KR20160019720A - 캐리어 통합 신호를 송수신하는 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 신호 송수신 장치는, 안테나와, 상기 안테나에 연결되며, 반송파 통합(CA; Carrier Aggregation)을 사용하는 제1수신신호와 제1송신신호, 및 반송파 통합을 사용하지 않는 제2수신신호와 제2송신신호를 서로 다른 경로로 스위칭하는 스위칭부와, 상기 스위칭부에서 제공하는 적어도 하나의 상기 제1수신신호로부터 분리한 제1통합 수신신호와 제2통합 수신신호를 제공하고, 제1통합 송신신호와 제2통합 송신신호를 통합한 상기 제1송신신호를 제공하는 제1신호처리부와, 상기 스위칭부에서 제공하는 상기 제2수신신호, 및 제2송신신호를 처리하는 제2신호처리부와, 상기 제1수신신호와 제2수신신호에 대해 서로 다른 수신감도로 노이즈 증폭 처리하는 수신 증폭기를 포함하는 송수신부를 포함한다.

Description

캐리어 통합 신호를 송수신하는 장치{APPARATUS FOR TRANSMITTING AND RECEIVING CARRIER AGGREGATION SIGNAL}
본 발명은 신호 송수신 장치의 프론트 엔드에 구비되는 장치에 관한 것이다.
전송 대역폭과 스펙트럼 집성을 위해 캐리어 통합(Carrier Aggregation) 기술이 사용되고 있다.
캐리어 통합 기술은 주파수가 다른 복수의 밴드에 각각 데이터를 변조하고, 변조된 복수의 신호를 안테나를 통해 송수신하도록 구비된다. 단말 장치가 이러한 캐리어 통합 기술을 통해 전송되는 신호를 수신하기 위해서는 복수의 신호를 서로 다른 주파수 대역으로 수신하여야 한다. 이와 같이 복수의 신호를 서로 다른 주파수 대역으로 수신하기 위해서, 단말장치는 각각 다른 대역을 수신할 수 있는 복수의 안테나를 구비해야한다.
그러나, 단말 장치의 특성상, 많은 공간을 차지하는 안테나를 복수개를 구비하는데는 어려움이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 단일의 안테나를 사용하되, 듀플렉서와 같이 신호를 분리하는 구성부를 사용하여 안테나로부터 제공되는 신호를 상위 대역과 하위 대역으로 분리하여 제공하는 방법이 사용되고 있다. 그러나 이와 같이, 신호를 상위 대역과 하위 대역으로 분리하여 제공하는 경우, 상위 대역과 하위 대역으로 신호 경로가 분리되므로, 동일한 대역으로 캐리어 통합된 신호, 즉 제1상위 대역과 제2상위 대역으로 통합되는 신호나, 제1하위 대역과 제2하위 대역으로 통합되는 신호를 처리할 수 없는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는, 복수의 스플리터를 직렬적으로, 즉, 수신된 신호가 제1스플리터를 통과한 후, 다시 제2스플리터를 통화하도록 구비될 수 있으나, 스플리터에 의한 신호의 손실이 커지게 되어, 신호의 감도가 현저하게 저하되거나, 전력의 소모가 커지는 등의 문제가 발생한다.
또한, 캐리어 통합을 필요로 하지 않는 신호가 스플리터를 통과하게 됨에 따라, 캐리어 통합을 필요로 하지 않는 신호에 불필요한 손실이 발생되는 문제도 발생된다.
본 발명은 전술한 점을 고려하여 안출된 것으로써, 복수개의 안테나를 구비하지 않고, 캐리어 통합을 처리할 수 있는 신호 송수신 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 단일의 안테나를 사용하더라도, 캐리어 통합되는 신호의 손실을 최소화할 수 있는 신호 송수신 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 캐리어 통합되는 신호와 캐리어 통합되지 않는 신호를 동시에 송수신하면서, 캐리어 통합되는 신호와 캐리어 통합되지 않는 신호의 손실을 최적화할 수 있는 신호 송수신 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 신호 송수신 장치는, 안테나와, 상기 안테나에 연결되며, 반송파 통합(CA; Carrier Aggregation)을 사용하는 제1수신신호와 제1송신신호, 및 반송파 통합을 사용하지 않는 제2수신신호와 제2송신신호를 서로 다른 경로로 스위칭하는 스위칭부와, 상기 스위칭부에서 제공하는 적어도 하나의 상기 제1수신신호로부터 분리한 제1통합 수신신호와 제2통합 수신신호를 제공하고, 제1통합 송신신호와 제2통합 송신신호를 통합한 상기 제1송신신호를 제공하는 제1신호처리부와, 상기 스위칭부에서 제공하는 상기 제2수신신호, 및 제2송신신호를 처리하는 제2신호처리부와, 상기 제1수신신호와 제2수신신호에 대해 서로 다른 수신감도로 노이즈 증폭 처리하는 수신 증폭기를 포함하는 송수신부를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 신호 송수신 장치는, 안테나와, 상기 안테나에 연결되며, 반송파 통합(CA; Carrier Aggregation)을 사용하는 제1수신신호와 제1송신신호, 및 반송파 통합을 사용하지 않는 제2수신신호와 제2송신신호를 서로 다른 경로로 스위칭하는 스위칭부와, 상기 스위칭부에서 제공하는 적어도 하나의 상기 제1수신신호로부터 분리한 제1통합 수신신호와 제2통합 수신신호를 제공하고, 제1통합 송신신호와 제2통합 송신신호를 통합한 상기 제1송신신호를 제공하는 제1신호처리부와, 상기 스위칭부에서 제공하는 상기 제2수신신호, 및 제2송신신호를 처리하는 제2신호처리부와, 상기 제1수신신호와 제2수신신호에 대해 서로 다른 수신감도로 노이즈 증폭 처리하는 수신 증폭기, 및 상기 제1송신신호와 제2송신신호를 서로 다른 레벨로 증폭하는 송신 증폭기 중, 적어도 하나를 구비하는 송수신부를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 장치의 구성을 예시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 송수신 장치의 구성을 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 구비되는 수신 증폭기의 구성을 예시하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 구비되는 송신 증폭기의 구성을 예시하는 블록도이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 발명의 다양한 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 발명의 다양한 실시예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 다양한 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.
