KR20160083798A - Local oscillator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 통신 시스템에 사용되는 국부 발진 장치에 관한 것으로, 광대역 다중 반송파 집성을 위한 통신 시스템에서 단위 반송파 신호를 생성하는 국부 발진 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
빠르게 진화하고 있는 이동 통신 기술은 고성능의 스마트폰, 태블릿과 같은 스마트 기기의 보급을 확산시킴으로, 고화질 멀티미디어 서비스와 같은 고용량 데이터 서비스의 수요가 증가하는 추세에 있다. 이로 인해, 현재 이동 통신 시스템은 높은 데이터 전송률과 전송용량이 요구되고 있다.The rapidly evolving mobile communication technology is spreading the spread of smart devices such as high-performance smart phones and tablets, and demand for high-capacity data services such as high-definition multimedia services is increasing. As a result, the mobile communication system is required to have a high data transmission rate and a high transmission capacity.
기존 이동 통신 시스템을 기반으로 전송률과 전송용량을 증대시키기 위한 하나의 방안으로 사용하는 주파수를 광대역화 하는 방안이 있다. 이를 위해, 서로 떨어져 있는 주파수 대역들을 하나의 주파수 대역과 같이 사용하는 반송파 집성(carrier aggregation)으로 불리는 다중 반송파 통신 방식을 이용할 수 있다. 이때, 각각의 단위 반송파 신호는 독립적인 기저대역 신호 처리기(일예로, 모뎀(modem))을 통해 기존 통신 시스템과 호환성을 유지하면서, 둘 이상의 독립적인 기저대역 신호 처리기를 통해 통신 시스템은 사용 주파수 대역을 연속 또는 이산적으로 확장할 수 있다.There is a way to broaden the frequency used as a method to increase the transmission rate and transmission capacity based on the existing mobile communication system. For this purpose, a multi-carrier communication method called carrier aggregation using frequency bands spaced apart from each other as one frequency band can be used. At this time, each unit carrier signal is communicated via two or more independent baseband signal processors, while maintaining compatibility with the existing communication system through an independent baseband signal processor (e.g., a modem) Can be continuously or discretely expanded.
이와 같은, 반송파 집성 방식은 3지피피(3GPP: 3rd Generation Partnership Project) 롱텀 에볼루션 어드밴스드(LTE-Advanced), 미국전기전자학회(IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 등에 반영되어 전송율과 전송용량의 극대화에 활용되고 있다.Such a carrier aggregation scheme is reflected in the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Long Term Evolution Advanced (LTE-Advanced), the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11, It is utilized for maximization.
이를 위해, 기저 대역 즉, 디지털 영역에서 다른 반송 주파수로 변환한 후, 신호를 결합하는 경우, 신호 대역폭이 증가하여 샘플링 속도가 증가하게 된다. 이와 같은 경우, 다수의 반송파 집성의 경우, 매우 높은 샘플링 속도를 필요로 함에 따라 디지털 영역에서 신호 처리가 어렵다는 문제점이 있었다.For this purpose, when the signals are combined after being converted to a different carrier frequency in the base band, that is, the digital domain, the signal bandwidth increases and the sampling rate increases. In such a case, there is a problem in that signal processing in the digital domain is difficult due to the necessity of a very high sampling rate in the case of a large number of carrier waves.
또한, 중간(IF) 주파수 또는 알에프(RF) 주파수의 영역에서 서로 달느 반송 주파수로 변조하여 결합하는 경우, 서로 다른 주파수가 연속적 또는 이산적으로 결합되기 위해서는 광대역의 단일 발진기를 필요로 한다. 하지만, 이러한 광대역의 단일 발진기는 위상 잡음과 같은 성능이 나쁘다는 단점을 갖는다.Also, when modulating and combining with each other at an intermediate frequency (IF) frequency or an RF (radio frequency) frequency band, a wideband single oscillator is required to couple different frequencies continuously or discretely. However, such a wide-band single oscillator is disadvantageous in that it has poor performance such as phase noise.
본 발명의 목적은 데이터 전송율과 전송용량의 확대를 위한 반송파 집성을 위한 국부 발진기를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a local oscillator for carrier aggregation for expanding data transmission rate and transmission capacity.
본 발명의 다른 목적은 디지털 영역에서 신호 처리가 용이하고, 광대역의 단일 발진기를 필요로 하지 않는 국부 발진기를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a local oscillator which is easy to process in the digital domain and does not require a single oscillator in a wide band.
