KR20020072528A - 복조 비트율을 채용하는 근거리 발진기 주파수가 설정된송수신기 - Google Patents

Abstract

통신 시스템은 기저대역 변조로부터 수신된 변조주파수를 추출한다. 이 주파수는 가변발진기의 출력을 제어하는 기준으로 사용된다. 가변발진기의 출력은 송신상향변환주파수를 생성하기 위해 사용될 수 있고, 또한 수신하는 동안에 중간주파수(IF)로부터 기저대역으로 하향변조를 수행하는데 사용될 수도 있다.

Description

복조 비트율을 채용하는 근거리 발진기 주파수가 설정된 송수신기{Transceiver with Local Oscillator Frequency Setting Using the Demodulated Bit Rate}

무선통신은 한 장소에서 다른 장소로 정보를 전송하는 가장 일반적인 방법의 하나가 되었다. 전화 시스템, 근거리지역 컴퓨터전산망, 그리고 인터넷과 같은 광역 컴퓨터전산망에 무선통신 링크(link)의 응용은 널리 보급되었고, 수 많은 상업제조자들이 이들 시장에 무선통신 장비를 공급하고 있다.

통상적인 무선통신 기술의 몇가지 기본적 원리들이 도 1에 예시되어 있다. 무선통신의 몇가지 형태에 있어서, 선택된 메시지를 코드화하는 기저대역 신호(baseband signal)(10)는 상향변환기(upconverter)(14)내에서 고주파 사인파 반송파 신호(high frequency sine wave carrier signal)와 결합한다. 예를 들면, FM 송신에 있어, 반송파 신호의 주파수는 기저대역 메시지 신호(10)의 내용에 의해한정되는 방식으로 변환된다. 변조된 반송파(modulated carrier)(16)는 그때 송신되고, 적합한 메시지 수신지에서 하향변환 회로(downconverter circuit)(18)에 의해 수신된다. 상향변환기(14)와 하향변환기(18)는 모두 상향변환과 하향변환 프로세스를 수행하기 위해 기준주파수 신호(reference frequency signal)(12, 20)를 입력한다. 여러 경우에, 하향변환기(18)에 의해 생성된 기저대역 메시지 신호(baseband message signal)(22)는 본래의 메시지 신호(10)를 복사하는 것이지만, 메시지 내용이 하향변환기(18) 출력으로부터 해독가능한 한, 이것은 필요한 것이 아니다.

텔레비젼 방송과 같은 방송 시스템에 있어서, 단지 중앙지국만이 신호송신을 위한 회로소자를 함유할 것이다. 그러나, 예를 들면, 중앙 허브(hub)와 수 많은 원격장치(remote unit) 사이의 쌍방통신에 있어서, 허브와 원격장치는 모두 수신작동을 위한 하향변환 회로소자와 송신작동을 위한 상향변환 회로소자를 함유하여야만 한다. 이 경우에, 비록 쌍방통신에 있어서 반송파 주파수는 메시지 방향에 따라 다르지만, 원격장치는 허브에 메시지 송신을 위해서 또한 상향변환 기준주파수를 생성하여야만 한다.

도 1에서 나타낸 것과 같은 수 많은 통신 시스템에 있어서, 쉽게 해독되는 하향변환기 출력(downconverter output)(22)을 생성하고 배정된 주파수의 최적사용을 허락하도록, 상향변환 기준신호(upconversion reference signal)(12) 주파수와 하향변환 기준신호(downconversion reference signal)(20) 주파수는 서로간에 일관되고 정확하게 관련되는 것이 중요하다. 추가하여, 정부조정기관은 송신을 위해사용되는 반송파신호의 주파수가 매우 좁은 오차내에서 특정 할당 주파수에 일치되도록 할 필요가 있다.

링크 말단에서 기준신호(12, 20)를 생성하도록, 이런 목표는 때때로 링크의 양 말단에 매우 정확하고 안정된 발진기(oscillator)를 설치함에 의해 달성된다. 쌍방통신을 위한 이러한 시스템의 한 예가 도 2에 예시되어 있다. 이 시스템에 있어서, 위성접시(satellite dish)(23)에 의해 수신된 신호는 연속된 두 혼합기(mixer)(24a, 24b)에 의해 하향변환된다. 첫 번째 혼합기(24a)는 외부설치단위(outdoor mounted unit)(26)내에 존재하고, 수신된 신호의 중심주파수를 중간주파수(intermediate frequency, IF)로 하향변환시킨다. 두 번째 혼합기(24b)는 내부설치단위(indoor mounted unit)(28)내에 존재하고, IF 신호를 아날로그 디지탈 변환기(analog to digital converter)(30)에 의해 표본추출되는 변조된 기저대역 출력(modulated baseband output)으로 하향변환시킨다. 아날로그 디지탈 변환기(30)의 출력은 기저신호를 복조(demodulation)하기 위해 디지탈 프로세싱 회로소자(digital processing circuitry)로 보내지고, 수신된 데이터를 포함하는 비트를 복사한다.

