KR20160069375A - 신호 송수신 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 신호 송수신 장치는 블루투스 신호 송신시 블루투스 신호 라인을 블루투스 안테나에 연결하고, 블루투스 신호 수신시 블루투스 수신단을 블루투스 신호 라인에 연결하는 제1 전환부; 복수의 안테나를 블루투스 수신단, 와이파이 신호 수신단 및 와이파이 신호 송신단 중 하나에 연결시키는 제2 전환부; 제1 전환부 및 제2 전환부의 전환 동작을 제어하는 제어부; 및 송신되는 블루투스 신호와 블루투스 수신 라인간의 신호 커플링을 억제하는 아이솔레이션부를 포함할 수 있다. 위의 신호 송수신 장치는 와이 파이 신호 수신단에 블루투스 송신 신호가 커플링되는 현상을 억제할 수 있다.

Description

신호 송수신 장치{SIGNAL TRANSMITTING-RECEIVING APPARATUS}
본 발명은 블루투스와 와이파이 방식을 사용하는 신호 송수신 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 위치 기반 서비스가 활성화되면서, 실외뿐만이 아니라, 실내에서도 위치 기반 서비스를 제공하기 위한 방법이 제안되고 있다.
이러한 위치 기반 서비스는 서버 중심의 구성(sever-centric configuration)보다는 하기의 선행 기술 문헌과 같이 모바일 중심의 구성(mobile-centric configuration)을 중심으로 많은 방법들이 제안되고 있다.
상술한 위치 기반 서비스를 제공하기 위한 방법으로 블루투스(bluetooth) 방식을 사용하는 블루투스 AOA(angle of arrival) 기술이 빠른 속도로 확산되고 있다.
상술한 블루투스 AOA 기술을 사용하는 신호 송수신 장치는 블루투스와 와이파이 모듈을 통합하여 사용하는데, 블루투스 AOA 동작과 와이파이 신호 수신 동작을 동시에 진행하는 경우, 커플링된 블루투스의 송신 신호가 와이파이 신호 수신 동작에 영향을 주게 되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제1179206호
본 발명의 일 실시예에 따르면, 와이 파이 신호 수신단에 블루투스의 송신 신호가 커플링되는 현상을 억제하는 신호 송수신 장치가 제공된다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 장치는 블루투스 신호 송신시 블루투스 신호 라인을 블루투스 안테나에 연결하고, 블루투스 신호 수신시 블루투스 수신단을 블루투스 신호 라인에 연결하는 제1 전환부; 복수의 안테나를 블루투스 수신단, 와이파이 신호 수신단 및 와이파이 신호 송신단 중 하나에 연결시키는 제2 전환부; 송수신되는 블루투스 신호와 와이파이 신호를 신호 처리하는 제어부; 및 송신되는 블루투스 신호와 블루투스 수신 라인간의 신호 커플링을 억제하는 아이솔레이션부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 와이 파이 신호 수신단에 블루투스의 송신 신호가 커플링되는 현상을 억제하여 블루투스 AOA 동작 중에 와이파이의 수신 성능을 보장하고 내부 소자를 보호할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 장치의 블루투스 AOA 동작에 관한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 장치의 개략적인 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 장치에서 신호 커플링 현상을 나타내는 개략적인 블럭도이다.
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 장치의 일 예를 보다 상세하게 도시한 블럭도이다.
도 5는 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 장치의 다른 일 예를 보다 상세하게 도시한 블럭도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 장치의 블루투스 AOA 동작에 관한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 장치(100)는 복수의 안테나(A1,A2,A3,A4)를 구비할 수 있고, 블루투스 송수신 회로(B) 및 RF 스위치 회로(C)를 구비할 수 있다.
신호 송수신 장치(100)는 하나의 안테나를 갖는 RF 태그(TAG) 또는 이동 통신 단말기의 블루투스(bluetooth) 통신 회로(D)에서 주기적으로 전송되는 블루투스 패킷을 수신하여, RF 태그(TAG) 또는 이동 통신 단말기의 위치를 추적할 수 있다.