본 발명에 따른 국부 발진기는 복수의 반송 주파수들 사이의 주파수 간격의 정수배를 갖는 고정 주파수 신호를 생성하는 고정 주파수 발진기, 상기 고정 주파수 신호를 일정 비율로 분주하는 분주기, 상기 분주기를 통해 분주된 주파수 신호를 중심 주파수 신호와 혼합하여 출력하는 혼합기, 상기 혼합기를 통해 혼합된 신호와 상기 중심 주파수 신호 중 하나를 선택하여 출력하는 제 1 스위치, 상기 중심 주파수 신호를 생성하는 중심 주파수 발진기, 및 상기 중심 주파수 발진기로부터 출력되는 상기 중심 주파수 신호를 상기 혼합기와 상기 제 1 스위치 중 하나로 스위칭하는 제 2 스위치를 포함하고, 상기 중심 주파수 신호는 상기 복수의 반송 주파수들의 전체 대역에 대해 중심에 위치한 주파수를 갖는다.A local oscillator according to the present invention includes a fixed frequency oscillator for generating a fixed frequency signal having an integral multiple of a frequency interval between a plurality of carrier frequencies, a frequency divider for frequency-dividing the fixed frequency signal at a predetermined ratio, A mixer for mixing and outputting a frequency signal with a center frequency signal, a first switch for selecting and outputting one of the mixed signal and the center frequency signal through the mixer, a center frequency oscillator for generating the center frequency signal, And a second switch for switching the center frequency signal output from the frequency oscillator to one of the mixer and the first switch, wherein the center frequency signal has a frequency centered on the entire band of the plurality of carrier frequencies.
본 발명의 국부 발진기는 고정 주파수 발진기를 사용할 수 있는 분주기, 스위치 등을 포함한 구조를 가짐으로 반송파 집성을 위한 국부 발진 신호를 생성할 수 있음으로, 데이터의 전송율과 전송용량을 증가시킬 수 있다. 또한, 국부 발진기는 고정 주파수 발진기의 사용으로 인해 디지털 영역에서 신호 처리가 용이하고, 광대역의 단일 발진기를 사용할 필요가 없음으로 위상 잡음과 같은 성능 저하를 방지할 수 있다.The local oscillator of the present invention has a structure including a frequency divider, a switch, and the like capable of using a fixed frequency oscillator, thereby generating a local oscillation signal for carrier aggregation, thereby increasing a data transmission rate and a transmission capacity. Also, the use of a fixed frequency oscillator makes it easy to process signals in the digital domain, and it is not necessary to use a single oscillator of a wide band, so that the local oscillator can prevent performance degradation such as phase noise.
도 1은 반송파 집성을 통한 주파수 확장을 예시적으로 도시한 도면,
도 2는 각 모뎀 신호에 대한 반송 주파수를 다르게 설정하여 결합하는 구조를 예시적으로 도시한 도면,
도 3은 중간 주파수 또는 알에프 주파수에서 반송 주파수를 다르게 설정하여 결합하는 구조를 예시적으로 도시한 도면,
도 4는 반송파 집성에 따른 국부 발진기의 설정을 위한 주파수들을 예시적으로 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 주파수 확장을 위한 반송파 집성 신호들을 예시적으로 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 반송파 집성을 위한 국부 발진기를 예시적으로 도시한 도면, 및
도 7은 본 발명에 따른 반송파 집성을 위한 복소 국부 발진기를 예시적으로 도시한 도면이다.1 is an exemplary illustration of frequency spreading through carrier aggregation,
FIG. 2 is a diagram exemplarily showing a structure in which carrier frequencies for respective modem signals are set differently,
FIG. 3 exemplarily shows a structure for coupling carrier frequencies differently at an intermediate frequency or an RF frequency,
4 is a diagram exemplarily showing frequencies for setting a local oscillator due to carrier aggregation,
5 is a diagram exemplarily showing carrier aggregation signals for frequency expansion according to the present invention;
6 is a diagram illustrating an example of a local oscillator for carrier aggregation according to the present invention, and Fig.
7 is a diagram illustrating an example of a complex local oscillator for carrier aggregation according to the present invention.
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 모호하지 않도록 하기 위해 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted in order to avoid obscuring the gist of the present invention.
