KR100295441B1 - Dual frequency hopping method and apparatus frequency synthesizer - Google Patents

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Abstract

가. 본 발명의 청구범위가 속하는 기술분야end. FIELD OF THE INVENTION The claims of the present invention

주파수 합성기의 주파수 도약방법 및 장치에 관한 것이다.A frequency hopping method and apparatus for a frequency synthesizer.

나. 본 발명이 해결하고자 하는 과제I. Problems to be Solved by the Invention

주파수 합성기의 이중주파수 도약방법 및 장치를 제공함에 있다.A dual frequency hopping method and apparatus for a frequency synthesizer is provided.

다. 본 발명의 기술적 요지All. Technical gist of the present invention

주파수 합성기의 주파수 도약방법에 있어서, 채널의 순차적 증가에 따라 일정 횟수동안 순환적으로 중간국부발진주파수를 소정의 일정 주파수 단위로 도약시키는 중간국부발진주파수 도약과정과, 중간국부발진주파수가 일정 횟수만큼 도약될 때마다 무선국부발진주파수를 소정의 일정 주파수 단위로 도약시키는 무선국부발진주파수 도약과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.In the frequency hopping method of a frequency synthesizer, an intermediate local oscillation frequency hopping process for cyclically leaping the intermediate local oscillation frequency by a predetermined frequency unit for a predetermined number of times as the sequential increase of the channel, and the intermediate local oscillating frequency It is characterized in that it consists of a radio local oscillation frequency hopping process in which the radio local oscillation frequency is hopped by a predetermined frequency unit every time it hops.

라. 본 발명의 중요한 용도la. Important uses of the present invention

무선통신 시스템의 송수신기에 이용한다.It is used for a transceiver of a wireless communication system.

Description

주파수 합성기의 이중주파수 도약방법 및 장치{DUAL FREQUENCY HOPPING METHOD AND APPARATUS FREQUENCY SYNTHESIZER}Dual frequency hopping method and apparatus of frequency synthesizer {DUAL FREQUENCY HOPPING METHOD AND APPARATUS FREQUENCY SYNTHESIZER}

본 발명은 이동통신시스템 무선주파수부의 주파수 합성방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 주파수를 도약시키는 주파수 도약방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a frequency synthesis method and apparatus for a radio frequency unit of a mobile communication system, and more particularly, to a frequency hopping method and apparatus for hopping a frequency.

통상적인 무선통신시스템에서 무선주파수(Radio Frequency: 이하 "RF"라 함) 회로의 주파수합성기에 듀얼(Dual) 위상동기루프(Phase Locked Loop: 이하 "PLL"이라 함)가 내장된 경우, 하나의 PLL은 무선국부발진주파수를 발생하고, 다른 하나의PLL은 중간국부발진주파수를 발생한다. 이 두 주파수는 원하는 반송파(Carrier Frequency: Fc)를 생성시키기 위한 주파수이다.In a typical wireless communication system, when a dual phase locked loop (PLL) is incorporated in a frequency synthesizer of a radio frequency (RF) circuit, a single The PLL generates a radio local oscillation frequency and the other PLL generates an intermediate local oscillation frequency. These two frequencies are frequencies for generating a desired carrier frequency (Fc).

일반적인 주파수 합성기의 경우 기준 발진기(Reference Oscillator),위상검출기(Phase Detector: PD), 루프필터(Loop Filter), 전압제어발진기(Voltage Control Oscillator: VCO), 그리고 프로그래머블 카운터(Programmable Counter: PC)로 구성되어 있다.A typical frequency synthesizer consists of a reference oscillator, a phase detector (PD), a loop filter, a voltage control oscillator (VCO), and a programmable counter (PC). It is.

상기한 듀얼 PLL의 경우, 무선국부발진주파수는 주로 프랙셔널 N카운터(Fractional N Counter)를 사용하고, 중간국부발진주파수는 주로 정수 N카운터(Integer N Counter)를 사용한다. 상기 정수 N카운터의 경우에는 N = P ×B + A(여기서 P,B,A는 모두 정수이며, P>A 임)라는 식이 성립되어 P, B, A 카운터로 구성된다. 그리고 프랙셔널 N카운터의 경우에는 N = P ×B + A + F(여기서 P,B,A는 정수이며, P>A이고, F<1인 분수임)라는 식이 성립되어 P, B, A카운터 이외에 F 카운터(Fractional Counter)가 추가로 구성된다.In the case of the dual PLL, the wireless local oscillation frequency mainly uses a fractional N counter, and the intermediate local oscillation frequency mainly uses an integer N counter. In the case of the constant N counter, the formula N = P × B + A (where P, B, and A are all integers, and P> A) is established and is composed of P, B, and A counters. In the case of fractional N counters, N = P × B + A + F (where P, B, A are integers, P> A, and F <1 is a fraction). In addition, an F counter is additionally configured.

