KR101540426B1 - 무선통신 기기의 출력 부정합 보상장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선통신 기기의 출력 부정합 보상장치 및 방법에 관한 것으로, 부정합에 의한 반사신호에 대응하는 전치반사 신호를 이용해 무선통신 기기의 출력 부정합을 개선함으로써 무선통신 기기의 출력 성능을 향상할 수 있도록 한 것이다.

Description

무선통신 기기의 출력 부정합 보상장치 및 방법{Compensation apparatus and method for output mismatch of a wireless communication device}

본 발명은 무선통신 기기의 출력 부정합 개선에 관련한 기술로, 특히 무선통신 기기의 출력 부정합 보상장치 및 방법에 관한 것이다.

휴대폰을 비롯한 무선통신 기기의 신호 송신 모듈은 출력 증폭기와 안테나 등의 블럭으로 이루어지는데, 이들 블럭은 각각의 임피던스 부정합에 의해 상호 접합부에서 일정부분 되돌아오게 되며, 부정합 정도에 따라 무선통신 기기의 출력 성능이 저하되거나 출력 증폭기의 고장 원인이 되기도 한다.

이러한 부정합 정도는 무선통신 기기의 사용 환경에 따라 민감하게 변화하여 성능에 많은 영향을 미치게 된다. 예컨대, 무선통신 기기를 사용자가 손으로 쥐는 방법에 따라 성능이 크게 변화되어 리콜 요구가 발생하는 원인이 되기도 한다.

이러한 무선통신 기기의 사용 환경에 민감한 성능 변화를 완화시키기 위하여 대한민국 공개특허 제2006-0022885호(2006. 03. 13) 등에서와 같이 무선통신 기기의 출력 증폭기와 안테나 사이에 가변 캐패시터 등의 부품을 배치하여 사용 환경에 따라 임피던스를 변환시키는 방식으로 부정합 정도를 감소시키고 있다.

그러나, 이러한 종래의 방식은 추가되는 가변 부품의 높은 가격 및 성능상의 제약으로 인해 범용적으로 채택되기에는 한계가 있다. 따라서, 본 발명자는 부정합에 의한 반사신호에 대응하는 전치반사 신호를 이용해 무선통신 기기의 출력 부정합을 개선할 수 있는 기술에 대한 연구를 하게 되었다.

대한민국 공개특허 제2006-0022885호(2006. 03. 13)

본 발명은 부정합에 의한 반사신호에 대응하는 전치반사 신호를 이용해 무선통신 기기의 출력 부정합을 개선할 수 있는 무선통신 기기의 출력 부정합 보상장치 및 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 무선통신 기기의 출력 부정합 보상장치가 무선통신 기기의 사용환경에 따른 반사계수를 추정하는 반사계수 추정부와; 상기 반사계수 추정부에 의해 추정된 반사계수에 따른 반사신호를 예측하고, 예측된 반사신호에 의한 출력 부정합을 보상하기 위한 전치 반사신호를 생성하는 전치 반사신호 생성부와; 상기 전치 반사신호 생성부에 의해 생성된 전치 반사신호와, 무선통신 기기로부터 출력되는 원신호를 합성하여 출력하는 신호 합성부를; 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 전치 반사신호 생성부가 예측된 반사신호와 반대 위상을 갖는 신호를 전치 반사신호로 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 신호 합성부가 전치 반사신호와 원신호가 합성된 신호를 무선통신 기기의 출력 증폭기로 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 무선통신 기기의 출력 부정합 보상방법이 무선통신 기기의 사용환경에 따른 반사계수를 추정하는 반사계수 추정단계와; 상기 반사계수 추정단계에 의해 추정된 반사계수에 따른 반사신호를 예측하고, 예측된 반사신호에 의한 출력 부정합을 보상하기 위한 전치 반사신호를 생성하는 전치 반사신호 생성단계와; 상기 전치 반사신호 생성단계에 의해 생성된 전치 반사신호와, 무선통신 기기로부터 출력되는 원신호를 합성하여 출력하는 신호 합성단계를; 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 전치 반사신호 생성단계에서 예측된 반사신호와 반대 위상을 갖는 신호를 전치 반사신호로 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 신호 합성단계에서 전치 반사신호와 원신호가 합성된 신호를 무선통신 기기의 출력 증폭기로 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 부정합에 의한 반사신호에 대응하는 전치반사 신호를 이용해 무선통신 기기의 출력 부정합을 개선함으로써 무선통신 기기의 출력 성능을 향상할 수 있는 유용한 효과를 가진다.

