KR20180119305A - 무선 통신 시스템에서 안테나의 정재파비 측정을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 안테나의 정재파비 측정을 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 무선 통신 시스템에서 송신 장치는 신호를 송수신하는 적어도 하나의 안테나 포트와, 상기 신호의 주파수 선택 기능을 수행하는 아날로그 필터와, 상기 안테나 포트에 대한 정재파비(voltage standing wave ratio, VSWR)를 측정하는 VSWR 검출부를 포함하고, 상기 VSWR 검출부는 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호 각각을 검출하고, 아날로그 필터의 특성 파라미터들을 상기 검출된 순방향 신호 및 역방향 신호에 적용함으로써 상기 아날로그 필터의 출력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호 각각의 전력 값을 결정하고, 상기 아날로그 필터의 출력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호 각각의 전력 값에 기반하여 상기 안테나 포트에 대한 VSWR을 결정하도록 구성된다.

Description

무선 통신 시스템에서 안테나의 정재파비 측정을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING VOLTAGE STANDING WAVE RATIO OF ANTENNA IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 안테나의 정재파비(voltage standing wave ratio, VSWR)를 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network, cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(Device to Device communication, D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation, ACM) 방식인 FQAM(Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.
무선 통신 시스템에서 기지국의 안테나 포트 연결의 이상 유무를 판단하기 위하여 정재파비(voltage standing wave ratio, VSWR)가 측정될 수 있다. 정재파(standing wave)는 도파관이나 동축 케이블 또는 기타 다른 전송 선로에서 발생하는 입사파와 반사파가 중첩되어 나타나는 파형을 의미한다. 정재파비, 즉 VSWR은 상기 정재파에서 최대 전압점의 전압 진폭과 인접한 최소 전압점의 전압 진폭의 비율로서 산출될 수 있다. 기지국의 시스템 운영자는 상기 VSWR을 측정함으로써 특정 안테나의 이상 유무를 판단할 수 있다. 예를 들어, 기지국의 특정 FA(frequency assignment)에 대한 VSWR이 미리 정해진 기준 값을 초과하는 경우, 상기 시스템 운영자는 상기 특정 FA에 대한 기지국 안테나가 오작동하고 있음을 감지할 수 있다.
VSWR를 측정함으로써 안테나의 이상 유무를 판단할 수 있지만, 기지국내에 설치된 다양한 장치의 영향으로 인하여 측정 오류가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 VSWR 측정 과정에서 발생하는 오류를 최소할 수 있는 방안이 요구된다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 높은 정확도를 유지할 수 있는 정재파비(voltage standing wave ratio, VSWR) 측정을 위한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 필터로 인한 오차를 고려하여 VSWR을 측정하기 위한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 기지국에 실장(embedded)된 필터의 특성을 측정하기 위한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 송신기의 동작 방법은 아날로그 필터의 입력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호 각각을 검출하는 과정과, 아날로그 필터의 특성 파라미터들을 상기 검출된 순방향 신호 및 역방향 신호에 적용함으로써 상기 아날로그 필터의 출력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호 각각의 전력 값을 결정하는 과정과, 상기 아날로그 필터의 출력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호 각각의 전력 값에 기반하여 상기 송신기의 안테나에 대한 정재파비(voltage standing wave ratio, VSWR)를 결정하는 과정을 포함을 포함한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 송신 장치는 신호를 송수신하는 적어도 하나의 안테나 포트와, 상기 신호의 주파수 선택 기능을 수행하는 아날로그 필터와, 상기 안테나 포트에 대한 정재파비를 측정하는 VSWR 검출부를 포함하고, 상기 VSWR 검출부는, 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호 각각을 검출하고, 아날로그 필터의 특성 파라미터들을 상기 검출된 순방향 신호 및 역방향 신호에 적용함으로써 상기 아날로그 필터의 출력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호 각각의 전력 값을 결정하고, 상기 아날로그 필터의 출력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호 각각의 전력 값에 기반하여 상기 안테나 포트에 대한 VSWR을 결정하도록 구성된다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 아날로그 필터의 특성 파라미터들을 결정하기 위한 동작 방법은 아날로그 필터의 출력단에 연결된 로드(load)가 단락(short) 상태일 때, 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 제1 정재파비를 측정하는 과정과, 상기 아날로그 필터의 출력단에 연결된 로드가 개방(open) 상태일 때, 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 제2 정재파비를 측정하는 과정과, 상기 아날로그 필터의 출력단에 연결된 로드가 미리 지정된 저항 값일 때, 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 제3 정재파비를 측정하는 과정과, 상기 측정된 제1, 제2, 및 제3 정재파비에 기반하여 상기 아날로그 필터의 특성 파라미터들을 결정하는 과정을 포함한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 아날로그 필터의 특성 파라미터들을 결정하기 위한 장치는 아날로그 필터의 입력단 및 출력단에서 흐르는 신호를 검출하는 검출부와, 상기 검출부와 결합된 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 아날로그 필터의 출력단에 연결된 로드(load)가 단락(short) 상태일 때, 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 제1 정재파비를 측정하고, 상기 아날로그 필터의 출력단에 연결된 로드가 개방(open) 상태일 때, 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 제2 정재파비를 측정하고, 상기 아날로그 필터의 출력단에 연결된 로드가 미리 지정된 저항 값일 때, 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 제3 정재파비를 측정하고, 상기 측정된 제1, 제2, 및 제3 정재파비에 기반하여 상기 아날로그 필터의 특성 파라미터들을 결정하도록 구성된다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 기지국에 내장된 장치의 특성을 고려함으로써 구조가 간단하고 측정 오류를 최소화하는 정재파비(voltage standing wave ratio, VSWR) 측정 방식을 제공할 수 있게 한다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 송신 장치의 구성을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신부의 구성을 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 정재파비(voltage standing wave ratio, VSWR)를 측정하기 위한 무선 통신부의 구성을 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 아날로그 필터에서 정재파비를 측정하기 위한 무선 통신부의 구성의 일부를 도시한다.
