KR100269789B1 - 단거리 초고주파 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마스터 안테나로부터 수신된 반송파를 재 증폭하여 데이터 송신 시의 반송파로 사용하므로써 마스터 안테나의 감도 및 통신의 정확도를 향상시키고 또한 마스터 안테나의 송신 출력을 적절하게 감소시킬 수 있도록 함으로써 근접한 단말 장치와의 통신 간섭을 제거할 수 있도록 한 단거리 초고주파 무선 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치에 관한 것이다. 본 발명의 단거리 초고주파 무선 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치는 무선 신호를 송·수신하는 안테나; 데이터 송신 시에만 상기 안테나로부터 수신된 반송파를 증폭하는 증폭기; 상기 증폭기로부터 출력되는 반송파 신호의 레벨에 따라 온 또는 오프되어 입력 신호를 수신 측으로 전달 또는 차단하는 고주파 스위쳐; 상기 증폭기에 의해 증폭된 반송파를 자체적으로 생성된 DPSK(Digital Phase Shift Keying) 변조 신호와 혼합하여 변조시키는 DBS(Digital Broadcast Satellite) 믹서 및 상기 DBS 믹서를 동작시키기 위한 바이어스 저항을 포함하여 이루어진다. 전술한 구성에서, 상기 증폭기는 저소음 증폭기로 구현하는 것이 좋다.

Description

단거리 초고주파 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치
본 발명은 단거리 초고주파 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치에 관한 것으로, 특히 마스터 안테나로부터 수신된 반송파를 재 증폭하여 데이터 송신 시의 반송파로 사용하므로써 마스터 안테나의 감도 및 통신의 정확도를 향상시키고 또한 마스터 안테나의 송신 출력을 적절하게 감소시킬 수 있도록 한 단거리 초고주파 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치에 관한 것이다.
5.8[GHz] 대역의 초고주파수를 사용하는 단거리 전용 통신(DSRC: Dedicated Short Range Communication)은 유럽의 국가들에서 표준으로 채택되어 있으며, 특히 전자식 통행 요금 징수 시스템(Electronic Toll Collecting System)에 널리 사용되고 있다.
일반적인 전자식 통행 요금 징수 시스템은 톨게이트의 각 차선에 고주파 통신 제어기(Radio Frequency Communication controller, 이하 FRC라고 한다)가 설치되고 차량에는 상기 RFC와 통신을 수행하는 단말 장치(이하, 슬레이브 단말 장치라고 한다)가 부착되어 구성되는데, 차량이 톨게이트를 통과하는 동안에 상기 RFC와 슬레이브 단말 장치 사이에서 통신이 이루어져서 요금이 자동으로 징수된다.
전술한 시스템에서는 슬레이브 단말 장치의 구성을 단순화하기 위해 반송파 반사(Carrier Reflective) 방식의 통신 기법을 사용한다. 즉, 슬레이브 단말 장치에서는 별도의 반송파용 발진기를 갖추지 않은 상태에서 자체적으로 생성된 응답용 데이터를 RFC와 연결된 통신용 안테나(이하, 통신의 주체가 되기 때문에 마스터 안테나라고 한다)로부터 발사된 신호를 반송파로 사용하여 변조한 후에 송신하게 된다. 이에 따라 통신은 반이중(Half Duplex) 방식으로 이루어지게 된다.
도 1은 종래의 단거리 초고주파 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치의 블록 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 단거리 초고주파 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치는 무선 주파수(Radio Frequency) 신호를 송·수신하는 안테나(4), 안테나(4)로부터 데이터를 수신했을 때 이를 수신 측(미도시)에서 처리할 수 있도록 동작하는 버퍼(1), 마스터 안테나(미도시) 등으로부터 반사되는 반송파를 자체적으로 생성된 DPSK(Digital Phase Shift Keying) 변조 신호와 혼합하여 변조시키는 DBS(Digital Broadcast Satellite) 믹서(3) 및 DBS 믹서(3)를 동작시키기 위한 바이어스 저항(2)으로 이루어진다.
전술한 구성에서, 버퍼(1)는 안테나(4)로부터 데이터를 수신할 때에는 수신부에 영향을 주지 않도록 DPSK 신호 출력을 고임피이던스로 만든다. 바이어스 저항(2)은 DBS 믹서(3)에 동작 바이어스 전원을 공급한다. DBS 믹서(3)는 자체적으로 생성된 응답용 직렬 데이터를 DPSK 변조하여 얻어진 신호를 안테나(4)로부터 수신된 반송파와 혼합하여 변조시키고, 안테나(4)는 이렇게 변조된 RF 신호를 송신한다.
그러나, 전술한 구성을 갖는 종래의 단거리 초고주파 통신 시스템에 있어서 마스터 안테나로부터 방사된 반송파는 공간으로 발사되는 순간부터 심하게 감쇠되기 때문에 전계 강도가 약해지는데, 슬레이브 단말 장치에서 이렇게 미약한 반사파에 데이터를 실어서 변조하게 되면 데이터의 전송 거리가 짧아지고 데이터의 정확한 전송이 어렵다는 문제점이 있다. 한편, 이를 해결하기 위해 마스터 안테나에서 방사되는 신호의 전계 강도를 높게 하면 인접한 슬레이브 단말 장치와의 간섭이 심화되는 문제점이 있다.