본 발명은 일정 간격으로 구성되는 반송파 집성 시스템에서 각 단위 반송파 신호 생성을 위한 국부 발진 신호를 광대역 발진기를 사용하지 않고, 위상 잡음 성능이 뛰어난 고정 발진기를 이용하여 임의의 단위 반송파를 위한 국부 발진 주파수를 생성하는 국부 발진기를 제공할 수 있다.In the present invention, a local oscillation signal for generating a unit carrier signal in a carrier aggregation system having a constant interval is converted into a local oscillation frequency for an arbitrary unit carrier using a fixed oscillator having excellent phase noise performance without using a wide band oscillator A local oscillator for generating a local oscillator can be provided.
도 1은 반송파 집성을 통한 주파수 확장을 예시적으로 도시한 도면이다.1 is an exemplary diagram illustrating frequency expansion through carrier aggregation.
도 1을 참조하면, 반송파 집성을 통해 확장된 주파수를 확장할 수 있다. 가로축은 주파수를 나타내며, 반송파 집성을 위해 할당된 주파수들(FA1, FA2, ..., FAL)이 예시적으로 도시한다.Referring to FIG. 1, an extended frequency can be expanded through carrier aggregation. The abscissa represents frequency, and the frequencies (FA1, FA2, ..., FAL) allocated for carrier aggregation are illustratively shown.
도 2는 각 모뎀 신호에 대한 반송 주파수를 다르게 설정하여 결합하는 구조를 예시적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram exemplarily showing a structure in which carrier frequencies for respective modem signals are set differently and combined.
도 2를 참조하면, 송신기(100)는 기저대역 변조기들(111, 112), 혼합기들(121, 122), 덧셈기(130), 디지털 아날로그 변환기(140), 제 1 필터(150), 제 3 혼합기(160), 전력 증폭기(170), 제 2 필터(180), 및 안테나(190)를 포함한다. 여기서, 송신기(100)는 주파수 집성을 통해 할당된 주파수들을 통해 전송한다.Referring to FIG. 2, the
기저대역 변조기들(111, 112)은 기저대역 신호 처리기(즉, 모뎀(modem))일 수 있다. 기저대역 변조기들(111, 112) 각각은 독립적으로 구성되어 각 주파수 대역에 상응하는 기저대역 신호를 신호 처리한다. 제 1 기저대역 변조기(111)는 신호 처리된 기저대역 신호를 제 1 혼합기(121)로 출력하고, 제 2 기저대역 변조기(112)는 신호 처리된 기저대역 신호를 제 2 혼합기(122)로 출력한다.
제 1 혼합기(121)는 제 1 기저대역 변조기(111)를 통해 신호 처리된 제 1 기저대역 신호를 제 1 국부 발진 주파수(fLO , FA1)와 혼합한다. 제 1 혼합기(121)는 혼합된 신호를 덧셈기(130)로 출력한다.The
제 2 혼합기(122)는 제 1 기저대역 변조기(112)를 통해 신호 처리된 제 2 기저대역 신호를 제 2 국부 발진 주파수(fLO , FA2)와 혼합한다. 제 2 혼합기(122)는 혼합된 신호를 덧셈기(130)로 출력한다.The
덧셈기(130)는 제 1 혼합기(121)와 제 2 혼합기(122)로부터 상향 변환된 신호들을 혼합하여 디지털 아날로그 변환기(140)로 출력한다.The
디지털 아날로그 변환기(140)는 디지털 신호들을 아날로그 변환하여 출력한다. 디지털 아날로그 변환기(140)는 아날로그 변환된 신호를 제 1 필터(150)로 출력한다.The digital-to-
제 1 필터(150)는 일예로, 대역 통과 필터 등으로 구현될 수 있으며, 미리 설정된 대역의 주파수 신호만을 필터링하고, 필터링된 신호를 제 3 혼합기(160)로 출력한다.The
제 3 혼합기(160)는 필터링된 신호를 상향 변환을 위해 RF 신호(fLO,RF)로 상향 변환한다. 제 3 혼합기(160)는 상향 변환된 신호를 전력 증폭기(170)로 출력한다.The
전력 증폭기(170)는 상향 변환된 신호를 전력 증폭하여 제 2 필터(180)로 출력한다.The
제 2 필터(180)는 일예로, 저역 통과 필터 등으로 구현될 수 있으며, 미리 설정된 대역의 주파수 신호만을 필터링하고, 안테나(190)를 통해 필터링된 신호를 송신한다.The
도 2에서 설명된 송신기(100)의 구조는 서로 다른 반송 주파수로 상향 변환 한 후, 둘 이상의 신호를 더함으로써 신호 대역폭이 커지게 되어 샘플링 속도의 증가를 야기한다. 이와 같은 경우, 다수의 반송파 집성이 이루어질 경우, 매우 높은 샘플링 속도를 필요로 함으로써 디지털 영역에서 신호 처리가 용이하지 못할 수 있다.The structure of the
도 3은 중간 주파수 또는 알에프 주파수에서 반송 주파수를 다르게 설정하여 결합하는 구조를 예시적으로 도시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating an exemplary structure for combining different carrier frequencies at an intermediate frequency or an RF frequency.
