KR100470255B1 - 디지털 송신기 시스템 및 방법 - Google Patents

디지털 송신기 시스템 및 방법 Download PDF

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KR100470255B1 KR10-2002-0006978A KR20020006978A KR100470255B1 KR 100470255 B1 KR100470255 B1 KR 100470255B1 KR 20020006978 A KR20020006978 A KR 20020006978A KR 100470255 B1 KR100470255 B1 KR 100470255B1
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Abstract

디지털 송신기는 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 이용하여 디지털 신호를 아날로그 형태로 변환하고 송신 주파수에서 아날로그 신호를 제공하기 위해 DAC로부터 생성된 아날로그 신호 영상을 이용하며, 또는 송신을 위한 아날로그 신호들을 생성하기 위해 투사된 아날로그 신호 영상을 이용한다. 상기 디지털 송신기는 소망하는 주파수/주파수들의 아날로그 신호들을 생성하기 위해 DAC의 출력에서 저역 통과 필터를 이용하여 아날로그 신호 영상들을 제거하기보다는 오히려, DAC로부터의 아날로그 신호 영상들을 이용한다. DAC 및/또는 디지털 신호 주파수/주파수들에 대한 변환 비율을 설정 및/또는 조절함으로써, DAC로부터 생성된 아날로그 신호 영상들은 소망의 주파수 대역(들) 내에 배치될 수 있다. 예를 들면, 디지털 송신기는 DAC에 대해 1/2 변환 비율로서 규정된 변환 대역폭의 비겹침 부분들 내에 디지털 신호들을 배치할 수 있다. 디지털 신호들이 아날로그 형태로 변환될 때, DAC는, 아날로그 신호 영상들이 증폭 및 송신을 위한 적절한 주파수 대역(들)에서 생성되도록, 1/2 변환 비율의 배수로 주기적으로 반복된 아날로그 신호 영상들을 생성한다.

Description

디지털 송신기 시스템 및 방법{Digital transmitter system and method}
발명의 배경
1. 발명의 분야
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 특히 무선 통신 시스템을 위한 디지털 송신기 아키텍쳐(digital transmitter architecture)에 관한 것이다.
2. 관련 기술의 설명
무선 통신 시스템의 서비스 영역은 접속되는 셀들로 알려진 복수의 서비스 영역들로 분할되어 있으며, 무선 유닛들은 상기 셀들을 서브하는 기지국(BS;Base station)과 무선 링크들을 통해 통신한다. 기지국은 서비스 영역 도처에 산재된 복수의 기지국들에 연결된, 예를 들면 이동 교환국(MSC; Mobile Switching Center)을 통해 지상 네트워크(land network)에 결합된다. 무선 통신 산업에서, 서비스 제공자들은 2 또는 그 이상의 비인접(non-contiguous) 및 분리된 주파수 대역들을 RF 통신 채널들의 무선 송신 및 수신용으로 이용하도록 종종 허가된다. 예를 들면, 미국에서는, 셀룰러 통신을 위한 "A" 대역 제공자에 대한 기지국은 A(825-835MHz), A'(845-846.5MHz) 및 A"(824-825MHz) 대역들 내의 주파수 채널들로 수신하고, A(870-880MHz), A'(890-891.5MHz) 및 A"(869-870MHz) 대역들 내의 주파수 채널들로 송신한다. B 대역 제공자에 대한 기지국은 B(835-845MHz), B'(846.5-849MHz) 주파수 대역들 내의 주파수 채널들로 수신하고, B(880-890MHz) 및 B'(891.5-894MHz) 주파수 대역들 내의 주파수 채널들로 전송한다. 또한, 개인 통신 시스템(PCS;Personal Communication Systems)에 대한 기지국은 무선 유닛들로부터 PCS 대역(1850MHz-1910MHz)의 하나 또는 그 이상의 블록들 상의 주파수 채널들로 수신할 수 있고, PCS 대역(1930=1990MHz)의 하나 또는 그 이상의 블록들 상의 주파수 채널들로 송신할 수 있다.
전형적인 송신기 아키텍쳐에서, 기저대역 정보 신호들(baseband information signals)은 신호 처리 유닛들(SPUs;signal processing units)에 제공된 디지털 신호들이다. 상기 SPUs는 기저대역 디지털 신호들을 취하고, 상기 디지털 신호들에 대해, 엔코딩, 에러 검출 처리, 비트 인터리빙(bit interleaving) 및 디지털 위상(I) 및 직교(Q) 변조를 행한다. 결과적인 디지털(I/Q) 변조된 중간 주파수(IF;intermediate frequency) 신호들은 서로 더해져서, 디지털-아날로그 변환기(DAC;digital to analog converter)에 공급된다. DAC는 디지털 IF신호들을, 아날로그 혼합기들을 이용하여 적절한 주파수 대역들에서 송신을 위한 아날로그 무선 주파수(RF) 신호들로 높게 변환된(upconverted) 주파수인, 아날로그 IF신호들로 변환한다. 비인접 주파수 대역들 내에서 신호들을 동시에 처리하고 송신하기 위한 공통 송신기(common transmitter)는 시스템 하드웨어 단가를 감소시킬 수 있다.
현재, 송신 시스템들은, 디지털-아날로그 변환 처리의 결과로서 DAC에 의해 더 높은 주파수들에서 생성된 아날로그 IF 신호들의 주기적인 영상들을 제거하기 위해, 아날로그 저역 통과 필터(analog low pass filter)를 갖는다. 디지털 IF 스펙트럼이 DAC에 의해 변환 비율(conversion rate)로 아날로그 영역으로 변환될 때, 신호 대역폭은 1/2 변환 주파수의 배수들로 주기적으로 회전 또는 겹치게 된다. 그래서, 신호 대역폭의 복사 및 복제(반사)(mirror) 영상들은 DAC의 변환 비율에 대응하는 주파수 간격들로 주기적으로 반복된다.
예를 들면, 도 1은 DAC에 대한 아날로그 필터 요구들을 도시하는데, 여기서, 기본 아날로그 출력 주파수 f0= 10MHz 이며, 이는 10MHz의 디지털 입력 주파수에 대응하고, 변환 비율은 초당 30 메가워드(megawords)(Mwps) 또는 초당 30 메가샘플(megasamples)(Msps)이며, 이는 상단 그래프 상의 30MHz의 변화 주파수와 동일하고, 60Mwps 또는 60Msps 의 변환 비율은 하단 그래프 상의 60MHz의 변환 주파수와 동일하다. DAC는 10MHz 디지털 신호를 10MHz에서 기본 아날로그 신호 영상(12a)으로 변환한다. 30MHz의 변환 비율로, DAC는 기본 아날로그 신호(12a)의 20MHz에서의 복제 영상(14a)을 출력한다. 신호 대역폭 및 이 신호 대역폭의 복제 영상들이 변환 비율에 대응하는 주파수 간격들로 주기적으로 반복되기 때문에, 아날로그 신호의 복사 영상(12b)은 40MHz에서 생성되고, 복제 영상(14b)은 70MHz에서의 복사 영상(12c)과 80MHz에서의 복제 영상(14c)과 함께 50MHz에서 생성된다. 30MHz의 변환 비율과 함께 DAC에 대해, 현재 실제 설계는, 적절한 송신용 RF 주파수로의 상향 변환(upconversion)을 위한 기본 10MHz 아날로그 신호 영상을 남기면서, DAC의 출력으로부터 임의의 영상들(12b-c, 14a-c 등)을 제거하기 위해 아날로그 대역 통과 필터를 이용한다.