일반적인 듀얼 PLL을 내장한 주파수 합성기의 경우, 주파수분할다중접속(Frequency Division Multiple Access: FDMA) 방식을 채용한다. 상기 FDMA 방식에서의 채널 당 주파수 할당방법을 살펴보면, 정수 N카운터와 프랙셔널 N카운터는 베이스밴드부로부터 제어데이터를 받아 동작한다. 상기 정수 N카운터는 도약하지 않고 항상 일정한 주파수의 중간국부발진주파수를 발생시킨다. 그리고 프랙셔널 N카운터는 채널 별로 일정 주파수 단위로 도약시켜 다르게 발생시킨다. 예를 들면, 위성용 통신시스템 ICO(Intermediate Circular Orbit)의 수신부에서 중간국부발진주파수는 456.0MHz로 일정하고, 무선국부발진주파수가 25kHz씩 증가하게 되어 있다. 송신부의 경우 430.0MHz의 중간국부발진주파수가 1/2 체배되어 215.0MHz가 되어 혼합기(mixer)로 인가되고, (2200 + 0.025 ×n)MHz의 무선국부발진주파수 중 하나(25kHz 단위)가 또 하나의 혼합기 입력으로 인가된다. 이때, 혼합기의 출력은 {(2200 + 0.025 ×n) - 215}MHz = (1985 + 0.025 ×n)MHz의 채널 대역폭이 25kHz인 ICO 송신주파수가 생성된다. 수신부의 경우도 마찬가지로, 456.0MHz의 중간국부발진주파수는 고정되어 있고, 무선국부발진주파수가 25kHz 단위로 변하여 수신부의 혼합기로 인가된다.In general, a frequency synthesizer with dual PLLs employs a frequency division multiple access (FDMA) scheme. Referring to the frequency allocation method per channel in the FDMA scheme, the integer N counter and the fractional N counter operate by receiving control data from the baseband unit. The integer N counter does not jump and always generates an intermediate local oscillation frequency of a constant frequency. And fractional N counters are generated differently by leaping by a certain frequency unit for each channel. For example, in the receiver of the satellite communications system ICO (Intermediate Circular Orbit), the intermediate local oscillation frequency is constant at 456.0 MHz, and the radio local oscillation frequency is increased by 25 kHz. In the case of the transmitter, 430.0 MHz intermediate local oscillation frequency is multiplied by 1/2 to be 215.0 MHz, which is applied to the mixer, and one of the (2200 + 0.025 × n) MHz local oscillation frequencies (in 25 kHz units) is another. Is applied to the mixer input of. At this time, the output of the mixer generates an ICO transmission frequency having a channel bandwidth of 25 kHz of {(2200 + 0.025 × n)-215} MHz = (1985 + 0.025 × n) MHz. Similarly, in the case of the receiver, the intermediate local oscillation frequency of 456.0 MHz is fixed, and the radio local oscillation frequency is changed in units of 25 kHz and applied to the mixer of the receiver.

이와 같이 종래 방식을 사용하여 위성 통신시스템 주파수 플랜을 할 경우, 위성 통신시스템 주파수 대역폭이 25kHz이므로 무선국부발진주파수를 반드시 25kHz 단위로 사용하여야 한다. 이렇게 주파수 플랜을 구현하게 되면 무선주파수용 위상동기루프의 위상검출기의 비교주파수도 25kHz로 되어 모듈러스(modulus) 16이 내장된 프랙셔널 N카운터를 사용하더라도 무선국부발진주파수의 최대 비교주파수가 400kHz(= 25kHz ×16)이다. 이 비교주파수는 시스템 설계 시 락 타임(Lock Time)을 결정하는 중요한 요소로서, 비교주파수가 높을수록 락 타임이 빨라지는 이점이 있다. 일반적으로 위성통신시스템은 1199개의 채널을 가지고, 350㎲의 락 타임을 요구한다. 이렇게 많은 채널을 사용하게 되는 경우에는 더욱 빠른 락 타임이 요구되며 그러기 위해서는 비교주파수가 높을수록 유리하다.When the satellite communication system frequency plan using the conventional method as described above, since the satellite communication system frequency bandwidth is 25 kHz, the radio local oscillation frequency must be used in units of 25 kHz. When the frequency plan is implemented, the comparison frequency of the phase detector of the phase synchronization loop for radio frequency is also 25 kHz. Even when using the fractional N counter with modulus 16, the maximum comparison frequency of the radio local oscillation frequency is 400 kHz (= 25 kHz x 16). This comparison frequency is an important factor in determining lock time in system design. The higher the comparison frequency, the faster the lock time. In general, satellite communication systems have 1199 channels and require 350ms of lock time. In the case of using so many channels, a faster lock time is required, and a higher comparison frequency is advantageous.

