KR101784313B1 - Compensation device for frequency deviation in wireless communication equipment - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선 통신 장비의 주파수 편차 보상 장치에 있어서; 안테나를 통해 수신된 수신 신호를 저전력 증폭하는 저전력증폭기와; 저전력 증폭된 수신 신호를 국부 발진 신호와 혼합하여 중간주파수의 신호로 변환하며, 외부로부터 제공되는 제어 신호에 국부 발진 신호의 주파수를 조절하는 주파수 하향 변환기와; 중간주파수의 신호를 디지털 신호로 변환하고, 기저대역 신호로 변환하며, 수신 신호에 대한 주파수 편차를 확인하고, 확인한 주파수 편차에 기반하여 주파수 편차를 보상하기 위한 제어 신호를 생성하여 주파수 하향 변환기로 제공하는 디지털 송수신부를 구비한다. The present invention relates to a frequency deviation compensation apparatus for a wireless communication apparatus, A low power amplifier for low power amplifying a received signal received through an antenna; A frequency down converter for converting the low power amplified received signal into a signal of an intermediate frequency mixed with a local oscillation signal and adjusting a frequency of the local oscillation signal to a control signal provided from the outside; Converts a signal of an intermediate frequency into a digital signal, converts it to a baseband signal, confirms a frequency deviation of the received signal, generates a control signal to compensate for the frequency deviation based on the determined frequency deviation, And a digital transmission / reception unit.
Description
본 발명은 이동통신 시스템의 기지국 등에 적용될 수 있는 무선 통신 장비에서, 무선 통신 장비들간 송수신 신호의 주파수 편차를 보상하기 위한 기술에 관한 것으로서, 특히 밀리미터파 대역의 신호를 처리하는 무선 통신 장비에서 주파수 편차를 보상하는 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
최근 들어 대용량의 데이터 서비스를 요구하는 서비스 가입자를 충족시키기 위하여, 제한된 주파수 대역에서 보다 효율적이고 더 많은 데이터를 전송하기 위하여 LTE의 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 방식 등을 비롯하여 다양한 연구가 이루어지고 있다. 이와 더불어, 기존 매크로셀 단위로 기지국을 구현하는 방식에서 보다 더 나아가, 더욱더 작은 셀(일명 스몰셀; small cell)단위로 다수의 기지국을 구현함으로써, 더욱 소수의 가입자에게 데이터 서비스를 집중적으로 제공하는 방식 및 이를 구현하기 위한 소형 또는 초소형 기지국에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 2. Description of the Related Art [0002] Recently, various studies have been conducted including a Multiple Input Multiple Output (MIMO) scheme and the like in order to more efficiently transmit more data in a limited frequency band to satisfy a service subscriber requiring a large amount of data service. In addition, in addition to a method of implementing a base station in units of existing macrocells, a plurality of base stations are implemented in units of a smaller cell (aka a small cell), thereby providing a data service intensively to a smaller number of subscribers And a small or very small base station for implementing the method.
이때, 광케이블 등을 통해 기지국간을 연결하는 통상적인 방식은, 다수의 소형 기지국을 연결하기 위해 적용할 경우에 막대한 설치비용 증가 및 설치 환경상 제약에 따른 곤란함이 가중된다. 이로 인해, 기지국 또는 소형기지국간 무선 통신 장비를 통해 서로 연결하는 시스템이 필요로 하게 되었고, 현재 스몰셀의 데이터 용량을 무선으로 효과적이게 처리할 수 있도록 하면서, 이동통신 시스템의 사용 주파수 대역의 포화상태를 고려하여, 밀리미터파(millimeter wave)(초고주파 광대역 밀리미터파) 대역을 사용하는 통신 장비가 적용되고 있다. In this case, the conventional method of connecting the base stations through the optical cable or the like increases the installation cost and difficulties due to the installation environment when the base station is connected to a plurality of small base stations. As a result, a system for connecting with each other through a wireless communication device between a base station and a small-sized base station has been required. Currently, the data capacity of a small cell can be effectively processed wirelessly, A communication apparatus using a millimeter wave (a very high frequency broadband millimeter wave) band is being applied.
그런데, 밀리미터파 대역으로 적용되고 있는 60GHz 등은 초고주파 대역으로서, 기존의 이동통신 시스템에서 사용하던 고주파 대역인, 예를 들어 800MHz 대역이나 2GHz 대역 등 여타 다른 무선 통신 기술에서는 비교적 크게 문제시되지 않았던 사항이 중요한 사항으로 떠오르게 되었다. However, 60 GHz and so on, which are applied in the millimeter wave band, are very high frequency bands, and the problems that are relatively uncomfortable in other radio communication technologies such as the 800 MHz band and the 2 GHz band which are the high frequency bands used in the conventional mobile communication system It has become important.
즉, 밀리미터파 대역으로 서로 신호를 송수신하는 두 무선 통신 장비의 국부 발진기 등에서 각각 주파수 정확도(Frequency Accuracy)가 매우 정밀하지 않을 경우에, 두 무선 통신 장비간의 주파수 편차가 발생하고, 이는 특히 수신신호 처리시에 심각한 성능 저하를 야기하며 통신 시스템의 신뢰도를 저하시킨다. That is, when the frequency accuracy is not very precise in each of the local oscillators of two radio communication equipments transmitting and receiving signals in the millimeter wave band, frequency deviation occurs between the two radio communication equipments, Resulting in serious performance degradation and lowering the reliability of the communication system.
따라서, 본 발명의 목적은 두 무선 통신 장비간의 주파수 편차를 줄여서 통신 시스템의 신뢰도를 높일 수 있도록 하기 위한 주파수 편차 보상 장치를 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a frequency deviation compensation apparatus for reducing a frequency deviation between two wireless communication apparatuses, thereby improving the reliability of a communication system.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 본 발명은 무선 통신 장비의 주파수 편차 보상 장치에 있어서; 안테나를 통해 수신된 수신 신호를 저전력 증폭하는 저전력증폭기와; 상기 저전력 증폭된 수신 신호를 국부 발진 신호와 혼합하여 중간주파수의 신호로 변환하며, 외부로부터 제공되는 제어 신호에 상기 국부 발진 신호의 주파수를 조절하는 주파수 하향 변환기와; 상기 중간주파수의 신호를 디지털 신호로 변환하고, 기저대역 신호로 변환하며, 상기 수신 신호에 대한 주파수 편차를 확인하고, 상기 확인한 주파수 편차에 기반하여 상기 주파수 편차를 보상하기 위한 제어 신호를 생성하여 상기 주파수 하향 변환기로 제공하는 디지털 송수신부를 포함함을 특징으로 한다. According to some embodiments of the present invention, there is provided an apparatus for compensating for frequency deviation of a wireless communication apparatus, the apparatus comprising: A low power amplifier for low power amplifying a received signal received through an antenna; A frequency down converter for converting the low power amplified received signal into a signal of an intermediate frequency by mixing with a local oscillation signal and adjusting a frequency of the local oscillation signal to a control signal provided from the outside; A control signal for converting the intermediate frequency signal into a digital signal and converting the intermediate frequency signal to a baseband signal, checking a frequency deviation with respect to the received signal, and compensating the frequency deviation based on the determined frequency deviation, And a digital transceiver for providing the frequency down-converter.