60MHz(또는 60Msps 또는 60Mwps)의 변환 비율로, DAC는 50MHz에서 복제 영상(18a)과 함께 기본 10MHz 아날로그 신호 영상(16a)을 출력한다. 신호 대역폭 및 이 신호 대역폭의 복제 영상들이 변환 비율에 대응하는 주파수 간격들로 주기적으로 반복하기 때문에, 아날로그 신호의 복사 영상(16b)은 70MHz에서 생성되고, 복제 영상(18b)은 110MHz에서 생성된다. 상술한 바와 같이, 현재 실제 설계는, 적절한 송신용 RF 주파수로의 상향 변환을 위한 기본 10MHz 아날로그 신호 영상을 남기면서, DAC의 출력으로부터 임의의 영상들(16a,18a,18b)을 제거하기 위해 아날로그 저역 통과 필터(LPF)를 이용한다.
기술이 개선됨에 따라, DACs에 대한 변화 비율이 증가된다. 그러나, 현재 송신기 아키텍쳐들은 잠재적인 비용절감 및 DACs에 의해 제공될 수 있는 호환성을 이용할 수 없다.
발명의 요약
본 발명은 디지털-아날로그 변환기(DAC;digital to analog converter)를 이용하여 디지털 신호를 아날로그 형태로 변환하는 디지털 송신기(digital transmitter)에 관한 것으로, 송신 주파수에서 아날로그 신호를 제공하기 위해 DAC로부터 생성된 아날로그 신호 영상(analog signal image)을 이용하고, 또는 송신용 아날로그 신호를 생성하기 위해 투사된 아날로그 신호 영상(projected analog signal image)을 이용한다. DAC의 출력에서 저역 통과 필터(low pass filter)로 아날로그 신호 영상들을 제거하고, 또는 주파수 변환(frequency conversion)을 위해 아날로그 혼합기들(analog mixers) 및 아날로그 신호 영상들을 이용하는 것보다는 오히려, 디지털 송신기는 소망의 주파수/주파수들로 아날로그 신호들을 생성하도록 DAC로부터의 아날로그 신호 영상들을 이용한다. 디지털 신호 주파수/주파수들 및/또는 DAC에 대한 변환 비율을 설정 및/또는 조절함으로써, DAC로부터 생성된 아날로그 신호 영상들은 소망의 주파수 대역(들)내에 위치될 수 있다. 예를 들면, 디지털 송신기는 DAC에 대한 1/2 변환 비율로서 규정된 변환 대역폭의 비겹침 영역들(non-overlapping portions)내에 디지털 신호들을 위치시킬 수 있다. 디지털 신호들이 아날로그 형태로 변환될 때, DAC는 1/2의 변환 비율의 배수로 주기적으로 반복되는 아날로그 신호 영상들을 생성하여, 아날로그 신호 영상들을 증폭 및 송신을 위한 적절한 주파수 대역(들)에서 생성한다.
본 발명의 다른 면들과 장점들은 후술될 상세한 설명과 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 명확하게 설명될 것이다.
도 1은 DACs의 출력으로부터 아날로그 신호 영상들을 어떻게 필터링하는지 종래 기술이 가르치는 방법을 도시하는 일반적인 그래프.
도 2a는 본 발명의 원리들에 따른 송신기의 일 실시예의 일반적인 블록 다이어그램.
도 2b는 도 2a의 송신기에 대한 DAC의 출력의 그래프.
도 3은 본 발명의 원리들에 따라 아날로그 형태로 변환되고 송신될 예시적인 디지털 신호들의 주파수 영역 그래프를 도시하는 도면.
도 4는 50MHz의 변환 주파수를 이용하여, 도 3의 디지털 신호들을 아날로그 형태로 변환한 결과에 의한 DAC의 출력에서 0 내지 50MHz 범위에 있는 아날로그 신호 영상들을 도시하는 도면.
도 5는 50MHz의 변환 주파수를 이용하여, 도 3의 디지털 신호들을 아날로그 형태로 변환한 결과에 의한 DAC의 출력에서 0 내지 100MHz 범위에 있는 아날로그 신호 영상들을 도시하는 도면.
도 6은 50MHz의 변환 주파수를 이용하여, 도 3의 디지털 신호들을 아날로그 형태로 변환한 결과에 의한 DAC의 출력에서 450 내지 550MHz 범위에 있는 아날로그 신호 영상들을 도시하는 도면.
도 7은 50MHz의 변환 주파수를 이용하여, 도 3의 디지털 신호들을 아날로그 형태로 변환한 결과에 의한 DAC의 출력에서 0 내지 700MHz 범위에 있는 아날로그 신호 영상들을 도시하는 도면.
도 8은 600MHz의 변환 주파수를 이용하여, 예를 들면, PCS, 셀룰러 및 FM 디지털 신호들을 아날로그 형태로 변환한 결과에 의한 DAC의 출력에서 0 내지 2400MHz 범위에 있는 아날로그 신호 영상들을 도시하는 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20: 송신기 22: DAC(디지털-아날로그 변환기)
30: 결합 네트워크 60,62: 기본 아날로그 신호 영상들
상세한 설명
이하, 디지털 신호(들)를 아날로그 형태로 변환하는 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 가지며, 송신용 아날로그 신호(들)를 생성하는 결과적인 아날로그 신호 영상(들)을 이용하는, 디지털 송신기 시스템에 대한 예시적인 실시예들이 설명될 것이다. 도 2a는 적어도 하나의 디지털 신호를 수신하는 DAC(22)를 포함하는 디지털 송신기(20)를 도시한다. DAC(22)는 변환 비율(conversion rate; fc)로 디지털 신호 스펙트럼(digital signal spectrum)을 변환한다. DAC에 대한 변환 비율(fc)은 1/2의 변환 비율에서 0 Hz로부터의 변환 대역폭이 디지털 신호(들)의 대역폭을 포함하도록 선택된다. 변환 비율이 높으면 높을수록, 변환 대역폭은 더 넓어진다. 디지털 신호 대역폭이 1/2의 변환 대역폭 보다 큰 경우, 투사된 영상들 간의 원치 않는 겹침(overlapping)이 발생할 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, DAC는 1/2의 변환 비율과 같은 변환 대역폭 내에 주파수들F1 내지 FN까지의 디지털 신호들을 포함하는 변환 비율(fc)을 이용하여 디지털 신호들(F1-FN)을 변환한다. 변환 비율(fc)에서 디지털 스펙트럼을 아날로그 형태로 변환함에 있어서, 기본 아날로그 영상(24)의 변환 대역폭은, 복제된 제 1의 투사된 아날로그 영상(26a), 복사의 제 2의 투사된 아날로그 영상(26b) 및 아날로그 신호들(F1-FN)을 포함하는 기본 영상(24)의 복제된 제 3의 투사된 아날로그 영상(26c)을 생성하기 위해, 1/2의 변환 주파수(fc)의 배수로 주기적으로 회전 또는 겹치게 된다. 아날로그 영상은, 1/2 변환 비율로 디지털 스펙트럼을 아날로그 형태로 변환함으로써, 0 Hz로부터 1/2의 변환 비율까지 생성된 기본 아날로그 영상이라 칭할 수 있을 뿐만 아니라 그 기본 아날로그 영상의 임의의 투사된 복사 또는 복제된 아날로그 영상들이라고 칭할 수 있다. 아날로그 신호 영상은 기본 아날로그 신호 영상들뿐만 아니라, 아날로그 형태로 디지털 신호 스펙트럼 내의 특정 디지털 신호(들)를 변환한 결과에 의한, 기본 아날로그 신호 영상의 대응하는 투사된 아날로그 신호 영상들이라 칭할 수 있다.
