KR20180056356A - 광대역 rf 신호를 수신하는 수신기, 수신기를 포함하는 무선 통신 장치 및 무선 통신 장치의 동작 방법 - Google Patents

광대역 rf 신호를 수신하는 수신기, 수신기를 포함하는 무선 통신 장치 및 무선 통신 장치의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

반송파 묶음을 지원하는 수신기, 이를 포함하는 무선 통신 장치 및 그의 동작 방법이 개시된다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에서 따른 무선 통신 장치는, 적어도 하나의 반송파를 이용하여 전송되는 RF 신호로부터 생성된 RF(Radio Frequency) 입력신호를 수신 및 증폭하여 적어도 하나의 RF 출력신호로 출력하는 증폭기 블록을 포함하고, 상기 증폭기 블록은, 상기 RF 입력신호를 증폭하여 제1 비선형성 요인을 포함하는 제1 RF 증폭신호 및 제2 비선형성 요인을 포함하는 제2 RF 증폭신호를 생성하고, 상기 제1 RF 증폭신호 및 상기 제2 RF 증폭신호를 이용하여 상기 제1 비선형성 요인과 상기 제2 비선형성 요인을 상쇄하는 1차 상쇄(1st cancellation)의 결과로 생성된 제3 RF 증폭신호를 출력하는 제1 증폭부 및 상기 제3 RF 증폭신호를 수신 및 증폭하여 상기 반송파에 대응되는 RF 출력신호를 출력하는 제2 증폭부를 포함한다.

Description

광대역 RF 신호를 수신하는 수신기, 수신기를 포함하는 무선 통신 장치 및 무선 통신 장치의 동작 방법{A RECEIVER RECEIVING A WIDEBAND RADIO FREQUENCY SIGNAL, A WIRELESS COMMUNICATION DEVICE INCLUDING THE SAME AND A OPERATING METHOD OF THE WIRELESS COMMUNICATION DEVICE}
본 개시의 기술적 사상은 반송파 집성(Carrier Aggregation)을 지원하는 무선 통신 장치에 관한 것으로, 광대역 RF(Radio Frequency) 신호를 수신하는 수신기 및 이를 포함하는 무선 통신 장치에 관한 것이다.
무선 통신 장치는 데이터를 소정의 반송파에 실어 RF 신호를 변조하고, 변조된 RF 신호를 증폭하여 무선 통신망으로 전송할 수 있다. 또한, 무선 통신 장치는 무선 통신망으로부터 RF 신호를 수신하고, 이를 증폭하여 복조할 수 있다. 더 많은 데이터의 송수신을 위하여, 무선 통신 장치는 반송파 집적(Carrier Aggregation), 즉 다중 반송파로 변조된 RF 신호의 송수신을 지원할 수 있다. 다만, 무선 통신 장치가 효율적인 반송파 집적 기능을 지원하기 위해서는 잡음 특성(noise feature) 또는 증폭 이득 특성(gain feature)의 저하는 방지되어야 하는 바, 이에 대한 연구가 진행되고 있는 실정이다.
본 개시의 기술적 사상이 해결하려는 과제는 반송파 집성을 지원하는 무선 통신 장치의 증폭 이득 특성 등을 향상시킬 수 있는 수신기, 이를 포함하는 무선 통신 장치를 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에서 따른 무선 통신 장치는, 적어도 하나의 반송파를 이용하여 전송되는 RF 신호로부터 생성된 RF(Radio Frequency) 입력신호를 수신 및 증폭하여 적어도 하나의 RF 출력신호로 출력하는 증폭기 블록을 포함하고, 상기 증폭기 블록은, 상기 RF 입력신호를 증폭하여 제1 비선형성 요인을 포함하는 제1 RF 증폭신호 및 제2 비선형성 요인을 포함하는 제2 RF 증폭신호를 생성하고, 상기 제1 RF 증폭신호 및 상기 제2 RF 증폭신호를 이용하여 상기 제1 비선형성 요인과 상기 제2 비선형성 요인을 상쇄하는 1차 상쇄(1st cancellation) 결과로 생성된 제3 RF 증폭신호를 출력하는 제1 증폭부 및 상기 제3 RF 증폭신호를 수신 및 증폭하여 상기 반송파에 대응되는 RF 출력신호를 출력하는 제2 증폭부를 포함한다.
다른 측면에 따른 수신기는, 복수의 증폭기 블록들을 포함하고, 상기 증폭기 블록들 각각은, 수신된 RF 입력신호를 증폭할 때에 생성되는 비선형성 요인들 각각의 부호가 서로 다르도록 상이한 특성을 갖는 적어도 두 개의 입력 증폭기들을 포함하고, 상기 입력 증폭기들을 이용하여 상기 비선형성 요인들에 대한 1차 상쇄 및 상기 RF 입력신호를 RF 증폭신호로 증폭하는 제1 증폭부 및 RF 증폭신호를 수신 및 증폭하여 소정의 반송파에 대응되는 RF 출력신호를 출력하는 적어도 하나의 증폭기가 각각 구비된 복수의 증폭 회로들을 포함하는 제2 증폭부를 포함한다.
또한, 또 다른 측면에 따른 무선 통신 장치의 동작 방법은, 적어도 하나의 반송파를 이용하여 전송되는 RF 신호로부터 생성된 RF 입력신호를 제1 비선형성 요인이 포함된 제1 RF 증폭신호 및 상기 제1 비선형성 요인의 부호와 다른 부호를 갖는 제2 비선형성 요인이 포함된 제2 RF 증폭신호로 증폭하는 단계, 상기 제1 RF 증폭신호 및 상기 제2 RF 증폭신호를 합하여 상기 제1 비선형성 요인과 상기 제2 비선형성 요인이 상쇄된 결과 값을 포함하는 제3 RF 증폭신호를 생성하는 단계, 상기 제3 RF 증폭신호를 증폭하여 상기 반송파에 대응되는 RF 출력신호를 생성하는 단계 및 상기 RF 출력신호를 다운-컨버팅하여 기저대역 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 수신기, 수신기를 포함하는 무선 통신 장치 및 무선 통신 장치의 동작 방법은, RF 입력신호를 수신하여, 이를 증폭하는 동시에 비선형성 요인들을 각각 적어도 두번에 걸쳐 상쇄시킴으로서 잡음 특성 또는 증폭 이득 특성을 향상시킬수 있다.
도 1은 무선 통신 장치 및 이를 포함하는 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2A 내지 도 2F는 CA에 대한 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 무선 통신 장치의 예시적인 블록도를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 수신기의 블록도이다.
도 5A 및 도 5B는 도 4의 수신기를 구체적으로 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 수신기의 블록도이다.
도 7A는 도 6의 수신기를 구체적으로 나타내는 블록도이고, 도 7B는 인트라 CA에서의 수신기 동작을 설명하기 위한 블록도이며, 도 7C는 인터 CA에서의 수신기 동작을 셜명하기 위한 블록도이다.
도 8A 및 도 8B는 도 5A의 제1 증폭부 구성의 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 9A 및 도 9B는 도 5A의 제2 증폭부 구성의 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 개시의 실시예에 따라 상쇄 대상이 되는 비선형성 요인을 설명하기 위한 그래프이다.
도 11A 및 도 11C는 본 개시의 일 실시예에 따른 LNA의 구체적인 회로도이다.
도 12A 내지 도 12C는 본 개시의 다른 실시예에 따른 LNA의 구체적인 회로도이다.
도 13는 본 개시의 일 실시예에 따른 LNA의 구체적인 회로도이고, 도 14A 및 도 14B는 LNA의 증폭 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 16은 도 15의 S120 단계를 구체적으로 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 무선 통신 동작을 수행하는 무선 통신 장치(100) 및 이를 포함하는 무선 통신 시스템(10)을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(10)은 LTE(Long Term Evolution) 시스템, CDMA(Code Division Multiple) 시스템, GSM 시스템(Global System for Mobile Communication), WLAN(Wireless Local Area Network) 시스템 등 중 어느 하나일 수 있다. 또한, CDMA 시스템은 광대역 CDMA(WCDMA), 시간 분할 동기화 CDMA(TD-SCDMA), cdma2000 등의 다양한 CDMA 버전으로 구현될 수 있다.
무선 통신 시스템(10)은 적어도 두개의 기지국(110, 112; Base Station) 및 시스템 컨트롤러(120)를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적 실시예로 이에 국한되지 않으며, 무선 통신 시스템(10)은 다수의 기지국들 및 다수의 네트워크 엔티티들(Network entities)을 포함할 수 있다. 무선 통신 장치(100)는 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 휴대 장치 등으로 지칭될 수 있다. 기지국(110, 112)은 무선 통신 장치(100) 및/또는 다른 기지국과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 지칭할 수 있고, 무선 통신 장치(100) 및/또는 다른 기지국과 통신하여 데이터 신호 및/또는 제어 정보를 송수신할 수 있다. 기지국(110, 120)은 Node B, eNB(evolved-Node B), BTS(Base Transceiver System) 및 AP(Access Point) 등으로 지칭될 수도 있다.
무선 통신 장치(100)는 무선 통신 시스템(10)과 통신할 수 있으며, 브로드캐스트 스테이션(114)으로부터 신호들을 수신할 수 있다. 더 나아가, 무선 통신 장치(100)는 글로벌 네비게이션 위성 시스템(Global Navigation Satellite System, GNSS)의 위성(130)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 무선 통신 장치(100)는 무선 통신(예를 들면, LTE, cdma2000, WCDMA, TD-SCDMA, GSM, 802.11 등)을 위한 라디오(radio) 기술을 지원할 수 있다.