도 5는 아날로그 필터에서 측정된 신호의 전력을 나타내기 위한 그래프의 일 예를 도시한다.
도 6은 아날로그 필터의 특성 파라미터를 나타내기 위한 그래프의 일 예를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 아날로그 필터의 특성 파라미터들을 결정하기 위한 동작 흐름을 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 아날로그 필터에서 측정된 순방향 신호 및 역방향 신호를 이용하여 정재파비를 결정하기 위한 무선 통신부의 구성의 일부를 도시한다.
도 9은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 디지털 필터의 기능적 구성 블록을 도시한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 디지털 필터를 포함하는 무선 통신부의 구성을 도시한다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 안테나의 정재파비를 결정하기 위한 송신 장치의 동작 흐름을 도시한다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 전력 증폭기에 의하여 발생한 측정 오류를 보상하기 위한 무선 통신부의 구성을 도시한다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 정재파비(voltage standing wave ratio, VSWR)를 측정하기 위한 기술을 설명한다.
이하 설명에서 사용되는 특정 신호(예컨대, 순방향 신호, 역방향 신호)를 지칭하는 용어, 필터(예컨대, 아날로그 필터, 디지털 필터)를 지칭하는 용어, 로드(load)를 지칭하는 용어, 및 장치의 구성요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 송신 장치의 구성을 도시한다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1에 도시된 송신 장치 100은 무선 통신 시스템에서 무선 채널을 이용하는 노드(node)를 의미한다. 예를 들어, 송신 장치 100은 밀리미터 파(mmWave) 대역(예: 28GHz, 30GHz, 38GHz, 60GHz)에서 단말과 무선 신호를 송신 및 수신하는 기지국(base station)일 수 있다. 이 경우, 송신 장치 100은 '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', '5G 노드(5th generation node)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 다른 예를 들어, 송신 장치 100은 기지국과 무선 신호를 송신 및 수신하는 단말(terminal)일 수 있다. 이 경우, 송신 장치 100은 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 송신 장치 100은 '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', 또는 '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
도 1을 참고하면, 송신 장치 100은 복수의 안테나들, 무선 통신부 110, 백홀 통신부 120, 저장부 130, 및 제어부 140을 포함한다. 도 1은 송신 장치 100의 구성의 일 예를 도시하고 있지만, 다양한 실시 예들에 따라 각 구성요소(component)들에 대한 다양한 변화가 이루어질 수 있다. 일 실시 예로써, 송신 장치 100에 포함된 각 구성요소들은 적어도 하나 이상일 수 있으며, 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소에 포함될 수 있다. 예를 들어, 송신 장치 100이 기지국과 신호를 송신 및 수신하는 단말인 경우, 송신 장치 100은 백홀 통신부 120을 포함하지 않을 수 있다.
무선 통신부 110은 무선 채널을 통하여 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 일 실시 예로써, 무선 통신부 110은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 무선 통신부 110은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 다른 예를 들어, 데이터 수신 시, 무선 통신부 110은 기저대역 신호를 복조 및 복호화함으로써 수신 비트열을 복원한다. 다른 실시 예로써, 무선 통신부 110은 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 이에 따라, 무선 통신부 110은 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 무선 통신부 110은 디지털 신호를 처리하는 디지털 유닛(digital unit) 및 아날로그 신호를 처리하는 아날로그 유닛(analog unit)으로 구성될 수 있다.
백홀 통신부 120은 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀 통신부 120은 송신 장치 100에서 다른 노드, 예를 들어, 다른 접속 노드, 다른 기지국, 상위 노드, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다. 예를 들어, 송신 장치 100이 셀룰러 통신 시스템(예를 들어, 5G, LTE, 또는 LTE-A를 지원하는 시스템)의 일부로서 구현되는 경우, 백홀 통신부 120은 송신 장치 100이 유선 또는 무선 백홀 연결을 통해 다른 노드들과 통신하는 것을 가능하게 할 수 있다. 다른 예를 들어, 송신 장치 100이 액세스 포인트로서 구현되는 경우, 백홀 통신부 120은 송신 장치 100이 유선 또는 무선 로컬 영역 네트워크를 통하여 또는 유선 또는 무선 연결을 통해 더 큰 네트워크(예를 들어, 인터넷)로 전송하는 것을 가능하게 한다.
저장부 130은 송신 장치 100의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 130은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부 130은 제어부 140의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부 140은 송신 장치 100의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 140은 무선 통신부 110를 통해 또는 백홀 통신부 120을 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부 140은 저장부 130에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부 140은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신부의 구성을 도시한다. 도 2는 도 1에 도시된 무선 통신부 110의 구체적인 구성을 예시한다. 이하 설명되는 유닛(unit) 또는 서브 유닛(sub-unit) 각각은 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이들은 이하 서술되는 동작들을 구현하기 위한 명령어/코드 또는 명령어/코드를 저장한 저장 공간이거나, 무선 통신부 110을 구성하는 회로(circuitry)의 일부일 수 있다.
도 2를 참고하면, 무선 통신부 110은 디지털 신호를 처리하는 디지털 유닛 210, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환부(digital/analog converter, DAC) 250, 아날로그 신호를 처리하는 아날로그 유닛 260을 포함한다. 각각의 유닛은 구현 방식에 따라 다수의 서브 유닛(sub unit)으로 구성될 수 있다. 도 2는 무선 통신부 110의 일 예를 도시하고 있지만, 다양한 실시 예들에 따라 각 구성요소 또는 서브 유닛에 대한 다양한 변화가 이루어질 수 있다. 일 실시 예로써, 무선 통신부 110에 포함된 각 구성요소 또는 서브 유닛은 적어도 하나 이상일 수 있으며, 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소에 포함될 수 있다.
디지털 상향변환부(digital up-converter, DUC) 212는 기저대역에서 처리된 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호를 중간 주파수 대역 또는 RF 대역으로 상향변환하기 위한 동작을 수행한다. 예를 들어, DUC 212는 유한 임펄스 응답(finite impulse response) 필터와 디지털 상향 변환을 이용하여 채널 필터링을 수행한다.
