KR101623466B1 - 무선 단말의 반사 신호 보상 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 기술은 무선 단말의 반사 신호 보상 장치 및 방법이 개시되어 있다. 보다 구체적으로는 부하측에서의 응답 신호로부터 반사 신호를 추정하고 추정된 반사 신호를 원신호에 반영하여 고출력 증폭함에 따라 추정된 반사 신호로 인해 소스측과 부하측 간의 임피던스의 부정합이 도출되므로, 고가의 하드웨어 장비(로드풀) 없이도 정밀하게 이동 단말의 성능을 근본적으로 향상시킬 수 있게 된다.

Description

무선 단말의 반사 신호 보상 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR COMPENSATING REFLECTED SIGNAL OF WIRELESS DEVICE}

본 발명은 무선 단말의 반사 신호 보상 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 부하에 공급되는 응답 신호를 감시하여 소스측의 반사 신호를 추정한 후 추정된 반사 신호를 원신호에 반영하여 소스측과 부하측 간의 임피던스 부정합을 도출할 수 있도록 한 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 들어 디지털 카메라, 이동통신 단말기 등의 휴대용 전자기기인 이동 전자전기기기의 보급이 가속화되고 있으며, 스마트폰과 태블릿 PC의 보급에 의해 고성능의 이동 전자전기기기의 보급 또한 급격히 확산되고 있다.

이러한 무선 통신 기기들은 전자기파 방사 또는 비방사를 이용하거나, 근거리에서 공진현상을 이용하여 신호를 전송하는 방식을 이용하여 무선 방식으로 신호 또는 전력을 송수신할 수 있도록 하는 다양한 기술들이 개발되었다.

휴대폰을 비롯한 무선 통신 기기는 신호를 전달하는 소스 장치와 소스 장치로부터 공급되는 신호를 수신하는 부하 장치로 구비되며, 이러한 소스 장치와 부하 장치 간의 전력 통신 시 원신호의 일부가 되돌아오는 반사 신호가 보상된다. 이러한 반사 신호는 무선 회로에서 무선 부품 간의 신호의 전달 면에 있어 원신호와 합쳐지게 된다.

이러한 반사 신호로 인해 상기 소스측과 부하측 간의 임피던스 부정합이 발생하고 이러한 임피던스 부정합으로 인해 고출력 증폭기에 대한 성능이 향상되므로, 고출력증폭기의 설계 시 최적의 임피던스 부정합을 보상하는 고가의 하드웨어 장비(Load-pull 장비)는 부하 측에 마련한다.

이러한 고가의 하드웨어 장비는 기계적인 움직임으로 고주파 전달 신호의 반사 계수를 제어하는 방식으로 동작되는 바, 기계적인 움직임을 감지하는 측정 오차와 상기 측정 오차에 의해 임피던스 부정합 생성 조건을 단속하는 제어 오차가 발생되고 이러한 측정 오차 및 제어 오차로 인해 임피던스 부정합을 일으키는 반사 신호의 정밀 제어가 어려운 한계점이 존재하였다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 부하측에서의 응답 신호로부터 반사 신호를 추정하고 추정된 반사 신호를 원신호에 반영하여 고출력 증폭함에 따라 추정된 반사 신호로 인해 소스측과 부하측 간의 임피던스의 부정합이 도출되므로, 고가의 하드웨어 장비(로드풀) 없이도 정밀하게 이동 단말의 성능을 근본적으로 향상시킬 수 있는 무선 단말의 반사 신호를 제어할 수 있는 보상 장치 및 방법을 제공하고자 함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 단말의 반사 신호 보상 장치는,

소스측의 원신호를 기 정해진 특성 임피던스를 토대로 고출력 증폭한 후 기 정해진 전달 함수를 토대로 증폭된 고출력 원신호를 주파수 형태의 전달 신호로 변환하여 전송하는 소스측 신호 처리부와,