무선 통신 장치(100)는 복수의 반송파들을 이용한 송수신 동작을 수행하기 위한 반송파 집성을 지원할 수 있다. 무선 통신 장치(100)는 로우 밴드(low band), 미드 밴드(mid band), 하이 밴드(high band)에서 무선 통신 시스템(10)과의 무선 통신을 수행할 수 있다. 로우 밴드, 미드 밴드, 하이 밴드는 각각 밴드 그룹으로 지칭될 수 있으며, 각각의 밴드 그룹은 복수의 주파수 밴드들을 포함할 수 있다. 반송파 집성(이하, CA)은 인트라 밴드(intra-band) CA 및 인터 밴드(inter-band) CA로 분류될 수 있다. 인트라 밴드 CA는 같은 주파수 밴드 내의 복수의 반송파들을 이용한 무선 통신 동작을 수행하는 것을 지칭하고, 인터 밴드 CA는 다른 주파수 밴드 내의 복수의 반송파들을 이용한 무선 통신 동작을 수행하는 것을 지칭한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치(100)는 인트라 밴드 CA, 인터 밴드 CA를 모두 수행할 수 있으며, 더 나아가, CA가 아닌 한 개의 반송파를 이용한 무선 통신 동작을 수행할 수 있다. 무선 통신 시스템(10)으로부터 RF 신호를 수신하기 위한 무선 통신 장치(100)에 포함된 수신기의 입력 임피던스(input impedance)는 인트라 밴드 CA에서의 동작, 인터 밴드 CA에서의 동작에서 일정하게 유지될 수 있다. 또한, 무선 통신 장치(100)는 RF 신호를 수신하여, 이를 증폭하는 동시에 비선형성 요인들을 각각 상쇄시킴으로서 증폭 이득 특성을 향상시킬수 있다. 이에 따라, 무선 통신 장치(100)의 신호 수신 감도가 향상되어 무선 통신 장치(100)의 무선 통신 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 2A 내지 도 2F는 CA에 대한 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 2A는 인접한(contiguous) 인트라 밴드 CA의 예시 도면이다. 도 2A를 참조하면, 도 1의 무선 통신 장치(100)는 로우 밴드(low band)의 동일한 주파수 밴드 내의 인접한 4개의 반송파들을 이용하여 신호에 대한 송수신을 수행할 수 있다.
도 2B는 비인접한(non-contiguous) 인트라 밴드 CA의 예시 도면이다. 도 2B를 참조하면, 무선 통신 장치(100)는 로우 밴드(low band)의 동일한 주파수 밴드내의 비인접한 4개의 반송파들을 이용하여 신호에 대한 송수신을 수행할 수 있다. 각 반송파들이 떨어져 있는 정도는, 예를 들면, 반송파들은 5MHz, 10MHz, 또는 다른 정도(amount)만큼 각각 떨어져 있을 수 있다.
도 2C는 동일한 밴드 그룹에서의 인터 밴드 CA의 예시 도면이다. 도 2C를 참조하면, 무선 통신 장치(100)는 동일한 밴드 그룹에 포함되는 두 개의 주파수 밴드들 내의 4개의 반송파들을 이용하여 신호에 대한 송수신을 수행할 수 있다.
도 2D는 다른 밴드 그룹에서의 인터 밴드 CA의 예시 도면이다. 도 2D를 참조하면, 무선 통신 장치(100)는 다른 밴드 그룹에 포함되는 4개의 반송파들을 이용하여 신호에 대한 송수신을 수행할 수 있다. 구체적으로, 두개의 반송파들은 로우 밴드에 포함된 어느 하나의 주파수 밴드 내의 반송파이고, 나머지 두개의 반송파들은 미드 밴드에 포함된 어느 하나의 주파수 밴드 내의 반송파이다.
도 2A 내지 도 2D에서 도시된 CA는 일 예로서 여기에 국한되지 않으며, 무선 통신 장치(100)는 주파수 밴드 또는 밴드 그룹에 대한 다양한 조합의 CA를 지원할 수 있다.
도 2E를 참조하면, 증가된 비트 레이트(bit rate)에 대한 요구를 충족시키고자, 하나 이상의 기지국에서 여러 개의 주파수 대역을 결합하여 운용하는, CA에 대한 기술이 등장했다. 무선 통신망(mobile network)의 하나인 LTE(Long Term Evolution)는 100Mbps의 데이터 전송 속도를 구현할 수 있어 무선 환경에서 대용량 동영상도 원할하게 송수신될 수 있다. 도 2E는 반송파 집적 기술에 의해 LTE 표준 상의 5개의 주파수 대역을 결합함으로써, 데이터 전송 속도를 5배까지 증가시킬 수 있는 예를 도시하고 있다. 도 2E의 각 반송파(carrier 1 ~ carrier 5)가 LTE에서 정의된 반송파이고, LTE 표준에서 하나의 주파수 밴드폭이 최대 20MHz까지 정의되어 있으므로, 일 실시예에 따른 무선 단말(100)은, 최대 100MHz의 대역폭으로 데이터율(data rate)를 향상시킬 수 있다.
도 2E는 LTE에서 정의된 반송파만으로 결합되는 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 2F에 도시되는 바와 같이, 서로 다른 무선 통신망의 반송파끼리도 결합될 수 있다. 도 2F를 참조하면, 반송파 집적 기술에 의해 주파수 대역이 결합됨에 있어, LTE 뿐 아니라, 3G 및 Wi-fi 표준 상의 주파수 대역도 함께 결합될 수 있다. 이렇듯, LTE-A는 반송파 집적 기술을 채택함으로써, 보다 빠른 데이터 전송을 수행할 수 있다.
도 3은 도 1의 무선 통신 장치(100)의 예시적인 블록도를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 무선 통신 장치(200)는 프라이머리(primary) 안테나(210)와 연결된 트랜시버(220, transceiver), 세컨더리(secondary) 안테나(212)와 연결된 트랜시버(250) 및 데이터 프로세서(또는 컨트롤러, 280)를 포함할 수 있다. 트랜시버(220)는 복수의 수신기들(230a~230k) 및 복수의 송신기들(240a~240k)을 포함할 수 있다. 트랜시버(250)는 복수의 수신기들(260a~260l) 및 복수의 송신기들(270a~270l)을 포함할 수 있다. 이와 같은 구조의 트랜시버(220, 250)는 복수의 주파수 밴드들, 복수의 라디오 기술들, CA, 수신 다이버시티(diversity), 복수의 전송 안테나와 복수의 수신 안테나 간의 MIMO(Multiple-Input Multiple-Out) 전송 등을 지원할 수 있다.
각각의 제1 수신기(230a)는 LNA(224a, Low Noise Amplifier) 및 수신 회로(225a)를 포함할 수 있다. 제1 수신기(230a)의 구성은 다른 수신기들(230b~230k, 260a~260l)에 적용될 수 있다. 이하에서는, 제1 수신기(230a)의 구성을 중심으로 서술하겠다. 데이터 수신을 위하여 프라이머리 안테나(210)는 기지국 및/또는 트랜스미터 스테이션(transmitter station) 등으로부터 RF 신호를 수신할 수 있다. 프라이머리 안테나(210)는 수신된 RF 신호를 주파수 필터링 등의 동작을 통해 생성된 RF 입력신호를 안테나 인터페이스 회로(222)를 통해 선택된 수신기에 라우팅할 수 있다. 안테나 인터페이스 회로(222)는 스위치 소자들, 듀플렉서(duplexer), 필터 회로 및 입력 매칭 회로 등을 포함할 수 있다. LNA(224)는 수신된 RF 입력신호를 증폭하여 RF 출력신호를 데이터 프로세서(280)에 제공할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 LNA(224a)는 다양한 CA에 따른 통신 동작시에도 입력 임피던스가 타겟 임피던스로 일정할 수 있으며, RF 입력신호를 증폭할 때에, 증폭시에 발생할 수 있는 비선형성 요인들을 각각 상쇄하여 증폭시에 이득 특성 및 잡음 특성을 향상시킬 수 있다. LNA(224a)는 하나의 RF 출력신호를 생성하기 위하여, RF 입력신호를 순차적으로 적어도 두번 이상 증폭할 수 있으며, 각각의 증폭시에 발생하는 비선형성 요인들을 순차적으로 적어도 두번 이상 상쇄할 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 후술한다.
수신 회로(225a)는 LNA(224a)로부터 수신된 RF 출력신호를 RF에서 베이스 밴드로 다운 컨버팅하여, 베이스 밴드 신호를 생성할 수 있다. 수신 회로(225a)는 다른 실시예에서 출력 회로로 지칭될 수 있다. 수신 회로(225a)는 베이스 밴드 신호를 증폭하고, 필터링하여 데이터 프로세서(280)에 제공할 수 있다. 수신 회로(225a)는 믹서들(mixers), 필터들, 증폭기들, 오실레이터, 로컬 오실레이터 생성기, PLL 루프 회로등을 포함할 수 있다.
제1 송신기(240a)는 파워 증폭기(226a) 및 전송 회로(227a)를 포함할 수 있다. 제1 송신기(240a)의 구성은 다른 송신기들(240b~240k, 270a~270l)에 적용될 수 있다. 이하에서는, 제1 송신기(240a)의 구성을 중심으로 서술하겠다. 데이터 전송을 위해, 데이터 프로세서(280)는 전송될 데이터를 처리하여(예를 들면, 데이터 인코딩, 데이터 변조), 처리된 아날로그 출력신호를 선택된 송신기에 제공할 수 있다.
송신 회로(257a)는 아날로그 출력 신호를 베이스 밴드에서 RF로 업 컨버팅하고, 이를 증폭, 필터링하여 변조된 RF 신호를 생성할 수 있다. 송신 회로(257a)는 증폭기들, 필터들, 믹서들, 입력 매칭 회로들, 오실레이터, LO 오실레이터, PLL 루프 회로등을 포함할 수 있다. 파워 증폭기(226a)는 변조된 RF 신호를 수신 및 증폭하고, 적절한 출력 파워 레벨을 갖는 전송 RF 신호를 안테나 인터페이스 회로(222)를 통해 안테나(210)에 제공할 수 있다. 안테나(210)를 통해 변조된 RF 신호는 기지국 등으로 송신될 수 있다.
트랜시버(220, 250)의 전부 또는 일부는 아날로그 집적회로 또는, RF 집적회로, mixed-signal 집적회로로 구현될 수 있다. 예를 들어, LNA들(224a~224k, 254a~254l) 및 수신 회로(225a~225k, 255a~255l)는 하나의 모듈(예를 들면, RF 집적회로)로 구현될 수 있다. 트랜시버(220, 250)의 회로 구성은 다른 방법으로 다양하게 구현될 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 수신기(400)의 블록도이다 .