본 발명의 다양한 실시예에서 사용될 수 있는"포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 개시(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 다양한 실시예에서 "또는" 등의 표현은 함께 나열된 단어들의 어떠한, 그리고 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, "A 또는 B"는, A를 포함할 수도, B를 포함할 수도, 또는 A 와 B 모두를 포함할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서 사용된 "제 1,""제2,""첫째,"또는"둘째,"등의 표현들은 다양한 실시예들의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이며, 서로 다른 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 발명의 다양한 실시예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
본 발명의 다양한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 다양한 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 다양한 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 다양한 실시예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 장치의 구성을 예시하는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신호 송수신장치(100)는 안테나(110)와, 스위칭부(120)와, 제1신호처리부(130)와, 제2신호처리부(140)와, 송수신부(150)를 포함한다.
안테나(110)는 제1 및 제2대역의 신호를 수신할 수 있는 구조를 구비하는 멀티밴드 안테나일 수 있다. 예컨대, 상기 안테나(110)는 1Ghz 이하의 로우밴드 대역과 1.7Ghz 이상의 하이밴드 대역의 신호를 동시에 수신할 수 있다.
스위칭부(120)는 상기 안테나(110)를 통해 수신되는 신호를 제1신호처리부(130) 또는 제2신호처리부(140)로 스위칭할 수 있다. 예컨대, 스위칭부(120)는 기지국 등과 같은 외부 통신망으로부터 수신되는 신호가 캐리어 통합된 신호인지 여부를 확인한다. 그리고, 스위칭부(120)는 상기 수신된 신호가 캐리어 통합된 신호일 경우, 상기 안테나(110)를 통해 수신되는 신호를 제1신호처리부(130)로 제공하고, 상기 수신된 신호가 캐리어 통합된 신호가 아닐 경우, 상기 안테나(110)를 통해 수신되는 신호를 제2신호처리부(140)로 제공할 수 있다.
제1신호처리부(130)는 캐리어 통합되는 신호를 처리한다. 예컨대, 제1신호처리부(130)는 캐리어 통합된 신호를 수신할 수 있으며, 상기 캐리어 통합된 신호로부터 서로 다른 대역의 제1통합 수신신호와 제2통합 수신신호를 분리한다. 또한, 제1신호처리부(130)는 캐리어 통합된 신호를 전송할 수 있다. 이를 위해, 제1신호처리부(130)는 송수신부(150)로부터 제1통합 송신신호와 제2통합 송신신호를 입력받고, 상기 제1통합 송신신호와 제2통합 송신신호를 각각 서로 다른 대역으로 변조하여, 캐리어 통합된 송신신호를 형성한다.
제1신호처리부(130)는 하위 대역의 신호를 처리하는 제1스플리터와, 상위 대역의 신호를 처리하는 제2스플리터를 포함할 수 있다. 그리고, 제1신호처리부(130)는 제1스플리터에 연결되는 복수의 듀플렉서와, 상기 제2스플리터에 연결되는 복수의 듀플렉서를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 하위 대역은 1GHz 이하의 대역이며, 상기 상위 대역은 1.7GHz 이상의 대역일 수 있다. 이와 같이, 제1신호처리부(130)가 제1스플리터와, 제2스플리터, 및 상기 제1 및 제2스플리터에 각각 연결되는 복수의 듀플렉서를 구비함으로써, 복수의 하위 대역, 또는 복수의 상위 대역에 대한 캐리어 통합 신호를 송수신 처리할 수 있다. 또한, 이와 같은 구성을 통해, 단일의 안테나를 사용하여 복수의 하위 대역, 또는 복수의 상위 대역에 대한 캐리어 통합 신호를 송수신 처리할 수 있고, 송수신되는 캐리어 통합 신호의 손실을 최소화 할 수 있다.
