할 수 있도록 하는 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 무선통신 트랜시버 구조를 나타낸 구성도이고, 도 2는 일반적인 아날로그 회로 기반의 직접변환 구조의 송신기를 나타낸 구성도이며, 도 3은 일반적인 디지털-IF 구조의 송신기를 나타낸 구성도이고, 도 4는 일반적인 아날로그 회로 기반의 직접변환 구조의 수신기를 나타낸 구성도이며, 도 5는 일반적인 디지털-IF 구조의 수신기를 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같은 무선통신 트랜시버 구조에서 송신을 할 때에는 디지털 프런트-엔드(Digital Front-End)(111)에서 디지털 신호처리를 거친 후에 송신기(112)에서 디지털 출력을 아날로그로 변환하고, 아날로그 기저대역 신호를 필터링하며, RF 대역으로 주파수 상향변환하고, 전력증폭 등의 과정을 거친 후 듀플렉서(114)를 통해 안테나(115)로 전송된다.
이때, 송신기(112)는 직접변환(direct conversion) 구조와 디지털-IF 구조 등이 있다.
직접변환 구조에서는 출력하고자 하는 RF 대역 주파수로 한 번에 주파수 상향변환을 한다.
도 2에 도시된 바와 같이 아날로그 회로 기반의 직접변환 구조의 송신기는 우선 디지털 기저대역 인페이즈(I) 신호와 디지털 기저대역 쿼드러처(Q) 신호를 디지털-아날로그 변환기(211,212)에서 아날로그 기저대역 신호로 변환하고, 이때 발생하는 이미지는 로우패스 필터(213, 214)로 제거한다.
이후 주파수 합성기(215)에서 생성된 RF 캐리어(carrier) 주파수와 믹서(216,217)를 통해 믹싱하여 주파수 상향변환 한 후 인페이즈(I) 신호와 쿼드러쳐(Q) 신호를 합산하고 밴드패스 필터(218)를 거친 후에 전력 증폭기(219)로 전력을 증폭하여 송신한다.
반면, 도 3에 도시된 바와 같이 디지털-IF 구조의 송신기에서는 기저대역에서 낮은 IF(Intermediate Frequency) 대역으로 주파수 상향변환 후에 다시 RF(Radio Frequency) 대역으로 주파수 상향변환 한다.
디지털 기저대역 인페이즈(I) 신호와 디지털 기저대역 쿼드러처(Q) 신호를 디지털 영역에서 믹서(311,312)를 통해 IF 대역으로 주파수 상향변환 한 후 인페이즈(I) 신호와 쿼드러쳐(Q) 신호를 합산하고 디지털-아날로그 변환기(314)에서 아날로그 신호로 변환하며 이때 발생하는 이미지는 로우패스 필터(315)를 통해 제거한다.
이때 IF는 NCO(Numerically Controlled Oscillator;수치제어 오실레이터)(313)를 통해서 얻을 수 있다.
이후 주파수 합성기(316)에서 생성되는 RF 캐리어와 믹서(317)를 통해 RF 대역으로 주파수 상향변환 한 후 밴드패스 필터(318)를 거치고 전력 증폭기(319)를 통해 전력증폭되어 송신된다.
이와 같은 디지털-IF 구조는 직접변환 구조에 비해 국부발진기(LO;Local oscillator) 누설이나 DC 오프셋 문제 등이 없다.
한편, 도 1에 도시된 같은 무선통신 트랜시버 구조에서 수신을 할 때에는 안테나(115)와 듀플렉서(114)를 통해 RF 대역의 신호를 수신 받고, 수신기(113)에서 저잡음 신호 증폭을 하고, 기저대역으로 주파수 하향변환 하며, 아날로그 신호처리와 아날로그-디지털 변환 등을 거쳐서 디지털 프런트-엔드(111)로 입력된다.
이때 수신기(113)도 송신기(112)와 마찬가지로 직접변환 구조와 디지털-IF 구조가 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 일반적인 아날로그 회로 기반의 직접변환 구조의 수신기에서는 RF 대역 주파수에서 기저대역으로 한 번에 주파수 하향변환을 한다.
