KR101579898B1

KR101579898B1 - Multi-antenna transmission and receive apparatus

Info

Publication number: KR101579898B1
Application number: KR1020150011230A
Authority: KR
Inventors: 조동호; 김민호; 박대희; 서혜인
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2015-01-23
Filing date: 2015-01-23
Publication date: 2015-12-28

Abstract

The present invention transforms an in-phase signal and a quadrature signal in pulse signals with different duty cycles to use the pulse signals in transmitting an input signal by using a pulse width modulation unit or switch in a signal RF MIMO system, thereby realizing a simple structure and supporting high transmission capacity more stably by using a relatively wide signal domain. The present invention relates to a multi-antenna transmission and reception apparatus comprising: a modem generating n signals to be wirelessly transmitted; a base band unit determining a first duty cycle for n positive pulse signals corresponding the n signals or a second duty cycle for n negative pulse signals; a pulse width modulation unit generates and outputs the pulse signals corresponding to the first and the second duty cycle whereas performing reverse transformation for the pulse signals corresponding to the second duty cycle among the generated signals to output the negative pulse signals; and a mixer mixing the positive pulse signals or the negative pulse signals, output via the pulse width modulation unit, with a reference signal distributed with respect to each of multiple antennas to output the mixed signals to each of the antennas.

Description

다중 안테나 송신장치 및 수신 장치{MULTI-ANTENNA TRANSMISSION AND RECEIVE APPARATUS} [0001] MULTI-ANTENNA TRANSMISSION AND RECEIVE APPARATUS [0002]

본 발명은 MIMO(multi input multi output) 시스템에 관한 것으로, 특히 단일 RF(radio frequency) MIMO 시스템에서 펄스폭 변조(pulse width modulation) 또는 스위치(switch)를 사용하여 인페이즈(inphase) 신호와 쿼드러쳐(quadrature) 신호를 서로 다른 듀티 싸이클(duty cycle)을 가지는 펄스 신호로 변환하여 입력 신호의 전송에 사용함으로써 간단한 구조로 구현이 가능하며, 상대적으로 넓은 신호 도메인(domain)을 사용할 수 있어 보다 안정적으로 높은 전송용량을 지원할 수 있도록 하는 다중 안테나 송신 장치 및 수신 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi input multi output (MIMO) system, and more particularly, to a multi input multi output (MIMO) system in which a pulse width modulation or a switch is used in a single radio frequency a quadrature signal can be converted into a pulse signal having a different duty cycle to be used for transmission of an input signal, so that it can be implemented with a simple structure, a relatively wide signal domain can be used, And more particularly to a multi-antenna transmitting apparatus and a receiving apparatus that can support high transmission capacity.

일반적으로, MIMO 시스템이라 함은 통신시스템의 송신기와 수신기에 각각 2개 이상의 안테나를 설치하여 신호를 전송하는 기술로써, 안테나별로 동일 대역내에서 각각 다른 신호의 전송이 가능하므로 한정된 주파수 자원으로 시스템 용량을 증가시킬 수 있는 시스템을 말한다.In general, a MIMO system is a technology for transmitting signals by installing two or more antennas in a transmitter and a receiver of a communication system. Since different signals can be transmitted in the same band for each antenna, Of the system.

한편, 기존에는 통신시스템에서 위와 같은 MIMO(multiple input multiple output) 시스템을 구현하기 위해 여러 개의 안테나와 여러 개의 RF 선로를 구성하는 방법으로 송수신기를 구성한다. 예를 들어 4x4 MIMO 시스템을 구성하기 위해서는 4개 이상의 안테나와 4개의 RF 선로를 이용하여 통신시스템을 구성할 수 있다. Meanwhile, in the conventional communication system, a transceiver is constructed by configuring several antennas and several RF lines in order to implement the MIMO (multiple input multiple output) system. For example, to configure a 4x4 MIMO system, a communication system may be configured using four or more antennas and four RF lines.

이때, 각각의 RF 선로에는 신호를 변조/복조(modulation/demodulation) 하는 모뎀(modem), 디지털 신호(digital signal)를 아날로그 신호(analog signal)로 바꿔주는 높은 성능의 DAC(digital to analog converter), 캐리어 주파수(carrier frequency)를 생성하는 오실레이터(oscillator), 신호를 증폭시키는 AMP(amplifier) 등이 포함된다. At this time, each RF line is provided with a modem for modulating / demodulating a signal, a high-performance digital-to-analog converter (DAC) for converting a digital signal into an analog signal, An oscillator for generating a carrier frequency, an amplifier for amplifying a signal, and the like.

이와 같이 RF 선로에는 다양한 소자들이 이용되기 때문에 RF선로는 부피가 크고 가격이 비싸다. 특히 N x N MIMO 시스템에서는 N이 커질수록 RF 선로의 수가 증가해야 하기 때문에 송수신기의 가격과 크기가 증가한다. Since the RF line uses various devices, the RF line is bulky and expensive. Especially, in N × N MIMO systems, as N increases, the number of RF lines increases, which increases the price and size of the transceiver.

도 1은 기존 통신 시스템에서의 MIMO 구성 방안을 도시한 것이다. 위 도 1을 참조하면, 종래 통신 시스템에서 송신되는 신호 s(t)는 아래의 [수학식 1]에서와 같이 크기와 방위로 구성되는 페이저(phasor)로 표현될 수 있으며, 또한 이러한 페이저는 2개의 독립 파라미터(independent parameter)인 s1과 s2로 나타내어진다. 즉, 하나의 RF에서 2개의 독립 파라미터를 제어하여 신호를 생성한 후, 이를 다시 더하여 안테나로 방사한다. 따라서 N개의 신호를 송신하기 위해서는 N개의 RF가 필요하다.1 shows a MIMO configuration scheme in a conventional communication system. Referring to FIG. 1, a signal s (t) transmitted in a conventional communication system can be expressed by a phaser having a size and an orientation as shown in the following Equation 1, Are represented by independent parameters s1 and s2. That is, two independent parameters are controlled in one RF to generate a signal, which is then added back to the antenna. Therefore, N RFs are required to transmit N signals.

이러한 단점을 극복하기 위한 종래 방법 중 하나로 1개의 액티브(active) 안테나 주위에 여러 개의 패러시틱(parasitic) 안테나를 배치하여 각 패러시틱 안테나의 부하 임피던스(loading impedance)를 조절함으로써 N개의 신호를 송신하도록 하는 단일 RF를 이용한 안테나 시스템이 제안된 바 있다. One conventional method to overcome this disadvantage is to place multiple parasitic antennas around one active antenna to adjust the load impedance of each parasitic antenna so that N signals An antenna system using a single RF for transmission is proposed.

도 2는 위에서 설명한 종래 부하 임피던스 조절을 이용하는 단일 RF MIMO 통신시스템의 개략적인 구성을 도시한 것이다. FIG. 2 shows a schematic configuration of a single RF MIMO communication system using the conventional load impedance adjustment described above.

위 도 2에서와 같은 종래 시스템에서는 액티브 안테나(200)와 패러시틱 안테나(202)가 근접한 거리에 배치되는 경우 뮤추얼 커플링(mutual coupling)이 생기게 되므로, 미리 측정한 뮤추얼 커플링 매트릭스(mutual coupling matrix)를 통해 패러시틱 안테나에 인가되는 부하 임피던스를 조절함으로써 각 안테나의 흐르는 전류를 제어하도록 하고 있다. In the conventional system as shown in FIG. 2, when the active antenna 200 and the parasitic antenna 202 are disposed at a close distance, mutual coupling occurs. Therefore, a mutual coupling matrix to adjust the load impedance applied to the parasitic antenna to control the current flowing through each antenna.