제1신호처리부(130)가 캐리어 통합되는 신호를 처리하는 반면, 제2신호처리부(140)는 캐리어 통합되지 않은 신호를 처리한다. 예컨대, 제2신호처리부(140)는 수신되는 수신신호를 송수신부(150)에 제공하고, 송수신부(150)로부터 전달되는 송신신호를 스위치(20)를 통해 안테나(110)로 제공한다.
송수신기(150)는 제1신호처리부(130)와, 제2신호처리부(140)로부터 제공되는 수신신호를 복조하여 데이터를 검출하거나, 전송한 데이터를 변조하여 제1신호처리부(130)와, 제2신호처리부(140)로 제공할 수 있다. 특히, 송수신부(150)는 제1신호처리부(130)와, 제2신호처리부(140)로부터 제공되는 수신신호를 증폭하는 수신 증폭기(151)를 포함할 수 있다. 한편, 제1신호처리부(130)가 캐리어 통합된 수신신호를 서로 다른 대역의 제1통합 수신신호와 제2통합 수신신호를 분리하면서 신호의 손실이 발생할 수 있다. 이에 따라, 제1신호처리부(130)로부터 제공되는 신호는 제2신호처리부(140)로부터 제공되는 신호에 비하여 신호의 손실이 크게 나타날 수 있어, 제1신호처리부(130)로부터 제공되는 신호의 수신감도가 저하될 수 있다. 따라서, 수신 증폭기(151)는 제1신호처리부(130)로부터 제공되는 신호를 보다 높은 감도를 구비하는 고감도 수신기를 통과하도록 구비될 수 있다.
또한, 제1신호처리부(130)에서 제1통합 송신신호와 제2통합 송신신호를 캐리어 통합하면서 신호의 손실이 발생할 수 있다. 따라서, 이에 따라, 캐리어 통합되어 전송될 신호와 캐리어 통합되지 않고 전송될 신호를 동일한 레벨로 증폭하게 되면, 제1신호처리부(130)에서 신호를 캐리어 통합하는 동작을 진행하면서, 전력 소모나, 출력 효율의 저하 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 송수신부(150)는 제1신호처리부(130)로 제공되는 신호와 제2신호처리부(140)로 제공되는 신호를 다른 레벨로 증폭하는 송신 증폭기(155)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 송신 증폭기(155)는 제1신호처리부(130)로 제공되는 신호를 상기 제2신호처리부(140)로 제공되는 신호에 비하여 상대적으로 큰 레벨로 증폭할 수 있다. 송신 증폭기(155)는 상기 제2신호처리부(140)로 제공되는 신호가 25dBm하고, 해당 전력에서 최대 효율을 갖도록 설정될 수 있다. 그리고, 송신 증폭기(155)는 제1신호처리부(130)로부터 제공되는 신호를 26dBm으로 증폭하고, 해당 전력에서 최대 효율을 갖도록 설정될 수 있다. 이와 같이, 송신 증폭기(155)는 통합되어 전송될 신호와 캐리어 통합되지 않고 전송될 신호가 최대 효율을 갖도록 증폭하도록 함으로써, 전력의 소모를 최적화할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 송수신 장치의 구성을 예시하는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신호 송수신장치(200)는 안테나(210)와, 스위칭부(220)와, 제1신호처리부(230)와, 제2신호처리부(240)와, 송수신부(250)를 포함한다.
안테나(210)는 제1 및 제2대역의 신호를 수신할 수 있는 구조를 구비하는 멀티밴드 안테나일 수 있다. 예컨대, 상기 안테나(210)는 1Ghz 이하의 로우밴드 대역과 1.7GHz 이상의 하이밴드 대역의 신호를 동시에 수신할 수 있다.
스위칭부(220)는 상기 안테나(210)를 통해 수신되는 신호를 제1신호처리부(230) 또는 제2신호처리부(240)로 스위칭할 수 있다. 예컨대, 스위칭부(220)는 기지국 등과 같은 외부 통신망(예컨대, 기지국)으로부터 수신되는 신호를 확인하여, 전송되는 신호가 캐리어 통합된 신호인지 여부를 확인한다. 그리고, 스위칭부(220)는 상기 수신된 신호가 캐리어 통합된 신호일 경우, 상기 안테나(210)를 통해 수신되는 신호를 제1신호처리부(230)로 제공하고, 상기 수신된 신호가 캐리어 통합된 신호가 아닐 경우, 상기 안테나(210)를 통해 수신되는 신호를 제2신호처리부(240)로 제공할 수 있다.
