KR101736876B1 - 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 위한 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 빔포밍을 위한 송수신 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101736876B1
KR101736876B1 KR1020140001517A KR20140001517A KR101736876B1 KR 101736876 B1 KR101736876 B1 KR 101736876B1 KR 1020140001517 A KR1020140001517 A KR 1020140001517A KR 20140001517 A KR20140001517 A KR 20140001517A KR 101736876 B1 KR101736876 B1 KR 101736876B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
frequency
degrees
phase difference
generating
Prior art date
Application number
KR1020140001517A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150081740A (ko
Inventor
정동윤
최성태
강동우
김지훈
노이주
심윤아
이동현
홍승표
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020140001517A priority Critical patent/KR101736876B1/ko
Priority to US14/590,761 priority patent/US9294178B2/en
Publication of KR20150081740A publication Critical patent/KR20150081740A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101736876B1 publication Critical patent/KR101736876B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C7/00Sowing
    • A01C7/08Broadcast seeders; Seeders depositing seeds in rows
    • A01C7/16Seeders with other distributing devices, e.g. brushes, discs, screws or slides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01BSOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B49/00Combined machines
    • A01B49/04Combinations of soil-working tools with non-soil-working tools, e.g. planting tools
    • A01B49/06Combinations of soil-working tools with non-soil-working tools, e.g. planting tools for sowing or fertilising
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C5/00Making or covering furrows or holes for sowing, planting or manuring
    • A01C5/06Machines for making or covering drills or furrows for sowing or planting
    • A01C5/062Devices for making drills or furrows
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C5/00Making or covering furrows or holes for sowing, planting or manuring
    • A01C5/06Machines for making or covering drills or furrows for sowing or planting
    • A01C5/066Devices for covering drills or furrows
    • A01C5/068Furrow packing devices, e.g. press wheels
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details 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
    • H04B1/06Receivers
    • H04B1/16Circuits
    • H04B1/30Circuits for homodyne or synchrodyne receivers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details 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
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40Circuits
    • H04B1/50Circuits using different frequencies for the two directions of communication
    • H04B1/52Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/0842Weighted combining
    • H04B7/086Weighted combining using weights depending on external parameters, e.g. direction of arrival [DOA], predetermined weights or beamforming
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transceivers (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 수행하는 전자 장치 및 그 방법을 제공한다. 상기 전자 장치는 다수 개의 안테나, 상기 다수 개의 안테나와 연결되며, 제어기의 신호를 제공받아 다수 개의 송신기와 수신기를 선택하는 다수 개의 송수신기 선택용 스위치, 상기 다수 개의 수신 안테나 및 상기 다수 개의 송수신기 선택용 스위치를 통해 수신되는 다수 개의 RF 신호의 위상을 상기 제어기의 신호를 제공받아 이동하는 다수 개의 제 1 위상 이동기, 위상이 이동된 다수 개의 RF 신호를 하나로 병합하는 컴바이너, 쿼드러처(Quadrature) 신호를 생성하는 쿼드러처 신호 발생기, 상기 쿼드러처 신호와 상기 병합한 RF 신호를 제 1 기저대역 신호로 변환하여 모뎀으로 출력하는 다운 믹서, 및, 상기 다수 개의 송수신기 선택용 스위치, 상기 다수 개의 위상 이동기 및 다수 개의 제 2 위상 이동기를 제어하여 상기 다수 개의 송수신기 선택용 스위치의 송수신 모드, 및 송수신되는 RF 신호의 위상을 결정하는 상기 제어기를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 빔포밍을 위한 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSCEIVING FOR BEAM FORMING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 밀리미터파 대역을 이용하여 무선 통신을 수행할 시 빔포밍을 위한 방법 및 장치에 대한 것이다.
밀리미터파 주파수 대역에서는 전파의 직진성으로 인해 장애물에 의해 통신이 두절되는 현상이 있으므로 Line-of-sight (LOS) 환경을 항상 유지하거나, Non-LOS 환경에서도 원활한 통신을 위해 빔포밍 기능이 필수적으로 요구된다.
상기 빔포밍을 위한 송수신기는 일반적으로 헤테로다인(Heterodyne) 구조이고, Radio frequency (RF) 단, Local oscillator (LO) 단 및 Intermediate frequency (IF) 단을 포함하고 있다. 또한, 상기 송수신기는 송신기 및 수신기가 분리되어 있고 상기 송수신기의 안테나도 송신용 안테나와 수신용 안테나가 분리되어 있는 구조이다.
