KR101975789B1

KR101975789B1 - I/q 미스매치 보상을 위한 방법 및 그 장치

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Publication number: KR101975789B1
Application number: KR1020140000614A
Authority: KR
Inventors: 김동한; 최성태; 김재화; 노이주; 이상훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-01-03
Filing date: 2014-01-03
Publication date: 2019-05-09
Also published as: EP2892193A1; US20150195050A1; KR20150081050A; US9231715B2; EP2892193B1

Abstract

본 발명은 WLAN, WPAN, 이동통신 시스템의 RF 송수신부 I/Q 미스매치 캘리브레이션 과 관련된 구조 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기에서 I/Q 미스매치 보상 방법은, 송신부와 수신부 사이에 제1 루프백 경로를 형성하는 과정; 상기 송신부에서 트레이닝 시퀀스를 상기 제1 루프백 경로를 통해 상기 수신부에게 전달하는 과정; 상기 수신부에서 상기 제1 루프백 경로를 통해 수신한 트레이닝 시퀀스를 코릴레이션하여, 제1 코릴레이션 결과 값을 획득하는 과정; 상기 송신부와 상기 수신부 사이에 제2 루프백 경로를 형성하는 과정; 상기 송신부에서 상기 트레이닝 시퀀스를 상기 제2 루프백 경로를 통해 상기 수신부에게 전달하는 과정; 상기 수신부에서 상기 제2 루프백 경로를 통해 수신한 트레이닝 시퀀스를 코릴레이션하여, 제2 코릴레이션 결과 값을 획득하는 과정; 및 상기 제1 코릴레이션 결과 값 및 상기 제2 코릴레이션 결과 값을 이용하여 송신부 및 수신부의 I/Q 미스매치 값을 추정하는 과정;을 포함할 수 있다.

Description

I/Q 미스매치 보상을 위한 방법 및 그 장치{THE METHOD AND TRANSCEIVER OF I/Q MISMATCH COMPENSATION}

본 발명은 무선 근거리 통신 망(Wireless LAN: Wireless Local Area Network), 무선 개인 통신 망(Wireless PAN: Wireless Personal Area Network)과, 3G, 4G 이동통신 시스템의 RF(Radio Frequency) 송수신부 I/Q(In-Phase/Quadrature) 미스매치(Mismatch) 캘리브레이션(Calibration)과 관련된 구조 및 방법에 관한 것이다.

최근의 무선통신 시스템은 전송하고자 하는 신호를 기저 대역(Baseband)에서 통과 대역(Passband)으로 천이시키는 상향 변환(Up Conversion)과 통과 대역(Passband)에서 기저 대역(Baseband)으로 천이시키는 하향 변환(Down Conversion)을 위해 서로 직교하는 In-Phase(I)와 Quadrature(Q)를 동시에 이용하는 직교 변조(Quadrature Modulation)를 사용한다. 직교 변조(Quadrature Modulation)는 하나의 캐리어(Carrier)를 사용하여 두 배의 신호를 전송할 수 있다는 장점이 있지만 국부 발진기(LO: Local Oscillator)의 In-Phase와 Quadrature 사이에 미스매치(Mismatch)가 발생한 경우 I/Q신호에 상호 간섭이 발생해 통신시스템 성능을 저하시킬 수 있다.

I/Q Mismatch는 이득 미스매치(Gain Mismatch)와 위상 미스매치(Phase Mismatch)로 분리할 수 있다. Gain Mismatch는 LO의 I성분과 Q성분의 크기가 차이가 나는 경우를 말한다. 그리고, Phase Mismatch는 LO I/Q간의 위상(Phase) 차이가 90˚가 아니어서 I/Q간 직교하지 않는 경우를 말한다.

송수신부의 직교 변조(Quadrature Modulator)에서 I/Q Mismatch가 발생할 경우 에러 벡터 크기(EVM: Error Vector Magnitude) 열화가 발생하며, 패킷 에러율(PER: Packet Error Rate)이 증가하여 전체적인 통신시스템 성능이 저하될 수 있다. 특히 최근의 WLAN(Wireless Local Area Network), WPAN(Wireless Personal Area Network), 3G, 4G 등의 이동통신 등의 무선통신 시스템은 데이터 전송량을 높이기 위해 16QAM, 64QAM, 256QAM등의 높은 차수의 변조(Modulation)를 사용하는데, 높은 차수의 변조방식일수록 송수신부 I/Q Mismatch에 더욱 민감하므로 원활한 통신성능을 보장하기 위해서는 송수신부 I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration)이 반드시 필요하다.

본 발명은 I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration)을 위해서 간단하게 구현이 가능한 루프백 경로(Loopback Path)를 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명에서 제안한 루프백 경로(Loopback Path)를 이용하여 I/Q Mismatch를 추정하는데 적합한 트레이닝 시퀀스(Training Sequence)를 제시하는 것을 목적으로 한다.

또한 루프백 경로(Loopback Path)와 트레이닝 시퀀스를 사용하여 적은 계산량으로 I/Q 미스매치(I/Q Mismatch)를 추정할 수 있는 알고리즘과 디지털 수신기(Digital Receiver) 구조 또는 송수신기(Transceiver) 구조를 제안하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기에서 I/Q 미스매치 보상 방법은, 송신부와 수신부 사이에 제1 루프백 경로를 형성하는 과정; 상기 송신부에서 트레이닝 시퀀스를 상기 제1 루프백 경로를 통해 상기 수신부에게 전달하는 과정; 상기 수신부에서 상기 제1 루프백 경로를 통해 수신한 트레이닝 시퀀스를 코릴레이션하여, 제1 코릴레이션 결과 값을 획득하는 과정; 상기 송신부와 상기 수신부 사이에 제2 루프백 경로를 형성하는 과정; 상기 송신부에서 상기 트레이닝 시퀀스를 상기 제2 루프백 경로를 통해 상기 수신부에게 전달하는 과정; 상기 수신부에서 상기 제2 루프백 경로를 통해 수신한 트레이닝 시퀀스를 코릴레이션하여, 제2 코릴레이션 결과 값을 획득하는 과정; 및 상기 제1 코릴레이션 결과 값 및 상기 제2 코릴레이션 결과 값을 이용하여 송신부 및 수신부의 I/Q 미스매치 값을 추정하는 과정;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 트레이닝 시퀀스는 바이너리 시퀀스일 수 있다.

