KR19990020245A

KR19990020245A - Apparatus and method for removing local frequency in wireless communication system

Info

Publication number: KR19990020245A
Application number: KR1019970043704A
Authority: KR
Inventors: 박형원
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-08-30
Filing date: 1997-08-30
Publication date: 1999-03-25
Also published as: KR100266809B1

Abstract

무선통신 시스템의 송신장치가, 변조신호와 로컬주파수를 혼합하여 알에프신호를 발생하고, 로컬주파수를 상기 알에프신호와 동일한 세기의 신호로 이득을 조정하며, 알에프신호에서 이득 조정된 로컬주파수를 감쇄시켜 순수 알에프신호를 발생한 후 전력 증폭하여 송신신호로 출력한다.The transmitter of the wireless communication system generates an RF signal by mixing a modulation signal and a local frequency, adjusts the gain to a signal having the same intensity as the RF signal, and attenuates the gain-adjusted local frequency in the RF signal. After generating pure RF signal, power is amplified and output as a transmission signal.

Description

Apparatus and method for removing local frequency in wireless communication system

본 발명은 무선통신 시스템의 송신장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 로컬 주파수를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transmission apparatus and a method of a wireless communication system, and more particularly to an apparatus and method for controlling a local frequency.

일반적으로 송수신 주파수를 공용으로 사용하는 무선통신 시스템에서 송신시 로컬 주파수의 세기를 줄이는 것이 큰 관심사로 대두되고 있다. 종래에는 상기 무선 송신기에서 로컬 주파수를 제거하기 위한 방식으로 다단의 필터를 사용하여 시스템 스펙(system spec)에 맞추는 방식이 이용되었다. 그러나 상기와 같은 방법은 다단의 필터를 사용하므로 시스템의 크기가 커지며, 이는 무선 시스템이 점차 소형화되는 추세에 역행하게 된다.In general, in a wireless communication system using a common transmission and reception frequency, reducing the strength of the local frequency when transmitting has been a great concern. In the related art, a method of matching a system spec using a multi-stage filter is used as a method for removing local frequencies in the wireless transmitter. However, the above method uses a multi-stage filter, which increases the size of the system, which is contrary to the trend of the miniaturization of the wireless system.

도 1은 종래의 무선통신 시스템에서 로컬 주파수를 제거하는 장치의 구성을 도시하고 있다. 상기 도 1을 참조하면, 변조 방식에 따라 변조기(modulator)101이 중간주파수(intermediate)를 발생하고, 증폭기(IF amp)103은 상기 중간주파수를 증폭 출력하며, 이때 IF는 어느 정도의 이득을 갖게 된다. 이는 시스템에서 AGC 증폭기로 사용하여 다이내믹 범위(dynamic range)를 넓힐 수 있다. 그러면 혼합기(mixer)105는 상기 중간주파수신호와 국부발진기(local oscillator)135에서 발생되는 로컬 주파수를 혼합하여 출력하며, 다시 증폭기 및 필터를 경유하면서 최종단에서 RF 주파수로 변환된다. 안테나121의 전단에는 시스템에서 요구하는 전력의 세기가 출력될 수 있도록 증폭단이 구성된다. 상기 증폭단은 증폭기107, 111 및 전력증폭기115가 된다.1 shows a configuration of an apparatus for removing local frequency in a conventional wireless communication system. Referring to FIG. 1, a modulator 101 generates an intermediate frequency according to a modulation method, and an amplifier IF 103 amplifies and outputs the intermediate frequency, wherein IF has some gain. do. This can be used as an AGC amplifier in the system to widen the dynamic range. The mixer 105 then mixes and outputs the intermediate frequency signal and the local frequency generated by the local oscillator 135 and converts the RF frequency at the final stage through the amplifier and the filter. An amplifier stage is configured at the front end of the antenna 121 so that the power intensity required by the system can be output. The amplifier stage is an amplifier 107, 111 and a power amplifier 115.

