KR100697730B1 - 아날로그 송신을 위해 디지탈 신호를 프로세싱하는 방법및 장치 - Google Patents

아날로그 송신을 위해 디지탈 신호를 프로세싱하는 방법및 장치 Download PDF

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Abstract

디지탈-아날로그 변환을 위한 디지탈 프로세싱 시스템에서, 디지탈 신호가 업샘플링되어(60) 제1 나이키스트 밴드 및 제1 나이키스트 밴드보다 높은 주파수에서 복수의 수퍼-나이키스트 밴드를 생성하며, 제1 나이키스트 밴드는 기저대역 신호 및 복수의 에일리어스드 신호를 포함한다. 이 후에, 제1 나이키스트 밴드에서의 신호 성분 중 하나가 디지탈 업샘플링된 신호에서 선택된다(80). 최종적으로, 디지탈-아날로그 변환기(66)가, 기저대역 신호 성분을 프로세싱함으로써 출력될 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분보다, 디지탈-아날로그 변환기의 예견된 피크 진폭에 더 가까운 에일리어스드 신호를 출력하게 하는 주파수로 선택된 성분이 출력된다.
수퍼-나이키스트 이미지 프로세서, 변조된 디지탈 중간 주파수 신호, 업샘플러, DAC, 믹서, 기저대역 신호 성분, 에일리어스드 신호 성분

Description

아날로그 송신을 위해 디지탈 신호를 프로세싱하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING A DIGITAL SIGNAL FOR ANALOG TRANSMISSION}
본 발명은 통상적으로 디지탈 신호 프로세싱에 관한 것으로서, 보다 상세히는, 후속하는 아날로그 송신을 위해 디지탈 신호를 프로세싱하는 것에 관한 개선된 방법 및 시스템에 관한 것이다.
디지탈-아날로그(D/A) 변환은 디지탈 코드를 아날로그 신호로 변환하는 프로세스이다. 아날로그-디지탈(A/D) 변환은 아날로그 신호의 연속적인 범위를 디지탈 코드로 변환하는 상보 프로세스이다. 이러한 변환 프로세스는, 통상적으로 연속적으로 변화하는 아날로그 신호를 모니터링하는 현실 세계의 시스템과, 아날로그 값을 프로세싱하고, 저장하고, 해석하며, 그리고 조작하는 디지탈 시스템을 인터페이싱하기 위해 필요하다.
셀룰러 전화기, 휴대용 캠코더, 휴대 컴퓨터, 및 셋톱 케이블 TV가 보다 복잡해짐에 따라, D/A 및 A/D 회로의 요건 또는 성능 표준도 향상되었다. 이러한 애플리케이션들은 통상적으로 저 전력 및 긴 전지 수명을 필요로 하며, 또한 빠른 속도 및 고해상도를 요구한다.
고성능의 디지탈-아날로그 변환기(DAC)에 대한 애플리케이션의 일례는 디지 탈 송신기에서 바람직하게 변조된 출력 신호를 표현하는 디지탈 신호를 비교적 높은 중간 주파수를 가진 아날로그 신호로 변환하는 것이다. 아날로그 신호가 최종 무선 주파수로 믹싱된 후에 후속하는 믹서 이미지를 필터링하는 것을 보다 용이하게 하기 위해서는, 비교적 높은 중간 주파수는 바람직하다.
과거에는, 보다 높은 중간 신호를 가지고 신호의 진폭을 감소시키는 DAC의 샘플-홀드 액션의 전형적인 sinx/x 필터링 특성 때문에 저가의 DAC로부터 유용한 높은 중간 주파수 신호를 얻는 것이 어려웠다.
도 1은 변조된 디지탈 중간 주파수 신호를 무선 주파수 송신과 같은 송신에 적합한 아날로그 신호로 변환하기 위해 사용된 DAC의 종래 기술 애플리케이션을 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 디지탈 신호 소스(20)는 송신될 데이타를 표현하는 변조된 디지탈 중간 주파수 신호를 제공한다. 이러한 데이타는 음성, 비디오, 또는 소프트웨어일 수 있는 데이타 파일, 또는 서류와 같은 일종의 사용자 데이터를 표현할 수 있다. 통상적으로, 변조된 디지탈 중간 중파수 신호는 채널 상에서 송신을 위해 프로세싱된 심볼을 포함하는 디지탈 비트의 시리얼 스트림이다. 이러한 프로세싱은 채널 상에서 송신의 효율을 향상시키기 위해 인터리빙 또는 에러 코딩을 포함할 수 있다.
디지탈 신호 소스(20)의 출력은 디지탈-아날로그 변환기(DAC)(22)에 연결된다. DAC(22)는 디지탈 코드를 이산 아날로그 전압을 가진 신호로 변환한다.
