KR20110057630A - Rf receiver, transmitter and transceiver for 3g lte mobile communication system using zero-if - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 수신기, 송신기 및 송수신 장치에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은, 중간 저주파 대역(Intermediate Frequency, IF)을 거치지 않고 고주파 반송파대역(RF) 신호와 저주파 기저대역(baseband) 신호를 상호 변환하는 직접 변환 방식(Zero-IF)을 3G LTE 이동통신 시스템에 적용한 RF 수신기, 송신기 및 송수신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an RF receiver, a transmitter and a transmission / reception apparatus of a 3G LTE mobile communication system using a direct conversion scheme (Zero-IF). Specifically, the present invention provides a direct conversion scheme (Zero-IF) for converting a high frequency carrier band (RF) signal and a low frequency baseband signal without passing through an intermediate low frequency band (IF). The present invention relates to an RF receiver, a transmitter, and a transmission / reception device applied to a system.
본 발명은 지식경제부의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-001-04, 과제명: 4세대 이동통신용 적응 무선접속 및 전송 기술개발].The present invention is derived from the research conducted as part of the IT growth engine technology development project of the Ministry of Knowledge Economy [Task management number: 2006-S-001-04, Task name: Development of adaptive wireless access and transmission technology for 4G mobile communication] .
3G LTE(Long Term Evolution) 이동통신 시스템은 현재 사용되고 있는 CDMA2000, HSDPA를 포함한 WCDMA 계열의 3G LTE 이동통신 시스템의 Rel.6 이후의 시스템으로서 기존 시스템에 비해 주파수 및 고속의 멀티미디어 서비스를 효율적으 로 사용하는 IP 네트워크로 진화되는 이동통신 시스템을 의미한다.3G Long Term Evolution (LTE) mobile communication system is a system after Rel. 6 of WCDMA series 3G LTE mobile communication system including CDMA2000 and HSDPA which are currently used, and uses frequency and high speed multimedia service more efficiently than existing system. It means a mobile communication system that is evolved into an IP network.
3G LTE 이동통신 시스템은 효율적인 패킷 데이터 전송에 적합하고, 방송 서비스 등 멀티미디어 서비스의 최적화를 추구하며, 효율적인 주파수 자원의 이용, 이동성, 서비스 품질 보장 등을 제공하기 위해 3GPP에서 2007년 9월 표준 규격이 완성되었다. 3G LTE의 경우 20MHz 대역폭을 기준으로 할 때 하향링크의 경우 100Mbps, 상향링크의 경우 50Mbps의 전송속도를 목표로 하고 있다. 그리고 3G 시스템에 비해 약 2~4배 증대된 주파수 효율(5bps/Hz)과 1.25MHz부터 20MHz까지의 다양한 대역폭 지원, 셀 경계에서의 향상된 전송률, 저속의 이동국에 최적화 및 350km/h의 고속 이동국 지원을 위한 무선전송 기술이다. 아울러 가격 경쟁력을 가지는 시스템, low latency, 패킷 데이터 전송 기반을 둔 다양한 서비스 지원 등을 주요 목표로 하는 기술이다.The 3G LTE mobile communication system is suitable for efficient packet data transmission, optimizes multimedia services such as broadcasting services, and provides 3GPP standards in September 2007 to provide efficient use of frequency resources, mobility, and quality of service. It is finished. 3G LTE aims at a transmission rate of 100Mbps for downlink and 50Mbps for uplink based on a 20MHz bandwidth. 2x to 4x increase in frequency efficiency (5bps / Hz), support for a wide range of bandwidths from 1.25MHz to 20MHz, improved data rates at cell boundaries, optimized for low speed mobile stations, and support for 350km / h high speed mobile stations. Wireless transmission technology for. In addition, it is a technology that aims to support various services based on price competitive system, low latency, and packet data transmission.
3G LTE 이동통신 단말은 대역폭 20MHz 기준으로 이동속도 120km/h에서 하향링크 30Mbps, 상향링크 15Mbps의 데이터 전송속도를 지원한다. 또한, 고품질 및 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하는 단말로서 3.5세대인 HSDPA에 반해 모바일 영상 서비스가 본격적으로 제공되는 3G LTE 이동통신 시스템의 단말이다.The 3G LTE mobile communication terminal supports data rates of downlink 30 Mbps and uplink 15 Mbps at a moving speed of 120 km / h based on a bandwidth of 20 MHz. In addition, the terminal provides a high-quality and high-speed multimedia service as a terminal of a 3G LTE mobile communication system in which mobile video services are provided in earnest as opposed to 3.5 generation HSDPA.
종래의 3G LTE 이동통신 시스템에서는 다른 이동통신 시스템에서와 마찬가지로 고주파 반송파대역(RF) 신호와 저주파 기저대역(baseband) 신호 간의 상호 변환을 위하여 중간 저주파대역(Intermediate Frequency, IF)을 사용하는 수퍼헤테로다인(superheterodyne) 방식이 널리 사용되어 왔다.In the conventional 3G LTE mobile communication system, as in other mobile communication systems, a superheterodyne using an intermediate low frequency band (IF) for interconversion between a high frequency carrier band (RF) signal and a low frequency baseband signal. The superheterodyne method has been widely used.
