KR20020074751A - Noise reduction apparatus in wireless transceiver - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 송수신 시스템에 관한 것으로, 특히 시분할 쌍방향 전송방식(Time Division Duplex, TDD)의 무선 송수신 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless transmission and reception system, and more particularly to a wireless transmission and reception system of a time division duplex (TDD).
TDD 방식을 사용하는 무선 송수신 시스템으로는 CT-2와 DECT, 블루투스(Bluetooth) 등이 있다. 이와 같은 TDD 방식의 무선 송수신 시스템을 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Wireless transmission / reception systems using TDD include CT-2, DECT, and Bluetooth. The TDD wireless transmission / reception system will be described with reference to FIG. 1 as follows.
도 1은 종래의 시분할 쌍방향 전송방식(Time Division Duplex, TDD) 무선 송수신 시스템의 구성을 나타낸 블록 다이어그램으로서, DECT(Digital European CordlessTelephone 또는 Digital Enhanced Cordless Telephone)의 경우를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional time division duplex (TDD) wireless transmission / reception system, and illustrates a case of DECT (Digital European Cordless Telephone or Digital Enhanced Cordless Telephone).
도 1에서, 안테나에 수신된 신호는 대역통과필터(102)와 TDD 스위치(104)를 통하여 수신부에 전달된다. 수신부는 저잡음 증폭기(106)와 대역통과필터(108)(112), 믹서(110), 중간주파수 증폭기(114), 중간주파수 처리기(116), 버퍼 증폭기(118)로 구성된다. 송신부는 가우시안 필터(120)와 전압제어 발진기(122), 위상동기루프 회로(124), 버퍼 증폭기(124), 대역통과필터(126), 구동 증폭기(128), 전력 증폭기(130)(132)로 구성된다. DECT의 무선 송수신 시스템은 1881.972㎒∼1897.344㎒ 대역에서 TDD 방식으로 동작한다. 송신 주파수와 수신 주파수는 동일하며, TDD의 주기에 따라 송신부와 수신부가 교번 동작하여 TDD 스위치(104)를 통해 안테나에 전달된다.In FIG. 1, the signal received at the antenna is transmitted to the receiver via the bandpass filter 102 and the TDD switch 104. The receiver comprises a low noise amplifier 106, a band pass filter 108, 112, a mixer 110, an intermediate frequency amplifier 114, an intermediate frequency processor 116, and a buffer amplifier 118. The transmitter includes a Gaussian filter 120, a voltage controlled oscillator 122, a phase locked loop circuit 124, a buffer amplifier 124, a band pass filter 126, a drive amplifier 128, and a power amplifier 130, 132. It consists of. The DECT wireless transmit / receive system operates in the TDD scheme in the 1881.972 MHz to 1897.344 MHz band. The transmission frequency and the reception frequency are the same, and the transmission unit and the reception unit alternately operate according to the period of the TDD and are transmitted to the antenna through the TDD switch 104.
수신 모드에서는 TDD 스위치(104)가 대역통과필터(102)와 수신부를 연결한다. 수신된 신호는 저잡음 증폭기(106)에 의해 일차적으로 증폭되어 대역통과필터(108)에서 불필요한 대역의 신호가 제거된다. 믹서(110)는 대역통과필터(108)의 출력과 국부 발진 신호를 혼합(mix)하여 110.592㎒의 제 1 중간 주파수 신호를 발생시킨다. 국부 발진 신호는 송신부에서 설명하게 될 전압제어 발진기(122)에서 만들어진 발진 신호가 버퍼 증폭기(118)를 통해 믹서(110)에 입력된다. 중간 주파수 처리기(116)는 제 1 중간 주파수 신호를 입력받아 제 2 중간 주파수로의 변환한 다음 이를 복조하여 수신 데이터 신호(DATA_IN)를 발생시킨다.In the reception mode, the TDD switch 104 connects the bandpass filter 102 to the receiver. The received signal is first amplified by the low noise amplifier 106 so that unnecessary band signals are removed from the bandpass filter 108. The mixer 110 mixes the output of the bandpass filter 108 and the local oscillation signal to generate a first intermediate frequency signal of 110.592 MHz. The local oscillation signal is input to the mixer 110 through the buffer amplifier 118 the oscillation signal generated by the voltage controlled oscillator 122 to be described in the transmitter. The intermediate frequency processor 116 receives the first intermediate frequency signal, converts it to a second intermediate frequency, and demodulates it to generate a received data signal DATA_IN.