하지만, 이러한 구조는 IF 단을 구성하는 블록의 수만큼 칩 사이즈 및 소비전력이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 송신기 및 수신기가 분리되어 있으므로, LO 단이 송신기와 수신기에 각각 필요하므로 칩 사이즈 및 소모전력이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 안테나도 송신용 안테나와 수신용 안테나가 분리되어 있으므로, 송신 및 수신을 위해 해당 수만큼의 안테나가 필요하고, 이에 따른 RF 패키지 사이즈가 증가하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 위한 송수신 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선 통신 시스템에서 빔포밍 수행 시 IF 단을 사용하지 않는 직접 변환(Direct conversion) 구조를 사용하여 RF 송수신기의 블록 수를 최소화시켜 칩 사이즈 및 소비 전력을 감소시키고, 송수신기 선택 용 스위치를 사용하여 안테나 개수와 RF 체인(chain) 수를 동일하게 함으로써 패키지 사이즈를 감소시키는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선 통신 시스템에서 빔포밍 수행 시 송신기와 수신기를 통합하여 하드웨어 복잡도를 최소화하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명을 달성하기 위한 제 1 견지에 따르면, 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 수행하는 전자 장치에 있어서, 상기 전자 장치는 다수 개의 안테나, 상기 다수 개의 안테나와 연결되며, 제어기의 신호를 제공받아 다수 개의 송신기와 다수 개의 수신기를 선택하는 다수 개의 송수신기 선택용 스위치, 상기 다수 개의 수신 안테나 및 상기 다수 개의 송수신기 선택용 스위치를 통해 수신되는 다수 개의 RF 신호의 위상을 상기 제어기의 신호를 제공받아 이동하는 다수 개의 제 1 위상 이동기, 위상이 이동된 다수 개의 RF 신호를 하나로 병합하는 컴바이너, 쿼드러처(Quadrature) 신호를 생성하는 쿼드러처 신호 발생기, 상기 쿼드러처 신호와 상기 병합한 RF 신호를 제 1 기저대역 신호로 변환하여 모뎀으로 출력하는 다운 믹서, 및 상기 다수 개의 송수신기 선택용 스위치, 상기 다수 개의 위상 이동기 및 다수 개의 제 2 위상 이동기를 제어하여 상기 다수 개의 송수신기 선택용 스위치의 송수신 모드 및 송수신되는 RF 신호의 위상을 결정하는 상기 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 달성하기 위한 제 2 견지에 따르면, 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 수행하는 전자 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 방법은 다수 개의 안테나로부터 다수 개의 RF 신호를 수신하는 과정과, 다수 개의 송수신기 선택용 스위치가 제어기의 신호를 제공받아 다수 개의 수신기를 선택하는 과정과, 저 잡음 증폭기가 상기 수신한 다수 개의 RF 신호를 저잡음 증폭하는 과정과, 다수 개의 제 1 위상 이동기가 상기 제어기의 신호를 제공받아 상기 저 잡음 증폭한 다수 개의 RF 신호를 위상 이동하는 과정과, 컴바이너가 상기 위상 이동한 다수 개의 RF 신호를 컴바이닝하는 과정과, 쿼드러처 신호 발생기가 쿼드러처 신호를 생성하는 과정과, 다운 믹서가 상기 컴바이닝한 다수 개의 RF 신호를 상기 쿼드러처 신호와 다운 믹싱하여 제 1 기저대역 신호로 변환하여 모뎀으로 출력하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 IF 단을 필요로 하는 헤테로다인 구조에 비해 크기 및 소모전력이 작은 이점이 있다. 또한, 본 발명은 송신기 및 수신기가 통합된 송수신기(Transceiver) 구조를 사용하므로 칩 면적을 감소시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명은 송수신용 안테나가 동일하므로 안테나 사이즈 및 RF 패키지 사이즈를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기의 구조를 도시한 제 1 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기의 구조를 도시한 제 2 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기의 구조를 도시한 제 3 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기의 구조를 도시한 제 4 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기의 구조를 도시한 제 5 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기의 구조를 도시한 제 6 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기의 구조를 도시한 제 7 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기의 구조를 도시한 제 8 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 N-way 컴바이너 또는 N-way 디바이더를 구성하는 예를 도시한 제 1 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 N-way 컴바이너 또는 N-way 디바이더를 구성하는 예를 도시한 제 2 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 N-way 컴바이너 또는 N-way 디바이더를 구성하는 예를 도시한 제 3 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 N-way 컴바이너 또는 N-way 디바이더를 구성하는 예를 도시한 제 4 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기를 포함하는 전자장치의 블록 구성을 도시한 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 단말, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 위한 송수신 방법 및 장치에 대해 설명할 것이다.
본 발명은 밀리미터파 대역을 이용하여 수 Gbps 이상의 대용량 데이터를 무선으로 통신하기 위한 기술에 대한 것이다. 밀리미터파 대역에서는 전파의 직진성 때문에 장애물에 의해 통신이 두절되는 현상이 있으므로 Line-of-sight (LOS) 환경을 항상 유지하거나, Non-LOS 환경에서도 원활한 통신을 위해 빔포밍 기능이 필수적으로 요구된다.
이에 따라, 본 발명은 빔포밍 수행 시 하드웨어 복잡도가 낮은 빔포밍 방법 및 장치에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기의 구조를 도시한 제 1 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 RF 빔포밍 송수신기(100)는 하나의 주파수 변환기를 사용하여 RF 주파수 신호를 기저대역 신호(Baseband Signal)로 직접 변환하거나 기저 대역 신호를 RF 주파수로 직접 변환하는 직접 변환(Direct conversion) 구조를 사용한다. 본 발명에서는 직접 변환 기능을 I/Q D-mixer (104-1) 및 I/Q U-mixer (104-2)가 수행한다.
본 발명의 RF 빔포밍 송수신기(100)는 주파수 합성기(Frequency synthesizer)가 포함된 Quadrature Signal Generator (QSG) (105)를 이용하여 송신기와 수신기를 구동한다.
본 발명의 RF 빔포밍 송수신기(100)는 N-way 컴바이너(combiner)(101)와 N-way 디바이더(divider)(102)를 이용하여 다중 체인(Multi-chain) RF 신호들을 병합하거나 나누며, 위상 이동기 (Phase shifter, P/S)(110-1~110-N, 111-1~111-N)가 사용되는 다중 체인 RF 빔포밍 송수신기이다.
본 발명의 RF 빔포밍 송신기(100)는 다음과 같이 동작한다. 모뎀(107)에서 출력된 기저 대역 신호는 QSG(105)의 Quadrature local 신호와 I/Q U-mixer(104-2)에서 업믹싱되어 RF신호로 변환되고, 변환된 RF신호는 N-way 디바이더 (102)를 통해 N개의 RF 신호로 나뉘어진다.
이후, 각각의 RF신호는 위상 이동기(110-1~110-N)를 거쳐 전력 증폭기(Power amplifier, PA)(113-1~113-N) 및 송수신기 선택용 스위치(114-1~114-N)와 안테나를 통해 공기 중으로 방사된다.
 본 발명의 RF 빔포밍 수신기는 다음과 같이 동작한다. 다수의 안테나를 통해 수신된 각각의 RF신호는 송수신기 선택용 스위치(114-1~114-N)와 저 잡음 증폭기 (Low noise amplifier, LNA)(112-1~112-N) 및 위상 이동기(111-1~111-N)를 거쳐 N-way 컴바이너(101)를 통해 하나의 신호로 병합된다. 병합된 신호는 I/Q D-mixer(104-1)에서 QSG(105)의 출력 신호와 다운믹싱되어 기저대역 신호로 변환되어 모뎀(107)으로 입력된다.
