KR19980065854A

KR19980065854A - 저주파신호 감쇄특성의 억제를 위한 무선수신기 및 그 억제방법

Info

Publication number: KR19980065854A
Application number: KR1019970001033A
Authority: KR
Inventors: 나보규
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-01-15
Filing date: 1997-01-15
Publication date: 1998-10-15
Also published as: KR100255364B1; CN1096153C; GB2321354B; GB2321354A; US6112069A; CN1201302A; GB9800786D0

Abstract

본 발명은 아날로그 주파수변조형 무선통신시스템에서 저주파신호 감쇄특성을 보다 효율적으로 억제하기 위한 무선수신기를 구현하기 위한 것이다. 이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선수신기는, 상기 수신기로 수신되는 고주파신호와 소정 국부발진신호를 혼합하여 중간주파수신호를 출력하는 제1주파수변환기와, 상기 제1주파수변환기로부터 출력되는 국부발진신호를 상기 송신기에서 송신되는 음성신호를 이용하여 변조하여 변조된 신호를 상기 제1주파수변환기로 인가되도록 하는 변조기와, 상기 하향주파수변환기로부터 출력되는 중간주파수신호를 기저대역의 신호로 변환하여 출력하는 제2주파수변환기와, 상기 제2주파수변환기로부터 출력되는 기저대역신호를 복조하는 복조기로 이루어진다.

Description

저주파신호 감쇄특성의 억제를 위한 무선수신기 및 그 억제방법

본 발명은 아날로그 주파수변조형 무선통신시스템에 관한 것으로, 특히 보다 효율적으로 저주파신호 감쇄특성의 억제동작을 행하는 무선수신기 및 그 억제방법에 관한 것이다.

일반적으로 아날로그 휴대전화기 또는 아날로그 무선전화기와 같은 아날로그 주파수변조(Frequency Modulation)형의 무선통신시스템에서 수신기를 구성할 때 이용되는 대표적인 주파수 복조방식으로는 주파수변별기(frequency discriminator)를 채택하는 헤테로다인 방식이 있다. 헤테로다인방식 수신기(heterodyne receiver)는 수신한 고주파신호를 국부발진기의 신호와 헤테로다인하여 양쪽 신호의 주파수 차 또는 합의 주파수를 가진 출력신호를 얻은 후 증폭 및 검파의 동작을 수행하는 수신기이다.

도 1은 전형적인 헤테로다인 수신기의 구성을 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 안테나 101을 통해 수신된 양측파대(double side band)의 스펙트럼을 갖는 고주파신호는 광대역여파기 103을 거쳐 제1주파수변환기 105에서 제1국부발진기 152의 출력신호와 혼합되어 제1중간주파수신호로서 생성된다. 이 제1중간주파수신호는 제1중간주파수 대역여파기 107에서 여파된 후 증폭기 109에서 증폭된다. 상기 증폭된 신호는 다시 제2주파수변환기 160에서 제2국부발진기 146의 출력신호와 혼합되어 제2중간주파수신호로서 생성된다. 상기 제1중간주파수는 물론이고 제2중간주파수도 0헤르쯔(Hz)가 아닌 주파수이기 때문에 이러한 수신기가 헤테로다인 수신기라고 불리우는 것이다. 제2중간주파수 대역여파기 161은 상기 제2중간주파수신호중 할당된 채널에 주어진 주파수대역만을 여파시키고, 출력 진폭제한증폭기 162는 이 여파된 제2중간주파수신호의 진폭을 복조되기에 적합한 진폭으로 증폭시킨다. 주파수변별 복조기 131은 상기 증폭신호의 주파수변조성분을 전압 증감신호로 복조한 후 음성신호처리부 133으로 인가한다. 그러면 음성신호처리부 133은 상기 인가된 신호를 디엠퍼시스(de-emphasis) 등의 처리를 행하여 최종적으로 스피커 135를 통해 원래의 음성신호가 출력되도록 한다.

상기 도 1에 도시된 바와 같은 헤테로다인 수신기는 도면만을 참조하면 매우 간단하게 구성되는 것처럼 보일 것이다. 그러나 실제적으로는 채널필터의 역할을 하는 제2중간주파수 대역여파기 161이 매우 큰 공간을 차지하는 세라믹(ceramic) 또는 LC필터로서 구현된다는 사실에 유의하여야 한다. 이러한 대역여파기 161은 근본적으로 반도체로 집적할 수 없다는 단점이 있기 때문에 전체적인 수신기의 부피를 줄이는데 한계가 있다. 또한 이 헤테로다인 수신기는 비동기방식을 이용하고 있기 때문에 수신기 성능의 척도인 수신감도가 상대적으로 열악하다는 단점이 있다.

한편 이러한 단점을 해결하기 위한 수신기로서 도 2에 도시된 바와 같이 구성되는 바버수신기(Barber Receiver)가 있다. 이 수신기는 1947년 바버에 의해 제안된 수신기로, 대략 도 1에 도시된 수신기에 비해 약 1.5배 정도로 복잡해보이나, 실제적으로는 최근의 반도체 집적기술을 적용시킬 수 있기 때문에 헤테로다인 수신기에 비해 현재 많은 각광을 받고 있는 수신기이다.