이러한 점에서 볼 때 종래 방식은 락 타임을 더 빨리 하고자 할 경우에 그 구현이 불가능한 단점이 있었으며, 이 비교주파수를 설계자가 원하는 주파수 대역으로 원활히 바꿀 수 없는 불편함을 주는 문제점이 있었다. 즉, 위성통신시스템 주파수 플랜으로는 중간국부발진주파수의 주파수가 고정되어 있으므로, 무선국부발진주파수의 비교주파수는 25kHz(mod.16/16), 50kHz(mod.8/16), 100kHz(mod.4/16), 200kHz(mod.2/16), 400kHz(mod.1/16) 등 극히 제한된 주파수만이 가능하게 되는 것이다.In view of this, the conventional method has a disadvantage in that it cannot be implemented when the lock time is to be faster, and there is a problem in that the comparison frequency cannot be smoothly changed to a desired frequency band by the designer. That is, since the frequency of the intermediate local oscillation frequency is fixed in the satellite communication system frequency plan, the comparison frequency of the radio local oscillation frequency is 25 kHz (mod. 16/16), 50 kHz (mod. 8/16), and 100 kHz (mod. Only extremely limited frequencies such as 4/16), 200 kHz (mod. 2/16), and 400 kHz (mod. 1/16) are possible.

그리고 비교주파수는 락 타임뿐만 아니라 위상 잡음(Phase Noise)에도 영향을 주는 문제점이 있었다.In addition, the comparison frequency has a problem that affects not only the lock time but also phase noise.

따라서 본 발명의 목적은 무선주파수 시스템에서 무선주파수의 채널 대역을 넓게 사용할 수 있는 주파수 합성기의 이중주파수 도약방법 및 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a dual frequency hopping method and apparatus for a frequency synthesizer that can widely use a channel band of a radio frequency in a radio frequency system.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 주파수 합성기의 주파수 도약방법에 있어서, 채널의 순차적 증가에 따라 일정 횟수동안 순환적으로 중간국부발진주파수를 소정의 일정 주파수 단위로 도약시키는 중간국부발진주파수 도약과정과, 상기 중간국부발진주파수가 상기 일정 횟수만큼 도약될 때마다 무선국부발진주파수를 소정의 일정 주파수 단위로 도약시키는 무선국부발진주파수 도약과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.In the method of the present invention for achieving the above object, in the frequency hopping method of the frequency synthesizer, the intermediate local oscillation frequency to hop the intermediate local oscillation frequency by a predetermined frequency unit cyclically for a predetermined number of times according to the sequential increase of the channel. It is characterized in that it comprises a hopping process and a radio local oscillation frequency hopping process for leaping the radio local oscillation frequency by a predetermined predetermined frequency unit whenever the intermediate local oscillation frequency is leaped by the predetermined number of times.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 베이스밴드부와, 상기 베이스밴드부의 제어를 받아 동작하고, 소정의 기준주파수를 발생하는 기준주파수 발생기를 가지는 주파수 합성기에 있어서, 상기 기준주파수를 입력받아 중간국부발진주파수를 발생하며, 채널의 순차적 증가에 따라 일정 횟수동안 순환적으로 소정의 저주파수 단위로 상기 중간국부발진주파수를 도약시키는 중간국부발진기와, 상기 기준주파수를 입력받아 무선국부발진주파수를 발진하며, 상기 중간국부발진주파수가 상기 채널의 순차적 증가에 따라 상기 일정 횟수만큼 도약할 때마다 소정의 고주파수 단위로 상기 무선국부발진주파수를 도약시키는 무선국부발진기로 이루어짐을 특징으로 한다.An apparatus of the present invention for achieving the above object is a frequency synthesizer having a baseband unit, a reference frequency generator that operates under the control of the baseband unit, and generates a predetermined reference frequency, the intermediate frequency receiving the reference frequency A local oscillation frequency is generated, and an intermediate local oscillator which leaps the intermediate local oscillation frequency by a predetermined low frequency unit cyclically for a predetermined number of times according to the sequential increase of channels, and receives the reference frequency and oscillates a radio local oscillation frequency. When the intermediate local oscillation frequency jumps the predetermined number of times according to the sequential increase of the channel, a wireless local oscillator is configured to hop the radio local oscillation frequency by a predetermined high frequency unit.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선주파수부의 구성을 나타낸 도면,1 is a view showing a configuration of a radio frequency unit to which the present invention is applied;

도 2는 본 발명이 적용되는 무선주파수부의 주파수 합성부의 상세 구성을 나타낸 도면,2 is a view showing a detailed configuration of the frequency synthesizer of the radio frequency unit to which the present invention is applied;

도 3은 본 발명에 따른 주파수 합성기의 위성통신 주파수 플랜을 나타낸 도면.Figure 3 shows a satellite communication frequency plan of the frequency synthesizer according to the present invention.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선주파수 시스템의 구성도를 나타낸 도면으로서 이하 도 1을 참조하여 설명한다.FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a radio frequency system to which the present invention is applied.

