KR20080098110A

KR20080098110A - Ｔｄｄ 방식의 이동통신용 송수신신호 변환장치

Info

Publication number: KR20080098110A
Application number: KR1020070043377A
Authority: KR
Inventors: 송인재; 심준형; 김희석; 이정란; 선중규; 김형권
Original assignee: 에스케이텔레시스 주식회사
Priority date: 2007-05-04
Filing date: 2007-05-04
Publication date: 2008-11-07

Abstract

본 발명은 이동통신용 송수신신호 변환장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 송신부 IF처리부의 주파수와 수신부 IF처리부의 주파수를 동일하게 설계하여 송신신호 및 수신신호의 상하향 변환을 하나의 발진만을 이용하여 발진신호를 제공함으로써 구조가 단순해지고, PCB 공간 절약 및 공간 절약에서 오는 PCB 공간의 효율적 활용이 가능하며, LOCAL 수가 줄어들게 되어 간섭의 원인이 줄어들고, 발진회로 구현을 위해 필요한 증폭기, PLL, 레귤레이터를 비롯한 다수의 소자를 줄일 수 있어 비용절감 효과를 가져오는 기술을 개시한다.

Description

ＴＤＤ 방식의 이동통신용 송수신신호 변환장치{RECEIVING AND TRANSMITTING SIGNAL CONVERTING APPARATUS FOR MOBILE COMMUNICATION OF TDD TYPE}

본 발명은 TDD 방식의 이동통신용 송수신신호 변환장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 신호상향용 믹서와 신호하향용 믹서에 발진신호를 제공하는 기술에 관한 것이다.

일반적인 이동통신시스템에서는 이동통신단말기와 기지국간, 이동통신단말기와 중계기간 또는 무선중계기와 기지국 간과 같이 무선구간에서는 신호의 장거리 전송을 위해 고주파 아날로그신호인 RF(Radio Frequency)신호의 형태를 이용하고, 수신된 신호는 데이터처리를 위해 디지털신호를 이용한다.

따라서 일반적인 이동통신시스템에는 수신된 RF신호를 디지털신호로 변환하거나 디지털신호를 RF신호로 변환하여 송신시키는 신호변환장치가 구비된다.

그런데, RF신호를 디지털신호로 변환하거나 디지털신호를 RF신호로 변환하기 위해서는, 요구되는 주파수 채널만 정확히 골라내야 하는 선택의 문제, 주변의 잡다한 회로와의 간섭방지를 위한 격리의 문제(민감도 하락) 등을 해결하기 위해 IF(Intermediate Frequency)신호라는 중간 주파수 단계를 거치도록 설계한다.

이렇게 RF신호를 IF신호로 변환하거나 IF신호를 RF신호로 변환하기 위해서 요구되는 것이 믹서(혼합기)와 믹서로 발진주파수를 제공하는 국부 발진기(LOCAL OSCILLATOR) 등을 포함하는 별도의 발진경로이다.

도1은 종래의 송수신신호 변환장치(100)에 대한 주요 부위를 도시한 블록도이다.

도1을 참조하면, 종래의 송수신신호 변환장치(100)는 신호 송신경로(T.P) 상에 마련되는 UP컨버터(110), 신호 수신경로(R.P) 상에 마련되는 DN컨버터(120), 두개의 발진경로(L.P) 상에 구비되는 제1발진기(131) 및 제2발진기(132) 등으로 구성된다.

UP컨버터(110)는 송신될 아날로그신호를 IF형태에서 RF형태로 상향 변환하는 역할을 수행하기 위해 신호상향용 믹서(111)를 포함한다.

DN컨버터(120)는 수신된 RF신호를 RF형태에서 IF형태로 하향 변환하는 역할을 수행하기 위해 신호하향용 믹서(121)를 포함한다.

제1발진기(131)는 신호상향용 믹서(111)로 발진신호를 제공하고, 제2발진기(132)는 신호 하향용 믹서(121)로 발진신호를 제공한다.

즉, 위와 같이 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이나 TDD(Time Division Duplex) 방식의 이동통신에서 사용하는 종래의 송수신신호 변환장치(100)는 각각 독립적인 두개의 발진경로(L.P)를 필요로 하였는데, 이러한 이유는 신호 송신경로(T.P) 상의 IF처리부(112)의 주파수와 신호 수신경로(R.P) 상의 IF처리부(122)의 주파수를 다르게 설계하였기 때문이다. 참고로 FDD방식은 송신주파수와 수신주파수를 달리하는 주파수분할 방식이고, TDD방식은 한정된 주파수자원을 최대로 활용하기 위해 송신신호와 수신신호를 시간별로 분할하는 방식이다.

