KR0130516B1

KR0130516B1 - Receiving device of radio telecommunication

Info

Publication number: KR0130516B1
Application number: KR1019940040603A
Authority: KR
Inventors: 우병훈
Original assignee: 김준성; 사단법인 고등기술연구원 연구조합
Priority date: 1994-12-31
Filing date: 1994-12-31
Publication date: 1998-04-14
Also published as: KR960027391A

Abstract

a transmitter transmitting by spreading the bandwidth of an orignal signal to transmit; a receiving means receiving a complex signal inputted by mixing the spread signal transmitted from the transmitter and a noise signal from the external; an amplitude limit means to attenuate the noise component signal by compressing the noise signal having an amplitude level higher than the amplitude of the spreaded original signal; and an inverse spread means narrowing the bandwidth of the original signal and broadening the bandwidth of the noise signal simultaneously by inverse-spreading the output of the amplitude limit means.

Description

Receiver of wireless communication system

제1도는 일반적인 무선통신 시스템의 송수신 과정을 도시한 개략도1 is a schematic diagram showing a transmission and reception process of a general wireless communication system

제2도(a) 내지 (c)는 종래의 무선통신 시스템의 수신장치의 구성 및 각 지점의 수펙트럼을 도시한 도면2 (a) to (c) show the configuration of the receiving apparatus of the conventional wireless communication system and the number spectrum of each point.

제3도(a) 내지 (d)는 본 발명의 무선통신 시스템의 수신장치의 구성 및 각 지점의 스펙트럼을 도시한 도면3 (a) to (d) are diagrams showing the configuration of the receiving apparatus of the wireless communication system of the present invention and the spectrum of each point.

본 발명은 무선통신 시스템의 수신장치에 관한것으로, 특히 DS/SS(Direct Sequence/Spread Spectrum)전송 방식을 채용하는 무선 시스템의 수신장치로 들어오는 임펄스성 잡음과 톤 간섭을 일정 진폭 이하로 제한하여 수신성능이 열화되지 않고 통신 에러율을 감소시키기 위한 수신 성능을 개선한 무선통신 시스템의 수신장치에 관한 것이다.The present invention relates to a receiving apparatus of a wireless communication system, and in particular, to limit the impulsive noise and tone interference coming to the receiving apparatus of a wireless system employing a DS / SS (Direct Sequence / Spread Spectrum) transmission method to receive a predetermined amplitude or less. The present invention relates to a receiving apparatus of a wireless communication system that improves reception performance for reducing communication error rate without deteriorating performance.

제1도는 일반적인 무선통신 시스템의 송수신 과정을 도시한 개략도로써, 이와 같은 종래의 확산 및 역확산 방식을 이용하는 DS/SS전송방식을 채용한 무선 시스템의 구성은 송신측에서 송신신호를 변조기(10)를 통해 반송파에 실어 변조한 다음 확산기(20)를 통해 신호대역(예를들어 100㎑)을 약 10배 정도의 대역폭(1㎒)으로 넓혀 송신하면 수신측에서는 전송된 송신신호를 역확산기(30)를 통해 역확산한 다음 변조된 신호에서 원래의 신호를 복조기(40)를 통해 추출해내는 구성으로 되어 있다.FIG. 1 is a schematic diagram showing a transmission / reception process of a general wireless communication system. The configuration of a wireless system employing the DS / SS transmission method using the conventional spreading and despreading method modulates the transmission signal at the transmitting side. After the modulation is carried on the carrier through the spreader 20, the signal band (for example, 100 kHz) is widened to about 10 times the bandwidth (1 MHz) through the spreader 20, and the receiving side transmits the transmitted signal to the despreader 30. By despreading through and then extracting the original signal through the demodulator 40 from the modulated signal.

이때 확산기(20)를 통해 확산된 신호를 전송하게 되면 외부 환경의 영향으로 인해 임펄스성 잡음이나 외부신호 간의 간섭으로 인한 톤 간섭이 송신된 신호대역에 실리게 된다.In this case, when the signal spread through the spreader 20 is transmitted, tone interference due to impulsive noise or interference between external signals is loaded on the transmitted signal band due to the influence of the external environment.

