KR101648227B1 - Orthogonal Frequency Division Modulation Module and Ultra Wide Band Transmitter using the Module - Google Patents

Orthogonal Frequency Division Modulation Module and Ultra Wide Band Transmitter using the Module Download PDF

Info

Publication number
KR101648227B1
KR101648227B1 KR1020100093334A KR20100093334A KR101648227B1 KR 101648227 B1 KR101648227 B1 KR 101648227B1 KR 1020100093334 A KR1020100093334 A KR 1020100093334A KR 20100093334 A KR20100093334 A KR 20100093334A KR 101648227 B1 KR101648227 B1 KR 101648227B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frequency
signal
signals
subcarrier
data
Prior art date
Application number
KR1020100093334A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120031763A (en
Inventor
이정오
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020100093334A priority Critical patent/KR101648227B1/en
Publication of KR20120031763A publication Critical patent/KR20120031763A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101648227B1 publication Critical patent/KR101648227B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0002—Modulated-carrier systems analog front ends; means for connecting modulators, demodulators or transceivers to a transmission line

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

본 발명은 주파수에 대한 전기적 특성이 우수하지 않은 주파수 믹서를 사용가능하게 하는 직교 주파수 분할 변조 모듈을 개시한다. 상기 직교 주파수 분할 변조 모듈은, N개의 ＯＦＤＭ 블록들 및 제1 덧셈기를 구비한다. 상기 N개의 ＯＦＤＭ 블록들은 병렬로 입력되는 복수 개의 데이터를 N개(N은 2 이상의 자연수)의 그룹으로 구분하고, 각 그룹에 속한 복수 개의 데이터를 서로 다른 주파수 특성을 가지는 복수 개의 부반송파 신호들 및 국부 발진신호를 이용하여 직교주파수분할변조하여 N개의 서브 RF 신호들을 생성한다. 상기 제1 덧셈기는 상기 N개의 서브 RF 신호들을 합하여 RF 신호를 생성한다. The present invention discloses an orthogonal frequency division modulation module that makes it possible to use a frequency mixer that does not have excellent electrical characteristics with respect to frequency. The orthogonal frequency division modulation module includes N OFDM blocks and a first adder. The N OFDM blocks divide a plurality of data input in parallel into N groups (where N is a natural number equal to or greater than 2), group a plurality of data belonging to each group into a plurality of subcarrier signals having different frequency characteristics, And generates N sub RF signals by orthogonal frequency division modulation using an oscillation signal. The first adder adds the N sub RF signals to generate an RF signal.

Description

직교 주파수 분할 변조 모듈 및 상기 직교 주파수 분할 변조 모듈을 사용하는 ＵＷＢ 송신기.{Orthogonal Frequency Division Modulation Module and Ultra Wide Band Transmitter using the Module} [0001] The present invention relates to an orthogonal frequency division modulation module and a UWB transmitter using the orthogonal frequency division modulation module.

본 발명은 직교 주파수 분할 변조 모듈에 관한 것으로, 특히 복수 개의 중간주파수의 부반송파 신호들을 적어도 2개의 그룹으로 분리하여 각각 주파수 믹싱을 수행하는 직교 주파수 분할 변조 모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to an orthogonal frequency division modulation module, and more particularly, to an orthogonal frequency division modulation module that separates a plurality of intermediate frequency subcarrier signals into at least two groups and performs frequency mixing.