그러나, 위와 같이 부하 임피던스 조절을 이용하여 단일 RF MIME 시스템을 구현하는 경우, 안테나 전력 효율(antenna power efficiency)을 높이기 위해서는 부하 임피던스의 생성을 위해 로스리스 엘리먼트(lossless element)로 구성해야 하며, 이에 따라 부하 임피던스는 허수(imaginary) 신호만 구성할 수 있다는 제한이 생긴다. 또한, 뮤추얼 커플링 관계를 바탕으로 신호를 제어하기 때문에 모든 신호 도메인을 표현할 수 없는 문제점이 있다. However, when a single RF MIME system is implemented using the load impedance control as described above, in order to increase the antenna power efficiency, a lossless element must be formed to generate the load impedance, The load impedance has a limitation that only imaginary signals can be constructed. In addition, since the signal is controlled based on the mutual coupling relation, there is a problem that all signal domains can not be expressed.

아래의 [수학식 2]는 위 도 2의 시스템에서 각각의 안테나에 흐르는 전류 I를 나타내는 것이다. Equation (2) below represents the current I flowing in each antenna in the system of Fig. 2 above.

위 [수학식 2]를 참조하면, I는 안테나에 흐르는 전류를 나타내는 N x 1 vector, V는 안테나에 흐르는 전압을 나타내는 N x 1 vector, Z는 N x N 안테나 뮤추얼 커플링 매트릭스(antenna mutual coupling matrix), X는 부하 임피던스를 나타내는 N x 1 다이어고널 매트릭스(diagonal matrix) 이다. 따라서, 종래의 부하 임피던스 조절 방식의 단일 RF MIMO 시스템에서는 기존의 안테나별로 각각의 RF 회로를 구비하는 MIMO 시스템에 준하는 성능을 구현하기에 한계점을 가지는 문제가 있었다.
I is an N x 1 vector representing the current flowing through the antenna, V is an N x 1 vector representing a voltage flowing through the antenna, and Z is an N x N antenna mutual coupling matrix, and X is a N x 1 diagonal matrix representing the load impedance. Accordingly, there is a problem in implementing a performance comparable to a MIMO system having respective RF circuits for each conventional antenna in a single RF MIMO system of the conventional load impedance adjustment method.

(특허문헌)(Patent Literature)

대한민국 등록특허번호 10-0862403호(등록일자 2008년 10월 01일)
Korean Registered Patent No. 10-0862403 (Registered Date: October 01, 2008)

따라서, 본 발명에서는 단일 RF MIMO 시스템에서 펄스폭 변조 또는 스위치를 사용하여 인페이즈 신호와 쿼드러쳐 신호를 서로 다른 듀티 싸이클을 가지는 펄스 신호로 변환하여 입력 신호의 전송에 사용함으로써 간단한 구조로 구현이 가능하며, 상대적으로 넓은 신호 도메인을 사용할 수 있어 보다 안정적으로 높은 전송용량을 지원할 수 있도록 하는 다중 안테나 송신 장치 및 수신 장치를 제공하고자 한다.
Therefore, in the present invention, it is possible to implement a simple structure by using a pulse width modulation or a switch in a single RF MIMO system to convert an in-phase signal and a quadrature signal into a pulse signal having different duty cycles to transmit the input signal And a relatively wide signal domain can be used, thereby providing a multi-antenna transmitting apparatus and a receiving apparatus capable of supporting a higher transmission capacity more stably.

상술한 본 발명은 다중 안테나 송신장치로서, 무선 전송할 n개의 신호를 생성하는 모뎀과, 상기 n개의 신호에 대응되는 n개의 양의 펄스 신호에 대한 제1 듀티 싸이클 또는 n개의 음의 펄스 신호에 대한 제2 듀티 싸이클을 결정하는 베이스 밴드부와, 상기 제1, 제2 듀티 싸이클에 대응되는 펄스 신호를 생성하여 출력하되, 상기 생성된 펄스 신호 중 상기 제2 듀티 싸이클에 해당하는 펄스 신호에 대해서는 역변환을 수행하여 상기 음의 펄스 신호로 출력하는 펄스폭 변조부와, 상기 펄스폭 변조부를 통해 출력되는 상기 양의 펄스 신호 또는 음의 펄스 신호를 다수의 안테나 각각에 대해 분배된 기준 신호와 혼합하여 각각의 안테나로 출력하는 믹서를 포함한다.The present invention relates to a multi-antenna transmission apparatus, comprising: a modem for generating n signals to be transmitted wirelessly; and a second duty cycle or n negative pulse signals for n positive pulse signals corresponding to the n signals, And generating and outputting a pulse signal corresponding to the first and second duty cycles, wherein the pulse signal corresponding to the second duty cycle of the generated pulse signal is inversely transformed into a first duty cycle and a second duty cycle, And outputting the positive pulse signal or the negative pulse signal output through the pulse width modulation unit to a reference signal distributed to each of the plurality of antennas, And a mixer for outputting it to an antenna.

또한, 상기 펄스폭 변조부는, 상기 제2 듀티 싸이클로 생성된 펄스 신호에 대해서는 상기 펄스폭 변조부의 출력단에 선택적으로 구비되는 인버터(inverter)를 통해 상기 음의 펄스 신호로 출력시키는 것을 특징으로 한다.The pulse width modulator outputs the pulse signal generated by the second duty cycle as the negative pulse signal through an inverter selectively provided at an output terminal of the pulse width modulator.

또한, 상기 펄스폭 변조부는, 1개의 심볼 주기내에 상기 양의 펄스 신호와 음의 펄스 신호가 포함되도록 상기 펄스 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.The pulse width modulator generates the pulse signal so that the positive pulse signal and the negative pulse signal are included in one symbol period.

또한, 상기 믹서는, 상기 펄스폭 변조부를 통해 인가되는 상기 양의 펄스 신호 또는 음의 펄스 신호의 제1, 제2 듀티 싸이클에 따라 상기 기준 신호의 전송 주기를 조절하는 것을 특징으로 한다.The mixer adjusts a transmission period of the reference signal according to first and second duty cycles of the positive pulse signal or the negative pulse signal applied through the pulse width modulation unit.

또한, 상기 믹서는, 상기 펄스폭 변조부와 상기 각각의 안테나를 연결하는 다수의 안테나 선로상 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.The mixer is disposed on the plurality of antenna lines connecting the pulse width modulator and the respective antennas.

또한, 상기 송신 장치는, 기 설정된 반송 주파수를 가지는 상기 기준 신호를 발생하는 RF 공진기와, 상기 기준 신호를 기 설정된 크기의 진폭으로 증폭시키는 증폭기와, 상기 증폭된 기준 신호를 상기 각각의 안테나로 분배하여 인가시키는 전력 분배기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The transmission apparatus may further include: an RF resonator for generating the reference signal having a predetermined carrier frequency; an amplifier for amplifying the reference signal to an amplitude of a predetermined magnitude; And a power distributor for applying the voltage to the power distributor.

