KR20010088076A - 통신 시스템의 송수신 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 통신 시스템의 송수신 장치에 관한 것으로 특히 군 지연 특성에 의해 발생하는 부호간 간섭을 줄이기에 적당하도록 한 통신 시스템의 송수신 장치에 관한 것이다. 이와 같은 통신 시스템의 송수신 장치는 기저대역신호(Base Band Signal)를 중간주파(IF) 신호로 상향 변환하는 변조부(Modulator)와, 상기 상향 변환된 중간주파 신호를 군 지연 등화하는 제 1 군 지연 등화부와, 상기 군 지연 등화한 중간주파 신호를 고주파 신호로 상향 변환하는 제 1 혼합부와, 상기 고주파 신호중 대역 내 신호만 통과시키는 제 1 대역 통과 필터부 및 상기 제 1 대역 통과 필터부를 통과한 신호를 공중(air)으로 복사하는 송신안테나로 구성되는 송신부와, 상기 공중으로 복사된 고주파 신호를 수신하는 수신 안테나와, 상기 수신 안테나에 수신된 고주파 신호중 대역 내 신호만 통과시키는 제 2 대역 통과 필터부와, 상기 대역 내 신호만 통과된 고주파 신호를 중간주파 신호로 하향 변환하는 제 2 혼합부와, 상기 중간주파 신호를 군 지연 등화하는 제 2 군 지연 등화부 및 상기 제 2 군 지연 등화된 중간주파 신호를 기저대역 신호로 변환하는 복조부(Demodulator)로 구성된다.

Description

통신 시스템의 송수신 장치{Apparatus for transceiver in communication system}
본 발명은 통신 시스템의 송수신 장치에 관한 것으로 특히 군 지연 특성에 의해 발생하는 부호간 간섭을 줄이기에 적당하도록 한 통신 시스템의 송수신 장치에 관한 것이다.
일반적으로 통신 시스템은 데이터를 무선 구간으로 송수신하기 위하여 송수신 장치를 사용하는데 최근 급속도로 확산되고 있는 이동 통신 시스템 역시 기지국이나 이동국(Mobile Station) 역시 통신시 각각 송수신 장치를 구비하여 통신에 이용하고 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 통신 시스템의 송수신 장치를 설명하기로 한다.
도 1a는 종래 통신 시스템에서의 송신기를 나타낸 블록 구성도이다.
종래 통신 시스템에서의 송신기는 도 1a에 나타낸 바와 같이, 직류 성분을 포함하거나 직류 성분에 가까운 저주파 대역의 신호인 기저대역신호(Base Band Signal)를 중간주파(Intermediate Frequency : IF) 신호로 상향 변환시키는변조기(Modulator)(1)와, 상기 변조기(1)에서 상향 변환된 중간주파 신호를 증폭하는 제 1 증폭부(2)와, 상기 제 1 증폭부(2)에서 증폭된 신호와 국부 발진기(Local Oscillator)(4)에서 발진된 주파수를 혼합하여 고주파로 상향 변환하는 혼합기(3)와, 상기 혼합기(3)에서 혼합된 고주파 신호를 증폭하는 제 2 증폭부(5)와, 상기 제 2 증폭부(5)에서 증폭된 신호의 중심 주파수를 중심으로 대역 내 신호만 통과시키는 대역 통과 필터(6) 및 상기 대역 통과 필터(6)를 통과한 신호를 공중(air)으로 복사하는 송신안테나(7)로 구성된다.
도 1b는 종래 통신 시스템에서의 수신기를 나타낸 블록 구성도이다.
종래 통신 시스템에서의 수신기는 도 1b에 나타낸 바와 같이, 공중으로 복사된 고주파 신호를 수신하는 수신 안테나(8)와, 상기 수신 안테나(8)에 수신된 고주파 신호중 대역 내 신호만 통과시키는 대역 통과 필터(9)와, 상기 대역 통과 필터(9)를 통과한 고주파 신호를 증폭시키는 제 1 증폭부(10)와, 주파수 변환을 위해 사용되는 신호를 발진시키는 국부 발진기(12)와, 상기 제 1 증폭부(10)에서 증폭된 고주파 신호와 상기 국부 발진기(12)에서 발진된 신호를 혼합하여 중간주파 신호로 하향 변환하는 혼합기(11)와, 상기 혼합기(11)에서 출력되는 중간주파 신호를 증폭하는 제 2 증폭부(13)와, 상기 제 2 증폭부(13)에서 증폭된 중간주파 신호를 기저대역 신호로 변환하는 복조기(Demodulator)(14)로 구성된다.