송신 모드에서는 TDD 스위치(104)가 대역통과필터(102)와 송신부를 연결한다. 가우시안 필터(120)를 통과한 송신 데이터 신호(DATA_OUT)는 전압제어 발진기(122)에서1881.792㎒∼1897.344㎒의 송신 주파수로 변환되어 버퍼 증폭기(124)를 거쳐 대역통과필터(126)에 전달된다. 대역통과필터(126)는 입력된 송신 데이터 신호(DATA_OUT)에서 고조파 성분(Harmonics) 등의 불필요한 신호를 제거한 다음 구동 증폭기(128)와 전력 증폭기(132)에 의해 증폭되어 TDD 스위치(104)와 대역통과필터(102), 안테나를 통해 무선 구간으로 송신된다. 구동 증폭기(118)와 전력 증폭기(130)(132)에서의 증폭 정도는 송신전력 제어신호에 의해 결정된다.In the transmission mode, the TDD switch 104 connects the bandpass filter 102 to the transmitter. The transmission data signal DATA_OUT which has passed through the Gaussian filter 120 is converted into a transmission frequency of 1881.792 MHz to 1897.344 MHz by the voltage controlled oscillator 122 and transmitted to the band pass filter 126 via the buffer amplifier 124. The bandpass filter 126 removes unnecessary signals such as harmonics from the input transmission data signal DATA_OUT, and is then amplified by the driving amplifier 128 and the power amplifier 132 to transmit the TDD switch 104 and the band. The pass filter 102 is transmitted to the radio section through the antenna. The amplification degree in the driving amplifier 118 and the power amplifiers 130 and 132 is determined by the transmission power control signal.
이와 같은 TDD 방식의 무선 송수신 시스템은 여러 가지 원인의 잡음으로부터 영향을 받는다. 대표적인 잡음의 형태로는 TDD 주기로 변화하는 RF 신호의 유기에 의한 잡음이 있고, 송신 모드와 수신 모드에서의 소비 전류의 차이에 의한 잡음이 있다. RF 신호 유기에 의한 잡음은 차폐(shield)를 통해 보완한다. 소비 전류의 차이에 의한 잡음에 대한 대책은, 전류(전압)의 변화를 캐패시터를 이용하여 최대한 평탄화(smoothing)하는 방법과 주요 회로를 설계할 때 전류(전압)의 변화에도 충분히 견딜 수 있도록 설계하는 방법이 있다.Such a TDD wireless transmission / reception system is affected by noise of various causes. Representative types of noise include noise due to the induction of the RF signal that changes in the TDD period, and noise due to the difference in current consumption in the transmission mode and the reception mode. Noise caused by RF signal induction is compensated for by shielding. The countermeasure against noise due to the difference in current consumption is to smooth the change of the current (voltage) using a capacitor as much as possible, and to design enough to withstand the change of the current (voltage) when designing a main circuit. There is a way.
그러나, 소비 전류의 차이에 의한 잡음에 대한 영향을 최소화하는 방법 가운데, 캐패시터를 이용하는 방법은 음성 통화 시스템에서 잡음에 의한 통화품질 악화를 막는데 한계가 있다. 이는 통화중 사람이 인지할 수 있는 신호 레벨이 매우 낮기 때문이다. 또한, 전류(전압) 변화에 따른 잡음에 견딜 수 있도록 주요 회로를 설계하는 것은 설계에 많은 시간과 노력을 투자해야 하는 문제가 있다.However, among the methods of minimizing the influence on the noise caused by the difference in current consumption, the method using the capacitor has a limit in preventing the deterioration of the call quality due to the noise in the voice communication system. This is because the signal level that a person can recognize during a call is very low. In addition, the design of the main circuit to withstand the noise caused by the current (voltage) change has to invest a lot of time and effort in the design.
본 발명에 따른 무선 송수신 시스템의 잡음 감소 장치는 송신 전력 제어 신호의 크기에 따라 선택적으로 활성화되는 더미 전류 스위치를 구비하여 송신 전력과 수신 전력의 크기를 동일하게 유지함으로써, TDD 방식의 무선 송수신 시스템에서 송신 전력과 수신 전력의 차이에 의해 발생하는 잡음을 감소시키는데 그 목적이 있다.The apparatus for reducing noise of a wireless transmission / reception system according to the present invention includes a dummy current switch selectively activated according to the size of a transmission power control signal, thereby maintaining the same transmission power and reception power in the TDD wireless transmission / reception system. Its purpose is to reduce noise generated by the difference between transmit and receive power.