도 1은 종래의 수퍼헤테로다인(superheterodyne) 방식의 주파수 변환 과정 을 도시한 것이다.1 illustrates a frequency conversion process of a conventional superheterodyne method.
이 방식은 저주파 기저대역(baseband)(101), 중간 저주파대역(IF)(102), 고주파 반송파대역(RF)(103) 등 3단계 구조로 신호를 변환한다. 송신의 경우, 음성, 영상, 데이터 등의 정보를 직접 다루는 저주파 기저대역(101)의 디지털 신호는, 중간 저주파대역(102)의 아날로그 신호로 상향 변환된 후, 고주파 반송파(RF carrier wave) 대역(103)의 아날로그 신호로 다시 증폭 및 상향 변환되어 안테나에서 전자기파로 방사된다. 수신의 경우에는 그 역으로, 안테나가 전자기파로 수신한 고주파 반송파 대역(103)의 아날로그 신호가, 잡음제거 및 증폭과정을 거쳐 중간 저주파대역(102)의 아날로그 신호로 변환된 후, 저주파 기저대역(101)의 디지털 신호로 다시 하향 변환된다.This method converts the signal into a three-level structure such as a
이와 같이 종래의 수퍼헤테로다인 방식에서는 저주파 기저대역(101) 신호를 고주파 반송파(RF Carrier)(103)로 송신하거나 수신할 때 각각 중간 저주파대역(IF)(102)으로의 변환과정을 각각 거치게 된다. 중간 저주파(IF)(102)를 사용하면 주파수 변환을 여러 차례 추가적으로 해야 하므로 송신단 및 수신단 내의 믹서(mixer) 통과 후 허수 주파수(image frequency)가 발생하게 된다. 송신단의 허수 주파수가 발생하면, 원치 않는 주파수 성분(spurious) 제거 문제가 복잡해지고, 수신단 허수 주파수가 중간 저주파(IF)(102)를 직접 교란 시키는 매우 치명적인 문제가 될 수 있다. 수퍼헤테로다인 방식은 성능적으로도 반복되는 주파수 변환으로 잡음 신호가 많이 발생한다는 문제가 있다.As described above, in the conventional superheterodyne scheme, when the
이러한 문제점을 해결하기 위하여 믹서를 더 추가할 수 있는데, 믹서가 추 가될 때마다 필터(filter)가 붙어야 하므로 중간 저주파대역(IF)(102)만이 사용하는 SAW 필터를 비롯한 각종 필터, 증폭기, 주변 회로들로 인하여 통신시스템의 단가가 높아지게 되는 문제점이 있다.In order to solve this problem, an additional mixer may be added. Since a filter must be attached every time the mixer is added, various filters, amplifiers, and peripherals, including SAW filters, which are used only by the intermediate low frequency band (IF) 102 There is a problem that the cost of the communication system is increased due to the circuits.
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 중간 주파수대역(IF)을 거치지 않고 고주파 반송파대역 신호와 상호 변환하는 직접 변환 방식(Zero-IF)을 3G LTE 이동통신 장치에 적용하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to apply a direct conversion scheme (Zero-IF) to the 3G LTE mobile communication device to perform a mutual conversion with a high frequency carrier band signal without passing through an intermediate frequency band (IF).
또한, 직접 변환 방식(Zero-IF)을 이용하여 저전력 증폭 및 저간섭 송수신이 가능한 3G LTE 이동통신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a 3G LTE mobile communication device capable of low power amplification and low interference transmission and reception using a direct conversion scheme (Zero-IF).
또한, 3G LTE 이동통신 장치에서 고가의 부품인 SAW 필터나 업/다운 믹서(up/down mixer) 등의 사용을 줄임으로써 시스템 단순화 및 원가절감을 구현하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to realize system simplification and cost reduction by reducing the use of expensive components such as SAW filter or up / down mixer in 3G LTE mobile communication devices.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1측면은, 수신신호 중 소정의 주파수 대역을 선택적으로 통과시키는 대역통과필터와, 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용하여 반송파대역 신호를 하향 주파수로 변환하기 위한 하향국부발진신호를 생성하는 하향국부발진기와, 상기 하향국부발진신호를 이용하여 상기 대역통과필터의 출력신호를 I/Q(In-phase/Quadrature-phase) 복조하여 I+, I-, Q+, Q-의 4채널로 구분하는 I/Q 복조기와, 상기 I/Q복조기의 출력신호의 이득을 전력이 안정화되도록 조절하는 수신단 이득증폭기와, 상기 수신단 이득증폭기의 출력신호 중 소정의 채널의 대역을 선택적으로 통과시키는 저주파통과필터, 및 상기 저주파통과필터의 출력신호 중 상기 소정의 채널의 대역을 증폭하여 상기 4채널로 구분하여 출력하는 수신단 차동증폭기를 포함하는 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 수신기를 제공한다.In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a band pass filter for selectively passing a predetermined frequency band among received signals, and converts a carrier band signal to a downlink frequency using a direct conversion scheme (Zero-IF). A downlink local oscillator for generating a downlink local oscillation signal, and an I / Q (in-phase / quadrature-phase) demodulated output signal of the bandpass filter by using the downlink local oscillation signal; An I / Q demodulator divided into four channels of Q-, a receiver gain amplifier for adjusting the gain of the output signal of the I / Q demodulator to stabilize the power, and a band of a predetermined channel among the output signals of the receiver gain amplifier And a receiver differential amplifier for amplifying a band of the predetermined channel among the output signals of the low pass filter and selectively dividing the signal into four channels. It provides an RF receiver of a 3G LTE mobile communication system using the converting mode (Zero-IF).