그런데 위와 같은 종래의 기술에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 두개의 발진경로(L.P)에서 발진되는 서로 다른 주파수의 발진신호 간에 간섭이 발생하게 된다.

둘째, 발진 주파수는 송수신 주파수와 유사하여 발진경로(L.P)에서 방사되는 성분이 신호 송신경로(T.P)에 영향을 주기 때문에, BPF(대역통과필터)를 사용하고 발진주파수를 억제하기 위해 노치(NOTCH)를 주어 설계하여야 하는 데, 두개의 발진경로(L.P)를 사용한다면, 노치를 주어야 할 부분이 늘어나게 되고 이것은 곧 BPF 설계를 어렵게 하며 송신성능을 저하시키는 원인으로 작용한다.

셋째, 송수신 IF 처리부의 주파수를 다르게 설계하게 되면, 신호 송신경로(T.P)에서 사용하는 디지털 클럭(DIGITAL CLOCK)과 신호 수신경로(R.P)에서 사용하는 디지털 클럭(DIGITAL CLOCK)이 각각 필요하게 되어 부품수가 증가하는 요인이 된다.

넷째, 두개의 발진경로(L.P)를 가져야 하기 때문에 그만큼의 PCB 공간이 요구되어 PCB 공간의 활용율이 떨어진다.

다섯째, 두개의 발진경로(L.P)를 구현하기 위해 필요한 증폭기(amplifier), 고가의 PLL(Phase Locked Loop : 위상 동기 루프), 전원공급을 위한 레귤레이터(regulator), R(저항), L(인덕터), C(캐패시터) 등과 같은 통신소자가 쌍으로 구비되어야 하기 때문에 장치의 생산성을 하락시킨다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 하나의 발진경로를 통해 송수신신호를 변환시킬 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 TDD 방식의 송수신신호변환장치는, 신호 송신경로 상에 마련되며, IF신호를 발진된 신호와 혼합하여 RF신호로 변환한 다음 출력시키는 신호상향용 믹서; 신호 수신경로 상에 마련되며, 수신된 RF신호를 발진된 신호와 혼합하여 IF신호로 변환한 다음 출력시키는 신호하향용 믹서; 및 상기 신호상향용 믹서 및 신호하향용 믹서로 동일한 주파수의 발진신호를 제공하는 발진기; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 TDD 방식의 이동통신용 신호 송수신장치는, 신호 송신경로 상에 마련되며, 송신용 디지털신호를 IF신호로 변조하여 출력시키는 D/A컨버터; 상기 D/A컨버터로부터 오는 송신용 IF신호를 RF신호로 상향 변환시킨 후 송신안테나 측으로 출력시키는 UP컨버터; 신호 수신경로 상에 마련되며, 수신안테나 측으로부터 온 RF신호를 IF신호로 하향변환시킨 후 출력시키는 DN컨버터; 상기 DN컨버터로부터 오는 IF신호를 디지털신호로 복조하여 출력시키는 A/D컨버터; 및 상기 UP컨버터 및 DN컨버터로 동일한 주파수의 발진신호를 제공하는 발진기; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 UP컨버터는, 송신용 IF신호를 처리하기 위한 제1 IF처리부; 및 상기 제1 IF처리부에서 처리된 IF신호를 상기 발진기로부터 제공된 발진신호와 혼합하여 RF신호를 출력시키는 신호상향용 믹서; 를 포함하고, 상기 DN컨버터는, 수신된 RF신호를 상기 발진기로부터 제공된 발진신호와 혼합하여 IF신호를 출력시키는 신호하향용 믹서; 및 상기 신호하향용 믹서로부터 출력되는 IF신호를 처리하는 제2 IF처리부; 를 포함하며, 상기 제1 IF처리부의 주파수와 상기 제2 IF처리부의 주파수를 동일하게 설계하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도2 이하를 참조하여 보다 상세히 설명하도록 하되, 종래 기술에서 설명된 사항에 대해서는 설명의 간결함을 위하여 가급적 압축하거나 생략하기로 한다.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 신호 송수신장치(2000)에 대한 블록도로서 도2에서 참조되는 바와 같이, 본 실시예에 따른 신호 송수신장치(2000)는 신호 송신경로(T.P) 상에 마련되는 D/A컨버터(310) 및 UP컨버터(210), 신호 수신경로(R.P) 상에 마련되는 DN컨버터(220) 및 A/D컨버터(320), 발진경로(L.P) 상에 마련되는 발진기(230) 등을 포함하여 구성된다. 여기서 UP컨버터(210), DN컨버터(310) 및 발진기(230)는 본 발명에서 말하는 송수신신호 변환장치(200)를 이룬다.