도 4를 참조하면, 수신기(400)는 비(non-) CA 및 인트라 밴드 CA를 지원할 수 있는 CA LNA(440), 안테나(410), 안테나 인터페이스 회로(420), 입력 매칭 회로(430) 및 복수의 출력 회로들(450_1~450_M)을 포함할 수 있다. CA LNA(440)는 도 3의 LNA들(224, 225)들 중 적어도 하나에 적용될 수 있다. CA LNA(440)는 싱글 입력단 및 멀티(M) 출력단을 포함할 수 있다. 수신기(400)는 안테나(410)를 통해 적어도 하나의 반송파로부터 전송된 RF 신호(또는 다운링크 신호)를 수신할 수 있다. 안테나(410)는 수신된 RF 신호를 안테나 인터페이스 회로(420)에 제공할 수 있다. 안테나 인터페이스 회로(420)는 수신된 RF 신호를 주파수 필터링하고, 라우팅하여 수신기 입력 신호(RXIN)를 입력 매칭 회로(430)에 제공할 수 있다. 입력 매칭 회로(430)는 임피던스 매칭을 통해 생성된 RF 입력신호(RFIN)를 CA LNA(440)에 제공할 수 있다. 입력 매칭 회로(430)는 CA LNA(440)와 안테나 인터페이스 회로(420) 또는 안테나(410)간의 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 입력 매칭 회로(430)는 안테나 인터페이스 회로(420)에 포함되도록 구현될 수 있다.
CA LNA(440)는 한 개의 반송파에 의한 CA 또는 비(non-) CA에서 RF 입력신호(RFIN)를 증폭하여 한 개의 LNA 출력단을 통해 하나의 RF 출력신호를 출력하거나, M개의 반송파들에 의한 인트라 밴드 CA에서 RF 입력신호(RFIN)를 증폭하여 M개의 LNA 출력단을 통해 M개의 RF 출력신호(RFOUT1~RFOUTM)를 출력할 수 있다. CA LNA(440)는 외부로부터 모드 제어 신호(XMOD)를 수신할 수 있으며, 모드 제어 신호(XMOD)를 기반으로 싱글 출력 모드 또는 멀티 출력 모드로 동작을 할 수 있다. 싱글 출력 모드시에는 CA LNA(440)는 1 입력, 1 출력 형태(configuration)로 동작할 수 있으며, 한 개의 반송파에 의해 전송되는 적어도 하나의 신호를 포함하는 RF 입력신호(RFIN)를 수신할 수 있다. CA 없이 한 개의 반송파에 의해 전송된 신호를 수신하기 위하여 싱글 출력 모드가 사용될 수 있다. 멀티 출력 모드시에는 CA LNA(440)는 1 입력, M 출력 형태로 동작할 수 있으며, 복수의 반송파들에 의해 전송되는 신호들을 포함하는 RF 입력신호(RFIN)를 수신하여, M개의 RF 출력신호(RFOUT1~RFOUTM)를 M개의 출력회로들(450_1~450_M)에 각각 출력할 수 있다. 한 개의 RF 출력신호는 한 개의 반송파에 대응될 수 있다. 출력 회로들(450_1~450_M) 중 적어도 하나는 RF 출력신호를 수신하고, RF 출력신호를 다운 컨버팅하여 베이스 밴드 신호로 출력할 수 있다. 출력 회로들(450_1~450_M)은 도 3의 수신 회로(225, 255)에 대응될 수 있다.
도 5A 및 도 5B는 도 4의 수신기(400)의 LNA(440) 및 출력회로(450)를 구체적으로 나타내는 블록도이다 .
도 5A를 참조하면, 수신기(400)는 CA LNA(440) 및 복수의 출력 회로(450_1~450_M)를 포함할 수 있다. CA LNA(440)는 적어도 하나의 증폭기 블록(AMPB, Amplifier Block)을 포함할 수 있다. 증폭기 블록(AMPB)은 제1 증폭부(442) 및 제2 증폭부(446)를 포함할 수 있다. 제1 증폭부(442)는 RF 입력신호(RFIN)를 증폭하고, 증폭시에 발생되는 비선형성 요인들을 서로 상쇄시키는 증폭 회로(443)를 포함할 수 있다. 제2 증폭부(446)는 제1 증폭부(442)의 출력 노드(X)를 통해 제1 증폭부(442)와 연결될 수 있으며, 제2 증폭부(446)는 제1 증폭부(442)로부터 증폭된 RF 입력신호를 수신할 수 있다. 제2 증폭부(446)는 복수의 증폭 회로들(446_1~446_M)을 포함할 수 있으며, 각각의 증폭 회로들(446_1~446_M)은 활성화/비활성화 제어신호(EN/DIS_CS)를 수신하여 활성화/비활성화가 제어될 수 있다. 예를 들어, 인트라 밴드 CA에서 G(M보다 작은 정수)개의 반송파들을 이용한 RF 신호를 수신할 때에, 증폭 회로들(446_1~446_M) 중 G개의 증폭 회로가 선택되어 활성화될 수 있으며, 활성화된 증폭 회로들은 각각 RF 출력신호를 출력할 수 있다. 인트라 밴드 CA에서 M개의 반송파들을 이용한 RF 신호를 수신한 경우를 가정하면, 증폭 회로들(446_1~446_M) 각각은 증폭된 RF 입력신호를 증폭하고, 증폭시에 발생되는 비선형성 요인들을 서로 상쇄시켜 RF 출력신호(RFOUT1~RFOUTM)를 출력할 수 있다.
이와 같이, 본 개시에 따른 CA LNA(440)는 소정의 신호를 증폭할 때에, 발생되는 비선형성 요인들을 상쇄시킴으로서 선형성이 중시되는 증폭 이득의 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2 증폭부(446)는 제1 증폭부(442)로부터 증폭된 RF 입력신호를 수신하여 다시 증폭함으로써, DC 전류를 덜 소모하면서도 원하는 크기를 갖는 RF 출력신호를 출력할 수 있는 특징이 있다.
각각의 출력 회로(450_1~450_M)는 제2 증폭부(446)의 각각의 증폭 회로들(446_1~446_M)과 연결된 로드 회로들(451_1~451_M) 및 다운 컨버터 회로들(452_1~452_M)을 포함할 수 있다. 제1 다운 컨버터 회로(452_1)는 각각 두개의 믹서들(453_1, 454_1)을 포함하고, 베이스 밴드 필터들(455_1, 456_1)을 포함할 수 있다. 제1 다운 컨버터 회로(452_1)의 구성은 다른 다운 컨버터 회로들(452_2~452_M)에 적용될 수 있다. 인트라 밴드 CA에서 M개의 반송파들을 이용한 RF 신호를 수신한 경우를 가정하면, 출력 회로들(446_1~446_M)은 각각의 RF 출력신호들(RFOUT1~RFOUTM)을 베이스 밴드 신호들(XBASOUT1~XBASOUTM)로 변환할 수 있다.
도 5B를 참조하면, 도 5A와 달리, 수신기(400')는 복수의 스위치 소자들(SW1~SWM)을 포함하는 스위치부(444')를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 인트라 밴드 CA에서 N개의 반송파들을 이용한 RF 신호를 수신할 때에, 증폭 회로들(446_1'~446_M') 중 N개의 증폭 회로가 선택되도록 스위치부(444')가 스위칭 제어신호(SWCS)에 의해 제어될 수 있다. 다만, 도 5A 및 도 5B에 도시된 수신기(400, 400')의 구조는 예시적 실시예에 불과한 바, 이에 국한되지 않으며, 다양한 실시예 적용이 가능하다.
도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 수신기(500)의 블록도이다 .
도 6을 참조하면, 수신기(500)는 비 CA, 인트라 밴드 CA 및 인터 밴드 CA를 지원할 수 있는 MIMO LNA(540), 안테나(510), 안테나 인터페이스 회로(520), 입력 매칭 회로(530) 및 복수의 출력 회로들(550_1~550_M)을 포함할 수 있다. MIMO LNA(540)는 도 3의 LNA들(224, 225)들 중 적어도 하나에 적용될 수 있다. MIMO LNA(440)는 멀티(N) 입력단 및 멀티(M) 출력단을 포함할 수 있다. 수신기(500)는 안테나(510)를 통해 동일한 주파수 밴드 또는 상이한 주파수 밴드 내의 복수의 반송파들 또는 한 개의 반송파로부터 전송된 RF 신호(또는 다운링크 신호)를 수신할 수 있다. 안테나(510)는 수신된 RF 신호를 안테나 인터페이스 회로(520)에 제공할 수 있다. 안테나 인터페이스 회로(520)는 수신된 RF 신호를 주파수 필터링할 수 있다. 일 예로, 안테나 인터페이스 회로(520)는 RF 신호를 필터링하여, 제1 주파수 밴드내의 반송파를 이용하여 전송된 제1 수신기 입력신호(RXIN1)를 생성할 수 있다. 또한, 안테나 인터페이스 회로(520)는 RF 신호를 필터링하여, 제N 주파수 밴드내의 반송파를 이용하여 전송된 제N 수신기 입력 신호(RXINN)를 생성할 수 있다. 안테나 인터페이스 회로(520)는 한 개에서부터 N개까지의 수신기 입력신호들(RXIN1~RXINN)을 생성할 수 있고, 이를 라우팅하여 각각의 입력 매칭 회로들(530_1~530_N)에 제공할 수 있다. 입력 매칭 회로들(530_1~530_N)은 임피던스 매칭 동작을 수행하여 생성될 수 있는 한 개에서부터 N개까지의 RF 입력신호들(RFIN1~ RFINN)을 MIMO LNA(540)에 제공할 수 있다.
MIMO LNA(540)는 한 개에서부터 N개까지의 RF 입력신호들(RFIN1~ RFINN)을 수신할 수 있다. 예를 들어, MIMO LNA(540)는 비 CA 또는 인트라 밴드 CA에서 수신된 한 개의 RF 입력신호에서부터 인터 밴드 CA에서 수신된 N개의 RF 입력신호들까지 증폭을 할 수 있다. MIMO LNA(540)는 한 개에서부터 N개까지 수신할 수 있는 RF 입력신호들(RFIN1~ RFINN)을 증폭하여 RF 출력신호들(RFOUT1~RFOUTM)을 각각의 출력 회로들(550_1~550_M)에 출력할 수 있다.