또한, 상기 수신단 이득증폭기 및 상기 수신단 차동증폭기는 I채널 및 Q채널에 따라 각각 복수로 구성되어 대응하는 채널의 수신신호를 처리하며, 상기 하향 주파수는 2.67GHz 내지 2.69GHz 인 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 수신기를 제공한다.In addition, the receiver gain amplifier and the receiver differential amplifier are configured in plural in accordance with the I channel and the Q channel, respectively, to process the received signals of the corresponding channels, and the downlink frequency is 2.67 GHz to 2.69 GHz. An RF receiver of a 3G LTE mobile communication system using IF) is provided.
또한, 대기 중의 전자기파 신호를 수신하여 전기신호로 변환하는 안테나와, 상기 안테나의 출력신호 중 상기 하향 주파수에 해당하는 대역을 선택적으로 통과시키는 수신주파수 대역통과필터, 및 상기 수신주파수 대역통과필터의 출력신호를 잡음을 억제하면서 증폭하여 상기 대역통과필터로 출력하는 저잡음증폭기를 더 포함하는 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 수신기를 제공한다.An antenna for receiving an electromagnetic wave signal in the air and converting the signal into an electrical signal, a reception frequency bandpass filter for selectively passing a band corresponding to the downlink frequency among the output signals of the antenna, and an output of the reception frequency bandpass filter It provides an RF receiver of a 3G LTE mobile communication system using a direct conversion method (Zero-IF) further comprising a low noise amplifier for amplifying a signal while suppressing noise and outputting the signal to the band pass filter.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제2측면은, I+, I-, Q+, Q-의 4채널로 입력되는 송신신호 중 상기 4채널의 대역을 증폭하는 송신단 제1차동증폭기와, 상기 송신단 제1차동증폭기의 출력신호 중 사용중인 채널의 대역을 선택적으로 통과시키는 LC필터와, 상기 LC필터의 기저대역 신호를 증폭하여 상기 4채널로 구분하여 출력하는 송신단 제2차동증폭기와, 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사 용하여 기저대역 신호를 상향 주파수로 변환하기 위한 상향국부발진신호를 생성하는 상향국부발진기와, 상기 상향국부발진신호를 이용하여 상기 송신단 제2차동증폭기의 출력신호를 I/Q(In-phase/Quadrature-phase) 변조하여 1채널로 통합하는 I/Q 변조기, 및 전력이 안정화되도록 상기 제I/Q변조기의 출력신호의 이득을 조절 및 증폭하는 송신단 이득증폭기를 포함하는 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 송신기를 제공한다.In order to achieve the above object, a second aspect of the present invention provides a first stage differential amplifier for amplifying the four channel bands of a transmission signal input to four channels of I +, I-, Q +, and Q-, and An LC filter for selectively passing a band of a channel being used among the output signals of the primary amplifier, a second differential amplifier for amplifying the baseband signal of the LC filter and dividing the signal into four channels, and a direct conversion method ( An uplink local oscillator for generating an uplink local oscillation signal for converting the baseband signal into an uplink frequency using zero-IF), and outputting the output signal of the second differential amplifier of the transmitter using the uplink local oscillation signal. (In-phase / Quadrature-phase) Direct conversion including an I / Q modulator for modulation and integration into one channel, and a transmitter gain amplifier for adjusting and amplifying the gain of the output signal of the I / Q modulator to stabilize the power.The present invention provides an RF transmitter of a 3G LTE mobile communication system using Zero-IF.
또한, 상기 송신단 차동증폭기는 I채널 및 Q채널에 따라 복수로 구성되어 대응하는 채널의 송신신호를 처리하며, 상기 상향 주파수는 2.53GHz 내지 2.55GHz 인 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 송신기를 제공한다.In addition, the transmitter differential amplifier is composed of a plurality of channels according to the I and Q channels to process the transmission signal of the corresponding channel, the uplink frequency is 3G LTE using a direct conversion scheme (Zero-IF) is 2.53GHz to 2.55GHz An RF transmitter of a mobile communication system is provided.