DAC(22)의 출력은 저역통과 필터(24)의 입력에 연결되어, DAC(22)에 의해 출력된 아날로그 신호에서 제1 기저대역 이미지를 제외한 모든 것이 감쇠된다. 저역 통과 필터(24)는 본 기술 분야에 공지된 표면 탄성파(surface acoustic wave) 디바이스 또는 다른 주파수 선택 디바이스로 구현될 수 있다.
저역통과 필터(24)의 출력 후에, 아날로그 신호는 주파수(FL01)를 가진 로컬 발진기에서의 입력을 가진 믹서(26)에 의해 중간 주파수와 믹싱된다. 유의할 점은, 신호 성분의 주파수가 높거나 낮은 새로운 주파수로 중계될 수 있기 때문에 이 믹싱 기능은 " 주파수 중계 기능"으로 여겨질 수도 있다는 점이다. 일 실시예에서는, 200MHz에 가까운 IF(로컬 발진기 주파수(FL01))가 사용된다. 믹서(26)는 뉴욕 부루클린의 미니-서킷츠(Mini-Circuits)로부터 입수할 수 있고, 파트 번호 JYM-20H로서 판매되는 집적회로로 구현될 수 있다.
대역통과 필터(27)와 믹서(26)의 중간 주파수 출력을 무선 주파수(RF)일 수 있는 최종 송신 주파수와 믹싱하는 제2 믹서(28)가 믹서(26) 뒤에 위치한다. 일 실시예에서는, 2GHz에 가까운 RF((로컬 발진기 주파수(FL02))가 사용된다. 또한, 믹서(26)는 뉴욕 부루클린의 미니-서킷츠로부터 입수할 수 있고, 파트 번호 JYM-20H로서 판매되는 집적회로로 구현될 수 있다. 대역통과 필터(27)는 믹서(26)에 의해 생성된 믹싱 생성 신호 중 하나를 선택하고 통과시킬 수 있다.
200MHz에서 제1 스테이지 IF를 가진 두 믹싱 스테이지를 사용하게 되면, 믹서(28)의 출력에서 믹싱 생성 신호 쌍간에 400MHz 주파수 간격을 제공한다. 다소 큰 이 간격은 믹서(28)뒤에 저렴한 낮은 차수 필터(도시 안됨)를 사용하여, 최종 증폭 및 송신을 위하여 믹서 이미지 쌍에서의 신호 중 하나를 선택할 수 있게 한 다.
그때, 믹서(28)의 출력은 신호를 채널 상에서 송신될 수 있는 레벨로 증폭하기 위한 증폭기(도시 안됨)로 전송될 수 있다. 채널은 무선 주파수 채널일 수 있고, 이 경우에 신호는 송신기에서 수신기로 무선으로 송신된다. 대안으로, 채널은 동축케이블 또는 광섬유와 같은 다른 매체에 있을 수 있다. 이런 대안적 매체에서, DAC(22)에 의해 출력된 신호는 주파수 분할 멀티플렉싱을 위해 여러 주파수와 여전히 믹싱될 수 있다.
도 2를 참조하면, DAC(22)에 의한 아날로그 신호 출력에서 나타나는 주파수 성분 및 진폭에 대한 그래프가 도시된다.
그래프(40)는, 진폭과 주파수로 그려진다. 주파수 축 상에서, FL은 디지탈 신호 소스(20)의 샘플 주파수이다. 기저대역 신호 성분(42) 및 에일리어스드(aliased) 신호 성분(44)을 포함하는 복수의 신호 성분이 다양한 주파수에서 나타난다. 각 주파수 성분은 분리된 나이키스트 밴드 내에 있다. 제1 나이키스트 밴드는 참조 번호 46으로 도시되고 기저대역 신호 성분(42)을 가진다. 만약 디지탈 신호 소스(20)가 복합 디지탈 신호를 제공한다면, 제1 나이키스트 밴드(46)는 0에서 샘플 주파수(FL)까지 확장되어 2배만큼 커진다. 제1 나이키스트 밴드의 주파수보다 높은 주파수를 가진 나이키스트 밴드를 수퍼-나이키스트 밴드로 간주한다. 이 수퍼-나이키스트 밴드는 참조 번호 48로 도시된다.
에일리어스드 신호 성분(44)의 진폭은 DAC(22)의 필터링 특성에 의해 결정된 다. 도 2에서 점선으로 도시된 바와 같이, 필터링 특성은 수학적인 함수 sinx/x의 형태를 가진다. 이러한 필터링 함수는 샘플-홀드 출력 신호를 가지는 DAC의 전형적인 형태이다. 따라서, 에일리어스드 신호 성분(44)의 진폭은 에일리어스드 신호 성분의 특정 주파수에서 필터링 특성 함수의 값에 의해 결정된다.
비록 신호 성분(42 내지 44)이 하나의 주파수를 가지는 것처럼 그래프(40)에 도시되었다고 할지라도, 신호가 이러한 대역폭에 걸쳐 있는 복수의 주파수 성분을 가질 수 있기 때문에 이 신호 성분은 일부 한정된 대역폭을 가질 수 있다.