MIMO LNA(540)는 외부로부터 모드 제어 신호(XMOD)를 수신할 수 있으며, 모드 제어 신호(XMOD)를 기반으로 싱글 출력 모드, 인트라 밴드 CA 모드, 인터 밴드 CA 모드 중 어느 하나로 동작을 할 수 있다. 싱글 출력 모드시에는 MIMO LNA(540)는 1 입력, 1 출력 형태(configuration)로 동작할 수 있다. 또한, MIMO LNA(540)는 하나의 반송파에 의해 전송되는 적어도 하나의 신호를 포함하는 RF 입력신호를 수신하고, 이를 증폭하여 하나의 RF 출력신호를 출력할 수 있다. 인트라 밴드 CA 모드시에는 MIMO LNA(540)는 1 입력, M 출력 형태로 동작할 수 있다. 또한, MIMO LNA(540)는 동일한 주파수 밴드내의 복수의 반송파들에 의해 전송되는 복수의 트랜스미션들을 포함하는 RF 입력신호를 수신하여, 한 개에서부터 M개까지의 RF 출력신호들(RFOUT1~RFOUTM)을 M개의 출력회로들(550_1~550_M)에 각각 출력할 수 있다. 하나의 RF 출력신호는 반송파에 대응될 수 있다. 인터 밴드 CA 모드시에는 MIMO LNA(540)는 N 입력, M 출력 형태로 동작할 수 있다. 또한, MIMO LNA(540)는 한 개에서부터 N개까지의 다른 주파수 밴드내에서 M개까지의 반송파들에 의해 전송되는 복수의 트랜스미션들을 포함하는 RF 입력신호를 수신하여, RF 출력신호들(RFOUT1~RFOUTM)을 M개의 출력회로들(550_1~550_M)에 각각 출력할 수 있다. 출력 회로들(550_1~550_M) 중 적어도 하나는 RF 출력신호를 수신하고, RF 출력신호를 다운 컨버팅하여 베이스 밴드 신호로 출력할 수 있다.
도 7A는 도 6의 수신기(500)를 구체적으로 나타내는 블록도이고 , 도 7B는 인트라 CA에서의 수신기 동작을 설명하기 위한 블록도이며 , 도 7C는 인터 CA에서의 수신기 동작을 셜명하기 위한 블록도이다 .
도 7A를 참조하면, 수신기(500)는 MIMO LNA(540) 및 복수의 출력회로(550_1~550_M)를 포함할 수 있다. MINO LNA(540)는 복수의 증폭기 블록들(AMPB_1~AMPB_N)을 포함할 수 있다. 복수의 증폭기 블록들(AMPB_1~AMPB_N)은 각각의 RF 입력신호들(RFIN1~RFINN)을 수신하여 이를 증폭하고, RF 출력신호들(RFOUT1~RFOUT2)을 출력할 수 있다. 복수의 증폭기 블록들(AMPB_1~AMPB_N)은 출력 회로들(550_1~550_M)과 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 증폭기 블록(AMPB_1)은 M개의 출력 회로들(550_1~550_M)과 연결될 수 있으며, 나머지 증폭기 블록들(AMPB_2~AMPB_M)도 각각 M개의 출력 회로들(550_1~550_M)과 연결될 수 있다. 제1 출력 회로(550_1)는 로드 회로(551_1) 및 다운 컨버터 회로(552_1)를 포함할 수 있다. 제1 출력 회로(550_1)의 구성은 다른 출력 회로들(550_2~550_M)에 적용될 수 있다. 출력 회로들(550_1~550_M)은 각각 RF 출력신호들(RFOUT1~RFOUT2) 중 어느 하나를 수신 및 다운 컨버팅하여 베이스 밴드 신호들(XBASOUT1~XBASOUTM)을 출력할 수 있다.
도 7B는 인터 CA에서의 수신기(500)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 7B를 참조하면, 수신기(500)는 MIMO LNA(540) 및 제1 내지 제5 출력회로(550_1~550_5)를 포함할 수 있고, MIMO LNA(540)는 제1 내지 제8 증폭기 블록(AMPB_1~AMPB_8)을 포함할 수 있다. 이하에서는, 기지국에서 제1 주파수 밴드의 제1 반송파(ω1), 제3 주파수 밴드의 제2 반송파(ω2) 및 제5 주파수 밴드의 제3 반송파(ω3)를 이용하여 RF 신호를 전송한 경우를 가정하여 서술하도록 한다.
먼저, 증폭기 블록들(AMPB_1~AMPB_8) 중 일부의 증폭기 블록들(AMPB_1, AMPB_3, AMPB_5)이 활성화되고, 활성화된 증폭기 블록들(AMPB_1, AMPB_3, AMPB_5)은 제1 내지 제3 반송파(ω1~ ω3)에 대응되는 RF 입력신호들(RFIN1~RFIN3)을 각각 수신할 수 있다. 제1 증폭기 블록(AMPB_1)은 제1 RF 입력신호(RFIN1)를 증폭하고, 증폭시 발생되는 비선형성 요인들을 상쇄하여, 제1 RF 출력신호(RFOUT1)를 활성화된 제1 출력회로(550_1)에 출력할 수 있다. 제2 증폭기 블록(AMPB_2)은 제2 RF 입력신호(RFIN2)를 증폭하고, 증폭시 발생되는 비선형성 요인들을 상쇄하여, 제2 RF 출력신호(RFOUT2)를 활성화된 제2 출력회로(550_2)에 출력할 수 있다. 또한, 제3 증폭기 블록(AMPB_3)은 제3 RF 입력신호(RFIN3)를 증폭하고, 증폭시 발생되는 비선형성 요인들을 상쇄하여, 제3 RF 출력신호(RFOUT3)를 활성화된 제3 출력회로(550_3)에 출력할 수 있다. 활성화된 출력회로들(550_1~550_3)은 각각의 반송파들(ω1~ ω3)에 대응하는 베이스 밴드 신호들(XBASOUT1~XBASOUT3)을 출력할 수 있다.
도 7C는 인트라 CA에서의 수신기(500)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 7C를 참조하면, 수신기(500)는 MIMO LNA(540) 및 제1 내지 제5 출력회로(550_1~550_5)를 포함할 수 있고, MIMO LNA(540)는 제1 내지 제8 증폭기 블록(AMPB_1~AMPB_8)을 포함할 수 있다. 이하에서는, 기지국에서 동일한 주파수 밴드의 제1 반송파(ω1), 제2 반송파(ω2) 및 제3 반송파(ω3)를 이용하여 RF 신호를 전송한 경우를 가정하여 서술하도록 한다.
먼저, 증폭기 블록들(AMPB_1~AMPB_8) 중 제1 증폭기 블록(AMPB_1)이 활성화되고, 활성화된 증폭기 블록(AMPB_1)은 제1 내지 제3 반송파(ω1~ ω3)에 대응되는 제1 RF 입력신호(RFIN1)를 수신할 수 있다. 제1 증폭기 블록(AMPB_1)은 제1 RF 입력신호(RFIN1)를 증폭하고, 증폭시 발생되는 비선형성 요인들을 상쇄하여, 제1 반송파(ω1)에 대응하는 제1 RF 출력신호(RFOUT1)를 활성화된 제1 출력회로(550_1)에 출력할 수 있다. 또한, 제1 증폭기 블록(AMPB_1)은 제1 RF 입력신호(RFIN1)를 증폭하고, 증폭시 발생되는 비선형성 요인들을 상쇄하여, 제2 반송파(ω2)에 대응하는 제2 RF 출력신호(RFOUT2)를 활성화된 제2 출력회로(550_2)에 출력할 수 있다. 마지막으로, 제1 증폭기 블록(AMPB_1)은 제1 RF 입력신호(RFIN1)를 증폭하고, 증폭시 발생되는 비선형성 요인들을 상쇄하여, 제3 반송파(ω3)에 대응하는 제3 RF 출력신호(RFOUT3)를 활성화된 제3 출력회로(550_3)에 출력할 수 있다. 활성화된 출력회로들(550_1~550_3)은 각각의 반송파들(ω1~ ω3)에 대응하는 베이스 밴드 신호들(XBASOUT1~XBASOUT3)을 출력할 수 있다. 이하에서는, 본 개시의 실시예들에 따른 증폭기 블록의 구체적인 구성의 특징을 서술하도록 한다.
도 8A 및 도 8B는 도 5A의 제1 증폭부 (442) 구성의 실시예를 나타내는 블록도이다 .
도 8A를 참조하면, 제1 증폭부(442A)는 제1 입력 증폭기(442_1A) 및 제2 입력 증폭기(442_2A)를 포함할 수 있다. 제1 입력 증폭기(442_1A)와 제2 입력 증폭기(442_2A)는 병렬로 연결될 수 있다. 즉, 제1 입력 증폭기(442_1A)의 입력단과 제2 입력 증폭기(442_2A)의 입력단은 Y 노드를 통해 연결되고, 제1 입력 증폭기(442_1A)의 출력단과 제2 입력 증폭기(442_2A)의 출력단은 X 노드를 통해 연결될 수 있다.
제1 입력 증폭기(442_1A)는 RF 입력신호(RFIN)를 수신하고, 이를 증폭하여 제1 비선형성 요인(NLF1, Non Linearity Factor1)을 포함하는 제1 RF 증폭신호(RFIN_B1)를 생성할 수 있다. 제2 입력 증폭기(442_2A)는 RF 입력신호(RFIN)를 수신하고, 이를 증폭하여 제2 비선형성 요인(NLF2)을 포함하는 제2 RF 증폭신호(RFIN _B2)를 생성할 수 있다. 비선형성 요인은 소정의 증폭기를 통해 신호를 증폭할 때에, 생성되는 신호일 수 있으며, 비선형성 요인은 증폭기의 선형성을 방해하는 요인들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 증폭기가 트랜지스터를 포함할 때에, 트랜지스터의 트랜스컨덕턴스(transconductance)와 관련된 계수에 의해 생성되는 신호는 비선형성 요인에 해당될 수 있다.
