KR20060047461A - 무선 신호 수신 장치 - Google Patents

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Abstract

무선 신호 수신 장치가 제안되며, 디지털로 전송되는 적어도 하나의 무선 신호의 수신을 위한, 그리고 아날로그로 또는 아날로그 디지털 혼합으로 전송되는 적어도 하나의 무선 신호의 수신을 위한 장치가 제공되며, 아날로그로 전송되는 적어도 하나의 무선 신호를 중주파수로 변환하기 위해, 예를 들어 혼합 발진기 신호의 신호원과 같은 수신기 요소에 의해 출력되는 신호가 사용되고, 혼합 발진기 신호는 디지털로 전송되는 적어도 하나의 무선 신호의 주파수 변환을 위해 제공된다. 미국의 IBOC의 경우에 혼합 모드가 사용되며, DRM에서는 디지털 스탠다드가 153kHz와 26.5MHz 사이의 종래의 아날로그 증폭 변조 주파수에서 제공된다.
무선 신호 수신 장치, 디지털 전송, 아날로그 전송, 발진기.

Description

무선 신호 수신 장치{A DEVICE FOR RECEIVING RADIO SIGNALS}
도1은 본 발명에 따른 장치의 개략 블록 선도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 안테나
2, 3, 18, 19: 수신 필터
5, 6: 증폭기 조정부
9: 고주파수 발진기
16: 증폭기
17: 중주파수 발진기
20: 자동 증폭 조정기
21: 혼합기
22: 주파수 체감기
29: 필터
본 발명은 무선 신호 수신 장치에 관한 것이며, 디지털로 전송되는 적어도 하나의 무선 신호를 수신하기 위한 장치 및 아날로그 또는 디지털과 아날로그로 혼합되어 전송되는 적어도 하나의 무선 신호를 수신하기 위한 장치 및 적어도 하나의 아날로그 무선 신호를, 예를 들어 디지털로 전송되는 적어도 하나의 무선 신호의 주파수 변조를 위해 제공되는 혼합 발진 신호의 신호원과 같은 수신 요소에 의해 출력되는 중주파수 신호로 변환하기 위해 사용되는 장치가 제공된다. 미국의 IBOC의 경우, DRM 에서 디지털 스탠다드가 종래의 아날로그 증폭 변조의 주파수, 즉, 153kHz와 26.5MHz 사이에 제공되는 혼합 모드가 제공된다.
2000년 9월 25일-27일 "Micro Tech 2000" 전시회에서 공개된, 클로윈, 기스케, 호프만, 쿠퍼슈미트, 믈라스코, 네버펠드, 파소크 슈프라이츠 및 슈테판의 "D-Fire 2: 칩에 DAB/FM이 조합된 리시버 시스템" 공개물 제3장에는 DAB 무선 수신을 위한 수신 설계가 공지되어 있고, 이 무선은 L 대역 신호에 대해 1452 내지 1492 MHz 범위, 그리고 III 대역 신호에 대해 170 내지 240 MHz 범위 내에서 완성된 신호 경로를 제공하고, 여기서 2개의 혼합기, 자동 증폭 조정식 중주파수 증폭기 자동 고주파수 증폭 조정기 및 단일 칩에 대한 요구 위상 조정 루프가 구현된다.
설계 목적은 작은 치수, 저렴한 제조 및 에너지 절약에 있다.
본 발명의 목적은 무선 송신자로부터의 다양한 스탠다드 주파수가 부분적으로 상이한 주파수 대역에서 방사되는 2개 이상의 스탠다드 주파수를 수신할 수 있는 수신 설계를 달성하는 것이다. 이를 위해, 서로 무관한 복수의 아날로그 신호 경로가 예를 들어 DAB 주파수, AM 주파수, DRM 주파수 및 FM 주파수를 포함하는 개 별 주파수 대역의 수신을 위해 제공된다. 본 발명은 상이한 스탠다드 주파수를 수신하기 위한 신호 경로의 일부를 공동으로 사용하는 것을 그 기본 구상으로 한다. 여기서, 확장 주파수 범위 또는 예를 들어 FM 주파수 대역 내의 DAB 신호의 수신과 같은 추가 주파수에 대한 스탠다드 주파수의 평가 가능성이 고려된다. 이러한 수신 설계를 통해 특히 IC 상에 집적하는 것은 상당히 간단해지거나 또는 가능해진다. 본 발명에 따르면, 이러한 목적은 독립항의 특징에 의해 달성된다. 바람직한 구성 및 설계는 종속 청구항에서 알 수 있다.