종래 기술에 대한 일 실시예에서, FL은 100MHz와 같을 수 있다. DAC(22)의 출력에서, 저역통과 필터(24)는 기저대역 신호(42)를 선택하고 에일리어스드 신호 성분(44)을 제거한다. 믹서들(26 및 28)은, 함께 기저대역 신호(42)를 2GHz 주파수와 믹싱하고, 이것은 FL의 20배인 주파수일 수 있다. 송신 주파수에서의 믹서 이미지가 송신된 신호로부터 필터링될 필요가 있고, 이미지의 주파수가 송신된 신호의 주파수에 가까울 때 이런 믹서 이미지를 필터링하는 것은 어렵기 때문에 두 믹서가 통상적으로 요구된다. 두 믹서를 사용하고 두 스테이지에서 믹싱함에 의해서, 송신된 신호 및 그 믹서 이미지는 주파수에서 분리되어, 믹서 이미지 필터가 보다 적은 폴(pole)로서 설계될 수 있기 때문에 이 필터를 보다 쉽게 구현하게 한다.
보다 높은 수의 폴을 가진 필터를 설계 및 구현하기가 어렵기 때문에, 에일리어스드 신호 성분으로부터 기저대역 신호를 분리해내기 위하여 업샘플러(upsampler)가 DAC에 우선적으로 사용될 수 있다. 이것은 보다 적은 수의 폴을 가진 필터가 기저대역 신호에서 에일리어스드 신호를 필터링하도록 허용한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 업샘플러(60) 및 저역통과 디지탈 필터(62)는 DAC(66)로 입력되기에 앞서 디지탈 신호 소스(20)에 의해 출력된 신호를 프로세싱하도록 사용된다. 업샘플러(60)는 하나의 디지탈 심볼이 업샘플러(60)로 입력되고, 예컨대, 3개의 디지탈 심볼이 업샘플러(60)로부터 출력되는 "0 스터핑(stuffing)" 기능을 수행한다. 이러한 출력 심볼 중에서, 하나의 심볼은 원래 입력 심볼이고 후속하는 심볼들은 값이 0인 심볼들이다. 도 3 및 도 4에 도시된 실시예에서, 업샘플러(60)는 계수 M으로 업샘플링하고, 이 때 M은 3이다.
저역통과 디지탈 필터(62)는, 새롭고 보다 큰 제1 나이키스트 밴드(64)에서 업샘플러(60)에 의해 출력된 에일리어스드 신호 성분을 제거한다. 유의할 점은, 업샘플링 기능 때문에 도 4의 나이키스트 밴드는 보다 크거나 또는 보다 넓다는 것이다.
저역통과 디지탈 필터(62)의 출력은, 본 실시예에서 샘플링 주파수(FH)에서 작동하고, 도 1에 도시된 DAC(22)보다 3배이상 빠른 DAC(66)로 입력된다. 도 4에 도시된 그래프는 DAC(66)의 출력의 주파수 성분을 도시한다. 기저대역 신호 성분(42)은 제1 나이키스트 밴드(64)에 위치한다. 에일리어스드 신호 성분(44)은 수퍼-나이키스트 밴드(68)에 위치한다. 유의할 점은, 도 4에 도시된 나이키스트 밴드는 도 2에 도시된 나이키스트 밴드보다 3배나 넓다는 점이다. 보다 넓은 나이 키스트 밴드는 3배나 빠르게 작동하는 DAC(66) 및 업샘플러(60)의 결과이다.
DAC(66)의 출력은 수퍼-나이키스트 밴드(68)에서 에일리어스드 신호 성분을 제거하기 위하여 저역통과 필터(70)에 의해 필터링된다. 저역통과 필터(70)에 후속하는, 믹서(26 및 28) 주파수는 기저대역 신호 성분(42)을 바람직한 송신 주파수로 변환한다. 유의할 점은, 저역통과 필터(70)는 저역통과 필터(24)(도 1 참고)보다 적은 폴을 가진 필터로 구현될 수 있다는 점이다. 이것은 저역통과 필터를 보다 저렴하고 그리고 쉽게 구축하게 한다. 도 2 및 도 4간의 차이로서 도시된 바와 같이, 기저대역 신호(42)가 에일리어스드 신호 성분으로부터 주파수 상에서 보다 멀리 떨어져 있기 때문에, 보다 적은 폴이 필요하다.