송신 프로세스 동안에, 신호발생기(signal generator)(32)의 출력은 추가된 혼합기(33a, 34b) 쌍에 의해 상향변환되고, 이중 앞의 혼합기가 내부단위(28)내에 위치하며, 뒤의 혼합기는 또 다른 외부단위(34)내에 위치한다.

혼합기 각각은 대응 위상동기루프(associated phase-locked-loop, PLL)(36a, 36b, 36c, 36d)로부터 기준주파수 신호를 수신한다. 각 PLL은 차례로 출력주파수를 유도하는 발진기(37)로부터 기준주파수를 수신한다. 모든 PLL이 발진기(37)로부터 공통된 기준주파수를 수신하지만, 각 PLL이 다른 주파수신호를 출력하도록, 제어기(controller)(38)는 디지탈적으로 설정된 내부 루프분할기(digitally setting internal loop divider)를 위한 PLL에 연결되어 있다.

이러한 유형의 시스템에 있어서, 발진기(37)는 자유통과(free-running)되고, 온도변동 등과 함께, 장시간에 걸쳐 가능한 정확하고 안정되어야 한다. 특히, 이런 기능에 적합한 충분한 양질의 자유통과 발진기는 이 시스템의 가장 고가의 구성요소이다. 또한, 양질의 발진기에서조차, 이상적 기준주파수로부터 약간의 잔류편차(offset)가 존재한다. 몇가지 시스템에서, 이런 잔류편차는 비트디코딩(bit decoding) 동안에 기저대역 수신신호의 특성을 분석함에 의해 나타날 수 있다. 기저대역 신호내에 0 Hz 중앙 주파수로부터 변차가 측정되고, 이 변차는 발진기(37)의 이상적 출력으로부터의 잔류편차라 할 수 있다. 일단 이러한 잔류편차가 수신작동 동안에 정량화된다면, 발진기(37)에 나타난 잔류편차조차도 송신 PLL(36b, 36c)내 루프분할기가 이들 PLL 출력이 정확하도록 업데이트될 수 있다.

이런 시스템에 있어서, 쌍방통신 링크의 한 말단은 그 링크의 다른 말단으로부터 수신된 변조된 반송파 신호로부터 직접 적합한 기준주파수를 생성할 수 있다. 그러나, 수신된 변조된 반송파로부터 안정된 기준주파수를 추출하기 위해 필요로 되는 회로소자 또한 고가이다. 그러므로, 무선통신이 보다 널리 사용되도록, 이들 기준주파수를 생성하기 위한 보다 저렴한 기법이 요구된다.

발명의 요약

본 발명은 통신 시스템에 있어서, 주파수 생성을 위한 방법과 기구를 포함한다. 본 발명의 한가지 실시태양에 있어서, 본 발명의 통신기구는 상향변환 회로소자, 하향변환 회로소자, 및 기준주파수 발생기를 포함한다. 전기 실시태양에 있어서, 기준주파수 발생기는 하향변환 회로소자와 상향변환 회로소자의 출력사이에 연계된다. 기준주파수 발생기는 전압제어 발진기와 위상비교기를 포함한다.

본 발명에 의하면, 송신기를 위한 상향변환 주파수신호를 생성하는 방법이 또한 제공된다. 송신기와 수신기를 포함하는 무선통신기구에 있어서, 이러한 방법은 수신기에 의해 수신된 신호로부터 변조주파수를 추출하는 단계와 변조주파수로부터 송신상향변환 주파수를 유도하는 단계를 포함한다.

본 발명은 무선통신, 구체적으로 수신된 무선 송신으로부터 주파수 정보를 검색하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 통신채널을 나타내는 블럭도이다.

도 2는 쌍방 무선통신 링크의 일 말단을 나타내는 블럭도이다.

도 3은 기준주파수 생성루프를 포함하는 통신채널을 나타내는 블럭도이다.

도 4는 본 발명이 편리하게 응용되는 다중 액세스 무선통신 시스템을 나타내는 개략도/블럭도이다.

도 5는 도 4의 원격장치의 하나로 제공될 수 있는 본 발명의 한 실시태양에 따른 무선 수신과 송신 회로소자를 나타내는 개략도/블럭도이다.

도 6은 본 발명의 한 실시태양에 따른 기준주파수 생성방법의 순서도이다.

본 발명의 실시태양은 첨부된 도면을 참조로 해서 지금부터 설명될 것이고, 도면에서 언급된 숫자는 명세서 전체에 걸쳐 동일한 구성요소를 나타낸다. 여기에서 제시된 설명에 사용된 용어는 어떤 제한이나 한정의 뜻으로 해석하려는 의도는 아니며, 단지 그것은 본 발명의 확실한 특정 실시태양을 보다 상세히 설명하기 위함이다. 더구나, 본 발명의 실시태양은 몇 가지 새로운 특징을 포함할 수 있으나, 이것 중 어느 것도 바람직한 특성의 유일한 근거는 아니며, 또한 여기서 설명되는 본 발명을 실행하는데 본질적인 것도 아니다.