상기 소스측 신호 처리부로부터 공급되는 전달 신호를 기 정해진 특성 임피던스를 토대로 증폭하여 증폭된 응답 신호를 부하로 전달하는 부하측 신호 처리부를 포함하고,

상기 부하로 공급되는 응답 신호를 토대로 반사 계수를 추정하고 추정된 반사 계수를 가지는 반사 신호를 상기 원신호에 반영하여 상기 소스측 신호 처리부 및 부하측 신호 처리부 간의 임피던스 부정합을 도출하는 반사 신호 보상부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 반사 신호 보상부는,

상기 부하에 공급되는 응답 신호를 검출하는 응답 신호 검출 모듈과,

상기 응답 신호 검출 모듈의 응답 신호와 기 정해진 부하측 신호 처리부의 임피던스를 토대로 반사 신호를 추정하는 반사 신호 추정 모듈과,

상기 소스측 신호 처리부의 고출력 증폭기 전단에 마련되어 상기 반사 신호와 원신호를 합성하는 혼합 모듈을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 반사 신호는,

일정한 상수값을 가지는 상기 원신호 (V(w))와 응답 신호(H(w)) 비로 도출된 반사 신호가 반영된 전달신호 V_R(w)로부터 도출하도록 구비되는 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 단말의 반사 신호 보상 방법은,

(a) 소스측 신호 처리부에서 소스측의 원신호를 기 정해진 특성 임피던스를 토대로 고출력 증폭한 후 증폭된 고출력 원신호를 기 정해진 전달 함수를 토대로 주파수 형태의 전달 신호로 변환하여 전송하는 단계와,

(b) 부하측 신호 처리부에서 상기 소스측 신호 처리부로부터 공급되는 전달 신호를 기 정해진 특성 임피던스를 토대로 증폭하여 증폭된 응답 신호를 부하로 전달하는 단계를 포함하고,

(c) 상기 부하로 공급되는 응답 신호를 토대로 반사 신호를 추정하고 추정된 반사 신호를 상기 원신호에 반영하여 상기 소스측 신호 처리부 및 부하측 신호 처리부 간의 임피던스 부정합을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 (c) 단계는,

상기 부하에 공급되는 응답 신호를 검출하고,

상기 응답 신호 검출 모듈의 응답 신호와 기 정해진 부하측 신호 처리부의 임피던스를 토대로 반사 신호를 추정하며,

상기 소스측 신호 처리부의 고출력 증폭기 전단에 마련된 혼합 모듈에서 상기 반사 신호를 원신호를 합성하도록 구비되는 것이 바람직하다.

상기 반사 신호는,

일정한 상수값을 가지는 상기 원신호 (V(w))와 응답 신호(H(w)) 비로 도출된 반사 신호가 반영된 전달 신호 (V_R(w))로부터 도출하도록 구비되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 단말의 반사 신호 보상 장치 및 방법에 따르면, 부하에 공급되는 응답 신호로부터 반사 신호를 추정하고 추정된 반사 신호를 원신호에 반영하여 고출력 증폭함에 따라 추정된 반사 신호로 인해 소스측과 부하측 간의 임피던스의 부정합이 도출되므로, 고가의 하드웨어 장비(로드풀) 없이도 정밀하게 이동 단말의 성능을 근본적으로 향상시킬 수 있게 되며, 단말의 최적 성능을 위한 설계를 저가로 용이하게 할 수 있는 효과를 얻는다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 단말의 반사 신호 보상 장치의 구성을 보인 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 단말의 반사 신호 보상 장치의 반사 신호 보상부의 구성을 보인 도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 단말의 반사 신호 보상 과정을 보인 흐름도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 잇점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 단말의 반사 신호 보상 장치의 구성을 보인 도이며, 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 단말의 반사 신호 보상 장치는, 부하로 공급되는 응답 신호로부터 반사 신호를 추정하고 추정된 반사 신호를 원신호에 반영하여 고출력 증폭하도록 구비되며, 이러한 장치는, 소스측 신호 처리부(10), 부하측 신호 처리부(30), 및 반사 신호 보상부(50)를 포함한다.