또한, 본 발명은 다중 안테나 송신장치로서, 무선 전송할 n개의 신호를 생성하는 모뎀과, 상기 n개의 신호에 대응되는 n개의 양의 펄스 신호에 대한 제1 듀티 싸이클 또는 n개의 음의 펄스 신호에 대한 제2 듀티 싸이클을 결정하는 베이스 밴드부와, 다수의 안테나로 연결되는 각각의 안테나 선로상에 위치되며, 상기 다수의 안테나로 분배되는 기준 신호를 스위칭 동작을 통해 각 안테나로 선택적으로 인가시키는 스위치부와, 상기 제1, 제2 듀티 싸이클의 정보를 이용하여 상기 스위치부의 스위칭 동작 제어하여 상기 기준 신호가 상기 각 안테나로 인가되도록 하는 스위치 트리거링부를 포함한다.The present invention also provides a multi-antenna transmission apparatus, comprising: a modem for generating n signals to be transmitted wirelessly; and a second duty cycle or n negative pulse signals for n positive pulse signals corresponding to the n signals, A switch unit disposed on each of the antenna lines connected to the plurality of antennas and selectively applying a reference signal distributed to the plurality of antennas to each antenna through a switching operation; And a switch triggering unit for controlling the switching operation of the switch unit using the information of the first and second duty cycles so that the reference signal is applied to the respective antennas.

또한, 상기 스위치부는, 상기 다수의 안테나로 분배되는 상기 기준 신호가 인가되는 제1 단자와 인버터를 통해 각각의 안테나 선로에 연결되는 제2 단자와 상기 인버터의 후단을 통해 상기 제2 단자와 연결된 동일한 안테나 선로에 연결되는 제3 단자와 그라운드에 연결되는 제4 단자를 구비하여 상기 제1 단자를 제2 단자 내지 제4 단자 중 어느 하나에 선택적으로 스위칭 연결시키는 것을 특징으로 한다.The switch unit may include a first terminal to which the reference signal distributed to the plurality of antennas is applied, a second terminal connected to the antenna line through the inverter, and a second terminal connected to the second terminal through the rear terminal of the inverter. A third terminal connected to the antenna line and a fourth terminal connected to the ground, so that the first terminal is selectively switched to any one of the second terminal to the fourth terminal.

또한, 상기 스위치 트리거링부는, 상기 제1, 제2 듀티 싸이클의 정보를 이용하여 상기 스위치부의 스위칭 동작 제어하되, 상기 제1 듀티 싸이클 동안에는 상기 스위치부상 상기 제1 단자가 제3 단자에 연결되도록 제어하며, 상기 제2 듀티 싸이클 구간에서는 상기 제1 단자가 제2 단자에 연결되도록 제어하며, 상기 양 또는 음의 펄스 신호가 없는 구간에서는 상기 제1 단자가 제4 단자에 연결되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The switch triggering unit controls the switching operation of the switch unit using the information of the first and second duty cycles so that the first terminal on the switch unit is connected to the third terminal during the first duty cycle And controls the first terminal to be connected to the second terminal in the second duty cycle section and controls the first terminal to be connected to the fourth terminal in the section where the positive or negative pulse signal is absent .

또한, 상기 스위치 트리거링부는, 상기 제1 듀티 싸이클 또는 제2 듀티 싸이클에 따라 상기 스위치부의 스위칭 동작을 제어하여 각 안테나로 인가되는 상기 기준 신호의 전송 주기가 조절되도록 하는 것을 특징으로 한다.The switch triggering unit controls the switching operation of the switch unit according to the first duty cycle or the second duty cycle so that the transmission period of the reference signal applied to each antenna is adjusted.

또한, 상기 인버터는, 상기 제2 듀티 싸이클에 따른 스위칭 동작 시 상기 기준 신호를 역변환하여 출력시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the inverter inverts the reference signal during a switching operation according to the second duty cycle and outputs the inverted reference signal.

또한, 상기 스위치부는, 상기 각각의 안테나를 연결하는 다수의 안테나 선로상 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the switch unit is disposed on each of a plurality of antenna lines connecting the antennas.

또한, 상기 스위치부는, 상기 각각의 안테나에 걸리는 임피던스와 동일한 임피던스를 부하 임피던스로 가지며, 상기 스위치부의 오프 시 상기 부하 임피던스에 의해 임피던스 정합이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.The switch unit may have an impedance equal to an impedance applied to the respective antennas at a load impedance, and impedance matching may be performed by the load impedance when the switch unit is turned off.

또한, 상기 송신 장치는, 기 설정된 반송 주파수를 가지는 기준 신호를 발생하는 RF 공진기와, 상기 기준 신호를 기 설정된 크기의 진폭으로 증폭시켜 상기 스위치부로 인가시키는 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The transmitting apparatus includes an RF resonator for generating a reference signal having a predetermined carrier frequency, and an amplifier for amplifying the reference signal with an amplitude of a predetermined magnitude and applying the amplified reference signal to the switch unit.

또한, 본 발명은 다중 안테나 수신장치로서, 통신망을 통해 무선 전송되는 다수의 서로 다른 신호를 수신하는 다수의 안테나와, 상기 다수의 안테나 각각에 연결되는 안테나 선로상 구비되어 상기 신호 중 양의 펄스 신호를 샘플링하여 제1 샘플링 신호를 출력하는 제1 샘플러와, 상기 신호 중 음의 펄스 신호를 샘플링하여 제2 샘플링 신호를 출력하는 제2 샘플러와, 상기 제1 샘플링 신호와 제2 샘플링 신호에 대해 FFT 변환을 수행하여 주파수 도메인에서 상기 신호의 반송 주파수의 진폭을 검출하는 FFT부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a multi-antenna receiving apparatus comprising: a plurality of antennas for receiving a plurality of different signals wirelessly transmitted through a communication network; and an antenna line connected to each of the plurality of antennas, A second sampler for sampling a negative pulse signal of the signal and outputting a second sampling signal, and a second sampler for outputting a first sampling signal and a second sampling signal, And an FFT unit for performing the conversion to detect the amplitude of the carrier frequency of the signal in the frequency domain.

또한, 상기 제1, 제2 샘플링 신호는, 각각의 신호의 반송 주파수에 대한 전송 주기 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The first and second sampling signals may include transmission period information for a carrier frequency of each signal.

본 발명에 따르면, 단일 RF MIMO 시스템에서 펄스폭 변조 또는 스위치를 사용하여 인페이즈 신호와 쿼드러쳐 신호를 서로 다른 듀티 싸이클을 가지는 펄스 신호로 변환하여 입력 신호의 전송에 사용함으로써 간단한 구조로 구현이 가능한 이점이 있다. 또한, 상대적으로 넓은 신호 도메인을 사용할 수 있어 보다 안정적으로 높은 전송용량을 지원할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, a single RF MIMO system can be implemented with a simple structure by using pulse width modulation or a switch to convert an in-phase signal and a quadrature signal into pulse signals having different duty cycles for transmission of input signals There is an advantage. In addition, since a relatively wide signal domain can be used, there is an advantage that a higher transmission capacity can be more stably supported.

또한, 특히 송신 장치에서는 단일 RF만을 사용하여 MIMO 시스템을 구성할 수 있기 때문에 송신 장치의 소형화와 저비용 생산이 가능하게 되는 이점이 있다.
In particular, since a MIMO system can be configured using only a single RF in a transmitting apparatus, miniaturization of the transmitting apparatus and low-cost production are possible.