또한, 상기 송신단 이득증폭기의 출력신호의 전력을 증폭하는 고전력증폭기와, 상기 고전력 증폭기의 출력신호 중 상기 상향 주파수에 해당하는 대역을 선택적으로 통과시키는 송신주파수 대역통과필터, 및 상기 송신주파수 대역통과필터의 출력신호를 전자기파로 변환하여 대기중으로 방사하는 안테나를 더 포함하는 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 송신기를 제공한다.In addition, a high power amplifier for amplifying the power of the output signal of the transmitter gain amplifier, a transmission frequency bandpass filter for selectively passing the band corresponding to the uplink frequency of the output signal of the high power amplifier, and the transmission frequency bandpass filter Provides an RF transmitter of the 3G LTE mobile communication system using a direct conversion method (Zero-IF) further comprises an antenna for converting the output signal of the electromagnetic wave to radiate into the atmosphere.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제3측면은, 직접 변환 방식(Zero-IF)으로 반송파대역 수신신호를 I/Q(In-phase/Quadrature-phase) 복조하여 I+, I-, Q+, Q-로 구분되는 4채널의 기저대역 수신신호로 출력하는 수신부와, 상기 직접 변환 방식(Zero-IF)으로 I+, I-, Q+, Q-로 구분되는 4채널의 기저대역 송신신호를 I/Q(In-phase/Quadrature-phase) 변조하여 1채널의 반송파대역 송신신 호로 출력하는 송신부, 및 전치부를 포함하며, 상기 전치부는, 전기신호를 전자기파로 송수신하는 안테나와, 상기 송신부와 상기 수신부가 상기 안테나를 공유할 수 있도록 상기 반송파대역 수신신호의 수신과 상기 반송파대역 송신신호의 송신을 분기하는 듀플렉스(duplex)를 구비한 전치부를 포함하는 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 송수신 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, a third aspect of the present invention provides an I / Q (In-phase / Quadrature-phase) demodulation of a carrier band received signal by a direct conversion method (Zero-IF), and thus I +, I-, Q +, and Q. A receiver for outputting four channels of baseband received signals separated by-, and four channels of baseband transmission signals divided into I +, I-, Q +, and Q- by the direct conversion method (Zero-IF). (In-phase / Quadrature-phase) includes a transmitter for modulating and outputting a carrier band transmission signal of one channel, and the preposition includes an antenna for transmitting and receiving an electrical signal through electromagnetic waves, the transmitter and the receiver receiving the signal. 3G LTE mobile communication system using a direct-conversion method (Zero-IF) comprising a preposition having a duplex for dividing the reception of the carrier band reception signal and the transmission of the carrier band transmission signal to share an antenna Provides an RF transceiver.
또한, 상기 듀플렉스는, 상기 안테나로부터 수신한 수신전기신호 중 하향 주파수에 해당하는 대역을 선택적으로 통과시키는 수신주파수 대역통과필터, 및 상기 송신부로부터 입력 받은 송신전기신호 중 상향 주파수에 해당하는 대역을 선택적으로 통과시키는 송신주파수 대역통과필터를 더 포함하는 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 송수신 장치를 제공한다.The duplex may further include a reception frequency bandpass filter for selectively passing a band corresponding to a downlink frequency among the reception electrical signals received from the antenna, and a band corresponding to an uplink frequency of the transmission electrical signals received from the transmitter. Provided is an RF transceiver of a 3G LTE mobile communication system using a direct conversion method (Zero-IF) further comprising a transmission frequency bandpass filter to pass through.
또한, 상기 전치부는, 상기 수신주파수 대역통과필터의 출력신호를 잡음을 억제하면서 증폭하는 저잡음증폭기, 및 상기 송신부의 출력신호의 전력을 증폭하는 고전력증폭기를 더 포함하는 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 단말 장치를 제공한다.The pre-transformer may further include a low noise amplifier for amplifying the output signal of the reception frequency bandpass filter while suppressing noise, and a high power amplifier for amplifying the power of the output signal of the transmitter (Zero-IF). Provides a terminal device of the 3G LTE mobile communication system using.
또한, 상기 수신부는 제1항 또는 제2항에 기재된 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 수신기이며, 상기 송신부는 제4항 또는 제5항에 기재된 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 송신기인 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 송수신 장치를 제공한다.The receiver is an RF receiver of a 3G LTE mobile communication system using the direct conversion scheme (Zero-IF) according to claim 1 or 2, and the transmitter is a direct conversion scheme according to claim 4 or 5. An RF transceiver of a 3G LTE mobile communication system using a direct conversion method (Zero-IF), which is an RF transmitter of a 3G LTE mobile communication system using Zero-IF), is provided.
본 발명에 따르면, 직접변환 방식(Zero-IF)을 통하여 3G LTE 이동통신 장치의 시스템 구조가 단순화되는 효과가 있다.According to the present invention, the system structure of the 3G LTE mobile communication device is simplified through a direct conversion scheme (Zero-IF).
또한, 중간 저주파대역(IF)을 사용하지 않기 때문에 이동통신 장치에 있어서 SAW 필터나 업/다운 믹서(up/down mixer) 등의 사용을 줄일 수 있게 되는 효과가 있다.In addition, since the intermediate low frequency band (IF) is not used, it is possible to reduce the use of SAW filters, up / down mixers, and the like in a mobile communication device.
