KR100227806B1 - 양방향 무선호출 데이터 전송시스템의 복조장치 - Google Patents

양방향 무선호출 데이터 전송시스템의 복조장치 Download PDF

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Abstract

[청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야]
무선호출 데이터 전송시스템
[발명이 해결하려고 하는 기술적 과제]
일반적인 양방향 무선호출 데이터 전송시스템에 적용된 복조기에서 고정된 데이터율만 복조가 가능하므로 시스템의 용량(데이터율)을 향상시키고자할 경우에 단말기지국의 해당 복조기를 교체해야하는 불편함 및 비용손실 문제를 해결하고자 한 것임.
[발명의 해결방법의 요지]
수신된 무선호출 데이터를 QPSK복조하는 QPSK복조부(2)로부터 얻어지는 I 및 Q채널의 기저대역 신호를 각각의 데이터율에 대응하는 저역통과 여파기로 선택적으로 필터링하여 출력하는 디지털 스위치 및 저역통과 여파수단(3)과; 상기 디지털스위치 및 저역통과 여파수단(3)에서 얻어진 아날로그 기저대역 신호를 다수개의 레벨로 샘플링하고 디지탈로 변환하여 출력하는 샘플링수단(4)과; 상기 샘플링수단(4)에서 얻어지는 병렬 데이터열로부터 기준 클럭을 복원하는 클럭 복원수단(7)과; 상기 샘플링수단(4)에서 얻어지는 병렬 디지탈 데이터를 상기 클럭 복원수단(7)에서 얻어지는 기준클럭에 동기되게 디코딩 및 디스크램블링하여 원래의 데이터열로 복원하여 후단의 역다중화부(10)로 전달해주는 디코딩 및 디스크램블링수단(8)과; 망관리부(16)로부터 전송된 제어명령에 따라 상기 디지털 스위치 및 저역통과 여파수단(3)의 스위칭을 제어하여 각각의 데이터율에 대응하는 저역통과 여파기가 선택되도록하는 제어수단(12)으로 이루어짐을 특징으로 한 것이다.
[발명의 중요한 용도]
무선호출 데이터를 수신하여 복조하는 무선호출 데이터 전송시스템 및 양방향 무선호출 데이터 위성 전송시스템에 적용되는 것임.

Description

양방향 무선호출 데이터 전송시스템의 복조장치
본 발명은 위성을 이용한 양방향 무선호출 고속 데이터 전송시스템의 단말기지국용 복조장치에 관한 것이다.
일반적으로 위성을 이용한 양방향 무선호출 데이터 전송 지구국 시스템은 중심기지국과 단말기지국으로 구성되며, 중심국에서 단말국으로 사용자 데이터를, 단말국에서 중심국으로 각 단말국의 상태관련 데이터를 전송하는 양방향 데이터 서비스를 제공한다.
이러한 일반적인 양방향 무선호출 데이터 전송시스템에 있어서, 종래 단말기지국에 적용되는 복조기는 고정 데이터율만을 복조하도록 구성되어 있다. 즉, 복조기는 임의로 고정된 데이터율의 신호만을 수신하여 원래의 신호로 복조할 수 있으며, 그 고정된 데이터율 이외의 데이터율 수신신호에 대해서는 복조가 불가능하다.
따라서 일반적인 양방향 무선호출 데이터 전송시스템에 적용된 복조기는 고정된 데이터율만 복조가 가능하므로 시스템의 용량(데이터율)을 향상시키고자할 경우에는 단말기지국의 해당 복조기를 교체해야하는 불편함과 손실을 초래하였다.