일반적으로 UWB OFDM(Ultra Wide Band Orthogonal Frequency Division Modulation) 기술은 중간주파수(Intermediate Frequency, IF) 전 밴드에 걸쳐 전체 부반송파 신호를 하나의 주파수 믹서로 처리한다. 주파수 믹서는 저주파와 고주파를 서로 변환해 주는 기능을 수행하는데, 일반적으로 트랜지스터 또는 다이오드를 이용하여 구현된다. 트랜지스터 및 다이오드의 주파수 특성에 의해 주파수 믹서가 사용되는 신호의 주파수 영역이 너무 광범위한 경우 주파수 믹서의 전기적 특성이 열화되는 단점이 있다.
Generally, the UWB OFDM (Ultra Wide Band Orthogonal Frequency Division Multiplexing) technique processes a whole subcarrier signal through a single frequency mixer over all bands of an intermediate frequency (IF). A frequency mixer performs the function of converting a low frequency and a high frequency to each other, and is generally implemented using a transistor or a diode. Due to the frequency characteristics of the transistor and the diode, if the frequency range of the signal to which the frequency mixer is used is too wide, the electrical characteristics of the frequency mixer deteriorate.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 주파수에 대한 전기적 특성이 우수하지 않은 주파수 믹서를 사용가능하게 하는 직교 주파수 분할 변조 모듈을 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an orthogonal frequency division modulation module capable of using a frequency mixer having a poor electrical characteristic with respect to frequency.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 주파수에 대한 전기적 특성이 우수하지 않은 주파수 믹서를 사용가능하게 하는 직교 주파수 분할 변조 모듈을 사용하는 ＵＷＢ 송신기를 제공하는데 있다.
It is another object of the present invention to provide a UWB transmitter using an orthogonal frequency division modulation module capable of using a frequency mixer that does not have excellent electrical characteristics with respect to frequency.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일면(one aspece)에 따른 직교 주파수 분할 변조 모듈은, N개의 ＯＦＤＭ 블록들 및 제1덧셈기를 구비한다. 상기 N개의 ＯＦＤＭ 블록들은 병렬로 입력되는 복수 개의 데이터를 N개(N은 2 이상의 자연수)의 그룹으로 구분하고, 각 그룹에 속한 복수 개의 데이터를 서로 다른 주파수 특성을 가지는 복수 개의 부반송파 신호들 및 국부 발진신호를 이용하여 직교 주파수 분할 변조하여 N개의 서브 RF 신호들을 생성한다. 상기 제1덧셈기는 상기 N개의 서브 RF 신호들을 합하여 RF 신호를 생성한다. According to one aspect of the present invention, there is provided an orthogonal frequency division modulation (OFDM) module including N OFDM blocks and a first adder. The N OFDM blocks divide a plurality of data input in parallel into N groups (where N is a natural number equal to or greater than 2), group a plurality of data belonging to each group into a plurality of subcarrier signals having different frequency characteristics, And generates N sub RF signals by orthogonal frequency division modulation using an oscillation signal. The first adder adds the N sub RF signals to generate an RF signal.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 직교 주파수 분할 변조 모듈은, 제1 직교 주파수 분할 변조 블록, 제2 직교 주파수 분할 변조 블록 및 제1 덧셈기를 구비한다. 상기 제1 직교 주파수 분할 변조 블록은 128개의 서브캐리어 신호들 중 64개의 서브캐리어 신호들 및 상기 국부 발진신호를 이용하여 병렬로 입력되는 128개의 데이터 중 64개의 데이터에 대하여 직교 주파수 분할 변조를 수행하여 제1 RF 신호를 생성한다. 상기 제2 직교 주파수 분할 변조 블록은 나머지 64개의 서브캐리어 신호들 및 상기 국부 발진신호를 이용하여 나머지 64개의 데이터에 대하여 직교 주파수 분할 변호를 수행하여 제2 RF 신호를 생성한다. 상기 제1 덧셈기는 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호를 합하여 RF 신호를 생성한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an orthogonal frequency division modulation module including a first orthogonal frequency division modulation block, a second orthogonal frequency division modulation block, and a first adder. The first orthogonal frequency division modulation block performs orthogonal frequency division modulation on 64 data out of 128 data input in parallel using 64 subcarrier signals among 128 subcarrier signals and the local oscillation signal Thereby generating a first RF signal. The second orthogonal frequency division modulation block performs orthogonal frequency division decoding on the remaining 64 data using the remaining 64 subcarrier signals and the local oscillation signal to generate a second RF signal. The first adder adds the first RF signal and the second RF signal to generate an RF signal.

상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일면에 따른 ＵＷＢ 송신기는, 변조 전송데이터를 RF 신호로 직교 주파수 분할 변조하여 공중으로 전파하는 기능을 수행하며, 데이터 직병렬 변환기, 직교 주파수 분할 변조 모듈 및 안테나를 구비한다. 상기 데이터 직병렬 변환기는 직렬로 입력되는 상기 변조 전송데이터를 복수 개의 병렬 데이터로 변환한다. 상기 직교 주파수 분할 변조 모듈은 상기 복수 개의 병렬 데이터에 대해 직교 주파수 분할 변조를 수행하여 송신신호를 생성한다. 상기 안테나는 상기 송신신호를 공중으로 전파한다. 상기 직교 주파수 분할 변조 모듈은, N개의 ＯＦＤＭ 블록들 및 제1덧셈기를 구비한다. 상기 N개의 ＯＦＤＭ 블록들은 상기 복수 개의 병렬 데이터를 N개(N은 2 이상의 자연수)의 그룹으로 구분하고, 각 그룹에 속한 복수 개의 데이터를 서로 다른 주파수 특성을 가지는 복수 개의 부반송파들 및 국부 발진신호를 이용하여 직교 주파수 분할 변조하여 N개의 서브 RF 신호들을 생성한다. 상기 제1덧셈기는 상기 N개의 서브 RF 신호들을 합하여 상기 송신신호를 생성한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a UWB transmitter for performing orthogonal frequency division modulation transmission of modulated transmission data to an RF signal and spreading it to the air, and a data deserializer, an orthogonal frequency division modulation Respectively. The data deserializer converts the modulated transmission data serially inputted into a plurality of parallel data. The orthogonal frequency division modulation module performs orthogonal frequency division modulation on the plurality of parallel data to generate a transmission signal. The antenna propagates the transmission signal to the air. The orthogonal frequency division modulation module includes N OFDM blocks and a first adder. The N OFDM blocks divide the plurality of parallel data into N (N is a natural number equal to or greater than 2) groups, and a plurality of data belonging to each group are divided into a plurality of subcarriers and local oscillation signals having different frequency characteristics And generates N sub RF signals by orthogonal frequency division modulation. The first adder adds the N sub RF signals to generate the transmission signal.

