KR20120054773A - Apparatus and method for calibration in wireless comunication system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A calibration apparatus in a wireless communication system and method thereof are provided to reduce errors and setup time related to calibration methods according to environment change by using training signals. CONSTITUTION: A modem(100) selects a calibration method which uses one tone signal or two tones signal. When the calibration method which uses the two tones signal is selected, the modem selects I channel or Q channel. The modem provides training signals to a transmission and reception unit(150) through the selected channel. The transmission and reception unit increases the frequency of the training signal through a transmission path. The reception path receives feedbacks related to the increased frequency of the training signal from a duplexer(170).

Description

무선통신 시스템에서 캘리브레이션 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CALIBRATION IN WIRELESS COMUNICATION SYSTEM}Calibration apparatus and method in a wireless communication system {APPARATUS AND METHOD FOR CALIBRATION IN WIRELESS COMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신 환경에서 수신부 회로의 캘리브레이션(calibration)에 관한 것으로, 특히, 다수의 종류의 캘리브레이션을 수행할 시 캘리브레이션 시간을 줄이기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to calibration of a receiver circuit in a wireless communication environment, and more particularly, to an apparatus and a method for reducing a calibration time when performing a plurality of types of calibrations.

무선통신 수신기 내부의 RF회로의 비선형성적인 특성을 보완하기 위하여 여러 종류의 보정회로 및 알고리즘이 존재한다. 예를 들어, 상기 보정회로 및 알고리즘으로, 이득(Gain) 정정 캘리브레이션, DC 오프셋(Offset) 캘리브레이션, I/Q 불일치(imbalance) 캘리브레이션, 그리고 IIP2(2nd Input Intercept Point) 캘리브레이션 등등이 있다.Various kinds of correction circuits and algorithms exist to compensate for the nonlinear characteristics of the RF circuit inside the wireless communication receiver. For example, the correction circuits and algorithms include gain correction calibration, DC offset calibration, I / Q imbalance calibration, 2nd input intercept point calibration, and the like.

각각의 캘리브레이션 알고리즘을 간략히 살펴보면, 먼저 상기 IIP2 캘리브레이션은 송신신호를 누설경로(leakage path)를 통해 수신단으로 전달하여(loop back) 보정/처리하는 기술이 있다(미국특허 "ADPATIVE IIP2 CALIBRATION " (공개번호 US2010/0093298)). 상기 I/Q 불일치 캘리브레이션은 부가적인 룩백(loop-back) 제어 경로(path)를 사용하여 송신단과 수신단에서 발생하는 I/Q 불일치을 동시에 처리하는 기술이다(미국특허, I/Q CALIBRATION OF TRANSMIT AND RECEIVE PATHS IN OFDM FDD COMMUNICATION SYSTEMS(공개번호 US2010/0027689)). 상기 이득 캘리브레이션은 외부 장비를 이용하여 테스트 CW(Continuous wave)를 안테나단에 입력하면 모뎀에서 수신신호강도(Received Signal Strength Indication: RSSI)를 측정하여 보상하는 방법이다. 그리고 마지막으로, 상기 DC 오프셋 캘리브레이션은 RFIC 출력단에 양(Positive) 경로와 부 경로(Negative Path)의 DC값 자체를 모뎀에서 누적 평균시켜 서로 비교하여 그 차가 최소가 되는 레지스터 값을 검색하는 방법이다.Looking briefly at each calibration algorithm, first, the IIP2 calibration has a technique of correcting / processing a transmission signal by looping back to a receiving end through a leakage path (US patent "ADPATIVE IIP2 CALIBRATION" (public number) US2010 / 0093298). The I / Q mismatch calibration is a technology that simultaneously handles I / Q mismatches occurring at the transmitter and the receiver by using an additional loop-back control path (US patent, I / Q CALIBRATION OF TRANSMIT AND RECEIVE). PATHS IN OFDM FDD COMMUNICATION SYSTEMS (Publication US2010 / 0027689). The gain calibration is a method of compensating by measuring a received signal strength indication (RSSI) in a modem when a test continuous wave (CW) is input to an antenna using an external device. And lastly, the DC offset calibration is a method of searching for a register value of which the difference is minimum by comparing the DC values of positive and negative paths at the RFIC output with the modem and accumulating and comparing them with each other.

상기 I/Q 불일치 캘리브레이션과 상기 IIP2 캘리브레이션은 또한 외부 장비에 1 톤(tone)(I,Q) 또는 2 톤(tone)(IIP2)을 인가하고, 계산상에서 발생하는 CW 톤을 모뎀부에서 측정하여 그 값이 최소가 되게 하는 레지스터 값을 검색한다. 상기 외부장비를 이용한 보정 방법은 최종 검증과 양산과정에서 보정 시간을 많이 필요하게 되어 아래 RFIC자체에서 처리할 수 있게 여러 가지 룩백(Loop back) 방법이 제시되었다.The I / Q mismatch calibration and the IIP2 calibration may also apply 1 tone (I, Q) or 2 tone (IIP2) to an external device, and measure the CW tone generated in the calculation by the modem unit. Search for a register value that causes its value to be minimum. The calibration method using the external equipment requires a lot of calibration time in the final verification and mass production process, and various loop back methods have been proposed to be processed in the following RFIC itself.

캘리브레이션을 수행하는 방법에는 외부장비를 이용한 방법(이하 팩토리(Factory ) 캘리브레이션)과 내부 회로를 통한 룩백(loop back) 방법이 있다. Methods of performing calibration include a method using an external device (hereinafter referred to as a factory calibration) and a loop back method through an internal circuit.

한편, 종래에는 수신부의 캘리브레이션은 그 요구 조건에 따라, 룩백 방법과 팩토리 캘리브레이션 방법을 병행 처리하고 있다. 또한, 여러 종류의 캘리브레이션을 다양한 환경(채널/온도/샘플 등)에서 다양한 요구조건을 만족하기 위해서는 각 파라미터별 보정 방법 및 조건이 상이하다.On the other hand, the calibration of the receiver has conventionally performed a lookback method and a factory calibration method in accordance with the requirements. In addition, in order to satisfy various requirements for various types of calibrations in various environments (channels / temperatures / samples, etc.), calibration methods and conditions for each parameter are different.

따라서, 각 항목에 대한 팩토리 캘리브레이션 처리를 최소화하며 시스템의 최종 검증 시간과 일정 수율을 위한 양산시간을 줄일 수 있는 장치 및 방법이 필요하다.
Therefore, there is a need for an apparatus and method for minimizing factory calibration for each item and for reducing final verification time and mass production time for a certain yield.

본 발명의 목적은 무선통신 시스템에서 캘리브레이션 장치 및 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a calibration apparatus and method in a wireless communication system.