변환 비율 및/또는 디지털 신호 주파수들을 설정함으로써, 변환된 디지털 신호들은 디지털 신호들이 아날로그 형태로 변환될 때, 그 아날로그 신호 영상이 소망의 주파수에 떨어지도록, 주파수들에 위치될 수 있다. 기본 아날로그 신호 영상이 소망의 송신 주파수에 있을 때, 기본 아날로그 신호 영상은 아날로그 영역에서 주파수 변환 없이 소망의 송신 주파수에서 직접 증폭되고 송신될 수 있다. 기본 아날로그 신호 영상이 소망의 송신 주파수에 있지 않을 때, 디지털 송신기는, 송신을 위해 소망의 아날로그 신호를 생성하기 위해 기본 아날로그 신호 영상으로부터 투사되는, 후속하는 아날로그 신호 영상들을 이용할 수 있다. 그래서, 기본 아날로그 신호 영상으로부터 아날로그 신호 영상들을 필터링하기 보다는, 소망의 송신 주파수에 떨어지는 투사된 아날로그 신호 영상은 직접 증폭 및 송신될 수 있다. 투사된 아날로그 신호 영상은 또한, 중간 주파수로 변환된 주파수가 될 수 있는 중간 주파수(IF) 또는 결과적으로 증폭 및 송신을 위한 송신 주파수에 있을 수 있다. 소망의 중간 주파수에 투사된 아날로그 신호 영상을 이용함으로써, 주파수 변환 상태들의 수가 감소될 수 있다. 투사된 아날로그 신호 영상들은 기본 아날로그 신호 영상의 복사 또는 복제 영상으로 불린다. 따라서, 디지털 송신기는 아날로그 영상들을 필터링 할 필요가 없으며, 적절한 송신 대역(들)내에 아날로그 신호들을 위치시키도록 아날로그 영역 내의 주파수 변환에만 의존할 필요가 없다.
디지털 송신기는 변환 비율에 의해 설정된 이용 가능한 변환 대역폭의 융통성 및 효율적 이용을 제공한다. 예를 들면, 아날로그 형태로 변환된 디지털 신호들은 비인접 주파수 대역들로 전송될 수 있고, 변환 대역폭은 충분히 높은 변환 비율이 이용될 수 있을 때 비인접 대역들을 포함할 수 있다. 그렇지 않거나 또는 원하는 경우, 디지털 송신기는 송신 주파수들에서 대응하는 아날로그 신호들 사이의 상대적인 위치와는 독립적인 위치들에서 변환 대역폭 내에 디지털 신호들을 위치시킬 수 있다. 예를 들면, 디지털 신호들은, 이들의 송신 주파수들에서 대응하는 아날로그 신호들보다, 변환 대역폭 내에 서로 더 가까이 위치될 수 있다. 디지털 송신기가 디지털 신호들을 아날로그 형태로 변환한 이후, 다른 영역들(예를 들면, 1/2의 변환 비율의 다른 배수)내의 아날로그 신호 영상들은 비인접 송신 대역들 내에서 아날로그 신호들을 생성하는데 이용될 수 있다.
대안으로는, 디지털 송신기는, PDS 또는 셀룰러 및/또는 CDMA, GSM, 북미 TDMA 또는 그 밖의, 복수의 무선 통신 프로토콜들을 이용하는, 복수의 무선 통신 주파수들로 통신할 수 있다. 그래서, 디지털 송신기(기지국 또는 무선 유닛)에 의해 이용될 무선 통신 주파수(들) 및/또는 무선 통신 프로토콜에 따라, 이용될 변환 비율이 설정될 수 있고, 또는 결과적인 아날로그 신호 영상이 소망의 송신 주파수(들)에 떨어지도록 디지털 신호(들)의 위치가 조절된다. 더욱이, 무선 유닛이 무선 통신 시스템에 엑세스를 시도할 때, 무선 유닛은 무선 통신 주파수/주파수들 및/또는 그 시스템에서 이용되는 프로토콜(들)의 형태에 대한 정보를 가질 필요가 없고, 또는 그 시스템은 복수의 비인접 주파수 대역 및/또는 프로토콜들을 이용할 수 있다.
무선 통신 시스템으로 엑세스 및 통신하기 위해, 무선 유닛은 다른 주파수 대역들 및/또는 프로토콜들을 동시에 이용하여 아날로그 신호들을 전송하도록 디지털 신호 주파수들 및/또는 변환 비율을 설정할 수 있다. 무선 유닛은 아날로그 신호 송신들을 위한 시간에 하나의 주파수 대역/프로토콜 조합을 이용하여 송신할 수 있다. 디지털 신호 주파수(들) 및/또는 아날로그 신호 송신의 소망의 형태에 대한 변환 비율은, 단일 주파수 대역/프로토콜 구조에 대해 미리 결정되고 설정될 수 있으며, 복수의 주파수/프로토콜 구조들에 대해 미리 결정되고 저장될 수 있으며, 무선 유닛 또는 기지국에서 결정되거나 계산되고 또는 실시예에 다라 무선 통신 시스템 또는 무선 유닛으로부터 수신될 수 있다. 구조 설정은 또한, 증폭기 바이어스 및/또는 전치왜곡 설정들을 포함할 수도 있다.
도 2a의 실시예에서, 전원 분배기 또는 N-플렉스(N-plexer) 같은 결합 네트워크 또는 신호 분포 네트워크(30)는 DAC(22)로부터 전체 아날로그 신호 스펙트럼을 수신하고, 아날로그 신호들 또는 그 일부를 조합 및/또는 분리하며, 소망의 방식으로 송신, 증폭 또는 채널 브랜치들 또는 경로들(31a-x)에 대한 아날로그 신호들을 공급한다. 예를 들면, 경로들(31a-x)은 RF 주파수 대역들에 대응하는 아날로그 신호들을 반송할 수 있고, 다른 안테나(들) 또는 안테나 세트들로 송신될 아날로그 신호들을 반송할 수 있으며, 다르거나 인접한 주파수 대역들의 아날로그 신호들의 복사본을 가질 수 있다. 실시예에 따라, 결합 네트워크(30)는 DAC(22)로부터 각각의 필터(32a-x)로의 직접 접속(들)을 단순히 포함할 수 있고, 각각의 필터(32a-x)는 대응하는 안테나(36a-x)에 접속된다. 송신기(20)가 단일 송신 브랜치(31)를 갖는다면, 결합 네트워크(30)는 필터(32), 증폭기(34) 및 안테나(36)로 이어질 DAC(22)로부터의 접속을 포함한다. 경로들(31a-x), 필터들(32a-x) 증폭기들(34a-x) 및 안테나들(36a-x)의 개수들은 1과 같거나 그 보다 클 수 있고 서로 다르거나 같을 수도 있다.
어떤 경우, 결합 네트워크(30)는 증폭 및 송신을 위해 소망의 아날로그 신호들(f1 내지 fN)을 경로들(31a-x)에 제공한다. 도 2a의 실시예에서, 결합 네트워크(30)의 대역 통과 필터들(32a-32x)은 소망의 주파수들(f1 내지 fN)에서 아날로그 신호들이 모든 다른 신호 주파수들을 감쇠시키면서 대응하는 경로(31a-x) 상으로 통과하는 것을 허용한다. 소망의 아날로그 신호들(f1 내지 fN)은 증폭기들(34a-x)에 의해 증폭되고 안테나들(36a-x)에 의해 송신된다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 아날로그 신호들에 대한 소망의 주파수들(f1-fN)은 아날로그 신호 스펙트럼의 다른 부분들에 있다. 예를 들면, 증폭 및 송신을 위한 아날로그 신호(f1)는 0 Hz 및 .5fc간의 기본 아날로그 영상 도는 변환 대역폭 내의 아날로그 신호 대역폭(F1-FN) 부분에 실제적으로 있다. 아날로그 신호(fN)는 변환 비율(fc)의 n-1 배수의 복사 영상(26b) 부분에 있다. 아날로그 신호들이 소망의 주파수들(f1-fN)에서 분리된 이후, 증폭기들(34a-x)은 안테나들(36a-x)을 통해 송신하도록 소망의 주파수들에서 아날로그 신호들을 증폭한다.