상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 ＵＷＢ 송신기는, 변조 전송데이터를 RF 신호로 직교 주파수 분할 변조하여 공중으로 전파하는 기능을 수행하며, 데이터 직병렬 변환기, 직교 주파수 분할 변조 모듈 및 안테나를 구비한다. 상기 데이터 직병렬 변환기는 입력되는 상기 변조 전송데이터를 128개의 병렬 데이터로 변환한다. 상기 직교 주파수 분할 변조 모듈은 상기 128 개의 병렬 데이터에 대해 직교 주파수 분할 변조를 수행하여 송신신호를 생성한다. 상기 안테나는 상기 송신신호를 공중으로 전파한다. 상기 직교 주파수 분할 변조 모듈은, 제1 직교 주파수 분할 변조 블록, 제2 직교 주파수 분할 변조 블록 및 제1 덧셈기를 구비한다. 상기 제1 직교 주파수 분할 변조 블록은 128개의 서브캐리어 신호들 중 64개의 서브캐리어 신호들 및 국부 발진신호를 이용하여 병렬로 입력되는 상기 128개의 데이터 중 64개의 데이터에 대하여 직교 주파수 분할 변조를 수행하여 제1 RF 신호를 생성한다. 상기 제2 직교 주파수 분할 변조 블록은 나머지 64개의 서브캐리어 신호들 및 국부 발진신호를 이용하여 나머지 64개의 데이터에 대하여 직교 주파수 분할 변조를 수행하여 제2 RF 신호를 생성한다. 상기 제1 덧셈기는 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호를 합하여 상기 송신신호를 생성한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a UWB transmitter for performing orthogonal frequency division modulation transmission of modulated transmission data to an RF signal and spreading it to the air, and a data deserializer, an orthogonal frequency division modulation module, And an antenna. The data deserializer converts the input modulated transmission data into 128 parallel data. The orthogonal frequency division modulation module performs orthogonal frequency division modulation on the 128 parallel data to generate a transmission signal. The antenna propagates the transmission signal to the air. The orthogonal frequency division modulation module includes a first orthogonal frequency division modulation block, a second orthogonal frequency division modulation block, and a first adder. The first orthogonal frequency division modulation block performs orthogonal frequency division modulation on 64 data out of the 128 pieces of data input in parallel using 64 subcarrier signals and a local oscillation signal among 128 subcarrier signals Thereby generating a first RF signal. The second orthogonal frequency division modulation block performs orthogonal frequency division modulation on the remaining 64 data using the remaining 64 subcarrier signals and the local oscillation signal to generate a second RF signal. The first adder adds the first RF signal and the second RF signal to generate the transmission signal.

본 발명은 주파수에 대한 전기적 특성이 우수하지 않은 주파수 믹서를 사용하여 전기적 성능이 우수한 UWB 시스템을 구현할 수 있다는 장점이 있다.
The present invention is advantageous in that a UWB system having excellent electrical performance can be realized by using a frequency mixer that does not have excellent electrical characteristics with respect to frequency.

도 1은 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 변조 모듈을 구비하는 UWB 송신기의 블록 다이어그램이다.
도 2는 도 1에 도시된 직교 주파수 분할 변조 모듈(130)의 내부 회로도이다.
도 3은 송신부에서 사용되는 주파수 믹서의 예이다.
도 4는 수신부에서 사용되는 주파수 믹서의 예이다.
도 5는 싱글 밸런스드 믹서의 실시 예이다.
도 6은 더블 밸런스드 믹서의 실시 예이다.
도 7은 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 변조 모듈의 내부 회로이다. 1 is a block diagram of a UWB transmitter including an orthogonal frequency division modulation module according to the present invention.
2 is an internal circuit diagram of the orthogonal frequency division modulation module 130 shown in FIG.
3 is an example of a frequency mixer used in the transmitter.
4 is an example of a frequency mixer used in the receiver.
5 shows an embodiment of a single balanced mixer.
Figure 6 is an embodiment of a double balanced mixer.
7 is an internal circuit of the orthogonal frequency division modulation module according to the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention and the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings, which are provided for explaining exemplary embodiments of the present invention, and the contents of the accompanying drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

본 발명의 핵심 아이디어는 복수 개의 데이터를 직교 주파수 분할 변조(Orthogonal Frequency Division Modulation) 할 때 사용되는 복수 개의 중간 주파수 부반송파 신호들을 적어도 2개의 그룹으로 구분하고, 각 그룹에서 생성되는 부반송파 신호와 전송데이터가 믹싱된 신호와 국부 발진신호를 먹싱하는 주파수 먹스를 각 그룹에 하나씩 구비하도록 한다. 이렇게 함으로써, 각 주파수 먹스가 사용되는 주파수 대역을 감소시킨다. The key idea of the present invention is to divide a plurality of intermediate frequency subcarrier signals used for performing orthogonal frequency division modulation (IFFT) of a plurality of data into at least two groups, and to combine the subcarrier signals and transmission data And one frequency mux for feeding the mixed signal and the local oscillation signal to each group. This reduces the frequency band in which each frequency mux is used.

도 1은 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 변조 모듈을 구비하는 UWB 송신기의 블록 다이어그램이다. 1 is a block diagram of a UWB transmitter including an orthogonal frequency division modulation module according to the present invention.

도 1을 참조하면, UWB 송신기(100)는, 변조기(110), 데이터 직병렬 변환기(120), 직교 주파수 분할 변조 모듈(130), 파워증폭기(140) 및 안테나(150)를 구비한다. Referring to FIG. 1, a UWB transmitter 100 includes a modulator 110, a data deserializer 120, an orthogonal frequency division modulation module 130, a power amplifier 140, and an antenna 150.

변조기(110)는 전송데이터(DATA)를 변조하여 변조전송데이터(Xn)를 생성한다. 데이터 직병렬 변환기(120)는 직렬로 입력되는 변조전송데이터(Xn)를 복수 개의 전송데이터(X0 ~ XN -1)로 변환한다. 직교 주파수 분할 변조 모듈(130)은 병렬로 입력되는 복수 개의 전송데이터(X0 ~ XN -1)에 대하여 직교 주파수 분할 변조를 수행하여 라디오 주파수(RF)신호를 생성한다. 파워증폭기(140)는 라디오 주파수(RF)신호를 증폭시킨다. 안테나(150)는 증폭된 라디오 주파수(RF)신호를 공중으로 송신한다. The modulator 110 modulates transmission data DATA to generate modulation transmission data X n . The data deserializer 120 converts the modulated transmission data X n serially input into a plurality of transmission data X 0 to X N -1 . The orthogonal frequency division modulation module 130 performs orthogonal frequency division modulation on a plurality of pieces of transmission data (X 0 to X N -1 ) input in parallel to generate a radio frequency (RF) signal. The power amplifier 140 amplifies the radio frequency (RF) signal. The antenna 150 transmits the amplified radio frequency (RF) signal to the public.

