KR100216351B1

KR100216351B1 - 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식의 송수신 장치

Info

Publication number: KR100216351B1
Application number: KR1019960026962A
Authority: KR
Inventors: 고형
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1996-06-30
Filing date: 1996-06-30
Publication date: 1999-08-16
Also published as: KR980007140A; GB2314999B; US6104745A; GB9713696D0; GB2314999A

Abstract

1. 청구 범위에 기재된 발명이 속한 기술분야 :

시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식의 송수신장치에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제 :

차동 이진 천이 변조의 디지탈 광대역 변조 방식에 따른 직접 변환 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식을 사용하여 노이즈의 발생을 제거하기 의해 시분할 주기에 따라 발진회로가 온/오프하지 않으며, 회로가 간단해지며, 스퓨리어스 및 하모닉 성분의 주파수를 억제하고, 직접변환 수신을 하기 때문에 북조부가 간소화되는 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식의 송수신 장치를 제공한다.

3. 발명의 해결방법의 요지:

차동 이진 위상 천이 변조 디지탈 광대역 변복조 방식의 직접변환 시분할 전이중 확산 프렉트럼 통신방식의 송수신 장치은, 송수신모드에 따른 송수신신호를 송수신하는 안테나와, 상기 송수신모드를 제어신호에 의거하여 일정간격으로 선택하는 시분할 듀플렉서와, 발진주파수를 발생하는 발진부와, 상기 발진주파수를 소정의 위상으로 천이하는 위상천이기와, 상기 시분할 듀플렉스의 수신신호를 상기 발진주파수와 혼합하여 제1기저대역신호를 출력하는 제1주파수혼합기와, 상기 시분할 듀플렉스의 수신신호를 상기 위상천이된 발진주파수와 혼합하여 제2기저대역신호를 출력하는 제2주파수혼합기와, 상기 제1기저대역신호 및 상기 제2기저대역신호를 디코딩하여 복조된 의사잡음데이터 출력하는 복조부와, 상기 의사잡음데이터의 구형파신호를 정현파로 변환하는 필터부와, 상기 정현파를 상기 발진주파수와 혼합하여 고주파신호의 변조된 상기 송신신호를 상기 시분할 듀플렉서로 출력하는 제3주파수혼합기로 구성한다.

4. 발명의 중요한 용도:

광대역 변복조 송수신장치에 있어 노이즈 억제및 간단한 회로의 구성을 위해 이를 구현한다.

Description

시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식의 송수신장치

제1도는 종래의 주파수 편이 방식(Frequency Shift Keying : FSK)의 광대역 변복조를 이용한 이중변환 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신 방식 송수신 장치의 블록 구성도.

제2도는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차동 이진 위상 천이 변조 디지털 광대역 변복조 방식의 직접 변환 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신 방식 송수신 장치의 블록 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110 : 안테나 112 : 시분할 듀플렉서

136 : 전력증폭기 222, 234, 236 : BPF

224 : LNA 226, 228, 242 : 주파수혼합기

232 : 90°위상 천이기 238 : 디코더

240 : 필터부

본 발명은 차동 이진 천이 위상 천이 변조(Differential Binary Phase Shift Keying : DBPSK) 디지털 광대역 변복조 방식의 직접 변환(Direct Conversion) 시분할 전이중 확산 스펙트럼(Spread Spectrum) 통신 방식의 송수신 장치에 관한 것으로, 특히, 회로가 간단하며 잡음이 적은 송수신 장치에 관한 것이다.

첨부된 제1도는 종래 기술에 따른 송수신 장치로서, 특히, 주파수 편이방식(FSK)의 광대역 변복조를 이용한 이중변환(Double Conversion) 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신 방식 송수신 장치의 블록 구성도를 나타낸다. 이하 상기 제1도를 참조하여 종개 기술에 따른 송수신 장치의 동작을 상세히 설명한다.

