KR20100078231A - 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 장치 및 방법에 관한 것으로, 이러한 본 발명은, 사용 대역 입력 신호를 생성하는 입력 신호 생성부; 상기 사용 대역 입력 신호 및 상기 사용 대역 입력 신호를 상기 사용 대역을 통과시키는 대역 통과 필터의 출력 신호와 비교하여 참조 신호를 생성하는 참조 귀환부; 및 상기 참조 신호에 따라 Q 값을 조절하여 대역 통과 필터링을 수행하는 대역 통과 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 장치를 제공하며 이에 따른 필터링 방법을 제공한다.
Figure P1020080136434
Band Pass Filter, Q, reference feedback

Description

무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 장치 및 방법{An apparatus for filtering using reference feedback circuits in a wireless communication system and a method thereof}
본 발명은 무선 통신 시스템의 필터링 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 무선 통신 시스템의 수신기에서 참조 귀환 회로를 이용하여 필터 특성을 향상시키기 위한 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 장치 및 방법에 관한 것이다.
기저 대역(Base band) 통신에 사용되는 송신기(transceiver)에서는 저 대역 통과 필터(low-pass filter)를 이용하면 원 신호를 제외한 간섭(interferer)을 제거할 수 있다. 하지만 대부분의 통신은 서로간의 간섭을 방지하기 위해 고주파 캐리어(radio frequency carrier)를 사용하며, 이러한 고주파 시스템(RF system)에서 사용하는 고주파 수신기(RF transceiver)에서는 자신에게 할당된 특정 주파수 대역(band)만을 받아들여야 하므로 고주파 대역 통과 필터(RF band-pass filter)를 사용해야 한다.
전 주파수 대역이 촘촘하게 각기 다른 용도로 사용되고 있는 현재 주파수 할 당 시스템에서 높은 Q 값(High-Q)을 가지는 고주파 대역 통화 필터(RF band-pass filter) 없이는 다른 주파수 대역의 신호에 의해 수신기(transceiver)의 디지털 회로의 시작단(Digital front-end)나 컨버퍼(ADC)의 부담이 크게 증가하게 된다. 즉, 수신단의 대역통과필터 이후의 디지털 유닛이 시작단 또는 ADC의 작업량이 증가하게 된다. 대부분의 수신기(RF transceiver)가 CMOS 공정으로 구현되고 있는 실정에서 아직 높은 Q 값(High-Q)을 가지는 고주파 대역 통화 필터는 대부분의 경우 "SAW filter"로 구현되고 있다. 하지만 "SAW filter"는 기계적인 공진을 이용한 것이므로 그 부피가 상당히 크고, 또한 IC에 집적될 수 없으므로 수신기(RF transceiver)의 가격을 크게 증가시키고 있다.
따라서 상술한 바와 같은 종래의 문제를 감안한 본 발명의 목적은, 참조 귀환 회로를 이용하여 필터의 Q 값을 향상시킬 수 있도록 하는 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 수신기의 필터의 입력되는 신호 및 출력되는 신호의 크기를 비교하여 필터를 제어할 수 있는 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 수신기의 필터의 입력되는 신호의 간섭을 제거하여 보다 정확하게 필터를 제어할 수 있는 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 장치는, 사용 대역 입력 신호를 생성하는 입력 신호 생성부; 상기 사용 대역 입력 신호 및 상기 사용 대역 입력 신호를 상기 사용 대역을 통과시키는 대역 통과 필터의 출력 신호와 비교하여 참조 신호를 생성하는 참조 귀환부; 및 상기 참조 신호에 따라 Q 값을 조절하여 대역 통과 필터링을 수행하는 대역 통과 필터부를 포함한다.
상기 입력 신호 생성부는 수신기가 수신한 신호에서 상기 사용 대역의 이외의 대역의 신호를 제거한 사용 대역 입력 신호를 생성하여 상기 대역 통과 필터부 에 입력하는 입력 필터를 포함한다.
상기 참조 귀환부는 입력 필터의 출력 신호인 상기 사용 대역 입력 신호의 전력을 측정하는 입력 신호 측정기; 상기 사용 대역 입력 신호가 상기 대역 통과 필터부를 통해 필터링된 출력 신호의 전력을 측정하는 출력 신호 측정기; 상기 사용 대역 입력 신호의 전력 및 상기 출력 신호의 전력을 비교하여 참조 신호를 생성하는 비교기; 및 상기 참조 신호를 통해 상기 입력 대역 통과 필터 및 상기 대역 통과 필터부의 Q 값을 조절하는 제어기를 포함한다.