도 3을 참조하면, 송신기(200)는 기저대역 변조기들(211, 212), 디지털 아날로그 변환기들(221, 222), 필터들(231, 232), 혼합기들(241, 242), 덧셈기(250), 제 3 혼합기(260), 전력 증폭기(270), 제 3 필터(280), 및 안테나(290)를 포함한다. 여기서, 송신기(200)는 주파수 집성을 통해 할당된 주파수들을 통해 전송한다.3, the
기저대역 변조기들(211, 212)은 기저대역 신호 처리기(즉, 모뎀(modem))일 수 있다. 기저대역 변조기들(211, 212) 각각은 독립적으로 구성되어 각 주파수 대역에 상응하는 기저대역 신호를 신호 처리한다. 제 1 기저대역 변조기(211)는 신호 처리된 기저대역 신호를 제 1 아날로그 디지털 변환기(221)로 출력하고, 제 2 기저대역 변조기(212)는 신호 처리된 기저대역 신호를 제 2 아날로그 디지털 변환기(222)로 출력한다.The
제 1 필터(231)와 제 2 필터(232) 각각은 일예로, 대역 통과 필터 등으로 구현될 수 있으며, 미리 설정된 대역의 주파수 신호만을 필터링을 통해 출력한다. 제 1 필터(231)는 필터링된 신호를 제 1 혼합기(241)로 출력하고, 제 2 필터(232)는 필터링된 신호를 제 2 혼합기(242)로 출력한다.Each of the
제 1 혼합기(241)는 제 1 필터(231)를 통해 필터링된 신호를 제 1 국부 발진 주파수(fLO, FA1)와 혼합한다. 제 1 혼합기(241)는 혼합된 신호를 덧셈기(250)로 출력한다.The
제 2 혼합기(242)는 제 2 필터(232)를 통해 필터링된 신호를 제 2 국부 발진 주파수(fLO, FA2)와 혼합한다. 제 2 혼합기(242)는 혼합된 신호를 덧셈기(250)로 출력한다.The
덧셈기(250)는 제 1 혼합기(241)와 제 2 혼합기(242)로부터 상향 변환된 신호들을 혼합하여 제 3 혼합기(260)로 출력한다.The
제 3 혼합기(260)는 상향 변환을 위해 RF 신호(fLO,RF)로 상향 변환한다. 제 3 혼합기(260)는 상향 변환된 신호를 전력 증폭기(270)로 출력한다.The
전력 증폭기(270)는 상향 변환된 신호를 전력 증폭하여 제 3 필터(280)로 출력한다.The
제 3 필터(280)는 일예로, 저역 통과 필터 등으로 구현될 수 있으며, 미리 설정된 대역의 주파수 신호만을 필터링하고, 안테나(290)를 통해 필터링된 신호를 송신한다.The
도 3에서 설명된 송신기(200)의 구조는 기저대역 신호들(또는 모뎀 신호)에 대응되는 독립적인 디지털 아날로그 변환을 하는 경로를 구성하고, 중간 주파수(IF) 또는 알에프(RF) 주파수 영역에서 서로 다른 반송 주파수로 변조하여 결합하는 구조이다. 이러한 경우, 기존의 디지털 신호 처리를 그대로 유지할 수 있다.The structure of the
이러한 도 4의 구조에서 복수의 신호가 서로 다른 주파수에 대응되는 국부 발진기 설정을 위한 주파수들을 설명하기로 한다.In the structure of FIG. 4, frequencies for setting a local oscillator in which a plurality of signals correspond to different frequencies will be described.
도 4는 반송파 집성에 따른 국부 발진기의 설정을 위한 주파수들을 예시적으로 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating exemplary frequencies for setting a local oscillator due to carrier aggregation.