상기 주파수 하향 변환기의 상기 국부발진기는, 상기 제어 신호에 대응되게 조절된 국부 발진 신호를 발생하는 전압 제어 크리스탈 발진기로 구성될 수 있다. The local oscillator of the frequency down converter may be a voltage controlled crystal oscillator that generates a local oscillation signal adjusted to correspond to the control signal.
상기 디지털 송수신부는, 기준 클럭 생성을 위해 기준이 되는 발진 신호를 발생하는 기준 발진기와; 상기 기준 발진기의 발진 신호를 제공받아 기준 클럭을 생성하는 PLL(Phase Locked Loop)과; 상기 PLL에 의해 생성된 기준 클럭에 따라 동작하며, 상기 중간주파수의 신호를 디지털 변환하는 아날로그/디지털 변환기와; 상기 PLL에 의해 생성된 기준 클럭에 따라 동작하며, 상기 아날로그/디지털 변환기로부터 변환된 디지털 신호를 제공받아 기저대역 신호로 변환하며, 상기 기저대역 신호에서 주파수 편차 및 주파수가 편이된 방향을 확인하고, 이에 기반하여 전압값이 조정된 제어신호를 상기 주파수 하향 변환기의 상기 국부발진기로 출력하는 신호처리회로를 포함할 수 있다. The digital transceiver includes a reference oscillator for generating a reference oscillation signal for generating a reference clock; A PLL (Phase Locked Loop) for generating an oscillation signal of the reference oscillator and generating a reference clock; An analog / digital converter operating according to a reference clock generated by the PLL and digitally converting the intermediate frequency signal; And a controller for receiving the digital signal converted from the analog-to-digital converter and converting the digital signal into a baseband signal, checking a direction in which the frequency deviation and the frequency are shifted in the baseband signal, And a signal processing circuit for outputting a control signal whose voltage value is adjusted based on the signal to the local oscillator of the frequency down converter.
상기 신호처리회로는, 상기 아날로그/디지털 변환기로부터 입력되는 디지털 변환된 신호를 상기 PLL로부터 제공되는 기준 클럭을 이용하여 기저대역 신호로 변환하는 기저대역 변환기와; 상기 기저대역 변환기로부터 출력되는 기저대역 신호의 위상값(Phase Value)을 계산하여 출력하는 위상값 계산기와; 상기 위상값 계산기에서 출력되는 위상값을 분석하여 상기 수신 신호의 편차 정도 및 주파수가 편이된 방향을 판단하는 위상 분석기를 포함할 수 있다. Wherein the signal processing circuit comprises: a baseband converter for converting a digitally converted signal input from the analog-to-digital converter into a baseband signal using a reference clock provided from the PLL; A phase value calculator for calculating and outputting a phase value of a baseband signal output from the baseband converter; And a phase analyzer for analyzing a phase value output from the phase value calculator to determine a deviation degree of the received signal and a direction in which the frequency is shifted.
상기 위상 분석기는, 상기 위상값의 변이 상태가 시간에 대해 선형적으로 증가하거나 감소하는 주기를 가진 톱니파에 해당할 특성을 나타낼 경우에, 상기 수신 신호가 기준 주파수 대비하여 오른쪽 또는 왼쪽으로 편차가 발생한 것으로 간주할 수 있다. The phase analyzer may further include a phase comparator for comparing the phase of the received signal with a phase of the phase difference between the reference signal and the reference signal, .
상기 위상 분석기는, 상기 위상값의 변이 상태를 분석하기 위한 미리 설정된 시간 구간에 해당하는 샘플링 윈도우와; 상기 수신 신호의 편차가 정상 범위 내에 있는 것으로 판단하기 위한 기준으로서 미리 설정된 임계값을 고려하여 동작할 수 있다. Wherein the phase analyzer comprises: a sampling window corresponding to a predetermined time interval for analyzing the phase state of the phase value; It is possible to operate in consideration of a preset threshold value as a criterion for determining that the deviation of the received signal is within the normal range.
본 발명의 일부 다른 실시예들에 따르면, 본 발명은 무선 통신 장비의 주파수 편차 보상 장치에 있어서; 안테나를 통해 수신된 수신 신호를 저전력 증폭하는 저전력증폭기와; 상기 저전력 증폭된 수신 신호를 국부 발진 신호와 혼합하여 중간주파수의 신호로 변환하며, 외부로부터 제공되는 제어 신호에 상기 국부 발진 신호의 주파수를 조절하는 주파수 하향 변환기와; 상기 중간주파수의 신호를 디지털 신호로 변환하고, 기저대역 신호로 변환하며, 상기 수신 신호에 대한 주파수 편차를 확인하고, 상기 확인한 주파수 편차에 기반하여 상기 기저대역 신호를 변환하는 디지털 송수신부를 포함함을 특징으로 한다. According to some other embodiments of the present invention, the present invention provides a frequency deviation compensation apparatus for a wireless communication apparatus, A low power amplifier for low power amplifying a received signal received through an antenna; A frequency down converter for converting the low power amplified received signal into a signal of an intermediate frequency by mixing with a local oscillation signal and adjusting a frequency of the local oscillation signal to a control signal provided from the outside; And a digital transceiver for converting the intermediate frequency signal into a digital signal, converting the intermediate frequency signal to a baseband signal, checking a frequency deviation of the received signal, and converting the baseband signal based on the determined frequency deviation .
상기 디지털 송수신부는, 기준 클럭 생성을 위해 기준이 되는 발진 신호를 발생하는 기준 발진기와; 상기 기준 발진기의 발진 신호를 제공받아 기준 클럭을 생성하는 PLL(Phase Locked Loop)과; 상기 PLL에 의해 생성된 기준 클럭에 따라 동작하며, 상기 중간주파수의 신호를 디지털 변환하는 아날로그/디지털 변환기와; 상기 PLL에 의해 생성된 기준 클럭에 따라 동작하며, 상기 아날로그/디지털 변환기로부터 변환된 디지털 신호를 제공받아 기저대역 신호로 변환하며, 상기 기저대역 신호에서 주파수 편차 및 주파수가 편이된 방향을 확인하여 상기 기저대역 신호의 변환 동작을 수행할 수 있다. The digital transceiver includes a reference oscillator for generating a reference oscillation signal for generating a reference clock; A PLL (Phase Locked Loop) for generating an oscillation signal of the reference oscillator and generating a reference clock; An analog / digital converter operating according to a reference clock generated by the PLL and digitally converting the intermediate frequency signal; The PLL operates according to a reference clock generated by the PLL, converts the digital signal converted from the analog-to-digital converter into a baseband signal, confirms a direction in which the frequency deviation and frequency are shifted in the baseband signal, The baseband signal conversion operation can be performed.