상기 입력 신호 생성부는 상기 무선 통신 시스템의 대역 중 수신기가 사용하는 상기 사용 대역의 신호를 생성하는 입력 신호 생성기를 포함한다.
상기 참조 귀환부는 상기 입력 신호 생성기의 사용 대역 입력 신호를 입력 받아 상기 사용 대역에 따라 대역 통과 필터링하는 참조 필터; 상기 입력 신호 생성기의 사용 대역 입력 신호의 전력을 측정하는 입력 신호 측정기; 상기 참조 필터가 필터링한 출력 신호의 전력을 측정하는 출력 신호 측정기; 상기 참조 필터에 입력되는 사용 대역 입력 신호의 전력과 상기 참조 필터가 필터링한 출력 신호의 전력을 비교하여 참조 신호를 생성하는 비교기; 및 상기 참조 신호를 통해 상기 참조 필터 및 상기 대역 통과 필터부의 Q 값을 조절하는 제어기를 포함한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 방법은, 상기 무선 통신 시스템의 대역 중 수신기가 사용하는 사용 대역 입력 신호를 생성하는 과정과, 상기 사용 대역 입력 신호 및 상기 사용 대역 입력 신호를 사용 대역만 출력되도록 대역 필터링한 신호를 비교하여 참조 신호를 생성하는 과정과, 상기 참조 신호에 따라 Q 값을 조절하여 수신기에 입력되는 고주파 신호를 대역 필터링을 수행하는 과정을 포함한다.
상기 사용 대역 입력 신호를 생성하는 과정은 수신기에 입력되는 고주파 신호를 상기 사용 대역에 따라 대역 통과 필터링하는 것을 특징으로 한다.
상기 사용 대역 입력 신호를 생성하는 과정은 상기 무선 통신 시스템의 대역 중 수신기가 사용하는 사용 대역 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 수신기의 사용 대역에서 필터에 입력되는 신호 및 출력되는 신호의 관계를 정확하게 분석할 수 있으므로, 높은 Q 값을 가지는 밴드 패스 필터를 구현할 수 있다. 또한, 입력 신호의 간섭을 제거함으로써 필터의 Q 값을 보다 정확히 제어할 수 있으며, 회로를 안정적으로 동작시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
무선 통신 시스템은 공중(Air)을 통해 신호를 전송하기 위해 고주파(Radio Frequency)를 사용하며, 고주파 시스템(RF system)에서 사용하는 고주파 수신기(RF transceiver)에서는 자신에게 할당된 특정 주파수 대역(band)만을 받아들여야 한다. 이러한 특정 시스템에 할당된 시스템 대역을 본 발명의 실시 예에서는 사용 대역이라 칭하기로 하며, 이러한 사용 대역의 신호의 입력(band-limited input)을 받아들이기 위해서, 수신기는 고주파 대역 통과 필터(RF band-pass filter)를 사용해야 한다.
그러면, 이러한 고주파 대역 통과 필터(이하, "대역 통과 필터"로 축약함)에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 대역 통과 필터의 회로를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 대역 통과 필터는 제1 내지 제5 캐패시터(C1, C2, C3, C4, C5)와 제1 및 제2 인덕터(L1, L2)를 포함한다. 도시한 바와 같이, 제1 내지 제3 캐패시터(C1, C2, C3)는 직렬로 연결되며, 제2 캐패시터(C2)는 커플링 캐패시터이다.
또한, 제1 캐패시터(C1)에 제4 캐패시터 및 제1 인덕터(C4, L1)가 병렬 연결되고, 제2 캐패시터(C2)에 제5 캐패시터 및 제2 인덕터(C5, L2)가 병렬 연결된다. 서로 병렬 연결된 제4 캐패시 및 제1 인덕터(C4, L1)는 접지(ground)되며, 서로 병렬 연결된 제5 캐패시 및 제2 인덕터(C5, L2) 또한 접지된다.
필터 특성을 향상시키기 위해서는 제4 캐패시터 및 제1 인덕터(C4, L1)와, 제5 캐패시터 및 제2 인덕터(C5, L2)의 특성이 직렬로 연결된 제1 내지 제3 캐패시터와 오픈(Open)되는 특성을 가짐이 바람직하다.