도 4를 참조하면, 다수의 할당 주파수들(FA1, FA2, FA3, FA4, FA5)이 도시된다. 이때, 다수의 할당 주파수들 중에서 서로 다른 주파수들이 연속적 또는 이산적으로 더해지기 위해서 일정 간격으로 정해진 반송 주파수들 중에서 임의의 주파수로 국부 발진기를 설정해야 한다. 여기서, 송신기에서 사용을 위해 설정된 주파수 대역들이 실선으로 표기되어 있다. 예를 들면, 첫 번째 주파수 열에서는 할당 주파수들(FA2, FA3, FA4)이 사용되고, 두 번째 주파수 열에서는 할당 주파수들(FA1, FA3, FA5)이 사용되고, 세 번째 주파수 열에서는 할당 주파수들(FA1, FA4, FA5)이 사용된다.Referring to FIG. 4, a plurality of assigned frequencies FA1, FA2, FA3, FA4, FA5 are shown. At this time, in order to continuously or discretely add different frequencies among a plurality of assigned frequencies, a local oscillator should be set to an arbitrary frequency among carrier frequencies defined at regular intervals. Here, the frequency bands set for use in the transmitter are indicated by solid lines. For example, the assigned frequencies FA2, FA3 and FA4 are used in the first frequency column, the assigned frequencies FA1, FA3 and FA5 are used in the second frequency column and the assigned frequencies FA1 , FA4, FA5) are used.
국부 발진기의 설정을 위한 광대역의 국부 발진 신호를 필요로 하지만, 광대역의 단일 발진기는 위상 잡음과 같은 성능이 나쁘다는 단점을 갖는다.Although it requires a broadband local oscillator signal for setting up a local oscillator, a single oscillator with a wide bandwidth has the disadvantage of poor performance such as phase noise.
이와 같은, 다양한 주파수 확장을 위한 송신기(200)의 국부 발진 주파수(fLO,FA)가 주파수를 확장하기 위한 범위 내 일정 간격의 주파수들 중 하나로 설정될수 있어야 한다.In this way, the local oscillation frequencies f LO and FA of the
도 5는 본 발명에 따른 주파수 확장을 위한 반송파 집성 신호들을 예시적으로 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating an example of carrier aggregation signals for frequency expansion according to the present invention.
도 5를 참조하면, 다수의 단일 반송파 신호들(FA1-FA9)을 일정 간격의 다른 반송 주파수로 변환한 후, 더하여 주파수 확장을 할 수 있다. 이를 통해, 단일 반송파 신호에 의한 전송률(또는, 전송속도)과 전송용량이 향상될 수 있다.Referring to FIG. 5, a plurality of single carrier signals (FA1-FA9) may be converted to different carrier frequencies at regular intervals, and then frequency extension may be performed. As a result, the transmission rate (or transmission rate) and the transmission capacity by a single carrier signal can be improved.
예를 들면, 도 3의 송신기(200)에서 두 개의 독립적인 반송파 신호들(fLO , FA1, fLO , FA2)을 사용한다. 이때, 두 개의 단일 반송 주파수들은 예시적으로 설명된 것으로, 연속적 또는 이산적으로 반송파 신호들(FA1-FA9)의 범위 내에서 선택(fLO , FA1 - fLO, FA9)될 수 있어야 한다.For example, the
이를 위해서, 각 독립적인 경로에 모든 반송 주파수를 설정하기 위한 국부 발진 신호를 필요로 한다. 이때, 일정 간격(fcc)으로 구성된 다수의 반송파 신호를 생성하기 위해 필요한 국부 발진 주파수도 동일하게 일정 간격(fcc)으로 설정되어야 한다.To this end, a local oscillator signal is required to set all carrier frequencies on each independent path. At this time, fcc), the local oscillation frequency required to generate a plurality of carrier signals is also equal to a constant interval fcc).
이때, 국부 발진 신호의 설정 범위는 단일 반송파 신호 대역폭과 사용되는 반송파 신호의 개수에 비례하여 광대역으로 확장 되어야 한다.At this time, the setting range of the local oscillation signal should be broadened in proportion to the single carrier signal bandwidth and the number of carrier signals used.
본 발명에서는 광대역의 발진기 대신에 고정 주파수를 갖는 발진기를 이용하여 상술한 반송파 집성을 수행할 수 있는 국부 발진기를 제공할 수 있다.The present invention can provide a local oscillator capable of performing the above-described carrier wave integration using an oscillator having a fixed frequency instead of a wideband oscillator.