도 2를 참조하면, 안테나 101을 통해 수신된 양측파대의 스펙트럼(도 3a의 301,302)을 갖는 고주파신호는 증폭기 109까지, 즉 제1중간주파수까지는 도 1과 유사하게 동작하나, 제2중간주파수부터는 양상이 매우 달라진다. 상기 증폭기 109의 출력인 제1중간주파수신호는 I채널의 제2하향주파수 변환기 111과 Q채널의 제2하향주파수 변환기 119에 동시에 전력이 반분되어 입력된다. 이 수신기는 헤테로다인수신기와는 달리 중간주파수를 0Hz로 떨어뜨리면서 복소변환하여 두 개의 서로 직교하는 벡터채널(I채널,Q채널)로 분할하여 기저대역에서 채널필터링하고 주파수복조를 시도하는 것으로, 소위 제로IF(0Hz의 중간주파수) 수신기라 불리운다.

제2국부발진기 146의 출력신호는 90°이상기(shifter) 147에 입력되어 I채널 하향주파수 변환기 111에는 0°의 위상지연으로, Q채널 하향주파수 변환기 119에는 90°의 위상지연으로 각각 인가된다. 이때 제2국부발진기 146의 발진주파수는 상기 제1중간주파수신호와 동일한 주파수를 갖는다. 따라서 I채널 하향주파수 변환기 111의 출력 112에는 0°의 위상지연을 갖는 기저대역신호가 출력되고, Q채널 하향주파수 변환기 119의 출력 120에는 90°의 위상지연을 갖는 기저대역신호가 출력된다. 분할되기 직전의 제1중간주파수신호 110은 단지 중심주파수만 안테나 101에 인가된 양측파대 고주파신호의 중심주파수로부터 0Hz가 아닌 주파수로 하향변환된 것이므로 양측파대를 그대로 유지하고 있다. 그러나 상기 주파수변환기들 111,119에서는 중심주파수가 0Hz로 하향변환되므로, 상기 제1중간주파수신호 110의 스펙트럼의 하측파대(lower side band)와 상측파대(upper side band)가 모두 중심주파수로부터 동일한 거리의 대역제한특성을 갖는 두 개의 단측파대(single side band)로서 하측파대는 음의 스펙트럼으로 나타나며 상측파대는 양의 스펙트럼으로 나타난다(도 3a의 306). 그러므로 실제로는 상측파대와 하측파대가 겹친 단측파대의 스펙트럼으로 나타나며(도 3a의 305), 대역폭이 안테나 101에 수신된 신호의 스펙트럼 대역폭의 반으로 준다. 따라서 하향주파수변환기들 111,119의 출력인 기저대역신호들 112,120은 채널필터의 역할을 하는 저역여파기들 113,121에서 각각 상기 단측파대의 대역폭으로 저역여파(도 3b의 307)되어 출력된다. 상기 저역여파기들 113,121의 출력은 직류오차전압의 전달을 막기위한 캐패시터들 115,123을 거쳐 교류성분들 116,124로서 다시 각각 I채널 상향주파수변환기 117과 Q채널 상향주파수변환기 125에 인가된다.

제3국부발진기 139의 출력신호는 90°이상기 140에 인가되어 0°의 위상지연을 갖는 신호 142와 90°의 위상지연을 갖는 신호 141을 만들어 각각 I채널 상향주파수변환기 117과 Q채널 상향주파수변환기 125로 인가한다. 상기 상향주파수변환기들 117,125는 각각 제3국부발진기 139의 출력신호의 주파수를 중심주파수로 하는 서로 90°의 위상차를 갖는 신호들 118,126을 출력한다. 상기 신호들 118,126은 서로 합류하여 비로소 원래 안테나 101에 수신되었던 고주파신호와 동일한 스펙트럼 형태를 갖는 양측파대의 제3중간주파수신호로서 생성된다. 상기 제3중간주파수신호는 대역여파기 127에서 여파된 후 출력 진폭제한 증폭기 129에서 복조에 필요한 진폭만큼 증폭된 뒤 주파수변별 복조기 131로 인가된다. 주파수변별 복조기 131은 상기 인가된 진폭제한 증폭기 129로부터 출력되는 신호의 주파수변조성분을 전압의 증감신호로 복조한다. 이 복조된 신호는 디엠페시스 등의 처리를 하는 음성신호처리부 133을 거쳐 최종적으로 스피커 135로 인가되어 원래의 음성신호로서 출력된다.