본 발명의 다른 목적은 수신부의 여러 가지 다른 캘리브레이션 환경을 통일하고 외부장비를 연동하는 팩토리 캘리브레이션을 최소화되도록 하기 위한 룩백 캘리브레이션 장치 및 방법을 제공함에 있다.
Another object of the present invention is to provide a look back calibration apparatus and method for minimizing factory calibration for unifying various different calibration environments of a receiver and interworking with external equipment.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 캘리브레이션 장치에 있어서, 1개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션을 수행할지 2개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션을 수행할지를 선택하고, 2개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션을 수행할 시, I 채널과 Q 채널 중 하나를 선택하여, 선택된 채널로만 트레이닝 신호를 트랜시버로 제공하는 모뎀과, 상기 트레이닝 신호를 송신경로를 통해 주파수 상향변환시켜 듀플렉서로 전송하는 상기 트랜시버와, 상기 트랜시버로부터 상기 주파수 상향변환된 트레이닝 신호를 수신경로로 피드백하는 상기 듀플렉서를 포함하며, 상기 트랜시버는 상기 듀플렉서로부터 상기 피드백된 트레이닝 신호를 주파수 하향변환시켜 상기 모뎀으로 제공하고, 또한, 상기 모뎀은, 1개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션을 수행할 시, I 채널과 Q 채널 모두에 트레이닝 신호를 상기 트랜시버로 제공하고, 상기 트랜시버는, 상기 트레이닝 신호를 송신경로를 통해 I 채널과 Q 채널별로 주파수 상향변환시키고, 상기 주파수 상향변환된 트레이닝 신호를 포락선 검출하여 상기 듀플렉서로 전송하고, 그리고 상기 듀플렉서로부터 피드백된 트레이닝 신호를 주파수 하향변환시켜 상기 모뎀으로 제공하고, 상기 듀플렉서는, 상기 트랜시버로부터 상기 주파수 상향변환된 트레이닝 신호를 수신경로로 피드백하는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above objects, in a calibration apparatus in a wireless communication system, whether to perform a calibration using one tone signal or a calibration using two tone signals, two When performing calibration using a tone signal, one of the I channel and the Q channel is selected to provide a training signal to the transceiver only through the selected channel, and the frequency of the training signal is transmitted through a transmission path to the duplexer. The transceiver and the duplexer feeding back the frequency upconverted training signal from the transceiver to a reception path, wherein the transceiver frequency downconverts the feedback training signal from the duplexer to provide the modem; The modem uses one tone signal When performing the calibration, a training signal is provided to both the I and Q channels to the transceiver, and the transceiver up-converts the training signal for each of the I and Q channels through a transmission path and up-converts the frequency. Envelopes a training signal and transmits it to the duplexer, and down-converts the training signal fed back from the duplexer to provide the modem, and the duplexer feeds the frequency up-converted training signal from the transceiver to a reception path. Characterized in that.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 캘리브레이션 방법에 있어서, 모뎀이, 1개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션을 수행할지 2개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션을 수행할지를 선택하는 과정과, 상기 모뎀이, 2개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션을 수행할 시, I 채널과 Q 채널 중 하나를 선택하여, 선택된 채널로만 트레이닝 신호를 트랜시버로 제공하는 과정과, 트랜시버가, 상기 트레이닝 신호를 송신경로를 통해 주파수 상향변환시켜 듀플렉서로 전송하는 과정과, 상기 듀플렉서가, 상기 트랜시버로부터 상기 주파수 상향변환된 트레이닝 신호를 수신경로로 피드백하는 과정과, 상기 트랜시버가, 상기 듀플렉서로부터 상기 피드백된 트레이닝 신호를 주파수 하향변환시켜 상기 모뎀으로 제공하는 과정을 포함하며, 또한, 상기 모뎀이, 1개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션을 수행할 시, I 채널과 Q 채널 모두에 트레이닝 신호를 상기 트랜시버로 제공하는 과정과, 상기 트랜시버가, 상기 트레이닝 신호를 송신경로를 통해 I 채널과 Q 채널별로 주파수 상향변환시키는 과정과, 상기 트랜시버가, 상기 주파수 상향변환된 트레이닝 신호를 포락선 검출하여 상기 듀플렉서로 전송하는 과정과, 상기 듀플렉서가, 상기 트랜시버로부터 상기 주파수 상향변환된 트레이닝 신호를 수신경로로 피드백하는 과정과, 상기 트랜시버가, 상기 듀플렉서로부터 피드백된 트레이닝 신호를 주파수 하향변환시켜 상기 모뎀으로 제공하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to a second aspect of the present invention for achieving the above objects, in a calibration method in a wireless communication system, the modem selects whether to perform calibration using one tone signal or calibration using two tone signals. And when the modem performs calibration using a two-tone signal, selecting one of an I channel and a Q channel to provide a training signal to a transceiver only through a selected channel, and a transceiver to provide the training signal. Transmitting the frequency up-converted through the transmission path to the duplexer; feeding the frequency up-converted training signal from the transceiver to the reception path; and transmitting, by the transceiver, the feedback signal from the duplexer. Frequency down-conversion to provide the modem to the modem. In addition, when the modem performs a calibration using one tone signal, providing a training signal to both the I channel and the Q channel to the transceiver, and the transceiver transmits the training signal to the transmission path. A process of up-converting the frequency for each of the I and Q channels, transmitting, by the transceiver, the frequency-converted training signal to the duplexer, and training the frequency-upconverted training from the transceiver by the duplexer The method may further include feeding back a signal to a reception path, and providing, by the transceiver, a frequency downconversion of the training signal fed back from the duplexer to the modem.

상술한 바와 같이, 4가지 캘리브레이션 경우를 하나의 정해진 룩백 환경에서 수행함으로써, 다양한 환경 변화에 따른 캘리브레이션 오류 및 셋업 시간을 줄임일 수 이는 이점이 있다. 또한, 수신단의 캘리브레이션 항목을 동일한 환경을 통하여 제어하여 모뎀단에서 1 Tone의 트레이닝(training) 신호만 발생한 후 특정 주파수만을 계산 복원하는 과정을 통하여 캘리브레이션 제어 알고리즘이 단순화된다. 그리고, 기존에 가장 시간이 많이 소요된 이득 캘리브레이션 경우, 하이브리드 이득 캘리브레이션 모드(Hybrid Gain Calibration Mode)로 구성, 즉 룩백 모드를 통하여 이득모드와 채널 변경의 차이 값을 이용하여 절대 값을 구한 캘리브레이션 포인트 개수를 줄여 전체 캘리브레이션 시간을 절감할 수 있다. 마지막으로, 톤 신호를 통한 DC 오프셋 캘리브레이션 과정은 종래의 DC 레벨을 누적 비교하는 과정보다 모뎀 신호처리가 획기적으로 줄어들어 요구되는 값에 따라 적용될 수 있다.
As described above, by performing the four calibration cases in one predetermined lookback environment, it is possible to reduce the calibration error and the setup time according to various environmental changes. In addition, the calibration control algorithm is simplified by controlling the calibration items at the receiving end through the same environment and calculating and restoring only a specific frequency after generating a training signal of 1 Tone at the modem. And, in the case of gain calibration that takes the most time in the past, it is configured as a hybrid gain calibration mode, that is, the number of calibration points whose absolute value is obtained using the difference between the gain mode and the channel change through the lookback mode. This reduces the overall calibration time. Finally, the DC offset calibration process using the tone signal can be applied according to the required value because the modem signal processing is significantly reduced than the process of accumulating the conventional DC level.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 캘리브레이션 장치도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 2톤을 이용한 캘리브레이션 장치도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 1톤을 이용한 캘리브레이션 장치도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 캘리브레이션 방법을 위한 흐름도 및,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 하이브리드 이득캘리브레이션 방법을 위한 흐름도.
1 is a calibration device in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
2 is a calibration device using two tones in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention,
3 is a calibration device using one tone in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention,
4 is a flowchart for a calibration method in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
5 is a flowchart illustrating a hybrid gain calibration method in a wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 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.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations will be omitted if it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

이하, 본 발명은 무선통신 시스템에서 룩백(look back)을 이용한 캘리브레이션 장치 및 방법에 관해 설명하기로 한다.
Hereinafter, the present invention will be described with respect to a calibration apparatus and method using a look back in a wireless communication system.

도 1은 무선통신 시스템에서 룩백을 이용한 캘리브레이션 장치를 도시하고 있다.1 illustrates a calibration apparatus using a lookback in a wireless communication system.

상기 도 1을 참조하면, 상기 장치는 RFIC 트랜시버(수신기 & 송신기)(150), 모뎀(100), 전력증폭기(Power Amplifier: PA)(160), 듀플렉서(170)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the apparatus includes an RFIC transceiver (receiver & transmitter) 150, a modem 100, a power amplifier (PA) 160, and a duplexer 170.

