KR20000014728U - 직교위상 이동 변조기의 국부 발진 위상 조정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 광대역(Wide Band) CDMA 방식의 시스템에서 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조(Modulator)에 사용되는 것으로, 특히, 국부 발진기에서 발생되는 신호의 위상(Phase)을 정확하게 90°로 분리하여 QPSK 변조를 시킴으로서, 에러 발생률을 줄이고자 하는 것이며, 분배기로부터 인가된 신호의 위상을 조정하는 기능의 복수의 위상 조정 장치와, 상기 복수의 위상 조정 장치로부터 조정된 위상의 신호를 각각 인가 받는 기능의 복수의 변조기로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 고안은 I 신호와 Q 신호의 변조 과정에서, 정확한 직교성을 유지시키고, 시스템이 전송하는 신호의 에러 발생률을 줄이며, 시스템의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있고, 또한, 수신측을 보다 싼 가격으로 생산 할 수 있는 효과가 있다.

Description

직교 위상 이동 변조기의 국부 발진 위상 조정 장치

본 고안은 광대역(Wide Band) CDMA 방식의 시스템에서 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조(Modulator)에 사용되는 것으로, 특히, 국부 발진기에서 발생되는 신호의 위상(Phase)을 정확하게 90°로 분리하여 QPSK 변조를 시킴으로서, 에러 발생률을 줄이고자 하는 것이다.

와이드 밴드(W-Band) CDMA 에서는 신호의 데이터 함축 율을 높이기 위하여 QPSK 변조(또는 직교 위상 변조) 방식을 사용하고 있으나, 데이터의 함축 율이 높은 만큼 변조용 캐리어(Carry) 신호는 정확한 90°의 위상 차를 유지하여야 전송되는 데이터 신호의 점 배열(Constellation)이 정확하게 구분되고, 따라서, 복조(Demodulation)시 캐리어 리커버리(Carry Recovery)에서 복조 데이터의 에러(Error)가 발생하지 않게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 기술에 의한 QPSK 변조용 국부 발진기의 위상 발생 장치를 설명한다.

도1 은 종래의 기술에 의한 QPSK 변조 위상 발생 장치의 기능 블록도 이고, 도2 는 종래의 기술에 의한 QPSK 변조된 신호 점들의 배열을 나타내는 구성도 이다.

W-Band CDMA 시스템은 변조 방식으로서, 직교 위상 이동 변조(QPSK: Quadrature Phase Shift Keying) 방식의 캐리어를 사용하여 변조된 데이터를 전송하고, 수신 측에서는 캐리어 리커버리(Carry Recovery)를 하는데, 상기와 같은 QPSK 변조는 위상(Phase)이 서로 90°차이나는 2개의 반송파(Carrier Frequency)를 사용하고, 상기 2개의 반송파에 각기 다른 데이터 신호를 변조하여 전송하는 것으로서, 상기와 같은 기능을 하는 변조기의 기능 블록도가 첨부된 도1 에 도시되어 있다.

W-CDMA의 디지털 신호는 I(In-phase) 신호와, Q(Quadrature-phase) 신호로 분리되어 도1 에 도시된 것과 같은 구조의 직교 위상 이동 변조기(QPSKM)에 인가된다.

상기의 QPSKM은 PLL로 이루어진 국부 주파수 발진부(10)와, 상기 국부 주파수 발진부(10)로부터 인가 받은 전력을 양분하고, 각 양분된 주파수의 위상(Phase) 차이가 90°가 되도록 하는 기능의 분배기(40)와, 상기 분배기(40)로부터 0°의 위상을 갖는 캐리어(Carrier) 주파수를인가 받고 I 신호와 혼합하여 변조하는 기능의 제1 변조기(20)와, 상기 분배기(40)로부터 90°의 위상을 갖는 캐리어(Carrier) 주파수를인가 받고 Q 신호와 혼합하여 변조하는 기능의 제2 변조기(30)와, 상기 제1 및 제2 변조기(20,30)에서 변조된 주파수를 결합하는 기능의 결합기(50)로 구성된다.

이하, 상기와 같은 구성의 종래 기술에 의한 QPSKM 변조기의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

W-CDMA 신호는 I 신호와 Q 신호로 분리되어 상기 제1 변조기(20) 및 제2 변조기(30)에 각각 인가된다.

