WO2011074832A2 - 광대역 무선 시스템 - Google Patents

광대역 무선 시스템 Download PDF

Info

Publication number
WO2011074832A2
WO2011074832A2 PCT/KR2010/008809 KR2010008809W WO2011074832A2 WO 2011074832 A2 WO2011074832 A2 WO 2011074832A2 KR 2010008809 W KR2010008809 W KR 2010008809W WO 2011074832 A2 WO2011074832 A2 WO 2011074832A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
intermediate frequency
signal
discrete
frequency signals
broadband wireless
Prior art date
Application number
PCT/KR2010/008809
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2011074832A3 (ko
Inventor
서원기
신동환
손석용
Original Assignee
(주)넥스윌
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)넥스윌 filed Critical (주)넥스윌
Priority to US13/130,021 priority Critical patent/US8428193B2/en
Priority to JP2012544375A priority patent/JP2013514711A/ja
Publication of WO2011074832A2 publication Critical patent/WO2011074832A2/ko
Publication of WO2011074832A3 publication Critical patent/WO2011074832A3/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/0003—Software-defined radio [SDR] systems, i.e. systems wherein components typically implemented in hardware, e.g. filters or modulators/demodulators, are implented using software, e.g. by involving an AD or DA conversion stage such that at least part of the signal processing is performed in the digital domain
    • H04B1/0007—Software-defined radio [SDR] systems, i.e. systems wherein components typically implemented in hardware, e.g. filters or modulators/demodulators, are implented using software, e.g. by involving an AD or DA conversion stage such that at least part of the signal processing is performed in the digital domain wherein the AD/DA conversion occurs at radiofrequency or intermediate frequency stage
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12—Analogue/digital converters
    • H03M1/18—Automatic control for modifying the range of signals the converter can handle, e.g. gain ranging
    • H03M1/188—Multi-path, i.e. having a separate analogue/digital converter for each possible range
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0012—Modulated-carrier systems arrangements for identifying the type of modulation