상기 소스측 신호 처리부(10)는, 소스측의 원신호를 기 정해진 특성 임피던스를 토대로 고출력 증폭한 후 증폭된 고출력 원신호를 기 정해진 전달 함수를 토대로 주파수 형태의 전달 신호로 변환하여 전송하도록 구비된다.

즉, 상기 소스측 신호 처리부(10)는, 원신호(V(t))를 기 정해진 특정 임피던스로 증폭하는 고출력 증폭기(11)와, 상기 고출력 증폭된 원신호를 기 정해진 전달 함수를 토대로 주파수 형태의 전달 함수로 변환하고 변환된 전달 함수를 공진기(미도시됨)를 통해 부하측 신호 처리부(30)로 전달한다.

여기서, 원신호(V(t))를 기 정해진 임피던스로 고출력 증폭하고 증폭된 원 신호를 기 정해진 전달 함수로 주파수 변환하여 부하측 신호 처리부(30)로 전달하는 일련의 과정은 일반적인 무선 전력을 공진기를 통해 특성 임피던스로 고출력 증폭한 후 부하측으로 전달하는 일련의 과정과 동일 또는 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

아울러, 상기 부하측 신호 처리부(30)는, 상기 소스측 신호 처리부(10)로부터 공급되는 전달 신호에 대한 응답 신호를 기 정해진 특성 임피던스를 토대로 증폭하여 부하로 전달하도록 구비된다.

즉, 상기 소스측으로부터 제공된 전달 신호에 대한 부하측의 응답 신호(H(w))는 원신호에 기 정해진 특성 임피던스를 곱한 값이다. 그리고, 상기 부하측 신호 처리부(30)의 응답 신호는 부하(load)로 전달된다.

한편, 상기 반사 신호 보상부(50)는, 상기 부하측으로 공급되는 응답 신호를 토대로 반사 계수를 추정하고 추정된 반사 계수를 가지는 반사 신호를 상기 원신호에 반영하여 상기 소스측 신호 처리부 및 부하측 신호 처리부 간의 임피던스 부정합을 생성하도록 구비된다.

즉, 상기 반사 신호 보상부(50)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 부하에 공급되는 응답 신호를 검출하는 응답 신호 검출 모듈(51)과, 상기 응답 신호 검출 모듈의 응답 신호와 기 정해진 부하측 신호 처리부의 임피던스를 토대로 반사 신호를 추정하는 반사 신호 추정 모듈(53)과, 상기 소스측 신호 처리부의 고출력 증폭기 전단에 마련되어 상기 반사 신호와 원신호를 합성하는 혼합 모듈(55)을 포함한다.

상기 응답 신호 검출 모듈(51)은, 부하로 공급되는 응답 신호(H(w))를 검출하고 검출된 응답 신호는 반사 신호 추정 모듈(53)로 전달되며, 상기 반사 신호 추정 모듈(53)은, 상기 응답 신호(H(w)), 반사 신호(R(w))가 반영된 원신호(V(w))인 전달 신호(V_R(w))를 토대로 반사 신호(R(w))를 추정한다.

이하에서 상기 응답 신호(H(w)), 전달 신호(V_R(w)), 및 원신호(V(w))를 토대로 반사 신호(R(w))를 추정하는 과정을 구체적으로 설명한다.

상기 전달 신호(V_R(w))는 원신호(V(w))에 반사 신호(R(w))를 포함하고 있으며, 이에 전달 신호(V_R(w))는 원신호(V(w))와 응답 신호(H(w))의 곱으로 도출되며, 다음 식 1을 만족한다.

전달 신호(V_R(w))=V(w) * H(w) ...식 1

여기서 상기 전달 신호(V_R(w))는 반사 신호(R(w))가 반영된 원신호(V(w))이므로, 상기 식 1로부터 상기 반사 신호(R(w))가 반영된 원신호(V(w))는 전달 신호(V_R(w))와 응답 신호(H(w))의 비로 도출되며, 다음 식 2를 만족한다.