도 3은 쌍방 무선통신 시스템 단위내 송신과 수신 회로소자의 일부분을 예시하고 있다. 이 단위가 수신될 때, 유입되는 변조된 반송파 신호(inbound modulated carrier signal)(39)는 유입되는 기저대역 정보신호(inbound baseband information signal)(42)를 생성하는 하향변환기 회로(40)에 의해 수신된다. 이 단위가 송신할 때, 유출되는 기저대역 정보신호(43)는 유출되는 변조된 반송파(46)를 생성하는 상향변환기(44)에 제공된다. 또한, 안정되고 정확한 주파수 신호 출력(48)을 갖는 주파수 발생기(frequency generator)(47)가 제공된다. 이 실시태양에 있어서, 이 안정한 주파수 신호는 상향변환기(44)로 보내지고, 상향변환기에서 이 신호는 정확한 반송파 신호를 생성하는데 사용될 수 있다. 아울러, 기준주파수 발생기(47)의 출력(48)은 하향변환기(44)로 보내지고, 하향변환기에서 하향변환을위해 필요한 기준주파수나 주파수들을 생성하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 이 실시태양에 있어서, 기준주파수 발생기(47)는 라인(49)에서 입력으로 유입되는 기저대역 정보신호를 사용한다. 그러므로, 수신된 기저대역 신호는 정확하고 안정된 주파수 기준의 소스(source)로 사용된다. 비록 고정된 주파수 반송파가 제거될지라도, 기저대역 신호는 여전히 데이타가 수신되는 속도에 의해 일부분이 한정되는 방식으로 변조되기 때문에, 이것은 가능하다. 반송파가 송신시스템에 의하여 원래로 변조될 때에도 이 속도는 높은 정확도로 고정된다.

매우 다양한 반송파 변조 도식이 알려지고 사용된다. 일반적으로, 데이타 비트는 예를 들면, 반송파 위상전이(carrier phase shift), 주파수전이(frequency shift), 진폭전이(amplitude shift) 또는 그것들의 결합으로 코드화될 수 있고, 변조주파수는 기저대역 신호로부터 추출될 수 있다. "M-ary" 변조 도식에 있어서, 반송파의 선택된 위상, 주파수 그리고 진폭모양이 2, 4, 6 또는 그이상 비트로의 코드화를 구성할 수 있다. 그러나, 어떤 반송파 변조 도식에 있어서도, 수신된 기저대역 신호는 착신 데이타 속도(incoming data rate)에 관련된 변조주파수에 혼입될 것이다. 몇가지 경우에, 변조주파수는 "대표주파수(symbol frequency)"에 상응할 것이고, 여기서 대표는 반송파의 한정된 위상, 주파수, 및/또는 진폭모양으로 코드화된 하나 또는 그 이상의 비트이다. 여러가지 시스템에서, 변조주파수는 예를 들면, 1 내지 30MHz 사이의 속도에서 정확히 고정되고 안정되지만, 다른 주파수가 사용될 수도 있다. 이 변조주파수는 하향변환 기준주파수 뿐만 아니라, 송신상향변환을 위한 기준주파수를 생성하기 위하여 편리하게 사용될 수 있는 착신 시간정보(incoming timing information)의 소스를 포함한다.

도 4는 본 발명의 실시를 예증하는 시스템을 제시하는 블럭도이다. 도 4의 시스템은 위성링크를 통한 고속의 신뢰할 수 있는 인터넷 통신 서비스를 제공한다. 특히, 도 4에서 허브 스테이션(hub station)(54)은 내용 서버(content server)(50)로부터 디지탈 데이타를 요구하고 수신할 수 있도록, 내용 서버(50)는 인터넷(52)에 연결되어 있고, 인터넷은 허브 스테이션(54)에 차례로 연결되어 있다. 허브 스테이션(54)은 또한 위성(56)을 통하여 복수의 원격장치(58A 내지 58N)와 통신할 수 있다. 예를 들면, 허브 스테이션(54)은 위성(56)에 정방향 업링크(forward uplink)(60)를 통해 신호를 송신한다. 위성(56)은 정방향 업링크(60)로부터 신호를 수신하고, 신호를 정방향 다운링크(forward downlink)(62)로 재송신한다. 정방향 업링크(60)와 정방향 다운링크(62)는 함께, 정방향 링크로 불려진다. 원격장치(58A 내지 58N)는 허브 스테이션(54)으로부터 원격장치 특정 메시지를 수신하고, 메시지를 방송하기 위하여 정방향 링크를 포함하는 하나 또는 그 이상의 채널을 모니터한다.