안테나 110은 동조된 공중의 수신 신호를 수신하며. 변조되어 증폭된 송신신호를 공중으로 송출한다. 시분할 듀플렉서 112는 송신모드와 수신 모드를 일정한 시간간격으로 스위칭한다. 이는 송수신장치를 전반적으로 제어하는 제어부(도시되지 않음)로 부터의 제어신호 C1에 의거하여 스위칭 단자가 제1단자 S1로 스위칭될 시송수신 장치는 수신모드로 설정되며, 상기 스위칭 단자가 제2단자 S2로 스위칭될 시 상기 송수신 장치는 송신모드로 설정된다. 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier : LNA) 114는 상기 시분할 듀플렉서 112에서 수신되는 신호를 일정 레벨로 증폭하여 출력한다. 제1BPF(Band Pass Filter) 116은 상기 증폭된 수신 신호를 입력하여 일정한 대역의 신호만을 통과 시킨다. 필터부 124는 위사잡음(Pseudo Noise : PN)데이터를 입력하여 저역 필터링하여 구형파 신호를 정현파 신호로 변환하여 출력한다. 제1위상동기루프(Phase-Locked Loop) PLL은 매우 안정한 수저 발진기를 써서 주파수 합성에 의해 정밀한 가면주파수를 얻도록 하기 위한 것이다. 이에 상기 제1PLL은 상기 필터부 124으로 부터의 정현파 신호로 변환된 PN+데이터에 의해서 변조가 된 고주파수를 발진한다.

제1주파수 혼합기 118은 상기 제1BFF l16으로부터 출력된 수신신호를 상기 제1PLL 120에 의해 발생된 발진주파수에 의해서 다운되어 제1중간주파수 신호를 생성한다. 제2BPF 122는 생성된 상기 제1중간주파수 신호만을 통과 시킨다. 제1PLL 120은 시분할 듀뜰렉서 112로의 제어신호 C1과 동일한 신호를 입력하여 수신모드일시 스위칭 단자는 제1단자 S1로 스위칭되고, 송신모드일 시 스위칭단자는 제2단자 S2로 스위칭된다. 제2PLL 130은 외부에서 공급되는 제어전압(Control Voltage; CV)에 따른 서로 다른 두 개의 제1, 제2발진주파수 제1, 제2 VS를 생성한다. 이때 상기 제2PLL 130은 상기 시분할 듀플렉스 112로의 제어신호 C1과 동일한 신호에 의거하어 수신모드일 시 상기 제1발진주파수 제1VS를 출력하고, 송신모드일 시 상기 제2발진주파수 제2VS를 출력한다. 복조부 126은 제2BPF 122로부터 통과된 제1중간주파수신호를 상기 제1발진주파수 제1VS와 합성하여 제2중간주파수로 변환한 후 증폭시켜 PN+데이터로 복조한다. 제2주파수 혼합기 132는 상기 제2PLL 130으로부터 발생한 제2발진주파수 제2VS와 상기 제1PLL 120으로 부터의 발진주파수와 혼합하여 송신신호를 생성한다. 제3BPF 134는 상기 제2주파수 혼합기 132로부터 생성된 송신신호를 입력하여 원하는 대역의 송신 신호만을 출력한다. 전력증폭기 136은 상기 제3BPF 134로부터 통과된 송신신호를 원하는 전력으로 증폭하여 출력한다.

상기의 구성을 참조하여 그 동작 상태를 상세히 설명한다.

우선, 수신모드일시 제어신호 C1에 의해 시분할 듀플렉스 112의 스위칭단자는 제l단자 S1으로 스위칭되어 안테나 110으로부터의 수신 신호를 출력한다. 그러면, 상기 수신신호는 LNA l14에 의해 저잡음 증폭되고, 제1BPF l16에 의해 필터링 되어 제1주파수 혼합기 118에 출력한다. 그리하여 상기 제1PLL 120에 의해 상기 수신신호는 제1중간주파수신호가 되며, 상기 제2중간주파수신호는 제2BPF 122에 의해 필터링되고, 복조부 126에 의해 제2중간주파수로 변환한 후 증폭되어 복조된 PN+데이터가 된다.

다음으로, 송신모드가 될 시 상기 제2PLL 130으로 부터의 제2발진주파수 제2VS와 제1PLL 120의 발진주파수에 의해 제2주파수 혼합기 132는 송신신호를 생성한다. 이후 상기 송신신호는 제3BPF 134에 의해 필터링되고, 전력증폭기 136에 의해 전력 증폭된다. 이때 시분할 듀플렉서 112의 스위칭단자는 제2단자 S2로 스위칭되고, 상기 증폭된 송신신호는 안테나 110을 통해 공중으로 송출된다.