먼저, 수신경로에 대해 설명하면, 듀플렉서 101은 안테나(ANT) 통해 송·수신되는 무선신호를 분리하여 출력한다. 저잡음 증폭기 103은 상기 듀플렉서 101를 통해 무선신호를 입력받고, 상기 무선신호를 저잡음 증폭한다. 제1혼합기 107은 상기 저잡음 증폭된 무선신호를 필터 105를 거쳐 입력받고, 상기 무선신호와 무선국부발진기 142로부터 제1국부발진주파수를 입력받아 혼합하여 중간주파수의 신호를 출력한다. 제1수신대역통과필터 109는 상기 중간주파수를 대역통과필터링한다. 위성통신시스템의 경우, 이때 출력되는 주파수는 215.1~215.0MHz이고, 그 채널 대역폭은 25kHz이다. 상기 제1수신대역통과필터 109에서 출력된 중간주파수 신호는 제1수신증폭기 110에서 증폭되어 제2혼합기 111로 출력된다. 상기 제2혼합기 111은 상기 증폭된 중간주파수 신호와 1/2 분주기 156을 통해 제2국부발진주파수를 입력받아 혼합하여 기저대역신호를 출력한다. 상기 기저대역신호는 위성통신시스템의 경우 13MHz이다. 상기 기저대역신호는 제2수신대역통과필터 113과 제2수신증폭기 115를 통해 인-페이즈/쿼드러쳐 복조기 117로 입력한다. 상기 인-페이즈/쿼드러쳐 복조기 117은 상기 기저대역신호를 인-페이즈 데이터 I와 쿼드러쳐 데이터 Q로 복조하여 베이스밴드부 160로 출력한다.First, the reception path will be described. The duplexer 101 separates and outputs a radio signal transmitted and received through the antenna ANT. The low noise amplifier 103 receives a radio signal through the duplexer 101 and low noise amplifies the radio signal. The first mixer 107 receives the low noise amplified radio signal through the filter 105, receives the first local oscillation frequency from the radio local oscillator 142, mixes the radio signal, and outputs an intermediate frequency signal. The first receive bandpass filter 109 bandpass filters the intermediate frequency. In the case of satellite communication system, the output frequency is 215.1 ~ 215.0MHz, and the channel bandwidth is 25kHz. The intermediate frequency signal output from the first reception bandpass filter 109 is amplified by the first reception amplifier 110 and output to the second mixer 111. The second mixer 111 receives and mixes the amplified intermediate frequency signal and the second local oscillation frequency through the 1/2 divider 156 to output a baseband signal. The baseband signal is 13 MHz in the satellite communication system. The baseband signal is input to the in-phase / quadrature demodulator 117 through the second receive bandpass filter 113 and the second receive amplifier 115. The in-phase / quadrature demodulator 117 demodulates the baseband signal into in-phase data I and quadrature data Q and outputs the baseband signal to the baseband unit 160.

그리고 송신경로에 있어서, 인-페이즈/쿼드러쳐 변조기 119는 베이스밴드부 160로부터 인-페이즈 데이터 I와 쿼드러쳐 데이터 Q를 입력받아 기저대역신호로 변조하며, 1/2 분주기 157을 통해 상기 제2국부발진주파수를 입력받아 중간주파수 신호를 출력한다. 이때, 상기 중간주파수 신호는 215.1~215.0MHz의 범위를 가지며, 채널당 25kHz의 대역폭을 갖는다. 상기 중간주파수 신호는 제1송신증폭기 121에서 증폭되어 제3혼합기 123으로 입력된다. 상기 제3혼합기 123은 상기 제1송신증폭기 121에서 증폭된 중간주파수와 상기 제1국부발진주파수를 입력받아 혼합하여 무선신호를 출력한다. 상기 무선신호의 주파수 범위는 1985.025~2014.975MHz이고, 채널당대역폭은 25kHz이다. 상기 무선신호는 송신대역통과필터 125와, 전력증폭기 127과 필터 129를 거쳐 듀플렉서 101로 입력된다. 상기 무선신호는 듀플렉서 101에서 수신되는 무선신호와 분리되어 안테나 ANT를 통해 송신된다.In the transmission path, the in-phase / quadrature modulator 119 receives the in-phase data I and the quadrature data Q from the baseband unit 160 and modulates them into baseband signals, and modulates the baseband signal through the second divider 157. It receives the local oscillation frequency and outputs the intermediate frequency signal. In this case, the intermediate frequency signal has a range of 215.1 ~ 215.0MHz, and has a bandwidth of 25kHz per channel. The intermediate frequency signal is amplified by the first transmission amplifier 121 and input to the third mixer 123. The third mixer 123 receives a mixture of the intermediate frequency amplified by the first transmission amplifier 121 and the first local oscillation frequency and outputs a radio signal. The frequency range of the radio signal is 1985.025 ~ 2014.975MHz, the bandwidth per channel is 25kHz. The radio signal is input to the duplexer 101 through the transmission band pass filter 125, the power amplifier 127 and the filter 129. The radio signal is separated from the radio signal received by the duplexer 101 and transmitted through the antenna ANT.