바람직하게는, 디지털로 전송되는 무선 신호는 2개의 상이한 주파수 대역으로 분할되어 전송된다. 전송 스탠다드 DRM의 경우에는 장파, 중파, 모든 단파-대역이 해당된다.
또한, 디지털로 전송되는 무선 신호가 적어도 하나의 전송 스탠다드에 따라 디지털 오디오 방송(DAB), 디지털 라디오 방송(DRM), 디지털 다중 방송(DMB) 및 디지털 비디오 지역 방송(DVB-T)으로 전송되는 것은 바람직하다.
또한, 주파수 변조 아날로그 무선 신호(FM)가 특히 88MHz와 108MHz 사이의 반송파 주파수에 있고 그리고/또는 증폭 변조 무선 신호(AM)가 특히 520khZ와 1710kHz 사이의 반송파 주파수에 있는 것은 바람직하다. 그러나, 본 발명은 일본의 대략 76MHz 내지 90MHz의 상응 주파수의 수신 및 대략 150kHz과 26.5MHZ 사이의 모든 AM 주파수의 수신에 관한 것이다. 모든 대역에서의 신호는 디지털 또는 아날로그 또는 혼합 변조로 제공되거나 수신된다.
또한, AM 주파수 신호는 예를 들어, 가용 펄스 신호로부터 유도되거나 또는 적어도 하나의 디지털로 전송되는 무선 신호의 혼합을 위해 제공된 신호에 의해 주파수 변조 무선 신호의 수신을 위한 주파수로 변환되고, 아날로그로 전송되는 증폭 변조된 무선 신호는, 상기 장치에 의해 펄스 신호로부터 유도되거나 또는 이미 제공된 신호로부터 유도된 주파수로부터 예를 들어 FM 주파수 대역에 상응하는 주파수 대역으로 변환된다. 이때, 신호를 수신하기 위한 회로 블럭은 다른 주파수 범위 내에서 제공될 수 있고 이 주파수 범위로 변환된 신호의 수신을 위해 사용될 수 있다.
또한, 디지털로 전송되는 무선 신호의 처리를 위한 부품, 주파수 변조로 전송되는 무선 신호의 처리를 위한 부품 및 예를 들어 LNA(Low Noise Amplifier), 혼합기, ZF-증폭기 및/또는 ZF-필터와 같은 증폭 변조로 전송되는 무선 신호의 처리를 위한 부품이 하나의 칩 상에 일체식으로 집적되는 것은 바람직하다.
또한, 디지털로 전송되는 무선 신호의 송출, 주파수 변조로 전송되는 무선 신호의 송출 및 증폭 변조로 전송되는 무선 신호의 송출을 위해 마련된 아날로그 중주파수 증폭기가 제공되는 것은 바람직하다. 이 주파수 증폭기는 신호를 선택적으로 또는 동시에 증폭시킬 수 있다.
바람직하게는, 예를 들어 DAB 신호와 같이 디지털로 전송되는 무선 신호의 수신을 위해 이중 혼합 스테이지가 마련되며, 하나 또는 2개의 ZF 필터가 집적되며, 신호 처리의 후속 신호 처리 단계는 상응하게 구성된다.
바람직하게는, 하나 이상의 신호 경로의 ZF 신호가 혼합 스테이지와 일체되고 후속 신호 처리 스테이지는 상응하게 구성된다.