이와 같은 종래 통신 시스템의 송수신 장치는 우선 도 1a에 나타낸 바와 같은 송신기측에서는 변조기(1)에서 변조된 기저대역 신호는 중간주파수(IF)로 변환되고, 변환된 중간 주파수(IF)는 제 1 증폭부(2)에서 증폭되며, 혼합기(3)에서 국부 발진기(4)에서 발진된 신호와 혼합되어 고주파(무선 주파수)(Radio Frequency)로 변환된다.
고주파 신호는 제 2 증폭부(5)에서 다시 증폭되며, 대역 통과 필터(6)에서 대역내 신호만을 통과하여 안테나(7)로 송신된다.
그리고, 도 1b에 나타낸 바와 같은 수신측에서는 수신기의 안테나(8)에 수신된 고주파(무선 주파수)는 대역 통과 필터(9)를 통해 대역내 신호만 통과되고, 제 1 증폭부(10)에서는 대역내 신호를 증폭하여 혼합기(11)로 송신한다.
혼합기(11)는 제 1 증폭부(10)에서 증폭된 고주파 신호를 국부 발진기(12)에서 발진된 신호와 혼합하여 중간주파수(IF)를 출력하고, 제 2 증폭부(13)에서는 하향 변환된 중간주파수를 증폭하여 복조기(14)로 출력한다.
마지막으로 복조기(14)에서는 중간주파수를 기저대역 신호로 하향 변환한다.
도 2는 도 1에 나타낸 종래 통신 시스템의 송수신기의 필터 통과 대역에서의 군 지연(Group delay) 특성을 나타낸 도면이다.
종래 통신 시스템의 송수신기의 필터(여파기) 통과 대역에서의 군 지연 특성은 도 2에 나타낸 바와 같이, 중심주파수를 기준으로 신호의 통과 대역이 주파수의 중심에서 칸케이브(CONCAVE)하게 되어 일정하지 않으므로, 대역 통과 필터를 통과한 송수신 신호의 군 지연 특성이 일정하지 않음을 알 수 있다.
이와 같은 종래 통신 시스템의 송수신 장치에 있어서는 통과 대역만 통과시키고 대역 외의 신호 레벨을 감쇄시키기 위해 사용하는 대역 통과 필터의 군 지연 특성은 통과 대역에서 일정하지 않으므로 대역 통과 필터를 통과한 신호의 군 지연특성이 일정하지 않게 되고, 그에 따라 부호간 간섭(Intersymbol Interference)이 증가하게 된다. 따라서 부호간 간섭으로 인한 비트 오류 율(Bit Error Rate)이 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 통신 시스템의 송수신 장치에서 대역 통과 필터의 군 지연 특성에 생기는 부호간 간섭을 줄이므로써 비트 에러 율을 감소시킬 수 있는 통신 시스템의 송수신 장치를 제공하기 위한 것이다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 기저대역신호(Base Band Signal)를 중간주파(IF) 신호로 상향 변환하는 변조부(Modulator)와, 상기 상향 변환된 중간주파 신호를 군 지연 등화하는 제 1 군 지연 등화부와, 상기 군 지연 등화한 중간주파 신호를 고주파 신호로 상향 변환하는 제 1 혼합부와, 상기 고주파 신호중 대역 내 신호만 통과시키는 제 1 대역 통과 필터부 및 상기 제 1 대역 통과 필터부를 통과한 신호를 공중(air)으로 복사하는 송신안테나로 구성되는 송신부와, 상기 공중으로 복사된 고주파 신호를 수신하는 수신 안테나와, 상기 수신 안테나에 수신된 고주파 신호중 대역 내 신호만 통과시키는 제 2 대역 통과 필터부와, 상기 대역 내 신호만 통과된 고주파 신호를 중간주파 신호로 하향 변환하는 제 2 혼합부와, 상기 중간주파 신호를 군 지연 등화하는 제 2 군 지연 등화부 및 상기 제 2 군 지연 등화된 중간주파 신호를 기저대역 신호로 변환하는 복조부(Demodulator)로 구성되는 수신부를 포함하여 구성된다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 데이터 송수신시 비트 에러 율을 감소시키는 장점이 있다.