이때 로컬주파수의 세기를 시스템 사양에 맞추기 위하여 필터를 2단으로 사용한다. 상기 RF 주파수와 로컬 주파수 사이의 차가 크게 될 경우 쉽게 로컬 주파수의 세기를 감쇄할 수 있으므로 문제가 되지 않으며, 사용하는 필터가 이를 제거할 수 있다. 그러나 두 주파수의 차가 매우 근접하는 경우에는 문제가 된다. 이는 필터의 특성이 매우 양호한 경우이며, 만약 로컬주파수의 세기를 충분하게 제거하지 못할 경우 연속적으로 필터의 사용이 필수적이다. 이는 시스템 측면에서 큰 부담으로 작용된다.In this case, the filter is used in two stages to match the intensity of the local frequency to the system specification. If the difference between the RF frequency and the local frequency becomes large, it is not a problem since the intensity of the local frequency can be easily attenuated, and the filter used can be removed. However, this is a problem when the difference between the two frequencies is very close. This is a case where the characteristics of the filter are very good, and it is necessary to use the filter continuously if the strength of the local frequency cannot be sufficiently removed. This is a big burden on the system side.

수신측에서는 안테나121에서 신호가 입력되어 저잡음 증폭기123 및 125를 경유한 후 혼합기129에서 로컬주파수와 혼합되어 중간주파수로 변환되고, 복조기133에서 요구하는 신호 세기 만큼 증폭하도록 IF증폭기131에서 증폭된다. 이는 로컬 주파수 신호의 세기를 줄이기 위하여 다단의 필터를 사용하고, 증폭기의 특성을 좋게 하기 위하여 필터를 디자인하지만 사용 대역 내 손실이 크고 이를 보상하기 위하여 증폭기를 다시 사용하여야 하는 문제점이 있었다.On the receiving side, a signal is inputted from the antenna 121, passed through the low noise amplifiers 123 and 125, mixed with the local frequency in the mixer 129, converted into an intermediate frequency, and amplified by the IF amplifier 131 to amplify by the signal strength required by the demodulator 133. This uses a multi-stage filter to reduce the strength of the local frequency signal, and the filter is designed to improve the characteristics of the amplifier, but there is a problem in that the amplifier is used again to compensate for the large loss in the use band.

따라서 본 발명의 목적은 무선 통신시스템에서 로컬 주파수를 제거할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is therefore an object of the present invention to provide an apparatus and method capable of removing local frequencies in a wireless communication system.

본 발명의 다른 목적은 RF 주파수와 로컬 주파수가 근접되어 송신 송신시 로컬 주파수를 일정 신호 세기 만큼 감쇄해야하는 무선 시스템에서 로컬 주파수의 입력 세기 변화에 따라 능동적으로 추적이 가능하도록 입력 다이내믹 범위를 넓히는 자동이득 제어회로를 구성하여 송신시 로컬 주파수를 정확하게 억제할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is an automatic gain that widens the input dynamic range so that the RF frequency and the local frequency can be closely tracked according to the input intensity change of the local frequency in a wireless system in which the local frequency must be attenuated by a certain signal strength during transmission. It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for configuring a control circuit to accurately suppress local frequency during transmission.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 무선 송신장치의 로컬주파수 제거장치가, 변조된 중간주파수를 로컬주파수와 합성하여 알에프신호를 발생하는 혼합기와, 상기 혼합기의 출력을 증폭하는 구동증폭기와, 상기 로컬주파수를 역위상으로 변환하는 위상변환기와, 상기 역위상을 로컬주파수를 입력하며 상기 로컬주파수의 세기 변환에 능동적으로 추적하여 상기 구동증폭기의 출력과 동일한 세기를 갖도록 상기 역위상의 로컬주파수 이득을 조정하는 자동이득제어기와, 상기 구동증폭기와 자동이득제어기의 출력을 합산하여 알에프신호에 포함된 로컬주파수 성분을 제거하는 합산기와, 상기 합산기의 출력을 여파 및 전력증폭하여 안테나를 통해 출력하는 수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a local frequency removing device of a wireless transmitter according to an embodiment of the present invention includes a mixer for generating an RF signal by combining a modulated intermediate frequency with a local frequency, and a driving amplifier for amplifying the output of the mixer. And a phase shifter for converting the local frequency into an inverse phase, and a local phase of the inverse phase such that the inverted phase is inputted with a local frequency and actively tracks the intensity conversion of the local frequency to have the same intensity as the output of the driving amplifier. An automatic gain controller for adjusting a frequency gain, a totalizer for summing outputs of the driving amplifier and the automatic gain controller to remove local frequency components included in the RF signal, and filtering and amplifying the output of the summer through an antenna. Characterized in that it comprises a means for outputting.