상기 신호처리회로는, 상기 아날로그/디지털 변환기로부터 입력되는 디지털 변환된 신호를 상기 PLL로부터 제공되는 기준 클럭을 이용하여 기저대역 신호로 변환하는 기저대역 변환기와; 상기 기저대역 변환기로부터 출력되는 기저대역 신호의 위상값(Phase Value)을 계산하여 출력하는 위상값 계산기와; 상기 위상값 계산기에서 출력되는 위상값을 분석하여 상기 수신 신호의 편차 정도 및 주파수가 편이된 방향을 판단하여 상기 기저대역 변환기로 제어신호를 출력하는 위상 분석기를 포함하며; 상기 기지대역 변환기는 상기 제어신호에 따라 상기 기저대역 신호의 변환 동작을 수행할 수 있다. Wherein the signal processing circuit comprises: a baseband converter for converting a digitally converted signal input from the analog-to-digital converter into a baseband signal using a reference clock provided from the PLL; A phase value calculator for calculating and outputting a phase value of a baseband signal output from the baseband converter; And a phase analyzer for analyzing a phase value output from the phase value calculator to determine a direction in which the deviation and frequency of the received signal are shifted and outputting a control signal to the baseband converter; The base band converter may perform the baseband signal conversion operation according to the control signal.
상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 무선 통신 장비에서 주파수 편차 보상 장치는, 두 무선 통신 장비간의 주파수 편차를 줄여서, 수신신호 처리 성능을 향상시킬 수 있으며, 통신 시스템의 신뢰도를 높일 수 있다. As described above, the frequency deviation compensation apparatus in the wireless communication apparatus according to the embodiments of the present invention can reduce the frequency deviation between the two wireless communication apparatuses, thereby improving the received signal processing performance and improving the reliability of the communication system have.
도 1은 밀리미터파 대역을 처리하는 무선 통신 장비에서 주파수 편차를 줄이기 위해 기본적으로 고려해 볼 수 있는 주파수 편차 저감 구조가 적용된 일 예시 블록 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터파 대역을 처리하는 무선 통신 장비에서 주파수 편차 보상 장치가 적용된 블록 구성도
도 3은 도 2 중 신호처리회로의 주요부 상세 블록 구성도
도 4a 내지 도 4c는 도 3의 신호처리회로의 동작시, 다양한 조건의 주파수 편차에 따른 위상값 발생 상태를 나타낸 그래프들의 예시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터파 대역을 처리하는 무선 통신 장비에서 주파수 편차 보상을 위한 동작 흐름도 FIG. 1 is a block diagram of an example in which a frequency deviation reduction scheme, which is basically considered to reduce a frequency deviation, is applied in a wireless communication apparatus for processing a millimeter wave band
FIG. 2 is a block diagram illustrating a frequency deviation compensation apparatus in a wireless communication apparatus for processing a millimeter wave band according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a detailed block diagram of a main part of the signal processing circuit in FIG. 2
FIGS. 4A to 4C are graphs showing graphs showing the phase value generation state according to the frequency deviation of various conditions in the operation of the signal processing circuit of FIG. 3. FIG.
5 is a flowchart illustrating an operation flow for compensating for frequency deviation in a wireless communication apparatus for processing a millimeter wave band according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be appreciated that those skilled in the art will readily observe that certain changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. To those of ordinary skill in the art.
도 1은 밀리미터파 대역을 처리하는 무선 통신 장비에서 주파수 편차를 줄이기 위해 기본적으로 고려해 볼 수 있는 주파수 편차 저감 구조가 적용된 일 예시 블록 구성도로서, 무선 통신 장비에서 수신 신호 처리를 위한 기본 구조가 도시되고 있다. 도 1을 참조하여 먼저 밀리미터파 대역을 처리하는 무선 통신 장비에서 주파수 편차를 줄이기 위해 일차적으로 고려해 볼 수 있는 구조를 먼저 설명하기로 한다. FIG. 1 is a block diagram of an exemplary application of a frequency deviation reduction scheme, which is basically considered to reduce a frequency deviation in a wireless communication apparatus for processing a millimeter wave band, . Referring first to FIG. 1, a structure that can be considered as a primary consideration for reducing a frequency deviation in a wireless communication apparatus for processing a millimeter wave band will be described first.
도 1에 도시된 무선 통신 장비는, 수신 신호를 처리하기 위하여, 밀리미터파 대역 수신 안테나(ANT)를 통해 수신된 밀리미터파 대역의 수신 신호를 저전력 증폭하는 저전력증폭기(LNA: Low Noise Amplifier)(102)와; 상기 저전력증폭기(102)로부터 출력을 제공받아 밀리미터파 대역의 필터링을 수행하여 불요파를 제거하는 제1필터(104)와; 상기 제1필터(104)의 출력을 제공받아 밀리미터파 대역의 신호를 국부 발진 신호와 혼합하여 중간주파수의 신호로 변환하는 주파수 하향 변환기(110)와; 상기 주파수 하향 변환기(110)의 출력을 제공받아 중간 주파수 대역의 필터링을 수행하여 불요파를 제거하는 제2필터(122)와; 상기 제2필터(122)의 출력을 제공받아 디지털 신호로 변환하고, 기저대역 신호로 변환하는 디지털 송수신부(DTU: Digital Transceiving Unit)(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 1 includes a low noise amplifier (LNA) 102 for low-power amplifying a reception signal of a millimeter wave band received through a millimeter wave band reception antenna ANT to process a reception signal )Wow; A first filter (104) which receives an output from the low power amplifier (102) and performs filtering of the millimeter wave band to remove unnecessary waves; A frequency down
