KR20050047762A

KR20050047762A - 신호 차단 장치 및 이를 이용한 티디디 통신 시스템

Info

Publication number: KR20050047762A
Application number: KR1020030081548A
Authority: KR
Inventors: 김성민; 이광천; 정재호; 김준형; 정현규; 김영일
Original assignee: 삼성전자주식회사; 한국전자통신연구원; 주식회사 케이티; 주식회사 케이티프리텔; 하나로텔레콤 주식회사; 에스케이 텔레콤주식회사
Priority date: 2003-11-18
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2005-05-23

Abstract

본 발명은 신호 차단 장치 및 이를 이용한 TDD(time division duplex) 통신 시스템에 관한 것이다.

본 발명에서는 안테나, 송신 장치와 수신 장치 그리고, 송수신 신호 생성을 위한 국부 발진 신호를 생성하는 발진기를 포함하는 TDD 통신 시스템에서, 상기 국부 발진 신호가 상기 송신 장치로 입력되는 경로 상에 제1 스위치가 형성되고, 상기 국부 발진 신호가 상기 수신 장치로 입력되는 경로 상에 제2 스위치가 형성된다. 그리고, 제어부의 제어에 따라 상기 제1 및 제2 스위치가 선택적으로 동작하여 상기 국부 발진 신호가 송신 장치 또는 수신 장치로 입력된다. 특히, 상기 제1 스위치는 송신 구간 동안 온 되고, 상기 제2 스위치는 수신 구간 동안 온 된다. 그 결과, 수신 구간 동안에는 송신 신호가 수신 장치로 유입되는 것이 최대한 차단됨으로써, 수신 신호의 왜곡 등이 방지되어 수신 감도가 향상된다.

Description

신호 차단 장치 및 이를 이용한 티디디 통신 시스템{signal cut-off device and TDD communication system using the device}

본 발명은 티디디(TDD: time division duplex, 이하, TDD라 명명함) 방식을 이용한 통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 누설 신호 차단 기능을 가지는 신호 차단 장치 및 이를 이용한 티디디 통신 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 무선 통신에서 송신단과 수신단은 서로 다른 주파수를 사용하지만, TDD 방식은 동일한 주파수를 시분할하여 송수신용으로 구분 사용하는 것으로, 1개의 프레임 내부를 송신용과 수신용으로 분할하여 1개의 주파수로 양방향 통신을 하는 방식이다.

TDD 방식을 이용한 통신 시스템에서는 송신 신호와 수신 신호가 서로 동일한 주파수대를 사용하므로, 송신 신호가 수신기에 유입될 수 있다. 이런 경우, 송신기에서 증폭된 상대적으로 강한 송신 신호가 수신기에 유입되어 시스템을 망가트리거나 수신 신호의 품질을 현저하게 저하시키게 된다.

이를 위하여, 종래에는 안테나 스위치를 사용하거나 또는 송신 경로 상에 스위치를 삽입하여 수신 구간 동안 상기 스위치들을 이용하여 송신 신호의 유입을 차단하였다.

그러나, 안테나 스위치를 이용하여 송신 신호를 차단하는 방법에서는, 통신 시스템의 출력 전력이 높아지는 경우에 수신 구간 동안 송신 신호를 차단하기 위한 안테나 스위치의 격리도를 충분하게 확보하기 어렵다. 특히, 충분한 격리도를 확보하기 위해서는 안테나 스위치의 스위칭 속도를 증가시켜야 하기 때문에, 통신 시스템의 효율이 저하될 수가 있다. 또한, 송신기에서 유출된 송신 신호가 수신기로 유입되어, 수신 신호의 감도를 낮출 뿐만 아니라 수신 신호의 왜곡을 발생시키는 문제가 있다.

또한, 송신 경로 상에 스위치를 삽입하여 수신 구간 동안 송신 신호를 차단하는 방법에서는, 송신 신호가 전달되는 경로에 스위치가 삽입되어 있기 때문에 스위치로 인한 송신 신호의 손실이 발생할 수 있다. 이러한 손실을 방지하기 위해서는 시스템의 송신 전력 이득이 증가하여야 하기 때문에, 시스템의 소모 전력이 증가하게 된다. 특히, 배터리를 사용하는 단말기의 경우에는 전력 효율이 저하되는 문제가 있다. 또한, 고차의 변조를 사용하는 광대역 디지털 통신 방식에서는 일정한 레벨의 송신 신호를 출력하기 위해 보다 높은 출력 특성을 가지는 증폭기가 요구되므로, 송신 경로상의 신호 손실을 보상하기 위해 많은 양이 전력 소모가 요구되는 문제가 있다.