유사한 방식으로, 원격장치(58A 내지 58N)는 위성(56)에 역방향 업링크(reverse uplink)(64)를 통해 신호를 송신한다. 위성(56)은 역방향 업링크(64)부터 신호를 수신하고, 신호를 역방향 다운링크(66)로 재송신한다. 역방향 업링크(64)와 역방향 다운링크(66)는 함께, 역방향 링크로 불려진다. 허브 스테이션(54)은 원격장치(58A 내지 58N)로부터 메시지를 추출하기 위하여 역방향 링크를 포함하는 하나 또는 그 이상의 채널을 모니터링한다.

예시된 시스템의 한 실시태양에 있어서, 각 원격장치(58A 내지 58N)는 복수의 시스템 사용자와 연결된다. 예를 들면, 도 3에 있어서, 원격 장치(58A)는 근거리지역 전산망(local area network)(67)에 연결되고, 근거리지역 전산망은 사용자 단말기(68A 내지 68N)의 그룹과 차례로 연결된다. 사용자 단말기(68A 내지 68N)는 개인 또는 전산망 컴퓨터, 프린터, 디지탈 검침장치(digital meter reading equipment) 또는 이와 동일한 종류의 것과 같은 수 많은 형태의 근거리지역 전산망 노드(node)의 하나이다. 메시지가 사용자 단말기(68A 내지 68N)의 하나에 의도된 정방향 업링크를 통해 수신되었을 때, 원격장치(58A)는 메시지를 근거리지역 전산망(67)을 통해 적합한 사용자 단말기(68)에 전송한다. 유사하게, 사용자 단말기(68A 내지 68N)는 메시지를 근거리지역 전산망(67)을 통해 원격장치(58A)에 송신한다.

예시된 시스템의 한 실시태양에 있어서, 각 원격장치(58A 내지 58N)는 복수의 사용자에게 인터넷에 액세스(access)를 제공한다. 예를 들면, 사용자 단말기(68A)가 월드와이드웹(World Wide Web)에 액세스하기 위하여 브라우저(browser) 소프트웨어를 실행하는 개인용 컴퓨터라 가정하자. 브라우저가 사용자로부터 웹페이지 또는 내장된 대상물(embedded object)에 대한 요구를 수신받았을 때, 사용자 단말기(68A)는 잘 알려진 처리방식에 따라 요구메시지를 생성한다. 사용자 단말기(68A)는 또한 잘 알려진 처리방식을 사용하여, 원격장치(58A)에 근거리지역 전산망으로 요구메시지를 전송한다. 요구메시지에 기초하여, 원격장치(58A)는 역방항 업링크(64)와 역방향 다운링크(66)내 채널을 통해 무선링크 요구를 생성하고 송신한다. 허브 스테이션(54)은 역방향 링크를 통해 무선링크 요구를 수신한다. 무선링크 요구에 기초하여, 허브 스테이션(54)은 요구 메시지를 인터넷(52)을 통해 적합한 내용 서버(50)에 전달한다.

이에 대응하여, 내용 서버(50)는 인터넷(52)을 통해 요구된 페이지 또는 대상물을 허브 스테이션(54)에 전송한다. 허브 스테이션(54)은 요구된 페이지 또는 대상물을 수신하고 무선 링크 응답을 생성한다. 허브 스테이션은 정방향 업링크(60)와 정방향 다운링크(62)내 채널을 통해 무선 링크 응답을 송신한다.

원격장치(58A)는 무선 링크 응답을 수신하고 상응하는 응답 메시지를 근거리지역 전산망(67)을 통해 사용자 단말기(68A)에 전송한다. 이런 방식으로, 사용자 단말기(68A)와 내용 서버(67) 사이에 양방향 링크가 확립된다.

본 발명의 주파수 생성은 도 4의 하나 또는 그 이상의 원격장치(58A 내지 58N)내에서 편리하게 구체화될 수 있다. 원격장치의 이 실시태양는 도 5에 보다 자세히 예시되어 있다.

이 도면을 참조로 할 때, 무선 수신과 송신 기능을 위해 사용되는 회로소자는 분리된 단위내에 위치하고, 이들 단위중 하나 또는 그 이상이 "외부단위(outdoor unit)"(72, 74)로 알려진 아웃도어(outdoor)를 제공하고, 이들 단위중 하나 또는 그 이상이 "내부단위(indoor unit)"(90)로 알려진 인도어(indoor)를 제공한다. 위성접시(70)는 위성응답기(satellite transponder)를 경유하여 신호를 송신하고 수신하는데 사용된다. 이 위성접시는 위성접시(70) 바로 가까이에 위치하는 송신과 수신 회로소자에 연결된다. 한 실시태양에 있어서, 위성접시(70)는 빌딩의 옥상에 위치하고, 외부단위(72, 74)는 빌딩 외부 위성접시(70) 조립체에 직접 설치된다. 수신 외부단위(74)는 위성접시(70) 바로 가까이에 위치하는 낮은 노이즈 증폭기(noise amplifier)(76)와 하향변환시키는 혼합기(78)를 포함한다. 이로써 위성접시(70)로부터 증폭기(76)로 패스(path) 손실을 감소시키고, 시스템 노이즈를 눈에 띄도록 부각시킨다. 전력증폭기(84)와 위성접시(70) 사이에 패스 손실을 감소시키고, 전력증폭기(84)의 필요한 출력 증가를 피하기 위하여 송신 외부단위(72)는 또한 위성접시(70) 바로 가까이에 위치되는 상향변환 혼합기(82)와 전력증폭기(84)를 포함한다.