상기 모뎀(100)은 변복조장치로써 해당 통신방식을 기반으로 데이터를 처리한다. 예를 들어, CDMA(Code Division Multiple Access) 통신방식일 경우 확산코드를 이용하여 전송하려는 신호의 대역폭보다 훨씬 넓은 대역폭으로 신호를 확산시킨다. 고속의 전송률을 갖는 데이터열을 낮은 전송률을 갖는 많은 수의 데이터열로 나누고, 이들을 다수의 부반송파를 사용하여 동시에 전송하는 것이다. 즉, OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) 통신방식일 경우, 데이터열을 여러 개의 부채널(Sub-channel)로 동시에 나란히 전송하도록 하기 위해 FFT(Fast Fourier Transform) 및 IFFT(Inverse Fast Fourier Tramsform) 연산을 수행한다.The modem 100 processes data based on a corresponding communication scheme as a modulation / demodulation device. For example, in the case of a code division multiple access (CDMA) communication method, a spreading code is used to spread a signal with a bandwidth much wider than a bandwidth of a signal to be transmitted. It is to divide data streams having a high data rate into a large number of data streams having a low data rate and transmit them simultaneously using a plurality of subcarriers. That is, in the case of Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) communication, Fast Fourier Transform (FFT) and Inverse Fast Fourier Tramsform (IFFT) operations are performed to simultaneously transmit data streams side by side in multiple sub-channels. To perform.

특히, 본 발명에 더하여, 상기 모뎀(100)은 전반적인 캘리브레이션 동작을 제어한다. 예를 들어, 캘리브레이션 항목에 따라 해당 톤 신호(1톤 혹은 2톤)를 생성하여 상기 RFIC 트랜시버(150)로 제공한 후, 이득 정정 캘리브레이션/DC-오프셋 캘리브레이션/IQ 불일치 캘리브레이션/IIP2 캘리브레이션 알고리즘을 통해 보정 값을 측정하거나 저장하거나 적용한다.In particular, in addition to the present invention, the modem 100 controls the overall calibration operation. For example, a corresponding tone signal (1 tone or 2 tone) is generated and provided to the RFIC transceiver 150 according to a calibration item, and then gain gain calibration / DC-offset calibration / IQ mismatch calibration / IIP2 calibration algorithm. Measure, store or apply calibration values.

한편, 상기 모뎀(100)은 전반적인 캘리브레이션 동작을 제어하기 위해, DSP(Digital Signal Processor)(107) A/D 변환기(103), SPI(102), D/A 변환기(101), 전력측정기(105), 톤 발생기(104), 데이터 저장/비교/선택기(106)를 포함하여 구성된다.On the other hand, the modem 100 is a digital signal processor (DSP) 107 A / D converter 103, SPI 102, D / A converter 101, power meter 105 to control the overall calibration operation ), Tone generator 104, data storage / compare / selector 106.

상기 DSP(Digital Signal Processor)(107)는 디지털 신호를 처리하는 프로세서로써, 캘리브레이션을 위한 톤 신호 생성 및 보정 값을 제어한다.The digital signal processor (DSP) 107 is a processor that processes digital signals and controls tone signal generation and correction values for calibration.

상기 톤 발생기(104)는 상기 DSP(Digital Signal Processor)(107)의 제어하에, 톤 신호를 생성하여 상기 D/A(Digital to Analog) 변환기(101)로 제공한다. 상기 톤 신호는 사인(sin) 함수 혹은 코사인(cos) 함수 같은 정현파일 수 있다(이하 트레이닝 신호라 칭함). 여기서, 상기 톤 신호는 1톤을 이용한 캘리브레이션 동작을 할 시, I 채널(혹은 경로)과 Q 채널(혹은 경로)로 모두 전달되지만, 2톤을 이용한 캘리브레이션 동작을 할 시, I 채널(혹은 경로)과 Q 채널(혹은 경로) 중 어느 한 채널로만 전달된다.The tone generator 104 generates a tone signal under the control of the digital signal processor (DSP) 107 and provides it to the digital to analog (D / A) converter 101. The tone signal may be a sine file such as a sin function or a cosine function (hereinafter referred to as a training signal). Here, the tone signal is transmitted to both an I channel (or path) and a Q channel (or path) when performing a calibration operation using one tone, but an I channel (or path) when performing a calibration operation using two tones. Only one channel of the and Q channels (or paths).

상기 A/D(Analog to Digital) 변환기(103)는 상기 RFIC 트랜시버(150)로부터의 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 전력측정기(105)로 제공한다. 상기 SPI(Serial Parallel interface)(102)는 상기 모뎀(100)과 상기 RFIC 트랜시버(150) 사이에, 직렬 데이터를 병렬로 구성된 레지스터에 기록/저장하는 인터페이스를 제공한다. 상기 D/A(Digital to Analog) 변환기(101)는 디지털신호를 아날로그신호로 변환하여 상기 RFIC 트랜시버(150)로 제공한다. 상기 전력측정기(105)는 상기 A/D(103)로부터의 디지털 신호를 분석하여 보정 값을 측정한 후, 그 결과를 상기 데이터 저장/비교/선택기(106)로 제공한다. 상기 데이터 저장/비교/선택기(106)는 상기 전력측정기(105)로부터의 측정결과를 저장하거나, 필요시 상기 DSP(107)로 보정 값들을 제공한다.The analog-to-digital (A / D) converter 103 converts an analog signal from the RFIC transceiver 150 into a digital signal and provides it to the power meter 105. The serial parallel interface (SPI) 102 provides an interface between the modem 100 and the RFIC transceiver 150 to record / store serial data in a register configured in parallel. The digital-to-analog converter 101 converts a digital signal into an analog signal and provides the digital signal to the RFIC transceiver 150. The power meter 105 analyzes the digital signal from the A / D 103 to measure the correction value, and provides the result to the data storage / compare / selector 106. The data store / compare / selector 106 stores the measurement results from the power meter 105 or provides correction values to the DSP 107 as needed.

상기 RFIC 트랜시버(150)는 기저대역의 신호를 RF 신호로 변환하여 안테나를 통해 상기 RF 신호를 전송하거나(이하 송신경로라 칭함), 상기 안테나로부터 수신된 RF 신호를 기저대역으로 변환하여 상기 모뎀(100)으로 제공한다(수신경로라 칭함). 특히, 본 발명에 더하여, 상기 RFIC 트랜시버(150)는 상기 모뎀(100)으로부터 톤 신호 혹은 트레이닝 신호를 제공받아, 상기 송신경로에서 상기 수신경로로 톤 신호를 룩백시킨다(이하, 룩백 모드(loop back mode)라 칭함).The RFIC transceiver 150 converts a baseband signal into an RF signal to transmit the RF signal through an antenna (hereinafter referred to as a transmission path), or converts an RF signal received from the antenna into a baseband to convert the modem ( 100) (called the reception channel). In particular, in addition to the present invention, the RFIC transceiver 150 receives a tone signal or a training signal from the modem 100, and looks back the tone signal from the transmission path to the reception path (hereinafter, referred to as a loop back mode (loop back mode)). mode).

상기 송신경로는 기저대역 PGA(Programable Gain Amplifier)(152), 송신 믹서기(153), 구동증폭기(Driver Amplifier: DA)(154)로 구성되며, 상기 수신경로는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA)(155), 수신 믹서기(156), 기저대역 PGA(157)로 구성된다.The transmission path includes a baseband programmable gain amplifier (PGA) 152, a transmission mixer 153, and a driver amplifier (DA) 154, and the reception path includes a low noise amplifier (LNA). 155, receiving mixer 156, and baseband PGA 157.