신호 송수신 장치(100)의 RF 스위치 회로(C)는 복수의 안테나(A1,A2,A3,A4)와의 연결을 스위치하고, 블루투스 송수신 회로(B)는 해당 안테나로부터 수신된 블루투스 데이터를 통해 도래각과 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 값을 추정하여 RF 태그(TAG) 또는 이동 통신 단말기의 위치를 계산할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 장치의 개략적인 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 장치(100)는 제1 전환부(110), 제2 전환부(120), 제어부(130) 및 아이솔레이션부(140)를 포함할 수 있다.
제1 전환부(110)는 제어부(130)로부터의 블루투스 신호 송수신 라인(131)과 블루투스 안테나를 연결시켜, 제어부(130)로부터의 전송하고자 하는 블루투스 신호를 외부로 전송시킬 수 있으며, 제2 전환부(120)에 연결된 블루투스 신호 수신 라인(1211~121N)과 블루투스 신호 송수신 라인(131)을 연결시켜, 복수의 안테나(A1~AN)로부터 수신된 블루투스 신호를 제어부(130)에 전달할 수 있다.
제2 전환부(120)는 복수의 안테나(ANT1~ANTN)와 와이파이(wifi) 신호 송수신 라인(1321~132N)을 연결시켜, 제어부(130)로부터의 와이파이 신호를 송신하거나, 복수의 안테나(ANT1~ANTN)로부터 수신된 와이파이 신호를 제어부(130)에 전달할 수 있다.
더하여, 제2 전환부(120)는 아이솔레이션부(140)를 통하여 연결된 블루투스 신호 수신 라인(1211~121N)과 복수의 안테나(ANT1~ANTN)를 연결시켜 복수의 안테나(ANT1~ANTN)로부터 수신된 블루투스 신호를 제어부(130)에 전달할 수 있다.
제어부(130)는 송신하고자 하는 블루투스 신호와 와이파이 신호를 제공하고, 수신된 블루투스 신호와 와이파이 신호를 신호 처리하여 신호에 포함된 데이터에 기초하여 다양한 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 제어부(130)는 수신된 블루투스 신호에 기초하여 신호가 송수신되는 대상 기기의 위치를 계산할 수 있다.
대상 기기의 위치는 복수의 안테나(A1~AN)으로 수신된 블루투스 신호에 기초하여 도래각과 RSSI를 값을 추정하여, 대상 기기의 위치를 계산할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 장치에서 신호 커플링 현상을 나타내는 개략적인 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 블루투스 안테나를 통해 블루투스 신호 전송시 제1 전환부(110)는 블루투스 신호 송수신 라인(BT_Tx/Rx)을 블루투스 안테나를 연결시키는데, 블루투스 신호 수신단이 인접하게 배치되어 블루투스 신호 수신 라인(BT_Rx_ANT_1, BT_Rx_ANT_2)로 전송하고자 하는 블루투스 신호가 커플링될 수 있고, 커플링된 신호는 블루투스 신호 수신 라인(BT_Rx_ANT_1, BT_Rx_ANT_2)을 따라 전송되어 제2 전환부(120)의 제1 및 제2 스위칭부(122,134)의 제1 스위칭 유닛(122a, 124a)에 연결된 와이 파이 신호 수신 라인(2G/WL_Rx)에 커플링될 수 있다.
보다 상세하게는, 와이 파이 신호 수신 라인(2G/WL_Rx)에 연결된 저잡음 증폭기(LNA1,LNA3)에 신호가 유입될 수 있다.
예를 들어, 10dBm의 블루투스 신호 전송시에 블루투스 신호 수신 라인(BT_Rx_ANT_1, BT_Rx_ANT_2)에 -15dBm의 블루투스 신호가 커플링될 수 있고, 와이 파이 신호 수신 라인(2G/WL_Rx)에 연결된 저잡음 증폭기(LNA1,LNA3)에는 -40dBm의 블루투스 신호가 유입될 수 있으며, 이는 와이파이 신호 수신 동작에 영향을 미칠 수 있고, 경우에 따라서는 저잡음 증폭기(LNA1,LNA3)가 고장날 수도 있다.