즉, 종래 복조기는 고정 데이터율만을 수신하여 복조하기 때문에 시스템의 용량 향상이나 고속 데이터율을 이용한 신규 서비스시에는 각 지역에 산재해 있는 단말기지국의 해당 복조기를 교체해야하므로 이에 막대한 비용과 시간이 소모되는 문제점을 발생하였다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 양방향 무선호출 데이터 전송시스템의 단말기지국에 적용된 복조기의 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 위성을 이용한 양방향 무선호출 데이터 전송시스템에서 안테나 및 저잡음 증폭기를 경유하여 다운 컨버터(Down Converter)에서 수신된 주파수(52-88MHz)대의 데이터를 해당 데이터율에 맞게 선택적으로 복조하여 데이터 및 클럭을 재생한후 역다중화부에 제공하고 페이징 리모트 콘트롤 블록(Paging Remote Control Block ; 이하 "PRCB"FK DIRCLDGKA)과 연계하여 망관리부에 복조기의 수신상태 및 경보신호를 보고하도록 한 양방향 무선호출 데이터 전송시스템의 복조장치를 제공하는데 있다.
좀 더 상세하게는 가변 데이터율을 수신하기 위해 각각의 데이터율에 대응하는 저역통과 여파기(Low Pass Filter)를 독립적으로 구현하고, 디지털 로직에 의해 제어되는 스위치를 이용하여 해당 데이터율에 대응하는 저역통과 여파기를 선택함으로써 64/128/256/512kbps의 데이터를 선택적으로 복조할 수 있도록하여 시스템의 용량을 향상시키고자할 때 각 단말기지국의 해당 복조기를 교체할 필요없이 가변복조기를 사용함으로써 시스템 용량 향상에 소요되는 비용 및 시간을 최소화하도록 양방향 무선호출 데이터 전송시스템의 복조장치를 제공하고자 한 것이다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단은, 수신된 무선호출 데이터를 QPSK복조하는 QPSK복조기로부터 얻어지는 I 및 Q채널의 기저대역 신호를 각각의 데이터율에 대응하는 저역통과 여파기로 선택적으로 필터링하여 출력하는 디지털 스위치 및 저역통과 여파수단과; 상기 디지털 스위치 및 저역통과 여파수단에서 얻어진 아날로그 기저대역 신호를 다수개의 레벨로 샘플링하고 디지탈로 변환하여 출력하는 샘플링수단과; 상기 샘플링수단에서 얻어지는 병렬 데이터열로부터 기준클럭을 복원하는 클럭 복원수단과; 상기 샘플링수단에서 얻어지는 병렬 디지탈 데이터를 상기 클럭 복원수단에서 얻어지는 기준클럭에 동기되게 디코딩 및 디스크램블링하여 원래의 데이터열로 복원하여 후단의 역다중화부로 전달해주는 디코딩 및 디스크램블링수단과; 망관리부로부터 전송된 제어명령에 따라 상기 디지털 스위치 및 저역통과 여파수단의 스위칭을 제어하여 각각의 데이터율에 대응하는 저역통과 여파기가 선택되도록 하는 제어수단으로 이루어진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 본 발명에 의한 양방향 무선호출 데이터 전송시스템의 복조장치 블록 구성도.
제2도는 제1도의 디지털 스위치 및 저역통과 여파부 상세 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
3 : 디지털 스위치 및 저역통과 여파부
31,32,34,36 : 제1 내지 제4디지털 스위치 33,35 : 제1 및 제2 저역필터부
7 : 클럭복원부 12 : 제어부
제1도는 본 발명에 의한 양방향 무선호출 데이터 전송시스템의 복조장치 블록구성도이다.
이에 도시된 바와같이, 참조번호 2는 다운 컨버터로부터 수신된 52-88MHz의 IF(중간주파수)신호(1)와 코스타스 루프부(5)에 의해 설정되는 국부발진신호를 혼합하여 I채널(19) 및 Q채널(20)의 기저대역 신호로 변환하는 QPSK복조부이고, 참조번호 3은 상기 QPSK복조부(2)에서 얻어지는 I 및 Q채널(19)(20)의 기저대역 신호를 각각의 데이터율에 대응하는 저역통과 여파기로 선택적으로 필터링하여 출력하는 디지털 스위치 및 저역통과 여파부이다.