그러므로 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, TDD 통신 시스템에서 송신 구간 또는 수신 구간 동안 각각 수신 신호 또는 송신 신호의 유입을 효과적으로 차단하고자 하는 것이다.

특히, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 수신 구간 동안 송신 신호의 유입을 효율적으로 차단하여, 수신 신호의 감도를 향상시키고자 하는데 있다.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 특징에 따른 신호 차단 장치는, 안테나, 송신 장치와 수신 장치 그리고, 송수신 신호 생성을 위한 국부 발진 신호를 생성하는 발진기를 포함하는 TDD 통신 시스템에서 누설되는 신호의 유입을 차단하는 장치로서, 상기 국부 발진 신호가 상기 송신 장치로 입력되는 경로 상에 형성되어 있는 제1 스위치; 상기 국부 발진 신호가 상기 수신 장치로 입력되는 경로 상에 형성되어 있는 제2 스위치; 및 상기 제1 및 제2 스위치의 동작을 제어하여 상기 국부 발진 신호의 송신 장치 또는 수신 장치로의 입력을 선택적으로 수행하는 제어부를 포함한다. 여기서, 상기 제1 스위치는 송신 구간 동안 온 되어 상기 국부 발진 신호가 상기 송신 장치로 입력되고, 상기 제2 스위치는 수신 구간 동안 온 되어 상기 국부 발진 신호가 상기 수신 장치로 입력된다.

이외에도, 상기 안테나와 송수신 장치 사이에 형성되어 있으며, 상기 제어부의 제어에 따라 선택적으로 동작하여 상기 송신 장치로부터의 송신 신호를 안테나로 전달하고, 상기 안테나로부터의 수신 신호를 상기 수신 장치로 전달하는 안테나 스위치를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 안테나 스위치를 제어하기 위한 신호에 연동하여 상기 제1 스위치 또는 상기 제2 스위치가 동작할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 TDD 통신 시스템은, 안테나; 송신 신호를 생성하여 상기 안테나를 통하여 전송하는 송신 장치; 상기 안테나를 통하여 입력되는 신호를 처리하여 수신 신호를 생성하는 수신 장치; 상기 송신 신호 및 수신 신호 생성을 위한 국부 발진 신호를 상기 송신 장치 및 수신 장치로 공급하는 국부 발진기; 및 상기 송신 장치 또는 수신 장치로의 국부 발진 신호 입력을 제어하여, 상기 송신 장치로부터 출력되는 송신 신호가 상기 수신 장치로 입력되는 것을 차단하는 신호 차단 장치를 포함한다. 이외에도, 상기 안테나와 송수신 장치 사이에 형성되어 있으며, 상기 송신 장치로부터의 송신 신호를 안테나로 전달하거나 상기 안테나로부터의 수신 신호를 상기 수신 장치로 전달하는 안테나 스위치를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 신호 차단 장치는 상기 국부 발진 신호가 상기 송신 장치로 입력되는 경로 상에 형성되어 있는 제1 스위치; 상기 국부 발진 신호가 상기 수신 장치로 입력되는 경로 상에 형성되어 있는 제2 스위치; 및 상기 제1 및 제2 스위치의 동작을 제어하여 상기 국부 발진 신호의 송신 장치 또는 수신 장치로의 입력을 선택적으로 수행하는 제어부를 포함할 수 있다.

한편, 상기 송신 장치는 기저 대역의 신호를 생성하는 디지털 송신기; 상기 기저 대역의 신호를 중간 주파수 대역의 신호로 변조하는 변조기; 상기 제1 스위치를 통하여 인가되는 국부 발진 신호를 토대로 상기 중간 주파수 신호를 송신 대역의 송신 신호로 변환하는 제1 주파수 혼합기; 및 상기 송신 신호를 증폭하여 안테나로 출력하는 전력 증폭기를 포함한다.

또한, 상기 수신 장치는 상기 안테나로부터 입력되는 수신 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기; 상기 제2 스위치를 통하여 인가되는 국부 발진 신호를 토대로 수신 신호를 중간 주파수 대역의 신호로 변환하는 제2 주파수 혼합기; 상기 중간 주파수 수신 신호를 기저 대역 신호로 복조하는 복조기; 및 상기 기저대역 수신 신호를 처리하는 디지털 수신기를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

도 1에 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 통신 시스템의 개략적인 구조가 도시되어 있으며, 도 2에 구체적인 구조가 도시되어 있다.