또한, 3G LTE 이동통신 장치의 원칩(one-chip)화, 경량화 및 단가절감이 가능해지는 효과가 있다.In addition, there is an effect that the one-chip (3), light weight and cost reduction of the 3G LTE mobile communication device is possible.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
도 2는 본 발명에 사용되는 직접변환(Zero-IF) 방식의 주파수 변환 과정을 도시한 것이다.Figure 2 shows the frequency conversion process of the direct conversion (Zero-IF) method used in the present invention.
직접 변환(Zero-IF) 방식이란 중간 저주파대역(IF)이 0 Hz인, 즉 중간 저주파대역(IF)을 사용하지 않는 직접변환 방식을 말한다. 이것은 상술한 수퍼헤테로다인 방식과 반대되는 개념이다. 직접변환 방식에서는, 중간 주파수(IF)를 사용하지 않고 고주파 반송파(RF)(202)를 저주파 기저대역(201)으로 끌어 내리거나 끌어 올 린다. 직접변환 방식(Zero-IF)은 중간 저주파대역(IF)을 사용하지 않기 때문에 SAW 필터나 업/다운 믹서(up/down mixer) 등의 사용을 줄일 수 있어 시스템 구조를 단순화시키며, 그로 인하여 원칩(one-chip)화, 경량화 및 단가절감의 가능성을 제시한다.Zero-IF refers to a direct conversion method in which the intermediate low frequency band IF is 0 Hz, that is, no intermediate low frequency band IF is used. This is in contrast to the superheterodyne approach described above. In the direct conversion scheme, the high frequency carrier (RF) 202 is pulled up or down to the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 송수신 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 본 실시예의 RF 송수신 장치는 크게 송신부(310), 전치부(320), 수신부(330)로 구성되며, 송신부(310)와 수신부(330) 내에는 각각 별도의 국부 발진기가 포함된다.3 is a block diagram showing a schematic configuration of an RF transceiver of a 3G LTE mobile communication system using a direct conversion scheme (Zero-IF) according to an embodiment of the present invention. The RF transceiver of the present embodiment is largely composed of a transmitter 310, an anterior unit 320, and a receiver 330, and separate local oscillators are included in the transmitter 310 and the receiver 330, respectively.
송신부(310)는 직접 변환 방식을 사용하여 입력된 기저대역 신호에 대한 I/Q 변조 및 주파수 변환을 수행하고 송신 출력 전력을 조절하여 전치부(320)로 전달하는 기능을 수행한다. 송신부(310)는 송신단 제1차동증폭기(311, 312), LC 필터(313), 송신단 제2차동증폭기(314, 315), 상향국부발진기(316), I/Q변조기(317), 송신단 이득증폭기(318)를 포함하여 구성된다.The transmitter 310 performs I / Q modulation and frequency conversion on the input baseband signal using a direct conversion method, and adjusts the transmission output power to transmit the pre-transition part 320. The transmitter 310 transmits first stage
송신단 제1차동증폭기(311, 312)는 기저대역 아날로그 송신신호(I+, I-, Q+, Q-)를 증폭하여 LC 필터(313)로 보낸다. 송신단 제1차동증폭기(311, 312)는 기저대역 I+채널신호와 I-채널신호를 담당하는 I채널 송신단 제1차동증폭기(311)와 기저대역 Q+채널신호와 Q-채널신호를 담당하는 Q채널 송신단 제1차동증폭기(312)가 별개로 구성될 수 있다.The transmitter first
LC필터(313)는 송신단 제1차동증폭기(311, 312)의 출력신호 중 사용중인 채널의 대역을 선택적으로 통과시켜 송신단 제2차동증폭기(314, 315)로 보낸다.The
송신단 제2차동증폭기(314, 315)는 LC 필터(313)의 출력신호를 증폭시켜 형성한 기저대역 아날로그 송신신호(I+, I-, Q+, Q-)를 I/Q변조기(317)로 보낸다.The second
상향국부발진기(316)는 송신단 제2차동 증폭기(314, 315)가 출력하는 기저대역 아날로그 송신신호를 직접 변환 방식을 사용하여 상향 주파수(2.53GHz ~ 2.55GHz)로 변환하고 I/Q변조하기 위한 상향국부발진신호를 제공한다.The uplink
I/Q변조기(317)는 상향국부발진신호를 이용하여 송신단제2차동증폭기(314, 315)의 출력신호를 I/Q 변조하여 1채널로 통합하고 이를 송신단 이득증폭기(318)에 보낸다.The I /
송신단 이득증폭기(318)는 전력이 안정화되도록 I/Q변조기(317)의 출력신호의 이득을 조절 및 증폭하여 전치부(320) 내의 고전력 증폭기(322)로 보낸다. 이러한 과정을 통하여 고전력 증폭기(322)의 입력신호의 전력이 일정 수준 이상으로 유지되어 고전력 증폭기(322)의 이득(gain) 부족이 해결되고, 고전력 증폭기(322)에 충분한 입력전력이 공급될 수 있다.The
전치부(320)는 송신부(310)로부터 입력된 RF 송신신호를 고전력 증폭하여 안테나(321)를 통해 방사하거나, 안테나(321)로부터 수신한 RF 수신신호를 저잡음 증폭하여 수신부(330)로 전달하거나, 송신주파수 및 수신주파수의 구분을 통하여 송신부(310)와 수신부(330)가 안테나(321)를 공유할 수 있도록 하는 주파수 분할 듀플렉싱(duplexing) 방식의 송수신 분리 기능을 제공한다. 전치부(320)는 안테나(321), 고전력 증폭기(322), 듀플렉스(323), 저잡음 증폭기(326)를 포함하여 구성된다.The preposition unit 320 amplifies the RF transmission signal input from the transmission unit 310 by high power to radiate it through the