Definitions

  • the present invention relates to a broadband wireless system, and in particular, has a wide operating range of high bit resolution, and is simply configured while enabling measurement and use of signal resources such as signal arrival time, intensity, frequency, pulse width, and modulation type.
  • the present invention relates to a broadband wireless system having high reliability and easy use of a processed signal.
  • wideband signal processing technology is a technique for digitizing a signal having a bandwidth of several gigabytes (GHz) or more and processing it to easily obtain information contained in the signal.
  • This broadband signal processing technology enables high-capacity multimedia services through high-speed data transmission in 4G mobile communication systems, and can be used to improve detection capabilities in high-resolution implementations in radar systems.
  • Particularly important among the various conditions for such wideband signal processing is that the signal processing system has a wide dynamic range and the ability to process a wide bandwidth or various narrowband signals constituting the bandwidth at high speed.
  • the operating range of the system should be able to accommodate all narrowband signals having different signals in the wideband signal composed of a plurality of narrowband signals.
  • broadband signal processing systems must have a high bit resolution while having a wide operating range.
  • Conventional wireless systems have had to lower the operating range to reduce the bit resolution or to increase the bit resolution to secure the operating range.
  • development of a system having a high bit resolution and a wide operating range must be preceded.
  • an object of the present invention is to have a wide operating range of high bit resolution, to enable simple and high-quality measurement and use of signal resources such as signal arrival time, intensity, frequency, pulse width, and modulation type. It is to provide a broadband wireless system having reliability and easy use of processed signals.
  • a broadband wireless system comprising: an antenna configured to receive the broadband wireless signal; A receiving unit receiving the broadband wireless signal from the antenna, processing the signal, and converting the signal into a first intermediate frequency signal; A signal distribution unit converting and distributing the first intermediate frequency signal into a second intermediate frequency signal which is a plurality of signals; A parallel amplifier for generating a third intermediate frequency signal obtained by amplifying the respective second intermediate frequency signals of the second intermediate frequency signals provided from the signal distributor by different amplification rates; A parallel analog-to-digital converter for generating a discrete intermediate frequency signal by analog-to-digital converting each of the respective third intermediate frequency signals of the third intermediate frequency signal from the parallel amplifier; And an execution system that analyzes the discrete discrete intermediate frequency signals of the discrete intermediate frequency signals from the analog-digital converter, selects any one of the discrete discrete intermediate frequency signals, and processes the selected discrete intermediate frequency signals. It is composed.
  • the parallel amplifier includes a plurality of amplifiers having different amplification rates and connected to the signal distribution units, respectively, to receive and amplify the respective second intermediate frequency signals.
  • the parallel analog-to-digital converter includes a plurality of analog-to-digital converters connected to each of the plurality of amplifiers individually to convert the respective third intermediate frequency signals generated by amplifying the respective second intermediate frequency signals. It is configured by.
  • the execution system performs the selection by comparing whether the most significant bit or least significant bit of the individual discrete intermediate frequency signal is recorded or the magnitude of the individual discrete intermediate frequency signal to select the individual discrete intermediate frequency signal.
  • FIG. 1 is an exemplary view showing the configuration of a broadband wireless system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the broadband wireless system of FIG. 1 in more detail.
  • Figure 3 is an exemplary view for explaining the operation of a broadband wireless system according to the present invention.
  • FIG. 1 is an exemplary view showing the configuration of a broadband wireless system according to the present invention.
  • a broadband wireless system includes an antenna 110, a receiver 120, a signal distributor 130, a parallel amplifier 150, a parallel analog digital converter 170, and an execution system ( 190).
  • the antenna 110 receives the wideband radio signal RF and transmits it to the receiver 120.
  • the receiver 120 receives the wideband radio signal RF transmitted from the antenna 110 and performs signal processing, and the first intermediate frequency signal, which is an intermediate frequency signal, can easily amplify the wideband radio signal RF by signal processing. Convert to (IF).
  • the receiver 120 may be configured by a wideband device or a wideband circuit for receiving a wideband radio signal (RF) and processing a signal, but the present invention is not limited thereto.
  • the signal distributor 130 parallel-converts the second intermediate frequency signals IF_M IF1, IF2... IFn generated by converting the first intermediate frequency signals IF transmitted from the receiver into the same plurality of signals. To provide. Although the signal distribution unit 130 ideally distributes the first intermediate frequency signal IF evenly to the same plurality of signals, in a real apparatus, the plurality of signals due to loss of the signal distribution unit 130 itself. Each of the second intermediate frequency signals IF1, IF2, ... IFn converted into may be a signal in which the first intermediate frequency signal IF is actually attenuated by loss. However, this does not limit the present invention.
  • the parallel amplifier 150 sets the respective second intermediate frequency signals IF1, IF2... IFn of the plurality of second intermediate frequency signals IF_M to the amplification factor differently set.
  • a third intermediate frequency signal (IF_MG: IF1_MG, IF2_MG ... IFn_MG) amplified by amplification is transferred to the parallel analog-digital converter 170.
  • the parallel analog digital converter unit 170 (hereinafter referred to as a "parallel ADC unit") converts the respective third intermediate frequency signals IF1_MG, IF2_MG, IF3_MG ... IFn_MG of the third intermediate frequency signal IF_MG by analog and digital conversion.
  • Discrete intermediate frequency signals IF_D (IF1_D, IF2_D ... IFn_D) are generated, and the generated discrete intermediate frequency signals IF_D are provided to the execution system 190.
  • the execution system 190 analyzes each individual discrete intermediate frequency signal IF1_D, IF2_D ... IFn_D of the discrete intermediate frequency signal IF_D provided from the parallel ADC unit 170 to determine the saturation, normal and lack of the signal. Discriminate and select a normal signal to perform data processing. To this end, the execution system 190 determines the saturation and lack of the signals constituting the discrete intermediate frequency signal IF_D and selects the signals selected by the signal selector 191 and the signal selector 191 to select a normal signal. It may be configured to include a data processing unit 193 for processing.
  • the broadband wireless system according to the present invention, as described above, the antenna 110, the receiver 120, the signal divider 130, the parallel amplifier 150, the parallel AD unit 170 And an execution system 190.
  • the parallel amplifier 150 includes a plurality of amplifiers 151 to 154 having different amplification rates
  • the parallel AD unit 170 includes a plurality of analog-digital converters (ADC1 to ADCn). It is configured to include.
  • the signal distributor 130 equally distributes the first intermediate frequency signal IF provided by the receiver 120 to generate the second intermediate frequency signal IF_M, which is a plurality of signals, as described above.
  • the second intermediate frequency signal IF_M does not consider the loss of the signal distribution unit 130, the plurality of individual second intermediate frequency signals IF1, IF2, IF3... IFn that are equal to the first intermediate frequency IF. It consists of The individual second intermediate frequency signals IF1, IF2, IF3... IFn of the second intermediate frequency signal IF_M are provided to the parallel amplifier 150 to be amplified by different amplification rates.
  • the first intermediate frequency signal IF converted by the receiver 120 may be expressed as Equation (1).
  • Y (t) is a function of the first intermediate frequency signal
  • A is an amplification factor of the receiver 120
  • f2 is a local frequency used in the receiver 120.
  • the first heavy-weight frequency signal IF represented by Y (t) is a signal down-converted into a frequency f1 of the radio signal RF minus the local frequency f2.
  • i is a natural number from 1 to n
  • L is the loss by the signal distribution unit.
  • the third intermediate frequency signal (IF_MG) is the amplification factor of the first to n-th amplifier section (151 to 154) of parallel amplification section 150 B i (i is generated is amplified by a parallel amplifier unit 150
  • the natural number from 1 to n can be expressed as shown in equation (3).
  • the individual third intermediate frequency signal IF1_MG amplified by the first amplifier 151 and the third intermediate frequency signal IF2_MG amplified by the second amplifier 152 can be seen that this difference is due to the amplification ratios B1 and B2. That is, by varying the amplification ratio of each of the amplifiers 151 to 154, the wideband wireless signal can be divided into a predetermined region, and the divided region signal is transmitted to each of the amplifiers 151 to 154 and ADCs ADC1 to ADCn. It is possible to handle by.
  • 3 is an exemplary diagram illustrating a form in which one broadband is divided by such an amplifier.
  • the operating range in the broadband wireless system is represented by the sum of the operating range of the wireless signal and the intermediate frequency of the receiver 120 and the ADC.
  • the receiver 120 and the signal distributor 130 are implemented using a broadband high-speed operation element or device to prevent an increase in the complexity of the circuit, and at the same time, a low speed and a low cost in the remaining signal processing parts.
  • a method of reducing the complexity and the cost of the circuit and improving the operation reliability is proposed.
  • a wireless system when a wireless system performs amplification by fixed gain, it is generally configured to optimize the input level of the ADC at the maximum reception level of the wireless signal.
  • the execution system 190 can accurately measure the resource of the signal due to the fixed gain, when the level of the received signal is lowered, the effective bit of the ADC is reduced, the bit resolution is lowered, and the operating range is reduced due to the reduction of the effective bit. Will be reduced.
  • the input level can be relatively optimized even when the level of the received signal is lowered by dividing the received signal, that is, the wireless signal into several regions and using a plurality of parallel amplifiers having respective fixed amplification rates Bi.
  • Amplification units 151 to 154 and ADCs were configured to prevent the reduction of valid bits. That is, in the conventional wireless system using one amplification unit having a fixed gain, the effective bit and the bit resolution are lowered when the wireless signal in the low signal level region 164 is received.
  • the signal of the amplifier 164 and ADC (ADC4) optimized for this region is always used in the low signal level region 164 regardless of the height of the signal level. It is possible to secure one bit resolution and an operation range.
  • the amplification ratios of the first to fourth amplifiers 151 to 154 and the number of divided regions are determined according to the performance of the ADCs ADC1 to ADCn, which play an important role in determining the operation range. That is, if the ADC has a high bit resolution and excellent analog-to-digital conversion performance, the number of amplifiers may be reduced, and in the opposite case, a larger number of amplifiers may be configured.
  • the regions defined by each of the amplifiers 151 to 154 and the ADCs ADC1 to ADC4 may be set to partially overlap each other, but the present invention is not limited thereto.
  • the discrete intermediate frequency signal IF_D output from the parallel ADC unit 170 is simultaneously output and provided to the execution system 190.
  • the execution system must select a signal suitable for data processing among a plurality of discrete discrete frequency signals IF_D (IF1_D to IFn_D) provided at the same time.
  • the execution system 190 includes a signal selector 191 implemented by a logic circuit or a signal processing algorithm.
  • the signal selector 191 is configured to generate the most significant bit (MSB: Least Significant Bit) and least significant bit (LSB) of the discrete intermediate frequency signal IF_D, particularly the discrete intermediate frequency signals IF_D.
  • MSB most significant bit
  • LSB least significant bit
  • the signal selector selects an output of the first ADC ADC1 and provides the selected first discrete intermediate frequency signal IF1_D to the data processor 193 to perform data processing.
  • the output signals other than the nth discrete intermediate frequency signal IFn_D which are outputs of the nth amplifying unit 154 and the nth ADC (ADCn)
  • the nth discrete intermediate frequency signal IFn_D is selected by the signal selector 191 and transmitted to the data processor 193.
  • whether the signal is saturated may be determined by determining whether the MSB is recorded.
  • the size comparison of the output discrete intermediate frequency signal IF_D can be easily performed by determining whether the MSB and the LSB are recorded.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
  • Superheterodyne Receivers (AREA)