상기 주파수 하향 변환기(110)는, 예를 들어, 오븐(oven) 제어 크리스탈 발진기로 구현되어 국부 발진 신호를 발생하는 국부발진기(114)와; 상기 국부발진기(114)로부터 공급되는 국부 발진 신호와 상기 제1필터(104)로부터 출력되는 밀리미터파의 수신 신호를 혼합하여 중간 주파수 신호로 하향 변환(down converting)하는 주파수 혼합기(112)를 포함하여 구성될 수 있다. The frequency down-
상기 디지털 송수신부(DTU)(130)는, 예를 들어, 전압 제어 크리스탈 발진기로 구현되어, 해당 디지털 송수신부(130)의 기준 클럭 생성을 위해 기준이 되는 발진 신호를 발생하는 기준 발진기(138)와; 상기 기준 발진기(138)의 발진 신호를 제공받아 해당 디지털 송수신부(130)의 동작을 위한 기준 클럭을 생성하는 PLL(Phase Locked Loop)(136)와; 상기 PLL(136)에 의해 생성된 기준 클럭에 따라 동작하며, 상기 제2필터(122)로부터 제공되는 중간주파수의 신호를 디지털 변환하는 아날로그/디지털 변환기(ADC)(132)와; 상기 PLL(136)에 의해 생성된 기준 클럭에 따라 동작하며, 예를 들어, FPGA(Field Programmable Gate Array)로 구현되어, 상기 아날로그/디지털 변환기(132)로부터 변환된 디지털 신호를 제공받아 기저대역 신호로 변환하는 등 디지털 신호 처리 동작을 수행하는 신호처리회로(134)를 포함하여 구성될 수 있다. The DTU 130 includes a
상기 도 1에 도시된 바와 같은 밀리미터파 대역을 처리하는 무선 통신 장비는 예를 들어, 소형셀의 소형 기지국이나 중계기 등에 채용될 수 있으며, 매크로 기지국 또는 다른 소형 기지국으로 전송되는 무선 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기의 설명에서는, 밀리미터파 대역을 처리하는 무선 통신 장비에서 수신 신호 처리를 위한 내부 구성부들을 예로서 설명하였으나, 이외에도 해당 무선 통신 장비에는 송신 신호 처리를 위한 구성부들이 추가될 수 있음을 이해할 것이다. 이때, 송신 및 수신 신호는 상기 도 1에 도시된 안테나(ANT)를 통해 송신 및 수신되며 듀플렉서(미도시) 등의 송수신 신호 분리를 위한 구성부가 상기 안테나(ANT)와 저전력증폭기(102) 사이에 구비되어 송신 신호 및 수신 신호를 분리하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기의 설명에서는, 제1필터(104)가 저전력증폭기(102)의 후단에 구비되는 것으로 설명하였으나 저전력증폭기(102)의 전단에 구비될 수도 있으며, 경우에 따라서는 생략될 수도 있다. 마찬가지로, 상기 제2필터(122)도 생략될 수 있다. The wireless communication equipment for processing the millimeter wave band as shown in FIG. 1 may be employed in, for example, a small base station or a repeater of a small cell, and may be configured to receive a wireless signal transmitted to a macro base station or another small base station . In the above description, the internal components for processing the received signal in the wireless communication equipment for processing the millimeter wave band are described as an example, but in addition, the components for processing the transmission signal may be added to the wireless communication equipment I will understand. At this time, the transmission and reception signals are transmitted and received through the antenna ANT shown in FIG. 1, and a configuration for separating transmission and reception signals such as a duplexer (not shown) is provided between the antenna ANT and the low- So as to separate the transmission signal and the reception signal. In the above description, the
상기 도 1에 도시된 바와 같은, 밀리미터파 대역을 처리하는 무선 통신 장비의 수신 신호 처리를 위한 내부 구성부들을 통상적인 무선 통신 장비의 수신 신호 처리를 위한 구성부들과 대부분 유사할 수 있다. As shown in FIG. 1, internal components for processing a received signal of a wireless communication device for processing a millimeter wave band may be similar to components for processing a received signal of a conventional wireless communication device.
그런데, 밀리미터파 대역을 처리하는 무선 통신 장비에서 주파수 편차를 줄이기 위해 상기 국부발진기(114)는 매우 정밀한 주파수 정확도(Frequency Accuracy)를 가지도록 구현된다. 예를 들어, 1MHz의 기저대역 신호를 약 60GHz의 밀리미터파 대역으로 체배할 경우를 고려하면, 송신측 또는 수신측의 발진 주파수가 약 수 Hz의 오차에 의해서도 체배된 최종 밀리미터파 신호는 예를 들어, KHz 단위로 편차가 발생할 수 있다. 이에 상기 국부발진기(114)는 예를 들어, 항온조(즉, 오븐)에 의해 밀폐된 구조를 가짐으로써, 주변 온도에 의한 특성 영향을 받지 않도록 항온 상태를 유지하며, 매우 안정적이고 주파수 정확도가 높은 오븐(oven) 제어 크리스탈 발진기(OCXO: Oven Controlled Crystal Oscillator)로 구현될 수 있다. However, in order to reduce the frequency deviation in the wireless communication equipment that processes the millimeter wave band, the local oscillator 114 is implemented with a very precise frequency accuracy. For example, considering a case where a baseband signal of 1 MHz is multiplied by a millimeter wave band of about 60 GHz, the final millimeter wave signal in which the oscillation frequency of the transmission side or the reception side is multiplied by an error of about several Hz, , A deviation may occur in units of KHz. For example, the local oscillator 114 has a structure sealed by a constant temperature oven (i.e., an oven), thereby maintaining a constant temperature state so as not to be influenced by characteristics due to the ambient temperature, and an oven controlled crystal oscillator (OCXO).