상기 기저대역 PGA(152)는 I/Q 채널을 통해 기저대역의 트레이닝신호를 입력받아, 별도의 입력(통상 디지털 값)에 의해 이득을 조절하여 송신 믹서기(153)로 제공한다. 상기 송신 믹서기(153)는 상기 기저대역 PGA(152)으로부터의 출력신호를 주파수 상향 변환시켜 상기 구동증폭기(154)로 제공한다. 이때 상향 변환되는 주파수는 기존의 송신 국부발진기(Tx LO(Local Oscillator)) 대신에 수신 국부발진(Rx LO)을 인가하여 수신기로 입력되는 트레이닝 신호의 주파수를 수신부 주파수로 사용하게 하기 위함이다. 상기 구동증폭기(154)는 상기송신 믹서기(153)로부터의 출력신호를 전력증폭기(160)가 증폭할 수 있도록 하기 위해서 일정 레벨 증폭시킨다.The baseband PGA 152 receives a baseband training signal through an I / Q channel, adjusts the gain by a separate input (usually a digital value), and provides it to the transmission mixer 153. The transmit mixer 153 up-converts the output signal from the baseband PGA 152 to the drive amplifier 154. In this case, the frequency that is up-converted is to apply the reception local oscillation (Rx LO) instead of the conventional transmission local oscillator (Tx LO) to use the frequency of the training signal input to the receiver as the receiver frequency. The driving amplifier 154 amplifies a predetermined level so that the power amplifier 160 amplifies the output signal from the transmission mixer 153.

이후, 상기 송신경로로 통해 발생된 수신 주파수(RxLO)의 트레이닝 신호는 듀플레서(170)에서 안테나 스위칭 혹은 필터 등의 외부부품을 통해 누설(leakage) 형태로 상기 수신경로에 인가하게 된다. 즉, 상기 듀플렉서(170)는 송수신 주파수를 구분하여 수신신호를 수신경로(Rx path)로 제공하거나 송신경로(Tx path)로부터의 신호를 안테나로 제공한다. 특히, 본 발명에 더하여, 상기 듀플렉서(170)는 송신경로를 통해 전송되는 해당 톤 신호를 수신경로로 누설시킨다.Then, the training signal of the reception frequency (RxLO) generated through the transmission path is applied to the reception path in the form of leakage (leakage) through an external component such as an antenna switching or a filter in the duplexer 170. That is, the duplexer 170 divides the transmission / reception frequency and provides a received signal as a reception path (Rx path) or a signal from a transmission path (Tx path) as an antenna. In particular, in addition to the present invention, the duplexer 170 leaks the corresponding tone signal transmitted through the transmission path to the reception path.

위에서 설명된 트레이닝 신호는 수신경로에 인가될 시, 상기 저잡음 증폭기(155)는 상기 트레이닝 신호(혹은 톤 신호)의 잡음을 억제하여 증폭한 후, 상기 수신 믹서기(156)로 출력한다. 상기 수신 믹서기(156)는 수신 국부발진기(Rx LO) 이용하여 상기 트레이닝 신호를 하향변환한 후, 상기 기저대역 PGA(157)으로 출력한다. 상기 기저대역 PGA(157)는 상기 수신 믹서기(156)로부터의 출력신호에 대해, 별도의 입력(통상 디지털 값)에 의해 이득을 조절하여 상기 모뎀(100)으로 제공한다.When the above-described training signal is applied to the reception path, the low noise amplifier 155 suppresses and amplifies the noise of the training signal (or tone signal), and then outputs it to the reception mixer 156. The reception mixer 156 down-converts the training signal using a reception local oscillator (Rx LO) and outputs it to the baseband PGA 157. The baseband PGA 157 provides gain to the modem 100 by controlling a gain by a separate input (usually a digital value) for the output signal from the reception mixer 156.

여기서, 상기 모뎀(100)에 전달된 트레이닝 신호는 각각의 캘리브레이션 항목에 대하여 정해진 알고리즘을 통해 특정 주파수 성분으로 계산되며, RFIC 트랜시버(150)를 제어하여 계산된 값이 최소로 되는 제어 레지스터를 찾는 과정 혹은 이득 모드에 따른 차이 값을 찾는 과정 등의 보정과정을 수행한다.Herein, the training signal transmitted to the modem 100 is calculated as a specific frequency component through an algorithm determined for each calibration item, and the process of finding a control register with a minimum value calculated by controlling the RFIC transceiver 150 is performed. Alternatively, a correction process such as finding a difference value according to a gain mode may be performed.

하지만, 기존의 외부장비에서 제공된 절대적인 값의 전력이 인가되지 않고 모두 상대적인 값으로만 처리해야 하는 제약 상황이 발생한다. 송신경로를 통하여 수신주파수 신호를 인가하기 때문에 정확한 이득 상태를 판단할 수 없고 외부 부품 소자에 대한 누설전력 값도 일정하지 않기 때문이다. 또한 송신경로의 비 선형적인 특성이 트레이닝 신호를 왜곡해 일부 캘리브레이션 항목에는 이를 보상해야 하는 선행 조건 등의 제약도 발생한다.However, there is a constraint situation in which the absolute value of the power provided by the external device is not applied but all should be treated only with relative values. This is because the correct gain state cannot be determined because the reception frequency signal is applied through the transmission path, and the leakage power value for the external component is not constant. In addition, the non-linear nature of the transmission path distorts the training signal, resulting in constraints such as preconditions to compensate for some calibration items.

수신 캘리브레이션 항목에는 크게 4가지로 분류할 수 있으며 각 경우에 요구되는 조건은 하기 <표 1>과 같다.The reception calibration items can be classified into four types, and the conditions required in each case are shown in Table 1 below.

캘리브레이션 항목Calibration item 요구되는 톤 개수Tonnage required 요구되는 주파수Required frequency DC 오프셋 캘리브레이션 DC Offset Calibration 1 혹은 21 or 2 Don't careDon't care I/Q 불일치 캘리브레이션 I / Q Mismatch Calibration 1One Don't careDon't care 이득 정정 캘리브레이션 Gain Correction Calibration 1One Rx frequencyRx frequency IIP2 캘리브레이션 IIP2 Calibration 22 Don't careDon't care

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 2톤을 이용한 캘리브레이션 장치를 도시하고 있다.2 illustrates a calibration device using two tones in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

상기 도 2를 참조하면, 상기 장치의 구성요소들은 상기 도 1의 구성요소와 동일하므로, 각 구성요소에 대한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 2, since the components of the apparatus are the same as those of FIG. 1, description of each component is omitted.

DC 오프셋 및 IIP2 캘리브레이션 과정은 2 톤을 필요로 하며, 이를 위하여 인위적으로 I 혹은 Q 경로에만 기저대역 트레이닝 신호를 인가하여 이미지(image) 성분과 원 신호 성분 두 개의 톤(Tone)을 발생시킨다. 이상적인(ideal) 경우 근접하기 위해서는 이득 정정 캘리브레이션과 I/Q 불일치 캘리브레이션 과정에서 정정된 송신 DC 캘리브레이션 값을 적용하면 반송파 누설(Carrier leakage) 신호가 제거된 2 톤이 발생한다.The DC offset and IIP2 calibration process requires two tones. For this purpose, the baseband training signal is artificially applied only to the I or Q path to generate two tones of image and original signal components. In order to approach the ideal case, applying the corrected transmit DC calibration value during the gain correction calibration and the I / Q mismatch calibration, two tones are generated with the carrier leakage signal removed.

즉, I/Q 선 왜곡(Pre distortion)은 상기 모뎀(100)으로부터 트레이닝 신호를 I/Q 경로 중 어느 하나(I 경로 혹은 Q 경로)로만 전달한다. 여기서, 상기 트레이닝 신호는 Fa 주파수 성분을 갖는다고 가정한다.That is, I / Q pre distortion transmits the training signal from the modem 100 to only one of the I / Q paths (I path or Q path). Here, it is assumed that the training signal has a Fa frequency component.

