KR20130111839A - 통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치 및 방법 - Google Patents

통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 통신 시스템에서 정상적으로 신호를 송수신하기 위해 다중 입력 포트로 입력되는 신호를 증폭하여 다중 출력 포트로 출력하도록 신호를 증폭하는 다중 포트(multiport) 증폭 장치 및 방법에 관한 것으로, 다중 입력 포트를 통해 입력되는 입력 신호를 증폭한 후, 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 검출하여, 상기 입력 신호의 위상 오차값 및 진폭 오차값을 산출하고, 상기 입력 신호의 위상 오차값 및 진폭 오차값을 통해, 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 보정하며, 상기 위상 오차 및 상기 진폭 오차가 보정된 입력 신호를 증폭하여 다중 출력 포트로 출력한다.

Description

통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치 및 방법{Apparatus and method for multiport amplification in communication system}
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 통신 시스템에서 정상적으로 신호를 송수신하기 위해 다중 입력 포트로 입력되는 신호를 증폭하여 다중 출력 포트로 출력하도록 신호를 증폭하는 다중 포트(multiport) 증폭 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 통신 시스템에서는 고속의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 함)의 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 또한, 이러한 통신 시스템에서는 대용량의 데이터를 한정된 자원을 통해 고속 및 안정적으로 전송하기 위한 방안들에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히, 통신 시스템에서는, 무선 채널을 통한 데이터의 전송 시에, 데이터 전송 효율을 보다 향상시키기 위한 방안들이 제안되고 있다.
한편, 최근 통신 시스템에서는, 데이터 전송 효율을 보다 향상시키기 위해, 송수신하고자 하는 신호를 다중 빔으로 송수신하는 방안들이 제안되고 있다. 특히, 다중 빔으로 신호를 송수신하여 서비스 커버리지 내에 높은 안테나 이득을 갖는 좁은 빔들을 제공할 수 있는 다중 빔 안테나 시스템에서는, 다중 빔을 통해 송수신하고자 하는 신호를 동작 조건에 따라 출력 전력 제어가 가능한 다중 입출력 증폭기(Multiport Amplifier)를 이용하여 증폭한다.
이러한 다중 입출력 증폭기를 이용하는 다중 빔 안테나 시스템은, 서비스 지역 내에 여러 스폿빔을 두어 통신 및 방송 서비스를 제공하며, 강우 또는 통신 서비스 급증 등으로 인해 더 높은 실효 등방성 복사 전력(EIRP: Effective Isotropic Radiated Power, 이하 'EIRP'라 칭하기로 함)이 요구되는 지역에 대해 높은 전력 할당을 유연하게 제공할 수 있는 장점이 있다. 또한, 위성 통신 시스템에서, 위성에서 송신된 신호를 중계하는 위성 중계기는, 고전력 증폭기를 병렬로 묶어 사용하며, 이렇게 병렬로 묶여진 고전력 증폭기를 통해, 위성으로부터 수신되는 신호를 증폭하여, 서비스 지역 내에 통신 및 방송 서비스를 제공한다.
하지만, 현재 통신 시스템, 예컨대 위성 통신 시스템에서 위성 중계기가 고전력 증폭기를 이용하여 다중 빔을 통해 송수신하고자 하는 신호를 증폭하기 위한 구체적인 방안이 아직 구체적으로 제안되지 못하고 있다. 일 예로, 위성 통신 시스템에 다중 빔을 통해 신호를 송수신할 경우, 위성 중계기가 다중 입출력 증폭기를 이용하여, 다중 입력 포트를 통해 입력되는 신호를 증폭하여 다중 출력 포트로 출력하기 위한 구체적인 신호 증폭 방안이 아직 구체적으로 제안되지 못하고 있다.
따라서, 전술한 바와 같이, 다중 빔을 통해 신호를 송수신하고자 하는 통신 시스템에서, 무선 채널을 통해 신호를 정상적으로 송수신하기 위해, 다중 입출력 포트에 상응하여 신호를 증폭하는 방안이 필요하다. 특히, 통신 시스템, 예컨대 위성 통신 시스템에서 상기 다중 빔을 통해 송수신되는 신호를 위성 중계 장치를 통해 중계할 경우, 상기 다중 빔을 통해 송수신되는 신호가 정상적으로 송수신되도록, 다중 입력 포트를 통해 입력되는 신호를 증폭한 후 다중 출력 포트로 출력하기 위한, 신호의 다중 포트 증폭 방안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 신호를 증폭하는 다중 포트(multiport) 장치 및 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 다중 빔을 통해 신호를 송수신하는 통신 시스템에서, 다중 빔을 통해 신호를 정상적으로 송수신하기 위해, 다중 입력 포트를 통해 입력되는 신호를 증폭하여 다중 출력 포트로 출력하는 다중 포트 증폭 장치 및 방법을 제공함에 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, 다중 빔을 통해 신호를 송수신하는 통신 시스템에서, 다중 입출력 증폭을 통해 증폭되는 신호의 위상 오차(phase error) 및 진폭 오차(amplitude error)를 보정하여, 신호가 정상적으로 송수신되도록 신호를 증폭하는 다중 포트 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 통신 시스템에서 신호를 증폭하는 다중 포트(multiport) 증폭 장치에 있어서, 다중 입력 포트를 통해 입력되는 입력 신호를 증폭하여 증폭 신호를 다중 출력 포트로 출력하는 증폭부; 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 검출하여, 상기 입력 신호의 위상 오차값 및 진폭 오차값을 산출하는 산출부; 상기 입력 신호의 위상 오차값 및 진폭 오차값을 통해, 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 보정하는 보정부;를 포함하며; 상기 증폭부는, 상기 위상 오차 및 상기 진폭 오차가 보정된 입력 신호를 증폭하여 상기 다중 출력 포트로 출력한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 통신 시스템에서 신호를 증폭하는 다중 포트(multiport) 증폭 방법에 있어서, 다중 입력 포트를 통해 입력되는 입력 신호를 증폭한 후, 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 검출하여, 상기 입력 신호의 위상 오차값 및 진폭 오차값을 산출하는 단계; 상기 입력 신호의 위상 오차값 및 진폭 오차값을 통해, 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 보정하는 단계; 및 상기 위상 오차 및 상기 진폭 오차가 보정된 입력 신호를 증폭하여 다중 출력 포트로 출력하는 단계;를 포함한다.