주파수 합성부 140은 소정의 제어를 받아 상기 제1국부발진주파수인 무선국부발진주파수를 생성하여 상기 제1혼합기 107과 제3혼합기 123으로 출력하고, 제2국부발진주파수인 중간국부발진주파수를 생성하여 1/2 분주기 156을 통해서 상기 제2혼합기 111로 출력함과 아울러 1/2 분주기 157을 통해서 인-페이즈/쿼드러쳐 변조기 119로 출력한다.The frequency synthesizer 140 generates a wireless local oscillation frequency that is the first local oscillation frequency and outputs the first local oscillation frequency to the first mixer 107 and the third mixer 123 and generates an intermediate local oscillation frequency that is the second local oscillation frequency. The second mixer 111 outputs the second mixer 111 through the 1/2 divider 156 and outputs the in-phase / quadrature modulator 119 through the 1/2 divider 157.

베이스밴드부 160은 상기 수신경로의 인-페이즈/쿼드러쳐 복조기 117을 통해 입력되는 인-페이즈 데이터 I와 쿼드러쳐 데이터 Q를 입력받고, 송신할 인-페이즈 데이터 I와 쿼드러쳐 데이터 Q를 상기 인-페이즈/쿼드러쳐 변조기 119로 출력한다. 특히 상기 베이스밴드부 160은 상기 주파수 합성부 140의 국부발진주파수를 결정하기 위한 24비트의 제어신호를 상기 주파수 합성부 140으로 출력한다.The baseband unit 160 receives in-phase data I and quadrature data Q, which are input through the in-phase / quadrature demodulator 117 of the reception path, and transmits the in-phase data I and quadrature data Q to be transmitted. Output to phase / quadrature modulator 119. In particular, the baseband unit 160 outputs a 24-bit control signal for determining the local oscillation frequency of the frequency synthesizer 140 to the frequency synthesizer 140.

상기 주파수 합성부 140은 소정의 기준주파수를 발생하는 VCTCXO(Voltage Controled Temperature Compensated Crystal Oscillator)인 기준주파수 발생기 141과, 상기 기준주파수를 입력받아 분주하고, 채널의 순차적 증가에 따라 소정의 저주파수 단위로 중간국부발진주파수를 도약시키는 중간국부발진기 149와, 상기 기준주파수를 입력받아 분주하고, 상기 중간국부발진주파수가 상기 채널의 순차적 증가에 따라 일정 횟수 도약하면 소정의 고주파수 단위로 무선국부발진주파수를 도약시키는 무선국부발진기 142로 구성된다.The frequency synthesizing unit 140 receives and divides the reference frequency generator 141, which is a VCTCXO (Voltage Controlled Temperature Compensated Crystal Oscillator) generating the predetermined reference frequency, and receives the reference frequency, and in the predetermined low frequency unit according to the sequential increase of the channel. The intermediate local oscillator 149 for leaping the local oscillation frequency and the reference frequency are input and divided, and when the intermediate local oscillation frequency leaps a predetermined number of times according to the sequential increase of the channel, the radio local oscillation frequency is hopped by a predetermined high frequency unit. Wireless local oscillator 142.

도 2는 상기 주파수 합성부 140의 상세 도면이다. 이하 도 2를 참조하여 더 구체적으로 설명하면, 상기 무선국부발진기 142는 제1분주기인 1/R1 분주기 143과, 제1위상검출기 145와, 제1루프필터 146과 고주파 전압제어발진기 147과 제1프로그래머블 카운터 148로 구성된다. 상기 제1분주기 143은 상기 기준주파수를 1/R1로 분주하여 출력한다. 상기 제1분주기 143는 위성통신시스템의 경우, 상기 R1은 13이다. 고주파 전압제어발진기 147은 제1루프 필터 146의 출력을 입력받아 무선주파수 대의 무선국부발진주파수를 발진한다. 이때 발진되는 주파수 범위는 송신 시 2200.125~2230.0MHz이고, 수신 시 2385.125~2415.0MHz이다. 상기 제1프로그래머블 카운터 148은 프랙셔널 N카운터로서, 상기 베이스밴드부 160의 제어를 받아 상기 발진된 주파수를 입력받아 125kHz의 스텝(Step)으로 분주시켜 출력한다. 제1루프필터 146은 제1위상검출기 145의 출력 신호를 저역통과필터링하여 고주파 전압제어발진기 147로 출력한다. 제1위상검출기 145는 상기 제1분주기 143에서 출력된 신호의 위상과 상기 제1프로그래머블 카운터 148에서 출력된 신호의 위상 차를 검출하여 상기 제1루프필터 146로 출력한다.2 is a detailed view of the frequency synthesizer 140. Hereinafter, the wireless local oscillator 142 includes the 1 / R1 divider 143, the first phase detector 145, the first loop filter 146, the high frequency voltage controlled oscillator 147, and the like. And a first programmable counter 148. The first divider 143 divides the reference frequency into 1 / R1 and outputs the divided frequency. The first divider 143 is 13 in the case of a satellite communication system. The high frequency voltage controlled oscillator 147 receives the output of the first loop filter 146 and oscillates the radio local oscillation frequency in the radio frequency band. At this time, the oscillation frequency range is 2200.125 ~ 2230.0MHz when transmitting and 2385.125 ~ 2415.0MHz when receiving. The first programmable counter 148 is a fractional N counter. The first programmable counter 148 receives the oscillated frequency under the control of the baseband unit 160 and divides the oscillated frequency into 125 kHz steps. The first loop filter 146 low-pass filters the output signal of the first phase detector 145 and outputs it to the high frequency voltage controlled oscillator 147. The first phase detector 145 detects a phase difference between a signal output from the first divider 143 and a signal output from the first programmable counter 148 and outputs the phase difference to the first loop filter 146.

