KR20040056472A - 주파수 호핑 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주파수 호핑 시스템 및 그 방법에 관하여 개시한다. 본 발명은 직접변환 방식을 이용하며, 주파수 호퍼의 출력신호와 고정 PLL의 출력신호를 주파수 변환하여 아날로그 단에서 주파수 호핑을 한다. 따라서 본 발명에 따르면 빠른 주파수 호핑이 가능하고, 넓은 대역의 주파수 호핑이 가능하다.

Description

주파수 호핑 시스템 및 그 방법{FREQUENCY HOPPING SYSTEM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 주파수 호핑(Frequency Hopping) 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 광대역의 멀티미디어 통신에 사용되는 주파수 호핑 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

위성을 이용한 멀티미디어 통신은 광대역 서비스를 제공할 수 있는 시스템이다. 특히, 유럽의 DVB-RCS(Digital Video Broadcasting and Return Channel via Satellite)는 양방향 위성통신을 위한 규격으로서 MF-TDMA(multi-frequency time division multiple access)를 사용하며, 변조방식으로는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)를 사용한다.

이것은 리턴 링크(Return Link)가 최대 4Mbps를 지원하고, 최대 20㎒ 범위를 호핑(Hopping)해야 하며, 각 타임슬롯(Timeslot) 간에 빠른 주파수 호핑을 요구한다.

한편, 도 1a는 일반적인 주파수 호핑 시스템을 구현한 것이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 종래에는 일반적으로 디지털 단에서 변조 및 주파수 호핑을 구현하였다. 즉, 디지털 신호를 IQ 변조(In-phase Quadrature-phase Modulation)하고, 이때 DDS(Direct Digital Synthesizer)를 이용하여 로우 IF(Low Intermediate Frequency) 신호를 생성한다.

그런데, 디지털 신호처리 기술이 아직 발달하지 않아서 도 1과 같이 디지털 단에서 높은 주파수의 신호를 발생시키는 데 어려움이 있으며, IF 신호 발생 후에도 혼합기(Mixer)(400)에서 아날로그 PLL(Analog Phase Locked Loop)(300) 신호와 혼합하여 주파수 상향 변환하여야 RF(Radio frequency) 신호를 얻을 수 있다.

또한, 이렇게 출력된 RF 신호에는 IF 신호의 주파수 상향 변환된 신호와 아날로그 PLL(300) 신호가 같이 존재한다. 그런데, 아날로그 PLL(300) 신호와 RF 신호의 간격이 좁기 때문에 필터를 이용하여 원하는 주파수 신호를 얻을 때 출력신호의 불요 주파수(Spurious) 특성이 나빠져서 아날로그 PLL(300) 신호를 제거하기가어렵다.

즉, 도 1b에 도시된 바와 같이, 일정 대역을 가지는 변조 신호인 RF신호와 아날로그 PLL(300) 신호의 중심간 거리(A)는 비교적 멀지만, RF 신호의 에지(edge)와 아날로그 PLL(300) 신호와의 거리(B)는 가깝다. 따라서 필터를 이용하여 아날로그 PLL(300) 신호를 제거하려면 성능이 우수한 필터를 사용하여야 하며, 이에 따라 단말 단가가 상승할 뿐만 아니라 필터의 크기가 커서 단말의 크기가 커지는 문제점이 있다.

또한, 광대역 신호일수록 RF 신호와 아날로그 PLL(300) 신호간의 거리가 가깝기 때문에 종래의 주파수 호핑 시스템은 광대역 멀티미디어 신호를 전송하는 데 부적합하다.

그러므로 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광대역의 멀티미디어 신호를 전송하고자 할 때 단말의 크기를 작게 하면서도 빠른 주파수 호핑이 가능한 주파수 호핑 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1a 내지 도 1b는 종래 기술에 따른 주파수 호핑 시스템과 출력 신호를 나타낸 도이다.

도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 호핑 시스템과 출력 신호를 나타낸 도이다.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

100 : 변조기 200 : 주파수 호퍼

300 : 아날로그 PLL 400 : 혼합기

500 : 고정 PLL

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 RF 신호를 송신하는 송신기에서 신호의 주파수를 변환하여 RF(Radio Frequency) 신호를 생성하는 주파수 호핑 시스템은, 소정 패턴에 따라 주파수가 시간적으로 변환된 신호를 출력하는 주파수 호퍼; 주파수가 고정된 신호를 출력하는 고정 PLL(Phase Locked Loop); 상기 주파수 호퍼와 고정 PLL의 출력신호를 혼합하여 주파수 호핑된 국부신호를 출력하는 혼합기; 및 기저대역장치에서 출력된 I(In-phase), Q(Quadrature-phase) 신호를 입력받아서 상기 주파수 호핑된 국부 신호와 각각 합성하고, 상기 합성된 두 신호를 결합하여 RF 신호를 출력하는 변조기를 포함한다.

상기 기저대역장치에서 출력된 I(In-phase), Q(Quadrature-phase) 신호를 각각 아날로그 신호로 변환하여 상기 변조기로 출력하는 제1, 제2 DAC(Digital to Analog Converter)를 더 포함한다.