도 2a의 실시예에서, 송신기(20)는, 기저대역 디지털 정보 신호들 같은, m 디지털 신호들 또는 스트림들(D1, 내지 Dm)을 수신하는 신호 처리 유닛들(SPUs)(42a-i)을 포함한다. SPU는 단일 디지털 신호, 복수의 디지털 신호들 및/또는 복수의 디지털 신호들을 포함하는 복합 디지털 신호를 수신할 수 있다. 이 실시예에서, 각각의 SPU(42a-i)는 적어도 하나의 디지털 신호를 수신한다. SPU(42a-i)가 (초당 8-10 킬로비트들로 10 음성 호출들(voice calls)에 대한 디지털 기저대역 정보 신호들과 같은) 복수의 디지털 신호들을 포함하는 디지털 신호를 수신하는 경우, 각각의 SPU(42a-i)는 디지털 신호(들)를 엔코딩하고, 디지털 신호(들)에 에러 보정 정보를 추가할 수 있으며, 비트 인터리빙을 수행하고, 디지털 신호(들)를 위상(I) 및 직교(Q) 변조를 수행할 수 있으며, 디지털 중간 주파수(IF) 신호를 생성하도록 디지털 주파수 변환(상향 또는 하향)을 수행할 수 있다. 변환 대역폭내의 디지털 신호(들)의 위치가 조절될 필요가 있는 경우, 디지털 주파수 변환기는, 예를 들면, 수치적으로 제어된 오실레이터(NCO) 및 주파수 스펙트럼 위치화를 위한 디지털 혼합기를 이용하여, 기저대역 디지털 신호(들) 또는 디지털 IF신호를 동조하여, 결과적인 아날로그 영상이 DAC(22)의 출력에서 소망의 주파수 대역 내에 떨어지도록 DAC에 대한 변환 대역폭 내에 디지털 신호(들)을 적절하게 배치한다.
도 2a의 실시예에서, SPU(42a-i)는, 적어도 하나의 디지털 신호를 처리함으로 인해, 대응하는 버스들(44a-i) 상에, 디지털 I/Q 변조된 신호(디지털 중간 주파수(IF))를 처리한다. 버스들(44a-i)은 버스 합산기로서 기능하는 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA;field programmable gate array)같은, 결합기(46;combiner)에 제공된다. 결합기(46)는 다른 버스들(44a-i)로부터 디지털 신호들의 데이터 에지들 및 클록을 배열하고, 버스(48) 상에 버스들(44a-i) 상의 디지털 신호들을 합산한다. 일 예에서, 각각의 버스(44a-i)는 디지털 데이터의 초당 68 메가워드(Mwps)를 처리하는 18 비트 버스이며, 여기서 워드는 버스의 폭이고, 버스(48)는 68 Mwps를 처리하는 14 비트 버스이다. 5개의 SPU의 48a-i이 있고, 각각의 SPU(44a-1)가 10 음성 호출들을 처리하는 경우, 버스(48)는 50 음성 호출들까지 디지털 신호를 반송할 수 있다. 버스(48)는 합성 디지털 신호를 DAC(22)에 제공하고, 이는 68 MHz의 변환 비율로 실행되는 14 비트 DAC가 될 수 있다. 이 예에서, DAC가 14비트 디바이스이고, 합산될 각각의 버스(44a-i)가 18 비트들(부호 비트들을 갖는)이라는 사실로 인해, EPGA(46)는 입력되는 버스들(44a-i)의 결과적인 합에 대한 절단(truncation)을 행한다. 이 절단은 일반적으로 이득 조절이라 칭한다.
상술한 바와 같이, DAC(22)에 대한 변환 비율은 디지털 정보 신호들의 전체 대역폭이 적어도 1/2의 변환 비율 또는 주파수인 변환 대역폭에 의해 포함되어지도록 선택된다. 또한, 다른 디지털 신호들은 대응하는 디지털 신호들 각각에 대한 소망의 주파수 대역들에서 아날로그 신호 영상(들)을 생성하기 위해 접혀진 변환 대역폭의 비겹침 부분들을 차지해야 한다. 소망의 주파수 대역들에서 아날로그 영상들은 RF로 송신하기 위한 아날로그 신호들을 생성하는데 이용될 수 있다.
도 3은 합성 디지털 신호(composite digital signal)의 0 HZ 내지 50MHz의 주파수 스펙트럼 분석을 도시한다. 이 그래프는 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진자들이 이해하는 바와 같이, 합성 디지털 신호에 대해 푸리에 변환을 실행하여 얻어질 수 있다. 그 자체가 디지털 신호라 칭할 수 있는 합성 디지털 신호는 2 MHz 대역폭과 약 10dBm의 진폭을 갖는 10MHz의 중심 주파수에서의 코드 분할 다중 접속(CDMA) 디지털 신호(50) 및 7 MHz 대역폭과 -4dBm의 진폭을 갖는 20MHz의 중심 주파수에서 주파수 변조된(FM) 디지털 신호(52)를 포함한다. 합성 디지털 신호는 아날로그 형태로의 변환을 위해 DAC에 제공된다.
도 4는 50MHz의 변환 비율 또는 주파수(fc)로 동작하는 DAC를 갖는 도 3의 합성 디지털 신호로부터 인한, DAC의 출력의 0 내지 50MHz의 주파수 스펙트럼 분석을 도시한다. 변환 주파수 대역 또는 존 제로(zone 0)라 칭할 수 있는 0 Hz 내지 1/2 Fc까지에서, 기본 아날로그 신호 영상들(60,62)은 합성 디지털 신호들(50,52)(도 3)의 디지털-아날로그 변환의 결과로서 나타난다. 그래서, 기본 아날로그 신호 영상(60)은 도 3의 CDMA 디지털 신호(50)에 대응하며, 기본 아날로그 신호 영상(62)은 도 3의 FM 디지털 신호(62)에 대응한다. 도시된 바와 같이, 아날로그 신호 영상(60)은 약 2MHz의 대역폭을 갖는 반면 진폭은 약 -26dBm인 10MHz의 중심 주파수에 남아 있다. 아날로그 신호 영상(62)은 약 7MHz의 대역폭을 갖는 반면 진폭은 -22dBm인 약 20MHz의 중심 주파수에 남아 있다.
상술한 바와 같이, 변환 대역폭 내의 스펙트럼은 기본 영상의 투사된 복사 및 복제 아날로그 영상들을 생성하도록 약 1/2의 변환 비율의 간격들에 겹치게된다. 도 4에서, 변환 대역폭 또는 존 0은 존1로서 언급될 수 있는 25MHz 내지 50MHz의 기본 아날로그 영역(24)의 복제된 아날로그 영상(26a)을 생성하기 위해 약 25MHz(1/2 변환비율) 정도 겹친다. 존1에서, 아날로그 신호 영상(64a)은 FM아날로그 신호 영상(62)의 복제 영상이다. 아날로그 신호 영상(64a)은 약 7MHz를 유지하는 대역폭과 -25dBm인 진폭을 갖는 30MHz의 중심 주파수를 갖는다. 아날로그 신호 영상(66a)은 CDMA 아날로그 신호 영상(60)의 복제 영상이다. 아날로그 신호 영상(66a)은 약 2MHz를 유지하는 대역폭과 -38dBm인 진폭을 갖는 40MHz의 중심 주파수를 갖는다. 그림들 간의 진폭 차들은 해상도 대역폭, 비디오 대역폭(VBW), 스위프 레이트(sweep rate), 스팬(span) 및 시작/정지와 같은, 그림들 간의 스펙트럼 분석기에 대한 변화요인들을 설정하는 것으로부터 기인할 수 있다. 변화요인들을 설정하는 것은 스펙트럼 분석기의 해상도 및 정확도에 영향을 미칠 수 있다.
