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1. WO2016108649 - CONVERTISSEUR ÉLÉVATEUR-ABAISSEUR DE FRÉQUENCE

Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1   2  

배경기술

3   4   5   6  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

7   8  

과제 해결 수단

9   10   11   12   13   14   15   16   17   18  

발명의 효과

19   20  

도면의 간단한 설명

21   22   23   24   25   26  

발명의 실시를 위한 형태

27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

도면

1   2   3   4  

명세서

발명의 명칭 : 업-다운 컨버터

기술분야

[1]
본 발명의 기술적 사상은 업-다운 컨버터에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명의 기술적 사상은 입력 RF 신호의 주파수에 기초하여 제1 로컬 신호와 제2 로컬 신호의 주파수를 조절할 수 있는 업-다운 컨버터에 관한 것이다.
[2]

배경기술

[3]
도 1은 종래의 업-다운 컨버터를 구비하는 통신 장치의 일부를 개략적으로 나타내는 블록도이며, 도 2는 도 1에 도시된 업-다운 컨버터에 의해 처리되는 주파수 밴드들을 나타내는 도면이다. 여기서, 통신 장치는, 분산 안테나 시스템을 구성하는 노드 유닛들, RF(Radio Frequency) 중계기, ICS(Interference Cancellation System) 중계기 등과 같은 무선 전송이 가능한 중계 장치를 의미한다.
[4]
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 통신 장치(10)에서는 복수의 주파수 밴드들(예컨대, RB1, RB2, 및 RB3)에 대해 IF(Intermediate Frequency) 변환 등의 신호 처리를 수행하기 위해서는, 복수의 주파수 밴드(예컨대, RB1, RB2, 및 RB3) 별로 대응하는 업-다운 컨버터(예컨대, 11, 12, 또는 13)를 구비해야 했다.
[5]
이로 인해, 업-다운 컨버터들(11, 12, 13) 각각이 제어 회로(control circuit), 로컬 오실레이터(local oscillator), 제1 로컬 필터(local filter), 제2 로컬 필터(local filter), 제1 RF 필터, 제2 RF 필터, 제1 믹서, 제2 믹서, 및 IF 필터로 구성되는 실질적으로 동일한 구조를 가짐에도 불구하고, 서로 다른 주파수 밴드를 처리할 수 있도록 각 구성의 파라미터(예컨대, 중심 주파수, 및 대역폭 등)를 다르게 설계하여야 했고, 이에 따라 통신 장치(10)의 설계 및 제조 시 불필요하게 재화와 시간이 낭비되는 문제가 있었으며, 또한, 통신 장치(10)의 운용 시 업-다운 컨버터들(11, 12, 13)을 별도로 관리해야 함에 따른 불편함이 존재했었다.
[6]

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[7]
본 발명의 기술적 사상에 따른 통신 장치의 업-다운 컨버터가 이루고자 하는 기술적 과제는, 입력 RF 신호의 주파수에 기초하여 제1 로컬 신호와 제2 로컬 신호의 주파수를 조절함으로써 여러 주파수 밴드에 대해서 동작할 수 있는 업-다운 컨버터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[8]