그런데, 상기 도 1에 도시된 바와 같은 구조는, 기본적으로 송신측 및 수신측에서 개별적으로 각각 주파수 정확도를 최대한 높여서 송신측 및 수신측 상호간의 주파수 편차를 줄이려는 방안에 해당한다. 이러한 방식은 송신측 및 수신측 상호간에 필연적으로 발생하게 되는 주파수 편차에 대해 능동적으로 대처하기에는 한계가 있게 된다. 또한, 상기한 구조는 송신측 및 수신측에서 주파수 정확도를 최대한 높이기 위해, 비교적 고가이며 복잡한 장비인 오븐 제어 크리스탈 발진기 등을 구비하여야 하는 문제를 갖게 된다. However, the structure shown in FIG. 1 basically corresponds to a scheme for reducing the frequency deviation between the transmitting side and the receiving side by maximizing the frequency accuracy individually on the transmitting side and the receiving side, respectively. Such a scheme has a limitation in actively coping with the frequency deviation which is inevitably generated between the transmitting side and the receiving side. In addition, the above-described structure has a problem in that it requires an oven-controlled crystal oscillator, which is relatively expensive and complex equipment, in order to maximize the frequency accuracy at the transmitting side and the receiving side.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터파 대역을 처리하는 무선 통신 장비에서 주파수 편차 보상 장치가 적용된 블록 구성도로서, 무선 통신 장비에서 수신 신호 처리를 위한 기본 구조가 도시되고 있다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장비는, 상기 도 1에 도시된 구조와 마찬가지로, 밀리미터파 대역 수신 안테나(ANT)를 통해 수신된 밀리미터파 대역의 수신 신호를 저전력 증폭하는 저전력증폭기(LNA)(202)와; 상기 저전력증폭기(202)로부터 출력을 제공받아 밀리미터파 대역의 필터링을 수행하여 불요파를 제거하는 제1필터(204)와; 상기 제1필터(204)의 출력을 제공받아 밀리미터파 대역의 신호를 국부 발진 신호와 혼합하여 중간주파수의 신호로 변환하는 주파수 하향 변환기(210)와; 상기 주파수 하향 변환기(210)의 출력을 제공받아 중간 주파수 대역의 필터링을 수행하여 불요파를 제거하는 제2필터(222)와; 상기 제2필터(222)의 출력을 제공받아 디지털 신호로 변환하고, 기저대역 신호로 변환하는 디지털 송수신부(DTU)(20)를 포함하여 구성될 수 있다. FIG. 2 is a block diagram of a frequency shift compensation apparatus applied to a wireless communication apparatus for processing a millimeter wave band according to an embodiment of the present invention, and shows a basic structure for processing a received signal in a wireless communication apparatus. Referring to FIG. 2, a wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention may be configured to transmit a reception signal of a millimeter wave band received through a millimeter waveband receiving antenna ANT to a low power amplification A low power amplifier (LNA) 202; A first filter 204 that receives an output from the
그런데, 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 구조에서는, 상기 주파수 하향 변환기(210)는, 상기 도 1의 구조와는 달리, 전압 제어 크리스탈 발진기로 구현되어, 외부의 제어(즉, 전압 제어)에 의해 조절되는 국부 발진 신호를 발생하는 국부발진기(214)와; 상기 국부발진기(214)로부터 공급되는 국부 발진 신호와 상기 제1필터(204)로부터 출력되는 밀리미터파의 수신 신호를 혼합하여 중간 주파수 신호로 하향 변환하는 주파수 혼합기(212)를 포함하여 구성된다. 2, unlike the structure of FIG. 1, the frequency down-
상기 주파수 하향 변환기(210)의 국부발진기(214)는 디지털 송수신부(DTU)(230)로부터 제공되는 제어 신호(즉, 전압 제어)에 의해 그 국부 발진 신호의 주파수를 조절한다. 디지털 송수신부(230)는 수신 신호에 대한 주파수 편차를 확인하고, 이에 기반하여 해당 편차를 보상하기 위한 제어신호를 상기 주파수 하향 변환기(210)의 국부발진기(214)로 출력한다. The local oscillator 214 of the frequency down-
상기 디지털 송수신부(DTU)(230)의 상세 구성을 살펴보면, 이는 상기 도 1의 구조와 유사하게, 예를 들어, 전압 제어 크리스탈 발진기로 구현되어, 해당 디지털 송수신부(230)의 기준 클럭 생성을 위해 기준이 되는 발진 신호를 발생하는 기준 발진기(238)와; 상기 기준 발진기(238)의 발진 신호를 제공받아 해당 디지털 송수신부(230)의 동작을 위한 기준 클럭을 생성하는 PLL(236)와; 상기 PLL(236)에 의해 생성된 기준 클럭에 따라 동작하며, 상기 제2필터(222)로부터 제공되는 중간주파수의 신호를 디지털 변환하는 아날로그/디지털 변환기(ADC)(232)와; 상기 PLL(236)에 의해 생성된 기준 클럭에 따라 동작하며, 예를 들어, FPGA(Field Programmable Gate Array)로 구현되어, 상기 아날로그/디지털 변환기(232)로부터 변환된 디지털 신호를 제공받아 기저대역 신호로 변환하는 등 디지털 신호 처리 동작을 수행하는 신호처리회로(234)를 포함하여 구성될 수 있다. 1, for example, a voltage controlled crystal oscillator may be used to generate the reference clock of the corresponding digital transceiver 230. In this case, A
상기한 구성에서, 신호처리회로(234)는 본 발명의 일 실시예에 따라, 추가적으로, 수신 신호에 대한 기저대역 신호에서 주파수 편차 및 주파수가 편이된 방향을 확인하고, 이에 기반하여 해당 편차를 보상하기 위해 제어값(즉, 전압값)이 조정된 제어신호를, 상기 주파수 하향 변환기(210)의 상기 전압 제어 크리스탈 발진기로 구현될 수 있는 국부발진기(214)로 출력한다. In the above-described configuration, the
도 3은 도 2 중 신호처리회로(234)의 주요부 상세 블록 구성도로서, 이하 도 3을 참조하여, FPGA로 구현될 수 있는 상기 신호처리회로(234)의 상세 구성 및 동작을 살펴보기로 한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 신호처리회로(234)는, 아날로그/디지털 변환기(232)로부터 입력되는 디지털 변환된 신호(복소수 신호)를 PLL(236)로부터 제공되는 기준 클럭을 이용하여 기저대역(baseband) 신호로 변환하는 기저대역 변환기(302)를 포함한다. 기저대역 변환기(302)는 NCO(Numerically Controlled Oscillator) 등으로 구성되는 복소수 곱셈기(Complex Multiplier)로 구현될 수 있다. 3 is a detailed block diagram of a main part of the
또한, 신호처리회로(234)는, 예를 들어, CORDIC(COordinate Rotation Digital Computer) 알고리즘을 이용하여 아크탄젠트(ARC TAN) 계산 기능을 수행하도록 구성되어, 상기 기저대역 변환기(302)로부터 출력되는 기저대역 신호의 위상값(Phase Value)(예를 들어, 아크탄젠트 값)을 계산하여 출력하는 위상값 계산기(304); 상기 위상값 계산기(304)에서 출력되는 위상값을 제공받아 이를 분석하여 수신 신호의 편차 정도 및 주파수가 편이된 방향을 판단하는 위상 분석기(306)를 포함한다. The
또한, 상기 신호처리회로(234)에는, 상기 위상 분석기(306)에서 출력되는 편차 정도 및 주파수 편이 방향을 기반으로, 해당 편차를 보상하기 위해 적절히 설정되는 전압값을 가진 제어 신호를 국부발진기(214)로 제공하여, 국부발진기(214)의 발진 신호를 조절하는 제어신호 발생기(미도시)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 국부발진기(214)가 전압 제어 크리스탈 발진기로 구현될 경우에 상기 제어 신호의 전압값은 0~5V 내에서 적절히 설정될 수 있으며, 0.5V 단위로 발진 신호를 조절하기 위한 제어 신호를 발생하도록 구성될 수 있다. 이러한 제어신호 발생기는 상기 신호처리회로(234) 내에서 구현될 수도 있으나, 디지털 송수신부(230) 내에서 별도로 구현될 수도 있다. The
상기 신호처리회로(234) 내의 위상 분석기(306)는 위상값 계산기(304)에서 출력되는 위상값의 시간별 변이 상태를 분석함으로써, 수신 신호의 편차 정도 및 주파수가 편이된 방향을 판단하도록 구성된다. 이때, 상기 위상값의 변이 그래프는 수신 신호의 편차 정도 및 주파수가 편이된 방향에 따라 각각 다른 특성을 나타내게 되며, 이러한 특성을 분석함으로써, 편차 정도 및 주파수 편이 방향을 파악할 수 있다. The
도 4a에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 수신 신호가 기준 주파수(즉, 해당 수신측 무선 통신 장비의 기준 주파수)와 대비하여 오른쪽으로 편차가 발생할 경우에는(즉, 송신측 장비와 약속된 기준 주파수보다 수신된 기준 주파수가 좀 더 높을 경우에는), 상기 위상값의 변이 그래프는 시간에 대해 선형적으로 비교적 완만히 증가하는 주기를 가진 톱니파에 해당하는 파형이 나타난다. 이러한 톱니파는 어느 최대값에 도달하면 다시 초기값으로 급격히 되돌아가는 파형을 나타낸다. As shown in FIG. 4A, for example, when a deviation occurs to the right relative to a reference frequency (that is, a reference frequency of the receiving-side wireless communication device) (that is, And the received reference frequency is higher than the frequency), the variation graph of the phase value shows a waveform corresponding to a sawtooth wave having a period in which the waveform linearly increases relatively slowly with respect to time. This sawtooth waveform shows a sudden return back to the initial value when a certain maximum value is reached.