제1 및 제2 인덕터(L1, L2)는 스파이럴(spiral) 구조를 가지며, 이러한 제1 및 제2 인덕터(L1, L2)는 무시할 수 없는 기생 저항(R) 성분을 가지게 된다. 제1 및 제2 인덕터(L1, L2) 각각의 기생 저항(R) 성분을 고려한 인덕터의 Q는 다음의 <수학식 1>과 같다.
[수학식 1]
Figure 112008090284353-PAT00001
<수학식 1>에서 "R"은 인덕터에 직렬 또는 병렬로 연결된 기생 저항을 의미한다. 기생 저항(R)값이 커짐에 따라 낮은 Q 값을 가지며, 이로 인해, 필터의 Q 제한이 생기게 된다. 필터의 Q 제한(filter Q limit)은 필터에서 원하는 만큼의 밴드 선택을 구현하는데 근본적인 한계로 작용한다.
이러한 이유로, Q 값을 높이기 위해서는, 즉, high-Q를 구현하기 위해서는, L 값을 높이고, 기생 저항 R 값을 줄여야한다. 본 발명의 실시 예에서는 상술한 기생 저항(R)을 줄이기 위해서 음저항(negative R, -R)을 이용할 수 있다. 즉, 능동 소자를 이용하여 negative R(-R)을 생성하고, 이를 통해 인덕터의 기생 저항을 상쇄함으로써, 높은 Q 값을 구현한다.
그러나 negative R(-R)을 이용하여, 기생 저항을 완전히 상쇄하는 순간, 필터는 능동 소자의 피드백으로 인하여 오실레이터(oscillator)로 작동하므로, 그 주파수 응답은 발진하게 된다. 따라서 더 이상 필터로써 사용할 수 없게 된다. 또한, 발진하지 않더라도, 플랫(flat)하지 않고, 리플(ripple)이 심한 응답을 가지게 된다.
도 2는 음저항의 크기에 따른 대역 통과 필터의 전달 함수를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 negative R(-R)에 따른 필터의 전달 함수(transfer function)를 도시하였다. 도시한 바와 같이, negative R(-R)에 따라 높은 Q 값을 가지도록 필터링하기 위해서는 안정성이 문제가 되지 않을 수 있는 범위까지만, 기생 저항을 상쇄해야 한다. 즉, 이상적인 필터링 장치의 전달 함수는 도면 부호 201과 같은 응답을 나타내지만, negative R(-R)이 너무 높거나, 낮은 경우, 도면 부호 203 및 205와 같이 대역 통화 필터링 역할을 제대로 수행할 수 없다.
이때, 적절한 negative-R 값은 CMOS 공정의 다양성, 공급 전원의 다양성 등에 따라 유동적으로 변할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따르면, 이러한 negative-R 값을 조절하여 필터링 장치가 안정적으로 동작할 수 있도록 참조 귀환(reference feedback) 회로를 제공한다.
참조 귀환(reference feedback) 회로는 상술한 바와 같은 negative R(-R)을 조절하기 위하여 대역 통과 필터에 입력되는 신호 및 대역 통화 필터에서 출력되는 신호의 전력을 측정하고, 측정한 전력 값에 따라 Q 값을 보정하기 위한 negative R(-R)을 조절한다.
이때, 본 발명의 실시 예에 따르면, 대역 통과 필터에 입력되는 신호는 간섭이 존재하므로, 대역 통화 필터에 입력되는 신호의 간섭을 제거하여 사용 대역 입력(band-limited input)을 생성한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 사용 대역 입력 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 3의 도면 부호 301은 대역 통과 필터에 입력되는 신호를 나타낸다. 송신기에서 송신된 RF 신호는 수신기의 안테나를 통해 수신되며, 수신된 신호는 LNA(Low Noise Amplifier)를 거쳐, 필터링 장치로 입력된다. 필터의 Q 값을 보정하기 위해서는 대역 통과 필터에 입력되는 신호의 전력(Power)과, 출력되는 신호의 전력이 필요하다. 참조 귀환 회로는 이러한 입력 및 출력 전력을 비교하여, 대역 통과 필터의 negative R(-R)을 조절하는 참조 신호를 생성한다.