또한, 상기 제1 루프백 경로를 형성하는 과정은, 상기 송신부의 제1 모듈 출력단과 상기 수신부의 제1 모듈 출력단 사이에 연결된 제1 스위치를 켜고(ON), 상기 송신부의 제2 출력단과 상기 수신부의 제2 모듈 출력단 사이에 연결된 제2 스위치를 꺼서(OFF), 상기 제1 루프백 경로를 형성하는 과정;을 포함하고, 상기 제2 루프백 경로를 형성하는 과정은, 상기 제1 스위치를 끄고(OFF), 상기 제2 스위치를 켜서(ON), 상기 제2 루프백 경로를 형성하는 과정;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 I/Q 미스매치 값을 추정하는 과정은, 상기 제1 코릴레이션 결과 값 및 상기 제2 코릴레이션 결과 값을 상관기(Correlator)에게 전달하는 과정; 상기 제1 코릴레이션 결과 값 및 상기 제2 코릴레이션 결과 값을 이용하여 송신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch) 값, 송신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch) 값, 수신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch) 값 및 송신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch) 값을 추정하는 과정; 및 상기 송신부에게 송신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch) 값 및 송신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch) 값을 전달하고, 상기 수신부에게 수신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch) 값 및 송신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch) 값을 전달하는 과정;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 바이너리 시퀀스는, 골레이 시퀀스(Golay Sequence), CAZAC 시퀀스(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation Sequence) 또는 왈쉬-하마다드(Walsh-Hadamard) 중 적어도 하나일 수 있다.

또한, 상기 제1 코릴레이션 결과 값을 획득하는 과정 또는 상기 제2 코릴레이션 결과 값을 획득하는 과정은, 상기 트레이닝 시퀀스에 대응하는 상관기(Correlator)에서 상기 제1 코렐레이션 결과 값 또는 상기 제2 코릴레이션 결과 값을 획득하는 과정;을 포함할 수 있다.

또한, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 I/Q 미스매치를 보상하는 송수신기는, 트레이닝 시퀀스를 생성하는 송신부; 상기 트레이닝 시퀀스를 수신하여 I/Q 미스매치 값을 추정하는 수신부; 및 상기 송신부와 상기 수신부 사이에 제1 루프백 경로를 형성하고, 상기 송신부에서 트레이닝 시퀀스를 상기 제1 루프백 경로를 통해 상기 수신부에게 전달하고, 상기 수신부에서 상기 제1 루프백 경로를 통해 수신한 트레이닝 시퀀스를 코릴레이션하여, 제1 코릴레이션 결과 값을 획득하고, 상기 송신부와 상기 수신부 사이에 제2 루프백 경로를 형성하고, 상기 송신부에서 상기 트레이닝 시퀀스를 상기 제2 루프백 경로를 통해 상기 수신부에게 전달하고, 상기 수신부에서 상기 제2 루프백 경로를 통해 수신한 트레이닝 시퀀스를 코릴레이션하여, 제2 코릴레이션 결과 값을 획득하고, 상기 제1 코릴레이션 결과 값 및 상기 제2 코릴레이션 결과 값을 이용하여 송신부 및 수신부의 I/Q 미스매치 값을 추정하도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, RF(Radio Frequency) 부 내에 별도의 장치 없이 쉽게 루프백 경로(Loopback Path)를 구현할 수 있다.

또한, I/Q 미스매치(Mismatch) 추정 알고리즘의 계산량이 적어 하드웨어 게이트 사이즈(Gate Size) 또는 소프트웨어로 구현되는 코드 사이즈(Code Size)가 작아진다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기(Transceiver) 포함하는 칩(Chip)의 폼 팩터(Form Factor)를 감소시킬 수 있다.

또한 알고리즘에서 사용되는 계산량이 적고 두 번의 트레이닝 시퀀스(Training Sequence) 송수신으로 I/Q 미스매치(Mismatch)의 추정이 가능하기 때문에, I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration)을 빨리 완료할 수 있다.

또한, 일반적으로 I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration)은 통신 시스템의 초기화 시에 완료되어야 하므로 빠른 캘리브레이션 시간(Calibration Time)으로 인해 부트-업 시간(Boot-Up Time)을 단축시킬 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration)을 위한 송수신기(Transceiver) 구조의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration)을 위한 송수신기(Transceiver) 구조의 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration)을 위한 송수신기(Transceiver) 구조의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 골레이 상관기(Golay Correlator)의 구조의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 I/Q 미스매치 보상기의 구조의 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration)을 위한 송수신기(Transceiver) 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, IEE802.11ad 기반의 통신 접속 기술을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

도 1은 I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration)을 위한 송수신기(Transceiver) 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 1을 참고하면, 송수신기(Transceiver)는 송신부의 I/Q(In-Phase/Quadrature) 미스매치(Mismatch)와 송신부의 국부 발진기(LO: Local Oscillator)의 누설(Leakage)을 제거하기 위해서, RF(Radio Frequency) 부의 송신부의 업 컨버터(Up Converter)(123, 125)와 수신부의 아날로그-디지털 컨버터(ADC: Analog To Digital Converter)(135, 137) 사이에 엔벨로프 검출기(Envelope Detector)(150)를 포함할 수 있다. 이 경우, 송신부는 톤(Tone)을 생성하여 디지털-아날로그 컨버터(DAC: Digital To Analog Convertor)(115, 117)를 통해 RF부로 전송할 수 있다. 그리고 이 신호는 상기 엔벨로프 검출기(150)를 거쳐서 ADC(135, 137)에서 수신되고, 송수신기(Transceiver)는 수신된 Tone을 사용하여 송신부 I/Q 미스매치(I/Q Mismatch)를 추정할 수 있다.

그러나, 이 경우에는 I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration)을 위하여 RF부 내에 별도의 엔벨로프 검출기(Envelope Detector)(150)를 더 포함하여야 하는 문제점이 있다. 또한, 이 경우 수신부의 I/Q 미스매치(I/Q Mismatch)는 엔벨로프 검출기(Envelope Detector)(150)를 이용하여 추정을 할 수 없다는 단점이 있을 수 있다. 때문에, 수신부의 I/Q 미스매치(I/Q Mismatch)를 추정하기 위해서는 별도의 구조나 알고리즘이 더 필요하다.