무선 송수신 시스템의 수신단에는 정보신호와 잡음 및 간섭신호가 혼합된 형태로 수신된다. SS 방식을 채택한 시스템에서 수신된 신호는 역확산 과정을 거치면서 정보신호는 복원되고 간섭 및 잡음은 확산된 신호로 나타난다. 이렇게 확산된 간섭과 잡음은 정보신호에 비하여 약한 전력 레벨을 갖게되므로 정보신호에 크게 영향을 미치지 못한다.The receiving end of the wireless transmission / reception system receives an information signal, a mixture of noise and interference signals. In SS system, the received signal is despread and information signal is recovered and interference and noise appear as spread signal. The spread interference and noise have a weaker power level than the information signal and thus do not significantly affect the information signal.

그러나 확산부호가 짧은 SS 시스템(수십배 확산)이나 임펄스성 잡음과 톤 간섭의 전력 레벨이 정보신호의 전력 레벨에 비하여 상대적으로 클 때는 심각한 정보신호의 손상을 가져온다. 확산 신호의 전력 레벨은 확산전 신호에 비하여 1/확산부호길이 정도로 낮아진다. 잡음과 간섭의 진폭을 제한하지 않을 경우 역확산된 신호의 잡음 전력 레벨이 크기 때문에 정보신호에 손상을 많이 가져온다. 진폭을 제한할 경우 역확산 후 잡음과 간섭의 진폭이 작아지기 때문에 정보신호에 대한 영향이 크게 줄어들게 된다. 일반적으로 음성신호의 에러율은 10^-3이고, 데이타신호의 에러율은 10^-5이상 되어야 하므로 음성보다는 데이타 송수신 시스템이 잡음과 간섭에 더 취약하다.However, when the spreading code is short SS system (several times spread) or when the power level of impulsive noise and tone interference is relatively high compared to the power level of the information signal, serious information signal damage occurs. The power level of the spread signal is lowered by 1 / spread code length than the spread signal. If the amplitude of noise and interference is not limited, the noise power level of the despread signal is large, which causes a lot of damage to the information signal. If the amplitude is limited, the influence of the information signal is greatly reduced because the amplitude of noise and interference after despreading is reduced. In general, the error rate of the voice signal is 10 ^-3 and the error rate of the data signal should be 10 ^-5 or more, so the data transmission / reception system is more vulnerable to noise and interference than the voice.

제2도는 종래의 무선통신 시스템의 수신장치의 구성 및 상기 수신장치의 입/출력 신호스펙트럼 변환특성을 도시한 도면으로써, 제2도(b)는 안테나(1)로부터 수신되고 임펄스성 잡음 또는 톤간섭이 포함된 신호 스펙트럼을 보여주며, 제2도(c)는 베이스 밴드(8)의 출력신호 스펙트럼을 나타낸다. 회로의 동작을 살펴보면, 안테나(1)로부터 수신된 신호는 밴드패스필터(2)를 통하여 수신하고자 하는 대역의 신호를 골라내고 저소음증폭기(3)에서 수신된 미세신호를 검파가능한 신호의 세기로 증폭한 다음 컨버터(5)에서 고주파로 송신된 신호를 중간주파(IF)대역으로 주파수를 변환하고 밴드패스필터(6) 및 전압이득을 조정하는 자동게인 콘트롤러(7)를 통해 자동이득 제어된 신호를 베이스 밴드(8)를 거쳐 수신하는 구조로 이루어진다.2 is a diagram showing the configuration of a receiver of a conventional wireless communication system and the characteristics of the input / output signal spectrum conversion of the receiver. FIG. 2 (b) is received from the antenna 1 and impulsive noise or tone The signal spectrum including the interference is shown, and FIG. 2 (c) shows the output signal spectrum of the base band 8. Referring to the operation of the circuit, the signal received from the antenna (1) through the band pass filter (2) to pick out the signal of the band to be received and to amplify the fine signal received from the low noise amplifier (3) to the strength of the detectable signal Then, the signal transmitted at high frequency by the converter 5 is converted into an intermediate frequency (IF) band, and a bandpass filter 6 and an automatic gain controller 7 which adjusts the voltage gain are used to control the signal obtained automatically. It is made of a structure for receiving via the base band (8).