또한, 국부 발진기(10)로부터 발진된 캐리어 주파수는 분배기(40)에서 전력이 나누어지고 위상이 90° 차이가 나는 신호로 분배되어, 상기 제1 변조기(20)에는 0°의 위상을 갖는 캐리어 주파수가, 상기 제2 변조기(30)에는 90°의 위상을 갖는 캐리어 주파수가 각각 인가된다.

이때, 상기 분배기(40)에서 이론적으로 정확한 90°의 위상(Phase) 차이가 나는 신호로 분배를 하여야 하지만, 실제로는 도2에서 볼 수 있듯이, 일 실시예로서, 0°의 위상 각을 갖는 캐리어 주파수 신호가 상기 제1 변조기(20)에 인가되지 않고, θ각이 틀어진 위상 각으로 인가됨으로, 결국 상기 제1 변조기에 인가된 I 신호는 위상 각이 θ각이 틀어진 캐리어 주파수에 의하여 변조되고 전송되게 된다.

따라서, 상기와 같은 신호를 수신하는 수신단 에서는 상기 틀어진 θ각 만큼 좁아진 범위에서 신호를 수신하여야 한다. 즉, 송신 측보다 더 정밀한 수신 장비가 있어야 한다는 결론이 된다.

따라서, 수신 장치의 가격이 상승하게 되고, 보다 높은 데이터의 함축 율을 필요로 하는 신호는 전송하기 어려운 문제가 있었다.

본 고안은 상기와 같이 캐리어 주파수의 위상을 정확하게 유지하지 못하여 발생되는 수신 장치의 높은 정밀성을 요구하거나, 높은 데이터 함축 율을 전송하기 어려운 종래의 기술에 의한 분배기에, 인덕터와 캐패시터로 간단하게 구성된 위상 조정기를 부가하여, W-CDMA의 I 신호와 Q 신호에 정확한 위상을 공급할 수 있는 직교 위상 이동 변조기의 국부 발진 위상 조정 장치를 제공하는 것이 그 목적이다.

도1 은 종래의 기술에 의한 QPSK 변조 위상 발생 장치의 기능 블록도 이고,

도2 는 종래의 기술에 의한 QPSK 변조된 신호 점들의 배열을 나타내는 구성도 이고,

도3 은 본 고안에 의한 직교 위상 이동 변조기의 국부 발진 위상 조정 장치의 기능 블록도 이고,

도4 는 본 고안의 위상 조정 장치를 통과한 QPSK 변조된 신호 점들의 배열을 나타내는 구성도 이고,

도5 는 본 고안에 의한 위상 조정기의 세부 회로도 이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10 : 국부 발진기 20, 30 : 변조기

40 : 분배기 50 : 결합기

60, 65 : 위상 조정기

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 고안은 W-Band CDMA 시스템의 QPSK 변조 정밀도를 높이는 것으로서, 분배기로부터 인가된 신호의 위상을 조정하는 기능의 복수의 위상 조정 장치와, 상기 복수의 위상 조정 장치로부터 조정된 위상의 신호를 각각 인가 받는 기능의 복수의 변조기로 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 의한 직교 위상 이동 변조기의 국부 발진 위상 조정 장치를 설명한다.

도3 은 본 고안에 의한 직교 위상 이동 변조기의 국부 발진 위상 조정 장치의 기능 블록도 이고, 도4 는 본 고안의 위상 조정 장치를 통과한 QPSK 변조된 신호 점들의 배열을 나타내는 구성도 이고, 도5 는 본 고안에 의한 위상 조정기의 세부 회로도 이다.

상기의 도면에서, 종래의 기술에 의한 기능 블록과 동일한 기능을 하는 블록은 동일한 부재 번호를 사용하였다.