본 발명은 마스터 안테나로부터 수신된 반송파를 재 증폭하여 데이터 송신 시의 반송파로 사용하므로써 마스터 안테나의 감도 및 통신의 정확도를 향상시키고 또한 마스터 안테나의 송신 출력을 적절하게 감소시킬 수 있도록 함으로써 근접한 단말 장치와의 통신 간섭을 제거할 수 있도록 한 단거리 초고주파 무선 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 단거리 초고주파 무선 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치는 무선 신호를 송·수신하는 안테나; 데이터 송신 시에만 상기 안테나로부터 수신된 반송파를 증폭하는 증폭기; 상기 증폭기로부터 출력되는 반송파 신호의 레벨에 따라 온 또는 오프되어 입력 신호를 수신 측으로 전달 또는 차단하는 고주파 스위쳐; 상기 증폭기에 의해 증폭된 반송파를 자체적으로 생성된 DPSK(Digital Phase Shift Keying) 변조 신호와 혼합하여 변조시키는 DBS(Digital Broadcast Satellite) 믹서 및 상기 DBS 믹서를 동작시키기 위한 바이어스 저항을 포함하여 이루어진다. 전술한 구성에서, 상기 증폭기는 저소음 증폭기로 구현하는 것이 좋다.
도 1은 종래의 단거리 초고주파 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치의 블록 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 단거리 초고주파 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치의 블록 구성도이다.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
1: 버퍼, 2: 바이어스 저항,
3: DBS 믹서, 4: 안테나,
11: 감결합 콘덴서, 12: 고주파 스위쳐,
13: 바이어스 저항, 14: 증폭기,
15: 안테나, 16: DBS 믹서
이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 따른 단거리 초고주파 무선 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 단거리 초고주파 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치의 블록 구성도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 단거리 초고주파 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치는 무선 주파수(Radio Frequency) 신호를 송·수신하는 안테나(15), 데이터 송신 시에 안테나(15)로부터 수신된 반송파를 증폭하는 증폭기(14), 증폭기(14)로부터 출력되는 반송파 신호의 레벨에 따라 온 또는 오프되어 입력 신호를 수신부로 전달 또는 차단하는 고주파 스위쳐(12), 증폭기(14)에 의해 증폭된 반송파를 자체적으로 생성된 DPSK(Digital Phase Shift Keying) 변조 신호와 혼합하여 변조시키는 DBS(Digital Broadcast Satellite) 믹서(16) 및 DBS 믹서(16)를 동작시키기 위한 바이어스 저항(13)으로 이루어진다.
전술한 구성에서, DBS 믹서(16)는 실리콘 핀 다이오드로 양호하게 구현되며, 증폭기(14)로는 미소한 입력 전압의 수신 전파에 대해 사용되는 슬레이브 단말 장치 전체의 잡음 지수를 낮출 수 있도록 저소음 증폭기를 사용하는 것이 좋다. 미설명 부호 11은 수신 신호에 포함된 반송 주파수를 차단시키는 감결합(Decoupling) 콘덴서를 나타낸다.
이하에는 전술한 구성을 갖는 본 발명의 단거리 초고주파 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치의 동작에 대해서 상세하게 설명한다.
먼저, 단거리 초고주파 통신 시스템에 있어서는 통신이 반이중 방식으로 이루어지기 때문에 슬레이브 단말 장치가 마스터 안테나(미도시)로부터 방사되는 데이터를 수신할 때에는 증폭기(14)가 증폭을 행하지 않게 되고, 이에 따라 증폭기(14)의 출력 신호의 레벨이 미약한 상태가 된다. 따라서, 고주파 스위쳐(12)가 안테나(15)로부터 포착된 신호를 수신부로 전달할 수 있는 상태, 즉 클로우즈 상태가 되게 된다.
이와는 반대로 슬레이브 단말 장치 측에서 데이터를 송신하는 동안에 증폭기(14)에서는 안테나(15)로부터 수신된 반송파를 증폭함으로써 그 출력이 증가하게 되는데, 이에 따라 고주파 스위쳐(12)가 오픈 상태로 되고, 결과적으로 증폭기(14)의 출력이 수신부에 영향을 미칠 수 없게 된다. 이 상태에서, DBS 믹서(16)는 증폭기(14)에서 증폭된 반송파에 디지털 데이터 송신부(미도시)로부터 제공 받은 DPSK 신호를 혼합하여 변조한 후에 이렇게 변조된 RF 신호를 안테나(15)를 통하여 발사한다. 이렇게 함으로써 마스터 안테나의 송신 출력의 감소시킬 수 있게 되고 나아가 마스터 안테나로 전달되는 신호의 감도를 높일 수 있게 된다.
본 발명의 단거리 초고주파 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다. 예를 들어, 전자식 통행 요금 징수 시스템에 감응하는 차량내 단말기나 주차 관리 시스템에 적용되는 차량내 단말기 등에 양호하게 적용될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 단거리 초고주파 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치에 따르면, 마스터 안테나로부터 수신된 반송파를 재 증폭하여 데이터 송신 시의 반송파로 사용하므로써 마스터 안테나의 감도 및 통신의 정확도를 향상시킬 수가 있다. 또한 마스터 안테나의 송신 출력을 적절하게 감소시킬 수 있기 때문에 근접한 단말 장치와의 통신 간섭을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 무선 신호를 송·수신하는 안테나;
    데이터 송신 시에만 상기 안테나로부터 수신된 반송파를 증폭하는 증폭기;
    상기 증폭기로부터 출력되는 반송파 신호의 레벨에 따라 온 또는 오프되어 입력 신호를 수신 측으로 전달 또는 차단하는 고주파 스위쳐;
    상기 증폭기에 의해 증폭된 반송파를 자체적으로 생성된 DPSK(Digital Phase Shift Keying) 변조 신호와 혼합하여 변조시키는 DBS(Digital Broadcast Satellite) 믹서 및
    상기 DBS 믹서를 동작시키기 위한 바이어스 저항을 포함하여 이루어진 단거리 초고주파 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 증폭기는 저소음 증폭기인 것을 특징으로 하는 초고주파 통신 시스템의 슬레이브 단말 장치.
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