그리고 상기 중간국부발진기 149는 제2분주기인 1/R2 분주기 150과, 제2위상검출기 151과, 제2루프필터 152와, 중간주파 전압제어발진기 153과 제2프로그래머블카운터 154로 이루어진다.The intermediate local oscillator 149 includes a 1 / R2 divider 150 that is a second divider, a second phase detector 151, a second loop filter 152, an intermediate frequency voltage controlled oscillator 153, and a second programmable counter 154.

상기 제2분주기 150은 상기 기준주파수를 1/R2로 분주하여 출력한다. 위성통신시스템의 경우 상기 R2는 260이다. 중간주파 전압제어발진기 153은 제2루프필터 152의 출력을 입력받아 중간주파수 대의 중간국부발진주파수를 발진한다. 제2프로그래머블 카운터 154는 상기 중간주파 전압제어발진기 153에서 발진된 주파수를 입력받고, 상기 베이스밴드부 160의 제어를 받아 50kHz의 스텝으로 분주시킨다. 제2루프필터 152는 제2위상검출기 151의 출력 신호를 저역통과필터링하여 상기 중간주파 전압제어발진기 153로 출력한다. 제2위상검출기 151은 상기 제2분주기 150에서 출력된 신호의 위상과 상기 제2프로그래머블 카운터 154에서 출력된 신호의 위상 차를 검출하여 상기 제2루프필터 152로 출력한다.The second divider 150 divides the reference frequency into 1 / R2 and outputs the divided frequency. In the case of a satellite communication system, R2 is 260. The intermediate frequency voltage controlled oscillator 153 receives the output of the second loop filter 152 and oscillates the intermediate local oscillation frequency of the intermediate frequency band. The second programmable counter 154 receives the frequency oscillated by the intermediate frequency voltage controlled oscillator 153 and divides it in steps of 50 kHz under the control of the baseband unit 160. The second loop filter 152 low-pass filters the output signal of the second phase detector 151 and outputs it to the intermediate frequency voltage controlled oscillator 153. The second phase detector 151 detects a phase difference between a signal output from the second divider 150 and a signal output from the second programmable counter 154 and outputs the phase difference to the second loop filter 152.

일 예로, 송신 1번 채널(TX Ch.1)의 경우를 예를 들어 설명하면, 무선국부발진기 142에 있어서, 13MHz 주파수가 기준주파수 발생기 141에서 발진한 후 제1분주기 143에서 1/13으로 분주되어 1MHz가 되어 제1위상검출기 145에 인가되고, 다른 한편으로 고주파 전압제어발진기 147에서 2200.125MHz의 주파수가 발진하여 제1프로그래머블 카운터 148에서 1/2200.125 분주되어 1MHz의 주파수가 상기 제1위상검출기 145의 다른 한 입력으로 인가된다. 제1위상검출기 145에서 상기 두 주파수(1MHz)가 비교되어 동일한 주파수로서 위상 차가 없을 경우에 한해 고주파 전압제어발진기 147로부터 2200.125MHz의 무선국부발진주파수가 출력된다.As an example, the transmission channel 1 (TX Ch.1) will be described as an example. In the wireless local oscillator 142, after the 13 MHz frequency oscillates in the reference frequency generator 141, the first divider 143 to 1/13 is used. The frequency is divided into 1 MHz and applied to the first phase detector 145. On the other hand, a frequency of 2200.125 MHz is oscillated in the high frequency voltage controlled oscillator 147, and 1 / 2200.125 is divided in the first programmable counter 148, so that the frequency of 1 MHz is detected in the first phase detector. It is applied to the other input of 145. The first phase detector 145 compares the two frequencies (1 MHz) and outputs a wireless local oscillation frequency of 2200.125 MHz from the high frequency voltage controlled oscillator 147 only when there is no phase difference as the same frequency.