파고율 저감부(crest factor reduction, CFR) 214는 송신되는 신호의 파고율 또는 PAR(peak to average ratio)을 줄이기 위한 동작을 수행한다. 파고율은 신호 파형의 크기를 파형의 RMS(root means square) 값으로 나누어 계산한 파형의 척도이다. 무선 통신 시스템에서, 송신되는 신호는 다른 영향으로 인하여 높은 파고율을 가질 수 있으며, 상기 높은 파고율은 아날로그 유닛 260에 포함된 전력 증폭기(power amp, PA) 262의 효율을 손상시킬 수 있다. CFR 214는 송신되는 신호의 피크(park) 값을 검출 및 제거함으로써 상기 파고율을 줄일 수 있다.
디지털 전치 왜곡부(digital pre-distortion, DPD) 216은 PA 262의 비선형성에 대응하여 신호를 전치-왜곡하는 기능을 수행한다. 다시 말해, DPD 216의 동작에 의하여, PA 262는 선형화된 것과 유사한 결과가 야기되며 이로 인하여 PA 262의 효율이 개선될 수 있다. PA 262의 입력 신호 및 출력 신호 간 비선형 관계는 무선 채널에서 간섭을 야기할 수 있다. DPD 216은 PA 262의 이득와 위상 특성을 결정하고, 결정된 특성에 기반하여 PA 262의 비선형성을 감소시킨다.
DAC 250은 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. DAC 250는 주파수들 간 간섭을 회피하기 위하여 미리 정해진 샘플링 주파수에 따라 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다.
PA 262는 송신되는 신호의 전력을 증폭시킨다. 송신되는 신호는 무선 채널에서 감쇄될 수 있다. 따라서, PA 262는 송신되는 신호를 증폭시킴으로써 신호가 도달하는 거리 또는 신호 이득을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, PA 262는 ET(envelope tracking) 기법, APT(average power tracking) 기법에 따라 신호를 증폭할 수 있다.
써큘레이터(circulator) 264는 하나의 포트를 통하여 입력된 신호를 적어도 2개의 출력 포트 중 하나의 출력 포트를 통하여 출력한다. 상기 기능을 통하여 써큘레이터 264는 송신 경로를 역류하는 신호의 유입을 방지한다. 예를 들어, 도 2에서 도시된 바와 같이, 써큘레이터 264는 송신 신호를 안테나 포트로 출력하고, 안테나 포트로부터 입력되는 신호를 GND로 출력한다.
아날로그 필터 266은 입력된 신호를 송신 신호의 주파수 대역에 따라 필터링한다. 다시 말해, 아날로그 필터 266은 입려된 신호의 다양한 주파수 성분 중 원하는 주파수 성분만을 통과시키고 나머지 주파수 성분은 감쇄시킴으로써 주파수 선택 기능을 수행한다. 아날로그 필터 266으로부터 전달된 신호는 안테나 포트(antenna port) 268을 통하여 출력된다. 도 2는 하나의 안테나 포트 268만을 도시하였지만, 무선 통신부 110은 다수의 안테나 요소들(antenna elements)로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다.
VSWR 검출부 280은 송신 장치 100의 안테나 포트 연결의 이상 유무를 판단하기 위하여 정재파비, 즉 VSWR을 측정한다. VSWR 검출부 280은 VSWR을 측정하기 위하여 순방향 신호(forward signal)와 역방향 신호(reverse signal)를 검출할 수 있다. 본 개시에서, 순방향 신호는 PA 262로부터 안테나 포트 268 방향으로 흐르는 신호를 의미하고, 역방향 신호는 임피던스 불일치로 인하여 안테나 포트 268로부터 반사되는 신호를 의미할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 VSWR을 측정하기 위한 무선 통신부의 구성을 도시한다. 도 3a는 아날로그 필터 266의 입력단 측에서 VSWR을 측정하기 위한 무선 통신부 110의 구성을 예시하며, 도 3b는 아날로그 필터 266의 출력단 측에서 VSWR을 측정하기 위한 무선 통신부 110의 구성을 예시한다.
도 3a를 참고하면, 순방향 신호 및 역방향 신호를 검출하기 위한 커플러(coupler)들 310a, 310b가 아날로그 필터 266의 입력단 측에 설치된다. 예를 들어, 도 3a에서 도시된 바와 같이, 커플러 310a는 순방향 신호 315a를 검출할 수 있고, 커플러 310b는 역방향 신호 315b를 검출할 수 있다. 도 3a에 도시된 구성을 따를 경우, 커플러 310a, 310b는 PA 262와 동일한 기판(예: power amp PCR)에 구현될 수 있으므로, 별도의 커넥터나 케이블이 요구되지 않는다. 따라서, 도 3a에 예시된 구성은 간단하고 저가의 비용으로 구현이 가능하다. 그러나, 도 3a에 예시된 구성은 아날로그 필터 266의 입력단(또는 PA 262의 출력단)에서 순방향 신호 및 역방향 신호를 검출하기 위한 구성이기 때문에, 아날로그 필터 266의 특성에 따라 발생하는 신호의 왜곡을 고려하지 못할 수 있다. 따라서, 상기 구성에 의한 VSWR 측정 방식은 상대적으로 큰 측정 오차를 포함할 수 있다.
도 3b를 참고하면, 순방향 신호 및 역방향 신호를 검출하기 위한 커플러 320a, 320b가 아날로그 필터 266의 출력단 측에 설치된다. 예를 들어, 도 3b에서 도시된 바와 같이, 커플러 320a는 순방향 신호 325a를 검출할 수 있고, 커플러 320b는 역방향 신호 325b를 검출할 수 있다. 도 3b에 도시된 구성을 따를 경우, 커플러 320a, 320b는 각각 아날로그 필터 266의 특성이 반영된 신호들을 검출할 수 있으므로, VSWR 검출부 280은 측정 오차가 보다 감소된 VSWR을 측정할 수 있다. 그러나, 도 3bㅔ 예시된 구성에 따라 VSWR을 측정하기 위해서, 무선 통신부 110은 커플러 320a, 320b로부터 검출된 신호를 수신하기 위한 별도의 커넥터 및 케이블을 포함해야 한다. 따라서, 도 3b에 예시된 구성에 의한 VSWR 측정 방식은 보다 복잡한 구조 및 고가의 비용을 요구한다.