여기서, N-way 컴바이너(101) 및 N-way 디바이더(102)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 16-체인을 예를 들면, 8개의 2-way 컴바이너 이후 2개의 4-way 컴바이너 그리고 2-way 컴바이너 로 구성되어 16개의 RF 신호가 1개의 RF 신호로 병합될 수 있고, 4개의 4-way 컴바이너 이후 하나의 4-way 컴바이너로 구성될 수 있다.
또한, 2개의 8-way 컴바이너 이후 2-way 컴바이너 또는 1개의 16-way 컴바이너로 구성하는 등 다양한 형태의 구조가 가능하다. N-way 디바이더 또한 N-way 컴바이너와 마찬가지로 여러 형태의 구조로 구현이 가능하다.
QSG(105)는 LO 주파수(fLO)의 Quadrature 신호를 발생시키는 회로로써, 여러 방법으로 구현이 가능하다. 예를 들어, fLO/M 의 주파수에서 신호를 발생시키는 합성기와 M배의 주파수 체배기(Frequency multiplier) 및 90도 위상 이동기로 구성할 수 있으며, 반대로 (M*fLO)의 주파수에서 신호를 발생시키는 합성기와 M 배의 주파수 디바이더 및 90도 위상 이동기로 구성할 수 있다. 또한, Quadrature Voltage Controlled Oscillator (QVCO)를 포함한 합성기로 QSG를 구현할 수 있는 등 다양한 형태로 구현이 가능하다.   
송수신기 선택용 스위치(114-1~114-N)는 RF 체인 수가 적어 패키지 사이즈에 문제가 없을 경우 사용하지 않을 수 있고, N개의 송신용 안테나와 N개의 수신용 안테나로 분리할 수도 있다. 송수신기 선택용 스위치(114-1~114-N)는 RF 제어기(106)의 제어에 의하여 빔포밍 RF 송수신기(100)를 송신모드 또는 수신모드로 설정한다. 또한, 송수신기 선택용 스위치(114-1~114-N)는 RF 제어기(106)의 제어에 의하여 다수 개의 송신기 및 다수 개의 수신기를 선택할 수 있다.
하나의 위상 이동기로 송신 경로와 수신 경로에 모두 이용할 경우, N-way 컴바이너와 N-way 디바이더는 양방향 신호 전달이 가능한 N-way bi-directional 형태의 통합된 회로로 구성할 수 있다.
RF 제어기(106)는 송수신기 선택용 스위치(114-1~114-N)를 송신모드 또는 수신모드로 설정하기 위한 제어신호를 제공한다. 또한, RF 제어기(106)는 위상 이동기(110-1~110-N, 111-1~111-N)로 제어신호를 전송하여 송수신 신호에 대한 위상의 이동 여부 및 이동 정도를 제어할 수 있다. RF 제어기(106)는 주 제어기(108)로부터 송수신기 선택용 스위치(114-1~114-N) 및 위상 이동기(110-1~110-N, 111-1~111-N)를 제어하기 위한 신호를 제공받을 수 있다.
모뎀(107)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 모뎀(107)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 모뎀(107)은 RF 빔포밍 송수신기(100)로부터 제공되는 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(Orthogonal Frequency Division Muitplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 모뎀(107)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산 및 CP(Cyclic Prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다.
또한, 데이터 수신 시, 모뎀(107)은 RF 빔포밍 송수신기(100)로부터 제공되는 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
모뎀 (107) 및 RF 빔포밍 송수신기(100)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 모뎀 (107) 및 RF 빔포밍 송수신기(100)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기의 구조를 도시한 제 2 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 도 2는 상기 도 1의 구조에서 QSG(105)를 구체화한 것이다. 즉, 상기 도 1의 QSG(105)를 (fLO/M) 주파수에서 Local 신호를 발생하는 합성기(synthesizer)(215), M 배의 주파수 체배기(213), Quadrature 신호를 만들기 위한 QSG (211)로 구체화한 것이다. 즉, 블록 210의 기능이 상기 도 1의 QSG(105)와 동일하다.
상기 도 2에서, N-way 컴바이너(201), N-way 디바이더(202), I/Q D-mixer(204-1), I/Q U-mixer (204-2) 및 다른 소자들의 기능은 도 1과 동일하다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기의 구조를 도시한 제 3 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 도 3은 상기 도 1의 구조에서 QSG(105)를 구체화 시킨 것이다. 즉, 상기 도 1의 QSG(105)를 (fLO*M) 주파수에서 Local 신호를 발생하는 합성기(synthesizer)(315), M 배의 주파수 디바이더(/M)(313), Quadrature 신호를 만들기 위한 QSG(311)로 구체화한 것이다. 즉, 블록 310의 기능이 상기 도 1의 QSG(105)와 동일하다.
상기 도 3에서, N-way 컴바이너(301), N-way 디바이더(302), I/Q D-mixer(304-1), I/Q U-mixer (304-2) 및 다른 소자들의 기능은 도 1과 동일하다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기의 구조를 도시한 제 4 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 도 4는 상기 도 1의 구조에서 QSG(105)를 구체화 시킨 것이다. 즉, 상기 도 1의 QSG(105)를 Quadrature 신호를 발생하는 VCO를 포함한 합성기(410)로 대체한 것이다.
상기 도 4에서, N-way 컴바이너(401), N-way 디바이더(402), I/Q D-mixer(404-1), I/Q U-mixer (404-2) 및 다른 소자들의 기능은 도 1과 동일하다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기의 구조를 도시한 제 5 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, QSG(510)는 fLO 주파수에서 생성한 신호를 4개로 분리하는 4-way 디바이더(514), fLo 주파수에서 90도의 위상 차를 생성하기 위한 High Pass Filter (HPF)(513-1, 513-4) 와 Low Pass Filter (LPF)(513-2, 513-3), 그리고 HPF(513-1, 513-4) 와 LPF(513-2, 513-3)에서 출력된 각각의 단일신호를 입력 받아 차동 신호를 출력하는 증폭기(511-1~511-4)를 포함하여 구성된다.
상기 도 5에서, I/Q D-mixer(504-1), I/Q U-mixer (504-2)의 기능은 도 1과 동일하다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기의 구조를 도시한 제 6 도면이다.