상기 도 2에 도시된 바버수신기는 전술한 바와 같이 도 1에 도시된 헤테로다인 수신기에 비해 대략 1.5배 정도의 복잡도를 가지고 있음을 알 수 있다. 그러나 도 1의 방식에서 채널필터 역할을 하는 제2중간주파수 대역여파기 161이 전술한 바와 같이 현재의 기술로는 반도체회로로 집적할 수 없고 점유공간이 크며, 원하는 인접채널 억제특성을 얻기 위해서는 통과대역의 손실 및 고주파성분의 왜곡을 감수해야 하므로 수신기의 성능이 상대적으로 열악하다는 단점을 해결하고 있다. 왜냐하면, 도 2의 방식에서 동일한 역할을 하는 저역여파기들 113,121은 인덕터를 쓰지않고, 저항, 캐패시터, 연산증폭기 등으로 구현이 용이하여 반도체 회로에의 집적이 가능하기 때문이다. 그러므로 하드웨어 점유공간을 도 1의 방식에 비해 상대적으로 줄일 수 있으며, 또한 도 1의 방식에서 요구되는 것과 동일한 인접채널 특성에 비해 통과대역의 손실 및 고주파성분의 왜곡을 상대적으로 적게 하는 장점이 있다.

그러나 도 2에 도시된 바와 같은 바버수신기의 장점에도 불구하고, 제1중간주파수신호와 주파수가 같은 제2국부발진기 146의 출력신호를 이용하여 제1중간주파수신호를 생성할 때 원치않는 전압 또는 간섭 현상에 의한 하향주파수변환기들 111,119의 출력의 직류오차전압, 회로 내부의 바이어스 등에 기인하는 직류전압편차(DC offset)의 발생을 막기 위한 직류전압 차단캐패시터들 115,123을 삽입해야만 한다. 이때 캐패시터들 115,123은 한정된 용량값을 가질 수밖에 없으므로, 이에 의한 저주파 차단특성만을 갖게 된다. 왜냐하면, 캐패시터들 115,123의 용량값이 지나치게 크면 반도체 회로에의 집적이 어려워지고, 초기신호 포착속도도 매우 느려지기 때문이다. 상기 저주파차단특성(도 3c의 308)과 도 3b의 저역여파기들 113,121의 저역제한 특성 307이 합성된 주파수응답 그래프가 도 3c에 308로서 도시되어 있다.

도 2에서 상향주파수변환기들 117,125에서 각각 상향변환된 후 합류하여 대역여파기 127에 입력되는 제3중간주파수신호의 스펙트럼(도 3c의 311)은 기저대역 단측파대 스펙트럼(도 3c의 309)의 중심주파수가 0Hz에서 제3국부발진기 139의 출력신호의 주파수 310으로 천이되면서 좌우로 하측파대와 상측파대가 이어지며, 중심주파수 부근에서 중심주파수로 갈수록 감쇄가 커지는 중간함몰지점 312를 갖는 왜곡된 형태를 나타내게 된다. 따라서 I채널과 Q채널에서의 직류에 가까운 저주파성분, 즉 원래 음성신호에서의 진폭이 낮아 진폭에 따라 주파수편이가 커지는 주파수변조방식에서는, 주파수편이가 작은 성분은 작아지면 작아질수록 점점 더 큰 감쇄를 갖게되어 상기의 직류오차전압에 의한 왜곡을 상회하게 되는 단점이 있다.

이러한 단점을 해결하기 위해 제안된 기술이 1995년 6월 27일자로 특허등록된 미합중국 특허번호 5,428,836호, 제목 Radio Receiver for Forming A Baseband Signal of Time-varying Frequencies(Motorola Inc.)하에 상세하게 개시되어 있다. 도 4는 상기 특허 제5,428,836호의 FIG.8에 개시되어 있는 구성을 포함하는 수신기의 구조를 보여주는 도면이다. 상기 특허 제5,428,836호에 도시된 수신기는 도 2에 도시된 바버수신기의 구성요소들중 제1주파수혼합기 105와 제1국부발진기 152와의 사이에 변조기 155가 삽입된 것을 특징으로 한다.

도 4를 참조하면, 변조기 155는 일정한 임의의 교류신호 154를 입력받아 제1국부발진기 152의 주파수신호(도 5의 fc)를 상기 교류신호 154로 변조하여 결과적으로 도 5에 도시된 바와 같이 주파수가 시간에 따라 변화하는 시변주파수신호 503을 제1주파수변환기 105에 인가한다. 그러므로 0Hz의 제2중간주파수신호가 규칙적으로 도 3c의 저주파차단지역 308에 빠지는 상황은 발생하지 않으며, 이에 따라 제3중간주파수신호가 도 3c의 중간함몰지점 312에 규칙적으로 빠지는 상황도 발생하지 않는다. 결과적으로, 복조기 131과 음성신호처리부 133을 거쳐 스피커 135를 통해 복원되어나오는 음성신호도 규칙적으로 감쇄되는 상황이 발생하지 않도록 하는데, 이것이 상기 특허 제5,428,836호에 도시된 수신기의 특징이다.