이를 해소하기 위해, 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 아이솔레이션부(140,240,340)을 채용할 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 장치의 일 예를 보다 상세하게 도시한 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 장치(200)의 아이솔레이션부(240)는 제1 전환부(210)와 제2 전환부(220) 사이의 블루투스 신호 수신 라인(BT_Rx_ANT_1, BT_Rx_ANT_2) 중간에 형성될 수 있다,
아이솔레이션부(240)는 핀 다이오드(pin diode)(241,242)를 포함할 수 있다.
핀 다이오드(241,242)의 애노드는 블루투스 신호 수신 라인(BT_Rx_ANT_1, BT_Rx_ANT_2)을 따라 제1 스위칭 유닛(122a,124a)의 블루투스 신호 수신단(Rxa)에 연결될 수 있고, 캐소드는 블루투스 신호 수신 라인(BT_Rx_ANT_1, BT_Rx_ANT_2)을 따라 제1 전환부(210)의 블루투스 신호 수신단(Rxb)에 연결될 수 있다.
핀 다이오드(241,242)는 제1 전환부(210)와 제2 전환부(220) 간에 역바이어스(reverse bias) 상태로 연결되어, 블루투스 안테나를 통해 블루투스 신호 전송시, 블루투스 신호 수신 라인(BT_Rx_ANT_1, BT_Rx_ANT_2)에 커플링된 블루투스 신호는 핀 다이오드(241,242)에 의해 전력 레벨이 감쇄되어, 제2 전환부(120)의 제1 및 제2 스위칭부(122,134)의 제1 스위칭 유닛(222a, 224a)에 연결된 와이 파이 신호 수신 라인(2G/WL_Rx)에 연결된 저잡음 증폭기(LNA1,LNA3)에 블루투스 신호가 커플링되는 것을 억제할 수 있다.
반면에, 핀 다이오드(241,242)는 제2 전환부(220)와 제1 전환부(210) 간에서 블루투스 신호 수신시 순방향 바이어스(forward bias) 상태로 연결되어 있으므로, 블루투스 신호 수신 라인(BT_Rx_ANT_1, BT_Rx_ANT_2) 및 블루투스 신호 송수신 라인(BT_Tx/Rx)을 따라 제어부(230)에 전달될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 장치(200)는 예를 들어, 제1 및 제2 안테나(ANT1,ANT2)를 통해 와이파이 신호를 송수신할 수 있으며, 예를 들어, 와이파이 신호는 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역으로 신호가 송수신될 수 있다.
예를 들어, 제1 주파수 대역의 와이파이 신호는 2GHz의 주파수 대역을 사용할 수 있고, 제2 주파수 대역의 와이파이 신호는 5GHz의 주파수 대역을 사용할 수 있다.
제2 전환부(220)는 예를 들어, 제1 및 제2 다이플렉서(221,223)를 포함할 수 있고, 제1 다이플렉서(221)는 제1 안테나(ANT1)를 통해 제1 주파수 대역의 와이파이 신호와 제2 주파수 대역의 와이파이 신호를 송수신할 수 있고, 제2 다이플렉서(223)는 제2 안테나(ANT2)를 통해 제1 주파수 대역의 와이파이 신호와 제2 주파수 대역의 와이파이 신호를 송수신할 수 있다.
제1 및 제2 다이플렉서(221,223)는 주파수 대역에 따라 서로 다른 신호 전달 경로를 제공할 수 있다.
제2 전환부(220)는 예를 들어, 제1 스위칭부(222) 및 제2 스위칭부(224)를 포함할 수 있다.
제1 스위칭부(222)는 제1 다이플렉서(221)를 통해 제1 안테나(ANT1)로 와이파이 신호를 송수신할 수 있고, 제2 스위칭부(224)는 제2 다이플렉서(223)를 통해 제2 안테나(ANT2)로 와이파이 신호를 송수신할 수 있다.
제1 및 제2 스위칭부(222,224)는 제1 주파수 대역의 와이파이 신호를 송수신하는 제1 스위칭 유닛(222a,224a)과 제2 주파수 대역의 와이파이 신호를 송수신하는 제2 스위칭 유닛(222b,224b)을 각각 포함할 수 있다.
제1 스위칭 유닛(222a,224a)은 제1 또는 제2 다이플렉서(221,222)의 제1 주파수 대역의 신호 전달 경로와 제1 주파수 대역의 와이파이 신호 수신 라인(2G/WL_Rx) 또는 제1 주파수 대역의 와이파이 신호 송신 라인(2G/WL_Tx)을 연결시켜, 제1 주파수 대역의 와이파이 신호를 송수신할 수 있다.