그리고 참조번호 4는 상기 디지털 스위치 및 저역통과 여파부(3)에서 얻어진 아날로그 기저대역 신호를 다수개의 레벨로 샘플링하고 디지탈로 변환하여 출력하는 샘플링부이며, 참조번호 7은 상기 샘플링부(4)에서 얻어지는 병렬 데이터열로부터 기준클럭을 복원하는 클럭 복원부이고, 참조번호 8은 상기 샘플링부(4)에서 얻어지는 병렬 디지탈 데이터를 상기 클럭 복원부(7)에서 얻어지는 기준클럭에 동기되게 디코딩 및 디스크램블링하여 원래의 데이터열로 복원하여 출력하는 디코더 및 디스크램블러(8)이다.
또한, 참조번호 9는 상기 디코더 및 디스크램블러(8)에서 얻어지는 데이터 및 클럭을 RS-422신호로 변환하여 후단의 역다중화부(10)에 전달해주는 RS-422드라이버이며, 참조번호 15는 망관리부(PRCB)(16)로부터 전송된 제어명령을 TTL레벨로 변환하고 제어부(12)로부터 출력되는 단말기지국의 상태신호는 RS-232신호로 변환하여 상기 망관리부(16)로 전송해주는 RS-232 드라이버 및 리시버이고, 참조번호 5는 상기 디지털 스위치 및 저역통과 여파부(3)에서 얻어지는 기저대역 신호를 비교하여 그 결과치로 국부발진신호를 조정하고 그 조정된 국부발진신호를 상기 QPSK복조부(2)에 인가하는 코스타스 루프부이다.
여기서 코스타스 루프부(5)는 억압 반송파 루프(suppressed carrier loop)의 일종으로서 square-law device를 가지는 위상동기회로(PLL)와 정확히 같은 이론적 성능을 가지며, 이 루프는 반송파 주파수에서 구현하기 어려운 square-law device를 사용하는 대신 하나의 곱셈기와 상대적으로 간단한 저대역 여파기(LPF)를 사용해서 구현할 수 있는 장점이 있으며, 이론적인 최적의 성능을 얻기 위해서는 두 개의 저대역 여파기(I채널용 저대역 여파기, Q채널용 저대역 여파기)가 완전히 정합되어야 한다.
한편, 참조번호 6은 상기 디지털 스위치 및 저역통과 여파부(3)에서 얻어지는 I채널(19)의 기저대역신호의 레벨을 검출하여 증폭도 제어신호를 발생하는 자동이득제어부이며, 참조번호 14는 멀티 프로토콜 시리얼 통신(MPSC ; Multi Protocol Serial Communication)부이고, 참조번호 13은 제어부(12)의 주변회로부로서 제어 프로그램이 저장된 롬이나 데이터를 일시 저장하기 위한 램 및 데이터를 상호 인터페이스해주는 인터페이스기 등으로 구현된다.
다음으로, 참조번호 12는 상기 망관리부(16)에서 얻어지는 제어명령에 따라 복조장치 전체동작을 제어하며 상기 디지털 스위치 및 저역통과 여파부(3)내의 디지털 스위치를 제어하여 각각의 데이터율에 대응하는 저역통과 여파기가 선택되도록하며, 키패드/LCD 인터페이스부(11)의 입력신호를 전달받고 이를 제어하는 제어부이다.