이하 서술되는 도 4 내지 도 7 은 도 3a 및 도 3b에서 도시된 무선 통신부 구성의 장점을 활용하면서, 각 구성이 가지는 단점을 보완할 수 있는 방안을 나타낸다. 보다 구체적으로, 이하 서술되는 실시 예들은 간단한 구조 및 저가의 비용에서도 필터의 특성을 반영하고, 순방향 신호 및 역방향 신호의 왜곡을 최소화함으로써 높은 측정 정확도를 유지할 수 있는 방안을 제시할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, VSWR 측정은 필터(예: 아날로그 필터 266)의 특성을 파악하는 동작 및 필터의 특성을 고려하여 필터에 의한 오류를 포함하는 VSWR을 보상하는 동작을 통해 수행될 수 있다. 이에, 이하 도 4 내지 도 7을 참고하여 아날로그 필터의 특성을 측정하는 실시 예들이 설명되고, 도 8 내지 도 12를 참고하여 VSWR을 측정하는 실시 예들이 설명된다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 아날로그 필터에서 정재파비를 측정하기 위한 무선 통신부의 구성의 일부를 도시한다.
도 4를 참고하면, 아날로그 필터 266의 출력단에 로드(load) 410이 연결된다. 로드 410은 일정한 임피던스를 가질 수도 있고, 출력되는 신호의 전력 값을 변화시키기 위하여 가변적으로 조절될 수 있다.
Figure pat00001
420은 아날로그 필터 266의 입력단에서 측정된 정재파비를 의미한다.
Figure pat00002
420은 아날로그 필터 266의 입력단에서 흐르는 순방향 신호 및 역방향 신호를 모두 포함하는 정재파로 해석될 수 있다. 다시 말해,
Figure pat00003
420은 도 3a에서 도시된 바와 같이 필터의 특성을 반영하지 않은 채로 측정된 정재파를 의미할 수 있다.
Figure pat00004
430은 아날로그 필터 266의 출력단에서 측정된 정재파비를 의미한다.
Figure pat00005
430은 아날로그 필터 266의 출력단에서 흐르는 순방향 신호 및 역방향 신호를 모두 포함하는 정재파로 해석될 수 있다. 다시 말해,
Figure pat00006
430은 도 3b에서 도시된 바와 같이 필터의 특성이 반영된 채로 측정된 정재파를 의미할 수 있다.
검출부 440은 로드 410의 임피던스를 변경하면서
Figure pat00007
420을 측정할 수 있다. 검출부 440은 VSWR 280에 포함된 장치일 수도 있고, 상기 VSWR 280과 별도로 무선 통신부 110에 포함된 장치일 수 있다. 또한 검출부 440은 무선 통신부 110외부에 설치된 장치일 수 있다.
도 5는 아날로그 필터에서 측정된 신호의 전력을 나타내는 그래프의 일 예를 도시한다.
도 5를 참고하면, 그래프 510은 주파수에 따라서 측정된
Figure pat00008
430를 나타낸다. 또한, 그래프 520은 주파수에 따라서 측정된
Figure pat00009
420를 나타낸다. 그래프 510 및 그래프 520에서 가로축은 주파수 대역(단위: MHZ)을 의미한다. 그래프 510 및 그래프 520에서 세로축은 정재파비(단위: dB)를 의미한다. 아날로그 필터 266의 출력단에서 측정된
Figure pat00010
430의 값이 일정한 것과 달리, 아날로그 필터 266의 입력단에서 측정된
Figure pat00011
420의 값은 주파수 대역에 따라서 변화한다. 상기 변화는 아날로그 필터 266의 전달 특성이 주파수에 따라 일정하지 않기 때문에 발생한다. 다시 말해, 아날로그 필터 266의 특성을 나타내는 특성 파라미터들이
Figure pat00012
420에 영향을 줄 수 있다.
아날로그 필터 266의 특성 파라미터들을 고려한
Figure pat00013
430과
Figure pat00014
420의 관계식은 하기의 수학식 1로 나타낼 수 있다.
Figure pat00015
여기서, S11, S12, S21, 및 S22는 각각 아날로그 필터 266의 특성 파라미터를 의미한다. 상기 특성 파라미터들은 아날로그 필터 266이 2 포트 장치임을 전제한다. S11은 신호가 아날로그 필터 266의 입력단으로 입력되고 아날로그 필터 266의 입력단으로 출력될 때 특성 파라미터를 의미한다. S22은 신호가 아날로그 필터 266의 출력단으로 입력되고 아날로그 필터 266의 출력단으로 출력될 때 특성 파라미터를 의미한다. S12은 신호가 아날로그 필터 266의 출력단으로 입력되고 아날로그 필터 266의 입력단으로 출력될 때 특성 파라미터를 의미한다. S21은 신호가 아날로그 필터 266의 입력단으로 입력되고 아날로그 필터 266의 출력단으로 출력될 때 특성 파라미터를 의미한다.
도 6은 아날로그 필터의 특성 파라미터를 나타내기 위한 그래프의 일 예를 도시한다.
도 6을 참고하면, 그래프 610은 S11을, 그래프 620은 S21을, 그래프 630은 S22를 각각 나타낸다. 그래프 610, 620, 630에서 각각의 가로축은 주파수 대역(단위: MHZ)을 의미한다. 또한, 그래프 610, 그래프 620, 및 그래프 630 각각의 세로축은 전력(단위: dB)을 나타낸다. 아날로그 필터 266은 수동소자이므로, S12=S21에 해당한다. 따라서, S12을 나타내는 그래프는 그래프 620과 동일한 결과를 나타낼 수 있다.