도 1a는 종래 통신 시스템에서의 송신기를 나타낸 블록 구성도
도 1b는 종래 통신 시스템에서의 수신기를 나타낸 블록 구성도
도 2는 도 1에 나타낸 종래 통신 시스템의 송수신기의 필터 통과 대역에서의 군 지연 특성을 나타낸 도면
도 3a는 본 발명 제 1 실시예에 따른 통신 시스템에서의 송신기를 나타낸 블록 구성도
도 3b는 본 발명 제 1 실시예에 따른 통신 시스템에서의 수신기를 나타낸 블록 구성도
도 4 및 도 5는 도 3a 및 도 3b에 나타낸 통신 시스템에서의 군 지연 등화기를 이용한 필터 통과 대역에서의 군 지연 특성을 설명하기 위하여 나타낸 도면
도 6a는 본 발명 제 2 실시예에 따른 통신 시스템에서의 송신기를 나타낸 블록 구성도
도 6b는 본 발명 제 2 실시예에 따른 통신 시스템에서의 수신기를 나타낸 블록 구성도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
21 : 변조부 22,34 : 군지연 등화부
23,26,31,34 : 증폭부 24,32 : 혼합부
25,33 : 국부 발진부 27,30 : 대역 통과 필터부
28.29 : 안테나
이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 3a는 본 발명 제 1 실시예에 따른 통신 시스템에서의 송신기를 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명 제 1 실시예에 따른 통신 시스템이 송신기는 도 3a에 나타낸 바와 같이, 직류 성분을 포함하거나 직류 성분에 가까운 저주파 대역의 신호인 기저대역신호(Base Band Signal)를 중간주파(Intermediate Frequency : IF) 신호로 상향 변환시키는 변조부(Modulator)(21)와, 상기 상향 변환된 중간주파 신호를 군 지연 등화하는 군 지연 등화부(22)와, 상기 군 지연 등화부(22)에서 군 지연된 중간주파 신호를 증폭하는 제 1 증폭부(23)와, 상기 제 1 증폭부(23)에서 증폭된 신호와 국부 발진기(Local Oscillator)(25)에서 발진된 주파수를 혼합하여 고주파로 상향 변환하는 혼합부(24)와, 상기 혼합부(24)에서 혼합된 고주파 신호를 증폭하는 제 2 증폭부(26)와, 상기 제 2 증폭부(26)에서 증폭된 신호의 중심 주파수를 중심으로 대역 내 신호만 통과시키는 대역 통과 필터부(27) 및 상기 대역 통과 필터부(27)를 통과한 신호를 공중(air)으로 복사하는 송신안테나(28)로 구성된다.
도 3b는 본 발명에 따른 통신 시스템에서의 수신기를 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 통신 시스템에서의 수신기는 도 3b에 나타낸 바와 같이, 공중으로 복사된 고주파 신호를 수신하는 수신 안테나(29)와, 상기 수신 안테나(29)에 수신된 고주파 신호중 대역 내 신호만 통과시키는 대역 통과 필터부(30)와, 상기 대역 통과 필터부(30)를 통과한 고주파 신호를 증폭시키는 제 1 증폭부(31)와, 주파수 변환을 위해 사용되는 신호를 발진시키는 국부 발진기(33)와, 상기 제 1 증폭부(31)에서 증폭된 고주파 신호와 상기 국부 발진기(33)에서 발진된 신호를 혼합하여 중간주파 신호로 하향 변환하는 혼합부(32)와, 상기 혼합부(32)에서 출력되는 중간주파 신호를 증폭하는 제 2 증폭부(34)와, 상기 제 2 증폭부(34)에서 증폭된 중간주파 신호를 군 지연 등화하는 군 지연 등화부(35)와, 상기 군 지연 등화된 중간주파 신호를 기저대역 신호로 변환하는 복조부(Demodulator)(36)로 구성된다.