도 2는 I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration)을 위한 송수신기(Transceiver) 구조의 다른 일 예를 도시한 도면이다.

도 2를 참고하면, 송수신기(Transceiver)는 송신부의 I/Q 미스매치(I/Q Mismatch)를 제거하기 위해서, RF(Radio Frequency)부의 송신부의 업 컨버터(Up Converter)(223, 225)와 수신부의 다운 컨버터(Down Converter)(243, 245) 사이에 위상 시프터(Phase Shifter)(250)를 포함할 수 있다. 이때, 위상 시프터(250)가 0도 및 90도에서 루프백 경로(Loopback Path)를 통해 수신부에서 수신된 트레이닝 시퀀스(Training Sequence)를 사용하여 송신부와 수신부의 I/Q 미스매치(I/Q Mismatch)를 동시에 추정(Estimation)할 수 있다.

그러나, 이 경우에도 상기 도 1에서 설명한 송수신기와 마찬가지로 I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration)을 위하여 RF부 내에 별도의 위상 시프터(Phase Shifter)(250)를 더 포함하여야 하는 문제점이 있다. 또한, 이 경우 I/Q 미스매치(I/Q Mismatch) 추정(Estimation)을 위해서 세 번 이상의 다른 트레이닝 시퀀스가 필요하다. 또한, 이를 이용한 I/Q 미스매치(I/Q Mismatch) 추정에 필요한 계산량도 많다는 단점이 존재한다.

이에, 본 발명의 일 실시예에서는, I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration)을 위해서 간단하게 구현이 가능한 루프백 경로(Loopback Path)를 제안하고, 상기 루프백 경로(Loopback Path)를 이용하여 I/Q Mismatch를 추정하는데 적합한 트레이닝 시퀀스(Training Sequence)를 제시하도록 한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 루프백 경로(Loopback Path)와 트레이닝 시퀀스를 사용하여 적은 계산량으로 I/Q 미스매치(I/Q Mismatch)를 추정할 수 있는 알고리즘 및 송수신기의 구조에 대하여 살펴보도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration)을 위한 송수신기(Transceiver) 구조의 일 예를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 골레이 상관기(Golay Correlator)의 구조의 일 예를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 I/Q 미스매치 보상기의 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기(300)의 송신부는 송신부 기저대역(Baseband)부(311), 송신부 I/Q 미스매치 보상기(I/Q Mismatch Compensator)(313), 디지털-아날로그 컨버터(DAC: Digital To Analog Convertor)(315, 317), 증폭기/필터(Amplifier/Filter)(319, 321), 업 컨버터(Up Converter)(323, 325), 가변 이득 증폭기(VGA: Variable Gain Amplifier)(327), 전력 증폭기(PA: Power Amplifier)(329) 및 송신 안테나(329-1)를 포함할 수 있다.

송신부 기저대역부(311)는 전송해야 할 신호를 기저대역 변조(Baseband Modulation)을 수행한다. 이때, 송신부 기저대역부(311)는 I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration)에 필요한 트레이닝 시퀀스(Training Sequence)를 생성할 수 있다. 실시예에 따라, 송신부 기저대역부(311)는 트레이닝 시퀀스를 생성하는 트레이닝 시퀀스 생성기(Training Sequence Generator)를 별도의 구성 요소로 포함할 수 있다.

송신부 I/Q 미스매치 보상기(I/Q Mismatch Compensator)(313)는 송신부의 I/Q 미스매치 추정 값으로 송신 신호에서 I/Q 미스매치 영향을 제거하는 기능을 수행할 수 있다.

디지털-아날로그 컨버터(DAC: Digital To Analog Convertor)(315, 317)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 기능을 수행하고, 증폭기/필터(Amplifier/Filter)(319, 321)는 아날로그 송신 신호를 증폭시키고 필터링한다. 그리고, 업 컨버터(Up Converter)(323, 325)는 기저대역(Baseband) 신호를 패스밴드(Passband) 신호로 변환한다.

가변 이득 증폭기(VGA: Variable Gain Amplifier)(327)는 송신부의 출력 전력을 조정하고, 전력 증폭기(PA: Power Amplifier)(329)는 송신 신호를 송신 안테나로 전송하기 위해서, 높은 전력으로 송신 신호를 증폭시킨다.

실시예에 따라, 상기 트레이닝 시퀀스 생성기는 코릴레이션(Correlation) 특성이 좋은 바이너리 시퀀스(Binary Sequence)를 생성할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 바이너리 시퀀스는 IEEE 802.11ad 표준에 따른 골레이 시퀀스(Golay Sequence), LTE에서 사용하는 CAZAC 시퀀스(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation Sequence) 또는 왈쉬-하마다드(Walsh-Hadamard) 등이 사용될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 구현하는 시스템이 따르는 통신표준에 따라 적합한 시퀀스를 사용할 수 있다. 이 경우, 실시예에 따라, 트레이닝 시퀀스 생성기는 롬(ROM)에 시퀀스(Sequence)를 저장하고 필요한 시점에 ROM을 읽어 출력함으로써 구현할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기(300)의 수신부는 수신 안테나(349-1), 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier)(349), 가변 이득 증폭기(VGA: Variable Gain Amplifier)(347), 다운 컨버터(Down Converter)(343, 345), 증폭기/필터(Amplifier/Filter)(339, 341), 아날로그-디지털 컨버터(ADC: Analog To Digital Converter)(335, 337), 수신부 I/Q 미스매치 보상기(I/Q Mismatch Compensator)(333) 및 수신부 기저대역(Baseband)부(331)를 포함할 수 있다. 그리고, 수신부는 상관기(Correlator)(350), I/Q 미스매치 추정기(I/Q Mismatch Estimator)(360)를 더 포함할 수 있다.

저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier)(349)는 수신 신호의 잡음을 감소시키는 기능을 수행한다. 그리고, 가변 이득 증폭기(VGA: Variable Gain Amplifier)(347)는 수신 신호를 적절한 전력으로 증폭시켜준다.

다운 컨버터(Down Converter)(343, 345)는 패스밴드 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 증폭기/필터(Amplifier/Filter)(339, 341)는 수신 신호를 증폭시키고 필터링한다. 그리고, 아날로그-디지털 컨버터(ADC: Analog To Digital Converter)(335, 337)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행한다.