광대역 밴드(W-Band) CDMA 시스템에서 각각 I 와 Q 로 분리된 신호를 각각 인가 받고, QPSK 변조하는 직교 위상 이동 변조기에 있어서, PLL(Phase Locked Loop)로 이루어져 고주파의 캐리어(Carrier) 주파수를 발생하는 기능의 국부 발진기(10)와, 상기 국부 발진기(10)의 캐리어 주파수를 인가 받고, 전력을 양분하며, 위상(Phase)이 90°차이나는 신호로 분배하는 기능의 분배기(40)와, 상기 분배기(40)로부터 분배된 신호 중, 0°의 위상을 갖는 신호를 공급받고 틀어진 위상을 조정하는 기능의 제1 위상 조정기(60)와, 상기 분배기(40)로부터 분배된 신호 중, 90°의 위상을 갖는 신호를 공급받고 틀어진 위상을 조정하는 기능의 제2 위상 조정기(65)와, 상기 제1 위상 조정기(60)로부터 0°의 위상 각을 갖는 캐리어 주파수를 인가 받고, W-Band CDMA의 I 신호와 혼합하는 기능의 제1 변조기(20)와, 상기 제2 위상 조정기(65)로부터 90°의 위상 각을 갖는 캐리어 주파수를 인가 받고, W-Band CDMA의 Q 신호와 혼합하는 기능의 제2 변조기(30)와, 상기 제1 변조기(20)의 출력 신호와 상기 제2 변조기(30)의 출력 신호를 각각 인가 받고 결합하는 기능의 결합기(50)로 구성되고, 상기 제1 및 제2 위상 조정기(60, 65)는 각각 가변 캐패시터(VC)와 인덕터(L)로 구성된다.

이하, 상기와 같은 구성에 의한 직교 위상 이동 변조기의 국부 발진 위상 조정 장치의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

W-Band CDMA 시스템으로부터 인가된 I 및 Q 신호는 각각 상기 제1 및 제2 변조기(20,30)에 인가된다.

이때, PLL로 이루어진 캐리어 주파수 발진용 국부 발진기(10)는 발진된 Carrier 주파수를 상기의 분배기(40)에 인가함으로서, 전력이 양분되고, 또한, 위상이 0° 및 90°의 차이가 있는 신호로 분배된다.

그러나, 상기의 0° 및 90°의 위상 차이가 발생된 신호는 구성된 회로 부품의 오차 등에 의하여, 정확한 위상을 유지하지 못한다.

상기와 같은 오차를 갖는 신호를 인가 받은 상기 제1 및 제2 위상 조정기(60,65)는 도5에서 볼 수 있듯이 인덕터(L)와 가변 캐패시터(VC)로 이루어지며, 가변 캐패시터(VC)를 조정하여 틀어진 위상을 조정하게 된다.

상기 제1 및 제2 위상 조정기(60,65)는 각각 조정되고, 제1 위상 조정기(60)에서 위상각이 조정된 캐리어 신호는 상기 제1 변조기(20)에 인가되어 상기 I 신호를 고주파 신호로 변조하고, 제2 위상 조정기(65)에서 위상 각이 조정된 캐리어 신호는 상기 제2 변조기(30)에 인가되어 상기 Q 신호를 고주파 신호로 변조한다.

상기 제1 변조기(20) 및 상기 제2 변조기(30)로부터 변조되어 출력된 고주파 신호는 결합기(50)에 인가되어 결합된 후, 전송된다.

이때, 상기의 결합기(50)에서 출력된 신호의 신호 점들의 배열(Cancellation)은 도4에서 볼 수 있듯이 정확한 위상 각을 유지하게 된다.

따라서, W-Band CDMA 시스템에서 전송되는 신호의 에러를 줄일 수 있고, 또한 수신 측에서는 종래 보다 싼 가격으로 수신단을 설계하여도 되고, 시스템의 신뢰도를 크게 향상시키게 된다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 직교 위상 이동 변조기의 국부 발진 위상 조정 장치는 W-Band CDMA 시스템에서 발생되는 I 신호와 Q 신호의 변조 과정에서, 정확한 직교성을 유지시키고, 시스템이 전송하는 신호의 에러 발생률을 줄이며, 시스템의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있고, 또한, 수신 측을 보다 싼 가격으로 생산 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 국부 발진기와, 분배기와, 복수의 변조기로 이루어진 직교 위상 이동 변조기에 있어서,

   상기 분배기로부터 인가된 신호의 위상을 조정하는 기능의 복수의 위상 조정 장치와,

   상기 복수의 위상 조정 장치로부터 조정된 위상의 신호를 각각 인가 받는 기능의 복수의 변조기로 구성되는 것을 특징으로 하는 직교 위상 이동 변조기의 국부 발진 위상 조정 장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 위상 조정 장치는 가변 캐패시터와 인덕터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 직교 위상 이동 변조기의 국부 발진 위상 조정 장치.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 복수의 위상 조정 장치는 각각 조정하는 것을 특징으로 하는 직교 위상 이동 변조기의 국부 발진 위상 조정 장치.