안테나(115)와 듀플렉서(114)를 통해 수신 받은 RF 대역의 신호에 대해 LNA(Low Noise Amplifier)(411)를 통해 저잡음을 유지한 상태에서 증폭을 하고 주파수 합성기(416)에서 생성한 캐리어와 믹서(412, 413)를 통해서 기저대역으로 주파수 하향변환 한다.
이후 로우패스 필터(414,415)로 앨리어싱(aliasing)될 수 있는 주파수 신호를 제거한 다음 아날로그-디지털 변환기(417,418)에서 아날로그 신호를 디지털 기저대역 인페이즈(I) 신호와 디지털 기저대역 쿼드러처(Q) 신호로 변환한다.
반면, 도 5에 도시된 바와 같이 디지털-IF 구조의 수신기에서는 낮은 IF 대역으로 하향변환한 후에 다시 기저대역으로 주파수 하향변환 한다.
LNA(511)에서 저잡음 증폭을 수행한 후 주파수 합성기(516)에서 생성한 캐리어와 믹서(512,513)로 일차 IF 대역으로 주파수 하향변환 한다. 이후 로우패스 필터(514,515)로 앨리어싱 이미지를 제거하고 아날로그-디지털 변환기(517,518)를 거쳐 디지털 신호로 변환한다. 그런 다음 디지털 IF 대역 신호를 디지털 믹서(519)를 통해 다시 기저대역으로 주파수 하향변환 한다. 이때 IF 주파수는 NCO(520)를 통해서 얻을 수 있다.
이와 같이 무선통신 트랜시버에서는 공통적으로 두 개 이상의 PLL 주파수 합성기가 요구된다. FDD(Frequency Division Duplex)의 주파수 분할 복식 모드에서는 송신기 주파수 대역과 수신기 주파수 대역을 따로 설정하고 트랜시버가 송신과 수신을 동시에 하기 때문에 송신 주파수와 수신 주파수를 독립적으로 가변하기 위해 송신기와 수신기에서 각각 독립적으로 주파수 합성기를 사용한다.
즉, 직접변환 구조의 송신기와 수신기에서는 주파수 합성기가 한 개씩 필요하게 되고, 디지털-IF 구조에서는 IF 대역에서 RF 대역으로의 상향변환 및 RF 대역에서 IF 대역으로의 하향변환에 주파수 합성기가 한 개씩 필요하게 된다.
또한, 직접변환 구조나 디지털-IF 구조 외에도 슈퍼헤테로다인(superheterodyne) 구조도 널리 사용되고 있으나 이 구조에서는 송신기와 수신기에 두 개씩의 주파수 합성기를 필요로 한다.
이와 같이 FDD 시스템에서는 송신과 수신이 동시에 이루어지기 때문에 TDD (Time Division Duplex) 시스템에서와 같이 주파수 합성기를 송신기와 수신기에서 공유할 수 없어 트랜시버에 주파수 합성기가 두 개 이상이 요구되면서 전체적인 시스템의 면적, 전력 소모, 그리고 설계 복잡도가 증가하는 문제점이 있다.