도 2는 도 1에 도시된 직교 주파수 분할 변조 모듈(130)의 내부 회로도이다. 2 is an internal circuit diagram of the orthogonal frequency division modulation module 130 shown in FIG.

도 2를 참조하면, 복수 개의 전송데이터(X0 ~ XN -1) 각각은 해당 부반송파 신호들(f0 ~ fN -1)과 부반송파 주파수 믹서들(201 ~ 203)에서 각각 주파수 믹싱된다. 주파수 믹싱된 복수 개의 신호들은 덧셈기(210)에서 합쳐진다. 덧셈기의 출력신호(x(t))는 수학식 1과 같이 표시할 수 있다. Referring to FIG. 2, a plurality of transmission data (X 0 to X N -1 ) are frequency-mixed in corresponding subcarrier signals (f 0 to f N -1 ) and subcarrier frequency mixers (201 to 203), respectively. A plurality of frequency-mixed signals are combined in an adder 210. The output signal x (t) of the adder can be expressed by Equation (1).

Figure 112010062011892-pat00001
Figure 112010062011892-pat00001

덧셈기(210)의 출력은 국부 발진신호(FLO)와 라디오 주파수 믹서(220)에서 주파수 믹싱되어 전송신호(RF)를 생성한다. 국부 발진신호(fLO)의 주파수는 부반송파 신호들(f0 ~ fN-1)의 주파수보다 높다. The output of the adder 210 is frequency-mixed with the local oscillation signal F LO and the radio frequency mixer 220 to generate a transmission signal RF. The frequency of the local oscillation signal f LO is higher than the frequency of the subcarrier signals f 0 to f N-1 .

발명의 이해를 돕기 위해 이하에서는 주파수 믹서에 대하여 설명한다. In order to facilitate understanding of the invention, a frequency mixer will be described below.

도 3은 송신부에서 사용되는 주파수 믹서의 예이다. 3 is an example of a frequency mixer used in the transmitter.

도 3을 참조하면 송신부에서 사용되는 주파수 믹서(301)는 중간주파수신호(fIF)와 국부발진기(302)로부터 출력되는 국부 발진신호(fLO)를 믹싱하여 라디오주파수신호(fRF)를 생성한다. 3, the frequency mixer 301 used in the transmitter mixes the intermediate frequency signal f IF and the local oscillation signal f LO output from the local oscillator 302 to generate a radio frequency signal f RF do.

생성되는 라디오 주파수 신호(fRF)는 수학식 2와 같이 표시할 수 있다. The generated radio frequency signal f RF can be expressed by Equation (2).

Figure 112010062011892-pat00002
Figure 112010062011892-pat00002

국부 발진신호(fLO)의 주파수가 중간 주파수 신호(fIF)의 주파수에 비해 높으므로 믹서를 통과시킴으로써 주파수가 변환된 것을 알 수 있다. Since the frequency of the local oscillation signal f LO is higher than that of the intermediate frequency signal f IF , it can be seen that the frequency is converted by passing through the mixer.

여기서 주파수가 변환되었는 것의 의미는 시간 축 상으로 볼 때 신호가 담고 있는 정보는 그대로 유지한 상태로 주파수만 바꾼다는 것이다. 주파수 스펙트럼으로 본 또 다른 의미는 신호의 중심 주파수가 이동한 것이다. Here, the meaning of the frequency conversion is that, when viewed on the time axis, only the frequency is changed while maintaining the information contained in the signal. Another way of looking at the frequency spectrum is the shifting of the center frequency of the signal.

도 4는 수신부에서 사용되는 주파수 믹서의 예이다. 4 is an example of a frequency mixer used in the receiver.

도 4를 참조하면 수신부에서 사용되는 주파수 믹서(401)는 라디오주파수신호(fRF)와 국부발진기(402)로부터 출력되는 국부 발진신호(fLO)를 믹싱하여 중간주파수신호(fIF)를 생성한다. 4, the frequency mixer 401 used in the receiver mixes the radio frequency signal f RF and the local oscillation signal f LO output from the local oscillator 402 to generate an intermediate frequency signal f IF do.

생성되는 중간주파수신호(fIF)는 수학식 3과 같이 표시할 수 있다. The generated intermediate frequency signal f IF can be expressed by Equation (3).

Figure 112010062011892-pat00003
Figure 112010062011892-pat00003

도 3 및 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 주파수 믹서는 두 개의 주파수를 섞어서 그 합 또는 차에 해당하는 주파수를 생성하는 기능을 수행한다. 주파수 믹서는 보통 크게 트랜지스터를 사용하여 구현시킨 능동형 주파수 믹서와 다이오드를 사용하여 구현시킨 수동형 주파수 믹서로 구분할 수 있다. As can be seen from FIGS. 3 and 4, the frequency mixer mixes two frequencies and generates a frequency corresponding to the sum or difference. The frequency mixer can be classified into an active frequency mixer, which is usually implemented using a transistor, and a passive frequency mixer, which is implemented using a diode.