수신부 I/Q 미스매치 보상기(I/Q Mismatch Compensator)(333)는 수신부의 I/Q 미스매치 추정 값으로 수신 신호에서 I/Q 미스매치 영향을 보상하는 기능을 수행할 수 있다.

상관기(Correlator)(350)는 트레이닝 시퀀스를 코릴레이션(correlation)하고, I/Q 미스매치 추정기(I/Q Mismatch Estimator)(360)는 Correlation 값을 이용하여 송신부 및 수신부의 I/Q 미스매치를 계산한다. 상기 수신부에 포함된 상관기(Correlator)(350)는 송신부에서 보낸 트레이닝 시퀀스와 매칭(Matching)되는 상관기(Correlator)로, 수신 신호와 상관기(Correlator)가 완전히 매칭되었을 때 제일 큰 크기의 결과값을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 트레이닝 시퀀스로 바이너리 시퀀스를 사용하는 경우에 상관기(Correlator)는 곱셈이 필요 없이 덧셈만으로 구현이 가능하다. 이 경우, 계산량이 적다는 장점이 있을 수 있으며, 특히 Golay Sequence를 사용할 경우 도면 4와 같은 구조의 골레이 상관기(Golay Correlator)(450)를 사용하여 계산량을 더욱 줄일 수 있다. 상기 골레이 상관기(450)의 구체적인 구성과 동작에 관한 설명은 생략하기로 한다.

도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신부의 I/Q 미스매치 보상기(I/Q Mismatch Compensator)(313) 및 수신부의 I/Q 미스매치 보상기(I/Q Mismatch Compensator)(333)는 상기 I/Q 미스매치 추정기(I/Q Mismatch Estimator)(360)로부터 각각 송신부의 I/Q 미스매치 추정 값과 수신부의 I/Q 미스매치 추정 값을 수신할 수 있다. 그리고, 송신부의 I/Q 미스매치 보상기(313)는 송신 신호의 I/Q 미스매치 영향을 제거할 수 있다. 또한, 수신부의 I/Q 미스매치 보상기(333)은 수신 신호의 I/Q 미스매치 영향을 제거할 수 있다. 이에 대한 구체적인 동작은 후술하도록 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기(Transceiver)(300)는 I/Q 미스매치 추정을 위해서 RF부 내에 송신부와 수신부를 연결하는 두 개 이상의 루프백 경로(Loopback Path)가 필요하다. 루프백 경로(Loopback Path)는 RF부를 구성하는 여러 모듈 중에서 송신부의 모듈 출력과 수신부의 모듈 입력을 연결하여 구성할 수 있다. 이때, 각각 서로 다른 송신부의 모듈 출력과 수신부의 모듈 입력을 연결함으로써, 두 개의 루프백 경로(Loopback Path)를 구성할 수 있다. 예를 들면, 도 3을 참고하면, 첫 번째 루프백 경로(Loopback Path)는 송신부의 업 컨버터(323, 325)의 출력단과 수신부의 다운 컨버터(339, 341)의 입력단을 연결한 경로일 수 있다. 그리고 두 번째 루프백 경로(Loopback Path)는 송신부의 VGA(327)의 출력단과 수신부의 VGA(347) 입력단을 연결한 경로일 수 있다. 이때, 각각의 루프백 경로(Loopback Path)는 스위치(370, 375)를 포함할 수 있다. 즉, 첫 번째 루프백 경로(Loopback Path)는 제1 스위치(370)을 포함하고, 두 번째 루프백 경로(Loopback Path)는 제2 스위치(375)를 포함할 수 있다. 이렇게 함으로써, 제1 스위치(370)와 제2 스위치(375) 각각을 켜고 끔(ON/OFF)에 따라 루프백 경로(Loopback Path)의 연결 상태를 조절할 수 있다. 예를 들면 제1 스위치(370)를 켜고 제2 스위치(375)는 끔으로써, 첫 번째 루프백 경로(Loopback Path)를 통해 트레이닝 시퀀스를 수신할 수 있고, 제1 스위치(370)를 끄고 제2 스위치(375)를 켜서 첫 번째 루프백 경로(Loopback Path)를 통해 트레이닝 시퀀스를 수신할 수도 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기(600)의 I/Q 미스매치 추정을 위해서 RF부 내에 송신부와 수신부를 연결하는 두 개 이상의 루프백 경로(Loopback Path)를 구성하는 다른 예에 대해서 도 6을 참고하여 살펴보도록 한다.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration)을 위한 송수신기(Transceiver) 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기(600)의 송신부는 송신부 기저대역(Baseband)부(611), 송신부 I/Q 미스매치 보상기(I/Q Mismatch Compensator)(613), 디지털-아날로그 컨버터(DAC: Digital To Analog Convertor)(615, 617), 증폭기/필터(Amplifier/Filter)(619, 621), 업 컨버터(Up Converter)(623, 625), 가변 이득 증폭기(VGA: Variable Gain Amplifier)(627), 전력 증폭기(PA: Power Amplifier)(629) 및 송신 안테나(629-1)를 포함할 수 있다. 상기 송신부의 구성 요소들의 구체적인 동작은 상기 도 3과 관련된 부분에서 설명한 송신부의 구성 요소들의 동작과 크게 다르지 않으므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기(600)의 수신부는 수신 안테나(649-1), 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier)(649), 가변 이득 증폭기(VGA: Variable Gain Amplifier)(647), 다운 컨버터(Down Converter)(643, 645), 증폭기/필터(Amplifier/Filter)(639, 641), 아날로그-디지털 컨버터(ADC: Analog To Digital Converter)(635, 637), 수신부 I/Q 미스매치 보상기(I/Q Mismatch Compensator)(633) 및 수신부 기저대역(Baseband)부(631)를 포함할 수 있다. 그리고, 수신부는 상관기(Correlator)(650), I/Q 미스매치 추정기(I/Q Mismatch Estimator)(660)를 더 포함할 수 있다. 상기 수신부의 구성 요소들의 구체적인 동작은 상기 도 3과 관련된 부분에서 설명한 수신부의 구성 요소들의 동작과 크게 다르지 않으므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기(Transceiver)(300)는 I/Q 미스매치 추정을 위해서 RF부 내에 송신부와 수신부를 연결하는 두 개 이상의 루프백 경로(Loopback Path)를 포함한다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 RF부 내의 서로 다른 송신부 모듈의 출력을 다중화기(Mux)(670)에 입력하고, Mux(670)의 출력은 수신부에 연결되도록 할 수 있다. 이때, Mux(670)에서 하나의 입력을 선택적으로 변경함으로써 두 개의 루프백 경로(Loopback Path)를 구현할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기의 구성에 대해서 살펴보았다. 그러나, 송수신기의 구성은 상술한 예에 한정되는 것은 아니며 다른 구조로 이루어질 수도 있다. 예를 들면, 상관기(Correlator)가 수신부에 포함되는 것을 예를 들어 설명하였으나, 상관기가 송신부에 포함되어 있는 구조도 가능할 것이다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기의 동작에 대해서 살펴보도록 한다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 송수신부의 I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration) 동작에 대해서 살펴본다. 이하, 설명의 편의를 위해 도 3에 도시된 송수신기(300)를 예를 들어 설명하도록 한다.