도 5는 고감도로 설정된 스펙트럼 분석기의 0 내지 100MHz의 주파수 스펙트럼의 그래프를 도시한다. 상술한 바와 같이, 기본 아날로그 신호 영상(들)을 포함하는 변환 대역폭(24) 또는 존 0(기본 아날로그 영상)의 복사 및 복제 투영된 아날로그 영상들은 상기 변환 주파수의 주파수 간격들로 반복된다. 도 5에서, 존 1은 기본 아날로그 영상 또는 존 0의 복제된 제 1 의 투사된 아날로그 영상(26a)이며, 존 2는 기본 아날로그 영상 또는 존 0의 복사의 제 2의 투사된 아날로그 영상(26b)이며, 존 3은 기본 아날로그 영상 또는 존 0의 복제된 제 2의 투사된 아날로그 영상(26c)이다. 이처럼, 존 2의 아날로그 신호 영상(66b)은 CDMA 아날로그 신호 영상(60)의 복사본이며, 존 2의 아날로그 신호 영상(64b)은 FM 아날로그 신호 영상(62)의 복사본이다. CDMA 아날로그 신호 영상(66b)은 약 15dB 이하의 진폭 및 동일성을 유지하는 대역폭을 갖는 약 60MHz의 중심 주파수에 있다. FM 아날로그 신호 영상(64b)은 약 12dB 이하의 진폭 및 동일성을 유지하는 대역폭을 갖는 약 70MHz의 중심 주파수에 있다. 존 3에서, 존 3의 아날로그 신호 영상(66c)은 CDMA 아날로그 신호 영상(60)의 복제 영상이며, 존 3의 아날로그 신호 영상(64c)은 FM 아날로그 신호 영상(62)의 복제 영상이다. FM 아날로그 신호 영상(64c)은 존 2의 FM 아날로그 신호 영상(64b)보다 약 1dB 정도 낮은 진폭 및 동일성을 유지하는 대역폭을 갖는 약 80MHz의 중심 주파수에 있다. CDMA 아날로그 신호 영상(66c)은 존2의 CDMA 아날로그 신호 영상(66b)보다 약 4dB 정도 작은 진폭 및 동일성을 유지하는 대역폭을 갖는 약 90MHz의 중심 주파수에 있다.
도 6은 투사된 아날로그 영상들(26r-u)을 포함하는 450HMz 내지 550MHz의 주파수 스펙트럼을 도시하는 그래프이다. 도 6에서, 투사된 아날로그 영상(26r)은 기본 아날로그 영상 또는 존 0의 18번째 투사된 영상 또는 존 18이다. 아날로그 영상(26r) 또는 존 18은 기본 아날로그 영상 또는 존 0의 복사본이다. CDMA 아날로그 신호 영상(66r)은 CDMA 아날로그 신호 영상60(도 5)의 복사본이며, FM 아날로그 신호 영상(64r)은 FM 아날로그 신호 영상62(도 5)의 복사본이다. CDMA 아날로그 신호 영상(66r)은 CDMA 아날로그 신호60(도5)의 진폭 보다 낮은 약 39dB로 도시된 진폭을 갖는 약 460MHz의 중심 주파수를 갖는다. FM 아날로그 신호 영상(64r)은 FM 아날로그 신호62(도 5)의 진폭 보다 낮은 약 29dM로 도시된 진폭을 갖는 약 470 MHa의 중심 주파수를 갖는다.
아날로그 영상(26s)은 기본 아날로그 영상 또는 존 0의 19번째 투사된 아날로그 영상 또는 존(19)이다. 아날로그 영상(26s) 또는 존 19는 기본 아날로그 영상 또는 존 0의 복제 영상이다. CDMA 아날로그 신호 영상(66s)은 CDMA 아날로그 신호 영상 60(도 5)의 복제 영상이며, FM 아날로그 신호 영상(64s)은 FM 아날로그 신호 영상62(도 5)의 복제 영상이다. CDMA 아날로그 신호 영상(66s)은 CDMA 아날로그 신호 영상(66r)의 진폭보다 다소 작게 도시된 진폭을 갖는 약 490MHz의 중심 주파수를 갖는다. FM 아날로그 신호 영상(64s)은 FM 아날로그 신호 영상(64r)의 진폭보다 작은 약 1dB로 도시된 진폭을 갖는 약 480MHz의 중심 주파수를 갖는다.
투사된 아날로그 영상(26t)은 기본 영상 또는 존 0의 20번째 영상 또는 존 20이다. 투사된 아날로그 영상(26t) 또는 존 20은, CDMA 아날로그 신호 영상(66t)이 CDMA 아날로그 신호 영상 60(도 5)의 복사본이며, FM 아날로그 신호 영상(64t)이 FM아날로그 신호 62(도 5)의 복사본인, 기본 아날로그 영상 또는 존 0의 복사본이다. CDMA 아날로그 신호 영상(66t)은 약 510MHz의 중심 주파수를 가지며, CDMA 아날로그 신호 영상(66s)과 거의 동일한 진폭을 갖는다. FM 아날로그 신호 영상(64t)은 약 520MHz의 중심 주파수를 가지며, FM아날로그 신호 영상(64s)의 진폭보다 작은 약 3dB로서 도시된 진폭을 갖는다.
마지막으로, 투사된 아날로그 영상(26u)은 기본 아날로그 영상 또는 존 0의 21번째의 투사된 아날로그 영상 또는 존 21이다. 아날로그 영상(26u) 또는 존 21은 기본 아날로그 영상 또는 존 0의 복제 영상이다. CDMA 아날로그 신호 영상(66u)은 CDMA 아날로그 신호 영상 60(도 5)의 복제 영상이며, FM아날로그 신호 영상(64u)은 FM 아날로그 신호 영상 62(도 5)의 복제 영상이다. CDMA 아날로그 신호 영상(66u)은 약 540MHz의 중심 주파수를 가지며, CDMA 아날로그신호 영상(66t)의 진폭보다 다소 작게 도시된 진폭을 갖는다. FM 아날로그 신호 영상(64u)은 약 530MHz의 중심 주파수를 가지며, FM아날로그 신호 영상(64t)의 진폭과 거의 동일하게 도시된 진폭을 갖는다.
아날로그 신호 영상의 주파수가 증가함에 따라, 아날로그 신호 영상의 진폭들은 감소하지만, 적절한 필터링과 함께 저가의 증폭기 및/또는 증폭기단들이 아날로그 신호 영상들을 증폭하는데 이용될 수 있으며, 동시에, 예를 들면, 신호대 잡음비(SNR)를 유지하도록 대역 제한 필터링을 사용함으로써, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자들이 이해할 수 있을 바와 같이 노이즈 플로우(noise floor)를 낮게 유지할 수 있다. 또한, 예를 들면, 아날로그 신호 영상들에 대한 소망의 주파수들에서 아날로그 신호 영상들 상에 DAC에 의해 도입된 sin x/x 또는 다른 효과에 대한 보상을 위해 sin x/x 함수 또는 다른 함수의 역을 구현하는 필터링 같이, 아날로그 신호 영상 상에 DAC를 도입함으로써 생성된 임의의 진폭 감소 및/또는 디스토션에 대한 보상을 위해, 디지털 또는 아날로그 존에서 진폭 등화 필터링(amplitude equalization filtering)이 이용될 수 있다.
도 7은 1MHz 내지 700MHz의 주파수 스펙트럼의 700MHz에 걸친 DAC 출력 그래프를 도시한다. 상술한 바와 같이, 변환 비율 또는 주파수의 각각의 간격(70a-n)은 복사 아날로그 영상(간격(70a)내의 기본 아날로그 영상 그 자체) 및 존 0의 기본 아날로그 영상의 복사 아날로그 영상을 포함한다. 상기 아날로그 영상들은 그러한 광역 주파수 스팬(wide frequency span)을 가로지르는 상술한 스펙트럼 분석기의 해상도 한계로 인해 상기 예들에서는 도시되지 않았다. 도 7은 주파수가 증가하는 진폭에서 아날로그 신호 영상들의 진폭이 어떻게 감소하는지를 도시한다. 이 예에서, 아날로그 신호 영상들은 주파수 간격(70a)으로부터 주파수 간격(70n)까지 약 30dB 감소하며, 아날로그 영상들의 진폭에 있어서 sin x/x 또는 sinc 함수 열화(deterioration)가 이어진다.