Abstract

본 발명은 높은 비트 해상도의 넓은 동작범위를 가지고, 신호의 도착시간, 세기, 주파수, 펄스 폭, 변조 형태와 같은 신호 재원의 측정 및 이용이 가능하도록 하면서도 간단하게 구성됨과 아울러 높은 신뢰도를 가지며 처리된 신호의 용이한 이용이 가능한 광대역 무선 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 광대역 무선 시스템은 광대역 무선 신호를 수신하여 처리하는 광대역 무선 시스템에 있어서, 상기 광대역 무선 신호를 수신하는 안테나; 상기 안테나로부터 상기 광대역 무선 신호를 제공받고, 신호처리하여 제1중간주파수신호로 변환하는 수신부; 상기 제1중간주파수신호를 동일한 복수의 신호인 제2중간주파수신호로 변환하여 분배하는 신호분배부; 상기 신호분배부로부터 제공되는 상기 제2중간주파수신호의 개별 제2중간주파수신호를 각각 다른 증폭률에 의해 증폭한 제3중간주파수신호를 생성하는 병렬증폭부; 상기 병렬증폭부로부터의 상기 제3중간주파수신호의 개별 제3중간주파수신호 각각을 아날로그-디지털 변환하여 이산중간주파수신호를 생성하는 병렬 아날로그-디지털 변환부; 및 상기 아날로그 디지털 변환부로부터의 상기 이산중간주파수신호의 개별 이산중간주파수신호를 분석하여 상기 개별 이산중간주파수신호 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 개별 이산중간주파수신호를 처리하는 실행시스템;을 포함하여 구성된다.