제1 스위칭 유닛(222a,224a) 각각은 저잡음 증폭기(LNA1,LNA3)을 포함하여 수신된 제1 주파수 대역의 와이파이 신호의 레벨을 증폭시킬 수 있다.
더하여, 제1 스위칭 유닛(222a,224a)은 제1 또는 제2 다이플렉서(221,222)의 제1 주파수 대역의 신호 전달 경로와 블루투스 신호 수신 라인(BT_Rx_ANT_1, BT_Rx_ANT_2)을 연결시켜, 제1 및 제2 안테나(ANT1,ANT2)를 통해 블루투스 신호를 수신할 수 있다.
제2 스위칭 유닛(222b,224b)는 제1 또는 제2 다이플렉서(221,222)의 제2 주파수 대역의 신호 전달 경로와 제2 주파수 대역의 와이파이 신호 수신 라인(5G/WL_Rx) 또는 제2 주파수 대역의 와이파이 신호 송신 라인(5G/WL_Tx)을 연결시켜, 제2 주파수 대역의 와이파이 신호를 송수신할 수 있다.
제2 스위칭 유닛(222b,224b) 각각은 저잡음 증폭기(LNA2,LNA4)를 포함하여 수신된 제2 주파수 대역의 와이파이 신호의 레벨을 증폭시킬 수 있다.
도 5는 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 장치의 다른 일 예를 보다 상세하게 도시한 블럭도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 장치(300)의 아이솔레이션부(340)는 핀 다이오드(341,342)를 포함할 수 있으며, 핀 다이오드(341,342)의 애노드는 블루투스 신호 수신 라인(BT_Rx_ANT_1, BT_Rx_ANT_2)에 연결되고, 핀 다이오드(341,342)의 캐소드는 접지에 연결될 수 있다.
핀 다이오드(341,342)는 블루투스 신호 수신 라인(BT_Rx_ANT_1, BT_Rx_ANT_2)에 송신하고자 하는 블루투스 신호가 커플링되면, 순방향 바이어스 상태가 되어, 블루투스 신호 수신 라인(BT_Rx_ANT_1, BT_Rx_ANT_2)에 커플링된 블루투스 신호는 접지로 바이패스 될 수 있다.
반면에, 핀 다이오드(241,242)는 제2 전환부(220)에서 블루투스 신호 수신시 제로 바이어스(zero bias) 상태이므로, 수신된 블루투스 신호는 블루투스 신호 수신 라인(BT_Rx_ANT_1, BT_Rx_ANT_2) 및 블루투스 신호 송수신 라인(BT_Tx/Rx)을 따라 제어부(230)에 전달될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 와이 파이 신호 수신단에 블루투스의 송신 신호가 커플링되는 현상을 억제하여 블루투스 AOA 동작 중에 와이파이의 수신 성능을 보장하고 내부의 저잡음 증폭기와 같은 소자를 보호할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100,200,300: 신호 송수신 장치
110,210,310: 제1 전환부
120,220,320: 제2 전환부
130,230,330: 제어부
140,240,340: 아이솔레이션부

Claims (14)

  1. 블루투스 신호 송신시 블루투스 신호 라인을 블루투스 안테나에 연결하고, 블루투스 신호 수신시 블루투스 수신단을 상기 블루투스 신호 라인에 연결하는 제1 전환부;
    복수의 안테나를 상기 블루투스 수신단, 와이파이 신호 수신단 및 와이파이 신호 송신단 중 하나에 연결시키는 제2 전환부;
    송수신되는 블루투스 신호와 와이파이 신호를 신호 처리하는 제어부; 및
    송신되는 블루투스 신호와 블루투스 수신 라인간의 신호 커플링을 억제하는 아이솔레이션부
    를 포함하는 신호 송수신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아이솔레이션부는 핀 다이오드를 포함하는 신호 송수신 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 핀 다이오드는 상기 블루투스 수신 라인 중간에 연결되며,
    상기 핀 다이오드의 애노드는 상기 제2 전환부의 블루투스 수신단에 연결되고, 상기 핀 다이오드의 캐소드는 상기 제1 전환부의 블루투스 수신단에 연결되는 신호 송수신 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 핀 다이오드의 애노드는 상기 블루투스 수신 라인에 연결되고,