제1신호처리부(230)는 캐리어 통합되는 신호를 처리한다. 예컨대, 제1신호처리부(230)는 캐리어 통합된 신호를 수신할 수 있으며, 상기 캐리어 통합된 신호로부터 서로 다른 대역의 제1통합 수신신호와 제2통합 수신신호를 분리한다. 또한, 제1신호처리부(230)는 캐리어 통합된 신호를 전송할 수 있다. 이를 위해, 제1신호처리부(230)는 송수신부(250)로부터 제1통합 송신신호와 제2통합 송신신호를 입력받고, 상기 제1통합 송신신호와 제2통합 송신신호를 각각 서로 다른 대역으로 변조하여, 캐리어 통합된 송신신호를 형성한다. 구체적으로, 제1신호처리부(230)는 하위 대역(1GHz 이하의 대역)의 신호를 처리하는 제1스플리터(231)와, 상위 대역(1.7GHz 이상의 대역)의 신호를 처리하는 제2스플리터(232)를 포함할 수 있다. 그리고, 제1신호처리부(230)는 제1스플리터(231)에 연결되는 제1듀플렉서(233)와 제2듀플렉서(234)를 포함할 수 있다. 또한, 제1신호처리부(230)는 제2스플리터(232)에 연결되는 제3듀플렉서(235)와 제2듀플렉서(236)를 포함할 수 있다.
캐리어 통합된 수신신호는 제1스플리터(231)와, 제2스플리터(232)로 제공된다. 제1스플리터(231)은 신호를 2개로 분배하고, 분배된 신호를 제1듀플렉서(233)와 제2듀플렉서(234)로 제공한다. 이에 따라, 제1듀플렉서(233)는 상기 분배된 신호에서 제1하위 대역의 신호를 통과시켜 출력하고, 제2듀플렉서(234)는 상기 분배된 신호에서 제2하위 대역의 신호를 통과시켜 출력한다. 그리고, 제2스플리터(232)은 역시 수신된 신호를 2개로 분배하고, 분배된 신호를 제3듀플렉서(235)와 제4듀플렉서(236)로 제공한다. 이에 따라, 제3듀플렉서(235)는 상기 분배된 신호에서 제1상위 대역의 신호를 통과시켜 출력하고, 제4듀플렉서(236)는 상기 분배된 신호에서 제2상위 대역의 신호를 통과시켜 출력한다.
예컨대, 캐리어 통합된 수신신호는 복수의 하위 대역(1GHz 이하의 대역)의 신호가 통합되거나, 복수의 상위 대역(1.7GHz 이상의 대역)의 신호가 통합되거나, 또는 하위 대역(1GHz 이하의 대역)의 신호와 상위 대역(1.7GHz 이상의 대역)의 신호가 통합될 수 있다. 캐리어 통합된 수신신호가 어떠한 대역의 신호로 구성되었는지에 대해서는, 외부 통신망(예컨대, 기지국)으로부터 수신되는 신호로부터 확인할 수 있다.
캐리어 통합된 수신신호가 복수의 하위 대역(1GHz 이하의 대역)의 신호로 통합된 경우, 즉, 캐리어 통합된 수신신호가 제1하위 대역의 통합 수신신호와 제2하위 대역의 통합 수신신호를 구비할 수 있다. 제1신호처리부(230)는 외부 통신망(예컨대, 기지국)으로부터 수신되는 신호로부터, 캐리어 통합된 수신신호가 제1하위 대역의 통합 수신신호와 제2하위 대역의 통합 수신신호로 이루어진 것을 확인하고, 제1하위 대역의 통합 수신신호와 제2하위 대역의 통합 수신신호가 전달되는 경로를 오픈할 수 있다. 이에 따라, 캐리어 통합된 수신신호는 제1스플리터(231)를 통과하고, 제1하위 대역의 통합 수신신호는 제1듀플렉서(233)를 통해 출력되고, 제2하위 대역의 통합 수신신호는 제2듀플렉서(234)를 통해 출력될 수 있다. 또한, 캐리어 통합된 수신신호는 제2스플리터(232)를 통과하더라도, 설정 대역이 다른 제3듀플렉서(235)와, 제4듀플렉서(236)를 통과할 수 없다. 따라서, 제1하위 대역의 통합 수신신호와, 제2하위 대역의 통합 수신신호가 송수신부(250)에 제공될 수 있다.
캐리어 통합된 수신신호가 복수의 상위 대역(1.7GHz 이상의 대역)의 신호로 통합된 경우, 즉, 캐리어 통합된 수신신호가 제1상위 대역의 통합 수신신호와 제2상위 대역의 통합 수신신호를 구비할 수 있다. 제1신호처리부(230)는 외부 통신망(예컨대, 기지국)으로부터 수신되는 신호로부터, 캐리어 통합된 수신신호가 제1상위 대역의 통합 수신신호와 제2상위 대역의 통합 수신신호로 이루어진 것을 확인하고, 제1상위 대역의 통합 수신신호와 제2상위 대역의 통합 수신신호가 전달되는 경로를 오픈할 수 있다. 이에 따라, 캐리어 통합된 수신신호는 제2스플리터(232)를 통과하고, 제1상위 대역의 통합 수신신호는 제3듀플렉서(235)를 통해 출력되고, 제2상위 대역의 통합 수신신호는 제4듀플렉서(236)를 통해 출력될 수 있다. 또한, 캐리어 통합된 수신신호는 제1스플리터(231)를 통과하더라도, 설정 대역이 다른 제1듀플렉서(233)와, 제2듀플렉서(234)를 통과할 수 없다. 따라서, 제1상위 대역의 통합 수신신호와, 제2상위 대역의 통합 수신신호가 송수신부(250)에 제공될 수 있다.