반사 신호가 반영된 원신호(R(w)+V(w)) = 전달 신호(V_R(w))/ 응답 신호(H(w)).. 식 2

이때 상기 전달 신호(V_R(w))/ 응답 신호(H(w))는 일정한 상수값을 가지므로, 상기 식 2로부터 반사 신호(R(w))가 도출된다.

즉 상기 반사 신호(R(w))= 원신호(V(w))*((1/H(w))-1)를 만족한다.

이러한 반사 신호 추정 모듈(53)의 반사 신호(R(w))는 혼합 모듈(55)로 전달된다. 상기 혼합 모듈(55)은 상기 원신호(V(w))에 반사 신호(R(w))를 합하여 소스측 신호 처리부(10)로 공급한다.

즉, 상기 응답 신호에 따라 추정된 반사 신호(R(w))가 원신호(V(w))에 반영되어 소스측 신호 처리부(10)에 전달됨에 따라, 이러한 반사 신호(R(w))에 의해 상기 소스측 신호 처리부(10)와 부하측 신호 처리부(30) 간의 임피던스의 부정합이 발생된다.

본 발명에 의하면, 부하측에서의 응답 신호로부터 반사 신호를 추정하고 추정된 반사 신호를 원신호에 반영하여 고출력 증폭함에 따라 추정된 반사 신호로 인해 소스측과 부하측 간의 임피던스의 부정합이 도출되므로, 고가의 하드웨어 장비(로드풀) 없이도 정밀하게 이동 단말의 성능이 근본적으로 향상된다.

한편, 부하측에서의 응답 신호로부터 반사 신호를 추정하고 추정된 반사 신호를 원신호에 반영하여 고출력 증폭함에 따라 소스측과 부하측 간의 임피던스의 부정합을 도출하는 일련의 과정은 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 도 1에 도시된 무선 단말의 반사 신호 보상 장치의 동작 과정을 보인 흐름도로서, 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 단말의 반사 신호 보상 과정을 설명한다.

우선, 상기 소스측 신호 처리부(10)는 수신된 원신호를 기 정해진 특정 임피던스로 고출력 증폭한 후 기 정해진 전달 함수를 토대로 주파수 형태의 전달 신호로 변환하여 전송한다(단계 101, 103, 105).

그리고, 상기 소스측 신호 처리부(10)의 전달 신호는 공진기(미도시됨)을 통해 부하측 신호 처리부(30)로 전달되며, 상기 부하측 신호 처리부(30)는 상기 전달 신호를 기 정해진 특성 임피던스로 고출력 증폭한 후 증폭된 응답 신호를 부하로 공급한다(단계 107).

한편, 상기 응답 신호는 반사 신호 보상부(50)의 응답 신호 검출 모듈(51)로 전달된다.

상기 응답 신호 검출 모듈(51)은, 응답 신호(H(w)) 및 원신호(V(w))를 토대로 반사 신호가 반영된 전달 신호(VR(w))를 검출하고, 도출된 전달 신호(VR(w))는 반사 신호 추정 모듈(53)로 전달되며, 상기 반사 신호 추정 모듈(53)은 도출된 전달 신호(VR(w)), 응답 신호(H(w)), 및 원신호(V(w))를 토대로 반사 신호(R(w))를 도출한다(단계 109, 111).

이어 상기 반사 신호(R(w))는 혼합 모듈(55)을 통해 상기 원신호(V(w))가 가산되어 상기 소스측 신호 처리부(10)로 전달된다(단계 113).

즉, 부하측에서의 응답 신호로부터 반사 신호를 추정하고 추정된 반사 신호를 원신호에 반영하여 고출력 증폭함에 따라 추정된 반사 신호로 인해 소스측과 부하측 간의 임피던스의 부정합이 도출되므로, 고가의 하드웨어 장비(로드풀) 없이도 정밀하게 이동 단말의 성능을 근본적으로 향상시킬 수 있게 된다.