이와 같은 본 발명 통신 시스템의 송수신 장치는 우선 도 3a에 나타낸 바와 같은 송신기측에서는 변조부(21)에서 변조된 기저대역 신호는 군 지연 등화부(22)로 입력되어 군 지연 등화한다.
여기서, 군 지연 등화란 필터 등의 전송 회로나 전송로 등은 그 전파 시간이 신호의 주파수에 따라 달라 출력 신호 파형에 일그러짐을 일으키는 요인이 되는데, 그 중에서, 위상-주파수 특성을 각 주파수로 미분한 특성을 군 지연 특성이라고 부르고, 그로부터 일정한 지연을 빼내어 얻는 편차를 군 지연 일그러짐(group delay distortion)이라 한다.
이와 같은 군 지연 주파수의 특성(group delay frequency characteristics)은 음성 데이터 등의 전기 신호를 통신 회선을 통하여 전송할 경우에 송신단에서수신단에 이르기까지는 일정한 시간이 걸리는데, 데이터 신호와 같은 디지털 신호는 단일 정현파가 아닌 연속된 주파수 스펙트럼에 의하여 구성되기 때문에 각 주파수 성분에 대한 전파 시간이 다르면 파형 일그러짐이 발생하게 된다. 이때, 회선의 위상대 주파수 특성을 B( ω)로 하고 τp=dβ( ω)/d( ω)로 할 때 이 τp를 군 지연 시간이라 하고, 각 주파수에 있어서 군 지연 시간의 상대치가 군 지연 특성이다.
이와 같은 군 지연 등화된 중간주파수(IF)는 제 1 증폭부(23)에서 증폭되며, 혼합부(24)에서 국부 발진부(25)에서 발진된 신호와 혼합되어 고주파(무선 주파수)(Radio Frequency : RF)로 변환된다.
고주파 신호는 제 2 증폭부(26)에서 다시 증폭되며, 대역 통과 필터(27)에서 대역내 신호만을 통과하여 안테나(28)로 송신된다.
그리고, 도 3b에 나타낸 바와 같은 수신측에서는 수신기의 안테나(29)에 수신된 고주파(무선 주파수)는 대역 통과 필터(30)를 통해 대역내 신호만 통과되고, 제 1 증폭부(31)에서는 대역내 신호를 증폭하여 혼합부(32)로 송신한다.
혼합부(32)는 제 1 증폭부(31)에서 증폭된 고주파 신호를 국부 발진부(33)에서 발진된 신호와 혼합하여 중간주파수(IF)를 출력하고, 제 2 증폭부(34)에서는 하향 변환된 중간주파수를 증폭하여 군 지연 등화부(35)로 출력한다.
군 지연 등화부(35)에서는 중간주파수를 군 지연 등화하여 복조부(36)로 전송하고, 복조부(36)에서는 군 지연 등화도니 중간주파수를 기저대역 신호로 하향 변환한다.
도 4 및 도 5는 도 3a 및 도 3b에 나타낸 통신 시스템에서의 군 지연 등화기를 이용한 필터 통과 대역에서의 군 지연 특성을 설명하기 위하여 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 통신 시스템의 송수신 장치에서의 군 지연 등화기는 도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이 변조부(21)의 다음단과 복조부(36)의 전단에 각각 구성되어 도 2에서 설명한 것과 같은 대역 통화 필터(여파기)와는 반대의 칸벡스(CONVEX)한 특성을 갖는 주파수를 출력한다.
따라서 송신기측에서는 군 지연 등화부(22)를 통과한 군 지연 특성을 갖는 주파수가 대역 통과 필터부(27)를 통과하면서 도 5에 나타낸 바와 같은 주파수 특성을 갖는 군 지연 특성이 보상된 주파수 특성을 갖게 되고, 수신기측에서도 대역 통과 필터부(30)를 통과한 군 지연 특성을 갖는 주파수가 군 지연 등화부(35)를 통과하면서 군 지연 특성이 보상된 주파수 특성을 갖게 된다.