Description

광대역 무선 시스템
본 발명은 광대역 무선 시스템에 관한 것으로, 특히 높은 비트 해상도의 넓은 동작범위를 가지고, 신호의 도착시간, 세기, 주파수, 펄스 폭, 변조 형태와 같은 신호 재원의 측정 및 이용이 가능하도록 하면서도 간단하게 구성됨과 아울러 높은 신뢰도를 가지며 처리된 신호의 용이한 이용이 가능한 광대역 무선 시스템에 관한 것이다.
최근 통신 기술들의 급격한 발달로 인해 통신 시스템의 데이터 처리 능력 및 처리 속도에 대한 요구 수준이 크게 높아지고 있다. 특히, 이러한 요구는 넓은 대역의 신호에 대한 방대한 양의 데이터를 고속으로 처리할 수 있는 통신 시스템을 요구하고 있다. 일례로, 4세대 이동통신 시스템, 고해상도 레이더 시스템, 광 대역 시스템 및 군용 시스템의 개발을 위해서는 이러한 요구를 충족시킬 수 있는 무선시스템 및 신호처리 방법이 반드시 필요하다.
일반적으로 광대역 신호처리 기술은 수 기가헤르츠(GHz) 이상의 대역폭을 가지는 신호를 디지털화(Digitalization)하고 이를 가공하여 신호에 포함되어 있는 정보를 용이하게 취득할 수 있도록 하는 기술이다. 이 광대역 신호처리 기술은 4세대 이동통신 시스템에서는 고속 데이터 전송을 통한 대용량 멀티미디어 서비스를 가능하게 하며, 레이더 시스템에서는 고해상도 구현에 따른 탐지 능력 향상에 이용될 수 있다. 이러한 광대역 신호처리를 위한 다양한 조건 중 특히 중요한 요건은 신호처리 시스템이 넓은 대역폭 또는 이 대역폭을 구성하는 다양한 협대역 신호를 높은 고속으로 처리할 수 있는 능력과 넓은 동작 범위(Dynamic Range)를 가지는 것이다.
특히, 광대역 신호처리 시스템에서 시스템의 동작범위는 다수의 협대역 신호로 구성되는 광대역 신호에서 신호의 크기가 다른 협대역 신호를 모두 수용할 수 있어야 한다. 또한, 광대역 신호처리 시스템은 넓은 동작범위를 가지면서도 높은 비트 해상도를 가져야 한다. 기존의 무선 시스템의 경우 동작범위를 확보하기 위해 비트 해상도를 낮추거나 비트해상도를 높이기 위해 동작범위를 낮출 수 밖에 없었다. 하지만, 광대역 신호의 효율적인 처리 및 이를 이용한 시스템 또는 서비스의 개발을 위해서는 높은 비트 해상도와 넓은 동작범위를 갖는 시스템의 개발이 선행되어야 한다.
더욱이 이러한 광대역 신호처리 시스템은 이동통신과 같은 일반적인 통신시스템뿐만 아니라, 레이더 시스템, 천문관측 시스템, 일기예보 시스템, 위성통신시스템과 같은 다양한 시스템에 적용이 될 수 있기 때문에 단순히 넓은 동작범위를 가질뿐만 아니라 높은 비트 해상도를 가져야만 한다. 더불어, 이러한 광대역 신호처리 시스템은 높은 비트 해상도를 통한 매우 짧은 신호도 정확하고 빠르게 처리할 수 있어야 하며, 수신된 신호의 도착시간, 세기, 주파수, 펄스 폭, 변조 형태와 같은 분석에 이용할 수 있는 신호의 고유 특성인 신호재원의 측정이 가능해야만 한다.
즉, 광대역 신호처리 시스템은 기존의 시스템과 같이 단순히 넓은 동작범위만을 가지는 것이 아니라, 넓은 동작범위, 높은 비트 해상도를 유지하면서도 신호의 재원 측정이 가능한 시스템이어야 한다. 또한, 광대역 신호처리 시스템은 이러한 특성을 유지하면서도 광범위한 분야에 용이하게 사용될 수 있도록 저렴한 가격, 간단한 구성, 데이터 처리의 용이함 및 신호처리 장치와 방법의 높은 신뢰도가 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 높은 비트 해상도의 넓은 동작범위를 가지고, 신호의 도착시간, 세기, 주파수, 펄스 폭, 변조 형태와 같은 신호 재원의 실시간 측정 및 이용이 가능하도록 하면서도 간단하게 구성됨과 아울러 높은 신뢰도를 가지며 처리된 신호의 용이한 이용이 가능한 광대역 무선 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광대역 무선 시스템은 광대역 무선 신호를 수신하여 처리하는 광대역 무선 시스템에 있어서, 상기 광대역 무선 신호를 수신하는 안테나; 상기 안테나로부터 상기 광대역 무선 신호를 제공받고, 신호처리하여 제1중간주파수신호로 변환하는 수신부; 상기 제1중간주파수신호를 동일한 복수의 신호인 제2중간주파수신호로 변환하여 분배하는 신호분배부; 상기 신호분배부로부터 제공되는 상기 제2중간주파수신호의 개별 제2중간주파수신호를 각각 다른 증폭률에 의해 증폭한 제3중간주파수신호를 생성하는 병렬증폭부; 상기 병렬증폭부로부터의 상기 제3중간주파수신호의 개별 제3중간주파수신호 각각을 아날로그-디지털 변환하여 이산중간주파수신호를 생성하는 병렬 아날로그-디지털 변환부; 및 상기 아날로그 디지털 변환부로부터의 상기 이산중간주파수신호의 개별 이산중간주파수신호를 분석하여 상기 개별 이산중간주파수신호 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 개별 이산중간주파수신호를 처리하는 실행시스템;을 포함하여 구성된다.
상기 병렬증폭부는 다른 증폭률을 가지며 상기 신호분배부와 각각 연결되어 상기 개별 제2중간주파수신호를 수신하여 증폭하는 복수의 증폭부를 포함하여 구성된다.
상기 병렬 아날로그-디지털 변환부는 상기 복수의 증폭부 각각과 개별적으로 연결되어, 상기 개별 제2중간주파수신호가 증폭되어 생성되는 상기 개별 제3중간주파수신호 각각을 변환하는 복수의 아날로그-디지털 변환기를 포함하여 구성된다.
상기 실행시스템은 상기 개별 이산중간주파수신호의 선택을 위해 상기 개별 이산중간주파수신호의 최상위 비트 기록여부 또는 최하위 비트의 기록 여부 또는 상기 개별 이산중간주파수신호의 크기를 비교하여 선택을 수행한다.
본 발명에 따른 광대역 무선 시스템은 높은 비트 해상도의 넓은 동작범위를 가지고, 신호의 도착시간, 세기, 주파수, 펄스 폭, 변조 형태와 같은 신호 재원의 측정 및 이용이 가능하도록 하면서도 간단하게 구성됨과 아울러 높은 신뢰도를 가지며 처리된 신호의 용이한 이용이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 광대역 무선 시스템의 구성을 도시한 예시도.
도 2는 도 1의 광대역 무선 시스템 구성을 좀더 상세히 도시한 구성 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 광대역 무선 시스템의 동작을 설명하기 위한 예시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 안테나
120 : 수신부
130 : 신호분배부
150 : 병렬증폭부
170 : 병렬 아날로그 디지털 변환부
190 : 실행시스템
191 : 신호선택부
193 : 데이터처리부