본 발명은, 다중 빔을 통해 신호를 송수신하는 통신 시스템에서, 다중 입출력 포트에 상응하여 신호를 증폭함으로써, 상기 다중 빔을 통해 송수신되는 신호를 정상적으로 송수신할 수 있다. 특히, 본 발명은, 통신 시스템에서 상기 다중 빔을 통해 송수신되는 신호의 증폭 시에, 증폭되는 신호의 위상 오차(phase error) 및 진폭 오차(amplitude error)를 보정하여, 다중 입력 포트를 통해 입력되는 신호를 증폭한 후 다중 출력 포트로 출력함으로써, 상기 다중 빔을 통해 송수신되는 신호를 정상적으로 중계하여 서비스 영역을 확장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치의 하이브리드부 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치의 분석기로 입력되는 신호들을 개략적으로 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면.
도 8 내지 도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치의 위상 오차 및 진폭 오차에 대한 보정을 설명하기 위한 도면.
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 흩뜨리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은, 통신 시스템, 예컨대 다중 빔을 통해 신호를 송수신하는 통신 시스템에서 신호를 증폭하는 다중 포트(multiport) 증폭 장치 및 방법을 제안한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 다중 빔을 통해 신호를 송수신하는 통신 시스템을 일 예로 하여 설명하지만, 본 발명에서 제안하는 증폭 방안은, 다른 방식의 통신 시스템들에도 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는, 통신 시스템에서, 다중 빔을 통해 송수신되는 신호를 증폭하여, 정상적으로 신호를 송수신하기 위해 신호를 증폭하는 다중 포트 증폭 장치 및 방법을 제안한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 다중 입력 포트를 통해 입력되는 증폭하여, 다중 출력 포트로 출력함으로써, 신호가 다중 빔을 통해 정상적으로 송수신된다. 이때, 본 발명의 실시 예에서는, 상기 다중 빔을 통해 송수신되는 신호의 증폭 시에, 증폭되는 신호의 위상 오차(phase error) 및 진폭 오차(amplitude error)를 보정하여, 다중 입력 포트를 통해 입력되는 신호를 증폭한 후 다중 출력 포트로 출력함으로써, 상기 다중 빔을 통해 송수신되는 신호를 정상적으로 중계하여 송수신한다. 그러면 여기서, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 1은, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 4×4 다중 입출력 포트의 다중 포트 증폭 장치 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 다중 포트 증폭 장치는, 다중 입력 포트(110), 예컨대 입력 포트1(102), 입력 포트2(104), 입력 포트3(106), 및 입력 포트4(108)를 통해 입력되는 신호를 증폭한 후, 상기 증폭된 신호를 다중 출력 포트(150), 예컨대 출력 포트1(142), 출력 포트2(144), 출력 포트3(146), 및 출력 포트4(148)를 통해 출력한다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 다중 포트 증폭 장치는, 상기 다중 입력 포트(110)를 통해 입력된 신호를 다중 포트(multiport) 증폭을 위해 증폭부(130)로 전달하는 입력 하이브리드 네트워크부(120), 상기 입력 하이브리드 네트워크부(120)를 통해 입력된 신호를 증폭하는 증폭부(130), 및 상기 증폭부(130)를 통해 증폭된 신호가 상기 다중 출력 포트(150)를 통해 출력되도록 상기 증폭된 신호를 상기 다중 출력 포트(150)로 전달하는 출력 하이브리드 네트워크부(140)를 포함한다.
여기서, 상기 입력 하이브리드 네트워크부(120)는, 복수의 하이브리드부들, 예컨대 하이브리드부1(112), 하이브리드부2(114), 하이브리드부3(116), 및 하이브리드부4(118)를 포함하며, 상기 출력 하이브리드 네트워크부(140) 또한 상기 입력 하이브리드 네트워크부(120)와 같이 복수의 하이브리드부들, 예컨대 하이브리드부1(132), 하이브리드부2(134), 하이브리드부3(136), 및 하이브리드부4(138)를 포함한다. 그리고, 상기 입력 하이브리드 네트워크부(120) 및 상기 출력 하이브리드 네트워크부(140)의 각 하이브리드부(210)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 두개의 입력 포트들, 즉 입력 포트1(202)과 입력 포트2(204)을 포함하며, 아울러 두개의 출력 포트들, 즉 출력 포트1(212)과 출력 포트2(214)를 포함한다. 여기서, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치의 하이브리드부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
또한, 상기 각 하이브리드부(210)는, 상기 입력 포트1(202)로 신호가 입력되면, 상기 입력된 신호의 크기가 1/2로 감소되고 서로 90도(degree)의 위상 차를 갖는 신호를 출력 포트1(212) 및 출력 포트2(214)로 출력한다. 또한, 상기 각 하이브리드부(210)는, 상기 입력 포트2(204)로 신호가 입력되면, 상기 입력된 신호의 크기가 1/2로 감소되고 서로 90도의 위상 차를 갖는 신호를 출력 포트1(212) 및 출력 포트2(214)로 출력한다. 즉, 상기 각 하이브리드부(210)는, 상기 입력 포트들(202,204)을 통해 입력된 신호를, 상기 출력 포트들(212,214)을 통해 1/2 크기의 90도의 위상 차를 갖는 신호들로 각각 출력한다.
그리고, 상기 증폭부(130)는, 상기 입력 하이브리드 네트워크부(120)의 하이브리드부2(114)와 하이브리드부4(118)의 출력 포트들에서 출력되는 신호들을 각각 증폭하는 복수의 증폭기들, 예컨대 증폭기1(122), 증폭기2(124), 증폭기3(126), 및 증폭기4(128)를 포함한다. 여기서, 상기 각 증폭기들(122,124,126,128)에는, 다중 입력 포트(110)로 입력된 신호의 1/2 크기를 가지며, 소정의 서로 다른 위상 차를 갖는 신호들이 입력되며, 상기 각 증폭기들(122,124,126,128)은, 이렇게 입력된 신호들을 소정의 레벨로 증폭한 후, 상기 출력 하이브리드 네트워크부(140)로 전달하여 상기 다중 출력 포트(150)를 통해 출력한다.