과제 해결 수단

[9]
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 업-다운 컨버터는, 입력 RF(Radio Frequency) 신호를 제1 로컬 신호를 이용하여 IF(Intermediate Frequency) 신호로 변환시키는 제1 믹서(mixer); 상기 제1 믹서에 의해 변환된 IF 신호를 필터링하는 IF 필터; 상기 IF 필터에 의해 필터링된 IF 신호를 제2 로컬 신호를 이용하여 출력 RF 신호로 변환시키는 제2 믹서; 및 상기 입력 RF 신호의 주파수에 기초하여, 상기 제1 로컬 신호와 상기 제2 로컬 신호의 주파수를 조절하는 로컬 오실레이터(oscillator);를 포함한다.
[10]
예시적인 실시예에서, 상기 업-다운 컨버터는, 복수의 주파수 밴드들을 포함하는 상기 입력 RF 신호에 대하여 동작할 수 있다.
[11]
예시적인 실시예에서, 상기 업-다운 컨버터는, 상기 제1 로컬 신호를 필터링하여 상기 제1 믹서로 공급하는 제1 로컬 필터; 및 상기 제2 로컬 신호를 필터링하여 상기 제2 믹서로 공급하는 제2 로컬 필터;를 더 포함할 수 있다.
[12]
예시적인 실시예에서, 상기 로컬 오실레이터는, 상기 입력 RF 신호에 기초하여 제어 회로로부터 출력되는 제어 신호에 따라 상기 제1 로컬 신호와 상기 제2 로컬 신호의 주파수를 조절할 수 있다.
[13]
예시적인 실시예에서, 상기 업-다운 컨버터는, 상기 입력 RF 신호를 필터링하여 상기 제1 믹서로 전송하는 제1 RF 필터; 및 상기 출력 RF 신호의 이미지 주파수(image frequency)를 필터링하는 제2 RF 필터;를 더 포함할 수 있다.
[14]
예시적인 실시예에서, 상기 제1 RF 필터와 상기 제2 RF 필터 각각은, 상기 복수의 주파수 밴드들을 모두 통과시킬 수 있다.
[15]
예시적인 실시예에서, 상기 IF 필터의 대역폭은, 상기 복수의 주파수 밴드들 중에서 가장 대역폭이 넓은 주파수 밴드의 대역폭과 같거나 넓을 수 있다.
[16]
예시적인 실시예에서, 상기 로컬 오실레이터는, 상기 IF 필터가 상기 입력 RF 신호가 속한 필터링 밴드에서 상기 입력 RF 신호의 주파수 밴드와 가장 인접한 주파수 밴드 측의 일부 주파수 구간을 통과시킬 수 있도록, 상기 제1 로컬 신호와 상기 제2 로컬 신호의 주파수를 조절할 수 있다.
[17]
예시적인 실시예에서, 상기 일부 주파수 구간의 폭은, 상기 입력 RF 신호가 속한 상기 주파수 밴드의 대역폭과 같을 수 있다.
[18]

발명의 효과

[19]
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 업-다운 컨버터는 입력 RF 신호의 주파수에 기초하여 제1 로컬 신호와 제2 로컬 신호의 주파수를 조절함으로써 하나의 업-다운 컨버터 만으로도 여러 주파수 밴드에 대해서 동작할 수 있는 효과가 있어, 업-다운 컨버터가 탑재되는 다양한 통신 장치에 대해 멀티 밴드 지원을 위한 설계 및 제조를 용이하게 하며 관리의 편의성을 향상시킬 수 있다.
[20]

도면의 간단한 설명

[21]
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
[22]
도 1은 종래의 업-다운 컨버터를 구비하는 통신 장치의 일부를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
[23]
도 2는 도 1에 도시된 업-다운 컨버터에 의해 처리되는 주파수 밴드들을 나타내는 도면이다.
[24]
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 업-다운 컨버터를 포함하는 통신 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
[25]
도 4는 도 3에 도시된 업-다운 컨버터에 의해 처리되는 주파수 밴드들을 나타내는 도면이다.
[26]