상기 서술한 바와 같이, 아날로그 필터 266의 입력단에서 검출된
Figure pat00016
420과 아날로그 필터 266의 출력단에서 검출된
Figure pat00017
430은 아날로그 필터 266의 특성 파라미터들에 의하여 측정 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 아날로그 필터 266의 특성 파라미터들이 결정되고, 상기 결정된 특성 파라미터들이
Figure pat00018
420에 반영되면,
Figure pat00019
430와 같이 측정 정확도가 높은 정재파를 검출하는 것과 동일한 효과가 발생할 수 있다. 또한, 상기 정재파가 아날로그 필터 266의 입력단에서 검출되기 때문에 무선 통신부 110가 간단하고 저가의 비용으로 구성될 수 있다.
상기
Figure pat00020
420 및
Figure pat00021
430의 관계를 나타내는 수학식 1을 참고하면, 아날로그 필터 266에 연결된 로드 410의 임피던스에 따라서 수학식 1에 기재된
Figure pat00022
430 이 일정한 값으로 조절될 수 있다. 상기 임피던스가 변경된 다수의 조건에서
Figure pat00023
420 이 측정됨으로써 아날로그 필터 266의 특성 파라미터들이 각각 결정될 수 있다. 다시 말해, 송신 장치 100(또는 검출부 440)은 로드 값에 따라 다르게 측정되는
Figure pat00024
420의 값을 이용하여 아날로그 필터 266의 특성을 결정할 수 있다.
먼저, 하기의 수학식 2와 같이
Figure pat00025
430의 값과 로드 410 및 아날로그 회로를 구성하는 저항 간의 관계가 전제되어야 한다.
Figure pat00026
여기서, ZL은 도 4에 도시된 로드 410의 임피던스를 의미한다. Z0은 아날로그 회로의 임피던스를 의미하한다. 예를 들어, Z0은 50옴(ohm)일 수 있다.
상기 수학식 2에서 로드 410의 임피던스(즉, ZL)를 개방(open) 상태, 단락(short) 상태, 및 미리 지정된 저항 값으로 조절함으로써,
Figure pat00027
430의 값이 결정될 수 있다. 본 개시에서 상기 미리 지정된 저항 값은 구현 방식에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 상기 미리 지정된 저항 값은 50옴(ohm)일 수 있다. 다른 예를 들어, 써큘레이터 264가 이상적(ieal)이지 않은 경우, 순방향 신호가 역방향 신호의 경로로 유입될 수 있으므로, 역방향 신호의 측정 수준을 높이기 위하여 50옴(ohm)보다 높은 로드 값이 설정될 수 있다.
로드 410의 임피던스가 개방 상태일 때, ZL은 무한대(
Figure pat00028
)이므로,
Figure pat00029
430의 값은 1이 될 수 있다. 로드 410의 임피던스가 단락 상태일 때, ZL은 0이므로,
Figure pat00030
430의 값은 -1이 될 수 있다. 로드 410의 임피던스가 미리 지정된 저항 값일 때, 예를 들어, ZL이 Z0과 동일한 50옴(ohm)일 때,
Figure pat00031
430의 값은 0이 될 수 있다.
상기 로드 410의 조건들 각각에 따라 결정된
Figure pat00032
430의 값을 상기 수학식 1에 대입하면 하기의 수학식 3이 나타난다.
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
여기서,
Figure pat00036
은 로드 410이 개방 상태일 때(즉,
Figure pat00037
430의 값이 1일 때)
Figure pat00038
420의 값을 의미한다.
Figure pat00039
은 로드 410이 단락 상태일 때(즉,
Figure pat00040
430의 값이
Figure pat00041
일 때)
Figure pat00042
420의 값을 의미한다.
Figure pat00043
은 로드 410이 미리 지정된 값일 때, (즉,
Figure pat00044
430의 값이 0일 때)
Figure pat00045
420의 값을 의미한다.
Figure pat00046
420의 값은 측정 가능 한 값이고, S12=S21이므로, 측정된
Figure pat00047
,
Figure pat00048
,
Figure pat00049
값을 상기 수학식 3에 대입하면 연립 방정식이 생성된다. 상기 연립방정식을 풀이함으로써, 아날로그 필터 266의 특성 파라미터 S11, S12, S21, S22가 결정될 수 있다.
특성 파라미터 S11, S12, S21, S22가 결정되었음을 전제로,
Figure pat00050
430과
Figure pat00051
420의 관계를 나타내는 수학식 1은
Figure pat00052
430을 나타내기 위한 하기의 수학식 4로 다시 쓰여질 수 있다.
Figure pat00053
Figure pat00054
은 아날로그 필터 266의 입력단에서 측정된 정재파비를 의미하고,
Figure pat00055
은 아날로그 필터 266의 출력단에서 측정된 정재파비를 의미한다. S11은 신호가 아날로그 필터 266의 입력단으로 입력되고 아날로그 필터 266의 입력단으로 출력될 때 특성 파라미터를 의미하고, S22은 신호가 아날로그 필터 266의 출력단으로 입력되고 아날로그 필터 266의 출력단으로 출력될 때 특성 파라미터를 의미하며, S12은 신호가 아날로그 필터 266의 출력단으로 입력되고 아날로그 필터 266의 입력단으로 출력될 때 특성 파라미터를 의미하고, S21은 신호가 아날로그 필터 266의 입력단으로 입력되고 아날로그 필터 266의 출력단으로 출력될 때 특성 파라미터를 의미한다.
다시 말해, 송신 장치 110의 안테나 포트에 특정 로드(load)가 연결된다면, 측정된 아날로그 필터 266의 특성 파라미터들과 아날로그 필터 266의 입력단에서 측정된
Figure pat00056
420에 기반하여
Figure pat00057
430가 결정될 수 있다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 아날로그 필터의 특성 파라미터들을 결정하기 위한 동작 흐름을 도시한다. 도 7에 도시된 각각의 동작들은 송신 장치 100에 의해서 구현되는 것으로 설명되지만, 상기 동작들은 구현 방법에 따라 송신 장치 100에 포함된 제어부 140, VSWR 검출부 280, 검출부 440 또는 무선 통신부 110에 포함된 다른 제어부(도시되지 않음)에 의하여 구현될 수 있으며, 송신 장치 100이외에 별도의 측정 장치 또는 전자 장치에 의하여 구현될 수 있다.