예컨대, 소정 주파수를 갖는 입력 신호가 상기 다중 입력 포트(110)의 입력 포트1(102)로 입력되면, 상기 입력 하이브리드 네트워크부(120)의 하이브리드부1(112)은, 상기 입력 신호의 1/2 크기를 가지고, 상기 입력 신호와 동일 위상을 갖는 제1신호를 하이브리드부2(114)로 출력하며, 또한 상기 입력 신호의 1/2 크기를 가지고, 상기 입력 신호와 90도 위상 차를 갖는, 즉 제1신호와 90도 위상 차를 갖는 제2신호를 하이브리드부4(118)로 출력한다. 그리고, 상기 하이브리드부2(114)는, 상기 제1신호가 입력되면, 상기 제1신호의 1/2 크기를 가지고, 상기 제1신호와 동일 위상을 갖는 제3신호를 증폭부(130)의 증폭기1(122)로 출력하며, 또한 상기 제1신호의 1/2 크기를 가지고, 상기 제1신호와 90도 위상차를 갖는 제4신호를 증폭부(130)의 증폭기2(124)로 출력한다. 아울러, 상기 하이브리드부4(118)는, 상기 제2신호가 입력되면, 상기 제2신호의 1/2 크기를 가지고, 상기 제2신호와 동일 위상을 갖는 제5신호를 증폭부(130)의 증폭기3(126)으로 출력하며, 또한 상기 제2신호의 1/2 크기를 가지고, 상기 제2신호와 90도 위상차를 갖는 제6신호를 증폭부(130)의 증폭기4(128)로 출력한다.
여기서, 상기 제3신호는 상기 입력 신호와 동일 위상, 즉 위상 차가 0도이고, 상기 제4신호 및 상기 제5신호는 상기 입력 신호와 90도의 위상 차를 가지며, 상기 제6신호는, 상기 입력 신호와 180도의 위상 차를 갖는다. 그리고, 상기 제3 내지 6신호는, 서로 동일한 크기, 예컨대 상기 입력 신호의 1/4 크기를 갖는다. 또한, 상기 증폭기들(122,124,126,128)은, 상기 제3 내지 6신호가 입력되면, 각각 입력 신호와 0도, 90도, 90도, 및 180도의 위상 차를 가지며, 소정의 동일한 크기로 증폭하여, 상기 출력 하이브리드 네트워크부(140)로 출력한다.
상기 출력 하이브리드 네트워크부(140)의 하이브리드부1(132)은, 상기 증폭기1(122)로부터 증폭된 제3신호가 입력되면, 상기 증폭된 제3신호의 1/2 크기를 가지고 상기 증폭된 제3신호와 동일한 위상을 갖는 제7신호를 하이브리드부2(134)로 출력하며, 또한 상기 증폭된 제3신호의 1/2 크기를 가지고, 상기 증폭된 제3신호와 90도 위상 차를 갖는 제8신호를 하이브리드부4(138)로 출력한다. 그리고, 상기 하이브리드부1(132)은, 상기 증폭기2(124)로부터 증폭된 제4신호가 입력되면, 상기 증폭된 제4신호의 1/2 크기를 가지고 상기 증폭된 제4신호와 90도 위상 차를 갖는 제9신호를 하이브리드부2(134)로 출력하며, 또한 상기 증폭된 제4신호의 1/2 크기를 가지고, 상기 증폭된 제4신호와 동일한 위상을 갖는 제10신호를 하이브리드부4(138)로 출력한다. 여기서, 상기 하이브리드부2(134)로 입력되는 제7신호와 상기 제9신호는 서로 역 위상을 가짐으로 상쇄되며, 상기 하이브리드부4(138)로 입력되는 상기 제8신호와 상기 제10신호는, 상기 입력 신호와 90도 위상 차를 갖는 동 위상을 가짐으로 보강된다.
아울러, 상기 출력 하이브리드 네트워크부(140)의 하이브리드부3(136)은, 상기 증폭기3(126)로부터 증폭된 제5신호가 입력되면, 상기 증폭된 제5신호의 1/2 크기를 가지고 상기 증폭된 제5신호와 동일한 위상을 갖는 제11신호를 하이브리드부2(134)로 출력하며, 또한 상기 증폭된 제5신호의 1/2 크기를 가지고, 상기 증폭된 제5신호와 90도 위상 차를 갖는 제12신호를 하이브리드부4(138)로 출력한다. 그리고, 상기 하이브리드부3(136)은, 상기 증폭기4(128)로부터 증폭된 제6신호가 입력되면, 상기 증폭된 제6신호의 1/2 크기를 가지고 상기 증폭된 제6신호와 90도 위상 차를 갖는 제13신호를 하이브리드부2(134)로 출력하며, 또한 상기 증폭된 제6신호의 1/2 크기를 가지고, 상기 증폭된 제6신호와 동일한 위상을 갖는 제14신호를 하이브리드부4(138)로 출력한다. 여기서, 상기 하이브리드부2(134)로 입력되는 제11신호와 상기 제13신호는 서로 역 위상을 가짐으로 상쇄되며, 상기 하이브리드부4(138)로 입력되는 상기 제12신호와 상기 제14신호는, 상기 입력 신호와 90도 위상 차를 갖는 동 위상을 가짐으로 보강된다.
즉, 상기 하이브리드부2(134)에는 모두 상쇄된 신호만이 입력되어, 출력 포트1(142) 및 출력 포트2(144)에서는 입력 포트1(102)를 통해 입력된 입력 신호가 출력되지 않는다. 그리고, 상기 하이브리드부4(138)에는, 상기 제8신호와 상기 제10신호가 보강된 제1보강 신호가 입력되고, 상기 제12신호와 상기 제14신호가 보강된 제2보강 신호가 입력된다.
이렇게 상기 제1보강 신호와 상기 제2보강 신호가 입력되면, 상기 하이브리드부4(138)는, 상기 제1보강 신호의 1/2크기를 가지고 상기 제1보강 신호와 동일 위상을 갖는 제3보강 신호를 출력 포트3(146)으로 출력하며, 상기 제1보강 신호의 1/2크기를 가지고 상기 제1보강 신호와 90도 위상 차를 갖는 제4보강 신호를 출력 포트4(148)로 출력한다. 아울러, 상기 하이브리드부4(138)는, 상기 제2보강 신호의 1/2크기를 가지고 상기 제2보강 신호와 90도 위상 차를 갖는 제5보강 신호를 출력 포트3(146)으로 출력하며, 상기 제2보강 신호의 1/2크기를 가지고 상기 제2보강 신호와 동일 위상을 갖는 제6보강 신호를 출력 포트4(148)로 출력한다.