도 1은 종래의 무선통신 시스템에서 로컬 주파수를 제거하는 장치의 구성을 도시하는 도면1 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for removing a local frequency in a conventional wireless communication system.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신 시스템에서 로컬 주파수를 제거하는 장치의 구성을 도시하는 도면2 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for removing a local frequency in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 자동이득제어기의 구성을 도시하는 도면3 is a diagram showing the configuration of the automatic gain controller of FIG.

도 2는 무선통신 시스템에서 본 발명의 실시예에 따라 로컬 주파수를 자동으로 억압하는 송신장치의 구성을 도시하는 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a transmitter for automatically suppressing a local frequency in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

상기 도 2를 참조하면, 변조기201은 송신신호를 변조하여 중간주파수신호로 출력한다. IF증폭기(Intermediate Frequency amp)203은 상기 변조기201에서 출력되는 중간주파수 신호를 증폭 출력한다. 혼합기205는 상기 IF증폭기203의 출력과 로컬 주파수를 혼합하여 RF신호로 출력한다. 이때 상기 혼합기205에서 출력되는 신호는 RF+LO가 된다. 증폭기207은 상기 혼합기205에서 출력되는 RF신호를 출력한다.Referring to FIG. 2, the modulator 201 modulates a transmission signal and outputs it as an intermediate frequency signal. An IF amplifier 203 amplifies and outputs an intermediate frequency signal output from the modulator 201. The mixer 205 mixes the output of the IF amplifier 203 and the local frequency and outputs the RF signal. At this time, the signal output from the mixer 205 is RF + LO. The amplifier 207 outputs an RF signal output from the mixer 205.

국부발진기227은 로컬 주파수를 발생한다. 스위치223은 상기 로컬주파수를 입력하며, 스위칭되어 상기 로컬주파수를 로컬증폭기229 및 위상변환기225에 인가한다. 상기 로컬증폭기229는 상기 로컬주파수를 증폭하여 상기 혼합기205에 로컬주파수로 인가한다. 위상변환기225는 상기 로컬주파수의 위상을 역위상으로 변환 출력한다. 자동이득제어기(AGC: Auto Gain Control circuit)227은 상기 위상변환된 로컬주파수를 상기 증폭기207의 세기와 동일한 세기가 되도록 이득을 조정하여 출력한다. 합산기209는 상기 증폭기207에서 출력되는 RF+LO 신호와 상기 자동이득제어기227에서 출력되는 역위상의 로컬주파수를 합산하여 출력한다. 상기 합산기209는 상기 IF증폭기207에서 출력되는 RF+LO신호에 동일한 세기를 가지며 역위상의 LO를 합산하여 LO신호를 제거한 RF신호를 발생한다.Local oscillator 227 generates a local frequency. The switch 223 inputs the local frequency and is switched to apply the local frequency to the local amplifier 229 and the phase shifter 225. The local amplifier 229 amplifies the local frequency and applies it to the mixer 205 as a local frequency. The phase converter 225 converts the phase of the local frequency into an inverse phase. An auto gain control circuit (AGC) 227 adjusts the gain so that the phase shifted local frequency is equal to the intensity of the amplifier 207 and outputs the same. The summer 209 adds the RF + LO signal output from the amplifier 207 and the local frequency of the inverse phase output from the automatic gain controller 227 and outputs the sum. The summer 209 generates an RF signal having the same intensity as the RF + LO signal output from the IF amplifier 207 and removing the LO signal by summing the reverse phase LOs.