첨부한 도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 통신 시스템은 안테나(100), 이를 이용하여 각각 신호를 송수신하는 송신 장치(200)와 수신 장치(300), 안테나를 송신 장치 또는 수신 장치에 연결시키는 안테나 스위치(400), 송수신 장치로 국부 발진 신호를 제공하는 국부 발진기(500), 그리고 송신 장치(200)와 수신 장치(300) 사이에 형성되어 수신 구간 동안 상기 송신 장치(200)로부터 출력되는 송신 신호가 수신 장치(300)로 유입되는 것을 차단하는 신호 차단 장치(600)를 포함한다.

송신 장치(200)는 도 2에 도시되어 있듯이, 기저 대역의 신호를 생성하는 디지털 송신기(210), 기저 대역의 신호를 중간 주파수 대역의 신호로 변조하는 변조기(220), 변조기(220)로부터 출력되는 신호 중 변조기의 변조 동작시에 발생되는 혼변조 신호 및 고차 모드 신호를 제거하는 제1 대역 필터(230), 인가되는 국부 발진 신호를 토대로 제1 대역 필터를 통하여 출력되는 중간 주파수 신호를 송신 대역의 신호로 변환하는 제1 주파수 혼합기(240), 주파수 혼합기로부터 출력되는 신호 중 송신 대역 이외의 대역에 해당하는 신호(불필요한 주파수 대역의 신호)를 제거하는 제2 대역 필터(250), 제1 대역 필터를 통하여 출력되는 송신 신호를 출력 전력으로 증폭하여 안테나(100)로 출력하는 전력 증폭기(260)를 포함한다.

수신 장치(300)는 도 2에 도시되어 있듯이, 안테나(100)로부터 수신되어 전달되는 수신 신호를 증폭하여 출력하는 저잡음 증폭기(310), 수신 신호 중 요구되지 않은 대역의 신호를 제거하는 제3 대역 필터(320), 인가되는 국부 발진 신호를 토대로 필터링된 수신 신호를 중간 주파수 대역의 신호로 변환하는 제2 주파수 혼합기(330), 제2 주파수 혼합기에서 출력되는 신호 중 혼변조 신호 및 고차모드신호를 제거하는 제4 대역 필터(340), 필터링된 중간 주파수 수신 신호를 기저 대역 신호로 복조하는 복조기(350), 및 기저대역 수신 신호를 처리하는 디지털 수신기 (360)를 포함한다.

한편, 위에 기술된 바와 같은 구조로 이루어지는 송신 장치(200)와 수신 장치(300) 사이에 형성되어, 송신 신호가 수신 장치(300)로 유입되는 것을 차단하는 신호 차단 장치(600)는, 국부 발진기(500)와 송신 장치(200)의 제1 주파수 혼합기(240) 사이에 위치되어 국부 발진 신호를 송신 장치로 선택적으로 제공하는 제1 스위치(610), 국부 발진기(500)와 수신 장치(300)의 제2 주파수 혼합기(330) 사이에 위치되어 국부 발진 신호를 수신 장치로 선택적으로 제공하는 제2 스위치(620), 제1 및 제2 스위치(620)의 동작을 제어하는 제어부(630)를 포함한다. 여기서, 제어부(630)는 안테나 스위치(400)의 동작도 제어하나, 필요에 따라 제어부(630)를 안테나 스위치(400)의 동작을 제어하는 부분과 제1 및 제2 스위치(610,620)의 동작을 제어하는 부분으로 나눌 수 있다. 특히, 제어부(630)는 안테나 스위치(400)를 제어하는 신호를 이용하여 제1 및 제2 스위치(620)의 동작도 제어함으로써, 제1 및 제2 스위치를 제어하기 위한 신호에 대한 정의 없이 시스템을 동작시킬 수 있다. 즉, 안테나 스위치(400)를 송신 장치(200)로 연결시키기 위한 제1 제어 신호(S1)에 따라 안테나 스위치(400)가 송신 장치(200) 측으로 연결되고, 또한 제1 제어 신호(S1)에 따라 신호 차단 장치(600)의 제1 스위치(610)가 동작(on) 된다. 또한, 제2 제어 신호(S2)에 따라 안테나 스위치(400)가 수신 장치(300) 측으로 연결되고, 신호 차단 장치(600)의 제2 스위치(620)가 동작된다.