도 7을 참고하면, 710 단계에서, 송신 장치 100은 아날로그 필터 266의 출력단에 연결된 로드가 단락 상태일 때, 아날로그 필터 266의 입력단에서 정재파비를 측정한다(이하 제1 정재파비). 일 실시 예로써, 송신 장치 100은 상기 제1 정재파비를 측정하기 위하여 아날로그 필터 266의 입력단에서 흐르는 순방향 신호 및 아날로그 필터 266의 입력단에서 흐르는 역방향 신호를 동시에 측정할 수 있다. 다른 실시 예로써, 송신 장치 100은 상기 제1 정재파비를 측정하기 위하여 아날로그 필터 266의 입력단에서 흐르는 순방향 신호 및 아날로그 필터 266의 입력단에서 흐르는 역방향 신호를 별도로 측정할 수 있으며, 이 경우 상기 순방향 신호는 디지털 왜곡 신호일 수 있다.
720 단계에서, 송신 장치 100은 아날로그 필터 266의 출력단에 연결된 로드가 개방 상태일 때, 아날로그 필터 266의 입력단에서 정재파비를 측정한다(이하 제2 정재파비). 710 단계와 유사하게, 송신 장치 100은 제2 정재파비를 측정하기 위하여 아날로그 필터 266의 입력단에서 흐르는 순방향 신호 및 아날로그 필터 266의 입력단에서 흐르는 역방향 신호를 동시에 또는 별도로 측정할 수 있다.
730 단계에서, 송신 장치 100은 아날로그 필터 266의 출력단에 연결된 로드가 미리 지정된 저항 값일 때, 아날로그 필터 266의 입력단에서 정재파비를 측정한다(이하 제3 정재파비). 상기 미리 지정된 저항 값은 순방향 신호가 역방향 신호의 경로로 유입되는 정도에 따라 다양한 값으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 미리 지정된 저항 값은 50옴(ohm)일 수 있다.
740 단계에서, 송신 장치 100은 상기 측정된 제1, 제2, 제3 정재파비에 기반하여 아날로그 필터 266의 특성 파라미터들을 결정한다. 다시 말해, 송신 장치 100은 740 단계에서 구현되는 동작을 통하여 아날로그 필터 266의 전달 특성을 파악할 수 있다. 송신 장치 100은 상기 결정된 아날로그 필터 266의 특성 파라미터들에 기반하여 아날로그 필터 266의 출력단에 대한 정재파비와 아날로그 필터 266의 입력단에 대한 정재파비 간 오차를 보상할 수 있다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 아날로그 필터에서 측정된 순방향 신호 및 역방향 신호를 이용하여 정재파비를 결정하기 위한 무선 통신부의 구성의 일부를 도시한다.
도 8을 참고하면,
Figure pat00058
420은 아날로그 필터 266의 입력단에서 흐르는 순방향 신호 a1 및 역방향 신호 b1으로 구성된다. 상기 신호 a1 및 b1은 VSWR 280에 의하여 검출될 수 있으며, 구현 방식에 따라 검출부 440에 의하여 검출될 수도 있다.
Figure pat00059
430은 아날로그 필터 266의 입력단에서 흐르는 역방향 신호 a2 및 순방향 신호 b2으로 구성된다.
도 4 내지 도 7의 설명에 의하여 결정된 아날로그 특성 파라미터를 이용하기 위하여, 수학식 4에 기재된
Figure pat00060
430과
Figure pat00061
420을 각각 순방향 신호 a1, b2 및 역방향 신호 b1, a2로 표현하면, 하기의 수학식 5가 표현될 수 있다.
Figure pat00062
여기서, a1은 아날로그 필터 266의 입력단에서 흐르는 순방향 신호를 나타내고, a2는 아날로그 필터 266의 출력단에서 흐르는 역방향 신호를 나타내고, b1은 아날로그 필터 266의 입력단에서 흐르는 역방향 신호를 나타내고, b2는 아날로그 필터 266의 출력단에서 흐르는 순방향 신호를 나타낸다.
상기 수학식 5를 정리하면 하기의 수학식 6으로 표현될 수 있다.
Figure pat00063
다시 말해, 아날로그 필터 266의 입력단에서 흐르는 신호 a1, b1이 측정되면, 미리 결정된 아날로그 필터 266의 특성 파라미터에 기반하여 신호 a2, b2가 결정될 수 있다. 상기 결정된 a2, b2에 기반하여 아날로그 필터 266의 출력단에서의 정재파비가 결정될 수 있다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 디지털 필터의 기능적 구성 블록을 도시한다. 디지털 필터 910은 하드웨어적 논리 구조일 수 있고, 소프트웨어 프로그램일 수 있으며, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합일 수 있다.
도 9를 참고하면, 디지털 필터 910은 아날로그 필터 266의 특성 파라미터들을 포함하는 다수의 블록들을 포함한다. 구현 방식에 따라 상기 블록들은 각각 하나의 디지털 필터일 수 있으며, 상기 다수의 블록들이 하나의 디지털 필터 910을 구성할 수도 있다. 디지털 필터 910은 검출된 신호 a1, b1를 필터링하여 신호 a2, b2을 생성할 수 있다. 생성된 신호 a2, b2는 안테나 포트의 VSWR을 계산하는데 이용된다. 추가적으로, VSWR은 안테나 포트에서 반사 손실(return loss)로 표현될 수 있으며, 이 경우 반사 손실은 하기의 수학식 7로 표현될 수 있다.
Figure pat00064
여기서, a2 detection power은 a2 신호의 전력을 dBm 단위로 나타낸 것이며, b2 detection power은 b2 신호의 전력을 dBm 단위로 나타낸 것이다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 디지털 필터를 포함하는 무선 통신부의 구성을 도시한다.