따라서, 본 발명의 원리들에 따른 디지털 송신기는 임의의 주파수 변환 상태들을 감소 또는 제거할 수 있고, 송신을 위한 무선 주파수(RF), 중간 주파수(IF) 및/또는 기재대역에서 아날로그 신호들을 생성하도록 소망의 주파수(들)의 아날로그 신호 영상(들)을 이용함으로써 DAC의 출력에서 저역 통과 필터를 제거할 수 있다. 또한, DAC를 위해 이용된 변환 비율에 의존하여, 다른 디지털 신호들이 변환 대역폭의 비겹침 부분들 내에 배치될 수 있고, 다른 아날로그 신호 영상들 또는 다른 아날로그 기저대역에서의 그 일부분들, IF 및/또는 RF 주파수 신호들은 아날로그 신호들을 송신하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들면, 상기 예에서, 제 1 존으로부터의 FM 아날로그 신호 영상은 RF에서 FM 아날로그 신호를 송신하는데 이용될 수 있고, 제 2 존으로부터의 CDMA 아날로그 신호 영상은 RF에서 공기 중으로 CDMA 아날로그 신호 영상을 송신하는데 이용될 수 있다. 그러므로, 디지털 송신기 20(도 2)은 다른 RF 주파수 대역들로부터 RF 아날로그 신호들을 생성하기 위해 단일 DAC에서 이용 가능한 변환 대역폭을 이용할 수 있다.
실시예에 따라, 그리고 본 발명의 원리들에 따른 디지털 송신기의 융통성으로 인해, 상기 송신기는 DAC22(도 2a)의 잠재적인 변환 대역폭을 이용하기 위해 다른 방법들로 실현될 수 있다. 예를 들면, B 대역 서비스 제공자에 대해, 셀룰러 기지국 송신 "B" 및 "B'" 대역(880-890 및 891.5-894MHz)을 통해 송신될 통신용 디지털 신호들은, 존 0내의 결과적인 셀룰러 아날로그 신호 대역폭이 880-894MHz에서 셀룰러 기지국 송신 대역에 포개지도록, (RF에서 B과 B' 대역들 같이 상호관계가 디지털 영역내의 B와 B' 대역들 내에 유지되는 경우) DAC(22)의 변환 대역폭의 전체 14MHz 부분 내에 배치될 수 있다. PCS 기지국 송신 대역(1945-1950MHz)의 "D 블록"을 통해 통신하기 위한 디지털 신호들은, 존 0내의 결과적인 PCS 아날로그 신호 대역폭이 PCS 기지국 송신 대역(1945-1950MHz)의 D 블록에 포개지도록, 셀룰러 대역과 겹치지(overlapping) 않는 변환 대역폭의 5 MHz 부분 내에 배치될 수 있다. 또한, 이 예에서, FM 무선 주파수 대역(88 내지 108FM)으로 송신될 디지털 신호 정보는, 결과적인 FM무선 아날로그 신호 대역폭이 88 내지 108MHz에서의 FM 무선 대역에 있거나 또는 포개지도록, DAC(22)의 변환 대역폭의 20MHz 부분 내에 배치될 수 있다.
이 예에서, 변환 대역폭의 다른 부분들 내의 RF 아날로그 신호들의 전체 대역폭은 셀룰러(14MHz), PCS를 위한 D블록(5MHz) 대역 및 FM 무선(20MHz)을 더한 이후, 39MHz이다. 그래서, DAC(22)에 대한 변환 비율은 변환 대역폭이 RF 아날로그 신호들의 39MHz 대역폭을 처리하기에 충분하도록 이용된다. 예를 들면, 대역폭의 30MHz에 대한 실질적 최소값에서, 변환 비율은 적어도 78MHz가 되어야 한다. 또한, 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진자들은 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이, DAC(22)의 변환 비율은 다른 주파수 대역들이 소망의 주파수 대역들 내에서 복사되도록 선택된다. 그래서, 적절한 변환 비율의 선택은 변환 대역폭으로부터 아날로그 영상들을 위한 소망의 주파수 대역들까지 다른 주파수 대역들의 상대적인 위치화에 의해 영향을 받는다. 실제로, 변환 비율은 다른 주파수 대역들의 신호들간의 보호 대역을 제공하기 위해 선택된다.
예시적인 예에서, 도 8은 DAC가 300MHz의 대응하는 변환 대역폭을 갖는 600MHz의 변환 비율을 가질 경우의 결과적인 DAC 출력을 도시한다. 변환 대역폭 내에서, FM 디지털 신호 대역폭은 88 내지 108 MHz에 배치되고, PCS D 블록 디지털 대역폭은 145-150MHz에, 셀룰러 B 대역 디지털 대역폭은 280-294 MHz에 배치될 수 있다. DAC는, 88 내지 108MHz(FM)에서의 기본 아날로그 신호 영상(82), 145-150MHz(PCS D-블록)에서의 기본 아날로그 신호 영상(84) 및 280-294MHz에서의 기본 아날로그 신호 영상을 갖는 변환 대역폭 내에서 기본 영상(80)을 유발하는 아날로그 형태로 디지털 스펙트럼을 변환한다. 변환 대역폭은 아날로그 영상들 또는 존들(88a-g)을 생성하기 위해 1/2의 변환 비율의 간격에서 그 자체를 포갠다. 기본 FM 아날로그 신호 영상(82)은 송신을 위해 적절한 주파수에 있게 된다. 그래서 디지털 송신기는 88 내지 108MHz로 공기 중으로 송신하기 위해 기본 FM 아날로그 신호 영상(82)을 이용할 수 있다. 홀수 영역들(88a,c,e,g) 내에서, 존 0(80)의 복제 영상들이 생성되는 반면, 짝수 존들(88 b,d,f)내에서는 존 0의 복사 영상들이 생성된다. 그래서, 존들(88a-g)에서, DAC의 출력은 이 예에서는 이용되지 않을 FM 아날로그 신호 영상들(90a-g)을 포함한다. 신호 대역폭의 복제/비복제(mirroring/de-mirroring)는 예를 들면, 송신을 위한 복제된 아날로그 신호 영상들이 소망의 스펙트럼 상관관계를 가지도록, 디지털 영역 내에서의 변환 이전 또는 변환 중에, 위상(I) 및 직교(Q) 성분들을 스와핑(swappjng)함으로써 쉽게 구현될 수 있다. 복제된 아날로그 신호 영상들에 대한 소망의 스펙트럼 상관관계는, 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진자가 이해할 수 있는 바와 같이, 송신을 위한 결과적인 복제된 아날로그 신호 영상들이 소망의 스펙트럼 위치(예를 들면, 비복제된(de-mirrored)를 가지도록, 디지털 신호(들)를 처리함으로써 달성될 수 있다. 대안으로는, 수신기는 복제된 아날로그 신호 영상들을 수신하고, 소망의 아날로그 신호 영상들을 달성하기 위해 스펙트럼의 비복제(de-mirroring) 또는 포개짐(folding)을 실현할 수 있다.
기본 아날로그 신호 영상(82)이 88 내지 108MHz의 송신 주파수에 있기 때문에, 디지털 송신기는 증폭 및 송신을 위해 88 내지 108 MHz에서 기본 FM 아날로그 신호 영상을 이용할 수 있다. 셀룰러 B-대역 아날로그 신호 영상(94b)은 셀룰러 B 대역을 위한 880 내지 894MHz의 송신 주파수로 떨어지며, 아날로그 신호 영상(94b)은 셀룰러 B 대역 내에서 증폭 및 송신될 수 있다. PCS D 블록 아날로그 신호 영상(92f)은 PCS D 블록에 대한 1945-1950MHz의 송신 주파수로 떨어지며, 아날로그 신호 영상(92f)은 PCS D 블록 내에서 증폭 및 송신될 수 있다.