발명의 실시를 위한 형태

[27]
본 발명의 기술적 사상은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
[28]
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
[29]
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
[30]
또한, 본 명세서에 기재된 "~부(유닛)", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
[31]
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
[32]
이하, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들을 차례로 상세히 설명한다.
[33]
[34]
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 업-다운 컨버터를 포함하는 통신 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 4는 도 3에 도시된 업-다운 컨버터에 의해 처리되는 주파수 밴드들을 나타내는 도면이다.
[35]
도 3 및 도 4를 참조하면, 통신 장치(100)는 업-다운 컨버터(110)를 포함할 수 있다. 여기서, 통신 장치(100)는, 분산 안테나 시스템(distributed antenna system)을 구성하는 노드 유닛들, 예를 들어 기지국과 링크되는 헤드엔드 유닛, 사용자 단말과 링크되는 리모트 유닛 등일 수 있다. 또는 통신 장치(100)는, RF(Radio Frequency) 중계기, ICS(Interference Cancellation System) 중계기 등과 같은 무선 전송이 가능한 중계 장치일 수 있다.
[36]
업-다운 컨버터(110)는 제어 회로(control circuit; 112), 로컬 오실레이터(local oscillator; 112), 제1 로컬 필터(local filter; 113-1), 제2 로컬 필터(113-2), 제1 RF 필터(114-1), 제2 RF 필터(114-2), 제1 믹서(mixer; 115-1), 제2 믹서(115-2), 및 IF 필터(116)를 포함할 수 있다.
[37]
도 3의 통신 장치(100)에서는 복수의 주파수 밴드를 포함하는 입력 RF 신호가 분리되지 않은 채 업-다운 컨버터(110)로 입력될 수 있다.
[38]
제어 회로(111)는 수신된 입력 RF 신호의 주파수에 기초하여 로컬 오실레이터(112)를 제어함으로써, 다운 컨버전에 사용되는 제1 로컬 신호와 업 컨버전에 사용되는 제2 로컬 신호의 주파수를 조절할 수 있다.
[39]
로컬 오실레이터(112)는 제어 회로(111)의 제어 하에 제1 로컬 신호를 생성하고, 생성된 제1 로컬 신호를 제1 로컬 필터(113-1)로 전송할 수 있다.
[40]
로컬 오실레이터(112)는 제어 회로(111)의 제어 하에 제2 로컬 신호를 생성하고, 생성된 제2 로컬 신호를 제2 로컬 필터(113-2)로 전송할 수 있다.
[41]
제1 로컬 필터(113-1)는 수신된 제1 로컬 신호를 필터링하고, 필터링된 제1 로컬 신호를 제1 믹서(115-1)로 전송할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 로컬 필터(113-1)는 대역 통과 필터(Band Pass Filter(BPF))로 구현될 수 있다.
[42]
제2 로컬 필터(113-2)는 수신된 제2로컬 신호를 필터링하고, 필터링된 제2 로컬 신호를 제2 믹서(115-2)로 전송할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2로컬 필터(113-2)는 대역 통과 필터로 구현될 수 있다.
[43]
제1 RF 필터(114-1)는 입력된 입력 RF 신호를 수신하고, 수신된 입력 RF 신호를 필터링하여 제1 믹서(115-1)로 전송할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 RF 필터(114-1)는 대역 통과 필터로 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 RF 필터(114-1)는 복수의 주파수 밴드들(RB1, RB2, 및 RB3)을 모두 통과시킬 수 있다.
[44]
제1 믹서(115-1)는 제1 RF 필터(114-1)에 의해 필터링되어 전송된 입력 RF 신호를 제1 로컬 필터(113-1)에 의해 필터링되어 전송된 제1 로컬 신호를 이용하여 IF 신호로 변환할 수 있다. 즉, 제1 믹서(115-1)는 입력 RF 신호를 제1 로컬 신호를 이용하여 다운 컨버전할 수 있다.
[45]
IF 필터(116)는 제1믹서(115-1)에 의해 변환된 IF 신호의 특정 주파수 대역을 필터링 할 수 있다. 일부 실시예에서, IF 필터(116)는 대역 통과 필터로 구현될 수 있다. IF 필터(116)는 필터링 된 IF 신호를 제2 믹서(115-2)로 전송할 수 있다. 일부 실시예에서, IF 필터(116)의 대역폭은, 복수의 주파수 밴드들(RB1, RB2, 및 RB3) 중에서 가장 대역폭이 넓은 주파수 밴드의 대역폭과 같거나 넓게 설계될 수 있다.