이 시스템은 위성접시(70) 바로 가까이에 위치할 필요가 없는 회로소자를 포함하는 내부단위(90)를 추가로 함유한다. 한 실시태양에 있어서, 내부단위는 그 시스템의 관리자에 보다 용이한 접근을 허용하는 편리한 위치에 위치한다. 그 내부단위(90)는 전선(92)에 의해 외부단위(72, 74)에 연결된다.

비록 본 발명의 실행에 필요한 것은 아니지만, 외부단위(72, 74)와 내부단위(90)내로 통신단위의 분할은 통신단위가 분리하여 제조되고, 시험되는 것을 가능케 한다. 예를 들면, 외부단위(72, 74)는 RF 설계제작소에 의해 제작되는 것이 바람직하다. 내부단위(90)는 통신 전문가인 회사에 의해 제조되는 것이 바람직하다. 한 실시태양에 있어서, 다양한 다른 주파수에서 작동하고, 다양한 다른 제작자에 의해 제조된 다양한 다른 외부단위와 적합하도록 내부단위(90)가 제작된다. 이 분야에 적합할 때, 외부단위(72, 74)와 내부단위(90)은 분리하여 서비스되거나, 교체되거나 또는 업그레이드된다. 다른 실시태양에 있어서, 하나 또는 그이상의 외부단위는 도 5에 예시된 것보다 더 기능적으로 제조될 수 있다.

위성접시(70)는 송신과 수신 신호에너지를 분리하여 제공하는 올서모드 트랜스듀서(orthomode transducer, OMT)(92) 또는 다른 장치에 연결된다. OMT(92)는 위성접시(70)으로부터 낮은 노이즈 증폭기(76)로 수신신호를 연계한다. OMT(92)는 또한 전력증폭기(84)로부터 위성접시(70)로 송신신호를 연계한다. 상술한 바와 같이, 낮은 노이즈 증폭기(76)는 수신된 신호를 중간주파수로 하향변환시키는 혼합기(78)에 연결되어 있다. 혼합기(78)의 출력은 전선(92)를 통해 내부단위(90)에 연계된다. 내부단위(90)내에서, 이하에서 추가로 설명되는 수신신호 프로세싱이 수행된다. 내부단위내에 제어기(96)는 내부와 외부 송신과 수신 회로를 통한 조절을 제공한다.

송신 프로세스 동안, 제어기(96)의 조절하에 신호발생기(98)는 시스템 사용자로부터 디지탈 데이타를 수신하고 송신을 위해 그 데이타를 코드화한다. 신호발생기(98)는 변조된 기저대역 메시지 신호를 생성한다. 이 기저대역 신호는 혼합기(100)에 의해 IF 신호와 혼합되고, 혼합기(100)로부터 변조된 IF 출력신호는 가변 게인증폭기(variable gain amplifier)(96)에 연결된다. 가변 게인증폭기(102)의 게인은 제어기(96)에 의해 조절된다. 가변 게인증폭기(96)로부터 출력 IF 신호는 전선(92)을 거쳐 외부단위(72)로 전달된다.

외부단위(72)내에, 혼합기(82)는 IF 신호를 송신에 적합한 RF 주파수로 상향변환시킨다. 예를 들면, 한 실시태양에 있어서, RF 중심 주파수는 Ku 밴드, Ka 밴드 또는 다른 적당한 밴드내에 위치한다. 혼합기(82)의 출력은 전력증폭기(84)로의 입력이다. 예를 들면, 전력증폭기(84)는 클래스 A 증폭기를 포함할 수 있다. 가능한 한, 전력증폭기(84)는 OMT(92)를 경유하여 위성접시(70)로 높은 전력의 RF 신호를 출력한다.

많은 응용에서, 위성접시에 의해 수신된 변조된 반송파는 10 내지 12 GHz의 중심 주파수를 갖는다. 이것은 10 내지 12 GHz 입력 신호를 자유통과 발진기(144)에 의해 생성된 대략 9 내지 11 GHz의 기준신호와 결합하고, 저역 또는 대역필터(low pass or bandpass filter)(108)로 여과함에 의해 대략 1 GHz 중간주파수(IF) 신호를 생성하도록 하향변환시킬 수 있다. IF 신호는 두 번째 혼합기(110)에 의해 기저대역 신호(명목상으로는 0 Hz 중앙주파수)로 더욱 하향변환시킬 수 있다. 기저대역 신호는 아날로그 디지탈 변환기(114)에 의해 표본추출된다. 아날로그 디지탈 변환기(114)로부터 디지탈 표본출력은 복조기(116)로 경유되어 송신된 비트스트림(bit stream)을 재건한다.