필터211은 상기 합산기209에서 출력하는 RF신호를 송신 대역으로 여파하여 출력한다. 전력증폭기213은 상기 필터211에서 출력되는 RF신호를 송신 전력 레벨로 증폭하여 출력한다. 스위치215는 송수신 분리용으로서 상기 전력증폭기213에서 출력하는 송신신호를 필터217에 인가한다. 필터217은 상기 스위치215를 통해 출력되는 송신신호를 안테나219를 통해 공중에 전파한다.The filter 211 filters and outputs an RF signal output from the summer 209 into a transmission band. The power amplifier 213 amplifies and outputs the RF signal output from the filter 211 to a transmission power level. The switch 215 applies a transmission signal output from the power amplifier 213 to the filter 217 for transmission and reception separation. The filter 217 propagates the transmission signal output through the switch 215 to the air through the antenna 219.

도 3은 상기 도 2의 자동이득제어기227의 구성을 도시하는 도면으로, 차동증폭기의 구성을 갖는다.3 is a diagram showing the configuration of the automatic gain controller 227 shown in FIG. 2, and has a configuration of a differential amplifier.

상기 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따라 송신장치에서 로컬 주파수를 억압하는 동작을 살펴본다.2 and 3, an operation of suppressing a local frequency in a transmitter according to an exemplary embodiment of the present invention will be described.

변조기201은 송신 신호를 변조하며, IF증폭기203은 상기 변조기201의 출력을 적정 크기의 신호 세기로 증폭한다. 혼합기205는 상기 IF증폭기205의 출력과 로컬증폭기229에서 출력되는 로컬주파수를 혼합하여 RF신호를 발생한다. 상기 국부발진기227에서 발생되는 로컬주파수는 송수신 두가지 중 하나를 선택할 수 있는 스위치223을 통해 로컬증폭기229에 인가되며, 로컬증폭기229는 상기 혼합기205에서 요구되는 RF 신호 세기로 증폭한 후, 혼합기205에 출력하다. 그러면 상기 혼합기205는 상기 증폭된 중간주파수신호와 상기 로컬주파수를 혼합하여 RF신호를 발생하며, 증폭기207은 상기 혼합기205의 출력을 적정 레벨로 증폭하여 출력한다. 이때 상기 증폭기207의 출력은 상기 RF신호에 로컬주파수가 섞인 RF+LO신호의 형태가 된다.The modulator 201 modulates the transmission signal, and the IF amplifier 203 amplifies the output of the modulator 201 to an appropriate magnitude of signal strength. The mixer 205 generates an RF signal by mixing the output of the IF amplifier 205 and the local frequency output from the local amplifier 229. The local frequency generated by the local oscillator 227 is applied to the local amplifier 229 through a switch 223 which can select one of two types of transmission and reception, and the local amplifier 229 is amplified by the RF signal strength required by the mixer 205 and then the mixer 205. Print. Then, the mixer 205 mixes the amplified intermediate frequency signal and the local frequency to generate an RF signal, and the amplifier 207 amplifies and outputs the output of the mixer 205 to an appropriate level. At this time, the output of the amplifier 207 is in the form of an RF + LO signal in which the local frequency is mixed with the RF signal.

또한 상기 스위치223에서 출력되는 로컬주파수는 위상변환기225에 인가되어 시스템에서 사용하는 주파수의 위상과 반전되는 역위상신호로 변환되며, 자동이득제어기227은 상기 증폭기207에서 출력되는 RF신호와 동일한 세기를 갖는 신호가 되도록 상기 역위상의 로컬 주파수 이득을 증폭 출력한다. 따라서 상기 자동이득제어기227에서 출력되는 로컬주파수는 상기 증폭기207의 출력과 동일한 세기를 가지는 로컬주파수로서 위상은 역위상으로 변환된 상태이다.In addition, the local frequency output from the switch 223 is applied to the phase converter 225 and converted into an inverse phase signal inverted with the phase of the frequency used in the system. The automatic gain controller 227 has the same intensity as the RF signal output from the amplifier 207. The local frequency gain of the inverse phase is amplified and output so as to have a signal. Therefore, the local frequency output from the automatic gain controller 227 is a local frequency having the same intensity as that of the output of the amplifier 207, and the phase is in a reversed phase.