D/A컨버터(310)는 송신용 디지털신호를 아날로그 IF신호로 변조하여 출력시키는 역할을 수행한다.

UP컨버터(210)는 D/A컨버터(310)로부터 오는 송신용 IF신호를 RF신호로 상향 변환시킨 후 송신안테나(TxA) 측으로 출력시킨다. 이러한 UP컨버터(210)는 도3의 송수신신호 변환장치(200)에 대한 블록도에 도시된 바와 같이, IF신호를 처리하는 제1 IF처리부(212), 제1 IF처리부(212)에서 처리된 IF신호를 발진기(230)로부터 제공된 발진신호와 혼합하여 RF신호를 출력시키는 신호상향용 믹서(211), 신호상향용 믹서(211)로부터 출력되는 RF신호를 처리하여 송신안테나(TxA) 측으로 출력시키는 제1 RF처리부(213) 등을 포함하여 구성된다.

DN컨버터(220)는 수신안테나(RxA) 측으로부터 온 아날로그 RF신호를 IF신호로 하향 변환시킨 후 출력시킨다. 이러한 DN컨버터(220)는 도3에 도시된 바와 같이 수신안테나(RxA) 측으로부터 온 아날로그 RF신호를 처리하는 제2 RF처리부(223), 제2 RF처리부(223)로부터 처리된 RF신호를 발진기(230)로부터 제공된 발진신호와 혼합하여 IF신호로 출력시키는 신호하향용 믹서(221), 신호하향용 믹서(221)로부터 오는 IF신호를 처리하는 제2 IF처리부(222) 등을 포함하여 구성된다.

즉, UP컨버터(210)는 신호상향용 믹서(211)를 구비하고 DN컨버터(220)는 신호하향용 믹서(221)를 구비하며, UP컨버터(210) 및 DN컨버터(220) 각각은 신호상향용 믹서(211) 및 신호하향용 믹서(221)를 기준으로 양 측으로 IF처리부(212, 222) 및 RF처리부(213, 223)를 구비한다.

여기서 UP컨버터(210)에 구비되는 제1 IF처리부(212)의 주파수와 DN컨버터(220)에 구비되는 제2 IF처리부(222)의 주파수는 동일하게 설계된다.

그리고 도2를 다시 참조하면, A/D컨버터(320)는 DN컨버터(220)로부터 오는 아날로그신호를 디지털신호로 복조하여 출력시킨다.

그리고 발진기(230)는 동일한 발진신호를 UP컨버터(210) 및 DN컨버터(220)로 제공한다.

위와 같은 신호 송수신장치(2000)는 TDD 방식에 적용된다. 왜냐하면 하나의 발진기가 신호 송신경로와 신호 수신경로에 모두 발진신호를 제공하더라도 스위치 전환동작에 의해 송신신호와 수신신호의 이동이 시간적으로 격리될 수 있기 때문이다. 즉, 본 발명의 특징은 TDD 방식에서 신호 송신경로(T.P)와 신호 수신경로(R.P)가 시간적으로 서로 격리되어 활성화된다는 점을 이용하여 하나의 발진기(230)를 통해 송수신신호를 상하향 변환시키고자 하는 점에 있다. 이 때 송수신 IF처리부의 주파수를 동일하게 설계함을 통해 하나의 발진기(230)를 사용하여 제공되는 발진신호가 UP컨버터(210) 및 DN컨버터(220)에 제공이 가능하다.

위와 같이 구성되는 신호 송수신장치(2000)의 작동에 대하여 설명한다.

먼저 송신안테나(TxA)를 통해 신호를 송신하는 경우에는, 신호 수신경로(R.P)가 스위치 전환동작에 의해 단절되어 비활성화 된다. 이러한 상태에서 송신용 디지털신호가 D/A컨버터(310)에서 IF신호로 변조되고, 변조된 송신용 IF신호는 UP컨버터(210)에서 발진기(230)로부터 제공되는 발진신호와 혼합됨으로써 RF신호로 상향 변환된 후 송신안테나(TxA) 측으로 출력된다.