안테나(321)는 송신부(310)로부터 도선 상에서 전기적으로 전달되어 온 송신신호를 대기중의 전자기파(RF)로 방사하거나, 대기중의 전자기파(RF)를 수신하여 도선상의 수신신호의 전기적 변화로 전달한다.The
고전력 증폭기(322)는 최종단인 듀플렉스(323) 내지 안테나(321)에서 충분한 전력을 가진 신호를 송신할 수 있도록 송신부(310)로부터 전달받은 전력을 증폭하여 이를 듀플렉스(323) 내 송신주파수 대역통과필터(324)로 전달한다.The
듀플렉스(323)는 안테나(321)와 직접 연결되며, 내부에 송신주파수 대역통과필터(324)와 수신주파수 대역통과필터(325)를 포함할 수 있다. 듀플렉스(323) 내의 송신주파수 대역통과필터(324)는 송신 주파수 대역(2.53GHz ~ 2.55GHz)만 선택적으로 통과 시켜 이를 안테나(321)로 전달한다. 듀플렉스(323) 내의 수신주파수 대역통과필터(325)는 수신 주파수 대역(2.67GHz ~ 2.69GHz)만 선택적으로 통과 시켜 이를 저잡음 증폭기(326)로 전달한다. 듀플렉스(323)는 송신주파수 대역통과필터(324)와 수신주파수 대역통과필터(325)의 중간에 안테나(321)를 설치하여 하나의 안테나(321)로 송신부(310)와 수신부(330)의 신호를 분기하는 기능을 수행하는데, 이러한 구성을 통하여 송신부(310)와 수신부(330)는 하나의 안테나(321)를 효율적으로 공유할 수 있게 된다.The
저잡음 증폭기(326)는 듀플렉스(323) 내 수신주파수 대역통과필터(325)로부터 전달받은 수신신호를 잡음을 억제하면서 증폭하여 수신부(330)로 전달한다.The
수신부(330)는 전치부(320)로부터 인가된 RF 수신신호의 주파수를 변환하여 기저대역 아날로그 수신신호로 만들어 I/Q 복조하고, 전치부(320)로부터 입력되는 신호의 전력 변화에 안정화되도록 수신이득을 제어하는 기능을 수행한다. 수신부(330)는 대역통과필터(331), 하향국부발진기(332), I/Q복조기(333), 수신단 이득증폭기(334, 335), 저주파통과필터(336), 수신단 차동증폭기(337, 338)를 포함하여 구성된다.The receiving unit 330 converts the frequency of the RF receiving signal applied from the preposition unit 320 into a baseband analog receiving signal, performs I / Q demodulation, and receives a reception gain to stabilize the power change of the signal input from the preposition unit 320. Function to control. The receiver 330 includes a
대역통과필터(331)는 전치부(320) 내 저잡음 증폭기(326)로부터 입력받은 신호 중 원하는 주파수 대역만을 증폭시킨다.The
하향국부발진기(332)는 대역통과필터(331)가 출력하는 기저대역 아날로그 수신신호를 직접 변환 방식을 사용하여 하향 주파수(2.67GHz ~ 2.69GHz)로 변환하고 I/Q복조하기 위한 하향국부발진신호를 제공한다.The downlink
I/Q복조기(332)는 하향국부발진신호를 이용하여 대역통과필터(331)의 출력신호를 I/Q 복조하여 I+, I-, Q+, Q-의 4채널로 구분하고 이를 수신단 이득증폭기(334, 335)에 보낸다.The I / Q demodulator 332 I / Q demodulates the output signal of the
수신단 이득증폭기(334, 335)는 전력이 안정화되도록 I/Q복조기(332)의 출력신호의 이득을 조절 및 증폭하여 저주파통과필터(336)로 보낸다. 이러한 과정을 통하여 저주파통과필터(336)의 입력신호의 전력이 일정 수준 이상으로 유지되어 저주파통과필터(336)의 이득(gain) 부족이 해결되고, 저주파통과필터(336)에 충분한 입력전력이 공급될 수 있다.The
저주파통과필터(336)는 수신단 이득증폭기(334, 335)로부터 입력받은 신호 중 원하는 채널의 대역만을 선택적으로 통과시켜 수신단 차동증폭기(337, 338)로 보낸다.The
수신단 차동증폭기(337, 338)는 저주파통과필터(336)로부터 입력받은 신호 중 원하는 채널의 대역을 증폭하여 I+, I-, Q+, Q-의 4채널로 구분되는 기저대역 아날로그 수신신호를 출력한다. 수신단 차동증폭기(337, 338)는 기저대역 I+채널신호와 I-채널신호를 담당하는 I채널 수신단 차동증폭기(337)는 와 기저대역 Q+채널신호와 Q-채널신호를 담당하는 Q채널 수신단 차동증폭기(338)가 별개로 구성될 수 있다.The
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 송수신 장치가 적용된 단말 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 상술한 본 발명의 실시예에 따른 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 송수신 장치(300)는 RF부(300)에 적용될 수 있다.4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a terminal apparatus to which an RF transceiver of a 3G LTE mobile communication system using a direct conversion scheme (Zero-IF) according to an embodiment of the present invention is applied. The
본 발명의 실시예에 따른 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 송수신 장치가 적용된 단말 장치는, 상향링크 송신을 위한 단말 기저대역 송신단과, 하향링크 수신을 위한 단말 기저대역 수신단으로 크게 나눌 수 있다.A terminal device to which an RF transceiver of a 3G LTE mobile communication system using a direct conversion scheme (Zero-IF) according to an embodiment of the present invention is applied includes a terminal baseband transmitter for uplink transmission and a terminal base for downlink reception; It can be divided into band receiving end.