관련 선행기술로는 미국 특허공개공보 제2009/0075601호 'Low-IF Transceiver Architecture' (2009.03.19)가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창작된 것으로서, 한 개의 단일 주파수 합성기를 사용하여 송신과 수신시 주파수 상향변환 및 하향변환 할 수 있도록 하는 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버는 기저대역 신호를 IF 대역으로 주파수 상향변환하고, 송신주파수 정보와 수신주파수 정보를 입력받아 IF 대역으로 주파수 상향변환하기 위한 IF를 생성하고 IF를 보상하는 송신신호 처리부; 송신신호 처리부에서 상향변환된 디지털 IF 대역신호를 아날로그 신호로 변환하고 노이즈를 제거하여 RF 대역으로 주파수 상향변환하여 증폭하여 출력하는 송신기; 송신기에서 출력된 RF 대역의 신호를 안테나를 통해 송신하는 듀플렉서; 듀플렉서를 통해 안테나로부터 수신된 RF 대역 신호를 저잡음 신호 증폭하고, 주파수 하향변환 하여 아날로그 신호처리를 수행하는 수신기; 및 송신기에서 주파수 상향변환하고 수신기에서 주파수 하향변환하기 위한 캐리어 주파수를 생성하는 주파수 합성기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 송신신호 처리부는 기저대역의 신호를 샘플링하고 샘플링 이미지를 제거하는 디지털 필터; 디지털 필터를 통해 필터링된 신호를 IF 대역으로 주파수 상향변환 하는 IF 상향변환부; 및 송신주파수 정보와 수신주파수 정보를 입력받아 IF 대역으로 주파수 상향변환시 필요한 IF를 생성하고 IF를 보상하는 IF 생성 및 보상부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 디지털 필터는 기저대역의 신호를 상향 샘플링하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 IF 생성 및 보상부에서 IF 보상은 송신주파수와 수신주파수의 차이로 보상하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 주파수 합성기에서 생성하는 캐리어 주파수는 수신주파수인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 수신기는 직접변환 구조나 디지털-IF 구조 중 어느 하나 인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버는 아날로그 기저대역 신호를 필터링하여 RF 대역으로 주파수 상향변환하고, 송신전력을 증폭하는 송신기; 송신기에서 증폭된 신호를 안테나를 통해 전송하는 듀플렉서; 듀플렉서를 통해 안테나로부터 수신된 RF 대역 신호를 저잡음 신호 증폭하고, IF 대역 신호로 주파수 하향변환하여 디지털 신호로 변환하는 수신기; 수신기에서 출력되는 디지털 IF 대역 신호를 기저대역으로 주파수 하향변환하고 기저대역 신호를 샘플링하여 출력하며 송신주파수 정보와 수신주파수 정보를 입력받아 기저대역으로 주파수 하향변환하기 위한 IF를 생성하고 IF를 보상하는 수신신호 처리부; 및 송신기에서 주파수 상향변환하고 수신기에서 주파수 하향변환하기 위한 캐리어 주파수를 생성하는 주파수 합성기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 송신기는 직접변환 구조나 디지털-IF 구조 중 어느 하나 인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 수신신호 처리부는 디지털 IF 대역 신호를 기저대역으로 주파수 하향변환하는 IF 하향변환부; IF 대역 신호를 기저대역으로 주파수 하향변환시 필요한 IF를 생성하고 송신주파수 정보와 수신주파수 정보를 입력받아 IF를 보상하는 IF 생성 및 보상부; 및 IF 하향변환부에서 변환된 기저대역 신호를 샘플링하여 출력하는 디지털 필터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 IF 생성 및 보상부에서 IF 보상은 송신주파수와 수신주파수의 차이로 보상하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 주파수 합성기에서 생성하는 캐리어 주파수는 송신주파수인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 한 개의 단일 주파수 합성기를 사용하여 송신과 수신시 주파수 상향변환 및 하향변환 할 수 있도록 캐리어 주파수를 생성하여 제공함으로써 전체적인 시스템의 면적, 전력 소모 및 설계 복잡도를 줄일 수 있어 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 디지털 회로의 역할이 중요해지기 때문에 디지털 회로의 신호처리를 극대화하려는 반도체계의 흐름에 따를 수 있다.
도 1은 일반적인 무선통신 트랜시버 구조를 나타낸 구성도이다.
도 2는 일반적인 아날로그 회로 기반의 직접변환 구조의 송신기를 나타낸 구성도이다.
도 3은 일반적인 디지털-IF 구조의 송신기를 나타낸 구성도이다.
도 4는 일반적인 아날로그 회로 기반의 직접변환 구조의 수신기를 나타낸 구성도이다.
도 5는 일반적인 디지털-IF 구조의 수신기를 나타낸 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버를 나타낸 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시에에 따른 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버에서 주파수 상향변환을 설명하기 위한 구성도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버를 나타낸 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버를 나타낸 구성도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시에에 따른 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버에서 주파수 상향변환을 설명하기 위한 구성도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버는 송신신호 처리부(610), 송신기(620), 듀플렉서(630), 수신기(650) 및 주파수 합성기(660)를 포함한다.