도 1은 종래 통신 시스템에서의 MIMO 구성 방안 예시도,
도 2는 종래 부하 임피던스 조절을 이용하는 단일 RF MIMO 통신시스템의 개략적인 구성도,
도 3a, 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 반복된 렉트 함수에 대한 시간 영역과 주파수 영역에서 동일한 신호 예시도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 펄스폭 변조 개념도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 펄스폭 변조를 이용한 다중 안테나 송신장치의 상세 회로 구성도,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스위치를 이용한 다중 안테나 송신 장치의 상세 회로 구성도,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 수신장치의 상세 회로 구성도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 펄스 신호 샘플링 개념도. 1 shows an example of a MIMO configuration scheme in a conventional communication system,
Figure 2 is a schematic diagram of a single RF MIMO communication system using conventional load impedance regulation;
FIGS. 3A and 3B illustrate an identical signal in the time domain and the frequency domain for the repeated select function according to the embodiment of the present invention,
4 is a conceptual diagram of pulse width modulation according to an embodiment of the present invention,
5 is a detailed circuit diagram of a multi-antenna transmitting apparatus using pulse width modulation according to an embodiment of the present invention.
6 is a detailed circuit diagram of a multi-antenna transmitting apparatus using a switch according to another embodiment of the present invention.
7 is a detailed circuit diagram of a multi-antenna receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a conceptual diagram of pulse signal sampling according to an embodiment of the present invention;

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, the operation principle of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and these may be changed according to the intention of the user, the operator, or the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

먼저, 본 발명에서는 신호를 구성하는데 있어 기존 RF에서 사용하던 [수학식 1]과 같은 인페이즈(inphase) 신호, 쿼드러쳐(quadrature) 신호가 아닌 렉탱귤러(rectangular) 함수(이하 '렉트 함수'라 칭함)를 주기적으로 발생시켜서 펄스 신호를 구성한다. In the present invention, in order to construct a signal, an inphase signal as in Equation (1) used in conventional RF, a rectangular function (hereinafter referred to as a "direct function") not a quadrature signal, Quot;) are periodically generated to constitute a pulse signal.

여기서, 아래의 [수학식 3]과 같이 렉트 함수를 g(t)로 나타낼 수 있고, 이를 다시 주파수 영역으로 푸리에 변환을 하게 되면 [수학식 4]와 같이 나온다. 이때, [수학식 3]에서 n은 n번째 신호를 의미하고,

는 렉트 함수, 즉 펄스 신호의 듀티 싸이클(duty cycle)이고,

는 렉트 함수의 주기이다.Here, the select function can be expressed by g (t) as shown in the following Equation (3), and if it is Fourier transformed into the frequency domain again, it is expressed as Equation (4). In this case, n in Equation (3) denotes the n-th signal,

Is a duty function of a pulse function, that is, a pulse function,

Is the cycle of the return function.

위와 같은 [수학식 3], [수학식 4]를 참조하면, 렉트 함수는 주파수 영역에서는 sinc 함수가 더해진 형태로 표현이 되는데, 이때 q=0 인 경우가 반송 주파수(carrier frequency)이기 때문에 q=0에서의 진폭(amplitude)만 고려한다. Referring to Equation (3) and Equation (4) above, the select function is expressed by adding a sinc function in the frequency domain. Since q = 0 is a carrier frequency, q = Consider only the amplitude at zero.

즉, q=0에서 반송 주파수의 진폭은

이므로,

에 선형적(linear)으로 비례한다. 따라서, 렉트 함수 즉, 펄스(pulse)의 듀티 싸이클(duty cycle)을 조절함으로써 주파수 영역에서 반송 주파수에 해당하는 주파수 신호의 진폭을 제어할 수 있다.That is, the amplitude of the carrier frequency at q = 0 is

Because of,

Linearly < / RTI > Therefore, the amplitude of the frequency signal corresponding to the carrier frequency in the frequency domain can be controlled by adjusting the duty function of the pulse function.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 반복된 렉트 함수에 대해 시간 영역과 주파수 영역에서 동일한 신호를 나타낸 것이다.FIGS. 3A and 3B show the same signal in the time domain and the frequency domain with respect to the repeated function according to the embodiment of the present invention.

위 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 심볼 타임(symbol time)가 50ns이고, 2개의 펄스가 70%의 듀티 싸이클을 가질 때 주파수 영역에서는 듀티 싸이클에 의해 결정된 진폭이 나타나게 된다. 이때 반송 주파수가 곱해지지 않았기 때문에 q=0에서의 값인 f=0에서 해당 진폭이 나타나게 된다. Referring to FIGS. 3A and 3B, when the symbol time is 50 ns and the two pulses have a duty cycle of 70%, the amplitude determined by the duty cycle appears in the frequency domain. At this time, since the carrier frequency is not multiplied, the corresponding amplitude appears at f = 0, which is a value at q = 0.

한편, 위에서 설명한 방식의 신호 인가 방법을 펄스폭 변조(pulse width modulation)라고 하며, 위와 같은 펄스폭 변조는 도 4에서 보여지는 바와 같이 확장할 수 있다. On the other hand, the signal applying method of the above-described method is referred to as pulse width modulation, and the above pulse width modulation can be expanded as shown in FIG.

즉, 위 도 4를 참조하면, 펄스 신호가 0, 1 뿐만 아니라 -1값을 가질 수 있도록 한다면 렉트 함수의 듀티 싸이클(

) 뿐만 아니라, 역변환(inverted) 렉트 함수의 듀티 싸이클(

)도 조절할 수 있다. 이때, 1개의 심볼 주기(symbol duration) 동안 양의 펄스 신호(+pulse)와 음의 펄스 신호(-pulse)가 동시에 존재한다. 이때, 양의 펄스 신호에 대한 주기를

, 음의 펄스 신호에 대한 주기를

라고 하면,

가 되고 두 주기의 비율은 상황에 따라 변할 수 있다. That is, referring to FIG. 4, if the pulse signal can have a value of -1 as well as 0 and 1, the duty cycle of the select function

), As well as the duty cycle of the inverted select function (

) Can also be adjusted. At this time, a positive pulse signal (+ pulse) and a negative pulse signal (-pulse) exist simultaneously during one symbol period. At this time, the period for the positive pulse signal is

, The cycle for the negative pulse signal is

In other words,

And the ratio of the two cycles can change depending on the situation.

이하에서는 위에서 설명한 펄스폭 변조를 다중 안테나를 이용하는 MIMO 시스템에 적용하기 위한 두 가지 송신장치의 구조와 하나의 수신장치의 구조에 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the structure of two transmitting apparatuses for applying the pulse width modulation described above to a MIMO system using multiple antennas and the structure of one receiving apparatus will be described in detail.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 펄스폭 변조를 이용한 다중 안테나 송신장치의 상세 회로 구성을 도시한 것으로, RF 공진기(500), 증폭기(502), 전력 분배기(504), 모뎀(508), 베이스 밴드부(510), 펄스폭 변조부(512), 믹서(516) 등을 포함할 수 있다.5 shows a detailed circuit configuration of a multi-antenna transmission apparatus using pulse width modulation according to an embodiment of the present invention. The RF resonator 500, the amplifier 502, the power distributor 504, the modem 508, A baseband unit 510, a pulse width modulation unit 512, a mixer 516, and the like.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 다중 안테나 송신장치의 각 구성요소에서의 동작을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, operation of each component of the multi-antenna transmission apparatus of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

먼저, RF 공진기(oscillator)(500)는 기 설정된 반송 주파수(carrier frequency)를 가지는 기준 신호를 발생하며, 이와 같이 발생된 기준 신호는 RF 공진기(500)의 후단에 연결된 증폭기(amplifier)(502)로 인가될 수 있다.First, an RF resonator 500 generates a reference signal having a predetermined carrier frequency. The reference signal thus generated is amplified by an amplifier 502 connected to the rear end of the RF resonator 500, Lt; / RTI >

증폭기(502)는 위와 같이 RF 공진기(500)로부터 발생된 기준 신호를 기 설정된 크기의 진폭(amplitude)으로 증폭한다.The amplifier 502 amplifies the reference signal generated from the RF resonator 500 with an amplitude of a predetermined magnitude as described above.