이에 종래 기술에 따른 송수신 장치는 시분할 방식에 의거하여 제2PLL 130이 온/오프하므로서 TDD(Time Division Duplex) 노이즈가 발생된다. 또한 제1, 제2PLL 120, 130의 사용으로 두 개의 발진회로에서 생성되는 스푸리어스(Supurios) 및 하모닉(Harmonic)성분에 따른 불필요한 주파수 문제및 복조부 126의 복잡성의 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 차동 이진 천이 변조의 디지털 광대역 변조 방식에 따른 직접 변환 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신 방식을 사용하여 노이즈의 발생을 제거하기 위해 시분할 주기에 따라 발진회로가 온/오프 하지 않는 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식의 송수신 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 차동 이진 천이 변조의 디지털 광대역 변조방식에 따른 직접 변환 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식을 사용하여 1개의 발진회로만을 이용함으로써 회로가 간단해지며, 스퓨리어스 및 하모닉 성분의 주파수를 억제하는 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식의 송수신 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 차동 이진 천이 변조의 디지털 광대역 변조 방식에 따른 직접 변환 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신 방식을 사용하여 직접변환 수신을 하기 때문에 복조부가 간소화 되는 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식의 송수신 장치를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여 차동 이진 천이 변조 디지털 광대역 변복조 방식의 직접 변환 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식의 송수신장치에 있어서, 송수신모드에 따른 송수신 신호를 송수신하는 안테나와, 상기 송수신 모드를 제어신호에 의거하여 일정 간격으로 선택하는 시분할 듀플렉서와, 발진주파수를 발생하는 발진부와, 상기 발진주파수를 소정의 위상으로 천이하는 위상천이기와, 상기 시분할 듀플렉스의 수신 신호를 상기 발진주파수와 혼합하여 제1기저대역 신호를 출력하는 세1주파수혼합기와, 상기 시분할 듀플렉스의 수신신호를 상기 위상 천이된 발진주파수와 혼합하여 제2기저대역 신호를 출력하는 제2주파수 혼합기와, 상기 제1기저대역 신호 및 상기 제2기저대역 신호를 디토딩하여 복조된 의사잡음 데이터를 출력하는 복조부와, 상기 의사 잡음 데이터의 구형파신호를 정현파로 변환하는 필터부와, 상기 정현파를 상기 발진 주파수와 혼합하여 고주파신호의 변조된 상기 송신신호를 상기 시분할 듀플렉서로 출력하는 제3주파수 혼합기로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 참조부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.

제2도는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차동 이진 위상 천이 변조 디지털 광대역 변복조 방식의 직접 변환 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신 방식의 송수신 장치 블록 구성도 이다. 이하 상기 제2도를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

안테나 110은 동조된 공중의 무선 수신 신호를 수신하며, 번조되어 증폭된 송신신호를 공중으로 송출한다. 시분할 듀플렉서 112는 송신모드와 수신모드를 일정한 시간 간격으로 스위칭 한다. 이는 송수신장치를 전반적으로 제어하는 제어부(도시되지 않음)로부터 제어신호 C1에 의거하여 스위칭 단자가 제1단자 S1로 스위칭 될 시 송수신 장치는 수신모드로 설정되며, 상기 스위칭 단자가 제2단자 S2로 스위칭 될 시 상기 송수신 장치는 송신모드로 설정된다.

제1BPF 222는 상기 시분할 듀플렉스 112의 수신신호를 입력하여 일정한 대역의 신호만을 통과시킨다. LNA 224는 상기 제1BPF 222에서의 수신신호를 일정 레벨로 증폭하여 출력한다.

PLL 230은 주파수 신시사이저로 구현되어 매우 안정한 수정 발진기를 써서 주파수 합성에 의해 정밀한 발진 주파수를 출력한다. 제1주파수 혼합기 226은 상기 발진주파수와 상기 LNA 224의 고주파 출력을 혼합하여 동상(In-Phase)의 제1기저대역신호 S1를 출력한다. 90°위상 천이기 232는 상기 발진주파수를 입력하여 90°위상 천이 된 주파수를 출력한다. 이에 제2주파수 혼합기 228은 상기 90°위상 천이기 232의 출력과 상기 LNA 224의 고주파 출력을 혼합하여 직교복조된 제2기저대여 신호 S2를 출력한다.

제2BPF 234는 상기 제1주파수 혼합기 226의 상기 제1기저대역신호 S1만을 통과시키도록 구현되고, 제3BPF 236은 상기 제2주파수 혼합기 228의 상기 제2기저대역신호 S2만을 통과시키도록 구현되었다. 복조부 238은 상기 제1, 제2기저대역신호 S1, S2를 복조하여 PN+데이터를 출력한다.