송신신호 처리부(610)는 기저대역의 신호를 샘플링하고 샘플링 이미지를 제거하는 디지털 필터(611), 디지털 필터를 통해 필터링된 신호를 IF 대역으로 주파수 상향변환 하는 IF 상향변환부(612), IF 대역으로 주파수 상향변환시 필요한 IF를 생성하고 송신주파수 정보와 수신주파수 정보를 입력받아 IF를 보상하는 IF 생성 및 보상부(613)를 포함한다.
따라서, 송신신호 처리부(610)는 기저대역 신호를 IF 대역으로 주파수 상향변환하고, 송신주파수 정보와 수신주파수 정보를 입력받아 IF 대역으로 주파수 상향변환하기 위한 IF를 생성하고 IF를 보상한다.
이때 디지털 필터(611)는 기저대역의 신호를 상향 샘플링 함으로써 IF로 상향변환할 때 디지털 회로의 클락 주파수가 IF보다 두 배 이상으로 빠르게 동작하도록 한다. 이는 디지털 회로의 클락 주파수가 IF보다 2배 이상으로 빠르게 동작하지 않을 때는 Nyquist 이론에 따른 이미지 폴딩(image folding) 문제가 발생하는 것을 방지한다. 또한, 디지털 필터(611)는 상향 샘플링 할 때 샘플링 주파수의 배수에 해당하는 위치에서 발생하는 샘플링 이미지도 제거하는 역할을 한다.
IF 상향변환부(612)는 이미지 제거 믹서(image reject mixer)를 사용하여 이미지를 제거하고, IF 생성 및 보상부(613)에서 IF 보상은 송신주파수와 수신주파수의 차이로 보상한다.
IF 생성 및 보상부(613)는 주파수 합성기(660)의 캐리어 주파수가 변하고 송신기의 출력 주파수를 고정하고자 할 때 이를 보상한다.
예를 들어, 직접변환 구조의 수신기(650)에서 수신 주파수가 2.15GHz이고 송신기(620)의 출력 주파수가 1.95GHz 일 때, 주파수 합성기(660)에서 생성되는 캐리어 주파수는 2.15GHz이며 송신기(620)의 IF 주파수는 2.15GHz-1.95GHz = 200MHz 이다.
이는 수신기(650)에서 하향변환하기 위한 캐리어 주파수와 송신기(620)의 출력 주파수와의 차이다.
수신기(650)의 수신 주파수가 2.12GHz로 바뀌고 송신기(620)의 출력 주파수를 1.95GHz로 고정하고자 할 때는 캐리어 주파수를 2.12GHz 바꾸고 송신기(620)의 IF를 2.12GHz-1.95GHz = 170MHz로 보상한다.
수신 주파수가 2.15GHz이고 송신 주파수를 1.97GHz로 바꿀 때는 송신기(620)의 IF를 2.15GHz-1.97GHz = 180MHz로 보상하고 캐리어 주파수는 고정한다.
이와 같은 방식은 수신기(650)에서 디지털-IF 구조를 사용해도 적용할 수 있다. 이 경우에는 주파수 합성기(660)에서 생성한 주파수를 RF 대역에서 IF 대역으로 하향변환 할 때와 IF 대역에서 RF 대역으로 상향변환 할 때 필요한 캐리어 주파수로 사용하고 송신 주파수와 수신 주파수가 바뀔 때에는 그에 맞게 IF를 보상한다.
송신기(620)는 송신신호 처리부(610)에서 상향변환된 디지털 IF 대역신호를 아날로그 신호로 변환하고 노이즈를 제거하여 RF 대역으로 주파수 상향변환하여 증폭하여 출력한다.