여기서, 제2도(a)에 도시된 수신장치에 의해서 처리되는 신호의 스펙트럼을 제2도(b) 및 제2도(c)를 참조하여 설명하기로 한다.Here, the spectrum of the signal processed by the receiver shown in FIG. 2 (a) will be described with reference to FIG. 2 (b) and FIG. 2 (c).

제2도(b)의 신호 스펙트럼은 제1도의 확산기(20)에 의해서 확산된 신호와 이 신호의 전송도중 외부로부터 입력된 임펄스잡음 또는 톤간섭신호가 합성된 복합신호의 스펙트럼으로써 안테나(1)를 통하여 수신된 신호의 스펙트럼을 나타낸다. 제2도(c)의 신호 스펙트럼은 제2도(a)의 수신장치에 의해서 역확산된 신호의 스펙트럼을 나타낸다.The signal spectrum of FIG. 2 (b) is a spectrum of a composite signal obtained by synthesizing a signal spread by the spreader 20 of FIG. 1 and an impulse noise or tone interference signal inputted from the outside during transmission of the signal. It represents the spectrum of the signal received through. The signal spectrum of FIG. 2 (c) represents the spectrum of the signal despread by the receiver of FIG.

여기서, 제2도(b)에 나타낸 스펙트럼은 제2도(c)에 나타낸 스펙트럼과 같은 전력을 가진다는 점에 유의할 필요가 있다. 즉, 신호성분은 역확산에 의해서 좁은 대역폭의 높은 진폭을 가지는 신호로 변환되며, 잡음성분은 넓은 대역폭의 낮은 진폭을 가지는 잡음신호로 변환되어, 전체적으로 이들 신호의 전력은 역확산 이후에도 역확산 이전과 동일함을 알 수 있다.It is to be noted that the spectrum shown in FIG. 2 (b) has the same power as the spectrum shown in FIG. 2 (c). That is, the signal components are converted into a signal having a high amplitude with a narrow bandwidth by despreading, and the noise components are converted into a noise signal having a low amplitude with a wide bandwidth, so that the power of these signals as a whole does not change even after despreading. It can be seen that the same.

따라서 일반적으로 제2도(b)와 같이 역확산 이전에 높은 진폭을 가지는 잡음신호은 역확산 이후에 제2도(c)와 같이 낮은 진폭을 갖게 되므로, 이를 희망하는 신호의 대역폭으로 대역여파(BPF)처리하면 전력의 대부분을 잃게 되어 제1도의 복조기(40)에 의한 복조에 큰 영향을 미치지 않는다. 그러나 잡음신호의 성분이 상당히 클 경우에는 이를 역확산 처리하여도 그 잡음이 차지하는 전력의 비중이 신호성분의 전력에 비하여 무시할 수 없을 정도가 되며 이러한 경우 상기 복조기(40)를 통하여 원신호를 복원하는데 많은 영향을 끼치게 된다.Therefore, in general, a noise signal having a high amplitude before despreading as shown in FIG. 2 (b) has a low amplitude as shown in FIG. 2 (c) after despreading. ), Most of the power is lost, and the demodulation by the demodulator 40 of FIG. 1 is not greatly affected. However, if the component of the noise signal is quite large, even if it is despreading, the proportion of power occupied by the noise becomes insignificant compared to the power of the signal component. In this case, the demodulator 40 restores the original signal. It has a lot of influence.