필터부 240은 PN+데이터의 구형파 신호를 PN+데이터의 정현파 신호로 변환하여 출력한다. 이는 상기 필터부 240가 입력되는 PN+데이터의 구형파 신호에 있어 고주파 신호 성분만을 제거하게 됨으로서 이루어지는 것이며, 고주파 성분이 제거된 구형파 신호는 동일한 PN+데이터의 정현파 신호로서 출력되는 것이다. 이러한 필터링 과정이 가능한 것은, 본 발명의 실시가 PSK 통신 방식에 의해서 이루어지기 때문이다. 즉, PN+데이터의 구형파 신호가 고주파 신호만 제거되어 정현파 신호 형태로 변환되어도 하이(High)와 로우(Low) 변화 상태에 따라서 반송파의 위상이 변화여 위상 변조가 이루어지기 때문이다. 결국, 본 발명은 기저대역에서 PN 칩 레이트 만큼의 기저대역 데이터가 혼합기에서 상향 변환되고, 이는 구형파인 데이터가 이원 가산기에서 구형파인 PN과 가산되어 PN 칩 레이트 만큼의 구형파가 출력된다. 그러면 상향 변환기에서 반송파의 위상을 변화시키면서 PN의 대역 범위만큼 확산 스펙트럼을 출력시키게 된다. 제3주파수 혼합기 242는 상기 정현파 신호와 상기 PLL 230의 발진주파수를 혼합하여 변조동작을 수행한다. 그리고 전력증폭기 136은 상기 제3주파수혼합기 242에서 변조된 송신신호를 입력하여 전력증폭시킨 후 상기 시분할 듀플렉서 112로 출력한다.

상기 제2도의 구성을 참조하여 본 발명의 동작을 상세하게 설명한다. 수신모드일 시 제어신호 C1에 의해 시분할 듀플렉스 112의 스위칭 단자는 제1단자 S1으로 스위칭되어 안테나 110으로 부터의 수신신호를 출력한다. 그러면 상기 수신 신호는 제1BPF 222에 의해 필터링되고, LNA 224에 의해 증폭되어 제1, 제2주파수 혼합기 226, 228에 출력된다. 그리하여 PLL 230에 의해 발생된 발진주파수에 의해 상기 LNA 224의 수신신호인 고주파 신호는 제1주파수혼합기 226에 의해 제1기저대역 신호 S1로 변환되고, 제2주파수 혼합기 228, 90°위상 천이기 232에 의해 제2기저대역신호 S2로 직교복조된다. 그리고 상기 제1기저대역신호 S1은 제2BPF 234에 의해 필터링 되어 복조부 126에 출력된다. 이후 복조부 238에서 상기 제1, 제2기저대역 신호 S1, S2를 복조하여 PN+데이터를 출력한다.

또한 송신모드가 될 시 PN+데이터를 입력한 필터부 240은 정현파신호를 출력한다. 그리고 제3주파수혼합기 242는 발진주파수와 상기 정현파신호를 혼합하여 변조된 송신신호를 생성한다. 이후 상기 송신신호는 전력증폭기 136에 의해 전력 증폭된다. 이때 시분할 듀플렉서 112의 스위칭 단자는 제2단자 S2로 스위칭되어, 상기 증폭된 송신신호가 안테나 110을 통해 공중으로 송출된다.

상술한 바와 같이 발진회로인 PLL 230이 종래의 기술과는 달리 계속하여 온 상태가 되므로, TDD노이즈가 발생되지 않고, 1개의 발진 회로만이 사용되고 회로가 간단해 진다. 그리하여 스퓨리어스 및 하모닉 성분이 줄어들어 이를 방지하기 위한 회로의 구성이 간단해지며, 복조부 238의 처리가 간단해진다는 이점이 있다.