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 참조번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 광대역 무선 시스템의 구성을 도시한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광대역 무선 시스템은 안테나(110), 수신부(120), 신호분배부(130), 병렬증폭부(150), 병렬아날로그디지털컨버터부(170) 및 실행시스템(190)을 포함하여 구성된다.
안테나(110)는 광대역 무선 신호(RF)를 수신하여 수신부(120)에 전달한다.
수신부(120)는 안테나(110)로부터 전달되는 광대역 무선신호(RF)를 제공받아 신호처리를 수행하고, 신호처리에 의해 광대역 무선신호(RF)를 증폭이 용이중간주파수 신호인 제1중간주파수신호(IF)로 변환한다. 이러한 수신부(120)는 광대역 무선신호(RF)의 수신 및 신호의 처리를 위해 광대역 소자 또는 광대역 회로에 의해 구성될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
신호분배부(130)는 수신부에서 전달되는 제1중간주파수신호(IF)를 동일한 복수의 신호화하여 생성된 제2중간주파수신호(IF_M : IF1, IF2... IFn)를 병렬증폭부(150)에 제공한다. 이 신호분배부(130)는 이상적으로 제1중간주파수신호(IF)를 동일한 복수의 신호로 균등하게 분배하는 것이지만, 실제 장치에서는 신호분배부(130) 자체의 손실(Loss)로 인해 복수의 신호로 변환된 개별 제2중간주파수신호(IF1, IF2... IFn)는 실제적으로 제1중간주파수신호(IF)가 손실(Loss)에 의해 감쇄된 신호일 수 있다. 하지만, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
병렬증폭부(150)는 복수의 제2중간주파수신호(IF_M)의 각 개별 제2중간주파수신호(IF1, IF2... IFn) 즉, 제1중간주파수신호(IF)를 각각 다르게 설정된 증폭률에 의해 증폭하여 증폭된 제3중간주파수신호(IF_MG : IF1_MG, IF2_MG... IFn_MG)를 병렬 아날로그디지털컨버터부(170)에 전달한다.
병렬아날로그디지털컨버터부(170 : 이하 "병렬ADC부"라 함)는 제3중간주파수신호(IF_MG)의 개별 제3중간주파수신호(IF1_MG, IF2_MG, IF3_MG... IFn_MG)를 각각 아날로그 디지털 변환하여 이산중간주파수신호(IF_D : IF1_D, IF2_D... IFn_D)생성하고, 생성된 이산중간주파수신호(IF_D)를 실행시스템(190)에 제공한다.
실행시스템(190)은 병렬ADC부(170)로부터 제공되는 이산중간주파수신호(IF_D)의 각 개별 이산중간주파수신호(IF1_D, IF2_D... IFn_D) 각각을 분석하여 신호의 포화, 정상 및 부족을 판별하고, 정상신호를 선택하여 데이터 처리를 수행한다. 이를 위해 실행시스템(190)은 이산중간주파수신호(IF_D)를 구성하는 신호들의 포화 및 부족여부를 판별하고 정상신호를 선택하는 신호선택부(191) 및 신호선택부(191)에 의해 선택된 신호를 처리하는 데이터처리부(193)를 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 본 발명의 광대역 무선 시스템에 의한 넓은 동작범위 확보 및 신호재원의 분석에 대해서는 이후의 도면을 참조하여 좀더 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 도 1의 광대역 무선 시스템 구성을 좀더 상세히 도시한 구성 예시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 광대역 무선 시스템의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 광대역 무선 시스템은 전술한 바와 같이 안테나(110), 수신부(120), 신호분배부(130), 병렬증폭부(150), 병렬AD부(170) 및 실행시스템(190)을 포함하여 구성된다. 이 중 병렬증폭부(150)는 서로 다른 증폭률을 가지는 복수의 증폭부(151 내지 154)를 포함하여 구성되고, 병렬AD부(170)는 복수의 ADC(Analog-digital Converter : ADC1 내지ADCn)을 포함하여 구성된다.
신호분배부(130)는 전술한 바와 같이 수신부(120)에서 제공되는 제1중간주파수신호(IF)를 균등하게 분배하여 복수의 신호인 제2중간주파수신호(IF_M)를 생성한다. 이 제2중간주파수신호(IF_M)는 신호분배부(130)의 손실을 고려하지 않는 경우 제1중간주파수(IF)와 동일한 복수의 개별 제2중간주파수신호(IF1, IF2, IF3... IFn)으로 구성된다. 이 제2중간주파수신호(IF_M)의 개별 제2중간주파수신호(IF1, IF2, IF3... IFn)는 병렬증폭부(150)에 제공되어, 각각 다른 증폭률에 의해 증폭되게 된다.
이를 위해 병렬증폭부(150)는 각각 서로 다른 증폭률(G1 내지 Gn)을 가지는 제1 내지 제n증폭부(151 내지 154)로 구성된다. 제1 내지 제n증폭부(151 내지 154)는 각각 제2중간주파수신호(IF_M)의 개별 제2중간주파수신호(IF1, IF2, IF3... IFn) 각각을 증폭하고, 증폭되어 생성된 제3중간주파수신호(IF_M)의 개별 제3중간주파수신호(IF1_M, IF2M... IFn_M)를 병렬AD부(170)에 전달한다. 여기서, 병렬증폭부(150)를 구성하는 증폭부(151 내지 154)의 수 및 증폭률은 병렬AD부(170)를 구성하는 ADC에 따라 달라질 수 있다. 즉, 증폭부(151 내지 154)의 수 및 증폭률은 ADC의 비트해상도, 변환능력에 따라 결정된다.
한편, 광대역 무선 신호를 시간에 함수 X(f1)로 정의하면 수신부(120)에 의해 변환된 제1중간주파수신호(IF)는 수학식1과 같이 표현될 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2010008809-appb-M000001
여기서, Y(t)는 제1중간주파수신호에 대한 함수이고, A는 수신부(120)의 증폭률, f2는 수신부(120)에서 사용된 로컬 주파수를 의미한다. 따라서 Y(t)로 표현되는 제1중가니주파수신호(IF)는 무선신호(RF)의 주파수(f1)를 로컬 주파수(f2)를 뺀 주파수로 하향 변환된 신호이다.
이러한 제1중간주파수신호(IF)가 신호분배부(130)를 거쳐 제2중간주파수 신호(IF_M)로 변환되면, 제2중간주파수신호(IF_M)은 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2010008809-appb-M000002