상향링크 송신을 위한 단말 기저대역 송신단은, CPU(416), Low MAC 송신부(406), 물리채널 송신버퍼부(401), 채널 인코딩부(402), 물리채널 송신 변조부(403), DAC(Digital-Analog Converter)(405), RF부(300)의 경로로 이루어지며, 각종 제어 및 전원공급을 수행하는 L1송신 제어부(404), High MAC(413), 전원공급부(415)를 포함할 수 있다.The terminal baseband transmitter for uplink transmission includes a
CPU(416)는 3G LTE 이동통신 시스템을 이용하여 송신할 데이터를 Low MAC 송신부(406)로 보낸다. Low MAC 송신부(406)는 High MAC(413)의 제어를 받아 CPU(416)와 채널 인코딩부(402) 간의 데이터 트래픽 송신을 제어한다. 물리채널 송신버퍼부(401)는 상위계층과 인터페이스를 형성하여 물리채널로 전송될 데이터 블록을 저장한다. 채널 인코딩부(402)는 물리채널 송신버퍼부(401)로부터 물리 채널 데이터 블록을 입력 받아 Cyclic Redundancy Check(CRC) 첨부, 스크램블링(scrambling), 채널부호화 및 인터리빙(interleaving)을 수행한다.The
물리채널 송신 변조부(403)는 채널 인코딩부(402)가 출력한 비트열로부터 송신을 위한 변조 및 안테나 심볼 매핑을 수행하고, 프리앰블(preamble), 파일롯(pilot), 인디케이터(indicator) 채널 등을 생성하며, 프레임 구조에 따라 자원 인덱스를 물리 인덱스로 매핑한 뒤 OFDM 변조를 수행한다.The physical
DAC(Digital-Analog Converter)(405)는 물리채널 송신 변조부(403)가 출력한 OFDM 변조 디지털 신호를 기저대역 아날로그 신호로 변환한다. RF부(300)는 상기 도3에서 설명한 바와 같이 직접 변환(Zero-IF) 방식을 사용하여 기저대역 아날로그 신호를 전자기파(RF)로 변환하여 안테나를 통해 대기 중으로 방사한다. The digital-analog converter (DAC) 405 converts the OFDM modulated digital signal output from the physical
L1송신 제어부(404)는 High MAC(413)과 협조하여 물리채널 송신버퍼부(404), 채널 인코딩부(402), 물리채널 송신변조부(403)에 대한 파라미터 설정 등 일반적인 제어를 수행한다.The L1
하향링크 송신을 위한 단말 기저대역 수신단은, RF부(300), ADC 및 AGC(Analog-Digital Converter & Automatic Gain Controller)(411), 물리채널 수신 복조부(409), 채널 디코딩부(408), 물리채널 수신버퍼부(407), Low MAC 수신부(412), CPU(416)의 경로로 이루어지며, 각종 제어 및 전원공급을 수행하는 L1수신 제어부(410), High MAC(413), 전원공급부(415)를 포함할 수 있다.The terminal baseband receiver for downlink transmission includes an
RF부(300)는 상기 도3에서 설명한 바와 같이 직접 변환(Zero-IF) 방식을 사용하여 전자기파(RF)를 기저대역 아날로그 신호로 변환하여 그 전기신호를 단말 장치 내로 전달한다. ADC 및 AGC(Analog-Digital Converter & Automatic Gain Controller)(411)는 RF부(300)가 수신한 기저대역 아날로그 신호를 OFDM 변조 디지털 신호로 변환하여 물리채널 수신 복조부(409)로 전달한다. As described above with reference to FIG. 3, the
물리채널 수신 복조부(409) OFDM 복조 및 프레임 구조에 따른 시간-주파수 디매핑(demapping)을 수행하여 각 물리채널별 수신 데이터를 추출하고, 프리앰블을 처리하여 상향링크 동기 및 채널상태 파라미터를 추출한다.The physical
채널 디코딩부(408)는 물리채널별 채널추정 및 복조, 채널 부호화, CRC 오류 검사 등을 수행한다. 물리채널 수신버퍼부(407)는 채널 디코딩부(408)가 전달하는 데이터 블록을 저장하여 상위 계층과의 데이터 인터페이스를 형성한다. Low MAC 수신부(412)는 High MAC(113) 제어를 받아 CPU(416)와 채널 디코딩부(408) 간의 데이터 트래픽 수신 제어를 담당한다. CPU(416)는 3G LTE 이동통신 시스템을 이용하여 수신할 데이터를 Low MAC 수신부(412)로부터 전송받는다.The
L1수신 제어부(410)는 High MAC(413)과 협조하여 물리채널 수신버퍼부(407), 채널 디코딩부(408), 물리채널 수신 복조부(409)에 대한 파라미터 설정 등 일반적인 제어를 수행한다.The L1
한편, High MAC(413)과 전원 공급부(415)는 상향링크 송신을 위한 단말 기 저대역 송신단과 하향링크 수신을 위한 단말 기저대역 수신단 양자 모두에서 동작한다.Meanwhile, the
High MAC(413)은 상향링크 및 하향링크 데이터의 패킷 스케줄링(packet scheduling), 상태관리, 자동반복요청(Automatic Repeat reQuest, ARQ), 버퍼관리, 브로드캐스팅 및 페이징 제어, 랜덤 억세스(random access) 기능을 다른 기능블록들(416, 406, 404, 412, 410)에 제공한다. High MAC(413)은 디지털 신호처리기(Digital Signal Processor, DSP)에 탑재되도록 구현될 수 있다.The
전원 공급부(415)는 본 발명의 실시예에 따른 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 송수신 장치가 적용된 단말 장치에 전원을 공급한다. 단말 장치에 필요한 전원으로는 3.3V, 5V 및 12V 등 다양한 전압이 사용될 수 있다.The
본 실시형태의 모듈, 기능 블록들 또는 수단들은 전자 회로, 집적 회로, ASIC (Application Specific Integrated Circuit) 등 공지된 다양한 소자들로 구현될 수 있으며, 각각 별개로 구현되거나 2 이상이 하나로 통합되어 구현될 수 있다.Modules, functional blocks or means of the present embodiment may be implemented in a variety of known elements, such as electronic circuits, integrated circuits, ASICs (Application Specific Integrated Circuit), each may be implemented separately, or two or more may be integrated into one Can be.