상기 도 6을 참조하면, 송신기와 수신기에서 위상 이동기(622-1~622-N)를 공유하기 위한 구조(620)로써, 송수신기 선택용 스위치(621-1~621-N)가 RF 체인 수만큼 추가된 구조를 나타내고 있다. 송수신기 선택용 스위치(621-1~621-N)는 도 1의 RF 제어기(106)에 의해 도 1의 송수신기 선택 용 스위치(114-1~114-N)와 동일하게 제어될 수 있다.
또한, N-way 디바이더 및 N-way 컴바이너는 양 방향 신호 전달이 가능한 하나의 회로(N-way bi-directional combiner/divider)(623)로 구성된다. 상기 도 6에서 I/Q D-mixer(604-1), I/Q U-mixer(604-2), QSG(610) 및 다른 소자들의 기능은 도 1과 동일하다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기의 구조를 도시한 제 7 도면이다.
상기 도 7을 참조하면, RF 체인의 수가 적을 경우, 송신용 안테나와 수신용 안테나를 각각 사용하는 구조(720)를 나타낸 것이다. 상기 도 7에서 N-way 컴바이너(701), N-way 디바이더(702), I/Q D-mixer(704-1), I/Q U-mixer(704-2), QSG(710) 및 다른 소자들의 기능은 도 1과 동일하다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기의 구조를 도시한 제 8 도면이다.
상기 도 8을 참조하면, RF 체인의 수가 적을 경우, 송신용 안테나와 수신용 안테나를 각각 사용하는 구조(820) 및 위상 이동기(831-1~831-N)를 송신기와 수신기에 공용으로 사용하는 구조를 나타낸 것이다. 여기서, 송수신기 선택 용 스위치(832-1~832-N)가 사용된다. 상기 송수신기 선택 용 스위치(832-1~832-N)는 도 1의 RF 제어기(106)에 의해 제어될 수 있다.
또한, N-way 디바이더 및 N-way 컴바이너는 양 방향 신호 전달이 가능한 하나의 회로(N-way bi-directional combiner/divider)(823)로 구성된다. 상기 도 8에서 I/Q D-mixer(804-1), I/Q U-mixer(804-2), QSG(810) 및 다른 소자들의 기능은 도 1과 동일하다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 N-way 컴바이너 또는 N-way 디바이더를 구성하는 예를 도시한 제 1 도면이다.
상기 도 9를 참조하면, 16-체인의 경우를 도시한 것으로, 8개의 2-way 컴바이너/디바이더 이후 2개의 4-way 컴바이너/디바이더가 위치하고, 마지막에 2-way 컴바이너/디바이더가 위치하는 구조를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 N-way 컴바이너 또는 N-way 디바이더를 구성하는 예를 도시한 제 2 도면이다.
상기 도 10을 참조하면, 16-체인의 경우를 도시한 것으로, 4개의 4-way 컴바이너/디바이더 이후 1개의 4-way 컴바이너/디바이더가 위치하는 구조를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 N-way 컴바이너 또는 N-way 디바이더를 구성하는 예를 도시한 제 3 도면이다.
상기 도 11을 참조하면, 16-체인의 경우를 도시한 것으로, 2개의 8-way 컴바이너/디바이더 이후 1개의 2-way 컴바이너/디바이더가 위치하는 구조를 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 N-way 컴바이너 또는 N-way 디바이더를 구성하는 예를 도시한 제 4 도면이다.
상기 도 12을 참조하면, 16-체인의 경우를 도시한 것으로, 1개의 16-way 컴바이너/디바이더가 위치하는 구조를 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 RF 송수신기의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 13a를 참조하면, 송신 과정을 도시한 도면이다. I/Q U-mixer 는 모뎀으로부터 신호를 수신한다(1305 단계), 이후, 상기 I/Q U-mixer 는 QSG에서 출력된 Quadrature local 신호와 상기 수신한 신호를 업믹싱하여 RF신호로 변환한다 (1315 단계).
이후, N-way 디바이더는 상기 RF 신호를 동일한 위상을 갖는 N개의 RF 신호로 나눈다(1320 단계).
이후, 위상 이동기는 상기 N개의 RF신호를 빔포밍을 위해 위상 이동하고(1325 단계), 안테나를 통해 전송한다(1330 단계). 여기에서, 빔포밍을 위한 위상 이동 및 송수신 모드 전환은 RF 제어기에 의해 수행될 수 있다.
상기 도 13b를 참조하면, 수신 과정을 도시한 도면이다.
본 발명의 빔포밍 RF 수신기는 다수의 안테나로부터 수신된 신호를 수신한다(1355 단계).
이후, 저잡음 증폭기는 상기 수신한 RF 신호를 저잡음 증폭한다(1360 단계).
이후, 위상 이동기는 저잡음 증폭한 RF 신호를 빔포밍을 위해 위상 이동한다(1365 단계).
이후, N-way 컴바이너는 위상 이동한 RF 신호들을 컴바이닝한다(1370 단계).
이후, I/Q D-mixer 는 컴바이닝한 RF 신호를 QSG의 출력 신호와 믹싱하여 기저대역 신호로 변환하여(1375 단계) 모뎀으로 출력한다(1380 단계).
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치의 블록 구성을 도시한 도면이다.
상기 도 14를 참조하면, 상기 전자장치는 메모리(1410), 프로세서 유닛(Processor Unit)(1420), 입출력 제어부(1440), 표시부(1450) 및 입력 장치(1460)를 포함한다. 여기서, 메모리(1410)는 다수 개 존재할 수도 있다. 각 구성요소에 대해 살펴보면 다음과 같다.
메모리(1410)는 전자장치의 동작을 제어하기 위한 프로그램을 저장하는 프로그램 저장부(1411) 및 프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 저장하는 데이터 저장부(1412)를 포함한다.
데이터 저장부(1412)는 애플리케이션 프로그램(1413), 스위치 및 위상 관리 프로그램(1414) 의 동작에 필요한 데이터를 저장할 수 있다.