이를 위해 송신기(620)는 IF 상향변환부(612)를 통해 주파수 상향변환 된 디지털 IF 대역신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기(621), 디지털-아날로그 변환기(621)에서 출력되는 아날로그 신호에 대해 이미지를 제거하고 신호크기를 조절하는 아날로그 프런트-엔드부(622), 아날로그 프런트-엔드부(622)에서 출력되는 IF 대역의 신호를 RF 대역으로 주파수 상향변환하는 RF 상향변환부(623), RF 상향변환부(623)에서 상향변환된 RF 대역의 신호에 대해 스펙트럼상에 있는 스퍼(spur)와 노이즈(noise)를 제거하는 밴드패스 필터(624) 및 밴드패스 필터(624)를 통과한 신호에 대해 송신전력을 증폭하는 전력증폭기(625)를 포함한다.
아날로그 프런트-엔드부(622)는 로우패스 필터를 통해 아날로그 신호로 변환하면서 발생하는 이미지를 제거한다.
또한, RF 상향변환부(623)는 상향변환시 이미지 제거 믹서(image reject mixer)를 사용하여 이미지를 제거한다.
도 7에 도시된 바와 같이 주파수 상향변환은 기저대역에서 IF 대역으로 상향변환하고, IF 대역에서 RF 대역으로 상향변환 한다.
이때 기저대역에서 IF 대역으로의 주파수 상향변환은 디지털로 구현하고, IF 대역에서 RF 대역으로의 주파수 상향변환은 아날로그로 구현하는 디지털-IF 방식이다.
이때 기저대역에서 IF 대역으로의 주파수 상향변환은 이미지 제거 믹서를 사용한다.
도 7에 도시된 구성도를 수식으로 풀이하면 다음과 같다.
RFout = IcosωLOcosωIF - QcosωLOsinωIF + IsinωLOsinωIF + QsinωLOcosωIF
= I(cosωLOcosωIF + sinωLOsinωIF) + Q(sinωLOcosωIF - cosωLOsinωIF)
= Icos(ωLO - ωIF) + Qsin(ωLO - ωIF)
따라서, 최종 출력 주파수는 원하는대로 ωLO - ωIF 가 된다.
듀플렉서(630)는 송신기(620)의 전력증폭기(625)에서 증폭된 RF 대역의 신호를 안테나(640)를 통해 송신한다.
수신기(650)는 직접변환 구조나 디지털-IF 구조로써 듀플렉서(630)를 통해 안테나(640)로부터 수신된 RF 대역 신호를 저잡음 신호 증폭하고, 주파수 하향변환 하여 아날로그 신호처리를 수행한다.
주파수 합성기(660)는 송신기(620)와 수신기(650)에 공용하여 RF 상향변환부(623)에서 주파수 상향변환하고 수신기(650)에서 주파수 하향변환하기 위한 캐리어 주파수를 생성한다.
이때 주파수 합성기(660)에서 생성하는 캐리어 주파수는 수신주파수이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버를 나타낸 구성도이다.
도 8에 도시된 바와 같이 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버는 송신기(810), 듀플렉서(820), 수신기(840), 수신신호 처리부(850) 및 주파수 합성기(860)를 포함한다.
송신기(810)는 직접변환 구조나 디지털-IF 구조로써 아날로그 기저대역 신호를 필터링하여 RF 대역으로 주파수 상향변환하고, 송신전력을 증폭한다.
듀플렉서(820)는 송신기(810)에서 증폭된 신호를 안테나(830)를 통해 전송한다.
수신기(840)는 듀플렉서(820)를 통해 안테나(830)로부터 수신된 RF 대역 신호를 저잡음 신호 증폭하고, IF 대역 신호로 주파수 하향변환하여 디지털 신호로 변환한다.
이를 위해 수신기(840)는 듀플렉서(820)를 통해 안테나(830)로부터 수신된 RF 대역 신호를 저잡음을 유지한 상태에서 증폭하는 LNA(Low Noise Amplifier)(841), LNA(841)에서 저잡음 증폭을 수행한 후 IF 대역으로 주파수 하향변환 하는 RF 하향변환부(842), RF 하향변환부(842)에서 하향변환된 IF 대역의 신호에서 앨리어싱 이미지를 제거하는 아날로그 프런트-엔드부(843) 및 아날로그 프런트-엔드부(843)에서 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(844)를 포함한다.