만약 수신 신호가 기준 주파수 대비하여 왼쪽으로 편차가 발생할 경우에는(즉, 송신측 장비와 약속된 기준 주파수보다 수신된 기준 주파수가 좀 더 낮을 경우에는), 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 위상값의 변이 그래프는 시간에 대해 선형적으로 비교적 완만히 감소하는 주기를 가진 톱니파에 해당하는 파형이 나타난다. 이러한 톱니파는 어느 최소값에 도달하면 다시 초기값으로 급격히 되돌아가는 파형을 나타낸다. If the received signal deviates leftward relative to the reference frequency (i.e., when the reference frequency received from the transmitting equipment is lower than the agreed reference frequency), as shown in FIG. 4B, A waveform corresponding to a sawtooth wave having a period in which the waveform linearly decreases relatively slowly with respect to time appears. This sawtooth waveform shows a sudden return back to the initial value when a certain minimum value is reached.
도 4a 및 도 4b에는 위상값의 변이 그래프에서 실제로 해당 파형 특성을 분석하기 위한 구간에 해당하는 샘플링 윈도우(w)가 도시되고 있는데, 이러한 샘플링 윈도우는 미리 적절한 크기로 설정될 수 있다. 위상 분석기(306)는 이러한 샘플링 윈도우(w)의 파형 특성 즉, 위상값들의 변이 정도, 증가 또는 감소 특성을 계속적으로 확인함으로써, 수신 신호의 편차 및 주파수 편이 방향을 지속적으로 판단하게 된다. 이때, 상기 톱니파 파형 중에서 최대값과 최소값 사이의 급격히 변동하는 구간에서는 수신 신호의 편차 판단에 오류가 있을 수 있다. 그러한 오류를 해소하기 위해, 위상 분석기는 상기한 판단 동작을 다수 회 예를 들어, 3회 이상 수행하고, 그 판단 결과가 동일할 경우에 해당 결과에 대해 신뢰성을 갖는 것으로 동작할 수 있다. 4A and 4B show a sampling window w corresponding to a section for actually analyzing the waveform characteristic in the graph of the variation of the phase values, and the sampling window may be set to an appropriate size in advance. The
한편, 상기 위상 분석기(306)는 상기 샘플링 윈도우(w) 내에서 위상값들의 변이 정도가 미리 설정된 임계값(threshold) 내에 있을 경우에는 수신 신호에서 편차가 없는 것으로 간주할 수 있다. 예를 들어, 수신 신호에서 편차가 전혀 없는 이상적인 경우에는, 위상값 변이 특성이 직류(DC) 특성을 가질 것이다. 도 4c에는, 수신 신호의 편차가 없는 것으로 간주될 경우, 즉 미리 설정된 임계값 내에 있는 것으로 판단될 경우의 위상값 변이 특성에 해당하는 파형이 도시되고 있다. 이때, 실제로는 예를 들어, 수신 신호 편차가 100Hz인 경우에 위상값의 변이 특성에 해당하는 파형이 예로써 도시되고 있다. 상기 도 4c에 도시된 바와 같이, 비교적 수신 신호의 편차가 작을 경우에는, 수신 신호의 편차가 정상 범위 내에 있는 것으로 간주할 수도 있다. 즉, 이러한 경우에는, 위상값들의 변이 정도가 상기 임계값 내에 있도록 임계값이 미리 적절히 설정된다. 물론, 더욱 고정밀의 동작이 요구될 경우에는 고성능의 레졸루션을 적용하여 주파수 편차를 보상하는 동작을 수행하도록 구현할 수도 있다. Meanwhile, the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터파 대역을 처리하는 무선 통신 장비에서 주파수 편차 보상을 위한 동작 흐름도로서, 상기 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 디지털 송수신부(230) 및 그 내부의 신호처리회로(234)의 제어 하에 수행될 수 있다. 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 편차 보상 동작인 일명 ‘AFC(Auto Frequency Control)'을 설명하면, 먼저 402단계에서는, 상기 도 3에서 설명한 바와 같은, 편차 유무를 판단하기 위한 임계값 및 위상값의 변이를 확인하기 위한 구간인 샘플링 윈도우가 미리 설정된다. 상기 임계값 및 샘플링 윈도우는 본 발명에 따른 주파수 편차 보상 동작 수행 전에 미리 고정적으로 설정될 수 있어서, 상기 402단계는 실제로 수행되지 않을 수 있다. 5 is a flowchart illustrating an operation for compensating for frequency deviation in a wireless communication apparatus for processing a millimeter wave band according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2 and FIG. 3, the digital transmission / The
이후 404단계에서는 해당 샘플링 윈도우 내의 위상값의 최대치와 최소치의 차이를 구하여 그 결과가 상기 임계값 이하인지 판단한다. 404단계에서 판단 결과, 위상값의 최대치와 최소치 차이가 상기 임계값 이하일 경우에는, 수신 신호의 편차가 정상범위 내에 있는 것으로 간주하여 동작을 종료하며, 위상값의 최대치와 최소치 차이가 임계값을 초과할 경우에는 이후 406단계로 진행한다. In
406단계에서는, 해당 샘플링 윈도우 내의 위상값이 증가하고 있는 상태인지 판단한다. 이러한 406단계의 동작은 위상값의 파형이 상기 도 4a에 도시된 톱니파 형태를 가지는지 판단하는 것이다. 406단계에서 판단 결과, 위상값이 증가하고 있을 경우에는 407단계로 진행하고, 위상값이 증가하는 경우가 아닐 경우(즉, 위상값이 감소하는 경우)에는, 408단계로 진행한다. In
407단계에서는, 상기 위상값의 최대치 및 최소치의 차이에 대응되는 주파수 편차를 확인하고, 상기 도 2에 도시된 바와 같은 전압 제어 크리스탈 발진기(OCXO) 제어 전압을 상기 주파수 편차에 대응되는 레벨로(또는 미리 설정된 레벨만큼) 감소시킨다. 반면 408단계에서는, 전압 제어 크리스탈 발진기(OCXO) 제어 전압을 상기 주파수 편차에 대응되는 레벨로(또는 미리 설정된 레벨만큼) 증가시킨다. 상기 407단계 및 408단계의 동작 수행 이후에는 상기 404단계로 되돌아가서 상기의 과정을 반복 진행하며, 이에 따라, 상기의 과정들은 수신 신호의 편차가 정상 범위 내에 있는 것으로 판단될 때까지 반복 수행됨을 알 수 있다. In
상기 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 편차 보상 동작이 수행될 수 있는데, 한편, 이외에도 본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 설명한 도 5에서 동작 외에도 다소 변형된 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 도 5의 407단계 및 408단계에서 주파수 편차에 대응되게 전압 제어 크리스탈 발진기(OCXO) 제어 전압을 감소 또는 증가시키는 것이 아니라, 도 3에 도시된 바와 같은 기저대역 변환기(302)의 동작을 조정한다. 5, a frequency deviation compensation operation according to an embodiment of the present invention may be performed. In addition, in another embodiment of the present invention, in addition to the operation in FIG. 5 described above, Can be performed. For example, in another embodiment of the present invention, instead of decreasing or increasing the voltage-controlled crystal oscillator (OCXO) control voltage corresponding to the frequency deviation in
즉, 본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 도 5의 407단계 및 408단계 동작을 수행할 경우에, 주파수 편차를 보상하기 위해 기저대역 변환기(302)를 구성하는 NCO(Numerically Controled Oscillator)의 동작을 조정하도록 일명 ‘AFC 신호’를 발생한다. 이러한 ‘AFC 신호’는 상기 주파수 편차에 대응되는 값으로 설정될 수 있으며, 상기 NCO는 수신된 기준 주파수에 따라 주파수 편차를 고려하여(즉, AFC 신호를 가산 또는 감산하여) 동작을 수행함으로써, 결과적으로 주파수 편차를 보상하게 된다. That is, in another embodiment of the present invention, when