여기서, 상기 출력 포트3(146)으로 출력되는 상기 제3보강 신호와 상기 제5보강 신호는 서로 역 위상을 가짐으로 상쇄되며, 상기 출력 포트4(148)로 출력되는 제4보강 신호와 상기 제6보강 신호는 상기 입력 신호와 180도 위상 차를 갖는 동 위상을 가짐으로 보강된다. 즉, 상기 입력 포트1(102)를 통해 입력된 입력 신호는, 증폭된 후 상기 입력 신호와 180도 위상 차를 갖는 출력 신호로 출력 포트4(148)를 통해 출력된다.
이러한 다중 포트 증폭 장치는, 전술한 바와 같이, 상기 입력 하이브리드 네트워크부(120) 및 출력 하이브리드 네트워크부(140)에 복수의 하이브리드부들이 포함됨에 따라, 각 하이브리드부들에서의 출력 신호의 크기 오차 및 위상 오차가 발생할 수 있으며, 이러한 각 하이브리드부들에서의 출력 신호의 크기 오차 및 위상 오차에 의해 출력 신호들 간에 역 위상 및 동 위상을 갖지 못함에 따라, 신호 증폭 시에 증폭되는 신호의 위상 오차 및 진폭 오차가 발생하여, 다중 빔을 통해 신호를 정상적으로 송수신함에 한계가 있다. 그러므로, 본 발명의 실시 예에서는, 이러한 다중 포트 증폭 장치에서, 신호 증폭 시에, 증폭되는 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 보정하여 신호를 증폭하도록 한다. 그러면 여기서, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 증폭되는 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 보정하여 신호를 증폭하는 장치에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 3은, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 2×2 다중 입출력 포트의 다중 포트 증폭 장치 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 다중 포트 증폭 장치는, 다중 입력 포트, 예컨대 입력 포트1과 입력 포트2(304)를 포함하고, 다중 출력 포트, 예컨대 출력 포트1(352)과 출력 포트2(354)를 포함하며, 여기서 입력 포트1에는 소정 주파수의 입력 신호를 생성하는 PSG(Pilot Signal Generator)(302)로부터 출력되는 신호가 입력 신호로 입력된다.
그리고, 상기 다중 포트 증폭 장치는, 상기 다중 입력 포트를 통해 입력된 신호를 다중 포트 증폭을 위해 증폭부(미도시)로 전달하는 입력 하이브리드부(306), 상기 입력 하이브리드부(306)를 통해 입력된 신호가 증폭되면, 상기 증폭된 신호를 상기 다중 출력 포트로 출력하는 출력 하이브리드부(320), 상기 입력 하이브리드부(306)의 출력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 보정하는 보정부(310), 및 상기 입력 하이브리드부(306)의 출력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 산출하는 산출부(330)를 포함한다. 여기서, 상기 산출부(330)는, 곱셈 혼합 (multiplicative mixing) 방식을 기반으로 한 헤테로다인(Heterodyne) 방식으로 상기 입력 하이브리드부(306)의 출력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 산출한다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 산출부(330)는, 상기 입력 하이브리드부(306)의 입력 신호를 다운 커번젼(down conversion)하는 곱셈기(332), 상기 곱셈기(332)에서 출력되는 다운 컨버젼된 입력 신호와, 상기 출력 하이브리드부(320)의 출력 신호를 수신한 후, 헤티로다인 변환하는 헤테로다인 수신기(334), 상기 헤테로다인 변환을 통해 헤테로다인 검출된 신호를 출력하는 검출부(336), 및 상기 헤테로다인 검출된 신호를 통해, 상기 입력 하이브리드부(306)의 출력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차에 대한 보정 신호를 출력하는 출력부(340)를 포함한다. 여기서, 상기 출력부(340)는, 상기 입력 하이브리드부(306)의 출력 신호의 위상 오차에 대한 보정 신호를 출력하는 DSP(Digital Signal Processor)(342), 및 상기 입력 하이브리드부(306)의 출력 신호의 진폭 오차에 대한 보정 신호를 출력하는 ADC(Analog to Digital Converter)(344)를 포함한다.
여기서, 상기 곱셈기(332)는, 커플러1(305)을 통해 상기 입력 하이브리드부(306)의 출력 신호를 수신하며, 상기 헤테로다인 수신기(334)는, 커플러들을 통해 상기 출력 하이브리드부(320)의 출력 신호를 수신, 예컨대 상기 출력 하이브리드부(320)의 출력 포트들(352,354)에서 이상적인 출력 신호가 출력되지 않는 널 포인트(null point)로 출력 포트1(352)의 출력 신호를 커플러2(356)를 통해 수신한다.
그리고, 상기 보정부(310)는, 상기 입력 하이브리드부(306)의 출력 신호의 위상 오차에 대한 보정 신호를 수신하여, 상기 위상 오차를 보정하는 위상 조정기들(312,314), 예컨대 위상 변이(PS: Phase Shift)기들을 포함하며, 상기 입력 하이브리드부(306)의 출력 신호의 진폭 오차에 대한 보정 신호를 수신하여, 상기 진폭 오차를 보정하는 가변 증폭기들(316,318), 예컨대 가변 이득 증폭기(VGA: Variable Gain Amplifier, 이하 'VGA'라 칭하기로 함)들을 포함한다.
이러한 다중 포트 증폭 장치는, 상기 출력 하이브리드부(320)의 출력 포트들(352,354)에서 이상적인 출력 신호가 출력되지 않는 널 포인트의 신호 크기를 검출한 후, 상기 검출에 따른 위상 오차 및 진폭 오차의 보정을 위한 보정 신호를 상기 산출부(330)에서 순차적으로 발생하여 위상 오차 및 진폭 오차를 보정한다. 이때, 상기 널 포인트의 신호 크기에 따라 위상 오차 및 진폭 오차를 정확하게 확인하지 못함으로, 전술한 바와 같이, 순차적으로 위상 오차 및 진폭 오차 보정을 수행함에 따라, 위상 오차 및 진폭 오차를 보정함에 있어 상당한 시간이 소요되고, 아울러 검출되는 신호 크기에 따라 위상 및 진폭 오차 보정 범위가 감소될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는, 통신 시스템에서 다중 입출력 증폭에 따라 신호 증폭 시에 발생하는 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 용이하고 정확하게 보정한다. 그러면 여기서, 도 4를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 4는, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 2×2 다중 입출력 포트의 다중 포트 증폭 장치 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 다중 포트 증폭 장치는, 다중 입력 포트, 예컨대 입력 포트1과 입력 포트2(404)를 포함하고, 다중 출력 포트, 예컨대 출력 포트1(440)과 출력 포트2(442)를 포함하며, 여기서 입력 포트1에는 소정 주파수의 입력 신호를 생성하는 PSG(402)로부터 출력되는 신호가 입력 신호로 입력된다.