주파수 믹서의 성능을 좌우하는 중요한 전기적인 특성은, 다이내믹 레인지(Dynamic Range) 및 잡음지수(Noise Figure) 등이 있다. 주파수 믹서의 입출력 신호들이 일정한 특성을 보이다가 전력이 어느 한계를 넘을 경우 로스(loss)가 늘어나게 되는데, 다이내믹 레인지는 주파수 믹서가 이용할 수 있는 최대 전력과 최소 전력의 차이의 범위를 지칭한다. 이는 주파수 믹서를 구현하는데 사용되는 소자들의 비선형적 특성 때문이다. 여기서 잡음지수는 입력 신호 대 잡음의 비를 출력신호 대 잡음의 비로 나눈 값으로 정의된다. 주파수에 대해 비선형 특성을 가지는 소자들을 이용하여 구현한 주파수 믹서는 일정한 값 이하의 잡음 지수를 가지는 것이 필요하다. The important electrical characteristics that determine the performance of a frequency mixer are the dynamic range and the noise figure. The input and output signals of the frequency mixer exhibit certain characteristics, and the loss increases when the power exceeds a certain limit. The dynamic range refers to a range of the difference between the maximum power and the minimum power that can be used by the frequency mixer. This is due to the non-linear nature of the devices used to implement the frequency mixer. Where the noise figure is defined as the ratio of input signal to noise divided by the output signal to noise ratio. It is necessary that the frequency mixer implemented using the elements having the nonlinear characteristics with respect to the frequency has a noise figure below a certain value.

주파수 믹서를 구현한 비선형 특성을 가진 소자들로 인해, 주파수 믹서에서 변환되는 신호의 주파수 범위가 제한적일 수밖에 없다. 만일 이러한 주파수 범위 제한을 넘어서는 경우 잡음지수가 낮아지게 되는데, 이때 주파수 믹서로부터 출력되는 신호에 포함된 잡음 때문에 주파수 믹서를 사용하는 시스템 전체의 성능이 저하될 것은 분명하다. Due to the nonlinear characteristics of the frequency mixer, the frequency range of the signal converted by the frequency mixer is limited. If this frequency range limit is exceeded, the noise figure will be lowered, because the noise contained in the signal output from the frequency mixer will obviously degrade the performance of the entire system using the frequency mixer.

도 5는 싱글 밸런스드 믹서의 실시 예이다. 5 shows an embodiment of a single balanced mixer.

도 6은 더블 밸런스드 믹서의 실시 예이다. Figure 6 is an embodiment of a double balanced mixer.

도 5 및 도 6을 참조하면, 싱글 밸런스드 믹서 및 더블 밸런스드 믹서의 모든 신호 포트가 양(+)과 음(-)의 신호로 분리된 밸런스트 신호(Balanced Signal)형태로 처리된다. 도 5 및 도 6에 도시된 트랜지스터들(T1 ~ T9) 자체는 비선형 소자이므로, 상술한 바와 같이 입출력되는 신호의 주파수가 제한 될 수 밖에 없다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 부반송파 신호들(f0 ~ fN-1)이 포함되는 전체 주파수 영역의 신호들을 하나의 주파수 믹서(220)를 이용하여 주파수 믹싱하는 것은 문제가 있다. 5 and 6, all the signal ports of the single-balanced mixer and the double-balanced mixer are processed in the form of balanced signals separated into positive and negative signals. Since the transistors T1 to T9 shown in FIGS. 5 and 6 are nonlinear elements, the frequencies of input and output signals are limited as described above. Therefore, as shown in FIG. 2, it is problematic to frequency-mix signals of the entire frequency domain including the sub-carrier signals f 0 to f N-1 using a single frequency mixer 220.

이하에서는 본 발명에서 제안하는 직교 주파수 분할 변조 모듈에 대하여 설명한다. 이해를 용이하게 하기 위하여 변조전송데이터의 개수를 128개로, 부반송파 신호의 개수도 128개로 한정하고 설명한다. Hereinafter, the orthogonal frequency division modulation module proposed by the present invention will be described. The number of modulated transmission data is limited to 128 and the number of subcarrier signals is limited to 128 for ease of understanding.

도 7은 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 변조 모듈의 내부 회로이다. 7 is an internal circuit of the orthogonal frequency division modulation module according to the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 변조 모듈은 제1O FDM 블록(710), 제2 OFDM 블록(720) 및 제1 덧셈기(730)를 구비한다. Referring to FIG. 7, the orthogonal frequency division modulation module according to the present invention includes a first OFDM block 710, a second OFDM block 720, and a first adder 730.

제1O FDM 블록(710) 및 제2 OFDM 블록(720)은 128개의 변조전송데이터(X1 ~ X128)를 2 등분하여 64개씩의 변조전송데이터에 대하여 각각 직교 주파수 분할변조를 수행하며, 제1 덧셈기(730)는 제1O FDM 블록(710) 및 제2 OFDM 블록(720)으로부터 출력되는 신호를 합하여 라디오 주파수 신호(RF)를 생성한다. The first OFDM block 710 and the second OFDM block 720 perform orthogonal frequency division modulation on 64 pieces of modulated transmission data by bisecting 128 pieces of modulated transmission data (X 1 to X 128 ) 1 adder 730 adds the signals output from the first OFDM block 710 and the second OFDM block 720 to generate a radio frequency signal RF.