도 3에 도시된 디지탈 신호 프로세싱이 DAC의 출력에서 간단한 저역통과 필터를 허용하는 반면에, 도 3의 회로는 DAC 출력을 바람직한 송신 주파수로 변환하기 위하여 여전히 두 개의 믹서를 필요로 한다. 따라서, 종래 기술에서는, DAC의 출력을 바람직한 송신 주파수와 믹싱하는 두 믹서의 필요성을 제거하고, 믹서 이미지를 필터링하여 송신을 위해 신호를 생성하기 위한 보다 간단하고, 보다 낮은 차수 필터를 사용할 수 있는 아날로그 주파수 송신을 위해 디지탈 신호를 프로세싱하기 위한 개선된 방법 및 시스템에 대한 필요성이 존재한다.
도 1은 변조된 디지탈 중간 주파수 신호를 송신에 적합한 아날로그 신호로 변환하는 종래 기술의 회로를 도시한다.
도 2는 도 1의 DAC에 의해 출력된 아날로그 신호에서 신호 성분에 대한 주파 수 대 진폭 그래프를 도시한다.
도 3은 아날로그 송신을 위해 디지탈 신호를 프로세싱하기 위한 업샘플러 및 저역통과 디지탈 필터를 포함하는 종래 기술의 회로를 도시한다.
도 4는 도3에서 DAC에 의해 출력된 신호의 주파수 성분 그래프이다.
도 5는 본 발명의 방법 및 시스템에 따르는 아날로그 송신을 위해 디지탈 시스템을 프로세싱하는 시스템을 도시한다.
도 6은 본 발명의 방법 및 시스템에 따르는 도 5의 DAC에 의해 출력된 아날로그 신호에서의 신호 성분에 대한 주파수 대 진폭 그래프이다.
도 7은 본 발명의 방법 및 시스템에 따르는 도 5에 도시된 회로의 선택적인 실시예이다.
도 8은 본 발명의 방법 및 시스템에 따르는 도 5에 도시된 회로의 또 다른 실시예이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 방법 및 시스템에 따르는 아날로그 송신을 위해 디지탈 신호를 프로세싱하는 시스템이 도시된다. 도시된 바와 같이, 데이타 소스(20)는 변조된 파형의 전압 샘플을 표현한 심볼의 시퀀스를 포함하는 변조된 디지탈 중간 주파수 신호를 출력한다. 데이타 소스(20)의 심볼 레이트는 FL이다. 디지탈 신호 소스(20)에 의해 출력된 심볼은 계수 M에 의해 신호를 업샘플링하는 업샘플러(60)에 연결된다. 종래 기술을 참조로 상술된 바와 같이, 통상적으로, 이 업샘플링 기능은 하나의 심볼을 수신하고 그 심볼을 출력하며 뒤이어 M-1 0-값 심볼을 출력한다. 업샘플링된 심볼 레이트는 FH이다.
업샘플러(60)의 출력은 수퍼-나이키스트 이미지 프로세서(80)의 입력에 연결되고, 프로세서(80)는 변조된 디지탈 신호를 출력한다. 이 변조된 디지탈 신호는 이 후에 보다 상세히 기술된다.
수퍼-나이키스트 이미지 프로세서(80)의 출력은 DAC(66)의 입력에 연결되고, DAC(66)는 업샘플러(60)의 출력과 같은 레이트에서 디지탈 신호 입력을 아날로그 신호 출력으로 변환한다. DAC(66)은 애리조나 투스콘의 버-브라운에 의해서 부품 번호 DAC600으로 판매되는 집적회로로 구현될 수 있다.
DAC(66)의 출력은 대역통과 필터(27)에 연결된다. 대역통과 필터(27)의 목적은 에일리어스드 신호 성분(84)(도 6 참조) 중 하나를 선택하는 것이며, 이는 기저대역 신호 성분(86)의 이미지이다. 대역통과 필터(27)의 대역폭은 수퍼-나이키스트 밴드(68) 중 하나에서 단일 에일리어스드 신호 성분(84)을 선택할 만큼 작아야 한다.
대역통과 필터(27)의 출력은 믹서(28)에 연결되고, 믹서(28)는 선택된 에일리어스드 신호 성분을 송신 주파수와 믹싱한다. 또한, 이 믹싱은 주파수 변환로 간주될 수 있다. 믹서(28)는 주파수 FLO2에서 작동하는 로컬 발진기로부터의 입력을 가진다.
도 6을 다시 참조하면, DAC(66)에 의한 아날로그 신호 출력의 신호 성분의 주파수를 도시하는 그래프가 도시된다. 이 신호 성분은 제1 나이키스트 밴드(64)에 도시된 기저대역 신호 성분(86)을 포함하며, 그리고 각각이 제1 나이키스트 밴드(64)보다 높은 주파수를 가지는 다양한 수퍼-나이키스트 밴드(68)에 도시된 에일리어스드 신호 성분을 포함한다. 기저대역 신호 성분(86) 및 에일리어스드 신호 성분(84) 모두는 DAC(66)의 필터링 특성(72)에 의해 결정되는 진폭을 가진다. 유의할 점은, 각각, 참조 번호 88 및 90으로 지시된 주파수들에서 도시된 바와 같이, 필터링 특성(72)은 피크 진폭 및 널(null) 진폭을 가진다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "널"은 디지탈-아날로그 변환기의 필터링 특성(72)을 표시하는 플롯(plot) 또는 곡선에서 로컬 최소 값으로 간주한다.