상기에서, 디지털 스위치 및 저역통과 여파부(3)는 첨부한 도면 제2도에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(12)에서 출력되는 스위칭 제어신호(21)에 따라 상기 QPSK복조부(2)에서 얻어지는 I채널(19) 및 Q채널(20)의 기저대역 신호를 후단 여파기에 선택적으로 제공하는 제1 및 제2디지털 스위치(31)(32)와, 상기 제1디지털스위치(31)에서 얻어진 I채널의 기저대역신호를 설정되는 데이터율에 맞는 저역통과 여파기만을 동작시켜 저역필터링하는 제1저역필터부(33)와, 상기 제1저역필터부(33)에서 얻어진 기저대역신호를 상기 스위칭 제어신호(21)에 따라 스위칭하여 출력하는 제3디지털스위치(34)와, 상기 제2디지털스위치(32)에서 얻어지는 Q채널의 기저대역신호를 설정되는 데이터율에 맞는 저역통과 여파기만을 동작시켜 저역필터링하는 제2저역필터부(35)와, 상기 제2저역필터부(35)에서 출력된 신호를 상기 스위칭 제어신호(21)에 따라 스위칭하여 출력하는 제4디지털스위치(36)로 구성된다.
이와같이 구성된 본 발명에 의한 양방향 무선호출 데이터 전송시스템의 복조장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, GPS안테나로 수신된 신호는 다운 컨버터(Down Converter)에서 52-88MHz의 대역의 중간주파수(IF)(1)로 다운 컨버팅된후 QPSK복조부(2)에 전달된다. 그러면 QPSK복조부(2)는 코스타스 루프부(5)에서 얻어지는 국부발진신호와 상기 전달된 52-88MHz의 중간주파수 신호(1)를 혼합하여 I채널(19) 및 Q채널(20)의 기저대역신호를 만들게 된다. 이렇게 만들어진 I채널(19) 및 Q채널(20)의 기저대역신호는 디지털 스위치 및 저역통과 여파부(3)에 인가되어 각각의 데이터율에 대응하는 저역통과 여파기를 통과하게 되는데, 이때 해당 데이터율에 맞는 저역통과 여파기를 선택하도록 하는 스위칭 제어신호(21)는 제어부(12)에서 발생된다. 즉, 망관리부(16)에서 전달되는 제어명령은 RS-232드라이버/리시버(15)에서 수신되어 TTL신호로 변환되고, 이렇게 TTL신호로 변환된 제어명령은 멀티 프로토콜 시리얼 통신칩(14) 및 주변회로부(13)를 순차 경유하여 상기 제어부(12)에 전달되며, 제어부(12)는 그 전달되는 제어명령을 분석하여 복조장치 전체 동작을 제어함과 아울러 상기 디지털 스위치 및 저역통과 여파부(3)내의 저역통과 여파기 선택신호(스위칭 제어신호;21)를 발생하게 된다. 여기서 키패드/LCD인터페이스부(11)를 통해 얻어지는 선택신호에 의해서도 제어부(12)는 저역통과 여파기의 선택신호를 발생할 수 있다.
한편, 디지털 스위치 및 저역통과 여파부(3)는 전술한 바와같이 제어부(12)에서 발생하는 스위칭 제어신호(21)에 따라 내부의 제1 내지 제4디지털 스위치(31)(32)(34)(36)를 콘트롤하여 저역통과 여파기를 선택하게 되는데, 이를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 스위칭 제어신호(21)에 따라 제1 및 제2디지털 스위치(31)(32)는 스위칭 절환을 하게되며, 이러한 스위칭 절환 동작에 의해 I채널(19)의 기저대역신호는 제1저역필터부(33)에 연결되고, Q채널(20)의 기저대역신호는 제2저역필터부(35)에 연결된다. 그러면 제1저역필터부(33)는 내부의 제1 내지 제4저역통과 여파기(33a-33d)중 하나의 저역통과 여파기만을 동작시켜 입력되는 I채널의 기저대역신호를 설정대역으로 필터링하여 출력시키게 되며, 아울러 제2저역필터부(35)도 내부의 제1 내지 제4저역통과 여파기(35a-35d)중 하나의 저역통과 여파기만이 동작되도록하여 입력되는 Q채널의 기저대역신호를 설정대역으로 필터링하여 출력시키게 된다.