본 발명의 실시 예에 따른 신호 차단 장치에서는 안테나 스위치(400)와 별도로 송수신 장치에 각각 형성되는 주파수 혼합기(240,330)로 국부 발진기(500)로부터 출력되는 신호가 입력되는 경로 상에 스위치(610,620)를 삽입하여, 상기 스위치의 동작에 따라 요구 구간 동안에만 해당 장치로 국부 발진 신호가 제공되도록 한다. 즉, 송신 구간 동안에는 제1 스위치(610)가 동작(on)되어 국부 발진기(500)로부터의 신호가 송신 장치(200)의 제1 주파수 혼합기(240)로 입력되며, 수신 구간 동안에는 제2 스위치(620)가 동작되어 국부 발진기(500)로부터의 신호가 수신 장치(300)의 제2 주파수 혼합기(330)로 입력된다.

다음에는 이러한 구조를 토대로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 통신 시스템의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 송신 구간에 이루어지는 동작을 살펴보면, 송신 장치(200)의 디지털 송신기(210)는 송신하고자 하는 신호를 생성한다. 이 송신 신호는 변조기(220)에 의하여 중간 주파수 대역의 신호로 변조된 후 제1 대역 필터(230)를 통하여 필터링된다. 이 때, 안테나 스위치(400)는 제어부(630)의 제어에 따라 송신 장치(200)로 연결되어 있으며, 신호 차단 장치(600)의 제1 스위치(610)는 온 되고, 제2 스위치(620)는 오프되어 있다.

따라서, 제1 주파수 혼합기(240)는 제1 대역 필터(230)로부터 필터링되어 출력되는 중간 주파수 신호와 제1 스위치(610)를 통하여 국부 발진기(500)로부터 출력되는 국부 발진 신호를 혼합하여, 중간 주파수 신호를 송신 대역의 신호로 변환한다. 이 송신 신호는 전력 증폭기(260)를 통하여 출력 전력으로 증폭된 후 안테나 스위치(400)를 통하여 안테나(100)로 입력되어 전송된다.

한편, 국부 발진 신호가 수신 장치(300)로 입력되는 경로 상에 형성된 제2 스위치(620)가 오프되어 있으므로, 송신 구간에 송신 신호가 수신 장치(300)로 유입되어도 제2 주파수 혼합기(330)에서의 신호 변환이 이루어지지 않으며, 그 결과, 디지털 수신기(360)로 누출된 송신 신호가 입력되는 것이 방지된다.

다음, 수신 구간에 이루어지는 동작을 살펴보자. 이 경우에는 제어부(630)의 제어에 따라 안테나 스위치(400)는 수신 장치(300)로 연결되며, 신호 차단 장치(600)의 제1 스위치(610)는 오프되고, 제2 스위치(620)는 온된다.

따라서, 안테나(100)로 수신된 신호는 안테나 스위치(400)를 통하여 수신 장치(300)로 입력되면, 수신 장치(300)의 저잡음 증폭기(310)는 수신 신호를 증폭하여 출력하며, 제3 대역 필터(320)는 수신 신호 중 요구되지 않은 대역의 신호를 제거한다. 그리고, 제2 주파수 혼합기(330)는 필터링된 수신 신호와 제2 스위치(620)를 통하여 국부 발진기(500)로부터 입력되는 국부 발진 신호를 혼합하여 수신 신호를 중간 주파수 대역의 신호로 변환하며, 이 신호는 다시 제4 대역 필터(340)에 의하여 필터링된 다음에 복조기(350)로 입력되어 복조된 후 디지털 수신기(360)로 입력된다.

이 때, 국부 발진 신호가 송신 장치(200)로 입력되는 경로 상에 형성된 제1 스위치(610)가 오프되어 있으므로, 디지털 송신기(210)에서 신호가 생성되어도 제1 주파수 혼합기(240)에서의 신호 변환이 이루어지지 않는다. 그 결과, 수신 구간 동안 송신 장치(200)로부터 송신 신호 생성이 이루어지지 않으므로, 송신 신호가 수신 장치(300)로 유입되는 것을 최대한 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이러한 본 발명의 실시 예에 따르면, TDD 통신 시스템에서 수신 구간 동안에는 송신 신호가 수신 장치로 유입되는 것이 최대한 차단됨으로써, 수신 신호의 왜곡 등이 방지되어 수신 감도가 향상된다.

또한, 국부 발진 신호가 송수신 장치로 각각 입력되는 경로 상에 스위치가 형성되어 선택적으로 동작함으로써, 송신 신호의 손실 없이도 송신 신호의 수신 장치로의 유입을 방지할 수 있다.