그러나 상기 특허 제5,428,836호에 개시되어 있는 바와 같은 신호대 잡음비가 주파수편이도에 비례하는 주파수변조 통신방식은 상기 변조신호 154로 변조된 제1국부발진신호 156이 제1중간주파수신호 106의 주파수편이도를 도 5에 도시된 바와 같은 변조신호 154의 진폭(도 5의 501)으로 주기(도 5의 502)적으로 증감시킨다. 이에 따라 결과적으로 스피커 135를 통해 들리게 되는 복원된 음성신호에 상기 변조신호 154의 주파수가 주파수편이진폭 501에 비례하는 음량으로 실리게 되므로, 이러한 저주파신호 감쇄특성의 억제를 위한 보상회로가 필수불가결적으로 요구된다. 특히 제1국부발진기 152 또는 다른 국부발진기들을 송신기가 수신기와 공유할 경우에는 송신경로에서도 이를 제거하는 보상회로가 삽입되어야 하거나, 송신경로에는 영향을 주지않는 변조방법을 택해야 하는 제한이 따른다. 또한 상기한 바와 같이 저주파 변조를 걸기 위해서는 별도의 저주파 변조신호원과 변조회로가 부가되어야만 한다.

따라서 본 발명의 목적은 수신된 고주파신호를 제로IF로 변환한 후 2개의 채널로 분할하여 복조하는 수신기를 포함하는 통신시스템에서 직류전압편차를 차단시키기 위해 캐패시터를 삽입하는 경우에 생기는 저주파신호의 감쇄특성을 억제시키는 무선수신기 및 그 억제방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 수신기와 송신기가 국부발진기들을 공유할 시 저주파신호의 감쇄특성을 억제시키기 위한 장치를 수신기내에만 구비시키고 송신기내에는 불요하게 만드는 무선수신기 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 수신된 고주파신호를 제로IF로 변환한 후 2개의 채널로 분할하여 복조하는 수신기를 포함하는 통신시스템에서 직류전압편차를 차단시키기 위해 캐패시터를 삽입하는 경우에 생기는 저주파신호의 감쇄특성을 억제시키기 위해 요구되는 수신기내의 저주파 변조신호원 및 변조회로를 불요하게 만드는 무선수신기 및 방법을 제공함에 있다.

이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지(aspect)에 따른 무선수신기는, 수신기로 수신되는 고주파신호와 소정 국부발진신호를 혼합하여 중간주파수신호를 출력하는 제1주파수변환기와, 상기 제1주파수변환기로부터 출력되는 국부발진신호를 상기 송신기에서 송신되는 음성신호에 의해 변조된 신호를 상기 제1주파수변환기로 인가되도록 하는 변조기와, 상기 하향주파수변환기로부터 출력되는 중간주파수신호를 기저대역의 신호로 변환하여 출력하는 제2주파수변환기와, 상기 제2주파수변환기로부터 출력되는 기저대역신호를 복조하는 복조기로 이루어진다.

본 발명의 제2견지에 따른 무선수신기는, 기준주파수를 입력하여 소정의 제1국부발진주파수로 생성한 후 이 제1국부발진주파수를 상기 송신기에서 송신되는 음성신호로 변조하고, 이 변조되는 제1국부발진주파수를 상기 수신기 및 상기 송신기에 공통으로 제공하는 제1국부발진수단과, 상기 수신기로 수신되는 고주파신호와 상기 제1국부발진수단의 출력을 혼합하여 중간주파수신호를 출력하는 제1주파수변환기와, 상기 기준주파수를 입력하여 I채널의 제2국부발진주파수 및 Q채널의 제2국부발진주파수를 생성하는 제2국부발진수단과, 상기 기준주파수를 입력하여 I채널의 제3국부발진주파수 및 Q채널의 제3국부발진주파수를 생성하는 제3국부발진수단과, 상기 제1주파수변환기로부터 출력되는 신호와 상기 I채널의 제2국부발진주파수 및 상기 Q채널의 제2국부발진주파수를 각각 혼합하여 I채널의 제1중간주파수대역신호 및 Q채널의 제2중간주파수대역신호로 변환하여 출력하는 제2주파수변환기와, 상기 I채널의 제1중간주파수대역신호 및 상기 Q채널의 제2중간주파수대역신호를 입력하여 각각 상기 I채널의 제3국부발진주파수 및 Q채널의 제3국부발진주파수와 각각 혼합하여 I채널의 기저대역신호 및 Q채널의 기저대역신호로 변환하여 출력하는 제3주파수변환기와, 상기 제3주파수변환기로부터 출력되는 기저대역의 I채널 신호 및 Q채널 신호를 복조한 후 음성신호로 처리하여 외부로 송출하는 복조수단으로 이루어진다.

도 1은 일반적인 아날로그 무선통신시스템의 헤테로다인수신기의 구성을 보여주는 도면.

도 2는 일반적인 아날로그 무선통신시스템의 바버수신기의 구성을 보여주는 도면.

도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 바버수신기의 신호 수신특성을 보여주는 도면.

도 4는 종래 기술에 따라 저주파신호특성의 감쇄를 억제시키는 아날로그 무선통신시스템의 구성을 보여주는 도면.