일예로써, 제어부(12)에서 출력되는 스위칭 제어신호(21)가 데이터율이 64kbps인 수신신호를 스위칭 및 저역필터링하라는 제어신호 였다면 제1저역필터부(33)내의 제1저역통과 여파기(64kbps)와 제2저역필터부(35)내의 제1저역통과 여파기(64kbps)만이 동작을하여 입력되는 I채널(19) 및 Q채널(20)의 기저대역신호를 저역필터링하게 된다. 이렇게 저역필터링된 I채널 및 Q채널의 기저대역신호는 각각 제3디지털스위치(34) 및 제4디지털스위치(36)를 통해 후단의 샘플링부(4)에 인가된다. 여기서 디지털 스위치 및 저역통과 여파부(3)내의 제1 내지 제4디지털 스위치(31)(32)(34)(36)는 하나의 스위칭 제어신호(21)에 의해 동일하게 스위칭 동작을 수행하며, 제1 및 제2저역필터부(33)(35)도 항상 동일한 데이터율을 저역필터링할 수 있도록 동작하게 된다.
한편, 샘플링부(4)내의 3비트 슬라이서(4a)는 상기 디지털 스위치 및 저역통과 여파부(3)에서 출력되는 I채널의 기저대역신호를 샘플링한후 8개의 레벨중 하나를 디지털 변환하여 3비트의 병렬 데이터열을 출력하게 되며, 마찬가지로 3비트 슬라이서(4b)도 상기 디지털 스위치 및 저역통과 여파부(3)에서 출력되는 Q채널의 기저대역신호를 샘플링한후 8개의 레벨중 하나를 디지털 변환하여 3비트의 병렬 데이터열로 출력하게 된다.
그러면 클럭 복원부(7)는 상기 샘플링부(4)에서 각각 출력되는 I채널 및 Q채널의 3비트 병렬 데이터열로부터 기준클럭을 복원하여 디코더 및 디스크램블러(8)에 제공하게 되고, 이에따라 디코더 및 디스크램블러(8)는 그 기준클럭에 동기되어 입력되는 I채널 및 Q채널의 3비트 데이터열을 디코딩 및 디스크램블링하여 원래의 데이터열로 복원하게 된다. 이렇게 복원되는 데이터열은 RS-422드라이버(9)에서 RS-422신호로 변환되어 후단의 역다중화부(DEMUX)(10)에 전달되어진다.
그리고, 자동이득제어부(6)는 상기 디지털 스위치 및 저역통과 여파부(3)에서 출력되는 I채널의 기저대역신호의 레벨을 검출하여 상기 QPSK복조부(2)내의 가변증폭기의 이득을 제어하는 신호(17)를 발생하게 되며, 코스타스 루프부(5)는 상기 I채널 기저대역신호와 Q채널 기저대역신호를 비교하여 그 차이값으로 현재 출력하고있는 국부발진신호를 조정하여 출력하게 되는 것이다.
아울러 제어부(12)는 시스템의 운영상 문제나 복조장치의 이상발생시 해당상태정보를 망관리부(PRCB)(16)에 전송해주게 되는데, 그 절차는 제어부(12)에서 발생하는 8비트 상태 직렬 데이터는 주변회로부(13), 멀티 프로토콜 시리얼 통신칩(14), RS-232 드라이버/리시버(15)를 순차 경유하여 망관리부(16)에 전달된다.
이상에서 상술한 바와같이 본 발명은 가변 데이터율로 수신되는 모든 신호의 복조가 가능하므로 시스템의 용량 향상이나 고속 데이터율을 이용한 신규 서비스시각 지역에 산재해 있는 단말기지국의 해당 복조기를 교체할 필요가 없어 기존과 같이 복조기 교체로 소요되는 막대한 비용을 절감시킬 수 있으며, 또한 복조기 교체에 따른 소요 시간도 제거할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 위성을 이용한 양방향 무선호출 데이터 전송시스템에서 안테나 및 저잡음 증폭기를 경유하여 다운 컨버터(Down Converter)에서 수신된 주파수(52-88MHz)대의 데이터를 해당 데이터율에 맞게 선택적으로 복조하여 데이터 및 클럭을 재생한 후 역다중화부에 제공하고 페이징 리모트 콘트롤 블록(Paging Remote Control Block ; 이하 "PRCB"FK DIRCLDGKA)과 연계하여 망관리부에 복조기의 수신상태 및 경보신호를 보고하도록 한 양방향 무선호출 데이터 전송시스템의 복조장치를 제공하고자 한 것이다.