본 발명이 실제 디지탈 신호를 사용한 예와 함께 기술되었을지라도, 본 발명은 복합 디지탈 신호를 프로세싱하기 위해 사용될 수 있다. 복합 디지탈 신호가 사용될 때, 제1 나이키스트 밴드는 0에서 샘플 주파수까지 확장하여 2배나 커진다.
도 5의 수퍼-나이키스트 이미지 프로세서(80)에 의해 실행되는 기능을 다시 언급하면, 이 기능은, DAC(66)와 같은 후속 디지탈-아날로그 변환기가, 기저대역 신호 성분(42)에 의해 생성될 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분보다, DAC(66)의 필터링 특성(72)의 예견된 피크 진폭에 더 가까운 동일 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분을 출력하게 하는 주파수로 선택된 신호 성분을 출력하는 것으로서 기술될 수 있다.
도 4를 참조로 도시되고 기술된 바와 같이, DAC(66)은 기저대역 이미지 성분(42)으로부터 에일리어스드 이미지 성분을 출력하고, 그리고 필터링 특성(72) 에서, 에일리어스드 신호 성분(44)은 널에 가깝게, 또는 피크에서 멀리 위치한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 통상적으로, 필터링 특성(72)은 샘플-홀드 출력 신호의 결과로서 DAC 내에서 발생하는 sinx/x 필터링 함수이다. 본 발명의 중요한 특징에 있어서, 수퍼-나이키스트 이미지 프로세서(80)에 의해 출력된 신호 성분은 필터링 특성(72)의 수퍼-나이키스트 밴드에서 피크(도 6 참고)에 보다 근접하게 위치한다. 대조적으로, 도 3에서 DAC(66)로 입력된 주파수 성분은 필터링 특성(72)에서 널(즉, 주파수 FH 및 F2H...)에 보다 근접하게 있는 것과 같이 도 4에 도시된다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 방법 및 시스템에 대하여 아날로그 송신을 위해 디지탈 신호에 대한 시스템의 제2 실시예가 도시된다. 도시된 바와 같이, 도 7은 업샘플러(60)에 연결된 디지탈 신호 소스(20)를 포함한다. 업샘플러의 출력은 수퍼-나이키스트 이미지 프로세서(80)에 연결되고, 수퍼-나이키스트 이미지 프로세서(80)는 디지탈 믹서(94)에 연결된 디지탈 저역통과 필터(62)를 포함하고, 디지탈 믹서(94)는 주파수 FD1을 가진 로컬 발진기로부터 입력을 가진다. 본 실시예에서, 저역통과 디지탈 필터(62)는 도 2에 도시된 기저대역 신호 성분(42)과 같은 기저대역 신호 성분을 선택하여, DAC(66)의 출력이 DAC의 필터링 특성의 예견된 피크 진폭에 더 가까운 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분을 생성하게 하는 보다 더 높은 주파수로 주파수 변환될 수 있도록 한다. 본 방식에서, 수퍼-나이키스트 이미지 프로세서(80)는, 디지탈-아날로그 변환기가, 기저대역 신호 성분에 의해 생성될 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분보다, 디지탈-아날로그 변환기의 필터링 특성의 예견된 피크 진폭에 더 가까운 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분을 출력하게 하는 주파수로 복수의 신호 성분 중 선택된 하나를 출력한다. 다르게 표현하면, 기저대역 신호 성분을 보다 더 높은 주파수로 주파수 변환하면, 새롭게 생성된 에일리어스드 신호 성분은 DAC의 필터링 함수의 피크에 보다 더 근접하여 위치하게 된다.
바람직하게, 디지탈 믹서(94)에 인가된 주파수 변환 신호의 주파수(FD1)는 업샘플링된 심볼 레이트(FH)의 1/2과 같다. 이 주파수를 선택함으로써, 디지탈 믹서(94)에 인가된 디지탈 변환 신호는 시퀀스 {1, -1, 1, -1, 1, -1,...}을 포함한다. 이 시퀀스는 디지탈 믹서(94)를 실행시키기 위해 요구되는 회로 소자를 상당히 감소시킨다.