또한, 상이한 신호 경로의 적어도 2개의 혼합 스테이지에 대해 적어도 하나의 공동의 진폭기로부터 혼합 신호가 유도되는 것은 바람직하다.
바람직하게는, 복수의 수신 주파수/수신 대역을 위해 사용되는 신호 경로 부분의 외부 및 내부 ZF 필터에는 동일한 또는 상이한 대역폭을 갖는 하나 이상의 필터가 연속으로 또는 선택적으로 전자적으로 연결된다. 복수의 필터가 연속으로 연결되는 경우, 필터의 삽입 감쇠 요소 또는 차단 및 임피던스 적응을 위한 증폭기가 구성될 수 있다.
또한, ZF 증폭기에 후속되는 신호 처리 스테이지가 칩 상에 일체식으로 집적된 아날로그/디지털 변환기인 것은 바람직하다. A/D 변환기는 예를 들어 상이한 중주파수의 2개의 신호를 동시에 변환하여, 이러한 구성이 예를 들어 DAB 수신 및 TMC 데이터 수신을 동시에 가능케 하는 것은 바람직하다.
본 발명의 다른 특징, 적용 가능성은 도면을 참조로 후술되는 본 발명의 실시예의 상세한 설명에서 설명된다. 설명되거나 도시된 모든 특징들은 청구항의 요약 또는 그 인용 관계 및 그 형식 또는 상세한 설명 또는 도면의 설명과는 무관하게 단독적으로 또는 임의의 조합으로 본 발명의 대상을 형성한다.
이하, 본 발명의 도면을 참조로 상세히 설명된다.
도1에는 조합식 수신기의 개략적인 블록 선도가 도시되고, 이 수신기는 예를 들어 DAB 신호, FM 신호 및 AM 신호를 조합식 단일 수신 설계를 이용하여 송수신 가능하다. 종래 기술의 수신 설계에 비해, 도1은 저잡음 증폭기(LAN)로서 자동 증 폭 조정기(20, AGC) 및 혼합기(21)를 포함한다. 여기에는 중주파수(ZF) 필터(29) 및 중주파수(ZF) 증폭기(16)가 연결된다. 주파수 체감기(22)로부터 혼합기(21)로 공급되는 발진기 신호의 발생은, 주파수 체감기(22)에 의해 주파수 비율이 1:M으로 체감될 경우, DAB 신호 경로의 중주파수 발진기(17)의 중주파수 발진 신호로부터 획득된다. 이로써, 주파수 변조 신호 경로(FM-경로)의 일체를 위해 추가의 위상 조정 루프(PLL)가 요구되지 않는다. 증폭 변조 수신 주파수에 대한 신호 경로의 일체는 추가의 혼합기(24)에 의해 수행된다. 혼합기(24)에 의해, 수신되는 AM 대역은 고주파수 범위, 즉, FM 대역으로 변환되어, 상술된 FM 신호 경로의 AM 수신 신호의 추가의 신호 처리를 위해 아날로그 중주파수 출력부(ZF-Out)가 사용될 수 있다. 여기서, AM 주파수 범위의 사용 시에 FM 신호 경로의 동조 범위의 전체가 확장될 수 있거나 또는 혼합 신호가 변환 가능한 주파수 체감기에 의해 상응하게 체감되어, 혼합 출력 신호가 범세계적인 FM 수신 대역 내에 놓인다.