먼저, RF부 내의 두 개의 루프백 경로(Loopback Path)들 중 첫 번째 루프백 경로(Loopback Path)의 스위치(370)만 켜고(ON), 나머지 스위치(375)는 꺼서(OFF) 송신부와 수신부 사이가 첫 번째 루프백 경로(Loopback Path)로만 연결되도록 할 수 있다.

이후, 송신부의 기저대역부(311)는 I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration)에 필요한 트레이닝 시퀀스(Training Sequence)를 생성할 수 있다. 실시예에 따라, 송신부의 기저대역부(311)에 포함된 트레이닝 시퀀스 생성기가 트레이닝 시퀀스를 생성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 실시예에 따라 상기 생성되는 트레이닝 시퀀스는 바이너리 시퀀스일 수 있다.

그리고, 상기 생성된 트레이닝 시퀀스는 DAC(315, 317)에게 전달된다. 이후 트레이닝 시퀀스는 DAC(315, 317), 첫 번째 루프백 경로, ADC(335, 337)를 통해 수신부로 전달된다. 수신부는 ADC(335, 337)에서 수신된 트레이닝 시퀀스를 상관기(Correlator)(350)에서 코릴레이션(Correlation)하여 결과값을 I/Q 미스매치 추정기(I/Q Mismatch Estimator)(360)에게 전달한다.

첫 번째 코릴레이션(Correlation)이 완료되면 RF부 내의 첫 번째 루프백 경로를 닫고(OFF), 두 번째 루프백 경로를 열어(ON) 송신부와 수신부는 두 번째 루프백 경로로 연결되도록 할 수 있다. 즉, 제1 스위치는 끄고(OFF), 제2 스위치는 켜서(ON) 송신부와 수신부 사이가 두 번째 루프백 경로로만 연결되도록 할 수 있다.

이후, 송신부의 기저대역부(311)는 첫 번째 루프백 경로로 보낸 트레이닝 시퀀스와 동일한 트레이닝 시퀀스를 생성할 수 있다. 한편, 실시예에 따라 송신부의 기저대역부(311)에 포함된 트레이닝 시퀀스 생성기가 상기 첫 번째 루프백 경로롤 보낸 트레이닝 시퀀스와 동일한 트레이닝 시퀀스를 생성할 수 있다.

그리고, 상기 생성된 트레이닝 시퀀스는 DAC(315, 317), 두 번째 루프백 경로, ADC(335, 337)를 통해 수신부로 전달된다. ADC(335, 337)에서 수신된 트레이닝 시퀀스를 상관기(350)에 전달되고, 상관기(350)에서 코릴레이션하여 결과값을 I/Q 미스매치 추정기(360)에게 전달할 수 있다.

그 후, I/Q 미스매치 추정기(360)는 두 개의 루프백 경로를 통해 수신된 트레이닝 시퀀스의 코릴레이션 값을 사용하여 송신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch), 송신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch), 수신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch) 및 송신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch)를 추정할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.

추정된 송신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch) 값과 송신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch) 값은 송신부의 I/Q 미스매치 보상기(313)에게 전달될 수 있다. 그 후, 송신부의 I/Q 미스매치 보상기(313)는 수신한 송신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch) 값과 송신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch) 값을 이용하여 송신부의 I/Q 미스매치 영향을 제거할 수 있다.

마찬가지로, 추정된 수신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch) 값과 송신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch) 값은 수신부의 I/Q 미스매치 보상기(333)에게 전달될 수 있다. 그 후, 수신부의 I/Q 미스매치 보상기(333)는 수신한 수신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch) 값과 수신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch) 값을 이용하여 수신부의 I/Q 미스매치 영향을 제거할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기에서 I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration) 동작은, 상기 도 6에 도시된 바와 같은 Mux(670)를 사용하여 구성될 수도 있다. 즉, Mux(670)의 입력을 선택적으로 변경하면서 두 개 이상의 루프백 경로를 형성하고, 각각의 루프백 경로에서 동일한 트레이닝 시퀀스를 전송함으로써 상기 두 개의 스위치(370, 375)를 이용한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기의 동작에 대해서 살펴보았다.

이하, I/Q 미스매치 추정 동작에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기(300, 600)에서 송신부와 수신부를 첫 번째 루프백 경로로 연결하고, 송신부 트레이닝 시퀀스 생성기(311, 611)에서 트레이닝 시퀀스를 전송할 수 있다. 이때, 첫 번째 루프백 경로를 통해 수신단에서 수신하는 수신 신호 r₁은 다음 [수학식 1]과 같을 수 있다.

여기서 x는 송신된 트레이닝 시퀀스를 나타내며,

는 각각 송신단의 이득 미스매치(Gain Mismatch), 송신단의 위상 미스매치(Phase Mismatch), 수신단의 이득 미스매치(Gain Mismatch), 수신단의 위상 미스매치(Phase Mismatch)를 나타낸다. 또한,

은 RF부 내에서 첫 번째 루프백 경로에 의해 발생하는 트레이닝 시퀀스의 위상지연을 나타낸다.