전력 분배기(power divider)(504)는 증폭기(502)로부터 증폭된 기준 신호를 송신 장치에 구비되는 안테나의 수에 대응되게 분배하고, 다수의 안테나(506)에 연결되는 각각의 안테나 선로를 통해 각각의 안테나로 인가시킨다.A power divider 504 divides the amplified reference signal from the amplifier 502 in correspondence to the number of antennas provided in the transmitting apparatus and outputs the reference signal through each antenna line connected to the plurality of antennas 506 .

모뎀(modem)(508)은 MIMO 시스템 등의 다중 안테나를 이용하는 통신 시스템에서 안테나 수에 대응되게 무선 전송하고자 하는 n개의 신호를 생성한다. 이때, 모뎀(508)에서 생성되는 신호는 인페이즈 신호와 쿼드러쳐 신호가 될 수 있다.A modem 508 generates n signals to be wirelessly transmitted corresponding to the number of antennas in a communication system using multiple antennas such as a MIMO system. At this time, the signal generated by the modem 508 may be an in-phase signal and a quadrature signal.

베이스 밴드부(base band chip)(510)는 모뎀(508)에서 생성된 인페이즈 신호와 쿼드러쳐 신호를 수신하는 경우 펄스폭 변조(pulse width modulation)을 수행하여 양(positive)의 펄스 신호에 대한 제1 듀티 싸이클(

)와 음(negative)의 펄스 신호에 대한 제2 듀티 싸이클(

)을 결정한다. The baseband chip 510 performs pulse width modulation when receiving the in-phase signal and the quadrature signal generated by the modem 508 to generate a positive pulse signal 1 duty cycle

And a second duty cycle for a negative pulse signal (

).

펄스폭 변조부(pulse width modulation)(512)는 베이스 밴드부(510)로부터 수신받은 제1, 제2 듀티 싸이클에 해당하는 펄스 신호를 생성하여 출력한다. 이때, 펄스폭 변조부(512)는 제1 듀티 싸이클에 해당하는 펄스 신호에 대해서는 역변환 없이 양의 펄스 신호로 그대로 출력시키며, 제2 듀티 싸이클에 해당하는 펄스 신호에 대해서는 역변환을 수행하여 음의 펄스 신호로 출력시킨다. The pulse width modulation unit 512 generates a pulse signal corresponding to the first and second duty cycles received from the baseband unit 510 and outputs the pulse signal. At this time, the pulse width modulator 512 directly outputs the pulse signal corresponding to the first duty cycle as a positive pulse signal without inverse transformation, and performs reverse conversion on the pulse signal corresponding to the second duty cycle to generate a negative pulse Signal.

이때, 위와 같은 역변환을 위해 인버터(inverter)(514) 등의 소자를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이러한 인버터(514) 등의 소자는 도 5에서는 펄스폭 변조부(512)의 출력단에 교번적으로 설치되는 것을 도시 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, an element such as an inverter 514 may be used for the above-described reverse conversion, but the present invention is not limited thereto. In addition, although elements such as the inverter 514 are alternately provided in the output terminal of the pulse width modulator 512 in FIG. 5, the present invention is not limited thereto.

믹서(mixer)(516)는 펄스폭 변조부(512)를 통해 출력되는 양의 펄스 신호 또는 음의 펄스 신호를 전력 분배기(504)로부터 다수의 안테나(506) 각각에 대해 분배된 기준 신호와 혼합하여 각각의 안테나로 출력한다. 이때, 믹서(516)는 펄스폭 변조부(512)와 각각의 안테나를 연결하는 다수의 안테나 선로(518)상 각각 배치될 수 있다.The mixer 516 mixes the positive pulse signal or the negative pulse signal output through the pulse width modulation section 512 with the distributed reference signal for each of the plurality of antennas 506 from the power distributor 504 And outputs it to each antenna. At this time, the mixer 516 may be disposed on the plurality of antenna lines 518 connecting the pulse width modulator 512 and the respective antennas.

즉, n개의 각 안테나 선로(518)에는 펄스폭 변조부(512)로부터 출력되는 양의 펄스 신호/음의 펄스 신호와, RF 공진기(500), 증폭기(502), 전력 분배기(504) 등을 포함하는 단일 RF 회로부터 출력되는 반송 주파수의 사인(sine) 파 신호가 믹서(516)에 의해 곱해져서 각각의 안테나를 통해 방사된다.That is, a positive pulse signal / negative pulse signal output from the pulse width modulator 512 and an RF resonator 500, an amplifier 502, a power divider 504, and the like are supplied to each of the n antenna lines 518 A sine wave signal at a carrier frequency output from a single RF circuit included is multiplied by a mixer 516 and radiated through each antenna.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스위치를 이용한 다중 안테나 송신 장치의 상세 회로 구성을 도시한 것으로, RF 공진기(600), 증폭기(602), 모뎀(604), 베이스 밴드부(606), 스위치 트리거링부(608), 스위치부(610) 등을 포함할 수 있다. 6 shows a detailed circuit configuration of a multi-antenna transmitting apparatus using a switch according to another embodiment of the present invention. The RF resonator 600, the amplifier 602, the modem 604, the base band unit 606, A triggering unit 608, a switch unit 610, and the like.

이때, 도 6에서와 같은 스위치를 이용한 단일 RF MIMO 송신장치 구조에서는 도 5에서 도시된 펄스폭 변조를 이용한 송신장치와 비교하여 동작의 결과 즉, 안테나로 인가되는 신호는 동일하게 되지만, 펄스폭 변조과 아닌 스위치를 사용하여 동작을 구현한다. 즉, 펄스폭 변조를 사용하는 구조와 마찬가지로 베이스 밴드부(606)에서는 각 신호에 해당하는 듀티 싸이클을 계산하고, 이는 스위치 트리거링부(608)에 의해 알맞은 시간에 각 안테나 선로상 구비된 스위치부(610)에 트리거링되어 양의 펄스 신호 또는 음의 펄스 신호로 생성될 수 있다. In the single RF MIMO transmission apparatus using the switch as shown in FIG. 6, the signal applied to the antenna is the same as that of the transmission apparatus using the pulse width modulation shown in FIG. 5, Use a non-switch to implement the behavior. That is, as in the structure using pulse width modulation, the baseband unit 606 calculates a duty cycle corresponding to each signal, and the switch trigger unit 608 calculates the duty cycle corresponding to each switch unit 610 To generate a positive pulse signal or a negative pulse signal.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 다중 안테나 송신장치의 각 구성요소에서의 동작을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, operation of each component of the multi-antenna transmission apparatus of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

먼저, RF 공진기(oscillator)(600)는 기 설정된 반송 주파수(carrier frequency)를 가지는 기준 신호를 발생하며, 이와 같이 발생된 기준 신호는 RF 공진기(600)의 후단에 연결된 증폭기(amplifier)(602)로 인가될 수 있다.First, an RF resonator 600 generates a reference signal having a predetermined carrier frequency. The reference signal thus generated is amplified by an amplifier 602 connected to the rear end of the RF resonator 600, Lt; / RTI >

증폭기(602)는 위와 같이 RF 공진기(600)로부터 발생된 기준 신호를 기 설정된 크기의 진폭(amplitude)으로 증폭하고, 이와 같이 증폭된 기준 신호는 다수의 안테나(622)에 연결되는 각각의 안테나 선로(620)를 통해 각각의 안테나로 인가된다.The amplifier 602 amplifies the reference signal generated from the RF resonator 600 with an amplitude of a predetermined magnitude as described above and outputs the amplified reference signal to each of the antenna lines 622 connected to the plurality of antennas 622. [ Lt; RTI ID = 0.0 > 620 < / RTI >

모뎀(modem)(604)은 MIMO 시스템 등의 다중 안테나를 이용하는 통신 시스템에서 안테나 수에 대응되게 무선 전송하고자 하는 n개의 신호를 생성한다. 이때, 모뎀(604)에서 생성되는 신호는 인페이즈 신호와 쿼드러쳐 신호가 될 수 있다.A modem 604 generates n signals to be wirelessly transmitted corresponding to the number of antennas in a communication system using multiple antennas such as a MIMO system. At this time, the signal generated by the modem 604 may be an in-phase signal and a quadrature signal.