도 1 은 본 발명에 따른 무선통신 기기의 출력 부정합 보상장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 무선통신 기기의 출력 부정합 보상방법의 일 실시예의 구성을 도시한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 무선통신 기기의 출력 부정합 보상장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 1 을 참조해 보면, 휴대폰 등의 무선통신 기기(10)는 기기 전반을 제어하는 제어부(11), 무선 수신 신호를 처리하는 신호 수신 모듈(12), 무선 송신 신호를 처리하는 신호 송신 모듈(13), 화면을 표시하는 표시부(14), 사용자 입력을 위한 입력부(15), 데이터 저장을 위한 메모리(16) 및 무선 신호 방사 및 입사를 위한 안테나(17)를 포함한다.

한편, 신호 송신 모듈(13)은 송신 데이터를 기저대역 신호로 변환하는 기저신호 처리부(13a)와, 기저대역 신호를 고주파 RF신호로 상향 변환하는 주파수 상향변환부(13b)와, 고주파 RF 신호를 증폭하여 출력하는 출력 증폭기(13c)를 포함한다. 상기 출력 증폭기(13c)로부터 출력된 신호는 안테나(17)를 통해 무선으로 방사된다.

본 발명에 따른 무선통신 기기의 출력 부정합 보상장치(100)는 무선통신 기기(10)의 제어부(11)와 출력 증폭기(13c)간에 구현되어, 부정합에 의한 반사신호에 대응하는 전치반사 신호를 이용해 무선통신 기기의 출력 부정합을 개선하는 것으로, 반사계수 추정부(110)와, 전치 반사신호 생성부(120)와, 신호 합성부(130)를 포함하여 이루어진다.

상기 반사계수 추정부(110)는 무선통신 기기의 사용환경에 따른 반사계수를 추정한다. 이 때, 상기 무선통신 기기의 사용환경은 무선통신 기기의 안테나를 손으로 거치하거나 통화를 위해 귀에 밀착시키는 등의 일상적인 행동일 수 있으며, 이로 인해 안테나는 일상적인 설계 조건에서 벗어나는 반사계수를 갖게 되어 안테나와 증폭기 사이에 상당한 반사신호가 존재하게 된다.

이와 같이 다양한 사용환경에 따른 반사계수를 무선통신 기기내에 탑재된 가속도 센서나 조도 센서, 이어폰 센서 등의 복합적인 방법으로 추정하거나 또는 직접적으로 반사신호를 측정하는 방법 등으로 반사계수를 추정할 수 있다. 이러한 반사계수 추정 방법은 다양하게 공지되어 시행되는 통상의 기술이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 전치 반사신호 생성부(120)는 상기 반사계수 추정부(110)에 의해 추정된 반사계수에 따른 반사신호를 예측하고, 예측된 반사신호에 의한 출력 부정합을 보상하기 위한 전치 반사신호를 생성한다. 이 때, 상기 전치 반사신호 생성부(120)가 예측된 반사신호와 반대 위상을 갖는 신호를 전치 반사신호로 생성하도록 구현될 수 있다.

예컨대, 출력 증폭기(13c)에서 안테나(17)로 출력되는 신호를 x라 하고, 안테나와 증폭기 사이와 같이 반사 신호를 발생시키는 상호 접합부에서 반사가 없는 이상 상태의 통과 함수를 1이라 가정한다. 이 때, 상기의 접합부에서 반사계수가 존재함으로 인한 전달계수를 H라고 할 경우, 출력 증폭기의 출력단을 기준으로 할 때의 오류 신호는 x(1-1/H)로 추정할 수 있다. 이를 바탕으로 오류 신호의 반대 위상을 갖는 신호는 -x(1-1/H)와 같이 생성할 수 있다. 이의 수학적 예시는 다음과 같다:

- 출력 증폭기 출력 신호: x

- 풀력 증폭기-안테나 부정합에 의한 전달계수: H

- 안테나 입력 신호: y = Hx

- 출력 증폭기 출력단에서 부정합에 의한 오류 신호: x-y/H = (1-1/H)x

- 전치 반사 신호 : z = -(1-1/H)x

- 수정된 증폭기 출력 신호: x + z

- 전치 반사신호가 부정합부(접합부)를 통과한 이후의 신호: (x+z)H=(x-(1-1/H)x)H = x

상기 신호 합성부(130)는 상기 전치 반사신호 생성부(120)에 의해 생성된 전치 반사신호와, 무선통신 기기(10)로부터 출력되는 원신호를 합성하여 출력한다. 이 때, 상기 신호 합성부(130)가 전치 반사신호와 원신호가 합성된 신호를 무선통신 기기(10)의 출력 증폭기(13c)로 출력하도록 구현될 수 있다.

이렇게 구현함에 의해 본 발명은 무선통신 기기(10)의 출력 증폭기(13c)와 안테나(17) 접합단 등에서의 임피던스 부정합에 의한 반사신호를 상쇄하기 위한 전치반사 신호를 발생시켜 이를 원신호와 합성함으로써 반사신호와 전치반사 신호가 상쇄되므로, 원래 의도했던 원신호 성분만 출력 증폭기(13c)에 의해 증폭되어 안테나(17)를 통해 방사되게 된다.

이에 따라, 본 발명은 임피던스 부정합에 따른 반사신호에 의한 손실 또는 왜곡 없이 전송하기 원하는 원신호가 무선 송신될 수 있으므로, 무선통신 기기의 출력 성능을 향상할 수 있게 된다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 무선통신 기기의 출력 부정합 보상장치의 출력 부정합 보상 동작을 도 2 를 참조하여 알아본다. 도 2 는 본 발명에 따른 무선통신 기기의 출력 부정합 보상방법의 일 실시예의 구성을 도시한 흐름도이다.

먼저, 반사계수 추정단계(210)에서 무선통신 기기의 출력 부정합 보상장치가 무선통신 기기의 사용환경에 따른 반사계수를 추정한다. 이 때, 상기 무선통신 기기의 사용환경은 무선통신 기기의 안테나를 손으로 거치하거나 통화를 위해 귀에 밀착시키는 등의 일상적인 행동일 수 있으며, 이로 인해 안테나는 일상적인 설계 조건에서 벗어나는 반사계수를 갖게 되어 안테나와 증폭기 사이에 상당한 반사신호가 존재하게 된다.

이와 같이 다양한 사용환경에 따른 반사계수를 무선통신 기기내에 탑재된 가속도 센서나 조도 센서, 이어폰 센서 등의 복합적인 방법으로 추정하거나 또는 직접적으로 반사신호를 측정하는 방법 등으로 반사계수를 추정할 수 있다. 이러한 반사계수 추정 방법은 다양하게 공지되어 시행되는 통상의 기술이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

그 다음, 전치 반사신호 생성단계(220)에서 무선통신 기기의 출력 부정합 보상장치가 상기 반사계수 추정단계(210)에 의해 추정된 반사계수에 따른 반사신호를 예측하고, 예측된 반사신호에 의한 출력 부정합을 보상하기 위한 전치 반사신호를 생성한다. 이 때, 무선통신 기기의 출력 부정합 보상장치가 예측된 반사신호와 반대 위상을 갖는 신호를 전치 반사신호로 생성하도록 구현될 수 있다.

예컨대, 출력 증폭기(13c)에서 안테나(17)로 출력되는 신호를 x라 하고, 안테나와 증폭기 사이와 같이 반사 신호를 발생시키는 상호 접합부에서 반사가 없는 이상 상태의 통과 함수를 1이라 가정한다. 이 때, 상기의 접합부에서 반사계수가 존재함으로 인한 전달계수를 H라고 할 경우, 출력 증폭기의 출력단을 기준으로 할 때의 오류 신호는 x(1-1/H)로 추정할 수 있다. 이를 바탕으로 오류 신호의 반대 위상을 갖는 신호는 -x(1-1/H)와 같이 생성할 수 있다. 이의 수학적 예시는 다음과 같다:

- 출력 증폭기 출력 신호: x

- 풀력 증폭기-안테나 부정합에 의한 전달계수: H

- 안테나 입력 신호: y = Hx

- 출력 증폭기 출력단에서 부정합에 의한 오류 신호: x-y/H = (1-1/H)x

- 전치 반사 신호 : z = -(1-1/H)x

- 수정된 증폭기 출력 신호: x + z

- 전치 반사신호가 부정합부(접합부)를 통과한 이후의 신호: (x+z)H=(x-(1-1/H)x)H = x

그 다음, 신호 합성단계(230)에서 무선통신 기기의 출력 부정합 보상장치가 상기 전치 반사신호 생성단계(220)에 의해 생성된 전치 반사신호와, 무선통신 기기로부터 출력되는 원신호를 합성하여 출력한다. 이 때, 무선통신 기기의 출력 부정합 보상장치가 전치 반사신호와 원신호가 합성된 신호를 무선통신 기기의 출력 증폭기로 출력하도록 구현될 수 있다.

이렇게 구현함에 의해 본 발명은 무선통신 기기의 출력 증폭기와 안테나 접합단 등에서의 임피던스 부정합에 의한 반사신호를 상쇄하기 위한 전치반사 신호를 발생시켜 이를 원신호와 합성함으로써 반사신호와 전치반사 신호가 상쇄되어 원래 의도했던 원신호 성분만 출력 증폭기에 의해 증폭되어 안테나를 통해 방사되므로, 임피던스 부정합에 따른 반사신호에 의한 손실 또는 왜곡 없이 전송하기 원하는 원신호가 무선 송신된다.

따라서, 본 발명은 부정합에 의한 반사신호에 대응하는 전치반사 신호를 이용해 무선통신 기기의 출력 부정합을 개선함으로써 무선통신 기기의 출력 성능을 향상할 수 있으므로, 상기에서 제시한 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.

본 발명은 무선통신 기기의 출력 부정합 개선 기술분야 및 이의 응용 기술분야에서 산업상으로 이용 가능하다.

10 : 무선통신 기기
11 : 제어부
12 : 신호 수신 모듈
13 : 신호 송신 모듈
13a : 기저신호 처리부
13b : 주파수 상향변환부
13c : 출력 증폭기
14 : 표시부
15 : 입력부
16 : 메모리
17 : 안테나
100 : 출력 부정합 보상장치
110 : 반사계수 추정부
120 : 전치 반사신호 생성부
130 : 신호 합성부

Claims (6)

1. 무선통신 기기의 사용환경에 따른 반사계수를 추정하는 반사계수 추정부와;
   상기 반사계수 추정부에 의해 추정된 반사계수에 따른 반사신호를 예측하고, 예측된 반사신호에 의한 출력 부정합을 보상하기 위한 전치 반사신호를 생성하되, 예측된 반사신호와 반대 위상을 갖는 신호를 전치 반사신호로 생성하는 전치 반사신호 생성부와;
   상기 전치 반사신호 생성부에 의해 생성된 전치 반사신호와, 무선통신 기기로부터 출력되는 원신호를 합성하여 출력하는 신호 합성부를;
   포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선통신 기기의 출력 부정합 보상장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 신호 합성부가:
   전치 반사신호와 원신호가 합성된 신호를 무선통신 기기의 출력 증폭기로 출력하는 것을 특징으로 하는 무선통신 기기의 출력 부정합 보상장치.
4. 무선통신 기기의 사용환경에 따른 반사계수를 추정하는 반사계수 추정단계와;
   상기 반사계수 추정단계에 의해 추정된 반사계수에 따른 반사신호를 예측하고, 예측된 반사신호에 의한 출력 부정합을 보상하기 위한 전치 반사신호를 생성하되, 예측된 반사신호와 반대 위상을 갖는 신호를 전치 반사신호로 생성하는 전치 반사신호 생성단계와;
   상기 전치 반사신호 생성단계에 의해 생성된 전치 반사신호와, 무선통신 기기로부터 출력되는 원신호를 합성하여 출력하는 신호 합성단계를;
   포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선통신 기기의 출력 부정합 보상방법.
5. 삭제
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 신호 합성단계에서:
   전치 반사신호와 원신호가 합성된 신호를 무선통신 기기의 출력 증폭기로 출력하는 것을 특징으로 하는 무선통신 기기의 출력 부정합 보상방법.

Images