합산기209는 상기 증폭기207에서 출력되는 RF+LO신호와 상기 자동이득제어기227에서 출력되는 로컬주파수LO를 합산하여 출력한다. 이때 상기 자동이득제어기227에서 출력되는 로컬주파수LO는 상기 증폭기207의 출력과 크기는 동일하고 위상이 반전된 신호이므로, 상기 합산기209는 상기 RF+LO신호에서 로컬주파수LO를 제거하여 순수 RF신호를 출력하게 된다.The summer 209 sums and outputs the RF + LO signal output from the amplifier 207 and the local frequency LO output from the automatic gain controller 227. In this case, since the local frequency LO output from the automatic gain controller 227 is a signal whose magnitude is the same as that of the output of the amplifier 207 and the phase is inverted, the summer 209 removes the local frequency LO from the RF + LO signal, thereby removing the pure RF signal. Will print

상기와 같이 로컬주파수가 감쇄되어 순수 RF신호로 변환되는 합산기209의 출력은 외부 신호의 세기를 감쇄시키기 위하여 다시 1단의 필터211을 경유한 후, 전력증폭기213에서 증폭되어 안테나219를 통해 공중에 전파된다.As described above, the output of the summer 209, in which the local frequency is attenuated and converted into a pure RF signal, is again passed through the first filter 211 to attenuate the strength of the external signal, and then amplified by the power amplifier 213 to be airborne through the antenna 219. Spreads on

상기 과정에서 합산기209에 인가되는 구동 증폭기207의 출력 세기와 자동이득제어기227의 출력 세기를 일치시키는 것이 최대 관건이 된다. 특히 로컬 주파수룰 가변하는 시스템에서는 상기 자동이득제어기227이 로컬 주파수의 변화에 능동적으로 바뀌어야 하다. 보다 입력의 세기 변환게 정확하게 상기 자동이득제어기227이 추적 가능하도록 입력의 다이내믹 범위를 넓힐 수 있는 자동이득제어기227의 구성이 도 3에 도시되어 있다. 상기 도 3에 도시된 자동이득제어기227의 기본 구성은 차동증폭기 구성을 가지고 있다.In the above process, matching the output intensity of the driving amplifier 207 applied to the summer 209 with the output intensity of the automatic gain controller 227 is a key factor. In particular, in the system of varying the local frequency, the automatic gain controller 227 must be actively changed in response to the change of the local frequency. A configuration of an auto gain controller 227 capable of widening the dynamic range of the input such that the auto gain controller 227 can be traced more accurately is shown in FIG. 3. The basic configuration of the automatic gain controller 227 shown in FIG. 3 has a differential amplifier configuration.

상기 도 3을 참조하면, 상기 위상변환기225에서 출력되는 역위상의 로컬주파수는 트랜지스터313 및 315의 베이스 전극에 인가되고, 위상반전기321을 통해 다시 위상반전된 로컬주파수는 트랜지스터309 및 311의 베이스 전극에 인가된다. 이때 상기 트랜지스터309,313,311,315의 베이스 전극 차이가 입력신호의 다이내믹 범위를 결정한다. 본 발명의 실시예에서는 입력신호의 다이내믹 범위를 넓히기 위하여 트랜지스터309 및 315의 M을 4로 하고, 트랜지스터313과 311의 M을 1로 하였다. 이때 상기와 같이 M을 4로 하면 병렬로 4개의 트랜지스터가 연결된 것과 동일한 효과를 가지므로서, 자동이득제어기227은 입력 다이내믹 범위를 넓히는 효과를 갖게 된다. 나머지 다른 트랜지스터301,303,305,307은 제어기323의 제어신호에 의해 이득이 조절된다.Referring to FIG. 3, the local frequency of the reverse phase output from the phase converter 225 is applied to the base electrodes of the transistors 313 and 315, and the local frequency of the phase inverted again through the phase inverter 321 is the base of the transistors 309 and 311. Is applied to the electrode. At this time, the base electrode difference of the transistors 309, 313, 311 and 315 determines the dynamic range of the input signal. In the embodiment of the present invention, in order to widen the dynamic range of the input signal, M of the transistors 309 and 315 is set to 4, and M of the transistors 313 and 311 is set to 1. In this case, when M is 4 as described above, the same effect as that of four transistors connected in parallel is provided, so that the automatic gain controller 227 has an effect of widening the input dynamic range. The other transistors 301, 303, 305 and 307 are gain-adjusted by the control signal of the controller 323.