이와 같은 목적의 본 발명에 따른 무선 송수신 시스템의 잡음 감소 장치는 수신부와 송신부, 더미 전류 스위치를 포함하여 이루어진다. 수신부는 안테나를 통하여 무선 신호를 수신하고, 수신된 무선 신호를 복조하여 수신 데이터 신호를 발생시킨다. 송신부는 송신 데이터 신호를 변조하고, 송신 전력 제어 신호에 따라 변조된 신호를 소정 크기로 증폭한 다음 안테나를 통하여 무선 구간으로 송신한다. 더미 전류 스위치는 송신부가 동작하는 송신 모드에서 동작하고, 수신부의 수신 전류와 송신부의 송신 전류의 차에 해당하는 전류 소비를 발생시킨다.An apparatus for reducing noise in a wireless transmission / reception system according to the present invention for this purpose includes a receiver, a transmitter, and a dummy current switch. The receiver receives a radio signal through an antenna and demodulates the received radio signal to generate a received data signal. The transmitter modulates the transmission data signal, amplifies the signal modulated according to the transmission power control signal to a predetermined size, and transmits the signal to the wireless section through the antenna. The dummy current switch operates in the transmission mode in which the transmitter operates, and generates a current consumption corresponding to the difference between the receiver current of the receiver and the transmitter current of the transmitter.
도 1은 종래의 시분할 쌍방향 전송방식(Time Division Duplex, TDD) 무선 송수신 시스템의 구성을 나타낸 블록 다이어그램.1 is a block diagram showing the configuration of a conventional time division duplex (TDD) wireless transmission and reception system.
도 2는 본 발명에 따른 더미 전류 스위치(Dummy Current Switch)를 구비한 시분할 쌍방향 전송방식 무선 송수신 시스템의 구성을 나타낸 블록 다이어그램.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a time division bidirectional transmission and reception system with a dummy current switch (Dummy Current Switch) according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 무선 송수신 시스템의 잡음 감소 장치의 더미 전류 스위치를 나타낸 회로도.Figure 3 is a circuit diagram showing a dummy current switch of the noise reduction device of a wireless transmission and reception system according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
102, 202, 108, 208, 112, 212 : 대역통과 필터102, 202, 108, 208, 112, 212: bandpass filter
104, 204 : TDD 스위치104, 204: TDD switch
106, 206 : 저잡음 증폭기106,206: Low Noise Amplifier
110, 210 : 믹서110, 210: Mixer
114, 214 : 중간주파수 증폭기114, 214: intermediate frequency amplifier
116, 216 : 중간주파수 처리기116, 216: intermediate frequency processor
118, 124, 218, 224 : 버퍼 증폭기118, 124, 218, 224: buffer amplifier
120, 220 : 가우시안 필터120, 220 Gaussian filter
122, 222 : 전압제어 발진기122, 222: voltage controlled oscillator
124, 224 : 위상동기루프 회로124, 224: phase locked loop circuit
128, 228 : 구동 증폭기128, 228 drive amplifier
130, 132, 230, 232 : 전력 증폭기130, 132, 230, 232: power amplifier
234 : 더미 전류 스위치234: dummy current switch
302 : 트랜지스터302: Transistor
304, 306 : 저항304, 306: resistance
308 : 인버터308: Inverter
DATA_IN : 수신 데이터 신호DATA_IN: Receive data signal
DATA_OUT : 송신 데이터 신호DATA_OUT: Transmission data signal
본 발명에 따른 무선 송수신 시스템의 잡음 감소 장치의 바람직한 실시예를 도 2와 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명에 따른 더미 전류 스위치(Dummy Current Switch)를 구비한 시분할 쌍방향 전송방식 무선 송수신 시스템의 구성을 나타낸 블록 다이어그램으로서, DECT(Digital European Cordless Telephone 또는 Digital Enhanced Cordless Telephone)의 경우를 나타낸 도면이다.A preferred embodiment of the noise reduction apparatus of the wireless transmission / reception system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3 as follows. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a time division bidirectional wireless transmission / reception system including a dummy current switch according to the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a case of DECT (Digital European Cordless Telephone or Digital Enhanced Cordless Telephone). to be.