도 10을 참고하면, 안테나 포트 268의 VSWR을 측정하기 위한 순방향 신호 a1 및 역방향 신호 b1는 각각 아날로그 필터 266의 입력단 측에서 설치된 커플러 310a, 310b에 의하여 검출된다. 검출된 신호 a1, b1은 각각 아날로그/디지털 변환부(analog-digital converter, ADC) 1010, 1020에 의하여 디지털 신호로 변환된다. 디지털 필터 910은 변환된 신호 a1, b1을 필터링함으로써 신호 a2 및 b2를 생성한다.
상기 신호 a1, b1은 구현 방법에 따라 다양한 방법으로 측정될 수 있다. 예를 들어, 상기 신호 a1, b1은 커플러 310a, 310b에 의하여 동시에 측정될 수 있다. 다른 예를 들어, 신호 a1, b1은 개별적으로 측정될 수 있다. 이 경우, 신호 a1은 DPD 216에 의하여 생성된 디지털 전치 왜곡 신호일 수 있다.
디지털 필터 910은 구현 방법에 따라 다양한 방식으로 무선 통신부 110에 포함될 수 있다. 예를 들어, 디지털 필터 910은 VSWR 검출부 280내부에 포함될 수도 있고, VSWR 280 외부에 별도로 위치할 수 있다. 송신 장치 100은 상기 무선 통신부 110에 포함된 디지털 필터 910을 이용하여 필터가 송신 장치 100에 내장(embedded)되어 있는 상태에서도 필터의 특성을 반영하여 VSWR을 측정할 수 있다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 안테나의 정재파비를 결정하기 위한 송신 장치 100의 동작 흐름을 도시한다. 도 11에 도시된 각각의 동작들은 송신 장치 100에 의해서 구현되는 것으로 설명되지만, 상기 동작들은 구현 방법에 따라 송신 장치 100에 포함된 제어부 140, VSWR 검출부 280, 또는 무선 통신부 110에 포함된 다른 제어부(도시되지 않음)에 의하여 구현될 수 있다.
도 11을 참고하면, 1110 단계에서, 송신 장치 100은 아날로그 필터 266의 입력단에 대한 순방향 신호 a1 및 역방향 신호 b1 각각을 검출한다. 상기 신호 a1 및 b1은 송신 장치에 의하여 동시에 검출될 수도 있으며, 동시에 측정되지 않을 수도 있다. 신호 a1 및 b1이 동시에 검출되지 않는 경우, 신호 a1은 디지털 전치 왜곡 신호에 해당될 수 있다.
1120 단계에서, 송신 장치 100은 검출된 신호 a1, b1에 미리 결정된 아날로그 필터 266의 특성 파라미터들을 적용함으로써 아날로그 필터 266의 출력단에 대한 순방향 신호 b2 및 역방향 신호 a2각각의 전력 값을 결정한다. 예를 들어, 송신 장치 100은 디지털 필터 910을 이용하여 신호 a1, b1을 필터링함으로써 신호 b2 및 a2 각각의 전력 값을 결정할 수 있다. 상기 디지털 필터 910의 특성 파라미터들 각각은 아날로그 필터 266의 특성 파라미터들에 기반하여 결정된다. 상기 아날로그 필터 266의 특성 파라미터들 각각은 상기 아날로그 필터의 출력단에 연결된 로드(load)가 각각 단락(short), 개방(open), 및 미리 지정된 저항 값일 때 측정된 상기 아날로그 필터 266의 입력단에 대한 정재파비에 기반하여 결정된다. 상기 미리 지정된 저항 값은 예를 들어 50옴(ohm)일 수 있다.
1130 단계에서, 송신 장치 100은 상기 결정된 a2, b2 각각의 전력 값에 기반하여 송신 장치 100의 안테나 포트에 대한 VSWR을 결정한다. 송신 장치 100은 상기 결정된 VSWR이 미리 정해진 기준 범위를 초과하는지 여부를 비교함으로써 상기 안테나 포트가 정상적으로 작동하는지 여부를 결정할 수 있다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 전력 증폭기에 의하여 발생한 측정 오류를 보상하기 위한 무선 통신부의 구성을 도시한다.
송신 장치 100의 안테나 포트에 대한 VSWR이 측정되는 경우, 상기 VSWR은 아날로그 필터뿐만 아니라 무선 통신부 110에 포함된 다른 구성요소들에 의하여 오차가 발생할 수 있다. 예를 들어, 도 12에서 도시된 PA 262의 구조상 특성에 의하여 VSWR 측정 오차가 발생할 수 있다.
이러한 경우, 송신 장치 100은 상기 PA 262의 특성 파라미터를 계산하여 보상을 수행할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치 100은 도 7에서 서술된 바와 같이, PA 262의 출력단에 연결된 로드의 다양한 상태에 따라 정재파비를 측정하고, 상기 측정된 정재파비에 기반하여 PA 262의 특성 파라미터를 결정할 수 있다. 상기 결정된 특성 파라미터에 기반하여 생성된 디지털 필터 1210은 커플러 1220a, 1220b에 의하여 각각 검출된 순방향 신호 a3 및 역방향 신호 b3를 필터링함으로써 신호 a4, b4를 생성할 수 있다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 송신기의 동작 방법에 있어서,
    아날로그 필터의 입력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호 각각을 검출하는 과정과,
    아날로그 필터의 특성 파라미터들을 상기 검출된 순방향 신호 및 역방향 신호에 적용함으로써 상기 아날로그 필터의 출력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호 각각의 전력 값을 결정하는 과정과,
    상기 아날로그 필터의 출력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호 각각의 전력 값에 기반하여 상기 송신기의 안테나에 대한 정재파비(voltage standing wave ratio, VSWR)를 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 아날로그 필터의 특성 파라미터들 각각은,
    상기 아날로그 필터의 출력단에 연결된 로드(load)가 단락(short) 상태, 개방(open) 상태, 및 미리 지정된 저항 값일 때 각각 측정된 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 정재파비에 기반하여 결정되는 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 미리 지정된 저항 값은 50 옴(ohm)에 해당하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호 각각을 검출하는 과정은,
    상기 아날로그 필터의 입력단에 설치된 커플러(coupler)를 이용하여 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호를 동시에 검출하는 과정을 포함하는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호 각각을 검출하는 과정은,
    상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 순방향 신호의 디지털 전치 왜곡 신호를 검출하는 과정과,
    상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 역방향 신호를 검출하는 과정을 포함하는 방법.