그리고, 상기 다중 포트 증폭 장치는, 상기 다중 입력 포트를 통해 입력된 신호를 다중 포트 증폭을 위해 증폭기들, 예컨대 증폭기1(420) 및 증폭기2(422)로 전달하는 입력 하이브리드부(406), 상기 입력 하이브리드부(406)를 통해 입력된 신호를 소정의 레벨로 증폭하는 증폭기들(420,422), 상기 증폭기들(420,422)을 통해 증폭된 신호가 상기 다중 출력 포트를 통해 출력되도록 상기 증폭된 신호를 상기 출력 포트들(440,442)로 전달하는 출력 하이브리드부(424), 상기 입력 하이브리드부(406)의 출력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 보정하는 보정부(410), 및 상기 입력 하이브리드부(406)의 출력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 산출하는 산출부(430)를 포함한다.
여기서, 상기 산출부(430)는, 소정의 위상 천이를 갖는 신호와 소정의 변조 방식, 예컨대 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식으로 변조된 파일럿(pilot) 신호를 결합하는 곱셈 혼합 방식을 이용하여 상기 입력 하이브리드부(406)의 출력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 산출한다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 산출부(430)는, 상기 입력 하이브리드부(406)의 입력 신호를 소정의 변조 방식, 예컨대 QPSK 변조 방식으로 변조하여 파일럿 신호를 출력하는 변조기(432), 상기 변조기(432)에서 출력된 파일럿 신호와 상기 출력 하이브리드부(424)의 입력 신호를 수신하고, 상기 출력 하이브리드부(424)의 입력 신호, 즉 상기 증폭기들(420,422)에서 출력되는 증폭된 신호를 소정의 복조 방식, 예컨대 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 복조 방식으로 복조하는 복수의 복조기들, 예컨대 복조기1(433)과 복조기2(434), 및 상기 복조기들(433,434)에서의 복조에 따라 검출된 QPSK 신호와 상기 파일럿 신호를 비교하여, 상기 입력 하이브리드부(406)의 출력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 검출하는 분석기(436)를 포함한다.
여기서, 상기 산출부(430)는, 커플러1(405)을 통해 상기 입력 하이브리드부(406)의 출력 신호를 수신하며, 상기 복조기들(433,434)은, 커플러들, 예컨대 커플러2(444) 및 커플러3(446)을 통해 상기 출력 하이브리드부(424)의 입력 신호, 즉 상기 증폭기들(420,422)에서 출력되는 증폭된 신호를 수신한다.
상기 변조기(432)는, 전술한 바와 같이, 상기 입력 하이브리드(406)의 입력 신호, 즉 상기 다중 포트 증폭 장치가 증폭하고자 하는 원 입력 신호를 QPSK 변조 방식으로 변조하여 파일럿 신호를 출력, 즉 QPSK 신호를 상기 복조기들(433,434)로 출력한다. 그리고, 상기 복조기들(433,434)은, 상기 변조기(432)로부터 상기 파일럿 신호, 즉 QPSK 신호를 수신하고, 상기 출력 하이브리드부(424)의 입력 신호, 즉 상기 증폭기들(420,422)에서 출력되는 증폭된 신호를 수신한다. 또한, 상기 복조기들(433,434)은, 상기 출력 하이브리드부(424)의 입력 신호, 즉 상기 증폭기들(420,422)에서 출력되는 증폭된 신호를 BPSK 복조 방식으로 복조하여, 상기 출력 하이브리드부(424)의 입력 신호에서 QPSK 신호를 검출한다.
여기서, 상기 변조기(432) 및 상기 복조기들(433,434)는, 전술한 바와 같은 변조 및 복조를 통해, 상기 입력 하이브리드(406)의 입력 신호와 상기 출력 하이브리드부(424)의 입력 신호를, I 신호와 Q 신호로 샘플링하여 출력한다. 그리고, 상기 변조기(432)에서 출력되는 QPSK 신호는, 상기 분석기(436) 및 상기 변조기(432)로 입력되며, 상기 복조기들(433,434)에서 출력되는 검출된 QPSK 신호는 상기 분석기(436)로 입력된다.
또한, 상기 변조기(432) 및 상기 복조기들(433,434)에서 QPSK 신호가 아닌, 사인(sine) 신호 및 코사인(cosine) 신호가 출력되어 상기 분석기(436) 및 변조기(432)로 입력될 수도 있다. 즉, 상기 변조기(432)에서 출력되는 사인 신호 및 코사인 신호는, 상기 분석기(436) 및 상기 변조기(432)로 입력되며, 상기 복조기들(433,434)에서 출력되는 검출된 사인 신호 및 코사인 신호는 상기 분석기(436)로 입력된다.
여기서, 상기 변조기(432)에서 출력되어 상기 분석기(436)로 입력되는, 샘플링된 I 신호와 Q 신호, 즉 QPSK 신호, 사인 신호 및 코사인 신호는 도 5에 도시한 바와 같고, 상기 복조기들(433,434)에서 출력되어 상기 분석기(436)로 입력되는, 샘플링된 I 신호와 Q 신호, 즉 QPSK 신호, 사인 신호 및 코사인 신호는 도 6에 도시한 바와 같다. 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치의 분석기로 입력되는 신호들을 개략적으로 도시한 도면이다.