여기서 i는 1부터 n까지의 자연수이고, L은 신호분배부에 의한 손실을 의미한다.
또한, 병렬증폭부(150)에 의해 증폭되어 생성되는 제3중간주파수신호(IF_MG)는 병렬증폭부(150)의 제1 내지 제n증폭부(151 내지 154)의 증폭률을 Bi(i는 1부터 n까지의 자연수)라 할 때 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
수학식 3
Figure PCTKR2010008809-appb-M000003
이러한 수학식을 통해 알 수 있는 바와 같이 제1증폭부(151)에 의해 증폭된 개별 제3중간주파수신호(IF1_MG)와 제2증폭부(152)에 의해 증폭된 제3중간주파수신호(IF2_MG)하고의 차이는 증폭률(B1, B2)에 의한 것임을 알 수 있다. 즉, 각 증폭부(151 내지 154)의 증폭률을 달리하는 것으로 광대역의 무선 신호를 일정한 영역으로 나눌 수 있으며, 나누어진 영역의 신호는 각 증폭부(151 내지 154) 및 ADC(ADC1 내지 ADCn)에 의해 처리하도록 하는 것이 가능하다.
도 3은 이러한 증폭부에 의해 하나의 광대역이 분할되는 형태를 도시한 예시도이다.
도 3에서 알 수 있는 바와 같이 제1중간주파수신호(IF)는 증폭률(Bi : B1 내지 Bn)이 서로 다른 증폭부(151 내지 154)에 의해 분할되어 처리될 수 있다. 다시 말하면, 도 3에서와 같이 하나의 신호 대역을 여러 영역으로 나누어 처리함으로써, 단일의 고속, 넓은 동작범위, 높은 비트해상도 소자를 저렴하고, 상대적으로 속도가 느리고 좁은 동작범위를 가지는 여러 개의 소자로 대체하여 구현하는 것이 가능해진다.
구체적으로 설명하면, 광대역 무선 시스템에서의 동작범위는 수신부(120)의 무선신호 및 중간주파수 동작범위와 ADC의 동작 범위 합으로 나타난다. 그런데, 본 발명에서는 수신부(120) 및 신호분배부(130)의 경우 광대역 고속 동작 소자 또는 장치를 이용하여 구현함으로써 회로의 복잡도가 증가하는 것을 방지하는 한편, 나머지 신호처리 부분에 있어서 저속, 저가의 장치를 사용함으로써 회로의 복잡도 및 비용은 저감하고, 동작 신뢰도는 향상시키는 방법을 제시하고 있다.
특히, 무선 시스템이 고정이득에 의한 증폭을 수행하는 경우 일반적으로 무선 신호의 최대 수신 레벨에서 ADC의 입력 레벨이 최적화 되도록 구성된다. 이러한 고정이득에 의한 신호의 재원을 실행시스템(190)이 정확하게 측정할 수는 있으나, 수신 신호의 레벨이 낮아지는 경우 ADC의 유효비트가 줄어들어 비트해상도가 낮아지고 유효비트의 감소로 인해 동작범위가 줄어들게 된다.
하지만, 본 발명에서는 이러한 수신 신호 즉, 무선 신호를 여러 영역으로 나누고 각각의 고정된 증폭률(Bi)을 가지는 복수의 병렬 증폭기를 사용함으로써 수신 신호의 레벨이 낮아지는 경우에도 상대적으로 입력레벨이 최적화 될 수 있는 증폭부(151 내지 154) 및 ADC(ADC1 내지 ADC4)를 구성하여 유효비트의 감소를 방지하였다. 즉, 고정이득을 가지는 하나의 증폭부를 사용하는 종래의 무선 시스템의 경우 낮은 신호레벨 영역(164)에서의 무선 신호가 수신되는 경우 유효비트 및 비트해상도가 저하된다. 반면에, 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이 낮은 신호레벨 영역(164)에는 이 영역에 최적화된 증폭부(164) 및 ADC(ADC4)의 신호를 이용함으로써 신호 레벨의 높낮이에 상관 없이 항상 균일한 비트해상도와 동작범위를 확보하는 것이 가능해진다.
때문에 본 발명에서는 제1 내지 제4증폭부(151 내지 154)의 증폭률 및 분할되는 영역의 수는 동작범위 결정에 있어서 중요한 역할을 하는 ADC(ADC1 내지 ADCn)의 성능에 따라 결정된다. 즉, ADC의 비트해상도가 높고, 아날로그 디지털 변환 성능이 우수한 경우 증폭부의 수는 적어지게 되며, 반대의 경우 더 많은 수의 증폭부로 구성될 수 있다. 아울러, 이러한 각 증폭부(151 내지 154) 및 ADC(ADC1 내지 ADC4)에 의해 정의되는 영역은 상호 간에 부분적인 중첩이 이루어지도록 설정될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
한편, 병렬 ADC부(170)에서 출력되는 이산중간주파수신호(IF_D)는 동시에 출력되어 실행시스템(190)에 제공된다. 실행시스템은 동시에 제공되는 복수의 개별 이산중간주파수신호들(IF_D : IF1_D 내지 IFn_D) 중 데이터 처리에 적절한 신호를 선택해야만 한다.
이를 위해서 전술한 바와 같이 실행시스템(190)은 논리회로 또는 신호처리 알고리즘에 의해 구현되는 신호선택부(191)를 포함하여 구성된다. 이 신호선택부(191)는 이산중간주파수신호(IF_D) 특히 개별 이산중간주파수신호들(IF_D)의 최상위 비트(MSB : Most Significant Bit)와 최하위비트(LSB : Least Significant Bit) 및 증폭된 신호의 크기 비교를 통해 데이터 처리에 이용할 신호를 선택하게 된다.
좀더 상세히 설명하면, 광대역 무선 신호(RF, X(f))의 신호 레벨이 매우 작을 경우 제1증폭부(151) 및 제1ADC(ADC1)의 출력인 제1이산중간주파수신호(IF1_D)가 가장 크게 출력되며 다른 출력은 이보다 작게 출력된다. 이 경우 신호선택부는 제1ADC(ADC1)의 출력을 선택하고 선택된 제1이산중간주파수신호(IF1_D)를 데이터처리부(193)에 제공함으로써 데이터 처리가 이루어진다.
반면에 광대역 무선 신호(RF, X(f))의 신호 레벨이 매우 클 경우 제n 증폭부(154) 및 제n ADC(ADCn)의 출력인 제n 이산중간주파수신호(IFn_D) 외의 출력신호는 포화되게 된다. 이 때에는 제n 이산중간주파수신호(IFn_D)를 신호선택부(191)가 선택하여 데이터처리부(193)에 전달하게 된다. 이때 신호의 포화 여부는 MSB의 기록여부에 따라 판단함으로써 이루어질 수 있다. 또한, 출력되는 이산중간주파수신호(IF_D)의 크기비교는 MSB와 LSB의 기록여부를 판단함으로써 용이하게 이루어질 수 있다.
이를 통해 알 수 있는 바와 같이 본 발명은 광대역 무선 신호에서 수신 신호의 레벨에 상관없이 신호처리를 빠르고 정확하게 진행할 수 있으며, 높은 비트 행상도를 유지하는 것이 가능해진다. 더욱이, 증폭이 이루어지는 경우에도 고정된 이득에 의해 증폭이 이루어지며, 시스템이 균일한 지연시간을 가지기 때문에 무선 신호(RF)의 신호재원을 산출이 가능하면서도 넓은 동작범위를 확보하는 것이 가능해진다.