한편, 수신안테나(RxA)를 통해 신호를 수신하는 경우에는 신호 송신경로(T.P)가 스위치 전환동작에 의해 단절되어 비활성화 된다. 이러한 상태에서 수신된 RF신호가 DN컨버터(220)에서 발진기(230)로부터 제공되는 발진신호와 혼합됨으로써 IF신호로 하향 변환된 후 A/D컨버터(320)에서 디지털신호로 복조된다.

이상과 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 하나의 발진경로를 이용한 하나의 발진신호 만을 사용하기 때문에 서로 다른 주파수를 가지는 발진신호 간의 간섭 발생이 원천적으로 발생되지 않는다.

둘째, 하나의 발진 주파수만이 방사되어 신호 송신경로에 영향을 주기 때문에, BPF 설계가 단순해지고 송신성능 또한 향상시킬 수 있게 된다.

셋째, 송수신 IF처리부의 주파수를 동일하게 설계함을 통해 디지털처리부의 디지털 클럭의 수가 줄어들게 된다.

넷째, 하나의 발진경로만 가지면 족하므로 그만큼 PCB 공간이 절약되어 PCB 공간의 활용율이 상승한다.

다섯째, 하나의 발진경로만 가지면 족하므로 증폭기, 고가의 PLL, 전원공급을 위한 레귤레이터, R, L, C 등과 같은 통신소자가 종래보다 반으로 줄어들어 장치의 생산성이 향상된다.

도1은 종래 이동통신용 송수신신호 변환장치에 관한 블록도이다.

도2는 본 발명에 따른 TDD 방식의 이동통신용 신호 송수신장치에 대한 블록도이다.

도3은 도2의 신호 송수신장치에 적용되는 송수신신호 변환장치에 대한 블록도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2000 : TDD 방식의 이동통신용 신호 송수신장치

200 : TDD 방식의 이동통신용 송수신신호 변환장치.

210 : UP컨버터

211 : 신호상향용 믹서

212 : 제1 IF처리부

310 : D/A컨버터

220 : DN컨버터

221 : 신호하향용 믹서

222 : 제2 IF처리부

320 : A/D컨버터

Claims

신호 송신경로 상에 마련되며, IF신호를 발진된 신호와 혼합하여 RF신호로 변환한 다음 출력시키는 신호상향용 믹서;

신호 수신경로 상에 마련되며, 수신된 RF신호를 발진된 신호와 혼합하여 IF신호로 변환한 다음 출력시키는 신호하향용 믹서; 및

상기 신호상향용 믹서 및 신호하향용 믹서로 동일한 주파수의 발진신호를 제공하는 발진기; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 TDD 방식의 이동통신용 송수신신호 변환장치.
신호 송신경로 상에 마련되며, 송신용 디지털신호를 IF신호로 변조하여 출력시키는 D/A컨버터;

상기 D/A컨버터로부터 오는 송신용 IF신호를 RF신호로 상향 변환시킨 후 송신안테나 측으로 출력시키는 UP컨버터;

신호 수신경로 상에 마련되며, 수신안테나 측으로부터 온 RF신호를 IF신호로 하향변환시킨 후 출력시키는 DN컨버터;

상기 DN컨버터로부터 오는 IF신호를 디지털신호로 복조하여 출력시키는 A/D컨버터; 및

상기 UP컨버터 및 DN컨버터로 동일한 주파수의 발진신호를 제공하는 발진기; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 TDD 방식의 이동통신용 신호 송수신장치.
제2항에 있어서,

상기 UP컨버터는,

송신용 IF신호를 처리하기 위한 제1 IF처리부; 및

상기 제1 IF처리부에서 처리된 IF신호를 상기 발진기로부터 제공된 발진신호와 혼합하여 RF신호를 출력시키는 신호상향용 믹서; 를 포함하고,

상기 DN컨버터는,

수신된 RF신호를 상기 발진기로부터 제공된 발진신호와 혼합하여 IF신호를 출력시키는 신호하향용 믹서; 및

상기 신호하향용 믹서로부터 출력되는 IF신호를 처리하는 제2 IF처리부; 를 포함하며,

상기 제1 IF처리부의 주파수와 상기 제2 IF처리부의 주파수가 동일하게 설계되는 것을 특징으로 하는 TDD 방식의 이동통신용 신호 송수신장치.