이때, 해당 기저대역 PGA(Programable Gain Amplifier)(202, 203)는 기저대역의 트레이닝신호에 대해, 별도의 입력(통상 디지털 값)에 따라 이득을 조절하여, 해당 믹서기(204, 205)로 출력한다. 예를 들어, I 경로로만 기저대역의 트레이닝신호가 유입될 시, 상기 기저대역의 트레이닝신호는 믹서기(204)로 출력된다. 반면, Q 경로로만 상기 기저대역의 트레이닝신호가 유입될 시, 상기 기저대역의 트레이닝신호는 믹서기(205)로 출력된다.In this case, the baseband PGAs 202 and 203 adjust the gain of the baseband training signal according to a separate input (usually a digital value) and output the same to the mixers 204 and 205. . For example, when the baseband training signal is introduced only through the I path, the baseband training signal is output to the mixer 204. On the other hand, when the baseband training signal flows only into the Q path, the baseband training signal is output to the mixer 205.

상기 믹서기(204) 혹은 상기 믹서기(205)는 Fr+n*Fa 주파수 성분을 이용하여 Fa 주파수 성분의 트레이닝신호를 주파수 상향변환한 후, 구동증폭기(Driver Amplifier: DA)(206)로 출력한다. 상기 구동증폭기(206)는 상기 상향변환된 트레이닝신호가 전력증폭기(210)에서 증폭되도록 하기 위해서, 일정 레벨까지 증폭한다. 여기서, Fr+n*Fa 주파수 성분을 이용하는 상기 믹서기(204) 혹은 상기 믹서기(205)의 출력신호는 Fr+<n-1>Fa 주파수 성분의 신호와 Fr+<n+1>Fa 주파수 성분의 신호가 출력된다. Fr+<n-1>Fa 주파수 성분의 신호는 이미지 성분이고 Fr+<n+1>Fa 주파수 성분의 신호는 원 신호 성분이다.The mixer 204 or the mixer 205 up-converts the training signal of the Fa frequency component using Fr + n * Fa frequency components and outputs the frequency to a driver amplifier (DA) 206. The driving amplifier 206 amplifies the up-converted training signal to a predetermined level in order to be amplified by the power amplifier 210. Here, the output signal of the mixer 204 or the mixer 205 using the Fr + n * Fa frequency component is a signal of the Fr + <n-1> Fa frequency component and the signal of the Fr + <n + 1> Fa frequency component. Is output. The signal of the Fr + <n-1> Fa frequency component is an image component and the signal of the Fr + <n + 1> Fa frequency component is an original signal component.

이후, 2개의 톤 신호(Fr+<n-1>Fa 주파수 성분의 신호와 Fr+<n+1>Fa 주파수 성분의 신호)는 듀플렉서(220)를 통해 수신단으로 유입된다(이하 누설신호 라칭함).Thereafter, two tone signals (a signal having a frequency component of Fr + <n−1> Fa and a signal having a frequency component of Fr + <n + 1> Fa) are introduced into the receiver through the duplexer 220 (hereinafter referred to as a leakage signal).

저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA)(207)는 상기 누설신호의 잡음을 억제하여 증폭한 후, 믹서기(209)로 출력한다. 상기 믹서기(209)는 Fr+(n+b)*Fa 주파수 성분을 이용하여 상기 누설신호를 하향변환한 후, 기저대역 PGA(209)으로 출력한다.A low noise amplifier (LNA) 207 suppresses and amplifies the noise of the leakage signal and outputs the result to the mixer 209. The mixer 209 down-converts the leakage signal using the frequency component Fr + (n + b) * Fa and outputs it to the baseband PGA 209.

I/Q 불일치를 이용하여 발생된 2개의 톤 신호는, 송신경로(202-204-206-210 혹은 203-205-206-210)에서 주파수 상향변환과정에 발생한 국부발진기(Fr+n*Fa)를 중심으로 구성되기 때문에 실제 수신경로(207-208-209)는 주파수 상향변환과정에서 발생한 LO와 일정간격의 이격된 주파수로 인가하여 2톤의 캘리브레이션 과정을 수행할 수 있다.The two tone signals generated using the I / Q mismatch are local oscillators (Fr + n * Fa) generated during the frequency upconversion process in the transmission paths 202-204-206-210 or 203-205-206-210. Since the real reception paths 207-208-209 are applied at a frequency spaced apart from the LO generated during the frequency up-conversion process at a predetermined interval, the two-tone calibration process can be performed.

장비 사용을 제거한 룩백 모드 자체에도 캘리브레이션의 소요시간을 절감하지만 모뎀에서 제어하는 환경을 일치하는 것도 시간을 절감하는데 많은 도움이 된다. 다시 말해서, 상기 룩백 모드에서 2개의 톤을 발생시켜 DC 오프셋 및 IIP2 캘리브레이션을 동시에 수행할 수 있다.
The lookback mode itself, which eliminates the use of equipment, also reduces calibration time, but matching the environment controlled by the modem also helps save time. In other words, two tones may be generated in the lookback mode to simultaneously perform DC offset and IIP2 calibration.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 1톤을 이용한 캘리브레이션 장치를 도시하고 있다.3 illustrates a calibration device using one ton in a wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기 도 3을 참조하면, 상기 장치의 구성요소들은 상기 도 1 혹은 상기 도 2의 구성요소와 동일하므로, 각 구성요소에 대한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 3, since the components of the apparatus are the same as those of FIG. 1 or 2, the description of each component is omitted.

I/Q 불일치 캘리브레이션, 이득 정정 캘리브레이션 과정을 살펴보면, 먼저, I/Q 선 왜곡(Pre distortion)은 상기 모뎀(100)으로부터 트레이닝 신호를 I/Q 경로 모두 전달한다. 여기서, 상기 트레이닝 신호는 Fa 주파수 성분을 갖는다고 가정한다.Looking at the I / Q mismatch calibration and the gain correction calibration process, first, I / Q pre-distortion transfers the training signal from the modem 100 to both I / Q paths. Here, it is assumed that the training signal has a Fa frequency component.

이때, 해당 기저대역 PGA(Programable Gain Amplifier)(302, 303)는 각각 기저대역의 트레이닝신호에 대해 별도의 입력(통상 디지털 값)에 따라 이득을 조절하여, 해당 믹서기(304, 305)로 출력한다.In this case, the corresponding baseband PGAs 302 and 303 respectively adjust the gain of the baseband training signal according to a separate input (usually a digital value) and output the same to the mixers 304 and 305. .

상기 믹서기(304) 및 상기 믹서기(305)는 Fr+n*Fa 주파수 성분을 이용하여 Fa 주파수 성분의 트레이닝신호를 주파수 상향변환한 후, 구동증폭기(Driver Amplifier: DA)(306)로 출력한다. 상기 구동증폭기(306)는 상기 상향변환된 트레이닝신호가 전력증폭기(320)에서 증폭되도록 하기 위해서, 일정 레벨까지 증폭한다. 여기서, Fr+n*Fa 주파수 성분을 이용하는 상기 믹서기(304) 및 상기 믹서기(305)의 출력신호는 Fr+<n-1>Fa 주파수 성분의 신호와 Fr+<n+1>Fa 주파수 성분의 신호가 출력된다(340). Fr+<n-1>Fa 주파수 성분의 신호는 이미지 성분이고 Fr+<n+1>Fa 주파수 성분의 신호는 원 신호 성분이다.The mixer 304 and the mixer 305 up-convert the training signal of the Fa frequency component using Fr + n * Fa frequency components, and output the frequency to the driver amplifier DA 306. The driving amplifier 306 amplifies the up-converted training signal to a predetermined level in order to amplify the power amplifier 320. Here, the output signals of the mixer 304 and the mixer 305 using the Fr + n * Fa frequency components are the signals of the Fr + <n-1> Fa frequency components and the signals of the Fr + <n + 1> Fa frequency components. It is output (340). The signal of the Fr + <n-1> Fa frequency component is an image component and the signal of the Fr + <n + 1> Fa frequency component is an original signal component.