그리고 중간국부발진기 149에 있어서는, 13MHz의 기준주파수가 제2분주기 150에서 1/260으로 분주되어 50kHz가 되어 제2위상검출기 151로 인가되고, 중간주파 전압제어발진기 153에서 발진한 430.2MHz의 주파수는 제2프로그래머블 카운터 154에서 1/8604로 분주되어 역시 50kHz가 되어 제2위상검출기 151로 인가된다. 상기 제2위상검출기 151에서 상기 두 신호의 위상 차가 없을 경우에 중간주파 전압제어발진기 153로부터 430.2MHz의 송신 중간국부발진주파수가 출력된다.In the intermediate local oscillator 149, the reference frequency of 13 MHz is divided into 1/260 from the second divider 150 to 50 kHz, which is applied to the second phase detector 151, and the frequency of 430.2 MHz oscillated by the intermediate frequency voltage controlled oscillator 153. Is divided into 1/8604 at the second programmable counter 154, which is also 50 kHz, and is applied to the second phase detector 151. When there is no phase difference between the two signals in the second phase detector 151, a transmission intermediate local oscillation frequency of 430.2 MHz is output from the intermediate frequency voltage controlled oscillator 153.

또한 수신의 경우에도 주파수만 달라질 뿐이고 상기한 바와 동일하게 동작한다.In addition, in case of reception, only the frequency varies and operates as described above.

한편 본 발명에 따른 무선국부발진주파수 및 중간국부발진주파수의 도약방식으로, 송신의 경우, 송신 중간국부발진주파수가 채널에 따라 변하는 것을 보면, 430.200MHz →430.150MHz →430.100MHz →430.050MHz →430.000MHz →430.200MHz(순환)...으로 50kHz의 스텝으로 5번째 채널까지 변한 다음, 6번째 채널에서 다시 1번째 채널과 같은 주파수로 순환하는 것을 도 3에서 볼 수 있다. 그리고 송신 무선국부발진주파수는 중간국부발진주파수가 변하는 5번째 채널까지는 변하지 않고 2200.125MHz를 그대로 유지하다가, 6번째 채널에서 125kHz 스텝으로 도약하여 2200.250MHz로 되는 것을 볼 수 있다. 이러한 주파수 도약 방식은 수신부에서도 주파수 값들만 약간 다를 뿐 도약방식은 동일하다.On the other hand, as a hopping method of the radio local oscillation frequency and the intermediate local oscillation frequency according to the present invention, in the case of transmission, the transmission intermediate local oscillation frequency changes according to the channel, 430.200MHz → 430.150MHz → 430.100MHz → 430.050MHz → 430.000MHz → 430.200 MHz (cyclic) ... in the 50 kHz step changes to the fifth channel, then the sixth channel to cycle to the same frequency as the first channel can be seen in Figure 3. In addition, the transmission local oscillation frequency remains unchanged until the fifth channel where the intermediate local oscillation frequency changes and remains 2200.125 MHz, and then jumps to 125 kHz steps in the sixth channel to reach 2200.250 MHz. In the frequency hopping method, the hopping method is the same in the receiving unit, but only slightly different frequency values.

상기 설명한 도 1, 도 2, 도 3의 무선국부발진주파수 및 중간국부발진주파수, 그리고 스텝 사이즈(125kHz 및 25kHz)의 값은 시스템 설계자의 필요에 따라 변화시킬 수 있으며, 특히 PLL의 비교주파수는 종래에 비해 높게 할 수 있다. 상기 회로의 예에서 든 위성통신시스템 무선주파수 회로의 경우 8모듈러스-프랙셔널 N카운터를 사용한다고 가정하면, 종래에는 전술한 바와 같이 무선국부발진주파수의 비교주파수가 최고 200kHz까지 가능하지만 본 발명에 있어서는 상술한 바와 같이 무선국부발진주파수의 비교주파수가 1MHz까지도 가능하다.The values of the wireless local oscillation frequency, the intermediate local oscillation frequency, and the step size (125 kHz and 25 kHz) of FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 3 described above can be changed as required by the system designer. It can be higher than. In the case of the satellite communication system radio frequency circuit in the example of the above circuit, assuming that 8 modulus-fractional N counters are used, the comparison frequency of the radio local oscillation frequency can be up to 200 kHz as described above. As described above, the comparison frequency of the wireless local oscillation frequency may be up to 1 MHz.

상기한 바와 같이 본 발명은 무선주파수 시스템에서 중간국부발진주파수와 무선국부발진주파수를 모두 도약시킴으로써, 빠른 락 타임을 제공할 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention has the advantage of providing a fast lock time by leaping both the intermediate local oscillation frequency and the radio local oscillation frequency in a radio frequency system.

그리고 무선국부발진기의 위상검출기에서 비교주파수의 선택을 기존의 방식보다 다양하게 제공하여 그 시스템에 가장 적절한 비교주파수를 선택할 수 있게 함으로써 주파수 플랜을 효율적으로 할 수 있는 이점이 있다.In addition, the phase detector of the wireless local oscillator provides a variety of selection of the comparison frequency than the conventional method, thereby making it possible to select the most suitable comparison frequency for the system, thereby making the frequency plan more efficient.