대체 실시예에서, FD1은 업샘플링된 심볼 레이트(FH)의 1/4과 같다. 이 선택으로, 디지탈 믹서(94)에 인가된 디지탈 변환 신호는 시퀀스 {1, 0, -1, 0, 1, 0, -1, 0, 1,...}을 포함한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 방법 및 시스템을 따르는 아날로그 송신을 위해 디지탈 신호를 프로세싱하는 시스템의 제3 실시예가 도시된다. 도시된 바와 같이, 이 시스템은 수퍼-나이키스트 이미지 프로세서(80)의 구현을 제외하면, 도 7에 도시된 것과 유사하다. 본 실시예에서, 수퍼-나이키스트 이미지 프로세서(80)는 제1 나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분을 선택하고 DAC(66)로 선택된 신호를 출력하는, 중심 주파수(FD)를 가진 디지탈 대역통과 필터(96)를 사용함으로써 신호 성분을 선택하고, 출력한다. 유의할 점은, 제1 나이키스트 밴드(64)에서 임의의 에일리어스드 신호 성분을 선택함으로서, 기저대역 신호 성분(42)이 직접 DAC(66)에 입력된 경우 출력될 에일리어스드 신호 성분보다 필터링 특성(72)의 피크에 보다 근접한 에일리어스드 신호 성분을 출력하는 DAC가 될 것이라는 점이다.
수퍼-나이키스트 이미지 프로세서(80)의 이점은, DAC가 송신 주파수와 믹싱될 수 있는 신호대 잡음비의 진폭을 가진 에일리어스드 신호 성분을 포함하는 출력을 생성한다는 것이다. 즉, 이 에일리어스드 신호 성분은 매우 유용한 신호이다. 왜냐하면, 에일리어스드 신호 성분은 도 4에 도시된 종래 기술에서의 신호대 잡음비보다 높은 신호대 잡음비를 가지기 때문이며, 에일리어스드 신호 성분을 송신에 적합하게 만든다.
에일리어스드 신호 성분의 보다 높은 신호대 잡음비에 더하여, 에일리어스드 신호 성분은 기저대역 신호 성분(42)의 주파수보다 높은 주파수에서 발생하여, RF 믹서(28)에 의해 출력되는 믹싱된 이미지 쌍으로부터 보다 쉽게 송신 신호를 선택하고, 필터링하게 만든다. 믹서 생성 쌍들간에 보다 긴 거리를 가지는 것은 송신을 위해 성분들 중 하나를 선택하는데 낮은 차수 필터가 사용될 수 있다는 것을 의미한다.
따라서, 도 7에 도시된 실시예는 신호 성분을 선택하고 그것을 옮기는 것을 포함한다. 신호 성분을 선택하기 위해 디지탈 저역통과 필터가 사용될 때, 기저대역 신호 성분은 선택되고 옮겨진다. 상대적으로, 제1 나이키스트 밴드에서의 에일리어스드 신호 성분이 도 8에 도시된 바와 같이 대역통과 필터를 사용하여 선택될 수 있고, 그때, 주파수 변환에 의해 옮겨질 수 있다.
요약하면, 본 발명은, DAC가, 단일 믹서에 의해 믹싱되고 필터링되어 아날로그 송신 신호를 생성하는 주파수로 충분한 신호대 잡음비를 가진 신호를 출력하도록, 디지탈적으로 신호를 프로세싱할 수 있는 이점을 가지고 있다.
상술한 바와 같이, 예시와 설명을 위해 본 발명의 바람직한 실시예가 전술되었다. 개시된 이 형태로 본 발명을 제한하거나 한정할 의도는 아니다. 상술된 기술적 관점에서 명백하게 변형 또는 수정이 가능하다. 본 발명의 원리 및 실제적 애플리케이션에 대한 최선의 설명을 제공하기 위하여, 그리고 의도하는 특정 사용에 적합하게 본 기술 분야의 당업자가 다양한 실시예 및 다양한 수정으로서 본 발명을 이용할 수 있도록 실시예가 선택되고 기술되었다. 공정하게, 합법적으로 그리고 정당하게 부여되는 범위에 따라 첨부된 청구항이 해석될 때 첨부된 청구항에 의해 정해지는 바와 같이 이러한 수정 및 변형의 모든 것은 본 발명의 범위 내에 있다.