즉, 도 5에서, 510은 상기 변조기(432)에서 출력되는 I 신호의 코사인 신호를 나타내고, 520은 상기 변조기(432)에서 출력되는 Q 신호의 사인 신호를 나타내며, 530은 상기 변조기(432)에서 출력되는 I 신호 및 Q 신호의 QPSK 신호, 즉 QPSK에 따른 I 신호 및 Q 신호의 성상도(constellation)를 나타낸다. 그리고, 도 6에서, 610은 상기 복조기들(433,434)에서 출력되는 I 신호의 코사인 신호를 나타내고, 620은 상기 복조기들(433,434)에서 출력되는 Q 신호의 사인 신호를 나타내며, 630은 상기 복조기들(433,434)에서 출력되는 I 신호 및 Q 신호의 QPSK 신호, 즉 QPSK에 따른 I 신호 및 Q 신호의 성상도를 나타낸다. 여기서, 상기 변조기(432) 및 상기 복조기들(433,434)에서 출력되는, 상기 I 신호의 코사인 신호, 상기 Q 신호의 사인 신호, 및 상기 I 신호 및 Q 신호의 QPSK 신호는, 상기 분석기(436)로 선택적으로 입력되며, 상기 분석기(436)는, 상기 입력된 상기 I 신호의 코사인 신호, 상기 Q 신호의 사인 신호, 및 상기 I 신호 및 Q 신호의 QPSK 신호를 비교하여, 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 검출하고, 위상 오차값 및 진폭 오차값을 산출한다.
또한, 상기 분석기(436)는, 전술한 바와 같이, 상기 변조기(432)에서 출력되는 QPSK 신호와, 상기 복조기들(433,434)에서 검출된 QPSK 신호를 비교하거나, 또는 상기 변조기(432)에서 출력되는 사인 신호 및 코사인 신호와, 상기 복조기들(433,434)에서 검출된 사인 신호 및 코사인 신호를 비교하여, 상기 입력 하이브리드부(406)의 출력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 검출한다. 다시 말해, 상기 분석기(436)는, 상기 변조기(432)를 통해 출력되는 상기 입력 하이브리드(406)의 입력 신호의 샘플링된 I 신호 및 Q 신호와, 상기 복조기들(433,434)를 통해 출력되는 상기 출력 하이브리드부(424)의 입력 신호의 샘플링된 I 신호 및 Q 신호를 비교하여, 상기 입력 하이브리드부(406)의 출력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 검출한다. 즉, 상기 분석기(436)는, 각각 샘플링된 I 신호들 간 및 Q 신호들 간 비교를 통해, 상기 입력 하이브리드부(406)의 출력 신호의 위상 오차값과 진폭 오차값을 상기 보정부(410)로 출력한다.
예컨대, 상기 분석기(436)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 변조기(432)에서 출력되는, 샘플링된 I 신호와 Q 신호, 즉 QPSK 신호, 사인 신호 및 코사인 신호와, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 복조기들(433,434)에서 출력되는 샘플링된 I 신호와 Q 신호, 즉 QPSK 신호, 사인 신호 및 코사인 신호를 각각 비교하여, 상기 입력 하이브리드부(406)의 출력 신호의 위상 오차값과 진폭 오차값을 산출한다. 여기서, 상기 분석기(436)는, 상기 입력 하이브리드부(406)의 출력 신호의 위상 오차값은 30도, 진폭 오차값은 2V로 각각 산출한다.
그리고, 상기 보정부(410)는, 상기 입력 하이브리드부(406)의 출력 신호의 위상 오차값을 수신하여, 상기 입력 하이브리드부(406)의 출력 신호의 위상 오차를 보정하는 위상 조정기들(412,414), 예컨대 위상 변이기들을 포함하며, 상기 입력 하이브리드부(406)의 출력 신호의 보정 오차값을 수신하여, 상기 입력 하이브리드부(406)의 출력 신호의 진폭 오차를 보정하는 가변 증폭기들(416,418), VGA들을 포함한다.
아울러, 상기 각 증폭기들(420,422)은, 증폭하고자 하는 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차가 보정된 입력 신호를 소정의 레벨로 증폭하며, 상기 출력 하이브리드부(424)를 통해 상기 다중 출력 포트, 즉 출력 포트1(440) 및 출력 포트2(442)로 상기 증폭된 입력 신호를 출력한다. 여기서, 상기 출력 포트1(440)은, 상기 증폭기1(420)에서 출력되는 증폭된 제1신호의 1/2 크기를 갖고 상기 제1신호와 동일한 위상을 갖는 신호와, 상기 증폭기2(442)에서 출력되는 증폭된 제2신호의 1/2 크기를 갖고 상기 제2신호와 90도 위상 차를 갖는 신호 간이, 서로 역 위상을 가짐으로 상쇄되어, 상기 입력 신호의 증폭된 신호를 출력하지 않는다. 또한, 상기 출력 포트2(442)는, 상기 증폭기1(420)에서 출력되는 증폭된 제1신호의 1/2 크기를 갖고 상기 제1신호와 90도 위상 차를 갖는 신호와, 상기 증폭기2(442)에서 출력되는 증폭된 제2신호의 1/2 크기를 갖고 상기 제2신호와 동일한 위상을 갖는 신호 간이, 서로 동 위상을 가짐으로 보강되어, 상기 입력 신호의 증폭된 신호로 상기 보강된 신호를 출력한다.
이렇게 본 발명의 실시 예에 따른 다중 포트 증폭 장치는, 상기 입력 하이브리드부(406)의 입력 신호에 대한 QPSK 신호 또는 사인 및 코사인 신호, 즉 상기 입력 하이브리드부(406)의 입력 신호의 샘플링된 I 신호 및 Q 신호와, 상기 출력 하이브리드부(424)의 입력 신호, 즉 상기 증폭기들(420,422)에서 출력되는 증폭된 신호에 대한 QPSK 신호 또는 사인 및 코사인 신호, 즉 상기 출력 하이브리드부(424)의 입력 신호의 샘플링된 I 신호 및 Q 신호 간을, 비교하여 상기 입력 하이브리드부(406)의 출력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 각각 산출한다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 다중 포트 증폭 장치는, 전술한 바와 같이 산출된 위상 오차 및 진폭 오차를 통해, 입력 신호의 증폭 이전에, 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 보정한 후, 상기 위상 오차 및 진폭 오차가 보정된 입력 신호를 증폭하여, 다중 출력 포트를 통해 출력한다. 그러므로, 본 발명의 실시 예에 따른 다중 포트 증폭 장치는, 다중 빔을 통해 신호를 정상적으로 송수신하기 위해, 다중 입력 포트를 통해 입력되는 입력 신호의 증폭 시에, 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 보정하여 상기 입력 신호를 증폭한 후, 다중 출력 포트를 통해 출력함으로써, 다중 빔을 통해 정상적으로 신호를 송수신한다. 특히, 상기 다중 포트 증폭 장치는, 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 구분하여 각각의 오차값들을 산출한 후, 상기 각 오차값들을 이용하여 보다 정확하고 용이하게 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 보정할 수 있다. 그러면 여기서, 도 7을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 증폭하고자 하는 신호의 위상 오차 및 진폭 오차의 보정에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 7은, 상기 다중 포트 증폭 장치가 다중 입력 포트를 통해 입력된 신호의 증폭 시, 상기 입력된 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 보정하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 710단계에서, 상기 다중 포트 증폭 장치는, 전술한 바와 같이, 변조기 및 복조기들을 통해, 다중 입력 포트를 통해 입력되는 입력 신호와, 증폭기들에서 출력되는 증폭 신호를 샘플링된 I 신호와 Q 신호로 출력한다. 즉, 다중 입출력 증폭에 상응하여 다중 입력 포트로 입력되는 입력 신호를 I 신호와 Q 신호로 샘플링하고, 증폭기를 통해 상기 입력 신호가 증폭된 증폭 신호를 I 신호와 Q 신호로 샘플링한다.