[46]
제2 믹서(115-2)는 IF 필터(116)에 의해 필터링되어 전송된 IF 신호를 제2 로컬 필터(113-2)에 의해 필터링되어 전송된 제2 로컬 신호를 이용하여 출력 RF 신호로 변환할 수 있다. 즉, 제2 믹서(115-2)는 필터링 된 IF 신호를 제2 로컬 신호를 이용하여 업 컨버전할 수 있다.
[47]
제2 RF 필터(114-2)는 제2 믹서(115-2)에 의해 변환된 출력 RF 신호를 수신하고, 수신된 출력 RF 신호를 필터링하여 출력할 수 있다. 제2 RF 필터(114-2)는 제2 믹서(130-2)의 변환 과정에서 발생하는 이미지 주파수(image frequency)를 필터링할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 RF 필터(114-2)는 대역 통과 필터로 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 RF 필터(114-2)는 복수의 주파수 밴드들(RB1, RB2, 및 RB3)을 모두 통과시킬 수 있다.
[48]
일부 실시예에서, 제1 주파수 밴드(RB1)의 중심 주파수는 800MHz, 대역폭은 20MHz이고, 제2 주파수 밴드(RB2)의 중심 주파수는 850MHz, 대역폭은 30MHz이고, 제3 주파수 밴드(RB3)의 중심 주파수는 890MHz, 대역폭은 40MHz인 경우를 가정한다. 즉, 제1 주파수 밴드(RB1)와 제2주파수 밴드(RB2) 사이의 간격(GAP1)은 제2주파수 밴드(RB2)와 제3주파수 밴드(RB3) 사이의 간격(GAP2)보다 좁은 경우를 가정한다.
[49]
이 경우, 업-다운 컨버터(110)의 각 구성은 모든 주파수 밴드(RB1, RB2, 및 RB3)에서의 동작에 적합하도록 설계된다.
[50]
일부 실시예에서, 로컬 오실레이터(112)에 의해 출력되는 로컬 신호들 각각의 중심 주파수는 입력 RF 신호의 주파수에 따라 700MHz~790MHz 범위에서 조절될 수 있다.
[51]
일부 실시예에서, 로컬 오실레이터(112)는, IF 필터(116)가 입력 RF 신호가 속한 필터링 밴드(예컨대, FB1)에서 상기 입력 RF 신호의 주파수 밴드(RB1)와 가장 인접한 주파수 밴드(RB2) 측의 일부 주파수 구간(PF1)을 통과시킬 수 있도록, 제1 로컬 신호와 제2 로컬 신호의 주파수를 조절할 수 있다.
[52]
일부 실시예에서, 로컬 오실레이터(112)는, IF 필터(116)가 입력 RF 신호가 속한 필터링 밴드(예컨대, FB2)에서 상기 입력 RF 신호의 주파수 밴드(RB2)와 가장 인접한 주파수 밴드(RB1) 측의 일부 주파수 구간(PF2)을 통과시킬 수 있도록, 제1 로컬 신호와 제2 로컬 신호의 주파수를 조절할 수 있다.
[53]
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 IF 필터(116)의 대역폭, 즉 필터링 밴드(filtering band, FB1, FB2, FB3)는 복수의 주파수 밴드들(RB1, RB2, 및 RB3) 중에서 가장 대역폭이 넓은 주파수 밴드(예컨대, RB3)의 대역폭(예컨대, 40MHz)과 같거나 넓게 설계되지만, 각 주파수 밴드(RB1, RB2, 또는 RB3)의 실제 밴드(real band)에 상응하는 필터링 동작을 수행할 수 있다.
[54]
제1 로컬 필터(113-1)와 제2로컬 필터(113-2)의 중심 주파수는 745MHz, 대역폭은 100MHz 로 설계될 수 있다.
[55]
또한, 제1 RF 필터(114-1)와 제2 RF 필터(114-2)의 중심 주파수는 850MHz, 대역폭은 120MHz 로 설계되어 통과 주파수 대역의 범위가 790MHz~910MHz 이므로, 모든 주파수 밴드(RB1, RB2, 및 RB3)를 통과시킬 수 있다.
[56]
IF 필터(116)의 중심 주파수는 100MHz, 대역폭은 40MHz로 설계될 수 있다.
[57]
즉, IF 필터(116)의 대역폭은, 복수의 주파수 밴드들(RB1, RB2, 및 RB3) 중에서 가장 대역폭이 넓은 주파수 밴드(RB3)의 대역폭인 40MHz 와 같거나 넓게 설계될 수 있다.
[58]
이와 같이, 복수의 주파수 밴드를 지원하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치(100)는 모든 주파수 밴드(RB1, RB2, 또는 RB3)를 처리할 수 있는 하나의 업-다운 컨버터(110)를 구비하는 구조를 가지며, 각 주파수 밴드(RB1, RB2, 또는 RB3)에 따라 조절되어야 하는 제1로컬 신호, 제2로컬 신호의 주파수는 입력 RF 신호에 따라 제어될 수 있다.
[59]
도 3 및 도 4에서는 설명의 편의를 위하여 중계 장치(100)가 3개의 주파수 밴드들(RB1, RB2, 및 RB3)을 처리하는 경우를 설명하고 있으나, 통신 장치(100)가 처리할 수 있는 주파수 밴드의 개수는 다양한 변경이 가능하다.
[60]
[61]
이상, 본 발명의 기술적 사상을 다양한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
[62]