도 2에서, 안테나에 수신된 신호는 대역통과필터(202)와 TDD 스위치(204)를 통하여 수신부에 전달된다. 수신부는 저잡음 증폭기(206)와 대역통과필터(208)(212), 믹서(210), 중간주파수 증폭기(214), 중간주파수 처리기(216), 버퍼 증폭기(218)로 구성된다. 송신부는 가우시안 필터(220)와 전압제어 발진기(222), 위상동기루프 회로(224), 버퍼 증폭기(224), 대역통과필터(226), 구동 증폭기(228), 전력 증폭기(230)(232)로 구성된다. DECT의 무선 송수신 시스템은 1881.972㎒∼1897.344㎒ 대역에서 TDD 방식으로 동작한다. 송신 주파수와 수신 주파수는 동일하며, TDD의 주기에 따라 송신부와 수신부가 교번 동작하여 TDD 스위치(204)를 통해 안테나에 전달된다. 더미 전류 스위치(Dummy Current Switch)(234)에는 송신 전력 제어 신호가 입력된다. 이 더미 전류 스위치는 송신 전력 제어 신호의 크기에 따라 동작하여 송신 전력의 전류량과 수신 전력의 전류량의 차이에 해당하는 크기의 전류 소모를 발생시킴으로써 송신 전력과 수신 전력의 차이를 제거한다.In FIG. 2, the signal received at the antenna is delivered to the receiver via the bandpass filter 202 and the TDD switch 204. The receiver comprises a low noise amplifier 206, a band pass filter 208, 212, a mixer 210, an intermediate frequency amplifier 214, an intermediate frequency processor 216, and a buffer amplifier 218. The transmitter includes a Gaussian filter 220, a voltage controlled oscillator 222, a phase locked loop circuit 224, a buffer amplifier 224, a band pass filter 226, a drive amplifier 228, and a power amplifier 230, 232. It consists of. The DECT wireless transmit / receive system operates in the TDD scheme in the 1881.972 MHz to 1897.344 MHz band. The transmission frequency and the reception frequency are the same, and the transmitter and the receiver alternately operate according to the period of the TDD, and are transmitted to the antenna through the TDD switch 204. A transmission power control signal is input to the dummy current switch 234. The dummy current switch operates according to the magnitude of the transmission power control signal to generate a current consumption of a magnitude corresponding to the difference between the current amount of the transmission power and the current amount of the reception power, thereby eliminating the difference between the transmission power and the reception power.
수신 모드에서는 TDD 스위치(204)가 대역통과필터(202)와 수신부를 연결한다. 수신된 신호는 저잡음 증폭기(206)에 의해 일차적으로 증폭되어 대역통과필터(208)에서 불필요한 대역의 신호가 제거된다. 믹서(210)는 대역통과필터(208)의 출력과 국부 발진 신호를 혼합(mix)하여 110.592㎒의 제 1 중간 주파수 신호를 발생시킨다. 국부 발진 신호는 송신부에서 설명하게 될 전압제어 발진기(222)에서 만들어진 발진 신호가 버퍼 증폭기(218)를 통해 믹서(210)에 입력된다. 중간 주파수 처리기(216)는 제 1 중간 주파수 신호를 입력받아 제 2 중간 주파수로의 변환한 다음 이를 복조하여 수신 데이터 신호(DATA_IN)를 발생시킨다.In the reception mode, the TDD switch 204 connects the bandpass filter 202 to the receiver. The received signal is first amplified by the low noise amplifier 206 so that unnecessary band signals are removed from the bandpass filter 208. The mixer 210 mixes the output of the bandpass filter 208 and the local oscillation signal to generate a first intermediate frequency signal of 110.592 MHz. The local oscillation signal is input to the mixer 210 through the buffer amplifier 218, the oscillation signal generated by the voltage controlled oscillator 222 to be described in the transmitter. The intermediate frequency processor 216 receives the first intermediate frequency signal, converts it to a second intermediate frequency, and demodulates it to generate a received data signal DATA_IN.
송신 모드에서는 TDD 스위치(204)가 대역통과필터(202)와 송신부를 연결한다. 가우시안 필터(220)를 통과한 송신 데이터 신호(DATA_OUT)는 전압제어 발진기(222)에서 1881.792㎒∼1897.344㎒의 송신 주파수로 변환되어 버퍼 증폭기(224)를 거쳐 대역통과필터(226)에 전달된다. 대역통과필터(226)는 입력된 송신 데이터신호(DATA_OUT)에서 고조파 성분(Harmonics) 등의 불필요한 신호를 제거한 다음 구동 증폭기(228)와 전력 증폭기(232)에 의해 증폭되어 TDD 스위치(204)와 대역통과필터(202), 안테나를 통해 무선 구간으로 송신된다. 구동 증폭기(218)와 전력 증폭기(230)(232)에서의 증폭 정도는 송신전력 제어신호에 의해 결정된다.In the transmission mode, the TDD switch 204 connects the bandpass filter 202 and the transmitter. The transmission data signal DATA_OUT passing through the Gaussian filter 220 is converted into a transmission frequency of 1881.792 MHz to 1897.344 MHz by the voltage controlled oscillator 222 and transmitted to the band pass filter 226 through the buffer amplifier 224. The bandpass filter 226 removes unnecessary signals such as harmonics from the input transmission data signal DATA_OUT, and is then amplified by the driving amplifier 228 and the power amplifier 232 to transmit the TDD switch 204 and the band. The pass filter 202 is transmitted to the radio section through the antenna. The amplification degree in the driving amplifier 218 and the power amplifiers 230 and 232 is determined by the transmission power control signal.