그리고, 720단계에서, 상기 샘플링된 I 신호들과 Q 신호들의 절대값들을 각각 산출한 후, 상기 산출된 절대값들을 비교하여 상기 입력 신호의 진폭 오차값을 산출하며, 상기 산출된 진폭 오차값으로 상기 입력 신호의 진폭 오차를 보정한다.
다음으로, 730단계에서, 상기 샘플링된 I 신호들과 Q 신호들의 축 비(axial ratio)를 각각 산출한 후, 상기 산출된 축 비를 비교하여 상기 입력 신호의 위상 오차값을 산출하며, 상기 산출된 진폭 오차값으로 상기 입력 신호의 위상 오차를 보정한다. 그러면 여기서, 도 8 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치의 신호에 대한 위상 오차 및 진폭 오차의 보정에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 8 내지 도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 다중 포트 증폭 장치의 위상 오차 및 진폭 오차에 대한 보정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 16을 참조하면, 우선 전술한 바와 같이, 상기 다중 포트 증폭 장치는, 입력 하이브리드부의 입력 신호, 즉 상기 다중 포트 증폭 장치의 다중 입력 포트로 입력되는 입력 신호의 샘플링된 I 신호와 Q 신호에 대한, QPSK 신호 또는 코사인 및 사인 신호와, 출력 하이브리드부의 입력 신호, 즉 상기 다중 포트 증폭 장치의 증폭기에서 증폭된 증폭 신호의 샘플링된 I 신호와 Q 신호에 대한, QPSK 신호 또는 코사인 및 사인 신호 간을 비교하여, 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 검출한다.
즉, 상기 다중 포트 증폭 장치는, 도 8에 도시한 바와 같은 I 신호와 Q 신호의 QPSK 신호를 통해, 상기 입력 신호의 위상 오차를 검출하여 위상 오차값을 산출하고, 도 9에 도시한 바와 같은 I 신호와 Q 신호의 사인 신호를 통해, 상기 입력 신호의 위상 오차를 검출하여 위상 오차값을 산출한다. 그리고, 상기 다중 포트 증폭 장치는, 도 10에 도시한 바와 같은 I 신호와 Q 신호의 QPSK 신호를 통해, 상기 입력 신호의 진폭 오차를 검출하여 진폭 오차값을 산출하고, 도 11에 도시한 바와 같은 I 신호와 Q 신호의 사인 신호를 통해, 상기 입력 신호의 진폭 오차를 검출하여 진폭 오차값을 산출한다. 또한, 상기 다중 포트 증폭 장치는, 이렇게 산출한 위상 오차값 및 진폭 오차값을 통해 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 보정하여, 도 12에 도시한 바와 같이 I 신호와 Q 신호의 QPSK 신호의 위상 오차 및 진폭 오차가 보정된 입력 신호를 증폭하며, 아울러 도 13에 도시한 바와 같이 I 신호와 Q 신호의 사인 신호의 위상 오차 및 진폭 오차가 보정된 입력 신호를 증폭한다. 여기서, 도 8 및 도 9는 입력 신호의 위상 오차를 나타낸 도면이고, 도 10 및 도 11은 입력 신호의 진폭 오차를 나타낸 도면이며, 도 12 및 도 13은 위상 오차 및 진폭 오차가 보정된 입력 신호를 나타낸 도면이다.
즉, 상기 다중 포트 증폭 장치는, 도 14의 1410에 나타낸 바와 같이 위상 오차와 진폭 오차를 갖는 입력 신호의 위상 오차값 및 진폭 오차값을 산출한 후, 도 14의 1420에 나타낸 바와 같이, 상기 진폭 오차값으로 상기 입력 신호의 진폭 오차를 보정한 후, 도 14의 1430에 나타낸 바와 같이, 상기 위상 오차값으로 상기 진폭 오차가 보정된 입력 신호의 위상 오차를 보정한다. 여기서, 도 14는, 상기 입력 신호의 I 신호 및 Q 신호에 대한 성상도를 나타낸 도면으로, 1410은 위상 오차 및 진폭 오차를 갖는 입력 신호의 I 신호 및 Q 신호에 대한 성상도를 나타내고, 1420은 진폭 오차가 보정된 입력 신호의 I 신호 및 Q 신호에 대한 성상도를 나타내며, 1430은 진폭 오차뿐만 아니라 위상 오차가 보정된 입력 신호의 I 신호 및 Q 신호에 대한 성상도를 나타낸다.
또한, 상기 다중 포트 증폭 장치는, 도 15의 1510에 나타낸 바와 같은 입력 신호의 진폭 오차를 보정하고, 도 15의 1530에 나타낸 바와 같은 입력 신호의 위상 오차를 보정하여, 도 15의 1520에 나타낸 바와 같이 위상 오차와 진폭 오차가 보정된 입력 신호를 증폭하여, 다중 출력 포트로 출력한다. 여기서, 도 15의 1510은 상기 입력 신호의 I 신호와 Q 신호에 대한 진폭 오차를 나타내고, 도 15의 1530은 상기 입력 신호의 I 신호와 Q 신호에 대한 위상 오차를 나타내며, 도 15의 1520은 상기 위상 오차와 진폭 오차가 보정된 입력 신호의 I 신호와 Q 신호에 대한 성상도를 나타낸다.