여기에 제시된 실시 예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

부하측에서의 응답 신호로부터 반사 신호를 추정하고 추정된 반사 신호를 원신호에 반영하여 고출력 증폭함에 따라 추정된 반사 신호로 인해 소스측과 부하측 간의 임피던스의 부정합이 도출되므로, 고가의 하드웨어 장비(로드풀) 없이도 정밀하게 이동 단말의 성능을 근본적으로 향상시킬 수 있는 무선 단말의 반사 신호 보상 장치 및 방법에 대한 운용의 정확성 및 신뢰도 측면, 더 나아가 성능 효율 면에 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 무선 단말의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 소스측의 원신호를 기 정해진 특성 임피던스를 토대로 고출력 증폭한 후 기 정해진 전달 함수를 토대로 증폭된 고출력 원신호를 주파수 형태의 전달 신호로 변환하여 전송하는 소스측 신호 처리부, 상기 소스측 신호 처리부로부터 공급되는 전달 신호를 기 정해진 특성 임피던스를 토대로 증폭하여 증폭된 응답 신호를 부하로 전달하는 부하측 신호 처리부, 및 상기 부하로 공급되는 응답 신호를 토대로 반사 계수를 추정하고 추정된 반사 계수를 가지는 반사 신호를 상기 원신호에 반영하여 상기 소스측 신호 처리부 및 부하측 신호 처리부 간의 임피던스 부정합을 도출하는 반사 신호 보상부를 구비하는 무선 단말의 반사 신호 보상 장치에 있어서,
   상기 반사 신호 보상부는,
   상기 부하에 공급되는 응답 신호를 검출하는 응답 신호 검출 모듈과,
   상기 응답 신호 검출 모듈의 응답 신호와 기 정해진 부하측 신호 처리부의 임피던스를 토대로 반사 신호를 추정하는 반사 신호 추정 모듈과,
   상기 소스측 신호 처리부의 고출력 증폭기 전단에 마련되어 상기 반사 신호와 원신호를 합성하는 혼합 모듈을 포함하되,
   상기 반사 신호는,
   일정한 상수값을 가지는 상기 원신호 (V(w))와 응답 신호(H(w)) 비로 도출된 반사 신호가 반영된 전달 신호 V_R(w)로부터 도출하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 단말의 반사 신호 보상 장치.
4. 삭제
5. (a) 소스측 신호 처리부에서 소스측의 원신호를 기 정해진 특성 임피던스를 토대로 고출력 증폭한 후 증폭된 고출력 원신호를 기 정해진 전달 함수를 토대로 주파수 형태의 전달 신호로 변환하여 전송하는 단계와, (b) 부하측 신호 처리부에서 상기 소스측 신호 처리부로부터 공급되는 전달 신호를 기 정해진 특성 임피던스를 토대로 증폭하여 증폭된 응답 신호를 부하로 전달하는 단계, 및 (c) 상기 부하로 공급되는 응답 신호를 토대로 반사 신호를 추정하고 추정된 반사 신호를 상기 원신호에 반영하여 상기 소스측 신호 처리부 및 부하측 신호 처리부 간의 임피던스 부정합을 생성하는 단계를 포함하는 무선 단말의 반사 신호 보상 방법에 있어서,
   상기 (c) 단계는,
   상기 부하에 공급되는 응답 신호를 검출하고,
   응답 신호 검출 모듈의 응답 신호와 기 정해진 부하측 신호 처리부의 임피던스를 토대로 반사 신호를 추정하며,
   상기 소스측 신호 처리부의 고출력 증폭기 전단에 마련된 혼합 모듈에서 상기 반사 신호를 원신호를 합성하되,
   상기 반사 신호는,
   일정한 상수값을 가지는 상기 원신호 (V(w))와 응답 신호(H(w)) 비로 도출된 반사 신호가 반영된 전달 신호 V_R(w)로부터 도출하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 단말의 반사 신호 보상 방법.

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