캐리어 통합된 수신신호가 하위 대역(1GHz 이하의 대역)의 신호와 상위 대역(1.7GHz 이상의 대역)의 신호가 통합된 경우, 즉, 캐리어 통합된 수신신호가 제1하위 대역의 통합 수신신호와 제1상위 대역의 통합 수신신호를 구비할 수 있다. 이 경우, 제1신호처리부(230)는 외부 통신망(예컨대, 기지국)으로부터 수신되는 신호로부터, 캐리어 통합된 수신신호가 제1하위 대역의 통합 수신신호와 제1상위 대역의 통합 수신신호로 이루어진 것을 확인하고, 제1하위 대역의 통합 수신신호와 제1상위 대역의 통합 수신신호가 전달되는 경로를 오픈할 수 있다. 이에 따라, 캐리어 통합된 수신신호는 제1스플리터(231)를 통과하고, 제1하위 대역의 통합 수신신호는 제1듀플렉서(233)를 통해 출력될 수 있고, 제2스플리터(232)를 통과하고, 제1상위 대역의 통합 수신신호는 제3듀플렉서(235)를 통해 출력될 수 있다. 따라서, 제1하위 대역의 통합 수신신호와, 제1상위 대역의 통합 수신신호가 송수신부(250)에 제공될 수 있다. 이와 다른 예로써, 제2하위 대역의 통합 수신신호와 제2상위 대역의 통합 수신신호가 각각 제2듀플렉서(234)와, 제4듀플렉서(236)를 통해 송수신부(250)에 제공될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1신호처리부(230)는 다양하게 구성된 캐리어 통합된 수신신호를 처리할 수 있다. 또한, 이와 같은 구성을 통해, 단일의 안테나를 사용하여 복수의 하위 대역, 또는 복수의 상위 대역에 대한 캐리어 통합 신호를 송수신 처리할 수 있고, 송수신되는 캐리어 통합 신호의 손실을 최소화 할 수 있다.
제1신호처리부(230)가 캐리어 통합되는 신호를 처리하는 반면, 제2신호처리부(240)는 캐리어 통합되지 않은 신호를 처리한다. 예컨대, 제2신호처리부(240)는 수신되는 수신신호를 송수신기(250)에 제공하고, 송수신기(250)로부터 전달되는 송신신호를 스위치(220)를 통해 안테나(210)로 제공할 수 있다. 제2신호처리부(240)는 각각 서로 다른 대역을 통과시킬 수 있도록 구비되는 복수의 듀플렉서(241)를 구비할 수 있다. 제2신호처리부(240)는 외부 통신망(예컨대, 기지국)으로부터 수신되는 신호로부터 확인하여, 송수신되는 신호의 대역을 확인하고, 해당 대역에 대응되는 듀플렉서(241) 및 경로를 오픈할 수 있다.
송수신기(250)는 제1신호처리부(230)와, 제2신호처리부(240)로부터 제공되는 수신신호를 복조하여 데이터를 검출하거나, 전송한 데이터를 변조하여 제1신호처리부(230)와, 제2신호처리부(240)로 제공할 수 있다. 특히, 송수신기(250)는 제1신호처리부(230)와, 제2신호처리부(240)로부터 제공되는 수신신호를 증폭하는 수신 증폭기(241)를 포함할 수 있다. 한편, 제1신호처리부(230)가 캐리어 통합된 수신신호를 서로 다른 대역의 제1통합 수신신호와 제2통합 수신신호를 분리하면서 신호의 손실이 발생할 수 있다. 이에 따라, 제1신호처리부(230)로부터 제공되는 신호는 제2신호처리부(240)로부터 제공되는 신호에 비하여 신호의 손실이 크게 나타날 수 있어, 제1신호처리부(230)로부터 제공되는 신호의 수신감도가 저하될 수 있다. 따라서, 수신 증폭기(241)는 제1신호처리부(230)로부터 제공되는 신호를 보다 높은 감도를 구비하는 고감도 수신기를 통과하도록 구비될 수 있다.