기저대역 신호를 송신을 위한 고주파 변조된 반송파로의 번역과 수신된 고주파 변조된 반송파를 기저대역 신호로 번역하기 위해 송신과 수신 과정 모두 기준신호의 발생을 필요로 한다. 이들 기준신호는 혼합기(82, 100, 110)와 결합된 위상 또는 주파수동기루프(phase or frequency-locked loop, PLL)(120, 122, 124)에 의해 생성된다. 위상동기루프는 내부 프로그램될 수 있는 루프분할기(loop divider)를 포함하고, 특히 입력신호의 주파수에 선택된 정수의 곱인 p/q율에 일치하는 주파수를 갖는 출력신호를 생성하도록 배열되어진다. 선택된 비율은 위상동기루프내에 루프분할기 값을 설정함에 의해서 제어기(96)에 의해 디지탈적으로 조절될 수있다.

송신 위상동기루프(120, 122)의 출력은 송신 반송파 주파수가 역시 정확하고 안정되도록 정확하고 안정되는 것이 중요하다. 도 2를 참조로 하여 상술하였듯이, 통상적인 통신 시스템에 있어서, 이것은 PLL(120, 122) 입력과 연계된 고가의 자유통과 발진기를 제공함과 수신 동안에 하향변환된 기저대역 신호를 분석하여 남아있는 발진기 잔류편차를 수정함에 의해 흔히 달성되어져 왔다. 그러나, 도 5에 예시된 본 발명의 실시태양에 있어서는 이러한 고가의 구성물은 불필요하다. 대신에 PLL(120, 122)의 입력은 고정된 가변발진기(130)로부터 나온다. 몇가지 실시태양에 있어서, 가변발진기(130)가 전압제어 발진기를 포함한다는 것은 장점이다.

전압제어 발진기(130)의 출력주파수는 그 값을 수신된 변조주파수에 고정하기 위해 좁은 오차범위 내에 설정될 수 있다. 이러한 실시태양에 있어서, 이것은 아날로그 디지탈 변환기(114)로부터 변조주파수 추출기(132)로 디지탈 표본을 경유함에 의해 달성될 수 있다. 변조주파수 추출기(132)는 기저대역 변조를 모니터링하기 위해 표본 값을 프로세스한다. 변조주파수 추출기(132)는 이 정보를 사용하여 수신된 변조주파수에 묶여진 주파수를 갖는 아날로그 출력신호를 생성한다. 기저대역 변조는 대표주파수 또는 비트율에 일치하진 않지만, 다양한 미리 정해진 방식으로 수신된 대표주파수에 관련되는 다양한 주파수 성분을 갖을 수 있다. 이러한 변조주파수 성분의 일부가 변조주파수 추출기(132)에 의해 추출될 수 있었다. 실제적으로, 복조기(116)에 의해 수행된 기저대역 복조단계에서, 비트율 및/또는 변조주파수에 관련된 시간신호는 전형적으로는 이미 생성된다. 이러한 실시태양에있어서, 변조주파수 추출기(132)는 이미 존재하는 복조기(116)의 일부분이다.

변조주파수 추출기(132)의 이러한 아날로그 출력은 루프분할기(135)를 통하여 위상비교기(134)에 입력된다. 위상비교기(134)는 또한 다른 루프분할기(136)를 통하여 전압제어 발진기(130)로부터 두 번째 입력을 수신한다. 위상비교기(134)의 출력은 저역필터(138)로 여과되고 나서, 전압제어 발진기(130)로 입력된다. 이러한 폐루프제어(closed loop control)를 갖고서, 전압제어 발진기(130)의 출력주파수는 변조주파수 추출기(132)의 출력주파수에 두 루프분할기(135, 136)의 설정에 의해 결정되는 정수의 곱에 일치할 것이고, 이것은 제어기(96)의 디지탈적 설정일 수 있다. 전압제어 발진기(130)의 출력이 상당히 장기간 동안에 수신된 변조주파수의 통과평균에 기초하도록 필터(138)의 차단주파수가 변조주파수보다 크게 낮은 것이 일반적으로 편리하다. 비록 하나의 특별한 회로가 설명을 목적으로 예시되었지만, 다양하게 알려진 위상동기루프 구조, 주파수동기루프 구조, 또는 다른 신호합성기 회로가 기준주파수를 변조주파수 추출기(132)의 출력에 고정하도록 사용될 수 있는 분야에서 이와 같은 기술은 가치가 있을 것이다.