제1 OFDM 블록(710)은 64개의 제1 부반송파 주파수 믹서들(711~713), 제2 덧셈기(714) 및 제1 라디오주파수 믹서(715)를 구비한다. 64개의 제1 부반송파주파수 믹서들(711~713) 각각은 64개의 변조전송데이터(X1 ~ X64)와 64개의 부반송 주파수 신호들(f1 ~ f64)을 주파수 믹싱한다. 제2 덧셈기(714)는 64개의 제1 부반송파 주파수 믹서들(711~713)로부터 출력되는 신호들을 합한다. 제1 라디오주파수 믹서(715)는 제2 덧셈기(714)로부터 출력되는 신호와 국부발진기(Local Oscillator, 미도시)로부터 출력되는 국부 발진신호(fLO)와 주파수 믹싱하여 제1 서브 라디오 주파수 신호(S1_RF)를 생성시킨다. The first OFDM block 710 includes 64 first subcarrier frequency mixers 711 through 713, a second adder 714, and a first radio frequency mixer 715. Each of the 64 first subcarrier frequency mixers 711 to 713 has 64 modulation transmission data X 1 to X 64 and 64 subcarrier frequency signals f 1 ~ f 64 ). The second adder 714 sums the signals output from the 64 first subcarrier frequency mixers 711 to 713. The first radio frequency mixer 715 frequency-mixes the signal output from the second adder 714 and the local oscillation signal f LO output from a local oscillator (not shown) to generate a first sub-radio frequency signal S1_RF).

제2 OFDM 블록(720)은 64개의 제2 부반송파 주파수 믹서들(721~723), 제3 덧셈기(724) 및 제2 라디오주파수 믹서(725)를 구비한다. 64개의 제2 부반송파 주파수 믹서들(721~723) 각각은 64개의 변조 전송데이터(X65 ~ X128)와 64개의 부반송주파수신호들(f64 ~ f128)을 주파수 믹싱한다. 제3 덧셈기(724)는 64개의 제2 부반송파 주파수 믹서들(721~723)로부터 출력되는 신호들을 합한다. 제2 라디오주파수 믹서(725)는 제3 덧셈기(724)로부터 출력되는 신호와 국부발진기(Local Oscillator, 미도시)로부터 출력되는 국부 발진신호(fLO)와 주파수 믹싱하여 제2 서브 라디오 주파수 신호(S2_RF)를 생성시킨다. The second OFDM block 720 includes 64 second subcarrier frequency mixers 721 through 723, a third adder 724, and a second radio frequency mixer 725. Each of the 64 second subcarrier frequency mixers 721 to 723 frequency-mixes 64 pieces of modulated transmission data (X 65 to X 128 ) and 64 subcarrier frequency signals (f 64 to f 128 ). The third adder 724 sums the signals output from the 64 second subcarrier frequency mixers 721 to 723. The second radio frequency mixer 725 frequency-mixes the signal output from the third adder 724 with the local oscillation signal f LO output from a local oscillator (not shown) to generate a second sub-radio frequency signal S2_RF.

제1 덧셈기(730)는 제1 서브 라디오 주파수 신호(S1_RF) 및 제2 서브 라디오 주파수 신호(S2_RF)를 합하여 라디오 주파수 신호(RF)를 생성한다. A first adder 730 combines the first sub-radio frequency signal S1_RF and the second sub-radio frequency signal S2_RF to generate a radio frequency signal RF.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 라디오 주파수 믹서(715, 725)의 경우 전체 부반송파 주파수 신호의 주파수 대역 중 1/2의 주파수 대역에서만 동작하므로 도 2에 도시된 라디오 주파수 믹서(220)의 경우에 비해 다이내믹 레인지 및 잡음지수가 우수하다는 것을 용이하게 이해할 수 있다. As described above, since the radio frequency mixers 715 and 725 according to the present invention operate only in a frequency band of 1/2 of the frequency bands of the entire subcarrier frequency signals, in the case of the radio frequency mixer 220 shown in FIG. 2 It can be easily understood that the dynamic range and the noise figure are superior to each other.

도 7에는 전체 부반송파 주파수 신호의 주파수 대역을 균등하게 2개의 영역으로 구별하였으나, 도 7에 도시된 회로의 기술적 사상을 확장한다면 불균등하게 구별하는 실시 예도 가능하며, 3개 이상의 영역으로 구별하는 실시 예도 당연히 가능하다. Although the frequency bands of the entire subcarrier frequency signals are uniformly divided into two regions in Fig. 7, it is also possible to differentiate the frequency bands of the entire subcarrier frequency signals irrelevantly if the technical idea of the circuit shown in Fig. 7 is extended. Of course it is possible.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.

110: 변조기 120: 데이터 직병렬 변환기
130: 직교 주파수 분할 변조 모듈 140: 파워 증폭기
150: 안테나 110: modulator 120: data deserializer
130: orthogonal frequency division modulation module 140: power amplifier
150: Antenna

Claims (18)