청구범위

[청구항 1]
입력 RF(Radio Frequency) 신호를 제1 로컬 신호를 이용하여 IF(Intermediate Frequency) 신호로 변환시키는 제1 믹서(mixer); 상기 제1 믹서에 의해 변환된 IF 신호를 필터링하는 IF 필터; 상기 IF 필터에 의해 필터링된 IF 신호를 제2 로컬 신호를 이용하여 출력 RF 신호로 변환시키는 제2 믹서; 및 상기 입력 RF 신호의 주파수에 기초하여, 상기 제1 로컬 신호와 상기 제2 로컬 신호의 주파수를 조절하는 로컬 오실레이터(oscillator); 를 포함하는 업-다운 컨버터(up-down converter).
[청구항 2]
제1 항에 있어서, 상기 업-다운 컨버터는, 복수의 주파수 밴드들을 포함하는 상기 입력 RF 신호에 대하여 동작하는, 업-다운 컨버터.
[청구항 3]
제1 항에 있어서, 상기 업-다운 컨버터는, 상기 제1 로컬 신호를 필터링하여 상기 제1 믹서로 공급하는 제1 로컬 필터; 및 상기 제2 로컬 신호를 필터링하여 상기 제2 믹서로 공급하는 제2 로컬 필터;를 더 포함하는, 업-다운 컨버터.
[청구항 4]
제1 항에 있어서, 상기 로컬 오실레이터는, 상기 입력 RF 신호에 기초하여 제어 회로로부터 출력되는 제어 신호에 따라 상기 제1 로컬 신호와 상기 제2 로컬 신호의 주파수를 조절하는, 업-다운 컨버터.
[청구항 5]
제2 항에 있어서, 상기 업-다운 컨버터는, 상기 입력 RF 신호를 필터링하여 상기 제1 믹서로 전송하는 제1 RF 필터; 및 상기 출력 RF 신호의 이미지 주파수(image frequency)를 필터링하는 제2 RF 필터;를 더 포함하는, 업-다운 컨버터.
[청구항 6]
제5 항에 있어서, 상기 제1 RF 필터와 상기 제2 RF 필터 각각은, 상기 복수의 주파수 밴드들을 모두 통과시키는, 업-다운 컨버터.
[청구항 7]
제6 항에 있어서, 상기 IF 필터의 대역폭은, 상기 복수의 주파수 밴드들 중에서 가장 대역폭이 넓은 주파수 밴드의 대역폭과 같거나 넓은, 업-다운 컨버터.
[청구항 8]
제2 항에 있어서, 상기 로컬 오실레이터는, 상기 IF 필터가 상기 입력 RF 신호가 속한 필터링 밴드에서 상기 입력 RF 신호의 주파수 밴드와 가장 인접한 주파수 밴드 측의 일부 주파수 구간을 통과시킬 수 있도록, 상기 제1 로컬 신호와 상기 제2 로컬 신호의 주파수를 조절하는, 업-다운 컨버터.
[청구항 9]
제8 항에 있어서, 상기 일부 주파수 구간의 폭은, 상기 입력 RF 신호가 속한 상기 주파수 밴드의 대역폭과 같은, 업-다운 컨버터.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]