프로그램 저장부(1411)는 애플리케이션 프로그램(1413), 스위치 및 위상 관리 프로그램(1414)을 포함한다. 여기서, 프로그램 저장부(1411)에 포함되는 프로그램은 명령어들의 집합으로 명령어 세트(instruction set)로 표현할 수도 있다.
애플리케이션 프로그램(1413)은 상기 전자장치에서 동작하는 애플리케이션 프로그램을 포함한다. 즉, 애플리케이션 프로그램(1413)은 프로세서(1422)에 의해 구동되는 애플리케이션의 명령어를 포함한다.
스위치 및 위상 관리 프로그램(1414)은 위상 이동기 및 스위치의 동작을 제어한다.
즉, 스위치 및 위상 관리 프로그램(1414)은 빔포밍을 위해 이동할 위상의 정도를 결정하여 이에 대한 정보를 모뎀의 주 제어기로 전송한다.
또한, 스위치 및 위상 관리 프로그램(1414)은 상기 전자장치가 송신 모드로 동작할지 또는 수신 모드로 동작할 지를 결정하여 이에 대한 정보를 모뎀의 주 제어기로 전송한다.
메모리 인터페이스(1421)는 프로세서(1422) 또는 주변 장치 인터페이스(1423)와 같은 구성요소의 메모리(1410) 접근을 제어한다.
주변 장치 인터페이스(1423)는 기지국의 입출력 주변 장치와 프로세서(1422) 및 메모리 인터페이스(1421)의 연결을 제어한다.
프로세서(1422)는 적어도 하나의 소프트웨어 프로그램을 사용하여 기지국이 해당 서비스를 제공하도록 제어한다. 이때, 프로세서(1422)는 메모리(1410)에 저장되어 있는 적어도 하나의 프로그램을 실행하여 해당 프로그램에 대응하는 서비스를 제공한다.
입출력 제어부(1440)는 표시부(1450) 및 입력 장치(1460) 등의 입출력 장치와 주변 장치 인터페이스(1423) 사이에 인터페이스를 제공한다.
표시부(1450)는 상태 정보, 입력되는 문자, 동화상(moving picture) 및 정화상(still picture) 등을 표시한다. 예를 들어, 표시부(1450)는 프로세서(1422)에 의해 구동되는 응용프로그램 정보를 표시한다.
입력 장치(1460)는 전자 장치의 선택에 의해 발생하는 입력 데이터를 입출력 제어부(1440)를 통해 프로세서 유닛(1420)으로 제공한다. 이때, 입력 장치(1460)는 적어도 하나의 하드웨어 버튼을 포함하는 키패드 및 터치 정보를 감지하는 터치 패드 등을 포함한다. 예를 들어, 입력 장치(1460)는 터치 패드를 통해 감지한 터치, 터치 움직임, 터치 해제 등의 터치 정보를 입출력 제어부(1440)를 통해 프로세서(1422)로 제공한다.
상기 전자장치는 음성 통신 및 데이터 통신을 위한 통신 기능을 수행하는 통신 처리부(1490)를 포함하고, 통신 처리부(1490)은 전술한 도 1의 빔 포밍 송수신기(100) 및 모뎀(107)을 포함한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (30)

  1. 무선 통신 시스템에서 수신 장치에 있어서,
    다수 개의 안테나,
    상기 다수 개의 안테나와 연결되며, 다수 개의 수신 경로(reception paths)를 상기 다수 개의 안테나에 연결하는 다수 개의 스위치,
    상기 다수 개의 수신 경로를 통해 수신되는 다수 개의 RF(radio frequency) 신호들 각각의 위상을 변경(shift)하는 다수 개의 위상 이동기,
    상기 위상이 변경된 다수 개의 RF 신호들을 하나로 병합하는 컴바이너(combiner),
    차동(differential) I/Q(inphase and quadrature) 신호를 생성하는 쿼드러처(quadrature) 신호 생성기, 및
    상기 차동 I/Q 신호를 이용하여 상기 병합된 RF 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 변환된 기저대역 신호를 모뎀으로 출력하는 다운 믹서를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 쿼드러처 신호 생성기는,
    fLO/M 주파수에서 로컬(Local) 신호를 생성하는 합성기(Synthesizer), 여기서 fLO는 로컬 오실레이터(local oscillator, LO) 단에서의 주파수, M은 상기 주파수를 체배하기 위한 자연수를 의미하고,
    상기 합성기에서 생성한 로컬 신호의 fLO/M 주파수를 M배 체배하는 주파수 체배기,
    상기 fLO의 주파수를 가지는 로컬 신호를 4개의 신호로 분할하는 4 경로(4-way) 디바이더,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제1 신호와 제2 신호 간 90도(degrees)의 위상 차이를 생성하는 제1 하이 패스 필터(high pass filter, HPF) 및 제1 로우 패스 필터(low pass filter, LPF),
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 제1 차동 신호로 변환하는 제1 증폭기,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제3 신호 및 제4 신호 간 90도의 위상 차이를 생성하는 제2 HPF 및 제2 LPF, 및
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호를 제2 차동 신호로 변환하는 제2 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 쿼드러처 신호 생성기는,
    (M*fLO) 주파수에서 로컬 신호를 생성하는 합성기, 여기서 fLO는 LO 단에서의 주파수, M은 상기 주파수를 분주하기 위한 자연수를 의미하고,
    상기 합성기에서 생성한 로컬 신호의 (M*fLO) 주파수를 M배 분주하는 주파수 디바이더,
    상기 fLO의 주파수를 가지는 로컬 신호를 4개의 신호로 분할하는 4-way 디바이더,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제1 신호와 제2 신호 간 90도의 위상 차이를 생성하는 제1 HPF 및 제1 LPF,
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 제1 차동 신호로 변환하는 제1 증폭기,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제3 신호 및 제4 신호 간 90도의 위상 차이를 생성하는 제2 HPF 및 제2 LPF, 및
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호를 제2 차동 신호로 변환하는 제2 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 쿼드러처 신호 생성기는,