수신신호 처리부(850)는 디지털 IF 대역 신호를 기저대역으로 주파수 하향변환하는 IF 하향변환부(851), IF 대역 신호를 기저대역으로 주파수 하향변환시 필요한 IF를 생성하고 송신주파수 정보와 수신주파수 정보를 입력받아 IF를 보상하는 IF 생성 및 보상부(852)와 IF 하향변환부(851)에서 변환된 기저대역 신호를 샘플링하여 출력하는 디지털 필터(853)를 포함한다.
따라서, 수신기(840)에서 출력되는 디지털 IF 대역 신호를 기저대역으로 주파수 하향변환하고 기저대역 신호를 샘플링하여 출력하며 송신주파수 정보와 수신주파수 정보를 입력받아 기저대역으로 주파수 하향변환하기 위한 IF를 생성하고 IF를 보상한다.
주파수 합성기(860)는 송신기(810)에서 주파수 상향변환하고 RF 하향변환부(842)에서 주파수 하향변환하기 위한 캐리어 주파수를 생성한다.
이때 주파수 합성기(860)에서 생성하는 캐리어 주파수는 송신주파수이다.
IF 하향변환부(842)에서는 이미지 제거 믹서를 사용하여 이미지를 제거하고, IF 생성 및 보상부(852)에서는 주파수 합성기(860)의 캐리어 주파수가 변하고 수신기의 RF 대역 출력 주파수를 고정하고자 할 때 이를 보상한다.
예를 들어, 직접변환 구조의 송신기(810)에서 송신 주파수가 1.95GHz이고 수신기(840)의 입력 주파수가 2.15GHz 일 때, 주파수 합성기(860)에서 생성되는 캐리어 주파수는 1.95GHz이며 수신기(840)의 IF는 2.15GHz-1.95GHz = 200MHz 이다.
수신 주파수가 2.12GHz로 바뀌고 송신 주파수를 1.95GHz로 고정하고자 할 때 수신기(840)의 IF를 2.12GHz-1.95GHz = 170MHz로 보상하고 캐리어 주파수는 고정한다.
수신 주파수가 2.15GHz고 송신 주파수를 1.97GHz로 바꿀 때는 주파수 합성기(860)에서 생성하는 캐리어 주파수를 1.97GHz로 바꾸고 수신기(840)의 IF를 2.15GHz-1.97GHz = 180MHz로 보상한다.
이와 같은 방식은 송신기(810)에서 디지털-IF 구조를 사용해도 적용할 수 있다. 이 경우에는 송신기(810)에서 IF 대역에서 RF 대역으로 상향변환 할 때 필요한 캐리어 주파수를 수신기(840)에서 RF 대역에서 IF 대역으로 상향변환 할 때 필요한 주파수로 쓰고 그에 맞게 IF를 보상한다.