또한, 제1신호처리부(230)에서 제1통합 송신신호와 제2통합 송신신호를 캐리어 통합하면서 신호의 손실이 발생할 수 있다. 따라서, 이에 따라, 캐리어 통합되어 전송될 신호와 캐리어 통합되지 않고 전송될 신호를 동일한 레벨로 증폭하게 되면, 제1신호처리부(230)에서 신호를 캐리어 통합하는 동작을 진행하면서, 전력 소모나, 출력 효율의 저하 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 송수신기(250)는 제1신호처리부(230)로 제공되는 신호와 제2신호처리부(240)로 제공되는 신호를 다른 레벨로 증폭하는 송신 증폭기(245)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 송신 증폭기(245)는 제1신호처리부(230)로 제공되는 신호를 상기 제2신호처리부(240)로 제공되는 신호에 비하여 상대적으로 큰 레벨로 증폭할 수 있다. 송신 증폭기(245)는 상기 제2신호처리부(240)로 제공되는 신호가 25dBm하고, 해당 전력에서 최대 효율을 갖도록 설정될 수 있다. 그리고, 송신 증폭기(245)는 제1신호처리부(230)로부터 제공되는 신호를 26dBm으로 증폭하고, 해당 전력에서 최대 효율을 갖도록 설정될 수 있다. 이와 같이, 송신 증폭기(245)는 통합되어 전송될 신호와 캐리어 통합되지 않고 전송될 신호가 최대 효율을 갖도록 증폭하도록 함으로써, 전력의 소모를 최적화할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 구비되는 수신 증폭기의 구성을 예시하는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수신증폭기(300)는 통합 수신신호를 처리하는 적어도 하나의 제1수신증폭기(310)와, 통합되지 않은 수신신호를 처리하는 적어도 하나의 제2수신 증폭기(320)를 포함할 수 있다. 그리고, 수신증폭기(300)는 수신된 신호의 주파수를 혼합 처리하는 주파수 혼합기(330)와, 상기 주파수 혼합된 신호를 기저대역으로 필터링하는 기저대역 처리부(340)를 포함할 수 있다.
캐리어 통합된 수신신호는 본 발명의 다양한 실시예에 구비되는 제1신호 처리기(130, 230)에 구비되는 스플리터와 같은 구성부를 통해 분리된 후, 제1수신증폭기(310)로 입력된다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예에 구비되는 제1신호 처리기(130, 230)에 의한 손실로 인해 제1수신증폭기(310)에 입력되는 신호의 수신 감도가 약화될 수 있다. 따라서, 제1수신증폭기(310)는 입력되는 신호를 수신 감도를 보상하기 위해 노이즈 피겨(Noise Figure)가 높은 고감도 수신기를 구비하는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 제1증폭기(310)는 노이즈 피겨(Noise Figure)가 높은 GaAS 공정으로 제작되는 증폭기를 포함할 수 있다.
한편, 제2수신 증폭기(320)는 CMOS 공정으로 제작되는 수신기를 포함할 수 있으며, CMOS 공정으로 제작되는 수신기를 포함하는 제2수신 증폭기(320)와 GaAS 공정으로 제작되는 증폭기를 포함하는 제1수신 증폭기(310)를 하나로 패키징하여 구성함으로써, 캐리어 통합된 수신신호와 캐리어 통합되지 않은 수신신호가 일관된 수신 감도를 나타내도록 구성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 구비되는 송신 증폭기의 구성을 예시하는 블록도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 송신 증폭기(400)는 입력되는 신호를 사전 증폭하는 사전 증폭기(410), 상기 사건증폭된 신호를 제1경로 또는 제2경로로 스위칭하는 스위치(415)를 포함할 수 있다.
캐리어 통합되어 전송되는 신호는 본 발명의 다양한 실시예에 구비되는 제1신호 처리기(130, 230)에 구비되는 스플리터와 같은 구성부를 통해 송신신호가 통합되어 전송될 수 있는데, 이와 같이, 캐리어 통합되어 전송되는 신호는 제1신호 처리기(130, 230)에 구비되는 스플리터와 같은 구성부에 의해 그 출력이 감소될 수 있다. 따라서, 캐리어 통합되어 전송될 신호, 즉 캐리어 통합 전송신호와, 캐리어 통합되지 않고 전송되는 송신신호에 대해 동일하게 전력 증폭하게 될 경우, 출력 효율이나 전력 소모와 관련되는 문제가 발생될 수 있다. 따라서, 송신 증폭기(400)는 캐리어 통합 전송신호와, 캐리어 통합되지 않고 전송되는 송신신호를 구분하여 증폭하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 송신 증폭기(400)는 캐리어 통합 전송신호를 증폭하는 통합 송신신호 증폭부(420)와, 캐리어 통합되지 않고 전송되는 송신신호를 증폭하는 일반 송신신호 증폭부(430)를 포함할 수 있다.
통합 송신신호 증폭부(420)는 캐리어 통합동작에서 신호의 손실을 보상할 수 있도록, 일반 송신신호 증폭부(430) 레벨보다 상대적으로 크게 증폭 레벨이 설정되는 통합신호 증폭기(422)를 포함할 수 있다. 통합 송신신호 증폭부(420)는 송신신호를 출력 주파수 대역에 대응되는 경로에 연결하는 대역 스위치부(423)를 포함할 수 있다. 또한, 통합 송신신호 증폭부(420)는 통합신호 증폭기(422)에 설정된 증폭 레벨 최대(Peak) 효율을 나타낼 수 있도록 매칭하는 매칭회로(421)를 더 포함할 수 있다.