    fLO 주파수를 가지는 로컬 신호를 생성하는 로컬 오실레이터(local oscillator), 여기서 fLO는 LO 단에서의 주파수를 의미하고,
    상기 fLO 주파수를 가지는 로컬 신호를 4개의 신호로 분할하는 4-way 디바이더,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제1 신호와 제2 신호 간 90도의 위상 차이를 생성하는 제1 HPF 및 제1 LPF,
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 제1 차동 신호로 변환하는 제1 증폭기,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제3 신호 및 제4 신호 간 90도의 위상 차이를 생성하는 제2 HPF 및 제2 LPF, 및
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호를 제2 차동 신호로 변환하는 제2 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 컴바이너는,
    적어도 하나의 N 경로(N-way) 컴바이너를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
    여기서, N 은 2 이상의 자연수이다.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 다수 개의 스위치와 상기 다수 개의 위상 이동기를 연결하는 다수 개의 저 잡음 증폭기들(low noise amplifier, LNAs)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  11. 무선 통신 시스템에서 수신 장치의 동작 방법에 있어서,
    다수 개의 안테나로부터 다수 개의 RF(radio frequency) 신호들을 수신한 것에 대응하여, 다수 개의 스위치가 다수 개의 수신 경로들(reception paths)을 상기 다수 개의 안테나로 연결하는 과정과,
    다수 개의 위상 이동기가 상기 다수 개의 RF 신호들 각각의 위상을 변경(shift)하는 과정과,
    컴바이너가 상기 위상이 변경된 다수 개의 RF 신호들을 하나의 RF 신호로 컴바이닝하는 과정과,
    쿼드러처 신호 생성기가 컴바이닝 된 RF 신호를 기저대역 신호로 변환하기 위하여 이용되는 차동(differential) I/Q(inphase and quadrature) 신호를 생성하는 과정과,
    다운 믹서가 상기 차동 I/Q 신호를 이용하여 상기 컴바이닝 된 RF 신호를 기저대역 신호로 다운 믹싱하고, 상기 다운 믹싱된 기저대역 신호를 모뎀으로 출력하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 11항에 있어서, 상기 차동 I/Q 신호를 생성하는 과정은,
    fLO/M 주파수에서 로컬(Local) 신호를 생성하는 과정과, 여기서 fLO는 로컬 오실레이터(local oscillator, LO) 단에서의 주파수, M은 상기 주파수를 체배하기 위한 자연수를 의미하고,
    상기 생성된 로컬 신호의 fLO/M 주파수를 M배 체배하는 과정과,
    상기 fLO의 주파수를 가지는 로컬 신호를 4개의 신호로 분할하는 과정과,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제1 신호와 제2 신호 간 90도(degrees)의 위상 차이를 생성하는 과정과,
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 제1 차동 신호로 변환하는 과정과,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제3 신호 및 제4 신호 간 90도의 위상 차이를 생성하는 과정과,
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호를 제2 차동 신호로 변환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 11항에 있어서, 상기 차동 I/Q 신호를 생성하는 과정은,
    (M*fLO) 주파수에서 로컬(Local) 신호를 생성하는 과정과, 여기서 fLO는 LO 단에서의 주파수, M은 상기 주파수를 분주하기 위한 자연수를 의미하고,
    상기 생성된 로컬 신호의 (M*fLO) 주파수를 M배 분주하는 과정과,
    상기 fLO의 주파수를 가지는 로컬 신호를 4개의 신호로 분할하는 과정과,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제1 신호와 제2 신호 간 90도(degrees)의 위상 차이를 생성하는 과정과,
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 제1 차동 신호로 변환하는 과정과,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제3 신호 및 제4 신호 간 90도의 위상 차이를 생성하는 과정과,
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호를 제2 차동 신호로 변환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 11항에 있어서, 상기 차동 I/Q 신호를 생성하는 과정은,
    fLO 주파수를 가지는 로컬 신호를 생성하는 과정과, 여기서 fLO는 LO 단에서의 주파수를 의미하고,
    상기 fLO 주파수를 가지는 로컬 신호를 4개의 신호로 분할하는 과정과,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제1 신호와 제2 신호 간 90도의 위상 차이를 생성하는 과정과,
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 제1 차동 신호로 변환하는 과정과,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제3 신호 및 제4 신호 간 90도의 위상 차이를 생성하는 과정과,
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호를 제2 차동 신호로 변환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 11항에 있어서, 상기 컴바이너는,
    적어도 하나의 N 경로(N-way) 컴바이너를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
    여기서, N 은 2 이상의 자연수이다.