상술한 바와 같이 외부영향에 의한 톤간섭이나 임펄스 잡음이 침투되면 이 잡음으로 인해 시스템의 성능이 크게 열화될 뿐만 아니라, 공장과 같은 스파크성 임펄스 잡음이 많은 곳에서는 DS/SS전송방식을 채용하는 무선 시스템의 송수신이 불가능하게 되는 문제점이 있다.As described above, when the tone interference or impulse noise caused by external influence penetrates, this noise not only degrades the performance of the system significantly, but also uses the DS / SS transmission method in the place where there is a lot of spark impulse noise such as a factory. There is a problem that the transmission and reception of the system becomes impossible.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 톤 간섭이 존재하는 환경에서도 사용이 가능하고 순간적인 임펄스 잡음이 수신된 신호에 실려 오더라도 시스템의 성능에 영향을 미치지 못하도록 하여 통신 에러율을 감소시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and can be used even in an environment where tone interference exists, and even if instantaneous impulse noise is carried on the received signal, it does not affect the performance of the system to reduce the communication error rate. The purpose is to make it possible.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로, 안테나(1) 및 밴드패스필터(2)를 통하여 수신된 신호가 저소음증폭기(3)를 거쳐 검파가능한 신호의 세기로 증폭되어 고주파로 송신된 신호를 중간주파(IF)대역으로 주파수변환을 위한 컨버터(5)로 입력되도록 한 무선통신 시스템의 수신장치에 있어서, 상기 저소음증폭기(3)와 상기 컨버터(5)사이에 임펄스성 잡음과 톤 간섭을 일정진폭 이하로 제한하기 위한 진폭제한기(4)를 연결함으로써 달성된다.As a means for achieving the above object, the signal received through the antenna (1) and the band pass filter (2) is amplified by the strength of the signal detectable through the low noise amplifier (3) to transmit the signal transmitted at a high frequency (intermediate frequency ( In a receiving apparatus of a wireless communication system which is input to a converter (5) for frequency conversion into an IF) band, impulsive noise and tone interference between the low noise amplifier 3 and the converter 5 are below a certain amplitude. By connecting an amplitude limiter 4 for limiting.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

여기서 종래의 기술과 동일한 부분은 같은 부호를 명기하여 표시하였다.Here, the same parts as in the prior art are indicated by the same reference numerals.

제3도(a) 내지 (d)는 본 발명의 무선통신 시스템의 수신장치의 구성 및 각 지점의 스펙트럼을 도시한 도면으로써, 제3도(b)는 제1도의 확산기(20)에 의해서 확산된 신호와 이 신호의 전송도중 외부로부터 입력된 임펄스잡음 또는 톤간섭신호가 합성된 복합신호의 스펙트럼으로써 안테나(1)를 통하여 수신된 신호의 스펙트럼을 나타내며, 제3도(c)는 진폭제한기(4)에 의해서 희망신호의 최대진폭 이상의 잡음신호를 제거한 것을 나타내는 스펙트럼이며, 제3도(d)는 역확산처리된 후의 신호 스펙트럼을 나타낸다. 상세한 구성을 살펴보면, 안테나(1)로부터 수신된 신호는 밴드패스필터(2)를 통하여 수신하고자 하는 대역의 신호를 골라내고 저소음증폭기(3)에서 수신된 미세신호를 검파가능한 신호의 세기로 증폭한 다음 증폭된 신호는 일정크기 이상의 간섭이나 임펄스 잡음을 제거하여 낮은 수준의 간섭만이 포함되도록 하는 진폭제한기(4)를 통해 고주파로 송신된 신호를 중간주파(IF)대역의 주파수로 변환되도록 하는 컨버터(5)를 거쳐 밴드패스필터(6) 및 전압이득을 조정하는 자동게인 콘트롤러(7)를 통해 자동이득 제어된 신호를 원신호로 복조하기 위한 베이스 밴드(8)를 거쳐 수신하는 구조로 이루어진다.3 (a) to (d) show the configuration and the spectrum of each point of the receiver of the wireless communication system of the present invention, and FIG. 3 (b) shows the diffusion by the diffuser 20 of FIG. The spectrum of the signal received through the antenna 1 as the spectrum of the composite signal obtained by combining the received signal and the impulse noise or tone interference signal inputted from the outside during transmission of the signal, and FIG. 3 (c) shows the amplitude limiter. (4) is a spectrum showing that the noise signal having the maximum amplitude or more of the desired signal is removed, and FIG. 3 (d) shows the signal spectrum after the despreading process. In detail, the signal received from the antenna 1 selects the signal of the band to be received through the band pass filter 2 and amplifies the fine signal received from the low noise amplifier 3 to the strength of the detectable signal. The amplified signal then converts the signal transmitted at high frequency into the frequency of the intermediate frequency (IF) band through the amplitude limiter 4, which removes a certain amount of interference or impulse noise so that only a low level of interference is included. The band pass filter 6 through the converter 5 and the auto gain controller 7 for adjusting the voltage gain receive the signal through the base band 8 for demodulating the auto gain controlled signal into the original signal. .