도 3은 본 발명에 따른 무선 송수신 시스템의 잡음 감소 장치의 더미 전류 스위치를 나타낸 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating a dummy current switch of a noise reduction device of a wireless transmission / reception system according to the present invention.
도 3에 나타낸 바와 같이, 트랜지스터(302)의 콜렉터에는 세 개의 병렬 저항(304)을 통해 전원전압(VCC)이 공급되고, 에미터는 접지된다. 이 트랜지스터(302)의 콜렉터와 베이스는 저항(306)을 통해 연결된다. 또 베이스는 인버터(308)에 의해 반전된 송신 전력 제어 신호에 의해 제어된다. 즉 송신 전력 제어 신호가 일정 크기 이상이면 인버터(308)의 출력이 로우 레벨이 되어 트랜지스터(302)가 턴 온된다. 트랜지스터(302)가 턴 온됨으로써 병렬 저항(304)을 통하여 일정 크기의 전류가 흐르는데, 이 때 흐르는 전류의 크기가 송신 모드의 전류와 수신 모드의 전류의 차이에 해당하는 크기가 되도록 병렬 저항의 크기를 결정한다. 일반적으로 TDD 방식의 DECT 시스템에서는 수신 모드와 송신 모드 사이에 약 60㎃의 전류 차가 존재한다. 따라서 트랜지스터(302)가 턴 온되었을 때 약 60㎃의 출력 전류가 발생하도록 병렬 저항(304)의 크기를 결정한다.As shown in FIG. 3, the collector of the transistor 302 is supplied with a power supply voltage VCC through three parallel resistors 304, and the emitter is grounded. The collector and base of this transistor 302 are connected via a resistor 306. The base is also controlled by the transmission power control signal inverted by the inverter 308. That is, when the transmission power control signal is greater than or equal to a certain magnitude, the output of the inverter 308 becomes low level, and the transistor 302 is turned on. When the transistor 302 is turned on, a certain amount of current flows through the parallel resistor 304, and the magnitude of the parallel resistance is such that the amount of current flowing corresponds to the difference between the current in the transmission mode and the current in the reception mode. Determine. In general, in the TDD DECT system, there is a current difference of about 60 mA between the reception mode and the transmission mode. Accordingly, the size of the parallel resistor 304 is determined so that an output current of about 60 mA is generated when the transistor 302 is turned on.
이와 같은 더미 전류 스위치(234)의 작용에 의해 TDD 방식의 무선 송수신 시스템의 송신 전력과 수신 전력 사이의 전류(전압)차가 제거되어 이로 인한 잡음 발생이 크게 억제된다.By the operation of the dummy current switch 234, the current (voltage) difference between the transmission power and the reception power of the TDD-type wireless transmission / reception system is removed, thereby greatly suppressing noise generation.
본 발명에 따른 무선 송수신 시스템의 잡음 감소 장치는 송신 전력 제어 신호의 크기에 따라 선택적으로 활성화되는 더미 전류 스위치를 구비하여 송신 전력과 수신 전력의 크기를 동일하게 유지함으로써, TDD 방식의 무선 송수신 시스템에서 송신 전력과 수신 전력의 차이에 의해 발생하는 잡음을 감소시키는 효과를 제공한다.The apparatus for reducing noise of a wireless transmission / reception system according to the present invention includes a dummy current switch selectively activated according to the size of a transmission power control signal, thereby maintaining the same transmission power and reception power in the TDD wireless transmission / reception system. It provides an effect of reducing noise generated by the difference between the transmit power and the receive power.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102475533B1 (en) * | 2022-08-06 | 2022-12-08 | 주식회사 현이엔지 | Communication signal transmission/reception unit and system containing the same |
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