도 6은 본 발명에 따른 반송파 집성을 위한 국부 발진기를 예시적으로 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating an example of a local oscillator for carrier aggregation according to the present invention.
도 6을 참조하면, 국부 발진기(300)는 고정 주파수 발진기(310), 분주기(320), 혼합기(330), 중심 주파수 발진기(340), 및 스위치들(350, 360)을 포함한다.Referring to FIG. 6, the
고정 주파수 발진기(310)는 반송 주파수 간격의 정수배(fcc x N)의 주파수(fosc)를 갖는 고정 주파수 신호를 생성한다. 고정 주파수 발진기(310)는 생성된 고정 주파수 신호를 분주기(320)로 출력한다.The fixed
분주기(320)는 외부의 제어 신호에 따라 설정된 분주비로 고정 주파수 신호의 주파수를 분주한다. 분주기(320)는 원하는 간격을 갖는 주파수(fcs)를 갖도록 분주된 주파수 신호를 혼합기(330)로 츨력한다. 이때, 분주기(320)에서 출력된 분주된 주파수 신호의 주파수(fcs)는 fcc x K(N/M)이고, 여기서, K는 의 범위에 포함된 정수가 된다.The
혼합기(330)는 분주기(320)에서 출력된 분주된 주파수 신호와 제 1 스위치(350)를 통해 출력된 중심 주파수 신호를 혼합하여 제 2 스위치(360)로 출력한다. 혼합기(330)에서 혼합된 신호는 로 나타낼 수 있다. 그러므로, 혼합기(330)는 분주된 주파수 신호의 합(플러스) 또는 차(마이너스)가 적용된 신호를 중심 주파수 신호와 혼합한다.The
중심 주파수 발진기(340)는 전체 반송 주파수들의 주파수 범위 중에서 중심이 되는 중심 주파수(fRF)를 갖는 신호를 생성한다. 여기서, 중심 주파수(fRF)는 확장하고자 하는 전체 범위에서 중심에 위치한 주파수를 나타내고, 도 5에 예시적으로 도시되어 있다. 중심 주파수 발진기(340)는 중심 주파수를 갖는 중심 주파수 신호를 제 1 스위치(350)로 출력한다.The
제 1 스위치(350)는 중심 주파수 발진기(340)에 연결되고, 중심 주파수 발진기로부터 입력된 중심 주파수 신호를 스위치에 인가된 제어 신호 등에 응답하여 혼합기(330) 또는 제 2 스위치(360) 중 하나로 선택하여 출력할 수 있다.The
제 2 스위치(360)는 혼합기(330)와 제 1 스위치(350)에 연결되고, 혼합기로부터 출력된 신호 또는 중심 주파수 신호 중 하나를 선택하여 일예로, 송신기(200)에서 필요로 하는 국부 발진 신호(fLO,FA)를 출력할 수 있다.The
한편, 분주기(320)에서 주파수 분주를 위한 분주 제어 신호와, 제 1 스위치(350)와 제 2 스위치(360)의 스위칭 동작을 제어하기 위한 스위칭 제어 신호 생성하는 제어 회로를 설명의 편의를 위하여 도시하지 않았으나, 국부 발진기(300)는 제어 회로를 추가로 포함할 수 있다.On the other hand, in order to simplify the explanation, a frequency division control signal for frequency division in the
본 발명의 발진기의 동작을 위한 파라미터들 간의 관계 정리하면 하기와 같이 나타낼 수 있다.The relationship between the parameters for operation of the oscillator of the present invention can be summarized as follows.
fRF는 확장을 위한 반송파 주파수 전체 범위의 중심 주파수를 나타내고, H는 주파수 확장을 위한 단위 반송파 최대 개수를 나타낸다. X는 최대 반송파 개수의 1/2보다 작은 정수들의 집합을 나타내고, X= {}과 같이 나타낼 수 있다. M은 집합 X의 원소(또한, 분주기(320)의 분주비)인 정수이고, N은 집합 X의 정수들의 최소 공배수이다.f RF represents the center frequency of the entire carrier frequency range for expansion, and H represents the maximum number of unit carriers for frequency extension. X represents a set of integers less than one half of the maximum number of carriers, and X = { }. M is an integer that is the element of the set X (also the division ratio of the divider 320), and N is the least common multiple of the constants of the set X.