Claims (3)

  1. 광대역 무선 신호를 수신하여 처리하는 광대역 무선 시스템에 있어서,
    상기 광대역 무선 신호를 수신하는 안테나;
    상기 안테나로부터 상기 광대역 무선 신호를 제공받고, 신호처리하여 제1중간주파수신호로 변환하는 수신부;
    상기 제1중간주파수신호를 동일한 복수의 신호인 제2중간주파수신호로 변환하여 분배하는 신호분배부;
    상기 신호분배부로부터 제공되는 상기 제2중간주파수신호의 개별 제2중간주파수신호를 각각 다른 증폭률에 의해 증폭한 제3중간주파수신호를 생성하는 병렬증폭부;
    상기 병렬증폭부로부터의 상기 제3중간주파수신호의 개별 제3중간주파수신호 각각을 아날로그-디지털 변환하여 이산중간주파수신호를 생성하는 병렬 아날로그-디지털 변환부; 및
    상기 아날로그 디지털 변환부로부터의 상기 이산중간주파수신호의 개별 이산중간주파수신호를 분석하여 상기 개별 이산중간주파수신호 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 개별 이산중간주파수신호를 처리하는 실행시스템;을 포함하며,
    상기 실행시스템은 상기 개별 이산중간주파수신호의 선택을 위해 상기 개별 이산중간주파수신호의 최상위 비트 기록여부 또는 최하위 비트의 기록 여부 또는 상기 개별 이산중간주파수신호의 크기를 비교하여 선택을 수행하는 것을 특징으로 하는 광대역 무선 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 병렬증폭부는
    다른 증폭률을 가지며 상기 신호분배부와 각각 연결되어 상기 개별 제2중간주파수신호를 수신하여 증폭하는 복수의 증폭부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 무선 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 병렬 아날로그-디지털 변환부는
    상기 복수의 증폭부 각각과 개별적으로 연결되어, 상기 개별 제2중간주파수신호가 증폭되어 생성되는 상기 개별 제3중간주파수신호 각각을 변환하는 복수의 아날로그-디지털 변환기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 무선 시스템.
PCT/KR2010/008809 2009-12-17 2010-12-09 광대역 무선 시스템 WO2011074832A2 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/130,021 US8428193B2 (en) 2009-12-17 2010-12-09 Broadband wireless system
JP2012544375A JP2013514711A (ja) 2009-12-17 2010-12-09 広帯域無線システム

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2009-0126448 2009-12-17
KR1020090126448A KR100999376B1 (ko) 2009-12-17 2009-12-17 광대역 무선 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2011074832A2 true WO2011074832A2 (ko) 2011-06-23
WO2011074832A3 WO2011074832A3 (ko) 2011-11-10

Family

ID=43512533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2010/008809 WO2011074832A2 (ko) 2009-12-17 2010-12-09 광대역 무선 시스템