일반 송신신호 증폭부(430)는 캐리어 통합을 사용하지 않는 방식, 예, class3 LTE, WCDMA 등과 같은 통신 방식에 구비되는 송신신호 증폭기의 증폭 레벨로 신호 증폭 크기가 설정되는 통합신호 증폭기(432)를 포함할 수 있다. 일반 송신신호 증폭부(430)는 송신신호를 출력 주파수 대역에 대응되는 경로에 연결하는 대역 스위치부(433)를 포함할 수 있다. 또한, 일반 송신신호 증폭부(430)는 통합신호 증폭기(432)에 설정된 증폭 레벨이 최대(Peak) 효율을 나타낼 수 있도록 매칭하는 매칭회로(431)를 더 포함할 수 있다.
나아가, 통합신호 증폭기(422)의 증폭 레벨은 26dBm으로 설정되고, 일반신호 증폭기(432)의 증폭 레벨은 25dBm으로 설정될 수 있다. 그리고, 통합 송신신호 증폭부(420)의 매칭회로(421)와, 일반 송신신호 증폭부(430)의 매칭회로(431)는 각각 상기 설정된 레벨, 26dBm과, 25dBm에 맞게 최대(Peak) 효율을 나타낼 수 있도록 매칭하는 것이 바람직하다.
한편, 스위치(415)의 연결 경로와, 통합 송신신호 증폭부(420)의 대역 스위치부(423)와, 일반 송신신호 증폭부(430)의 대역 스위치부(433)의 연결은 외부 통신망(예컨대, 기지국)으로부터 수신되는 신호를 확인하여 설정할 수 있다. 예컨대, 송수신되는 신호가 캐리어 통합되어 송수신되는 신호인 경우, 스위치(415)는 사전 증폭기(410)가 통합 송신신호 증폭부(420)에 연결되도록 하고, 송수신되는 신호가 캐리어 통합되지 않고 송수신되는 신호인 경우, 스위치(415)는 사전 증폭기(410)가 일반 송신신호 증폭부(430)에 연결되도록 제어할 수 있다. 또한, 대역 스위치부(423)와, 일반 송신신호 증폭부(430)의 대역 스위치부(433)는 신호의 송수신에 사용되는 대역을 확인하여, 해당 대역으로 출력이 연결되도록 제어할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 단일의 안테나를 구비하더라도 다양한 방식 및 다양한 대역의 신호를 송수신할 수 있다. 즉, 캐리어 통합된 수신신호가 복수의 하위 대역(1GHz 이하의 대역)의 신호로 이루어지거나, 복수의 상위 대역(1.7GHz 이상의 대역)의 신호로 이루어지거나, 또는 하위 대역(1GHz 이하의 대역)의 신호와 상위 대역(1.7GHz 이상의 대역)의 신호로 이루어지더라도, 단일의 안테나를 사용하여 캐리어 통합된 신호를 송수신할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 캐리어 통합된 신호와 캐리어 통합되지 않는 신호가 별도의 하드웨어 경로를 통해 송수신될 수 있도록 함으로써, 전력 소모나 수신 감도의 저하 없이 신호를 송수신할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 캐리어 통합된 신호를 최적화할 수 있는 구성을 구비함으로써, 캐리어 통합된 신호의 송수신에 의한 손실을 최소화할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전술한 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그래밍 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 모듈, 프로그래밍 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예에 따른 의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (17)

  1. 통신 신호를 처리하는 전자장치에 있어서,
    안테나와,
    상기 안테나에 연결되며, 반송파 통합(CA; Carrier Aggregation)을 사용하는 제1수신신호와 제1송신신호, 및 반송파 통합을 사용하지 않는 제2수신신호와 제2송신신호를 서로 다른 경로로 스위칭하는 스위칭부와,
    상기 스위칭부에서 제공하는 적어도 하나의 상기 제1수신신호로부터 분리한 제1통합 수신신호와 제2통합 수신신호를 제공하고, 제1통합 송신신호와 제2통합 송신신호를 통합한 상기 제1송신신호를 제공하는 제1신호처리부와,
    상기 스위칭부에서 제공하는 상기 제2수신신호, 및 제2송신신호를 처리하는 제2신호처리부와,
    상기 제1수신신호와 제2수신신호에 대해 서로 다른 수신감도로 노이즈 증폭 처리하는 수신 증폭기를 포함하는 송수신부를 포함하는 신호 송수신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2수신신호의 노이즈를 검출하는 감도보다 상기 제1수신신호의 노이즈를 검출하는 감도가 상대적으로 더 크게 구비되는 것을 특징으로 하는 신호 송수신 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 송수신부는
    적어도 상기 제1수신신호를 증폭하는 GaAS 다이캐스팅된 제1증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 송수신 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 송수신부는