일 실시예로, 제1 입력 증폭기(442_1A)의 특성과 제2 입력 증폭기(442_2A)의 특성을 다르게 하여, 제1 입력 증폭기(442_1A)에 의해 생성되는 제1 비선형성 요인(NLF1)의 부호는 제2 입력 증폭기(442_2A)에 의해 제2 비선형성 요인(NLF2)의 부호와 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 비선형성 요인(NLF1)의 부호가 양일 때에, 제2 비선형성 요인(NLF2)의 부호는 음일 수 있다. 제1 RF 증폭신호(RFIN _B1)와 제2 RF 증폭신호(RFIN _B2)는 X 노드에서 합산되어 제3 RF 증폭신호(RFIN _B3)로서 출력될 수 있다. 이 때에, 제1 비선형성 요인(NLF1)의 부호와 제2 비선형성 요인(NLF2)의 부호는 상이하기 때문에, 제1 비선형성 요인(NLF1)과 제2 비선형성 요인(NLF2)는 서로 상쇄될 수 있다. 제1 증폭부(442A)에서 비선형성 요인들이 상쇄되는 것을 1차 상쇄(1ST CANCELLATION)라 지칭할 수 있다. 결과적으로, 제3 RF 증폭신호(RFIN _B3)는 제1 비선형성 요인(NLF1)과 제2 비선형성 요인(NLF2)간의 상쇄된 결과인 제3 비선형성 요인(NLF3)을 포함할 수 있다.
도 8B를 참조하면, 도 8A의 제1 증폭부(442A)의 구성과 비교하여, 제1 증폭부(442B)는 피드백 회로(442_3B)를 더 포함할 수 있다. 피드백 회로(442_3B)는 제1 입력 증폭기(442_1B) 및 제2 입력 증폭기(442_2B)와 병렬로 연결될 수 있다. 즉, 피드백 회로(442_3B)는 X 노도와 Y 노드 사이에 연결될 수 있다. 제1 증폭부(442B)는 피드백 회로(442_3B)를 포함함으로써, 제1 증폭부(442B)의 입력 임피던스(ZIN)를 소정의 값으로 일정하게 유지할 수 있다. 구체적으로, 피드백 회로(442_3B)는 제1 증폭부(442B)의 입력 입피던스(ZIN)가 일정한 타겟 임피던스(예를 들면, 50 Ohms)에 해당되도록 구성될 수 있다. 또한, 피드백 회로(442_3B)는 제1 증폭부(442B)를 포함하는 LNA에 대한 입력 매칭(input matching) 동작이 원활하게 수행되도록 할 수 있다. 더 나아가, 피드백 회로(442_3B)는 제1 증폭부(442B)의 선형성이 향상되도록 제1 증폭부(442B)의 증폭 이득을 일정하게 할 수 있다.
도 9A 및 도 9B는 도 5A의 제2 증폭부 (446) 구성의 실시예를 나타내는 블록도이다 .
도 9A를 참조하면, 도 5A와 같이, 제2 증폭부(446A)는 복수의 증폭 회로들을 포함할 수 있고, 증폭 회로(446_1A)는 복수의 증폭 회로들 중 어느 하나일 수 있으며, 증폭 회로(446_1A)의 구성은 복수의 증폭 회로들에 적용될 수 있다. 증폭 회로(446_1A)는 증폭기(446_11A)를 포함할 수 있다. 증폭기(446_11A)는 제1 증폭부(442A)로부터 제3 비선형성 요인(NLF3)을 포함하는 제3 RF 증폭신호(RFIN _B3)를 수신할 수 있다. 증폭기(446_11A)는 제3 RF 증폭신호(RFIN _B3)를 증폭하여 RF 출력신호(RFOUT)를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따른 증폭기(446_11A)는 제3 RF 증폭신호(RFIN_B3)를 증폭할 때에 증폭된 제3 비선형성 요인(BNLF3)의 부호와 다른 부호를 갖는 제4 비선형성 요인(NLF4)을 생성할 수 있다. 이 때에, 증폭기(446_11A)는 제3 RF 증폭신호를 증폭할 때에, 생성된 제4 비선형성 요인(NLF4)과 증폭된 제3 비선형성 요인(BNLF3)을 합산함으로써, 상쇄할 수 있다. 제2 증폭부(446A)에서 비선형성 요인들이 상쇄되는 것을 2차 상쇄(2ND CANCELLATION)라 지칭할 수 있다. 결과적으로, RF 출력신호(RFOUT)는 제4 비선형성 요인(NLF4)과 증폭된 제3 비선형성 요인(BNLF3)이 상쇄된 결과인 최종 비선형성 요인(FNLF)을 포함할 수 있다. 최종 비선형성 요인(FNLF)은 거의 0에 가까운 값을 갖거나 0에 해당될 수 있다. 이를 통해, 제2 증폭부(446A)는 비선형성 요인을 제거함으로써, 제2 증폭부(446A)의 선형성을 향상시킬 수 있다. 다만, 도 8A 및 도 9A에 도시된 제1 증폭부(442A) 및 제2 증폭부(446A)는 예시적 실시예에 불과한 바, 이에 국한되지 않고, 제1 증폭부(442A) 또는 제2 증폭부(446A)는 1차 상쇄, 2차 상쇄 외의 비선형성 요인에 대한 상쇄를 위하여 더 많은 회로 구성을 포함할 수 있다.
도 9B를 참조하면, 도 9A의 제2 증폭부(446A)의 구성과 비교하여, 제2 증폭부(446B)의 증폭 회로(446_1B)는 전류 버퍼(446_12B)를 더 포함할 수 있다. 전류 버퍼(446_12B)를 더 포함함으로써, 증폭 회로(446_1B)에 큰 입출력 임피던스를 제공할 수 있고, 이에 따라, 증폭 회로(446_1B)의 증폭 이득을 향상시킬 수 있다. 또한, 전류 버퍼(446_12B)를 통해 증폭 회로(446_1B)에 흐르는 전류의 변화 정도를 줄임으로써, 안정적인 증폭 동작을 수행할 수 있다.
도 10은 본 개시의 실시예에 따라 상쇄 대상이 되는 비선형성 요인을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10을 참조하면, 소정의 트랜지스터를 포함하는 증폭기에 대하여 트랜지스터의 트랜스컨덕턴스 2차 미분계수인 gm''은 증폭기의 증폭 동작시에 선형성을 방해하는 요인이 된다. 특히, 트랜지스터의 VGS 전압(게이트-소스 전압 또는 바이어스 전압)에 따라 이러한 gm''의 값은 변화하게 된다. 구체적으로, 소정의 기준 값(VR)을 기준으로 A 영역에서는 gm'' 값이 양의 값을 갖고, B 영역에서는 gm'' 값이 음의 값을 가질 수 있다. 다만, 트랜지스터의 gm''의 특성은 트랜지스터 회로 구성에 따라 달라질 수 있으나, 이하에서는 도 10에 도시된 그래프를 기준으로 서술하도록 한다.
도 11A 및 도 11B는 본 개시의 일 실시예에 따른 LNA(500A, 500B)의 구체적인 회로도이다.
도 11A를 참조하면, LNA(500A)는 제1 증폭부(510A), 제2 증폭부(520A) 및 스위치부(530A)를 포함할 수 있다. 도 11A 내지 도 11C의 제2 증폭부(520A, 520B, 520C)는 복수의 증폭 회로들 중 어느 하나만이 도시되었다. 제1 증폭부(510A)는 제1 입력 증폭기(512A) 및 제2 입력 증폭기(514A)를 포함할 수 있다. 제1 입력 증폭기(512A)는 NMOS 트랜지스터인 MA1 트랜지스터를 포함하고, 제2 입력 증폭기(514A)는 PMOS 트랜지스터인 MA2 트랜지스터를 포함할 수 있다. MA1 트랜지스터의 소스와 MA2 트랜지스터의 드레인은 X 노드를 통해 연결되고, MA1 트랜지스터의 게이트와 MA2 트랜지스터의 게이트는 Y 노드를 통해 연결될 수 있다. 제2 증폭부(520A)는 증폭기(522A)를 포함할 수 있으며, 증폭기(522A)는 NMOS 트랜지스터인 MB1 트랜지스터를 포함할 수 있다. 스위치부(530A)는 스위칭 제어신호(SWCS)에 의해 온/오프가 제어되는 스위치 소자(SW)를 포함할 수 있으며, 이하에서는 스위치 소자(SW)는 온 된 것을 가정하여 서술한다.
먼저, MA1 트랜지스터의 게이트 및 MA2 트랜지스터의 게이트에 RF 입력신호(RFIN)가 인가될 수 있다. MA1 트랜지스터는 RF 입력신호(RFIN)를 증폭하여 제1 RF 증폭신호(RFIN_B1)를 생성할 수 있다. 이하에서는 서술되는 비선형성 원인 신호(Nonlinearity Cause Signal)는 전술한 비선형성 요인에 해당되는 신호이며, 필수 신호(Fundamental Signal)는 도 3의 데이터 프로세서(280)가 데이터 프로세싱 동작을 수행하기 위해 필요한 정보를 포함하는 신호일 수 있다.
제1 RF 증폭신호(RFIN _B1)는 비선형성 요인에 해당되는 제1 비선형성 원인 신호(NCS1) 및 제1 필수 신호(FSIN _B1)를 포함할 수 있다. MA2 트랜지스터는 RF 입력신호를 증폭하여 제2 RF 증폭신호(RFIN _B2)를 생성할 수 있다. 제2 RF 증폭신호(RFIN _B2)는 비선형성 요인에 해당되는 제2 비선형성 원인 신호(NCS2) 및 제2 필수 신호(FSIN_B2)를 포함할 수 있다. 비선형성 원인 신호는 트랜지스터의 gm'' 성분에 의해 생성된 신호로서 각각의 증폭부(510A, 520A)의 선형성을 감소시키는 원인이 될 수 있다.