또한, 안테나 스위치를 제어하는 신호를 이용하여 누설 신호의 유입을 차단하기 위한 스위치를 제어함으로써, 상기 스위치를 제어하는 제어부의 구조를 보다 간단하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 신호 차단 장치를 이용하는 티디디 통신 시스템의 블록도이다.

도 2는 도 1에 도시된 각 구성 요소의 구체적인 구조를 나타낸 도이다.

Claims

안테나, 송신 장치와 수신 장치 그리고, 송수신신호 생성을 위한 국부 발진 신호를 생성하는 발진기를 포함하는 TDD(time division duplex) 통신 시스템에서 누설되는 신호의 유입을 차단하는 장치에서,

상기 국부 발진 신호가 상기 송신 장치로 입력되는 경로 상에 형성되어 있는 제1 스위치;

상기 국부 발진 신호가 상기 수신 장치로 입력되는 경로 상에 형성되어 있는 제2 스위치; 및

상기 제1 및 제2 스위치의 동작을 제어하여 상기 국부 발진 신호의 송신 장치 또는 수신 장치로의 입력을 선택적으로 수행하는 제어부

를 포함하는 신호 차단 장치.
제1항에 있어서

상기 제1 스위치는 송신 구간 동안 온 되어 상기 국부 발진 신호가 상기 송신 장치로 입력되고, 상기 제2 스위치는 수신 구간 동안 온 되어 상기 국부 발진 신호가 수신 장치로 입력되는 신호 차단 장치.
제1항에 있어서

상기 안테나와 송수신 장치 사이에 형성되어 있으며, 상기 제어부의 제어에 따라 선택적으로 동작하여 상기 송신 장치로부터의 송신 신호를 안테나로 전달하고, 상기 안테나로부터의 수신 신호를 상기 수신 장치로 전달하는 안테나 스위치를 더 포함하는 신호 차단 장치.
제3항에 있어서

상기 안테나 스위치를 제어하기 위한 신호에 연동하여 상기 제1 스위치 또는 상기 제2 스위치가 동작하는 신호 차단 장치.
안테나;

송신 신호를 생성하여 상기 안테나를 통하여 전송하는 송신 장치;

상기 안테나를 통하여 입력되는 신호를 처리하여 수신 신호를 생성하는 수신 장치;

상기 송신 신호 및 수신 신호 생성을 위한 국부 발진 신호를 상기 송신 장치 및 수신 장치로 공급하는 국부 발진기; 및

상기 송신 장치 또는 수신 장치로의 국부 발진 신호 입력을 제어하여, 상기 송신 장치로부터 출력되는 송신 신호가 상기 수신 장치로 입력되는 것을 차단하는 신호 차단 장치

를 포함하는 TDD 통신 시스템.
제5항에 있어서

상기 안테나와 상기 송신 장치 및 수신 장치 사이에 형성되어 있으며, 상기 송신 장치로부터의 송신 신호를 안테나로 전달하거나 상기 안테나로부터의 수신 신호를 상기 수신 장치로 전달하는 안테나 스위치를 더 포함하는 TDD 통신 시스템.
제5항에 있어서

상기 신호 차단 장치는

상기 국부 발진 신호가 상기 송신 장치로 입력되는 경로 상에 형성되어 있는 제1 스위치;

상기 국부 발진 신호가 상기 수신 장치로 입력되는 경로 상에 형성되어 있는 제2 스위치; 및

상기 제1 및 제2 스위치의 동작을 제어하여 상기 국부 발진 신호의 송신 장치 또는 수신 장치로의 입력을 선택적으로 수행하는 제어부

를 포함하는 TDD 통신 시스템.
제7항에 있어서

상기 송신 장치는

기저 대역의 신호를 생성하는 디지털 송신기;

상기 기저 대역의 신호를 중간 주파수 대역의 신호로 변조하는 변조기;

상기 제1 스위치를 통하여 인가되는 국부 발진 신호를 토대로 상기 중간 주파수 신호를 송신 대역의 송신 신호로 변환하는 제1 주파수 혼합기; 및

상기 송신 신호를 증폭하여 안테나로 출력하는 전력 증폭기

를 포함하는 TDD 통신 시스템.
제7항에 있어서

상기 수신 장치는

상기 안테나로부터 입력되는 수신 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기;

상기 제2 스위치를 통하여 인가되는 국부 발진 신호를 토대로 수신 신호를 중간 주파수 대역의 신호로 변환하는 제2 주파수 혼합기;

상기 중간 주파수 수신 신호를 기저 대역 신호로 복조하는 복조기; 및

상기 기저대역 수신 신호를 처리하는 디지털 수신기

를 포함하는 TDD 통신 시스템.