Claims

차동 이진 위상 천이 변조에 의한 직접 변환 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식을 수행하는 송수신장치에 있어서, 송/수신 모드에 따른 신호들을 각각 송신 및 수신하는 안테나와, 상기 안테나와 연동되며, 주어진 일정 간격으로서 송신모드와 수신모드 간의 선택을 수행하는 시분할 듀플렉서와, 발진 주파수를 제공하는 발진부와, 주어진 소정 위상으로서 상기 발진부로부터 제공된 발진 주파수를 천이하는 위상천이기와, 수신 모드에 있어, 상기 듀플렉서를 통한 상기 안테나로부터의 수신 신호와 상기 발진부로부터 출력되는 발진 주파수를 혼합하여 제1기저대역 신호를 생성하여

출력하는 제1주파수혼합기와, 상기 듀플렉서로부터의 수신 신호와 상기 위상천이기로부터의 위상 천이 된 발진주파수를 혼합하여 제2기저대역 신호를 생성하여 출력하는 제2주파수혼합기와, 상기 출력된 제1 및 제2 기저대역 신호들의 복조에 따른 의사잡음 데이터를 발생하여 출력하는 복조부와, 상기 출력된 의사잡음 데이터의 구형파 신호를 동일한 의사잡음 데이터의 정현파 신호로 변환하는 필터부와, 상기 변환된 정현파 신호와 상기 발진 주파수를 혼합하여 송신신호를 생성한 후, 송신모드에서 상기 생성된 송신신호를 송신 모드로의 듀플렉서를 통해 상기 안테나로 공급하는 제3주파수혼합기로 이루어지을 특징으로 하는 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식의 송수신장치.

2. 제1항에 있어서,

수신 모드에 있어, 상기 듀플렉서로부터 출력된 수신신호에 있어 일정 주파수밴드 내의 신호만을 선별 통과시키는 제1필터를 더 구비하고 있음을 특징으로 하는 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식의 송수신장치.

3. 제1항에 있어서,

상기 듀플렉서로부터 출력된 수신 신호를 증폭하고, 증폭된 수신 신호를 상기 제1 및 제2주파수혼합기로 출력하는 증폭기를 더 구비하고 있음을 특징으로 하는 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식의 송수신장치.

4. 제1항에 있어서,

상기 제1기저대역신호만을 통과 시켜 상기 복조부로 출력하는 제2필터를 더 구비하고 있음을 특징으로 하는 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식의 송수신장치.

5. 제1항에 있어서,

상기 제2기저대역신호만을 통과 시켜 상기 복조부로 출력하는 제3필터를 더 구비하고 있음을 특징으로 하는 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식의 송수신장치.

6. 제1항에 있어서,

상기 송신 신호를 증폭하는 전력증폭기를 더 구비하고 있음을 특징으로 하는 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식의 송수신장치.

7. 제1항에 있어서,

상기 발진 주파수는 상기 위상 천이기에 의해 90°천이됨을 특징으로 하는 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식의 송수신장치.

8. 제1항에 있어서,

상기 제2기저대역 신호는 직교 복조됨을 특징으로 하는 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식의 송수신장치.

9. 차동 이진 위상 천이 변조에 의한 직접 변환 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식을 수행하는 송수신장치에 있어서, 송/수신 모드에 따라 신호들을 각각 송신 및 수신 하기 위한 수단과, 상기 송/수신 수단과 연동되며, 주어진 일정 간격에 따라 송신모드와 수신 모드를 선택하기 위한 스위칭 수단과, 발진주파수를 제공하는 발진 수단과, 주어진 소정 위상으로서 상기 반진수단으로부터 제공된 발진주파수를 천이하는 위상천이 수단과, 수신 모드에 있어, 상기 스위칭 수단을 통한 상기 송/수신 수단으로부터의 수신신호와 상기 위상천이 수단으로부터 천이된 발진 주파수의 혼합을 통해 제1기저대역 신호를 생성하여 출력하는 제1주파수 혼합 수단과, 상기 스위칭 수단으로부터의 수신 신호와 상기 위상천이 수단으로부터 천이된 발진 주파수를 혼합하여 제2기저대역 신호를 생성하여 출력하는 제2주파수혼합 수단과, 상기 출력된 제1 및 제2 기저대역 신호들의 복조에 따른 의사잡음 데이터를 발생하여 출력하는 복조 수단과, 상기 출력된 의사잡음 데이터의 구형파 신호를 동일한 의사잡음 데이터의 정현파 신호로 변환하는 필터링 수단과, 상기 필터링 수단을 통해 변환된 정현파 신호와 상기 발진 주파수를 혼합하여 송신신호를 생성하며, 송신모드에서 상기 생성된 송신신호를 송신 모드로의 상기 스위칭 수단을 통해 상기 송 수신 수단으로 공급하는 제3주파수혼합 수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 시분할 전이중 확산 스펙트럼 통신방식의 송수신장치.