예를 들면, 도 5와 같은 9개의 반송파 대역으로 확장을 위한 국부 발진기를 필요로하는 경우를 간략히 설명하면 다음과 같다.For example, a case where a local oscillator for expansion to nine carrier bands as shown in FIG. 5 is required will be briefly described as follows.
확장을 위한 전체 주파수 대역의 중심 주파수(fRF)가 제 5 반송파 신호(FA5)의 주파수(fLO,FA5)로 설정한다. 다음으로 확장을 위한 9개의 반송파를 위한 4개의 주파수 fcs(fcc x {1,2,3,4})를 모두 생성하기 위한 최소 공배수 12에 의해 합 또는 차 주파수 설정을 해야한다. 이를 위해, 고정 주파수 발진기(310)의 고정 주파수(fosc)는 fcc x 12로 설정된다. K는 1이상 4(Xmax) 이하의 값을 갖는다. 이때, 분주기(320)는 12/6/4/3 중에 하나로 고정 주파수 신호를 분주하면, fLO,FA1 내지 fLO,FA9 중에서 원하는 대역의 국부 발진 주파수를 생성할 수 있다.The (f RF) center frequency of the entire frequency band for the extension is set to a frequency (f LO, FA5) of the fifth carrier signal (FA5). Next, four frequencies for nine carriers fcs ( the sum or difference frequency should be set by the least common multiple number 12 to generate all the fcc x {1,2,3,4}. To this end, the fixed frequency fosc of the fixed
도 7은 본 발명에 따른 반송파 집성을 위한 다른 국부 발진기를 예시적으로 도시한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating an example of another local oscillator for carrier aggregation according to the present invention.
도 7을 참조하면, 국부 발진기(400)는 도 6의 국부 발진기(300)와 전반적으로 유사한 구조를 가지며, 합과 차의 신호를 동시에 필요로 하지 않는 경우, 국부 발진기(300) 내 혼합기(330)를 복소 혼합기(430)로 구현한 차이점을 제외하면 전반적으로 유사하므로 전반적인 국부 발진기(400)의 상세한 설명은 도 6의 국부 발진기(300)를 참조하기로 한다.Referring to FIG. 7, the
국부 발진기(400)는 고정 주파수 발진기(410), 분주기(420), 복소 혼합기(430), 중심 주파수 발진기(440), 및 스위치들(450, 460)을 포함한다.The
분주기(420)는 분주된 신호를 실수부 신호(fCS,real)와 허수부(fCS,imag)로 구분하여 복소 혼합기(430)로 출력한다.The
제 1 스위치(450)는 중심 주파수 신호 중에서 실수부의 신호(fRF,real) 또는 허수부의 신호(fRF,imag)를 복소 혼합기(430) 또는 제 2 스위치(460)으로 스위칭한다.The
복소 혼합기(460)는 분주된 주파수 신호와 기준 주파수 신호에 대해 실수부(fCS,real, fRF,real)의 신호들을 서로 혼합하고, 허수부(fCS,imag, fRF,imag)의 신호들을 서로 혼합한다.The
이를 위해, 복소 혼합기(430)는 혼합기들(431, 432)과 덧셈기(433)를 포함한다. 제 1 혼합기(431)는 분주된 주파수 신호의 실수부(fCS,real) 신호와 기준 주파수 신호의 실수부(fRF,real) 신호를 혼합하여 덧셈기(430)로 출력하고, 제 2 혼합기(432)는 분주된 주파수 신호의 허수부 신호(fCS,imag)와 기준 주파수 신호의 허수부(fRF,imag) 신호를 혼합하여 덧셈기(440)로 출력한다.To this end, the
덧셈기(433)는 제 1 혼합기(431)에서 출력되는 신호에 차 또는 합 연산을 통해 제 2 혼합기(432)의 신호를 더하여 제 2 스위치(460)로 출력한다.The
따라서, 복소 혼합기(430)의 출력 신호는 하기의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.Therefore, the output signal of the
여기서, 는 제 1 혼합기(431)의 출력이고, 는 제 2 혼합기(432)의 출력이고, 는 복소 혼합기(430)의 출력 신호이다.here, Is the output of the
이와 같이, 본 발명에서는 도 6 또는 도 7에서와 같은 국부 발진기를 이용하여 도 3에서와 같은 송신기(200)(제 1 혼합기(241) 또는 제 2 혼합기(242))에서 필요로 하는 다수의 반송파 집성을 위한 국부 발진 신호를 제공할 수 있다. 이때, 국부 발진기는 위상 잡음 등과 같은 성능이 우수한 고정 주파수 발진기를 사용하여 단위 반송파 신호의 연속적 또는 이산적으로 구성되는 반송파 집성을 위한 국부 발진 신호를 생성할 수 있다.As described above, according to the present invention, a local oscillator as shown in FIG. 6 or 7 is used to generate a plurality of carriers (e.g., a