Claims (4)

주파수 합성기의 주파수 도약방법에 있어서,In the frequency hopping method of the frequency synthesizer, 채널의 순차적 증가에 따라 일정 횟수동안 순환적으로 중간국부발진주파수를 소정의 일정 주파수 단위로 도약시키는 중간국부발진주파수 도약과정과,An intermediate local oscillation frequency hopping process in which the intermediate local oscillation frequency is cyclically hopped by a predetermined frequency unit for a predetermined number of times according to the sequential increase of the channel; 상기 중간국부발진주파수가 상기 일정 횟수만큼 도약될 때마다 무선국부발진주파수를 소정의 일정 주파수 단위로 도약시키는 무선국부발진주파수 도약과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.And whenever the intermediate local oscillation frequency is leaped by the predetermined number of times, the wireless local oscillation frequency is hopped by a predetermined frequency unit. 베이스밴드부와, 상기 베이스밴드부의 제어를 받아 동작하고, 소정의 기준주파수를 발생하는 기준주파수 발생기를 가지는 주파수 합성기에 있어서,In the frequency synthesizer having a baseband unit and a reference frequency generator that operates under the control of the baseband unit, and generates a predetermined reference frequency, 상기 기준주파수를 입력받아 중간국부발진주파수를 발생하며, 채널의 순차적 증가에 따라 일정 횟수동안 순환적으로 소정의 저주파수 단위로 상기 중간국부발진주파수를 도약시키는 중간국부발진기와,An intermediate local oscillation frequency receiving the reference frequency and generating an intermediate local oscillation frequency, the intermediate local oscillation frequency cyclically leaping the intermediate local oscillation frequency for a predetermined number of times according to a sequential increase of channels; 상기 기준주파수를 입력받아 무선국부발진주파수를 발진하며, 상기 중간국부발진주파수가 상기 채널의 순차적 증가에 따라 상기 일정 횟수만큼 도약할 때마다 소정의 고주파수 단위로 상기 무선국부발진주파수를 도약시키는 무선국부발진기로 이루어짐을 특징으로 하는 주파수 합성기의 이중주파수 도약장치.A radio station that receives the reference frequency and oscillates a radio local oscillation frequency, and hops the radio local oscillation frequency by a predetermined high frequency unit whenever the intermediate local oscillation frequency jumps the predetermined number of times with the sequential increase of the channel. Dual frequency hopping device of the frequency synthesizer, characterized in that consisting of an oscillator. 제2항에 있어서, 상기 중간국부발진기가,The method of claim 2, wherein the intermediate local oscillator, 상기 기준주파수를 소정의 분주비로 분주하여 출력하는 분주기와,A divider for dividing and outputting the reference frequency at a predetermined division ratio; 상기 중간국부발진주파수를 발진하는 중간주파 전압제어발진기와,An intermediate frequency voltage controlled oscillator oscillating the intermediate local oscillation frequency; 상기 발진된 주파수를 입력받고, 상기 베이스밴드부의 제어를 받아 상기 발진된 주파수를 분주시켜 출력하는 프로그래머블 카운터와,A programmable counter that receives the oscillated frequency and divides and outputs the oscillated frequency under the control of the baseband unit; 입력 신호를 저역통과필터링하여 상기 중간주파 전압제어발진기로 출력하는 루프필터와,A loop filter for low pass filtering the input signal and outputting the filtered signal to the intermediate frequency voltage controlled oscillator; 상기 분주기에서 출력된 신호의 위상과 상기 프로그래머블 카운터에서 출력된 신호의 위상 차를 검출하여 상기 루프필터를 통해 상기 중간주파 전압제어발진기로 출력하는 위상검출기로 이루어짐을 특징으로 하는 주파수 합성기의 이중주파수 도약장치.Dual frequency of the frequency synthesizer characterized in that the phase detector for detecting the phase difference between the signal output from the frequency divider and the signal output from the programmable counter and outputs the phase frequency control oscillator through the loop filter. Hopping device. 제2항에 있어서, 상기 무선국부발진기가,The wireless local oscillator of claim 2, 상기 기준주파수를 소정의 분주비로 분주하여 출력하는 분주기와,A divider for dividing and outputting the reference frequency at a predetermined division ratio; 상기 무선국부발진주파수를 발진하는 고주파 전압제어발진기와,A high frequency voltage controlled oscillator oscillating the wireless local oscillation frequency; 상기 발진된 주파수를 입력받아 분주시켜 출력하는 프로그래머블 카운터와,A programmable counter for receiving the divided frequency and outputting the divided frequency; 입력 신호를 저역통과필터링하여 상기 고주파 전압제어발진기에 출력하는 루프필터와,A loop filter for low pass filtering an input signal and outputting the high frequency voltage controlled oscillator; 상기 분주기에서 출력된 신호의 위상과 상기 프로그래머블 카운터에서 출력된 신호의 위상 차를 검출하여 상기 루프필터로 출력하는 위상검출기로 이루어짐을 특징으로 하는 주파수 합성기의 이중주파수 도약장치.And a phase detector for detecting a phase difference between a signal output from the frequency divider and a signal output from the programmable counter and outputting the phase detector to the loop filter.
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