일 실시예에 따른 제1 증폭부(510A)에서는 제1 비선형성 원인 신호(NCS1)과 제2 비선형성 원인 신호(NCS2)를 상쇄시키기 위하여, 제1 입력 증폭기(512A)는 양의 값을 갖는 제1 비선형성 원인 신호(NCS1)를 생성하고, 제2 입력 증폭기(514A)는 음의 값을 갖는 제2 비선형성 원인 신호(NCS2)를 생성할 수 있다. 일 실시예로, 부호가 상이한 비선형성 원인 신호들을 생성하기 위해, MA1 트랜지스터의 바이어싱 전압은 MA2 트랜지스터의 바이어싱 전압과 상이할 수 있다. 또는, 부호가 상이한 비선형성 원인 신호들의 크기를 조절하기 위해, MA1 트랜지스터의 너비(또는, 폭함수)는 MA2 트랜지스터의 너비(또는, 폭함수)와 상이할 수 있다. 트랜지스터를 포함하는 증폭기는 트랜지스터의 너비가 커질수록 타겟 증폭 이득에 도달하기 위해 필요한 바이어싱 전압이 작아질 수 있다.
도 10을 더 참조하면, 제1 트랜지스터(TRWD1)는 제1 너비(WD1)를 갖고, 제2 트랜지스터(TRWD2)는 제1 너비(WD1)보다 작은 제2 너비(WD2)를 갖는 때에, 동일한 타겟 이득에 도달하기 위하여, 제1 트랜지스터(TRWD1)는 제1 바이어싱 전압(VGS1)이 필요하고, 제2 트랜지스터(TRWD2)는 제1 바이어싱 전압(VGS1)보다 큰 제2 바이어싱 전압(VGS2)이 필요할 수 있다. 제1 바이어싱 전압(VGS1)이 제1 트랜지스터(TRWD1)에 인가되는 때에, 제1 트랜지스터(TRWD1)의 gm''은 양의 값을 가질 수 있고, 제2 바이어싱 전압(VGS2)이 제2 트랜지스터(TRWD2)에 인가되는 때에, 제2 트랜지스터(TRWD2)의 gm''은 음의 값을 가질 수 있다.
위와 같은 특성을 이용하여, MA1 트랜지스터의 gm'' 값이 음의 값을 갖고, MA2 트랜지스터의 gm'' 값이 양의 값을 가질 수 있도록 MA1 트랜지스터 및 MA2 트랜지스터 각각의 너비가 설정될 수 있고, 이를 기반으로 증폭기가 설계될 수 있다. 정리하면, MA1 트랜지스터의 동작 영역(operation region)과 MA2 트랜지스터의 동작 영역을 다르게 함으로써, 증폭과 동시에 비선형성 요인들을 상쇄할 수 있다.
일 실시예로, 제1 입력 증폭기(512A)로부터 생성된 제1 비선형성 원인 신호(NCS1)의 절대값이 제2 입력 증폭기(514A)로부터 생성된 제2 비선형성 원인 신호(NCS2)의 절대값이 동일하도록 MA1 트랜지스터 및 MA2 트랜지스터 각각의 너비가 설정될 수 있다. 일 예로, MA2 트랜지스터의 너비는 MA1 트랜지스터의 너비보다 클 수 있다. 이 때에, 제1 RF 증폭신호(RFIN _B1)와 제2 RF 증폭신호(RFIN _B2)가 합산되어 X 노드로부터 출력된 제3 RF 증폭신호(RFIN _B3)는 비선형성 원인 신호(NCS3)를 포함하지 않고, 제3 필수 신호(FSIN _B3)만을 포함할 수 있다.
MB1 트랜지스터의 게이트에 제3 RF 증폭신호(RFIN _B3)가 인가될 수 있다. MB1 트랜지스터는 제3 RF 증폭신호(RFIN _B3)를 증폭하여 RF 출력신호(RFOUT)를 생성할 수 있다. RF 출력신호(RFOUT)는 필수 출력신호(FSOUT) 및 제4 비선형성 원인 신호(NCS4)를 포함할 수 있다. RF 출력신호(RFOUT)는 제1 증폭부(510A)의 비선형성 원인 신호들에 대한 상쇄로 인하여 제4 비선형성 원인 신호(NCS4) 이외의 비선형성 원인 신호를 포함하지 않을 수 있기 때문에 최소한의 선형성을 확보할 수 있다.
도 11B를 참조하면, LNA(500B)는 도 11A의 LNA(500A)에 포함된 트랜지스터들(MA1, MA2, MB1)과 각각 너비가 다른 MA1' 트랜지스터, MA2' 트랜지스터 및 MB1' 트랜지스터를 포함할 수 있다. 제1 입력 증폭기(512B)로부터 생성된 제1 비선형성 원인신호(NCS1')의 부호는 양이고, 제2 입력 증폭기(514B)로부터 생성된 제2 비선형성 원인신호(NCS2')의 부호는 음이며, 제1 비선형성 원인신호(NCS1')의 절대값이 제2 비선형성 원인신호(NCS2')의 절대값보다 크게 되도록 MA1' 트랜지스터 및 MA2' 트랜지스터 각각의 너비가 설정될 수 있다. 일 예로, MA2' 트랜지스터의 너비는 MA1' 트랜지스터의 너비보다 클 수 있다. 그 결과, 제1 증폭부(510B)에 의해 생성된 제3 RF 증폭신호(RFIN_B3')는 소정의 양의 값을 갖는 제3 비선형성 원인 신호(NCS3')를 포함할 수 있다.
증폭기(522B)는 제3 RF 증폭신호(RFIN _B3')를 증폭하여 RF 출력신호(RFOUT')를 출력할 수 있다. 증폭기(522B)로부터 생성된 제4 비선형성 원인신호(NCS4')의 부호는 증폭된 제3 비선형성 원인신호(BNCS3')의 부호와 상이하고, 절대값은 동일하도록 MB1' 트랜지스터의 너비가 설정될 수 있다. 일 예로, 도 10에서 서술한 바와 같이, MB1' 트랜지스터의 gm'' 값이 양의 값을 갖도록 MB1' 트랜지스터의 너비가 설정될 수 있다. 이에 따라, 제4 비선형성 원인신호(NCS4')와 증폭된 제3 비선형성 원인신호(BNCS3')는 서로 상쇄될 수 있으며, RF 출력신호(RFOUT')는 필수 출력신호(FSOUT)만을 포함할 수 있다. 그 결과, LNA(500B)의 선형성을 향상시킬 수 있다.
도 11C를 참조하면, LNA(500C)는 도 11B의 LNA(500B)에 포함된 트랜지스터들(MA1', MA2')과 각각 너비가 다른 MA1'' 트랜지스터 및 MA2'' 트랜지스터를 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 제1 입력 증폭기(512C)로부터 생성된 제1 비선형성 원인신호(NCS1'')의 부호는 양이고, 제2 입력 증폭기(514C)로부터 생성된 제2 비선형성 원인신호(NCS2'')의 부호는 음이며, 제1 비선형성 원인신호(NCS1'')의 절대값이 제2 비선형성 원인신호(NCS2'')의 절대값보다 작게 되도록 MA1'' 트랜지스터 및 MA2'' 트랜지스터 각각의 너비가 설정될 수 있다. 일 예로, MA1'' 트랜지스터의 너비는 MA2'' 트랜지스터의 너비보다 작을 수 있다. 그 결과, 제1 증폭부(510C)에 의해 생성된 제3 RF 증폭신호(RFIN _B3'')는 소정의 음의 값을 갖는 제3 비선형성 원인 신호(NCS3'')를 포함할 수 있다.
증폭기(522C)는 제3 RF 증폭신호(RFIN _B3'')를 증폭하여 RF 출력신호(RFOUT'')를 출력할 수 있다. 증폭기(522B)로부터 생성된 제4 비선형성 원인신호(NCS4'')의 부호는 증폭된 제3 비선형성 원인신호(BNCS3'')의 부호와 상이하고, 절대값은 동일하도록 MB1'' 트랜지스터의 너비가 설정된 것일 수 있다. 일 예로, 도 10에서 서술한 바와 같이, MB1'' 트랜지스터의 gm'' 값이 음의 값을 갖도록 MB1'' 트랜지스터의 너비가 설정될 수 있다. 이에 따라, 제4 비선형성 원인신호(NCS4'')와 증폭된 제3 비선형성 원인신호(BNCS3'')는 서로 상쇄될 수 있으며, RF 출력신호(RFOUT'')는 필수 출력신호(FSOUT'')만을 포함할 수 있다. 그 결과, LNA(500C)의 선형성을 향상시킬 수 있다. 도 11A 내지 도 11C에 서술된 LNA의 구현예는 예시적인 실시예에 불과한 바, 이에 국한되지 않고, 제1 증폭부에서의 비선형성 원인신호들간의 1차 상쇄, 제2 증폭부에서의 비선형성 원인신호들간의 2차 상쇄가 일어날 수 있는 다양한 실시예들이 적용될 수 있다.
도 12A 내지 도 12C는 본 개시의 다른 실시예에 따른 LNA(600A~600C)의 구체적인 회로도이다.
도 12A를 참조하면, LNA(600A)는 제1 증폭부(610A) 및 제2 증폭부(620A)를 포함할 수 있다. 도 12A 내지 도 12C에서는 제2 증폭부(620A)에 포함된 복수의 증폭 회로들 중 어느 하나만 도시되었다. 제1 증폭부(610A)는 제1 입력 증폭기(612A), 제2 입력 증폭기(614A) 및 피드백 회로(616A)를 포함할 수 있다. 피드백 회로(616A)는 저항 소자(RF) 및 커패시터 소자(CF)를 포함할 수 있다. 저항 소자(RF)와 커패시터 소자(CF)는 직렬로 연결될 수 있으며, 피드백 회로(616A)는 Y 노드 및 X 노드에 연결되어 제1 입력 증폭기(612A) 및 제2 입력 증폭기(614A)와 병렬로 연결될 수 있다. 제1 입력 증폭기(612A) 및 제2 입력 증폭기(614A)의 구성은 도 11A 내지 도 11C에서 서술한 바, 자세한 서술은 생략한다.