도 3A에서 처럼, I/Q 불일치 캘리브레이션, 이득 정정 캘리브레이션 과정 시, 수신경로에서 반송파 누설(Carrier leakage)과 I/Q 불일치에 의한 이미지 성분이 발생한다(350).As shown in FIG. 3A, in the I / Q mismatch calibration and gain correction calibration process, image leakage due to carrier leakage and I / Q mismatch occurs in the reception path (350).

따라서, 수신경로에서 발생하는 반송파 누설과 I/Q 불일치에 의한 이미지 성분을 최소화해야 한다. 이를 위해 기존의 송신경로의 비선형적인 특성을 제거하는 피크 검출기(peak detector)(306)의 방법을 통하여 송신 비선형성을 제거한 후, 1 톤의 트레이닝 신호를 발생하여 누설경로(leakage path)를 통하여 수신부에 인가하여 기존에 사용한 방법으로 캘리브레이션 과정을 수행한다.Therefore, image components due to carrier leakage and I / Q mismatch occurring in the reception path should be minimized. To this end, after removing the transmission nonlinearity through a method of a peak detector 306 that removes the nonlinear characteristics of the existing transmission path, a training signal of 1 ton is generated to generate a receiver through a leakage path. The calibration process is performed using the method used in the existing method.

즉, 상기 피크 검출기(peak detector)(306)는 상기 믹서기(304, 305)로 출력되는 신호의 포락선을 검출하여 기저대역 PGA(310)으로 제공한다.That is, the peak detector 306 detects an envelope of a signal output to the mixers 304 and 305 and provides it to the baseband PGA 310.

여기서, 포락선 검출을 통해, Fr+<n-1>Fa 주파수 성분의 신호, Fr+n*Fa 주파수 성분의 신호 그리고 Fr+<n+1>Fa 주파수 성분의 신호 중 Fr+<n-1>Fa 주파수 성분의 신호, Fr+n*Fa 주파수 성분의 신호는 제거되어 Fr+<n+1>Fa 주파수 성분만 남는다(360).Here, the envelope detection detects the Fr + <n-1> Fa frequency component, the Fr + n * Fa frequency component, and the Fr + <n + 1> Fa frequency component. Signal, the signal of Fr + n * Fa frequency components is removed, leaving only the Fr + <n + 1> Fa frequency components (360).

한편, 1개의 톤 신호(Fr+<n+1>Fa 주파수 성분의 신호)는 듀플렉서(330)를 통해 수신단으로 유입된다(이하 누설신호 라칭함). 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA)(308)는 상기 누설신호의 잡음을 억제하여 증폭한 후, 믹서기(309)로 출력한다. 상기 믹서기(309)는 Fr+(n+b)*Fa 주파수 성분을 이용하여 상기 누설신호를 하향변환한 후, 기저대역 PGA(310)으로 출력한다. 그리고, 상기 기저대역 PGA(310)는 포락석 검출 결과를 이용하여 상기 믹서기(309)로부터의 신호를 증폭한다.Meanwhile, one tone signal Fr + <n + 1> Fa frequency component signal is introduced into the receiver through the duplexer 330 (hereinafter referred to as a leakage signal). A low noise amplifier (LNA) 308 suppresses and amplifies the noise of the leakage signal and outputs the result to the mixer 309. The mixer 309 downconverts the leakage signal using the frequency component Fr + (n + b) * Fa and outputs the leakage signal to the baseband PGA 310. The baseband PGA 310 amplifies the signal from the mixer 309 using the envelope detection result.

따라서, 도 3B에서처럼, 피크검출기(307)에서 송신경로의 비선형적인 특성을 제거한 후, 누설경로를 통해 톤 신호를 제공함으로써, 반송파 누설과 I/Q 불일치에 의한 이미지 성분을 최소화할 수 있다(370).
Accordingly, as shown in FIG. 3B, after removing the nonlinear characteristics of the transmission path from the peak detector 307, the tone signal is provided through the leakage path, thereby minimizing image components due to carrier leakage and I / Q mismatch (370). ).

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 캘리브레이션 방법을 위한 흐름도를 도시하고 있다.4 is a flowchart illustrating a calibration method in a wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기 도 4를 참조하면, 모뎀(100)은 400단계에서 캘리브레이션 항목을 선택한다. 즉, 상기 모뎀(100)은 이득 정정 캘리브레이션, DC 오프셋 캘리브레이션, I/Q 불일치 캘리브레이션, 그리고 IIP2(2nd Input Intercept Point) 캘리브레이션 중 하나는 선택한다.Referring to FIG. 4, the modem 100 selects a calibration item in step 400. That is, the modem 100 selects one of a gain correction calibration, a DC offset calibration, an I / Q mismatch calibration, and a 2nd Input Intercept Point (IIP2) calibration.

이후, 상기 모뎀(100)은 420단계에서 상기 선택된 캘리브레이션 항목이 1톤 신호를 이용하는 캘리브레이션인지 2톤 신호를 이용하는 캘리브레이션인지를 판단하여, 2톤을 이용하는 캘리브레이션인 경우 404단계, 406단계를 수행한다. 반면, 1톤을 이용하는 캘리브레이션인 경우 410단계, 412단계, 414단계 그리고 416단계를 수행한다.In step 420, the modem 100 determines whether the selected calibration item is a calibration using a one-tone signal or a calibration using a two-tone signal, and performs steps 404 and 406 when the calibration is performed using two tones. On the other hand, in the case of calibration using one ton, steps 410, 412, 414 and 416 are performed.

상기 DC 오프셋 캘리브레이션은 1톤을 이용하는 캘리브레이션 방식이고, 상기 I/Q 불일치 캘리브레이션은 1톤을 이용한 캘리브레이션 방식 혹은 2톤을 이용한 캘리브레인션 방식이다. 그리고, 상기 이득 정정 캘리브레이션과 상기 IIP2 캘리브레이션은 2톤을 이용한 캘리브레인션 방식이다.The DC offset calibration is a calibration method using 1 ton, and the I / Q mismatch calibration is a calibration method using 1 ton or a calibration method using 2 tones. The gain correction calibration and the IIP2 calibration are calibration methods using two tones.

상기 모뎀(100)은 404단계에서 트레이닝 신호를 I 경로 혹은 Q 경로 중 하나의 경로만을 이용하여 RFIC 트랜시버(150)로 제공한다.The modem 100 provides the training signal to the RFIC transceiver 150 using only one path of the I path or the Q path in step 404.

이후, 상기 RFIC 트랜시버(150)는 406단계에서 송신경로를 통해 상기 트레이닝 신호를 2개의 톤 신호로 변환한 후, 상기 2개의 톤 신호를 수신단으로 보내고, 상기 모뎀(100)은 상기 이득 정정 캘리브레이션과 상기 IIP2 캘리브레이션에 필요한 보정 값을 측정하거나 저장하거나 적용한다.In step 406, the RFIC transceiver 150 converts the training signal into two tone signals through a transmission path, and then sends the two tone signals to a receiving end. The modem 100 transmits the gain correction calibration to the receiver. Measure, store or apply the corrections required for the IIP2 calibration.

반면, 상기 모뎀(100)은 410단계에서 송신경로 캘리브레이션을 수행되었는지 판단하여, 송신경로 캘리브레이션이 수행되었을 시 412단계로 진행하여 1톤을 이용한 캘리브레이션을 수행한다. 만약, 송신경로 캘리브레이션을 수행되지 않았을 시, 414단계로 진행하여 트레이닝 신호를 I/Q 경로로 모두 입력한다.On the other hand, the modem 100 determines whether the transmission path calibration is performed in step 410, and when the transmission path calibration is performed, the modem 100 proceeds to step 412 and performs calibration using one tone. If the transmission path calibration is not performed, the process proceeds to step 414 where all of the training signals are input to the I / Q path.