병렬로 입력되는 복수의 데이터를 적어도 2 이상의 그룹들로 각각 구분하고, 이에 대응하여 부반송파 신호를 적어도 2 이상의 주파수 대역으로 구분하는 단계;
상기 그룹들 각각에 포함된 데이터를 분할된 각각의 주파수 대역에서 서로 다른 주파수 특성을 가지는 부반송파 신호를 이용하여 제1차 주파수 믹싱하는 단계;
제1차 주파수 믹싱된 신호를 합하는 단계; 및
국부 발진신호를 이용하여 합해진 출력 신호를 제2차 주파수 믹싱하는 단계를 포함하는, 직교 주파수 분할 변조 방법.Dividing a plurality of data input in parallel into at least two groups and dividing a corresponding subcarrier signal into at least two frequency bands;
Mixing the data included in each of the groups with a first frequency mix using subcarrier signals having different frequency characteristics in respective divided frequency bands;
Summing the first frequency-mixed signals; And
And mixing the combined output signals using a local oscillation signal to a second order frequency. 제1 항에 있어서,
상기 제2차 주파수 믹싱하는 단계에서,
상기 데이터를 직교 주파수 분할 변조하여 적어도 2 이상의 서브 RF 신호들을 생성하는, 직교 주파수 분할 변조 방법.The method according to claim 1,
In the second frequency mixing step,
And orthogonal frequency division modulates the data to generate at least two or more sub-RF signals. 제2 항에 있어서,
상기 서브 RF 신호들을 합하여 RF 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는, 직교 주파수 분할 변조 방법.3. The method of claim 2,
And summing the sub RF signals to generate an RF signal. 제1 항에 있어서,
상기 국부 발진신호는,
상기 부반송파 신호에 비해 더 넓은 주파수 대역을 갖는, 직교 주파수 분할 변조 방법.The method according to claim 1,
The local oscillation signal,
Wherein the subcarrier signal has a wider frequency band than the subcarrier signal. 병렬로 입력되는 복수의 데이터를 적어도 2 이상의 그룹들로 각각 구분하고, 이에 대응하여 부반송파 신호를 적어도 2 이상의 주파수 대역으로 구분하고, 상기 그룹들 각각에 포함된 데이터를 분할된 각각의 주파수 대역에서 서로 다른 주파수 특성을 가지는 부반송파 신호를 이용하여 제1차 주파수 믹싱하고, 제1차 주파수 믹싱된 신호를 합하고, 국부 발진신호를 이용하여 합해진 출력 신호를 제2차 주파수 믹싱하는, 적어도 2 이상의 OFDM 블록을 포함하는, 직교 주파수 분할 변조 모듈.A method of dividing a plurality of data input in parallel into at least two groups and correspondingly dividing a subcarrier signal into at least two frequency bands and dividing the data contained in each of the groups into a plurality of frequency bands At least two or more OFDM blocks for mixing a first frequency mix using subcarrier signals having different frequency characteristics, summing the first frequency mixed signals, and mixing the output signals summed by using the local oscillation signal at a second frequency And an orthogonal frequency division modulation module. 제5 항에 있어서,
상기 OFDM 블록은,
상기 제1차 믹싱을 위한 부반송파 주파수 믹서; 및
상기 제2차 믹싱을 위한 라디오 주파수 믹서를 포함하는, 직교 주파수 분할 변조 모듈.6. The method of claim 5,
The OFDM block includes:
A subcarrier frequency mixer for the first-order mixing; And
And a radio frequency mixer for said second mixing. 제6 항에 있어서,
상기 부반송파 주파수 믹서는,
구분된 상기 주파수 대역에서 최적의 성능을 발휘하고 전체 주파수 대역에서는 열화될 수 있는, 직교 주파수 분할 변조 모듈.The method according to claim 6,
The subcarrier frequency mixer includes:
Wherein the orthogonal frequency division modulation module is capable of exhibiting optimal performance in the frequency bands and deteriorating in the entire frequency band. 제6 항에 있어서,
상기 라디오 주파수 믹서는,
상기 합해진 출력 신호를 직교 주파수 분할 변조하여 서브 RF 신호를 생성하는, 직교 주파수 분할 변조 모듈.The method according to claim 6,
The radio frequency mixer comprising:
And orthogonal frequency division modulates the combined output signal to generate a sub RF signal. 제8 항에 있어서,
상기 서브 RF 신호들을 합하여 RF 신호를 생성하는 덧셈기를 더 포함하는, 직교 주파수 분할 변조 모듈.9. The method of claim 8,
And an adder for summing the sub RF signals to generate an RF signal. 제5 항에 있어서,
상기 국부 발진신호는 상기 부반송파 신호에 비해 더 넓은 주파수 대역을 갖는, 직교 주파수 분할 변조 모듈.6. The method of claim 5,
Wherein the local oscillation signal has a wider frequency band than the subcarrier signal. 데이터를 RF 신호로 직교 주파수 분할 변조하여 전송하는 UWB(Ultra Wide Band) 송신기에 있어서,
직렬로 입력되는 데이터를 병렬로 변환하는 데이터 직렬-병렬 변환기;
병렬로 변환된 데이터를 직교 주파수 분할 변조하여 송신 신호를 생성하는 주파수 분할 변조 모듈; 및
상기 송신 신호를 전송하는 안테나를 포함하고,
상기 직교 주파수 분할 변조 모듈은,
병렬로 입력되는 복수의 데이터를 적어도 2 이상의 그룹들로 각각 구분하고, 이에 대응하여 부반송파 신호를 적어도 2 이상의 주파수 대역으로 구분하고, 상기 그룹들 각각에 포함된 데이터를 분할된 각각의 주파수 대역에서 서로 다른 주파수 특성을 가지는 부반송파 신호를 이용하여 제1차 주파수 믹싱하고, 제1차 주파수 믹싱된 신호를 합하고, 국부 발진신호를 이용하여 합해진 출력 신호를 제2차 주파수 믹싱하는, 적어도 2 이상의 OFDM 블록을 포함하는, UWB 송신기.A UWB (Ultra Wide Band) transmitter for orthogonal frequency division modulating data by RF signals and transmitting the same,
A data serial-to-parallel converter for converting serial input data into parallel data;
A frequency division modulation module for performing orthogonal frequency division modulation on data converted in parallel and generating a transmission signal; And
And an antenna for transmitting the transmission signal,
Wherein the orthogonal frequency division modulation module comprises:
A method of dividing a plurality of data input in parallel into at least two groups and correspondingly dividing a subcarrier signal into at least two frequency bands and dividing the data contained in each of the groups into a plurality of frequency bands At least two or more OFDM blocks for mixing a first frequency mix using subcarrier signals having different frequency characteristics, summing the first frequency mixed signals, and mixing the second output signals using the local oscillation signal, Includes UWB transmitter. 제11 항에 있어서,
상기 OFDM 블록은,
상기 제1차 믹싱을 위한 부반송파 주파수 믹서; 및
상기 제2차 믹싱을 위한 라디오 주파수 믹서를 포함하는, UWB 송신기.12. The method of claim 11,
The OFDM block includes:
A subcarrier frequency mixer for the first-order mixing; And
And a radio frequency mixer for said secondary mixing. 제11항에 있어서,
상기 부반송파 주파수 믹서는,
구분된 상기 주파수 대역에서 최적의 성능을 발휘하고 전체 주파수 대역에서는 열화될 수 있는, UWB 송신기.12. The method of claim 11,
The subcarrier frequency mixer includes:
The UWB transmitter being capable of exhibiting optimal performance in the identified frequency band and degrading in the entire frequency band. 제11 항에 있어서,
상기 라디오 주파수 믹서는,
상기 합해진 출력 신호를 직교 주파수 분할 변조하여 서브 RF 신호를 생성하는, UWB 송신기.12. The method of claim 11,
The radio frequency mixer comprising:
And the quadrature frequency-division-modulates the combined output signal to generate a sub-RF signal. 제14 항에 있어서,
상기 서브 RF 신호들을 합하여 RF 신호를 생성하는 덧셈기를 더 포함하는, UWB 송신기.15. The method of claim 14,
Further comprising an adder for summing the sub RF signals to produce an RF signal. 제11 항에 있어서,
상기 국부 발진신호는 상기 부반송파 신호에 비해 더 넓은 주파수 대역을 갖는, UWB 송신기.12. The method of claim 11,
Wherein the local oscillation signal has a wider frequency band than the subcarrier signal. 삭제delete 삭제delete
KR1020100093334A 2010-09-27 2010-09-27 Orthogonal Frequency Division Modulation Module and Ultra Wide Band Transmitter using the Module KR101648227B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100093334A KR101648227B1 (en) 2010-09-27 2010-09-27 Orthogonal Frequency Division Modulation Module and Ultra Wide Band Transmitter using the Module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100093334A KR101648227B1 (en) 2010-09-27 2010-09-27 Orthogonal Frequency Division Modulation Module and Ultra Wide Band Transmitter using the Module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120031763A KR20120031763A (en) 2012-04-04
KR101648227B1 true KR101648227B1 (en) 2016-08-12