Claims (3)

  1. 위성을 통해 무선호출 데이터를 전송하는 양방향 무선호출 데이터 전송시스템에 있어서, 수신된 무선호출 데이터를 QPSK복조하는 QPSK복조부(2)로부터 얻어지는 I 및 Q채널의 기저대역 신호를 각각의 데이터율에 대응하는 저역통과 여파기로 선택적으로 필터링하여 출력하는 디지털 스위치 및 저역통과 여파수단(3)과; 상기 디지털 스위치 및 저역통과 여파수단(3)에서 얻어진 아날로그 기저대역 신호를 다수개의 레벨로 샘플링하고 디지탈로 변환하여 출력하는 샘플링수단(4)과; 상기 샘플링수단(4)에서 얻어지는 병렬 데이터열로부터 기준클럭을 복원하는 클럭 복원수단(7)과; 상기 샘플링수단(4)에서 얻어지는 병렬 디지탈 데이터를 상기 클럭 복원수단(7)에서 얻어지는 기준클럭에 동기되게 디코딩 및 디스크램블링하여 원래의 데이터열로 복원하여 후단의 역다중화부(10)로 전달해주는 디코딩 및 디스크램블링수단(8)과; 망관리부(16)로부터 전송된 제어명령에 따라 상기 디지털 스위치 및 저역통과 여파수단(3)의 스위칭을 제어하여 각각의 데이터율에 대응하는 저역통과 여파기가 선택되도록 하는 제어수단(12)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 양방향 무선호출 데이터 전송시스템의 복조장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 디지털 스위치 및 저역통과 여파수단(3)은, 상기 제어수단(12)에서 출력되는 스위칭 제어신호(21)에 따라 상기 QPSK복조부(2)에서 얻어지는 I채널(19) 및 Q채널(20)의 기저대역 신호를 후단 여파기에 선택적으로 제공하는 제1 및 제2디지털 스위치(31)(32)와, 상기 제1디지털스위치(31)에서 얻어진 I채널의 기저대역신호를 설정되는 데이터율에 맞는 저역통과 여파기만을 동작시켜 저역필터링하는 제1저역필터부(33)와, 상기 제1저역필터부(33)에서 얻어진 지저대역신호를 상기 스위칭 제어신호(21)에 따라 스위칭하여 출력하는 제3디지털스위치(34)와, 상기 제2디지털스위치(32)에서 얻어지는 Q채널의 기저대역신호를 설정되는 데이터율에 맞게 저역통과 여파기만을 동작시켜 저역필터링하는 제2저역필터부(35)와, 상기 제2저역필터부(35)에서 출력된 신호를 상기 스위칭 제어신호(21)에 따라 스위칭하여 출력하는 제4디지털스위치(36)로 구성된 것을 특징으로 하는 양방향 무선호출 데이터 전송시스템의 복조장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제1저역필터부(33) 및 제2저역필터부(35)는, 데이터율이 64Kbps일 때 입력되는 아날로그 기저대역신호를 저역필터링하는 제1저역통과 여파기와, 데이터율이 128Kbps일 때 입력되는 아날로그 기저대역신호를 저역필터링하는 제2저역통과 여파기와, 데이터율이 256Kbps일 때 입력되는 아날로그 기저대역신호를 저역필터링하는 제3저역통과 여파기와, 데이터율이 512kbps일 때 입력되는 아날로그 기저대역신호를 저역필터링하는 제4저역통과 여파기로 각각 구성된 것을 특징으로 하는 양방향 무선호출 데이터 전송시스템의 복조장치.
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