  6. 무선 통신 시스템에서 송신 장치에 있어서,
    신호를 송수신하는 적어도 하나의 안테나 포트와,
    상기 신호의 주파수 선택 기능을 수행하는 아날로그 필터와,
    상기 안테나 포트에 대한 정재파비(voltage standing wave ratio, VSWR)를 측정하는 VSWR 검출부를 포함하고,
    상기 VSWR 검출부는,
    상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호 각각을 검출하고,
    아날로그 필터의 특성 파라미터들을 상기 검출된 순방향 신호 및 역방향 신호에 적용함으로써 상기 아날로그 필터의 출력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호 각각의 전력 값을 결정하고,
    상기 아날로그 필터의 출력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호 각각의 전력 값에 기반하여 상기 안테나 포트에 대한 VSWR을 결정하도록 구성되는 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 아날로그 필터의 특성 파라미터들 각각은,
    상기 아날로그 필터의 출력단에 연결된 로드(load)가 단락(short) 상태, 개방(open) 상태, 및 미리 지정된 저항 값일 때 각각 측정된 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 정재파비에 기반하여 결정되는 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 미리 지정된 저항 값은 50 옴(ohm)에 해당하는 장치.
  9. 청구항 6에 있어서, 상기 VSWR 검출부는,
    상기 아날로그 필터의 입력단에 설치된 커플러(coupler)를 이용하여 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 순방향 신호 및 역방향 신호를 동시에 검출하도록 구성되는 장치.
  10. 청구항 6에 있어서, 상기 VSWR 검출부는,
    상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 순방향 신호의 디지털 전치 왜곡 신호를 검출하고,
    상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 역방향 신호를 검출하도록 구성되는 장치.
  11. 무선 통신 시스템에서 아날로그 필터의 특성 파라미터들을 결정하기 위한 동작 방법에 있어서,
    아날로그 필터의 출력단에 연결된 로드(load)가 단락(short) 상태일 때, 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 제1 정재파비를 측정하는 과정과,
    상기 아날로그 필터의 출력단에 연결된 로드가 개방(open) 상태일 때, 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 제2 정재파비를 측정하는 과정과,
    상기 아날로그 필터의 출력단에 연결된 로드가 미리 지정된 저항 값일 때, 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 제3 정재파비를 측정하는 과정과,
    상기 측정된 제1, 제2, 및 제3 정재파비에 기반하여 상기 아날로그 필터의 특성 파라미터들을 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 미리 지정된 저항 값은 50 옴(ohm)에 해당하는 방법.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 제1, 제2, 및 제3 정재파비를 각각 측정하는 방법은,
    상기 아날로그 필터의 입력단으로 들어가는 순방향 신호 및 상기 아날로그 필터의 입력단으로부터 나오는 역방향 신호를 동시에 측정하는 과정을 포함하는 방법.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 제1, 제2, 및 제3 정재파비를 각각 측정하는 방법은,
    상기 아날로그 필터의 입력단으로 들어가는 순방?h 신호에 대한 디지털 전치 왜곡 신호를 측정하는 과정과,
    상기 아날로그 필터의 입력단으로부터 나오는 역방향 신호를 측정하는 과정을 포함하는 방법.
  15. 청구항 12에 있어서, 상기 결정된 아날로그 필터의 특성 파라미터들에 기반하여 상기 아날로그 필터의 출력단에 대한 정재파비와 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 정재파비 간 오차를 보상하는 디지털 필터의 특성 파라미터들을 결정하는 과정을 더 포함하는 방법.
  16. 무선 통신 시스템에서 아날로그 필터의 특성 파라미터들을 결정하기 위한 장치에 있어서,
    아날로그 필터의 입력단 및 출력단에서 흐르는 신호를 검출하는 검출부와,
    상기 검출부와 결합된 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 아날로그 필터의 출력단에 연결된 로드(load)가 단락(short) 상태일 때, 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 제1 정재파비를 측정하고,
    상기 아날로그 필터의 출력단에 연결된 로드가 개방(open) 상태일 때, 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 제2 정재파비를 측정하고,
    상기 아날로그 필터의 출력단에 연결된 로드가 미리 지정된 저항 값일 때, 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 제3 정재파비를 측정하고,
    상기 측정된 제1, 제2, 및 제3 정재파비에 기반하여 상기 아날로그 필터의 특성 파라미터들을 결정하도록 구성되는 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 미리 지정된 저항 값은 50 옴(ohm)에 해당하는 장치.
  18. 청구항 16에 있어서, 상기 검출부는,
    상기 아날로그 필터의 입력단으로 들어가는 순방향 신호 및 상기 아날로그 필터의 입력단으로부터 나오는 역방향 신호를 동시에 측정하도록 구성되는 장치.
  19. 청구항 16에 있어서, 상기 검출부는,
    상기 아날로그 필터의 입력단으로 들어가는 순방?h 신호에 대한 디지털 전치 왜곡 신호를 측정하고,
    상기 아날로그 필터의 입력단으로부터 나오는 역방향 신호를 측정하도록 구성되는 장치.
  20. 청구항 17에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 결정된 아날로그 필터의 특성 파라미터 값들에 기반하여 상기 아날로그 필터의 출력단에 대한 정재파비와 상기 아날로그 필터의 입력단에 대한 정재파비 간 오차를 보상하는 디지털 필터의 특성 파라미터들을 결정하도록 더 구성되는 장치.

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