이후, 상기 RFIC 트랜시버(150)는 416단계에서 피크 검출을 통해 송신경로 캘리브레이션을 수행한다.
In step 416, the RFIC transceiver 150 performs transmission path calibration through peak detection.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 하이브리드 이득캘리브레이션 방법을 위한 흐름도를 도시하고 있다.5 is a flowchart illustrating a hybrid gain calibration method in a wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기 도 5를 참조하면, 모뎀(100)은 500단계에서 해당 RF 채널을 선택하고 502단계에서 이득 모드를 측정한다.Referring to FIG. 5, the modem 100 selects a corresponding RF channel in step 500 and measures a gain mode in step 502.

이후, 504단계에서 모든 채널에 대해서 이득모드 측정이 수행되었는지를 확인하여, 모든 채널에 대해서 이득모드 측정이 수행되지 않을 시 500단계로 진행하고, 모든 채널에 대해서 이득모드 측정이 수행되었을 시 506단계로 진행한다.Thereafter, in step 504, it is determined whether gain mode measurement is performed for all channels, and if the gain mode measurement is not performed for all channels, the process proceeds to step 500, and if gain mode measurement is performed for all channels, step 506. Proceed to

이후, 상기 모뎀(100)은 506단계에서 기준이득 값과 이득모드별 상대값을 이용하여 RSSI 보정 값을 결정한다. 상기 기준 이득 값과 상기 이득모드별 상대값은 외부장비를 통해 측정된다.In step 506, the modem 100 determines the RSSI correction value using a reference gain value and a relative value for each gain mode. The reference gain value and the relative value for each gain mode are measured through an external device.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 이득 정정 캘리브레이션 과정은 기존의 장비를 이용한 교정 방법 대신에 하이브리드 정정(Hybrid correction) 방법을 제안한다. 즉, 기존에는 외부장비를 통해 RF 주파수 성분의 절대 전력 값을 인가받아 그 값을 채널과 이득모드에 따라 기록/보정하는 방법을 사용한다. 하지만, 2~3개의 이득모드와 2~3개의 채널에 모든 조합된 경우를 제어하고 보정하는 과정은 상당한 시간이 소요된다. 본 발명에서는 두 가지 경우로 나누어 채널과 모드에 변화 값을 먼저 룩백 캘리브레이션을 통하여 기록하고 기준모드(reference mode)와 기준 채널의 경우만 외부장비를 통하여 기록 두 가지의 측정 결과를 결합하여 최종 이득정정 결과로 활용한다.
As described above, in the present invention, the gain correction calibration process proposes a hybrid correction method instead of a correction method using existing equipment. That is, conventionally, the absolute power value of the RF frequency component is received through an external device, and the value is recorded / corrected according to the channel and gain mode. However, the process of controlling and compensating for all combinations of two to three gain modes and two to three channels takes considerable time. In the present invention, the change in channel and mode is first recorded through lookback calibration, and only the reference mode and the reference channel are recorded through the external device. Use it as a result.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

100: 모뎀, 150: RFIC 트랜시버, 160: 전력증폭기, 170" 듀플렉서.100: modem, 150: RFIC transceiver, 160: power amplifier, 170 "duplexer.

Claims (14)