베이스 밴드부(606)는 모뎀(604)에서 생성된 인페이즈 신호와 쿼드러쳐 신호를 수신하는 경우 펄스폭 변조(pulse width modulation)을 수행하여 양(positive)의 펄스 신호에 대한 제1 듀티 싸이클(

)와 음(negative)의 펄스 신호에 대한 제2 듀티 싸이클(

)을 결정한다. The baseband unit 606 performs a pulse width modulation when receiving the in-phase signal and the quadrature signal generated by the modem 604 to generate a first duty cycle for a positive pulse signal

And a second duty cycle for a negative pulse signal (

).

스위치부(610)는 스위치 트리거링부(608)의 제어에 따라 스위칭되어 내부에 존재하는 다수의 단자간을 선택적으로 온/오프(on/off)시키는 동작을 수행한다.The switch unit 610 is switched according to the control of the switch triggering unit 608 to selectively turn on / off a plurality of internal terminals.

즉, 스위치부(610)에는 도 6에 도시된 바와 같이 제1 단자(612), 제2 단자(616), 제3 단자(614), 제4 단자(617) 등이 구비될 수 있으며, 스위치 트리거링부(608)의 제어에 따라 기준 신호가 인가되는 제1 단자(612)를 제2 단자(616) 내지 제4 단자(619) 중 어느 하나에 선택적으로 스위칭 연결시킴으로써 기준 신호의 반송 주파수에 해당하는 사인(sine) 파의 신호가 제1 듀티 싸이클 또는 제2 듀티 싸이클에 대응되게 각각의 안테나(622)로 인가될 수 있도록 한다.6, the switch unit 610 may include a first terminal 612, a second terminal 616, a third terminal 614, a fourth terminal 617, and the like, The first terminal 612 to which the reference signal is applied is selectively switched to any one of the second terminal 616 to the fourth terminal 619 under the control of the triggering unit 608, So that a signal of a sine wave to be applied to each antenna 622 corresponding to the first duty cycle or the second duty cycle can be applied.

이때, 제1 단자(612)는 RF 공진기(600), 증폭기(602) 등을 포함하는 단일 RF 회로부터 출력되는 반송 주파수의 기준 신호가 인가되는 단자일 수 있다. 또한, 제2 단자(616)는 각각의 안테나 선로(620)에 연결되는 단자로 신호의 역변환을 위한 인버터(618) 등의 소자가 구비될 수 있다. 또한, 제3 단자(614)는 제2 단자(616)가 연결된 동일한 안테나 선로(620)에 연결되는 단자이나, 제2 단자(616) 쪽에 위치한 인버터(618)의 후단에서 안테나 선로(620)와 연결되도록 하여 역변환이 필요하지 않은 신호에 대해 그대로 안테나(622)로 방사되도록 하는 단자이다. The first terminal 612 may be a terminal to which a reference signal of a carrier frequency outputted from a single RF circuit including the RF resonator 600 and the amplifier 602 is applied. The second terminal 616 may be connected to each antenna line 620 and may include an element such as an inverter 618 for inverting the signal. The third terminal 614 is connected to the terminal connected to the same antenna line 620 to which the second terminal 616 is connected or the terminal connected to the antenna line 620 from the rear terminal of the inverter 618 located on the second terminal 616 side. And is radiated to the antenna 622 as it is for a signal that does not require reverse conversion.

또한, 제4 단자(619)는 그라운드(ground)에 연결되는 단자로써 스위치부(610)가 오프(off)되는 경우에 연결되는 단자이며, 이때 제4 단자(619)에는 안테나(622)의 임피던스와 동일한 임피던스가 연결될 수 있다. 즉, 스위치부(610의) 스위치(611)가 제4 단자(619)에 연결되어 오픈 서킷(open circuit)이 되는 경우 RF 회로에서 안테나(622)를 바라보는 임피던스가 가변적이 되어 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 제4 단자(619) 쪽에 안테나(622)의 임피던스와 동일한 임피던스

을 그라운드 사이에 연결해주어 스위치(611)가 제4 단자(619)에 연결되는 경우에도 RF 회로에서 안테나(622)를 바라보는 임피던스가 항상 일정하게 되도록 한다. 이에 따라 임피던스 정합(impedance matching)을 안정적으로 할 수 있어 단일 RF 회로로부터의 기준 신호에 대한 왜곡 발생을 방지할 수 있다.The fourth terminal 619 is connected to the ground and is connected when the switch unit 610 is turned off. The impedance of the antenna 622 is connected to the fourth terminal 619, The same impedance can be connected. That is, when the switch 611 of the switch unit 610 is connected to the fourth terminal 619 and becomes an open circuit, the impedance of the RF circuit looking at the antenna 622 may vary, have. Therefore, an impedance equal to the impedance of the antenna 622 on the side of the fourth terminal 619

So that the impedance of the RF circuit to the antenna 622 is always constant even when the switch 611 is connected to the fourth terminal 619. [ Accordingly, impedance matching can be stably performed, and distortion of the reference signal from the single RF circuit can be prevented.

스위치 트리거링부(608)는 제1, 제2 듀티 싸이클의 정보를 이용하여 스위치부(610)의 스위칭 동작 제어한다.The switch triggering unit 608 controls the switching operation of the switch unit 610 using the information of the first and second duty cycles.

이때, 위와 같은 스위치 동작 제어에 있어서, 스위치 트리거링부(608)는 예를 들어 제1 듀티 싸이클 동안에는 스위치부(610)상 제1 단자(612)가 제3 단자(614)에 연결되도록 제어하며, 제2 듀티 싸이클 구간에서는 제1 단자(612)가 제2 단자(616)에 연결되도록 제어할 수 있다. 또한, 양 또는 음의 펄스 신호가 없는 구간에서는 제1 단자(612)가 제4 단자(619)에 연결되도록 제어할 수 있다. 이에 따라 스위치 트리거링부(608)에 의한 스위치부(610)의 제어를 통해 RF 공진기(600), 증폭기(602) 등을 포함하는 단일 RF 회로부터 출력되는 반송 주파수의 사인(sine) 파의 기준 신호가 각각의 안테나(622)로 인가되어 방사된다.At this time, in the above switch operation control, the switch triggering unit 608 controls the first terminal 612 on the switch unit 610 to be connected to the third terminal 614, for example, during the first duty cycle, In the second duty cycle section, the first terminal 612 can be controlled to be connected to the second terminal 616. Also, the first terminal 612 can be controlled to be connected to the fourth terminal 619 in a section where there is no positive or negative pulse signal. The switch 610 is controlled by the switch triggering unit 608 so that the reference signal of the sine wave of the carrier frequency outputted from the single RF circuit including the RF resonator 600 and the amplifier 602, Is applied to each antenna 622 and radiated.

이때, 스위치 트리거링부(608)는 1개의 심볼 주기내에 상기 제1, 제2 듀티 싸이클에 대응되는 양의 펄스 신호와 음의 펄스 신호가 포함되도록 스위치부(610)의 스위칭 동작을 제어한다. 또한, 스위치 트리거링부(608)는 제1 또는 제2 듀티 싸이클에 따라 스위치부(610)의 스위칭 동작을 제어하여 각 안테나(622)로 인가되는 기준 신호의 전송 주기가 조절되도록 할 수 있다.At this time, the switch triggering unit 608 controls the switching operation of the switch unit 610 so that positive and negative pulse signals corresponding to the first and second duty cycles are included in one symbol period. The switch triggering unit 608 may control the switching operation of the switch unit 610 according to the first or second duty cycle so that the transmission period of the reference signal applied to each antenna 622 may be adjusted.