Claims (21)

  1. 아날로그 송신을 위한 디지털-아날로그 변환기 - 상기 디지털-아날로그 변환기는 디지털-아날로그 변환과 관련된 필터링 특성을 가짐 - 에 제공하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 방법에 있어서,
    제1 나이키스트 밴드와, 상기 제1 나이키스트 밴드보다 높은 주파수의 복수의 수퍼-나이키스트 밴드를 포함하는 복수의 나이키스트 밴드 내의 신호 성분을 갖는 디지탈 업샘플링된 신호를 생성하기 위해 디지탈 신호를 업샘플링하는 단계 - 상기 제1 나이키스트 밴드는 기저대역 신호 성분 및 복수의 에일리어스드(aliased) 신호 성분을 포함하는 복수의 신호 성분을 포함함 -;
    상기 디지탈 업샘플링된 신호로부터, 상기 제1 나이키스트 밴드 내의 상기 복수의 신호 성분 중 하나를 선택하는 단계; 및
    상기 디지탈-아날로그 변환기가, 상기 기저대역 신호 성분에 의해 생성될 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분보다, 상기 디지탈-아날로그 변환기의 상기 필터링 특성의 예견된 피크 진폭(amplitude)에 더 근접한 상기 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호를 출력하게 하는 주파수로, 상기 복수의 신호 성분 중 선택된 하나를 출력하는 단계
    를 포함하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디지탈-아날로그 변환기가, 상기 기저대역 신호 성분에 의해 생성될 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분보다, 상기 디지탈-아날로그 변환기의 상기 필터링 특성의 예견된 피크 진폭에 더 근접한 상기 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분을 출력하게 하는 주파수로, 상기 복수의 신호 성분 중 상기 선택된 하나를 주파수 변환하는 단계 - 본 단계에서 주파수 변환된 신호 성분이 생성됨 - ; 및
    상기 주파수 변환된 신호 성분을 출력하는 단계
    를 더 포함하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 나이키스트 밴드 내의 상기 복수의 신호 성분 중 하나를 선택하는 단계는, 상기 기저대역 신호 성분을 선택하는 단계를 더 포함하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 나이키스트 밴드 내의 상기 복수의 신호 성분 중 하나를 선택하는 단계는, 상기 기저대역 신호 성분을 저역통과 필터링하는 단계를 더 포함하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 나이키스트 밴드 내의 상기 복수의 신호 성분 중 하나를 선택하는 단계는, 상기 에일리어스드 신호 성분 중 하나를 선택하는 단계를 더 포함하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 나이키스트 밴드 내의 상기 에일리어스드 신호 성분 중 하나를 선택하는 단계는, 상기 복수의 에일리어스드 신호 성분 중 하나를 대역통과 필터링하는 단계를 더 포함하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 신호 성분 중 상기 선택된 하나를 주파수 변환하는 단계는,
    상기 디지탈-아날로그 변환기가, 상기 기저대역 신호 성분에 의해 생성될 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분보다, 상기 디지탈-아날로그 변환기의 상기 필터링 특성의 예견된 피크 진폭에 더 근접한 상기 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분을 출력하게 하는 주파수로, 상기 복수의 신호 성분 중 상기 선택된 하나를 믹싱하여 주파수 변환된 신호 성분을 생성하는 단계를 더 포함하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 신호 성분 중 상기 선택된 하나를 믹싱하는 단계는, 상기 복수의 신호 성분 중 상기 선택된 하나를, 상기 복수의 신호 성분 중 상기 선택된 하나의 샘플 레이트의 1/2과 같은 주파수를 갖는 신호와 믹싱하여, 주파수 변환된 신호 성분을 생성하는 단계를 더 포함하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 신호 성분 중 상기 선택된 하나를 믹싱하는 단계는, 상기 복수의 신호 성분 중 상기 선택된 하나를, 상기 복수의 신호 성분 중 상기 선택된 하나의 샘플 레이트의 1/4과 같은 주파수를 갖는 신호와 믹싱하여, 주파수 변환된 신호 성분을 생성하는 단계를 더 포함하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 방법.
  10. 아날로그 송신을 위한 디지털-아날로그 변환기 - 상기 디지털-아날로그 변환기는 디지털-아날로그 변환과 관련된 필터링 특성을 가짐 - 에 제공하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 시스템에 있어서,
    제1 나이키스트 밴드와, 상기 제1 나이키스트 밴드보다 높은 주파수의 복수의 수퍼-나이키스트 밴드를 포함하는 복수의 나이키스트 밴드 내의 신호 성분을 갖는 디지탈 업샘플링된 신호를 생성하기 위해 디지탈 신호를 업샘플링하기 위한 수단 - 상기 제1 나이키스트 밴드는, 기저대역 신호 성분 및 복수의 에일리어스드 신호 성분을 포함하는 복수의 신호 성분을 포함함 -;
    상기 디지탈 업샘플링된 신호로부터, 상기 제1 나이키스트 밴드 내의 상기 복수의 신호 성분 중 하나를 선택하기 위한 수단; 및
    상기 디지탈-아날로그 변환기가, 상기 기저대역 신호 성분에 의해 생성될 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분보다, 상기 디지탈-아날로그 변환기의 상기 필터링 특성의 예견된 피크 진폭에 더 근접한 상기 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호를 출력하게 하는 주파수로, 상기 복수의 신호 성분 중 선택된 하나를 출력하기 위한 수단