상기에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따라 송신부와 수신부를 두 번째 루프백 경로를 통해 연결하고, 송신부 트레이닝 시퀀스 생성기(311, 611)에서 트레이닝 시퀀스를 전송할 수 있다. 이때, 두 번째 루프백 경로를 통해 수신단에 수신된 수신신호 r₂는 다음 [수학식 2]로 표현될 수 있다.

여기서

는 RF부 내에서 두 번째 루프백 경로에 의해 발생하는 트레이닝 시퀀스의 위상지연을 나타낸다. 또한, x는 송신된 트레이닝 시퀀스를 나타내며,

는 각각 송신단의 이득 미스매치(Gain Mismatch), 송신단의 위상 미스매치(Phase Mismatch), 수신단의 이득 미스매치(Gain Mismatch), 수신단의 위상 미스매치(Phase Mismatch)를 나타낸다.

한편, 상기 [수학식 1] 및 [수학식 2]에 따르면, 송신부와 수신부에 I/Q 미스매치가 존재할 경우, 원래의 신호 x에 복소 켤레(Complex conjugate)된 신호 x^*가 자가 간섭(Self interference)으로 작용하며, 수신 신호의 에러 벡터 크기(EVM: Error Vector Magnitude)를 열화시킨다.

이때, [수학식 1]과 [수학식 2]를 사용하여 I/Q 미스매치 값을 추정하기 위해서는,

값뿐만 아니라

,

도 찾아야 한다. I/Q 미스매치를 추정하기 위해 사용하는 트레이닝 시퀀스는 Golay Sequence, CAZAC sequence, Walsh-Hadamard Sequence 등과 같은 의사 랜덤 노이즈 시퀀스(Pseudo Random Noise Sequence)로 시퀀스 길이(Sequence length) N에 대해 다음 [수학식 3] 및 [수학식 4]를 만족한다.

상기 [수학식 4]는 코릴레이션(Correlation)을 수학적으로 나타낸 것으로 사용된 트레이닝 시퀀스에 맞는 상관기(Correlator)로 구현 가능하다. 예를 들어, Golay Sequence를 트레이닝 시퀀스로 사용한 경우에는, Golay Correlator를 사용함으로써 적은 계산량으로 상관기를 구현할 수 있다. 마찬가지로, CAZAC Sequence나 Walsh-Hadamard 코드의 경우도 유사하게 쉽게 구현 가능하다.

상기 [수학식 3] 및 [수학식 4]의 특성을 이용하여 아래 [수학식 5] 내지 [수학식 8]에 따라

,

를 계산할 수 있다.

또한,

를 [수학식 1] 내지 [수학식 4]를 이용하여 다음 [수학식 9] 내지 [수학식 12]와 같이 나타낼 수 있다.

이를 매트릭스(Matrix) 형태로 표현하면 아래 [수학식 13]과 같다.

따라서,

은 [수학식 5] 내지 [수학식 8]에서 구한

,

를 사용하여 아래 [수학식 14]와 같이 계산을 하여 추정할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 I/Q 미스매치 추정은 수신된 트레이닝 시퀀스에 대해 수신단에서 미리 알고 있는 트레이닝 시퀀스 신호로 코릴레이션(Correlation)하여

,

를 얻어낸다. 그리고, 트레이닝 시퀀스의 복소 켤레(Complex Conjugate) 신호로 코릴레이션(Correlation)한 값들과 상기 얻은

,

를 사용하여 간단한 매트릭스(Matrix) 연산을 통해 I/Q 미스매치를 계산할 수 있다.

이때, 첫 번째 루프백 경로와 두 번째 루프백 경로를 통해 수신부에 수신되는 트레이닝 시퀀스는 RF부 내에서 통과하는 모듈 수가 다르고 각 블럭의 이득(Gain)이 다르기 때문에, 수신된 트레이닝 시퀀스의 크기는 서로 다르다. 하지만 본 발명에서 제안하는 I/Q 미스매치 추정 알고리즘은 수신 신호의 크기에 영향을 받지 않고 I/Q 미스매치를 추정할 수 있다.

한편, 트레이닝 시퀀스가 IEEE 802.11ad에서 사용하는 Golay Sequence일 경우 Golay Correlator를 사용하여 코릴레이션을 수행할 수 있다. 트레이닝 시퀀스가 CAZAC Sequence나 Walsh-Hadamard Sequence인 경우에도 각 시퀀스와 매칭(Matching)되는 상관기(Correlator) 구조를 설계할 수 있다.

이때, 상기의 트레이닝 시퀀스는 모두 바이너리 타입(Binary Type)이므로 코릴레이션 시 곱셈이 필요 없이 덧셈만으로 구현이 가능하다는 장점을 얻을 수 있다. 하기 [표 1]은 위상 시프터(Phase Shifter)를 사용한 상기 도 2와 관련된 송수신기와 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기에서, 트레이닝 시퀀스의 길이 N에 따른 계산량 차이를 나타낸 것이다.

	곱셈량	덧셈량
Phase Shifter를 이용한 송수신기	N*6	(N+1)*6
본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기	-	512*8

상기 [표 1]에 나타난 바와 같이, 트레이닝 시퀀스의 길이 N에 대해, Phase Shifter를 이용한 송수신기에서는 더욱 복잡한 하드웨어가 요구되는 곱셈 연산이 증가한다. 반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기에서는 곱셈 연산 없이, 그 구현이 간단한 덧셈만 필요하다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상관기(Correlator)는 기저대역(Baseband)에서 동기화, 채널 추정 목적으로 구현된 상관기를 공유하여 사용할 수도 있다. 또는 실시예에 따라 상기 상관기는 별도의 하드웨어나 소프트웨어로 구현될 수도 있다. 코릴레이션 출력 값을 사용하여

를 계산하는 기능은, 구현의 유연성(flexibility)를 위해 소프트웨어로 구현하는 경우 효율적일 수 있다. 그러나, 추정 속도 등을 고려하여 하드웨어로 구현할 수도 있음은 물론이다.

이렇게 추정된

는 송신부의 I/Q 미스매치 보상기(313, 613)와 수신부의 I/Q 미스매치 보상기(333, 633)에게 전달되어, 송신부와 수신부 각각의 이득 미스매치(Gain Mismatch)와 위상 미스매치(Phase Mismatch)를 보상할 수 있다. 이때, 상기 I/Q 미스매치 보상기(313, 613, 333, 633)는 도면 5와 같은 형태로 구현될 수 있음은 상술하였다. 본 발명의 일 실시예에서 사용하는 I/Q 미스매치 보상기(313, 613, 333, 633)는 시스템 속도를 고려할 때 하드웨어로 구현될 수 있다.