상기와 같이 자동이득제어기2327을 구성하면, 입력 신호의 범위가 상당히 넓어진다. 따라서 로컬주파수 세기의 전압의 RMS 값이 크면 입력 크기에 대하여 출력이 일정한 이득을 가지고 증가하지 못하게 되므로, 로컬 주파수의 크기가 변화하더라도 일정한 이득을 갖도록 차동 증폭기를 변환한 후 이를 이용하여 로컬 주파수를 제거한다. 따라서 상기 자동이득제어기227의 입력 범위를 넓게 하므로써 입력에 의한 변화에 쉽게 동작시킬 수 있으며, 입력신호가 출력으로 변환하게 하므로써 합산기209에서 로컬주파수의 신호를 크게 감쇄시킬 수 있게 된다.When the automatic gain controller 2327 is configured as described above, the range of the input signal is considerably widened. Therefore, if the RMS value of the voltage of the local frequency intensity is large, the output cannot be increased with a constant gain with respect to the input size. Therefore, the local amplifier is removed by converting the differential amplifier to have a constant gain even if the magnitude of the local frequency changes. do. Therefore, by widening the input range of the automatic gain controller 227, it is possible to easily operate the change by the input, and by converting the input signal to the output, it is possible to greatly attenuate the signal of the local frequency in the summer 209.

상술한 바와 같이 무선통신 시스템에서 로컬 주파수의 세기 변화에 따라 능동적으로 추적이 가능하도록 입력 다이내믹 범위가 넓은 자동이득제어기를 구성하고, 출력되는 RF 신호에 포함된 로컬 주파수를 상기 자동이득제어기에서 출력되는 로컬주파수로 감쇄시킨다. 이로인해 RF 주파수와 로컬 주파수가 근접하여 송신하는 무선통신 시스템에서 효과적으로 로컬 주파수를 일정 신호의 세기 만큼 감쇄할 수 있는 이점이 있다.As described above, an automatic gain controller having a wide input dynamic range is configured to be actively tracked according to a change in intensity of a local frequency in a wireless communication system, and the local frequency included in the output RF signal is output from the automatic gain controller. Attenuate to local frequency. This has the advantage of effectively attenuating the local frequency by a certain signal strength in a wireless communication system in which the RF frequency and the local frequency are transmitted in close proximity.

Claims

In the transmitter of a wireless communication system,

A modulated signal and a local frequency are mixed to generate an RF signal, the local frequency is adjusted to a signal having the same intensity as the RF signal, and the gain-adjusted local frequency is attenuated from the RF signal to generate a pure RF signal. And amplifying the power and outputting the power as a transmission signal.

In the local frequency removal device of the radio transmitter,

A mixer for generating an RF signal by combining the modulated intermediate frequency with the local frequency;

A drive amplifier for amplifying the output of the mixer;

A phase shifter for converting the local frequency into an inverse phase;

An automatic gain controller for inputting a local frequency to the reverse phase and actively tracking the intensity conversion of the local frequency to adjust the local frequency gain of the reverse phase to have the same intensity as the output of the driving amplifier;

An adder for summing outputs of the driving amplifier and the automatic gain controller to remove local frequency components included in an RF signal;

And a means for filtering the output of the summer and amplifying the output through the antenna.

The apparatus of claim 2, wherein the automatic gain controller is a differential amplifier having a wide input dynamic range.

In the transmission signal processing method of a wireless communication system,

Actively adjusting the gain of the local frequency by actively tracking the change in intensity of the local frequency;

Attenuating the gain-adjusted local frequency to the RF signal synthesized from the transmission modulated signal and the local frequency;

And amplifying the RF signal having the local frequency attenuated to a transmission band and amplifying and outputting the RF signal to a transmission band.