또한 본 발명의 특징에 따른 RF 신호를 송신하는 송신기에서 신호의 주파수를 변환하여 RF(Radio Frequency) 신호를 생성하는 주파수 호핑 방법은, a) 소정 패턴에 따라 주파수가 시간적으로 변환된 신호와 주파수가 고정된 신호를 혼합하여 주파수가 호핑된 국부 신호를 생성하는 단계; 및 b) 기저대역장치에서 출력된 I(In-phase), Q(Quadrature-phase) 신호를 상기 주파수 호핑된 국부 신호와 각각 합성하고, 상기 합성된 두 신호를 결합하여 RF 신호를 출력하는 단계를 포함한다.

상기 b) 단계는,

상기 기저대역장치에서 출력된 I(In-phase), Q(Quadrature-phase) 신호를 각각 아날로그 신호로 변환하는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

최근 무선통신 시스템에서는 단말의 크기를 줄이기 위해 RF 신호로부터 디지털 방식으로 인코딩된 동상 및 90° 어긋난 위상(I, Q)신호에서 IF 신호를 거치지않고 직접 RF 신호를 추출하는 직접변환(Direct Conversion) 방식을 사용하고 있는데, 본 발명에서는 이러한 직접변환 방식을 이용하여 주파수 호퍼(200)(Frequency Hopper)(DDS)의 신호와 아날로그 PLL(300)의 신호를 혼합하여 광대역의 빠른 주파수 호핑을 구현한다.

도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 호핑 시스템을 나타낸 것이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 주파수 호핑 시스템은 디지털 신호인 I, Q 신호를 IF 신호로 변환하지 않고, 직접변환(Direct Conversion) 방식으로 RF 신호로 주파수 변환할 때, 고정 PLL(Fixed Phase Locked Loop)(500)과 주파수 호퍼(DDS)(200)의 신호를 합성하여 주파수 변환된 출력 신호인 호핑 LO(Hopping Local Oscillator) 신호를 생성한다. 이렇게 생성된 호핑 LO 신호를 QPSK 변조기(100)에 입력하면 RF 신호가 출력되며, 이 RF 신호의 불요 주파수 특성은 우수하다.

한편, 도 2b는 호핑 LO 신호를 생성하는 과정을 나타낸 것이다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 주파수 호퍼(200)의 출력신호와 고정 PLL(500)의 신호는 모두 변조되지 않은 신호이므로, 이 두 신호의 주파수 변환에 의해 생성된 호핑 LO 신호와 고정 PLL(500) 신호간의 간격은 비교적 넓다. 따라서, 특성이 우수하지 않은 소형 필터를 사용하더라도 고정 PLL(500) 신호를 쉽게 제거할 수 있다.

상기 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 주파수 호퍼의 출력신호와 고정 PLL의 출력신호를 주파수 변환하여 아날로그 단에서 주파수 호핑을 하기 때문에 빠른 주파수 호핑이 가능하고, 넓은 대역에 대하여 주파수 호핑을 할 수 있다.

또한, 디지털 방식으로 인코딩된 동상 및 90° 어긋난 위상(I, Q)신호에서 IF 신호를 거치지 않고 직접 RF 신호를 추출하는 직접변환(Direct Conversion) 방식을 이용함으로써 단말기의 크기 및 단가를 줄일 수 있다.

Claims (4)

1. RF 신호를 송신하는 송신기에서 신호의 주파수를 변환하여 RF(Radio Frequency) 신호를 생성하는 주파수 호핑 시스템에 있어서,

   소정 패턴에 따라 주파수가 시간적으로 변환된 신호를 출력하는 주파수 호퍼;

   주파수가 고정된 신호를 출력하는 고정 PLL(Phase Locked Loop);

   상기 주파수 호퍼와 고정 PLL의 출력신호를 혼합하여 주파수 호핑된 국부 신호를 출력하는 혼합기; 및

   기저대역장치에서 출력된 I(In-phase), Q(Quadrature-phase) 신호를 입력받아서 상기 주파수 호핑된 국부 신호와 각각 합성하고, 상기 합성된 두 신호를 결합하여 RF 신호를 출력하는 변조기

   를 포함하는 주파수 호핑 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기저대역장치에서 출력된 I(In-phase), Q(Quadrature-phase) 신호를 각각 아날로그 신호로 변환하여 상기 변조기로 출력하는 제1, 제2 DAC(Digital to Analog Converter)

   를 더 포함하는 주파수 호핑 시스템.
3. RF 신호를 송신하는 송신기에서 신호의 주파수를 변환하여 RF(Radio Frequency) 신호를 생성하는 주파수 호핑 방법에 있어서,

   a) 소정 패턴에 따라 주파수가 시간적으로 변환된 신호와 주파수가 고정된 신호를 혼합하여 주파수가 호핑된 국부 신호를 생성하는 단계; 및

   b) 기저대역장치에서 출력된 I(In-phase), Q(Quadrature-phase) 신호를 상기 주파수 호핑된 국부 신호와 각각 합성하고, 상기 합성된 두 신호를 결합하여 RF 신호를 출력하는 단계

   를 포함하는 주파수 호핑 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 b) 단계는,

   상기 기저대역장치에서 출력된 I(In-phase), Q(Quadrature-phase) 신호를 각각 아날로그 신호로 변환하는 단계

   를 포함하는 주파수 호핑 방법.