상세하게는, 도1에 도시된 실시예에서 모든 수신 대역에 대한 조합식 안테로 구성될 수 있는 안테나(1)가 도시된다. 그러나, 개별 대역에 대해 별도의 안테나가 제공되고 수신 신호가 개별 수신 필터(2, 3, 18, 19)에 별도로 또는 전체적으로 공급되는 것도 가능하다. 안테나 출력 신호는 수신 신호의 사전 선택을 행하는 III 대역을 위한 수신 필터(2)에 공급된다. III 대역 필터(2)의 출력 신호는 DAB-/FM-/AM- 수신 장치의 입력부에 공급된다. 또한, 안테나 출력 신호는, 마찬가지로 수신 주파수의 사전 선택을 행하고 수신 필터(3)의 출력 신호를 수신 장치(4)의 다른 입력부에 공급하는 L 대역을 위한 수신 필터(3)에 공급된다. 수신 필터(2, 3) 의 출력 신호는 예를 들어 저잡음 증폭기(LNAs)로서 실시될 수 있는 증폭기 조정부(AGCs, 5, 6)에 자동으로 공급된다. 증폭기 조정부(5, 6)의 증폭된 출력 신호는 III 대역에 대한 혼합기(7) 및 L 대역에 대한 혼합기(7)에 공급된다. 혼합기(7, 8)는 추가의 입력 신호로서, 선택적으로 스위치(10)를 이용하여 혼합기(7, 8)에 직접 주어질 수 있거나 또는 주파수 체감기(11)에 의해 1:N 비율로 혼합기(7, 8)에 공급 가능한 고주파수 발진기(RF-VCO, 9)의 출력 신호를 포함한다. 주파수 체감기(11)의 상응하는 설정 또는 설계 시에 III 대역은 상향으로 그리고 L 대역은 하향으로 공통의 중주파수로 혼합될 수 있다. 이를 통해, 다른 수신 주파수에 대한 상술된 수신 설계의 평가도 가능하다.
중간 증폭기(12)의 출력 신호가 외부에 배열된 제1 중주파수 필터(13)에 공급되기 이전에, 혼합기(7, 8)의 출력 신호가 공동의 중간 증폭기(12)에 공급된다. 일 변형예는 활성 필터 스위치의 사용 하에 중주파수 필터가 일체되는 것이고, 다른 변형예는 상기 필터를 제거하는 것인데, 이때 후속되는 신호 처리 스테이지는 이에 상응하여 큰 신호에 강하게 구성되야 한다. 그 다음, 제1 중주파수 필터(13)의 출력 신호는 제2 중주파수 신호(IF-VCO)를 처리하기 위한 유닛(17)의 출력 신호를 다른 혼합기 신호로서 획득하는 중주파수 혼합기(14)에 공급되며, 중주파수 혼합기(14)의 출력 신호는 외부에 배열되며 일체된 활성 제2 중주파수 필터(15)에 다시 공급된다. 여기서, 제2 중주파수 필터가 차단되면, 후속 신호 경로는 레벨 설계 시에 상응하게 구성되야 한다. 출력 증폭기(16)의 출력 신호가 추가의 처리를 위한 중주파수 출력 신호(ZF-Out)로서 제공되기 전에, 일체형 또는 내부의 제2 중 주파수 필터(15)의 출력 신호가 중주파수 출력 증폭기(16)에 공급된다. 고주파수 발진기(9, RF-VCO) 및 중주파수 발진기(17, IF-VCO)가 외부에 배열될 수 있는 기준 발진기(30)의 주파수(fref)를 이용하여 제어된다. 이 기준 주파수(fref)는 발진기(26)에 공급되고, 발진기(26)에 의해 제1 위상 조정 루프(27, PLL) 및 제2 위상 조정 루프(28, PLL)가 조정된다. 제1 위상 조정 루프(27)의 출력 신호는 고주파수 발진기(9, RF-VCO)에 공급되고 제2 위상 조정 루프(28)의 출력 신호는 중주파수 발진기(17, IF-VCO)에 공급된다.
FM 대역 수신 필터(18)에 공급되는 FM 대역의 다른 신호가 안테나(1)에 의해 수신된다. FM 대역 수신 필터(18)는 수신 주파수의 사전 선택을 행하고 사전 선택 신호를 수신 장치(4)의 FM 입력부에 공급하는데, 상기 장치에서 상기 신호는 FM 대역을 위한 자동 증폭 조정부(20)에 공급된다. 예비 증폭 후에 자동 증폭 조정부에 의해, FM 신호가 혼합기(21)에 공급되는데, 이때 FM 신호는 중주파수로 변환된다. 이를 위해, 주파수 체감기(22)를 통해 비율 1:M 으로 체감되고 혼합기(21)에 공급되는, 중주파수 발진기(17)의 출력 신호가 혼합기(21)에 공급된다.