    을 포함하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 디지탈-아날로그 변환기가, 상기 기저대역 신호 성분에 의해 생성될 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분보다, 상기 디지탈-아날로그 변환기의 필터링 특성의 예견된 피크 진폭에 더 근접한 상기 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분을 출력하게 하는 주파수로, 상기 복수의 신호 성분 중 상기 선택된 하나를 주파수 변환하는 수단 - 본 수단에서 주파수 변환된 신호 성분이 생성됨 - ; 및
    상기 주파수 변환된 신호 성분을 출력하는 수단
    을 더 포함하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 나이키스트 밴드 내의 상기 복수의 신호 성분 중 하나를 선택하는 수단은, 상기 기저대역 신호 성분을 선택하는 수단을 더 포함하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 나이키스트 밴드 내의 상기 복수의 신호 성분 중 하나를 선택하는 수단은, 상기 기저대역 신호 성분을 저역통과 필터링하는 수단을 더 포함하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1 나이키스트 밴드 내의 상기 복수의 신호 성분 중 하나를 선택하는 수단은, 상기 에일리어스드 신호 성분 중 하나를 선택하는 수단을 더 포함하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 나이키스트 밴드에서 상기 에일리어스드 신호 성분 중 하나를 선택하는 수단은, 상기 복수의 에일리어스드 신호 성분 중 하나를 대역통과 필터링하는 수단을 더 포함하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 시스템.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 신호 성분 중 상기 선택된 하나를 주파수 변환하는 수단은,
    상기 디지탈-아날로그 변환기가, 상기 기저대역 신호 성분에 의해 생성될 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분보다, 상기 디지탈-아날로그 변환기의 상기 필터링 특성의 예견된 피크 진폭에 더 근접한 상기 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분을 출력하게 하는 주파수로, 상기 복수의 신호 성분 중 상기 선택된 하나를 믹싱하여 주파수 변환된 신호 성분을 생성하는 수단을 더 포함하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 신호 성분 중 상기 선택된 하나를 믹싱하는 수단은, 상기 복수의 신호 성분 중 상기 선택된 하나를, 상기 복수의 신호 성분 중 상기 선택된 하나의 샘플 레이트의 1/2과 같은 주파수를 갖는 신호와 믹싱하여, 주파수 변환된 신호 성분을 생성하는 수단을 더 포함하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 시스템.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 신호 성분 중 상기 선택된 하나를 믹싱하는 수단은, 상기 복수의 신호 성분 중 상기 선택된 하나를, 상기 복수의 신호 성분 중 상기 선택된 하나의 샘플 레이트의 1/4과 같은 주파수를 갖는 신호와 믹싱하여, 주파수 변환된 신호 성분을 생성하는 수단을 더 포함하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 시스템.
  19. 송신을 위해 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 디지털-아날로그 변환기 - 상기 디지털-아날로그 변환기는 디지털-아날로그 변환과 관련된 필터링 특성을 가짐 - 에 공급하는 디지탈 신호를 프로세싱하는 신호 프로세싱 시스템에 있어서,
    기저대역 신호 성분 및 복수의 에일리어스드 신호 성분을 포함하는 복수의 신호 성분을 갖는 디지탈 업샘플링된 신호를 생성하기 위해 상기 디지탈 신호를 업샘플링하는 업샘플러; 및
    상기 업샘플러에 연결되며, 상기 복수의 신호 성분 중 선택된 신호 성분을 선택하고, 상기 선택된 신호 성분에 응답하여 상기 디지탈-아날로그 변환기가, 상기 기저대역 신호 성분을 프로세싱하는 상기 디지탈-아날로그 변환기에 의해 출력될 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분보다, 상기 디지탈-아날로그 변환기의 상기 필터링 특성의 예견된 피크 진폭에 더 근접한 상기 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분을 출력하게 하는 주파수로 상기 선택된 신호 성분을 출력하기 위한 신호 성분 및 주파수 선택기
    를 포함하는 신호 프로세싱 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 신호 성분 및 주파수 선택기는,
    기저대역 신호 성분을 선택하기 위한 저역통과 필터 및
    상기 선택된 신호 성분에 응답하여 상기 디지탈-아날로그 변환기가, 상기 기저대역 신호 성분을 프로세싱하는 상기 디지탈-아날로그 변환기에 의해 출력될 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분보다, 상기 디지탈-아날로그 변환기의 상기 필터링 특성의 예견된 피크 진폭에 더 근접한 상기 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분을 출력하게 하는 주파수로, 상기 기저대역 신호 성분을 주파수 변환하는 디지탈 믹서
    를 더 포함하는 신호 프로세싱 시스템.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 신호 성분 및 주파수 선택기는,
    상기 선택된 신호 성분에 응답하여 상기 디지탈-아날로그 변환기가, 상기 기저대역 신호 성분을 프로세싱하는 상기 디지탈-아날로그 변환기에 의해 출력될 수퍼-나이키스트 밴드 내의 에일리어스드 신호 성분보다, 상기 디지탈-아날로그 변환기의 상기 주파수 특성의 예견된 피크 진폭에 더 근접한 상기 수퍼-나이키스트에서의 에일리어스드 신호 성분을 출력하게 하는 주파수를 가지는 신호 성분을 선택하는 대역통과 필터를 더 포함하는 신호 프로세싱 시스템.
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