  20. 제 11항에 있어서,
    상기 다수의 수신 경로들을 통하여 수신된 상기 다수의 RF 신호들 각각의 위상을 변경하기 이전에, 다수 개의 저 잡음 증폭기들(low noise amplifier, LNAs)이 상기 다수의 RF 신호들을 저-잡음 증폭하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 무선 통신 시스템에서 송신 장치에 있어서,
    기저대역 신호를 RF(radio frequency) 신호로 변환하기 위하여 이용되는 차동(differential) I/Q(inphase and quadrature) 신호를 생성하는 쿼드러처(quadrature) 신호 생성기,
    상기 차동 I/Q 신호를 이용하여 기저대역 신호를 변환 RF 신호로 변환하는 업 믹서,
    상기 RF 신호를 다수 개의 RF 신호들로 분할하는 디바이더,
    상기 다수 개의 RF 신호들 각각의 위상을 변경(shift)하는 다수 개의 위상 이동기, 및
    다수 개의 안테나에 연결되고, 상기 위상이 변경된 다수 개의 RF 신호들을 상기 다수 개의 안테나로 송신하는 다수 개의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 쿼드러처 신호 생성기는,
    fLO/M 주파수에서 로컬(Local) 신호를 생성하는 합성기(synthesizer), 여기서 fLO는 로컬 오실레이터(local oscillator, LO) 단에서의 주파수, M은 상기 주파수를 체배하기 위한 자연수를 의미하고,
    상기 합성기에서 생성된 로컬 신호의 fLO/M 주파수를 M배 체배하는 주파수 체배기,
    상기 fLO의 주파수를 가지는 로컬 신호를 4개의 신호로 분할하는 4 경로(4-way) 디바이더,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제1 신호와 제2 신호 간 90도(degrees)의 위상 차이를 생성하는 제1 하이 패스 필터(high pass filter, HPF) 및 제1 로우 패스 필터(low pass filter, LPF),
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 제1 차동 신호로 변환하는 제1 증폭기,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제3 신호 및 제4 신호 간 90도의 위상 차이를 생성하는 제2 HPF 및 제2 LPF, 및
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호를 제2 차동 신호로 변환하는 제2 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  23. 제 21항에 있어서, 상기 쿼드러처 신호 생성기는,
    (M*fLO) 주파수에서 로컬 신호를 생성하는 합성기, 여기서 fLO는 LO 단에서의 주파수, M은 상기 주파수를 분주하기 위한 자연수를 의미하고,
    상기 합성기에서 생성된 로컬 신호의 (M*fLO) 주파수를 M배 분주하는 주파수 디바이더,
    상기 fLO의 주파수를 가지는 로컬 신호를 4개의 신호로 분할하는 4-way 디바이더,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제1 신호와 제2 신호 간 90도의 위상 차이를 생성하는 제1 HPF 및 제1 LPF,
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 제1 차동 신호로 변환하는 제1 증폭기,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제3 신호 및 제4 신호 간 90도의 위상 차이를 생성하는 제2 HPF 및 제2 LPF, 및
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호를 제2 차동 신호로 변환하는 제2 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  24. 제 21 항에 있어서, 상기 쿼드러처 신호 생성기는,
    fLO 주파수를 가지는 로컬 신호를 생성하는 로컬 오실레이터(local oscillator), 여기서 fLO는 LO 단에서의 주파수를 의미하고,
    상기 fLO 주파수를 가지는 로컬 신호를 4개의 신호로 분할하는 4-way 디바이더,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제1 신호와 제2 신호 간 90도의 위상 차이를 생성하는 제1 HPF 및 제1 LPF,
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 제1 차동 신호로 변환하는 제1 증폭기,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제3 신호 및 제4 신호 간 90도의 위상 차이를 생성하는 제2 HPF 및 제2 LPF, 및
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호를 제2 차동 신호로 변환하는 제2 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  25. 제 21 항에 있어서, 상기 위상이 변경된 다수 개의 RF 신호들을 증폭하는 다수 개의 증폭기(power amplifier, PA)들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  26. 무선 통신 시스템에서 송신 장치의 동작 방법에 있어서,
    쿼드러처(quadrature) 신호 생성기가 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 신호로 변환하기 위하여 이용되는 차동(differential) I/Q(inphase and quadrature) 신호를 생성하는 과정과,
    업 믹서가 상기 차동 I/Q 신호를 이용하여 기저대역 신호를 변환 RF 신호로 변환하는 과정과,
    디바이더가 상기 RF 신호를 다수 개의 RF 신호들로 분할하는 과정과,
    다수 개의 위상 이동기가 상기 다수 개의 RF 신호들 각각의 위상을 변경(shift)하는 과정과,
    다수 개의 안테나들에 연결된 다수 개의 스위치가 상기 위상이 변경된 다수 개의 RF 신호들을 상기 다수 개의 안테나들로 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 차동 I/Q 신호를 생성하는 과정은,
    fLO/M 주파수에서 로컬(Local) 신호를 생성하는 과정과, 여기서 fLO는 로컬 오실레이터(local oscillator, LO) 단에서의 주파수, M은 상기 주파수를 체배하기 위한 자연수를 의미하고,
    상기 생성된 로컬 신호의 fLO/M 주파수를 M배 체배하는 과정과,
    상기 fLO의 주파수를 가지는 로컬 신호를 4개의 신호로 분할하는 과정과,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제1 신호와 제2 신호 간 90도(degrees)의 위상 차이를 생성하는 과정과,
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 제1 차동 신호로 변환하는 과정과,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제3 신호 및 제4 신호 간 90도의 위상 차이를 생성하는 과정과,
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호를 제2 차동 신호로 변환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 26 항에 있어서, 상기 차동 I/Q 신호를 생성하는 과정은,
    (M*fLO) 주파수에서 로컬(Local) 신호를 생성하는 과정과, 여기서 fLO는 LO 단에서의 주파수, M은 상기 주파수를 분주하기 위한 자연수를 의미하고,
    상기 생성된 로컬 신호의 (M*fLO) 주파수를 M배 분주하는 과정과,
    상기 fLO의 주파수를 가지는 로컬 신호를 4개의 신호로 분할하는 과정과,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제1 신호와 제2 신호 간 90도(degrees)의 위상 차이를 생성하는 과정과,
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 제1 차동 신호로 변환하는 과정과,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제3 신호 및 제4 신호 간 90도의 위상 차이를 생성하는 과정과,
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호를 제2 차동 신호로 변환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 26 항에 있어서, 상기 차동 I/Q 신호를 생성하는 과정은,
    fLO 주파수를 가지는 로컬 신호를 생성하는 과정과, 여기서 fLO는 LO 단에서의 주파수를 의미하고,
    상기 fLO 주파수를 가지는 로컬 신호를 4개의 신호로 분할하는 과정과,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제1 신호와 제2 신호 간 90도의 위상 차이를 생성하는 과정과,
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 제1 차동 신호로 변환하는 과정과,
    상기 분할된 4개의 신호 중에서 제3 신호 및 제4 신호 간 90도의 위상 차이를 생성하는 과정과,
    상기 90도의 위상 차이를 가지는 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호를 제2 차동 신호로 변환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 26 항에 있어서,
    다수의 증폭기들(power amplifiers, Pas)이 상기 위상이 변경된 다수의 RF 신호들을 증폭하는 과정을 더 포함하는 방법.