데이타가 다양한 다른 정격속도에서 수신되기 때문에, 루프분할기(135, 136)는 현재의 정격 데이타 속도에 기초하여 제어기(96)에 의해 업데이트될 수 있다. 이런 방식으로, 비록 그 시스템이 다른 착신 데이타 속도에 사용되더라도, 전압제어 발진기(130)의 출력주파수는 일정하게 유지될 수 있다. 전압제어 발진기(130)의 출력은 그때 위성접시(70)에 의하여 출력을 위한 기저대역 변조된 신호를 상향변환하기 위한 주파수를 제공하는 PLL(120, 122)에 입력된다. 도 5에서 또한 나타낸 바와 같이, 전압제어 발진기의 출력은 IF 신호를 기저대역으로 하향변환시키는데 사용되는 PLL(124)에 입력으로 사용될 수 있다.

본 발명의 이러한 실시태양은 IF로의 하향변환을 위한 주파수 기준으로서 자유통과 발진기(144)와 결합하는 외부 수신단위(74)를 사용하는 것이 가능하도록 하는 편리함을 제공한다. 이러한 특성의 자유통과 하향변환기는 위성 텔레비젼 방송시장을 위하여 대량 생성되고, 매우 저렴하다. 그러나, 그것은 쌍방 디지탈 데이타 통신응용에 사용되어질 수 없다. 대신에, 주문 제작되어 상대적으로 고가인 외부단위가 사용되는데, 그 이유중 하나는 IF 단계로 하향변환시에 자유통과 발진기는 계측불능의 하향변환 에러를 생성하기 때문이다. 하향변환 에러의 측정이 발진기 잔류편차를 정량하는데 사용될 수 있기 때문에, 이것은 송신상향변환을 위한 기준을 제공하는 분리된 발진기(예를 들어, 도 2에 37로 표시됨)내 주파수 잔류편차를 수정하는 것을 불가능하게 한다. 도 5의 실시태양은 기준주파수 표준이 외부 수신단위(74)내 자유통과 발진기(144)의 에러에 의해 영향받지 않는 기저대역 변조에 의해 제공되기 때문에 이러한 편차가 존재하지 않는다.

또한, 도 5의 실시태양은 부정확한 자유통과 발진기(144)에 기인된 수신과정에서의 하향변환 에러의 수정을 가능하게 한다. 이들 에러는 복조기(116)에 의하여 수행되는 복조과정에서 발견될 수 있고, 제어기는 이들 에러를 보상하기 위하여 두 번째 수신 하향변환과 연관된 PLL(124)에 루프분할기를 조정할 수 있다.

따라서, 도 6을 참조하면, 본 발명의 한 실시태양은 먼저 블럭(150)에서, 자유통과 발진기를 사용하여 수신된 변조 반송파 신호를 중간주파수로 하향변환시킴에 의하여 작동한다. 다음에 블럭(152)에서, 중간주파수 신호는 가변발진기를 사용하여 기저대역 신호로 하향변환된다. 블럭(154)에서, 이들 기저대역 신호는 분석되고, 변조주파수가 추출된다. 블럭(158)에서, 가변발진기의 출력주파수는 추출된 변조주파수에 고정된다. (158) 단계에서, 고정된 가변발진기는 송신상향주파수를 생성하는데 사용될 수 있다.

따라서, 수신된 기저대역 변조로부터 추출되는 변조주파수는 매우 정확하고 안정하며, 상향변환과 하향변환 과정을 위한 기준으로 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위한 변조주파수의 사용은 고가의 내부발진기를 요구하지 않으므로 비용절감을 가능케 한다. 본 발명을 통해, IF로 하향변환을 위해 자유통과 발진기를 사용하는 것이 가능하다. 그러한 자유통과 하향변환기는 텔레비젼 방송산업을 위해 대량 생산되고 매우 저렴하지만, 고속 쌍방향 디지탈 데이타 통신 환경에 사용되지 않았다.

본 발명은 기본 정신이나 본질적 특성으로부터 이탈됨이 없이 다른 특정 형태로 구현될 수 있다. 설명된 실시태양는 모든 면에서 단지 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명의 범위가 이들 실시태양에 국한되지 않고, 상술한 설명보다는 첨부되는 청구범위에 의해 나타내어진다. 청구범위와 등가되는 의미와 범위내에 속하는 모든 변경은 이들 범위내에 포함된다.

Claims (21)

1. (i) 변조된 반송파(modulated carrier)를 수신하는 단계;

   (ii) 전기 변조된 반송파로부터 변조주파수(modulation frequency)를 유도하는 단계;

   (iii) 전기 변조주파수에 발진기 출력주파수(oscillator output frequency)를 고정하는 단계; 및,

   (iv) 전기 발진기 출력주파수를 사용하여 송신상향변환주파수(transmit upconversion frequency)를 생성하는 단계를 포함하는, 무선통신 시스템에 있어서 송신상향변환주파수를 생성하는 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   (i) 변조된 반송파를 하향변환(downconverting)시켜 중간 주파수 신호(intermediate frequency signal)를 발생시키는 단계; 및,

   (ii) 중간 주파수신호를 하향변환시켜 기저대역 신호(baseband signal)를 발생시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는