제2 증폭부(620A)는 증폭기(622A) 및 전류 버퍼(624A)를 포함할 수 있다. 전류 버퍼(624A)는 NMOS 트랜지스터인 MB2 트랜지스터를 포함할 수 있다. MB2 트랜지스터는 증폭기(622A)의 MB1 트랜지스터와의 캐스케이드(cascade) 구조를 이룰 수 있으며, MB2 트랜지스터를 캐스케이드 트랜지스터로 지칭할 수 있다. 일 실시예로, MB2 트랜지스터는 스위칭 제어신호(SWCS2)에 의하여 온/오프가 제어될 수 있다. MB2 트랜지스터의 온/오프를 제어함으로써, 제2 증폭부(620A)를 활성화 또는 비활성화시킬 수 있다.
도 12B를 참조하면, 도 12A의 LNA(600A)의 구성과 비교하여, 제1 증폭부(610B) 및 제2 증폭부(620B)는 인터커넥션 회로들(617B, 618B, 626B)을 더 포함할 수 있다. 제1 인터커넥션 회로(617B)는 MA1 트랜지스터의 트랜스컨덕턴스(transconductance, 또는 1/gm)와 비교하여 더 작은 임피던스를 갖도록 충분히 큰 커패시턴스를 갖는 CC1 커플링 커패시터를 포함할 수 있다. 제2 인터커넥션 회로(6178)는 MA2 트랜지스터의 트랜스컨덕턴스(transconductance, 또는 1/gm)와 비교하여 더 작은 임피던스를 갖도록 충분히 큰 커패시턴스를 갖는 CC2 커플링 커패시터를 포함할 수 있다. 또한, 제1 인터커넥션 회로(626B)는 MB1 트랜지스터의 트랜스컨덕턴스(transconductance, 또는 1/gm)와 비교하여 더 작은 임피던스를 갖도록 충분히 큰 커패시턴스를 갖는 CC3 커플링 커패시터를 포함할 수 있다.
제1 증폭부(610B)에 대한 입력 임피던스(ZIN1)는 도 8B에서 서술한 바와 같이, 피드백 회로(616A)에 의하여 일정한 타겟 임피던스를 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 증폭부(610B)의 증폭 이득이 일정한 값을 가질 수 있어, LNA(600B)에 대한 선형성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2 증폭부(620B)에 대한 입력 임피던스(ZIN2)는 도 9B에서 서술한 바와 같이, 제2 증폭부(620B)는 전류 버퍼(624B)에 의하여 큰 입출력 임피던스를 가질 수 있으며, 제1 증폭부(610B)에 대한 출력 임피던스(ZOUT)보다 훨씬 큰 임피던스 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 증폭부(620B)는 복수의 증폭 회로들(미도시)이 포함될 수 있으며, 그 중 하나의 증폭 회로(예를 들면, 증폭기(622B) 및 전류 버퍼(624B)를 포함하는 증폭 회로)가 활성화 또는 비활성화되어도 제2 증폭부(620B)에 대한 입력 임피던스(ZIN2)가 매우 크기 때문에, 다른 증폭 회로들에 흐르는 전류의 양의 변화를 최소화할 수 있다. 그 결과, 제2 증폭부(620B)에 포함된 증폭 회로들 각각의 증폭 이득은 일정한 값을 가질 수 있어, LNA(600B)에 대한 선형성을 향상시킬 수 있다.
도 12C를 참조하면, 도 12A의 LNA(600A)의 구성과 비교하여, 제2 증폭부(620C)는 전류 조절(steering) 회로(626C)를 더 포함할 수 있다. 전류 조절 회로(626C)는 MB3 트랜지스터를 포함할 수 있으며, MB3 트랜지스터는 스위칭 제어신호(SWCS3)에 의하여 온/오프가 제어될 수 있다. 구체적으로, RF 출력신호(RFOUT)의 크기를 줄일 필요가 있는 경우에는, MB3 트랜지스터를 턴 온시킬 수 있다. 즉, MB3 트랜지스터가 턴온된 때에는, 증폭기(622C)에 흐르는 일부 전류가 전류 조절 회로(626C)쪽으로 흐르게 되어, 결과적으로 MB3 트랜지스터가 턴 오프된 때보다 작은 크기의 RF 출력신호(RFOUT)가 출력될 수 있다. 전류 조절 회로(626C)를 이용하여 제2 증폭부(620C)의 증폭 이득을 조절할 수 있다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 LNA(700)의 구체적인 회로도이고, 도 14A 및 도 14B는 LNA(700)의 증폭 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 13를 참조하면, LNA(700)는 제1 증폭부(710) 및 제2 증폭부(720)를 포함할 수 있다. 제1 증폭부(710)는 제1 입력 증폭기(712), 제2 입력 증폭기(714), 피드백 회로(716) 및 인터커넥션 회로들(717, 718)을 포함할 수 있다. 제1 증폭부(710)의 구성은 도 12A 등에서 서술한 바, 자세한 내용은 생략한다.
제2 증폭부(720)는 복수의 증폭 회로들(720_1~720_M)을 포함할 수 있다. 각각의 증폭 회로들(720_1~720_M)은 증폭기(722_1~722_M), 전류 버퍼(724_1~724_M), 인터커넥션 회로(726_1~726_M)를 포함할 수 있다. 다만, 도시되지는 않았지만, 각각의 증폭 회로들(720_1~720_M)은 도 12C의 전류 조절 회로(626C)를 더 포함할 수 있다. 제2 증폭부(720)의 증폭 회로들(720_1~720_M)은 스위칭 제어신호(SWCS_1~SWCS_M)를 통하여 활성화/비활성화가 제어될 수 있으며, 활성화된 증폭 회로들(720_1~720_M)은 제1 증폭부(710)로부터 증폭된 RF 입력신호를 수신하고, 이를 다시 증폭하여 RF 출력신호(RFOUT1~RFOUTM)를 출력할 수 있다.
도 14A는 비 CA 또는 인터 CA 에서의 LNA(700)의 증폭 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 14A를 참조하면, 제1 증폭부(710)는 소정의 주파수 밴드 내의 제1 반송파(ω1)를 통해 전송된 RF 입력신호(RFIN)을 수신할 수 있다. 제1 증폭부(710)는 전술한 바와 같이, RF 입력신호(RFIN)를 증폭하고, 증폭시에 생성되는 비선형성 요인들을 상쇄할 수 있다. 제2 증폭부(720)의 증폭 회로들(720_1~720_M) 중에서 제1 증폭 회로(720_1)만이 스위칭 제어신호(SWCS_1)에 의하여 활성화되고, 나머지 증폭 회로들(720_2~720_M)은 스위칭 제어신호(SWCS_2~SWCS_M)에 의하여 비활성화 될 수 있다. 제1 증폭 회로(720_1)는 제1 증폭부(710)로부터 증폭된 RF 입력신호를 수신하여, 증폭된 RF 입력신호를 증폭하고, 증폭시에 생성되는 비선형성 요인, 기존에 존재했던 비선형성 요인을 상쇄할 수 있다. 제1 증폭 회로(720_1)는 제1 반송파(ω1)에 대응되는 제1 RF 출력신호(RFOUT1)를 출력할 수 있다.
도 14B는 인트라 CA에서의 LNA(700)의 증폭 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 14B를 참조하면, 제1 증폭부(710)는 소정의 주파수 밴드 내의 제1 반송파(ω1) 및 제2 반송파(ω2)를 통해 전송된 RF 입력신호(RFIN)를 수신할 수 있다. 제1 증폭부(710)는 전술한 바와 같이, RF 입력신호(RFIN)를 증폭하고, 증폭시에 생성되는 비선형성 요인들을 상쇄할 수 있다. 제2 증폭부(720)의 증폭 회로들(720_1~720_M) 중에서 제1 증폭 회로(720_1) 및 제2 증폭 회로(720_2)만이 스위칭 제어신호(SWCS_1, SWCS_2)에 의하여 활성화되고, 나머지 증폭 회로들(720_3~720_M)은 스위칭 제어신호(SWCS_3~SWCS_M)에 의하여 비활성화 될 수 있다. 제1 증폭 회로(720_1) 및 제2 증폭 회로(720_2)는 제1 증폭부(710)로부터 증폭된 RF 입력신호를 수신하여, 증폭된 RF 입력신호를 증폭하고, 증폭시에 생성되는 비선형성 요인, 기존에 존재했던 비선형성 요인을 상쇄할 수 있다. 제1 증폭 회로(720_1)는 제1 반송파(ω1)에 대응되는 제1 RF 출력신호(RFOUT1)를 출력하고, 제2 증폭 회로(720_2)는 제2 반송파(ω2)에 대응되는 제2 RF 출력신호(RFOUT2)를 출력할 수 있다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 동작을 나타내는 순서도이다 .
도 15를 참조하면, 무선 통신 장치의 증폭기 블록에 포함된 제1 증폭부는 RF 입력신호를 수신하여, RF 입력신호를 제1 비선형성 요인이 포함된 제1 증폭신호 및 제1 비선형성 요인의 부호와 다른 부호를 갖는 제2 비선형성 요인이 포함된 제2 RF 증폭신호로 증폭할 수 있다(S100). 제1 증폭부는 제1 RF 증폭신호 및 제2 RF 증폭신호를 합하여 제1 비선형성 요인과 제2 비선형성 요인이 상쇄된 결과(또는 제3 비선형성 요인)를 포함하는 제3 RF 증폭신호를 생성할 수 있다(S110). 상기 증폭기 블록에 포함된 제2 증폭부는 제1 증폭부로부터 제3 증폭신호를 수신하고, 제3 RF 증폭신호를 증폭하여 소정의 반송파에 대응되는 RF 출력신호를 생성할 수 있다(S120). 무선 통신 장치에 포함된 출력 회로는 제2 증폭부로부터 RF 출력신호를 수신하고, RF 출력신호를 다운 컨버팅하여 베이스 밴드 신호를 생성할 수 있다(S130).
도 16은 도 15의 S120 단계를 구체적으로 나타내는 순서도이다 .