이상과 같이 본 발명의 이해를 위하여 그 실시예를 기술하였으나, 당업자라면 알 수 있듯이, 본 발명은 본 명세서에서 기술된 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형, 변경 및 대체될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 사상 및 범주에 속하는 모든 변형 및 변경을 특허청구범위에 의하여 모두 포괄하고자 한다.Although the embodiments have been described for the understanding of the present invention as described above, it will be understood by those skilled in the art, the present invention is not limited to the specific embodiments described herein, but variously without departing from the scope of the present invention. May be modified, changed and replaced. Therefore, it is intended that the present invention cover all modifications and variations that fall within the true spirit and scope of the present invention.
도 1은 종래의 수퍼헤테로다인(superheterodyne) 방식의 주파수 변환 과정을 도시한 것이다.FIG. 1 illustrates a conventional superheterodyne frequency conversion process.
도 2는 본 발명에 사용되는 직접변환(Zero-IF) 방식의 주파수 변환 과정을 도시한 것이다.Figure 2 shows the frequency conversion process of the direct conversion (Zero-IF) method used in the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 송수신 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram showing a schematic configuration of an RF transceiver of a 3G LTE mobile communication system using a direct conversion scheme (Zero-IF) according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 직접 변환 방식(Zero-IF)을 사용한 3G LTE 이동통신 시스템의 RF 송수신 장치가 적용된 단말 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a terminal apparatus to which an RF transceiver of a 3G LTE mobile communication system using a direct conversion scheme (Zero-IF) according to an embodiment of the present invention is applied.
Claims (10)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090114106A KR20110057630A (en) | 2009-11-24 | 2009-11-24 | Rf receiver, transmitter and transceiver for 3g lte mobile communication system using zero-if |
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KR1020090114106A KR20110057630A (en) | 2009-11-24 | 2009-11-24 | Rf receiver, transmitter and transceiver for 3g lte mobile communication system using zero-if |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020090114106A KR20110057630A (en) | 2009-11-24 | 2009-11-24 | Rf receiver, transmitter and transceiver for 3g lte mobile communication system using zero-if |
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KR (1) | KR20110057630A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9294178B2 (en) | 2014-01-06 | 2016-03-22 | Samsung Electronics Co., Ltd | Method and apparatus for transceiving for beam forming in wireless communication system |
US10381736B2 (en) | 2014-02-28 | 2019-08-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and device for extending beam area in wireless communication system |
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2009
- 2009-11-24 KR KR1020090114106A patent/KR20110057630A/en not_active Application Discontinuation
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US9294178B2 (en) | 2014-01-06 | 2016-03-22 | Samsung Electronics Co., Ltd | Method and apparatus for transceiving for beam forming in wireless communication system |
US10381736B2 (en) | 2014-02-28 | 2019-08-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and device for extending beam area in wireless communication system |
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