아울러, 상기 다중 포트 증폭 장치는, 전술한 바와 같이, 위상 오차 및 진폭 오차가 보정된 입력 신호를 증폭한 후, 상기 증폭된 신호를 복조기들을 통해 복조할 경우, 위상 지연(phase delay)에 의해 복조된 신호의 위상(1620)이 상기 위상 오차 및 진폭 오차가 보정된 입력 신호의 위상(1610)의 360도 내에서 회전할 수 있으며, 이때 상기 다중 포트 증폭 장치는, 분석기가 딜레이 보정을 통해, 상기 위상 지연에 따른 위상 회전을 보정한다. 즉, 상기 다중 포트 증폭 장치의 분석기는, 상기 위상 지연에 따라 회전된 입력 신호의 위상(1620)을, 딜레이 보정을 통해 위상 회전을 보정하여, 상기 위상 오차 및 진폭 오차가 보정된 입력 신호의 위상(1610)으로 보정한다.
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 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 통신 시스템에서 신호를 증폭하는 다중 포트(multiport) 증폭 장치에 있어서,
    다중 입력 포트를 통해 입력되는 입력 신호를 증폭하여 증폭 신호를 다중 출력 포트로 출력하는 증폭부;
    상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 검출하여, 상기 입력 신호의 위상 오차값 및 진폭 오차값을 산출하는 산출부;
    상기 입력 신호의 위상 오차값 및 진폭 오차값을 통해, 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 보정하는 보정부;를 포함하며;
    상기 증폭부는, 상기 위상 오차 및 상기 진폭 오차가 보정된 입력 신호를 증폭하여 상기 다중 출력 포트로 출력하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산출부는, 상기 입력 신호의 샘플링된 I 신호 및 Q 신호와, 상기 증폭 신호의 샘플링된 I 신호 및 Q 신호 간을 비교하여, 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 검출하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 산출부는, 상기 I 신호들 및 상기 Q 신호들에 대한, 변조 신호들을 통해 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 검출하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 산출부는, 상기 I 신호들 및 상기 Q 신호들에 대한, 사인(sine) 신호 및 코사인(cosine) 신호를 통해 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 검출하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 산출부는, 상기 I 신호들 및 상기 Q 신호들의 절대값들을 각각 산출한 후, 상기 산출된 절대값들을 비교하여 상기 입력 신호의 진폭 오차값을 산출하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 산출부는, 상기 I 신호들 및 상기 Q 신호들의 축 비(axial ratio)를 각각 산출한 후, 상기 산출된 축 비를 비교하여 상기 입력 신호의 위상 오차값을 산출하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 산출부는,
    상기 입력 신호를 변조하여 상기 입력 신호의 샘플링된 I 신호 및 Q 신호를 출력하는 변조기;
    상기 증폭 신호를 복조하여 상기 증폭 신호의 샘플링된 I 신호 및 Q 신호를 출력하는 복조기; 및
    상기 I 신호들 및 상기 Q 신호들을 통해, 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 검출하여, 상기 입력 신호의 위상 오차값 및 진폭 오차값을 산출하는 분석기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 변조기는, 상기 입력 신호를 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식으로 변조하여, 상기 입력 신호의 샘플링된 I 신호 및 Q 신호에 대한, QPSK 신호, 또는 사인(sine) 신호 및 코사인(cosine) 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 복조기는, 상기 증폭 신호를 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 복조 방식으로 복조하여, 상기 증폭 신호의 샘플링된 I 신호 및 Q 신호에 대한, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 신호, 또는 사인(sine) 신호 및 코사인(cosine) 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 분석기는, 상기 I 신호들 및 상기 Q 신호들의 절대값들을 각각 산출한 후, 상기 산출된 절대값들을 비교하여 상기 입력 신호의 진폭 오차값을 산출하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 분석기는, 상기 I 신호들 및 상기 Q 신호들의 축 비(axial ratio)를 각각 산출한 후, 상기 산출된 축 비를 비교하여 상기 입력 신호의 위상 오차값을 산출하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 분석기는, 위상 지연(phase delay)에 의한 상기 위상 오차 및 상기 진폭 오차가 보정된 입력 신호의 위상 회전을, 딜레이 보정을 통해 보정하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 장치.
  13. 통신 시스템에서 신호를 증폭하는 다중 포트(multiport) 증폭 방법에 있어서,
    다중 입력 포트를 통해 입력되는 입력 신호를 증폭한 후, 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 검출하여, 상기 입력 신호의 위상 오차값 및 진폭 오차값을 산출하는 단계;
    상기 입력 신호의 위상 오차값 및 진폭 오차값을 통해, 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 보정하는 단계; 및
    상기 위상 오차 및 상기 진폭 오차가 보정된 입력 신호를 증폭하여 다중 출력 포트로 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    산출하는 단계는, 상기 입력 신호의 샘플링된 I 신호 및 Q 신호와, 상기 증폭된 입력 신호의 샘플링된 I 신호 및 Q 신호 간을 비교하여, 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 검출하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 산출하는 단계는, 상기 I 신호들 및 상기 Q 신호들에 대한, 변조 신호들을 통해 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 검출하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 산출하는 단계는, 상기 I 신호들 및 상기 Q 신호들에 대한, 사인(sine) 신호 및 코사인(cosine) 신호를 통해 상기 입력 신호의 위상 오차 및 진폭 오차를 검출하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 산출하는 단계는, 상기 I 신호들 및 상기 Q 신호들의 절대값들을 각각 산출한 후, 상기 산출된 절대값들을 비교하여 상기 입력 신호의 진폭 오차값을 산출하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 산출하는 단계는, 상기 I 신호들 및 상기 Q 신호들의 축 비(axial ratio)를 각각 산출한 후, 상기 산출된 축 비를 비교하여 상기 입력 신호의 위상 오차값을 산출하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 산출하는 단계는, 상기 입력 신호를 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식으로 변조하여, 상기 입력 신호의 샘플링된 I 신호 및 Q 신호에 대한, QPSK 신호, 또는 사인(sine) 신호 및 코사인(cosine) 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 산출하는 단계는, 상기 증폭된 입력 신호를 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 복조 방식으로 복조하여, 상기 증폭된 입력 신호의 샘플링된 I 신호 및 Q 신호에 대한, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 신호, 또는 사인(sine) 신호 및 코사인(cosine) 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 다중 포트 증폭 방법.
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