   송신상향변환주파수를 생성하는 방법.
3. 제 2항에 있어서,

   유도는 기저대역 신호로부터 변조주파수를 유도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는

   송신상향변환주파수를 생성하는 방법.
4. 제 2항에 있어서,

   중간주파수 신호로의 하향변환은 자유통과 발진기(free-running oscillator)를 사용하여 수행하는 것을 특징으로 하는

   송신상향변환주파수를 생성하는 방법.
5. 제 2항에 있어서,

   기저대역 신호를 발생시키기 위한 하향변환은 발진기 출력주파수로부터 유도된 기준주파수(reference frequency)로 수행하는 것을 특징으로 하는

   송신상향변환주파수를 생성하는 방법.
6. 제 1항에 있어서,

   고정단계는 위상 또는 주파수 동기루프(locked loop)를 갖는 전압제어 발진기(voltage-controlled-oscillator)로 입력전압(input voltage)을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는

   송신상향변환주파수를 생성하는 방법.
7. 제 1항에 있어서,

   변조된 반송파는 위성으로부터 수신되는 것을 특징으로 하는

   송신상향변환주파수를 생성하는 방법.
8. (i) 변조된 반송파신호를 포함하는 입력과 1차 기저대역 신호를 포함하는 출력을 갖는 하향변환 회로소자(downconversion circuitry);

   (ii) 전기 1차 기저대역 신호로부터 유도된 출력주파수를 갖는 가변발진기(variable oscillator)를 포함하고, 입력으로 전기 1차 기저대역 신호를 갖는 기준주파수 발생기(reference frequency generator); 및,

   (iii) 전기 가변발진기 출력주파수를 포함하는 입력을 갖는 상향변환 회로소자를 포함하는 통신기구.
9. 제 8항에 있어서,

   가변발진기 출력은 또한 하향변환 회로소자와 연계된 것을 특징으로 하는

   통신기구.
10. 제 8항에 있어서,

    가변발진기는 전압제어 발진기를 포함하는 것을 특징으로 하는

    통신기구.
11. 제 8항에 있어서,

    기준주파수 발생기는 1차 입력으로서 변조주파수 신호를, 2차 입력으로서 가변발진기 출력을 갖는 위상비교기(phase comparator)를 포함하는 것을 특징으로 하는

    통신기구.
12. 제 11항에 있어서,

    위상비교기는 저역통과 필터(low pass filter)를 통해 가변발진기의입력과 연계된 출력을 갖는 것을 특징으로 하는

    통신기구.
13. (i) 상향변환 회로소자;

    (ii) 하향변환 회로소자; 및,

    (iii) 전기 하향변환 회로소자와 전기 상향변환 회로소자의 출력사이에 연결된 기준주파수 발생기를 포함하는 통신장치.
14. 제 13항에 있어서,

    기준주파수 발생기는 가변발진기를 포함하는 것을 특징으로 하는

    통신장치.
15. 제 14항에 있어서,

    가변발진기는 전압제어 발진기를 포함하는 것을 특징으로 하는

    통신장치.
16. 제 14항에 있어서,

    기준주파수 발생기는 하향변환 회로소자의 출력과 결합된 1차 입력과 가변발진기의 출력과 연계된 2차 입력을 갖는 위상비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는

    통신장치.
17. 제 16항에 있어서,

    위상비교기는 가변발진기의 출력주파수를 조절하기 위하여 가변발진기에 연계된 출력을 포함하는 것을 특징으로 하는

    통신장치.
18. (i) 수신기;

    (ii) 송신기;

    (iii) 전기 수신기와 연결되고, 출력으로서 변조주파수로부터 유도된 출력신호를 갖는 변조주파수 추출기(modulation frequency extractor);

    (iv) 가변주파수 기준신호(variable frequency reference signal)를 생성하기 위한 수단;

    (v) 전기 변조주파수 추출기의 출력신호에 전기 가변주파수 기준신호를 고정하기 위한 수단; 및,

    (vi) 전기 가변주파수 기준신호로부터 송신상향변환신호를 생성하기 위한 수단을 포함하는 무선통신기구.
19. 제 18항에 있어서,

    가변주파수 기준신호를 생성하기 위한 수단은 전압제어 발진기를

    포함하는 것을 특징으로 하는

    무선통신기구.
20. 제 19항에 있어서,

    가변주파수 기준신호를 고정하기 위한 수단은 1차 입력으로 변조주파수 추출기의 출력신호를, 2차 입력으로 가변주파수 기준신호를 갖는 위상비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는

    무선통신기구.
21. (i) 수신기에 의해 수신된 신호로부터 변환주파수를 추출하는 단계; 및,

    (ii) 전기 변환주파수로부터 송신상향변환주파수를 유도하는 단계를 포함하는 송신기와 수신기를 포함하는 무선 통신기구에 있어서, 전기 송신기를 위한 송신상향변환주파수를 생성하는 방법.