하지만, 실제 입력되는 신호의 전력은 원하는 대역의 신호만 입력되는 것이 아니다. 도면 부호 301은 필터링 장치에 입력되는 실제의 신호를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 이러한 실제 입력 신호는 원하는 대역(300)의 주변 대역(307)에 간섭(interferer) 신호가 존재한다. 한편, 필터의 출력 신호의 경우, 사용 대역(300) 내의 출력 신호의 전력 크기가 우세(dominant)하므로 원하는 사용 대역(300)내의 출력 신호의 전력 크기를 얻을 수 있다. 이와 같이, 사용 대역(300) 내의 입력 신호의 전력이 굉장히 큰 경우에는 문제가 되지 않겠지만, 도면 부호 301과 같이, 오히려 사용 대역의 바깥 대역(307)의 간섭(interferer) 신호 크기가 사용 대역(300)의 신호보다 더 큰 경우도 있다. 이러한 경우, 사용 대역(300)내의 입력 신호의 전력 크기를 측정할 수 없으며, 참조 귀환 회로가 측정하는 것은 모든 주파수 대역의 입력 신호 전력 크기와 사용 대역(300)의 출력 신호 크기라고 할 수 있다.
이것은 참조 귀환(reference feedback) 회로의 감도(sensitivity)가 낮다는 것을 의미하므로, 이러한 방식으로 참조 귀환(reference feedback) 회로를 구현하는 경우, 높은 Q 값을 가지는 고주파 대역 통화 필터(High-Q RF band-pass filter) 를 구현하는 데에 한계가 된다.
따라서 본 발명의 실시 예에서는 사용 대역의 입력 신호를 생성하여 이를 통해 대역 통과 필터의 Q 값을 조절한다. 이러한 사용 대역(300)의 입력 신호는 두 가지 방법에 따라 생성할 수 있다. 첫째, 실제 입력 신호(301)에서 간섭을 제거한 입력 신호(303)를 생성하여, 대역 통과 필터에 입력할 수 있다. 둘째, 사용 대역(300)의 입력 신호(303)를 생성하여 대역 통과 필터에 입력할 수 있다.
이에 따라, 참조 귀환 회로는 간섭을 제거한 입력 신호(303)의 전력을 측정하고, 이러한 신호(303)의 대역 통과 필터를 통해 필터링된 신호(305)의 출력 전력의 크기를 측정한다.
이에 따라, 참조 귀환 회로가 참조 신호를 생성하는 경우, 더 정확한 신호를 생성할 수 있다. 도면 부호 305는 참조 신호에 따라 negative R(-R)을 적용한 대역 통화 필터가 필터링한 신호를 나타낸다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 필터링 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 필터링 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 무선 통신 시스템에서 안테나로 입력된 고주파 신호는 듀플렉서 등의 장치를 거쳐 수신단(Rx)으로 입력되며, 수신단의 LNA(Low Noice Amplifier)를 거쳐 필터링 장치로 입력된다.
필터링 장치는 S401 단계에서 이러한 입력 신호의 밴드를 제한하여, 시스템이 사용하는 사용 대역의 입력(band-limited input) 신호를 생성한다. 이때, 사용 대역 입력 신호를 생성하기 위하여, 사용 대역 이외의 대역의 신호를 제거하거나, 시스템 대역 중 사용 대역의 신호를 새로 생성할 수 있다.
그런 다음, 필터링 장치는 S403 단계에서 사용 대역의 입력 신호와 사용 대역을 필터링한 출력 신호를 비교하여 참조 신호를 생성한다.
즉, 필터링 장치는 사용 대역의 입력 신호를 이용하여 사용 대역을 통화시키는 필터링을 수행한다. 이때, 필터링 과정에서 사용 대역의 입력 신호의 전력 및 출력 신호의 전력을 측정하여 필터의 Q 값을 측정하고, 측정한 Q 값에 따라 대역 통과 필터에 참조 신호를 생성한다. 이러한 참조 신호는 대역 통화 필터의 Q 값을 조절하기 위한 피드백이다.
이어서, 필터링 장치는 S405 단계에서 이러한 피드백에 따라 Q 값을 조절하여 사용 대역을 통화시키는 필터링을 수행한다.
이어서, 본 발명의 실시 예에 따른 필터링 장치에 대해서 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 필터링 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 밴드 패스 필터는, 입력신호(band-limited input)생성부(510), 참조귀환(reference feedback)부(520) 및 대역통과필터(band pass filter)부(530)를 포함하여 구성된다.