한편, 도 5의 경우, 주파수 간격을 fcc가 아닌 fcc/2를 기준으로 하면, 단일 반송파 신호들(FA)의 중심 주파수는 1, 3, 5, 7의 홀수 배수로 설정할 수 있다. 또한, 도 5에서 중심 주파수가 단일 반송파 신호들 사이(일예로, FA5와 FA6 사이 등)에 위치하도록 할 수도 있다. 이때, 주파수 간격을 fcc가 아닌 fcc/2를 기준으로 하면, 단일 반송파 신호들(FA)의 중심 주파수는 2, 4, 6, 8과 같은 짝수 배수로 설정을 통해, 국부 발진기를 구현할 수도 있다.On the other hand, in the case of FIG. 5, not fcc With reference to fcc / 2, the center frequency of the single carrier signals FA can be set to an odd multiple of 1, 3, 5, and 7. Also, in FIG. 5, the center frequency may be located between single carrier signals (for example, between FA5 and FA6). At this time, not fcc With reference to fcc / 2, the center frequency of the single carrier signals FA may be implemented as an even multiple of 2, 4, 6, 8 to implement a local oscillator.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims of the present invention as well as the claims of the following.
100, 200: 송신기들
111, 112: 기저대역 변조기들
121, 122, 160: 혼합기들
130: 덧셈기
140: 디지털 아날로그 변환기
150, 180: 필터들
170: 전력 증폭기
190: 안테나
211, 212: 기저대역 변조기들
221, 222: 디지털 아날로그 변환기들
231, 232, 280: 필터들
241, 242, 260: 혼합기들
250: 덧셈기
270: 전력 증폭기
290: 안테나
300: 국부 발진기
310: 고정 주파수 발진기
320: 분주기
330: 혼합기
340: 중심 주파수 발진기
350, 360: 스위치들
400: 국부 발진기
410: 고정 주파수 발진기
420: 분주기
430: 복소 혼합기
431, 432: 혼합기들
433: 덧셈기
440: 중심 주파수 발진기
450, 460: 스위치들100, 200:
121, 122, 160: mixers 130: adder
140: digital-to-
170: Power amplifier 190: Antenna
211, 212: baseband modulators
221, 222: Digital-to-analog converters
231, 232, 280:
250: adder 270: power amplifier
290: antenna 300: local oscillator
310: fixed frequency oscillator 320: frequency divider
330: mixer 340: center frequency oscillator
350, 360: switches 400: local oscillator
410: fixed frequency oscillator 420: frequency divider
430:
433: adder 440: center frequency oscillator
450, 460: switches
Claims (1)
상기 고정 주파수 신호를 일정 비율로 분주하는 분주기;
상기 분주기를 통해 분주된 주파수 신호를 중심 주파수 신호와 혼합하여 출력하는 혼합기;
상기 혼합기를 통해 혼합된 신호와 상기 중심 주파수 신호 중 하나를 선택하여 출력하는 제 1 스위치;
상기 중심 주파수 신호를 생성하는 중심 주파수 발진기; 및
상기 중심 주파수 발진기로부터 출력되는 상기 중심 주파수 신호를 상기 혼합기와 상기 제 1 스위치 중 하나로 스위칭하는 제 2 스위치를 포함하고,
상기 중심 주파수 신호는 상기 복수의 반송 주파수들의 전체 대역에 대해 중심에 위치한 주파수를 갖는 국부 발진기.A fixed frequency oscillator for generating a fixed frequency signal having an integral multiple of a frequency interval between a plurality of carrier frequencies;
A frequency divider dividing the fixed frequency signal at a predetermined ratio;
A mixer for mixing a frequency signal divided through the frequency divider with a center frequency signal and outputting the mixed frequency signal;
A first switch for selecting and outputting one of the mixed signal and the center frequency signal through the mixer;
A center frequency oscillator for generating the center frequency signal; And
And a second switch for switching the center frequency signal output from the center frequency oscillator to one of the mixer and the first switch,
Wherein the center frequency signal has a frequency centered with respect to the entire band of the plurality of carrier frequencies.
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