한편, 위와 같은 도 5, 도 6에서와 같이 송신 장치의 구성 시 펄스폭 변조를 사용하였을 경우 수신 장치 쪽에서 반송 주파수에서 진폭을 감지해야 하고, 또한 양의 펄스 신호와 음의 펄스 신호를 구분해야할 필요가 있다.5 and 6, when the pulse width modulation is used in the configuration of the transmitting apparatus, it is necessary to detect the amplitude at the carrier frequency at the receiving apparatus side and to distinguish the positive pulse signal from the negative pulse signal .

도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 반송 주파수에서 진폭을 감지하고, 양의 펄스 신호와 음의 펄스 신호를 구분할 수 있도록 하기 위한 다중 안테나 수신 장치의 구성을 도시한 것으로, 제1 샘플러(702), 제2 샘플러(704), FFT부(706) 등을 포함할 수 있다.7 shows a configuration of a multi-antenna receiving apparatus for detecting an amplitude at a carrier frequency and distinguishing between a positive pulse signal and a negative pulse signal according to an embodiment of the present invention. A first sampler 702, A second sampler 704, an FFT unit 706, and the like.

이하, 위 도 7을 참조하면, 본 발명의 다중 안테나 수신 장치 각 구성요소에서의 동작을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, referring to FIG. 7, the operation of each component of the multi-antenna receiving apparatus of the present invention will be described in detail.

먼저, 수신장치에 구비되는 다수의 안테나(700)에서 통신망을 통해 무선 전송되는 다수의 서로 다른 신호를 수신될 수 있다.First, a plurality of different signals wirelessly transmitted through a communication network may be received from a plurality of antennas 700 provided in a receiving apparatus.

이와 같이 다수의 안테나(700)를 통해 신호가 수신되는 경우 제1 샘플러(sampler)(702)는 수신된 신호 중 양의 펄스 신호를 샘플링(sampling)하여 제1 샘플링 신호를 출력하며, 제2 샘플러(704)는 수신된 신호 중 음의 펄스 신호를 샘플링하여 제2 샘플링 신호를 출력할 수 있다. 이때, 제1 샘플러(702)와 제2 샘플러(704)는 도 7에 도시된 바와 같이 다수의 안테나(700) 각각에 연결되는 안테나 선로상 각각 구비될 수 있다.When a signal is received through the plurality of antennas 700, the first sampler 702 samples a positive pulse signal of the received signal to output a first sampling signal, (704) may sample the negative pulse signal of the received signal and output the second sampling signal. In this case, the first sampler 702 and the second sampler 704 may be respectively provided on the antenna line connected to each of the plurality of antennas 700 as shown in FIG.

FFT(fast fourier transform)부(706)는 제1 샘플러(702)와 제2 샘플러(704)를 통해 생성되는 제1 샘플링 신호와 제2 샘플링 신호에 대해 FFT 변환을 수행하여 주파수 도메인(frequency domain)에서 표시시킨다. 이에 따라 수신된 신호의 반송 주파수의 진폭을 검출하는 것이 가능하게 된다.The fast Fourier transform (FFT) unit 706 performs FFT transform on the first and second sampling signals generated through the first and second samplers 702 and 704 to generate a frequency domain, . Thus, it becomes possible to detect the amplitude of the carrier frequency of the received signal.

즉, 다수의 안테나로 수신된 양의 펄스 신호와 음의 펄스 신호는 각각 포지티브 샘플러(positive sampler)인 제1 샘플러(702)와 네거티브 샘플러(negative sampler)인 제2 샘플러(704)를 통해 도 8에서와 같이 양 또는 음의 펄스 신호를 구분될 수 있다. 이때, 제1 샘플러(702)에서 샘플링된 신호는 양의 펄스 신호의 듀티 싸이클(

)에 대한 정보, 제2 샘플러(704)에서 샘플링된 신호는 음의 펄스 신호의 듀티 싸이클(

)에 대한 정보를 얻을 수 있다. 이어, 이와 같이 각각 샘플링된 값을 FFT을 거쳐 시간 도메인(time domain)에서 주파수 도메인(frequency domain)으로 표시시킬 수 있으며, 이에 따라 반송 주파수의 진폭을 감지하는 것이 가능하게 되어 후단의 RF 회로에서 성공적으로 복조(demodulation)를 수행할 수 있게 된다.That is, the positive and negative pulse signals received by the plurality of antennas are transmitted through the first sampler 702, which is a positive sampler, and the second sampler 704, which is a negative sampler, A positive or negative pulse signal can be distinguished as shown in FIG. At this time, the signal sampled by the first sampler 702 is a duty cycle of a positive pulse signal

, The signal sampled by the second sampler 704 is the duty cycle of the negative pulse signal (

) Can be obtained. Then, the sampled values can be displayed in the frequency domain in the time domain through the FFT. Thus, it is possible to detect the amplitude of the carrier frequency, Demodulation can be performed.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 단일 RF MIMO 시스템에서 펄스폭 변조 또는 스위치를 사용하여 인페이즈 신호와 쿼드러쳐 신호를 서로 다른 듀티 싸이클을 가지는 펄스 신호로 변환하여 입력 신호의 전송에 사용함으로써 간단한 구조로 구현이 가능하며, 상대적으로 넓은 신호 도메인을 사용할 수 있어 보다 안정적으로 높은 전송용량을 지원할 수 있다.As described above, according to the present invention, by using pulse width modulation or a switch in a single RF MIMO system, an in-phase signal and a quadrature signal are converted into pulse signals having different duty cycles, And can use a relatively wide signal domain to support a higher transmission capacity more stably.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the scope of the invention should not be limited by the described embodiments but should be defined by the appended claims.

500 : RF 공진기 502 : 증폭기
504 : 전력 분배기 506 : 안테나
508 : 모뎀 510 : 베이스 밴드부
512 : 펄스폭 변조부 514 : 인터버
516 : 믹서 518 : 안테나 선로500: RF resonator 502: Amplifier
504: Power distributor 506: Antenna
508: modem 510: baseband section
512: pulse width modulation section 514:
516: mixer 518: antenna line

Claims

무선 전송할 n개의 신호를 생성하는 모뎀과,
상기 n개의 신호에 대응되는 n개의 양의 펄스 신호에 대한 제1 듀티 싸이클 또는 n개의 음의 펄스 신호에 대한 제2 듀티 싸이클을 결정하는 베이스 밴드부와,
상기 제1, 제2 듀티 싸이클에 대응되는 펄스 신호를 생성하여 출력하되, 상기 생성된 펄스 신호 중 상기 제2 듀티 싸이클에 해당하는 펄스 신호에 대해서는 역변환을 수행하여 상기 음의 펄스 신호로 출력하는 펄스폭 변조부와,
상기 펄스폭 변조부를 통해 출력되는 상기 양의 펄스 신호 또는 음의 펄스 신호를 다수의 안테나 각각에 대해 분배된 기준 신호와 혼합하여 각각의 안테나로 출력하는 믹서
를 포함하는 다중 안테나 송신장치.
A modem for generating n signals to be wirelessly transmitted,
A base band unit for determining a first duty cycle for the n positive pulse signals corresponding to the n signals or a second duty cycle for the n negative pulse signals,
And generating and outputting a pulse signal corresponding to the first and second duty cycles, wherein the pulse signal corresponding to the second duty cycle of the generated pulse signal is inversely transformed and outputted as the negative pulse signal Width modulation section,
A mixer for mixing the positive pulse signal or the negative pulse signal output through the pulse width modulator with a reference signal distributed to each of the plurality of antennas,
And a plurality of antennas.