무선통신 시스템에서 캘리브레이션 장치에 있어서,
1개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션을 수행할지 2개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션을 수행할지를 선택하고, 2개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션을 수행할 시, I 채널과 Q 채널 중 하나를 선택하여, 선택된 채널로만 트레이닝 신호를 트랜시버로 제공하는 모뎀과,
상기 트레이닝 신호를 송신경로를 통해 주파수 상향변환시켜 듀플렉서로 전송하는 상기 트랜시버와,
상기 트랜시버로부터 상기 주파수 상향변환된 트레이닝 신호를 수신경로로 피드백하는 상기 듀플렉서를 포함하며,
상기 트랜시버는 상기 듀플렉서로부터 상기 피드백된 트레이닝 신호를 주파수 하향변환시켜 상기 모뎀으로 제공하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 장치.
In the calibration device in a wireless communication system,
Select whether to perform calibration using one tone signal or calibration using two tone signals, and when performing calibration using two tone signals, select one of the I and Q channels to train only the selected channel. A modem that provides a signal to the transceiver,
The transceiver for frequency upconverting the training signal through a transmission path and transmitting the frequency to the duplexer;
The duplexer feeding back the frequency up-converted training signal from the transceiver to a reception path,
And the transceiver frequency downconverts the feedback training signal from the duplexer to provide the modem to the modem.
제 1항에 있어서,
상기 모뎀은, 1개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션을 수행할 시, I 채널과 Q 채널 모두에 트레이닝 신호를 상기 트랜시버로 제공하고,
상기 트랜시버는, 상기 트레이닝 신호를 송신경로를 통해 I 채널과 Q 채널별로 주파수 상향변환시키고, 상기 주파수 상향변환된 트레이닝 신호를 포락선 검출하여 상기 듀플렉서로 전송하고, 그리고 상기 듀플렉서로부터 피드백된 트레이닝 신호를 주파수 하향변환시켜 상기 모뎀으로 제공하고,
상기 듀플렉서는, 상기 트랜시버로부터 상기 주파수 상향변환된 트레이닝 신호를 수신경로로 피드백하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 장치.
The method of claim 1,
When the modem performs calibration using one tone signal, the modem provides a training signal to both the I and Q channels to the transceiver.
The transceiver up-converts the training signal for each I channel and Q channel through a transmission path, detects an envelope of the frequency up-converted training signal, transmits it to the duplexer, and transmits a training signal fed back from the duplexer to a frequency. Down-converted to the modem,
And the duplexer feeds back the frequency up-converted training signal from the transceiver to a reception path.
제 1항에 있어서,
상기 모뎀은,
해당 캘리브레이션 항목에 따라, 상기 트랜시버로부터 수신된 트레이닝 신호를 처리하고,
상기 처리결과를 기반으로, 해당 파라미터 값이 최소가 되도록 상기 트래시버의 파라미터 값을 교정하거나 이득 모드에 따른 차이 값을 검색하여 저장하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 장치.
The method of claim 1,
The modem,
Process a training signal received from the transceiver according to a calibration item;
Based on the result of the processing, the calibration device, characterized in that for calibrating the parameter value of the transceiver so that the minimum parameter value or to search for and store the difference value according to the gain mode.
제 1항에 있어서,
상기 1개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션은 DC 오프셋(Offset) 캘리브레이션, I/Q 불일치(imbalance) 캘리브레이션 그리고 이득(Gain) 정정 캘리브레이션 중 하나인 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 장치.
The method of claim 1,
And the calibration using the one tone signal is one of a DC offset calibration, an I / Q imbalance calibration, and a gain correction calibration.
제 1항에 있어서,
상기 2개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션은 DC 오프셋(Offset) 캘리브레이션 그리고 IIP2(2nd Input Intercept Point) 캘리브레이션 중 하나인 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 장치.
The method of claim 1,
And the calibration using the two tone signals is one of a DC offset calibration and a 2nd input intercept point (IIP2) calibration.
제 1항에 있어서,
상기 트랜시버는,
상기 I/Q 채널을 통해 기저대역의 트레이닝신호를 입력받아, 별도의 입력에 의해 이득을 조절하는 기저대역 PGA(Programable Gain Amplifier)와,
수신 국부발진기(Local Oscillator: LO)를 이용하여, 상기 기저대역 PGA(Programable Gain Amplifier)로부터의 출력신호를 주파수 상향 변환시키는 송신 믹서기와,
전력증폭기(Power Amplifier: PA)가 증폭할 수 있도록, 상기 송신 믹서기로부터의 출력신호를 일정 레벨 증폭하는 구동증폭기(Driver Amplifier: DA)를 포함하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 장치.
The method of claim 1,
The transceiver,
A baseband programmable gain amplifier (PGA) that receives a baseband training signal through the I / Q channel and adjusts gain by a separate input;
A transmission mixer for frequency upconverting an output signal from the baseband programmable gain amplifier (PGA) using a reception local oscillator (LO);
And a driver amplifier (DA) for a predetermined level amplification of the output signal from the transmission mixer so that a power amplifier (PA) can amplify.
제 1항에 있어서,
상기 트랜시버는,
상기 듀플렉서로부터 누설신호의 잡음을 억제하여 증폭하는 저잡음 증폭기와,
수신 국부발진기(Local Oscillator: LO)를 이용하여, 상기 저잡음 증폭기로부터의 출력신호를 하향변환하는 수신 믹서기와,
상기 수신 믹서기로부터의 출력신호에 대해, 별도의 입력에 따라 이득을 조절하는 기저대역 PGA(Programable Gain Amplifier)를 포함하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 장치.
The method of claim 1,
The transceiver,
A low noise amplifier for suppressing and amplifying noise of the leakage signal from the duplexer;
A reception mixer which down-converts the output signal from the low noise amplifier using a local oscillator (LO);
And a baseband programmable gain amplifier (PGA) for adjusting the gain according to a separate input for the output signal from the receiving mixer.
무선통신 시스템에서 캘리브레이션 방법에 있어서,
모뎀이, 1개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션을 수행할지 2개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션을 수행할지를 선택하는 과정과,
상기 모뎀이, 2개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션을 수행할 시, I 채널과 Q 채널 중 하나를 선택하여, 선택된 채널로만 트레이닝 신호를 트랜시버로 제공하는 과정과,
트랜시버가, 상기 트레이닝 신호를 송신경로를 통해 주파수 상향변환시켜 듀플렉서로 전송하는 과정과,
상기 듀플렉서가, 상기 트랜시버로부터 상기 주파수 상향변환된 트레이닝 신호를 수신경로로 피드백하는 과정과,
상기 트랜시버가, 상기 듀플렉서로부터 상기 피드백된 트레이닝 신호를 주파수 하향변환시켜 상기 모뎀으로 제공하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
In the calibration method in a wireless communication system,
Selecting whether the modem performs calibration using one tone signal or calibration using two tone signals;
When the modem performs calibration using a two-tone signal, selecting one of an I channel and a Q channel, and providing a training signal to a transceiver only in a selected channel;
Transceiving, the transceiver to the frequency up-converted through the transmission path to the training signal to the duplexer,
The duplexer feeding back the frequency up-converted training signal from the transceiver to a reception path;
And by the transceiver, frequency downconverting the feedback training signal from the duplexer to provide the modem to the modem.
제 8항에 있어서,
상기 모뎀이, 1개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션을 수행할 시, I 채널과 Q 채널 모두에 트레이닝 신호를 상기 트랜시버로 제공하는 과정과,
상기 트랜시버가, 상기 트레이닝 신호를 송신경로를 통해 I 채널과 Q 채널별로 주파수 상향변환시키는 과정과,
상기 트랜시버가, 상기 주파수 상향변환된 트레이닝 신호를 포락선 검출하여 상기 듀플렉서로 전송하는 과정과,
상기 듀플렉서가, 상기 트랜시버로부터 상기 주파수 상향변환된 트레이닝 신호를 수신경로로 피드백하는 과정과,
상기 트랜시버가, 상기 듀플렉서로부터 피드백된 트레이닝 신호를 주파수 하향변환시켜 상기 모뎀으로 제공하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 8,
Providing a training signal to both the I and Q channels to the transceiver when the modem performs calibration using one tone signal;
The transceiver for up-converting the training signal for each I channel and Q channel through a transmission path;
Transmitting, by the transceiver, the frequency upconverted training signal to the duplexer by detecting an envelope;
The duplexer feeding back the frequency up-converted training signal from the transceiver to a reception path;
And by the transceiver, frequency downconverting the training signal fed back from the duplexer and providing the training signal to the modem.
제 8항에 있어서,
상기 모뎀이,
해당 캘리브레이션 항목에 따라, 상기 트랜시버로부터 수신된 트레이닝 신호를 처리하는 과정과,
상기 처리결과를 기반으로, 해당 파라미터 값이 최소가 되도록 상기 트래시버의 파라미터 값을 교정하거나 이득 모드에 따른 차이 값을 검색하여 저장하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
The method of claim 8,
The modem,
Processing a training signal received from the transceiver according to a calibration item;
And calibrating the parameter value of the transceiver so that the corresponding parameter value is minimum or searching for and storing a difference value according to a gain mode based on the processing result.
제 8항에 있어서,
상기 1개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션은 DC 오프셋(Offset) 캘리브레이션, I/Q 불일치(imbalance) 캘리브레이션 그리고 이득(Gain) 정정 캘리브레이션 중 하나인 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
The method of claim 8,
And the calibration using the one tone signal is one of a DC offset calibration, an I / Q imbalance calibration, and a gain correction calibration.
제 8항에 있어서,
상기 2개 톤 신호를 이용한 캘리브레이션은 DC 오프셋(Offset) 캘리브레이션 그리고 IIP2(2nd Input Intercept Point) 캘리브레이션 중 하나인 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
The method of claim 8,
The calibration using the two tone signals is one of a DC offset calibration and a 2nd Input Intercept Point (IIP2) calibration.
제 8항에 있어서,
상기 트랜시버가, 상기 트레이닝 신호를 송신경로를 통해 주파수 상향변환시켜 듀플렉서로 전송하는 과정은,
기저대역 PGA(Programable Gain Amplifier)가, 상기 I/Q 채널을 통해 기저대역의 트레이닝신호를 입력받아, 별도의 입력에 의해 이득을 조절하는 과정과,
송신 믹서기가, 수신 국부발진기(Local Oscillator: LO)를 이용하여, 상기 기저대역 PGA로부터의 출력신호를 주파수 상향 변환시키는 과정과,
구동증폭기(Driver Amplifier: DA)가, 전력증폭기(Power Amplifier: PA)가 증폭할 수 있도록, 상기 송신 믹서기로부터의 출력신호를 일정 레벨 증폭하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
The method of claim 8,
In the transceiver, the process of up-converting the training signal through a transmission path and transmitting the frequency to the duplexer,
Receiving a baseband training signal through a baseband programmable gain amplifier (PGA) through the I / Q channel, and adjusting gain by a separate input;
A step of the transmit mixer performing frequency upconversion of the output signal from the baseband PGA using a receiving local oscillator (LO);
And a step of amplifying the output signal from the transmission mixer so that a driver amplifier (DA) can amplify the power amplifier (PA).
제 8항에 있어서,
상기 트랜시버가, 상기 듀플렉서로부터 피드백된 트레이닝 신호를 주파수 하향변환시켜 상기 모뎀으로 제공하는 과정은,
저잡음 증폭기가, 상기 듀플렉서로부터 누설신호의 잡음을 억제하여 증폭하는 과정과,
수신 믹서기가, 수신 국부발진기(Local Oscillator: LO)를 이용하여, 상기 저잡음 증폭기로부터의 출력신호를 하향변환하는 과정과,
기저대역 PGA(Programable Gain Amplifier)가, 상기 수신 믹서기로부터의 출력신호에 대해, 별도의 입력에 따라 이득을 조절하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
The method of claim 8,
The transceiver, the frequency down-converted training signal fed back from the duplexer to provide to the modem,
A low noise amplifier suppresses and amplifies the noise of the leakage signal from the duplexer;
A reception mixer downconverts the output signal from the low noise amplifier using a local oscillator (LO);
And a baseband programmable gain amplifier (PGA) for adjusting the gain of the output signal from the receiving mixer according to a separate input.
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