도시된 실시예에서, 혼합기(21)가 영상 저지 혼합기로서 실시될 수 있으나, 혼합기(21)는 단순 혼합기로 실시될 수도 있다. 혼합기(21)가 영상 저지 혼합기 로 구성될 경우에, 더 적은 외부 요소가 필요하므로, 공간 절약적이며 비용이 적절한 구조가 달성된다.
혼합기(21)의 출력 신호가 FM 및 AM 대역(29)에 대한 외부 배열된 중주파수 필터에 공급되고, 이에 의해 FM 대역이 동조될 수 있다. 중주파수 필터(29)의 출력 신호는 추가 처리를 위한 중주파수 출력 신호를 제공하는 중주파수 출력 증폭기(16)에 다시 공급된다.
예를 들어 중파 주파수에서 혼합 모드를 갖는 미국의 IBOC 시스템에서와 같이 증폭된 그리고/또는 디지털 변조된 AM 대역의 수신 신호를 수신하기 위해, 이미 구성되어 있는 신호 경로가 사용되는데, AM 주파수 범위의 수신 신호는 안테나(1)에 의해 AM 대역 수신 필터(19)를 통해 사전 선택되며, 예를 들어 조정 가능한 저잡음 증폭기(LNA)로서 구성될 수 있는 AM 대역에 대한 자동 증폭 조정부(AGC)로 공급된다. 자동 증폭 조정부(23)의 출력 신호는 혼합기(24)에 공급되고, AM 대역 신호는 FM 대역 신호로 변환된다. 이를 위해, 혼합기 주파수 필터(25)를 통해 필터링되는 발진기(26)의 출력 신호가 혼합기(24)에 공급되어, 혼합기(24)에 대한 변환 주파수가 제공된다. 혼합기(24)의 출력 신호는 FM 대역 내의 신호가 되어, 이 신호가 FM 수신 경로에 의해 계속 처리될 수 있고, 혼합기(24)의 출력기 신호는, FM 대역에 대한 자동 증폭기 조정부로서 저잡음 증폭기(LNA) 형태로 구성될 수 있는 증폭기(20)에 공급된다. AM 신호가 FM 대역으로 변환되어, AM 주파수뿐만 아니라 FM 주파수에서의 수신 신호도 단일 수신 경로에 의해 처리되고, 이는 FM 주파수에 대한 DAB 전송 스펙트럼의 가능한 평가 시에 바람직하다. 또한, 예를 들어 DAB 또는 DRM과 같은 디지털 무선 프로세스에 대해 사용되는 III 대역 또는 L 대역을 위한 회로가 FM AM 주파수의 수신 신호에 대해 사용될 수 있는 것도 가능하다. 또한, 제어 장치(31)에 대한 인터페이스가 제공되며, 이에 의해 개별 수신 파라미터 가 설정될 수 있고, 증폭기 설정 또는 주파수 체감기를 위한 회로가 상응하게 설정될 수 있다.
예를 들어 하나 이상의 아날로그/디지털 변환기가 일체된 상술된 실시예의 다른 변형예도 가능하다. FM 신호 경로의 중주파수 신호가 혼합기(21)에서 혼합 과정 후에 추가되는 것이 절대 필요한 것이 아니라, 2개의 아날로그/디지털 변환기에 공급될 수 있다. 외부 중주파수 필터(13, 15)의 사용이 차단될 수 있고, 중주파수 필터의 선택이 적을 경우, 혼합 스테이지(14)는 상응하게 큰 신호에 강하게 구성되야 하고 다른 아날로그/디지털 변환기가 제공되야 한다. DAB 수신용 회로의 제조를 위해, 양 중주파수 필터(13, 15)의 하나 또는 양 중주파수 필터가 일체되거나 또는 경우에 따라서 제거될 수 있고, 이 필터들이 FM AM 수신에 사용되는 것은 바람직하다. 사용된 필터의 비용이 큰 관점이 된다. 일체 및 특히 제거는 후속 신호 경로가 상응하게 적응되야 한다는 것을 의미한다.