    상기 제2수신신호를 증폭하는 CMOS 다이캐스팅된 제2증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 송수신 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    적어도 상기 제1수신신호를 증폭하는 GaAS 다이캐스팅된 제1증폭기와, 상기 제2수신신호를 증폭하는 CMOS 다이캐스팅된 제2증폭기가 패키징된 상기 송수신부를 포함하는 신호 송수신 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2통합 송신신호와, 상기 제2송신신호를 서로 다른 레벨의 값으로 증폭하는 송신 증폭기를 더 포함하는 신호 송수신 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2송신신호를 증폭하는 값보다 상기 제1 및 제2통합 송신신호를 증폭하는 값이 상대적으로 더 큰 값임을 특징으로 하는 신호 송수신 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 송수신부는,
    입력된 신호를 제1경로 또는 제2경로로 스위칭하는 제1스위칭부와,
    상기 제1경로 상에 구비되어, 제1통합 송신신호와 제2통합 송신신호를 제1레벨의 값으로 증폭하는 제1송신증폭기와,
    제1레벨의 값으로 증폭된 제1통합 송신신호와 제2통합 송신신호를 전송할 대역에 대응되는 듀플렉서로 연결하는 제1대역 스위칭부를 포함하는 신호 송수신 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 송수신부는,
    상기 제1송신증폭기에 연결되며, 제1레벨의 값에서 최대(Peak) 효율을 갖도록 제1통합 송신신호와 제2통합 송신신호의 전력을 매칭하는 매칭회로를 더 포함하는 신호 송수신 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 송수신부는,
    상기 제2경로 상에 구비되어, 제2송신신호를 제2레벨의 값으로 증폭하는 제2송신증폭기와,
    제2레벨의 값으로 증폭된 제2송신신호를 전송할 대역에 대응되는 듀플렉서로 연결하는 제2대역 스위칭부를 포함하는 신호 송수신 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 송수신부는,
    상기 제2송신증폭기에 연결되며, 제2레벨의 값에서 최대(Peak) 효율을 갖도록 제2송신신호의 전력을 매칭하는 매칭회로를 더 포함하는 신호 송수신 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1신호처리부는,
    상기 제1수신신호로부터 제1대역의 제1통합 수신신호와 제2대역의 제2통합 수신신호를 분리하고, 제1대역의 제1통합 송신신호와, 상기 제2대역의 제2통합 송신신호를 통합하는 스플리터를 포함하는 신호 송수신 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1신호처리부는,
    상위 대역의 제1수신신호와 제1송신신호를 분리 및 통합하는 제1스플리터와,
    하위 대역의 제1수신신호와 제1송신신호를 분리 및 통합하는 제2스플리터를 포함하는 신호 송수신 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 상위 대역은 1.7GHz 이상의 대역이고, 상기 하위 대역은 1GHz 미만의 대역인 것을 특징으로 하는 신호 송수신 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제1신호처리부는,
    상기 제1통합 수신신호와 제1통합 송신신호를 통과시키는 제1듀플렉서와,
    상기 제2통합 수신신호와 제2통합 송신신호를 통과시키는 제2듀플렉서를 포함하는 신호 송수신 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 제1신호처리부는,
    상기 제1스플리터에 연결되며, 서로 다른 대역의 신호를 통과시키는 복수의 듀플렉서와,
    상기 제2스플리터에 연결되며, 서로 다른 대역의 신호를 통과시키는 복수의 듀플렉서를 포함하는 신호 송수신 장치.
  17. 통신 신호를 처리하는 전자장치에 있어서,
    안테나와,
    상기 안테나에 연결되며, 반송파 통합(CA; Carrier Aggregation)을 사용하는 제1수신신호와 제1송신신호, 및 반송파 통합을 사용하지 않는 제2수신신호와 제2송신신호를 서로 다른 경로로 스위칭하는 스위칭부와,
    상기 스위칭부에서 제공하는 적어도 하나의 상기 제1수신신호로부터 분리한 제1통합 수신신호와 제2통합 수신신호를 제공하고, 제1통합 송신신호와 제2통합 송신신호를 통합한 상기 제1송신신호를 제공하는 제1신호처리부와,
    상기 스위칭부에서 제공하는 상기 제2수신신호, 및 제2송신신호를 처리하는 제2신호처리부와,
    상기 제1수신신호와 제2수신신호에 대해 서로 다른 수신감도로 노이즈 증폭 처리하는 수신 증폭기, 및 상기 제1송신신호와 제2송신신호를 서로 다른 레벨로 증폭하는 송신 증폭기 중, 적어도 하나를 구비하는 송수신부를 포함하는 신호 송수신 장치.
KR1020140104381A 2014-08-12 2014-08-12 캐리어 통합 신호를 송수신하는 장치 KR102196752B1 (ko)

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