입력신호생성부(510)는 입력되는 실제 신호에서 사용 대역의 입력 신호(band-limited input)를 생성하는 역할을 수행한다. 즉, 고주파 시스템(RF system)에서 사용하는 고주파 수신기(RF transceiver)에서, 수신기 자신에게 할당 된 시스템 대역인 특정 주파수 대역(사용 대역) 바깥 대역의 잡음을 제거하여 사용 대역의 입력 신호를 생성한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 이러한 신호는 밴드 패스 필터를 이용하여 사용 대역 바깥 대역의 잡음을 제거하거나, 시스템 대역 중 사용 대역의 신호를 새로 생성할 수 있다.
참조귀환부(520)는 대역통과필터부(530)의 -R(negativ R)을 조절한다. 참조 귀환부(520)는 잡음이 없는 입력 신호 및 이를 사용 대역에 따른 대역 통과 필터링을 수행한 출력 신호를 비교하여 대역통과필터의 Q 값을 확인한 후, Q 값을 조절하기 위한 피드백을 수행한다.
대역통과필터부(530)는, 고주파 시스템(RF system)에서 사용하는 고주파 수신기(RF transceiver)에서, 수신기 자신에게 할당된 시스템 대역인 특정 주파수 대역(band)만을 받아들이기 위한 고주파 대역 통과 필터(RF band-pass filter)이다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 대역통과필터부는 참조 귀환부(reference feedback)의 제어에 따라 -R(negativ R)을 조절하여 필터내의 기생 저항 값을 제거하여 높은 Q 값(high-Q)에 따른 대역 통과 필터링을 수행한다.
다음으로, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 필터링 장치의 구체적인 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 필터링 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 필터링 장치는, 입력 필터(band pass filter)(601), 대역 필터(band pass filter)(603), 입력 신호 전력 검출 기(605), 출력 신호 전력 검출기(607), 비교기(609), 저대역 필터(Low pass filter)(611), 및 제어기(Q control, negative R control)(613, 615)를 포함하여 구성된다.
도시한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 필터링 장치는 피드백 구조를 가진다. 이때, 도 5 및 도 6을 참조하면, 입력 필터(601)는 입력신호생성부의 역할을 수행하고, 입력 신호 전력 검출기(605), 출력 신호 전력 검출기(607), 비교기(609), 저대역 필터(611), 및 제어기(613, 615)는 참조귀환부(520)의 역할을 수행하며, 대역 필터(603)는 대역통과필터부(530)의 역할을 수행한다.
입력 필터(601)는 수신되는 고주파 신호에서 수신기가 사용하는 대역외의 대역 신호들을 걸러내어(band-limited), 사용 대역의 입력 신호를 생성한다. 즉, 도 3의 도면 부호 301과 같은 신호에서 도면 부호 303과 같은 신호를 생성한다.
입력 필터(601)의 출력 신호는 대역 필터(603)로 입력되며, 대역 필터(603)는 원하는 대역의 신호를 만들어 내기 위한 필터링을 수행한다. 이때, 대역 필터(603)는 참조 신호에 따라 negative R(-R)을 조절하여 필터링을 수행한다.
입력 및 출력 신호 검출기(605, 607)는 대역 필터(603)의 입력 및 출력 신호를 검출한다. 입력 및 출력 신호 검출기(605, 607)는 검출된 입력 및 출력 신호의 전력을 전압 형태로 출력하므로, 이러한 전압은 검출한 전력에 따라 입력 및 출력 신호의 전압 레벨이 차이가 난다.
비교기(609)는 이러한 전압 레벨을 비교하여 제어 전압(Control voltage)(Vc)인 참조 신호을 생성하여 출력한다.
저대역 필터(611)는 출력된 제어 전압(Control voltage)(Vc)인 참조 신호를 안정화(steady state)시키는 역할을 수행한다. 즉, 저대역 필터(611)는 제어 전압(Control voltage)(Vc)의 변화율을 조절하여 필터링 장치 전체 루프(loop)의 시간 상수(time constant)를 제어한다.
저대역 필터(611)에서 출력된 제어 전압은 제어기(613, 615)에 입력되며, 제어기(613, 615)는 각각 입력 필터(601), 대역 필터(603)의 negative R(-R), 즉 Q를 보정한다.