도 2a의 실시예와 도 8의 예를 특별히 참조하면, DAC(22)의 출력은 바이패스 필터(32a)가 88 내지 108MHz의 FM 방송 대역에 대응할 수 있는 결합 네트워크(30)에 의해 수신된다. 그래서, 필터(32)는 88MHz와 108 MHz 사이의 주파수들이 다른 주파수들을 감쇠시키면서, 경로(31a)를 통과하도록 한다. 경로(31a) 상의 FM 아날로그 신호 영상(82)은 증폭기(34a)에 의해 증폭되고 안테나(36a)로부터 송신된다. 대역통과 필터(32b)는 셀룰러 B 대역 주파수 또는 그 일부에 대응할 수 있고, 880-894MHz 사이의 주파수들이 다른 주파수들을 감쇠시키면서 경로(31b)를 통과하도록 한다. 경로(31b) 상의 셀룰러 B 대역 아날로그 신호 영상(94b)은 증폭기(34b)에 의해 증폭되고 안테나(36b)로부터 송신된다. 최종적으로, 대역통과 필터(32x)는 PDS D 블록의 주파수 또는 그 일부에 대응할 수 있고, 1945-1950MHz 사이의 주파수들이 다른 주파수들을 감쇠시키면서 경로(31y)를 통과하도록 한다. 경로(31y) 상의 PCS D 블록 아날로그 신호 영상(92f)은 증폭기(34y)에 의해 증폭되고, 안테나(36z)로부터 송신된다.
그와 같이, 이 실시예에서, 본 발명의 원리들에 따른 송신기는 경로(31a-x)(l도 2a)의 임의의 것 상에 주파수 변환 단(혼합기/LO 결합)의 필요성을 없앤다. 혼합기/LO 조합이 없는 송신기는 많은 장점이 있고 또한 비용도 감소시킨다. 예를 들면, 주파수 변환 단(들)에 고정된 국부 발진기(들)(LO)가 없다면, DC 전력 소비가 감소되고 가격과 크기가 감소된다. IF에서의 필터 요구들이 감소될 수 있고, 또한, LO 방사(radiation)의 제거를 위한 필터 요구들이 감소될 수 있다. 혼합기가 필요 없기 때문에, 스퓨리어스(spurious) 혼합기 부산물들 뿐만 아니라 혼합기에 의해 생성된 상호변조 디스토션이 제거되어, 스퓨리어스 프리 다이나믹 레인지 및 차폐 요구들을 개선한다. 또한, 혼합기에 의해 도입된 손실들이 제거되고 필요한 채널 이득이 감소되어 이득 선형성을 개선시킨다.
DAC(22)에 대한 변환 비율을 적절하게 선택/설정함으로써, 본 발명의 원리들에 따른 송신기는, 큰 주파수 차이들에 의해 분리된 다른 주파수 대역들 내에 RF 아날로그 신호들을 송신하기 위해, DAC(22)에 의해 제공된 잠재적인 변환 대역폭의 활용을 증가시킬 수 있다. 상술한 예에서, 전체 FM 무선 스펙트럼, 셀룰러 스펙트럼에 대한 B 대역 및 PCS 스펙트럼에 대한 D 블록은 300MHz의 변환 대역폭 내에서 디지털 영역 내에 배치되었고, 600MHz의 변환 비율을 갖는 단일 DAC를 이용하여 아날로그 형태로 변환되었다. 변화 대역폭 내의 디지털 선호들을 아날로그 신호들로 변환함에 있어서, DAC는 변환 대역폭 내에 변환된 디지털 신호들의 기본 아날로그 영상뿐만 아니라, 절절한 송신 주파수들에서 아날로그 신호들을 생성하는데 이용될 수 있는 기본 영상의 복사 및 복제 영상들을 생성한다. 다른 실시예들에서, 예를 들면, 다른 주파수 대역들의 신호들 사이의 여분의 대역폭 또는 보호 대역들을 제공하기 위해, 변환 대역폭을 증가 또는 감소시키도록 다른 변환 비율들이 이용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 원리들에 따른 송신기는 다르거나 또는 같거나 배수가 아닌 엑세스 기술들, 동일하거나 다른 변조 기술들 및/또는, 다르거나 인접한 주파수 대역들 또는 RF로의 주파수 변환 없는 단일 DAC 변환기에서의 설계들 또는 송신 주파수 대역들을 이용하여 시스템들로부터 신호들을 송신할 수 있다. 아날로그 신호들은 광대역(wideband), 브로드밴드(broadband) 및/또는 협대역으로서 특징될 수 있다. 그래서, 대안의 실시예들은 아날로그 신호 영상(들)의 주파수 변환을 가질 수 있다. 그래서, 아날로그 신호 영상은 주파수 변환을 필요로하는 중간 주파수에 있을 수 있다. 예를 들면, 아날로그 신호 복제 또는 복사 영상은 주파수 변환단을 감소 또는 제거하기 위해, 또는 무선 또는 송신 주파수에 아날로그 신호 영상들의 위치를 동조시키기 위해, 무선 또는 송신 주파수로 변환된 주파수일 수 있다.
상술한 실시예에 부가하여, 본 발명의 원리들에 따른 송신기 아키텍쳐의 대안의 구성들은 구성성분들을 생략하거나 추가하는 것이 가능하며, 상술한 송신기 아키텍쳐의 일부 또는 변경을 이용하는 것이 가능하다. 예를 들면, AM 방송 무선 주파수 대역(550-1600kHz)는 결합 또는 합성 디지털 신호에 추가될 수 있고, DAC(22)는 AM무선 주파수 대역의 디지털 신호들을 변환할 수 있다. AM무선 주파수 대역은 변환 대역폭의 킬로헤르츠(kHz) 범위 내에 배치될 것이다. 그래서, 본 발명의 원리들에 따른 송신기는, 셀룰러 또는 PCS 네트워크들, AM 및/또는 FM 방송 무선국들, 위성 시스템들 또는 전송을 위한 다른 물리적인 매체들을 기초로 하는 그 밖의 시스템들같이, 동시에 다른 소스들로부터 신호들을 송신하기 위해 변환 처리로부터의 아날로그 신호 영상들을 이용할 수 있다. 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진자들이 알 수 있는 바와 같이, 송신기 아키텍쳐를 구성하는 다양한 구성성분들 및 이들 각각의 동작 파라미터들과 특징들은 적절한 동작을 제공하기 위해 적절하게 조화되어야 한다. 예를 들면, 송신기 시스템의 일 실시예는 북미 TDMA 시스템, 이동 통신용 글로벌 시스템(GSM) 시스템, 코드 분할 다중 엑세스(CDMA) 시스템, 주파수 분할 다중 엑세스(FDMA) 시스템, FM 라디오 및/또는 AM 라디오 같은, 다른 프로토콜들 및 RF 주파수들을 이용하는 시스템들에 따라 신호들을 송신하는데 이용될 수 있다.
또한, 본 발명의 원리들에 따른 송신기의 실시예들은 비인접 주파수 대역들의 아날로그 신호들을 송신하기 위해 다중 거리(multiple distinct)의 아날로그 신호 영상들을 이용함으로써 설명되었다. 본 발명의 원리들에 따른 디지털 송신기는, 예를 들면, 셀룰러 B 대역에서 CDMA 같은 특정 다중 엑세스 기술을 이용하거나 특정 주파수 밴드의 아날로그 신호들의 송신을 위한 아날로그 신호 영상들을 생성하기 위해, 제조 기간 또는 필드에서 제어되는 바와 같이, 신청시, 동적으로, 주기적으로 설정되는, 변환 비율 또는 디지털 신호 주파수(들)를 이용할 수 있다. 그래서, 동일한 하드웨어가, 다른 다중 엑세스 기술들 또는 프로토콜들을 이용하거나 다른 주파수들에서 아날로그 신호들을 송신하는, 디지털 송신기들을 위해 이용될 수 있다. 소망의 송신 주파수들은 제조시 설정되거나 주기적으로 또는 동적으로 변경될 수 있고, 또는 다른 변환 비율들 및/또는 디지털 신호 주파수(들)를 설정하거나 이용함으로써 지시되거나 제어될 수 있다. 소망의 프로토콜 또는 다중 엑세스 기술은, 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진자들이 이해할 수 있는 바와 같이 실시예에 따라, 예를 들면, 프로그램가능한 논리 디바이스들 등을 이용하여, 저장되거나 다운로드된 소프트웨어 및/또는 송신기 재구성을 통해 제공될 수 있다.