도 16을 참조하면, S110 단계 이후에, 제2 증폭부는 증폭된 제3 비선형성 요인의 부호와 제3 RF 증폭신호를 증폭할 때 생성되는 제4 비선형성 요인의 부호가 상이하게 되도록 제3 RF 증폭신호를 증폭할 수 있다(S122). 제2 증폭부는 증폭된 제3 비선형성 요인과 제4 비선형성 요인이 상쇄된 결과를 포함하는 RF 출력신호를 생성할 수 있다(S124). 이후, S130 단계를 진행할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 반송파를 이용하여 전송되는 RF 신호로부터 생성된 RF(Radio Frequency) 입력신호를 수신 및 증폭하여 적어도 하나의 RF 출력신호로 출력하는 증폭기 블록을 포함하고,
    상기 증폭기 블록은,
    상기 RF 입력신호를 증폭하여 제1 비선형성 요인을 포함하는 제1 RF 증폭신호 및 제2 비선형성 요인을 포함하는 제2 RF 증폭신호를 생성하고, 상기 제1 RF 증폭신호 및 상기 제2 RF 증폭신호를 이용하여 상기 제1 비선형성 요인과 상기 제2 비선형성 요인을 상쇄하는 1차 상쇄(1st cancellation)의 결과로 생성된 제3 RF 증폭신호를 출력하는 제1 증폭부; 및
    상기 제3 RF 증폭신호를 수신 및 증폭하여 상기 반송파에 대응되는 RF 출력신호를 출력하는 제2 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 비선형성 요인의 부호와 상기 제2 비선형성 요인의 부호는 서로 반대이며,
    상기 1차 상쇄의 결과는,
    상기 제1 RF 증폭신호와 상기 제2 RF 증폭신호를 더하여, 상기 제1 비선형성 요인과 상기 제2 비선형성 요인을 합산한 결과인 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 비선형성 요인의 절대값과 상기 제2 비선형성 요인의 절대값이 동일한 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 증폭부는,
    상기 제1 RF 입력신호를 수신 및 증폭하여 상기 제1 RF 증폭신호를 출력하는 제1 입력 증폭기; 및
    상기 제1 입력 증폭기와 병렬로 연결되고, 상기 제1 RF 입력신호를 수신 및 증폭하여 상기 제2 RF 증폭신호를 출력하는 제2 입력 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 입력 증폭기의 출력 노드와 상기 제2 입력 증폭기의 출력 노드는 상기 제1 증폭부의 출력 노드와 연결되고,
    상기 제1 증폭부는 상기 제1 증폭부의 출력 노드를 통해 상기 제3 RF 증폭신호를 상기 제2 증폭부에 출력하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 입력 증폭기는, 상기 RF 입력신호가 게이트(gate)로 인가되는 제1 너비의 제1 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제2 입력 증폭기는, 상기 RF 입력신호가 게이트로 인가되는 상기 제1 너비와 다른 제2 너비의 제2 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제1 트랜지스터의 동작 영역(operation region)과 상기 제2 트랜지스터의 동작 영역(operation region)이 상이한 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터는, 상기 RF 입력신호를 제1 부호의 상기 제1 비선형성 요인을 포함하는 제1 RF 증폭신호로 증폭하고,
    상기 제2 트랜지스터는, 상기 RF 입력신호를 상기 제1 부호와 다른 제2 부호의 상기 제2 비선형성 요인을 포함하는 제2 RF 증폭신호로 증폭하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1 증폭기 블록은,
    상기 제1 입력 증폭기와 상기 제2 입력 증폭기에 병렬로 연결되고, 적어도 하나의 저항 소자 및 적어도 하나의 커패시터 소자를 포함하는 피드백 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제3 RF 증폭신호는, 상기 제3 비선형성 요인을 포함하고,
    상기 제2 증폭부는,
    상기 제3 RF 증폭신호를 증폭하여 생성된 제4 비선형성 요인과 증폭된 제3 비선형성 요인을 상쇄하는 2차 상쇄(2nd cancellation)의 결과로 생성된 상기 RF 출력신호를 출력하는 증폭 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제4 비선형성 요인의 부호는, 상기 증폭된 제3 비선형성 요인의 부호와 서로 반대이며,
    상기 2차 상쇄의 결과는,
    상기 제4 비선형성 요인과 상기 증폭된 제3 비선형성 요인을 합산한 결과인 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 증폭 회로는,
    상기 제3 RF 증폭신호가 게이트로 인가되는 제3 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제3 트랜지스터는, 상기 제4 비선형성 요인의 부호가, 상기 증폭된 제3 비선형성 요인의 부호와 서로 반대가 되도록 제3 너비를 갖는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 증폭부에 대한 입력 임피던스는, 상기 제1 증폭부의 출력 임피던스보다 큰 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  13. 반송파 집성 모드를 기반으로 소정의 신호를 수신 및 처리하는 수신기에 있어서,
    상기 수신기는, 복수의 증폭기 블록들을 포함하고,
    상기 증폭기 블록들 각각은,
    수신된 RF 입력신호를 증폭할 때에 생성되는 비선형성 요인들 각각의 부호가 서로 다르도록 상이한 특성을 갖는 적어도 두개의 입력 증폭기들을 포함하고, 상기 입력 증폭기들을 이용하여 상기 비선형성 요인들에 대한 1차 상쇄하고, 상기 RF 입력신호를 RF 증폭신호로 증폭하는 제1 증폭부; 및
    RF 증폭신호를 수신 및 증폭하여 소정의 반송파에 대응되는 RF 출력신호를 출력하는 적어도 하나의 증폭기가 각각 구비된 복수의 증폭 회로들을 포함하는 제2 증폭부를 포함하는 수신기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 RF 증폭신호는 비선형성 요인을 포함하고,
    상기 증폭기는,
    상기 RF 증폭신호를 증폭할 때에 생성되는 비선형성 요인의 부호와 상기 RF 증폭신호의 증폭된 비선형성 요인의 부호가 서로 다르도록 소정의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 수신기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 증폭 회로는,
    상기 증폭기를 이용하여 상기 RF 증폭신호를 증폭할 때에 생성되는 비선형성 요인과 상기 RF 증폭신호의 증폭된 비선형성 요인을 2차 상쇄하는 것을 특징으로 하는 수신기.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 증폭기는, 상기 RF 증폭신호가 게이트로 인가되는 트랜지스터를 포함하며,
    상기 증폭기에 포함된 상기 트랜지스터는, 상기 RF 증폭신호를 증폭할 때에, 상기 RF 증폭신호의 증폭된 비선형성 요인의 부호와 다른 부호를 갖는 비선형성 요인을 생성하도록 소정의 너비를 갖는 것을 특징으로 하는 수신기.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 입력 증폭기들 각각은 상기 RF 입력신호가 게이트로 인가되는 트랜지스터를 포함하며,
    상기 입력 증폭기들 각각에 포함된 트랜지스터간의 너비가 상이하여, 상기 트랜지스터들 각각의 동작 영역이 상이한 것을 특징으로 하는 수신기.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 수신기는 인트라 모드(Intra-mode)이고, 제1 주파수 대역 내의 제1 반송파 및 제2 반송파를 이용하여 전송된 RF 신호를 수신할 때에,
    상기 복수의 증폭기들 중 제1 증폭기 블록이 활성화되어 상기 RF 신호에 포함된 제1 RF 입력신호를 수신하고,
    상기 제1 증폭기 블록의 제1 증폭부는 상기 제1 RF 입력신호를 증폭하여 제1 RF 증폭신호를 상기 제2 증폭부에 출력하며,
    상기 제1 증폭기 블록의 제2 증폭부에 포함된 복수의 증폭 회로들 중 제1 증폭 회로 및 제2 증폭 회로가 활성화되고, 상기 제1 증폭 회로는 상기 제1 RF 증폭신호를 수신 및 증폭하여, 상기 제1 반송파에 대응되는 제1 RF 출력신호를 출력하고, 상기 제2 증폭 회로는 상기 제1 RF 증폭신호를 수신 및 증폭하여, 상기 제2 반송파에 대응되는 제2 RF 출력신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 수신기.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 수신기는 인터 모드(Inter-mode)이고, 제1 주파수 대역 내의 제1 반송파 및 제2 주파수 대역 내의 제3 반송파를 이용하여 전송된 RF 신호를 수신할 때에,
    상기 복수의 증폭기들 중 제1 증폭기 블록 및 제2 증폭기 블록이 활성화되며,
    상기 제1 증폭기 블록은 상기 RF 신호에 포함되고, 상기 제1 주파수 대역에 대응되는 제1 RF 입력신호를 수신하고, 상기 제1 증폭기 블록의 제1 증폭부는 상기 제1 RF 입력신호를 증폭하여 제1 RF 증폭신호를 상기 제1 증폭기 블록의 제2 증폭부에 출력하며, 상기 제1 증폭기 블록의 제2 증폭부에 포함된 어느 하나의 증폭 회로가 활성화되어, 상기 제1 RF 증폭신호를 상기 제1 반송파에 대응되는 제1 RF 출력신호로 출력하고,
    상기 제2 증폭기 블록은 상기 RF 신호에 포함되고, 상기 제2 주파수 대역에 대응되는 제2 RF 입력신호를 수신하고, 상기 제2 증폭기 블록의 제1 증폭부는 상기 제2 RF 입력신호를 증폭하여 제2 RF 증폭신호를 상기 제2 증폭기 블록의 제2 증폭부에 출력하며, 상기 제2 증폭기 블록의 제2 증폭부에 포함된 어느 하나의 증폭 회로가 활성화되어, 상기 제2 RF 증폭신호를 상기 제3 반송파에 대응되는 제2 RF 출력신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 수신기.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 수신기는,
    상기 증폭기 블록들에 연결된 복수의 출력 회로들을 포함하고,
    상기 복수의 출력 회로들 각각은,
    상기 증폭기 블록들 중 적어도 하나의 증폭기 블록으로부터 수신된 RF 출력신호를 다운-컨버팅하여 기저대역 신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 수신기.
KR1020170098072A 2016-11-18 2017-08-02 광대역 rf 신호를 수신하는 수신기, 수신기를 포함하는 무선 통신 장치 및 무선 통신 장치의 동작 방법 KR102504292B1 (ko)

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