한편, 도시되지 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신기(300, 600)는 송수신기의 전반적인 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다. 이때, 제어부는 상술한 실시예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 송수신부를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부는 상기 기저대역부에서 트레이닝 시퀀스를 생성하도록 하고, 첫 번째 루프백 경로 또는 두 번째 루프백 경로를 형성하도록 스위치 또는 다중화기를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상관기에서 수신한 트레이닝 시퀀스를 이용하여 코릴레이션을 수행하고, I/Q 미스매치 추정기에서 Correlation 값을 이용하여 송신부 및 수신부의 I/Q 미스매치를 계산하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 I/Q 미스매치 캘리브레이션(I/Q Mismatch Calibration) 방법은 먼저, RF부 내에 송신부와 수신부를 연결하는 루프백 경로(Loopback Path)를 쉽게 구현할 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 기술에서는 엔벨로프 검출기(Envelope Detector)나 위상 시프터(Phase Shifter)가 포함된 루프백 경로의 구현이 필요하다. 그러나 본 발명의 일 실시예에서는 송수신기가 스위치 또는 다중화기(Mux)를 포함해, 2개의 루프백 경로를 간단하게 형성할 수 있다. 때문에, RF부의 구현이나 검증이 단순해지며 RF부 사이즈를 줄일 수 있다.

또한 기저대역(Baseband)에 있어서는 비교적 계산량이 적은 상관기(Correlator)와 매트릭스(Matrix)의 연산으로 송신부, 수신부의 I/Q 미스매치를 동시에 추정할 수 있다. 때문에, I/Q 미스매치 캘리브레이션에 요구되는 계산량이 적은 장점이 있다.

또한 본 발명에서 요구되는 상관기(Correlation)는 기저대역(Baseband) 동기화 및 채널 추정에서 사용하는 상관기(Correlation)를 이용할 수 있으므로 소프트웨어의 부담이 적어지고 따라서 소프트웨어 코드(Software Code)를 저장하는 플래시 메모리(Flash Memory)의 크기를 줄일 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

311: 송신부 기저대역부 313: 송신부 I/Q 미스매치 보상기
315, 317: 디지털-아날로그 컨버터 319, 321: 증폭기/필터
323, 325: 업 컨버터 327: VGA
329: PA 349: LNA
347: VGA 343, 345: 다운 컨버터
339, 341: 증폭기/필터 335, 337: 아날로그-디지털 컨버터
333: 수신부 I/Q 미스매치 보상기 331: 수신부 기저대역부
350: 상관기 360: I/Q 미스매치 추정기
370, 375: 스위치

Claims

송수신기에서 I/Q 미스매치 보상 방법에 있어서,
송신부와 수신부 사이에 제1 루프백 경로를 형성하는 과정;
상기 송신부에서 트레이닝 시퀀스를 상기 제1 루프백 경로를 통해 상기 수신부에게 전달하는 과정;
상기 수신부에서 상기 제1 루프백 경로를 통해 수신한 트레이닝 시퀀스를 코릴레이션하여, 제1 코릴레이션 결과 값을 획득하는 과정;
상기 송신부와 상기 수신부 사이에 제2 루프백 경로를 형성하는 과정;
상기 송신부에서 상기 트레이닝 시퀀스를 상기 제2 루프백 경로를 통해 상기 수신부에게 전달하는 과정;
상기 수신부에서 상기 제2 루프백 경로를 통해 수신한 트레이닝 시퀀스를 코릴레이션하여, 제2 코릴레이션 결과 값을 획득하는 과정; 및
상기 제1 코릴레이션 결과 값 및 상기 제2 코릴레이션 결과 값을 이용하여 상기 송신부 및 상기 수신부의 I/Q 미스매치 값을 추정하는 과정; 을 포함하고,
상기 제1 루프백 경로를 형성하는 과정은,
상기 송신부의 제1 모듈 출력단과 상기 수신부의 제1 모듈 입력단 사이에 연결된 제1 스위치를 켜고(ON), 상기 송신부의 제2 모듈 출력단과 상기 수신부의 제2 모듈 입력단 사이에 연결된 제2 스위치를 꺼서(OFF), 상기 제1 루프백 경로를 형성하는 과정; 을 포함하고,
상기 제2 루프백 경로를 형성하는 과정은,
상기 제1 스위치를 끄고(OFF) 상기 제2 스위치를 켜서(ON), 상기 제2 루프백 경로를 형성하는 과정; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 I/Q 미스매치 보상 방법.
제1 항에 있어서, 상기 트레이닝 시퀀스는 바이너리 시퀀스인 것을 특징으로 하는 I/Q 미스매치 보상 방법.
삭제
제1 항에 있어서, 상기 제1 루프백 경로를 형성하는 과정은,
상기 송신부의 적어도 두 개의 출력단과 상기 수신부의 적어도 한 개의 입력단 사이에 연결된 다중화기(Mux)를 제어하여 상기 제1 루프백 경로를 형성하는 과정;
을 포함하고,
상기 제2 루프백 경로를 형성하는 과정은,
상기 다중화기를 제어하여 상기 제2 루프백 경로를 형성하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 I/Q 미스매치 보상 방법.
제1 항에 있어서, 상기 I/Q 미스매치 값을 추정하는 과정은,
상기 제1 코릴레이션 결과 값 및 상기 제2 코릴레이션 결과 값을 상관기(Correlator)에게 전달하는 과정;
상기 제1 코릴레이션 결과 값 및 상기 제2 코릴레이션 결과 값을 이용하여 상기 송신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch) 값, 상기 송신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch) 값, 상기 수신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch) 값 및 상기 수신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch) 값을 추정하는 과정; 및
상기 송신부에게 상기 송신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch) 값 및 상기 송신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch) 값을 전달하고, 상기 수신부에게 상기 수신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch) 값 및 상기 수신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch) 값을 전달하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 I/Q 미스매치 보상 방법.
제2 항에 있어서, 상기 바이너리 시퀀스는,
골레이 시퀀스(Golay Sequence), CAZAC 시퀀스(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation Sequence) 또는 왈쉬-하마다드(Walsh-Hadamard) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 I/Q 미스매치 보상 방법.
제6 항에 있어서, 상기 제1 코릴레이션 결과 값을 획득하는 과정 또는 상기 제2 코릴레이션 결과 값을 획득하는 과정은,
상기 트레이닝 시퀀스에 대응하는 상관기(Correlator)에서 상기 제1 코릴레이션 결과 값 또는 상기 제2 코릴레이션 결과 값을 획득하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 I/Q 미스매치 보상 방법.
제1 항에 있어서, 상기 I/Q 미스매치 값을 추정하는 과정은,
하기 수학식에 따라 상기 송신부 및 상기 수신부의 I/Q 미스매치 값을 추정하는 과정을 포함하고,