상기 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에서는 기본적으로 수신 신호를 분석하여 이에 적응적으로 주파수 편차를 보상하는 방안으로서, 이러한 구조는 주파수 편차가 매우 효과적으로 보상될 수 있다. 또한, 이러한 구조는 국부발진기(214)가 오븐 제어 크리스탈 발진기가 아니라 전압 제어 크리스탈 발진기 등으로 구현될 수 있으므로, 비교적 간단하며 저비용으로 구현 가능할 수 있다. As shown in FIGS. 2 to 5, embodiments of the present invention basically analyze a received signal and adaptively compensate for the frequency deviation. In such a structure, the frequency deviation can be compensated for effectively . In addition, such a structure can be realized with relatively simple and low-cost because the local oscillator 214 can be implemented not as an oven-controlled crystal oscillator but as a voltage-controlled crystal oscillator.
상기와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 무선 통신 장비에서 주파수 편차 보상 장치의 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다. As described above, the configuration and operation of the frequency deviation compensation apparatus in the wireless communication apparatus according to the embodiments of the present invention can be performed. While the present invention has been described with respect to specific embodiments thereof, Can be carried out without departing from the scope. Accordingly, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments, but should be determined by equivalents of the claims and the claims.
Claims (10)
안테나를 통해 수신된 수신 신호를 저전력 증폭하는 저전력증폭기와;
상기 저전력 증폭된 수신 신호를 국부 발진 신호와 혼합하여 중간주파수의 신호로 변환하며, 외부로부터 제공되는 제어 신호에 상기 국부 발진 신호의 주파수를 조절하는 주파수 하향 변환기와;
상기 중간주파수의 신호를 디지털 신호로 변환하고, 기저대역 신호로 변환하며, 상기 수신 신호에 대한 주파수 편차를 확인하고, 상기 확인한 주파수 편차에 기반하여 상기 주파수 편차를 보상하기 위한 제어 신호를 생성하여 상기 주파수 하향 변환기로 제공하는 디지털 송수신부를 포함하며,
상기 주파수 하향 변환기의 국부발진기는,
상기 제어 신호에 대응되게 조절된 국부 발진 신호를 발생하는 전압 제어 크리스탈 발진기로 구성되며,
상기 디지털 송수신부는,
기준 클럭 생성을 위해 기준이 되는 발진 신호를 발생하는 기준 발진기와;
상기 기준 발진기의 발진 신호를 제공받아 기준 클럭을 생성하는 PLL(Phase Locked Loop)과;
상기 PLL에 의해 생성된 기준 클럭에 따라 동작하며, 상기 중간주파수의 신호를 디지털 변환하는 아날로그/디지털 변환기와;
상기 PLL에 의해 생성된 기준 클럭에 따라 동작하며, 상기 아날로그/디지털 변환기로부터 변환된 디지털 신호를 제공받아 기저대역 신호로 변환하며, 상기 기저대역 신호에서 주파수 편차 및 주파수가 편이된 방향을 확인하고, 이에 기반하여 전압값이 조정된 제어신호를 상기 주파수 하향 변환기의 상기 국부발진기로 출력하는 신호처리회로를 포함하며,
상기 신호처리회로는,
상기 아날로그/디지털 변환기로부터 입력되는 디지털 변환된 신호를 상기 PLL로부터 제공되는 기준 클럭을 이용하여 기저대역 신호로 변환하는 기저대역 변환기와;
상기 기저대역 변환기로부터 출력되는 기저대역 신호의 위상값(Phase Value)을 계산하여 출력하는 위상값 계산기와;
상기 위상값 계산기에서 출력되는 위상값을 분석하여 상기 수신 신호의 편차 정도 및 주파수가 편이된 방향을 판단하는 위상 분석기를 포함함을 특징으로 하는 주파수 편차 보상 장치.
1. A frequency deviation compensation apparatus for a wireless communication apparatus,
A low power amplifier for low power amplifying a received signal received through an antenna;
A frequency down converter for converting the low power amplified received signal into a signal of an intermediate frequency by mixing with a local oscillation signal and adjusting a frequency of the local oscillation signal to a control signal provided from the outside;
A control signal for converting the intermediate frequency signal into a digital signal and converting the intermediate frequency signal to a baseband signal, checking a frequency deviation with respect to the received signal, and compensating the frequency deviation based on the determined frequency deviation, And a digital down-converter,
The local oscillator of the frequency down-
And a voltage controlled crystal oscillator for generating a local oscillation signal adjusted in accordance with the control signal,
The digital transmission /
A reference oscillator for generating a reference oscillation signal for generating a reference clock;
A PLL (Phase Locked Loop) for generating an oscillation signal of the reference oscillator and generating a reference clock;
An analog / digital converter operating according to a reference clock generated by the PLL and digitally converting the intermediate frequency signal;
And a controller for receiving the digital signal converted from the analog-to-digital converter and converting the digital signal into a baseband signal, checking a direction in which the frequency deviation and the frequency are shifted in the baseband signal, And a signal processing circuit for outputting a control signal whose voltage value is adjusted based thereon to the local oscillator of the frequency down converter,
Wherein the signal processing circuit comprises:
A baseband converter for converting the digital-converted signal input from the analog-to-digital converter into a baseband signal using a reference clock provided from the PLL;
A phase value calculator for calculating and outputting a phase value of a baseband signal output from the baseband converter;
And a phase analyzer for analyzing a phase value output from the phase value calculator to determine a deviation degree of the received signal and a direction in which the frequency is shifted.