사용 대역 입력 신호의 전력과 같은 크기의 출력 신호의 전력을 얻는다면, 필터의 대역 통과 응답(pass-band response)이 0 dB라고 할 수 있으며, 이것은 이상적인 필터의 특성이다. 이러한 이유로, 입력 신호 및 출력 신호의 전력 레벨에 차이가 나는 경우, 참조 신호(Control voltage)(Vc)를 변화시켜서 필터의 negative R(-R)을 조절하여, Q 값을 보정한다. 반면, 같은 전력이 검출되면, 참조 신호(Control voltage)(Vc)를 고정하여 필터의 negative R(-R)을 유지한다.
이러한 본 발명의 일 실시 예에 따른 필터링 장치는 필터를 추가로 1개만 더 사용하면서도 안정적인 필터링을 수행할 수 있으며, 필터를 두 번 거치므로 사용 대역외의 대역인 간섭 대역의 더 많은 감쇠를 가져 올 수 있다(out-band attenuation).
다음으로, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 필터링 장치의 구성을 설명하기로 한다. 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 필터링 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 필터링 장치는, 입력신호생성기(701), 참조 필터(reference filter)(703), 입력 신호 검출기(705), 출력 신호 검출기(707), 비교기(709), 저대역 필터(Low pass filter)(711), 제어기(Q control, negative R control)(713), 및 대역필터(band pass filter)(715)를 포함하여 구성된다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 필터링 장치 또한 피드백 구조를 가진다.
이때, 도 5 및 도 6을 참조하면, 입력신호생성기(701)는 입력신호생성부(510)의 역할을 수행하고, 참조 필터(703), 입력 신호 검출기(705), 출력 신호 검출기(707), 비교기(709), 저대역 필터(711), 및 제어기(713)는 참조귀환부(520)의 역할을 수행하며, 대역 필터(603)는 대역통과필터부(530)의 역할을 수행한다.
입력신호생성기(701)는 사용 대역의 입력 신호를 생성하여, 생성한 사용 대역 입력 신호를 참조 필터(703)에 입력한다. 입력신호생성기(701)는, 도 6을 참조로 하는 실시 예와 같이 실제 입력 신호에서 사용 대역 이외 대역의 간섭을 제거하는 것이 아니라, 사용 대역의 입력 신호만 생성한다. 예컨대, 시스템 대역이 2GHz 내지 3GHz인 경우, 입력신호생성기(701)는 2GHz 내지 3GHz의 대역을 가지는 입력 신호를 생성하여 참조필터(703)에 입력한다. 여기서, 사용 대역 입력 신호는 싱글 톤(single tone)을 만들어내는 오실레이터(oscillator)를 시간에 따라 주파수 스위핑(frequency sweeping)함으로써 만들어낼 수 있다.
참조 필터(703)는 대역 필터(717)와 동일한 대역을 통과시키는 대역 통과 필터로, 대역 필터(717)의 실제 입력 신호에 따른 Q 값을 조절하기 위한 참조 신호를 생성하기 위한 것이다. 즉, 참조 필터(703)는 생성된 사용 대역 입력 신호의 대역 통과 필터의 역할을 수행한다.
입력 및 출력 신호 검출기(705, 707)는 참조필터(703)의 입력 및 출력 신호의 전력을 검출한다. 입력 및 출력 신호 검출기(705, 707)는 검출된 입력 및 출력 신호의 전력을 전압 형태로 출력한다. 따라서 이러한 전압은 전력에 따라 입력 및 출력 신호의 전압 레벨이 차이가 난다.
비교기(709)는 이러한 전압 레벨을 비교하여 참조 신호인 제어 전압을 생성하여 출력한다.
저대역 필터(711)는 출력된 참조 신호인 제어 전압을 안정화(steady state)시키는 역할을 수행한다.
저대역 필터(711)에서 출력된 제어 전압은 제어기(713)에 입력되며, 제어기(713)는 참조필터(603) 및 대역통과필터(717)의 negative R(-R), 즉 Q를 보정한다.
대역통과필터(717)는 제2 제어기(715)의 보정에 따라 Q를 보정하여 원하는 대역의 신호를 만들어 내기 위한 필터링을 수행한다.