즉 대역 통과 필터(27,30)를 통과한 신호의 특성과 군 지연 등화부(22,35)를 통과한 신호의 특성은 반대이므로 그를 이용하는 것으로 최종 송수신 신호의 군 지연 특성은 일정하게 된다.
도 6a는 본 발명 제 2 실시예에 따른 통신 시스템에서의 송신기를 나타낸 블록 구성도이고, 도 6b는 본 발명 제 2 실시예에 따른 통신 시스템에서의 수신기를 나타낸 블록 구성도이다.
이와같은 본 발명 제 2 실시예의 송신기측에서는 기저대역 신호에 대하여 제 1 군 지연 등화부(41)에서 군 지연 등화하고, 변조부(42)에서 고주파로 변환한 후,제 2 군 지연 등화부(43)에서 다시 군 지연 등화하여 대역 통과 필터부(44)를 통해 안테나(45)로 군 지연 특성이 보상된 고주파를 출력하게 되고, 수신기측에서는 수신 안테나(46)에서 고주파를 수신하면 대역 통과 필터(47)는 대역내 주파수만 통과시키고, 대역내 주파수만 통과한 주파수에 대하여 제 1 군 지연 등화부(48)에서 1차 군 지연 등화하고, 복조부(49)에서 기저대역 신호로 변환하여 출력한다.
본 발명 제 2 실시예에 따른 통신 시스템에서의 송수신 장치는 헤테로다인(heterodyne)방식(고주파(RF) ↔중간주파(IF) ↔기저대역)이 아닌 호모다인(Homodyne)방식(고주파(RF) ↔기저대역)을 실현하기 위한 것으로 대역 통과 필터의 군 지연 특성뿐만 아니라 송수신기 전체의 군 지연 특성을 보상할 수 있도록 군 지연 특성을 조정할 수 있다.
이상의 설명에서와 같은 본 발명 통신 시스템의 송수신 장치에 있어서는 대역 통과 필터의 군 지연 특성을 보상하여 최종 송수신 신호의 군 지연 특성을 일정하게 하므로 부호간 간섭이 일정하므로 그에 따라 부호간 간섭(Intersymbol Interference)이 감소하여 비트 오류 율(Bit Error Rate)을 감소시키는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 기저대역신호(Base Band Signal)를 중간주파(IF) 신호로 상향 변환하는 변조부(Modulator)와, 상기 상향 변환된 중간주파 신호를 군 지연 등화하는 제 1 군 지연 등화부와, 상기 군 지연 등화한 중간주파 신호를 고주파 신호로 상향 변환하는 제 1 혼합부와, 상기 고주파 신호중 대역 내 신호만 통과시키는 제 1 대역 통과 필터부 및 상기 제 1 대역 통과 필터부를 통과한 신호를 공중(air)으로 복사하는 송신안테나로 구성되는 송신부와,
    상기 공중으로 복사된 고주파 신호를 수신하는 수신 안테나와, 상기 수신 안테나에 수신된 고주파 신호중 대역 내 신호만 통과시키는 제 2 대역 통과 필터부와, 상기 대역 내 신호만 통과된 고주파 신호를 중간주파 신호로 하향 변환하는 제 2 혼합부와, 상기 중간주파 신호를 군 지연 등화하는 제 2 군 지연 등화부 및 상기 제 2 군 지연 등화된 중간주파 신호를 기저대역 신호로 변환하는 복조부(Demodulator)로 구성되는 수신부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 송수신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 또는 제 2 군 지연 등화부는 상기 기저 대역 대역 신호가 상기 변조부에서 상향 변환되기 전에 상기 변조부의 앞단에 구성되어 상기 기저대역 신호를 군 지연 등화한 후 상기 변조부로 입력되거나, 상기 변조부에서 기저대역 신호로 하향 변환된 후 상기 하향 변환된 기저 대역 신호를 군 지연등화하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 송수신 장치.
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