도 5는 도 4에 도시된 변조기에서 발생되는 변조신호의 예를 보여주는 도면.

도 6은 본 발명에 따라 저주파신호특성의 감쇄를 억제시키는 아날로그 무선통신시스템의 구성을 보여주는 도면.

도 7은 본 발명에 따른 수신기의 복조기에서 수신신호와 혼재되어 출력되는 송신 음성신호와 이를 상쇄시키기 위해 인가되는 위상 반전신호의 예를 보여주는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의내려진 용어들로서 이는 사용자 또는 칩설계자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 6은 본 발명에 따라 수신된 고주파신호를 제로IF로 변환한 후 2개의 채널로 분할하여 복조하는 수신기를 포함하는 통신시스템의 구성을 보여주는 도면이다. 이러한 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같은 종래 기술과 같이 별도의 저주파 변조신호원과 변조회로를 부가적으로 포함하지 않고 있으며, 제1국부발진기 152 또는 다른 국부발진기들을 수신기와 송신기가 공유할 때에 송신경로에 별도의 보상회로를 부가하지 않고 단지 수신기에만 보상회로를 부가적으로 사용함으로써 도 4에 도시된 종래 기술과 동일한 효과, 즉 저주파신호의 감쇄를 억제하는 특성을 얻을 수 있도록 하는 것임을 밝혀두는 바이다.

도 6을 참조하면, 안테나 201은 듀플렉서 203에 연결되어 있다. 이 듀플렉서 203의 한쪽은 선로 204를 따라 수신기의 저잡음증폭기 205에 연결되어 안테나 201에 수신된 신호전력을 수신주파수 대역으로 여파하고 동시에 송신주파수 대역을 차단한다. 듀플렉서 203의 다른 한쪽은 선로 283을 따라 송신기의 전력증폭기 282에 연결되어 송신신호의 전력을 안테나 201로 전달하고 동시에 수신주파수 대역을 차단한다.

한편, 송신기에서 마이크로폰 240에 인가된 음성신호는 선로 241을 통해 송신 음성신호처리부 242에 인가되고, 송신 음성신호처리부 242는 이 신호를 저역여파, 컴프레싱(compressing), 프리엠퍼시스(pre-emphasis) 등의 처리를 하여 선로 245를 통해 저항 249,251로 구성된 제1국부발진기 271의 변조입력단과 저항 250,252로 구성된 송신 제2국부발진기 276의 변조입력단에 동시에 인가한다. 제1국부발진신호 주파수합성기 269와 제2국부발진신호 주파수합성기 274는 각각 기준발진기 255로부터 선로 262를 통해 인가된 기준발진신호에 따라 송수신공용 제1국부발진기 271의 주파수와 송신 제2국부발진기 276의 주파수를 제어한다. 상기 송신 음성신호처리부 242의 출력신호에 따라 변조된 제1국부발진기 271과 제2국부발진기 276의 출력신호는 각각 선로 273,277을 따라 송신주파수변환기 278에 인가된다. 송신주파수변환기 278은 인가된 상기 두 신호를 혼합하여 최종 송신반송 출력주파수 신호를 출력하여 선로 279를 통해 대역여파기 280으로 인가한다. 송신대역여파기 280은 상기 선로 279를 통해 인가된 신호를 대역여파한 후 선로 281을 통해 전력증폭기 282에 인가한다. 전력증폭기 282는 필요한 크기로 송신전력을 증폭하여 선로 283을 통해 듀플렉서 203에 인가한다. 그러면 듀플렉서 203은 송신신호를 안테나 201에 선로 202를 통해 인가하고 안테나 201은 이 인가된 송신신호를 공중으로 방사한다.

다른 한편, 안테나 201로 수신되어 듀플렉서 203의 수신경로 204를 거쳐 저잡음증폭기 205에 인가된 수신신호는 증폭된 후 선로 206을 통해 수신대역여파기 207에 인가되고, 수신 제1주파수변환기 209는 선로 208을 통해 인가된 상기 여파기 207의 출력신호와 선로 272를 통해 인가된 송수신공용 제1국부발진기 271의 출력신호를 혼합하여 수신 제1중간주파수를 생성하여 출력한다. 중간주파수 대역여파기 211은선로 210을 통해 상기 제1중간주파수신호를 인가받아 여파한후 선로 212를 통해 증폭기 213에 인가한다. 증폭기 213의 출력신호는 선로 214를 거쳐 전력이 반분된 후 I채널 제2주파수변환기 215와 Q채널 주파수변환기 216에 동시에 인가된다.