상술한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 필터링 장치는 도 6을 참조로 하는 실시 예와 달리, 입력 신호 생성기(701) 및 참조 필터(703)를 사용한다. 즉,
입력 신호 생성기(701)를 통해 사용 대역 입력 신호를 생성하고, 이러한 사용 대역 입력 신호와, 사용 대역 입력 신호를 참조 필터를 통해 필터링한 출력 신호를 이용하여 대역 필터의 Q 값을 측정한다. 그런 다음, 측정된 Q 값을 이용하여 대역 필터의 negative-R(-R)을 조절한다. 이때, 도 6를 참조로하는 실시 예와 마찬가지로, 입력 신호 및 출력 신호의 전력 레벨에 차이가 나는 경우, 참조 신호(Control voltage)(Vc)를 변화시켜서 필터의 negative R(-R)을 조절하여, Q 값을 보정한다. 반면, 같은 전력이 검출되면, 참조 신호(Control voltage)(Vc)를 고정하여 필터의 negative R(-R)을 유지한다.
이러한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 필터링 장치는 좁은 전력 측정 범위를 가지는 입력 및 출력 신호 검출기(705, 707)를 사용할 수 있으며, 이러한 입력 및 출력 신호 검출기(705, 707)를 사용하고도 정확한 Q의 측정이 가능하다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 대역 통과 필터의 회로를 도시한 도면.
도 2는 음저항의 크기에 따른 대역 통과 필터의 전달 함수를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 사용 대역 입력 신호를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 필터링 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 필터링 장치를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 필터링 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 필터링 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.

Claims (8)

  1. 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 장치에 있어서,
    사용 대역 입력 신호를 생성하는 입력 신호 생성부;
    상기 사용 대역 입력 신호 및 상기 사용 대역 입력 신호를 상기 사용 대역을 통과시키는 대역 통과 필터의 출력 신호와 비교하여 참조 신호를 생성하는 참조 귀환부; 및
    상기 참조 신호에 따라 Q 값을 조절하여 대역 통과 필터링을 수행하는 대역 통과 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력 신호 생성부는
    수신기가 수신한 신호에서 상기 사용 대역의 이외의 대역의 신호를 제거한 사용 대역 입력 신호를 생성하여 상기 대역 통과 필터부에 입력하는 입력 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 참조 귀환부는
    입력 필터의 출력 신호인 상기 사용 대역 입력 신호의 전력을 측정하는 입력 신호 측정기;
    상기 사용 대역 입력 신호가 상기 대역 통과 필터부를 통해 필터링된 출력 신호의 전력을 측정하는 출력 신호 측정기;
    상기 사용 대역 입력 신호의 전력 및 상기 출력 신호의 전력을 비교하여 참조 신호를 생성하는 비교기; 및
    상기 참조 신호를 통해 상기 입력 대역 통과 필터 및 상기 대역 통과 필터부의 Q 값을 조절하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 입력 신호 생성부는
    상기 무선 통신 시스템의 대역 중 수신기가 사용하는 상기 사용 대역의 신호를 생성하는 입력 신호 생성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 참조 귀환부는
    상기 입력 신호 생성기의 사용 대역 입력 신호를 입력 받아 상기 사용 대역에 따라 대역 통과 필터링하는 참조 필터;
    상기 입력 신호 생성기의 사용 대역 입력 신호의 전력을 측정하는 입력 신호 측정기;
    상기 참조 필터가 필터링한 출력 신호의 전력을 측정하는 출력 신호 측정기;
    상기 참조 필터에 입력되는 사용 대역 입력 신호의 전력과 상기 참조 필터가 필터링한 출력 신호의 전력을 비교하여 참조 신호를 생성하는 비교기; 및
    상기 참조 신호를 통해 상기 참조 필터 및 상기 대역 통과 필터부의 Q 값을 조절하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 장치.
  6. 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 방법에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템의 대역 중 수신기가 사용하는 사용 대역 입력 신호를 생성하는 과정과,
    상기 사용 대역 입력 신호 및 상기 사용 대역 입력 신호를 사용 대역만 출력되도록 대역 필터링한 신호를 비교하여 참조 신호를 생성하는 과정과,
    상기 참조 신호에 따라 Q 값을 조절하여 수신기에 입력되는 고주파 신호를 대역 필터링을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 사용 대역 입력 신호를 생성하는 과정은 수신기에 입력되는 고주파 신 호를 상기 사용 대역에 따라 대역 통과 필터링하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 사용 대역 입력 신호를 생성하는 과정은 상기 무선 통신 시스템의 대역 중 수신기가 사용하는 사용 대역 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 참조 귀환 회로를 이용한 필터링 방법.
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