상기 진폭제한기(4)는 신호의 진폭을 소망하는 크기로 제한하는 기능을 실현할 수 있는 한, 그 구체적인 구성에는 제한이 없으며 당 분야에서 통상적으로 사용되는 공지의 진폭제한기 중 본 발명의 회로의 주파수 특성등을 고려하여 선택사용할 수 있다.As long as the amplitude limiter 4 can realize a function of limiting the amplitude of the signal to a desired magnitude, there is no limitation in the specific configuration thereof and the circuit of the circuit of the present invention among the known amplitude limiters commonly used in the art. It can be used selectively considering the frequency characteristics.

이와 같은 구성에 의해 송신단의 확산 신호와 외부 영향에 의한 톤 간섭이나 임펄스 잡음이 혼합되어 안테나(1)를 통하여 제3도(a)에 도시된 본 발명의 수신측으로 입력되면, 진폭제한기(4)에 의해 희망신호보다 높은 진폭을 가지는 잡음성분이 제거되어, 잡음신호의 전력중 상당부분이 상실된다. 그 후, 상기 진폭제한된 잡음신호와 희망신호의 복합신호를 역확산하면 제3도(d)에 도시된 스펙트럼과 같이 변환되어 잡음신호의 전력성분이 대단히 미약해진다.With this arrangement, when the spread signal of the transmitting end and tone interference or impulse noise due to external influence are mixed and input to the receiving side of the present invention shown in FIG. 3 (a) through the antenna 1, the amplitude limiter 4 By removing the noise component having a higher amplitude than the desired signal, a large portion of the power of the noise signal is lost. Thereafter, despreading the complex signal of the amplitude-limited noise signal and the desired signal is converted as shown in the spectrum shown in FIG. 3 (d), and the power component of the noise signal is very weak.

이에 더하여, 제3도(d)의 신호 스펙트럼을 희망신호의 대역폭을 갖는 대역으로 필터링하면 상기 잡음신호의 성분은 더욱 미약해져서 원신호를 복원하기 위한 복조에 거의 영향을 미치지 않게 된다. 따라서 상당히 큰 잡음신호가 수신신호에 혼합되어 입력된다 하더라도 희망신호에는 전혀 영향을 미치지 않으면서 잡음신호의 전력성분만을 선택적으로 억제하므로써 잡음을 제거할 수 있게 된다.In addition, if the signal spectrum of FIG. 3 (d) is filtered into a band having a bandwidth of a desired signal, the component of the noise signal becomes weaker and hardly affects the demodulation for restoring the original signal. Therefore, even if a very large noise signal is mixed with the received signal, the noise can be removed by selectively suppressing only the power component of the noise signal without affecting the desired signal.

상술한 바와 같이 본 발명은 확산 및 역확산 방식을 이용하는 DS/SS전송방식을 채용한 무선시스템에서 톤 간섭이 존재하는 환경에서도 수신장치의 사용이 가능하고 순간적인 임펄스 잡음이 수신된 신호에 실려 오더라도 시스템의 성능에 영향을 미치지 못하도록 함으로써 통신 에러율을 감소시킬 수 있는 특출난 효과가 있다.As described above, the present invention enables the use of a receiver even in an environment where tone interference exists in a wireless system employing a DS / SS transmission method using a spreading and despreading method, and instantaneous impulse noise is carried on a received signal. In addition, there is an outstanding effect of reducing the communication error rate by not affecting the performance of the system.

Claims

A transmitter for spreading and transmitting the bandwidth of the original signal to be transmitted, receiving means for receiving a complex signal input by mixing a spread signal transmitted from the transmitter and a noise signal from the outside, and spreading the output signal of the receiving means Amplitude limiting means for attenuating the noise signal having a level higher than the amplitude of the original signal to attenuate the signal of the noise component, and despreading the output of the amplitude limiting means to narrow the bandwidth of the original signal and simultaneously increase the bandwidth of the noise signal. A receiving device of a wireless communication system having a wider despreading means.

2. The receiving apparatus of claim 1, further comprising band filtering means for attenuating power components of a noise signal by band filtering the despread signal with a bandwidth of an original signal.

The apparatus of claim 1, wherein the noise signal is an impulse signal or a tone interference signal.