수신 제2국부발진신호의 주파수합성기 263과 제3국부발진신호의 주파수합성기 256은 각각 기준발진기 255로부터 선로 262를 통해 인가된 기준주파수신호에 따라 수신 제2국부발진기 265의 주파수와 제3국부발진기 258의 주파수를 제어한다. 상기 수신 제2국부발진기 265의 출력신호는 이상기 266에서 서로 90。의 위상차를 갖는 신호로 분할되어 0。이상신호는 선로 268을 통해 I채널 제2주파수변환기 215에 인가되고, 90。이상신호는 선로 267을 통해 Q채널 제2주파수변환기 216에 인가된다. 상기 제3국부발진기 258의 출력신호는 이상기 259에서 서로 90。의 위상차를 갖는 신호로 분할되어 0。이상신호는 선로 261을 통해 I채널 제3주파수변환기 227에 인가되고, 90。이상신호는 선로 260을 통해 Q채널 제3주파수변환기 228에 인가된다.

상기 I채널 제2주파수변환기 215와 Q채널 주파수변환기 216은 상기 선로 214를 통해 각각 반분되어 인가되는 증폭기 213의 출력인 제1중간주파수신호와 상기 이상기 266의 출력인 0。와 90。로 이상된 제2국부발진신호를 각각 혼합하여 I채널 기저대역신호와 Q채널 기저대역신호를 출력한다. I채널 저역여파기 219와 Q채널 저역여파기 220은 각각 상기의 기저대역신호를 선로 217,218을 통해 인가받아 채널 필터링을 하여 출력한다. I채널과 Q채널의 직류전압오차(DC offset)를 차단시키기 위한 캐패시터들 223,224는 각각 상기 저역파기들 219,220의 출력신호의 교류성분만을 선로 225,226을 통해 I채널 제3주파수변환기 227과 Q채널 주파수변환기 228에 전달한다.

제3주파수변환기들 227,228은 각각 I채널과 Q채널의 기저대역신호의 교류성분들과 이상기 259의 출력의 0。와 90。로 이상된 제3국부발진신호를 각각 혼합하여 I채널과 Q채널의 제3중간주파수신호를 만들어 선로 229,230을 통해 출력한다. 선로 229,230의 신호들은 합류하여 제3중간주파수 대역여파기 231에 인가되고, 여파기 231에서 여파된 출력신호는 선로 232를 통해 출력 진폭제한증폭기 233에 인가된다. 상기 증폭기 233은 상기의 여파된 제3중간주파수신호를 복조에 필요한 진폭으로 증폭하고, 출력신호를 선로 234를 통해 복조기 235에 인가한다. 복조기 235는 상기의 증폭된 제3중간주파수신호에 실려있는 변조정보를 복조하여 출력한다.

이때 송신 음성신호처리부 242의 출력신호는 선로 245를 통해 위상반전중화회로 246에 인가되고, 상기 위상반전중화회로 246의 출력신호는 복조기 235의 출력신호와 합류하여 다시 음성신호처리부 237과 저역여파기 243에 동시에 인가된다. 저역여파기 243은 상기 합류된 신호에서 교류성분은 제거하여 직류성분만이 피드백되어 위상반전중화회로 246의 기준전압으로 제공되도록 한다. 음성신호처리부 237에서는 상기한 바와 같이 복조기 235의 출력신호와 위상반전중화회로 246의 출력신호가 합류된 신호를 인가받아 저역여파, 디엠퍼시스, 익스팬딩(expanding) 등의 처리를 하여 선로 238을 거쳐 최종적으로 스피커 239로 음성신호를 송출한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 특징중의 하나는 송신 음성신호처리부 242의 출력신호에 의해 변조되는 송신기의 제1국부발진기 271의 출력신호인 제1국부발진신호를 송신신호로 변조된 상태로 수신기가 공유하고 있다는 것이다. 본 발명의 다른 특징은 결과적으로 수신기의 복조기 235의 출력에 송신하고자 하는 음성신호와 수신하고자 하는 음성신호가 혼재되어 있으며, 이 혼재된 신호로부터 송신 음성신호처리부 242의 출력신호를 인가받은 위상반전중화회로 246을 이용하여 송신 음성신호성분을 제거한다는 것이다. 상기 수신 제1국부발진기 271은 통화시에 항상 변조가 걸려있으므로, 제1국부발진기 271의 출력신호와 수신신호를 혼합하여 만들어지는 제1중간주파수신호 또는 원래의 변조상태보다 제1국부발진기 271의 송신변조상태만큼 더 변조가 걸려있는 상태가 되어, 도 3c에 도시된 저주파차단지역에 빠져 제2중간주파수의 저주파성분이 감쇄되는 것을 방지할 수 있게된다. 따라서 종래의 도 4의 방식에서처럼 별도의 변조회로를 구성하여 별도의 변조성분을 가하지 않아도 저주파 감쇄 억제효과를 얻게 된다.