    상기 핀 다이오드의 캐소드는 접지에 연결되는 신호 송수신 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 핀 다이오드의 개수는 상기 블루투스 수신 라인의 개수에 비례하는 신호 송수신 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전환부는
    복수의 안테나 각각에 연결되어 제1 주파수 대역의 와이파이 신호와 제2 주파수 대역의 와이파이 신호의 신호 전달 경로를 제공하는 복수의 다이플렉서; 및
    상기 복수의 다이플렉서 각각에 연결되어 상기 제1 주파수 대역의 와이 파이 신호와 상기 제2 주파수 대역의 와이 파이 신호의 송수신을 전환하는 복수의 스위칭부를 포함하는 신호 송수신 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 스위칭부 각각은
    상기 제1 주파수 대역의 와이 파이 신호의 신호 송수신을 전환하는 제1 스위칭 유닛; 및
    상기 제2 주파수 대역 신호의 와이 파이 신호 송수신을 전환하고, 상기 제2 주파수 대역의 와이 파이 신호를 송수신하는 안테나로부터 수신된 블루투스 신호의 신호 전달 경로를 전환하는 제2 스위칭 유닛을 포함하는 신호 송수신 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 스위칭 유닛은 수신된 제2 주파수 대역의 와이파이 신호의 레벨을 증폭시키는 저잡음 증폭기를 포함하는 신호 송수신 장치.
  9. 블루투스 신호 송신시 블루투스 신호 라인을 블루투스 안테나에 연결하고, 블루투스 신호 수신시 블루투스 수신단을 상기 블루투스 신호 라인에 연결하는 제1 전환부;
    복수의 안테나를 상기 블루투스 수신단, 와이파이 신호 수신단 및 와이파이 신호 송신단 중 하나에 연결시키는 제2 전환부;
    송수신되는 블루투스 신호와 와이파이 신호를 신호 처리하는 제어부; 및
    송신되는 블루투스 신호가 블루투스 수신 라인을 따라 상기 와이 파이 신호 수신단에 커플링되는 것을 억제하는 아이솔레이션부
    를 포함하는 신호 송수신 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 아이솔레이션부는 상기 블루투스 수신 라인 중간에 연결되는 핀 다이오드를 포함하고,
    상기 핀 다이오드의 애노드는 상기 제2 전환부의 블루투스 수신단에 연결되고, 상기 핀 다이오드의 캐소드는 상기 제1 전환부의 블루투스 수신단에 연결되는 신호 송수신 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 아이솔레이션부는 상기 블루투스 수신 라인단과 접지 간에 연결되는 핀 다이오드를 포함하고,
    상기 핀 다이오드의 애노드는 상기 블루투스 수신 라인에 연결되고,
    상기 핀 다이오드의 캐소드는 접지에 연결되는 신호 송수신 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제2 전환부는
    복수의 안테나 각각에 연결되어 제1 주파수 대역의 와이파이 신호와 제2 주파수 대역의 와이파이 신호의 신호 전달 경로를 제공하는 복수의 다이플렉서; 및
    상기 복수의 다이플렉서 각각에 연결되어 상기 제1 주파수 대역의 와이 파이 신호와 상기 제2 주파수 대역의 와이 파이 신호의 송수신을 전환하는 복수의 스위칭부를 포함하는 신호 송수신 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 스위칭부 각각은
    상기 제1 주파수 대역의 와이 파이 신호의 신호 송수신을 전환하는 제1 스위칭 유닛; 및
    상기 제2 주파수 대역 신호의 와이 파이 신호 송수신을 전환하고, 상기 제2 주파수 대역의 와이 파이 신호를 송수신하는 안테나로부터 수신된 블루투스 신호의 신호 전달 경로를 전환하는 제2 스위칭 유닛을 포함하는 신호 송수신 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 스위칭 유닛은 수신된 제2 주파수 대역의 와이파이 신호의 레벨을 증폭시키는 저잡음 증폭기를 포함하는 신호 송수신 장치.

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