일체된 아날로그/디지털 변환기는 각 신호 경로의 중주파수 증폭기에 따라 행해진다. 이는 예를 들어 별도의 IC 또는 백엔드(backend)에 일체된다. 특히, 변환기를 프론트엔드에 일체하는 것은 신호의 복조 및/또는 디코딩이 소프트웨어로 구성 가능한, 예를 들어 디지털에 의한 신호 프로세서와 같은 하나의 부품에서 수행될 수 있다. 이러한 방법은 안정적이며 확실히 비용 절감적이다. 특히 스탠다드 부품의 사용은 특정 전송 스탠다드를 제외한 작은 칩 면 또는 칩 면이 필요없이 유지되야하는 장점을 제공한다. DAB 디코드를 위해 유럽에서 사용되는 연산 성능을 이용하여 미국에서의 IBOC 디코딩 또는 범세계적인 DRM 디코딩에 사용된다.
무선 송신자로부터의 다양한 스탠다드 주파수가 부분적으로 상이한 주파수 대역에서 방사되는 2개 이상의 스탠다드 주파수를 수신할 수 있다.

Claims (13)

  1. 디지털로 전송되는 적어도 하나의 무선 신호를 수신하기 위한, 그리고 아날로그로 전송되는 적어도 하나의 무선 신호를 수신하기 위한 무선 신호 수신 장치에 있어서,
    디지털로 전송되는 적어도 하나의 무선 신호의 주파수를 변환하기 위해 제공된 수신기 요소에 의해 출력되는 신호가, 아날로그로 전송되는 적어도 하나의 무선 신호의 주파수를 변환하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 디지털로 전송되는 무선 신호는 하나 이상의 상이한 주파수 대역으로 분할되어 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 디지털로 전송되는 무선 신호가 적어도 하나의 전송 스탠다드에 따라 디지털 오디오 방송(DAB), 디지털 라디오 방송(DRM), 디지털 다중 방송(DMB) 및 디지털 비디오 지역 방송(DVB-T)으로 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 아날로그로 전송되는 무선 신호(FM)가 특히 88MHz와 108MHz 사이의 반송파 주파수에 있고 그리고/또는 증폭된 그리고/또는 디지털 변조 무선 신호(AM)가 특히 153khZ와 26.5MHz 사이의 반송파 주 파수에 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 하나의 수신 신호가 기준 주파수로부터 유도된 신호에 의해, 다른 수신 대역의 수신을 위한 주파수로 변환되어 다른 수신 대역의 신호 경로 내에서 계속 처리되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 신호의 수신을 위한 장치는 통상적으로 DAB-, FM- 및 AM- 수신을 위해 사용되는 다양한 주파수 대역 내에서 칩 상에 일체식으로 집적되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 하나의 수신 신호는 지역 TV 아날로그 신호 또는 DVB-T 신호를 나타내는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 다양한 수신 대역에서 수신된 신호를 송출하기 위해 제공되는 아날로그 중주파수 증폭기가 제공되며, 신호는 동시에 또는 선택적으로 증폭되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 전송되는 무선 프로그램의 수신을 위해, 이중 혼합 스테이지가 제공되며, 하나 또는 2개의 ZF 필터가 일체되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 혼합 스테이지를 갖는 하나 이상의 신호 경로의 ZF 필터가 일체되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 혼합 스테이지에 대한 상이한 신호 경로에서, 혼합 신호가 적어도 하나의 공동의 발진기로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 수신 주파수 및/또는 주파수 대역에 대해 사용되는 신호 경로의 ZF 필터에 하나 이상의 동일한 또는 상이한 대역폭이 연속으로 또는 선택적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, ZF 증폭기의 신호를 계속 처리하는 신호 처리 스테이지는 칩 상에 일체식으로 집적된 아날로그/디지털 변환기인 것을 특징으로 하는 장치.
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