이러한 본 발명의 특징을 다시 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

송신시의 동작을 살펴보면, 송신 음성신호처리부 242의 출력신호는 저항 249,251과 저항 250,252를 거쳐 제1국부발진기 271과 송신 제2국부발진기 276에 동시에 변조신호로서 인가된다. 송신 주파수변환기 278로부터 출력되는 최종 송신 반송파주파수는 상기 두 신호의 합 또는 차의 성분으로 만들어지므로 변조도 또한 상기 두 신호의 합 또는 차가 된다. 이때 저항 249와 저항 251의 값을 적절하게 설정하여 전압을 분배시키면 제1국부발진기 271은 수신기의 제2중간주파수가 저주파 차단지역에 빠지지 않을 정도의 변조도로 변조시키는 동작을 수행한다. 그리고 저항 250과 저항 252의 값을 적절하게 설정하여 전압을 분배시키면 제2국부발진기 276은 최종 송신 반송파주파수에서의 정해진 변조도로 변조시키는 동작을 수행한다.

이에 따라 상기 제1국부발진기 271의 주파수와 수신 반송파주파수를 수신 제1주파수변환기 209에서 혼합해 변환된 수신 제1중간주파수신호는 원래의 수신스펙트럼이 제1국부발진기 271의 변조도만큼 더욱 변조된 스펙트럼을 갖게 된다. 따라서 선로 221,222의 I채널 및 Q채널의 제2중간주파수신호 또한 같은 정도로 변조된 스펙트럼을 가지므로, 직류차단 캐패시터 223,224에 의한 저주파 차단지역으로 빠지지 않게되고, 결과적으로 제2중간주파수의 저주파감쇄는 발생하지 않게된다. 직류차단캐패시터 223,224를 통과한 I채널과 Q채널의 제2중간주파수 스펙트럼은 서로 90。 이상된 두개의 제3국부발진기 258의 출력신호를 인가받은 I채널 및 Q채널 제3주파수변환기들 227,228에 의해 복소평면 스펙트럼에서 실수축 스펙트럼을 갖는 제3중간주파수로 변환된다. 이때 제3중간주파수의 스펙트럼도 여전히 원래의 수신신호에 송신 변조신호성분이 포함된 상태이며, 상기 제3중간주파수신호는 대역여파기 231, 증폭기 233을 거치면서 복조기 235에 인가되어 복조신호로서 출력된다.

상기 복조기 235로부터 출력되는 복조신호에는 송신 음성신호처리부 242의 출력신호와 같은 유형의 신호가 혼재되어 있기 때문에 이를 제거할 필요가 있다. 이때 복조기 235의 출력신호에 섞여있는 송신 음성신호처리부 242의 출력신호성분은 원래의 송신 음성신호처리부 242의 출력신호와 유형은 같으나, 진폭이 다르고, 또한 선로 272, 선로 210을 거쳐 선로 236까지 오면서 위상이 지연되어 있다. 그러므로 이러한 진폭의 변화 및 위상의 지연이 고려되어 상쇄되어야 한다. 따라서 송신 음성신호처리부 242의 출력신호를 인가받은 위상반전중화회로 246은 먼저 위상을 반전시키고, 진폭을 복조기 235의 출력신호에 섞여있는 성분(도 7의 701)과 동일해지도록 증가 또는 감소시킨 후, 상기한 바와 같은 수신경로에서 지연된 위상차만큼 지연시킨 결과의 신호(도 7의 702)를 출력하여 복조기 235의 출력신호에 섞여있는 성분을 상쇄,제거한다. 저역여파기 243은 복조기 235의 출력신호를 인가받아 평균 직류전압으로 평활하고 선로 244를 통해 위상반전중화회로 246의 기준전압으로 인가함으로써, 복조기 235의 출력신호의 직류성분(도 7의 703)과 위상반전중화회로 246의 직류성분(도 7의 704)간의 오차를 제거시켜주는 역할을 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 무선통신시스템은 도 4에 도시된 특허 제5,428,836호에 개시된 무선통신시스템에 비해 하기와 같은 이점이 있다.

첫째, 도 4의 방식에서는 제2중간주파수에서의 직류차단 캐패시터의 삽입으로 인해 저주파감쇄특성을 개선하기 위해 제1국부발진기를 변조시키는데 별도의 변조신호원을 구성하여 이용하였으나, 본 발명에서는 이미 존재하는 송신 음성신호를 이용하므로 별도의 변조신호원이 요구되지 않는다.

둘째, 별도의 변조신호원을 구성하지 않아도 되므로 원치않는 간섭이 야기될 가능성이 없다.

셋째, 도 4의 방식에서는 별도의 변조신호원이 전혀 다른 새로운 신호여서 수신기 스피커의 출력 음성신호에서의 순수한 잡음으로 작용하므로 반드시 제거되어야 하며, 이를 상쇄 및 제거하기 위한 보상회로가 매우 정밀해야 하는 회로구성상의 부담이 있다. 그러나 본 발명은 송신 음성신호를 이용하므로 수신기 스피커 출력신호에 존재하는 신호는 원래 전화기에서 일부러 만들어주어야 하는 측음처럼 들리므로, 이를 상쇄 및 제거하는 보상회로에서 도 4의 방식처럼 정밀하게 보상해줄 필요가 없고, 오히려 측음으로 활용할 수 있을 정도로만 보상하여도 되며, 회로 구성상의 부담이 상대적으로 적다.