Family

ID=46135131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100093334A KR101648227B1 (en) 2010-09-27 2010-09-27 Orthogonal Frequency Division Modulation Module and Ultra Wide Band Transmitter using the Module

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101648227B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002290368A (en) * 2001-03-27 2002-10-04 Hitachi Kokusai Electric Inc Ofdm modulation circuit

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101137329B1 (en) * 2005-06-15 2012-04-19 엘지전자 주식회사 Method and apparatus for allocating subcarriers in OFDMA

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002290368A (en) * 2001-03-27 2002-10-04 Hitachi Kokusai Electric Inc Ofdm modulation circuit

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120031763A (en) 2012-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9843378B2 (en) Multiple-input multiple-output wireless transceiver architecture
CN101179548B (en) Methods and apparatuses for orthogonal frequency division multiplexing communication
US20090022240A1 (en) Low power distributed transmitter
KR101354396B1 (en) Rf transmitter with interleaved iq modulation
US10200232B1 (en) Digital quadrature transmitter with class-B I/Q cell sharing
KR20090113915A (en) Radio communication system
EP3211800A1 (en) Signal processing arrangement for a transmitter
US7889751B2 (en) Low power wireless communication system
JP2998296B2 (en) Digital wireless communication device
US8204452B2 (en) Transmitter and transmission method thereof
JP2017225147A (en) Switched-mode high-linearity transmitter using pulse width modulation
CN114884522A (en) Differential millimeter wave communication architecture and electronic equipment
KR101648227B1 (en) Orthogonal Frequency Division Modulation Module and Ultra Wide Band Transmitter using the Module
KR100696335B1 (en) Apparatus for transmitting radio frequency in a base station of a mobile communication system
US7058037B1 (en) Radio frequency transmitting device of mobile radio communication base station system in code division multiple access system
US7324798B2 (en) 2N-order sub-harmonic frequency modulator having high carrier suppression ratio and direct conversion transmitter using the same
US10749543B1 (en) Programmable polar and cartesian radio frequency digital to analog converter
Kaissoine et al. Demodulation of aggregated RF signal in three frequencies bands with a unique Rx chain
Kosari et al. A MURS band digital quadrature transmitter with class-B I/Q cell sharing for long range IoT applications
KR100795559B1 (en) Apparatus and method for compensation of high frequency distortion by digital to analog converter for orthogonal frequency division multiplexing system
JP2004080333A (en) Multicarrier transmitter and single carrier transmission method therefor
CN217116076U (en) Differential millimeter wave communication architecture and electronic equipment
JP2019033366A (en) Radio transmitter, radio receiver and radio communication system
US20050009477A1 (en) System and method for an upconverter for stacked intermediate frequency carriers
Fujishima Terahertz CMOS transceiver for tera-bps wireless link

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190711

Year of fee payment: 4