상술한 예에서, 송신을 위한 주파수 대역(들)은 기지국 송신 주파수들과 관련되어 있었지만, 본 발명의 원리들에 따른 송신기 아키텍쳐는, 다른 주파수 대역(들)에서 정보를 송신하는, 예를 들면, 하나 또는 복수의 무선 통신 시스템들로의 엑세스를 얻기 위해 동일한 및/또는 다른 다중 엑세스 시스템들을 이용하여 PCS 및/또는 셀룰러 주파수들을 송신하는, 모바일 유닛들처럼, 무선 유닛들에서 이용될 수 있다. 하나 또는 복수의 무선 통신 시스템들로의 엑세스를 얻은 이후, 디지털 송신기는 대응하는 무선 대역(들)을 통해 하나 또는 복수의 무선 통신 시스템들에 송신을 계속할 수 있다. 그래서, 무선 유닛의 이용가능한 범위 또는 용량들에 따라, 무선 유닛 또는 무선 기지국은, 소망의 대역(들)내 송신을 위한 아날로그 신호 영상(들)을 적절하게 배치하도록 디지털 신호(들)의 변환 비율 및/또는 주파수(들)를 동작 중에 또는 제조 시나 인스톨 시에, 동적으로, 또는 주기적으로 조절할 수 있다. 이것은, 제조 및/또는 인스톨 이후 일반적으로 고정되는 송신 경로들 상에 아날로그 주파수 변환을 필요로하지 않기 때문에, 이 송신기 아키텍쳐의 융통성이 증가됨을 예증하며, 변화하는 또는 다른 동작의 주파수(들)를 제공할 수 있다.
더욱이, 송신기 시스템은 원격 구성성분들의 특정 구조들을 이용하여 설명되었지만, 송신기 시스템 및 그 일부분들은 특정 집적 회로들, 소프트웨어-구동의 프로세싱 회로, 펌웨어, 프로그램가능 논리 디바이스들, 하드웨어 또는 본 명세서를 통해 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자들이 이해할 수 있을 바와 같은 별개의 성분들의 다른 장치들을 응용하여 구현될 수 있다. 예시적인 실시예들에서는 비록 특정 회로로 도시되어 있을 지라도, 송신기 구조는 도시된 회로들에 비교해 볼 때 유사한 기능들을 함께 구현하는 다른 구성성분들을 이용할 수 있다. 지금 까지의 설명은 단지 본 발명의 원리들의 응용을 예시적으로 나타낸 것이다. 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진자들은, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고, 본원에 설명되고 도해된 예시적인 응용들을 엄격하게 따르지 않으면서 본 발명에 다양한 다른 수정들, 장치들 및 방법들이 가능함을 쉽게 인식할 것이다.

Claims (32)

  1. 아날로그 형태로 송신될 디지털 신호들을 처리하는 방법에 있어서,
    변환 주파수를 갖는 디지털-아날로그 변환기에서, 입력 주파수보다 큰 무선 주파수에서 아날로그 신호 영상을 생성하도록 상기 입력 주파수를 갖는 디지털 신호를 변환하는 단계로서, 상기 아날로그 신호 영상이 지정된 통신 대역내에 떨어지도록 상기 입력 주파수와 상기 변환 주파수 중 적어도 하나가 다른 하나에 대하여 선택되는 상기 변환하는 단계와;
    송신을 위해 상기 무선 주파수에서 상기 아날로그 신호 영상을 이용하는 단계를 포함하는, 디지털 신호 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변환 주파수의 1/2로 규정된 변환 대역폭 내에 상기 디지털 신호를 배치하는 단계를 포함하는, 디지털 신호 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 신호는 복수의 디지털 신호들의 일부이며,
    상기 방법은,
    상기 복수의 디지털 신호들을 상기 변환 주파수의 1/2로 규정된 변환 대역폭의 비겹침(non-overlapping) 부분들 내에 배치하는 단계와;
    서로 다른 송신 주파수들에서 아날로그 신호 영상들을 생성하기 위해 상기 복수의 디지털 신호들을 변환하는 단계와;
    송신을 위해 상기 아날로그 신호 영상들을 이용하는 단계를 더 포함하는, 디지털 신호 처리 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이용하는 단계는,
    아날로그 신호 영상을 한 경로 상에 제공하는 단계와;
    상기 경로 상의 상기 아날로그 신호 영상을 증폭하는 단계와;
    적어도 하나의 안테나를 이용하여 상기 증폭된 아날로그 신호 영상을 송신하는 단계를 포함하는, 디지털 신호 처리 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제공, 증폭 및 송신하는 단계들은,
    제 1 주파수 대역의 제 1 아날로그 신호 영상을 제 1 경로 상에 제공하고, 제 2 주파수 대역의 제 2 아날로그 신호 영상을 제 2 경로 상에 제공하는 단계와;
    상기 제 1 경로 상의 상기 제 1 아날로그 신호 영상 및 상기 제 2 경로 상의 상기 제 2 아날로그 신호 영상을 증폭하는 단계와;
    상기 제 1 증폭된 아날로그 신호 영상을 제 1 안테나 상에서 송신하고, 상기 제 2 증폭된 아날로그 신호 영상을 제 2 안테나 상에서 송신하는 단계를 포함하는, 디지털 신호 처리 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    복수의 경로들 각각에 대응하는 주파수 대역의 적어도 하나의 아날로그 신호 영상을 제공하도록, 서로 다른 주파수 대역들에서 복수의 아날로그 신호 영상들을 필터링하는 단계를 더 포함하는, 디지털 신호 처리 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    복수의 경로들 각각 상에, 상기 복수의 경로들 각각에 대응하는 주파수 대역의 적어도 하나의 아날로그 신호 영상을 선택적으로 생성하는 단계를 더 포함하는, 디지털 신호 처리 방법.
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  19. 변환 주파수를 갖는 디지털-아날로그 변환기로서, 상기 변환기는 입력 주파수를 갖는 디지털 신호를 수신하고, 상기 디지털 신호를 아날로그 형태로 변환하도록 구성됨으로써, 상기 입력 주파수보다 큰 무선 주파수에서 적어도 하나의 아날로그 신호 영상을 생성하며, 상기 아날로그 영상이 지정된 통신 대역내에 떨어지도록 상기 입력 주파수와 상기 변환 주파수 중 적어도 하나가 다른 하나에 대해 선택되는, 상기 디지털-아날로그 변환기와;
    송신을 위해 상기 무선 주파수에서 상기 아날로그 신호 영상을 이용하도록 구성된 송신기 회로를 포함하는, 송신기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 디지털 신호를 상기 변환 주파수의 1/2로 규정된 변환 대역폭 내에 배치하도록 구성된 신호 처리 회로를 포함하는, 송신기.
  21. 복수의 디지털 신호들을 수신하고, 상기 디지털 신호들을 변환 대역폭의 비겹침 부분들 내에 배치하도록 구성된 신호 처리 회로와;
    변환 주파수를 갖는 디지털-아날로그 변환기로서, 상기 변환기는 입력 주파수를 각각 갖는 복수의 디지털 신호를 수신하고, 상기 복수의 디지털 신호 각각을 아날로그 형태로 변환하도록 구성됨으로써, 상기 대응하는 입력 주파수보다 큰 상이한 무선 주파수들에서 아날로그 신호 영상들을 생성하는, 상기 디지털-아날로그 변환기와;
    송신을 위해 상기 아날로그 신호 영상들을 이용하도록 구성되는 송신기 회로로써, 상기 변환 대역폭은 상기 변환 주파수의 1/2로 규정되며, 상기 아날로그 영상들이 하나 이상의 지정된 통신 대역들내에 떨어지도록 상기 입력 주파수들이 상기 변환 주파수에 대해 선택되거나 상기 변환 주파수가 상기 입력 주파수들에 대해 선택되는, 상기 송신기 회로를 포함하는, 송신기.
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