이때,
는 각각 송신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch), 송신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch), 수신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch), 수신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch) 값을 나타내고,
은 RF부 내에서 상기 제1 루프백 경로에 의해 발생하는 트레이닝 시퀀스의 위상지연,
는 RF부 내에서 상기 제2 루프백 경로에 의해 발생하는 트레이닝 시퀀스의 위상지연을 나타내는 것을 특징으로 하는 I/Q 미스매치 보상 방법.
제8 항에 있어서,
상기 A 및 B은 상기 제1 루프백 경로를 통해 수신한 트레이닝 시퀀스 및 상기 송신부에서 생성된 트레이닝 시퀀스를 이용하여 계산되고, 상기 C 및 D는 상기 제2 루프백 경로를 통해 수신한 트레이닝 시퀀스 및 상기 송신부에서 생성된 트레이닝 시퀀스를 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 I/Q 미스매치 보상 방법.
I/Q 미스매치를 보상하는 송수신기에 있어서,
트레이닝 시퀀스를 생성하는 송신부;
상기 트레이닝 시퀀스를 수신하여 I/Q 미스매치 값을 추정하는 수신부;
상기 송신부와 상기 수신부 사이에 제1 루프백 경로를 형성하고, 상기 송신부에서 트레이닝 시퀀스를 상기 제1 루프백 경로를 통해 상기 수신부에게 전달하고, 상기 수신부에서 상기 제1 루프백 경로를 통해 수신한 트레이닝 시퀀스를 코릴레이션하여, 제1 코릴레이션 결과 값을 획득하고, 상기 송신부와 상기 수신부 사이에 제2 루프백 경로를 형성하고, 상기 송신부에서 상기 트레이닝 시퀀스를 상기 제2 루프백 경로를 통해 상기 수신부에게 전달하고, 상기 수신부에서 상기 제2 루프백 경로를 통해 수신한 트레이닝 시퀀스를 코릴레이션하여, 제2 코릴레이션 결과 값을 획득하고, 상기 제1 코릴레이션 결과 값 및 상기 제2 코릴레이션 결과 값을 이용하여 상기 송신부 및 상기 수신부의 I/Q 미스매치 값을 추정하도록 제어하는 제어부;
상기 송신부의 제1 모듈 출력단과 상기 수신부의 제1 모듈 입력단 사이에 연결된 제1 스위치; 및
상기 송신부의 제2 모듈 출력단과 상기 수신부의 제2 모듈 입력단 사이에 연결된 제2 스위치; 를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제1 스위치를 켜고(ON) 상기 제2 스위치를 꺼서(OFF) 상기 제1 루프백 경로를 형성하고, 상기 제1 스위치를 끄고(OFF) 상기 제2 스위치를 켜서(ON) 상기 제2 루프백 경로를 형성하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 송수신기.
제10 항에 있어서, 상기 트레이닝 시퀀스는 바이너리 시퀀스인 것을 특징으로 하는 송수신기.
삭제
제10 항에 있어서,
상기 송신부의 적어도 두 개의 출력단과 상기 수신부의 적어도 한 개의 입력단 사이에 연결된 다중화기(Mux);
를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 다중화기(Mux)를 제어하여 상기 제1 루프백 경로를 형성하고, 상기 다중화기를 제어하여 상기 제2 루프백 경로를 형성하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 송수신기.
제10 항에 있어서,
상기 제1 코릴레이션 결과 값 및 상기 제2 코릴레이션 결과 값을 수신하는 상관기(Correlator);
를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 제1 코릴레이션 결과 값 및 상기 제2 코릴레이션 결과 값을 이용하여 상기 송신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch) 값, 상기 송신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch) 값, 상기 수신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch) 값 및 상기 수신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch) 값을 추정하고, 상기 송신부에게 상기 송신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch) 값 및 상기 송신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch) 값을 전달하고, 상기 수신부에게 상기 수신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch) 값 및 상기 수신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch) 값을 전달하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 송수신기.
제11 항에 있어서, 상기 바이너리 시퀀스는,
골레이 시퀀스(Golay Sequence), CAZAC 시퀀스(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation Sequence) 또는 왈쉬-하마다드(Walsh-Hadamard) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 송수신기.
제15 항에 있어서,
상기 트레이닝 시퀀스에 대응하고, 상기 제1 코릴레이션 결과 값 또는 상기 제2 코릴레이션 결과 값을 획득하는 상관기(Correlator);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송수신기.
제10 항에 있어서, 상기 제어부는,
하기 수학식에 따라 상기 송신부 및 상기 수신부의 I/Q 미스매치 값을 추정하도록 제어하고,

이때,
는 각각 송신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch), 송신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch), 수신부의 이득 미스매치(Gain Mismatch), 수신부의 위상 미스매치(Phase Mismatch) 값을 나타내고,
은 RF부 내에서 제1 루프백 경로에 의해 발생하는 트레이닝 시퀀스의 위상지연,
는 RF부 내에서 제2 루프백 경로에 의해 발생하는 트레이닝 시퀀스의 위상지연을 나타내는 것을 특징으로 하는 송수신기.
제17 항에 있어서,
상기 A 및 B은 상기 제1 루프백 경로를 통해 수신한 트레이닝 시퀀스 및 상기 송신부에서 생성된 트레이닝 시퀀스를 이용하여 계산되고, 상기 C 및 D는 상기 제2 루프백 경로를 통해 수신한 트레이닝 시퀀스 및 상기 송신부에서 생성된 트레이닝 시퀀스를 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 송수신기.