제 1 항에 있어서,
상기 펄스폭 변조부는,
1개의 심볼 주기내에 상기 양의 펄스 신호와 음의 펄스 신호가 포함되도록 상기 펄스 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 송신장치.
The method according to claim 1,
Wherein the pulse width modulator comprises:
And generates the pulse signal so that the positive pulse signal and the negative pulse signal are included in one symbol period.

제 1 항에 있어서,
상기 믹서는,
상기 펄스폭 변조부를 통해 인가되는 상기 양의 펄스 신호 또는 음의 펄스 신호의 제1, 제2 듀티 싸이클에 따라 상기 기준 신호의 전송 주기를 조절하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 송신장치.
The method according to claim 1,
The mixer includes:
And adjusts the transmission period of the reference signal according to first and second duty cycles of the positive pulse signal or the negative pulse signal applied through the pulse width modulation unit.

제 1 항에 있어서,
상기 믹서는,
상기 펄스폭 변조부와 상기 각각의 안테나를 연결하는 다수의 안테나 선로상 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 송신장치.
The method according to claim 1,
The mixer includes:
And a plurality of antenna lines connecting the pulse width modulator and the antennas, respectively.

무선 전송할 n개의 신호를 생성하는 모뎀과,
상기 n개의 신호에 대응되는 n개의 양의 펄스 신호에 대한 제1 듀티 싸이클 또는 n개의 음의 펄스 신호에 대한 제2 듀티 싸이클을 결정하는 베이스 밴드부와,
다수의 안테나로 연결되는 각각의 안테나 선로상에 위치되며, 상기 다수의 안테나로 분배되는 기준 신호를 스위칭 동작을 통해 각 안테나로 선택적으로 인가시키는 스위치부와,
상기 제1, 제2 듀티 싸이클의 정보를 이용하여 상기 스위치부의 스위칭 동작 제어하여 상기 기준 신호가 상기 각 안테나로 인가되도록 하는 스위치 트리거링부
를 포함하는 다중 안테나 송신장치.
A modem for generating n signals to be wirelessly transmitted,
A base band unit for determining a first duty cycle for the n positive pulse signals corresponding to the n signals or a second duty cycle for the n negative pulse signals,
A switch unit disposed on each of the antenna lines connected to the plurality of antennas and selectively applying a reference signal distributed to the plurality of antennas to each antenna through a switching operation;
A switch triggering unit for controlling the switching operation of the switch unit using the information of the first and second duty cycles to apply the reference signal to the antennas,
And a plurality of antennas.

제 5 항에 있어서,
상기 스위치부는,
상기 다수의 안테나로 분배되는 상기 기준 신호가 인가되는 제1 단자와 인버터를 통해 각각의 안테나 선로에 연결되는 제2 단자와 상기 인버터의 후단을 통해 상기 제2 단자와 연결된 동일한 안테나 선로에 연결되는 제3 단자와 그라운드에 연결되는 제4 단자를 구비하여 상기 제1 단자를 제2 단자 내지 제4 단자 중 어느 하나에 선택적으로 스위칭 연결시키는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 송신장치.
6. The method of claim 5,
Wherein,
A second terminal connected to each antenna line through an inverter and a second terminal connected to the same antenna line connected to the second terminal through a rear end of the inverter, 3 terminal and a fourth terminal connected to the ground, so that the first terminal is selectively switched to any one of the second terminal to the fourth terminal.

제 6 항에 있어서,
상기 스위치 트리거링부는,
상기 제1, 제2 듀티 싸이클의 정보를 이용하여 상기 스위치부의 스위칭 동작 제어하되, 상기 제1 듀티 싸이클 동안에는 상기 스위치부상 상기 제1 단자가 제3 단자에 연결되도록 제어하며, 상기 제2 듀티 싸이클 구간에서는 상기 제1 단자가 제2 단자에 연결되도록 제어하며, 상기 양 또는 음의 펄스 신호가 없는 구간에서는 상기 제1 단자가 제4 단자에 연결되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 송신장치.
The method according to claim 6,
The switch triggering unit,
Controlling the switching operation of the switch unit using information of the first and second duty cycles so that the first terminal on the switch unit is connected to the third terminal during the first duty cycle, Wherein the controller controls the first terminal to be connected to the second terminal and controls the first terminal to be connected to the fourth terminal in the absence of the positive or negative pulse signal.

제 5 항에 있어서,
상기 스위치 트리거링부는,
상기 제1 듀티 싸이클 또는 제2 듀티 싸이클에 따라 상기 스위치부의 스위칭 동작을 제어하여 각 안테나로 인가되는 상기 기준 신호의 전송 주기가 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 송신장치.
6. The method of claim 5,
The switch triggering unit,
Wherein the control unit controls the switching operation of the switch unit according to the first duty cycle or the second duty cycle to adjust the transmission period of the reference signal applied to each antenna.

제 6 항에 있어서,
상기 인버터는,
상기 제2 듀티 싸이클에 따른 스위칭 동작 시 상기 기준 신호를 역변환하여 출력시키는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 송신장치.
The method according to claim 6,
The inverter includes:
And inversely converting the reference signal during a switching operation according to the second duty cycle and outputting the result.

제 5 항에 있어서,
상기 스위치부는,
상기 각각의 안테나를 연결하는 다수의 안테나 선로상 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 송신장치.
6. The method of claim 5,
Wherein,
And each of the antennas is disposed on a plurality of antenna lines connecting the antennas.

제 5 항에 있어서,
상기 스위치부는,
상기 각각의 안테나에 걸리는 임피던스와 동일한 임피던스를 부하 임피던스로 가지며, 상기 스위치부의 오프 시 상기 부하 임피던스에 의해 임피던스 정합이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 송신장치.
6. The method of claim 5,
Wherein,
Wherein the antenna has a load impedance equal to an impedance applied to each of the antennas, and impedance matching is performed by the load impedance when the switch unit is turned off.

통신망을 통해 무선 전송되는 다수의 서로 다른 신호를 수신하는 다수의 안테나와,
상기 다수의 안테나 각각에 연결되는 안테나 선로상 구비되어 상기 신호 중 양의 펄스 신호를 샘플링하여 제1 샘플링 신호를 출력하는 제1 샘플러와,
상기 신호 중 음의 펄스 신호를 샘플링하여 제2 샘플링 신호를 출력하는 제2 샘플러와,
상기 제1 샘플링 신호와 제2 샘플링 신호에 대해 FFT 변환을 수행하여 주파수 도메인에서 상기 신호의 반송 주파수의 진폭을 검출하는 FFT부
를 포함하는 다중 안테나 수신장치.
A plurality of antennas for receiving a plurality of different signals wirelessly transmitted through a communication network;
A first sampler provided on an antenna line connected to each of the plurality of antennas, for sampling a positive pulse signal of the signal and outputting a first sampling signal;
A second sampler for sampling a negative pulse signal of the signal and outputting a second sampling signal,
An FFT unit for performing FFT on the first and second sampling signals to detect the amplitude of the carrier frequency of the signal in the frequency domain;
And a receiving unit for receiving the multi-antenna signal.

제 12 항에 있어서,
상기 제1, 제2 샘플링 신호는,
각각의 신호의 반송 주파수에 대한 전송 주기 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 수신장치.

13. The method of claim 12,
Wherein the first and second sampling signals include:
And transmission period information on a carrier frequency of each signal.