KR1020140001517A 2014-01-06 2014-01-06 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 위한 송수신 방법 및 장치 KR101736876B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140001517A KR101736876B1 (ko) 2014-01-06 2014-01-06 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 위한 송수신 방법 및 장치
US14/590,761 US9294178B2 (en) 2014-01-06 2015-01-06 Method and apparatus for transceiving for beam forming in wireless communication system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140001517A KR101736876B1 (ko) 2014-01-06 2014-01-06 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 위한 송수신 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150081740A KR20150081740A (ko) 2015-07-15
KR101736876B1 true KR101736876B1 (ko) 2017-05-17

Family

ID=53496001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140001517A KR101736876B1 (ko) 2014-01-06 2014-01-06 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 위한 송수신 방법 및 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9294178B2 (ko)
KR (1) KR101736876B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102019082B1 (ko) * 2018-10-08 2019-09-06 (주)엑스엠더블유 밀리미터파 빔포밍을 위한 4채널 위상 정밀 제어 장치
KR20200005212A (ko) * 2018-07-06 2020-01-15 전자부품연구원 저전력 펄스폭변조 송신기

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9531451B2 (en) 2015-03-19 2016-12-27 Infineon Technologies Ag System and method for high-speed analog beamforming
US10277334B2 (en) * 2016-11-03 2019-04-30 Khalifa University of Science and Technology Hybrid OFDM body coupled communication transceiver
US9960883B1 (en) * 2017-04-14 2018-05-01 Texas Instruments Incorporated Transmit/receive beamforming signal generation
US10845477B2 (en) 2017-05-10 2020-11-24 Google Llc Power management using a low-power radar
US10782390B2 (en) * 2017-05-31 2020-09-22 Google Llc Full-duplex operation for radar sensing using wireless communication chipset
US10608335B2 (en) 2017-11-22 2020-03-31 International Business Machines Corporation RF signal switching, phase shifting and polarization control
US10680581B2 (en) 2017-11-22 2020-06-09 International Business Machines Corporation RF signal switching, phase shifting and polarization control
CA3103569C (en) 2018-06-11 2022-12-06 Swiftlink Technologies Inc. Wideband millimeter-wave frontend integrated circuit
US11171682B2 (en) * 2019-01-30 2021-11-09 Swiftlink Technologies Inc. Dual polarization millimeter-wave frontend integrated circuit
EP4087170B1 (en) * 2020-02-19 2024-07-17 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. Antenna switching capability indication method, terminal device and communication device
CN112689961A (zh) * 2020-03-20 2021-04-20 华为技术有限公司 一种接收装置、发射装置及信号处理方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050070333A1 (en) * 2003-09-29 2005-03-31 Sanyo Electric Co., Ltd. Calibration method and radio apparatus
US20080268797A1 (en) * 2007-04-27 2008-10-30 Samsung Electronics Co. Ltd. Apparatus and method for low power amplification in a wireless communication system

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4696017A (en) 1986-02-03 1987-09-22 E-Systems, Inc. Quadrature signal generator having digitally-controlled phase and amplitude correction
US7106388B2 (en) * 1999-12-15 2006-09-12 Broadcom Corporation Digital IF demodulator for video applications
US7280848B2 (en) 2002-09-30 2007-10-09 Andrew Corporation Active array antenna and system for beamforming
US7053847B2 (en) 2004-08-11 2006-05-30 Northrop Grumman Corporation Millimeter wave phased array systems with ring slot radiator element
US7492313B1 (en) * 2006-10-31 2009-02-17 Lockheed Martin Corporation Digital processing radar system
US8229352B2 (en) 2007-07-05 2012-07-24 Sibeam, Inc. Wireless architecture for 60GHZ
KR20110057630A (ko) 2009-11-24 2011-06-01 한국전자통신연구원 직접 변환 방식(Jero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 수신기, 송신기 및 송수신 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050070333A1 (en) * 2003-09-29 2005-03-31 Sanyo Electric Co., Ltd. Calibration method and radio apparatus
US20080268797A1 (en) * 2007-04-27 2008-10-30 Samsung Electronics Co. Ltd. Apparatus and method for low power amplification in a wireless communication system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200005212A (ko) * 2018-07-06 2020-01-15 전자부품연구원 저전력 펄스폭변조 송신기
KR102204356B1 (ko) * 2018-07-06 2021-01-18 한국전자기술연구원 저전력 펄스폭변조 송신기
KR102019082B1 (ko) * 2018-10-08 2019-09-06 (주)엑스엠더블유 밀리미터파 빔포밍을 위한 4채널 위상 정밀 제어 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US9294178B2 (en) 2016-03-22
KR20150081740A (ko) 2015-07-15
US20150195027A1 (en) 2015-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101736876B1 (ko) 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 위한 송수신 방법 및 장치
EP3113283B1 (en) Method and device for extending beam area in wireless communication system
US7697958B2 (en) Wireless repeater
US9444140B2 (en) Multi-element antenna beam forming configurations for millimeter wave systems
US20190377075A1 (en) Communication scanning method and system
US11265055B2 (en) Flexible beamforming using frequency-division multiplexing
EP2584651A1 (en) Method for beamforming and device using the same
CN110582949A (zh) 无线电通信网络中的到达角估计
JP6276068B2 (ja) 無線通信装置及びビームフォーミング制御方法
EP3494614B1 (en) Method and transmitter for transmit beamforming in a wireless communication system
US11770108B2 (en) Mixer having phase shift function and communications device including the same
EP3347996B1 (en) Analog processing system for massive-mimo
JP5251605B2 (ja) 通信装置、および利得制御方法
US20200091605A1 (en) Bi-Directional Active Phase Shifting
EP3997793A1 (en) Flexible beamforming architecture
US8868013B2 (en) Apparatus and method for transmitting/receiving signal
CN102124694A (zh) 用于高吞吐量调制解调器的多信道架构
US9240813B2 (en) Distributed digitally convertible radio (DDCR)
KR20190041896A (ko) 빔포밍 기능을 지원하기 위한 저잡음 증폭기 및 이를 포함하는 수신기
CN115398816A (zh) 用于模拟波束转向的方法和发射机
CN106788567B (zh) 一种数据传输装置、系统及方法
EP4383587A1 (en) Orbital angular momentum (oam)-based communication method and apparatus
KR102200813B1 (ko) 이동 통신 시스템에서 신호 수신 방법 및 장치
JP6415789B2 (ja) 無線通信システム
WO2021046617A1 (en) A wireless communications process and access point for ultra-reliable low latency communication (urllc)

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