상기 위상값 계산기에서 출력되는 상기 위상값의 시간별 변이 상태를 분석하여, 상기 수신 신호의 편차 정도 및 주파수가 편이된 방향을 판단함을 특징으로 하는 주파수 편차 보상 장치.
The apparatus of claim 1,
Wherein the phase deviation calculator analyzes the time phase of the phase value output from the phase value calculator to determine a deviation degree of the received signal and a direction in which the frequency is shifted.
상기 위상값의 변이 상태가 시간에 대해 선형적으로 증가하거나 감소하는 주기를 가진 톱니파에 해당할 특성을 나타낼 경우에, 상기 수신 신호가 기준 주파수 대비하여 오른쪽 또는 왼쪽으로 편차가 발생한 것으로 간주함을 특징으로 하는 주파수 편차 보상 장치.
6. The apparatus of claim 5,
When the phase state of the received signal has a characteristic corresponding to a sawtooth having a period of linearly increasing or decreasing with respect to time, it is regarded that the received signal is deviated rightward or leftward relative to the reference frequency Of the frequency deviation.
상기 위상값의 변이 상태를 분석하기 위한 미리 설정된 시간 구간에 해당하는 샘플링 윈도우와;
상기 수신 신호의 편차가 정상 범위 내에 있는 것으로 판단하기 위한 기준으로서 미리 설정된 임계값을 고려하여 동작함을 특징으로 하는 주파수 편차 보상 장치.
7. The apparatus of claim 6,
A sampling window corresponding to a preset time interval for analyzing the phase state of the phase value;
And operates in consideration of a preset threshold value as a criterion for determining that the deviation of the received signal is within a normal range.
안테나를 통해 수신된 수신 신호를 저전력 증폭하는 저전력증폭기와;
상기 저전력 증폭된 수신 신호를 국부 발진 신호와 혼합하여 중간주파수의 신호로 변환하며, 외부로부터 제공되는 제어 신호에 상기 국부 발진 신호의 주파수를 조절하는 주파수 하향 변환기와;
상기 중간주파수의 신호를 디지털 신호로 변환하고, 기저대역 신호로 변환하며, 상기 수신 신호에 대한 주파수 편차를 확인하고, 상기 확인한 주파수 편차에 기반하여 상기 기저대역 신호를 변환하는 디지털 송수신부를 포함하며,
상기 디지털 송수신부는,
기준 클럭 생성을 위해 기준이 되는 발진 신호를 발생하는 기준 발진기와;
상기 기준 발진기의 발진 신호를 제공받아 기준 클럭을 생성하는 PLL(Phase Locked Loop)과;
상기 PLL에 의해 생성된 기준 클럭에 따라 동작하며, 상기 중간주파수의 신호를 디지털 변환하는 아날로그/디지털 변환기와;
상기 PLL에 의해 생성된 기준 클럭에 따라 동작하며, 상기 아날로그/디지털 변환기로부터 변환된 디지털 신호를 제공받아 기저대역 신호로 변환하며, 상기 기저대역 신호에서 주파수 편차 및 주파수가 편이된 방향을 확인하여 상기 기저대역 신호의 변환 동작을 수행하는 신호처리회로를 포함하며,
상기 신호처리회로는,
상기 아날로그/디지털 변환기로부터 입력되는 디지털 변환된 신호를 상기 PLL로부터 제공되는 기준 클럭을 이용하여 기저대역 신호로 변환하는 기저대역 변환기와;
상기 기저대역 변환기로부터 출력되는 기저대역 신호의 위상값(Phase Value)을 계산하여 출력하는 위상값 계산기와;
상기 위상값 계산기에서 출력되는 위상값을 분석하여 상기 수신 신호의 편차 정도 및 주파수가 편이된 방향을 판단하여 상기 기저대역 변환기로 제어신호를 출력하는 위상 분석기를 포함하며;
상기 기저대역 변환기는 상기 제어신호에 따라 상기 기저대역 신호의 변환 동작을 수행함을 특징으로 하는 주파수 편차 보상 장치. 1. A frequency deviation compensation apparatus for a wireless communication apparatus,
A low power amplifier for low power amplifying a received signal received through an antenna;
A frequency down converter for converting the low power amplified received signal into a signal of an intermediate frequency by mixing with a local oscillation signal and adjusting a frequency of the local oscillation signal to a control signal provided from the outside;
And a digital transceiver for converting the intermediate frequency signal into a digital signal, converting the intermediate frequency signal to a baseband signal, checking a frequency deviation of the received signal, and converting the baseband signal based on the determined frequency deviation,
The digital transmission /
A reference oscillator for generating a reference oscillation signal for generating a reference clock;
A PLL (Phase Locked Loop) for generating an oscillation signal of the reference oscillator and generating a reference clock;
An analog / digital converter operating according to a reference clock generated by the PLL and digitally converting the intermediate frequency signal;
The PLL operates according to a reference clock generated by the PLL, converts the digital signal converted from the analog-to-digital converter into a baseband signal, confirms a direction in which the frequency deviation and frequency are shifted in the baseband signal, And a signal processing circuit for performing a conversion operation of the baseband signal,
Wherein the signal processing circuit comprises:
A baseband converter for converting the digital-converted signal input from the analog-to-digital converter into a baseband signal using a reference clock provided from the PLL;
A phase value calculator for calculating and outputting a phase value of a baseband signal output from the baseband converter;
And a phase analyzer for analyzing a phase value output from the phase value calculator to determine a direction in which the deviation and frequency of the received signal are shifted and outputting a control signal to the baseband converter;
Wherein the baseband converter performs the operation of converting the baseband signal according to the control signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160052503A KR101784313B1 (en) | 2016-04-28 | 2016-04-28 | Compensation device for frequency deviation in wireless communication equipment |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100395869B1 (en) * | 1997-10-20 | 2003-08-27 | 에릭슨 인크. | Method and apparatus for compliance to multiple frequency plans |
KR101067580B1 (en) * | 2003-07-02 | 2011-09-27 | 소니 주식회사 | Phase error determination method and digital pll device |
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2016
- 2016-04-28 KR KR1020160052503A patent/KR101784313B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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