이와 같이 본 발명에 의한 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버에 따르면, 한 개의 단일 주파수 합성기를 사용하여 송신과 수신시 주파수 상향변환 및 하향변환 할 수 있도록 캐리어 주파수를 생성하여 제공함으로써 전체적인 시스템의 면적, 전력 소모 및 설계 복잡도를 줄일 수 있어 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
610 : 송신신호 처리부 611 : 디지털 필터
612 : IF 상향변환부 613 : IF 생성 및 보상부
620 : 송신기 621 : 디지털-아날로그 변환부
622 : 아날로그 프런트-엔드부 623 : RF 상향변환부
624 : 밴드패스 필터 625 : 전력증폭기
630 : 듀플렉서 640 : 안테나
650 : 수신기 660 : 주파수 합성기
810 : 송신기 820 : 듀플렉서
830 : 안테나 840 : 수신기
841 : LNA 842 : RF 하향변환부
843 : 아날로그 프런트-엔드부 844 : 아날로그-디지털 변환부
850 : 수신신호 처리부 851 : IF 하향변환부
852 : IF 생성 및 보상부 853 : 디지털 필터
860 : 주파수 합성기

Claims (11)

  1. 기저대역 신호를 IF 대역으로 주파수 상향변환하고, 송신주파수 정보와 수신주파수 정보를 입력받아 상기 IF 대역으로 주파수 상향변환하기 위한 IF를 생성하며, 송신주파수와 수신주파수의 차이를 기반으로 상기 IF를 보상하는 송신신호 처리부;
    상기 송신신호 처리부에서 상향변환된 디지털 IF 대역신호를 아날로그 신호로 변환하고 노이즈를 제거하여 RF 대역으로 주파수 상향변환하여 증폭하여 출력하는 송신기;
    상기 송신기에서 출력된 상기 RF 대역의 신호를 안테나를 통해 송신하는 듀플렉서;
    상기 듀플렉서를 통해 상기 안테나로부터 수신된 상기 RF 대역 신호를 저잡음 신호 증폭하고, 주파수 하향변환 하여 아날로그 신호처리를 수행하는 수신기; 및
    상기 송신기에서 주파수 상향변환하고 상기 수신기에서 주파수 하향변환하기 위한 캐리어 주파수를 생성하는 주파수 합성기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 송신신호 처리부는
    기저대역의 신호를 샘플링하고 샘플링 이미지를 제거하는 디지털 필터;
    상기 디지털 필터를 통해 필터링된 신호를 상기 IF 대역으로 주파수 상향변환 하는 IF 상향변환부; 및
    상기 송신주파수 정보와 상기 수신주파수 정보를 입력받아 상기 IF 대역으로 주파수 상향변환시 필요한 상기 IF를 생성하고, 상기 송신주파수와 상기 수신주파수의 차이를 기반으로 상기 IF를 보상하는 IF 생성 및 보상부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 디지털 필터는 상기 기저대역의 신호를 상향 샘플링하는 것을 특징으로 하는 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 주파수 합성기에서 생성하는 캐리어 주파수는 수신주파수인 것을 특징으로 하는 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 수신기는 직접변환 구조나 디지털-IF 구조 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버.
  7. 아날로그 기저대역 신호를 필터링하여 RF 대역으로 주파수 상향변환하고, 송신전력을 증폭하는 송신기;
    상기 송신기에서 증폭된 신호를 안테나를 통해 전송하는 듀플렉서;
    상기 듀플렉서를 통해 상기 안테나로부터 수신된 RF 대역 신호를 저잡음 신호 증폭하고, IF 대역 신호로 주파수 하향변환하여 디지털 신호로 변환하는 수신기;
    상기 수신기에서 출력되는 디지털 상기 IF 대역 신호를 상기 기저대역으로 주파수 하향변환하고 상기 기저대역 신호를 샘플링하여 출력하며, 송신주파수 정보와 수신주파수 정보를 입력받아 기저대역으로 주파수 하향변환하기 위한 IF를 생성하고 송신주파수와 수신주파수의 차이를 기반으로 상기 IF를 보상하는 수신신호 처리부; 및
    상기 송신기에서 주파수 상향변환하고 상기 수신기에서 주파수 하향변환하기 위한 캐리어 주파수를 생성하는 주파수 합성기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 송신기는 직접변환 구조나 디지털-IF 구조 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 수신신호 처리부는
    디지털 상기 IF 대역 신호를 상기 기저대역으로 주파수 하향변환하는 IF 하향변환부;
    상기 IF 대역 신호를 상기 기저대역으로 주파수 하향변환시 필요한 상기 IF를 생성하고 상기 송신주파수 정보와 상기 수신주파수 정보를 입력받아 상기 송신주파수와 상기 수신주파수의 차이를 기반으로 상기 IF를 보상하는 IF 생성 및 보상부; 및
    상기 IF 하향변환부에서 변환된 상기 기저대역 신호를 샘플링하여 출력하는 디지털 필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버.
  10. 삭제
  11. 제 7항에 있어서, 상기 주파수 합성기에서 생성하는 캐리어 주파수는 송신주파수인 것을 특징으로 하는 단일 주파수 합성기 기반의 FDD 트랜시버.
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