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8428193B2 (ko)
JP (1) JP2013514711A (ko)
KR (1) KR100999376B1 (ko)
WO (1) WO2011074832A2 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100999376B1 (ko) 2009-12-17 2010-12-09 (주)넥스윌 광대역 무선 시스템
KR101244835B1 (ko) * 2012-09-17 2013-03-25 주식회사 디제이피 광대역 주파수 검출기
KR101308083B1 (ko) 2012-12-17 2013-09-13 주식회사 디제이피 광대역 주파수 검출기기
CN104459295B (zh) * 2014-11-26 2017-07-28 陕西航空电气有限责任公司 一种硬件自检测的采样电路
KR101896262B1 (ko) * 2017-02-20 2018-09-10 한밭대학교 산학협력단 광대역 수신기
CN107682023A (zh) * 2017-11-21 2018-02-09 锐捷网络股份有限公司 一种信息发射、接收装置和方法及无线访问节点

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100288196B1 (ko) * 1999-03-04 2001-04-16 박종섭 광대역 무선 가입자망 단말기의 발진 방지 고주파 송신 제어 장치
US6631255B1 (en) * 2000-06-28 2003-10-07 Northrop Grumman Corporation Multi-carrier receiver for a wireless telecommunication system
US20030210746A1 (en) * 2002-03-20 2003-11-13 The Regents Of The University Of California Radio transmission frequency digital signal generation
WO2007145637A1 (en) * 2006-06-16 2007-12-21 Thomson Licensing Multichannel digital cable tuner

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02246943A (ja) * 1989-03-20 1990-10-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波診断装置用ａ／ｄ変換装置
JPH0332226A (ja) * 1989-06-29 1991-02-12 Yamaha Corp Ａ／ｄ変換装置
JPH11136153A (ja) * 1997-10-31 1999-05-21 Nec Corp 受信装置
JPH11340831A (ja) * 1998-05-29 1999-12-10 Toa Corp 高精度ａ／ｄ変換器
JP3828879B2 (ja) 2003-05-23 2006-10-04 松下電器産業株式会社 検波回路
DE602004021751D1 (de) 2003-08-07 2009-08-13 Ntt Docomo Inc Leistungsverstärker
JP2007221297A (ja) * 2006-02-15 2007-08-30 Mitsubishi Electric Corp マルチキャリア受信機
US7983642B2 (en) * 2008-03-31 2011-07-19 Analog Devices, Inc. Method and system for detecting an out of band interferer in an RF receiver
US8009075B2 (en) * 2008-08-29 2011-08-30 Broadcom Corporation Analog to digital converter (ADC) with extended dynamic input range
KR100999376B1 (ko) 2009-12-17 2010-12-09 (주)넥스윌 광대역 무선 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100288196B1 (ko) * 1999-03-04 2001-04-16 박종섭 광대역 무선 가입자망 단말기의 발진 방지 고주파 송신 제어 장치
US6631255B1 (en) * 2000-06-28 2003-10-07 Northrop Grumman Corporation Multi-carrier receiver for a wireless telecommunication system
US20030210746A1 (en) * 2002-03-20 2003-11-13 The Regents Of The University Of California Radio transmission frequency digital signal generation
WO2007145637A1 (en) * 2006-06-16 2007-12-21 Thomson Licensing Multichannel digital cable tuner

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013514711A (ja) 2013-04-25
US8428193B2 (en) 2013-04-23
US20110249761A1 (en) 2011-10-13
KR100999376B1 (ko) 2010-12-09
WO2011074832A3 (ko) 2011-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011074832A2 (ko) 광대역 무선 시스템
US10237873B2 (en) Systems and methods for simultaneous sampling of serial digital data streams from multiple analog-to-digital converters (ADCs), including in distributed antenna systems
AU2004326314B8 (en) A digitizer arrangement
CN100563224C (zh) 多频带跳跃通信系统的接收机的直流偏移校正装置和方法
EP1111795A2 (en) Dynamic range extension of a digitiser
US11158942B1 (en) Apparatus and method for providing probabilistic additive gain, calibration, and linearization in a phased array using single bit sources
US20070025478A1 (en) Receiver
US20090256734A1 (en) Time-interleaved analog-to-digital conversion apparatus
US20150042499A1 (en) Adc with enhanced and/or adjustable accuracy
CN103513196A (zh) 磁共振系统、磁共振接收机及其接收信号处理方法和装置
WO2019228112A1 (zh) 一种射频信号发射方法、装置和系统
US10292111B1 (en) Gain control circuit supporting dynamic gain control in a remote unit in a wireless distribution system (WDS)
US7030795B1 (en) Digital automatic gain control method and device
EP1580894B1 (en) Enhanced direct digitising array arrangement
KR20210128161A (ko) 인지 무선 통신을 위한 순환 신경망 기반 스펙트럼 센싱 방법 및 장치
WO2016175460A1 (ko) 위성 신호 중계 시스템
CN104688225B (zh) 在采集多个局部线圈的接收天线的接收信号时的信号选择
WO2012086858A1 (ko) 광대역 무선 시스템
CN111464280B (zh) 一种多路信号处理系统、方法及装置
KR101006102B1 (ko) 광대역 무선 시스템
EP3818636B1 (en) Receiver circuit for an antenna array system
Chen et al. ADC diversity for software defined radios
WO2019017575A1 (ko) 이득 제어 장치 및 방법
US11888495B2 (en) Analog multiplexer circuit and analog-digital conversion system
JP2008164370A (ja) パルス信号処理装置、パルス位置検出方法及びｄｍｅ受信装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012544375

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13130021

Country of ref document: US

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10837828

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10837828

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2