넷째, 도 4의 수신기에서의 저주파 감쇄특성을 개선하기 위하여 별도의 변조신호원을 만들지 않고, 송수신 공용 제1국부발진기에 송신 변조신호로 변조를 걸어 송신하는 것을 이용하였으므로, 송신경로에서 별도의 보상회로를 필요치 않으며, 따라서 변조방법에 대한 제약이 상대적으로 적다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 않되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

수신기와 송신기로 이루어지는 아날로그 주파수변조형 무선통신시스템에 있어서, 상기 수신기로 수신되는 고주파신호와 소정 국부발진신호를 혼합하여 중간주파수신호를 출력하는 제1주파수변환기와, 상기 제1주파수변환기로부터 출력되는 국부발진신호를 상기 송신기에서 송신되는 음성신호를 이용하여 변조하여 변조된 신호인 상기 제1주파수변환기로 인가되도록 하는 변조기와, 상기 하향주파수변환기로부터 출력되는 중간주파수신호를 기저대역의 신호로 변환하여 출력하는 제2주파수변환기와, 상기 제2주파수변환기로부터 출력되는 기저대역신호를 복조하는 복조기로 이루어짐을 특징으로 하는 무선수신기.
수신기와 송신기로 이루어지는 아날로그 주파수변조형 무선통신시스템에 있어서, 기준주파수를 입력하여 소정의 제1국부발진주파수로 생성한 후 이 제1국부발진주파수를 상기 송신기에서 송신되는 음성신호로 변조하고, 이 변조되는 제1국부발진주파수를 상기 수신기 및 상기 송신기에 공통으로 제공하는 제1국부발진수단과, 상기 수신기로 수신되는 고주파신호와 상기 제1국부발진수단의 출력을 혼합하여 중간주파수신호를 출력하는 제1주파수변환기와, 상기 기준주파수를 입력하여 I채널의 제2국부발진주파수 및 Q채널의 제2국부발진주파수를 생성하는 제2국부발진수단과, 상기 기준주파수를 입력하여 I채널의 제3국부발진주파수 및 Q채널의 제3국부발진주파수를 생성하는 제3국부발진수단과, 상기 제1주파수변환기로부터 출력되는 신호와 상기 I채널의 제2국부발진주파수 및 상기 Q채널의 제2국부발진주파수를 각각 혼합하여 I채널의 제2중간주파수대역신호 및 Q채널의 제2중간주파수대역신호로 변환하여 출력하는 제2주파수변환기와, 상기 I채널의 제2중간주파수대역신호 및 상기 Q채널의 제2중간주파수대역신호를 입력하여 각각 상기 I채널의 제3국부발진주파수 및 Q채널의 제3국부발진주파수와 각각 혼합하여 I채널의 제3중간주파수대역신호 및 Q채널의 제3중간주파수대역신호로 변환하여 출력하는 제3주파수변환기와, 상기 제3주파수변환기로부터 출력되는 제3중간주파수대역의 I채널 신호 및 Q채널 신호를 합하여 복조한 후 음성신호로 처리하여 외부로 송출하는 복조수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 무선수신기.
제2항에 있어서, 상기 복조수단은, 상기 제3주파수변환기로부터 출력되는 제3중간주파수대역의 I채널 신호 및 Q채널 신호를 합한 후 복조하는 복조기와, 상기 복조기에 의해 복조된 후 출력되는 신호를 소정 음성처리한 후 스피커를 통해 외부로 송출하는 음성신호 처리부와, 상기 음성신호처리부에서 처리되는 음성신호의 성분중에 상기 송신기에서 송신된 음성신호를 제거하는 수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 무선수신기.
제3항에 있어서, 상기 수단은, 상기 송신기에서 송신된 음성신호와 진폭이 동일하고 위상이 반전된 신호를 생성하여 상기 음성신호처리부에서 처리되는 음성신호의 성분중에 상기 송신기에서 송신된 음성신호를 제거하는 것을 특징으로 하는 무선수신기.
수신기와 송신기로 이루어지며, 상기 수신기로 수신되는 고주파신호와 소정 국부발진신호를 혼합하여 중간주파수신호를 출력하는 제1주파수변환기와, 상기 하향주파수변환기로부터 출력되는 중간주파수신호를 기저대역의 신호로 변환하여 출력하는 제2주파수변환기와, 상기 제2주파수변환기로부터 출력되는 기저대역신호를 복조하는 복조기로 이루어지는 아날로그 주파수변조형 무선통신시스템에서 상기 복조기에 의해 복조되는 신호성분중에 저주파신호가 감쇄되는 특성을 억제하기 위한 방법에 있어서, 상기 제1주파수변환기로부터 출력되는 국부발진신호를 상기 송신기에서 송신되는 음성신호를 이용하여 변조하여 이 변조된 신호를 상기 제1주파수변환기로 인가되도록 함으로써 상기 복조기에 의해 복조되는 신호성분중에 저주파신호가 감쇄되는 특성을 억제시키는 것을 특징으로 하는 방법.